发动机排气系统及车辆的制作方法

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1.本公开涉及发动机技术领域，具体地，涉及一种发动机排气系统及搭载有该排气系统的车辆。

背景技术：

2.相关技术中，为满足愈加严苛的排放法规，通常设计有多级独立的催化器，发动机燃烧产生的废气经多级催化器，充分反应后排出到大气中。然而，由于催化器数量较多，增加了前机舱布置的难度，并且那些布置的离发动机较远的催化器，尤其在冷启动时，升温速度缓慢，影响催化性能。另外，相关技术中排气歧管的布置使得排气汇集在一起，气流之间互相干扰，导致发动机排气不顺，影响发动机性能。

技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种发动机排气系统及车辆。
4.根据本公开实施例的第一方面，提供一种发动机排气系统，包括：气缸、排气歧管和催化器，所述气缸中的废气经所述排气歧管排出，所述排气歧管的出口与所述催化器的入口连通，所述催化器的出口与发动机排气管路连通，其中，所述催化器内集成设置有颗粒捕集器和沿排气方向依次布置的多级催化器载体。
5.可选地，所述排气歧管包括供气体流通的第一通路、第二通路、第三通路和第四通路，所述第一通路和所述第四通路汇聚以形成为第一气道，所述第二通路和所述第三通路汇聚以形成为第二气道。
6.可选地，所述排气歧管一体铸造成型于所述气缸的缸盖内部。
7.可选地，所述催化器通过连接管与所述排气歧管连通，所述连接管内部被分隔为用于与所述第一气道连通的第一流道和用于与所述第二气道连通的第二流道。
8.可选地，所述连接管包括管体和设置在所述管体内部的分隔件，所述分隔件沿所述管体的延伸方向拉伸，以将所述管体分隔为所述第一流道和所述第二流道。
9.可选地，所述连接管的第一端设置有第一法兰部，所述缸盖上设置有用于与所述第一法兰部密封配合的第二法兰部，所述第一气道的出口和所述第二气道的出口形成在所述第二法兰部上。
10.可选地，所述第一法兰部和所述第二法兰部之间设置有密封件。
11.可选地，所述连接管的第二端通过卡箍可拆卸地与所述催化器的入口连通。
12.可选地，所述多级催化器载体包括前催化器载体和后催化器载体。
13.根据本公开实施例的第二方面，提供一种车辆，包括上述任意一项所述的发动机排气系统。
14.公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：将颗粒捕集器和多级催化器载体集成在一个催化器中，即，节省了相关技术中因设置独立的多级催化器和颗粒捕集器所需的空间，优化了整车设计空间，有利于其他零部件的布置。另外，将相关技术中的多
级催化器载体集成在一个催化器中，使废气仍旧经过多级排气净化，这样，不仅对排气净化的功能没有改变，而且减小了后级催化器载体与发动机之间的距离，使发动机的热量更容易传递到催化器，缩短了载体温度达到工作温度的时间，以便更好满足排气系统再生功能的需求，提升发动机排气系统的响应性能，特别是在冷启动时，有利于更快的发挥催化器的作用，改善发动机冷机排放，提升发动机的排放性能。
15.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
17.图1是本公开示例性实施方式提供的发动机排气系统的原理图；
18.图2是本公开示例性实施方式提供的发动机排气系统的结构图；
19.图3是本公开示例性实施方式提供的缸盖的结构图；
20.图4是图3中沿a-a方向的剖面图；
21.图5是本公开示例性实施方式提供的连接管的结构图。
22.附图标记说明
23.100-气缸，1-缸盖，11-排气歧管，111-第一气道，1111-第一通路，1112-第四通路，112-第二气道，1121-第二通路，1122-第三通路，113-第二法兰部，2-连接管，21管体，211-第一流道，212-第二流道，22-分隔件，23-第一法兰部，3-催化器，31-颗粒捕集器，32-前催化器载体，33-后催化器载体。
具体实施方式
24.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
25.在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”是根据相应附图指示的方向进行定义的，而“内”、“外”是指相应部件本身轮廓的内和外。此外，本公开使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。
26.如图1和图2所示，本公开提供一种发动机排气系统，包括气缸100、排气歧管11和催化器3，气缸100中的废气经排气歧管11排出，排气歧管11的出口与催化器3的入口连通，催化器3的出口与发动机排气管路连通，其中，催化器3内集成设置有颗粒捕集器31和沿排气方向依次布置的多级催化器载体。具体工作过程：废气中的颗粒在催化器3中被捕集，当捕集的颗粒积累到一定量时，便发生再生过程，在多级催化器3的作用下，捕集的颗粒与氧气发生催化反应而被消耗。
27.值得解释的是，上述将多级催化器载体布置在催化器3中是指，将相关技术中独立且分散设置在多个催化器3，例如，前催化器载体32和后催化器载体33集成在一个催化器3中，由此便省去了后催化器载体33和颗粒捕集器31的开发和布置工作，也即，节省了相关技术中因设置独立的多级催化器和颗粒捕集器所需的空间，优化了整车设计空间，有利于其
他零部件的布置。并且将多级催化器载体集成后，由于贵金属催化的利用率上升，使得对贵金属的用量减少，降低了排气系统的成本。
28.本公开将相关技术中的多级催化器载体集成在一个催化器3中，以包括前催化器载体32和后催化器载体33为例，是将相关技术中的一个或多个后催化器载体33集成到前催化器载体32中，这样实质上并没有改变废气依次经多级催化器载体而充分催化的过程，只不过这些过程不再发生于多个独立的催化器中，而是在一个催化器3中完成，即，废气仍旧经过多级排气净化。这样，不仅对排气净化的功能没有改变，而且减小了后级催化器载体与发动机之间的距离，使发动机的热量更容易传递到催化器3，缩短了载体温度达到工作温度的时间，以便更好满足排气系统再生功能的需求，提升发动机排气系统的响应性能。特别是，在冷启动时，有利于更快的发挥催化器的作用，改善发动机冷机排放，提升发动机的排放性能。
29.根据本公开的一些实施方式，以四缸发动机为例，如图3和图4所示，排气歧管11包括供气体流通的第一通路1111、第二通路1121、第三通路1122和第四通路1112。其中，第一通路1111和第四通路1112汇聚以形成为第一气道111，第二通路1121和第三通路1122汇聚以形成为第二气道112，这样，在任意一个通路排气时，均不会与前一顺序的通路产生干扰。
30.具体来说，在第一通路1111排气时，避免与第二通路1121和第三通路1122产生干扰；在第二通路1121排气时，避免与第一通路1111和第四通路1112产生干扰；以此类推，在第三通路1122排气使，避免与第一通路1111和第四通路1112产生干扰；在第四通路1112排气时，避免与第二通路1121和第三通路1122产生干扰。
31.通过上述技术方案，相较于相关技术中各气道之间因存在重叠角而使排气相互干扰，本公开将第一通路1111和第四通路1112汇聚并将第二通路1121和第三通路1122汇聚以形成双气道的方式，能够避免排气相互干涉，使发动机排气更加顺畅，以便吸收更多的新鲜空气，在同等喷油量的前提下，有更多的燃油参与燃烧，有利于改善发动机性能。
32.继续参考图3和图4，排气歧管11可以一体成型于气缸100的缸盖1内部。这种将排气歧管11集成于缸盖1内部的方式，相较于相关技术外置歧管的方式，能够省去开发独立的歧管的工作，由此，通过减少零部件的方式，使得发动机小型化，便于节省前机舱设计空间。可选地，排气歧管11可以铸造的方式一体成型与缸盖1内部。
33.在本公开其他一些实施方式中，以排气歧管11一体成型于缸盖1内部为例，为了使气缸100中的废气能够排出到催化器3中，如图1、图2和图5所示，催化器3可以通过连接管2与所述排气歧管11连通，即，以连接管2作为沟通气缸100和催化器3的中间通道。连接管2内部被分隔为用于与第一气道111连通的第一流道211和用于与第二气道112连通的第二流道212，也即，连接管2内部仍然形成为双流道，从而将双流道的设计延伸至催化器3的入口。双流道设计的目的与前述通过通路汇聚的方式形成的双气道类似，即，避免排气相互干涉，使发动机排气更加顺畅，以便吸收更多的新鲜空气，在同等喷油量的前提下，有更多的燃油参与燃烧，有利于改善发动机性能。
34.如图5所示，连接管2可以包括管体21和设置在管体21内部的分隔件22，分隔件22沿管体21的延伸方向拉伸，以将管体21分隔为第一流道211和第二流道212。这里的“拉伸”一词旨在表明分隔件22的延伸状态，而并非是一个动态的形成过程。具体来说，在这一实施方式中，采用的方式是将一根管体21通过分隔件22分隔成双流道。当然，在其他一些实施方
式中，连接管2也可以采用将两个方管或圆管焊接在一起的方式，或者采用两个半方管或半圆管，将中间架上隔板后焊接在一起的方式，只要能够实现双流道并保证密封性即可。
35.同时参考图3和图5，为了实现连接管2与缸盖1间的连接，连接管2的第一端可以设置有第一法兰部23。缸盖1上设置有用于与第一法兰部23密封配合的第二法兰部113，第一气道111的出口和第二气道112的出口形成在第二法兰部113上，即，第二法兰部113可以采用一体铸造的方式形成在缸盖1上。其中，第一气道111的出口与第一流道211的入口位置相对应，第二气道112的出口与第二流道212的入口位置相对应。第一法兰部23和第二法兰部113之间通过螺纹紧固件可拆卸连接。
36.为避免在连接管2和缸盖1连接位置发生窜气而削弱双气道/流道对发动机性能的提成，第一法兰部23和第二法兰部113之间可以设置有密封件，例如，密封件可以设置为高温密封垫或高温密封胶。连接管2上的分隔件22与第二法兰部113上两个气道的出口之间的位置相对应，安装时，通过密封件进行密封，避免窜气，或者密封件也可以设置成与第二法兰部113截面形状相适应。
37.连接管2的第二端用于连通催化器3，为了便于维护，连接管2的第二端可以通过卡箍可拆卸地与催化器3的入口连通。除了通过卡箍的方式外，应当理解的是，连接管2的第二端可以采用任何便于拆卸的方式与催化器3连通，例如采用卡扣的方式，此处不再赘述。配合第一法兰部23和第二法兰部113之间通过螺栓紧固件，实现了连接管2的方便拆装。
38.根据本公开实施例的第二方面，提供一种车辆，包括上述任一实施方式中的发动机排气系统，并具有其所有的有益效果，此处不再赘述。
39.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
40.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
41.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

技术特征：

1.一种发动机排气系统，其特征在于，包括：气缸、排气歧管和催化器，所述气缸中的废气经所述排气歧管排出，所述排气歧管的出口与所述催化器的入口连通，所述催化器的出口与发动机排气管路连通，其中，所述催化器内集成设置有颗粒捕集器和沿排气方向依次布置的多级催化器载体。2.根据权利要求1所述的发动机排气系统，其特征在于，所述排气歧管包括供气体流通的第一通路、第二通路、第三通路和第四通路，所述第一通路和所述第四通路汇聚以形成为第一气道，所述第二通路和所述第三通路汇聚以形成为第二气道。3.根据权利要求2所述的发动机排气系统，其特征在于，所述排气歧管一体铸造成型于所述气缸的缸盖内部。4.根据权利要求3所述的发动机排气系统，其特征在于，所述催化器通过连接管与所述排气歧管连通，所述连接管内部被分隔为用于与所述第一气道连通的第一流道和用于与所述第二气道连通的第二流道。5.根据权利要求4所述的发动机排气系统，其特征在于，所述连接管包括管体和设置在所述管体内部的分隔件，所述分隔件沿所述管体的延伸方向拉伸，以将所述管体分隔为所述第一流道和所述第二流道。6.根据权利要求5所述的发动机排气系统，其特征在于，所述连接管的第一端设置有第一法兰部，所述缸盖上设置有用于与所述第一法兰部密封配合的第二法兰部，所述第一气道的出口和所述第二气道的出口形成在所述第二法兰部上。7.根据权利要求6所述的发动机排气系统，其特征在于，所述第一法兰部和所述第二法兰部之间设置有密封件。8.根据权利要求4所述的发动机排气系统，其特征在于，所述连接管的第二端通过卡箍可拆卸地与所述催化器的入口连通。9.根据权利要求1所述的发动机排气系统，其特征在于，所述多级催化器载体包括前催化器载体和后催化器载体。10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的发动机排气系统。

技术总结

本公开涉及一种发动机排气系统及车辆，发动机排气系统包括：气缸、排气歧管和催化器，气缸中的废气经排气歧管排出，排气歧管的出口与催化器的入口连通，催化器的出口与发动机排气管路连通，其中，催化器内集成设置有颗粒捕集器和沿排气方向依次布置的多级催化器载体。这样，不仅对排气净化的功能没有改变，而且减小了后级催化器载体与发动机之间的距离，使发动机的热量更容易传递到催化器，缩短了载体温度达到工作温度的时间，以便更好满足排气系统再生功能的需求，提升发动机排气系统的响应性能。能。能。