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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Auspuffsystem für ein Fahrzeug,
welches einen Abgaskatalysator umfasst.
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Kraftradauspuffsysteme
mit einem Auspufftopf, welcher mit einem Auspuffrohr verbunden ist, welches
sich von einem Motor aus erstreckt, sind allgemein bekannt (siehe
beispielsweise Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 6-10659).
Bei dieser Art von Auspuffsystemen für ein Fahrzeug wurde eines
von dem Typ vorgeschlagen, bei dem ein hinterer Abschnitt des Auspuffrohrs
in die Innenseite des Auspufftopfs geführt ist und der hintere Abschnitt
des Auspuffrohrs im Durchmesser zur Rückseite hin zu dem Zweck vergrößert ist,
die Motorleistung zu steigern. Bei dem oben erwähnten herkömmlichen Auspuffsystem umfasst
ein Abgaskatalysator üblicherweise
eine Katalysatorkammer, wobei ein Einlassrohr zum Einleiten des
Abgases in die Katalysatorkammer mit der Seite eines Endes der Katalysatorkammer
verbunden ist, und wobei ein Auslassrohr zum Herausleiten des Abgases
aus der Katalysatorkammer mit der Seite des anderen Endes der Katalysatorkammer
verbunden ist.
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Wo
der Abgaskatalysator in Reihe mit dem sich nach hinten erstreckenden
Auspuffrohr verbunden ist, wird jedoch das Auspuffrohr in der Längsrichtung
lang und es wird schwierig, die Anordnung kompakt zu gestalten.
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Zusätzlich ist
es bei dieser Konfiguration nicht möglich, eine Veränderung
des Aufbaus des Abgaskatalysators zu bewerkstelligen. Beispielsweise
ist in dem Fall, wo der Abgaskatalysator mit einem Zwischenabschnitt
des sich in einer Richtung erstreckenden Auspuffrohrwegs derart
verbunden ist, dass der Abgaskatalysator orthogonal zu der Erstreckungsrichtung
des Auspuffrohrs verläuft,
die herkömmliche
Konfiguration dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassrohr des Abgaskatalysators
von dem sich in der einen Richtung erstreckenden Auspuffrohrweg
wegführt
und zur Seite des anderen Endes des Abgaskatalysators herausgeführt ist.
In diesem Fall muss das Auslassrohr des Abgaskatalysators zu dem
sich in der einen Richtung erstreckenden Auspuffrohrweg zurückgezogen
werden, und zu diesem Zweck muss das Auspuffrohr in einer komplizierten
Form wie z. B. einer annähernden
U-Form herum gelegt werden.
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Außerdem wird
in dem Fall, wo ein Katalysator in einem Auspufftopf vorgesehen
ist, wie bei der herkömmlichen
Technik, eine Aktivierung des Katalysators in dem kalten Maschinenzustand
unmittelbar nach dem in Betrieb nehmen verzögert.
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Folglich
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme
zu lösen,
welche der Stand der Technik mit sich bringt, und ein Auspuffsystem
für ein
Fahrzeug bereitzustellen, durch welches es möglich ist, eine Veränderung
des Aufbaus eines Abgaskatalysators zu bewerkstelligen und die Aktivierung
eines Katalysators im kalten Maschinenzustand zu beschleunigen.
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Die
vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem
Auspuffsystem für
ein Fahrzeug, welches einen Auspufftopf umfasst, welcher mit einem
sich von einem Motor aus erstreckenden Auspuffrohr verbunden ist,
ein Abgaskatalysator in einem Zwischenabschnitt des Auspuffrohrs und/oder
in dem Auspufftopf vorgesehen ist, und der Abgaskatalysator eine
Konfiguration hat, bei der ein Einlassrohr und ein Auslassrohr,
um ein Abgas in eine Katalysatorkammer einzuleiten und aus dieser herauszuleiten,
gemeinsam auf der Seite eines Endes des Abgaskatalysators angeordnet
sind.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind das Einlassrohr und das Auslassrohr
für das
Abgas gemeinsam auf der Seite eines Endes der Katalysatorkammer
angeordnet, so dass das Einlassrohr und das Auslassrohr des Abgaskatalysators
leicht mit dem Auspuffrohr verbunden werden können, ohne das Aus puffrohr
in einer komplizierten Form herum zu legen, selbst in dem Fall,
wo der Abgaskatalysator beispielsweise in einem Zustand verbunden
ist, in dem er orthogonal zu der Erstreckungsrichtung des Auspuffrohrs
ist.
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Daher
ist es leichter, die Rohrleitungen zu verbinden und eine Veränderung
des Aufbaus des Katalysators kann bewerkstelligt werden. Zusätzlich kann
da, wo der Abgaskatalysator in den Auspufftopf eingebaut ist, der
Durchmesser des Auspufftopfs auf das im Wesentlichen selbe Niveau
wie das eines herkömmlichen
Auspufftopfs unterdrückt
werden und eine Zunahme der Größe des Auspufftopfs
wird beschränkt.
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In
diesem Fall kann die Katalysatorkammer eine mit dem Einlassrohr
in Verbindung stehende erste Katalysatorkammer und eine mit dem
Auslassrohr in Verbindung stehende zweite Katalysatorkammer umfassen
und die erste und die zweite Katalysatorkammer können auf der Seite des anderen
Endes der Katalysatorkammer miteinander in Verbindung stehen.
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Der
Abgaskatalysator kann ein äußeres Rohr
und ein inneres Rohr umfassen; und die erste Katalysatorkammer kann
darin mit einem ersten Katalysatorkörper versehen sein, welcher
von dem inneren Rohr umgeben ist, die zweite Katalysatorkammer kann
darin mit einem zweiten Katalysatorkörper versehen sein, welcher
von dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr
umgeben ist, wobei die Katalysatorkörper jeweils gebildet sein
können,
indem ein flaches Blech und ein gewelltes Blech in einem geschichteten
Zustand gewickelt werden und in jedem der Bereiche zwischen dem
flachen Blech und dem gewellten Blech in jedem der Katalysatorkörper, zwischen
dem Katalysatorkörper
und dem inneren Rohr und zwischen dem Katalysatorkörper und
dem äußeren Rohr,
kann ein Verbindungsbereich verlötet
sein, welcher an der Ausgangsseite in der Auslassrichtung des Abgases
in der axialen Richtung von jedem Katalysatorkörper angeordnet ist.
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Außerdem kann
in einem Auspuffsystem für ein
Fahrzeug, welches einen Auspufftopf umfasst, welcher mit einem sich
von einem Motor aus erstre ckenden Auspuffrohr verbunden ist, ein
Abgaskatalysator in einem Zwischenabschnitt des Auspuffrohrs und/oder
in dem Auspufftopf vorgesehen sein und der Abgaskatalysator kann
einen wabenförmigen
Katalysatorkörper
umfassen und kann eine Konfiguration haben, bei der ein durch ein
Einlassrohr zu dem Katalysatorkörper
strömendes
Abgas durch Poren in einem Teil der Wabenform und ferner durch Poren
in einem anderen Teil der Wabenform strömen kann, bevor es ein Auslassrohr
erreicht. Der wabenförmige Katalysatorkörper kann
gebildet sein, indem ein flaches Blech und ein gewelltes Blech in
einem geschichteten Zustand gewickelt werden und, zwischen dem flachen
Blech und dem gewellten Blech an den Poren in dem Teil, kann nur
ein Verbindungsbereich verlötet
sein, welcher an der Ausgangsseite in der Auslassrichtung des Abgases
in der axialen Richtung von den Poren in dem Teil angeordnet ist,
wohingegen zwischen dem flachen Blech und dem gewellten Blech an
den Poren in dem anderen Teil ein Verbindungsbereich verlötet sein
kann, welcher an der Ausgangsseite in der Auslassrichtung des Abgases
in der axialen Richtung der Poren in dem anderen Teilangeordnet
ist. Ferner können
die Poren in dem Teil oder dem anderen Teil der Wabenform Poren
in einem zentralen Abschnitt der Wabenform sein, und die Poren in
dem anderen Teil oder dem Teil der Wabenform können Poren in einem Umfangs-
oder Randabschnitt der Wabenform sein.
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Da
der wabenförmige
Katalysatorkörper
verwendet wird und die Konfiguration gewählt wird, bei der das Abgas,
welches durch das Einlassrohr zu dem Katalysatorkörper strömt, durch
Poren in einem Teil der Wabenform und ferner durch Poren in einem anderen
Teil der Wabenform strömt,
bevor es das Auslassrohr erreicht, besteht keine Notwendigkeit für eine Trennwand
zwischen den Poren in einem Teil und den Poren in einem anderen
Teil, und Vorwärts- und
Rückwärtsdurchgänge für das Abgas
werden durch eine einfache Konfiguration gebildet.
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Der
mit dem Auspuffrohr verbundene Abgaskatalysator kann direkt unter
dem Motor angeordnet sein. Gemäß dieser
Konfiguration ist es möglich,
den Abgaskatalysator anzuordnen, indem der Raum direkt unter dem
Motor verwendet wird, d.h. die sogenannte tote Zone, wodurch eine
Steigerung der Effizienz des Gestaltungsraums und eine Rationalisierung
der Fahrzeuggewichtbalance bewerkstelligt werden kann. Da der Abgaskatalysator
in der Nähe des
Motors angeordnet ist, wird zusätzlich
eine Aktivierung des Katalysators durch die Wärme des Motors beschleunigt,
welcher nahe dem Abgaskatalysator angeordnet ist, selbst in dem
kalten Maschinenzustand nach dem Losfahren.
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Der
Abgaskatalysator kann ferner an der vorderen Seite eines Fahrertritts
angeordnet sein. Mit diesem Aufbau kann eine effektive Verwendung
des Raums an der vorderen Seite des Fahrertritts und eine Rationalisierung
der Fahrzeuggewichtsbalance bewerkstelligt werden.
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Der
Abgaskatalysator kann in der Fahrzeugbreitenrichtung an der Innenseite
eines Beinschildes angeordnet sein. Die Wärme des Motors staut sich wahrscheinlich
in der Fahrzeugbreitenrichtung an der Innenseite des Beinschildes.
Bei dieser Konfiguration wird in dem Zustand nach dem Start des
Motors aber vor dem Losfahren die Temperatur an der Innenseite des
Beinschildes in der Fahrzeugbreitenrichtung innerhalb einer kurzen
Zeitperiode erhöht
und eine Erwärmung
des Abgaskatalysators durch diese Wärme beschleunigt die Aktivierung
des Abgaskatalysators.
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Zusätzlich kann
eine effektive Nutzung des Raums in der Fahrzeugbreitenrichtung
an der Innenseite des Beinschildes und eine Rationalisierung der Fahrzeuggewichtsbalance
bewerkstelligt werden. Eine Auspuffrohrschutzvorrichtung kann zwischen
einem aus dem Abgaskatalysator herausführenden Rohr und dem Auspuffrohr
angeordnet sein. Bei dieser Konfiguration ist die öffnende
Seite des Auspuffrohrs mit der Schutzvorrichtung abgedeckt, sodass eine ästhetische
Qualität
des äußeren Erscheinungsbildes
verbessert wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind das Einlassrohr und das Auslassrohr, um
das Abgas in die Katalysatorkammer einzuleiten und aus dieser herauszuleiten,
gemeinsam auf der Seite eines Endes der Katalysatorkammer derart
angeordnet, dass selbst in dem Fall, wo der Abgaskatalysator angeschlossen
ist, beispielsweise in dem Zustand, in dem er orthogonal zur Erstreckungsrichtung
des Auspuffrohrs ist, das Einlassrohr und das Auslassrohr des Abgaskatalysators
mühelos
mit dem Auspuffrohr verbunden werden können, ohne das Auspuffrohr
in einer komplizierten Form herum zu legen. Daher wird das Verbinden
der Rohrleitungen erleichtert und eine Veränderung des Aufbaus des Abgaskatalysators wird
bewerkstelligt.
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Zusätzlich kann
in dem Fall, wo der Abgaskatalysator in den Auspufftopf eingebaut
ist, der Durchmesser des Auspufftopfs im Wesentlichen auf das selbe
Niveau wie das eines herkömmlichen
Auspufftopfs unterdrückt
werden, und eine Größenzunahme
des Auspufftopfs kann unterdrückt
werden.
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Außerdem kann
der Abgaskatalysator leicht in einem engen Raum angeordnet werden,
beispielsweise in der Nähe
des Motors eines Kraftrads oder dergleichen. Dies stellt sicher,
dass die Aktivierung des Katalysators durch die Wärme des
nahe dem Katalysator angeordneten Motors selbst in dem kalten Motorzustand
unmittelbar nach dem Anfahren beschleunigt wird.
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Im
Folgenden werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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1 eine
Seitenansicht eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
Bodenansicht des in 1 gezeigten Fahrzeugs ist;
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3 eine
Seitenansicht desselben ist;
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4 eine
Strukturansicht des Abgaskatalysators ist;
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5 eine
Schnittansicht desselben ist;
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6 eine
Strukturansicht eines Abgaskatalysators ist, welche eine weitere
Ausführungsform zeigt;
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7 eine
Strukturansicht eines Abgaskatalysators ist, welche eine weitere
Ausführungsform zeigt;
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8 eine
Strukturansicht eines Abgaskatalysators ist, welche eine weitere
Ausführungsform zeigt;
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9 eine
Strukturansicht eines Abgaskatalysators ist, welche noch eine weitere
Ausführungsform
zeigt;
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10 eine
Strukturansicht eines Abgaskatalysators ist, welche noch eine weitere
Ausführungsform
zeigt;
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11A eine Schnittansicht ist, welche einen
Verbindungsabschnitt zwischen einem Katalysatorkörper und einem Verbindungsrohr
zeigt, 11B eine Draufsicht ist, welche
ein Dichtungselement zeigt, und (11C eine
Ansicht ist, um die Größe des Dichtungselements
zu veranschaulichen;
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12 eine
Strukturansicht eines Abgaskatalysators ist, welche noch eine weitere
Ausführungsform
zeigt;
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13A eine Schnittansicht längs einer
Linie P-P der 12 ist und
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13B eine Schnittansicht längs einer
Linie Q-Q der 12 ist;
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14 eine
Strukturansicht eines Abgaskatalysators ist, welche noch eine weitere
Ausführungsform
zeigt;
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15 eine
Schnittansicht desselben ist;
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16A und 16B jeweils
eine Strukturansicht und eine Schnittansicht sind, welche noch eine weitere
Ausführungsform
zeigen,
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17 eine
Ansicht ist, welche ein flaches Blech und ein gewelltes Blech zeigt;
und
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18 eine
Strukturansicht ist, welche noch eine weitere Ausführungsform
zeigt.
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In 1 bezeichnet
das Symbol 1 ein Kraftrad (Fahrzeug), in welchem ein vorderer
Abschnitt eines gepressten Rahmens 7 von einer Verkleidung 2 abgedeckt
ist. Eine vordere Gabel 5 zum Abstützen eines Vorderrads 4 wird
von einem Kopfrohr 3 abgestützt, welches an dem vorderen
Abschnitt des gepressten Rahmens 7 vorgesehen ist.
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Zusätzlich ist
ein Motor 6 an einem dazwischenliegenden unteren Abschnitt
der Verkleidung 2 angebracht, der gepresste Rahmen 7 ist
außen
mit der Rückseite
der Verkleidung 2 verbunden, wobei ein Kraftstofftank und
dgl. (nicht gezeigt) an der Innenseite derselben angeordnet sind,
und ein Sitz 8 erstreckt sich auf dem gepressten Rahmen 7.
Eine hintere Gabel 10 zum Abstützen eines Hinterrads 9 ist
schwenkbar von einem unteren Abschnitt des gepressten Rahmens 7 abgestützt und
eine hintere Dämpfereinheit 11 ist
zwischen der hinteren Gabel 10 und einem hinteren Rahmenabschnitt
angeordnet. Ein Lenker 12 ist an einem oberen Abschnitt
einer Lenkstange angebracht, welche sich über das Kopfrohr 3 erstreckt,
eine Scheinwerfereinheit 13 ist an einem zentralen Abschnitt
des Lenkers 12 angebracht und Blinkerlampen 14 sind
an einem linken und einem rechten Abschnitt des Lenkers 12 angebracht.
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Ein
Beinschild 15, welches einen vorderen Abschnitt der Verkleidung 2 bildet,
ist an einem linken und einem rechten Abschnitt eines vorderen Ab schnitts
des Kraftrads 1 vorgesehen und das Beinschild 15 ist
derart ausgebildet, dass es den Bereich integral umgibt, welcher
sich von einem linken und einem rechten unteren Abschnitt nahe den
Füßen des Fahrers
zu einem linken und einem rechten Abschnitt eines oberen Seitenabschnitts
des Kopfrohrs 3 erstreckt. Ein dazwischenliegender Abschnitt
des Beinschilds 15 ist nach hinten gebogen, um einen hinteren
Abschnitt des Kopfrohrs 3 zu umgeben, eine vertikale, rinnenartige
obere Verkleidung 16 ist an einem vorderen Abschnitt des
dort angeordneten Kopfrohrs 3 angeordnet, und die obere
Verkleidung 16 ist an dem dazwischenliegenden Abschnitt
des Beinschilds 15 befestigt.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist der Motor 6 an einem unteren Abschnitt 7a des
gepressten Rahmens 7 durch zwei Hängebolzen 21 abgestützt, wie in 3 gezeigt.
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Ein
Ende 23a eines Auspuffrohrs 23 ist mit einer Auslassöffnung 6b eines
Zylinderkopfs 6a des Motors 6 durch einen Verbindungsflansch 22 verbunden.
Das Auspuffrohr 23 ist zur unteren Seite des Motors 6 herausgeführt, umfasst
einen Anschlussabschnitt 23b, um zu der hinteren Seite
des Fahrzeugs in der Nähe
eines Abschnitts direkt unter dem Motor 6 zu führen, um
mit einem Abgaskatalysator 30 verbunden zu werden, und
ein hinterer Endabschnitt 23c des Auspuffrohrs 23 ist
mit einem Auspufftopf 25 verbunden, welcher als ein sogenannter
Schalldämpfer dient.
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Der
Abgaskatalysator 30 bildet einen Teil des Auspuffrohrs 23 und
erstreckt sich in der links – rechts
Richtung des Fahrzeugs, wobei seine Achse L orthogonal zur Linie
des sich im allgemeinen in einer Richtung erstreckenden Auspuffrohrs 23 verläuft. Außerdem ist
der Abgaskatalysator 30 direkt unter dem Motor 6 derart
angeordnet, dass er im Wesentlichen innerhalb der Breite des Motors 6 vorgesehen
ist.
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Bei
diesem Katalysatoraufbau ist die Achse L des Abgaskatalysators 30 im
Wesentlichen orthogonal zu dem Weg bzw. der Linie des Auspuffrohrs 23 angeordnet,
welche sich im Allgemeinen in einer Richtung erstreckt. Daher kann
im Vergleich zu einem Katalysatoraufbau, bei dem sich die Achse
L des Abgaskatalysators 30 mit der Erstreckungsrichtung
der Linie des Auspuffrohrs 23 deckt, ein Abgaskatalysator 30 mit
einer großen
Kapazität
und einer vergleichsweise großen
Länge kompakt
innerhalb des kurzen Abstands von dem einen Ende 23a zu dem
hinteren Endabschnitt 23c des Auspuffrohrs 23 angeordnet
werden, ohne die Größe in der
Längsrichtung
des Fahrzeugs zu vergrößern.
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Wie
in 4 gezeigt, umfasst der Abgaskatalysator 30 einen
an beiden Enden geschlossenen, im Allgemeinen rohrförmigen Katalysatorhauptkörper 51 und
einen Katalysatorkörper 53,
welcher im Inneren des Katalysatorhauptkörpers 51 ausgebildet
ist. Ein Einlassrohr 55 zum Einleiten des Abgases in den Katalysatorkörper 53 und
ein Auslassrohr 57 zum Abgeben des durch den Katalysatorkörper 53 geströmten Abgases
sind gemeinsam auf der Seite des einen Endes 51a des rohrförmigen Katalysatorhauptkörpers 51 angeordnet.
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Der
Katalysatorkörper 53 umfasst
eine erste Katalysatorkammer 53a (durch eine gestrichelte Schraffur
angedeutet), welche mit dem Einlassrohr 55 durch ein Verbindungsrohr 61 in
Verbindung steht, und eine zweite Katalysatorkammer 53b,
welche mit dem Auslassrohr 57 in Verbindung steht. Die
erste und die zweite Katalysatorkammer 53a und 53b können im
Querschnitt nahezu gleich eingestellt sein, wie in 5 gezeigt;
alternativ kann das Verhältnis zwischen
den Querschnitten der Katalysatorkammern 53a und 53b willkürlich verändert werden,
im Hinblick auf eine Geräuschminderungseffizienz.
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Die
erste Katalysatorkammer 53a ist auf der inneren Seite in
dem Katalysatorkörper 53 angeordnet
und, wie in 4 gezeigt, steht ein Einlass
A derselben mit dem Einlassrohr 55 durch das Verbindungsrohr 61 in
Verbindung und ein Auslass B desselben steht mit einer Rückführungs-
bzw. Umkehrungskammer 63 in Verbindung, welche auf der
Seite des anderen Endes 51b des Katalysatorhauptkörpers 51 gebildet
ist.
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Die
Umkehrungskammer 63 steht mit einem Einlass C der zweiten
Katalysatorkammer 53b in Verbindung, welche an der äußeren Seite
in dem Katalysatorkörper 53a angeordnet
ist, ein Auslass D der Katalysatorkammer 53b steht mit
einer Sammelkammer 65 in Verbindung, welche auf der Seite
des einen Endes 51a des Katalysatorhauptkörpers 51 gebildet ist,
und das Auslassrohr 57 steht mit der Sammelkammer 65 in
Verbindung.
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Der
Katalysatorkörper 53 besteht
aus einer porösen
Wabenstruktur, welche mit Platin, Palladium, Rhodium oder dgl. beschichtet
ist.
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Dies
bildet einen wabenförmigen
Dreiwegekatalysator. Dem durch das Einlassrohr 55 und das Verbindungsrohr 61 in
den Einlass A der ersten Katalysatorkammer 53a geströmten Abgas
werden Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid durch Redoxreaktionen
entzogen, es strömt
dann durch den Auslass B in die Umkehrungskammer 63, strömt von hier
in den Einlass C der zweiten Katalysatorkammer 53b, hier
werden ihm abermals Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid
durch Redoxreaktionen entzogen, es strömt dann durch den Auslass D
in die Sammelkammer 65 und wird durch das Auslassrohr 57 in
den Auspufftopf 25 abgegeben.
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Bei
der oben erwähnten
Konfiguration durchdringen alle Poren in der Wabe den Katalysatorkörper von
dem einen Ende zum dem anderen Ende. Wenn das Verbindungsrohr 61 mit
einem Teil (auf der in der Mitte gelegenen Seite) des einen Endes
des Katalysatorkörpers 53 verbunden
ist, dient daher der Teil direkt als poröse Verbindungsrohre (die erste
Katalysatorkammer 53a), um dem Abgas zu ermöglichen,
in einer Richtung zu strömen,
und das in der Umkehrungskammer 63 an dem anderen Ende
des Katalysatorkörpers 53 umgekehrte
Abgas strömt
in der umgekehrten Richtung durch einen anderen porösen Teil
(die zweite Katalysatorkammer 53b) der Wabe. Der einzelne
Wabenkatalysatorkörper 53 fungiert
nämlich
als Verbindungsrohre in zwei Richtungen.
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Da
der Katalysatorkörper 53 ein
wabenförmiger
Dreiwegekatalysator ist, welcher aus einer Ansammlung von in Wirklichkeit
getrennten Durchgängen
besteht, besteht außerdem
keine Notwendigkeit für
eine Trennwand zwischen der ersten und der zweiten Katalysatorkammer 53a und 53b,
was eine einfache Struktur verspricht. Da die Durchgänge in dem
einzelnen Katalysatorkörper 53 für reziproke Strömungen des
Abgases verwendet werden, ist es zusätzlich möglich, eine wirksame Reinigung
und leichte Aktivierung zu erreichen.
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Der
Dreiwegekatalysator zeigt im Allgemeinen eine geringe Fähigkeit,
Kohlenwasserstoffe durch Reaktionen zu reinigen, bis eine Aktivierungstemperatur
(etwa 300 °C)
erreicht ist und die Fähigkeit
verbessert sich, nachdem die Temperatur erreicht ist.
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Bei
dieser Konfiguration ist der Abgaskatalysator 30 in der
Nähe der
Position direkt unter dem Motor 6 angeordnet, sodass die
Wärme des
Motors 6 leicht die Temperatur des Dreiwegekatalysators
auf die Aktivierungstemperatur bringen kann. Selbst in dem kalten
Maschinenzustand unmittelbar nach dem in Betrieb nehmen stellt die
Wärmestrahlung
von dem Motor 6 beispielsweise sicher, dass die Temperatur
des Dreiwegekatalysators in einer äußerst kurzen Zeit erhöht wird
und der Katalysator rasch aktiviert wird.
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Bei
dieser Konfiguration ist es unnötig,
einen Katalysator mit großer
Kapazität
in dem Auspufftopf 25 vorzusehen, da der Abgaskatalysator 30 in
einem Zwischenabschnitt des oben erwähnten Auspuffrohrs 23 vorgesehen
ist.
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Daher
kann im Vergleich zu einer Konfiguration, bei welcher ein Katalysator
mit großer
Kapazität in
dem Auspufftopf 25 vorgesehen ist, der Auspufftopf 25 verkleinert
werden. Da der Abgaskatalysator 30 im Wesentlichen orthogonal
zu der Erstreckungsrichtung des Auspuffrohrs 23 angeordnet
ist, kann zusätzlich
der Abgaskatalysator 30 kompakt und einfach in dem engen
Raum in der Nähe
des Motors angeordnet werden, während
die Kapazität des
Katalysators des Abgaskatalysators 30 ausreichend sichergestellt
wird, ohne die Größe in der
Längsrichtung des
Kraftrads zu vergrößern.
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Bei
dieser Konfiguration ist der Abgaskatalysator 30 in dem
Bereich direkt unter dem Motor 6 angeordnet, d.h. der sogenannten
Totzone, wie in 3 gezeigt. Daher ist es möglich, eine
effektive Verwendung des Raums zu bewerkstelligen und den Abgaskatalysator 30 anzuordnen,
ohne die Gesamtbreite des Fahrzeugs zu vergrößern. Da der Abgaskatalysator 30 derart
angeordnet ist, dass er nicht ohne Umstände sichtbar ist, kann der
Freiheitsgrad beim Fahrzeugdesign sichergestellt werden.
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Da
der Abgaskatalysator 30 direkt unter dem Motor 6 angeordnet
ist, wird zusätzlich
die Position des Schwerpunkts abgesenkt und eine Rationalisierung
der Fahrzeuggewichtsbalance kann bewerkstelligt werden.
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In
diesem Fall ist direkt unter dem Abgaskatalysator 30 ein
Unterschutz 39 derart vorgesehen, dass er im Wesentlichen
diesen Bereich von der Unterseite her vollständig abdeckt. Der Unterschutz 39 ist
an einer Außenwand
des Abgaskatalysators 30 durch einen Bolzen 39a befestigt.
Der Unterschutz 30 ist mit einer Aufnahmenut 39b versehen,
um einen Kopfabschnitt des Bolzens 39a aufzunehmen, sodass
der Kopfabschnitt des Bolzens 39a nicht von der unteren
Fläche
des Unterschutzes 39 vorsteht.
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Bei
dieser Konfiguration verspricht der Unterschutz 39 einen
Schutz des Abgaskatalysators 30 und sein Wärmehalteeffekt
führt zu
einer verbesserten Aktivierung des Katalysators.
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Wie
in 2 gezeigt, ist ein Stufenschaft 41 an
der unteren Oberfläche
des Motors 6 durch Schrauben befestigt und Fahrertrittbretter
bzw. Fahrertritte 43 sind an beiden Endabschnitten des
Stufenschafts 41 angeordnet.
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Bei
dieser Konfiguration ist der Abgaskatalysator 30 relativ
zu den Fahrertritten 43 an der Vorderseite angeordnet.
Als Ergebnis wird verhindert, dass die Fahrerfüße den Abgaskatalysator 30 berühren, der
Wärmeeinfluss
auf den Fahrer wird auf ein vergleichsweise niedriges Ausmaß unterdrückt, eine
effektive Verwendung des Raums an der Vorderseite der Tritte 43 und
eine Rationalisierung der Fahrzeuggewichtsbalance kann bewerkstelligt
werden.
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Zusätzlich ist
der Abgaskatalysator 30 in der Fahrzeugbreitenrichtung
an der Innenseite des Beinschilds 15 angeordnet. Während des
Parkens wird sich die Wärme
wahrscheinlich in der Fahrzeugbreitenrichtung an der Innenseite
des Beinschilds 15 aufstauen. Die Lufttemperatur an der
Innenseite des Beinschilds 15 in der Fahrzeugbreitenrichtung
wird in einer vergleichsweise kurzen Zeit nach dem Anlassen des
Motors 6 erhöht,
wodurch der Abgaskatalysator 30 effektiver aktiviert wird.
Außerdem
kann eine effektive Verwendung des Raums in der Fahrzeugbreitenrichtung
an der Innenseite des Beinschilds 15 und eine Rationalisierung
der Fahrzeuggewichtsbalance bewerkstelligt werden.
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Bei
dieser Konfiguration sind das Einlassrohr 55 und das Auslassrohr 57 für das Abgas
gemeinsam auf der Seite des einen Endes 51a des rohrförmigen Katalysatorhauptkörpers 51 angeordnet.
Daher erscheint, wie in 2 gezeigt, ein unterbrochener
Abschnitt des Auspuffrohrs 23 zwischen dem Einlassrohr 55 und
dem Auslassrohr 57 und nahe dem unterbrochenen Abschnitt
ist ein Auspuffrohrschutz 57 derart angeordnet, dass er
den unterbrochenen Abschnitt abdeckt. Der Auspuffrohrschutz 47 ist
an Vorsprüngen 23d mit
Bolzen 47a befestigt und die Vorsprünge 23d sind an die
Außenwand
des Auspuffrohrs 23 geschweißt. Der Auspuffrohrschutz 47 ist mit
Aufnahmenuten 47b versehen, um Kopfabschnitte der Bolzen 47a aufzunehmen,
sodass die Kopfabschnitte der Bolzen 47a nicht von der
Oberfläche
des Auspuffrohrschutzes 47 vorstehen.
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Bei
dieser Konfiguration kann ein Schutz und eine thermische Isolierung
des Auspuffohrs 23 bewerkstelligt werden, da der unterbrochene
Abschnitt des Auspuffrohrs 23 mit dem Auspuffrohrschutz 47 abgedeckt
ist. Da der un terbrochene Abschnitt des Auspuffrohrs 23 nicht
sichtbar ist, sieht das Auspuffrohr 23 von der Außenseite
des Fahrzeugs her gleichzeitig so aus, als ob es durchgängig wäre, wodurch
die ästhetische
Qualität
verbessert wird und das äußere Erscheinungsbild
ist gefällig.
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Der
Abgaskatalysator 30 ist nicht auf die obige beispielhafte
Konfiguration beschränkt.
Beispielsweise kann der Abgaskatalysator 30, wie in 6 gezeigt,
einen Katalysatorhauptkörper 151,
einen Katalysatorkörper
(Wabenkörper) 153,
welcher im Inneren des Hauptkörpers 151 angeordnet
ist, und eine Trennwand 152 umfassen, um zwischen den einlassseitigen
und auslassseitigen Räumen
J und K zu trennen, welche mit dem Katalysatorkörper 153 im Zusammenhang
stehen. Unter Berücksichtigung
der thermischen Ausdehnung des Wabenkörpers kann ein vorbestimmter
Spalt d zwischen der Trennwand 151 und dem Katalysatorkörper 153 vorgesehen sein.
In diesem Fall ist es wünschenswert,
dass d ≤ 5 mm.
Der Katalysatorkörper 153 kann
eine erste und eine zweite Katalysatorkammer 153a und 153b umfassen,
welche im Querschnitt nahezu gleich sind; alternativ kann das Verhältnis zwischen
den Querschnitten der Kammern 153a und 153b willkürlich verändert werden,
im Hinblick auf eine Geräuschminderungseffizienz.
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In
diesem Fall besteht der Katalysatorkörper 153 aus einem
wabenförmigen
Dreiwegekatalysator, welcher Platin, Palladium, Rhodium oder dgl.
umfasst. Dem durch ein Einlassrohr 155 und einen einlassseitigen
Raum J in einen Einlass A der ersten Katalysatorkammer 153a (der
rechte halbe Abschnitt des Katalysatorkörpers 153 in 6),
welche aus einem mit dem Raum J in Verbindung stehenden porösen Abschnitt
der Wabe besteht, geströmten
Abgas werden Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid durch
Redoxreaktionen entzogen, strömt dann
durch einen Auslass B in eine Umkehrungskammer 163, es
strömt
von hier in einen Einlass C der zweiten Katalysatorkammer 153b (der
linke halbe Abschnitt des Katalysatorkörpers 153 in 6), hier
werden ihm wiederum Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid
durch Redoxreaktionen entzogen und es wird danach durch einen Auslass
D, einen auslassseitigen Raum K und ein Auspuffrohr 157 in
den Auspufftopf 125 abgegeben.
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Zusätzlich kann,
wie in 7 gezeigt, der Abgaskatalysator 30 einen
Katalysatorhauptkörper 251 umfassen,
und eine Konfiguration haben, bei der ein erstes Lochrohr 252,
welches längs
der inneren Umfangswand des Katalysatorhauptkörpers 251 angeordnet
ist, und ein zweites Lochrohr 254, welches längs der
inneren Umfangswand eines Einlassrohrs 255 angeordnet ist,
konzentrisch in dem Katalysatorhauptkörper 251 angeordnet
sind, und Platin, Palladium, Rhodium oder dgl. an den Lochrohren
getragen ist. In diesem Fall bildet der Raum, in welchem sich das
erste Lochrohr 252 erstreckt, eine erste Katalysatorkammer 253a,
während
der Raum, in welchem sich das zweite Lochrohr 254 erstreckt,
eine zweite Katalysatorkammer 253b bildet. Die erste und
die zweite Katalysatorkammer 253a und 253b bestehen aus
einem wabenförmigen
Dreiwegekatalysator. Dem durch das Einlassrohr 255 in die
erste Katalysatorkammer 253a geströmten Abgas werden Kohlenwasserstoffe,
Kohlenmonoxid und Stickoxid durch Redoxreaktionen entzogen, es erreicht
dann einen Umkehrraum 263, strömt von hier in die zweite Katalysatorkammer 253b,
hier werden ihm wiederum Kohlenwasserstoffs, Kohlenmonoxid und Stickoxid durch
Redoxreaktionen entzogen, und es wird durch ein Auslassrohr 257 in
den Auspufftopf 25 abgegeben.
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Während der
Hauptkörper
des obigen Abgaskatalysators 30 eine hohle zylindrische
Querschnittsform hatte, ist die Form nicht auf diese Form beschränkt und
kann beispielsweise eine polygonale rohrförmige Form oder dgl. sein.
Insbesondere in dem Fall eines Kraftrads, wo der Abgaskatalysator 30 direkt
unter dem Motor 6 angeordnet ist, ist es erwünscht, dass
der Abgaskatalysator 30 in der Dicke reduziert ist. In
diesem Fall kann beispielsweise die Form eine brotbüchsenartige,
dünne,
eckige Rohrform oder dgl. sein.
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8 zeigt
eine weitere Ausführungsform.
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In
dieser Ausführungsform
ist ein Abgaskatalysator an der Innenseite eines Auspufftopfs 325 angeordnet.
Der Auspufftopf 325 ist ein Auspufftopf vom Mehrkammertyp,
in welchem zweite, erste und dritte Expansionskammern N, M, O, welche
durch eine erste und eine zweite Trennwand 325a und 325b unterteilt
sind, in dieser Reihenfolge von der Seite eines Einlassrohrs 355 her
ausgebildet sind. An der ersten Trennwand 325a ist ein
Abgaskatalysator 30 mit dieser Konfiguration angeordnet,
welcher durch die Wand 325a dringend.
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Der
Abgaskatalysator 30 umfasst einen rohrförmigen Katalysatorhauptkörper 351 und
einen Katalysatorkörper 353,
welcher an der Innenseite des Katalysatorhauptkörpers 351 ausgebildet
ist. Das Einlassrohr 355 zum Einleiten des Abgases in den Katalysatorkörper 353 und
ein Auslassrohr 357 zum Auslassen des durch den Katalysatorkörper 353 geströmten Abgases
sind gemeinsam auf der Seite des einen Endes 351a des rohrförmigen Katalysatorhauptkörpers 351 angeordnet.
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Der
Katalysatorkörper 353 umfasst
eine erste Katalysatorkammer 353a, welche mit dem Einlassrohr 355 durch
ein Verbindungsrohr 361 in Verbindung steht, und eine zweite
Katalysatorkammer 353b, welche mit dem Auslassrohr 357 durch
die zweite Expansionskammer N in Verbindung steht. Die erste und
die zweite Katalysatorkammer 353a und 353b können so
eingestellt sein, dass sie im Querschnitt nahezu gleich sind; alternativ
kann das Verhältnis
zwischen den Querschnitten der Katalysatorkammern 353a und 353b im
Hinblick auf eine Geräuschminderungseffizienz
verändert
sein. Die erste Katalysatorkammer 353a ist auf der inneren
Seite in dem Katalysatorkörper 353 angeordnet,
ein Einlass A davon steht mit dem Einlassrohr 355 durch
das Verbindungsrohr 361 in Verbindung, während ein Auslass
B davon mit einer auf der Seite des anderen Endes 351b des
Katalysatorhauptkörpers 351 ausgebildeten
Umkehrungskammer 363 (die erste Expansionskammer M) in
Verbindung steht. Die Umkehrungskammer 363 steht mit einem
Einlass C der zweiten Katalysatorkammer 353b in Verbindung, wel che
an einer äußeren Seite
in dem Katalysatorkörper 353 angeordnet
ist, ein Auslass D der zweiten Katalysatorkammer 353b steht
mit einer Sammelkammer 365 (die zweite Expansionskammer
N), welche auf der Seite des einen Endes 351a des Katalysatorhauptkörpers 351 gebildet
ist, in Verbindung und das Auslassrohr 357 steht mit der
Sammelkammer 365 in Verbindung. Das Auslassrohr 357 durchdringt
die erste und die zweite Trennwand 325a und 325b und
steht mit der dritten Expansionskammer O in Verbindung und die dritte
Expansionskammer O steht mit der Außenseite durch ein Auspuffrohr 371 in Verbindung.
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Der
Katalysatorkörper 353 besteht
aus einer Wabenstruktur, welche mit Platin, Palladium, Rhodium oder
dgl. beschichtet ist.
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Dies
bildet einen wabenförmigen
Dreiwegekatalysator. Dem durch das Einlassrohr 355 und
das Verbindungsrohr 361 in den Einlass A der ersten Katalysatorkammer 353a geströmten Abgas
werden Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid durch Redoxreaktionen
entzogen, es strömt
dann durch den Auslass B in die Umkehrungskammer 363 (die
erste Expansionskammer M), strömt
von hier in den Einlass C der zweiten Katalysatorkammer 353b, hier
werden ihm wiederum Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid
durch Redoxreaktionen entzogen, es strömt dann durch den Auslass D
in die Sammelkammer 365 (die zweite Expansionskammer N),
strömt
durch das Auslassrohr 357 in die dritte Expansionskammer
O und wird durch das Auslassrohr 371 zur Außenseite
hin abgegeben.
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Gemäß dieser
Konfiguration dringt bei dem Auspufftopf vom Mehrkammertyp der Katalysatorkörper 353 durch
die erste Trennwand 325a und bildet drei Wege.
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Insbesondere
fungieren die erste und die zweite Katalysatorkammer 353a und 353b auch
als zwei Verbindungsrohre bei der herkömmlichen Konfiguration, sodass
eine Verringerung der Zahl an Komponententeilen erreicht wird im
Vergleich zu der herkömmlichen
Konfiguration. Zusätzlich
strömt das
Abgas in den Durchgängen
in dem einzelnen Katalysatorkörper 353 reziprok,
wodurch es möglich
ist, eine einfache Aktivierung des Katalysators zu erreichen und
die Reinigungseffizienz zu erhöhen.
Zusätzlich können die
im Stand der Technik benötigten
Verbindungsrohre weggelassen werden, sodass eine Vergrößerung des
Auspufftopfdurchmessers verhindert werden kann, selbst in dem Fall,
dass ein Auspufftopf den Katalysatorkörper 353 hat.
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9 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Abgaskatalysator 30 derart angeordnet, dass er
eine zweite Trennwand 325b durchdringt. Der Abgaskatalysator 30 hat
die gleiche Konfiguration wie in 8 und umfasst
einen rohrförmigen
Katalysatorhauptkörper 351 und
einen Katalysatorkörper 353,
welcher in dem Katalysatorhauptkörper 351 ausgebildet
ist. Ein Einlassrohr 355 zum Einleiten des Abgases in den
Katalysatorkörper 353 und
ein Auslassrohr 357 zum Abgeben des durch den Katalysatorkörper 353 geströmten Abgases
sind gemeinsam auf der Seite eines Endes 351a des rohrförmigen Katalysatorhauptkörpers 351 angeordnet.
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Ein
Auspufftopf 325 ist ein Auspufftopf vom Mehrkammertyp,
bei dem eine dritte, eine zweite und eine erste Expansionskammer
O, N und M, welche durch eine erste und eine zweite Trennwand 325a und 325b unterteilt
sind, in dieser Reihenfolge von der Seite des Einlassrohrs 355 her
ausgebildet sind.
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Der
Katalysatorkörper 353 umfasst
eine erste Katalysatorkammer 353a, welche mit dem Einlassrohr 355 durch
ein Verbindungsrohr 361 in Verbindung steht, und eine zweite
Katalysatorkammer 353b, welche mit dem Auslassrohr 357 durch
die zweite Expansionskammer N in Verbindung steht. Die erste und
die zweite Katalysatorkammer 353a und 353b können so
eingestellt sein, dass sie im Querschnitt nahezu gleich sind, oder
das Verhältnis zwischen
den Querschnitten von ihnen kann willkürlich im Hinblick auf eine Geräuschminderungseffizienz
verändert
werden. Die erste Katalysatorkammer 353a ist an der inneren
Seite des Katalysatorkörpers 353 angeordnet,
ein Einlass A desselben ist mit dem Einlassrohr 355 durch
das Verbindungsrohr 361 in Verbindung und ein Auslass B
desselben ist mit einer Umkehrungskammer (der ersten Expansionskammer M),
welche auf der Seite des anderen Endes 351b des Katalysatorhauptkörpers 351 gebildet
ist, in Verbindung.
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Die
Umkehrungskammer 363 steht mit einem Einlass C der zweiten
Katalysatorkammer 353b in Verbindung, welche an der äußeren Seite
in dem Katalysatorkörper 353 angeordnet
ist, ein Auslass D der zweiten Katalysatorkammer 353b steht
mit einer Sammelkammer 365 (der zweiten Expansionskammer
N) in Verbindung, welche auf der Seite des einen Endes 351a des
Katalysatorhauptkörpers 351 gebildet
ist, und das Auslassrohr 357 steht mit der Sammelkammer 365 in
Verbindung.
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Das
Auslassrohr 357 steht mit der dritten Expansionskammer
O in Verbindung, die dritte Expansionskammer O steht mit einem Auslassrohr 371 in Verbindung,
welches durch die erste und die zweite Trennwand 325a und 325b dringt,
und das Auspuffrohr 371 steht mit der Außenseite
in Verbindung.
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Der
Katalysatorkörper 353 besteht
aus einer Wabenstruktur, welche mit Platin, Palladium, Rhodium oder
dgl. beschichtet ist.
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Dies
bildet einen wabenförmigen
Dreiwegekatalysator. Dem durch das Einlassrohr 355 und
das Verbindungsrohr 361 in die erste Katalysatorkammer 353a geströmten Abgas
werden Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid durch Redoxreaktionen
entzogen, es strömt
dann durch den Auslass B in die Umkehrungskammer 363 (die
erste Expansionskammer M), strömt
von hier in den Einlass C der zweiten Katalysatorkammer 353b,
hier werden ihm wiederum Kohlenstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid
durch Redoxreaktionen entzogen, es strömt durch den Auslass D in die Sammelkammer 365 (die zweite
Expansionskammer N) und wird von hier zur Außenseite durch das Auslassrohr 357,
die dritte Expansionskammer O und das Auslassrohr 371 abgegeben.
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Übrigens
kann bei der obigen Konfiguration der Abgaskatalysator 30 derart
angeordnet sein, dass er durch irgendeine der Trennwände 325 dringt.
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10 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Abgaskatalysator 30 derart angeordnet, dass er
durch die erste Trennwand 325a dringt. Der Abgaskatalysator 30 hat
die gleiche Konfiguration wie in 8 und umfasst
einen rohrförmigen
Katalysatorhauptkörper 351 und
einen Katalysatorkörper 353,
welcher im Inneren des Hauptkörpers 351 ausgebildet
ist. Ein Einlassrohr 355 zum Einleiten eines Abgases in
den Katalysatorkörper 353 und
ein Auslassrohr 357 zum Abgeben des durch den Katalysatorkörper 353 geströmten Abgases
sind gemeinsam auf der Seite eines Endes 351a des rohrförmigen Katalysatorhauptkörpers 351 angeordnet.
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Ein
Auspufftopf 352 ist ein Auspufftopf vom Mehrkammertyp,
in welchem dritte, zweite und erste Expansionskammern O, N und M,
welche durch eine erste und eine zweite Trennwand 325a und 325b unterteilt
sind, in dieser Reihenfolge von der Seite des Einlassrohrs 355 her
ausgebildet sind.
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Der
Katalysatorkörper 353 umfasst
eine erste Katalysatorkammer 353a, welche mit dem Einlassrohr 355 durch
ein Verbindungsrohr 361 in Verbindung steht, und eine zweite
Katalysatorkammer 353b, welche mit dem Auslassrohr 357 durch
die dritte Expansionskammer O in Verbindung steht. Die erste und
die zweite Katalysatorkammer 353a und 353b können so
eingestellt sein, dass sie sich im Querschnitt annähernd entsprechen
oder das Verhältnis
zwischen den Querschnitten der Katalysatorkammern kann im Hinblick
auf eine Geräuschminderungseffizienz
verändert
sein.
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Die
erste Katalysatorkammer 353a ist auf der inneren Seite
in dem Katalysatorkörper 353 angeordnet,
ein Einlass A derselben steht mit dem Einlassrohr 355 durch
das Verbindungsrohr 361 in Verbindung und ein Auslass B
derselben steht mit einer Umkehrungskammer 363 (die erste
Expansionskammer M) auf der Seite des anderen Endes 351b des Katalysatorhauptkörpers 351 durch
ein Verbindungsrohr 362 in Verbindung, welches durch die
zweite Trennwand 325b dringt.
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Die
Umkehrungskammer 363 steht mit der zweiten Expansionskammer
N durch ein Verbindungsrohr 364 in Verbindung, welches
durch die zweite Trennwand 325b dringt, die zweite Expansionskammer
N steht mit einem Einlass C der zweiten Katalysatorkammer 353b in
Verbindung, welche auf der anderen Seite in dem Katalysatorkörper 353 angeordnet
ist, ein Auslass D der zweiten Katalysatorkammer 353b steht
mit einer Sammelkammer 365 (der dritten Expansionskammer
O) auf der Seite des einen Endes 351a des Katalysatorhauptkörpers 351 in
Verbindung und ein Auslassrohr 357 steht mit der Sammelkammer 365 in
Verbindung. Das Auslassrohr 357 dringt durch die erste
und die zweite Trennwand 325a und 325b und steht
mit einem Auspuffrohr 371 in Verbindung, welches mit der
Außenseite
in Verbindung steht.
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Bei
der obigen Konfiguration ist ein Dichtungselement 391 an
einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Katalysatorkörper 353 und
dem Verbindungsrohr 361 angeordnet, wie in den 11A bis 11C gezeigt.
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Wie
in 11C gezeigt, hat das Dichtungselement 391 eine
Breite W2, welche größer als
der Umkreisdurchmesser W1 der Wabenporen des Katalysatorkörpers 353 ist.
Das Dichtungselement 391 kann in ähnlicher Weise auch an dem
Verbindungsabschnitt zwischen dem Katalysatorkörper 353 und dem Verbindungsrohr 362 angeordnet
sein. In dem Fall, wo der Katalysatorkörper 353 auch als
ein Verbindungsrohr eines Auspufftopfs fungiert, ermöglicht es
die Bereitstellung des Dichtungselements 391, das Abgas
in die Expansionskammer sicher einzuleiten, sodass die Funktion
als das Ver bindungsrohr ausreichend entfaltet wird.
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Da
der Verbindungsabschnitt zwischen dem Katalysatorkörper 353 und
dem Verbindungsrohr 361 durch das Dichtungselement 391 abgedichtet
ist, würde
zusätzlich
bei der obigen Konfiguration das von dem Verbindungsrohr 361 entweichende
Abgas nicht direkt in die dritte Expansionskammer O strömen, sodass
eine Zunahme des Abgasgeräusches verhindert
wird.
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Übrigens
ist das Dichtungselement 391 nicht ein einschränkendes
Mittel und die Verbindungsabschnitte des Katalysatorkörpers 353 und
des Verbindungsrohrs 361 können auch durch Verschweißen verbunden
werden.
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12 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Abgaskatalysator 30 derart angeordnet, dass er
durch eine erste Trennwand 325a dringt. Der Abgaskatalysator 30 umfasst
einen rohrförmigen
Katalysatorhauptkörper 351 und
einen Katalysatorkörper 353,
welcher im Inneren des Hauptkörpers 351 ausgebildet
ist. Ein Einlassrohr 355 zum Einleiten eines Abgases in
den Katalysatorkörper 353 und
ein Auslassrohr 357 zum Auslassen des durch den Katalysatorkörper 353 geströmten Abgases
sind gemeinsam auf der Seite eines Endes 351a des rohrförmigen Katalysatorhauptkörpers 351 angeordnet.
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Ein
Auspufftopf 325 ist ein Auspufftopf vom Mehrkammertyp,
in welchem zweite, erste und dritte Expansionskammern N, M und O,
welche durch eine erste und eine zweite Trennwand 325a und 325b unterteilt
sind, in dieser Reihenfolge von der Seite des Einlassrohrs 355 her
ausgebildet sind.
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Der
Katalysatorkörper 353 umfasst
eine erste Katalysatorkammer X, welche mit dem Einlassrohr 355 durch
ein Verbindungsrohr 361 in Verbindung steht, eine zweite
Katalysatorkammer Y, welche zwischen der ersten und der zweiten
Expansionskammer M und N eine Verbindung herstellt, und eine dritte
Katalysatorkammer Z, welche auch als das Auslassrohr 357 für das Abgas
wirkt. Wie in den 13A und 13B gezeigt, haben die erste Katalysatorkammer X
und die zweite Katalysatorkammer Y kreisförmige Durchgangsquerschnittsformen
und die dritte Katalysatorkammer Z ist derart angeordnet, dass sie
die erste Katalysatorkammer X und die zweite Katalysatorkammer Y
umgibt.
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Ein
Einlass A der ersten Katalysatorkammer X steht mit dem Einlassrohr 355 durch
das Verbindungsrohr 361 in Verbindung und ein Auslass B
desselben steht mit einer Umkehrungskammer 363 (die erste
Expansionskammer M) auf der Seite des anderen Endes 351b des
Katalysatorhauptkörpers 351 in Verbindung.
Die Umkehrungskammer 363 steht mit einem Einlass C der
zweiten Katalysatorkammer Y in Verbindung, ein Auslass D der zweiten
Katalysatorkammer Y steht mit einer Sammelkammer 365 (die zweite
Expansionskammer N) auf der Seite des einen Endes 351a des
Katalysatorhauptkörpers 351 in Verbindung
und die Sammelkammer 365 steht mit einem Einlass E der
dritten Katalysatorkammer Z in Verbindung. Ein Auslass F der dritten
Katalysatorkammer Z steht mit einem Verbindungsrohr 368 in Verbindung,
welches durch die zweite Trennwand 325b dringt und das
Verbindungsrohr 368 steht mit einem Auslassrohr 371 durch
die dritte Expansionskammer O in Verbindung.
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In
dem obigen Katalysatorkörper 353 strömt, wie
in 12 gezeigt, das Abgas zuerst durch die erste Katalysatorkammer
X, wie durch einen Pfeil 1 angedeutet, wird in der Umkehrungskammer 363 umgekehrt,
strömt
dann durch die zweite Katalysatorkammer Y, wie durch einen Pfeil 2 angedeutet, wird
in der Sammelkammer 365 umgekehrt, strömt durch die dritte Katalysatorkammer
Z, wie durch einen Pfeil 3 angedeutet, strömt durch
das Verbindungsrohr 368 in die dritte Expansionskammer
O und wird durch das Auspuffrohr 371 abgegeben.
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Da
der einzelne Katalysatorkörper 353 drei Wege
des Auspufftopfs 325 bildet und die ersten bis dritten
Katalysatorkammern X bis Z auch als drei beim Stand der Technik
verwendete Verbindungsrohre fungieren, wird bei dieser Ausführungsform
die Anzahl an Komponententeilen verglichen mit der herkömmlichen
Konfiguration reduziert. Da das Abgas eineinhalb Strömungs-Hin-
und Herbewegungen in den Durchgängen
in dem einzelnen Katalysatorkörper
annimmt, wird zusätzlich
eine Aktivierung des Katalysators begünstigt und eine Reinigungseffizienz wird
erhöht.
Da die beim Stand der Technik benötigten Verbindungsrohre größtenteils
weggelassen werden können,
kann außerdem
verhindert werden, dass sogar der Auspufftopf, welcher den Katalysatorkörper 353 hat,
im Durchmesser vergrößert wird.
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Die 14 und 15 zeigen
noch eine weitere Ausführungsform.
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In
dieser Ausführungsform
ist derselbe Abgaskatalysator 30 wie in 4 mit
einer vollständigen
Abdeckung 401 abgedeckt, welche als ein Schutz dient. Wenn
der Katalysatorkörper 53 des
Abgaskatalysators 30 einer Bewässerung oder dgl. ausgesetzt
wird, mit dem Ergebnis einer raschen thermischen Veränderung,
kann eine Verwindung zwischen ihm und einem Ende 51a des
Katalysatorhauptkörpers 51 oder
dgl. erzeugt werden. Da jedoch der Abgaskatalysator 30 von
der vollständigen
Abdeckung 401 abgedeckt ist, ist der Katalysatorkörper 53 bei dieser
Konfiguration mit einer Wasserschutzmaßnahme versehen, wird eine
Abschirmung der von dem Katalysatorkörper 53 stammenden
Wärme bewerkstelligt
und wird der Katalysatorkörper 53 vor
fliegenden Steinen und dgl. geschützt.
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Im Übrigen ist
der Abgaskatalysator 30 an der Innenseite der vollständigen Abdeckung 401 nicht
auf die in 4 gezeigte Form begrenzt und kann
irgendein Katalysator sein.
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Die 16a und 16b zeigen
noch eine weitere Ausführungsform.
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Der
Abgaskatalysator 30 umfasst einen Katalysatorhauptkörper (äußeres Rohr) 551,
welcher koaxial darin mit einem inneren Rohr 559 zur Unterteilung
versehen ist. Ein erster Katalysatorkörper 561 ist in dem
inneren Rohr 559 angeordnet, mit einem geeigneten Spalt δ1 dazwischen
und dieser Abschnitt bildet eine erste Katalysatorkammer 553a. Zusätzlich ist
in einem von dem äußeren Rohr 551 und
dem inneren Rohr 559 umgebenen ringförmigen Raum ein zweiter Katalysator 562 angeordnet,
mit geeigneten Spalten δ2
und δ3 jeweils
auf der Außenumfangsseite
und der Innenumfangsseite, und dieser Abschnitt bildet eine zweite
Katalysatorkammer 553b. Wie in 17 gezeigt,
ist der erste Katalysatorkörper 561 und
der zweite Katalysatorkörper 562 gebildet
durch Schichten eines flachen Blechs 563 und eines gewellten
Blechs 564, Wickeln des Verbunds zu einer Rollenform von
einem Endabschnitt zum anderen Endabschnitt und anschließendes Hartverlöten des
flachen Blechs 563 und des gewellten Blechs 564 miteinander,
wie später
beschrieben wird.
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Bei
dieser Konfiguration werden dem durch ein Einlassrohr 555 in
die erste Katalysatorkammer 553a (der erste Katalysatorkörper 561)
geströmten Abgas
Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid durch Redoxreaktionen
entzogen, um auf diese Weise gereinigt zu werden, es erreicht dann
einen Umkehrraum 563, strömt von hier in die zweite Katalysatorkammer 553b (der
zweite Katalysatorkörper 562),
hier werden ihm wiederum Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid
durch Redoxreaktionen entzogen, um auf diese Weise gereinigt zu werden,
und es wird durch das Auslassrohr 557 in den Auspufftopf 25 abgegeben.
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Der
erste Katalysatorkörper 561 wird
einer vergleichsweise höheren
Temperatur auf der Einlassseite 561a als auf der Auslassseite 561b ausgesetzt und
der zweite Katalysatorkörper 562 wird
einer vergleichsweise höheren
Temperatur auf der Einlassseite 562a als auf der Auslassseite 562b ausgesetzt.
Im Allgemeinen wird dort, wo ein Hochtemperaturabschnitt hartverlötet wird,
die in dem hartverlöteten
Abschnitt erzeugte thermische Spannung erhöht, was zu einer Verringerung
der Haltbarkeit führt.
Im Hinblick darauf ist bei dieser Konfiguration zwischen dem flachen
Blech 563 und dem gewellten Blech 564 in jedem
der Katalysatorkörper 561 und 562 nur
ein Verbindungsbereich P (der schraffierte Bereich), welcher an
der Ausgangsseite 561b, 562b in der Auslassrichtung
des Abgases in der axialen Richtung von jedem Katalysatorkörper 561, 562 angeordnet
ist, hartverlötet.
-
Außerdem sind
bei dieser Konfiguration der äußere Umfang
des ersten Katalysatorkörpers 561 und
der innere Umfang des inneren Rohrs 559 (die Abschnitte
des Spalts δ1),
der innere Umfang des ringförmigen
zweiten Katalysatorkörpers 562 und
der äußere Umfang
des inneren Rohrs 559 (die Abschnitte des Spalts δ3) und der äußere Umfang
des ringförmigen
zweiten Katalysatorkörpers 562 und
der innere Umfang des äußeren Rohrs 551 (die
Abschnitte des Spalts δ2)
miteinander durch Hartlöten
verbunden. In diesem Fall ist auch aus demselben Grund wie oben
nur ein Verbindungsbereich Q (der durch eine fette Linie angegebene
Bereich), welcher an der Ausgangsseite 561b, 562b in
der Auslassrichtung des Abgases in der axialen Richtung von jedem
Katalysatorkörper 561, 562 angeordnet
ist, hartverlötet.
-
Somit
ist der erste Katalysatorkörper 561 mit der
Innenseite von dem inneren Rohr 559 hartverlötet, der
zweite Katalysatorkörper 562 ist
in dem ringförmigen
Raum zwischen dem inneren Rohr 559 und dem äußeren Rohr 551 hartverlötet und
ein Katalysator, wie z. B. Platin, Palladium, Rhodium oder dgl.
ist auf jedem von den flachen Blechen 563 und den gewellten
Blechen 564 getragen, welche den ersten Katalysatorkörper 561 und
den zweiten Katalysatorkörper 562 bilden.
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Bei
dieser Konfiguration ist der äußere Umfang
auf der Einlassseite 561a des ersten Katalysatorkörpers 561 und
der innere Umfang des inneren Rohrs 559 nicht miteinander
hartverlötet
und der Spalt δ1
ist zwischen ihnen übrig.
Daher wird selbst dann, wenn die Einlassseite 561a des
ersten Katalysatorkörpers 561 auf
eine hohe Temperatur durch eine Kontaktherstellung mit dem Abgas
gebracht wird, die Wärme
von der Einlassseite 561a nicht leicht zu dem inneren Rohr 559 übertragen,
und eine Verringerung der Materialfestigkeit infolge eines Temperaturanstiegs
wird unterdrückt,
sodass ein kostengünstiges
Material als das Material verwendet werden kann. Zusätzlich kann
die Auslassseite 562b des zweiten Katalysatorkörpers 562, welcher
um den äußeren Umfang
des inneren Rohrs 559 herum vorgesehen ist, durch die Strahlungswärme oder
dgl. erwärmt
werden, während
eine extreme Aufwärmung unterdrückt wird,
sodass eine Aktivität
an der Auslassseite 562b zum Zeitpunkt eines Kaltstarts
beschleunigt werden kann.
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18 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform.
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Der
Abgaskatalysator 30 hat eine Konfiguration, bei der ein
poröser
wabenförmiger
Katalysatorkörper 653,
welcher mit Platin, Palladium, Rhodium oder dgl. beschichtet ist,
an der Innenseite eines Katalysatorhauptkörpers 651 vorgesehen
ist. Der Katalysatorkörper 653 wird
gebildet, indem ein flaches Blech und ein gewelltes Blech (siehe 17)
in einem geschichteten Zustand gewickelt werden, und umfasst eine
erste Katalysatorkammer 653a, welche aus Poren in einem
Teil besteht und mit einem Einlassrohr 655 durch ein Verbindungsrohr 661 in
Verbindung steht, und einer zweiten Katalysatorkammer 653b,
welche aus Poren in einem anderen Teil besteht und mit einem Auslassrohr 657 in
Verbindung steht. Bei dieser Konfiguration ist zwischen dem flachen
Blech und dem gewellten Blech an den Poren in dem Teil (die erste
Katalysatorkammer 653a) nur ein Verbindungsbereich P1 (der
schraffierte Bereich), welcher an der Ausgangsseite in der Auslassrichtung des
Abgases in der axialen Richtung der Poren in dem Teil angeordnet
ist, hartverlötet,
wohingegen zwischen dem flachen Blech und dem gewellten Blech an
den Poren in dem anderen Teil (die zweite Katalysatorkammer 653b)
nur ein Verbindungsbereich P2 (der schraffierte Bereich), welcher
an der Ausgangsseite in der Auslassrichtung des Abgases in der axialen
Richtung der Poren in dem anderen Teil angeordnet ist, hartverlötet. Außerdem sind
bei dieser Konfiguration der wabenförmige Katalysatorkörper 653 und
der innere Umfang des Katalysatorhauptkörpers 651 miteinander
durch Hartlöten
verbunden. In diesem Fall wird nur ein Verbindungsbereich Q1 (der
durch eine fette Linie angegebene Bereich), welcher an der Ausgangsseite
in der Auslassrichtung des Abgases in der axialen Richtung des Katalysatorkörpers 653 angeordnet
ist, hartverlötet.
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Bei
dieser Konfiguration werden dem Abgas, welches durch ein Einlassrohr 655 und
ein Verbindungsrohr 661 in einen Einlass A der ersten Katalysatorkammer 653a geströmt ist,
Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid durch Redoxreaktionen
entzogen, um auf diese Weise gereinigt zu werden, es strömt durch
einen Auslass B in der ersten Katalysatorkammer 653a in
eine Umkehrungskammer 663, strömt von hier in einen Einlass
C der zweiten Katalysatorkammer 653b, ihm werden hier wiederum
Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid durch Redoxreaktionen
entzogen, um auf diese Weise gereinigt zu werden, es strömt durch
einen Auslass D der zweiten Katalysatorkammer 653b in eine
Sammelkammer 665 und wird durch das Auslassrohr 657 in
den Auspufftopf 25 abgegeben.
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Bei
der obigen Konfiguration dringen alle Poren in der Wabe durch den
Katalysatorkörper 653 von einem
Ende zu dem anderen Ende; wenn das Verbindungsrohr 661 mit
einem Teil (auf der in der Mitte gelegenen Seite) von einem Ende
des Katalysatorkörpers 653 verbunden
ist, dient das Teil daher direkt als ein porenbasierendes Verbindungsrohr
(die erste Katalysatorkammer 653a), um zu ermöglichen,
dass das Abgas hindurch in einer Richtung strömt und das in der Umkehrungskammer 663 an
dem anderen Ende des Katalysatorkörpers 653 umgekehrte
Abgas strömt
durch den anderen Teil der Wabenporen (die zweite Katalysatorkammer 653b)
in der umgekehrten Richtung. Der einzelne wabenförmige Katalysatorkörper 653 fungiert
nämlich
als Verbindungsrohre in zwei Richtungen.
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Bei
dieser Konfiguration wird die Ausgangsseite in der Auslassrichtung
des Abgases, wo ein Wärmeeinfluss
klein ist, hartverlötet,
während
der stromaufwärtige
Abschnitt des Abgases, wo die Temperatur erhöht ist, ausgeschlossen ist,
sodass eine Verringerung der Materialfestigkeit infolge eines Temperaturanstiegs
in den Verbindungsbereichen P und Q unterdrückt werden kann und kostengünstige Materialien
dafür verwendet
werden können.
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Während die
vorliegende Erfindung oben basierend auf Ausführungsformen davon beschrieben wurde,
ist es klar verständlich,
dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist. Während in
den Ausführungsformen
oben ein Katalysatoraufbau in einem Kraftrad beschrieben wurde,
ist die Erfindung auch bei einem Katalysatoraufbau in anderen Fahrzeugen,
wie z. B. Dreiradfahrzeugen und Vierradfahrzeugen, welche als AN
(Geländewagen)
klassifiziert werden, anwendbar.
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Zusammenfassend
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Auspuffsystem für ein Fahrzeug
bereitzustellen, welches derart konfiguriert ist, dass es ermöglicht ist,
eine Veränderung
des Aufbaus eines Abgaskatalysators zu bewerkstelligen und die Katalysatoraktivierung
in einem kalten Maschinenzustand zu beschleunigen.
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Bei
einem Auspuffsystem für
ein Fahrzeug, welches einen Auspufftopf 25 umfasst, welcher
mit einem sich von einem Motor 6 aus erstreckenden Auspuffrohr 23 verbunden
ist, ist ein Abgaskatalysator 30 in einem Zwischenabschnitt
des Auspuffrohrs 23 und/oder in dem Auspufftopf 25 vorgesehen
und der Abgaskatalysator 30 hat eine Konfiguration, bei welcher
ein Einlassrohr 55, um ein Abgas in eine Katafysatorkammer 53 einzuleiten,
und ein Auslassrohr 57, um das Abgas aus dieser heraus
zu leiten, gemeinsam auf der Seite eines Endes der Katalysatorkammer
angeordnet sind.