JP2006226262A - Exhaust secondary air introduction structure of motorcycle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動2輪車における排気2次エア導入構造に関する。 The present invention relates to an exhaust secondary air introduction structure in a motorcycle.
排気ガスを浄化するため、排気管等の排気系へ排気2次エアを供給することは公知である。この排気2次エア導入構造は、2次エアクリーナから、制御バルブ及び2次エア導入管を介して排気管へ排気2次エアを供給するようになっている。また、排気管がパワーユニットと一緒に揺動するスイング式パワーユニットを有する形式では、2次エア導入管をゴムホース等の可撓式とし、上下揺動を吸収するようになっている。
ところで、マフラーに排気触媒がある場合には、これを速やかに活性化するため、できるだけ排気温を高くすることが望まれる。しかし、始動時には排気温が低いので、この段階における排気温を速やかに上昇できるようにすることが望まれる。一方、始動後、十分に排気温が高くなることにより、エア導入管を通して制御バルブが高温化すると、バルブの作動精度が変化する場合があり、高精度の作動を維持するには、排気制御バルブの高温化を防止することが望まれる。そこで本願発明は、排気2次エア導入構造によってこのような要請を実現することを目的とする。 By the way, when there is an exhaust catalyst in the muffler, it is desirable to make the exhaust temperature as high as possible in order to activate it quickly. However, since the exhaust temperature is low at the start, it is desirable to be able to quickly increase the exhaust temperature at this stage. On the other hand, if the control valve temperature rises through the air introduction pipe due to the exhaust gas temperature becoming sufficiently high after startup, the valve operation accuracy may change. To maintain high-precision operation, the exhaust control valve It is desirable to prevent the temperature from rising. Therefore, the present invention has an object to realize such a demand by an exhaust secondary air introduction structure.
上記課題を解決するため自動2輪車の排気2次エア導入構造に係る請求項1の発明は、強制空冷式エンジンを備え、このエンジンの排気管に排気浄化用の2次エアを、2次エアクリーナから制御バルブ及びエア導入管を介して供給するようにした自動2輪車において、
前記強制空冷式エンジンは、エンジンの一部周囲をシュラウドで覆い、その内側へ冷却風を送るように構成するとともに、
前記2次エア導入管の一部をこのシュラウドの内側へ通したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
The forced air-cooled engine is configured to cover a part of the engine with a shroud and send cooling air to the inside thereof,
A part of the secondary air introduction pipe is passed inside the shroud.
請求項2の発明は上記請求項1において、前記2次エア導入管は、可撓管部と金属管を備え、この金属管部を前記シュラウドの内側へ通したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the secondary air introduction tube includes a flexible tube portion and a metal tube, and the metal tube portion is passed inside the shroud.
請求項3の発明は上記請求項1において、前記2次エア導入管を複数設け、これら複数の2次エア導入管を前記シュラウドの内側へそれぞれ通したことを特徴とする。 A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, a plurality of the secondary air introduction pipes are provided, and the plurality of secondary air introduction pipes are respectively passed inside the shroud.
請求項1の発明によれば、エア導入管がシュラウドの内側へ通されているので、 エンジンの始動時にはエンジンの熱により速やかに排気2次エアの温度を上昇させることができる。このため、まだ排気管内の排気温が低い状態でも、エンジンの熱で加温された排気2次エアにより排気温を上昇させることができ、排気触媒がある場合には、これを速やかに活性化させることができる。 According to the first aspect of the invention, since the air introduction pipe is passed through the inside of the shroud, the temperature of the exhaust secondary air can be quickly raised by the heat of the engine when the engine is started. For this reason, even when the exhaust temperature in the exhaust pipe is still low, the exhaust temperature can be raised by the exhaust secondary air heated by the engine heat. If there is an exhaust catalyst, it can be activated quickly. Can be made.
また、始動後、排気温が高温になると、エア導入管はシュラウド内へ送り込まれるエンジンの強制冷却風により冷却される。このため、2次エア導入管を介した排気制御バルブの高温化を防止でき、高精度な制御を維持できる。 Further, after the start, when the exhaust gas temperature becomes high, the air introduction pipe is cooled by the forced cooling air of the engine fed into the shroud. For this reason, it is possible to prevent the exhaust control valve from being heated through the secondary air introduction pipe, and to maintain highly accurate control.
請求項2の発明によれば、エア導入管を可撓管部と金属管部で構成し、金属管部をシュラウドの内側へ通したので、金属管部の熱伝導性の高さを利用して、始動時における排気2次エアの急速加熱、並びにその後のエンジン高温時化に伴う強制冷却時に、この冷却風を利用したエア導入管の冷却を効率化できる。また、可撓管部により金属管部側からの伝熱を遮断するとともに、排気管が揺動してもエア導入管の変形を吸収して、揺動に追随させることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the air introduction tube is constituted by the flexible tube portion and the metal tube portion, and the metal tube portion is passed inside the shroud, the high thermal conductivity of the metal tube portion is utilized. Thus, the cooling of the air introduction pipe using the cooling air can be made efficient at the time of rapid heating of the exhaust secondary air at the start and the forced cooling accompanying the subsequent high temperature of the engine. Further, the heat transfer from the metal tube portion side can be blocked by the flexible tube portion, and even if the exhaust pipe swings, the deformation of the air introduction pipe can be absorbed to follow the swing.
請求項3の発明によれば、複数の2次エア導入管の各外側をシュラウドで覆うことになるので、導入される2次エアに対する冷却等の効果を均一化でき、さらに外観を向上させることができる。
According to the invention of
以下、スクータ型自動2輪車に適用された一実施例を図面に基づいて説明する。図1は、車体側面のスケルトン図である。前輪1及び後輪2を支持する車体フレーム3は、ダウンフレーム4,メインフレーム5及びリヤフレーム6を備える。ダウンフレーム4の先端にはヘッドパイプ7が設けられ、ここにステアリング軸8が上部のハンドル9により回動自在に支持され、その下方に一体化されたフロントフォーク10の下端部に前輪1が操向自在に支持されている。
Hereinafter, an embodiment applied to a scooter type motorcycle will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a skeleton diagram of a side surface of a vehicle body. The
メインフレーム5はダウンフレーム4の下端部から左右へ分かれてフロア11の下方を略水平に後方へ延び、同じく左右一対のリヤフレーム6へ連続している。リヤフレーム6は斜め上がりに後方へ延び、ここにスイング式パワーユニット12が揺動リンク13を介して上下方向へ揺動自在に支持されている。スイング式パワーユニット12の後端部とリヤフレーム6の後部間にはリヤサスペンション14が設けられている。
The
スイング式パワーユニット12はエンジン15及び伝動部16を備え、伝動部16の後端部に支持された後輪2を駆動するようになっている。エンジン15はメインフレーム5とリヤフレーム6の接続部近傍に位置し、伝動部16の上方に配置されたエアクリーナ17及び燃料供給装置18を介してインテークマニホールド19よりエンジン15の吸気口(図示省略)へ吸気し、エンジン15の排気口(図示省略)から下方へ延出する排気管20より後輪2の側方に位置するマフラー21を経て外気へ排気される。燃料供給装置18は、気化器もしくは電子燃料噴射装置のスロットルボデイである。
The swing
排気管20のエンジン15近傍部及びマフラー21近傍部には、それぞれ第1及び第2エア導入管23,24を介して排気浄化用2次エアが2系統で供給され、排気ガスを浄化する。第1及び第2エア導入管23,24は、それぞれ第1及び第2制御バルブ33,34を介して2次エアクリーナ22へ接続されている。2次エアクリーナ22は、吸気用のエアクリーナ17とは別にリヤフレーム6の前後方向中間部に支持され、2次エアを供給する。
Exhaust gas purification secondary air is supplied to the
2次エアクリーナ22は、左右のリヤフレーム6間に支持される収納ボックス25の後ろ側上部側面と重なる位置に配置されている。収納ボックス25の下方にはインテークマニホールド19及びエアクリーナ17の前部がそれぞれ位置する。2次エアクリーナ22及び収納ボックス25の後方かつリヤサスペンション14と一部が重なる位置に燃料タンク26が配置され、これら収納ボックス25,燃料タンク26の上方にシート27が配置される。
The
シート27は収納ボックス25の上向きに開放された開口部を開閉自在とする。シート27より下方の車体後部はリヤカバー28で覆われる。リヤカバー28の下端部は斜め下がりに前方へ傾斜し、エアクリーナ17及び伝動部16の各前部を横切り、フロア11へ接続する。符号29はフロントカバーである。
The
図2は図1におけるスイング式パワーユニット12の近傍部分を拡大した図である。2次エアクリーナ22は、略コ字形をなすステー30を介してリヤフレーム6上へ固定される。この位置はエアクリーナ17の前部及びエアクリーナ17と気化器18を結ぶコネクティングチューブ31の各上方となる位置である。
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the swing
リヤフレーム6のステー30と反対側となる位置には下向きに別のステー32が設けられ、ここに第1及び第2制御バルブ33,34が着脱自在に取付けられている。第1制御バルブ33は、2次エアクリーナ22及び第1エア導入管23を接続し、第2制御バルブ34は、2次エアクリーナ22及び第2エア導入管24を接続する。
Another
第1及び第2制御バルブ33,34と2次エアクリーナ22がゴムチューブ35,36で接続され、2次エアクリーナ22から排気浄化用2次エアが供給される。第1及び第2制御バルブ33,34は、それぞれ図示省略の負圧管を介してインテークマニホールド19へ接続し、インテークマニホールド19の吸気負圧により開閉制御され、排気浄化用2次エアを第1及び第2エア導入管23,24へ制御して流すようになっている。
The first and
第1及び第2エア導入管23,24はそれぞれ、上側の可撓管部23a、24aと、下側の金属管部23b,24bとに上下方向で分割されている。これらの可撓管部23aと金属管部23b及び、可撓管部24aと金属管部24bとは、それぞれエンジン15の側面周囲を覆うシュラウド37と重なる位置にてジョイント38,39にて接続されている。
The first and second
第1制御バルブ33から下方へ出た第1エア導入管23の可撓管部23a及び、第2制御バルブ34から下方へ出た第2エア導入管24の可撓管部24aは、それぞれ2本揃った状態で前方へ斜め下がりに配管され、揺動リンク13の側方を通過してから下向きに方へ湾曲してシュラウド37内へ入り、エンジン15の側方を上から下へ横切る。第1及び第2エア導入管23,24はシュラウド37の内側にてジョイント38,39にて金属管部23b,24bと接続する。
The
金属管部23bの下部23cはエンジン15の下部に沿うように略水平に曲がって前方へ延び、排気管20のエンジン15に対する接続端20a近傍の屈曲部に形成されている前側注入部20bへ接続している。屈曲部20bは上向きに屈曲し、下向きに開口するエンジン15の排気口に接続端20aが下から接続されている。
A
金属管部24bの下部24cは、後方へ曲がって排気管20に沿うように後方へ延び、排気管20の中間部よりも後方寄り位置に形成されている後側注入部20cにて排気管20へ側方から接続している。排気管20の後端部は、固定バンド40にてマフラー21と接続される。排気管20の後端が接続するマフラー21の入り口部分内側には公知の排気触媒41が収容され、排気ガスを浄化している。
The
伝動部16のケース側面で、金属管部24bの下部24cと排気管20との接続部近傍となる部分にはルーバー式の冷却風取り入れ口42が設けられ、ここから取り入れられた外気がシュラウド37内を流れてエンジン15を冷却した後、シュラウド37の前端下部で排気管20の接続部近傍位置に設けられた出口(図示省略)から下向きに排出される。
A louver type cooling
図3は、スイング式パワーユニット12の平断面を示す。エンジン15は空冷4サイクル式であり、頭上カム式の動弁機構43で吸排気制御される。シリンダヘッド44及びシリンダブロック45の周囲をシュラウド37で覆っている。動弁機構43及びシリンダヘッド44に下方側にはシュラウド37との間に図示状態で略3角形の空間46が形成され、この中に第1エア導入管23及び第2エア導入管24の各下部が収容して配管されている。この図では、ジョイント38、39より下方の各金属管部における下部23c及び24cの配管状態を示している。
FIG. 3 shows a flat cross section of the swing
さらにこの空間46内には、冷却ファン47により冷却風取り入れ口42から取り込まれた外気が導入され、シュラウド37の前方へ傾斜する壁面37aにガイドされてシリンダヘッド44,シリンダブロック45の周囲へ流れるようになっている。同時に、第1エア導入管23及び第2エア導入管24の各下部で空間46内へ配管されている部分の周囲へも流れ、特に金属管部分を効果的に冷却する。
Further, the outside air taken in from the cooling
冷却ファン47はクランクシャフト48の一端に取付けられ、その内側にはACG49が設けられている。クランクシャフト48の中間部にはコンロッド50を介してピストン51が連結される。クランクシャフト48の他端にはベルト式変速機52の駆動プーリー53が設けられている。
The cooling
ベルト式変速機52は伝動部16内に配置され、駆動プーリー53とVベルト54を介して接続された従動プーリー55がファイナルリダクション56に接続し、伝動部16の後端へ軸支された駆動車軸57により後輪2を駆動する。
後輪2は伝動部16の後部とマフラー21の間に位置する。
The belt-
The
図4は排気浄化用2次エアの制御系統図である。メインとなる吸気エアは、エアクリーナ17,コネクティングチューブ31,燃料供給装置18及びインテークマニホールド19を介してシリンダヘッド44の吸気口へ供給される。
排気はシリンダヘッド44の排気口から排気管20及びマフラー21を通して外気へ排出される。
FIG. 4 is a control system diagram of the secondary air for exhaust purification. The main intake air is supplied to the intake port of the
The exhaust is discharged from the exhaust port of the
排気浄化用2次エアは、2系統で供給され、その一つは2次エアクリーナ22からゴムチューブ35、第1制御バルブ33を経て第1エア導入管23から排気管20の排気口近傍に位置する前側注入部20bへ供給される。他の一つはゴムチューブ36,第2制御バルブ34を経て第2エア導入管24から排気管20の後側注入部20cへ供給される。
The secondary air for exhaust purification is supplied in two systems, one of which is located in the vicinity of the exhaust port of the
第1制御バルブ33及び第2制御バルブ34は、インテークマニホールド19の吸気負圧によって、2次エアクリーナ22からの排気浄化用2次エアの吸入を制御し、さらにこの排気浄化用2次エアを後述するリードバルブと排気管20内の排気脈動により排気管20内へ適時に送り込んで排気を浄化する。
The
図5は第1制御バルブ33の断面構造を示す。なお、第2制御バルブ34も同一構造である。第1制御バルブ33のハウジング60は、吸入バルブ61で開閉される吸入口62と、リードバルブ63で開閉される吐出口64を備える。吸入口62と吐出口64は互いに連通している。符号63aはリードバルブ63のストッパである。
FIG. 5 shows a cross-sectional structure of the
吸入バルブ61はハウジング60を横断するシャフト65の一端に取付けられ、バネ66により開放側へリフトされている。シャフト65の他端は負圧バルブ67に接続する。負圧バルブ67はダイアフラム68を介して負圧室69内に収容される。負圧室69はハウジング60の吸入口62が設けられている側と反対側の側面部に取付けられた負圧室カバー69aの内側に形成され、ジョイントパイプ70からインテークマニホールド19へ接続される。インテークマニホールド19の吸気負圧が負圧室69内へ及ぶと、負圧バルブ67をバネ66に抗して図の右方へ移動させる力を発生するようになっている。
The
吸入口62は、ハウジング60から突出するジョイントパイプ71がゴムチューブ35(図2)を介して2次エアクリーナ22と接続する。吸入バルブ61にはリップ71が設けられ、これが吸入口62の周囲に形成されたシート部73へ着座すると吸入口62を閉じる。吸入口62と吐出口64の間は連通路74で結ばれる。負圧バルブ67を構成するリップ75を含めてダイアフラム68で覆われた空間76と連通路74は調圧孔77で連通されている。78はリップ75が着座するシート部である。
In the
負圧バルブ67の負圧室69内に及ぼされる吸気負圧が所定の大きさになり、バネ66の弾力に打ち勝って、シャフト65を図の右方へ移動させると、負圧バルブ67のリップ75がシート部78から離座し、吸入バルブ61のリップ71がシート部72へ着座して吸入口62を閉じ、2次エアクリーナ22からの排気浄化用2次エアの吸入を遮断する。
When the intake negative pressure exerted in the
バネ66は吸入バルブ61を常時開弁方向へ移動付勢するので、吸入バルブ61は常開式であり、負圧室69が所定の吸気負圧レベルになったときのみ閉じ、それ以外のときは2次エアクリーナ22より排気浄化用2次エアを吸入するようになっている。
Since the spring 66 normally urges the
図6は図5の6−6線断面を示す。吐出口64はハウジング60の下部に設けられて第1エア導入管23の可撓管部23aと接続するジョイントパイプ79の基部側に拡大形成されたバルブ室80内に設けられる。このバルブ室80内にはリードバルブ63の一端がストッパ63aと一緒にネジ81にて吐出口64近傍のハウジング60へ取付けられている。
6 shows a cross section taken along line 6-6 of FIG. The
リードバルブ63は、第1エア導入管23を介して連通する排気管20内の排気脈動に応じて開閉し、注入部20bにおける排気圧の正圧時に閉じて排気浄化用2次エアの排気管20に対する供給を停止し、負圧時に開いて排気管20内へ排気浄化用2次エアを供給するようになっている。
The
次に、本実施例の作用を説明する。エンジン15の始動時において、比較的排気温が低い場合には第1及び第2エア導入管23,24の各下部側がシュラウド37の内側に配管されているので、エンジン15の熱により、これらの第1及び第2エア導入管23,24内における排気浄化用2次エアが速やかに加熱されて排気管20内へ供給され、排気温を上昇させる。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the
このため、マフラー21内に設けられている排気触媒41は、排気温の上昇が速くなるだけ速やかに活性化し、排気触媒41を活性化し、浄化効率を向上する。このとき、排気管20に接続する部分は金属管部23b,24bになっているため伝熱効率が良く、排気浄化用2次エアの加熱を効率化できる。
For this reason, the
なお、排気管20の前端部において前側注入口20bから排気浄化用2次エアを注入するとともに、より排気触媒41に近い位置の後側注入部20cからも排気浄化用2次エアを注入することにより、排気触媒41に接触する排気ガスの排気温を一層効果的に上昇させることができる。
Note that the exhaust purification secondary air is injected from the
また、運転開始後、ある程度の時間が経過し、排気温が十分に上がると、エンジン15はシュラウド37内に送り込まれる冷却風により強制冷却される。このとき、金属管部23b,24bも同時に強制冷却され、しかも金属のため伝熱効率が良いので速やかに冷却される。その結果、第1及び第2エア導入管23,24を通して第1及び第2制御バルブ33,34が高温化することを防止でき、排気制御を高精度に維持できるようにする。
Further, when a certain amount of time has elapsed after the start of operation and the exhaust temperature has risen sufficiently, the
そのうえ、第1及び第2エア導入管23,24には、第1及び第2制御バルブ33,34側に可撓管部23a、24aが設けられ、この部分は金属管部23b,24bよりも伝熱効率が劣り、断熱性が高くなるので、第1及び第2制御バルブ33,34側への伝熱をより一層効果的に阻止できる。そのうえ、可撓管部23a、24aの存在により、スイング式パワーユニット12の揺動に伴う第1及び第2エア導入管23,24の変形を良好に吸収できる。
In addition, the first and second
さらに、第1及び第2エア導入管23,24からなる複数の2次エア導入管の各外側をシュラウド37で覆うことになるので、導入される2次エアに対する冷却等の効果を均一化でき、しかも外観を向上させることができる。
Further, since the outer sides of the plurality of secondary air introduction pipes composed of the first and second
なお、本願発明は上記実施例に限定されず種々に変形や応用が可能であり、例えば、2次エアクリーナ22は必ずしも独立したものでなくともよく、エアクリーナ17と一体化してもよい。また、第1及び第2エア導入管23,24のいずれか一方側だけを用いた一系統のものでもよい。さらに、スクータ形式以外の自動2輪車にも適用できる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible. For example, the
12:スイング式パワーユニット、15:エンジン、20:排気管、21:マフラー、22:2次エアクリーナ、23:第1エア導入管、24:第2エア導入管、23a:可撓管部、24a:可撓管部、23b:金属管部、24b:金属管部、37:シュラウド、41:排気触媒 12: Swing type power unit, 15: Engine, 20: Exhaust pipe, 21: Muffler, 22: Secondary air cleaner, 23: First air introduction pipe, 24: Second air introduction pipe, 23a: Flexible pipe section, 24a: Flexible tube portion, 23b: metal tube portion, 24b: metal tube portion, 37: shroud, 41: exhaust catalyst
Claims (3)
前記強制空冷式エンジンは、エンジンの一部周囲をシュラウドで覆い、その内側へ冷却風を送るように構成するとともに、
前記2次エア導入管の一部をこのシュラウドの内側へ通したことを特徴とする自動2輪車の排気2次エア導入構造。 In a motorcycle equipped with a forced air-cooled engine and supplying secondary air for exhaust purification to the exhaust pipe of the engine from a secondary air cleaner through a control valve and an air introduction pipe,
The forced air-cooled engine is configured to cover a part of the engine with a shroud and send cooling air to the inside thereof,
An exhaust secondary air introduction structure for a motorcycle, wherein a part of the secondary air introduction pipe is passed inside the shroud.
2. The exhaust secondary air introduction structure for a motorcycle according to claim 1, wherein a plurality of the secondary air introduction pipes are provided and the plurality of secondary air introduction pipes are respectively passed inside the shroud.
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