CN104995381B - 排气净化装置 - Google Patents

Abstract

一种排气净化装置，其能够以简单结构实现高排气净化性能。该排气净化装置是使催化剂负载于相互设有间隔且串联配设的多个蜂窝体中而成的，其具有单个的外筒(55)，该外筒(55)构成内燃机的排气装置(40)的排气通路的一部分，在该外筒(55)的内部从排气的上游侧依次收纳有第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)，在这些第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)的通路内负载有催化剂，第2蜂窝体(82)作为与第3蜂窝体(83)相同的部件而被共用，第1蜂窝体(81)的外径与第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)相同，并且第1蜂窝体(81)的以格子状分隔的小室的每单位面积小室数量比第3蜂窝体(83)少。

Description

排气净化装置

技术领域

本发明涉及排气净化装置。

背景技术

以往，在内燃机废气的排气净化装置中，已知一种在排气装置内串联配置三个蜂窝状催化剂来提高净化性能的装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-37965号公报

在上述以往的排气净化装置中，通过与催化剂的配置位置配合地改变催化剂的外径等来提高净化性能。但是，在上述排气净化装置中，上游侧的第1催化剂载体与下游侧的第2催化剂载体的外径不同，而且第2催化剂载体和第3催化剂载体虽然外径相同，但长度不同，因此需要准备三种类型的催化剂载体，结构变得复杂。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，能够以简单的结构来实现高排气净化性能的排气净化装置。

在本说明书中，包括了2013年2月20日提出申请的日本专利申请特愿2013-030999的全部内容。

为了实现上述目的，本发明提供一种排气净化装置，使催化剂负载于相互设有间隔且串联配设的多个蜂窝体(81、82、83)，其特征在于，具有单个的外筒(55)，该外筒(55)构成内燃机(20、120)的排气装置(40、140)的排气通路的一部分，在该外筒(55)的内部从排气的上游侧依次收纳有第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)，在这些第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)的通路内负载有催化剂，所述第2蜂窝体(82)作为与所述第3蜂窝体(83)相同的部件而被共用，所述第1蜂窝体(81)的外径与所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)相同，并且所述第1蜂窝体(81)的以格子状分隔的小室的每单位面积小室数量比所述第3蜂窝体(83)少。

根据本发明，在共用第2蜂窝体及第3蜂窝体的基础上，进一步将三个蜂窝体的外径设为相同，能够使结构变得简单，并且根据由每单位面积小室数量比下游侧的蜂窝体少的第1蜂窝体得到的整流效果，能够使排气均匀地流向第2蜂窝体及第3蜂窝体。因此，能够以简单的结构实现高排气净化性能的排气净化装置。

另外，本发明的特征在于，分别设有将所述第1蜂窝体(81)、所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)保持于内部的保持筒(71、72、73)，该各保持筒(71、72、73)具有与所述第1蜂窝体(81)、所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)的各端面相比突出的突出部(71b、72a、72b、73a)，通过使该突出部(71b、72a、72b、73a)对接而在所述各蜂窝体(81、82、83)之间形成间隙(S1、S2)。

根据本发明，由于通过使第1～第3保持筒的突出部对接而在第1～第3蜂窝体之间形成了间隙，所以能够以简单的结构在第1～第3蜂窝体之间高精度地形成间隙。

另外，本发明的特征在于，将相邻的至少两个所述各蜂窝体(81、82、83)的所述保持筒(71、72、73)与所述外筒(55)之间的焊接位置，在上游位置和下游位置而设在沿外周方向不同的位置上。

根据本发明，由于将各蜂窝体的保持筒与外筒之间的焊接位置在上游位置和下游位置而设在沿外周方向不同的位置上，所以能够分散焊接热量对外筒的影响，并能够高精度地形成排气净化装置。

进一步地，本发明的特征在于，在所述外筒(55)的前后以在所述外筒(55)内夹持三个所述第1～第3蜂窝体(81、82、83)的所述保持筒(71、72、73)的方式配置有漏斗形状的连接管(56、57)，该连接管(56、57)与分别配置在所述外筒(55)前后且与所述外筒(55)相比为小径的排气管(44、46)连接。

根据本发明，由于漏斗形状的连接管在外筒的前后以在外筒内夹持三个蜂窝体的保持筒的方式配置，所以无需为了支承保持筒而设置特别的结构，能够以简单的结构支承保持筒。

更进一步地，本发明的特征在于，设在上游侧的所述连接管(56)连接轴心(C2)相对于所述外筒(55)的轴心(C1)偏移配置的上游侧的所述排气管(44)和所述外筒(55)，所述连接管(56)在与该排气管(44)偏移一侧为相反侧的斜面(58)上具有向该连接管(56)的内部弯曲隆起的凹部(59)。

根据本发明，由于连接管在与排气管偏移一侧为相反侧的斜面上具有向连接管的内部弯曲隆起的凹部，所以能够使排气沿着弯曲隆起的凹部扩散，并使排气以扩散至第1蜂窝体内的宽阔区域地流入。由此，能够提高排气净化装置的净化性能。

另外，本发明的特征在于，在三个所述蜂窝体(81、82、83)中，在最上游侧的所述第1蜂窝体(81)内没有负载催化剂。

根据本发明，由于在最上游侧的第1蜂窝体内没有负载催化剂，所以能够根据必要的净化性能来降低所负载的催化剂的使用量，并且通过第1蜂窝体将排气均匀地整流，能够提高下游侧的蜂窝体的净化性能。

另外，本发明的特征在于，所述外筒(55)配置在从所述内燃机(20)的下方通过的排气管(41)的中途。

根据本发明，无需大幅改变排气装置，仅将单个的外筒配置在内燃机的下方，就能够设置高净化性能的排气净化装置。

进一步地，本发明的特征在于，所述外筒(55)在所述排气装置(140)的消音器(142)内部靠前地配置。

根据本发明，能够确保消音器内部的下游空间，并且无需大幅改变消音器的形状，就能够设置高净化性能的排气净化装置。

另外，本发明提供一种排气净化装置，使催化剂负载于相互设有间隔且串联配设的多个蜂窝体(81、82、83)，其特征在于，在内燃机(20、120)的排气装置(40、140)的排气通路的一部分上从排气的上游侧依次收纳有第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)，在这些第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)的通路内负载有催化剂，所述第2蜂窝体(82)作为与所述第3蜂窝体(83)相同的部件而被共用，所述第1蜂窝体(81)的外径与所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)相同，并且所述第1蜂窝体(81)的以格子状分隔的小室的每单位面积小室数量比所述第3蜂窝体(83)少。

根据本发明，在共用第2蜂窝体及第3蜂窝体的基础上，进一步将三个蜂窝体的外径设为相同，能够使结构变得简单，并且根据由每单位面积小室数量比下游侧的蜂窝体少的第1蜂窝体得到的整流效果，能够使排气均匀地流向第2蜂窝体及第3蜂窝体。因此，能够以简单的结构实现高排气净化性能的排气净化装置。

另外，本发明的特征在于，所述第1蜂窝体(81)的轴向长度比所述第3蜂窝体(83)的轴向长度短。

根据本发明，能够在由第1蜂窝体得到整流效果的同时，抑制在第1蜂窝体内的排气阻力。

发明效果

在本发明的排气净化装置中，在共用第2蜂窝体及第3蜂窝体的基础上，进一步将三个蜂窝体的外径设为相同，能够使结构变得简单，并且根据由每单位面积小室数量比下游侧的蜂窝体少的第1蜂窝体得到的整流效果，能够使排气均匀地流向第2蜂窝体及第3蜂窝体。因此能够以简单的结构实现高排气净化性能的排气净化装置。

另外，能够以简单的结构在各蜂窝体之间高精度地形成间隙。

另外，能够分散焊接热量对外筒的影响，并能够高精度地形成排气净化装置。

进一步地，无需为了支承保持筒而设置特别的结构，能够以简单的结构支承保持筒。

更进一步地，能够使排气在连接管的内部沿着弯曲隆起的凹部扩散，并使排气以扩散至第1蜂窝体内的宽阔区域地流入，由此，能够提高排气净化装置的净化性能。

另外，能够根据必要的净化性能来降低所负载的催化剂的使用量，并且通过第1蜂窝体将排气均匀地整流，能够提高下游侧的蜂窝体的净化性能。

另外，无需大幅改变排气装置，仅将单个的外筒配置在内燃机的下方，就能够设置高净化性能的排气净化装置。

进一步地，能够确保消音器内部的下游空间，并且无需大幅改变消音器的形状，就能够设置高净化性能的排气净化装置。

另外，能够在由第1蜂窝体得到整流效果的同时，抑制在第1蜂窝体内的排气阻力。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的二轮摩托车的右视图。

图2是从车宽方向的内侧观察到的排气装置的侧视图。

图3是排气管的侧视图。

图4是催化剂收纳管的剖视图。

图5是第2实施方式的二轮摩托车的右视图。

图6是从上方观察到的消音器的俯视图。

图7是图6的VII-VII剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，在说明中，若无特别记载，则前后左右及上下的方向记载与相对于车身的方向相同。另外，各图中示出的附图标记FR表示车身前方，附图标记UP表示车身上方，附图标记LE表示车身左方。

第1实施方式

图1是本发明的第1实施方式的二轮摩托车的右视图。

二轮摩托车1为骑跨式车辆，其在车身架F前后的中央配置有发动机20，支承前轮2的前叉10以能够转向的方式支承在车身架F的前端，支承后轮3的摆臂11设在车身架F的后部侧，供乘员落座的座椅12设在车身架F的上方。车身架F的大部分由树脂制的车身罩C覆盖。

车身架F具有：设在前端的头管(未图示)；从头管向后方以斜下朝向倾斜延伸的左右一对主车架13；从主车架13的后端向下方延伸的左右一对中央车架14；从中央车架14的上部向后上方延伸至车辆后部的左右一对座椅车架(未图示)；和从主车架13的前部向下方延伸的下伸车架(未图示)。

在上述座椅车架上，设有支承后部座椅12a的乘员用纵列式踏板(tandem step)17的踏板支撑件18。

在上述头管上，经由转向轴(未图示)以转动自如的方式轴支承有前叉10。前轮2轴支承在前叉10的下部。转向用把手15固定在前叉10的上端。

摆臂11通过沿车宽方向穿插在中央车架14上的枢轴16以转动自如的方式轴支承。后轮3轴支承在摆臂11的后端。

发动机20是水冷式的单缸四冲程发动机。发动机20具有曲轴箱21、设在曲轴箱21前部的上表面的气缸22、和气缸头23，气缸轴L以前倾的方式设置。

发动机20固定在中央车架14及上述下伸车架上，且位于主车架13的下方。

燃料箱24配置在主车架13的上方。

车身罩C具有：从前方覆盖车身架F的前罩25；覆盖车身架F的前部及发动机20的上部的前侧罩26；从侧方覆盖主车架13的上方部分的中央罩27；从侧方覆盖上述座椅车架的后罩28；和从下方覆盖曲轴箱21的下罩29。

在发动机20上连接有排气装置40。排气装置40具有与气缸头23前表面上的排气口23a连接的排气管41、和与排气管41的后端连接的消音器42。消音器42具有消音器罩43。

图2是从车宽方向的内侧观察到的排气装置40的侧视图。

如图1及图2所示，排气管41具有：上游侧排气管44(小径的排气管)，其在从排气口23a向前下方引出后，沿着发动机20的前表面向下方延伸；催化剂收纳管45(排气净化装置)，其与上游侧排气管44的下游侧连接且沿着曲轴箱21的底面向后方延伸；和消音器连接管46(小径的排气管)，其从催化剂收纳管45的下游端向车宽方向的外侧弯曲且向后方延伸。具体来说，上游侧排气管44位于车宽方向的大致中央，催化剂收纳管45以越向后方侧越位于车宽方向外侧的方式斜着配置，消音器连接管46位于左右的某一侧的中央车架14的下方。

消音器42在中央车架14的下方与消音器连接管46连接。消音器42具有：与消音器连接管46连接的箱型的上游侧消音器部47、从上游侧消音器部47向后方延伸的后部连接管48、和与后部连接管48的后端连接的箱型的下游侧消音器部49。上游侧消音器部47构成使从排气管41通过的排气膨胀的上游侧膨胀室，下游侧消音器部49构成使从上游侧消音器部47向后部连接管48流动的排气膨胀的下游侧膨胀室。下游侧消音器部49内进一步分隔成多个膨胀室，在此膨胀的排气从下游侧消音器部49后端的尾管50向后方排出。

在上游侧消音器部47的上部，设有固定于中央车架14下部的支撑件51。在下游侧消音器部49的上部，设有固定于踏板支撑件18上的支撑件52。

上游侧排气管44的上部由前侧罩26覆盖，上游侧排气管44的下部及催化剂收纳管45由下罩29覆盖侧方。消音器42的全长均由消音器罩43从外侧方覆盖。即，从侧面来看，排气装置40整体都被罩覆盖遮挡着。

图3是排气管41的侧视图。

如图3所示，上游侧排气管44在上游端具有与排气口23a连接的凸缘部44a。在上游侧排气管44的下游端，形成有向后方侧弯曲且大致水平地延伸的弯曲管部44b。

催化剂收纳管45具有：作为收纳催化剂的催化剂容器的外筒55；设在外筒55前端的漏斗形状的上游侧锥形管56(连接管)；和设在外筒55后端的漏斗形状的下游侧锥形管57(连接管)。

外筒55是在全长范围内以大致相同的外径及内径延伸的截面为大致圆形的管，且以使轴线C1(轴心)稍微朝向后下方的方式倾斜配置。外筒55是构成排气装置40的排气通路的一部分的单个的筒。

上游侧锥形管56是将与外筒55相比为小径的弯曲管部44b与外筒55连接的管，且以越向上游侧变得越细的方式形成为锥形。弯曲管部44b以相对于外筒55向上方偏移的方式配置，虽然弯曲管部44b的轴线C2(轴心)与外筒55的轴线C1大致平行，但是轴线C2相对于轴线C1向上方偏移。作为一例，该偏移的大小为，使得弯曲管部44b的下游端的上表面沿轴向所延长的线与外筒55的上游端的上表面大致一致。这样地相对于外筒55向上方偏移，由此上游侧锥形管56中与偏移一侧相反的面、即下表面成为朝向后下方的倾斜面58(斜面)。

下游侧锥形管57是将与外筒55相比为小径的消音器连接管46与外筒55连接的管，且以越向下游侧变得越细的方式形成为锥形。

图4是催化剂收纳管45的剖视图。

如图4所示，在外筒55的内部从排气的上游侧依次，沿轴向串联排列地配置有第1催化剂单元61、第2催化剂单元62、以及第3催化剂单元63。

第1催化剂单元61具有收纳在外筒55内的第1保持筒71、和保持在第1保持筒71内的第1蜂窝体81。

第2催化剂单元62具有收纳在外筒55内的第2保持筒72、和保持在第2保持筒72内的第2蜂窝体82。

第3催化剂单元63具有收纳在外筒55内的第3保持筒73、和保持在第3保持筒73内的第3蜂窝体83。第2催化剂单元62和第3催化剂单元63是相同部件。

第1～第3蜂窝体81、82、83是在其圆筒形状外轮廓的内部具有以格子状配置且沿轴线方向延伸的多个小室(细孔)的蜂窝状的多孔构造体，其内部的表面积构成得很大。在作为催化剂载体的第1～第3蜂窝体81、82、83的内部，作为催化剂而负载了分解废气成分的铂、铑、钯，由此上游侧依次形成有第1催化剂体91、第2催化剂体92及第3催化剂体93。在此，虽然第1～第3蜂窝体81、82、83是以金属为基材的金属蜂窝构造体，但并不限于此，也可以是以陶瓷为基材的陶瓷蜂窝构造体。

第1蜂窝体81的外径与第2蜂窝体82及第3蜂窝体83相同，但是第1蜂窝体81的以格子状分隔的小室的每单位面积小室数量设定为比第2蜂窝体82及第3蜂窝体83的每单位面积小室数量少。另外，第1蜂窝体81的轴向长度比第2蜂窝体82及第3蜂窝体83的长度短。由于第2蜂窝体82和第3蜂窝体83是相同部件，所以每单位面积小室数量及轴向长度也彼此相同。第2蜂窝体82及第3蜂窝体83的轴向长度形成得比其外径长。第1蜂窝体81的轴向长度与其外径大致相等。

在此，第1～第3蜂窝体81、82、83中的每1平方英寸的小室数量作为一例而为：在第2蜂窝体82及第3蜂窝体83中为400个，在第1蜂窝体81中为300个。从净化性能及整流效果的观点来考虑，第1蜂窝体81的每单位面积小室数量被设为下游侧的第2、第3蜂窝体82、83的每单位面积小室数量的25％～75％的范围。

第1保持筒71是与第1蜂窝体81相比在轴向上较长的圆筒，第1蜂窝体81固定在第1保持筒71的轴向的中间部。即，第1保持筒71具有与第1蜂窝体81的两端面相比在轴向上突出的突出部71a、71b。

第2保持筒72是与第2蜂窝体82相比在轴向上较长的圆筒，第2蜂窝体82固定在第2保持筒72的轴向的中间部。即，第2保持筒72具有与第2蜂窝体82的两端面相比在轴向上突出的突出部72a、72b。

第3保持筒73是与第3蜂窝体83相比在轴向上较长的圆筒，第3蜂窝体83固定在第3保持筒73的轴向的中间部。即，第3保持筒73具有与第3蜂窝体83的两端面相比在轴向上突出的突出部73a、73b。

第1～第3保持筒71、72、73的外径及内径相同。第1～第3保持筒71、72、73在外筒55内以使第1～第3保持筒71、72、73沿轴向相互对接的方式配置。在这样地对接的状态下，第1～第3保持筒71、72、73加在一起的全长设定得比外筒55的全长短，因此，在外筒55两端的内周部形成有间隙。在该间隙内嵌合有上游侧锥形管56及下游侧锥形管57。具体来说，通过使上游侧锥形管56的下游端与突出部71a对接，且使下游侧锥形管57的上游端与突出部73b对接，而使第1～第3保持筒71、72、73在外筒55内沿轴向被夹持。

通过使第1～第3保持筒71、72、73彼此对接，而在第1蜂窝体81与第2蜂窝体82之间，仅形成了相当于突出部71b、72a的长度量的轴向的间隙S1，在第2蜂窝体82与第3蜂窝体83之间，仅形成了相当于突出部72b、73a的长度量的轴向的间隙S2。间隙S1与间隙S2的轴向长度大致相等。

通过使上游侧锥形管56与第1保持筒71对接，而在上游侧锥形管56的下游端与第1蜂窝体81之间，仅形成了与突出部71a的长度量相当的轴向的间隙S3。另外，通过使下游侧锥形管57与第3保持筒73对接，而在下游侧锥形管57的上游端与第3蜂窝体83之间，仅形成了与突出部73b的长度量相当的轴向的间隙S4。

在外筒55的外周面的上表面中与第1保持筒71的突出部71b的端部对应的位置上，形成有塞焊用的第1焊接孔64。第1催化剂单元61通过形成在第1焊接孔64上的焊道64a(图3)而与外筒55接合。

在外筒55的外周面的下表面中与第2保持筒72的突出部72b的端部对应的位置上，形成有塞焊用的第2焊接孔65。第2催化剂单元62通过形成在第2焊接孔65上的焊道65a(图3)而与外筒55接合。第2焊接孔65相对于第1焊接孔64形成在沿圆周方向相差大致180°的位置上。

在外筒55的外周面的上表面中与第3保持筒73的突出部73a的端部对应的位置上，形成有塞焊用的第3焊接孔66。第3催化剂单元63通过形成在第3焊接孔66上的焊道66a(图3)而与外筒55接合。第3焊接孔66相对于第2焊接孔65形成在沿圆周方向相差大致180°的位置上。

上游侧锥形管56通过将筒状的上半体56a及下半体56b组合并在接合面56c上钎焊而形成为管状。上游侧锥形管56在使下游端与外筒55的上游端的内周部嵌合的状态下，通过环绕外筒55的上游端周围一周的焊道74而接合在外筒55上。

弯曲管部44b的下游端与上游侧锥形管56的上游端的内周部嵌合，并通过环绕该上游端周围一周的焊道75与上游侧锥形管56接合。

在上游侧锥形管56的倾斜面58上，形成有向上游侧锥形管56的内部弯曲隆起的曲面状的凹部59。凹部59的上端位于与弯曲管部44b的下游端的下端大致相同的高度。

下游侧锥形管57在使上游端与外筒55的下游端的内周部嵌合的状态下，通过环绕外筒55的下游端周围一周的焊道76而接合在外筒55上。消音器连接管46在使其上游端与下游侧锥形管57的下游端的内周部嵌合的状态下通过焊道77而接合。

在此，对催化剂收纳管45的组装方法的一例进行说明。

首先，使预先形成的第1催化剂单元61、第2催化剂单元62及第3催化剂单元63与外筒55的内周部嵌合并相互对接。由于第2催化剂单元62与第3催化剂单元63是相同部件，所以无需区分。在进行对接时，通过设于外筒55内的夹具等来定位催化剂单元61、62、63的抵接位置，或者将上游侧锥形管56焊接，由此能够使催化剂单元61、62、63对接并正确地定位。然后，由上游侧锥形管56及下游侧锥形管57夹持催化剂单元61、62、63，在该状态下上游侧锥形管56及下游侧锥形管57通过焊接而固定。之后，通过焊接孔64、65、66的塞焊而将各催化剂单元61、62、63固定在外筒55上。

在本第1实施方式中，由于第2蜂窝体82与第3蜂窝体83是相同部件，保持它们的第2保持筒72与第3保持筒73也是相同部件，第1蜂窝体81的外径与第3蜂窝体83相同，并且第1保持筒71的外径与第3保持筒73相同，所以能够共用催化剂单元61、62、63的制造设备，而且制造变得容易。另外，由于使具有相同外径的催化剂单元61、62、63与在全长范围直径相同的外筒55的内周部嵌合，所以能够容易地将催化剂单元61、62、63设在外筒55内，而且生产性优异。

另外，仅使催化剂单元61、62、63在外筒55内对接，就能够高精度且简单地形成间隙S1～S4。

进一步地，通过使催化剂单元61、62、63由上游侧锥形管56及下游侧锥形管57夹持并在外筒55内对接，而能够以简单的结构将催化剂单元61、62、63在轴向上定位，并且通过焊接孔64、65、66的塞焊而能够将催化剂单元61、62、63在周向上容易地固定。另外，由于相邻的焊接孔64、65、66配置在彼此沿周向不同的位置上，所以能够分散焊接热量对外筒55的影响。由于催化剂单元61、62、63对接并高精度地定位，所以能够在正确的位置上进行塞焊，并能防止该焊接的影响波及到蜂窝体81、82、83。

接着，说明排气管41的排气流动。图4中由箭头表示排气流动。

发动机20的排气从上游侧排气管44经由上游侧锥形管56而流入至第1催化剂体91内并被净化，然后通过间隙S1而流入至第2催化剂体92内并被净化，并通过间隙S2而流入至第3催化剂体93内并被净化，之后通过消音器连接管46而向消音器42流动。

在上游侧排气管44的弯曲管部44b与外筒55之间，轴线C2相对于轴线C1向上方偏移，由此具有在上游侧锥形管56的下表面侧流动的排气的量变少的倾向，但在本第1实施方式中，由于在下表面的倾斜面58上设有向内侧弯曲隆起的凹部59，所以排气的一部分以沿着凹部59的内表面的方式向下方流动。由此，使排气在第1催化剂体91的倾斜面58侧也能够有效地流动，并能够由第1催化剂体91整体来净化排气，因此能够提高净化性能。

另外，第1蜂窝体81的每单位面积小室数量比第2蜂窝体82及第3蜂窝体83少，且对排气流动的阻力也比第2蜂窝体82小。由此，即使在从弯曲管部44b到外筒55的排气通路扩径的情况下，也能够通过第1蜂窝体81内的适当大小的阻力，而使第1蜂窝体81的上游侧的排气沿径向扩散，并能够使排气均匀地流入至第1蜂窝体81的上游端的整个面，因此，能够提高净化性能。即，第1蜂窝体81既是催化剂体，也是对排气流动的径向分布进行整流以使其均匀化的整流部件。

从第1蜂窝体81向间隙S1流动的排气承接由第1蜂窝体81整流的流体并且在间隙S1内进一步将其扩散，然后流入至第2蜂窝体82。在第2蜂窝体82内，由于每单位面积小室数量比第1蜂窝体81多，并且由第1蜂窝体81整流后的排气流向整个第2蜂窝体82，所以能够得到高净化性能。

从第2蜂窝体82向间隙S2流动的排气在间隙S2内进一步扩散，并流入至第3蜂窝体83。由于第3蜂窝体83与第2蜂窝体82是相同部件且小室数量多，并且在内部流动有在上游侧被均匀化的排气，所以能够由整个第3蜂窝体83有效地净化排气。

如上所述，根据适用了本发明的第1实施方式，由于收纳在单个的外筒55内部的第1蜂窝体81、第2蜂窝体82及第3蜂窝体83的通路内负载有催化剂，第2蜂窝体82与第3蜂窝体83作为同一部件而被共用，第1蜂窝体81的外径与第2蜂窝体82及第3蜂窝体83相同，并且第1蜂窝体81的以格子状分隔的小室的每单位面积小室数量比第3蜂窝体83的小室数量少，所以在共用第2蜂窝体82及第3蜂窝体83的基础上，进一步将三个蜂窝体81、82、83的外径设为相同，能够使结构变得简单，并且通过由每单位面积小室数量比下游侧的第2蜂窝体82及第3蜂窝体83少的第1蜂窝体81得到的整流效果，能够使排气均匀地流向第2蜂窝体82及第3蜂窝体83。因此能够以简单的结构实现高排气净化性能的催化剂收纳管45。

另外，由于分别设有将第1蜂窝体81、第2蜂窝体82及第3蜂窝体83保持于内部的第1保持筒71、第2保持筒72及第3保持筒73，第1～第3保持筒71、72、73分别具有与第1～第3蜂窝体81、82、83的各端面相比突出的突出部71b、突出部72a、72b及突出部73a，并且通过使这些突出部71b、72a、72b、73a对接而在第1～第3蜂窝体81、82、83之间形成间隙S1、S2，所以能够以简单的结构在第1～第3蜂窝体81、82、83之间高精度地形成间隙S1、S2。通过高精度地设置间隙S1、S2，能够按照设定的那样使排气在间隙S1、S2高效率地扩散，并能够提高净化性能。

另外，由于通过上游侧的焊接孔64和下游侧的焊接孔65，将相邻的第1蜂窝体81及第2蜂窝体82的各保持筒71、72与外筒55之间的焊接位置设在沿外筒55的外周方向不同的位置上，所以能够分散焊接热量对外筒55的影响，并能够高精度地形成催化剂收纳管45。另外，由于通过上游侧的焊接孔65和下游侧的焊接孔66，将相邻的第2蜂窝体82及第3蜂窝体83的各保持筒72、73与外筒55之间的焊接位置设在沿外筒55的外周方向不同的位置上，所以能够分散焊接热量对外筒55的影响，并能够高精度地形成催化剂收纳管45。

进一步地，由于在外筒55的前后以在外筒55内夹持三个蜂窝体81、82、83的第1～第3保持筒71、72、73的方式配置有漏斗形状的上游侧锥形管56和下游侧锥形管57，该上游侧锥形管56和下游侧锥形管57与分别配置在外筒55前后且与外筒55相比为小径的排气管44、46连接，所以无需为了支承第1～第3保持筒71、72、73而设置特别的结构，能够以简单的结构支承第1～第3保持筒71、72、73。

更进一步地，由于上游侧锥形管56连接轴线C2相对于外筒55的轴线C1偏移配置的上游侧排气管44与外筒55，且上游侧锥形管56在与上游侧排气管44偏移一侧为相反侧的倾斜面58上具有向上游侧锥形管56的内部弯曲隆起的凹部59，所以能够使排气沿着凹部59的曲面扩散，并使排气以宽阔的区域流入至第1蜂窝体81内。由此，能够提高催化剂收纳管45的净化性能。

另外，由于外筒55配置在从发动机20的下方通过的排气管41的中途，所以无需大幅改变排气装置40，仅将单个的外筒55配置在发动机20的下方，就能够设置高净化性能的催化剂收纳管45。

另外，由于第1蜂窝体81的轴向长度比第3蜂窝体83的轴向长度短，所以能够在由第1蜂窝体81得到整流效果的同时，抑制在第1蜂窝体81内的排气阻力。

此外，上述第1实施方式仅表示适用了本发明的一个方式，本发明并不限定于上述第1实施方式。

在上述第1实施方式中，对在第1蜂窝体81内负载催化剂而形成第1催化剂体91的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，例如，还可以构成为，在最上游侧的第1蜂窝体81中不负载催化剂，而将第1蜂窝体81仅作为整流部件来使用。这种情况下，能够根据对于催化剂收纳管45必要的净化性能来降低所负载的催化剂的使用量，并且通过第1蜂窝体81将排气均匀地整流，能够提高下游侧的各蜂窝体82、83的净化性能。

另外，在上述第1实施方式中，对第1～第3蜂窝体81、82、83保持在第1～第3保持筒71、72、73内的情况进行了说明，但并不限于此，例如，也可以构成为，不设置第1～第3保持筒71、72、73而将第1～第3蜂窝体81、82、83相互设有间隔且串联配置在外筒55内。这种情况下，由于第2蜂窝体82与第3蜂窝体83也是相同部件，且第1蜂窝体81的外径与第2蜂窝体82及第3蜂窝体83的外径相同，所以能够以简单的结构设置第1～第3蜂窝体81、82、83等的制造设备，并且能够容易地将第1～第3蜂窝体81、82、83组装在外筒55内。

进一步地，在上述第1实施方式中，对间隙S1与间隙S2的轴向长度大致相等的情况进行了说明，但并不限于此，例如，还可以将间隙S1的长度设为比间隙S2的长度大。这种情况下，在第1蜂窝体81侧被整流并到达至间隙S1的排气容易在间隙S1内进一步扩散，因此，能够提高净化性能。

另外，在上述第1实施方式中，对在单个的外筒55内部收纳第1蜂窝体81、第2蜂窝体82及第3蜂窝体83的情况进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，也可以为，将多个管沿轴向连接而构成外筒，并在该外筒内收纳第1蜂窝体81、第2蜂窝体82及第3蜂窝体83。

第2实施方式

以下，参照图5～图7来说明适用了本发明的第2实施方式。在该第2实施方式中，对与上述第1实施方式结构相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。

在上述第1实施方式中，对催化剂收纳管45配置在发动机20下方的情况进行了说明，但在本第2实施方式中，催化剂收纳管145配置在消音器142内，这点与上述第1实施方式不同。

图5是第2实施方式的二轮摩托车101的右视图。

二轮摩托车101为骑跨式车辆，其在车身架108前后的中央配置有发动机120，支承前轮102的前叉110以能够转向的方式支承在车身架108的前端，支承后轮103的摆臂111设在车身架108的后部侧，供乘员落座的座椅112设在车身架108的上方。车身架108的大部分由树脂制的车身罩105覆盖。

车身架108具有：设在前端的头管(未图示)；从头管向后方以斜下朝向倾斜延伸的左右一对主车架113；从主车架113的后端向下方延伸的左右一对中央车架114；从中央车架114的上部向后上方延伸至车辆后部的左右一对座椅车架119；和从主车架113的前部向下方延伸的下伸车架(未图示)。

在座椅车架119上，设有支承后部座椅112a的乘员用纵列式踏板117的踏板支撑件118。

在上述头管上，经由转向轴(未图示)以转动自如的方式轴支承前叉110。前轮102轴支承在前叉110的下部。转向用把手115固定在前叉110的上端。

摆臂111通过沿车宽方向穿插在中央车架114上的枢轴116以转动自如的方式轴支承。后轮103轴支承在摆臂111的后端。

发动机120是水冷式的单缸四冲程发动机。发动机120具有曲轴箱121、设在曲轴箱121前部的上表面的气缸122、和气缸头123，气缸轴106以前倾的方式设置。

发动机120固定在中央车架114及上述下伸车架上，且位于主车架113的下方。

燃料箱124配置在主车架113的上方。

车身罩105具有：从前方覆盖车身架108的前罩125；覆盖车身架108的前部及发动机120的上部的前侧罩126；从侧方覆盖主车架113的上方部分的中央罩127；从侧方覆盖座椅车架119的后罩128；和从下方覆盖曲轴箱121的下罩129。

在发动机120上连接有排气装置140。排气装置140具有与气缸头123前表面的排气口123a连接的排气管141、和与排气管141的后端连接的消音器142。消音器142的前部由消音器罩143覆盖。

排气管141从排气口123a沿着发动机120的前表面向下方延伸，然后向后方弯曲并从发动机120的下方通过，一直延伸到一个中央车架114的下方。

消音器142在中央车架114的下方与排气管141的后端连接。消音器142从摆臂11的外侧方通过而向后上方延伸，并经由后部上面的支撑件151而固定在踏板支撑件118上。

图6是从上方观察到的消音器142的俯视图。

消音器142是在前后延伸的箱形的消音箱131内具有筒状的催化剂收纳管145及多个膨胀室的多级膨胀式消音器。消音箱131具有覆盖催化剂收纳管145的前部箱体132、和形成膨胀室外壁的后部箱体133。

前部箱体132形成为与催化剂收纳管145相比为大径的管状，并在上游端具有越向前端侧越细的锥形管部132a。催化剂收纳管145的上游端与锥形管部132a的内径部嵌合，并在前部箱体132内延伸至前部箱体132的后部。

在后部箱体133内，在前部及后部配置有将膨胀室分隔成前后的分隔壁134、135。通过设置分隔壁134、135，而在消音器142内从前端侧依次形成有第3膨胀室Z、第2膨胀室Y及第1膨胀室X。第3膨胀室Z是在前部箱体132内形成于催化剂收纳管145周围的空间。

与催化剂收纳管145的下游端连接的第1连通管137a(小径的排气管)贯穿分隔壁134、135并延伸至第1膨胀室X。第1膨胀室X通过贯穿分隔壁135的第2连通管137b而与第2膨胀室Y连通。第2膨胀室Y通过贯穿分隔壁134的第3连通管(未图示)而与第3膨胀室Z连通。第3膨胀室Z通过贯穿分隔壁134、135并在消音箱131的后表面开口的尾管138而与外部连通。发动机120的排气从排气管141通过而从催化剂收纳管145流入至消音器142内，然后依次流入至第1膨胀室X、第2膨胀室Y及第3膨胀室Z，并从尾管138向外部排出。

图7是图6的VII-VII剖视图。

如图7所示，催化剂收纳管145具有与上述第1实施方式所说明的催化剂收纳管45相同的结构，因此，对相同部分标注与第1实施方式相同的附图标记并省略说明，对不同部分说明如下。

除了上述第1实施方式的催化剂收纳管45的上游侧锥形管56及下游侧锥形管57变更为其他管的点、以及第1～第3蜂窝体81、82、83的轴向长度与其外径相比变小的点之外，催化剂收纳管145的结构与催化剂收纳管45相同。

在外筒55内收纳有各催化剂单元61、62、63，并在外筒55的上游端及下游端的内周部连接有漏斗形状的上游侧锥形管156(连接管)及下游侧锥形管157(连接管)。催化剂单元61、62、63由上游侧锥形管156及下游侧锥形管157沿轴向夹持。

上游侧锥形管156形成为越向上游侧越细的锥形，并在上游侧锥形管156的上游端的内径部接合有与外筒55相比为小径的接头管178(小径的排气管)。通过使接头管178的前端与前部箱体132的锥形管部132a嵌合，而使催化剂收纳管145与前部箱体132连接。通过使排气管141的后端与接头管178连接，而使消音器142与排气管141连接。

在接头管178连接有排气管141的后端。接头管178的轴线C3及上游侧锥形管156的轴线C4与外筒55的轴线C1大致一致。

下游侧锥形管157形成为越向下游侧越细的锥形，并在下游侧锥形管157的下游端接合有与外筒55相比为小径的第1连通管137a。

从排气管141流入至上游侧锥形管156内的排气能够通过第1蜂窝体81内的适当大小的阻力而在第1蜂窝体81的上游侧沿径向扩散。由此，能够使排气均匀地流入至第1蜂窝体81的上游端的整个面，并得到高净化性能。之后，由第1蜂窝体81均匀化后的排气再由小室数量多的第2蜂窝体82及第3蜂窝体83高效地净化。

根据第2实施方式，通过将单个的外筒55在排气装置140的消音器142内部靠前地配置，能够确保消音器142内部的下游侧的空间并将膨胀室设置得大，并且无需大幅改变消音器142的形状，就能够设置高净化性能的催化剂收纳管145。另外，由于将第1～第3蜂窝体81、82、83的轴向长度设成了比外径小，在沿轴向紧凑设置的同时增大外径而确保了蜂窝体81、82、83的体积，所以容易将外筒55靠前地配置在排气装置140的消音器142内部，并能够将后部侧的空间确保得大。

此外，上述第2实施方式仅表示适用了本发明的一个方式，本发明并不限定于上述第2实施方式。

在上述第2实施方式中，对接头管178的轴线C3与外筒55的轴线C1大致一致的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，例如，也可以为，在轴线C3相对于外筒55的轴线C1偏移的结构中，在与偏移一侧为相反侧的上游侧锥形管156的斜面上，设置向上游侧锥形管156的内部弯曲隆起的凹部。

附图标记说明

20、120 发动机(内燃机)

40、140 排气装置

41 排气管(从内燃机下方通过的排气管)

44 上游侧排气管(小径的排气管)

45、145 催化剂收纳管(排气净化装置)

46 消音器连接管(小径的排气管)

55 外筒

56、156 上游侧锥形管(连接管)

57、157 下游侧锥形管(连接管)

58 倾斜面(斜面)

59 凹部

71 第1保持筒(保持筒)

71b、72a、72b、73a 突出部

72 第2保持筒(保持筒)

73 第3保持筒(保持筒)

81 第1蜂窝体

82 第2蜂窝体

83 第3蜂窝体

137a 第1连通管(小径的排气管)

142 消音器

178 接头管(小径的排气管)

C1 轴线(外筒的轴心)

C2 轴线(轴心)

S1 间隙

S2 间隙

Claims (14)

1.一种排气净化装置，使催化剂负载于相互设有间隔且串联配设的多个蜂窝体(81、82、83)，其特征在于，

具有单个的外筒(55)，该外筒(55)构成内燃机(20、120)的排气装置(40、140)的排气通路的一部分，在该外筒(55)的内部从排气的上游侧依次收纳有第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)，在这些第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)的通路内负载有催化剂，所述第2蜂窝体(82)是与所述第3蜂窝体(83)相同的部件，所述第1蜂窝体(81)的外径与所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)相同，并且所述第1蜂窝体(81)的以格子状分隔的小室的每单位面积小室数量比所述第3蜂窝体(83)少，

所述排气净化装置分别设有将所述第1蜂窝体(81)、所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)保持于内部的保持筒(71、72、73)，该各保持筒(71、72、73)具有与所述第1蜂窝体(81)、所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)的各端面相比突出的突出部(71b、72a、72b、73a)，通过使该突出部(71b、72a、72b、73a)对接而在所述第1～第3蜂窝体(81、82、83)之间形成间隙(S1、S2)，

将相邻的至少两个所述各蜂窝体(81、82、83)的所述保持筒(71、72、73)与所述外筒(55)在排气流动的上游位置和下游位置焊接，并将该焊接的位置在排气流动的上游位置和下游位置设在沿外周方向不同的位置上。

2.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，在所述外筒(55)的前后以在所述外筒(55)内夹持三个所述蜂窝体(81、82、83)的所述保持筒(71、72、73)的方式配置有漏斗形状的连接管(56、57)，该连接管(56、57)与分别配置在所述外筒(55)前后且与所述外筒(55)相比为小径的排气管(44、46)连接。

3.根据权利要求2所述的排气净化装置，其特征在于，设在上游侧的所述连接管(56)连接轴心(C2)相对于所述外筒(55)的轴心(C1)偏移配置的上游侧的所述排气管(44)和所述外筒(55)，所述连接管(56)在与该排气管(44)偏移一侧为相反侧的斜面(58)上具有向该连接管(56)的内部弯曲隆起的凹部(59)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的排气净化装置，其特征在于，所述外筒(55)配置在从所述内燃机(20)的下方通过的排气管(41)的中途。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的排气净化装置，其特征在于，所述外筒(55)在所述排气装置(140)的消音器(142)内部靠前地配置。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的排气净化装置，其特征在于，所述第1蜂窝体(81)的轴向长度比所述第3蜂窝体(83)的轴向长度短。

7.根据权利要求4所述的排气净化装置，其特征在于，所述第1蜂窝体(81)的轴向长度比所述第3蜂窝体(83)的轴向长度短。

8.根据权利要求5所述的排气净化装置，其特征在于，所述第1蜂窝体(81)的轴向长度比所述第3蜂窝体(83)的轴向长度短。

9.一种排气净化装置，使催化剂负载于相互设有间隔且串联配设的多个蜂窝体(82、83)，其特征在于，

具有单个的外筒(55)，该外筒(55)构成内燃机(20、120)的排气装置(40、140)的排气通路的一部分，在该外筒(55)的内部从排气的上游侧依次收纳有第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)，在所述第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)的通路内负载有催化剂，所述第2蜂窝体(82)是与所述第3蜂窝体(83)相同的部件，所述第1蜂窝体(81)的外径与所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)相同，并且所述第1蜂窝体(81)的以格子状分隔的小室的每单位面积小室数量比所述第3蜂窝体(83)少，

所述排气净化装置分别设有将所述第1蜂窝体(81)、所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)保持于内部的保持筒(71、72、73)，该各保持筒(71、72、73)具有与所述第1蜂窝体(81)、所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)的各端面相比突出的突出部(71b、72a、72b、73a)，通过使该突出部(71b、72a、72b、73a)对接而在所述第1～第3蜂窝体(81、82、83)之间形成间隙(S1、S2)，

将相邻的至少两个所述各蜂窝体(81、82、83)的所述保持筒(71、72、73)与所述外筒(55)在排气流动的上游位置和下游位置焊接，并将该焊接的位置在排气流动的上游位置和下游位置设在沿外周方向不同的位置上。

10.根据权利要求9所述的排气净化装置，其特征在于，所述外筒(55)配置在从所述内燃机(20)的下方通过的排气管(41)的中途。

11.根据权利要求9所述的排气净化装置，其特征在于，所述外筒(55)在所述排气装置(140)的消音器(142)内部靠前地配置。

12.根据权利要求9所述的排气净化装置，其特征在于，所述第1蜂窝体(81)的轴向长度比所述第3蜂窝体(83)的轴向长度短。

13.一种排气净化装置，使催化剂负载于相互设有间隔且串联配设的多个蜂窝体(81、82、83)，其特征在于，

在内燃机(20、120)的排气装置(40、140)的排气通路的一部分上从排气的上游侧依次收纳有第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)，在这些第1蜂窝体(81)、第2蜂窝体(82)及第3蜂窝体(83)的通路内负载有催化剂，所述第2蜂窝体(82)是与所述第3蜂窝体(83)相同的部件，所述第1蜂窝体(81)的外径与所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)相同，并且所述第1蜂窝体(81)的以格子状分隔的小室的每单位面积小室数量比所述第3蜂窝体(83)少，

所述排气净化装置分别设有将所述第1蜂窝体(81)、所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)保持于内部的保持筒(71、72、73)，该各保持筒(71、72、73)具有与所述第1蜂窝体(81)、所述第2蜂窝体(82)及所述第3蜂窝体(83)的各端面相比突出的突出部(71b、72a、72b、73a)，通过使该突出部(71b、72a、72b、73a)对接而在所述第1～第3蜂窝体(81、82、83)之间形成间隙(S1、S2)，

将相邻的至少两个所述各蜂窝体(81、82、83)的所述保持筒(71、72、73)与外筒(55)在排气流动的上游位置和下游位置焊接，并将该焊接的位置在排气流动的上游位置和下游位置设在沿外周方向不同的位置上。

14.根据权利要求13所述的排气净化装置，其特征在于，所述第1蜂窝体(81)的轴向长度比所述第3蜂窝体(83)的轴向长度短。