CN203717089U - 发动机的排气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发动机的排气装置，其实现了允许催化剂部分的热膨胀和防止水滴浸入，并且能够使制造容易化。排气管（14）的下游侧的端缘嵌入催化剂保持筒（19）的上游侧的端缘的内周。使催化剂壳体（20）的上游侧的端缘嵌合于催化剂保持筒（19）的上游侧的端缘的外周。催化剂壳体（20）的上游侧的端面在催化剂保持筒（19）上相对于催化剂保持筒（19）的上游侧的端面向下游侧偏移。催化剂壳体（20）的上游侧的端面、催化剂保持筒（19）的上游侧的端面和排气管（14）的下游侧的外周面通过单次焊接而被固定。

Description

发动机的排气装置

技术领域

本实用新型涉及发动机的排气装置，该发动机的排气装置在排气管的下游侧设有用于净化废气的催化剂。

背景技术

作为发动机的排气装置，已知用于净化废气的催化剂配置于排气管的下游侧的结构。在该排气装置中，催化剂保持在金属制的催化剂保持筒的内部，该催化剂保持筒的上游侧端缘与排气管的下游侧端缘结合，并且催化剂保持筒的下游侧与排气消音器连通。关于这种排气装置，催化剂在排气管的下游侧暴露在废气的高温中，因此容易因催化剂的热膨胀而对周围的部件产生应力。因此提出了能够抑制催化剂的热膨胀所引起的应力产生的排气装置（例如，参照专利文献1、2）。

在专利文献1中记载的排气装置中，在长度方向的前后将内部保持催化剂的金属制的催化剂保持筒分割，在该分割部分允许催化剂的热膨胀。

在专利文献2记载的排气装置中，在排气管的下游侧端缘连接有催化剂保持筒和覆盖该催化剂保持筒外侧的大致筒状的催化剂壳体，催化剂壳体的下游侧端缘与排气消音器的外轮廓部连接，并且排气消音器的排气导入管滑动自如地嵌合于催化剂保持筒的下游侧端缘。在该排气装置的情况下，利用催化剂保持筒的下游侧端缘在排气导入管上滑动来允许催化剂和催化剂保持筒的热膨胀，催化剂保持筒由催化剂壳体保护。

专利文献1：日本特许第3242489号公报

专利文献2：日本特开2010-209815号公报

但是，在专利文献1中记载的排气装置中，催化剂保持筒为在前后被分割的结构，因此产生了水滴从该分割部分浸入排气管内的可能性，不得不实施防锈对策。

另外，在专利文献2记载的排气装置中，催化剂保持筒的外侧被催化剂壳体覆盖，因此防止了水滴向排气管内的浸入，但不得不将催化剂保持筒焊接于排气管的下游侧端缘，并另行将催化剂壳体的上游侧端缘焊接于排气管的下游侧端缘。因此，增加了制造时的焊接工序而降低了制造效率，同时担心导致工序数的增加所引起的部件成本上涨。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种发动机的排气装置，其实现了允许催化剂部分的热膨胀和防止水滴浸入，并且能够使制造容易化。

在本实用新型涉及的发动机的排气装置中，为了解决上述课题采用了以下结构。

第1方面涉及的实用新型为一种发动机的排气装置，其具备：排气管，其连接于发动机；催化剂，其用于净化从该排气管流出的废气；催化剂保持筒，其将该催化剂保持于内部，并且在允许下游侧端缘的轴向位移的状态下，上游侧端缘结合于所述排气管的下游侧端缘，以及大致筒状的催化剂壳体，其在覆盖所述催化剂保持筒的外侧的状态下，上游侧端缘结合于所述排气管的下游侧端缘，所述发动机的排气装置的特征在于，所述排气管的下游侧端缘嵌入所述催化剂保持筒的上游侧端缘的内周，并且所述催化剂壳体的上游侧端缘嵌合于所述催化剂保持筒的上游侧端缘的外周，所述催化剂壳体的上游侧端面在所述催化剂保持筒上配置成相对于该催化剂保持筒的上游侧端面向下游侧偏移，所述催化剂壳体的上游侧端面、所述催化剂保持筒的上游侧端面和所述排气管的下游侧端缘的外周面通过单次焊接而被固定。

由此，在一个工序中进行排气管、催化剂保持筒和催化剂壳体这三个部件的焊接。其结果为削减了焊接部位和焊接工时。

第2方面涉及的实用新型的特征在于，在第1方面涉及的发动机的排气装置中，所述排气管的下游侧端缘扩径成使其外径与所述催化剂保持筒的上游侧端缘的内径一致，所述催化剂壳体的上游侧端缘缩径成使其内径与所述催化剂保持筒的上游侧端缘的外径一致。

由此，调整排气管的下游侧端缘的外径和催化剂壳体的上游侧端缘的内径，以与催化剂保持筒的内径和外径对应。其结果为，能够使催化剂壳体适当地嵌合于催化剂保持筒的上游侧端缘，而不会对催化剂侧的截面积造成影响。

第3方面涉及的实用新型的特征在于，在第1或2方面涉及的发动机的排气装置中，所述催化剂壳体的下游侧端缘直接结合于在所述催化剂保持筒的下游侧配置的排气消音器的上游侧端缘。

由此，催化剂壳体和排气消音器构成为一个部件，能够使从催化剂壳体至排气消音器的部位小型化。

第4方面涉及的实用新型的特征在于，在第3方面涉及的发动机的排气装置中，在所述催化剂保持筒的下游侧端缘结合有引导筒，该引导筒引导所述排气消音器的向所述催化剂壳体的内部突出的排气导入管自如地滑动。

在该情况下，引导筒未保持于催化剂壳体，因此当催化剂热膨胀时，不会在引导筒产生变形和负载。

第5方面涉及的实用新型的特征在于，在第4方面涉及的发动机的排气装置中，所述引导筒的上游侧端缘扩径成使其外径与所述催化剂保持筒的下游侧端缘的内径一致，所述引导筒的上游侧端缘嵌合在所述催化剂保持筒的下游侧端缘的内周，所述催化剂保持筒的下游侧端面和所述引导筒的上游侧端缘的外周面之间被焊接固定。

由此，调整引导筒的上游侧端缘的外径，以与催化剂保持筒的下游侧端缘的内径对应。其结果为，能够使引导筒适当地嵌合于催化剂保持筒的下游侧端缘，而不会对催化剂侧的截面积造成影响。另外，催化剂保持筒在仅在下游侧端面焊接固定于引导筒的上游侧端缘的外周面的情况下，利用该引导筒，允许了下游方向的热膨胀。

第6方面涉及的实用新型的特征在于，在第1～5方面涉及的发动机的排气装置中，所述排气管具备：双层管结构的主要管部，其内管接合于外管的内侧；和单层管结构的中继管部，其配置于该主要管部的下游侧并焊接固定于所述催化剂保持筒和所述催化剂壳体，所述中继管部弯曲成使其下游侧端缘朝向大致沿着排气消音器的伸出方向的方向。

在该情况下，利用容易弯曲形成的单层管结构的中继管部来构成与排气管的下游端的催化剂保持筒和催化剂壳体的连接部位，因此能够容易地使排气管的下游端适应排气消音器的期望的伸出角度。

第7方面涉及的实用新型的特征在于，在第6方面涉及的发动机的排气装置中，所述主要管部的内管的下游侧端缘从所述外管的下游侧端面向外侧伸出，所述中继管部的上游侧端缘嵌合在所述内管的从所述外管的下游侧端面向外侧伸出的下游侧端缘的外周面，所述外管的下游侧端面和所述中继管部的上游侧端面在所述内管的外周上以空出间隙的方式对置配置，并和所述内管的外周面一起通过单次焊接而被固定。

由此，在一个工序中进行主要管部的外管、内管和中继管部这三个部件的焊接。其结果为，削减了焊接部位和焊接工时。

第8方面涉及的实用新型的特征在于，在第7方面涉及的发动机的排气装置中，所述内管的下游侧端缘扩径成使其外径与所述外管的下游侧端缘的内径一致。

由此，外管的下游侧端缘在外径恒定的状态下与中继管部结合，因此能够将排气管的从主要管部至中继管部的区域的刚性维持得较高。

根据本实用新型，催化剂保持筒在外侧被催化剂壳体覆盖的状态下与排气管的下游端一体化，并且允许了催化剂保持筒的下游端的轴向上的位移，因此能够允许催化剂部分的热膨胀并防止水滴从外部向催化剂部分的浸入，而且，催化剂壳体的上游侧端面、催化剂保持筒的上游侧端面和排气管的下游侧端缘的外周面通过一次焊接而被固定，因此能够实现焊接作业的简单化。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施方式的机动两轮车的侧视图。

图2是本实用新型的一个实施方式的俯视图。

图3是本实用新型的一个实施方式的侧视图。

图4是与图3的A-A剖面对应的剖视图。

图5是图4的B部分的放大图。

图6是图4的C部分的放大图。

图7是图4的D部分的放大图。

标号说明

13：排气消音器；

13B：排气导入管；

14：排气管；

16：主要管部；

16A：外管；

16Aa：端面；

16B：内管；

17：中继管部；

17a：端面；

18：催化剂；

19：催化剂保持筒；

19a：端面；

19b：端面；

20：催化剂壳体；

20a：端面；

21：引导筒；

100：排气装置。

具体实施方式

以下，基于附图对本实用新型的一个实施方式进行说明。另外，图中的箭头FR指向车辆的前方，箭头UP指向车辆的上方，箭头LH指向车辆的左侧方。

图1是示出应用了本实施方式的排气装置100的机动两轮车1的图。

在该机动两轮车1中，在将未图示的转向轴保持成能够转动的转向立管3，结合有从转向立管3朝向车体后部下方伸出的一对主框架4、和从转向立管3朝向下方伸出的下行框架2。

在转向轴借助未图示的上下的桥部件，连结有转向用的把手5和将前轮Wf支承成能够旋转的一对前叉6。一对主框架4的后部朝向下方弯曲，在该弯曲区域连结有支承座椅7的座椅导轨8。另外，在从主框架4的弯曲区域向下方伸出的区域以能够摇动的方式支承有朝向车体后方侧伸出的摇臂9。在摇臂9的后部以能够旋转的方式支承有后轮Wr。另一方面，在主框架4和下行框架2之间安装有发动机单元10，该发动机单元10是将发动机E和变速器M构成为一体的模块，在主框架4的上方侧安装有燃料箱11。变速器M的输出轴借助未图示的链而以能够进行动力传递的方式与后轮Wr连接。

在发动机E的气缸盖12连接有包含空气过滤器的未图示的进气装置，并且连结有包含排气消音器13的排气装置100。该机动两轮车1的发动机E是单气缸的发动机，在气缸盖12连接有未图示的进气管和排气管14各1根。

图2、图3是示出整个排气装置100的图。

排气装置100具备：排气管14，其从发动机E的气缸盖12的前面侧向下方弯曲，之后从发动机单元10的前部下方位置向车体后方侧弯曲并伸出；催化剂收纳部15，其在发动机单元10的后部下方位置与排气管14的下游侧连接；以及排气消音器13，其与催化剂收纳部15的下游端连接并从后轮Wr的侧方位置向后斜上方伸出。

图4是示出排气装置的内部结构的图，图5、图6、图7是分别将图4的B部分、C部分和D部分放大示出的图。

排气管14具备：双层管结构的主要管部16，其从与气缸12连接的上游端伸出至接近催化剂收纳部15的位置；和单层管结构的中继管部17，其将主要管部16和催化剂收纳部15连接起来。主要管部16由成为排气管14外壁的外管16A和在长度方向的两端缘与外管16A的内表面接合的内管16B构成，内管16B的内侧部分成为废气的流通路。在内管16B形成有多个未图示的贯通孔，并且在外管16A和内管16B之间形成的空间部作为用于降低排气音的膨胀室而发挥功能。

中继管部17形成为外径与主要管部16的外管16A的外径相同，主要管部16和中继管部17的外表面在长度方向上基本连续。主要管部16的内管16B以及外管16A，和成为中继管部17的管部件通过焊接而相互结合，但对于这些焊接之后详述。

催化剂收纳部15具备：用于净化废气的催化剂18（催化剂载体）；保持催化剂18的圆筒状的催化剂保持筒19；以及覆盖催化剂保持筒19外周侧的圆筒状的催化剂壳体20。这里，催化剂18是例如在蜂窝状的金属载体上承载铂金、铑、钯等催化剂贵金属而构成的。

催化剂保持筒19由金属制的圆筒部件构成，在其内周侧安装有催化剂18，并且上游侧的端缘与排气管14的中继管部17的下游侧的端缘以嵌合状态连结。另外，在催化剂保持筒19的下游侧端缘同轴地连结有金属制的引导筒21。

另外，催化剂壳体20由金属制的圆筒部件构成，其上游侧的端缘与催化剂保持筒19的上游侧的端缘结合，并且下游侧的端缘与排气消音器13的外筒部13A的上游侧的端缘结合。

在排气消音器13中，排气导入管13B从外筒部13A的内侧向前方伸出，并且其排气导入管13B的前端部滑动自如地嵌入引导筒21的下游侧的缘部。通过了催化剂保持筒19内的废气通过废气导入管而被导向排气消音器13。

这里，排气管14的下游侧的端缘和催化剂收纳部15按照以下方式结合。

即，如图4、图5所示，排气管14的中继管部17的下游侧的端缘嵌入催化剂保持筒19的上游侧的端缘的内周部，催化剂保持筒19的上游侧的端缘的外周面与催化剂壳体20的上游侧的端缘嵌合。此时，催化剂壳体20的上游侧的端缘20a，在催化剂保持筒19的外周上，配置成相对于催化剂保持筒19的上游侧的端面19a向下游侧偏移预定量。而且，这样偏移配置的催化剂保持筒19的端面19a和催化剂壳体20的端面20a通过单次焊接而固定于中继管部17的下游侧的端缘的外周面。在中继管部17和催化剂壳体20的外周的整个区域进行该焊接。从而，中继管部17（排气管14）、催化剂保持筒19、催化剂壳体20的三个部件通过一个焊接工序而同时被固定。

虽然中继管部17、催化剂保持筒19和催化剂壳体20这三个部件以上述方式固定，但在该实施方式的情况下，在维持催化剂保持筒19的直径恒定的状态下，中继管部17（排气管14）的下游侧的端缘扩径成使其外径与催化剂保持筒19的内径一致，并且催化剂壳体20的上游侧的端缘缩径成使其内径与催化剂保持筒19的外径一致。

在这样的情况下，能够将中继管部17和催化剂壳体20适当地嵌合到催化剂保持筒19的上游侧的端缘，而不会对催化剂18侧的截面积造成影响。

另外，如图4、图6所示，催化剂壳体20的下游侧的端缘通过焊接而固定于排气消音器13的外筒部13A的上游侧的端面。在进行该固定时，将用于保持排气导入管13B的保持部件22的筒状壁22A嵌入催化剂壳体20下游侧的端面20b与排气消音器13侧的外筒部13A的端面13Aa的对接部的内周侧。在该状态下，在催化剂壳体20的端面20b和外筒部13A的端面13Aa之间作出间隙，并在该间隙部分进行焊接，由此催化剂壳体20、排气消音器13的外筒部13A、保持部件22三者通过一次焊接而同时被固定。

这样，通过排气消音器13的外筒部13A一体固定于催化剂壳体20的端部，而能够将催化剂壳体20和排气消音器13构成为一个部件，并能够使从催化剂收纳部15至排气消音器13的部位小型化。

另外，如图4、图7所示，引导筒21的上游侧的端缘嵌入催化剂保持筒19的下游侧的端缘的内周侧，两者在该状态下被焊接固定。在该情况下，在维持催化剂保持筒19侧的内径恒定的状态下，引导筒21的上游侧的端缘扩径成使其外径与催化剂保持筒19的内径一致，引导筒21的上游侧的端缘嵌入催化剂保持筒19的下游侧的端缘，在该状态下，催化剂保持筒19的下游侧的端面19b焊接固定于引导筒21的外周面。

在这样的情况下，能够使引导筒21适当地嵌合到催化剂保持筒19的下游侧的端缘，而不会对催化剂18侧的截面积造成影响。

另外，当引导筒21像这样地仅固定于催化剂保持筒19时，引导筒21未保持于催化剂壳体20侧，因此在催化剂18的热膨胀时，不会在引导筒21产生变形和负载。

而且，像该实施方式这样，在催化剂保持筒19仅在下游侧的端面19b焊接固定于引导筒21的外周面的情况下，与催化剂保持筒19在比下游侧的端面19b靠上游侧的多个部位焊接于引导筒21的情况相比，催化剂保持筒19的轴向的热膨胀不会被引导筒21阻碍，从而不需要的应力难以作用在各部分。

另一方面，对于排气管14，如图4、图5所示，主要管部16的内管16B的下游侧的端缘从外管16A的下游侧的端面向外侧突出，并且中继管部17的上游侧的端缘嵌合在其内管16B的突出区域的外周面。外管16A的下游侧的端面16Aa和中继管部17的上游侧的端面17a在内管16B的突出区域的外周上以空出间隙的方式对置配置。在该状态下，通过在该间隙部分进行焊接，外管16A的端面16Aa和中继管部17的端面17a固定于内管16B的外周面。其结果为，外管16A、内管16B、中继管部17这三个部件通过一次焊接而同时被固定。

这样，在内管16B和外管16A固定的排气管14的中继管部17与催化剂收纳部15的催化剂保持筒19和催化剂壳体20连接，但中继管部17是容易形成弯曲的单层管结构，因此能够容易地设定弯曲以配合排气消音器13的期望的伸出角度。

另外，在该实施方式中，在进行排气管14的内管16B和外管16A的嵌合和焊接时，内管16B的下游侧的端缘扩径成使其外径与所述外管16A的下游侧的端缘的内径一致。因此，外管16A的下游侧的端缘不缩小外径地一体结合于中继管部17。

因此，在该实施方式的情况下，能够将排气管14的从主要管部16至中继管部17的区域的刚性维持得较高。

如上所述，在该实施方式的排气装置100中，与排气管14连结的催化剂保持筒19的外侧被催化剂壳体20覆盖，催化剂保持筒19的下游侧的端缘相对于催化剂壳体20和排气导入管13B而能够在轴向上移位，因此能够允许催化剂18和催化剂保持筒19的热膨胀并且防止水滴从外部向催化剂部分浸入。因此，能够防止伴随着催化剂部分的热膨胀而在排气装置100内的各部分产生应力，并且能够将排气装置100内部的锈蚀的产生防患于未然。

而且，在该实施方式的排气装置100中，催化剂壳体20的上游侧的端面20a、催化剂壳体19的上游侧的端面19a、排气管14的中继管部17的外周面通过一次焊接而被固定，因此削减了焊接部位和焊接工时，能够实现制造的容易化。

另外，本实用新型不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以再进行各种设计变更。

Claims (8)

1.一种发动机的排气装置，其具备：

排气管（14），其连接于发动机；

催化剂（18），其用于净化从该排气管（14）流出的废气；

催化剂保持筒（19），其将该催化剂（18）保持于内部，并且在允许下游侧端缘的轴向位移的状态下，上游侧端缘结合于所述排气管（14）的下游侧端缘，以及

筒状的催化剂壳体（20），其在覆盖所述催化剂保持筒（19）的外侧的状态下，上游侧端缘结合于所述排气管（14）的下游侧端缘，

所述发动机的排气装置的特征在于，

所述排气管（14）的下游侧端缘嵌入所述催化剂保持筒（19）的上游侧端缘的内周，并且所述催化剂壳体（20）的上游侧端缘嵌合于所述催化剂保持筒（19）的上游侧端缘的外周，

所述催化剂壳体（20）的上游侧端面（20a）在所述催化剂保持筒（19）上配置成相对于该催化剂保持筒（19）的上游侧端面（19a）向下游侧偏移，

所述催化剂壳体（20）的上游侧端面（20a）、所述催化剂保持筒（19）的上游侧端面（19a）和所述排气管（14）的下游侧端缘的外周面通过单次焊接而被固定。

2.根据权利要求1所述的发动机的排气装置，其特征在于，

所述排气管（14）的下游侧端缘扩径成使其外径与所述催化剂保持筒（19）的上游侧端缘的内径一致，所述催化剂壳体（20）的上游侧端缘缩径成使其内径与所述催化剂保持筒（19）的上游侧端缘的外径一致。

3.根据权利要求1所述的发动机的排气装置，其特征在于，

所述催化剂壳体（20）的下游侧端缘直接结合于在所述催化剂保持筒（19）的下游侧配置的排气消音器（13）的上游侧端缘。

4.根据权利要求3所述的发动机的排气装置，其特征在于，

在所述催化剂保持筒（19）的下游侧端缘结合有引导筒（21），该引导筒（21）引导所述排气消音器（13）的向所述催化剂壳体（20）的内部突出的排气导入管（13B）自如地滑动。

5.根据权利要求4所述的发动机的排气装置，其特征在于，

所述引导筒（21）的上游侧端缘扩径成使其外径与所述催化剂保持筒（19）的下游侧端缘的内径一致，

所述引导筒（21）的上游侧端缘嵌合在所述催化剂保持筒（19）的下游侧端缘的内周，所述催化剂保持筒（19）的下游侧端面（19b）和所述引导筒（21）的上游侧端缘的外周面之间被焊接固定。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的发动机的排气装置，其特征在于，

所述排气管（14）具备：双层管结构的主要管部（16），其内管（16B）接合于外管（16A）的内侧；和

单层管结构的中继管部（17），其配置于该主要管部（16）的下游侧并焊接固定于所述催化剂保持筒（19）和所述催化剂壳体（20），

所述中继管部（17）弯曲成使其下游侧端缘朝向沿着排气消音器（13）的伸出方向的方向。

7.根据权利要求6所述的发动机的排气装置，其特征在于，

所述主要管部（16）的内管（16B）的下游侧端缘从所述外管（16A）的下游侧端面（16Aa）向外侧伸出，

所述中继管部（17）的上游侧端缘嵌合在所述内管（16B）的从所述外管（16A）的下游侧端面（16Aa）向外侧伸出的下游侧端缘的外周面，

所述外管（16A）的下游侧端面（16Aa）和所述中继管部（17）的上游侧端面（17a）在所述内管（16B）的外周上以空出间隙的方式对置配置，并和所述内管（16B）的外周面一起通过单次焊接而被固定。

8.根据权利要求7所述的发动机的排气装置，其特征在于，

所述内管（16B）的下游侧端缘扩径成使其外径与所述外管（16A）的下游侧端缘的内径一致。