本发明涉及摩托车技术领域，特别是涉及一种摩托车排气管及摩托车。
背景技术：
摩托车在工作过程中，发动机的燃烧室产生的废气会排至排气管内并经排气管排出。然而，废气在排气管内流通时会反射排气压力波。在气门重叠角期间，一旦遇到幅值较高的排气压力正波，排出的废气就会反射回燃烧室，导致部分废气通过打开的进气门倒灌至进气道内，使得发动机的充气效率下降，导致发动机的扭矩减小。
技术实现要素：
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种摩托车排气管及摩托车，能够更好地降低废气的倒灌量，从而提高发动机的充气效率，增加发动机的扭矩。
一种摩托车排气管，包括第一连管及第一套管，所述第一连管的入口用于与发动机连通，所述第一套管套设在所述第一连管外形成第一谐振腔体，所述摩托车排气管还包括第二连管及第二套管，所述第二连管的出口用于与消音器连通，所述第一连管的出口与所述第二连管的入口对应设置，所述第一套管远离所述第二连管的一端封闭，所述第一套管靠近所述第二连管的一端具有开口，所述开口与所述第二连管的入口间隔设置，所述第二套管的两端分别套设在所述第一套管外与所述第二连管外形成第二谐振腔体，且所述第二套管的两端均封闭。
本发明还提供一种摩托车，包括发动机、摩托车本体、消音器及上述摩托车排气管，所述发动机与所述摩托车本体驱动连接，所述第一连管的入口与发动机连通，所述第二连管的出口与消音器连通。
上述摩托车排气管，第一套管套设在第一连管外形成第一谐振腔体，第二套管的两端分别套设在第一套管外与第二连管外形成第二谐振腔体。在发动机处于低转速的工作状态下，由于此时进气流速低，形成的进气压力波幅值也非常小，在气门重叠角期间，进气门和排气门均打开，一旦遇到幅值相对较高的排气反射正波，就会导致废气倒灌现象发生。在反射排气压力波作用下第二连管内的废气向第一连管反向流动时，第一谐振腔体内的气体向第二连管流动以压制废气的倒灌，第二谐振腔体内的气体在开始倒灌初期向第二连管流动以压制废气的倒灌，随后第二谐振腔体则转为吸收流出第一谐振腔体后又折返的部分气体和未被第一谐振腔体内的气体压制的废气，从而通过第一谐振腔体和第二谐振腔体的协同作用极大限度地降低废气的倒灌量，且改善的情况在低转速状态表现尤为突出。在发动机处于中高转速的工作状态下，随着进气流速提高，进气压力也随之增大，大的进气压力本身就可以遏制重叠角期间部分废气倒灌，但仍有改善空间。由于中高速时的废气流速高惯性大，在反射排气压力波作用下第二连管内的废气向第一连管反向流动时，开口与第二连管的入口之间的气体压力较低，这促使第一谐振腔体内的气体以较高流速向第二连管流动以压制废气的倒灌，同时第二谐振腔体内的气体也向第二连管流动以压制废气的倒灌，从而降低废气的倒灌量。该摩托车排气管及摩托车，利用第一谐振腔体和第二谐振腔体的配合能够更好地降低废气的倒灌量，从而提高发动机的充气效率，增加发动机的扭矩。
在其中一个实施例中，所述第一谐振腔体的容积大于所述第二谐振腔体的容积。如此，第一谐振腔体和第二谐振腔体能够压制不同频段的排气压力波，同时可以避免产生共振，噪音较小。
在其中一个实施例中，所述第一连管的出口与所述第二连管的入口间隔设置。如此，当废气向第一连管反射排气压力波时，不易直接倒灌至第一连管内，而是经过第一谐振腔体内气体的压制和第二谐振腔体吸收或第二谐振腔体内气体的压制后再倒灌至第一连管内，从而降低废气的倒灌量。
在其中一个实施例中，所述第一连管的出口尺寸小于所述第二连管的入口尺寸，保证废气流通顺畅。所述开口的尺寸小于所述第二连管的入口尺寸，使得被第一谐振腔体内气体压制的废气能够顺利回到第二连管内，从而抑制废气的倒灌。
在其中一个实施例中，所述第一套管包括相连的第一管段及第二管段，所述第一管段的尺寸大于所述第二管段的尺寸，所述开口设置在所述第二管段上。由于第一管段的尺寸大于第二管段的尺寸，第一谐振腔体内的气体能够以更高的流速向第二连管流动，对废气的压制效果更好。
在其中一个实施例中，所述第二管段的截面包括依次相连的第一连接段、第一避让段、第二连接段及第二避让段，所述第一连接段与所述第二连接段相对设置，所述第一避让段与所述第二避让段相对设置，所述第一连接段、第二连接段分别与所述第一连管连接。如此，既能够实现第一套管对第一连管的支撑固定，又能够避免因气体膨胀而导致第一连管开裂的问题。
在其中一个实施例中，所述第一连接段、第二连接段分别与所述第一连管焊接，保证第一套管与第一连管的可靠连接。
在其中一个实施例中，所述摩托车排气管还包括端盖，所述端盖上设有安装孔，所述第一连管的入口与所述安装孔连通，所述第一套管远离所述第二连管的一端固定在所述端盖上。一方面，通过端盖能够方便地将第一连管与发动机连通；另一方面，利用端盖能够便于将第一套管远离第二连管的一端封闭。
在其中一个实施例中，所述第一连管的入口与所述第一连管的出口之间的距离为300mm-600mm，所述开口与所述第二连管的入口之间的距离为5mm-30mm，且所述第一连管的出口与所述第二连管的入口之间的距离大于所述开口与第二连管的入口之间的距离。使用以上参数制成的摩托车排气管能够很好地起到抑制废气倒灌的作用。
附图说明
图1为本发明实施例所述的摩托车排气管的结构示意图；
图2为图1中沿a-a方向的剖视示意图；
图3为图1中沿b-b方向的剖视示意图；
图4为图1中沿c-c方向的剖视示意图；
图5为本发明实施例所述的摩托车的结构示意图；
图6为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于低转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图一；
图7为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于低转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图二；
图8为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于低转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图三；
图9为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于低转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图四；
图10为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于低转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图五；
图11为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于中高转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图一；
图12为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于中高转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图二；
图13为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于中高转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图三；
图14为图3中沿d-d方向剖开，且在发动机处于中高转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图四；
图15中为图3沿d-d方向剖开，且在发动机处于中高转速的工作状态下所述摩托车排气管的气体流动矢量图五。
附图标记说明：
10、第一连管，20、第二连管，30、第一套管，300、第一谐振腔体，310、第一管段，320、第二管段，321、开口，322、第一连接段，323、第一避让段，324、第二连接段，325、第二避让段，40、第二套管，400、第二谐振腔体，50、端盖，60、发动机，70、摩托车本体，80、消音器。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
结合图1-5所示，本实施例所述的摩托车排气管，包括第一连管10、第二连管20、第一套管30及第二套管40。所述第一连管10的入口用于与发动机60连通，所述第二连管20的出口用于与消音器80连通。所述第一连管10的出口与所述第二连管20的入口对应设置。所述第一套管30套设在所述第一连管10外形成第一谐振腔体300，所述第一套管30远离所述第二连管20的一端封闭，所述第一套管30靠近所述第二连管20的一端具有开口321，所述开口321与所述第二连管20的入口间隔设置。所述第二套管40的两端分别套设在所述第一套管30外与所述第二连管20外形成第二谐振腔体400，且所述第二套管40的两端均封闭。
上述摩托车排气管，第一套管30套设在第一连管10外形成第一谐振腔体300，第二套管40的两端分别套设在第一套管30外与第二连管20外形成第二谐振腔体400。
摩托车的发动机60具有高转速、转速范围跨度大及进排气脉动现象显著等特点，其谐振的发生主要集中在某一特定转速段。为了全面分析所述摩托车排气管的工作性能，有必要将发动机60的工作状态按照转速分为低转速状态和中高转速状态。
图6示出了在发动机处于低转速(3500rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至385°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
图7示出了在发动机处于低转速(3500rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至395°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
图8示出了在发动机处于低转速(3500rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至405°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
图9示出了在发动机处于低转速(3500rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至415°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
图10示出了在发动机处于低转速(3500rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至425°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
其中，图6-图10中箭头黑色的深浅可以反映出气体的流动速率大小。箭头黑色越深表示气体的流动速率越大，箭头黑色越浅表示气体的流动速率越小。
在发动机60处于低转速的工作状态下，由于此时进气流速低(参考图6)，形成的进气压力波幅值也非常小，在气门重叠角期间，进气门和排气门均打开，一旦遇到幅值相对较高的排气反射正波，就会导致废气倒灌现象发生(参考图7)。在反射排气压力波作用下第二连管20内的废气向第一连管10反向流动时，第一谐振腔体300内的气体向第二连管20流动以压制废气的倒灌，第二谐振腔体400内的气体在开始倒灌初期向第二连管20流动以压制废气的倒灌(参考图8)，随后第二谐振腔体400则转为吸收流出第一谐振腔体300后又折返的部分气体(因为从第一谐振腔体300内流出的气体在低转速时惯性小，部分气体在下游遇到高气压废气后折返)和未被第一谐振腔体300内的气体压制的废气(参考图9、图10)，从而通过第一谐振腔体300和第二谐振腔体400的协同作用极大限度地降低废气的倒灌量，且改善的情况在低转速状态表现尤为突出。
图11示出了在发动机处于中高转速(7000rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至385°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
图12示出了在发动机处于中高转速(7000rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至395°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
图13示出了在发动机处于中高转速(7000rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至405°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
图14示出了在发动机处于中高转速(7000rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至415°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
图15示出了在发动机处于中高转速(7000rpm)的工作状态下，当发动机的曲轴转至425°时所述摩托车排气管的气体流动矢量图。
其中，图11-图15中箭头黑色的深浅可以反映出气体的流动速率大小。箭头黑色越深表示气体的流动速率越大，箭头黑色越浅表示气体的流动速率越小。
在发动机60处于中高转速的工作状态下，随着进气流速提高(参考图11)，进气压力也随之增大，大的进气压力本身就可以遏制重叠角期间部分废气倒灌(参考图12)，但仍有改善空间。由于中高速时的废气流速高惯性大，在反射排气压力波作用下第二连管20内的废气向第一连管10反向流动时，开口321与第二连管20的入口之间的气体压力较低，这促使第一谐振腔体300内的气体以较高流速向第二连管20流动以压制废气的倒灌，同时第二谐振腔体400内的气体也向第二连管20流动以压制废气的倒灌(参考图13、图14、图15)，从而降低废气的倒灌量。
该摩托车排气管及摩托车，利用第一谐振腔体300和第二谐振腔体400的配合能够更好地降低废气的倒灌量，从而提高发动机60的充气效率，增加发动机60的扭矩。
另外，开口321与第二连管20的入口间隔设置，能够减小废气流动时产生的噪声，同时通过第一谐振腔体300和第二谐振腔体400的配合，还能够进一步提升消音器80的消音效果。而且开口321的方向与第一连管10的出口的方向相一致，使得第一谐振腔体300内气体的流动方向与第一连管10内废气的流动方向是平行或基本平行的，能够直接有效地抑制排气压力波，能量损耗较小。
进一步地，所述第一谐振腔体300的容积大于所述第二谐振腔体400的容积。如此，第一谐振腔体300和第二谐振腔体400能够压制不同频段的排气压力波，同时可以避免产生共振，噪音较小。
再进一步地，所述第一连管10的出口与所述第二连管20的入口间隔设置。如此，当废气向第一连管10反射排气压力波时，不易直接倒灌至第一连管10内，而是经过第一谐振腔体300内气体的压制和第二谐振腔体400吸收或第二谐振腔体400内气体的压制后再倒灌至第一连管10内，从而降低废气的倒灌量。
在本实施例中，所述第一连管10的出口尺寸小于第二连管20的入口尺寸，保证废气流通顺畅。所述开口321的尺寸小于所述第二连管20的入口尺寸，使得被第一谐振腔体300内气体压制的废气能够顺利回到第二连管20内，从而抑制废气的倒灌。
结合图1所示，所述第一套管30包括相连的第一管段310及第二管段320，所述第一管段310的尺寸大于所述第二管段320的尺寸，所述开口321设置在所述第二管段320上。由于第一管段310的尺寸大于第二管段320的尺寸，第一谐振腔体300内的气体能够以更高的流速向第二连管20流动，对废气的压制效果更好。优选地，所述第一管段310与第二管段320平滑过渡，确保气体流动顺畅。
结合图2-3所示，所述第二管段320的截面包括依次相连的第一连接段322、第一避让段323、第二连接段324及第二避让段325，所述第一连接段322与所述第二连接段324相对设置，所述第一避让段323与所述第二避让段325相对设置，所述第一连接段322、第二连接段324分别与所述第一连管10连接。如此，既能够实现第一套管30对第一连管10的支撑固定，又能够避免因气体膨胀而导致第一连管10开裂的问题。具体地，所述第一连接段322、第二连接段324分别与所述第一连管10焊接，保证第一套管30与第一连管10的可靠连接。
本实施例所述的第一连管10为圆管。相应地，所述第一连接段322为弧形段，所述第二连接段324为弧形段，固定可靠。所述第一套管30可以通过压管工艺压合在第一连管上，从而得到所述第一管段310及第二管段320。
结合图5所示，所述摩托车排气管还包括端盖50，所述端盖50上设有安装孔，所述第一连管10的入口与所述安装孔连通，所述第一套管30远离所述第二连管20的一端固定在所述端盖50上。一方面，通过端盖50能够方便地将第一连管10与发动机60连通；另一方面，利用端盖50能够便于将第一套管30远离第二连管20的一端封闭。
可选地，所述第一连管10的入口与所述第一连管10的出口之间的距离为300mm-600mm，所述开口321与所述第二连管20的入口之间的距离为5mm-30mm，且所述第一连管10的出口与所述第二连管20的入口之间的距离大于所述开口321与所述第二连管20的入口之间的距离。使用以上参数制成的摩托车排气管能够很好地起到抑制废气倒灌的作用。优选地，所述第一连管10的入口与所述第一连管10的出口之间的距离为500mm，所述开口321与所述第二连管20的入口之间的距离为5mm。
结合图5所示，本实施例还提供一种摩托车，包括发动机60、摩托车本体70、消音器80及上述摩托车排气管，所述发动机60与所述摩托车本体70驱动连接，所述第一连管10的入口与发动机60连通，所述第二连管20的出口与消音器80连通。
上述摩托车，利用摩托车排气管的第一谐振腔体300和第二谐振腔体400的配合能够更好地降低废气的倒灌量，从而提高发动机60的充气效率，增加发动机60的扭矩。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。