JP2016188585A - 内燃機関の排気通路構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリンダヘッド33に排気通路6となる排気ポート42が形成され、排気ポートに排気管5が接続し、排気管中に排気ガス浄化触媒9が備えられ、センサ部8aを排気通路中に臨ませた排気ガスセンサ8がシリンダヘッドに取付けられ、筒状のインナーパイプ7の上流端7a側が排気ポートに挿入され、下流端7b側が排気管に挿入されて排気通路が構成された内燃機関の排気通路構造において、インナーパイプの上流端は、センサ部よりも排気通路の上流側に位置し、インナーパイプには、センサ部を避けるセンサ避け部70A、70B、70Cが形成され、センサ部は、インナーパイプのセンサ避け部からインナーパイプの内方に臨んで配置された。
【選択図】図2
Description
下記特許文献1に示されたものにおいては、インナーパイプと排気ポート内壁との間に空間を設けて断熱層を形成することで、燃焼後の排気ガスの熱を熱容量の大きいシリンダヘッドに奪われるのを抑えて、排気通路の下流側に備えた排気ガス浄化触媒に排気ガスの熱を供給でき、排気ガス浄化触媒の早期活性化を図っている。
一方、排気ガスセンサがシリンダヘッドに直付けされていても、排気ポートに挿入されたインナーパイプには、センサ避け部が設けられているので排気ガスセンサのセンサ部との干渉が回避され、センサ部を排気通路内側に臨ませることができるため排ガスセンサの検出には支障がない。
よって、排気ガス浄化触媒の早期活性化と排気ガスセンサの検出精度の維持を両立できる。
図中矢印FRは車両前方を、LHは車両左方を、RHは車両右方を、UPは車両上方を、それぞれ示す。
メインフレーム21の屈曲部からは左右一対のシートレール25が途中屈曲部を形成しながら後方に延出しており、シートレール25の屈曲部とメイン急傾斜部21aの中央部とを連結したバックステー26がシートレール25を支持している。
車体フレーム2のダウンフレーム22の上部を左右両側からフロントカバー18Aが覆い、内燃機関3とシート17との間の左右両側をサイドカバー18Bが覆い、シートレール25の後半をリヤカバー18Cが覆っている。
クランクケース30から突出した内燃機関3の出力軸36の出力スプロケット28に巻き掛けられた駆動チェーン29が、後輪14側の被動スプロケット14aに架渡されて後輪14に動力が伝達される。
シリンダヘッド33の排気ポート42から前方に延出した排気通路6となる排気管5は、下方に屈曲し、さらに後方に屈曲してクランクケース30の下面に沿って後方にかつ右側に寄って後輪14の右側に配置されたマフラー59に連結されている。
排気管5の内燃機関前方位置の中途部には、排気ガス浄化触媒9が内装されて備えられている。
また、図3は、図2中III−III矢視によるシリンダヘッド33の部分左立面断面図であり、内燃機関3を左側方に立って見た状態で図示されている。
図3に示されるように、内燃機関3のシリンダヘッド33には、燃焼室40と、燃焼室40から排出される排気ガスの排気通路6となる排気ポート42が形成されている。
排気ポート42の下流には、下流側の排気通路6となる排気管5が接続しており、排気管5中には、前述のように排気ガス浄化触媒9が備えられる(図1参照)。
そのために、図2に示されるように、排気ガスの酸素濃度を測定する排気ガスセンサ8の本体部8bが、排気ガスセンサ8のセンサ部8aを排気ポート42内に形成される排気通路6に臨ませて、シリンダヘッド33において排気ポート42内に連通して穿孔された排気ガスセンサ取付け孔43に気密的に螺入取付けされている。
そのようにセンサ部8aを排気ポート42内の排気通路6に臨ませているので、排気ガスセンサ8の検出精度を高いものとしている。
よって、シリンダヘッド33内の排気通路6は、シリンダヘッド33に形成された排気ポート42で排気ガスがシリンダヘッド33の部材に直接触れる区間よりもインナーパイプ7内に構成された区間が多くを占めることになり、燃焼後の排気ガスの熱をシリンダヘッドに奪われるのを抑えることができる。
しかし、インナーパイプ7には、排気通路6中に臨ませたセンサ部8aを避けるセンサ避け部70Aが形成され、排気ガスセンサ8のセンサ部8aは、インナーパイプ7のセンサ避け部70Aからインナーパイプ7の内方に臨むように配置されており、インナーパイプ7と排気ガスセンサ8との干渉が回避され、且つ排気ガスセンサ8の検出精度を阻害することがないレイアウトとなっている。
一方、排気ガスセンサ8がシリンダヘッド33に直付けされていても、排気ポート42に挿入されたインナーパイプ7には、センサ避け部70Aが設けられているので排気ガスセンサ8のセンサ部8aとの干渉が回避され、センサ部8を排気通路6内側に臨ませることができるため排ガスセンサ8の検出には支障がない。
よって、排気ガス浄化触媒9の早期活性化と排気ガスセンサ8の検出精度の維持とが両立するものとなっている。
具体的には、図3を参照して、インナーパイプ7の外径D7は、排気管5の第2拡径部50bの内径d2と等しくなるように設定され、インナーパイプ7の内径d7は、排気管5の内径d5と等しくなるように設定され、且つインナーパイプ7の板厚T7は排気管5の板厚T5よりも薄く設定されている。
一方、シリンダヘッド33の排気ポート出口42aの周囲には、図2に図示する断面とは排気ポート出口中心軸X周り角度を異にする断面において、取付けフランジ52に対応して、図2中に2点鎖線で示すようなフランジ取付けボス部49が形成されており、フランジ取付けボス部49のボルト孔49aに取付けフランジ52のボルト孔52aを一致させて、フランジ締結ボルト53を締結する。
このとき、本実施形態において、挿入されたインナーパイプ7の上流端7aは、シリンダヘッド33の排気ポート42の内壁面から所定距離離間しているように設定されており、インナーパイプ7が熱膨張する余裕が確保されている。
また、挿入されたインナーパイプ7の外壁面と排気ポート42の内壁面、すなわちシリンダヘッド33の内壁面との間に間隙54を有するように設定されており、間隙54の空気の層が断熱層として作用することが期待できる。その作用により、排気ガスの熱がシリンダヘッド33に奪われることが抑えられ、排気ガス浄化触媒9の早期活性化に寄与している。
また、取付けフランジ52を予めカラー51と溶接固定してもよいが、その場合は排気ポート出口中心軸X周り角度位置において、インナーパイプ7のセンサ避け部70Aと取付けフ
ランジ52のボルト孔52aとが、排気ガスセンサ取付け孔43とフランジ取付けボス部49のボルト孔49aとに、共に一致するように組み立てられている必要がある。
そのため、インナーパイプ7と排気管5との接続部60前後の内壁面7c、5cの段差が抑えられ、排気管5の排気経路6中での排気ガスの流れの効率を高めることができ、排気ガスの流速を保持して、排気ガス浄化触媒9の早期活性化に寄与している。
図4は、本実施形態のセンサ避け部70Aと、その変形例1、変形例2の説明図であり、図4の(b)部に、その変形例1のインナーパイプ7のセンサ避け部70Bを示す。
変形例1のセンサ避け部70Bは、下流側がセンサ部8aの外形と所定距離離間し、上流側がインナーパイプ7の上流端7aに向けて開口部70Bbを有する長孔70Ba状に形成されており、センサ部8aをシリンダヘッド33に取付けたままインナーパイプ7の着脱ができるので、整備性を向上させることができる。
変形例2のセンサ避け部70Cを設けたインナーパイプ7は、上流端に同インナーパイプ7の軸線Yに対して傾斜する傾斜切欠き部70Caが形成され、傾斜切欠き部70Caの下流側が、排気ガスセンサ8を取付ける側に位置してセンサ部8aの外形と所定距離離間し、センサ避け部70Cを形成している。
そのため、センサ部8aをシリンダヘッド33に取付けたままインナーパイプ7の着脱ができるので、整備性を向上させることができる。
例えば、本発明の内燃機関は、請求項1の要件を備える内燃機関であればよい。
また、各機器の左右の配置は、説明の便宜上、図示のものに特定して記載したが、上記実施形態に示すものと左右逆となる配置のものであってもよく、本発明に含まれる。
Claims (8)
- 内燃機関(3)のシリンダヘッド(33)に、燃焼室(40)と、同燃焼室(40)から排出される排気ガスの排気通路(6)となる排気ポート(42)が形成され、
同排気ポート(42)の下流に下流側の排気通路(6)となる排気管(5)が接続し、同排気管(5)中に排気ガス浄化触媒(9)が備えられ、
センサ部(8a)を前記排気通路(6)中に臨ませた排気ガスセンサ(8)の本体部(8b)が、シリンダヘッド(33)に取付けられ、
筒状の部材からなるインナーパイプ(7)の上流端(7a)側が前記排気ポート(42)に挿入され、下流端(7b)側が前記排気管(5)に挿入されて前記排気通路(6)が構成された内燃機関(3)の排気通路構造において、
前記インナーパイプ(7)の上流端(7a)は、前記排気ガスセンサ(8)のセンサ部(8a)よりも前記排気通路(6)の上流側に位置し、
前記インナーパイプ(7)には、前記排気通路(6)中に臨ませた前記センサ部(8a)を避けるセンサ避け部(70A、70B、70C)が形成され、
前記排気ガスセンサ(8)のセンサ部(8a)は、前記インナーパイプ(7)のセンサ避け部(70A、70B、70C)から同インナーパイプ(7)の内方に臨むように配置されたことを特徴とする内燃機関の排気通路構造。 - 前記排気管(5)は、上流端(5a)近傍に拡径部(50)を有し、前記インナーパイプ(7)の下流端(7b)が前記拡径部(50)の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気通路構造。
- 前記インナーパイプ(7)の板厚(T7)は、前記排気管(5)の板厚(T5)よりも薄いことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気通路構造。
- 前記インナーパイプ(7)の内壁面(7c)と、前記排気管(5)の内壁面(5c)とは、排気ガスの流れ方向において面一であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の内燃機関の排気通路構造。
- 前記インナーパイプ(7)の下流端(7b)は、前記排気管(5)の拡径部(50)の内壁面(5b)と溶接されて固定支持されるとともに、同インナーパイプ(7)の上流端(7a)は、前記シリンダヘッド(33)の排気ポート(42)の内壁面から所定距離離間していることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載の内燃機関の排気通路構造。
- 前記センサ避け部(70A)は、前記センサ部(8a)の外形と所定距離離間して前記センサ部(8a)を囲うように形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の内燃機関の排気通路構造。
- 前記センサ避け部(70B)は、下流側が前記センサ部(8a)の外形と所定距離離間し、上流側が前記インナーパイプ(7)の上流端に向けて開口部(70Bb)を有する長孔(70Ba)状に形成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の内燃機関の排気通路構造。
- 前記インナーパイプ(7)は、上流端(7a)に同インナーパイプ(7)の軸線(Y)に対して傾斜する傾斜切欠き部(70Ca)が形成され、同傾斜切欠き部(70Ca)の下流側が、前記排気ガスセンサ(8)を取付ける側に位置して前記センサ部(8a))の外形と所定距離離間し、前記センサ避け部(70C)を形成することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の内燃機関の排気通路構造。
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