JP2008069760A - Exhaust device of vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust device of a motorcycle capable of effectively reducing exhaust noise and suppressing heat damage. <P>SOLUTION: A catalytic converter 43 for purifying an exhaust gas G is installed in an exhaust passage EP for guiding the exhaust gas G from an engine E. At least a part of the catalytic converter 43 and a part of the exhaust pipe body 38 forming the downstream part of the exhaust passage arranged continuously with the outlet 43d of the catalytic converter 43 are contained in an exhaust chamber 50. A communication part 52 allowing the exhaust passage EP to communicate with the inside of the chamber 50 is formed at a part of the exhaust passage on the downstream side 38. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動二輪車や四輪車のような車両に搭載されてエンジンからの排気ガスを浄化して排出する排気装置の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in an exhaust device that is mounted on a vehicle such as a motorcycle or a four-wheeled vehicle to purify and discharge exhaust gas from an engine.

従来、車両に搭載されてエンジンからの排気ガスを浄化して排出する排気装置として、多気筒エンジンからの排気ガスを導出する排気通路に前記排気ガスを浄化する触媒コンバータが設けられ、前記触媒コンバータ内の互いに分離した通路に複数の排気通路上流部のそれぞれが連通し、前記触媒コンバータの出口端に前記排気通路上流部と同数以下の数の排気通路下流部を連通させたものがある(例えば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an exhaust device that is mounted on a vehicle and purifies exhaust gas from an engine, a catalytic converter that purifies the exhaust gas is provided in an exhaust passage for deriving exhaust gas from a multi-cylinder engine. Each of the plurality of exhaust passage upstream portions communicates with the passages separated from each other, and the outlet end of the catalytic converter communicates with the number of exhaust passage downstream portions equal to or less than the number of the exhaust passage upstream portions (for example, Patent Document 1).

この排気装置の場合、触媒コンバータ内の互いに分離した通路に複数の排気通路上流部のそれぞれを連通させているから、前記複数の排気通路上流部が実質的に触媒コンバータ内にまで延長されることになる。したがって、触媒コンバータを排気通路におけるエンジンに近い上流寄りに配置し、エンジンのコールドスタート直後に直ちに触媒を活性化して排気ガスを浄化でき、かつ、前記複数の排気通路上流部の長さを実質的に長くして、エンジン特性を所望に設定できる。また、複数の排気通路上流部に対して一つの触媒コンバータを設ければよいので、触媒コンバータの数を減らすことができ、構造の簡略化とコスト低下が実現される。
特開2006−77727号公報
In the case of this exhaust system, each of the plurality of exhaust passage upstream portions communicates with the mutually separated passages in the catalytic converter, so that the plurality of exhaust passage upstream portions are substantially extended into the catalytic converter. become. Therefore, the catalytic converter is disposed near the upstream side of the engine in the exhaust passage so that the catalyst can be immediately activated immediately after the engine cold start to purify the exhaust gas, and the length of the upstream portions of the plurality of exhaust passages is substantially reduced. The engine characteristics can be set as desired. In addition, since only one catalytic converter need be provided for the plurality of upstream portions of the exhaust passage, the number of catalytic converters can be reduced, and the structure can be simplified and the cost can be reduced.
JP 2006-77727 A

ところが前記排気装置の場合、触媒コンバータの周辺から大きな騒音が発生し、また、この周辺の高温部分が外部にさらされて熱害となる場合がある。   However, in the case of the exhaust device, there is a case where a large noise is generated from the periphery of the catalytic converter, and a high temperature portion around the catalytic converter is exposed to the outside to cause heat damage.

そこで、本発明は、排気騒音を効果的に低減でき、かつ熱害を抑制できる車両の排気装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle exhaust device that can effectively reduce exhaust noise and suppress thermal damage.

上記目的を達成するために、本発明にかかる車両の排気装置は、エンジンからの排気ガスを導出する排気通路に前記排気ガスを浄化する触媒コンバータが設けられ、前記触媒コンバータの少なくとも一部分と、この触媒コンバータの出口に連なる排気通路下流部を形成する排気管体の一部分とが、排気チャンバ内に収納され、前記排気通路下流部に排気通路とチャンバ内とを連通させる連通部が形成されている。   In order to achieve the above object, an exhaust system for a vehicle according to the present invention is provided with a catalytic converter for purifying the exhaust gas in an exhaust passage for leading exhaust gas from an engine, and at least a part of the catalytic converter, A portion of the exhaust pipe forming the downstream portion of the exhaust passage connected to the outlet of the catalytic converter is housed in the exhaust chamber, and a communication portion is formed in the exhaust passage downstream portion to connect the exhaust passage and the chamber. .

この構成によれば、排気通路に導出されるエンジンからの排気ガスは、触媒コンバータで浄化されたのち、排気通路下流部に導かれるが、このとき、排気通路下流部が連通部を介して排気チャンバ内に連通するので、レゾネータ(共鳴器)効果により、排気騒音を効果的に低減できる。また、触媒コンバータの少なくとも一部分と前記排気通路下流部の少なくとも一部分とが排気チャンバに収納されているので、触媒コンバータの高温部分が外部にさらされることがなくなり、熱害が抑制される。さらに、排気騒音を低減できるので、サイレンサを小さく軽くできる。このことにより、自動二輪車の場合は前後の重量配分のバランスが向上するうえ、デザインの自由度も大きくなる。   According to this configuration, the exhaust gas from the engine led to the exhaust passage is purified by the catalytic converter and then guided to the downstream portion of the exhaust passage. At this time, the exhaust passage downstream portion is exhausted via the communication portion. Since it communicates with the inside of the chamber, exhaust noise can be effectively reduced by a resonator effect. Further, since at least a part of the catalytic converter and at least a part of the downstream portion of the exhaust passage are accommodated in the exhaust chamber, the high temperature part of the catalytic converter is not exposed to the outside, and thermal damage is suppressed. Furthermore, since exhaust noise can be reduced, the silencer can be made smaller and lighter. As a result, in the case of a motorcycle, the balance of weight distribution between the front and rear is improved, and the degree of freedom in design is increased.

前記エンジンは例えば多気筒エンジンであり、その場合、各気筒からの排気ガスを導出する複数の排気通路上流部が前記触媒コンバータ内の互いに分離した通路に連通し、前記触媒コンバータの出口に前記排気通路上流部と同数以下の数の排気通路下流部が連通しているのが好ましい。この構成によれば、複数の排気通路上流部が前記触媒コンバータ内の互いに分離した通路に連通しているから、複数の排気通路上流部が実質的に触媒コンバータの出口まで延長されるので、触媒コンバータの位置を上流側に寄せてコールドスタート直後の排気浄化機能を高く維持しながら、複数の排気通路が長くなって、エンジンの特に中速領域の出力が向上する。   The engine is, for example, a multi-cylinder engine, and in this case, a plurality of exhaust passage upstream portions for leading exhaust gas from each cylinder communicate with mutually separated passages in the catalytic converter, and the exhaust gas is discharged to the outlet of the catalytic converter. It is preferable that the number of exhaust passage downstream portions equal to or less than the number of upstream passage portions communicate with each other. According to this configuration, since the plurality of exhaust passage upstream portions communicate with the mutually separated passages in the catalytic converter, the plurality of exhaust passage upstream portions are substantially extended to the outlet of the catalytic converter. While the exhaust purification function immediately after a cold start is maintained high by bringing the converter position upstream, the plurality of exhaust passages are lengthened, and the output of the engine, particularly in the middle speed region, is improved.

好ましくは、前記連通部は排気ガスの流れ方向の隙間からなり、前記触媒コンバータの出口に前記隙間を介して前記排気通路下流部の入口が対向している。ここで、「流れ方向の隙間」とは、流れ方向に間隔をあけた空間をいう。この構成によれば、触媒コンバータの出口と排気通路下流部の入口とを間隔をあけて配置するだけで連通部を容易に形成できるから、構造の簡素化とコストダウンが図れる。   Preferably, the communication portion is formed of a gap in the flow direction of the exhaust gas, and the inlet of the downstream portion of the exhaust passage is opposed to the outlet of the catalytic converter via the gap. Here, the “gap in the flow direction” refers to a space spaced in the flow direction. According to this configuration, since the communication portion can be easily formed simply by disposing the outlet of the catalytic converter and the inlet of the downstream portion of the exhaust passage at an interval, the structure can be simplified and the cost can be reduced.

本発明において、前記触媒コンバータの下流側に、排気通路を形成する排気管体の内部に設けられて排気ガスの流れ方向に沿って延び、排気通路を複数に区画する仕切り板が設けられ、前記連通部は排気ガスの流れ方向の隙間からなり、前記仕切り板の出口に前記隙間を介して前記排気通路下流部の入口が対向した構成とすることができる。この構成によれば、区画された排気通路の長さが触媒コンバータ下流の仕切り板の出口にまで延びて長くなるので、触媒コンバータを上流側に寄せて配置しながらも、中速域でのエンジン出力を一層向上させることができる。しかも、仕切り板の出口とこれに対向する前記排気通路下流部の入口とを間隔をあけて配置するだけで連通部を容易に形成できるから、構造の簡素化とコストダウンが図れる。   In the present invention, on the downstream side of the catalytic converter, a partition plate provided in the exhaust pipe body forming the exhaust passage and extending along the flow direction of the exhaust gas and dividing the exhaust passage into a plurality of parts is provided, The communicating portion is formed by a gap in the flow direction of the exhaust gas, and the inlet of the downstream portion of the exhaust passage faces the outlet of the partition plate via the gap. According to this configuration, since the length of the partitioned exhaust passage extends to the outlet of the partition plate downstream of the catalytic converter, the engine in the medium speed range is disposed while the catalytic converter is disposed close to the upstream side. The output can be further improved. In addition, since the communication portion can be easily formed simply by arranging the outlet of the partition plate and the inlet of the downstream portion of the exhaust passage opposite to the outlet, the structure can be simplified and the cost can be reduced.

本発明において、前記排気通路下流部を形成する排気管に前記連通部を形成する開放孔が設けられた構成としてもよい。この構成によれば、排気管に開放孔を設けるだけで容易に連通部を形成できる。また、開放孔の数や径を任意に設定することにより、排気騒音の低減レベルを任意に調整できる。   In this invention, it is good also as a structure by which the open hole which forms the said communication part was provided in the exhaust pipe which forms the said exhaust passage downstream part. According to this configuration, the communication portion can be easily formed simply by providing an open hole in the exhaust pipe. Further, the exhaust noise reduction level can be arbitrarily adjusted by arbitrarily setting the number and diameter of the open holes.

本発明において、さらに、前記触媒コンバータの上流側に、排気通路を形成する排気管体の内部に設けられて排気ガスの流れ方向に沿って延び、排気通路を複数に区画する仕切り板が設けられ、この仕切り板に、区画された複数の排気通路を連通させる連通孔が形成された構成としてもよい。   In the present invention, a partition plate that is provided inside the exhaust pipe forming the exhaust passage and extends along the flow direction of the exhaust gas and that divides the exhaust passage into a plurality is provided on the upstream side of the catalytic converter. The partition plate may have a communication hole that communicates a plurality of partitioned exhaust passages.

この構成によれば、触媒コンバータの上流側で、区画された複数の排気通路を連通させるので、高回転時の出力が向上する。   According to this configuration, the plurality of partitioned exhaust passages are communicated on the upstream side of the catalytic converter, so that the output at the time of high rotation is improved.

本発明において、好ましくは、前記排気チャンバを、エンジンの下部に設けたオイルパンの近傍に配置する。この構成によれば、触媒コンバータがエンジンの下方に位置するから、排気通路の十分上流側に位置することとなり、エンジンのコールドスタート直後の排気浄化性能が向上する。触媒コンバータが高温となっても、排気チャンバの高温化は抑制されるので、オイルパンへ熱が伝わりにくくなって、オイルパン内の潤滑オイルへの熱害(伝熱)を抑制できる。   In the present invention, preferably, the exhaust chamber is disposed in the vicinity of an oil pan provided in a lower portion of the engine. According to this configuration, since the catalytic converter is located below the engine, it is located sufficiently upstream of the exhaust passage, and the exhaust purification performance immediately after the cold start of the engine is improved. Even if the temperature of the catalytic converter becomes high, since the temperature of the exhaust chamber is prevented from being increased, heat is hardly transmitted to the oil pan, and heat damage (heat transfer) to the lubricating oil in the oil pan can be suppressed.

本発明にかかる車両の排気装置によれば、触媒コンバータよりも下流の排気通路下流部が連通部を介して排気チャンバ内に連通するので、レゾネータ(共鳴器)効果により、排気騒音を効果的に低減できる。また、触媒コンバータの上流端部を除く大部分または全体と前記排気通路下流部の一部分とが排気チャンバに収納されているので、触媒コンバータの高温部分が外部にさらされることがなくなり、熱害が抑制される。さらに、排気騒音を低減できるので、サイレンサを小さく軽くできる。このことにより、特に自動二輪車の場合は重量配分のバランスが向上するうえ、デザインの自由度も大きくなる。   According to the vehicle exhaust device of the present invention, the exhaust passage downstream portion downstream of the catalytic converter communicates with the exhaust chamber via the communication portion, so that the exhaust noise is effectively reduced by the resonator (resonator) effect. Can be reduced. In addition, since most or all of the catalytic converter excluding the upstream end portion and a part of the downstream portion of the exhaust passage are housed in the exhaust chamber, the high temperature portion of the catalytic converter is not exposed to the outside, resulting in heat damage. It is suppressed. Furthermore, since exhaust noise can be reduced, the silencer can be made smaller and lighter. This improves the balance of weight distribution, especially in the case of motorcycles, and increases the degree of freedom in design.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態にかかる排気装置を備えた自動二輪車を示す側面図である。この自動二輪車は、車体フレームFRの前半部を構成するメインフレーム1の前端部にフロントフォーク2が支持され、このフロントフォーク2の下端部に前輪4が支持されている。また、フロントフォーク2の上端部を支持するアッパブラケット8にはハンドル9が取り付けられている。メインフレーム1の後端下部には、スイングアームブラケット10が形成され、このスイングアームブラケット10に、スイングアーム11の前端部がピポット軸12を介して上下揺動自在に支持されている。このスイングアーム11の後端部には後輪13が支持されている。メインフレーム1の後部に連結されたシートレール14が車体フレームFRの後半部を構成している。メインフレーム1とスイングアーム11との間に後輪13の緩衝装置17が取り付けられている。前記メインフレーム1の中央下部にはエンジンEが支持され、このエンジンEからチェーン18を介して後輪13を駆動するようになっている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a motorcycle equipped with an exhaust device according to a first embodiment of the present invention. In this motorcycle, a front fork 2 is supported at a front end portion of a main frame 1 constituting a front half portion of a vehicle body frame FR, and a front wheel 4 is supported at a lower end portion of the front fork 2. A handle 9 is attached to the upper bracket 8 that supports the upper end of the front fork 2. A swing arm bracket 10 is formed at the lower rear end of the main frame 1, and a front end portion of the swing arm 11 is supported by the swing arm bracket 10 via a pivot shaft 12 so as to be swingable up and down. A rear wheel 13 is supported at the rear end of the swing arm 11. A seat rail 14 connected to the rear portion of the main frame 1 constitutes the rear half of the vehicle body frame FR. A shock absorber 17 for the rear wheel 13 is attached between the main frame 1 and the swing arm 11. An engine E is supported at the center lower portion of the main frame 1, and the rear wheel 13 is driven from the engine E through a chain 18.

前記シートレール14にはライダー用シート19と同乗者用シート20が支持されている。前記メインフレーム1の上部、つまり車体上部で、前記ハンドル9とライダー用シート19との間には燃料タンク21が取り付けられている。また、車体前部には、前記ハンドル9の前方から車体前部の側方にかけての部分を覆う樹脂製のカウリング22が装着されており、このカウリング22の後方部分はエンジンEの側部と下部とを覆っている。   A rider's seat 19 and a passenger's seat 20 are supported on the seat rail 14. A fuel tank 21 is attached between the handle 9 and the rider seat 19 at the upper part of the main frame 1, that is, at the upper part of the vehicle body. A resin cowling 22 that covers a portion from the front of the handle 9 to the side of the front of the vehicle body is attached to the front of the vehicle body. And covering.

前記エンジンEは、この実施形態では4気筒4サイクルの並列多気筒エンジンであり、クランクケース24、シリンダ27、シリンダヘッド28、シリンダヘッドカバー29およびオイルパン80を有するエンジン本体23と、変速機31とを備えている。排気装置Aは、前記シリンダヘッド28に各々の前端部が接続されて排気ガスG(図2、図4)をエンジンEの前方から下方に導く4本の個別(独立)排気管32と、各2本の排気管32の後端を集合する集合管34と、この集合管34の下流端部に連通する単一の集合排気管38と、最下流のサイレンサ33と、集合排気管38の下流端部とサイレンサ33とを接続する接続管39とを備えている。排気管体であるこれら排気管32、集合管34、集合排気管38および接続管39と、サイレンサ33とが、一連の排気通路EPを形成している。集合排気管38には、後述する触媒コンバータ43が内蔵されている。   In this embodiment, the engine E is a four-cylinder four-cycle parallel multi-cylinder engine, and includes an engine body 23 having a crankcase 24, a cylinder 27, a cylinder head 28, a cylinder head cover 29, and an oil pan 80, a transmission 31, and the like. It has. The exhaust device A has four individual (independent) exhaust pipes 32 connected to the cylinder head 28 for leading the exhaust gas G (FIGS. 2 and 4) downward from the front of the engine E; A collecting pipe 34 that collects the rear ends of the two exhaust pipes 32, a single collecting exhaust pipe 38 that communicates with the downstream end of the collecting pipe 34, a most downstream silencer 33, and a downstream of the collecting exhaust pipe 38. A connecting pipe 39 for connecting the end portion and the silencer 33 is provided. The exhaust pipe 32, the collect pipe 34, the collect exhaust pipe 38 and the connection pipe 39, which are exhaust pipe bodies, and the silencer 33 form a series of exhaust passages EP. The collective exhaust pipe 38 incorporates a catalytic converter 43 described later.

図2は、本発明にかかる排気装置Aを構成する排気通路の主要部の側面図である。同図に示すように、排気装置Aの集合管(排気管体)34の一部と集合排気管(排気管体)38の一部とが排気チャンバ50により覆われている。図3に示すように、左右各2本の排気管32同士は、途中で連通管39により連通させて、排気慣性の有効利用を図っている。集合管34の入口部近傍には酸素センサ(O2センサ)または空燃比センサ51が2つ設置されている。このセンサ51により、排気ガス中の酸素の濃度または酸素の有無をチェックし、これによって、エンジンEに供給される混合気の空燃比をコントロールしている。   FIG. 2 is a side view of the main part of the exhaust passage constituting the exhaust device A according to the present invention. As shown in the drawing, a part of the collecting pipe (exhaust pipe body) 34 and a part of the collecting exhaust pipe (exhaust pipe body) 38 of the exhaust apparatus A are covered with an exhaust chamber 50. As shown in FIG. 3, the two right and left exhaust pipes 32 communicate with each other through a communication pipe 39 in the middle to effectively use the exhaust inertia. Two oxygen sensors (O2 sensors) or two air-fuel ratio sensors 51 are installed near the inlet of the collecting pipe 34. The sensor 51 checks the concentration of oxygen in the exhaust gas or the presence or absence of oxygen, thereby controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine E.

集合管34は、4本の排気管32を2本に集合するもので、図2に示すように、上下に各2本を集合させている。集合管34の横断面形状は上下寸法よりも左右寸法が大きい長円形であり、その下流部に単一の触媒コンバータ43が収納されている。図4に示すように、前記排気チャンバ50には、集合管34の下流部が挿入されており、これにより、触媒コンバータ43の一部分、この例では上流端部を除く大部分が、排気チャンバ50内に収納されている。排気チャンバ50にはまた集合排気管38からなる排気通路下流部の一部分(上流部分)が収納されている。排気チャンバ50は上下二つ割りのいわゆる「もなか構造」であり、集合管34および集合排気管38の外周面と排気チャンバ50の内面との間に空間を持たせた形状である。   The collecting pipe 34 gathers four exhaust pipes 32 into two, and as shown in FIG. The cross-sectional shape of the collecting pipe 34 is an oval having a horizontal dimension larger than the vertical dimension, and a single catalytic converter 43 is accommodated in the downstream portion. As shown in FIG. 4, the exhaust chamber 50 has a downstream portion of the collecting pipe 34 inserted therein, whereby a part of the catalytic converter 43, in this example, most of the upstream end portion is excluded from the exhaust chamber 50. It is stored inside. The exhaust chamber 50 also stores a portion (upstream portion) of the downstream portion of the exhaust passage formed by the collective exhaust pipe 38. The exhaust chamber 50 has a so-called “middle structure” that is divided into two parts in the vertical direction, and has a shape in which a space is provided between the outer peripheral surfaces of the collecting pipe 34 and the collecting exhaust pipe 38 and the inner surface of the exhaust chamber 50.

前記触媒コンバータ43は、図5に示すように、排気ガスを通す多数の平行な細長い通路を有しており、クロム合金製(例えば20Cr−5Al)またはセラミック製の環状の平板43aと環状の波板43bとを同心状に交互に重ねた横断面長円形のハニカム構造体である。横断面形状は集合管34とほぼ同一である。これら集合管34と触媒コンバータ43の横断面形状は、楕円形または円形としてもよい。平板および波板に白金およびロジウムなどの触媒を焼成して担持させている。この触媒コンバータ43は、円柱状のハニカム構造の軸方向、つまり目(開口)の方向を図2の排気ガスの流動方向に合致させて配置されている。   As shown in FIG. 5, the catalytic converter 43 has a large number of parallel elongated passages through which exhaust gas passes, and an annular flat plate 43a made of a chromium alloy (for example, 20Cr-5Al) or ceramic and an annular wave. This is a honeycomb structure having an oval cross section in which the plates 43b are alternately stacked concentrically. The cross-sectional shape is almost the same as the collecting pipe 34. The cross sectional shapes of the collecting pipe 34 and the catalytic converter 43 may be elliptical or circular. A catalyst such as platinum and rhodium is fired and supported on the flat plate and the corrugated plate. The catalytic converter 43 is arranged such that the axial direction of the cylindrical honeycomb structure, that is, the direction of the eyes (openings) is matched with the flow direction of the exhaust gas in FIG.

触媒コンバータ43の上流側の排気通路である排気通路上流部を形成する集合管34の内部には、排気ガスGの流れ方向に沿って延び、集合管34の上流部を左右に複数(この例では2つ)に区画する仕切り板55が設けられている。こうして、仕切り板55によって互いに分離した排気通路が、図5に示す触媒コンバータ43の入口である前面の相異なる2つの領域S1,S2に連通している。触媒コンバータ43の前記平板43aおよび波板43bにおける仕切り板55の下流に対応する部分が、排気ガスGの流れ方向に沿って延びる隔壁43cとしての役割を果たし、2つの領域S1,S2からの排気ガスGを混じることなく通過させる。つまり、図4の触媒コンバータ43内に互いに分離した通路40A,40Bを形成する。これにより、単一の触媒コンバータ43で、2つの排気通路EPの排気ガスGを浄化する。仕切り板55には、高速域での出力を向上させるために、区画された複数の排気通路を連通させる連通孔56(図2)が形成されている。   Inside the collecting pipe 34 forming the exhaust passage upstream portion, which is the exhaust passage upstream of the catalytic converter 43, extends along the flow direction of the exhaust gas G, and a plurality of upstream portions of the collecting pipe 34 are arranged on the left and right (this example) Then, two partition plates 55 are provided. Thus, the exhaust passages separated from each other by the partition plate 55 communicate with two different regions S1 and S2 on the front surface which are the inlets of the catalytic converter 43 shown in FIG. A portion of the flat plate 43a and the corrugated plate 43b of the catalytic converter 43 corresponding to the downstream side of the partition plate 55 serves as a partition wall 43c extending along the flow direction of the exhaust gas G, and exhausts from the two regions S1 and S2. Gas G is allowed to pass through without being mixed. That is, the passages 40A and 40B separated from each other are formed in the catalytic converter 43 of FIG. Thus, the exhaust gas G in the two exhaust passages EP is purified by the single catalytic converter 43. The partition plate 55 is formed with a communication hole 56 (FIG. 2) for communicating a plurality of partitioned exhaust passages in order to improve output in a high speed range.

図4に示す集合排気管38である排気通路下流部の一部分には排気通路EPと排気チャンバ50内を連通させる連通部52が形成されている。前記連通部52は排気ガスの流れ方向に間隔をあけるための隙間52Aからなり、前記触媒コンバータ43の出口43dに、前記隙間52Aを介して前記集合排気管38からなる排気通路下流部の入口38aが対向している。前記隙間52Aは、加工精度が求められる後述する開放孔と異なり、容易にできるから、構造の簡素化とコストダウンが図れる。これらの寸法関係は、前記集合排気管38である排気通路下流部の入口38aの直径をDとすると、前記触媒コンバータ43の出口43dから前記入口38aまでの距離Lは0.7〜1.5Dであるのが好ましい。前記触媒コンバータ43の直径は、前記入口38aの直径Dよりも大きく設定されている。   A communication portion 52 that connects the exhaust passage EP and the inside of the exhaust chamber 50 is formed in a part of the downstream portion of the exhaust passage that is the collective exhaust pipe 38 shown in FIG. The communication portion 52 is formed by a gap 52A for spacing the exhaust gas in the flow direction, and the outlet 43d of the catalytic converter 43 is connected to the inlet 38a of the downstream portion of the exhaust passage formed of the collective exhaust pipe 38 via the gap 52A. Are facing each other. The gap 52A can be easily formed, unlike an open hole, which will be described later, which requires machining accuracy, so that the structure can be simplified and the cost can be reduced. These dimensional relationships indicate that the distance L from the outlet 43d of the catalytic converter 43 to the inlet 38a is 0.7 to 1.5D, where D is the diameter of the inlet 38a at the downstream portion of the exhaust passage which is the collective exhaust pipe 38. Is preferred. The diameter of the catalytic converter 43 is set larger than the diameter D of the inlet 38a.

次に、前記第1実施形態にかかる排気装置Aの動作について説明する。まず、図1のエンジンEの複数の排気ポートから排気ガスGが導出され、複数の排気管32から排気チャンバ50を経て集合排気管38および接続管39を通り、サイレンサ33から大気中へ排出される。図2に示すように、複数の排気管32からの排気ガスGは集合管34へ導かれる。排気ガスGは、図4の集合管34における仕切り板55で区画された上端部を通過し、この集合管34の下流部に収納された触媒コンバータ43を通って浄化される。触媒コンバータ43で浄化された排気ガスGの一部はそのまま入口38aから集合排気管38に導入され、図1のサイレンサ33から大気中へ排出される。他の一部は図4の排気チャンバ50内に拡散されて膨脹するとともに、レゾネータ(共鳴器)効果により、排気騒音が低減される。また、排気通路EPの一部である集合管34が仕切り板55で区画され、触媒コンバータ43の隔壁43cと合わせて、2つに分離した排気通路EPが長くなるので、エンジンEの特に中速域における出力が向上する。   Next, the operation of the exhaust device A according to the first embodiment will be described. First, exhaust gas G is led out from a plurality of exhaust ports of the engine E of FIG. 1, and is exhausted from the plurality of exhaust pipes 32 through the exhaust chamber 50 through the collective exhaust pipe 38 and the connection pipe 39 to the atmosphere from the silencer 33. The As shown in FIG. 2, the exhaust gas G from the plurality of exhaust pipes 32 is guided to the collecting pipe 34. The exhaust gas G passes through the upper end portion of the collecting pipe 34 of FIG. 4 divided by the partition plate 55 and is purified through the catalytic converter 43 housed in the downstream part of the collecting pipe 34. A part of the exhaust gas G purified by the catalytic converter 43 is introduced as it is from the inlet 38a into the collective exhaust pipe 38, and is discharged from the silencer 33 of FIG. 1 into the atmosphere. The other part is diffused and expanded in the exhaust chamber 50 of FIG. 4, and exhaust noise is reduced by the resonator effect. Further, the collecting pipe 34, which is a part of the exhaust passage EP, is partitioned by the partition plate 55, and the exhaust passage EP separated into two in combination with the partition wall 43c of the catalytic converter 43 becomes long. The output in the area is improved.

また、触媒コンバータ43の上流端部を除く大部分が排気チャンバ50に収納されているので、触媒コンバータ43の外周壁が外部にさらされることがなくなる結果、触媒コンバータ43による熱害(伝熱)を低減できる。特に、触媒コンバータ43の外周と排気チャンバ50の内面との間に空間が存在するので、この空間の空気層により遮熱されて排気チャンバ50の昇温が抑制される。さらに、排気騒音の低減により、図1のサイレンサ33を小さく軽くできるので、自動二輪車の前後の重量配分のバランスが向上するとともに、自動二輪車のデザインの自由度が大きくなる。   Further, since most of the catalytic converter 43 except the upstream end portion is accommodated in the exhaust chamber 50, the outer peripheral wall of the catalytic converter 43 is not exposed to the outside. As a result, heat damage (heat transfer) by the catalytic converter 43 is prevented. Can be reduced. In particular, since a space exists between the outer periphery of the catalytic converter 43 and the inner surface of the exhaust chamber 50, heat is shielded by the air layer in this space, and the temperature rise of the exhaust chamber 50 is suppressed. Further, since the silencer 33 in FIG. 1 can be made smaller and lighter by reducing the exhaust noise, the balance of weight distribution before and after the motorcycle is improved, and the degree of freedom in designing the motorcycle is increased.

次に、本発明の第2実施形態にかかる排気装置について説明する。図6に示すように、第2実施形態では、排気チャンバ50内において、触媒コンバータ43を内蔵した排気管体である集合管34を触媒コンバータ43よりも下流に延長して延出部34a設け、この延出部34aの内部に、排気ガスGの流れ方向に沿って延び、排気通路の一部を形成する集合管34を複数に区画する仕切り板60が設けられている。仕切り板60は、触媒コンバータ43を挟んで仕切り板55と通路断面上のほぼ同一の位置にある。これにより、排気ガスGは、仕切り板55、触媒コンバータ43の隔壁43cおよび仕切り板60により区画された一連の通路を通る。延出部34aは漏斗状に先細りとなっている。連通部52は排気ガスの流れ方向の隙間52Bからなり、前記延出部34aの出口、つまり、仕切り板60の出口に、前記隙間52Bを介して、排気通路下流部を形成する排気管体である集合排気管38の入口38aが対向している。図7に示すように、触媒コンバータ43を挟んだ上流側と下流側の仕切り板55,60のそれぞれには、連通孔56,57が設けられている。   Next, an exhaust device according to a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 6, in the second embodiment, in the exhaust chamber 50, the collecting pipe 34, which is an exhaust pipe body incorporating the catalytic converter 43, extends downstream from the catalytic converter 43 to provide an extending portion 34a. A partition plate 60 that divides the collecting pipe 34 that extends along the flow direction of the exhaust gas G and forms a part of the exhaust passage into a plurality of portions is provided inside the extending portion 34a. The partition plate 60 is located at substantially the same position on the passage cross section as the partition plate 55 with the catalytic converter 43 interposed therebetween. Thus, the exhaust gas G passes through a series of passages partitioned by the partition plate 55, the partition wall 43 c of the catalytic converter 43 and the partition plate 60. The extending part 34a is tapered in a funnel shape. The communicating portion 52 is composed of a gap 52B in the exhaust gas flow direction, and is an exhaust pipe body that forms an exhaust passage downstream portion at the outlet of the extending portion 34a, that is, the outlet of the partition plate 60 via the gap 52B. An inlet 38a of a certain collective exhaust pipe 38 is opposed. As shown in FIG. 7, communication holes 56 and 57 are provided in each of the upstream and downstream partition plates 55 and 60 sandwiching the catalytic converter 43.

前記第2実施形態の場合、触媒コンバータ43で浄化された排気ガスGは、図6の仕切り板60に沿って延出部34aを通過する。この延出部34aにより絞られた排気ガスGが速い流速で隙間52Bを通過して入口38aから集合排気管38内に導入される。このとき、隙間52Bを通したレゾネータ(共鳴器)効果により、排気騒音が低減される。このように、集合管34が仕切り板60によって複数に区画された排気通路EPが実質的に長くなるので、中速域のエンジンEの出力をさらに向上させることができる。また、触媒コンバータ43の上下流側で開放孔56,57により、区画された複数の排気通路EPを連通させるので、高回転時の出力が向上する。この効果については後述する。   In the case of the second embodiment, the exhaust gas G purified by the catalytic converter 43 passes through the extending portion 34a along the partition plate 60 of FIG. The exhaust gas G throttled by the extending portion 34a passes through the gap 52B at a high flow rate and is introduced into the collective exhaust pipe 38 from the inlet 38a. At this time, exhaust noise is reduced by a resonator (resonator) effect through the gap 52B. As described above, the exhaust passage EP in which the collecting pipe 34 is divided into a plurality of partitions by the partition plate 60 becomes substantially longer, so that the output of the engine E in the medium speed range can be further improved. In addition, since the plurality of partitioned exhaust passages EP are communicated by the open holes 56 and 57 on the upstream and downstream sides of the catalytic converter 43, the output at the time of high rotation is improved. This effect will be described later.

さらに、本発明の第3実施形態にかかる排気装置について説明する。図8に示すように、排気チャンバ50内において集合管34の先細りの延出部34aと集合排気管38とが隙間なく連なっており、集合排気管38に連通部52として開放孔52Cが設けられている。この開放孔52Cは前記集合管34の周方向に一定間隔で例えば6個形成されている。触媒コンバータ43の上流側と下流側に、排気ガスGの流れ方向に沿って延び、集合管34を複数に区画する仕切り板55,63が設けられている。この第3実施形態の場合、排気ガスGは、触媒コンバータ43で浄化されたのち、排気通路下流部である延出部34aおよび集合排気管38に導かれるが、このとき、開放孔52Cを通したレゾネータ(共鳴器)効果により、排気騒音を一層効果的に低減できる。また、排気管に形成する開放孔52Cの数や径を任意に設定することにより、排気騒音の低減レベルを調整できる。   Furthermore, the exhaust apparatus concerning 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 8, the tapered extending portion 34 a of the collecting pipe 34 and the collecting exhaust pipe 38 are connected without a gap in the exhaust chamber 50, and an open hole 52 </ b> C is provided as the communicating section 52 in the collecting exhaust pipe 38. ing. For example, six open holes 52C are formed in the circumferential direction of the collecting pipe 34 at regular intervals. Partition plates 55 and 63 extending in the flow direction of the exhaust gas G and partitioning the collecting pipe 34 into a plurality are provided on the upstream side and the downstream side of the catalytic converter 43. In the case of the third embodiment, the exhaust gas G is purified by the catalytic converter 43 and then guided to the extending portion 34a and the collective exhaust pipe 38 which are downstream of the exhaust passage. At this time, the exhaust gas G passes through the open hole 52C. Exhaust noise can be reduced more effectively by the effect of the resonator. Further, the exhaust noise reduction level can be adjusted by arbitrarily setting the number and diameter of the open holes 52C formed in the exhaust pipe.

また、この第3実施形態では、図9に示すように、触媒コンバータ43を挟んで上流側と下流側とに、それぞれ、連通孔56,57が形成されている。仕切り板55,63の連通孔56,57がない場合とある場合のエンジンの出力特性を図10に示す。同図において、実線は連通孔がない場合、長い破線は連通孔56,57の直径がdの場合、短い破線は直径が2dの場合をそれぞれ示す。仕切り板55,63の高さP(図9)は2.5dである。この出力特性の実験データから明らかなように、連通孔56,57がある場合には、連通孔56,57がない場合に比べ、中速域の高速域寄り〜高速域にかけてエンジン出力の向上が見られた。   In the third embodiment, as shown in FIG. 9, communication holes 56 and 57 are formed on the upstream side and the downstream side, respectively, across the catalytic converter 43. FIG. 10 shows the output characteristics of the engine with and without the communication holes 56 and 57 of the partition plates 55 and 63. In the figure, a solid line indicates a case where there is no communication hole, a long broken line indicates a case where the diameter of the communication holes 56 and 57 is d, and a short broken line indicates a case where the diameter is 2d. The height P (FIG. 9) of the partition plates 55 and 63 is 2.5d. As is apparent from the experimental data of the output characteristics, when the communication holes 56 and 57 are provided, the engine output is improved from the middle speed region toward the high speed region to the high speed region as compared with the case where the communication holes 56 and 57 are not provided. It was seen.

図11は、本発明にかかる排気装置における排気チャンバ50とオイルパン80との配置を示す正面図である。同図に示すように、排気チャンバ50は、エンジンEの下部に設けたオイルパン80の近傍に配置されている。触媒コンバータ43が高温となっても、排気チャンバの高温化は抑制されるので、オイルパンへ熱が伝わりにくくなって、オイルパン内の潤滑オイルへの熱害(伝熱)を抑制できる。この場合、オイルパン80は深底部80aとこれより上方に位置する浅底部80bとを有し、浅底部80bの下方が凹所81となっており、この凹所81に排気チャンバ50が配置されている。これにより、エンジンEの下方空間が有効利用される。   FIG. 11 is a front view showing the arrangement of the exhaust chamber 50 and the oil pan 80 in the exhaust device according to the present invention. As shown in the figure, the exhaust chamber 50 is disposed in the vicinity of an oil pan 80 provided in the lower part of the engine E. Even if the catalytic converter 43 becomes high temperature, the exhaust chamber is prevented from being heated, so that heat is hardly transmitted to the oil pan, and heat damage (heat transfer) to the lubricating oil in the oil pan can be suppressed. In this case, the oil pan 80 has a deep bottom portion 80a and a shallow bottom portion 80b located above the deep bottom portion 80a. A recess 81 is provided below the shallow bottom portion 80b, and the exhaust chamber 50 is disposed in the recess 81. ing. Thereby, the space below the engine E is effectively used.

また、深底部80aを設けたので、潤滑油のようなオイルMがオイルパン80に所定量収容されると、図12に示すように、深底部80aの貯留深さhが大きくなり、図12に示すように、走行時の自動二輪車の加減速によって車体が前下がり、あるいは後ろ下がりになって油面がH1の位置からH2(加速時)またはH3(減速時)の位置に変動しても、吸い上げパイプ82の吸込口2aは常に油面に浸漬された状態を維持でき、潤滑機能が低下することがない。なお、油面H2は加速時の油面状態を示している。図11に示す排気チャンバ50の外側には傾斜面54が形成されており、バンク時における路面との接触を回避している。また、この排気チャンバ50は斜めの分割面71を持つ上下2つの部材よりなるモナカ構造であり、この2つ割り構造により、集合管34および集合排気管38との組立が容易になる。このように、排気チャンバ50をエンジンEの下部に設けたオイルパン80に近接させても、排気チャンバ50による遮熱効果により、触媒コンバータ43からの熱害(伝熱)が抑制される。さらに、前記分割面71が外側方に向かって斜め上方に延びているので、分割面71を形成するフランジが外側部において上方に位置するから、バンク角の制約になりにくい。   Further, since the deep bottom portion 80a is provided, when a predetermined amount of oil M such as lubricating oil is accommodated in the oil pan 80, the storage depth h of the deep bottom portion 80a increases as shown in FIG. As shown in FIG. 3, even if the motorcycle is lowered forward or backward due to acceleration / deceleration of the motorcycle during traveling, the oil level changes from the H1 position to the H2 (acceleration) or H3 (deceleration) position. The suction port 2a of the suction pipe 82 can always be kept immersed in the oil surface, and the lubrication function does not deteriorate. The oil level H2 indicates the oil level during acceleration. An inclined surface 54 is formed outside the exhaust chamber 50 shown in FIG. 11 to avoid contact with the road surface during banking. Further, the exhaust chamber 50 has a monaca structure composed of two upper and lower members each having an oblique dividing surface 71. The split structure facilitates assembly of the collecting pipe 34 and the collecting exhaust pipe 38. Thus, even if the exhaust chamber 50 is brought close to the oil pan 80 provided in the lower part of the engine E, heat damage (heat transfer) from the catalytic converter 43 is suppressed due to the heat shielding effect by the exhaust chamber 50. Further, since the dividing surface 71 extends obliquely upward toward the outer side, the flange forming the dividing surface 71 is positioned upward at the outer side portion, so that the bank angle is not easily restricted.

なお、上記各実施形態では、図4の触媒コンバータ43の一部分を排気チャンバ50内に収納したが、触媒コンバータ43の全体を排気チャンバ50内に収納してもよく、その場合、高温になる触媒コンバータ43全体を効果的に遮熱できる。また、触媒コンバータ43の上流端に2つの排気通路を連通させ、下流端にこれよりも少ない1つの排気通路下流部を形成する集合排気管38を連通させたが、触媒コンバータ43の下流端には、上流端と同数の排気通路下流部を連通させることもでき、それによって、さらに区画された排気通路の長さが大きくなる。   In each of the above embodiments, a part of the catalytic converter 43 in FIG. 4 is accommodated in the exhaust chamber 50. However, the entire catalytic converter 43 may be accommodated in the exhaust chamber 50. The entire converter 43 can be effectively shielded from heat. In addition, two exhaust passages are communicated with the upstream end of the catalytic converter 43, and the collective exhaust pipe 38 that forms one exhaust passage downstream portion smaller than this is communicated with the downstream end. Can connect the same number of exhaust passage downstream portions with the upstream end, thereby further increasing the length of the partitioned exhaust passage.

本発明の第1実施形態にかかる排気装置を備えた自動二輪車の側面図である。1 is a side view of a motorcycle including an exhaust device according to a first embodiment of the present invention. 同排気装置の排気通路の主要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the exhaust passage of the same exhaust apparatus. 同排気装置の排気通路の主要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the exhaust passage of the same exhaust apparatus. 同排気装置の排気通路の主要部を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view showing the principal part of the exhaust passage of the exhaust device. 図2のV−V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG. 本発明の第2実施形態にかかる排気装置における排気通路の主要部を示す水平断面図であるIt is a horizontal sectional view showing the principal part of the exhaust passage in the exhaust device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 同排気装置の排気通路の主要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the exhaust passage of the same exhaust apparatus. 本発明の第3実施形態にかかる排気装置における排気通路の主要部を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view showing the principal part of the exhaust passage in the exhaust device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 同排気装置の排気通路の主要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the exhaust passage of the same exhaust apparatus. エンジン回転数とエンジン出力との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between an engine speed and an engine output. 排気装置とオイルパンの配置を示す正面図である。It is a front view which shows arrangement | positioning of an exhaust apparatus and an oil pan. 自動二輪車の加減速時におけるオイルパン内の油面状態の変化を説明する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view explaining the change of the oil surface state in the oil pan at the time of acceleration / deceleration of the motorcycle.

符号の説明Explanation of symbols

32 排気管
34 集合管(排気通路上流部を形成する排気管体)
34a 排気通路下流部の入口
38 集合排気管(排気通路下流部を形成する排気管体)
40A,40B 分離した通路
43 触媒コンバータ
50 排気チャンバ
52 連通部
52A,52B 隙間
52C 開放孔
56,57 連通孔
55,60,63, 仕切り板
80 オイルパン
A 排気装置
E エンジン
EP 排気通路
32 Exhaust pipe 34 Collecting pipe (exhaust pipe body forming the exhaust passage upstream portion)
34a Inlet 38 at the downstream portion of the exhaust passage Collecting exhaust pipe (exhaust pipe body forming the downstream portion of the exhaust passage)
40A, 40B Separated passage 43 Catalytic converter 50 Exhaust chamber 52 Communication portion 52A, 52B Gap 52C Open hole 56, 57 Communication hole 55, 60, 63, Partition plate 80 Oil pan A Exhaust device E Engine EP Exhaust passage

Claims (7)

エンジンからの排気ガスを導出する排気通路に前記排気ガスを浄化する触媒コンバータが設けられ、
前記触媒コンバータの少なくとも一部分と、この触媒コンバータの出口に連なる排気通路下流部を形成する排気管体の一部分とが、排気チャンバ内に収納され、
前記排気通路下流部に排気通路とチャンバ内とを連通させる連通部が形成されている車両の排気装置。
A catalytic converter for purifying the exhaust gas is provided in an exhaust passage for deriving exhaust gas from the engine;
At least a part of the catalytic converter and a part of an exhaust pipe body forming a downstream portion of the exhaust passage connected to the outlet of the catalytic converter are housed in an exhaust chamber,
An exhaust system for a vehicle, wherein a communication portion for communicating the exhaust passage and the inside of the chamber is formed at a downstream portion of the exhaust passage.
請求項1において、前記エンジンは多気筒エンジンであり、各気筒からの排気ガスを導出する複数の排気通路上流部が前記触媒コンバータ内の互いに分離した通路に連通し、前記触媒コンバータの出口に前記排気通路上流部と同数以下の数の排気通路下流部が連通している車両の排気装置。   2. The engine according to claim 1, wherein the engine is a multi-cylinder engine, and a plurality of exhaust passage upstream portions for leading exhaust gas from each cylinder communicate with mutually separated passages in the catalytic converter, and the outlet of the catalytic converter is connected to the outlet of the catalytic converter. An exhaust system for a vehicle in which the number of exhaust passage downstream portions equal to or less than the number of exhaust passage upstream portions communicates. 請求項1または2において、前記連通部は排気ガスの流れ方向の隙間からなり、前記触媒コンバータの出口に前記隙間を介して前記排気通路下流部の入口が対向している車両の排気装置。   3. The exhaust system for a vehicle according to claim 1, wherein the communication portion includes a gap in a flow direction of exhaust gas, and an inlet of the downstream portion of the exhaust passage is opposed to an outlet of the catalytic converter via the gap. 請求項2において、前記触媒コンバータの下流側に、排気通路を形成する排気管体の内部に設けられて排気ガスの流れ方向に沿って延び、排気通路を複数に区画する仕切り板が設けられ、
前記連通部は排気ガスの流れ方向の隙間からなり、前記仕切り板の出口に前記隙間を介して前記排気通路下流部の入口が対向している車両の排気装置。
In Claim 2, a partition plate is provided on the downstream side of the catalytic converter, provided inside the exhaust pipe body forming the exhaust passage, extending along the flow direction of the exhaust gas, and dividing the exhaust passage into a plurality of sections,
The exhaust device for a vehicle, wherein the communication portion is formed of a gap in an exhaust gas flow direction, and an inlet of the downstream portion of the exhaust passage is opposed to an outlet of the partition plate via the gap.
請求項1〜4のいずれか一項において、前記排気通路下流部の一部分を形成する排気管体に前記連通部を形成する開放孔が設けられている車両の排気装置。   The exhaust system for a vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein an open hole that forms the communication portion is provided in an exhaust pipe body that forms a part of the exhaust passage downstream portion. 請求項1から5のいずれか一項において、前記触媒コンバータの上流側に、排気通路を形成する排気管体の内部に設けられて排気ガスの流れ方向に沿って延び、排気通路を複数に区画する仕切り板が設けられ、この仕切り板に、区画された複数の排気通路を連通させる連通孔が形成されている車両の排気装置。   6. The exhaust passage according to claim 1, wherein the exhaust passage is provided upstream of the catalytic converter in an exhaust pipe forming an exhaust passage and extends in a flow direction of the exhaust gas, and the exhaust passage is divided into a plurality of sections. An exhaust system for a vehicle in which a partition plate is provided, and a communication hole is formed in the partition plate to communicate a plurality of partitioned exhaust passages. 請求項1から6のいずれか一項において、前記排気チャンバは、エンジンの下部に設けたオイルパンに近接して配置されている車両の排気装置。   The exhaust system for a vehicle according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust chamber is disposed in proximity to an oil pan provided in a lower portion of the engine.
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