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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugabgasvorrichtung.
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Bei einer Fahrzeugabgasvorrichtung gibt es eine Vorrichtung, die einen Strömungsweg eines Abgases, das durch einen Schalldämfper strömt, durch Öffnen und Schließen eines Abgassteuerventils (Umschaltventils) umschaltet, das an einer Stromaufseite des Schalldämpfers vorgesehen ist (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). Bei der Abgasvorrichtung, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, ist ein Innenraum des Schalldämpfers durch Teilungsplatten in eine Vielzahl von Schalldämpferkammern unterteilt. Die Teilungsplatten sind mit Prall- oder Ablenkrohren (engl.: „baffle pipes“) vorgesehen, die die Schalldämpferkammern miteinander verbinden. Ferner ist der Schalldämpfer mit einem Hauptrohr, das einen Abgasdurchgang bei hoher Geschwindigkeit bildet, und einem Nebenrohr, das einen Abgasdurchgang bei niedriger Geschwindigkeit bildet, vorgesehen, und ein Verbindungsabschnitt des Hauptrohres und des Nebenrohres ist mit einem Umschaltventil vorgesehen, welches gesteuert wird, um in Übereinstimmung mit einer Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit (Antriebsmaschinen- oder Motordrehzahl) geöffnet oder geschlossen zu werden. Durch Öffnen und Schließen des Umschaltventils kann der Strömungsweg des Abgases bei hoher Geschwindigkeit und bei mittlerer oder niedriger Geschwindigkeit umgeschaltet werden.
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Patentdokument 1: Japanisches Patent Veröffentlichung Nr.
H02-248609 -
ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrzeugabgasvorrichtung vorgesehen, mit:
- einem Schalldämpferkörper, der einen Innenraum hat, der durch eine Teilungswand in eine Vielzahl von Expansionskammern unterteilt ist, und
- einem Abgassteuerventil, das einen Abgasdurchgang in dem Schalldämpferkörper umschaltet, wobei
- der Abgasdurchgang umfasst:
- einen ersten Abgasdurchgang, der ein Stromaufende und ein Stromabende des Schalldämpferkörpers gerade verbindet und
- einen zweiten Abgasdurchgang, der durch die Vielzahl von Expansionskammern über ein Verbindungsrohr durchgeht, das die Vielzahl von Expansionskammern verbindet, und
- eine Mitte des ersten Abgasdurchgangs sich über einer Mitte des Schalldämpferkörpers in einer Fahrzeug-Oben-Unten-Richtung befindet, und der zweite Abgasdurchgang sich unter dem ersten Abgasdurchgang befindet.
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Figurenliste
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- 1 ist eine rechte Seitenansicht, die eine schematische Konfiguration eines Motorrads darstellt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Innenstruktur einer Abgasvorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 3 ist eine Draufsicht, die die Innenstruktur einer Abgasvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt.
- 4 ist eine Seitenansicht, die die Innenstruktur einer Abgasvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt.
- 5 ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie A-A aus 3.
- 6 ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie B-B aus 3 und stellt einen Zustand dar, bei welchem ein Abgassteuerventil geschlossen ist.
- 7 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B aus 3 und stellt einen Zustand dar, bei welchem das Abgassteuerventil geöffnet ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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In Patentdokument 1 durchströmt Abgas, das durch das Hauptrohr strömt, durch die Vielzahl von Schalldämpferkammern, bevor es ausgetragen wird. Deshalb expandiert das Abgas jedes Mal, während es in die Schalldämpferkammern einströmt. Folglich erhöht sich der Gegendruck und es ist schwierig, bei hoher Geschwindigkeit eine ausreichende Ausgabe bzw. Ausgangsleistung beizubehalten. Ferner ist in Patentdokument 1 die Anzahl der Rohre in dem Schalldämfper groß, was eine Erhöhung in Größe und Gewicht des Schalldämpfers verursachen kann. Insbesondere wird es mit der Erhöhung in der Größe des Schalldämpferkörpers schwierig, einen Querneigungswinkel des Fahrzeugs sicherzustellen.
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Ein Aspekt nicht begrenzender Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Fahrzeugabgasvorrichtung, die Ausgangseigenschaften bei schneller Rotation der Antriebsmaschine verbessern und einen Querneigungswinkel des Fahrzeugs sicherstellen kann.
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Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug zu den beigefügten Abbildungen beschrieben. Obwohl ein Beispiel beschrieben ist, bei welchem die vorliegende Erfindung auf ein Motorrad eines sportlichen Typs angewandt ist, ist die Anmeldung aber nicht darauf begrenzt und Modifikationen können gemacht werden. Zum Beispiel kann die Fahrzeugabgasvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein Motorrad anderer Typen, ein automatisches dreirädriges Fahrzeug eines Buggytyps und ein Automobil angewandt werden. Bezüglich Richtungen bezeichnet jeweils ein Pfeil FR eine Fahrzeugvorderseite, der Pfeil RE eine Fahrzeugrückseite, ein Pfeil L eine Fahrzeuglinksseite, ein Pfeil R eine Fahrzeugrechtsseite, ein Pfeil UP eine Fahrzeugoberseite und ein Pfeil LO eine Fahrzeugunterseite. In den folgenden Abbildungen ist ein Teil von Bauteilen für eine Einfachheit der Beschreibung weggelassen.
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Eine schematische Konfiguration eines Motorrads, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt ist, ist mit Bezug zu 1 beschrieben. 1 ist eine rechte Seitenansicht, die die schematische Konfiguration des Motorrads zeigt.
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Wie in 1 dargestellt, hat ein Motorrad 1 eine Struktur, sodass eine Antriebsmaschine bzw. ein Motor 3 als ein Teil einer Antriebseinheit an einem Fahrzeugrahmen 2 aufgehängt ist, an welchem Abschnitte wie zum Beispiel ein elektrisches System befestigt sind. Die Antriebsmaschine 3 ist beispielsweise ein paralleler Vierzylindermotor. Die Antriebsmaschine 3 ist ausgestaltet, sodass ein Zylinderkopf 31 und eine Zylinderkopfabdeckung 32 an einem oberen Abschnitt eines Motorgehäuses 30 angebracht ist, in welchem eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) und dergleichen aufgenommen ist. Eine Ölwanne 33 ist unter dem Motorgehäuse 30 vorgesehen.
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Der Fahrzeugrahmen 2 ist ein Rahmen eines Doppelrohrtyps (engl.: „twin spar type“), der durch Aluminiumguss gebildet ist, und behält durch Aufhängen der Antriebsmaschine 3, wie oben beschrieben, Steifigkeit als ein Gesamtfahrzeugrahmen bei. Der gesamte Fahrzeugrahmen 2 hat eine Form, die sich von einer Vorderseite nach hinten erstreckt, und ist an einer hinteren Endseite nach unten gekrümmt.
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Der Fahrzeugrahmen 2 umfasst insbesondere einen Hauptrahmen 21, der sich von einem Kopfrohr 20 in einer gabelförmigen Art nach hinten erstreckt, und einen Körperrahmen 22, der sich von einem hinteren Ende des Hauptrahmens 21 nach unten erstreckt. Ein Kraftstofftank (nicht dargestellt) ist an einem oberen Abschnitt des Hauptrahmens 21 angeordnet. Eine Schwinge 10 ist schwingbar an einem im Wesentlichen mittigen Teil des Körperrahmens 22 in einer Oben-Unten-Richtung gelagert. Die Schwinge 10 erstreckt sich nach hinten.
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Eine Sitzschiene 23 und eine hintere Stütze 24, die sich nach hinten und nach oben erstrecken, sind an einem oberen Ende des Körperrahmens 22 vorgesehen. Die Sitzschiene 23 ist mit einem Fahrersitz und einem Soziussitz (beide nicht dargestellt) vorgesehen.
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Ein Paar von linken und rechten Frontgabeln 11 ist an dem Kopfrohr 20 über eine Lenkwelle (nicht dargestellt) gelagert, um lenkbar zu sein. Ein Vorderrad 12 ist drehbar an einem unteren Abschnitt der Vordergabel 11 gelagert und eine obere Seite des Vorderrads 12 ist mit einem oberen Schutzblech (nicht dargestellt) abgedeckt. Ein Hinterrad 13 ist drehbar an einem hinteren Ende der Schwinge 10 gelagert. Eine obere Seite des Hinterrads 13 ist mit einem hinteren Schutzblech (nicht dargestellt) abgedeckt.
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Ein Abgasrohr 4 und ein Schalldämpfer 5, die als eine Abgasvorrichtung dienen, sind mit Abgasöffnungen des Zylinderkopfs 31 verbunden. Eine Vielzahl von (vier in der vorliegenden Ausführungsform) Abgasrohren 4 erstrecken sich von den Abgasöffnungen nach unten, sind in einem Rohr gebündelt, nachdem sie an einer unteren vorderen Seite der Antriebsmaschine 3 nach hinten gebogen sind, und erstrecken sich zu der Fahrzeugrückseite.
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Eine Katalysatorvorrichtung 6, die Abgas reinigt, ist in einer Mitte des Abgasrohrs 4 vorgesehen. Die Katalysotorvorrichtung 6 umfasst beispielsweise einen Dreiwegekatalysator, der Schadstoffe (Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoff, Stickstoff und dergleichen) in dem Abgas absorbiert und die Schadstoffe in unschädliche Substanzen (Kohlendioxid, Wasser, Stickstoff und dergleichen) umwandelt. Ein Abgassensor 7, der eine vorbestimmte Komponente in dem Abgas erfasst, das durch das Abgasrohr 4 strömt, ist an einer Stromaufseite der Katalysatorvorrichtung 6 vorgesehen. Der Abgassensor 7 ist beispielsweise ein Sauerstoffsensor vom Zirkoniumoxidtyp und eine Ausgabe (aktueller Wert) davon ändert sich in Übereinstimmung mit der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas. Der aktuelle Wert wird an eine elektronische Steuereinheit (ECU) (nicht dargestellt) ausgegeben.
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Der Schalldämpfer 5 ist mit einem hinteren Ende des Abgasrohrs 4 verbunden. Der Schalldämpfer 5 ist an der rechten Seite des Hinterrads 13 angeordnet. Ein Verbindungsteil des Abgasrohrs 4 und des Schalldämpfers 5 ist mit einem Abgassteuerventil 8 vorgesehen, das einen Abgasdurchgang umschaltet. Der Schalldämpfer 5 und das Abgassteuerventil 8 werden unten beschrieben.
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Als nächstes wird eine Fahrzeugabgasvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug zu den 2 bis 6 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Innenstruktur der Abgasvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 3 ist eine Draufansicht, die die Innenstruktur der Abgasvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt. 4 ist eine Seitenansicht, die die Innenstruktur der Abgasvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt. 5 ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie A-A aus 3. 6 ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie B-B aus 3.
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Wie in den 2 bis 6 dargestellt, umfasst eine Fahrzeugabgasvorrichtung 9 das Abgasrohr 4, das sich von der Antriebsmaschine 3 (siehe 1) erstreckt und ein Teil eines Abgasdurchgangs ausbildet, den Schalldämpfer 5, der mit einem Stromabende des Abgasrohrs 4 verbunden ist, und das Abgassteuerventil 8, das einen Abgasdurchgang in dem Schalldämpfer 5 umschaltet. Das Abgasrohr 4 und der Schalldämpfer 5 sind über das Abgassteuerventil 8 verbunden. Ein Abgasdurchgang zum Austragen des Abgases von der Antriebsmaschine ist durch das Abgasrohr 4, das Abgassteuerventil 8 und den Schalldämpfer 5 ausgebildet.
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Das Abgassteuerventil 8 umfasst eine sogenannte Drosselklappe (engl.: „butterfly valve“), bei welchem ein plattenförmiges Ventilelement 81 in einem Ventilkörper 80 angeordnet ist. Der Ventilkörper 80 verbindet das Abgasrohr 4, das sich von der Antriebsmaschine 3 (dem Zylinderkopf 31) erstreckt, und den Schalldämpfer 5 (einem unten zu beschreibenden Schalldämpferkörper 50). Der Ventilkörper 80 ist beispielsweise als ein Gussteil gebildet. Der Ventilkörper 80 umfasst insbesondere einen Hauptabschnitt 82, der ein Teil eines Hauptdurchgangs (eines unten zu beschreibenden ersten Abgasdurchgangs F1) eines Abgases bildet, und einen Umleitungsabschnitt 83, der mit dem Hauptabschnitt 82 verbunden ist und einen Teil eines Umleitungsdurchgangs (einen unten zu beschreibenden zweiten Abgasdurchgang F2) eines Abgases bildet.
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Der Hauptabschnitt 82 hat eine zylindrische Form, die sich von dem Stromabende des Abgasrohrs 4 nach hinten erstreckt. Der Umleitungsabschnitt 83 hat eine zylindrische Form, die an einem im Wesentlichen rechten Winkel nach einem Vorstehen nach unten von einer unteren Außenoberfläche des Hauptabschnitts 82 nach hinten gebogen ist. Das heißt, der Umleitungsabschnitt 83 befindet sich unter dem Hauptabschnitt 82. Der Hauptabschnitt 82 hat im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das Stromabende des Abgasrohrs 4 und der Umleitungsabschnitt 83 hat einen kleineren Durchmesser als der Hauptabschnitts 82.
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Stromabenden des Hauptabschnitts 82 und der Umleitungsabschnitt 83 sind bündig miteinander und ein plattenförmiger Flanschabschnitt 84, der sich radial nach außen verlängert, ist ausgebildet, um die Stromabenden zu verbinden. Der Flanschabschnitt 84 umfasst eine Vielzahl von Befestigungsabschnitten 85 zum Verschrauben des Schalldämpfers 5.
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Das Ventilelement 81 ist in dem Hauptabschnitt 82 angeordnet und ist abgestimmt auf den Innendurchmesser des Hauptabschnitts 82 in einer Kreisform ausgebildet. Das Ventilelement 81 ist mit einer Rotationswelle 86 vorgesehen, die durch ein Durchmesserteil davon läuft. Die Rotationswelle 86 bildet eine Rotationsmitte des Ventilelements 81 und ist an einer Mitte des Ventilelements 81 in einer Ebene angeordnet, die senkrecht zu einer Dickenrichtung des Ventilelements 81 ist. Eine Axialrichtung der Rotationswelle 86 ist in eine Richtung (Links-Rechts-Richtung) gerichtet, die senkrecht zu einer Axialrichtung eines Abgasdurchgangs (Erstreckungsrichtung des Hauptabschnitts 82) ist.
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Die Rotationswelle 86 durchdringt den Hauptabschnitt 82 seitlich und ein Endabschnitt der Rotationswelle 86 ist mit einem Aktuator 87 an einer rechten Seitenoberfläche des Hauptabschnitts 82 vorgesehen. Der Aktuator 87 umfasst beispielsweise eine Torsionsfeder und das Ventilelement 81 ist damit durch eine Vorbelastungs- oder Druckkraft der Torsionsfeder gezwungen, geschlossen zu sein.
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Wenn sich eine Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit (Antriebsmaschinen- oder Motordrehzahl) und ein Abgasdruck erhöhen, rotiert das Ventilelement 81 gegen die Vorbelasstungs- oder Druckkraft der Torsionsfeder, um ein Umschalten eines Abgasdurchgangs zu steuern. Zusätzlich ist das Ventilelement 81 nicht auf einen Fall begrenzt, bei welchem eine Rotation durch eine mechanische Konfiguration, wie zum Beispiel die obige Torsionsfeder, gesteuert wird, und kann elektrisch durch die ECU gesteuert werden.
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Bei dem Abgassteuerventil 8 ist, wie oben beschrieben, ein Querschnittbereich eines Abgasdurchgangs vergrößert und durch Rotieren des Ventilelements 81 um die Rotationswelle 86 reduziert, sodass ein Öffnungsgrad des Abgasdurchgangs eingestellt wird. Demgemäß wird der Abgasdurchgang zwischen dem ersten Abgasdurchgang F1 und dem zu beschreibenden zweiten Abgasdurchgang F2 umgeschaltet, und eine Strömungsrate und eine Strömungsgeschwindigkeit eines Abgases kann eingestellt werden. Wie unten im Detail zu beschreiben ist, öffnet und schließt das Ventilelement 81 das Hauptteil 82 in Übereinstimmung mit der Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und/oder dem Abgasdruck und leitet Abgas an das Umleitungsteil 83, wenn das Hauptteil 82 geschlossen ist.
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Der Schalldämpfer 5 umfasst einen Schalldämpferkörper 50, der einen Innenraum einer vorbestimmten Form (zum Beispiel einer einfachen Querschnittform in der Axialrichtung) hat, die sich in einer Vorne-Hinten-Richtung erstreckt. Der gesamte Schalldämpferkörper 50 hat einen Durchmesser, der größer ist als der des Ventilkörpers 80, und hat eine doppelte Rohrstruktur, bei welcher sich ein äußerer Zylinderabschnitt 50a und ein innerer Zylinderabschnitt 50b überlappen. Ein Außenendteil des Schalldämpfers 50 ist im Durchmesser reduziert und hat einen äußeren Durchmesser, der mit dem des Ventilkörpers 80 übereinstimmt.
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Das Außenende des Schalldämfpers 50 ist mit einem Hauptrohr 51 und einem Nebenrohr 52 vorgesehen (verschweißt), übereinstimmend mit dem Hauptabschnitt 82 und dem Umleitungsabschnitt 83 des Ventilkörpers 80. Das heißt, das Hauptrohr 51 befindet sich an einem oberen Halbabschnitt des Schalldämpferkörpers 50 und das Nebenrohr 52 befindet sich an einem unteren Halbabschnitt des Schalldämpferkörpers 50. Das Hauptrohr 51 hat im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Hauptabschnitt 82 und das Nebenrohr 52 hat im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Umleitungsabschnitt 83. Das Hauptrohr 51 und das Nebenrohr 52 erstrecken sich geradlinig nach hinten.
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Ferner wird ein plattenförmiger Flanschabschnitt 53, übereinstimmend mit (entgegengesetzt) dem Flanschabschnitt 84 des Ventilkörpers 80, an Außenendseiten des Hauptrohres 51 und des Nebenrohres 52 verschweißt. Der Flanschabschnitt 53 umfasst eine Vielzahl von Bolzeneinstecklöchern (nicht dargestellt), übereinstimmend mit den Befestigungsabschnitten 85 des Flanschabschnitts 84. Dichtungen G1 und G2 (siehe 6) sind jeweils in das Hauptrohr 51 und das Nebenrohr 52 eingesteckt und die Außenenden der Rohre sind jeweils in den Hauptabschnitt 82 und den Umleitungsabschnitt 83 eingesteckt. Der Flanschabschnitt 84 und der Flanschabschnitt 53 sind durch einen Bolzen B und eine Nut N befestigt, sodass der Ventilkörper 80 und der Schalldämpferkörper 50 zusammengeschlossen sind.
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Der Innenraum des Schalldämpferkörpers 50 ist in eine Vielzahl von Expansionskammern durch eine Teilungswand unterteilt. Bei der Ausführungsform ist der Innenraum des Schalldämpferkörpers 50 in drei Expansionskammern S1 des S3 in der Vorne-Hinten-Richtung durch drei Teilungswände (Prall- oder Ablenkplatten 54a bis 54c) aufgeteilt. Die drei Teilungswände sind in einer Reihenfolge der Ablenkplatte 54a, der Ablenkplatte 54b und der Ablenkplatte 54c von einer Vorderseite des Schalldämpfers 5 aus angeordnet. Ein Raum vor der Ablenkplatte 54a ist die Expansionskammer Sl, ein Raum zwischen den Ablenkplatten 54a und 54b ist die Expansionskammer S2 und ein Raum zwischen den Ablenkplatten 54b und 54c ist die Expansionskammer S3.
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Das Hauptrohr 51 erstreckt sich zu der Ablenkplatte 54a in der Expansionskammer S1. Ein Lochrohr 55, das den gleichen Durchmesser aufweist, ist an einem hinteren Ende des Hauptrohres 51 angeschweißt. Das Lochrohr 55 erstreckt sich geradlinig nach hinten. Insbesondere das Lochrohr 55 durchdringt die Ablenkplatte 54a und erstreckt sich zu der Ablenkplatte 54b in die Expansionskammer S2. Das Lochrohr 55 umfasst eine Vielzahl von Durchgangslöchern 55a in einer Außenoberfläche davon in der Expansionskammer S2.
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Ein Endrohr 56 ist mit einem hinteren Ende des Lochrohrs 55 verbunden. Bei der Ausführungsform ist das Endrohr 56 an dem hinteren Ende des Lochrohrs 55 verschweißt. Das Endrohr 56 bildet einen Stromabendabschnitt des unten zu beschreibenden ersten Abgasdurchgangs F1. Das Endrohr 56 erstreckt sich geradlinig nach hinten und hat eine Doppelrohrstruktur, bei welcher sich ein äußerer Zylinderabschnitt 56a und ein innerer Zylinderabschnitt 56b überlappen. Der äußere Zylinderabschnitt 56a hat den gleichen Durchmesser wie der des Lochrohrs 55 und der innere Zylinderabschnitt 56b hat einen kleineren Durchmesser als das Lochrohr 55.
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Der äußere Zylinderabschnitt 56a durchdringt die Ablenkplatte 54b und erstreckt sich zu der Ablenkplatte 54c in der Expansionskammer S3. Der innere Zylinderabschnitt 56b erstreckt sich weiter nach hinten als der Zylinderabschnitt 56a und durchläuft durch die Ablenkplatte 54c, sodass ein hinteres Ende davon freigelegt ist. Das heißt, nicht das gesamte Endrohr 56 weist eine Doppelrohrstruktur auf und ein Teil des Endrohrs 56, ausgenommen das hintere Endteil (ein Teil übereinstimmend mit der Expansionskammer S3 und ein Teil der Expansionskammer S2), hat die Doppelrohrstruktur.
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Auf diese Weise bilden das Hauptrohr 51, das Lochrohr 55 und das Endrohr 56 eine Abgaspassage aus, die ein Stromaufende und ein Stromabende des Schalldämpferkörpers 50 gerade verbindet. Dieser Abgasdurchgang wird als der erste Abgasdurchgang F1 bezeichnet (siehe 6). Das heißt, der Hauptabschnitt 82 ist mit dem ersten Abgasdurchgang F1 verbunden. Wie unten im Detail zu beschreiben ist, befindet sich eine Mitte C1 des ersten Abgasdurchgangs F1 unter einer Mitte C0 des Schalldämpfers 50.
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Zwei Prall- oder Ablenkrohre 57a und 57b, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen, sind unter dem ersten Abgasdurchgang F1 angeordnet. Das Ablenkrohr 57a (ein erstes Rohr) erstreckt sich parallel zu dem ersten Abgasdurchgang F1 gerade unter dem ersten Abgasdurchgang F1 und hinter dem Nebenrohr 52 nach hinten. Das Ablenkrohr 57a hat im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das Nebenrohr 52, und eine Mitte C3 davon ist leicht über einer Mitte C2 des Nebenrohres 52 und näher an einer Fahrzeuginnenseite als C2. Ein Außenende des Ablenkrohres 57a befindet sich in der Expansionskammer S1 und ein hinteres Ende des Ablenkrohres 57a befindet sich in der Expansionskammer S3. Das heißt, das Ablenkrohr 57a durchdringt die Ablenkplatten 54a und 54b. Die Expansionskammer S1 und die Expansionskammer S3 sind miteinander über das Ablenkrohr 57a verbunden.
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Das Ablenkrohr 57b (ein zweites Rohr) erstreckt sich parallel zu dem ersten Abgasdurchgang F1 an einer unteren rechten Seite davon nach hinten. Das Ablenkrohr 57a hat einen größeren Durchmesser als das Ablenkrohr 57b. Bei der Ausführungsform hat das Ablenkrohr 57b einen leicht kleineren Durchmesser als das Ablenkrohr 57a und eine Mitte C4 davon befindet sich über der Mitte C3 des Ablenkrohres 57a und näher an einer Fahrzeugaußenseite als C3. Ein Außenende des Ablenkrohres 57b befindet sich in der Expansionskammer S2 und ein hinteres Ende des Ablenkrohres 57b befindet sich in der Expansionskammer S3. Das heißt, das Ablenkrohr 57b durchdringt die Ablenkplatte 54b. Die Expansionskammer S2 und die Expansionskammer S3 sind über das Ablenkrohr 57b verbunden.
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Auf diese Weise formen das Nebenrohr 52 und die Ablenkrohre 57a und 57b einen neuen Abgasdurchgang aus, der durch die Expansionskammern S1 bis S3 läuft. Dieser Abgasdurchgang wird als der zweite Abgasdurchgang bezeichnet. Das heißt, der Umleitungsabschnitt 83 ist mit dem zweiten Abgasdurchgang F2 verbunden. Der zweite Abgasdurchgang F2 befindet sich unter dem ersten Abgasdurchgang F1.
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Bei der Abgasvorrichtung 9, die wie unten beschrieben ausgestaltet ist, wird Abgas, das durch Verbrennung in der Antriebsmaschine 3 erzeugt wird, von den Abgasöffnungen in den Schalldämpfer 5 durch das Abgasrohr 4 und das Abgassteuerventil 8 eingeführt. Wenn ein Abgasdruck des Abgases kleiner wird als ein vorbestimmter Druck, wird das Abgassteuerventil 8 geschlossen, und das Abgas wird durch den zweiten Abgasdurchgang F2 von dem Umleitungsabschnitt 83 zur Außenseite ausgetragen. Derweil wird das Abgassteuerventil 8 (Hauptabschnitt 82) geöffnet, wenn sich der Abgasdruck des Abgases erhöht, wenn sich die Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit erhöht, und den vorbestimmten Druck überschreitet. Folglich wird das Abgas durch den ersten Abgasdurchgang F1 von dem Hauptabgschnitt 82 ausgetragen. Auf diese Weise kann der Abgasdurchgang in Übereinstimmung mit der Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und dem Abgasdruck umgeschaltet werden.
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Wie oben beschrieben, gibt es eine Vorrichtung in einer Fahrzeugabgasvorrichtung, die den Abgasdurchgang zwischen hoher Geschwindigkeit und mittlerer oder niedriger Geschwindigkeit umschalten kann. Zum Beispiel wird der Abgasdurchgang zu einem relativ kurzen Abgasdurchgang bei einer hohen Geschwindigkeit umgeschaltet und zu einem relativ langen Abgasdurchgang bei mittlerer oder niedriger Geschwindigkeit umgeschaltet. Jedoch wird der Abgasdruck durch wiederholte Ausdehnung in dem Abgasdurchgang erhöht, selbst wenn ein relativ kurzer Abgasdurchgang bei einer hohen Geschwindigkeit ausgewählt wird, und eine ausreichend hohe Ausgabe schwierig beizubehalten ist. Ferner ist eine Erhöhung in Größe und Gewicht des Schalldämpfers ein Problem aufgrund der Anzahl von Rohren, die in dem Schalldämpfer angeordnet sind. Insbesondere mit der Erhöhung in der Größe des Schalldämpfers ist es schwierig einen Querneigungswinkel des Fahrzeugs sicherzustellen.
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Deshalb hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung die Erfindung durch Fokusieren auf eine Länge von zwei Abgasdurchgängen bei hoher Geschwindigkeit und einer Positionsbeziehung zwischen den zwei Abgasdurchgängen in der Abgasvorrichtung, welche die zwei Abgasdurchgänge bei hoher Geschwindigkeit und mittlerer oder niedriger Geschwindigkeit umschaltet, gemacht. Insbesondere ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der erste Abgasdurchgang F1, der bei hoher Geschwindigkeit ausgewählt ist, an einer kürzesten Distanz durch Verbinden des Stromaufendes und des Stromabendes des Schalldämpferkörpers 50 gerade ausgebildet. Derweil ist der zweite Abgasdurchgang F2, der bei mittlerer oder niedriger Geschwindigkeit ausgewählt ist, ausgebildet, um durch die Vielzahl von Expansionskammern S1 bis S3 in dem Schalldämpferkörper 5 abzuzweigen. Der zweite Abgasdurchgang F2 ist unter dem ersten Abgasdurchgang F1 angeordnet.
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Gemäß dieser Konfiguration ist der erste Abgasdurchgang F1 linear ausgebildet, sodass der Abgasdruck bei einem hohen Rotationsbereich (Drehzahlbereich) reduziert werden kann und eine Ausgabe verbessert werden kann. Da der erste Abgasdurchgang F1 gerade ausgebildet ist, kann die Anzahl von Rohren in dem Schalldämpfer 5 reduziert werden und ein Freiheitsgrad einer Form des Schalldämpfers wird verbessert. Ferner kann eine Größe in der Breite des Schalldämpfers 5 reduziert werden, da der erste Abgasdurchgang F1 und der zweite Abgasdurchgang F2 vertikal angeordnet sind. Auf diese Weise wird der Querneigungswinkel einfach sichergestellt und eine Erscheinung kann verbessert werden.
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Insbesondere ist ein Durchmesser des ersten Abgasdurchgangs F1 (das Hauptrohr 51, das Lochrohr 55 und das Endrohr 56) größer als der des zweiten Abgasdurchgangs F2 (das Nebenrohr 52 und die Ablenkrohre 57a und 57b). Das Ablenkrohr 57a, das einen Durchmesser größer als der des Ablenkrohres 57b aufweist, ist näher an der Fahrzeuginnenseite angeordnet als das Ablenkrohr 57b. Durch Anordnen des zweiten Abgasdurchgangs F2 unter dem ersten Abgasdurchgang F1 auf diese Weise kann ein Querschnitt des Schalldämpfers 5 zu einer unteren Seite davon hin schmaler hergestellt werden (siehe 5). Genauer gesagt ist eine Außenoberfläche eines unteren Halbabschnitts des Schalldämpfers 5, der sich näher an der Fahrzeugaußenseite befindet, zu der Fahrzeuginnenseite geneigt, wenn man sich der unteren Seite annähert. Folglich kann der Querneigungswinkel einfacher sichergestellt werden.
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Als nächstes wird ein Abgasstrom in dem Schalldämpfer mit Bezug zu den 6 und 7 beschrieben. Die 6 und 7 sind Querschnittansichten entlang einer Linie B-B aus 3. Insbesondere 6 stellt einen Zustand dar, bei welchem das Abgassteuerventil geschlossen ist, und 7 stellt einen Zustand dar, bei welchem das Abgassteuerventil geöffnet ist.
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Wie in 6 dargestellt nähert sich ein Stromaufendabschnitt des Ventilelements 81 einer oberen Innnenoberfläche des Hauptabschnitts 82 durch die Druckkraft der Feder an, wenn das Abgassteuerventil 8 geschlossen wird, während ein Stromabendabschnitt des Ventilelements 81 sich einer unteren Innenoberfläche des Hauptabschnitts 82 annähert. In diesem Fall wird Abgas, das durch das Abgasrohr 4 strömt, zu dem Umleitungsabschnitt 82 mit dem Ventilelement 81, welches als eine Leitwand dient, und dem Strömungsweg, der nach unten gebogen ist, geleitet.
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Danach strömt das Abgas durch das Nebenrohr 52 in die Expansionskammer S1 und expandiert. Dann strömt das Abgas von der Expansionskammer S1 durch das Ablenkrohr 57a in die Expansionskammer S3 ein und expandiert erneut. Als nächstes strömt das Abgas von der Expansionskammer S3 durch das Ablenkrohr 57b in die Expansionskammer S2 ein und expandiert erneut. Ferner strömt das Abgas in das Lochrohr 55 (erster Abgasdurchgang F1) durch die Vielzahl von Durchgangslöchern 55a und wird durch das Endrohr 56 zur Außenseite ausgetragen.
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Auf diese Weise wird der relativ lange zweite Abgasdurchgang F2 ausgewählt, wenn das Abgassteuerventil 8 geschlossen wird, das heißt, in einem mittleren oder niedrigen Rotationsbereich der Antriebsmaschine 3. Deshalb kann Abgas, das durch den zweiten Abgasdurchgang strömt, dem Abgasdruck durch Wiederholen der Expansion in dem Durchgang erhöht werden und kräftigere Momenteneigenschaften können in dem mittleren oder niedrigen Rotationsbereich beibehalten werden.
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Vor allem ist das Abgassteuerventil 8 an einer Stromaufseite (Vorderseite) des Schalldämpferkörpers 50 angeordnet und der Abgasdurchgang verzweigt sich in zwei von dem ersten Abgasdurchgang F1 und dem zweiten Abgasdurchgang F2 an der Stromaufseite des Schalldämpferkörpers 50. Demgemäß kann der Durchgang der Expansionskammer S1 in dem zweiten Abgasdurchgang F2 länger gemacht werden, und die Momenteneigenschaften bei niedriger Rotation (Drehzahl) können verbessert werden. Ferner kann eine Länge des zweiten Abgasdurchgangs F2 sichergestellt werden, ohne den Raum in dem Schalldämpfer 5 aufzugeben, und außerdem kann ein Downsizing des Schalldämpfers 5 realisiert werden.
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Ferner kann ein Teil des ersten Abgasdurchgangs F1 als der zweite Abgasdurchgang F2 genutzt werden, da Abgas in der Expansionskammer S2 in den ersten Abgasdurchgang F1 durch die Vielzahl von Durchgangslöchern 55a einströmt. Das heißt, durch Teilen des ersten Abgasdurchgangs F1 und des zweiten Abgasdurchgangs F2 kann die Anzahl von Rohren in dem Schalldämpfer 5 reduziert werden und der Freiheitsgrad einer Rohranordnung in dem Schalldämpfer 5 wird verbessert. Ferner leckt durch Anwenden der Durchgangslöcher 55a Abgas von dem ersten Abgasdurchgang F1 kaum von dem Lochrohr 55, sodass das Abgas in dem zweiten Abgasdurchgang ausreichend in der Expansionskammer S2 expandiert werden kann. Folglich kann außerdem ein Geräuschverhalten erfüllt werden.
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Ferner überlappt zumindest ein Teil der Ablenkrohre 57a und 57b die Vielzahl von Durchgangslöchern 55a in der Fahrzeug-Vorne-Hinten-Richtung. Demgemäß kann ein Raum in der Expansionskammer S2 effektiv genutzt werden und das Abgas kann ausreichend expandiert werden.
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Derweil wird das Abgassteuerventil 8 (Hauptabschnitt 82) geöffnet, wenn der Abgasdruck des Abgases sich erhöht, wenn eine Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit sich erhöht, und den vorbestimmten Druck überschreitet. Insbesondere rotiert in dem hohen Rotationsbereich der Antriebsmaschine 3 das Ventilelement 81 um die Rotationswelle 86 gegen die Druckkraft der Feder. Zu diesem Zeitpunkt wird der Stromaufendabschnitt des Ventilelements 81 von der oberen Innenoberfläche des Hauptabschnitts 82 getrennt und der Stromabendabschnitt des Ventilelements 81 wird auch von der unteren Innenoberfläche des Hauptabschnitts 82 getrennt. Demgemäß ist, wie in 7 dargestellt, eine Oberflächenrichtung des Ventilelements 81 parallel zu dem ersten Abgasdurchgang F1. Auf diese Weise können der erste Abgasdurchgang F1 und der zweite Abgasdurchgang F2 durch Öffnen und Schließen des Hauptabschnitts 82 in Übereinstimmung mit der Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und des Abgasdrucks geeignet umgeschaltet werden.
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Wenn das Abgassteuerventil 8 geöffnet wird, strömt Abgas, das durch das Abgasrohr 4 strömt, direkt in den ersten Abgasdurchgang F1 durch den Hauptabschnitt 82 ein. Das heißt, das Abgas wird durch das Hauptrohr 51, das Lochrohr 55 und das Endrohr 56 zur Außenseite ausgetragen. Auf diese Weise kann eine hohe Ausgabe ohne Erhöhen des Abgasdrucks in dem hinteren Rotationsbereich der Antriebsmaschine 3 sichergestellt werden, da das Abgas ohne Durchlaufen der Expansionskammern S1 bis S3 in dem Schalldämpfer 5 direkt zur Außenseite ausgetragen wird.
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Insbesondere ist an der Stromabseite des ersten Abgasdurchgangs F1 der Durchmesser des Endrohres 56 (der innere Zylinderabschnitt 56b) kleiner als der des Lochrohres 55. Das heißt, durch Schmälern des Durchmessers des ersten Abgasdurchgangs F1 beim Annähern der Stromabseite kann eine Abgasklangqualität eingestellt werden und das Abgas von dem zweiten Abgasdurchgang F2 kann einfach zur Außenseite geleitet werden.
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Wie oben beschrieben werden in der vorliegenden Ausführungsform der lineare erste Abgasdurchgang F1 und der zweite Abgasdurchgang F2, der eine relativ lange Distanz aufweist, die durch den Schalldämpfer 5 abgezweigt ist, in Übereinstimmung mit der Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit umgeschaltet, und diese beiden Abgasdurchgänge sind vertikal angeordnet. Gemäß solch einer Konfiguration können beide von einer hohen Ausgabe über einen weiten Bereich der Antriebsmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und dem Querneigungswinkel des Fahrzeugs sichergestellt werden.
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Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung, obwohl die obige Ausführungsform unter Hernahme des parallelen Vierzylindermotors 3 als ein Beispiel beschrieben wurde, nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann die Antriebsmaschine 3 ein Einzylinder- oder Dreizylinder- oder Mehrzylindermotor sein und eine Anordnung der Zylinder ist nicht begrenzt auf eine parallele und kann geeignet geändert werden.
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Ferner ist in der obigen Ausführungsform der Fahrzeugrahmen 2 ein Rahmen eines Doppelrohrtyps, die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf begrenzt. Der Fahrzeugrahmen 2 kann beispielsweise ein Rahmen eines Diamanttyps oder eines anderen Typs sein.
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Bei der obigen Ausführungsform durchläuft die Rotationswelle 86 das Ventilelement 81 durch die Mitte des Ventilelements 81, die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann die Rotationswelle 86 an einer Endseite des Ventilelements 81 vorbelastet sein.
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Obwohl die vorliegende Ausführungsform und die Modifikation beschrieben wurden, kann die vorliegende Ausführungsform und die Modifikation im Ganzen oder in Teilen als eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.
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Ferner sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt und Änderungen, Ersetzungen und Abänderungen können gemacht werden ohne sich von dem Geist oder dem technischen Konzept der vorliegenden Erfindung zu entfernen. Ferner kann, wenn das technische Konzept der vorliegenden Erfindung auf andere Weise durch Fortschritt einer Technologie oder einer abgeleiteten Technologie implementiert werden kann, die vorliegende Erfindung unter Verwendung in der Weise implementiert werden. Deshalb deckt der Umfang der Ansprüche alle Ausführungsformen ab, die innerhalb des Umfangs des technischen Konzepts fallen können.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Ausgabeeigenschaften während einer hohen Rotation der Antriebsmaschine verbessert werden und der Querneigungswinkel des Fahrzeugs kann sichergestellt werden.
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Wie oben beschrieben hat die vorliegende Erfindung einen Effekt, dass die Ausgabe- bzw. Ausgangsleistungseigenschaften bei schneller Rotation der Antriebsmaschine verbessert werden können und der Querneigungswinkel des Motorrads sichergestellt werden kann, und ist besonders nützlich für die Fahrzeugabgasvorrichtung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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