JP2021188606A - Exhaust system with catalyst - Google Patents
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Abstract
【課題】触媒の早期活性化、浄化性能の向上を図ることができる排気装置を提供する。【解決手段】エンジンEの排気Gを浄化する排気装置38は、一方の触媒体46と他方の触媒体48とを備えている。各触媒体46,48は、エンジンEの排気ポート20aに接続された排気路EPに設けられている。一方の触媒体46は、排気ポート20aから排出された未浄化の排気を最初に浄化する位置に配置されている。他方の触媒体48は、一方の触媒体46よりも下流側に配置され、一方の触媒体46よりも熱容量が大きく設定されている。【選択図】図1The present invention provides an exhaust system capable of early activation of a catalyst and improvement of purification performance. An exhaust device 38 for purifying exhaust gas G of an engine E includes a catalyst body 46 on one side and a catalyst body 48 on the other side. Each catalyst body 46, 48 is provided in an exhaust path EP connected to the exhaust port 20a of the engine E. One catalyst body 46 is arranged at a position where it first purifies unpurified exhaust gas discharged from the exhaust port 20a. The other catalyst body 48 is arranged downstream of one catalyst body 46, and is set to have a larger heat capacity than one catalyst body 46. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、エンジンの排気を浄化、消音する排気装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust device that purifies and silences engine exhaust.
エンジンの排気を浄化、消音する排気装置において、排気管の下流の集合管に、排気を浄化する触媒を設けたものがある(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の排気装置では、排気の流れ方向に沿って2つの触媒が配置され、触媒の活性化を促進して浄化性能の向上を図っている。 In an exhaust device that purifies and silences the exhaust gas of an engine, there is a collecting pipe downstream of the exhaust pipe provided with a catalyst for purifying the exhaust gas (for example, Patent Document 1). In the exhaust device described in Patent Document 1, two catalysts are arranged along the flow direction of the exhaust to promote activation of the catalysts and improve purification performance.
しかしながら、近年の環境に対する意識の高まりから、触媒においても、さらなる早期活性化が求められている。 However, due to the growing awareness of the environment in recent years, further early activation of catalysts is required.
本発明は、触媒の早期活性化を図ることができる排気装置およびこれを備えた鞍乗型車両を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an exhaust device capable of early activation of a catalyst and a saddle-type vehicle equipped with the exhaust device.
上記目的を達成するために、本発明の排気装置は、エンジンの排気を浄化する排気装置であって、一方の触媒体と他方の触媒体とを備え、各触媒体はエンジンの排気ポートに接続された排気路に設けられ、前記一方の触媒体は前記排気ポートから排出された未浄化の排気を最初に浄化する位置に配置され、前記他方の触媒体は前記一方の触媒体よりも下流側に配置され、前記一方の触媒体よりも熱容量が大きく設定されている。ここで、「上流」「下流」とは、排気の流れ方向の「上流」「下流」をいう。 In order to achieve the above object, the exhaust device of the present invention is an exhaust device for purifying the exhaust gas of an engine, comprising one catalyst body and the other catalyst body, and each catalyst body is connected to an exhaust port of the engine. The one catalyst body is provided in the exhaust passage, and the one catalyst body is arranged at a position where the unpurified exhaust gas discharged from the exhaust port is first purified, and the other catalyst body is on the downstream side of the one catalyst body. The heat capacity is set to be larger than that of the one catalyst body. Here, "upstream" and "downstream" mean "upstream" and "downstream" in the exhaust flow direction.
この構成によれば、下流側の他方の触媒体が、上流側の一方の触媒体よりも熱容量が大きく形成されている。したがって、一方の触媒体は排気に触れて速やかに高温化して活性化されるので、排気が早期に昇温され、昇温された排気が他方の触媒体に流入する。その結果、他方の触媒体も早期に活性化する。したがって、触媒の浄化性能の向上を図ることができる。 According to this configuration, the other catalyst body on the downstream side has a larger heat capacity than the one catalyst body on the upstream side. Therefore, since one catalyst body is rapidly heated to a high temperature and activated by touching the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas is raised at an early stage, and the heated exhaust gas flows into the other catalyst body. As a result, the other catalyst is also activated early. Therefore, the purification performance of the catalyst can be improved.
本発明において、前記一方の触媒体は、排気の流れ方向に貫通する貫通孔が複数形成されて前記流れ方向に交差して延びる平板ないし曲板形状に形成され、前記他方の触媒体よりも排気の流れ方向の長さが小さく形成されていてもよい。 In the present invention, the one catalyst body is formed in a flat plate or curved plate shape in which a plurality of through holes penetrating in the flow direction of the exhaust are formed and extends so as to intersect the flow direction, and the exhaust gas is more exhausted than the other catalyst body. The length in the flow direction may be small.
本発明において、前記排気路における前記一方の触媒体よりも上流側に設けられて排気中の成分を検知する第1の排ガスセンサと、前記排気路における前記他方の触媒体よりも下流側に設けられて排気中の成分を検知する第2の排ガスセンサとを備えていてもよい。この構成によれば、他方の触媒体の下流側の第2の排ガスセンサにより、触媒の劣化を検知することができる。これにより、触媒を含んだ排気装置の信頼性が向上する。 In the present invention, a first exhaust gas sensor provided on the upstream side of the one catalyst body in the exhaust passage and detecting a component in the exhaust gas, and a first exhaust gas sensor provided on the downstream side of the other catalyst body in the exhaust passage. It may be provided with a second exhaust gas sensor that detects a component in the exhaust gas. According to this configuration, the deterioration of the catalyst can be detected by the second exhaust gas sensor on the downstream side of the other catalyst body. This improves the reliability of the exhaust device containing the catalyst.
本発明において、前記排気路における前記一方の触媒体の上流側に、その直前と直後の排気路よりも通路面積の小さい上流側小径部分が形成され、前記上流側小径部分に、排気中の成分を検知するための上流側排ガスセンサが設けられていてもよい。この構成によれば、排気路の排気の偏りを抑制して、排気の成分を効果的に検知することができる。 In the present invention, an upstream small-diameter portion having a smaller passage area than the exhaust passage immediately before and immediately after the upstream side of the one catalyst body in the exhaust passage is formed, and the component in the exhaust is formed in the upstream small-diameter portion. An upstream exhaust gas sensor for detecting the above may be provided. According to this configuration, it is possible to suppress the bias of the exhaust gas in the exhaust path and effectively detect the components of the exhaust gas.
本発明において、前記排気路における前記他方の触媒体の下流側に、その直前と直後よりも通路面積の小さい下流側小径部分が形成され、前記下流側小径部分に、排気中の成分を検知するための下流側排ガスセンサが設けられていてもよい。この構成によれば、下流側小径部分により排気の偏りを抑制して、排気の成分を効果的に検知することができる。 In the present invention, a downstream small-diameter portion having a smaller passage area than immediately before and immediately after is formed on the downstream side of the other catalyst body in the exhaust passage, and a component in the exhaust is detected in the downstream small-diameter portion. A downstream exhaust gas sensor for this purpose may be provided. According to this configuration, the exhaust gas component can be effectively detected by suppressing the bias of the exhaust gas by the downstream side small diameter portion.
本発明において、前記エンジンは多気筒エンジンであって、前記排気路は、各排気ポートに連なる複数の合流前領域と、複数の前記合流前領域が合流する合流領域と、前記合流領域よりも下流側に延びる合流後領域とを有し、前記一方の触媒体は、単数の前記合流後領域にまたは複数の前記合流後領域の各々に設けられていてもよい。 In the present invention, the engine is a multi-cylinder engine, and the exhaust passage has a plurality of pre-merging regions connected to each exhaust port, a merging region where the plurality of pre-merging regions merge, and a downstream portion of the merging region. It has a post-merging region extending to the side, and the one catalyst body may be provided in a single post-merging region or in each of a plurality of post-merging regions.
前記一方の触媒体は、排気の流れ方向に貫通する貫通孔が複数形成されて前記流れ方向に交差して延びる平板ないし曲板形状に形成される焼結体で構成されていてもよい。 The one catalyst body may be made of a sintered body formed in the shape of a flat plate or a curved plate in which a plurality of through holes penetrating in the flow direction of the exhaust gas are formed and extend in the flow direction.
本発明の別の排気装置は、多気筒エンジンの排気を浄化する排気装置であって、前記エンジンの排気ポートに接続された排気路に設けられて排気を浄化する一方の触媒体と、前記排気路における前記一方の触媒体よりも下流側に設けられて排気を浄化する他方の触媒体と、前記排気路における前記一方の触媒体よりも上流側に設けられて排気中の成分を検知する第1の排ガスセンサと、前記排気路における前記他方の触媒体よりも下流側に設けられて排気中の成分を検知する第2の排ガスセンサとを備え、前記一方の触媒体は、排気の流れ方向に貫通する貫通孔が複数形成されて前記流れ方向に交差して延びる平板ないし曲板形状に形成され、前記他方の触媒体よりも排気の流れ方向の長さが小さく形成され、前記排気路は、各排気ポートに連なる複数の合流前領域と、複数の前記合流前領域が合流する合流領域と、前記合流領域よりも下流側に延びる合流後領域とを有し、前記第1の排ガスセンサは、合流領域よりも下流側に設けられている。 Another exhaust device of the present invention is an exhaust device that purifies the exhaust of a multi-cylinder engine, and is provided with an exhaust passage connected to the exhaust port of the engine to purify the exhaust, and the exhaust. The other catalyst body provided on the downstream side of the one catalyst body in the road to purify the exhaust gas, and the second catalyst body provided on the upstream side of the one catalyst body in the exhaust gas path to detect the components in the exhaust gas. The exhaust gas sensor of 1 and the second exhaust gas sensor provided on the downstream side of the other catalyst body in the exhaust passage to detect the components in the exhaust gas are provided, and the one exhaust gas body is in the flow direction of the exhaust gas. A plurality of through holes penetrating the exhaust gas are formed to form a flat plate or a curved plate extending so as to intersect the flow direction, and the length of the exhaust gas in the flow direction is smaller than that of the other catalyst body. The first exhaust gas sensor has a plurality of pre-merging regions connected to each exhaust port, a merging region in which the plurality of pre-merging regions merge, and a post-merging region extending downstream from the merging region. , It is provided on the downstream side of the confluence area.
本発明の鞍乗型車両は、本発明の排気装置を備えている。この構成によれば、触媒の早期活性化および浄化性能の向上を図ることができるうえに、触媒を含んだ排気装置の信頼性が向上する。 The saddle-type vehicle of the present invention is provided with the exhaust device of the present invention. According to this configuration, early activation of the catalyst and improvement of purification performance can be achieved, and the reliability of the exhaust device including the catalyst is improved.
本発明の排気装置および鞍乗型車両によれば、触媒の早期活性化、浄化性能の向上を図ることができるうえに、触媒を含んだ排気装置の信頼性が向上する。 According to the exhaust device and the saddle-mounted vehicle of the present invention, the catalyst can be activated at an early stage, the purification performance can be improved, and the reliability of the exhaust device including the catalyst is improved.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る排気装置を備えた多気筒エンジンを搭載した鞍乗型車両の一種である自動二輪車の後部を示す側面図である。本明細書において、「右」、「左」は、車両に乗車した運転者から見た「右」、「左」をいう。また、「上流」「下流」とは、排気の流れ方向の「上流」「下流」をいう。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing the rear part of a motorcycle which is a kind of saddle-mounted vehicle equipped with a multi-cylinder engine equipped with an exhaust device according to the first embodiment of the present invention. In the present specification, "right" and "left" mean "right" and "left" as seen by the driver in the vehicle. Further, "upstream" and "downstream" mean "upstream" and "downstream" in the exhaust flow direction.
図1は、本発明の第1実施形態に係るエンジンの排気装置を備えた鞍乗型車両の一種である自動二輪車の側面図である。本実施形態の自動二輪車の車体フレームFRは、前半部を構成するメインフレーム1と、後半部を構成するリヤフレーム2とを有している。リヤフレーム2は、メインフレーム1の後部に連結されている。
FIG. 1 is a side view of a motorcycle which is a kind of saddle-mounted vehicle provided with an engine exhaust device according to the first embodiment of the present invention. The body frame FR of the motorcycle of the present embodiment has a main frame 1 constituting the front half portion and a
メインフレーム1の前端のヘッドパイプ4に、図示しないステアリングシャフトを介してフロントフォーク6が回動自在に支持されている。フロントフォーク6の下端に前輪8が取り付けられている。フロントフォーク6の上端部に、ハンドル10が取り付けられている。
A
メインフレーム1の後端部に、スイングアームブラケット12が設けられている。スイングアームブラケット12に、スイングアーム13の前端部が、ピボット軸14回りに上下揺動自在に支持されている。スイングアーム13の後端部に、後輪15が取り付けられている。
A
メインフレーム1の下方でスイングアームブラケット12の前方に、駆動源であるエンジンEが取り付けられている。エンジンEにより、チェーンのような動力伝達部材(図示せず)を介して後輪15が駆動される。
An engine E, which is a drive source, is attached below the main frame 1 and in front of the
本実施形態のエンジンEは、並列4気筒エンジンである。エンジンEは、4気筒エンジンに限定されず、例えば、2気筒、3気筒、6気筒、V形8気筒等の多気筒エンジンであってもよく、単気筒エンジンであってもよい。エンジンEは、クランク軸(図示せず)を回転自在に支持するクランクケース16と、クランクケース16から上方に突出するシリンダ18と、シリンダ18の上部に取り付けられたシリンダヘッド20とを有している。また、クランクケース16の下部にオイルパン22が設けられている。
The engine E of the present embodiment is a parallel 4-cylinder engine. The engine E is not limited to a 4-cylinder engine, and may be a multi-cylinder engine such as a 2-cylinder, 3-cylinder, 6-cylinder, or V-type 8-cylinder engine, or may be a single-cylinder engine. The engine E has a
メインフレーム1の上部に燃料タンク24が配置され、リヤフレーム2に操縦者が着座するシート26が装着されている。
The
シリンダヘッド20の前面に排気ポート20aが形成され、後面に吸気ポート20bが形成されている。排気ポート20aおよび吸気ポート20bは、気筒ごとに1つ、合計4つ設けられている。各吸気ポート20bに吸気系機器27が接続されている。吸気系機器27は、外部の空気と燃料との混合気を吸気としてエンジンEに供給する。
An
各排気ポート20aに、排気管28が1本ずつ接続されている。つまり、本実施形態では、排気管28は4本である。各排気管28は、エンジンEの前方を下方に延びた後、エンジンEの下方の集合部30で集合される。集合部30において、4本の排気管28(通路)が合流して、単一の通路となる。
One
集合部30の下流側に排気チャンバ32が接続されており、排気チャンバ32の下流側に接続管34を介して排気マフラ36が接続されている。排気Gは、排気チャンバ32および排気マフラ36内で膨張、収縮を繰り返して消音された後、外部に排出される。これら排気管28、集合部30、排気チャンバ32、接続管34および排気マフラ36により、エンジンEの排気装置38が構成されている。また、これら排気管28、集合部30、排気チャンバ32、接続管34および排気マフラ36により、エンジンEの排気ポート20aに接続された排気路EPが形成される。排気チャンバ32は、なくてもよい。
The
本実施形態では、図2に示す排気管28、集合部30、排気チャンバ32および接続管34は溶接で連結されており、接続管34と排気マフラ36とは一方を他方に嵌合してその外周がクランプのような把持部材35で固定されている。ただし、各部品の連結方法はこれに限定されない。
In the present embodiment, the
本実施形態では、集合部30は、4本の排気管28のうちの2本が合流する2つの第1合流部40と、2つの第1合流部40が合流する第2合流部42とを有している。つまり、本実施形態では、集合部30において4本の排気管28は、2本に合流した後、1本に合流する。
In the present embodiment, the collecting
図5に示すように、排気路EPは、各排気ポート20aに連なる4つの合流前領域62と、4つの合流前領域62が合流する合流領域64と、合流領域64よりも下流側に延びる合流後領域66とを有している。
As shown in FIG. 5, the exhaust passage EP has four
本実施形態では、4本の排気管28により構成される排気路EPが合流前領域62を構成する。また、第1合流部40における上流側部分、すなわち、4つの排気路EPから2つの排気路EPに移行する領域が合流領域64を構成する。さらに、第1合流部40における下流側部分、すなわち、2つの排気路EPが形成される領域からそれよりも下流の領域が合流後領域66を構成する。本実施形態では、第1合流部40における下流側部分、すなわち、2つの排気路EPが形成される領域が複数(本実施形態では2つ)の第1合流後領域66aを構成し、第2合流部42およびそれよりも下流側の排気路EPが単数の第2合流後領域66bを構成している。
In the present embodiment, the exhaust passage EP composed of the four
図2に示す集合部30に、上流側から順に、第1の排ガスセンサ44、上流側の触媒体46、下流側の触媒体48および第2の排ガスセンサ50が設けられている。本実施形態では、集合部30の第2合流部42に、これら第1および第2の排ガスセンサ44,50、上流側および下流側の触媒体46,48が設けられている。本実施形態では、第1の排ガスセンサ44、上流側の触媒体46(一方の触媒体)、下流側の触媒体48(他方の触媒体)および第2の排ガスセンサ50は、単数の第2合流後領域66bに設けられている。
The collecting
換言すれば、本実施形態では、第1の排ガスセンサ44が、排気路EPにおける上流側の触媒体46の上流側に配置された上流側排ガスセンサを構成する。また、第2の排ガスセンサ50が、排気路EPにおける下流側の触媒体48の下流側に配置された下流側排ガスセンサを構成する。さらに、上流側の触媒体46が、排気ポート20aから排出された未浄化の排気を最初に浄化する位置に配置された一方の触媒を構成する。また、下流側の触媒体48が、一方の触媒体46よりも下流側に配置された他方の触媒を構成する。
In other words, in the present embodiment, the first
詳細には、第2合流部42は、第1の排ガスセンサ44が設けられる上流側集合管52と、上流側および下流側の触媒体46,48が設けられる触媒管54と、第2の排ガスセンサ50が設けられる下流側集合管56とを有している。図3の底面図に示すように、オイルパン22の底面の右半分を形成する上方にせり上がった部分22aの下方に、上流側集合管52の全体と、触媒管54の上流部分が配置されている。
Specifically, the
図2に示す上流側集合管52は、その上流端部で第1合流部40の下流端部に連結されている。上流側集合管52に、その上流端開口52aよりも通路面積が小さい上流側小径部分58が設けられている。詳細には、上流側小径部分58は、排気路EPにおける上流側の触媒体46(一方の触媒体)の上流側に形成され、その直前と直後よりも通路面積が小さく形成されている。
The
本実施形態では、上流側小径部分58は、その上流側および下流側よりも通路内径が小さく形成されている。つまり、上流側集合管52は、上流端開口52aから下流に向かって徐々に縮径されて上流側小径部分58で最小の内径となり、上流側小径部分58から下流端開口52bに向かって徐々に拡径されている。これにより、下流側の触媒管54を大径に形成できる。
In the present embodiment, the upstream side
上流側小径部分58に、第1の排ガスセンサ44(上流側排ガスセンサ)が設けられている。第1の排ガスセンサ44は、排気中の特定成分を検出する。第1の排ガスセンサ44は、例えば、酸素濃度センサである。本実施形態では、第1の排ガスセンサ44は、燃料の濃さを調整するために用いられる。
A first exhaust gas sensor 44 (upstream exhaust gas sensor) is provided in the upstream side
上流側集合管52の下流端に、触媒管54の上流端が接続されている。詳細には、触媒管54の上流端の開口に上流側集合管52の下流端が嵌合され、嵌合部分の外周がクランプのような固定部材55により把持されている。上流側集合管52と触媒管54の連結方法はこれに限定されない。
The upstream end of the
触媒管54は、円筒形のパイプからなり、その内部に上流側および下流側の触媒体46,48が収納される収納部を構成している。また、触媒管54は、上流側小径部分58よりも大径に形成されている。つまり、触媒管54は、集合部30における上流側小径部分58よりも通路面積が大きい大径部分を構成している。触媒管54の径が大きいと、流路抵抗が小さくなり、排気性能が向上する。触媒管54を通過する際に、上流側および下流側の触媒体46,48により排気Gが浄化される。
The
上流側の触媒体46は、集合部30における第1の排ガスセンサ44よりも下流側に設けられている。下流側の触媒体48は、集合部30における上流側の触媒体46よりも下流側に設けられている。上流側の触媒体46は、下流側の触媒体48よりも排気Gの流れ方向の長さが小さく形成されている。
The
詳細には、上流側の触媒体46は、いわゆるメタルメッシュ触媒であり、触媒管54の内部に金網が溶接で固着され、金網に貴金属の触媒が担持されている。より詳細には、上流側の触媒体46は、複数枚の金網を焼結した担持体に触媒が担持されて構成されている。上流側の触媒体46(一方の触媒体)は、排気の流れ方向に貫通する貫通孔が複数形成されて流れ方向に交差して延びる平板形状に形成されている。上流側の触媒体46(一方の触媒体)は、平板形状ではなく曲板形状で形成されてもよい。上流側の触媒体46は、例えば、貫通孔が形成された複数の板部材を流れ方向に重ねて形成されている。これに代えて、板部材を流れ方向に重ね、板部材と管壁との間に排気路となる隙間を形成するようにしてもよい。
Specifically, the
上流側の触媒体46は、昇温性を重視して、例えば、白金が担持され、下流側の上流側の触媒体46は、浄化性を重視して、例えば、ロジウム、パラジウムが担持される。上流側の触媒体46(一方の触媒体)は、下流側の触媒体48(他方の触媒体)よりも排気の流れ方向の長さが小さく形成されている。ただし、上流側の触媒体46の材質は、これに限定されない。例えば、上流側の触媒体46の材質は、白金、銅以外の貴金属であってもよい。
The
本実施形態では、上流側の触媒体46は、排気Gの流れ方向に沿って2枚設けられている。ただし、上流側の触媒体46の枚数、材質は、これに限定されない。つまり、上流側の触媒体46は1枚であってもよく、3枚以上であってもよい。上流側の触媒体46が複数の場合、最も上流側の触媒体46が、排気ポート20aから排出された未浄化の排気を最初に浄化する位置に配置された一方の触媒を構成する。上流側の触媒体46が複数枚設けられる場合、各触媒体46の流れ方向の長さは同じであっても、異なっていてもよい。その場合、上流側の触媒体46の合計の排気Gの流れ方向の長さが、下流側の触媒体48よりも小さくなるようにしてもよい。また、上流側の触媒体46が複数枚設けられる場合、すべての上流側の触媒体46に同じ貴金属を担持させてもよく、異なる貴金属を担持させてもよい。
In the present embodiment, two
上流側の触媒体46は、例えば、塑性加工により形成される。具体的には、図8に示すように、上流側の触媒体46は、金網45をプレス絞り加工のような塑性加工により曲板形状に成形されている。本実施形態では、上流側の触媒体46は、排気の流れ方向D1に湾曲した椀形状である。詳細には、上流側の触媒体46における排気の流れ方向D1の上流側端46aが開口しており、下流側の底部46bが排気の流れ方向D1に向かって突出するように半球形に湾曲している。
The
このように湾曲形状とすることで、同径の円板(円形の平板)形状のものに比べて、触媒の担持面積を増加させることができる。これにより、浄化性能が向上する。また、熱応力を径方向ではなく、軸方向(排気の流れ方向D1)に逃がすことができる、つまり、軸方向に伸縮する。これにより、熱応力に対する耐久性が向上する。さらに、湾曲形状とすることで、センサ等との干渉を避け易くなり、配置の自由度が向上する。 By forming the curved shape in this way, the supported area of the catalyst can be increased as compared with the one having a disk (circular flat plate) shape having the same diameter. This improves the purification performance. Further, the thermal stress can be released not in the radial direction but in the axial direction (exhaust flow direction D1), that is, it expands and contracts in the axial direction. This improves durability against thermal stress. Further, the curved shape makes it easy to avoid interference with a sensor or the like, and the degree of freedom of arrangement is improved.
また、本実施形態では、上流側の触媒体46における椀形状の底部46bの一部を変形させて、金網に担持される触媒の面積を増やしている。詳細には、底部46bの内周面に、段差部46cが形成されている。段差部46cは、一つであっても、複数であってもよい。これにより、触媒の面積が増加し、浄化性能が向上する。
Further, in the present embodiment, a part of the bowl-shaped
さらに、本実施形態では、上流側の触媒体46における排気の流れ方向D1の上流側部分に、外径が均一の筒部46dが形成されている。この筒部46dが塑性加工により部分的に押しつぶされ、空隙の少ない領域が形成されている。図9に示すように、この空隙の少ない筒部46dで、上流側の触媒体46が触媒管54に溶接されている。これにより、溶接性が向上する。
Further, in the present embodiment, a
また、湾曲形状で形成されているので、金網の空孔の方向が一定(平行)ではない。つまり、排気の流れ方向D1から見て交差するように、上流側の触媒体46から排気Gが排出される。これにより、排気の拡散効果の向上を図ることができる。排気の拡散効果が向上することで、図2の下流側の触媒体48の上流側端面に広範囲に排気が当たるので、下流側の触媒体48の浄化効率の向上を図ることができる。さらに、排気の拡散効果が向上することで、排気エネルギーを減衰させることができ、排気の消音に寄与することが期待できる。
Further, since it is formed in a curved shape, the direction of the holes in the wire mesh is not constant (parallel). That is, the exhaust G is discharged from the
下流側の触媒体48は、例えば、メタルハニカム構造体で構成されている。詳細には、下流側の触媒体48は、多数のセルを有する円筒形の担持体に貴金属が担持されている。下流側の触媒体48は、上流側の触媒体46よりも浄化性能が大きく、メインの触媒として機能する。換言すれば、下流側の触媒体48(他方の触媒体)は、最も上流側の触媒体46(一方の触媒体)よりも熱容量が大きく設定されている。
The
触媒管54の下流端に、下流側集合管56の上流端が接続されている。触媒管54と下流側集合管56とは、例えば、溶接で接合されている。下流側集合管56に、図3に示す第2の排ガスセンサ50が設けられている。つまり、集合部30における下流側の触媒体48よりも下流側に、第2の排ガスセンサ50が設けられている。第2の排ガスセンサ50は、排気中の特定成分を検出する。第2の排ガスセンサ50は、例えば、酸素濃度センサである。本実施形態では、第2の排ガスセンサ50は、触媒体46,48の劣化を検知するために用いられる。下流側集合管56の下流端に、排気チャンバ32が接続されている。
The upstream end of the
図4の変形例に示すように、集合部30における触媒管54(触媒体収納部)よりも下流側に触媒管54よりも通路面積が小さい下流側小径部分60が設けられ、下流側小径部分60に第2の排ガスセンサ50が設けられていてもよい。詳細には、下流側集合管56は、上流端から下流側に向かって通路内径が徐々に小さくなり、下流側小径部分60が形成されている。換言すれば、下流側小径部分60は、排気路EPにおける下流側の触媒体48(他方の触媒体)の下流側に形成され、且つ、その直前と直後よりも通路面積が小さく形成されている。
As shown in the modified example of FIG. 4, a downstream small-
この変形例では、下流側小径部分60の上流端の大径部分に触媒管54の下流端が接続され、下流側小径部分60の下流側の小径部分に排気チャンバ32の入口管32aが接続されている。つまり、触媒管54を通過後、排気路EPは、下流側小径部分60で通路内径が徐々に小さくなり、触媒管54よりも内径が小さくなる部分に、第2の排ガスセンサ50が取り付けられている。さらに、第2の排ガスセンサ50の下流側で、下流側集合管56が排気チャンバ32に連なる。これにより、排気チャンバ32の入口管32aを小径に形成できる。
In this modification, the downstream end of the
図1〜3の第1実施形態では上流側小径部分58が設けられており、図4の変形例では下流側小径部分60が設けられている。ただし、本発明の排気装置38は、上流側小径部分58と下流側小径部分60の両方を備えていてもよく、両方とも備えていなくてもよい。また、上流側および下流側小径部分58,60の形状は、図示の例に限定されない。
In the first embodiment of FIGS. 1 to 3, the upstream side
つぎに、図5を用いて本実施形態の排気Gの流れを説明する。エンジンEが始動すると、4本の排気管28に排気Gが導出される。排気Gは、第1合流部40および第2合流部42で合流されて、単一の集合部上流管52に流入する。集合部上流管52において、第1の排ガスセンサ44により排気中の特定成分(例えば酸素濃度)が検出される。
Next, the flow of the exhaust gas G of the present embodiment will be described with reference to FIG. When the engine E is started, the exhaust G is led out to the four
集合部上流管52を通過後、排気Gは触媒管54に流入する。触媒管54内で、排気Gは、上流側の触媒体46を通過する。上流側の触媒体46は、排気Gの流れ方向寸法(長さ)の小さなメタルメッシュ触媒であり、排気Gは上流側の触媒体46を通過する際に、浄化されるとともに、早期に昇温される。昇温された排気Gが、下流側の触媒体48に導入される。排気Gは、下流側の触媒体48を通過する際に浄化される。排気Gは、上流側の触媒体46により昇温されているので、下流側の触媒体48の浄化性能が向上する。
After passing through the collecting portion
触媒管54を通過した排気Gは、集合部下流管56に流入する。集合部下流管56において、第2の排ガスセンサ50により排気中の特定成分(例えば酸素濃度)が検出される。集合部下流管56を通過後、排気Gは、図2の排気チャンバ32に流入する。排気Gは、排気チャンバ32および排気マフラ36により消音された後、外部に排出される。
The exhaust gas G that has passed through the
上記構成によれば、図2に示す上流側の触媒体46が、熱容量の小さい金網により構成され、かつ、下流側の下流側の触媒体48よりも排気Gの流れ方向の長さが小さく形成されている。この上流側の触媒体46は排気に触れて速やかに高温化して活性化されるので、排気Gが早期に昇温され、昇温された排気Gが下流側の触媒体48に流入する。その結果、下流側の触媒体48も早期に活性化する。これにより、メインの下流側の触媒体48の浄化性能が向上する。また、第2の排ガスセンサ50により、触媒体46,48の劣化を検知することができる。これにより、触媒体46,48を含んだ排気装置38の信頼性が向上する。
According to the above configuration, the
第2合流部42に、第1の排ガスセンサ44、上流側の触媒体46、下流側の触媒体48および第2の排ガスセンサ50が設けられている。これにより、第1の排ガスセンサ44、上流側の触媒体46、下流側の触媒体48および第2の排ガスセンサ50が一つで済む。したがって、部品点数の増加が抑制され、構造も簡単になる。
The
また、集合部30における上流端開口52aよりも通路面積が小さい上流側小径部分58に、第1の排ガスセンサ44が設けられている。これにより、各排気管28の排気Gの偏りを抑制して、排気Gの成分を効果的に検知することができる。
Further, the first
さらに、集合部30における上流側小径部分58よりも通路面積が大きい触媒管(大径部分)54に、上流側および下流側の触媒体46,48が設けられている。これにより、上流側の触媒体46の面積を大きくして早期に排気Gを昇温させることができるとともに、下流側の触媒体48の面積を大きくして浄化性能を向上させる
Further, the catalyst tubes (large diameter portion) 54 having a larger passage area than the upstream side
図4の変形例のように、触媒管54(触媒収納部)よりも通路面積が小さい下流側小径部分60に、第2の排ガスセンサ50が設けられていてもよい。これにより、排気Gの偏りを抑制して、排気Gの成分を効果的に検知することができる。
As in the modified example of FIG. 4, the second
図6は、本発明の第2実施形態に係るエンジンの排気装置38Aの概略図である。以下の説明では、第1実施形態と異なる部分のみを説明し、第1実施形態と共通の部分は説明を省略する。第2実施形態では、2つの第1合流部40のそれぞれに、第1の排ガスセンサ44と上流側の触媒体46が設けられ、第2合流部42に下流側の触媒体48と第2の排ガスセンサ50が設けられている。
FIG. 6 is a schematic view of the
詳細には、本実施形態では、第1の排ガスセンサ44および上流側の触媒体46(一方の触媒体)は、複数(本実施形態では2つ)の第1合流後領域66aに1つずつ設けられている。下流側の触媒体48(他方の触媒体)および第2の排ガスセンサ50は、単数の第2合流後領域66bに設けられている。
Specifically, in the present embodiment, the first
第2実施形態では、エンジンEが始動すると、4本の排気管28に排気Gが導出される。排気Gは、2本の第1合流部40,40で合流される。各第1合流部40,40において、第1の排ガスセンサ44,44により排気中の特定成分(例えば酸素濃度)が検出されるとともに、上流側の触媒体46,46を通過する。排気Gは、上流側の触媒体46,46を通過する際、浄化されるともに、昇温される。
In the second embodiment, when the engine E is started, the exhaust G is led out to the four
上流側の触媒体46,46を通過後、排気Gは、第2合流部42で合流されて、単一の触媒管54に流入する。触媒管54内で、排気Gは、下流側の触媒体48を通過する。排気Gは、下流側の触媒体48を通過する際に浄化される。排気Gは、上流側の触媒体46,46により昇温されているので、下流側の触媒体48の浄化性能が向上する。
After passing through the
触媒管54を通過した排気Gは、集合部下流管56に流入する。集合部下流管56において、第2の排ガスセンサ50により排気中の特定成分(例えば酸素濃度)が検出される。集合部下流管56を通過後、排気Gは、排気チャンバ32(図示せず)および排気マフラ36(図示せず)により消音された後、外部に排出される。
The exhaust gas G that has passed through the
第2実施形態によれば、2つの第1合流部40,40のそれぞれに、第1の排ガスセンサ44と上流側の触媒体46が設けられ、第2合流部42に下流側の触媒体48と第2の排ガスセンサ50が設けられている。したがって、触媒管54の長さを小さくできるとともに、上流側の触媒体46のそれぞれは小形で済む。
According to the second embodiment, the first
図7は、本発明の第3実施形態に係るエンジンの排気装置38Bの概略図である。以下の説明では、第1および第2実施形態と異なる部分のみを説明し、第1および第2実施形態と共通の部分は説明を省略する。第3実施形態では、2つの第1合流部40,40のそれぞれに、第1の排ガスセンサ44、上流側の触媒体46および下流側の触媒体48が設けられ、第2合流部42に第2の排ガスセンサ50が設けられている。
FIG. 7 is a schematic view of the
詳細には、本実施形態では、第1の排ガスセンサ44、上流側の触媒体46(一方の触媒体)および下流側の触媒体48(他方の触媒体)は、複数(本実施形態では2つ)の第1合流後領域66aに1つずつ設けられている。第2の排ガスセンサ50は、単数の第2合流後領域66bに設けられている。
Specifically, in the present embodiment, the first
第3実施形態では、エンジンEが始動すると、4本の排気管28に排気Gが導出される。排気Gは、2本の第1合流部40,40で合流される。各第1合流部40,40において、まず、第1の排ガスセンサ44,44により排気中の特定成分(例えば酸素濃度)が検出される。
In the third embodiment, when the engine E is started, the exhaust G is led out to the four
つづいて、排気Gは、上流側の触媒体46,46に流入する。排気Gは、上流側の触媒体46,46を通過する際に、浄化されるともに、昇温される。排気Gは、さらに、下流側の触媒体48,48に流入する。排気Gは、下流側の触媒体48,48を通過する際に浄化される。排気Gは、上流側の触媒体46,46により昇温されているので、下流側の触媒体48,48の浄化性能が向上する。
Subsequently, the exhaust gas G flows into the
下流側の触媒体48,48を通過後、排気Gは、第2合流部42で合流されて単一の集合部下流管56に流入する。集合部下流管56において、第2の排ガスセンサ50により排気中の特定成分(例えば酸素濃度)が検出される。集合部下流管56を通過後、排気Gは、排気チャンバ32(図示せず)および排気マフラ36(図示せず)により消音された後、外部に排出される。
After passing through the
第3実施形態によれば、2つの第1合流部40,40のそれぞれに、第1の排ガスセンサ44、上流側の触媒体46および下流側の触媒体48が設けられ、第2合流部42に第2の排ガスセンサ50が設けられている。このように、2つの第1合流部40,40に上流側および下流側の触媒体46,48が1つずつ設けられているので、浄化性能がよい。
According to the third embodiment, each of the two
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記実施形態では、排気路EPは、合流されることにより4本、2本、1本と通路の数が減っているが、合流後に分岐されて増えてもよい。その場合、排気路EPにおける分岐されて増えた部分に、触媒体が設けられてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various additions, changes, or deletions can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the number of exhaust passages EP is reduced to four, two, and one by merging, but the exhaust passage EP may be branched and increased after merging. In that case, the catalyst body may be provided in the branched and increased portion of the exhaust passage EP.
また、上記実施形態では、本発明の排気装置を自動二輪車に適用した例を説明したが、本発明の排気装置は、自動二輪車以外の三輪または四輪等の鞍乗型車両にも適用できる。また、本発明の排気装置は、鞍乗型車両以外の乗物にも適用でき、乗物以外のエンジンにも適用できる。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。 Further, in the above embodiment, an example in which the exhaust device of the present invention is applied to a motorcycle has been described, but the exhaust device of the present invention can also be applied to a saddle-mounted vehicle such as a three-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle other than a motorcycle. Further, the exhaust device of the present invention can be applied to vehicles other than saddle-mounted vehicles, and can also be applied to engines other than vehicles. Therefore, such things are also included within the scope of the present invention.
20a 排気ポート
38,38A,38B 排気装置
44 第1の排ガスセンサ(上流側排ガスセンサ)
46 上流側の触媒体(一方の触媒体)
48 下流側の触媒体(他方の触媒体)
50 第2の排ガスセンサ(下流側排ガスセンサ)
52a 集合部上流端開口
54 触媒管(大径部分、触媒体収納部)
58 上流側小径部分
60 下流側小径部分
62 合流前領域
64 合流領域
66 合流後領域
E エンジン
EP 排気路
46 Upstream catalyst (one catalyst)
48 Downstream catalyst (the other catalyst)
50 Second exhaust gas sensor (downstream exhaust gas sensor)
52a Assembly part upstream end opening 54 Catalyst tube (large diameter part, catalyst housing part)
58 Upstream side
Claims (9)
一方の触媒体と他方の触媒体とを備え、
各触媒体は、エンジンの排気ポートに接続された排気路に設けられ、
前記一方の触媒体は、前記排気ポートから排出された未浄化の排気を最初に浄化する位置に配置され、
前記他方の触媒体は、前記一方の触媒体よりも下流側に配置され、前記一方の触媒体よりも熱容量が大きく設定されている排気装置。 It is an exhaust device that purifies the exhaust of the engine.
With one catalyst and the other catalyst,
Each catalyst is provided in an exhaust passage connected to the exhaust port of the engine.
The one catalyst body is arranged at a position where the unpurified exhaust gas discharged from the exhaust port is first purified.
An exhaust device in which the other catalyst body is arranged on the downstream side of the one catalyst body and has a larger heat capacity than the one catalyst body.
前記排気路における前記他方の触媒体よりも下流側に設けられて排気中の成分を検知する第2の排ガスセンサとを備える請求項1または2記載の排気装置。 A first exhaust gas sensor provided on the upstream side of the one catalyst body in the exhaust gas passage and detecting a component in the exhaust gas, and a first exhaust gas sensor.
The exhaust device according to claim 1 or 2, further comprising a second exhaust gas sensor provided on the downstream side of the other catalyst body in the exhaust passage and detecting a component in the exhaust.
前記上流側小径部分に、排気中の成分を検知するための上流側排ガスセンサが設けられている請求項1から3のいずれか一項に記載の排気装置。 On the upstream side of the one catalyst body in the exhaust passage, an upstream small diameter portion having a smaller passage area than immediately before and immediately after is formed.
The exhaust device according to any one of claims 1 to 3, wherein an upstream exhaust gas sensor for detecting a component in the exhaust is provided in the upstream small diameter portion.
前記下流側小径部分に、排気中の成分を検知するための下流側排ガスセンサが設けられている請求項1から4のいずれか一項に記載の排気装置。 On the downstream side of the other catalyst body in the exhaust passage, a small diameter portion on the downstream side having a smaller passage area than immediately before and immediately after is formed.
The exhaust device according to any one of claims 1 to 4, wherein a downstream exhaust gas sensor for detecting a component in the exhaust is provided in the downstream small diameter portion.
前記排気路は、各排気ポートに連なる複数の合流前領域と、複数の前記合流前領域が合流する合流領域と、前記合流領域よりも下流側に延びる合流後領域とを有し、
前記一方の触媒体は、単数の合流後領域にまたは複数の合流後領域の各々に設けられている請求項1から5のいずれか一項に記載の排気装置。 The engine is a multi-cylinder engine
The exhaust passage has a plurality of pre-merging regions connected to each exhaust port, a merging region in which the plurality of pre-merging regions merge, and a post-merging region extending downstream from the merging region.
The exhaust device according to any one of claims 1 to 5, wherein the one catalyst body is provided in a single post-merging region or in each of a plurality of post-merging regions.
前記エンジンの排気ポートに接続された排気路に設けられて排気を浄化する一方の触媒体と、
前記排気路における前記一方の触媒体よりも下流側に設けられて排気を浄化する他方の触媒体と、
前記排気路における前記一方の触媒体よりも上流側に設けられて排気中の成分を検知する第1の排ガスセンサと、
前記排気路における前記他方の触媒体よりも下流側に設けられて排気中の成分を検知する第2の排ガスセンサとを備え、
前記一方の触媒体は、排気の流れ方向に貫通する貫通孔が複数形成されて前記流れ方向に交差して延びる平板ないし曲板形状に形成され、前記他方の触媒体よりも排気の流れ方向の長さが小さく形成され、
前記排気路は、各排気ポートに連なる複数の合流前領域と、複数の前記合流前領域が合流する合流領域と、前記合流領域よりも下流側に延びる合流後領域とを有し、
前記第1の排ガスセンサは、合流領域よりも下流側に設けられている排気装置。 An exhaust device that purifies the exhaust of a multi-cylinder engine.
One of the catalysts provided in the exhaust passage connected to the exhaust port of the engine to purify the exhaust, and
The other catalyst body provided on the downstream side of the one catalyst body in the exhaust gas passage to purify the exhaust gas, and the other catalyst body.
A first exhaust gas sensor provided on the upstream side of the one catalyst body in the exhaust gas passage and detecting a component in the exhaust gas, and a first exhaust gas sensor.
It is provided with a second exhaust gas sensor provided on the downstream side of the other catalyst body in the exhaust passage to detect components in the exhaust gas.
The one catalyst body is formed in the shape of a flat plate or a curved plate having a plurality of through holes penetrating in the flow direction of the exhaust gas and extending so as to intersect the flow direction of the exhaust gas. Formed small in length,
The exhaust passage has a plurality of pre-merging regions connected to each exhaust port, a merging region in which the plurality of pre-merging regions merge, and a post-merging region extending downstream from the merging region.
The first exhaust gas sensor is an exhaust device provided on the downstream side of the confluence region.
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