TWI611098B - 車輛及單缸四衝程引擎單元 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種能夠簡化支持構造並提高催化劑之廢氣淨化性能,並且長時間維持車輛之關於排氣淨化之初始性能的具備單缸四衝程引擎單元的車輛。單一燃燒室用主催化劑39之上游端係配置於較單一燃燒室用消音器35之上游端更靠廢氣流動方向之上游。單一燃燒室用主催化劑39於自一個燃燒室29至釋出口35e之排氣路徑,最大程度地淨化自一個燃燒室29排出之廢氣。於較單一燃燒室用主催化劑39更靠上游,配置單一燃燒室用上游氧檢測構件36。於較單一燃燒室用主催化劑39更靠下游,配置單一燃燒室用下游氧檢測構件37。
Description
本發明係關於一種車輛及單缸四衝程引擎單元。
專利文獻1中揭示有一種車輛,其搭載有單缸四衝程引擎單元。該單缸四衝程引擎單元成為於消音器內配置有催化劑之構成。催化劑對自引擎本體排出之廢氣進行淨化。消音器減小因廢氣而產生之聲音。
[專利文獻1]日本專利特開2007-85234號公報
業界期待提昇搭載有單缸四衝程引擎單元之車輛廢氣淨化性能。因此,考慮將催化劑配置於更上游。即,考慮將催化劑之至少一部分配置於消音器之上游。
又,為了長時間維持淨化性能,考慮使催化劑大型化。然而,於將大型化之催化劑配置於較消音器更靠上游之情形時,為了確保耐振性,必須增加支持構造。消音器及引擎本體係支持於車體框架。然而,通常,將引擎本體與消音器連接之排氣管並不支持於車體框架。因此,若將大型化之催化劑配置於排氣管內,則排氣管容易振動。因此,為了確保耐振性,必須增加支持構造。
本發明之目的在於提供一種能夠簡化支持構造並提高催化劑之廢氣淨化性能,並且長時間維持車輛之關於排氣淨化之初始性能的具備單缸四衝程引擎單元的車輛、及單缸四衝程引擎單元。
先前,作為使車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間之器件,考慮催化劑之大型化。本案發明者對使催化劑大型化之理由重新進行了研究。
根據車輛之使用狀況,催化劑之劣化程度存在差異。即,有催化劑之劣化根據車輛之使用狀況而推進之實例。為了於催化劑之劣化推進之情形時亦可更長時間地維持車輛之關於排氣淨化之初始性能,通常使催化劑之淨化能力具有餘地。由於如此使催化劑之淨化能力具有餘地而使催化劑大型化。
然而,本案發明者進行研究,結果得知劣化推進之實例之發生頻度較少。因此,本案發明者並非假定頻度較少之催化劑之劣化推進之實例而使催化劑之淨化能力具有餘地,而是考慮根據如下兩種不同技術思想使車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
一種為以使催化劑之劣化之進展減慢之方式控制引擎之技術思想。藉由使催化劑之劣化之進展減慢,能夠減少催化劑之劣化推進之實例之發生頻度。另一種為能夠於催化劑之劣化達到特定位準之前提示更換催化劑的技術思想。
作為用以達成此種技術思想之構思,想到採用以下構成。即,想到於催化劑之上游及下游分別配置氧檢測構件,並且設置處理兩種氧檢測構件之信號之控制裝置。
根據此種技術思想,認為可維持催化劑之大小並且使車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。進而,藉由抑制催化劑之大型化,即便將催化劑配置於排氣管,亦可抑制排氣管之振動。藉此,認
為可提高催化劑之淨化性能並且使單缸四衝程引擎單元之支持構造簡化。
本發明之車輛之特徵在於,其係搭載有單缸四衝程引擎單元者,上述單缸四衝程引擎單元具備:引擎本體,其具有汽缸部,該汽缸部形成有一個燃燒室、及供自上述一個燃燒室排出之廢氣流通之單一燃燒室用汽缸排氣通路部;單一燃燒室用排氣管,其連接於上述引擎本體之上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部之下游端;單一燃燒室用消音器,其具有面向大氣之釋出口,連接於上述單一燃燒室用排氣管而使自上述單一燃燒室用排氣管之下游端流入之廢氣流動至上述釋出口,減小因廢氣而產生之聲音;單一燃燒室用主催化劑,其配置於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部或上述單一燃燒室用排氣管內,且其上游端配置於較上述單一燃燒室用消音器之上游端更靠廢氣流動方向之上游,於自上述一個燃燒室至上述釋出口之排氣路徑,最大程度地淨化自上述一個燃燒室排出之廢氣;單一燃燒室用上游氧檢測構件,其於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部或上述單一燃燒室用排氣管中配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之上游,檢測廢氣中之氧濃度;單一燃燒室用下游氧檢測構件,其於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部、上述單一燃燒室用排氣管或上述單一燃燒室用消音器中配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之下游,檢測廢氣中之氧濃度;及控制裝置,其處理上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號及上述單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號。
根據該構成,車輛所具備之單缸四衝程引擎單元具有引擎本體、單一燃燒室用排氣管、單一燃燒室用消音器、單一燃燒室用主催化劑、單一燃燒室用上游氧檢測構件、單一燃燒室用下游氧檢測構件、及控制裝置。引擎本體具有形成有一個燃燒室及單一燃燒室用汽缸排氣通路部之汽缸部。單一燃燒室用汽缸排氣通路部供自一個燃燒
室排出之廢氣流通。單一燃燒室用排氣管連接於引擎本體之單一燃燒室用汽缸排氣通路部之下游端。單一燃燒室用消音器具有面向大氣之釋出口。單一燃燒室用消音器連接於單一燃燒室用排氣管而使自單一燃燒室用排氣管之下游端流入之廢氣流動至釋出口。單一燃燒室用消音器減小因廢氣而產生之聲音。單一燃燒室用主催化劑配置於單一燃燒室用汽缸排氣通路部或單一燃燒室用排氣管內。單一燃燒室用主催化劑於自一個燃燒室至釋出口之排氣路徑,最大程度地淨化自一個燃燒室排出之廢氣。單一燃燒室用主催化劑之上游端配置於較單一燃燒室用消音器之上游端更靠上游。即,單一燃燒室用主催化劑配置於相對靠近燃燒室之位置。因此,可提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。
又,於單一燃燒室用汽缸排氣通路部或單一燃燒室用排氣管配置有單一燃燒室用上游氧檢測構件。單一燃燒室用上游氧檢測構件配置於較單一燃燒室用主催化劑更靠上游。又,於單一燃燒室用汽缸排氣通路部、單一燃燒室用排氣管或單一燃燒室用消音器配置有單一燃燒室用下游氧檢測構件。單一燃燒室用下游氧檢測構件配置於較單一燃燒室用主催化劑更靠下游。控制裝置處理單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號及單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號。
藉由配置於較單一燃燒室用主催化劑更靠下游之單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號,可檢測單一燃燒室用主催化劑之劣化。因此,可於單一燃燒室用主催化劑之劣化達到特定位準之前進行告知而提示更換單一燃燒室用主催化劑。藉此,可使用複數個單一燃燒室用主催化劑而將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。單一燃燒室用主催化劑之劣化之檢測可不使用單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號而進行。又,亦可基於單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號、及單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號,檢測單一燃燒室用主催化劑
之劣化。藉由使用2個氧檢測構件之信號,可精度更良好地檢測單一燃燒室用主催化劑之劣化程度。因此,與僅使用單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號而檢測單一燃燒室用主催化劑之劣化之情形相比,能以更適當之時序提示更換單一燃燒室用主催化劑。由此,能夠將1個單一燃燒室用主催化劑使用更長時間。
又,藉由單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號、及單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號,可把握單一燃燒室用主催化劑之實際之淨化狀況。因此,於基於2個氧檢測構件之信號進行向燃燒室供給之燃料之量之控制(以下,稱為燃燒控制)之情形時,可提高燃燒控制之精度。藉此,可使單一燃燒室用主催化劑之劣化之進展減慢。因此,可將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
如此,可不使單一燃燒室用主催化劑大型化而將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。由此,可簡化支持構造,並且長時間維持車輛之關於排氣淨化之初始性能。
根據以上情況,具備本發明之單缸四衝程引擎單元之車輛可簡化支持構造並提高催化劑之廢氣淨化性能,並且長時間維持車輛之關於排氣淨化之初始性能。
於本發明之車輛中,較佳為,上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,且上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方。
根據該構成,汽缸部之燃燒室之至少一部分配置於較曲軸之中心線更靠前方。單一燃燒室用消音器之釋出口配置於較曲軸之中心線
更靠後方。單一燃燒室用主催化劑設置於燃燒室與釋出口之間。單一燃燒室用主催化劑之至少一部分配置於較曲軸之中心線更靠前方。因此,單一燃燒室用主催化劑配置於更靠近燃燒室之位置。因此,可進一步提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。
於本發明之車輛中,亦可為,上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,且上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方。
於本發明之車輛中,較佳為,上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述引擎本體之上述汽缸部具有配置活塞之汽缸孔,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,自左右方向觀察上述車輛,上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分位於與上述汽缸孔之中心線正交且與上述曲軸之中心線正交之直線的、上述車輛之前後方向之前方。
根據該構成,汽缸部之燃燒室之至少一部分配置於較曲軸之中心線更靠前方。單一燃燒室用消音器之釋出口配置於較曲軸之中心線更靠後方。單一燃燒室用主催化劑設置於燃燒室與釋出口之間。汽缸孔之中心線自曲軸朝上方、前上方、前方之任一方向延伸。此處,將與汽缸孔之中心線正交且與曲軸之中心線正交之直線假設為直線L。直線L自曲軸朝前方、前下方、下方之任一方向延伸。自左右方向觀察,單一燃
燒室用主催化劑之至少一部分位於直線L之前方。因此,單一燃燒室用主催化劑係配置於更靠近燃燒室之位置。因此,可進一步提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。
於本發明之車輛中,亦可為,上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述引擎本體之上述汽缸部具有配置活塞之汽缸孔,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,自左右方向觀察上述車輛,上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分位於與上述汽缸孔之中心線正交且與上述曲軸之中心線正交之直線的、上述車輛之前後方向之後方。
於本發明之車輛中,較佳為,上述單一燃燒室用主催化劑配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長,短於自上述單一燃燒室用主催化劑之下游端至上述釋出口之路徑長的位置。
根據該構成,自一個燃燒室至單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長短於自單一燃燒室用主催化劑之下游端至釋出口之路徑長。因此,可將單一燃燒室用主催化劑配置於更靠近燃燒室之位置。因此,可進一步提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。
於本發明之車輛中,較佳為,上述單一燃燒室用主催化劑配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長,短於自上述單一燃燒室用主催化劑之下游端至上述單一燃燒室用排氣管之下游端之路徑長的位置。
根據該構成,自一個燃燒室至單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長短於自單一燃燒室用主催化劑之下游端至單一燃燒室用排氣管之下游端之路徑長。因此,可將單一燃燒室用主催化劑配置於更靠
近燃燒室之位置。因此,可進一步提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。
於本發明之車輛中,上述單一燃燒室用主催化劑亦可配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長,長於自上述單一燃燒室用主催化劑之下游端至上述單一燃燒室用排氣管之下游端之路徑長的位置。
於本發明之車輛中,上述單一燃燒室用上游氧檢測構件亦可配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之上游端之路徑長,短於自上述單一燃燒室用上游氧檢測構件至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長的位置。
根據該構成,自一個燃燒室至單一燃燒室用上游氧檢測構件之上游端之路徑長,短於自單一燃燒室用上游氧檢測構件至單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長。因此,單一燃燒室用上游氧檢測構件係配置於更靠近燃燒室之位置。因此,於引擎起動時,可使單一燃燒室用上游氧檢測構件更快速地升溫至活化溫度。因此,可提高單一燃燒室用上游氧檢測構件之檢測精度。藉此,可精度更良好地進行基於單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號之燃燒控制。其結果,可進一步提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。又,藉由使燃燒控制之精度提高,可使單一燃燒室用主催化劑之劣化之進展減慢。因此,可將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
於本發明之車輛中,上述單一燃燒室用上游氧檢測構件亦可配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之上游端之路徑長,長於自上述單一燃燒室用上游氧檢測構件至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長的位置。
根據該構成,自一個燃燒室至單一燃燒室用上游氧檢測構件之上游端之路徑長,長於自單一燃燒室用上游氧檢測構件至單一燃燒室
用主催化劑之上游端之路徑長。因此,單一燃燒室用上游氧檢測構件配置於靠近單一燃燒室用主催化劑之位置。因此,可精度更良好地檢測流入至單一燃燒室用主催化劑之廢氣之氧濃度。藉此,可精度更良好地進行基於單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號之燃燒控制。其結果,可進一步提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。又,藉由使燃燒控制之精度提高,可使單一燃燒室用主催化劑之劣化之進展減慢。因此,可將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
於本發明之車輛中,較佳為,上述單一燃燒室用排氣管具有配置上述單一燃燒室用主催化劑之催化劑配置通路部、及連接於上述催化劑配置通路部之上游端之上游通路部,且上述上游通路部之至少一部分之與廢氣流動方向正交之剖面之面積小於上述催化劑配置通路部之與廢氣流動方向正交之剖面之面積。
根據該構成,單一燃燒室用排氣管具有催化劑配置通路部及上游通路部。催化劑配置通路部配置單一燃燒室用主催化劑。上游通路部連接於催化劑配置通路部之上游端。將催化劑配置通路部之與廢氣流動方向正交之剖面之面積假設為Sa。上游通路部之至少一部分之與廢氣流動方向正交之剖面之面積小於Sa。因此,作為單一燃燒室用主催化劑,可使用剖面積較大之催化劑。因此,可提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。
於本發明之車輛中,較佳為,上述單一燃燒室用排氣管中較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之上游之至少一部分包含具備內管及覆蓋上述內管之至少一個外管的多重管。
根據該構成,單一燃燒室用排氣管中較單一燃燒室用主催化劑更靠上游之至少一部分包含多重管。多重管具備內管、及覆蓋內管之至少一個外管。藉由設置多重管,可抑制廢氣溫度之降低。藉此,於引擎起動時,可使單一燃燒室用上游氧檢測構件更快速地升溫至活化
溫度。因此,可提高單一燃燒室用上游氧檢測構件之檢測精度。藉此,可精度更良好地進行基於單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號之燃燒控制。其結果,可進一步提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。又,藉由使燃燒控制之精度提高,可使單一燃燒室用主催化劑之劣化之進展減慢。因此,可將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
於本發明之車輛中,較佳為,上述單一燃燒室用排氣管具有配置上述單一燃燒室用主催化劑之催化劑配置通路部,且上述單缸四衝程引擎單元具備覆蓋上述催化劑配置通路部之外表面之至少一部分之催化劑保護器。
根據該構成,單一燃燒室用排氣管具有催化劑配置通路部。催化劑配置通路部配置單一燃燒室用主催化劑。催化劑配置通路部之外表面之至少一部分被催化劑保護器所覆蓋。藉由設置催化劑保護器,可使單一燃燒室用主催化劑之溫度更快速地上升。因此,可提高單一燃燒室用主催化劑之廢氣淨化性能。
於本發明之車輛中,較佳為,上述單缸四衝程引擎單元具備單一燃燒室用上游副催化劑,該單一燃燒室用上游副催化劑於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部內或上述單一燃燒室用排氣管內設置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之上游,而淨化廢氣。
根據該構成,於單一燃燒室用汽缸排氣通路部內或單一燃燒室用排氣管內設置有單一燃燒室用上游副催化劑。單一燃燒室用上游副催化劑係設置於較單一燃燒室用主催化劑更靠上游。因此,單一燃燒室用上游副催化劑之劣化之進展較單一燃燒室用主催化劑快。然而,即便單一燃燒室用上游副催化劑之劣化達到特定位準,亦可藉由單一燃燒室用主催化劑維持廢氣之淨化性能。因此,可將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
於本發明之車輛中,上述單一燃燒室用上游氧檢測構件亦可配置於較上述單一燃燒室用上游副催化劑更靠廢氣流動方向之上游。
根據該構成,單一燃燒室用上游氧檢測構件係配置於較單一燃燒室用上游副催化劑更靠上游。因此,單一燃燒室用上游氧檢測構件可檢測出流入至單一燃燒室用上游副催化劑之廢氣之氧濃度。因此,藉由進行基於單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號之燃燒控制,可提高單一燃燒室用上游副催化劑之廢氣淨化性能。
於本發明之車輛中,較佳為,上述單缸四衝程引擎單元具備單一燃燒室用下游副催化劑,該單一燃燒室用下游副催化劑於上述單一燃燒室用排氣管內或上述單一燃燒室用消音器內設置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之下游,而淨化廢氣。
根據該構成,於單一燃燒室用排氣管內或單一燃燒室用消音器內設置有單一燃燒室用下游副催化劑。單一燃燒室用下游副催化劑係設置於較單一燃燒室用主催化劑更靠下游。因此,單一燃燒室用主催化劑之劣化之進展較單一燃燒室用下游副催化劑快。然而,即便單一燃燒室用主催化劑之劣化達到特定位準,亦可藉由單一燃燒室用下游副催化劑維持廢氣之淨化性能。因此,可將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
於本發明之車輛中,上述單一燃燒室用下游氧檢測構件亦可配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之下游,且配置於較上述單一燃燒室用下游副催化劑更靠廢氣流動方向之上游。
於本發明之車輛中,上述單一燃燒室下游氧檢測構件亦可配置於較上述單一燃燒室用下游副催化劑更靠廢氣流動方向之下游。
於本發明之車輛中,較佳為,上述控制裝置具備告知器件,該告知器件基於上述單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號判定上述單一燃燒室用主催化劑之淨化能力,當由上述控制裝置判定上述單一燃燒
室用主催化劑之淨化能力降低至特定位準時進行告知。
根據該構成,控制裝置基於單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號判定單一燃燒室用主催化劑之淨化能力。而且,於由控制裝置判定催化劑之淨化能力降低至特定位準之情形時,告知器件進行告知。藉此,可於單一燃燒室用主催化劑之劣化達到特定位準之前提示更換單一燃燒室用主催化劑。藉此,可使用複數個單一燃燒室用主催化劑而將車輛之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
於本發明之車輛中,較佳為,上述單缸四衝程引擎單元具備燃料供給裝置,該燃料供給裝置向上述一個燃燒室供給燃料,上述控制裝置基於上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號及上述單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號,控制由上述燃料供給裝置向上述一個燃燒室供給之燃料之量。
藉由使用單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號及單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號,可把握單一燃燒室用主催化劑之實際之淨化狀況。因此,藉由基於兩個氧檢測構件之信號進行燃燒控制,可提高燃燒控制之精度。藉此,可使單一燃燒室用主催化劑之劣化之進展減慢。其結果,可將車輛之關於排氣淨化性能之初始性能維持更長時間。
本發明之單缸四衝程引擎單元之特徵在於,其係搭載於上述車輛之上述單缸四衝程引擎單元,且具備:引擎本體,其具有汽缸部,該汽缸部形成有一個燃燒室、及供自上述一個燃燒室排出之廢氣流通之單一燃燒室用汽缸排氣通路部;單一燃燒室用排氣管,其連接於上述引擎本體之上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部之下游端;單一燃燒室用消音器,其具有面向大氣之釋出口,連接於上述單一燃燒室用排氣管而使自上述單一燃燒室用排氣管之下游端流入之廢氣流動至上述釋出口,減小因廢氣而產生之聲音;單一燃燒室用主催化劑,其配置
於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部或上述單一燃燒室用排氣管內,且其上游端配置於較上述單一燃燒室用消音器之上游端更靠廢氣流動方向之上游,於自上述一個燃燒室至上述釋出口之排氣路徑,最大程度地淨化自上述一個燃燒室排出之廢氣;單一燃燒室用上游氧檢測構件,其於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部或上述單一燃燒室用排氣管中配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之上游,檢測廢氣中之氧濃度;單一燃燒室用下游氧檢測構件,其於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部、上述單一燃燒室用排氣管或上述單一燃燒室用消音器中配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之下游,檢測廢氣中之氧濃度;及控制裝置,其處理上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號及上述單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號。
根據該構成,可獲得與上述本發明之車輛相同之效果。
根據本發明,於具備單缸四衝程引擎單元之車輛中,可簡化支持構造並提高催化劑之廢氣淨化性能,並且長時間維持車輛之關於排氣淨化之初始性能。
1、50、80、120‧‧‧機車(車輛)
2、53、81、121‧‧‧車體框架
3‧‧‧頭管
4‧‧‧主車架
4a‧‧‧支架
4b‧‧‧螺栓
5‧‧‧座軌
6‧‧‧前叉
7‧‧‧把手
8‧‧‧前輪
8a‧‧‧車軸
9‧‧‧座部
10‧‧‧擋泥板
11‧‧‧車體外殼
12‧‧‧凹部
13‧‧‧後減震單元
14‧‧‧後臂
14a‧‧‧樞軸
15‧‧‧後輪
16‧‧‧主外殼
17‧‧‧前外殼
19‧‧‧單缸四衝程引擎單元
20、61、94、133‧‧‧引擎本體
21‧‧‧曲軸箱部
22、63、99、137‧‧‧汽缸部
23、64、100、138‧‧‧曲軸箱本體
24、65、101、139‧‧‧汽缸體
24a、65a、101a、139a‧‧‧汽缸孔
25、66、102、140‧‧‧汽缸頭
26、67、103、141‧‧‧頭蓋
27、68、104、142‧‧‧曲軸
28、69、105、143‧‧‧活塞
29、70、106、144‧‧‧燃燒室
30‧‧‧汽缸進氣通路部
30a‧‧‧進氣埠
31、72、108、146‧‧‧汽缸排氣通路部(單一燃燒室用汽缸排氣通路部)
31a、72a、108a、146a‧‧‧排氣埠
32‧‧‧空氣清潔器
33‧‧‧進氣管
34、75、111、149‧‧‧排氣管(單一燃燒室用排氣管)
34a、75a、111a、149a‧‧‧上游排氣管
34b、75b、111b、149b‧‧‧下游排氣管
35、76、112、150‧‧‧消音器(單一燃燒室用消音器)
35a‧‧‧消音器之上游端
35e、76e、112e、150e、435e、535e‧‧‧釋出口
36、77、113、151‧‧‧上游氧檢測構件(單一燃燒室用上游氧檢測構件)
36A、36B‧‧‧上游氧檢測構件
37、78、114、152‧‧‧下游氧檢測構件(單一燃燒室用下游氧檢測構件)
38、79、115、153、2115‧‧‧催化劑單元
39、116、154、180‧‧‧主催化劑(單一燃燒室用主催化器)
40、181、117、155‧‧‧殼體
40a、117a、155a、181a、2117a‧‧‧上游通路部
40b、117b、155b、181b、2117b‧‧‧催化劑配置通路部
40c、117c、155c、181c、2117c‧‧‧下游通路部
41、118、156、182‧‧‧排氣路徑
45‧‧‧ECU
45a‧‧‧控制部
45b‧‧‧作動指示部
45c‧‧‧點火驅動電路
45d‧‧‧噴射器驅動電路
45e‧‧‧泵驅動電路
46a‧‧‧引擎轉速感測器
46b‧‧‧節流閥開度感測器
46c‧‧‧引擎溫度感測器
46d‧‧‧進氣壓感測器
46e‧‧‧進氣溫度感測器
47‧‧‧點火感應圈
48‧‧‧噴射器
49‧‧‧燃料泵
51‧‧‧燃料箱
52‧‧‧座部
53a‧‧‧頭管
53b‧‧‧上主車架
53c‧‧‧下主車架
53d‧‧‧座部框架
54‧‧‧車體外殼
55‧‧‧把手
56‧‧‧前叉
57‧‧‧前輪
58‧‧‧後臂
59‧‧‧後輪
60‧‧‧單缸四衝程引擎單元
62‧‧‧曲軸箱部
71‧‧‧汽缸進氣通路部
71a‧‧‧進氣埠
73‧‧‧空氣清潔器
74‧‧‧進氣管
76a‧‧‧消音器之上游端
81a‧‧‧頭管
81b‧‧‧主車架
81c‧‧‧側框架
81d‧‧‧後框架
81e‧‧‧座部框架
82‧‧‧把手
83‧‧‧前叉
84‧‧‧前輪
85‧‧‧置腳板
86‧‧‧座部
87‧‧‧車體外殼
87a‧‧‧前外殼
87b‧‧‧護腿板
87c‧‧‧主外殼
87d‧‧‧底外殼
88‧‧‧後輪
89‧‧‧樞軸
90L‧‧‧左連桿構件
90R‧‧‧右連桿構件
91‧‧‧樞軸
93‧‧‧單缸四衝程引擎單元
95‧‧‧動力傳遞部
96‧‧‧導風板
97‧‧‧風扇
98‧‧‧曲軸箱部
107‧‧‧汽缸進氣通路部
107a‧‧‧進氣埠
110‧‧‧進氣管
112a‧‧‧消音器之上游端
121a‧‧‧頭管
121b‧‧‧主車架
121c‧‧‧底框架
121d‧‧‧橫向構件
122L‧‧‧左座軌
122R‧‧‧右座軌
123‧‧‧把手
124‧‧‧前叉
125‧‧‧前輪
126‧‧‧座部
127‧‧‧車體外殼
127a‧‧‧前外殼
127b‧‧‧主外殼
127c‧‧‧底外殼
128‧‧‧後輪
129‧‧‧樞軸
130L‧‧‧左連桿構件
130R‧‧‧右連桿構件
131‧‧‧樞軸
132‧‧‧單缸四衝程引擎單元
134‧‧‧動力傳遞部
135‧‧‧水冷卻裝置
135a‧‧‧外殼部
136‧‧‧曲軸箱部
145‧‧‧汽缸進氣通路部
145a‧‧‧進氣埠
147‧‧‧空氣清潔器
148‧‧‧進氣管
150a‧‧‧消音器之上游端
234‧‧‧排氣管(單一燃燒室用排氣管)
234a‧‧‧上游排氣管
234b‧‧‧下游排氣管
275‧‧‧排氣管(單一燃燒室用排氣管)
275a‧‧‧上游排氣管
275b‧‧‧下游排氣管
300‧‧‧上游副催化劑(單一燃燒室用上游副催化劑)
301‧‧‧下游副催化劑(單一燃燒室用下游副催化劑)
334‧‧‧排氣管(單一燃燒室用排氣管)
334a‧‧‧上游排氣管
334b‧‧‧下游排氣管
400‧‧‧第1膨脹室
401‧‧‧第2膨脹室
402‧‧‧第3膨脹室
403‧‧‧第1管
404‧‧‧第2管
405‧‧‧第3管
434、534、634、1534、2534‧‧‧排氣管(單一燃燒室用排氣管)
435‧‧‧消音器(單一燃燒室用消音器)
435a‧‧‧消音器之上游端
500‧‧‧第1膨脹室
501‧‧‧第2膨脹室
502‧‧‧第3膨脹室
503‧‧‧第1管
504‧‧‧第2管
505‧‧‧第3管
534b‧‧‧下游排氣管
535‧‧‧消音器(單一燃燒室用消音器)
535a‧‧‧消音器之上游端
600‧‧‧二重管
601‧‧‧內管
602‧‧‧外管
700‧‧‧催化劑保護器
1534b‧‧‧下游排氣管
2111‧‧‧排氣管(單一燃燒室用排氣管)
2111a‧‧‧上游排氣管
2111b‧‧‧下游排氣管
2117‧‧‧殼體
2149‧‧‧排氣管(單一燃燒室用排氣管)
2149a‧‧‧上游排氣管
2149b‧‧‧下游排氣管
2534b‧‧‧下游排氣管
a1‧‧‧汽缸排氣通路部之路徑長
a2‧‧‧汽缸排氣通路部之路徑長
a3‧‧‧汽缸排氣通路部之路徑長
a4‧‧‧汽缸排氣通路部之路徑長
b1‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
b2‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
b3‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
b4‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
b11‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
b12‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
b13‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
b14‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
b21‧‧‧自排氣管之上游端至主催化劑之上游端之路徑長
c1‧‧‧主催化劑之路徑方向之長度
c2‧‧‧主催化劑之路徑方向之長度
c3‧‧‧主催化劑之路徑方向之長度
c4‧‧‧主催化劑之路徑方向之長度
Cr1、Cr2、Cr3、Cr4‧‧‧曲軸線(曲軸之中心線)
Cy1、Cy2、Cy3、Cy4‧‧‧汽缸軸線(汽缸孔之中心線)
d1‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
d2‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
d3‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
d4‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
d11‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
d12‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
d13‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
d14‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
d21‧‧‧自主催化劑之下游端至排氣管之下游端之路徑長
e1‧‧‧自排氣管之下游端至釋出口之排氣路徑之路徑長
e2‧‧‧自排氣管之下游端至釋出口之排氣路徑之路徑長
e3‧‧‧自排氣管之下游端至釋出口之排氣路徑之路徑長
e4‧‧‧自排氣管之下游端至釋出口之排氣路徑之路徑長
F‧‧‧前
G1‧‧‧空間
h1‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h2‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
h3‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h4‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
h5‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h6‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
h7‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h8‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
h11‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h12‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
h13‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h14‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
h15‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h16‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
h17‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h18‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
h21‧‧‧自燃燒室至上游氧檢測構件之路徑長
h22‧‧‧自上游氧檢測構件至主催化劑之上游端之路徑長
L‧‧‧左
L1‧‧‧通過曲軸線而與上下方向平行地延伸之直線
L2、L4、L6、L8‧‧‧與曲軸線及汽缸軸線正交之直線
L3‧‧‧通過曲軸線而與上下方向平行地延伸之直線
L5‧‧‧通過曲軸線而與上下方向平行地延伸之直線
L7‧‧‧通過曲軸線而與上下方向平行地延伸之直線
R‧‧‧右
Re‧‧‧後
V1‧‧‧進氣閥
V2‧‧‧排氣閥
V3‧‧‧進氣閥
V4‧‧‧排氣閥
V5‧‧‧進氣閥
V6‧‧‧排氣閥
V7‧‧‧進氣閥
V8‧‧‧排氣閥
w1‧‧‧主催化劑之與路徑方向垂直之方向之最大寬度
w2‧‧‧主催化劑之與路徑方向垂直之方向之最大寬度
w3‧‧‧主催化劑之與路徑方向垂直之方向之最大寬度
w4‧‧‧主催化劑之與路徑方向垂直之方向之最大寬度
圖1係本發明之實施形態1之機車之側視圖。
圖2係自圖1之機車卸除車體外殼等之狀態之側視圖。
圖3係圖2之仰視圖。
圖4係圖1之機車之控制區塊圖。
圖5係表示圖1之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖6係將實施形態1之變化例1-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。
圖7係圖6之仰視圖。
圖8係表示圖6之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖9係將實施形態1之變化例1-2之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。
圖10係表示圖9之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖11係本發明之實施形態2之機車之側視圖。
圖12係圖11之仰視圖。
圖13係自圖11之機車卸除車體外殼等之狀態之側視圖。
圖14係圖13之仰視圖。
圖15係表示圖11之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖16係將實施形態2之變化例2-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。
圖17係圖16之仰視圖。
圖18係表示圖16之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖19係本發明之實施形態3之機車之側視圖。
圖20係圖19之仰視圖。
圖21係自圖19之機車卸除車體外殼等之狀態之側視圖。
圖22係圖21之仰視圖。
圖23係表示圖19之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖24係將實施形態3之變化例3-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。
圖25係圖24之仰視圖。
圖26係表示圖24之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖27係本發明之實施形態4之機車之側視圖。
圖28係圖27之仰視圖。
圖29係自圖27之機車卸除車體外殼等之狀態之側視圖。
圖30係圖29之仰視圖。
圖31係表示圖27之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖32係將實施形態4之變化例4-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。
圖33係圖32之仰視圖。
圖34係表示圖32之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖35係本發明之另一實施形態之機車之消音器之周邊之模式圖。
圖36係本發明之另一實施形態之機車之消音器之剖面圖。
圖37係本發明之另一實施形態之機車之消音器之剖面圖。
圖38係本發明之另一實施形態之機車之消音器之剖面圖。
圖39(a)~(d)係表示本發明之其他實施形態之機車之引擎本體及排氣系統之模式圖。
圖40係本發明之另一實施形態之機車之引擎本體之模式圖。
圖41係應用於本發明之另一實施形態之機車之排氣管之局部剖視圖。
圖42係本發明之另一實施形態之機車之側視圖之局部放大圖。
以下,參照圖式而詳細地說明本發明之實施形態。對將本發明之車輛應用於機車之例進行說明。於以下之說明中,前、後、左、右分別表示自機車之騎乘者觀察之前、後、左、右。其中,機車係配置於水平之地面。對各圖式附加之符號F、Re、L、R分別表示前、後、左、右。
(實施形態1)
[整體構成]
圖1係本發明之實施形態1之機車之側視圖。圖2係將實施形態1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。圖3係將實施形態1之機車
之車體外殼等卸除之狀態之仰視圖。圖5係表示實施形態1之機車之引擎及排氣系統之模式圖。
實施形態1之車輛係所謂之底架型之機車1。如圖2所示,機車1具備車體框架2。車體框架2具備頭管3、主車架4、及座軌5。主車架4自頭管3朝後下方延伸。座軌5自主車架4之中途部朝後上方延伸。
於頭管3***有可旋轉之轉向軸。於轉向軸之上部設有把手7(參照圖1)。於把手7之附近,配置有顯示裝置(未圖示)。於顯示裝置中顯示有車速、引擎轉速、各種警告等。
於轉向軸之下部支持有左右一對之前叉6。於前叉6之下端部固定有車軸8a。於該車軸8a上可旋轉地安裝有前輪8。於前輪8之上方及後方設有擋泥板10。
於座軌5支持有座部9(參照圖1)。如圖2所示,於座軌5連結有左右一對之後減震單元13之上端部。後減震單元13之下端部係支持於左右一對之後臂14之後部。後臂14之前部係經由樞軸14a而連結於車體框架2。後臂14能夠以樞軸14a為中心而上下擺動。於後臂14之後部支持有後輪15。
如圖2所示,於主車架4之下方配置有引擎本體20。引擎本體20係支持於車體框架2。具體而言,引擎本體20之上部係藉由螺栓4b而固定於設於主車架4之支架4a。更詳細而言,引擎本體20之後述曲軸箱部21之上前部固定於支架4a。又,引擎本體20之後部亦固定於設於車體框架2之另一支架。於主車架4之下方且引擎本體20之上方,配置有空氣清潔器32。
如圖1所示,機車1具有覆蓋車體框架2等之車體外殼11。車體外殼11具有主外殼16及前外殼17。前外殼17係配置於頭管3之前方。主外殼16係配置於頭管3之後方。主外殼16覆蓋主車架4及座軌5。主外殼16與前外殼17覆蓋引擎本體20之前部之左側及右側。前外殼17覆蓋
空氣清潔器32之左側及右側。
主車架4及車體外殼11之位於座部9與頭管3之間之部分變低。藉此,自車輛左右方向觀察,底架型之機車1係於頭管3之後方且座部9之前方且主車架4之上方形成有凹部12。藉由該凹部12,騎乘者容易跨過車體。
機車1具有單缸四衝程引擎單元19。單缸四衝程引擎單元19具備引擎本體20、空氣清潔器32、進氣管33、排氣管34、消音器35、主催化劑39(單一燃燒室用主催化劑)、上游氧檢測構件36(單一燃燒室用上游氧檢測構件)、及下游氧檢測構件37(單一燃燒室用下游氧檢測構件)。詳細內容於後文敍述,主催化劑39係配置於排氣管34內。主催化劑39對在排氣管34中流通之廢氣進行淨化。上游氧檢測構件36係配置於排氣管34之較主催化劑39更靠上游。下游氧檢測構件37係配置於排氣管34之較主催化劑39更靠下游。上游氧檢測構件36及下游氧檢測構件37檢測在排氣管34中流通之廢氣中之氧量或氧濃度。
引擎本體20為單缸之四衝程引擎。如圖2及圖3所示,引擎本體20具備曲軸箱部21及汽缸部22。汽缸部22係自曲軸箱部21向前方延伸。
曲軸箱部21具有曲軸箱本體23、收容於曲軸箱本體23之曲軸27及變速機構等。以下,將曲軸27之中心線Cr1稱為曲軸線Cr1。曲軸線Cr1沿著左右方向延伸。於曲軸箱本體23內儲藏有潤滑用油。該油係藉由油泵(未圖示)而被搬送,並於引擎本體20內循環。
汽缸部22具有汽缸體24、汽缸頭25、頭蓋26、及收容於該等之內部之零件。如圖2所示,汽缸體24連接於曲軸箱本體23之前部。汽缸頭25連接於汽缸體24之前部。頭蓋26連接於汽缸頭25之前部。
如圖5所示,於汽缸體24形成有汽缸孔24a。於汽缸孔24a內收容有可往復移動之活塞28。活塞28經由連桿而連結於曲軸27。以下,將
汽缸孔24a之中心線Cy1稱為汽缸軸線Cy1。如圖2所示,引擎本體20係以汽缸軸線Cy1沿著前後方向(水平方向)延伸之方式配置。更詳細而言,自汽缸軸線Cy1之曲軸箱部21朝向汽缸部22之方向為前上方。汽缸軸線Cy1之相對於水平方向之傾斜角度為0度以上且45度以下。
如圖5所示,於汽缸部22之內部形成有一個燃燒室29。燃燒室29係由汽缸體24之汽缸孔24a之內表面、汽缸頭25及活塞28而形成。即,燃燒室29之一部分被汽缸孔24a之內表面區劃。於燃燒室29配置有火星塞(未圖示)之前端部。火星塞於燃燒室29內將燃料與空氣之混合氣體點火。如圖2所示,燃燒室29位於較曲軸線Cr1更靠前方。將該狀況換成如下之表述。將通過曲軸線Cr1且與上下方向平行地延伸之直線設為L1。自左右方向觀察,燃燒室29配置於直線L1之前方。
如圖5所示,於汽缸頭25形成有汽缸進氣通路部30、及汽缸排氣通路部31(單一燃燒室用汽缸排氣通路部)。於本說明書中,所謂「通路部」係指形成供氣體等通過之空間(路徑)之構造物。於汽缸頭25,在形成燃燒室29之壁部形成有進氣埠30a及排氣埠31a。汽缸進氣通路部30係自進氣埠30a延伸至形成於汽缸頭25之外表面(上表面)之吸入口為止。汽缸排氣通路部31係自排氣埠31a延伸至形成於汽缸頭25之外表面(下表面)之排出口為止。向燃燒室29供給之空氣通過汽缸進氣通路部30內。自燃燒室29排出之廢氣通過汽缸排氣通路部31。
於汽缸進氣通路部30配置有進氣閥V1。於汽缸排氣通路部31配置有排氣閥V2。進氣閥V1及排氣閥V2係藉由與曲軸27連動之閥動機構(未圖示)而作動。進氣埠30a係藉由進氣閥V1之運動而開閉。排氣埠31a係藉由排氣閥V2之運動而開閉。於汽缸進氣通路部30之端部(吸入口)連接有進氣管33。於汽缸排氣通路部31之端部(排出口)連接有排氣管34。將汽缸排氣通路部31之路徑長設為a1。
於汽缸進氣通路部30或進氣管33配置有噴射器48(參照圖4)。噴
射器48係用於向燃燒室29供給燃料者。更具體而言,噴射器48於汽缸進氣通路部30或進氣管33內噴射燃料。再者,噴射器48亦可以向燃燒室29內噴射燃料之方式配置。又,於進氣管33內配置有節流閥(未圖示)。
如圖2所示,自左右方向觀察,進氣管33係自汽缸頭25之上表面向上方延伸。進氣管33連接於空氣清潔器32。空氣清潔器32對供給至引擎本體20之空氣進行淨化。藉由通過空氣清潔器32而被淨化後之空氣通過進氣管33而被供給至引擎本體20。
關於排氣系統之詳細構成於後文敍述。
其次,對單缸四衝程引擎單元19之控制進行說明。圖4係實施形態1之機車之控制區塊圖。
如圖4所示,單缸四衝程引擎單元19具有引擎轉速感測器46a、節流閥開度感測器46b(節流閥位置感測器)、引擎溫度感測器46c、進氣壓感測器46d、進氣溫度感測器46e。引擎轉速感測器46a檢測曲軸27之轉速、即引擎轉速。節流閥開度感測器46b藉由檢測節流閥(未圖示)之位置,而檢測節流閥之開度(以下稱為節流閥開度)。引擎溫度感測器46c檢測引擎本體之溫度。進氣壓感測器46d檢測進氣管33內之壓力(進氣壓)。進氣溫度感測器46e檢測進氣管33內之空氣之溫度(進氣溫度)。
單缸四衝程引擎單元19具備控制引擎本體20之電子控制單元(ECU:Electronic Control Unit)45。電子控制單元45相當於本發明之控制裝置。電子控制單元45係與引擎轉速感測器46a、引擎溫度感測器46c、節流閥開度感測器46b、進氣壓感測器46d、進氣溫度感測器46e、車速感測器等各種感測器連接。又,電子控制單元45係與點火感應圈47、噴射器48、燃料泵49、顯示裝置(未圖示)等連接。電子控制單元45具有控制部45a及作動指示部45b。作動指示部45b具備點火
驅動電路45c、噴射器驅動電路45d及泵驅動電路45e。
點火驅動電路45c、噴射器驅動電路45d、及泵驅動電路45e接受來自控制部45a之信號,分別驅動點火感應圈47、噴射器48、燃料泵49。若點火感應圈47被驅動,藉由火星塞產生火花放電而將混合氣體點火。燃料泵49係經由燃料軟管而連接於噴射器48。若燃料泵49被驅動,將燃料箱(未圖示)內之燃料壓送至噴射器48。
控制部45a例如為微電腦。控制部45a基於上游氧檢測構件36之信號、引擎轉速感測器46a等之信號,控制點火驅動電路45c、噴射器驅動電路45d、及泵驅動電路45e。控制部45a藉由控制點火驅動電路45c而控制點火之時序。控制部45a藉由控制噴射器驅動電路45d及泵驅動電路45e而控制燃料噴射量。
為提高燃燒效率及主催化劑39之淨化效率,燃燒室29內之混合氣體之空燃比較佳為理論空燃比(化學計量)。控制部45a視需要而增減燃料噴射量。
以下,對控制部45a對燃料噴射量之控制之一例進行說明。
控制部45a首先基於引擎轉速感測器46a、節流閥開度感測器46b、引擎溫度感測器46c、進氣壓感測器46d之信號,算出基本燃料噴射量。具體而言,使用對節流閥開度及引擎轉速關聯吸入空氣量之映射表、及對進氣壓及引擎轉速關聯吸入空氣量之映射表,求出吸入空氣量。而且,基於自映射表求出之吸入空氣量,決定能夠達成目標空燃比之基本燃料噴射量。於節流閥開度較小之情形時,使用對進氣壓及引擎轉速關聯吸入空氣量之映射表。另一方面,於節流閥開度較大之情形時,使用對節流閥開度及引擎轉速關聯吸入空氣量之映射表。
又,控制部45a基於上游氧檢測構件36之信號,算出用以修正基本燃料噴射量之反饋修正值。具體而言,首先基於上游氧檢測構件36
之信號,判定混合氣體為稀空燃比還是富空燃比。再者,所謂富空燃比,係指相對於理論空燃比而燃料過剩之狀態。所謂稀空燃比,係指相對於理論空燃比而空氣過剩之狀態。控制部45a若判定混合氣體為稀空燃比判定,以下一次之燃料噴射量增加之方式算出反饋修正值。另一方面,控制部45a若判定混合氣體為富空燃比,以下一次之燃料噴射量減少之方式求出反饋修正值。
又,控制部45a基於引擎溫度、外部氣體溫度、外部氣壓等,而算出用於修正基本燃料噴射量之修正值。進而,控制部45a算出與加速及減速時之過渡特性對應之修正值。
控制部45a基於基本燃料噴射量、反饋修正值等修正值,算出燃料噴射量。基於以此方式求出之燃料噴射量,驅動燃料泵49及噴射器48。如此,電子控制單元45(控制裝置)處理上游氧檢測構件36之信號。又,電子控制單元45(控制裝置)基於上游氧檢測構件36之信號而進行燃燒控制。
又,電子控制單元45(控制裝置)處理下游氧檢測構件37之信號。電子控制單元45(控制裝置)基於下游氧檢測構件37之信號,判定主催化劑39之淨化能力。以下,對基於下游氧檢測構件37之信號而判定主催化劑39之淨化能力之具體方法之一例進行說明。
首先,以於一定時間(數秒鐘)反覆使混合氣體成為富空燃比及稀空燃比之方式控制燃料噴射量。繼而,檢測相對於燃料噴射量變化之下游氧檢測構件37之信號變化之延遲。於下游氧檢測構件37之信號變化之延遲較大之情形時,判定主催化劑39之淨化能力已自特定位準降低。於該情形時,自電子控制單元45向顯示裝置發送信號。繼而,顯示裝置之警告燈(未圖示)被點亮。藉此,可提示騎乘者更換主催化劑39。
如此,藉由使用配置於主催化劑39之下游之下游氧檢測構件37
之信號,可判定主催化劑39之淨化能力。因此,可於主催化劑39之劣化達到特定位準前進行告知而提示更換主催化劑39。藉此,可使用複數個主催化劑將機車1之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
[排氣系統之構成]
以下,對實施形態1之機車1之排氣系統進行說明。於本說明書之排氣系統之說明中,所謂上游係指廢氣流動方向之上游。又,所謂下游係指廢氣流動方向之下游。又,於本說明書之排氣系統之說明中,所謂路徑方向係指廢氣之流動方向。
如上所述,單缸四衝程引擎單元19具備引擎本體20、排氣管34、消音器35、主催化劑39、上游氧檢測構件36、及下游氧檢測構件37。消音器35具有面向大氣之釋出口。將燃燒室29至釋出口35e之路徑設為排氣路徑41(參照圖5)。排氣路徑41係由汽缸排氣通路部31、排氣管34及消音器35形成。排氣路徑41為供廢氣通過之空間。
如圖5所示,排氣管34之上游端部係連接於汽缸排氣通路部31。排氣管34之下游端部係連接於消音器35。於排氣管34之中途設有催化劑單元38。將排氣管34之較催化劑單元38更靠上游之部分設為上游排氣管34a。將排氣管34之較催化劑單元38更靠下游之部分設為下游排氣管34b。再者,於圖5中,為簡化說明而將排氣管34描繪成一直線狀,但排氣管34並非一直線狀。
如圖3所示,排氣管34係設於機車1之右部。如圖2所示,排氣管34之一部分位於曲軸線Cr1之下方。排氣管34具有2個彎曲部。將2個彎曲部中之上游之彎曲部僅稱為上游彎曲部。將2個彎曲部中之下游之彎曲部僅稱為下游彎曲部。自左右方向觀察,上游彎曲部係使廢氣流動方向自沿著上下方向延伸之方向變化成沿著前後方向延伸之方向。更具體而言,自左右方向觀察,彎曲部係使廢氣流動方向自朝下方變化為朝後上方。自左右方向觀察,下游彎曲部係使廢氣流動方向
自朝後上方變化為朝後方。較下游彎曲部略靠下游之部分位於曲軸線Cr1之下方。主催化劑39係配置於2個彎曲部之間。
於消音器35流入自排氣管34之下游端排出之廢氣。消音器35係連接於排氣管34。消音器35係以抑制廢氣之律動波之方式而構成。藉此,消音器35能夠減小因廢氣而產生之聲音(排氣音)之音量。於消音器35內設有複數之膨脹室、及連通膨脹室彼此之複數之管。排氣管34之下游端部係配置於消音器35之膨脹室內。於消音器35之下游端設有面向大氣之釋出口35e。如圖5所示,將自排氣管34之下游端至釋出口35e之排氣路徑之路徑長設為e1。再者,消音器35內之膨脹室之路徑長係將膨脹室之流入口之正中至膨脹室之流出口之正中最短連結而成之路徑之長度。通過消音器35後之廢氣係自釋出口35e被釋放至大氣。如圖2所示,釋出口35e係位於較曲軸線Cr1更靠後方。
主催化劑39係配置於排氣管34內。主催化劑39之上游端係配置於較消音器35之上游端35a更靠上游。催化劑單元38具有筒狀之殼體40、及主催化劑39。殼體40之上游端係連接於上游排氣管34a。殼體40之下游端係連接於下游排氣管34b。殼體40構成排氣管34之一部分。主催化劑39係固定於殼體40之內部。廢氣係藉由通過主催化劑39而被淨化。自燃燒室29之排氣埠31a排出之所有廢氣會通過主催化劑39。主催化劑39於排氣路徑41最大程度地淨化自燃燒室29排出之廢氣。
主催化劑39係所謂之三元催化劑。所謂三元催化劑,係藉由將廢氣所含之烴、一氧化碳、及氮氧化物此3類物質氧化或還原而除去。三元催化劑係氧化還原催化劑之一種。主催化劑39具有基材、及附著於該基材表面之催化劑物質。催化劑物質具有載體及貴金屬。載體係設於貴金屬與基材之間。載體擔載貴金屬。該貴金屬對廢氣進行淨化。作為貴金屬可列舉例如分別除去烴、一氧化碳、及氮氧化物之
鉑、鈀、銠等。
主催化劑39具有多孔構造。所謂多孔構造,係指於與排氣路徑41之路徑方向垂直之剖面形成有多孔之構造。多孔構造之一例為蜂窩構造。於主催化劑39形成有相比上游排氣管34a之路徑寬度足夠細微之複數之孔。
主催化劑39可為金屬基材催化劑,亦可為陶瓷基材催化劑。所謂金屬基材催化劑係指基材為金屬製之催化劑。所謂陶瓷基材催化劑係指基材為陶瓷製之催化劑。金屬基材催化劑之基材係藉由例如將金屬製之波板與金屬製之平板交替重疊捲繞而形成。陶瓷基材催化劑之基材為例如蜂窩構造體。
如圖5所示,將主催化劑39之路徑方向之長度設為c1。將主催化劑39之與路徑方向垂直之方向之最大寬度設為w1。主催化劑39之長度c1長於主催化劑39之最大寬度w1。主催化劑39之與路徑方向正交之剖面形狀為例如圓形狀。剖面形狀亦可為左右方向長度長於上下方向長度之形狀。
如圖5所示,殼體40具有催化劑配置通路部40b、上游通路部40a、及下游通路部40c。於催化劑配置通路部40b配置有主催化劑39。於路徑方向,催化劑配置通路部40b之上游端及下游端係與主催化劑39之上游端及下游端分別為相同位置。催化劑配置通路部40b之與路徑方向正交之剖面之面積於路徑方向上大致固定。上游通路部40a係連接於催化劑配置通路部40b之上游端。下游通路部40c係連接於催化劑配置通路部40b之上游端。
上游通路部40a之至少一部分形成為錐狀。該錐部係朝向下游而內徑變大。下游通路部40c之至少一部分形成為錐狀。該錐部係朝向下游而內徑變小。將催化劑配置通路部40b之與路徑方向正交之剖面之面積設為S1。上游通路部40a之至少一部分之與路徑方向正交之剖
面之面積小於面積S1。此處之上游通路部40a之至少一部分包含上游通路部40a之上游端。下游通路部40c之至少一部分之與路徑方向正交之剖面之面積小於面積S1。此處之下游通路部40c之至少一部分包含下游通路部40c之下游端。
如圖2及圖3所示,主催化劑39係配置於較曲軸線Cr1更靠前方。即,自左右方向觀察,主催化劑39係配置於直線L1之前方。如上所述,直線L1係通過曲軸線Cr1而與上下方向平行地延伸之直線。又,自左右方向觀察,主催化劑39位於汽缸軸線Cy1之前方(下方)。
如圖2所示,將與汽缸軸線Cy1正交且與曲軸線Cr1正交之直線設為L2。自左右方向觀察,主催化劑39位於直線L2之前方。
如圖5所示,將自排氣管34之上游端至主催化劑39之上游端之路徑長設為b1。路徑長b1係包含上游排氣管34a及催化劑單元38之上游通路部40a之通路部之路徑長。換言之,路徑長b1係自汽缸排氣通路部31之下游端至主催化劑39之上游端之路徑長。又,將自主催化劑39之下游端至排氣管34之下游端之路徑長設為d1。路徑長d1係包含催化劑單元38之下游通路部40c及下游排氣管34b之通路部之路徑長。自燃燒室29至主催化劑39之上游端之路徑長為a1+b1。自主催化劑39之下游端至釋出口35e之路徑長為d1+e1。
主催化劑39係配置於路徑長a1+b1短於路徑長d1+e1之位置。又,主催化劑39係配置於路徑長a1+b1短於路徑長d1之位置。進而,主催化劑39係配置於路徑長b1短於路徑長d1之位置。
上游氧檢測構件36係配置於排氣管34。上游氧檢測構件36係配置於較主催化劑39更靠上游。上游氧檢測構件36係配置於上游排氣管34a(參照圖5)。上游氧檢測構件36係檢測廢氣所含之氧濃度之感測器。上游氧檢測構件36亦可為檢測氧濃度高於還是低於特定值之氧感測器。又,上游氧檢測構件36亦可為輸出複數階段或線性地表現氧濃
度之檢測信號之感測器(例如A/F感測器:Air Fuel ratio sensor)。上游氧檢測構件36之一端部(檢測部)配置於排氣管34內,另一端部配置於排氣管34外。上游氧檢測構件36之檢測部於被加熱至高溫而成為活化狀態時,能夠檢測氧濃度。將上游氧檢測構件36之檢測結果輸出至電子控制單元45。
如圖5所示,將自燃燒室29至上游氧檢測構件36之路徑長設為h1。將自上游氧檢測構件36至主催化劑39之上游端之路徑長設為h2。上游氧檢測構件36係配置於路徑長h1短於路徑長h2之位置。
下游氧檢測構件37係配置於排氣管34。下游氧檢測構件37係配置於較主催化劑39更靠下游。下游氧檢測構件37係配置於下游排氣管34b(參照圖5)。下游氧檢測構件37係配置於較消音器35更靠上游。下游氧檢測構件37係檢測廢氣所含之氧濃度之感測器。下游氧檢測構件37亦可為檢測氧濃度高於還是低於特定值之氧感測器。又,下游氧檢測構件37亦可為輸出複數階段或線性地表現氧濃度之檢測信號之感測器(例如A/F感測器:Air Fuel ratio sensor)。下游氧檢測構件37之一端部(檢測部)配置於排氣管34內,另一端部配置於排氣管34外。將下游氧檢測構件37之檢測結果輸出至電子控制單元45。
以上,對實施形態1之機車1之構成進行了說明。實施形態1之機車1具有以下之特徵。
燃燒室29之至少一部分配置於較曲軸線Cr1更靠前方。消音器35之釋出口35e配置於較曲軸線Cr1更靠後方。主催化劑39之至少一部分配置於較曲軸線Cr1更靠前方。主催化劑39之上游端配置於較消音器35之上游端35a更靠上游。即,主催化劑39係配置於相對靠近燃燒室29之位置。因此,可提高主催化劑39之廢氣淨化性能。
下游氧檢測構件37係配置於較主催化劑39更靠下游。藉由下游氧檢測構件37之信號,可檢測主催化劑39之劣化。因此,可於主催化
劑39之劣化達到特定位準前進行告知而提示更換主催化劑39。藉此,可使用複數個主催化劑39,將機車1之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。又,亦可基於下游氧檢測構件37之信號、及配置於較主催化劑39更靠上游之上游氧檢測構件36之信號,檢測主催化劑39之劣化。藉由使用兩個氧檢測構件36、37之信號,可精度更良好地檢測主催化劑39之劣化程度。因此,與僅使用下游氧檢測構件37之信號來檢測主催化劑39之劣化之情形相比,能夠維持機車1之關於排氣淨化之初始性能,並且將一個主催化劑39使用更長時間。
藉由配置於較主催化劑39更靠上游之上游氧檢測構件36之信號、及配置於較主催化劑39更靠下游之下游氧檢測構件37之信號,可偵測主催化劑39之實際淨化能力。因此,於基於兩個氧檢測構件36、37之信號進行燃燒控制之情形時,可提高燃燒控制之精度。藉此,可使主催化劑39之劣化之進展減慢。因此,可將機車1之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
如此,可不使主催化劑39大型化而將機車1之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。由此,可簡化支持構造,並且長時間維持機車1之關於排氣淨化之初始性能。
根據上文,具備本實施形態之單缸四衝程引擎單元19之機車1可簡化支持構造並提高催化劑之廢氣淨化性能,並且長時間維持機車1之關於排氣淨化之初始性能。
主催化劑39之至少一部分配置於較曲軸線Cr1更靠前方。因此,主催化劑39係配置於更靠近燃燒室29之位置。因此,可進一步提高主催化劑39之廢氣淨化性能。
直線L2係與汽缸軸線Cy1正交且與曲軸線Cr1正交之直線。該直線L2自曲軸27向下方延伸。自左右方向觀察,主催化劑39之至少一部分位於直線L2之前方。因此,主催化劑39係配置於更靠近燃燒室29之
位置。因此,可進一步提高主催化劑39之廢氣淨化性能。
自一個燃燒室29至主催化劑39之上游端之路徑長(a1+b1),短於自主催化劑39之下游端至釋出口35e之路徑長(d1+e1)。因此,可將主催化劑39配置於更靠近燃燒室29之位置。因此,可進一步提高主催化劑39之廢氣淨化性能。
自一個燃燒室29至主催化劑39之上游端之路徑長(a1+b1),短於自主催化劑39之下游端至排氣管34之下游端之路徑長(d1)。因此,可將主催化劑39配置於更靠近燃燒室29之位置。因此,可進一步提高主催化劑39之廢氣淨化性能。
自一個燃燒室29至上游氧檢測構件36之上游端之路徑長(h1)短於自上游氧檢測構件36至主催化劑39之上游端之路徑長(h2)。因此,上游氧檢測構件係配置於更靠近燃燒室29之位置。因此,於引擎起動時,可使上游氧檢測構件36更快速地升溫至活化溫度。因此,可提高上游氧檢測構件36之檢測精度。藉此,可精度更良好地進行基於上游氧檢測構件36之信號之燃燒控制。其結果,可進一步提高主催化劑39之廢氣淨化性能。又,藉由使燃燒控制之精度提高,可使主催化劑39之劣化之進展減慢。因此,可將機車1之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
上游通路部40a之至少一部分之與廢氣流動方向正交之剖面之面積小於面積S1。面積S1為催化劑配置通路部40b之與廢氣流動方向正交之剖面之面積。因此,作為主催化劑39,可使用剖面積較大之催化劑。因此,可提高主催化劑39之廢氣淨化性能。
(實施形態1之變化例1-1)
圖6係將實施形態1之變化例1-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。圖7係將實施形態1之變化例1-1之機車之車體外殼等卸除之狀態的仰視圖。圖8係表示實施形態1之變化例1-1之引擎本體及排
氣系統之模式圖。於變化例1-1中,對於與實施形態1相同之構成要素,標註相同符號並省略詳細說明。
如圖6所示,變化例1-1與上述實施形態1相比,將主催化劑39配置於下游。主催化劑39之具體構成與上述實施形態1相同。變化例1-1之主催化劑39係配置於排氣管234內。與上述實施形態1同樣地,主催化劑39之上游端係配置於較消音器35之上游端35a更靠上游。
排氣管234與實施形態1之排氣管34同樣地連接於汽缸排氣通路部31(參照圖8)及消音器35。於排氣管234之中途設置有催化劑單元38。如圖8所示,將排氣管234之較催化劑單元38更靠上游之部分設為上游排氣管234a。將排氣管234之較催化劑單元38更靠下游之部分設為下游排氣管234b。下游排氣管234b係配置於消音器35內。再者,於圖8中,為簡化說明而將排氣管234描繪成一直線狀,但排氣管234並非一直線狀。
如圖6所示,主催化劑39係配置於較曲軸線Cr1更靠後方。即,自左右方向觀察,主催化劑39係配置於直線L1之後方。如上所述,直線L1係通過曲軸線Cr1而與上下方向平行地延伸之直線。又,自左右方向觀察,主催化劑39位於汽缸軸線Cy1之前方(下方)。
如圖6所示,自左右方向觀察,主催化劑39位於直線L2之前方。再者,直線L2係與汽缸軸線Cy1正交且與曲軸線Cr1正交之直線。
如圖8所示,將自排氣管234之上游端至主催化劑39之上游端之路徑長設為b11。將自主催化劑39之下游端至排氣管234之下游端之路徑長設為d11。自燃燒室29至主催化劑39之上游端之路徑長為a1+b11。自主催化劑39之下游端至釋出口35e之路徑長為d11+e1。
與上述實施形態1同樣地,變化例1-1之主催化劑39係配置於路徑長a1+b11短於路徑長d11+e1之位置。又,與上述實施形態1不同,變化例1-1之主催化劑39係配置於路徑長a1+b11長於路徑長d11之位
置。進而,與上述實施形態1不同,變化例1-1之主催化劑39係配置於路徑長b11長於路徑長d11之位置。
上游氧檢測構件36係配置於排氣管234。上游氧檢測構件36係配置於較主催化劑39更靠上游。上游氧檢測構件36係配置於上游排氣管234a(參照圖8)。
如圖8所示,將自燃燒室29至上游氧檢測構件36之路徑長設為h11。將自上游氧檢測構件36至主催化劑39之上游端之路徑長設為h12。與上述實施形態1同樣地,上游氧檢測構件36係配置於路徑長h11短於路徑長h12之位置。
下游氧檢測構件37係配置於排氣管234。下游氧檢測構件37係配置於較主催化劑39更靠下游。下游氧檢測構件37係配置於下游排氣管234a(參照圖8)。下游氧檢測構件37貫通消音器35之側壁部。下游氧檢測構件37之一端部(檢測部)配置於下游排氣管234a內。下游氧檢測構件37之另一端部配置於消音器35外。
於變更例1-1中,關於與上述實施形態1相同之構成,實現上述實施形態1中所述之效果。
(實施形態1之變化例1-2)
圖9係實施形態1之變化例1-2之機車之側視圖。圖10係表示實施形態1之變化例1-2之引擎本體及排氣系統之模式圖。於變化例1-2中,對於與實施形態1相同之構成要素,標註相同符號並省略詳細說明。
如圖9及圖10所示,上游副催化劑300(單一燃燒室用上游副催化劑)、主催化劑39、上游氧檢測構件36及下游氧檢測構件37係配置於排氣管334。排氣管334與實施形態1之排氣管34同樣地連接於汽缸排氣通路部31(參照圖10)及消音器35。於排氣管334之中途設置有催化劑單元38。如圖10所示,將排氣管334之較催化劑單元38更靠上游之
部分設為上游排氣管334a。將排氣管334之較催化劑單元38更靠下游之部分設為下游排氣管334b。再者,於圖10中,為簡化說明而將排氣管334描繪成一直線狀,但排氣管334並非一直線狀。
上游副催化劑300係設置於較主催化劑39更靠上游。上游副催化劑300係設置於上游排氣管334a(排氣管334)。上游副催化劑300亦可僅包含附著於排氣管334之內壁之催化劑物質。於該情形時,附著有上游副催化劑300之催化劑物質之基材為排氣管334之內壁。又,上游副催化劑300亦可具有配置於排氣管334之內側之基材。於該情形時,上游副催化劑300包含基材及催化劑物質。上游副催化劑300之基材例如為板狀。板狀之基材之與路徑方向正交之剖面之形狀可為S字狀,可為圓形狀,亦可為C字狀。無論上游副催化劑300具有基材之情形時還是不具有基材之情形時,上游副催化劑300均不具有多孔構造。因此,與主催化劑39相比,上游副催化劑300之產生廢氣所致之壓力律動之反射的作用較小。又,與主催化劑39相比,上游副催化劑200對廢氣流動之阻力較小。
主催化劑39於排氣路徑41中最大程度地淨化自燃燒室29排出之廢氣。即,主催化劑39於排氣路徑41中對自燃燒室29排出之廢氣之淨化能力高於上游副催化劑300。換言之,與主催化劑39相比,上游副催化劑300之廢氣淨化貢獻度較低。
主催化劑39及上游副催化劑300之各者之淨化貢獻度可藉由以下方法測定。於測定方法之說明中,將主催化劑39與上游副催化劑300中配置於上游之催化劑稱為前催化劑,將配置於下游之催化劑稱為後催化劑。於變化例1-2中,上游副催化劑300為前催化劑,主催化劑39為後催化劑。
使變化例1之引擎單元運轉,於預熱狀態時測定自釋出口35e排出之廢氣所含之有害物質之濃度。廢氣之測定方法係依據歐洲規定之測
定方法。於預熱狀態下,主催化劑39與上游副催化劑200變成高溫而活化。因此,主催化劑39與上游副催化劑200於預熱狀態時能夠充分發揮淨化性能。
其次,將試驗所用之引擎單元之後催化劑卸除,取而代之地僅配置後催化劑之基材。將該狀態之引擎單元設為測定用引擎單元A。而且,同樣地於預熱狀態時測定自釋出口35e排出之廢氣所含之有害物質之濃度。
又,將該測定用引擎單元A之前催化劑卸除,取而代之地僅配置前催化劑之基材。將該狀態之引擎單元設為測定用引擎單元B。而且,同樣地,於預熱狀態時測定自釋出口35e排出之廢氣所含之有害物質之濃度。再者,於上游副催化劑200(前催化劑)為在排氣管234之內壁直接附著催化劑物質之構成的情形時,排氣管234相當於基材。所謂取代此種上游副催化劑200,僅配置上游副催化劑200之基材,係指不於排氣管234之內壁附著催化劑物質。
測定用引擎單元A具有前催化劑,不具有後催化劑。測定用引擎單元B不具有前催化劑及後催化劑。因此,根據測定用引擎單元A之測定結果與測定用引擎單元B之測定結果之差,算出前催化劑(上游副催化劑300)之淨化貢獻度。又,根據測定用引擎單元A之測定結果與變化例1-2之引擎單元之測定結果之差,算出後催化劑(主催化劑39)之淨化貢獻度。
上游副催化劑200之淨化能力可小於主催化劑39之淨化能力,亦可大於主催化劑39之淨化能力。上游副催化劑200之淨化能力小於主催化劑39之淨化能力,係指僅設有上游副催化劑200時之廢氣之淨化率小於僅設有主催化劑39時之廢氣之淨化率。
如圖9所示,主催化劑39係配置於較曲軸線Cr1更靠前方。又,自左右方向觀察,主催化劑39位於直線L2之前方。再者,直線L2之
定義係與實施形態1相同。即,直線L2係與汽缸軸線Cy1正交且與曲軸線Cr1正交之直線。
如圖10所示,將自排氣管334之上游端至主催化劑39之上游端之路徑長設為b21。將自主催化劑39之下游端至排氣管334之下游端之路徑長設為d21。自燃燒室29至主催化劑39之上游端之路徑長為a1+b21。自主催化劑39之下游端至釋出口35e之路徑長為d21+e1。
與實施形態1同樣地,主催化劑39係配置於路徑長a1+b21短於路徑長d21+e1之位置。又,與實施形態1同樣地,主催化劑39係配置於路徑長a1+b21短於路徑長d21之位置。進而,與實施形態1同樣地,主催化劑39係配置於路徑長b21短於路徑長d21之位置。
上游氧檢測構件36係配置於排氣管334。上游氧檢測構件36係配置於較上游副催化劑300更靠上游。上游氧檢測構件36係配置於上游排氣管334a(參照圖13)。
將自燃燒室29至上游氧檢測構件36之路徑長設為h21。將自上游氧檢測構件36至主催化劑39之上游端之路徑長設為h22。與實施形態1同樣地,上游氧檢測構件36係配置於路徑長h21短於路徑長h22之位置。
下游氧檢測構件37係配置於排氣管334。下游氧檢測構件37係配置於較主催化劑39更靠下游。下游氧檢測構件37係配置於下游排氣管334b(參照圖13)。下游氧檢測構件37係配置於較消音器35更靠上游。
於變化例1-2中,關於與上述實施形態1相同之構成,實現上述實施形態1中所述之效果。
又,於變化例1-2中,於較主催化劑39更靠上游設置有上游副催化劑300。上游副催化劑300之劣化之進展較主催化劑39快。然而,即便上游副催化劑300之劣化達到特定位準,亦可藉由主催化劑39維持廢氣之淨化性能。因此,可將機車之關於排氣淨化之初始性能維持更
長時間。
又,上游氧檢測構件36係配置於較上游副催化劑300更靠上游。因此,上游氧檢測構件36可檢測流入至上游副催化劑300之廢氣之氧濃度。因此,藉由進行基於上游氧檢測構件36之信號之燃燒控制,可提高上游副催化劑300之廢氣淨化性能。
(實施形態2)
圖11係本發明之實施形態2之機車之側視圖。圖12係實施形態2之機車之仰視圖。圖13係將實施形態2之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。圖14係將實施形態2之機車之車體外殼等卸除之狀態之仰視圖。圖15係表示實施形態2之機車之引擎及排氣系統之模式圖。
實施形態2之車輛係所謂之街道型之機車50。如圖13所示,機車50具備車體框架53。車體框架53具有頭管53a、上主車架53b、下主車架53c、及座部框架53d。上主車架53b係自頭管53a朝向後下方延伸之後,向下方彎曲並朝向下方延伸。下主車架53c位於上主車架53b之下方。下主車架53c自頭管53a朝向後下方延伸。座部框架53d自上主車架53b之中途部朝向後方延伸。
於頭管53a***有旋轉自如之轉向軸。於轉向軸之上部設有把手55。於把手55之附近配置有顯示裝置(未圖示)。於顯示裝置顯示有車速、引擎轉速、各種警告等。
轉向軸之上下兩端部係經由支架而連結於左右一對之前叉56。於前叉56之下端部支持有前輪57使之旋轉自如。
於車體框架53之後部支持有擺動自如之左右一對之後臂58之前端部。於後臂58之後端部支持有後輪59使之旋轉自如。
於上主車架53b支持有燃料箱51(參照圖11)。又,於座部框架53d支持有座部52(參照圖11)。於車體框架53支持有引擎本體61。於車體框架53支持有空氣清潔器73(參照圖13)。如圖13所示,自左右方向觀
察,引擎本體61之上部係配置於上主車架53b與下主車架53c之間。空氣清潔器73係配置於引擎本體61之後方。
如圖11所示,機車50具有覆蓋車體框架53等之車體外殼54。車體外殼54覆蓋引擎本體61之上部及空氣清潔器73。
機車50具有單缸四衝程引擎單元60。單缸四衝程引擎單元60具備引擎本體61、空氣清潔器73(參照圖13)、進氣管74、排氣管75、消音器76、主催化劑180(單一燃燒室用主催化劑)、上游氧檢測構件77(單一燃燒室用上游氧檢測構件)、及下游氧檢測構件78(單一燃燒室用下游氧檢測構件)。又,單缸四衝程引擎單元60具有與實施形態1之電子控制單元45相同之電子控制單元。電子控制單元控制引擎本體61。
引擎本體61為單缸之四衝程引擎。如圖13所示,引擎本體61具備曲軸箱部62及汽缸部63。汽缸部63係自曲軸箱部62朝向前上方延伸。
曲軸箱部62具有曲軸箱本體64、收容於曲軸箱本體64之曲軸68及變速機構等。曲軸68之中心線(曲軸線)Cr2沿著左右方向延伸。於曲軸箱本體64內儲藏有潤滑用油。該油係藉由油泵(未圖示)而被搬送,於引擎本體61內循環。
汽缸部63具有汽缸體65、汽缸頭66、頭蓋67、及收容於該等之內部之零件。如圖13所示,汽缸體65係連接於曲軸箱本體64之上部。汽缸頭66係連接於汽缸體65之上部。頭蓋67係連接於汽缸頭66之上部。
如圖15所示,於汽缸體65形成有汽缸孔65a。於汽缸孔65a內收容有能夠往復移動之活塞69。活塞69經由連桿而連結於曲軸68。以下,將汽缸孔65a之中心線Cy2稱為汽缸軸線Cy2。如圖13所示,引擎本體61係以汽缸軸線Cy2沿著上下方向延伸之方式配置。更詳細而言,自
汽缸軸線Cy2之曲軸箱部62朝向汽缸部63之方向為前上方。汽缸軸線Cy2之相對於水平方向之傾斜角度為45度以上且90度以下。
如圖15所示,於汽缸部63之內部形成有一個燃燒室70。燃燒室70係由汽缸體65之汽缸孔65a之內表面、汽缸頭66、及活塞69形成。如圖13所示,燃燒室70位於較曲軸線Cr2更靠前方。將該狀況換成如下之表述。將通過曲軸線Cr2且與上下方向平行地延伸之直線設為L3。自左右方向觀察,燃燒室70配置於直線L3之前方。
如圖15所示,於汽缸頭66形成有汽缸進氣通路部71、及汽缸排氣通路部72(單一燃燒室用汽缸排氣通路部)。於汽缸頭66,在形成燃燒室70之壁部,形成有進氣埠71a及排氣埠72a。汽缸進氣通路部71自進氣埠71a延伸至形成於汽缸頭66之外表面(背面)之吸入口。汽缸排氣通路部72自排氣埠72a延伸至形成於汽缸頭66之外表面(前面)之排出口。供給至燃燒室70之空氣通過汽缸進氣通路部71內。自燃燒室70排出之廢氣通過汽缸排氣通路部72。
於汽缸進氣通路部71配置有進氣閥V3。於汽缸排氣通路部72配置有排氣閥V4。進氣埠71a係藉由進氣閥V3之運動而開閉。排氣埠72a係藉由排氣閥V4之運動而開閉。於汽缸進氣通路部71之端部(吸入口)連接有進氣管74。於汽缸排氣通路部72之端部(排出口)連接有排氣管75。將汽缸排氣通路部72之路徑長設為a2。
單缸四衝程引擎單元60係與實施形態1之引擎本體20同樣地具備火星塞、閥動機構、噴射器、節流閥。又,單缸四衝程引擎單元60係與實施形態1同樣地具備引擎轉速感測器、節流閥開度感測器等各種感測器。
如上所述,單缸四衝程引擎單元60具備引擎本體61、排氣管75、消音器76、主催化劑180、上游氧檢測構件77、及下游氧檢測構件78。消音器76具有面向大氣之釋出口76e。將燃燒室70至釋出口76e
之路徑設為排氣路徑182(參照圖15)。排氣路徑182係由汽缸排氣通路部72、排氣管75及消音器76形成。排氣路徑182係供廢氣通過之空間。
如圖15所示,排氣管75之上游端部係連接於汽缸排氣通路部72。排氣管75之下游端部係連接於消音器76。於排氣管75之中途設有催化劑單元79。將排氣管75之較催化劑單元79更靠上游之部分設為上游排氣管75a。將排氣管75之較催化劑單元79更靠下游之部分設為下游排氣管75b。再者,於圖15中,為簡化說明而將排氣管75描繪成一直線狀,但排氣管75並非一直線狀。
如圖12及圖14所示,排氣管75之大部分係設置於機車50之右部。如圖13所示,排氣管75之一部分位於曲軸線Cr2之下方。排氣管75具有兩個彎曲部。將兩個彎曲部中之上游之彎曲部僅稱為上游彎曲部。將兩個彎曲部中之下游之彎曲部僅稱為下游彎曲部。自左右方向觀察,上游彎曲部使廢氣流動方向自沿著前後方向延伸之方向變化為沿著上下方向延伸之方向。更具體而言,自左右方向觀察,上游彎曲部使廢氣流動方向自朝向前下方變化成朝向後下方。自左右方向觀察,下游彎曲部使廢氣流動方向自沿著上下方向延伸之方向變化為沿著前後方向延伸之方向。更具體而言,自左右方向觀察,下游彎曲部使廢氣流動方向自朝向後下方變化為朝向後方。較下游彎曲部更靠下游之部分位於曲軸線Cr2之下方。主催化劑180係配置於該等兩個彎曲部之間。
於消音器76流入自排氣管75之下游端排出之廢氣。消音器76連接於排氣管75。消音器76係以抑制廢氣之律動波之方式構成。藉此,消音器76能夠減小因廢氣產生之聲音(排氣音)之音量。於消音器76內設有複數之膨脹室、及連通膨脹室彼此之複數之管。排氣管75之下游端部係配置於消音器76之膨脹室內。於消音器76之下游端設有面向大
氣之釋出口76e。如圖15所示,將自排氣管75之下游端至釋出口76e之排氣路徑之路徑長設為e2。通過消音器76後之廢氣自釋出口76e被釋放至大氣。如圖13所示,釋出口76e位於較曲軸線Cr2更靠後方。
主催化劑180係配置於排氣管75內。主催化劑180之上游端係配置於較消音器76之上游端76a更靠上游。催化劑單元79具有筒狀之殼體181、及主催化劑180。殼體181之上游端連接於上游排氣管75a。殼體181之下游端連接於下游排氣管75b。殼體181構成排氣管75之一部分。主催化劑180被固定於殼體181之內部。廢氣係藉由通過主催化劑180而被淨化。自燃燒室70之排氣埠72a排出之所有廢氣均通過主催化劑180。主催化劑180於排氣路徑182最大程度地淨化自燃燒室70排出之廢氣。
主催化劑180之材質係與實施形態1之主催化劑39相同。主催化劑180具有多孔構造。於主催化劑180形成有相比上游排氣管75a之路徑寬度而足夠細微之複數之孔。如圖15所示,將主催化劑180之路徑方向之長度設為c2。將主催化劑180之與路徑方向垂直之方向之最大寬度設為w2。主催化劑180之長度c2長於主催化劑180之最大寬度w2。
如圖15所示,殼體181具有催化劑配置通路部181b、上游通路部181a、及下游通路部181c。於催化劑配置通路部181b配置有主催化劑180。於路徑方向,催化劑配置通路部181b之上游端及下游端為與主催化劑180之上游端及下游端分別相同之位置。催化劑配置通路部181b之與路徑方向正交之剖面之面積大致固定。上游通路部181a係連接於催化劑配置通路部181b之上游端。下游通路部181c係連接於催化劑配置通路部181b之上游端。
上游通路部181a之至少一部分形成為錐狀。該錐部係朝向下游而內徑變大。下游通路部181c之至少一部分形成為錐狀。該錐部係朝向
下游而內徑變小。將催化劑配置通路部181b之與路徑方向正交之剖面之面積設為S2。上游通路部181a之至少一部分之與路徑方向正交之剖面之面積小於面積S2。此處之上游通路部181a之至少一部分包含上游通路部181a之上游端。下游通路部181c之至少一部分之與路徑方向正交之剖面之面積小於面積S2。此處之下游通路部181c之至少一部分包含下游通路部181c之下游端。
如圖13所示,主催化劑180係配置於較曲軸線Cr2更靠前方。即,自左右方向觀察,主催化劑180係配置於直線L3之前方。如上所述,直線L3係通過曲軸線Cr2而與上下方向平行地延伸之直線。又,自左右方向觀察,主催化劑180位於汽缸軸線Cy2之前方。
如圖13所示,將與汽缸軸線Cy2正交且與曲軸線Cr2正交之直線設為L4。自左右方向觀察,主催化劑180位於直線L4之前方。
如圖15所示,將自排氣管75之上游端至主催化劑180之上游端之路徑長設為b2。路徑長b2係包含上游排氣管75a及催化劑單元79之上游通路部181a之通路部之路徑長。換言之,路徑長b2係自汽缸排氣通路部72之下游端至主催化劑180之上游端之路徑長。又,將自主催化劑180之下游端至排氣管75之下游端之路徑長設為d2。路徑長d2係包含催化劑單元79之下游通路部181c及下游排氣管75b之通路部之路徑長。自燃燒室70至主催化劑180之上游端之路徑長為a2+b2。自主催化劑180之下游端至釋出口76e之路徑長為d2+e2。
與上述實施形態1同樣地,主催化劑180係配置於路徑長a2+b2短於路徑長d2+e2之位置。又,與上述實施形態1同樣地,主催化劑180係配置於路徑長a2+b2短於路徑長d2之位置。進而,與上述實施形態1同樣地,主催化劑180係配置於路徑長b2短於路徑長d2之位置。
上游氧檢測構件77係配置於排氣管75。上游氧檢測構件77係配置於較主催化劑180更靠上游。上游氧檢測構件77係配置於上游排氣
管75a(參照圖15)。上游氧檢測構件77係檢測廢氣所含之氧濃度之感測器。上游氧檢測構件77之構造與實施形態1之上游氧檢測構件37相同。
如圖15所示,將自燃燒室70至上游氧檢測構件77之路徑長設為h3。將自上游氧檢測構件77至主催化劑180之上游端之路徑長設為h4。與上述實施形態1同樣地,上游氧檢測構件77係配置於路徑長h3短於路徑長h4之位置。
下游氧檢測構件78係配置於排氣管75。下游氧檢測構件78係配置於較主催化劑180更靠下游。下游氧檢測構件78係配置於下游排氣管75b(參照圖15)。下游氧檢測構件78係配置於較消音器76更靠上游。下游氧檢測構件78係檢測廢氣所含之氧濃度之感測器。下游氧檢測構件78之構造與實施形態1之上游氧檢測構件37相同。
如以上所說明般,實施形態2之機車50於主催化劑180之上游及下游具有上游氧檢測構件77及下游氧檢測構件78。除此以外亦具有與實施形態1之機車1相同之配置關係。關於與實施形態1相同之配置關係,實現與實施形態1所述之效果相同的效果。
又,於實施形態2之機車50中,亦能夠應用上述變化例1-2之排氣系統之構成。於該情形時,獲得與變化例1-2相同之作用。
(實施形態2之變化例2-1)
圖16係將實施形態2之變化例2-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。圖17係將實施形態2之變化例2-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之仰視圖。圖18係表示實施形態2之變化例2-1之引擎本體及排氣系統之模式圖。於變化例2-1中,對於與實施形態2相同之構成要素,標註相同符號並省略詳細說明。
如圖16所示,與上述實施形態2相比,變化例2-1之主催化劑180係配置於下游。主催化劑180之具體構成與上述實施形態2相同。變化
例2-1之主催化劑180係配置於排氣管275內。與實施形態2同樣地,主催化劑180之上游端係配置於較消音器76之上游端76a更靠上游。
排氣管275與實施形態2之排氣管75同樣地連接於汽缸排氣通路部72(參照圖18)及消音器76。於排氣管275之中途設置有催化劑單元79。如圖18所示,將排氣管275之較催化劑單元79更靠上游之部分設為上游排氣管275a。將排氣管275之較催化劑單元79更靠下游之部分設為下游排氣管275b。下游排氣管275b係配置於消音器76內。再者,於圖18中,為簡化說明而將排氣管275描繪成一直線狀,但排氣管275並非一直線狀。
如圖16所示,主催化劑180係配置於較曲軸線Cr2更靠後方。即,自左右方向觀察,主催化劑180係配置於直線L3之後方。如上所述,直線L3係通過曲軸線Cr2而與上下方向平行地延伸之直線。又,自左右方向觀察,主催化劑180位於汽缸軸線Cy2之前方。
如圖16所示,自左右方向觀察,主催化劑180位於直線L4之後方。再者,直線L4係與汽缸軸線Cy2正交且與曲軸線Cr2正交之直線。
如圖18所示,將自排氣管275之上游端至主催化劑180之上游端之路徑長設為b12。將自主催化劑180之下游端至排氣管275之下游端之路徑長設為d12。自燃燒室70至主催化劑180之上游端之路徑長為a2+b12。自主催化劑180之下游端至釋出口76e之路徑長為d12+e2。
與上述實施形態2同樣地,變化例2-1之主催化劑180係配置於路徑長a2+b12短於路徑長d12+e2之位置。又,與上述實施形態2不同,變化例2-1之主催化劑180係配置於路徑長a2+b12長於路徑長d12之位置。進而,與上述實施形態2不同,變化例2-1之主催化劑180係配置於路徑長b12長於路徑長d12之位置。
上游氧檢測構件77係配置於排氣管275。上游氧檢測構件77係配
置於較主催化劑180更靠上游。上游氧檢測構件77係配置於上游排氣管275a(參照圖18)。
如圖18所示,將自燃燒室70至上游氧檢測構件77之路徑長設為h13。將自上游氧檢測構件77至主催化劑180之上游端之路徑長設為h14。與實施形態2同樣地,上游氧檢測構件77係配置於路徑長h13短於路徑長h14之位置。
下游氧檢測構件78係配置於排氣管275。下游氧檢測構件78係配置於較主催化劑180更靠下游。下游氧檢測構件78係配置於下游排氣管275a(參照圖18)。下游氧檢測構件78係配置於較消音器76更靠上游。
於變化例2-1中,關於與上述實施形態1相同之構成,實現上述實施形態1中所述之效果。
(實施形態3)
圖19係本發明之實施形態3之機車之側視圖。圖20係實施形態3之機車之仰視圖。圖21係將實施形態3之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。圖22係將實施形態3之機車之車體外殼等卸除之狀態之仰視圖。圖23係表示實施形態3之機車之引擎及排氣系統之模式圖。
實施形態3之車輛係所謂之速克達型之機車80。如圖21所示,機車80具備車體框架81。車體框架81具備頭管81a、主車架81b、左右一對之側框架81c、左右一對之後框架81d、及左右一對之座部框架81e。主車架81b自頭管81a朝後下方延伸。左右一對之側框架81c自主車架81b之下端部朝後方大致水平地延伸。左右一對之後框架81d自側框架81c之後端部朝向後上方延伸。左右一對之座部框架81e自後框架81d之後端部朝後方大致水平地延伸。
於頭管81a***有旋轉自如之轉向軸。於轉向軸之上部設有把手82。於把手82之附近配置有顯示裝置(未圖示)。於顯示裝置顯示有車
速、引擎轉速、各種警告等。
於轉向軸之下部支持有左右一對之前叉83。於前叉83之下端部支持有前輪84使之旋轉自如。
於左右一對之側框架81c安裝有置腳板85(參照圖19)。該置腳板85係供乘坐於後述座部86之騎乘者放置腳之場所。
於座部框架81e支持有座部86(參照圖19)。座部86於車輛前後方向自車體框架81之中間部朝向後端部延伸。
於座部86之下方形成有空間G1(參照圖21)。於該空間G1配置有儲物箱(未圖示)。儲物箱形成為上部開放之箱型。座部86兼具作為用於將儲物箱之上表面之開口開閉之蓋之功能。儲物箱係配置於左右兩座部框架81e之間。儲物箱係支持於後框架81d及座部框架81e。
如圖19所示,機車80具有覆蓋車體框架81等之車體外殼87。車體外殼87具有前外殼87a、護腿板87b、主外殼87c、底外殼87d。前外殼87a係配置於頭管81a之前方。護腿板87b係配置於頭管81a之後方。前外殼87a與護腿板87b覆蓋頭管81a及主車架81b。主外殼87c為自置腳板85之後部朝向上方豎立之形態。主外殼87c覆蓋儲物箱之大致整體。底外殼87d係配置於前外殼87a、護腿板87b、及主外殼87c之下方。底外殼87d係自前方及左右兩側覆蓋後述引擎本體94之前上部。
於車體框架81安裝有單元擺動式之單缸四衝程引擎單元93。單缸四衝程引擎單元93具有引擎本體94、及動力傳遞部95(參照圖20及圖22)。動力傳遞部95係連接於引擎本體94之後部。動力傳遞部95係配置於引擎本體94之左側。於動力傳遞部95收容有變速機。動力傳遞部95支持後輪88使之可旋轉。
引擎本體94與動力傳遞部95能夠一體地相對於車體框架81擺動。具體而言,圖21及如圖22所示,於引擎本體94之下部之左右兩端部連接有右連桿構件90R及左連桿構件90L。右連桿構件90R與左連桿
構件90L係自引擎本體94朝向前方延伸。右連桿構件90R與左連桿構件90L之各者之前端部經由樞軸89可轉動地連接於車體框架81。又,右連桿構件90R與左連桿構件90L分別經由樞軸91(參照圖21)可轉動地連接於引擎本體94。再者,圖20成為將右連桿構件90R及引擎本體94之後述導風板96等局部除去後之顯示。
單缸四衝程引擎單元93具備引擎本體94、動力傳遞部95、空氣清潔器(未圖示)、進氣管110(參照圖23)、排氣管111、消音器112、主催化劑116(單一燃燒室用主催化劑)、上游氧檢測構件113(單一燃燒室用上游氧檢測構件)、及下游氧檢測構件114(單一燃燒室用上游氧檢測構件)。又,單缸四衝程引擎單元93具有與實施形態1之電子控制單元45相同之電子控制單元。電子控制單元控制引擎本體94。
引擎本體94為單缸四衝程引擎。引擎本體94為強制空氣冷卻式之引擎。引擎本體94具備導風板96、風扇97、曲軸箱部98、及汽缸部99。
汽缸部99自曲軸箱部98朝向前方延伸。導風板96遍及汽缸部99之後部之全周而覆蓋。詳細而言,導風板96遍及後述汽缸體101整體及汽缸頭102整體之全周而覆蓋。然而,連接於汽缸頭102之排氣管111之周圍並不被覆蓋。導風板96覆蓋曲軸箱部98之右側部分。
風扇97係配置於導風板96與曲軸箱部98之間。導風板96之與風扇97對向之部分形成有用於吸入空氣之流入口。風扇97產生用於冷卻引擎本體94之氣流。更具體而言,藉由風扇97之旋轉,向導風板96內導入空氣。藉由該氣流碰撞引擎本體94而冷卻曲軸箱部98及汽缸部99。
曲軸箱部98具有曲軸箱本體100、及收容於曲軸箱本體100之曲軸104等。曲軸104之中心線(曲軸線)Cr3沿著左右方向延伸。於曲軸104之右端部連結有可一體旋轉之風扇97。風扇97係藉由曲軸104之旋
轉而被驅動。於曲軸箱本體100內儲藏有潤滑用油。該油係藉由油泵(未圖示)被搬送,而於引擎本體94內循環。
汽缸部99具有汽缸體101、汽缸頭102、頭蓋103、及收容於該等之內部之零件。如圖20所示,汽缸體101係連接於曲軸箱本體100之前部。汽缸頭102係連接於汽缸體101之前部。頭蓋103係連接於汽缸頭102之前部。
如圖23所示,於汽缸體101形成有汽缸孔101a。於汽缸孔101a內收容有可往復移動之活塞105。活塞105係經由連桿而連結於曲軸104。以下,將汽缸孔101a之中心線Cy3稱為汽缸軸線Cy3。如圖21所示,引擎本體94係以汽缸軸線Cy3沿著前後方向延伸之方式配置。更詳細而言,汽缸軸線Cy3之自曲軸箱部98朝向汽缸部99之方向為前上方。汽缸軸線Cy3之相對於水平方向之傾斜角度為0度以上且45度以下。
如圖23所示,於汽缸部99之內部形成有一個燃燒室106。燃燒室106係由汽缸體101之汽缸孔101a之內表面、汽缸頭102、及活塞105形成。如圖21所示,燃燒室106位於較曲軸線Cr3更靠前方。將該狀況換成如下表述。將通過曲軸線Cr3而與上下方向平行地延伸之直線設為L5。自左右方向觀察,燃燒室106係配置於直線L5之前方。
如圖23所示,於汽缸頭102形成有汽缸進氣通路部107、及汽缸排氣通路部108(單一燃燒室用汽缸排氣通路部)。於汽缸頭102,在形成燃燒室106之壁部形成有進氣埠107a及排氣埠108a。汽缸進氣通路部107係自進氣埠107a延伸至形成於汽缸頭102之外表面(上表面)之吸入口。汽缸排氣通路部108係自排氣埠108a延伸至形成於汽缸頭102之外表面(下表面)之排出口。供給至燃燒室106之空氣通過汽缸進氣通路部107內。自燃燒室106排出之廢氣通過汽缸排氣通路部108。
於汽缸進氣通路部107配置有進氣閥V5。於汽缸排氣通路部108
配置有排氣閥V6。進氣埠107a係藉由進氣閥V5之運動而開閉。排氣埠108a係藉由排氣閥V6之運動而開閉。於汽缸進氣通路部107之端部(吸入口)連接有進氣管110。於汽缸排氣通路部108之端部(排出口)連接有排氣管111。將汽缸排氣通路部108之路徑長設為a3。
如上所述,圖20成為將右連桿構件90R及導風板96等局部除去後之顯示。藉此,能夠看見汽缸頭102之下表面與排氣管111之連接部。如圖20及圖22所示,自下方觀察,排氣管111之上游端部係位於右連桿構件90R與左連桿構件90L之間。然而,如圖21所示,自左右方向觀察,排氣管111通過右連桿構件90R及左連桿構件90L之上方。因此,排氣管111並不通過右連桿構件90R與左連桿構件90L之間。
單缸四衝程引擎單元93係與實施形態1之引擎本體20同樣地具備火星塞、閥動機構、噴射器、節流閥。又,單缸四衝程引擎單元93係與實施形態1同樣地具備引擎轉速感測器、節流閥開度感測器等各種感測器。
如上所述,單缸四衝程引擎單元93具備引擎本體94、排氣管111、消音器112、主催化劑116、上游氧檢測構件113、及下游氧檢測構件114。消音器112具有面向大氣之釋出口112e。將燃燒室106至出口112e之路徑設為排氣路徑118(參照圖23)。排氣路徑118係由汽缸排氣通路部108、排氣管111及消音器112形成。排氣路徑118係供廢氣通過之空間。
如圖23所示,排氣管111之上游端部係連接於汽缸排氣通路部108。排氣管111之下游端部係連接於消音器112。於排氣管111之中途設有催化劑單元115。將排氣管111之較催化劑單元115更靠上游之部分設為上游排氣管111a。將排氣管111之較催化劑單元115更靠下游之部分設為下游排氣管111b。再者,於圖23中,為簡化說明而將排氣管111描繪成一直線狀,但排氣管111並非一直線狀。
如圖20所示,排氣管111係設於機車80之右部。如圖21所示,排氣管111之一部分位於曲軸線Cr3之下方。排氣管111具有2個彎曲部。將2個彎曲部中之上游之彎曲部僅稱為上游彎曲部。將2個彎曲部中之下游之彎曲部僅稱為下游彎曲部。自左右方向觀察,上游彎曲部係使廢氣流動方向自朝向下方變化成朝向後下方。自左右方向觀察,下游彎曲部係使廢氣流動方向自朝向後下方變化為朝向後上方。較下游彎曲部更靠下游之部分係位於曲軸線Cr3之下方。主催化劑116之下游端係配置於下游彎曲部。
於消音器112流入自排氣管111之下游端排出之廢氣。消音器112係連接於排氣管111。消音器112係以抑制廢氣之律動波之方式構成。藉此,消音器112能夠減小因廢氣產生之聲音(排氣音)之音量。於消音器112內設有複數之膨脹室、及連通膨脹室彼此之複數之管。排氣管111之下游端部係配置於消音器112之膨脹室內。於消音器112之下游端設有面向大氣之釋出口112e。如圖23所示,將自排氣管111之下游端至釋出口112e之排氣路徑之路徑長設為e3。通過消音器112後之廢氣係自釋出口112e被釋放至大氣。如圖21所示,釋出口112e位於較曲軸線Cr3更靠後方。
主催化劑116係配置於排氣管111內。主催化劑116之上游端係配置於較消音器112之上游端112a更靠上游。催化劑單元115具有筒狀之殼體117、及主催化劑116。殼體117之上游端係連接於上游排氣管111a。殼體117之下游端係連接於下游排氣管111b。殼體117構成排氣管111之一部分。主催化劑116係固定於殼體117之內部。廢氣係藉由通過主催化劑116而被淨化。自燃燒室106之排氣埠108a排出之所有廢氣通過主催化劑116。主催化劑116於排氣路徑118最大程度地淨化自燃燒室106排出之廢氣。
主催化劑116之材質係與實施形態1之主催化劑39相同。主催化劑
116具有多孔構造。於主催化劑116形成有相比上游排氣管111a之路徑寬度而足夠細微之複數之孔。如圖23所示,將主催化劑116之路徑方向之長度設為c3。將主催化劑116之與路徑方向垂直之方向之最大寬度設為w3。主催化劑116之長度c3長於主催化劑116之最大寬度w3。
如圖23所示,殼體117具有催化劑配置通路部117b、上游通路部117a、及下游通路部117c。於催化劑配置通路部117b配置有主催化劑116。於路徑方向上,催化劑配置通路部117b之上游端及下游端為與主催化劑116之上游端及下游端分別相同之位置。催化劑配置通路部117b之與路徑方向正交之剖面之面積大致固定。上游通路部117a係連接於催化劑配置通路部117b之上游端。下游通路部117c係連接於催化劑配置通路部117b之上游端。
上游通路部117a之至少一部分形成為錐狀。該錐部係朝向下游而內徑變大。下游通路部117c之至少一部分形成為錐狀。該錐部係朝向下游而內徑變小。將催化劑配置通路部117b之與路徑方向正交之剖面之面積設為S3。上游通路部117a之上游端(至少一部分)之與路徑方向正交之剖面之面積小於面積S3。下游通路部117c之至少一部分之與路徑方向正交之剖面之面積小於面積S3。此處之下游通路部117c之至少一部分包含下游通路部117c之下游端。
如圖21所示,主催化劑116係配置於較曲軸線Cr3更靠前方。即,自左右方向觀察,主催化劑116係配置於直線L5之前方。如上述般,直線L5為通過曲軸線Cr3而與上下方向平行地延伸之直線。當然,主催化劑116之上游端亦配置於較曲軸線Cr3更靠前方。又,自左右方向觀察,主催化劑116位於汽缸軸線Cy3之前方(下方)。
如圖21所示,將與汽缸軸線Cy3正交且與曲軸線Cr3正交之直線設為L6。自左右方向觀察,主催化劑116位於直線L6之前方。
如圖23所示,將自排氣管111之上游端至主催化劑116之上游端之
路徑長設為b3。路徑長b3係包含上游排氣管111a及催化劑單元115之上游通路部117a之通路部之路徑長。換言之,路徑長b3係自汽缸排氣通路部108之下游端至主催化劑116之上游端之路徑長。又,將自主催化劑116之下游端至排氣管111之下游端之路徑長設為d3。路徑長d3係包含催化劑單元115之下游通路部117c及下游排氣管111b之通路部之路徑長。自燃燒室106至主催化劑116之上游端之路徑長為a3+b3。自主催化劑116之下游端至釋出口112e之路徑長為d3+e3。
與上述實施形態1同樣地,主催化劑116係配置於路徑長a3+b3短於路徑長d3+e3之位置。又,與上述實施形態1同樣地,主催化劑116係配置於路徑長a3+b3短於路徑長d3之位置。進而,與上述實施形態1同樣地,主催化劑116係配置於路徑長b3短於路徑長d3之位置。
上游氧檢測構件113係配置於排氣管111。上游氧檢測構件113係配置於較主催化劑116更靠上游。上游氧檢測構件113係配置於上游排氣管111a(參照圖23)。上游氧檢測構件113係檢測廢氣所含之氧濃度之感測器。上游氧檢測構件113之構造與實施形態1之上游氧檢測構件相同。
如圖23所示,將自燃燒室106至上游氧檢測構件113之路徑長設為h5。將自上游氧檢測構件113至主催化劑116之上游端之路徑長設為h6。與實施形態1不同,上游氧檢測構件113係配置於路徑長h5長於路徑長h6之位置。
下游氧檢測構件114係配置於排氣管111。下游氧檢測構件114係配置於較主催化劑116更靠下游。下游氧檢測構件114係配置於催化劑單元115之殼體117。更具體而言,下游氧檢測構件114係配置於下游通路部117c(參照圖23)。下游氧檢測構件114係檢測廢氣所含之氧濃度之感測器。下游氧檢測構件114之構造與實施形態1之上游氧檢測構件37相同。
如以上所說明般,實施形態3之機車80於主催化劑116之上游及下游具有上游氧檢測構件113及下游氧檢測構件114。除此以外亦具有與實施形態1之機車1相同之配置關係。關於與實施形態1相同之配置關係,實現與實施形態1所述之效果相同之效果。
自一個燃燒室106至上游氧檢測構件113之上游端之路徑長(h5)長於自上游氧檢測構件113至主催化劑116之上游端之路徑長(h6)。因此,上游氧檢測構件113係配置於靠近主催化劑116之位置。因此,可精度更良好地檢測流入至主催化劑116之廢氣之氧濃度。藉此,可精度更良好地進行基於上游氧檢測構件113之信號之燃燒控制。其結果,可進一步提高主催化劑116之廢氣淨化性能。又,藉由使燃燒控制之精度提高,可使主催化劑116之劣化之進展減慢。因此,可將機車80之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
又,於實施形態3之機車80中,亦可應用上述變化例1-2之排氣系統之構成。於該情形時,獲得與變化例1-2相同之作用。
(實施形態3之變化例3-1)
圖24係將實施形態3之變化例3-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。圖25係將實施形態3之變化例3-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之仰視圖。圖26係表示實施形態3之變化例3-1之引擎本體及排氣系統之模式圖。於變化例3-1中,對於與實施形態3相同之構成要素,標註相同符號並省略詳細說明。
如圖24所示,與上述實施形態3相比,變化例3-1之主催化劑116配置於下游。主催化劑116之具體構成與上述實施形態3相同。變化例3-1之主催化劑116係配置於排氣管2111內。與實施形態3同樣地,主催化劑116之上游端係配置於較消音器112之上游端112a更靠上游。
排氣管2111與實施形態3之排氣管111同樣地連接於汽缸排氣通路部108(參照圖26)及消音器112。於排氣管2111之中途設置有催化劑單
元2115。如圖26所示,將排氣管2111之較催化劑單元2115更靠上游之部分設為上游排氣管2111a。將排氣管2111之較催化劑單元2115更靠下游之部分設為下游排氣管2111b。下游排氣管2111b係配置於消音器112內。再者,於圖26中,為簡化說明而將排氣管2111描繪成一直線狀,但排氣管2111並非一直線狀。
催化劑單元2115具有主催化劑116、及殼體2117。殼體2117具有上游通路部2117a、催化劑配置通路部2117b、及下游通路部2117c。於路徑方向上,催化劑配置通路部2117b之上游端及下游端為與主催化劑116之上游端及下游端分別相同之位置。
如圖24所示,主催化劑116係配置於較曲軸線Cr3更靠後方。即,自左右方向觀察,主催化劑116係配置於直線L5之後方。如上所述,直線L5係通過曲軸線Cr3而與上下方向平行地延伸之直線。又,自左右方向觀察,主催化劑116位於汽缸軸線Cy3之前方(下方)。
如圖24所示,自左右方向觀察,主催化劑116位於直線L6之後方。再者,直線L6係與汽缸軸線Cy3正交且與曲軸線Cr3正交之直線。
如圖26所示,將自排氣管2111之上游端至主催化劑116之上游端之路徑長設為b13。將自主催化劑116之下游端至排氣管2111之下游端之路徑長設為d13。自燃燒室106至主催化劑116之上游端之路徑長為a3+b13。自主催化劑116之下游端至釋出口112e之路徑長為d13+e3。
與上述實施形態3同樣地,變化例3-1之主催化劑116係配置於路徑長a3+b13短於路徑長d13+e3之位置。又,與上述實施形態3不同,變化例3-1之主催化劑116係配置於路徑長a3+b13長於路徑長d13之位置。進而,與上述實施形態3不同,變化例3-1之主催化劑116係配置於路徑長b13長於路徑長d13之位置。
上游氧檢測構件113係配置於排氣管2111。上游氧檢測構件113係配置於較主催化劑116更靠上游。上游氧檢測構件113係配置於上游排氣管2111a(參照圖26)。
如圖26所示,將自燃燒室106至上游氧檢測構件113之路徑長設為h15。將自上游氧檢測構件113至主催化劑116之上游端之路徑長設為h16。與上述實施形態3不同,上游氧檢測構件113係配置於路徑長h15短於路徑長h16之位置。該構成與上述實施形態1相同。
下游氧檢測構件114係配置於排氣管2111。下游氧檢測構件114係配置於較主催化劑116更靠下游。下游氧檢測構件114係配置於下游排氣管2111b(參照圖26)。下游氧檢測構件114貫通消音器112之側壁部。下游氧檢測構件114之一端部(檢測部)配置於下游排氣管2111b內。下游氧檢測構件114之另一端部配置於消音器112外。
於變化例3-1中,關於與上述實施形態1相同之構成,實現上述實施形態1中所述之效果。
(實施形態4)
圖27係本發明之實施形態4之機車之側視圖。圖28係實施形態4之機車之仰視圖。圖29係將實施形態4之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。圖30係將實施形態4之機車之車體外殼等卸除之狀態之仰視圖。圖31係表示實施形態4之機車之引擎及排氣系統之模式圖。
實施形態4之車輛係所謂之運動速克達型之機車120。如圖29所示,機車120具有車體框架121。車體框架121具有頭管121a、主車架121b、右座軌122R、左座軌122L、左右一對之底框架121c、及橫向構件121d(參照圖30)。主車架121b自頭管121a朝向後下方延伸。底框架121c自主車架121b之中途部朝向後下方延伸後,向後方彎曲而朝向後方大致水平地延伸。如圖30所示,橫向構件121d連結於左右之底框架121c。橫向構件121d沿著左右方向延伸。如圖29所示,左座軌122L
自主車架121b之中途部朝向後上方延伸。如圖30所示,右座軌122R連接於橫向構件121d之右端部。如圖29所示,右座軌122R自橫向構件121d朝向上方延伸後,向後方彎曲。右座軌122R之後部係與左座軌122L大致平行地延伸。
於頭管121a***有旋轉自如之轉向軸。於轉向軸之上部設有把手123。於把手123之附近配置有顯示裝置(未圖示)。於顯示裝置顯示有車速、引擎轉速、各種警告等。
於轉向軸之下部支持有左右一對之前叉124。於前叉124之下端部支持有前輪125使之旋轉自如。
於左右之座軌122L、122R支持有座部126(參照圖27)。
如圖27所示,機車120具有覆蓋車體框架121等之車體外殼127。車體外殼127具有前外殼127a、主外殼127b、底外殼127c。前外殼127a覆蓋頭管121a、及主車架121b之上部。主車架121b之下部被主外殼127b及底外殼127c覆蓋。主外殼127b覆蓋右座軌122R、左座軌122L。底外殼127c覆蓋底框架121c、及橫向構件121d。主外殼127b覆蓋後述之引擎本體133之前部、及空氣清潔器147(參照圖29)。空氣清潔器147配置於引擎本體133之前方。
於車體框架121安裝有單元擺動式之單缸四衝程引擎單元132。單缸四衝程引擎單元132具有引擎本體133、及動力傳遞部134(參照圖28及圖30)。動力傳遞部134連接於引擎本體133之後部。動力傳遞部134配置於引擎本體133之左側。於動力傳遞部134收容有變速機。動力傳遞部134支持後輪128使之可旋轉。
引擎本體133與動力傳遞部134能夠一體地相對於車體框架121擺動。具體而言,圖29及如圖30所示,於引擎本體133之下部之左右兩端部連接有右連桿構件130R及左連桿構件130L。右連桿構件130R與左連桿構件130L係自引擎本體133朝向前方延伸。右連桿構件130R與
左連桿構件130L之各者之前端部經由樞軸129而可轉動地連接於車體框架121(底框架121c)。又,右連桿構件130R與左連桿構件130L分別經由樞軸131而可轉動地連接於引擎本體133。
單缸四衝程引擎單元132為水冷式之引擎。單缸四衝程引擎單元132具備引擎本體133、水冷卻裝置135、動力傳遞部134、空氣清潔器147(參照圖29及圖30)、進氣管148(參照圖29)、排氣管149、消音器150、主催化劑154(單一燃燒室用主催化劑)、上游氧檢測構件151(單一燃燒室用上游氧檢測構件)、及下游氧檢測構件152(單一燃燒室用上游氧檢測構件)。又,單缸四衝程引擎單元132具有與實施形態1之電子控制單元45相同之電子控制單元。電子控制單元控制引擎本體133。
水冷卻裝置135具有散熱器(未圖示)、水泵(未圖示)、風扇(未圖示)、及外殼部135a。風扇配置於引擎本體133之後部之右側。散熱器配置於風扇之右側。外殼部135a自右側覆蓋散熱器。進而,外殼部135a自上下及前後覆蓋散熱器及風扇。
引擎本體133為單缸四衝程引擎。如圖29所示,引擎本體133具備曲軸箱部136及汽缸部137。汽缸部137自曲軸箱部136朝向前方延伸。
曲軸箱部136具有曲軸箱本體138、及收容於曲軸箱本體138之曲軸142等。曲軸142之中心線(曲軸線)Cr4沿著左右方向延伸。於曲軸箱本體138內儲藏有潤滑用油。該油係藉由油泵(未圖示)被搬送,而於引擎本體133內循環。
於曲軸142之右端部連結有可一體旋轉之水冷卻裝置135之風扇。風扇係藉由曲軸142之旋轉而被驅動。風扇產生用於冷卻引擎本體133之氣流。更具體而言,藉由風扇之旋轉,向外殼部135a內吸入空氣。吸入之空氣與散熱器之冷卻水進行熱交換,藉此將冷卻水冷
卻。然後,藉由經冷卻之冷卻水將引擎本體133冷卻。
汽缸部137具有汽缸體139、汽缸頭140、頭蓋141、及收容於該等之內部之零件。圖29及如圖30所示,汽缸體139連接於曲軸箱本體138之前部。汽缸頭140連接於汽缸體139之前部。如圖29所示,頭蓋141連接於汽缸頭140之前部。
如圖31所示,於汽缸體139形成有汽缸孔139a。於汽缸孔139a內收容有可往復移動之活塞143。活塞143經由連桿而連結於曲軸142。以下,將汽缸孔139a之中心線Cy4稱為汽缸軸線Cy4。如圖29所示,引擎本體133係以汽缸軸線Cy4沿著前後方向延伸之方式配置。更詳細而言,自汽缸軸線Cy4之曲軸箱部136朝向汽缸部137之方向為前上方。汽缸軸線Cy4之相對於水平方向之傾斜角度為0度以上且45度以下。
如圖31所示,於汽缸部137之內部形成有一個燃燒室144。燃燒室144係由汽缸體139之汽缸孔139a之內表面、汽缸頭140、及活塞143而形成。如圖20所示,燃燒室144位於較曲軸線Cr4更靠前方。將該狀況換成如下表述。將通過曲軸線Cr4而與上下方向平行地延伸之直線設為L7。自左右方向觀察,燃燒室144係配置於直線L7之前方。
如圖31所示,於汽缸頭140形成有汽缸進氣通路部145、及汽缸排氣通路部146(單一燃燒室用汽缸排氣通路部)。於汽缸頭140,在形成燃燒室144之壁部形成有進氣埠145a及排氣埠146a。汽缸進氣通路部145自進氣埠145a延伸至形成於汽缸頭140之外表面(上表面)之吸入口。汽缸排氣通路部146自排氣埠146a延伸至形成於汽缸頭140之外表面(下表面)之排出口。供給至燃燒室144之空氣通過汽缸進氣通路部145內。自燃燒室144排出之廢氣通過汽缸排氣通路部146。
於汽缸進氣通路部145配置有進氣閥V7。於汽缸排氣通路部146配置有排氣閥V8。進氣埠145a係藉由進氣閥V7之運動而開閉。排氣
埠146a係藉由排氣閥V8之運動而開閉。於汽缸進氣通路部145之端部(吸入口)連接有進氣管148。於汽缸排氣通路部146之端部(排出口)連接有排氣管149。將汽缸排氣通路部146之路徑長設為a4。
如圖30所示,排氣管149係連接於汽缸頭140之下表面。自下方觀察,排氣管149之上游端部位於右連桿構件130R與左連桿構件130L之間。進而,如圖29所示,自左右方向觀察,排氣管149之一部分係與右連桿構件130R及左連桿構件130L重疊。因此,排氣管149通過右連桿構件130R及左連桿構件130L之間。
單缸四衝程引擎單元132係與實施形態1同樣地具備火星塞、閥動機構、噴射器、節流閥。又,單缸四衝程引擎單元132係與實施形態1同樣地具備引擎轉速感測器、節流閥開度感測器等各種感測器。
如上所述,單缸四衝程引擎單元132具備引擎本體133、排氣管149、消音器150、主催化劑154、上游氧檢測構件151、及下游氧檢測構件152。消音器150具有面向大氣之釋出口150e。將燃燒室144至釋出口150e之路徑設為排氣路徑156(參照圖31)。排氣路徑156係由汽缸排氣通路部146、排氣管149及消音器150形成。排氣路徑156係供廢氣通過之空間。
如圖31所示,排氣管149之上游端部係連接於汽缸排氣通路部146。排氣管149之下游端部係連接於消音器150。於排氣管149之中途設有催化劑單元153。將排氣管149之較催化劑單元153更靠上游之部分設為上游排氣管149a。將排氣管149之較催化劑單元153更靠下游之部分設為下游排氣管149b。再者,於圖31中,為簡化說明而將排氣管149描繪成一直線狀,但排氣管149並非一直線狀。
如圖28及圖30所示,排氣管149之大部分係設於機車120之右部。排氣管149之上游端部位於機車120之左右方向之大致中央部。如圖29所示,排氣管149之一部分位於曲軸線Cr4之下方。排氣管149具
有2個彎曲部。將2個彎曲部中之上游之彎曲部僅稱為上游彎曲部。將2個彎曲部中之下游之彎曲部僅稱為下游彎曲部。自左右方向觀察,上游彎曲部係使廢氣流動方向自沿著上下方向延伸之方向變化成沿著前後方向延伸的方向。更具體而言,自左右方向觀察,上游彎曲部使廢氣流動方向自朝向下方變化成朝向後下方。自左右方向觀察,下游彎曲部使廢氣流動方向自朝向後下方變化成朝向後方。較下游彎曲部更靠下游之部分位於曲軸線Cr4之下方。主催化劑154配置於該等2個彎曲部之間。
於消音器150流入自排氣管149之下游端排出之廢氣。消音器150係連接於排氣管149。消音器150係以抑制廢氣之律動波之方式構成。藉此,消音器150能夠減小因廢氣產生之聲音(排氣音)之音量。於消音器150內設有複數之膨脹室、及連通膨脹室彼此之複數之管。排氣管149之下游端部係配置於消音器150之膨脹室內。於消音器150之下游端設有面向大氣之釋出口150e。如圖31所示,將自排氣管149之下游端至釋出口150e之排氣路徑之路徑長設為e4。通過消音器150後之廢氣係自釋出口150e被釋放至大氣。如圖29所示,釋出口150e位於較曲軸線Cr4更靠後方。
主催化劑154係配置於排氣管149內。主催化劑154之上游端係配置於較消音器150之上游端150a更靠上游。催化劑單元153具有筒狀之殼體155、及催化劑單元153。殼體155之上游端連接於上游排氣管149a。殼體155之下游端連接於下游排氣管149b。殼體155構成排氣管149之一部分。主催化劑154係固定於殼體155之內部。廢氣係藉由通過主催化劑154而被淨化。自燃燒室144之排氣埠146a排出之所有廢氣通過主催化劑154。主催化劑154於排氣路徑156中最大程度地淨化自燃燒室144排出之廢氣。
主催化劑154之材質係與實施形態1之主催化劑39相同。主催化
劑154具有多孔構造。於主催化劑154形成有相比上游排氣管149a之路徑寬度而足夠細微之複數之孔。如圖31所示,將主催化劑154之路徑方向之長度設為c4。將主催化劑154之與路徑方向垂直之方向之最大寬度設為w4。主催化劑154之長度c4長於主催化劑154之最大寬度w4。
如圖31所示,殼體155具有催化劑配置通路部155b、上游通路部155a、及下游通路部155c。於催化劑配置通路部155b配置有主催化劑154。於路徑方向上,催化劑配置通路部155b之上游端及下游端為與主催化劑154之上游端及下游端分別相同之位置。催化劑配置通路部155b之與路徑方向正交之剖面之面積大致固定。上游通路部155a係連接於催化劑配置通路部155b之上游端。下游通路部155c係連接於催化劑配置通路部155b之上游端。
上游通路部155a之至少一部分形成為錐狀。該錐部係朝向下游而內徑變大。下游通路部155c之至少一部分形成為錐狀。該錐部係朝向下游而內徑變小。將催化劑配置通路部155b之與路徑方向正交之剖面之面積設為S4。上游通路部155a之至少一部分之與路徑方向正交之剖面之面積小於面積S4。於此處之上游通路部155a之至少一部分包含上游通路部155a之上游端。下游通路部155c之至少一部分之與路徑方向正交之剖面之面積小於面積S4。於此處之下游通路部155c之至少一部分包含下游通路部155c之下游端。
如圖29所示,主催化劑154配置於較曲軸線Cr4更靠前方。即,自左右方向觀察,主催化劑154配置於直線L7之前方。如上述般,直線L7係通過曲軸線Cr4而與上下方向平行地延伸之直線。當然,主催化劑154之上游端亦配置於較曲軸線Cr4更靠前方。又,自左右方向觀察,主催化劑154位於汽缸軸線Cy4之前方(下方)。
如圖29所示,將與汽缸軸線Cy4正交且與曲軸線Cr4正交之直線
設為L8。自左右方向觀察,主催化劑154位於直線L8之前方。
如圖31所示,將自排氣管149之上游端至主催化劑154之上游端之路徑長設為b4。路徑長b4係包含上游排氣管149a及催化劑單元153之上游通路部155a之通路部之路徑長。換言之,路徑長b4係自汽缸排氣通路部146之下游端至主催化劑154之上游端之路徑長。又,將自主催化劑154之下游端至排氣管149之下游端之路徑長設為d4。路徑長d4係包含催化劑單元153之下游通路部155c及下游排氣管149b之通路部之路徑長。自燃燒室144至主催化劑154之上游端之路徑長為a4+b4。自主催化劑154之下游端至釋出口150e之路徑長為d4+e4。
與上述實施形態1同樣地,主催化劑154係配置於路徑長a4+b4短於路徑長d4+e4之位置。又,與上述實施形態1同樣地,主催化劑154係配置於路徑長a4+b4短於路徑長d4之位置。進而,與上述實施形態1同樣地,主催化劑154係配置於路徑長b4短於路徑長d4之位置。
上游氧檢測構件151係配置於排氣管149。上游氧檢測構件151係配置於較主催化劑154更靠上游。上游氧檢測構件151係檢測廢氣所含之氧濃度之感測器。上游氧檢測構件151之構造與實施形態1之上游氧檢測構件相同。
如圖31所示,將自燃燒室144至上游氧檢測構件151之路徑長設為h7。將自上游氧檢測構件151至主催化劑154之上游端之路徑長設為h8。與上述實施形態1同樣地,上游氧檢測構件151係配置於路徑長h7短於路徑長h8之位置。
如以上所說明般,實施形態4之機車120於主催化劑154之上游及下游具有上游氧檢測構件151及下游氧檢測構件152。除此以外亦具有與實施形態1之機車1相同之配置關係。關於與實施形態1相同之配置關係,實現與實施形態1所述之效果相同之效果。
又,於實施形態4之機車120中,亦可應用上述變化例1-2之排氣
系統之構成。於該情形時,獲得與變化例1-2相同之作用。
(實施形態4之變化例4-1)
圖32係將實施形態4之變化例4-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之側視圖。圖33係將實施形態4之變化例4-1之機車之車體外殼等卸除之狀態之仰視圖。圖34係表示實施形態4之變化例4-1之引擎本體及排氣系統之模式圖。於變化例4-1中,對於與實施形態4相同之構成要素,標註相同符號並省略詳細說明。
如圖32所示,與上述實施形態4相比,變化例4-1之主催化劑154配置於下游。主催化劑154之具體構成與上述實施形態4相同。變化例4-1之主催化劑154係配置於排氣管2149內。與實施形態4同樣地,主催化劑154之上游端係配置於較消音器150之上游端150a更靠上游。
排氣管2149與實施形態4之排氣管149同樣地連接於汽缸排氣通路部146(參照圖34)及消音器150。於排氣管2149之中途設置有催化劑單元153。如圖34所示,將排氣管2149之較催化劑單元153更靠上游之部分設為上游排氣管2149a。將排氣管2149之較催化劑單元153更靠下游之部分設為下游排氣管2149b。下游排氣管2149b係配置於消音器150內。再者,於圖34中,為簡化說明而將排氣管2149描繪成一直線狀,但排氣管2149並非一直線狀。
如圖32所示,主催化劑154係配置於較曲軸線Cr4更靠後方。即,自左右方向觀察,主催化劑154係配置於直線L7之後方。如上所述,直線L7係通過曲軸線Cr4而與上下方向平行地延伸之直線。又,自左右方向觀察,主催化劑154位於汽缸軸線Cy4之前方(下方)。
如圖32所示,自左右方向觀察,主催化劑154位於直線L8之後方。再者,直線L8係與汽缸軸線Cy4正交且與曲軸線Cr4正交之直線。
如圖34所示,將自排氣管2149之上游端至主催化劑154之上游端
之路徑長設為b14。將自主催化劑154之下游端至排氣管2149之下游端之路徑長設為d14。自燃燒室144至主催化劑154之上游端之路徑長為a4+b14。自主催化劑154之下游端至釋出口150e之路徑長為d14+e4。
與上述實施形態4同樣地,變化例4-1之主催化劑154係配置於路徑長a4+b14短於路徑長d14+e4之位置。又,與上述實施形態4不同,變化例4-1之主催化劑154係配置於路徑長a4+b14長於路徑長d14之位置。進而,與上述實施形態4不同,變化例4-1之主催化劑154係配置於路徑長b14長於路徑長d14之位置。
上游氧檢測構件151係配置於排氣管2149。上游氧檢測構件151係配置於較主催化劑154更靠上游。上游氧檢測構件151係配置於上游排氣管2149a(參照圖34)。
如圖34所示,將自燃燒室144至上游氧檢測構件151之路徑長設為h17。將自上游氧檢測構件151至主催化劑154之上游端之路徑長設為h18。與上述實施形態4同樣地,上游氧檢測構件151係配置於路徑長h17短於路徑長h18之位置。
下游氧檢測構件152係配置於排氣管2149。下游氧檢測構件152係配置於較主催化劑154更靠下游。下游氧檢測構件152係配置於下游排氣管2149b(參照圖34)。下游氧檢測構件152貫通消音器150之側壁部。下游氧檢測構件152之一端部(檢測部)配置於下游排氣管2149b內。下游氧檢測構件152之另一端部配置於消音器150外。
於變化例4-1中,關於與上述實施形態1相同之構成,實現上述實施形態1中所述之效果。
以上,對本發明之較佳實施形態進行了說明,但本發明並非限定於上述實施形態者,只要不超出申請專利範圍之記載便可進行各種變更。又,可適當地組合後述變更例而實施。
於上述實施形態1~4中,催化劑單元38、79、115、153之殼體40、181、117、155、與上游排氣管34a、75a、111a、149a係分別形成後再接合。然而,催化劑單元38、79、115、153之殼體40、181、117、155、與上游排氣管34a、75a、111a、149a亦可一體成形。
於上述實施形態1~4中,催化劑單元38、79、115、153之殼體40、181、117、155、與下游排氣管34b、75b、111b、149b係分別形成後再接合。然而,催化劑單元38、79、115、153之殼體40、181、117、155、與下游排氣管34b、75b、111b、149b亦可一體成形。
上述實施形態1之排氣管34之形狀並不限定於圖1~圖3所示之形狀。又,消音器35之內部構造並不限定於圖5之模式圖所示之構造。關於上述實施形態2~4之排氣管75、111、149及消音器76、112、150亦相同。
於上述實施形態1~4中,主催化劑39、116、180、154及消音器35、76、112、150係配置於較機車1、50、80、120之左右方向中央更靠右側。然而,主催化劑及消音器亦可配置於較機車之左右方向中央更靠左側。再者,所謂機車之左右方向中央,係指自上下方向觀察時,通過前輪之左右方向中央與後輪之左右方向中央之直線之位置。
於上述實施形態1~4中,排氣管34、75、111、149之一部分位於曲軸線Cr1~Cr4之下方。然而,排氣管(單一燃燒室用排氣管)之一部分亦可位於曲軸線之上方。
於上述實施形態1~4中,主催化劑39、180、116、154為三元催化劑。然而,本發明之單一燃燒室用主催化劑亦可並非三元催化劑。單一燃燒室用主催化劑亦可為將烴、一氧化碳、及氮氧化物之任一者或任兩者除去之催化劑。又,單一燃燒室用主催化劑亦可並非氧化還原催化劑。主催化劑亦可為僅以氧化或還原之任一者除去有害物質之氧化催化劑或還原催化劑。作為還原催化劑之一例,有藉由還原反應
除去氮氧化物之催化劑。該變化例亦可應用於上游副催化劑300。
於上述實施形態1中,主催化劑39之路徑方向之長度c1大於最大寬度w1。關於上述實施形態2~4之主催化劑180、116、154亦相同。然而,本發明之單一燃燒室用主催化劑亦可為路徑方向之長度短於與路徑方向垂直之方向之最大寬度。其中,本發明之單一燃燒室用主催化劑構成為於排氣路徑中最大程度地淨化廢氣。此處所謂排氣路徑係指自燃燒室至面向大氣之釋出口之路徑。
本發明之單一燃燒室用主催化劑亦可構成為複數片催化劑近接配置。各片具有基材及催化劑物質。此處,所謂近接係指片彼此之相隔距離短於各片之路徑方向之長度之狀態。複數片之基材之組成可為一種,亦可為複數種。複數片催化劑之催化劑物質之貴金屬可為一種,亦可為複數種。催化劑物質之載體之組成可為一種,亦可為複數種。該變化例亦可應用於上游副催化劑200。
於上述實施形態1之變化例1-2中,上游副催化劑300不具有多孔構造。然而,上游副催化劑300亦可具有多孔構造。
主催化劑39、180、116、154之配置位置並不限定於各圖所示之位置。其中,主催化劑之上游端係配置於較消音器之上游端更靠上游。以下,對主催化劑之配置位置之具體變更例進行說明。
於上述實施形態1~4中,主催化劑39、180、116、154係配置於排氣管34、75、111、149。然而,主催化劑亦可配置於汽缸部22、63、99、137之汽缸排氣通路部31、72、108、146。
於上述實施形態1~4及上述變化例1-1、1-2、2-1、3-1、4-1中,主催化劑39、180、116、154之下游端位於較消音器35、76、112、150之上游端更靠上游。然而,例如,如圖35所示,於路徑方向上,主催化劑39之下游端與消音器435之上游端435a亦可為大致相同之位置。又,例如,如圖36、圖37、圖38所示,主催化劑39之下游端亦可
位於較消音器535之上游端535a更靠下游。
主催化劑39、180、116、154之至少一部分亦可配置於較曲軸線Cr1~Cr4更靠前方。又,主催化劑39、180、116、154之至少一部分亦可配置於較曲軸線Cr1~Cr4更靠後方。
自左右方向觀察,主催化劑39、180、116、154之至少一部分亦可配置於直線L2、L4、L6、L8之前方。又,自左右方向觀察,主催化劑39、180、116、154之至少一部分亦可配置於直線L2、L4、L6、L8之後方。
上述實施形態1之主催化劑39係配置於路徑長a1+b1短於路徑長d1+e1之位置。然而,主催化劑39亦可配置於路徑長a1+b1長於路徑長d1+e1之位置。再者,路徑長a1+b1係自燃燒室29至主催化劑39之上游端之路徑長。路徑長d1+e1係自主催化劑39之下游端至釋出口35e之路徑長。該變化例亦可應用於上述實施形態2~4之主催化劑180、116、154。
上述實施形態之變化例1-2之上游副催化劑300係設置於較主催化劑39更靠上游。具體而言,上游副催化劑300係設置於上游排氣管34a。然而,設置於較主催化劑39更靠上游之上游副催化劑(單一燃燒室用上游副催化劑)之配置位置並不限定於上游排氣管34a。上游副催化劑亦可設置於汽缸排氣通路部31。又,上游副催化劑亦可設置於催化劑單元38之上游通路部40a。該變化例亦可應用於上述實施形態2~4。
亦可於主催化劑之下游設置下游副催化劑(單一燃燒室用下游副催化劑)。下游副催化劑亦可為與上述實施形態之變化例1-2之上游副催化劑300相同之構成。又,下游副催化劑亦可為多孔構造。例如,如圖39(c)及圖39(d)所示,亦可於排氣管34設置下游副催化劑301。又,下游副催化劑亦可設置於消音器35內。又,下游副催化劑亦可設
置於較排氣管34之下游端更靠下游。又,於將主催化劑設於汽缸排氣通路部之情形時,下游副催化劑亦可設於汽缸排氣通路部。該等變化例亦可應用於上述實施形態2~4。又,於設置下游副催化劑之情形時,亦可於主催化劑之上游設置上游副催化劑300。下游副催化劑係設於較主催化劑更靠下游。因此,主催化劑之劣化之進展較下游副催化劑快。然而,即便主催化劑之劣化達到特定位準,亦可藉由下游副催化劑維持廢氣之淨化性能。因此,可將機車之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
於在主催化劑之下游設置下游副催化劑之情形時,主催化劑係於排氣路徑中最大程度地淨化自燃燒室排出之廢氣。主催化劑與下游副催化劑之各者之淨化貢獻度能夠藉由變化例1-2所述之測定方法進行測定。將變化例1-2所述之測定方法中之「前催化劑」設為主催化劑,將「後催化劑」設為「下游副催化劑」。
於在主催化劑之下游設置下游副催化劑之情形時,下游副催化劑之淨化能力可小於主催化劑之淨化能力,亦可大於主催化劑之淨化能力。即,於僅設置下游副催化劑時之廢氣淨化率可小於僅設置主催化劑時之廢氣淨化率,亦可大於僅設置主催化劑時之廢氣淨化率。
於在主催化劑之下游設置下游副催化劑之情形時,主催化劑相比下游副催化劑而劣化更快。因此,若累積行駛距離變長,則有主催化劑與下游副催化劑之淨化貢獻度之大小關係顛倒之情形。本發明之單一燃燒室用主催化劑係於排氣路徑中最大程度地淨化自燃燒室排出之廢氣。此係產生如上所述之顛倒現象之前之狀態。即,此係累積行駛距離未達到特定距離(例如1000km)之狀態。
於本發明中,設於單缸四衝程引擎單元之催化劑之數可為1個亦可為複數個。於催化劑為複數個之情形時,於排氣路徑中,最大程度地淨化自燃燒室排出之廢氣之催化劑相當於本發明之單一燃燒室用主
催化劑。於催化劑為1個之情形時,該1個催化劑係本發明之單一燃燒室用主催化劑。亦可於主催化劑之上游與下游設置上游副催化劑及下游副催化劑。亦可於較主催化劑更靠上游設置2個以上之上游副催化劑。又,亦可於較主催化劑更靠下游設置2個以上之下游副催化劑。
上游氧檢測構件36、77、113、151(單一燃燒室用上游氧檢測構件)之配置位置並不限定於各圖所示之位置。其中,上游氧檢測構件36、77、113、151係配置於較主催化劑39、180、116、154更靠上游。以下,對上游氧檢測構件之配置位置之具體變更例進行說明。
於上述實施形態1~4中,上游氧檢測構件36、77、113、151係配置於排氣管34、75、111、149、334。然而,例如,如圖40所示,上游氧檢測構件36亦可配置於汽缸排氣通路部31。
於上述實施形態3中,自燃燒室106至上游氧檢測構件113之路徑長(h5)長於自上游氧檢測構件113至主催化劑116之上游端之路徑長(h6)。上述實施形態1~4及其變化例中,僅上述實施形態3成為該配置。然而,該配置亦可應用於上述實施形態1、2、4。
上述變化例1-2之上游氧檢測構件36係配置於上游副催化劑300之上游。然而,於將上游副催化劑300設置於主催化劑39之上游之情形時,上游氧檢測構件36之配置位置亦可為以下位置。例如,如圖39(a)所示,上游氧檢測構件36亦可設置於較上游副催化劑300更靠下游。又,例如,如圖39(b)所示,亦可於上游副催化劑300之上游及下游設置2個上游氧檢測構件36A、36B。上游氧檢測構件36A係設置於上游副催化劑300之上游。上游氧檢測構件36B係設置於較上游副催化劑300更靠下游且較主催化劑39更靠上游。
藉由在較上游副催化劑更靠上游配置上游氧檢測構件,獲得以下效果。上游氧檢測構件可檢測流入至上游副催化劑之廢氣之氧濃度。因此,藉由進行基於上游氧檢測構件之信號之燃燒控制,可提高
上游副催化劑之廢氣淨化性能。
於上述實施形態1~4及上述變化例1-1、1-2、2-1、3-1、4-1中,上游氧檢測構件36、77、113、151於主催化劑39、180、116、154之上游僅配置有一個。然而,設置於本發明之車輛之單一燃燒室用上游氧檢測構件之數量亦可為2個以上。
下游氧檢測構件37、78、114、152(單一燃燒室用下游氧檢測構件)之配置位置並不限定於各圖所示之位置。其中,下游氧檢測構件37、78、114、152係配置於較主催化劑39、180、116、154更靠下游。以下,對下游氧檢測構件之配置位置之具體變更例進行說明。
於上述實施形態1~4中,下游氧檢測構件37、78、114、152係配置於排氣管34、75、111、149、334。然而,例如,如圖35、圖36、圖37、圖38所示,下游氧檢測構件37亦可配置成將較排氣管434、534、1534、2534之下游端更靠下游之廢氣作為檢測對象。以下,對圖35、圖36、圖37、圖38之下游氧檢測構件37之配置位置進行詳細說明。
首先,對圖35進行說明。圖35之消音器435具有3個膨脹室400、401、402及3根管403、404、405。於第1膨脹室400與第2膨脹室401之間形成有第3膨脹室402。催化劑單元38之下游端係配置於第1膨脹室400內。第1膨脹室400與第2膨脹室401經由第1管403而連通。第2膨脹室401與第3膨脹室402經由第2管404而連通。第3管405之上游端係配置於第3膨脹室402。第3管405貫通消音器435之側壁部。第3管405具有面向大氣之釋出口435e。第1管403係配置於消音器435之側壁部附近。下游氧檢測構件37之檢測部(前端部)係配置於第1管403之下游端附近。自第1管403排出之廢氣係吹送至下游氧檢測構件37之檢測部。
其次,對圖36進行說明。圖36之消音器535具有3個膨脹室500、501、502、及3根管503、504、505。於第2膨脹室501與第3膨脹室502
之間形成有第1膨脹室500。下游排氣管534b之下游端係配置於第1膨脹室500。第1膨脹室500與第2膨脹室501經由第1管503而連通。第2膨脹室501與第3膨脹室502經由第2管504而連通。第3管505之上游端係配置於第3膨脹室502。第3管505貫通消音器535之側壁部。第3管505具有面向大氣之釋出口535e。於主催化劑39之與路徑方向正交之剖面中,主催化劑39係配置於消音器535之大致中央。將通過主催化劑39之廢氣流動方向設為L方向。下游排氣管534b沿著相對於L方向傾斜之方向延伸。下游排氣管534b之下游端係配置於消音器535之側壁部附近。下游氧檢測構件37之檢測部(前端部)係配置於下游排氣管534b之下游端附近。自下游排氣管534b排出之廢氣係吹送至下游氧檢測構件37之檢測部。
其次,對圖37進行說明。對於與圖36大致相同之構成要素,標註相同符號並省略詳細說明。下游排氣管1534b之下游端係配置於第1膨脹室500。主催化劑39係配置於消音器535之側壁部附近。下游排氣管1534b之下游端亦配置於消音器535之側壁部附近。下游氧檢測構件37之檢測部(前端部)係配置於下游排氣管1534b之下游端附近。自下游排氣管1534b排出之廢氣係吹送至下游氧檢測構件37之檢測部。
其次,對圖38進行說明。對於與圖36大致相同之構成要素,標註相同符號並省略詳細說明。下游排氣管2534b之下游端係配置於第1膨脹室500。下游氧檢測構件37係配置於第3管505。
於在主催化劑39之下游設置下游副催化劑301之情形時,下游氧檢測構件之配置位置可為以下2個位置之任一者。例如,如圖39(c)所示,下游氧檢測構件37亦可設置於較主催化劑39更靠下游且較下游副催化劑301更靠上游。又,例如,如圖39(d)所示,下游氧檢測構件37亦可設置於較下游副催化劑301更靠下游。又,亦可於下游副催化劑301之上游及下游分別設置下游氧檢測構件。
於上述實施形態1~4中,下游氧檢測構件37、78、114、152於主催化劑39、180、116、154之上游僅配置有一個。然而,設置於本發明之車輛之單一燃燒室用下游氧檢測構件之數量亦可為2個以上。
於上述實施形態1~4中,基於下游氧檢測構件之信號判定主催化劑之淨化能力。然而,下游氧檢測構件之信號之使用方法並不限定於此。電子控制單元(控制裝置)亦可基於上游氧檢測構件及下游氧檢測構件之信號判定主催化劑之淨化能力。又,電子控制單元(控制裝置)亦可基於上游氧檢測構件及下游氧檢測構件之信號進行燃燒控制。
對基於上游氧檢測構件及下游氧檢測構件之信號判定主催化劑之淨化能力的具體方法之一例進行說明。例如,亦可比較上游氧檢測構件之信號之變化與下游氧檢測構件之信號之變化,而判定主催化劑之淨化能力。藉由使用配置於主催化劑之上游及下游之2個氧檢測構件之信號,能夠精度更良好地檢測主催化劑之劣化程度。因此,與僅使用下游氧檢測構件之信號判定主催化劑之劣化之情形相比,能夠於更適切之時序提示更換單一燃燒室用主催化劑。由此,能夠一面維持車輛之排氣淨化性能相關之初始性能,一面更長期間使用一個主催化劑。
對基於上游氧檢測構件及下游氧檢測構件之信號進行燃燒控制之具體方法之一例進行說明。首先,與上述實施形態1同樣地,基於上游氧檢測構件37之信號修正基本燃料噴射量,並自噴射器48噴射燃料。藉由下游氧檢測構件偵測因該燃料之燃燒而產生之廢氣。然後,基於下游氧檢測構件之信號修正燃料噴射量。藉此,能夠進一步減小相對於目標空燃比之混合氣體之空燃比之偏差。
藉由使用配置於主催化劑之上游及下游之2個氧檢測構件之信號,能夠把握主催化劑之實際淨化狀況。因此,藉由基於兩個氧檢測
構件之信號進行燃燒控制,可提高燃燒控制之精度。藉此,可使主催化劑之劣化之進展減慢。其結果,可將機車之關於排氣淨化性能之初始性能維持更長時間。
於上述實施形態1中,基於上游氧檢測構件36之信號控制點火時序及燃料噴射量。該構成於上述實施形態2~4中亦相同。然而,基於上游氧檢測構件36之信號之控制處理並無特別限制,亦可僅為點火時序及燃料噴射量中之一者。又,基於上游氧檢測構件36之信號之控制處理亦可包含上述以外之控制處理。
下游氧檢測構件37、78、114、152亦可內置加熱器。下游氧檢測構件37、78、114、152之檢測部被加熱至高溫而成為活化狀態時,可偵測氧濃度。因此,若下游氧檢測構件37、78、114、152內置加熱器,則於運轉開始之同時藉由加熱器加熱檢測部,藉此可儘快開始氧檢測。又,上游氧檢測構件36、77、113、151亦可內置加熱器。
排氣管之較主催化劑更靠上游之至少一部分亦可包含多重管。多重管具有內管、及覆蓋內管之至少一個外管。圖41表示排氣管634之較主催化劑更靠上游之至少一部分包含二重管600之一例。二重管600包含內管601、及覆蓋內管601之外管602。於圖41中,內管601與外管602僅兩端部相互接觸。多重管之內管與外管亦可於兩端部以外之部分接觸。例如,內管與外管亦可於彎曲部接觸。接觸面積較佳為小於未接觸面積。又,內管與外管亦可整體接觸。藉由設置多重管,能夠抑制廢氣之溫度降低。藉此,於引擎起動時,能夠使上游氧檢測構件更快地升溫至活化溫度。因此,可提高上游氧檢測構件之檢測精度。藉此,可精度更良好地進行基於上游氧檢測構件之信號之燃燒控制。其結果,可進一步提高主催化劑之廢氣淨化性能。又,藉由使燃燒控制之精度提高,可使主催化劑之劣化之進展減慢。因此,可將機車之關於排氣淨化之初始性能維持更長時間。
例如,如圖42所示,催化劑配置通路部40b之外表面之至少一部分亦可被催化劑保護器700覆蓋。催化劑保護器700係形成為大致圓筒狀。藉由設置催化劑保護器,可使主催化劑39之溫度更快速地上升。因此,可提高主催化劑39之廢氣淨化性能。該變化例亦可應用於上述實施形態2~4。
於上述實施形態1~4中,引擎驅動時在排氣路徑41、182、118、156流動之氣體僅為自燃燒室29、70、106、144排出之廢氣。然而,本發明之單缸四衝程引擎單元亦可具備向排氣路徑供給空氣之二次空氣供給機構。二次空氣供給機構之具體構成係採用公知之構成。二次空氣供給機構亦可構成為藉由氣泵強制地向排氣路徑供給空氣。又,二次空氣供給機構亦可構成為藉由排氣路徑之負壓而將空氣吸入排氣路徑。於該情形時,二次空氣供給機構具備對應於廢氣所致之壓力律動而開閉之導閥。於設置二次空氣供給機構之情形時,上游氧檢測構件之配置位置可設於較空氣流入之位置更靠上游亦可更靠下游。
於上述實施形態1~4中,為向燃燒室29、70、106、144供給燃料而使用有噴射器。向燃燒室供給燃料之燃料供給裝置並不限於噴射器。例如,亦可設置藉由負壓而向燃燒室供給燃料之燃料供給裝置。
於上述實施形態1~4中,一個燃燒室29、70、106、144係僅設置1個排氣埠31a、72a、108a、146a。然而,亦可於一個燃燒室設置複數個排氣埠。例如,具備可變閥機構之情形相當於該變化例。其中,自複數個排氣埠延伸之排氣路徑係於較主催化劑更靠上游處集合。自複數個排氣埠延伸之排氣路徑較佳為於汽缸部集合。
本發明之燃燒室亦可構成為具有主燃燒室、及連接於主燃燒室之副燃燒室。於該情形時,藉由主燃燒室與副燃燒室而形成一個燃燒室。
於上述實施形態1~4及上述變化例1-2中,燃燒室29、70、106、
144整體位於較曲軸線Cr1、Cr2、Cr3、Cr4更靠前方。然而,本發明之燃燒室只要至少一部分位於較曲軸線更靠前方即可。即,燃燒室之一部分亦可位於較曲軸線更靠後方。該變化例於汽缸軸線沿著上下方向延伸之情形時能夠實現。
於上述實施形態1~4及上述變化例1-2中,曲軸箱本體23、64、100、138、與汽缸體24、65、101、139為個別構件。然而,曲軸箱本體與汽缸體亦可一體成形。又,於上述實施形態1~4及上述變化例1-2中,汽缸體24、65、101、139、汽缸頭25、66、102、140、與頭蓋26、67、103、141為個別構件。然而,汽缸體、汽缸頭、與頭蓋之任兩者或任三者亦可一體成形。
於上述實施形態1~4及上述變化例1-2中,作為具備單缸四衝程引擎單元之車輛係例示機車。然而,本發明之車輛只要為藉由單缸四衝程引擎單元之動力而移動之車輛則可為任意車輛。本發明之車輛亦可為機車以外之跨坐型車輛。所謂跨坐型車輛,係指騎乘者以如跨坐於馬鞍之狀態乘坐之所有車輛。跨坐型車輛包含機車、三輪機車、四輪越野車(ATV:All Terrain Vehicle(全地形型車輛))、水上機車、雪上機車等。本發明之車輛亦可並非跨坐型車輛。又,本發明之車輛亦可為騎乘者不乘坐者。又,本發明之車輛亦可為不載人而可行駛者。於該等情形時,所謂車輛之前方向係指車輛之前進方向。
上述實施形態3、4之單缸四衝程引擎單元93、132為單元擺動式。引擎本體94、133係設置為相對於車體框架81、121可擺動。因此,視行駛狀況,相對於主催化劑116、154之曲軸線Cr3、Cr4之位置發生變化。於本說明書及本發明中,所謂主催化劑位於曲軸線之前方,係指引擎本體為可動範圍內之任一位置時主催化劑均位於曲軸之前方。關於除此以外之位置關係,只要於引擎本體之可動範圍內之任一者實現便可。
於本說明書及本發明中,所謂主催化劑之上游端係指主催化劑中自燃燒室之路徑長最短之端。所謂主催化劑之下游端係指主催化劑中自燃燒室之路徑長最長之端。關於主催化劑以外之要素之上游端及下游端亦可應用相同之定義。
於本說明書及本發明中,所謂通路部係指包圍路徑而形成路徑之壁體等,所謂路徑係指供對象通過之空間。所謂排氣通路部係指包圍排氣路徑而形成排氣路徑之壁體等。再者,所謂排氣路徑係指供排氣通過之空間。
於本說明書及本發明中,所謂排氣路徑之路徑長係指排氣路徑之正中之線之路徑長。又,消音器之膨脹室之路徑長係指將膨脹室之流入口之正中與膨脹室之流出口之正中最短地連結之路徑之長度。
於本說明書中,所謂路徑方向係指通過排氣路徑之正中之路徑之方向且廢氣流動之方向。
於本說明書中,使用通路部之與路徑方向正交之剖面之面積之表現。又,於本說明書及本發明中,使用通路部之與廢氣流動方向正交之剖面之面積之表現。此處之通路部之剖面之面積可為通路部之內周面之面積,亦可為通路部之外周面之面積。
又,於本說明書及本發明中,所謂構件或直線沿著A方向延伸,並非僅表示構件或直線與A方向平行配置之情形。所謂構件或直線沿著A方向延伸,包含構件或直線相對於A方向在±45°之範圍內傾斜之情形。再者,A方向並非指特定之方向。能夠將A方向置換成水平方向或前後方向。
本說明書之曲軸箱本體23、64、100、138分別相當於本案之基礎申請案之說明書中之曲軸箱部18、61、95、135。本說明書之汽缸體24、65、101、139分別相當於上述基礎申請案之說明書中之汽缸部24、62、96、136。本說明書之引擎本體20、61、94、133分別相當於
上述基礎申請案之說明書中之引擎20、60、93、131。本說明書之汽缸排氣通路部31相當於上述基礎申請案之說明書中之形成廢氣通路P2之通路部。
本發明亦包含含有業者基於本說明書之揭示而可辨識之、均等要素、修正、刪除、組合(例如跨及各種實施形態之特徵組合)、改良及/或變更的所有實施形態。申請專利範圍之限定事項應基於此申請專利範圍所使用之用語而廣義地理解。申請專利範圍之限定事項並不應限定於本說明書或本案之實施方案中記載之實施形態。此種實施形態應理解為非排他性。例如,於本說明書中,「較佳」、「良好」之用語為非排他性,係指「較佳但並非限定於此」、「良好但並非限定於此」。
1‧‧‧機車(車輛)
2‧‧‧車體框架
3‧‧‧頭管
4‧‧‧主車架
4a‧‧‧支架
4b‧‧‧螺栓
5‧‧‧座軌
6‧‧‧前叉
8‧‧‧前輪
8a‧‧‧車軸
13‧‧‧後減震單元
14‧‧‧後臂
14a‧‧‧樞軸
15‧‧‧後輪
19‧‧‧單缸四衝程引擎單元
20‧‧‧引擎本體
21‧‧‧曲軸箱部
22‧‧‧汽缸部
23‧‧‧曲軸箱本體
24‧‧‧汽缸體
25‧‧‧汽缸頭
26‧‧‧頭蓋
27‧‧‧曲軸
29‧‧‧燃燒室
32‧‧‧空氣清潔器
33‧‧‧進氣管
34‧‧‧排氣管
35‧‧‧消音器
35a‧‧‧消音器之上游端
35e‧‧‧釋出口
36‧‧‧上游氧檢測構件
37‧‧‧下游氧檢測構件
38‧‧‧催化劑單元
39‧‧‧主催化劑(單一燃燒室用主催化劑)
40‧‧‧殼體
Cr1‧‧‧曲軸線(曲軸之中心線)
Cy1‧‧‧汽缸軸線(汽缸孔之中心線)
F‧‧‧前
L1‧‧‧通過曲軸線而與上下方向平行地延伸之直線
L2‧‧‧與曲軸線及汽缸軸線正交之直線
Re‧‧‧後
Claims (23)
- 一種車輛,其特徵在於,其係搭載有單缸四衝程引擎單元者,上述單缸四衝程引擎單元具備:引擎本體,其具有汽缸部,該汽缸部形成有一個燃燒室、及供自上述一個燃燒室排出之廢氣流通之單一燃燒室用汽缸排氣通路部;單一燃燒室用排氣管,其連接於上述引擎本體之上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部之下游端;單一燃燒室用消音器,其具有面向大氣之釋出口,連接於上述單一燃燒室用排氣管而使自上述單一燃燒室用排氣管之下游端流入之廢氣流動至上述釋出口,減小因廢氣而產生之聲音;單一燃燒室用主催化劑,其配置於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部或上述單一燃燒室用排氣管內,且其上游端配置於較上述單一燃燒室用消音器之上游端更靠廢氣流動方向之上游,於自上述一個燃燒室至上述釋出口之排氣路徑,最大程度地淨化自上述一個燃燒室排出之廢氣;單一燃燒室用上游氧檢測構件,其於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部或上述單一燃燒室用排氣管中配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之上游,檢測廢氣中之氧濃度;單一燃燒室用下游氧檢測構件,其於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部、上述單一燃燒室用排氣管或上述單一燃燒室用消音器中配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之下游,檢測廢氣中之氧濃度;及控制裝置,其處理上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號 及上述單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號。
- 如請求項1之車輛,其中上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,且上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方。
- 如請求項2之車輛,其中上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述引擎本體之上述汽缸部具有配置活塞之汽缸孔,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,且自左右方向觀察上述車輛,上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分位於與上述汽缸孔之中心線正交且與上述曲軸之中心線正交之直線的上述車輛之前後方向之前方。
- 如請求項2之車輛,其中上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述引擎本體之上述汽缸部具有配置活塞之汽缸孔,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,且 自左右方向觀察上述車輛,上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分位於與上述汽缸孔之中心線正交且與上述曲軸之中心線正交之直線的上述車輛之前後方向之後方。
- 如請求項1之車輛,其中上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述引擎本體之上述汽缸部具有配置活塞之汽缸孔,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,且自左右方向觀察上述車輛,上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分位於與上述汽缸孔之中心線正交且與上述曲軸之中心線正交之直線的上述車輛之前後方向之後方。
- 如請求項5之車輛,其中上述引擎本體具有含沿著上述車輛之左右方向延伸之曲軸之曲軸箱部,上述汽缸部之上述一個燃燒室之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之前方,上述單一燃燒室用消音器之上述釋出口配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方,且上述單一燃燒室用主催化劑之至少一部分配置於較上述曲軸之中心線更靠上述車輛之前後方向之後方。
- 如請求項2至6中任一項之車輛,其中上述單一燃燒室用主催化劑係配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長,短於自上述單一燃燒室用主催化劑之下游端至上述釋出口之路徑長的位置。
- 如請求項1之車輛,其中上述單一燃燒室用主催化劑係配置於自 上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長,短於自上述單一燃燒室用主催化劑之下游端至上述釋出口之路徑長的位置。
- 如請求項8之車輛,其中上述單一燃燒室用主催化劑係配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長,短於自上述單一燃燒室用主催化劑之下游端至上述單一燃燒室用排氣管之下游端之路徑長的位置。
- 如請求項8之車輛,其中上述單一燃燒室用主催化劑係配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長,長於自上述單一燃燒室用主催化劑之下游端至上述單一燃燒室用排氣管之下游端之路徑長的位置。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述單一燃燒室用上游氧檢測構件係配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之上游端之路徑長,短於自上述單一燃燒室用上游氧檢測構件至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長的位置。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述單一燃燒室用上游氧檢測構件係配置於自上述一個燃燒室至上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之上游端之路徑長,長於自上述單一燃燒室用上游氧檢測構件至上述單一燃燒室用主催化劑之上游端之路徑長的位置。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述單一燃燒室用排氣管具有配置上述單一燃燒室用主催化劑之催化劑配置通路部、及連接於上述催化劑配置通路部之上游端之上游通路部,且上述上游通路部之至少一部分之與廢氣流動方向正交之剖面之面積小於上述催化劑配置通路部之與廢氣流動方向正交之剖 面之面積。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述單一燃燒室用排氣管中較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之上游之至少一部分包含具備內管及覆蓋上述內管之至少一個外管的多重管。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述單一燃燒室用排氣管具有配置上述單一燃燒室用主催化劑之催化劑配置通路部,上述單缸四衝程引擎單元具備:催化劑保護器,其覆蓋上述催化劑配置通路部之外表面之至少一部分。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述單缸四衝程引擎單元具備單一燃燒室用上游副催化劑,該單一燃燒室用上游副催化劑於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部內或上述單一燃燒室用排氣管內設置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之上游,而淨化廢氣。
- 如請求項16之車輛,其中上述單一燃燒室用上游氧檢測構件係配置於較上述單一燃燒室用上游副催化劑更靠廢氣流動方向之上游。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述單缸四衝程引擎單元具備單一燃燒室用下游副催化劑,該單一燃燒室用下游副催化劑於上述單一燃燒室用排氣管內或上述單一燃燒室用消音器內設置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之下游,而淨化廢氣。
- 如請求項18之車輛,其中上述單一燃燒室用下游氧檢測構件係配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之下游,且配置於較上述單一燃燒室用下游副催化劑更靠廢氣流動 方向之上游。
- 如請求項18之車輛,其中上述單一燃燒室下游氧檢測構件係配置於較上述單一燃燒室用下游副催化劑更靠廢氣流動方向之下游。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述控制裝置基於上述單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號判定上述單一燃燒室用主催化劑之淨化能力,且具備告知器件,當由上述控制裝置判定上述單一燃燒室用主催化劑之淨化能力已降低至特定位準時,該告知器件進行告知。
- 如請求項6、8~10中任一項之車輛,其中上述單缸四衝程引擎單元具備向上述一個燃燒室供給燃料之燃料供給裝置,上述控制裝置係基於上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號及上述單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號,控制由上述燃料供給裝置向上述一個燃燒室供給之燃料之量。
- 一種單缸四衝程引擎單元,其特徵在於,其係搭載於請求項1之上述車輛者,且具備:引擎本體,其具有汽缸部,該汽缸部形成有一個燃燒室、及供自上述一個燃燒室排出之廢氣流通之單一燃燒室用汽缸排氣通路部;單一燃燒室用排氣管,其連接於上述引擎本體之上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部之下游端;單一燃燒室用消音器,其具有面向大氣之釋出口,連接於上述單一燃燒室用排氣管而使自上述單一燃燒室用排氣管之下游 端流入之廢氣流動至上述釋出口,減小因廢氣而產生之聲音;單一燃燒室用主催化劑,其配置於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部或上述單一燃燒室用排氣管內,且其上游端配置於較上述單一燃燒室用消音器之上游端更靠廢氣流動方向之上游,於自上述一個燃燒室至上述釋出口之排氣路徑,最大程度地淨化自上述一個燃燒室排出之廢氣;單一燃燒室用上游氧檢測構件,其於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部或上述單一燃燒室用排氣管中配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之上游,檢測廢氣中之氧濃度;單一燃燒室用下游氧檢測構件,其於上述單一燃燒室用汽缸排氣通路部、上述單一燃燒室用排氣管或上述單一燃燒室用消音器中配置於較上述單一燃燒室用主催化劑更靠廢氣流動方向之下游,檢測廢氣中之氧濃度;及控制裝置,其處理上述單一燃燒室用上游氧檢測構件之信號及上述單一燃燒室用下游氧檢測構件之信號。
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