專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)動(dòng)機(jī)及包括該發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛和船舶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))以及包括該發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛和船舶。
背景技術(shù)：
已知包括凈化排氣的催化劑以及向排氣通路供應(yīng)空氣的二次空氣供應(yīng)裝置(Secondary Air Supply System :二次空氣供應(yīng)系統(tǒng))的發(fā)動(dòng)機(jī)(Internal CombustionEngine :內(nèi)燃機(jī))。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在排氣通路中設(shè)置有三元催化劑。二次空氣供應(yīng)裝置與排氣通路連接使得分別向催化劑的上游和下游供應(yīng)二次空氣。二次空氣是指不經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室而被供應(yīng)的空氣。催化劑主要作為還原NOx的還原催化劑發(fā)揮功能，但也可以作為氧化催化劑發(fā)揮功能。即，被供應(yīng)給比催化劑靠下游的位置的二次空氣在排氣的脈動(dòng)的作用下向催化劑暫時(shí)流入之后向下游流動(dòng)。此時(shí)，催化劑也作為氧化C0、THC的氧化催化劑發(fā)揮功能，從而凈化從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣中的NOx、CO、THC。專(zhuān)利文獻(xiàn)I的發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)成為二次空氣供應(yīng)裝置還向比催化劑靠上游的位置供應(yīng)二次空氣。這是由于在高速高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)等將發(fā)動(dòng)機(jī)的供應(yīng)空燃比設(shè)定到濃空燃比側(cè)時(shí)，排氣中包含的CO、THC量增多的緣故。此時(shí)，通過(guò)向催化劑的上游供應(yīng)二次空氣，能夠使催化劑主要作為氧化CO、THC的氧化催化劑發(fā)揮功能。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，作為向比催化劑靠下游的位置供應(yīng)二次空氣的方法，公開(kāi)了兩種方法。ー種方法是安裝簧片閥從而利用排氣通路內(nèi)的排氣脈動(dòng)的方法。另ー種方法是取代簧片閥設(shè)置氣泵從而向排氣通路強(qiáng)制地供應(yīng)二次空氣的方法。在先技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本專(zhuān)利文獻(xiàn)特開(kāi)2006-220019號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)手段將向比催化劑靠下游的位置供應(yīng)二次空氣的上述的兩種方法進(jìn)行比較。利用排氣脈動(dòng)的方法不同于利用氣泵的方法，由于利用排氣脈動(dòng)的方法不需要對(duì)泵進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的損失很小。然而，該方法存在如下的技術(shù)問(wèn)題。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣通路內(nèi)的平均壓カ升高。并且，在比排氣通路的催化劑靠下游的部分中，由于催化劑成為阻礙，因此排氣脈動(dòng)的振幅減小。發(fā)動(dòng)機(jī)越處于高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)，由該催化劑引起的阻力的大小就越大。即，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣通路內(nèi)的平均壓カ升高，并且，排氣脈動(dòng)的振幅減小。由此，在比催化劑靠下游的排氣通路內(nèi)無(wú)法產(chǎn)生很大的負(fù)壓。因此，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)法向比催化劑靠下游的排氣通路內(nèi)供應(yīng)足夠量的二次空氣。另ー方面，利用氣泵的方法在發(fā)動(dòng)機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能夠供應(yīng)二次空氣。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)越處于高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)，氣泵的負(fù)載就越大。由于該氣泵使用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)越處于高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的損失也越大。本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在排氣ロ打開(kāi)時(shí)，有在排氣通路內(nèi)向下游傳播的沖擊波。然后，本申請(qǐng)的發(fā)明人構(gòu)想到如果利用在沖擊波的后方產(chǎn)生負(fù)壓的現(xiàn)象，則即使處于高負(fù)載狀態(tài)也能夠供應(yīng)空氣。然而，該沖擊波在排氣ロ附近產(chǎn)生并向下游傳播的同時(shí)衰減而消失。因此，該沖擊波不能用于在比催化劑靠下游的位置上產(chǎn)生負(fù)壓。因此，本申請(qǐng)的發(fā)明人構(gòu)想到通過(guò)在排氣通路內(nèi)產(chǎn)生其他的新的沖擊波來(lái)產(chǎn)生新的負(fù)壓。將公知的收斂擴(kuò)散噴管(Convergent-Divergent Nozzle)俗稱(chēng)德拉瓦爾噴管(DeLaval Nozzle)的原理應(yīng)用于包括了二次空氣供應(yīng)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)。該噴管包括越靠向流路的下游側(cè)則流路截面積越小的收斂部；在該收斂部的下游處流路截面積增大的擴(kuò)散部；以及該收斂部和擴(kuò)散部之間的節(jié)流部。當(dāng)收斂部的壓カPO與擴(kuò)散部的壓カP的壓カ比(P/PO)小于臨界壓カ比(Critical Pressure Ratio，在空氣中約為O. 528)時(shí)，在擴(kuò)散部中流體的流速超過(guò)音速。因此，為了產(chǎn)生新的沖擊波，在排氣通路中設(shè)置下游端的流路截面積小于上游端 的流路截面積的收斂部，并在比該收斂部靠下游的排氣通路中設(shè)置下游端的流路截面積大于上游端的流路截面積的擴(kuò)散部。然而，如果僅在排氣通路中設(shè)置收斂部和擴(kuò)散部，收斂部的壓カPO與擴(kuò)散部的壓カP的壓カ比(Ρ/Ρ0)未達(dá)到臨界壓カ比，因此無(wú)法產(chǎn)生新的沖擊波。本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)ー步潛心研究了發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，排氣ロ打開(kāi)時(shí)在排氣通路中向下游傳播的沖擊波與此時(shí)從燃燒室流入排氣通路中的排氣相比以更高的速度傳播。另夕卜，發(fā)明人著眼于該沖擊波的速度和排氣的速度的差異，構(gòu)想到能夠提高收斂部的壓カPO的構(gòu)造。該構(gòu)造包括使領(lǐng)先的沖擊波從排氣通路暫時(shí)分叉并再次向排氣通路返回的分叉部。由于收斂部的壓カPO升聞，因此在擴(kuò)散部產(chǎn)生新的沖擊波。由此,在該沖擊波的后方、即比擴(kuò)散部靠上游的位置上，產(chǎn)生負(fù)壓。另外，本申請(qǐng)的發(fā)明人構(gòu)想到利用在比擴(kuò)散部靠上游的位置上產(chǎn)生的所述負(fù)壓供應(yīng)空氣的構(gòu)造。該構(gòu)造包括與排氣通路的比擴(kuò)散部靠上游的位置連接的第一通路；以及與第一通路連接的第二通路。該發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供使用了上述構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)。即，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒室，所述燃燒室形成有排氣ロ ；排氣閥，所述排氣閥開(kāi)閉所述排氣ロ ；排氣裝置，所述排氣裝置具有導(dǎo)引從所述燃燒室經(jīng)由所述排氣ロ排出的排氣的排氣通路；以及空氣供應(yīng)裝置，所述空氣供應(yīng)裝置供應(yīng)空氣。所述排氣裝置包括收斂部，所述收斂部被設(shè)置在所述排氣通路中，并且所述收斂部的下游端的流路截面積比所述收斂部的上游端的流路截面積??；擴(kuò)散部，所述擴(kuò)散部被設(shè)置在所述排氣通路中比所述收斂部靠下游的位置上，并且所述擴(kuò)散部的下游端的流路截面積比所述擴(kuò)散部的上游端的流路截面積大；以及分叉部，所述分叉部使與所述排氣ロ打開(kāi)時(shí)從所述燃燒室向所述排氣通路流入的排氣相比以更高的速度在所述排氣通路中向下游傳遞的沖擊波在比所述擴(kuò)散部靠上游的位置上從所述排氣通路分叉，并且使該沖擊波再次向所述排氣通路傳遞。所述空氣供應(yīng)裝置包括第一通路，所述第一通路包括使從上游端朝向下游端的氣流通過(guò)的第一簧片閥，第一通路的下游端在所述排氣通路的比所述擴(kuò)散部靠上游的位置被連接；以及第ニ通路，所述第二通路的上游端與所述第一通路的比所述第一簧片閥靠下游的位置連接。另外，所述排氣裝置被構(gòu)成為通過(guò)使從所述燃燒室向所述排氣通路流入的排氣經(jīng)過(guò)所述收斂部，并在所述分叉部和所述擴(kuò)散部之間與在所述分叉部傳遞的沖擊波發(fā)生沖突，而在所述收斂部中升高排氣的壓力，并通過(guò)使該升高壓カ的排氣經(jīng)過(guò)所述擴(kuò)散部，來(lái)產(chǎn)生新的沖擊波。另夕卜，所述空氣供應(yīng)裝置被構(gòu)成為利用通過(guò)所述新產(chǎn)生的沖擊波在比所述擴(kuò)散部靠上游的所述排氣通路內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓，經(jīng)由所述第一簧片閥向所述第一通路導(dǎo)入空氣，并利用在比所述擴(kuò)散部靠上游的所述排氣通路內(nèi)產(chǎn)生的正壓，將所述被導(dǎo)入的空氣供應(yīng)給所述第二通路。根據(jù)這種構(gòu)成，領(lǐng)先于排氣的沖擊波在分叉部暫時(shí)分叉，并再次向排氣通路返回。由此，能夠使沖擊波在分叉部暫時(shí)地延遲，從而使該沖擊波在排氣通路內(nèi)與排氣發(fā)生沖突，由此，能夠提高排氣的壓力。由于該排氣經(jīng)過(guò)收斂部使得壓カ進(jìn)一歩升高，因此收斂部的壓力PO和擴(kuò)散部的壓カP的壓カ比(Ρ/Ρ0)容易達(dá)到臨界壓カ比。即，當(dāng)高壓的排氣經(jīng)過(guò)擴(kuò)散部時(shí)，產(chǎn)生新的沖擊波(與排氣ロ打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的沖擊波不同的沖擊波)。在該新的沖擊波的上游即擴(kuò)散部的上游產(chǎn)生很大的負(fù)壓。利用該很大的負(fù)壓，能夠從第一通路的上游端向 第一通路內(nèi)導(dǎo)入二次空氣。二次通氣是指不經(jīng)過(guò)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)外部的空氣。另ー方面，在比擴(kuò)散部靠上游的排氣通路內(nèi)，排氣脈動(dòng)使得正壓和負(fù)壓交替地產(chǎn)生。該排氣脈動(dòng)的振幅在比擴(kuò)散部靠上游的位置上產(chǎn)生的很大的負(fù)壓的影響下増大。在負(fù)壓產(chǎn)生時(shí)向第一通路內(nèi)導(dǎo)入的二次空氣在正壓產(chǎn)生時(shí)被從第一通路壓出，井向第二通路內(nèi)供應(yīng)。所述第二通路的下游端也可以與排氣通路連接。即，被從第一通路壓出的二次空氣也可以經(jīng)由第二通路被供應(yīng)給排氣通路。對(duì)于在排氣通路中在比所述擴(kuò)散部靠下游的位置上配置催化劑的情況，這種構(gòu)成特別有利。即，通過(guò)利用由新的沖擊波產(chǎn)生的大的負(fù)壓以及由排氣脈動(dòng)產(chǎn)生的正壓，即使處于高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)，也能夠向比催化劑靠下游的排氣通路內(nèi)供應(yīng)二次空氣。由于此時(shí)產(chǎn)生的正壓和負(fù)壓利用排氣的能量，因此能夠減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的損失。本發(fā)明的上述的或其他的目的、特征以及效果通過(guò)下面參照附圖描述的實(shí)施方式的說(shuō)明被明確。


圖I是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成的截面圖；圖2是示出收斂擴(kuò)散噴管的構(gòu)成的示意圖；圖3是示出收斂擴(kuò)散噴管的壓カ比和馬赫數(shù)的關(guān)系的圖；圖4是用于說(shuō)明沖擊波和排氣的進(jìn)行狀態(tài)的截面圖。圖4A示出了排氣行程的初期的狀態(tài)，圖4B示出了沖擊波在分叉路內(nèi)傳播時(shí)的狀態(tài)，圖4C示出了在分叉路內(nèi)反射的沖擊波和排氣發(fā)生沖突時(shí)的狀態(tài)；圖5是示出沖擊波行進(jìn)的路徑和排氣行進(jìn)的路徑的排氣通路等的示意圖；圖6是示意性示出通過(guò)紋影攝影法對(duì)收斂擴(kuò)散噴管內(nèi)部進(jìn)行了撮影的照片的示意圖；圖7是示出沖擊波的加速時(shí)的排氣流速和排氣壓カ的關(guān)系的圖；圖8是示出沖擊波的加速時(shí)的排氣流速和排氣溫度的關(guān)系的圖9是用于說(shuō)明二次空氣供應(yīng)裝置的作用的圖，圖9A是示出曲柄角和排氣通路內(nèi)的壓カ的關(guān)系的一例的圖，圖9B示出曲柄角和第一通路內(nèi)的氣體的質(zhì)量流量的關(guān)系的一例的圖，圖9C是示出曲柄角與排氣通路以及二次空氣供應(yīng)裝置的各部分中的氧氣濃度的關(guān)系的一例的圖；圖10是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路等的構(gòu)成的截面圖；圖11是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路等的構(gòu)成的截面圖；圖12用于說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置等的構(gòu)成的截面圖；
圖13是用于說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置等的構(gòu)成的截面圖；圖14是用于說(shuō)明催化劑的構(gòu)成例的圖示性立體圖；圖15是用于說(shuō)明本發(fā)明的第六實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置等的構(gòu)成的截面圖；圖16是示出本發(fā)明的第七實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置的構(gòu)成的示意圖；圖17是示出第七實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作的示意圖，圖17A示出了排氣行程的初期的狀態(tài)，圖17B示出了沖擊波在其他的氣缸的各自的排氣通路(分叉路)內(nèi)傳播時(shí)的狀態(tài)，圖17C示出了在分叉路內(nèi)反射的沖擊波和排氣發(fā)生沖突時(shí)的狀態(tài)；圖18是例示包括搭載有發(fā)動(dòng)機(jī)的船外機(jī)的船舶的圖；圖19是例示搭載有發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)ニ輪車(chē)的圖；圖20是不出變形例的排氣通路等的截面圖；圖21是示出第一實(shí)施方式的變形例涉及的構(gòu)成的截面圖；圖22是示出本發(fā)明的第八實(shí)施方式的構(gòu)成的示意圖。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)的發(fā)明人潛心研究的結(jié)果是，構(gòu)想到應(yīng)用收斂擴(kuò)散噴管的原理，如下所述，通過(guò)以往未知的方法能夠供應(yīng)足夠量的二次空氣。該方法如下所述。(I)使領(lǐng)先于排氣傳播的沖擊波分叉。(2)使發(fā)生了分叉的沖擊波暫時(shí)地延遲而與排氣發(fā)生沖突從而提高該排氣的壓力。(3)使升高壓カ的排氣經(jīng)過(guò)擴(kuò)散部而加速至超音速?gòu)亩a(chǎn)生新的沖擊波。(4)在比擴(kuò)散部靠上游的排氣通路內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。
(5)利用該負(fù)壓向在比擴(kuò)散部靠上游的位置連接的二次空氣供應(yīng)裝置的第一通路內(nèi)導(dǎo)入ニ次空氣。(6)利用在比擴(kuò)散部靠上游的排氣通路內(nèi)產(chǎn)生的正壓向二次空氣供應(yīng)裝置的第二通路供應(yīng)二次空氣。<第一實(shí)施方式>以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。另外，在以下的說(shuō)明中，“上游”、“下游”分別表示與排氣或二次空氣的流動(dòng)方向有關(guān)的上游、下游。圖I是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成的截面圖。發(fā)動(dòng)機(jī)I包括氣缸體3、設(shè)置在氣缸體的一端的氣缸蓋4、以及在氣缸體3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞5。在氣缸體3和氣缸蓋4的內(nèi)部形成有燃燒室10。更詳細(xì)地，燃燒室10被氣缸體3的內(nèi)壁、氣缸蓋4的內(nèi)壁以及活塞5的表面(與氣缸蓋4相対的表面)界定而成?；钊?經(jīng)由連桿15與曲軸16連結(jié)。曲軸16被容納在與氣缸體3連結(jié)的曲軸箱17中?；钊?的往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由連桿15被傳遞到曲軸16，由此曲軸16進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)I是四沖程的汽油內(nèi)燃機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)I是單氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)I可以是空冷式發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以是水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)。氣缸蓋4中形成有進(jìn)氣通路6的下游部6a和排氣通路7的上游部7a。氣缸蓋4中設(shè)置有開(kāi)閉進(jìn)氣ロ 8a的進(jìn)氣閥8、開(kāi)閉排氣ロ 9a的排氣閥9、以及用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥8和排氣閥9的閥驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)。在本實(shí)施方式中，對(duì)ー個(gè)燃燒室10分別各設(shè)置ー個(gè)進(jìn)氣通路6的下游部6a和排氣通路7的上游部7a。然而，也可以對(duì)ー個(gè)燃燒室設(shè)置多個(gè)進(jìn)氣ロ 8a、進(jìn)氣閥8、排氣ロ 9a和/或排氣閥9。噴射燃料的噴射器2被安裝在氣缸蓋4上。雖然圖示被省略，但氣缸蓋4上設(shè)置有火花塞。在進(jìn)氣通路6中比下游部6a靠上游的位置上配置有節(jié)流閥11。該節(jié)流閥11可以與被操作者操作的操作部件以機(jī)械方式連結(jié)(例如，經(jīng)由纜繩連結(jié))。另外，節(jié)流閥11也可以構(gòu)成為由馬達(dá)進(jìn)行電子控制，而不是以機(jī)械方式連結(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)I還包括排氣裝置50。排氣裝置50包括與氣缸蓋4連接的第一排氣管·
51;與該第一排氣管51連接的第二排氣管52 ；以及與該第二排氣管52連接的第三排氣管53。第一排氣管51通過(guò)螺栓12被安裝在氣缸蓋4上。第三排氣管53在其內(nèi)部形成排氣腔室55。排氣裝置50在其內(nèi)部形成從上游部7a經(jīng)由排氣腔室55與外部連通的排氣通路7。排氣通路7中配置有第一催化劑21和第二催化劑22。第二催化劑22被配置在第一催化劑21的下游。第一催化劑21和第二催化劑22之間設(shè)置有間隔。在排氣腔室55的下游連接有未圖示的消音器(消聲器)。流入排氣腔室55的內(nèi)部的排氣經(jīng)過(guò)所述消音器后向外部排出。排氣腔室55中設(shè)置有檢測(cè)排氣中的氧氣量的氧氣濃度傳感器19。發(fā)動(dòng)機(jī)I包括作為控制裝置的E⑶(電子控制單元)20。E⑶20基于發(fā)動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)速度、所述節(jié)流閥11的開(kāi)度、或者由氧氣濃度傳感器19檢測(cè)出的信號(hào)，來(lái)控制噴射器2的燃料噴射量或所述火花塞的點(diǎn)火正時(shí)等。ECU 20例如控制噴射器2的燃料噴射量使得被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)I中的混合氣的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急?stoiciometry :理想配比)。第一排氣管51的上游部上設(shè)置有分叉管30。分叉管30的一端是與第一排氣管51連接的開(kāi)放端，分叉管30的另一端是被封閉的封閉端。封閉端形成反射下述的沖擊波的反射部31b。分叉管30可以與第一排氣管51 —體成形。另外，分叉管30也可以與第一排氣管51分體形成，并被固定到第一排氣管51。例如,第一排氣管51和分叉管30可以被焊接在一起，也可以通過(guò)螺栓、鉚釘?shù)染o固部件(未圖示)被固定在一起。分叉管30的所述封閉端被形成為使得所述封閉端的流路截面積大于所述開(kāi)放端的流路截面積。但是，分叉管30的形狀不限于圖I所示的形狀。即，分叉管30的封閉端的流路截面積可以與它的開(kāi)放端的流路截面積相等，也可以比開(kāi)放端的流路截面積小。分叉管30的內(nèi)部形成有分叉部31。分叉部31的一端是與排氣通路7連通的開(kāi)放端，分叉部31的另一端是封閉端。分叉部31的入口 31a(即，與排氣通路7連通的部分)如下所述被形成為具有下述的流路截面積在排氣通路7的內(nèi)部傳播的沖擊波還能夠傳播到分叉部31的內(nèi)部。圖中X是分叉部31的入口 31a的流路截面的中心線。中心線是指通過(guò)流路截面的重心的線。分叉部31和第一催化劑21之間設(shè)置有收斂擴(kuò)散噴管40。收斂擴(kuò)散噴管40俗稱(chēng)德拉瓦爾噴管。收斂擴(kuò)散噴管40對(duì)流經(jīng)排氣通路7的排氣的流速進(jìn)行加速使其從亞音速變?yōu)槌羲?。收斂擴(kuò)散噴管40由收斂部41、節(jié)流部42以及擴(kuò)散部43形成。收斂部41是隨著向下游行進(jìn)流路截面積而逐漸減小的部分。擴(kuò)散部43是隨著越靠向下游則流路截面積越發(fā)逐漸増大的部分。節(jié)流部42是被配置在收斂部41和擴(kuò)散部43之間的部分，并且是流路截面積最小的部分。發(fā)動(dòng)機(jī)I還包括向排氣裝置50的排氣通路7供應(yīng)空氣的二次空氣供應(yīng)裝置70。二次空氣供應(yīng)裝置70包括簧片閥74 (止回閥)、第一二次空氣供應(yīng)管76、以及與第一二次空氣供應(yīng)管76連接的第二二次空氣供應(yīng)管77?；善y74與第一二次空氣供應(yīng)管76的上游端耦合。第一二次空氣供應(yīng)管76的 下游端被連接在第一排氣管51的分叉管30和第一排氣管51的收斂擴(kuò)散噴管40之間。第一二次空氣供應(yīng)管76經(jīng)由簧片閥74和空氣量控制閥75與空氣過(guò)濾器78連接?；善y74防止排氣從第一二次空氣供應(yīng)管76流入第一二次空氣供應(yīng)管76的上游?；善y74被構(gòu)成為當(dāng)在排氣通路7中產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)該簧片閥74打開(kāi)，使空氣向第一二次空氣供應(yīng)管76的下游流動(dòng)。空氣量控制閥75是用于使二次空氣的量與發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)行狀態(tài)相適合的裝置。空氣量控制閥75包括將進(jìn)氣負(fù)壓等作為動(dòng)カ源的致動(dòng)器、伺服電動(dòng)機(jī)、或者螺線管等?？諝饬靠刂崎y75的開(kāi)度由ECU 20控制。ECU 20在節(jié)流閥11的開(kāi)度小于預(yù)定角度的情況下使空氣量控制閥75執(zhí)行關(guān)閉動(dòng)作或者使所述節(jié)流閥11的開(kāi)度減小。所述預(yù)定角度被預(yù)先設(shè)定，并且被存儲(chǔ)在ECU 20中。另外，ECU 20在所述節(jié)流閥11的開(kāi)度大于所述預(yù)定開(kāi)度的情況下使空氣量控制閥75的開(kāi)度増大。如此，空氣量控制閥75的開(kāi)度與所述節(jié)流閥11的開(kāi)度相應(yīng)地進(jìn)行增減。通過(guò)配備空氣量控制閥75，能夠以適當(dāng)?shù)牧髁肯蚺艢馔?供應(yīng)ニ次空氣而不會(huì)使二次空氣過(guò)量或不足。但是，空氣量控制閥75不一定是必要的，也可以省略。第二二次空氣供應(yīng)管77的上游端在第一二次空氣供應(yīng)管76的下游端和簧片閥74之間與第一二次空氣供應(yīng)管76連接。第二二次空氣供應(yīng)管77的下游端被連接在第二排氣管52的第一催化劑21和第二排氣管52的第二催化劑22之間。更詳細(xì)地，在與第二催化劑22相比更靠近第一催化劑21的位置上，第二二次空氣供應(yīng)管77的下游端與第二排氣管
52連接。二次空氣供應(yīng)裝置70具有第一通路71和第二通路72。第一通路71是從簧片閥74至排氣通路7的通路，并且是由第一二次空氣供應(yīng)管76形成的通路。S卩，第一通路71與簧片閥74、以及排氣通路7的分叉部31的入口 31a和擴(kuò)散部43之間的部分連接。第二通路72是從第一通路71至第二排氣管52內(nèi)的排氣通路7的通路，并且是由第二二次空氣供應(yīng)管77形成的通路。S卩，第二通路72與第一通路71、以及排氣通路7的第一催化劑21和第二催化劑22之間的部分連接。第一通路71的“上游”、“下游”分別表示與空氣從簧片閥74 (第一通路71的上游端71a)向與排氣通路7連接的連接部71b (以下也稱(chēng)作“下游端71b”)流動(dòng)的方向有關(guān)的上游、下游。第二通路72的“上游”、“下游”分別表示空氣從與第一通路71連接的連接部72a(以下也稱(chēng)作“上游端72a”)向排氣通路7的連接部72b (以下也稱(chēng)作“下游端72b”)流動(dòng)的方向有關(guān)的上游、下游。在此，將氣體在第一通路71內(nèi)從簧片閥74流動(dòng)到第二通路72的與第一通路71連接的連接部72a時(shí)所述氣體損失的能量的大小(能量損失)設(shè)為L(zhǎng)I。另外，將氣體在第ニ通路72內(nèi)從第二通路72的下游端72b流到第二通路72的上游端72a時(shí)所述氣體損失的能量的大小(能量損失)設(shè)為L(zhǎng)2。第一通路71和第二通路72被設(shè)計(jì)為若將LI和L2進(jìn)行比較，則LI <L2。能量損失與氣體的流路中的壓カ損失同義。如果將第一通路71的從第二通路72的連接部72a至第一通路71與排氣通路7的連接部71b的流路中的氣體的能量損失設(shè)為L(zhǎng)3，則只要L1+L3 < L2+L3即可。如果將第
一通路71的從簧片閥74至第一通路71與排氣通路7的連接部71b的流路61的能量損失設(shè)為L(zhǎng)11，則Lll = L1+L3。另ー方面，如果將第二通路72的從下游端72b至上游端72a進(jìn)而通過(guò)第一通路71到達(dá)第一通路71的下游端71b的流路62的能量損失設(shè)為L(zhǎng)12，則L12=L2+L3。因此，第一和第二通路71、72只要被設(shè)計(jì)為使Lll < L12即可。這樣的能量損失的關(guān)系例如能夠以如下的方式進(jìn)行驗(yàn)證。即，將第二通路72封閉(例如，封閉下游端72b)，由此使空氣向流路61流動(dòng)，測(cè)量流路61的下游端(連接部71b)處的流量系數(shù)kl。另ー方面，將第一通路71封閉(例如，封閉上游端71a)，由此使空氣向流路62流動(dòng)，測(cè)量流路62的下游端(連接部71b)處的流量系數(shù)k2。此時(shí)，如果滿足kl >k2，則滿足Lll < L12。對(duì)于使空氣向流路61、62流動(dòng)，使用以下的任一方法即可。第一種方法是將泵連接在流路61、62的上游端而向流路61、62內(nèi)輸送空氣的方法。第二種方法是將泵連接在流路61、62的下游端而從流路61、62吸引空氣的方法。在空氣量控制閥75和/或空氣過(guò)濾器78中的能量損失不能忽視時(shí)，可以將空氣量控制閥75和/或空氣過(guò)濾器78包含于流路61中。在這種情況下，流路61是從大氣開(kāi)放位置至連接部71b的流路。另外，所述能量損失LI被設(shè)定為氣體從大氣開(kāi)放位置流到第ニ通路72的與第一通路71連接的連接部72a時(shí)所述氣體損失的能量的大小。流量系數(shù)是實(shí)際流經(jīng)的空氣流量與由實(shí)際開(kāi)ロ面積和差壓確定的理論空氣量之比。即，通過(guò)將實(shí)際的空氣流量除以理論空氣流量得到流量系數(shù)。氣體流經(jīng)管路時(shí)的能量損失的例子包含由氣體與壁面的摩擦引起的損失、由管路的入口或出口上的損失、由管路的彎曲引起的損失、由流路截面積的變化引起的損失、由閥引起的損失等。由流路截面積的變化引起的損失是指截面積急劇增大或減小時(shí)的損失、截面積緩慢増大或減小時(shí)的損失。對(duì)于由氣體與壁面的摩擦引起的損失，壁面的表面粗糙度越粗糙、管路的長(zhǎng)度越長(zhǎng)、管路的截面積越小，該損失越大。對(duì)于由管路的彎曲引起的損失，將管徑除以管路彎曲的曲率半徑得到的比越大、彎曲的角度越大，該損失越大。對(duì)于由閥引起的損失，根據(jù)閥的種類(lèi)和開(kāi)度而不同，因此需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出?；善y的損失例如通過(guò)測(cè)量簧片閥的上游和下游之間的壓カ差、簧片閥的開(kāi)度(流路的截面積)、以及質(zhì)量流量的關(guān)系，并基于該關(guān)系導(dǎo)出壓力差和損失系數(shù)的關(guān)系而求出。圖2是一般的收斂擴(kuò)散噴管的示意圖。收斂部41的上游端的流路截面積Al、節(jié)流部42的流路截面積A2、以及擴(kuò)散部43的下游端的流路截面積A3存在Al > A2、A2 < A3的關(guān)系。節(jié)流部42的流路截面積A2與收斂部41的下游端的流路截面積以及擴(kuò)散部43的上游端的流路截面積相同。在本實(shí)施方式中，收斂部41和擴(kuò)散部43的流路截面積分別沿著流動(dòng)方向以一定的比例變化。但是，收斂部41和擴(kuò)散部43也可以具有其他的形狀。例如，也可以如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的噴管那樣采用流路截面積逐步(Step by Step)發(fā)生改變的形狀。另外，也可以將噴管內(nèi)面形成為光滑的曲面。收斂擴(kuò)散噴管40被形成為滿足下述的公式(I)、(2)所示的條件。流入節(jié)流部42中的排氣的流速達(dá)到I馬赫(即音速)，使得在擴(kuò)散部43中排氣能夠加速到超音速。[式I]H = T=Mr ~ 一一一——_[式2]
+py-(- -)-…⑵公式(I)表示伴隨著粘性摩擦的一維流動(dòng)中排氣管形狀和馬赫數(shù)的關(guān)系。公式
(2)表示公式(I)中的Λ。在這些公式中，M表示馬赫數(shù),A表示排氣管的任意截面的截面積，D表示所述任意截面的管當(dāng)量直徑，Y表示比熱比，X表示流動(dòng)方向的距離，f表示摩擦系數(shù)。如圖2所示，將節(jié)流部42的上游的全壓(Full Pressure :全壓カ)設(shè)為PO，將節(jié)流部42的下游的靜壓(Static Pressure :靜壓カ)設(shè)為P。如圖3所示，當(dāng)上述的壓カ的比Ρ/Ρ0小于臨界壓カ比=O. 528(圖3的點(diǎn)C)時(shí)，節(jié)流部42處的速度為音速(I馬赫)以上，其結(jié)果是，擴(kuò)散部43處的速度為超音速。因此，如果升高全壓PO使得Ρ/Ρ0小于臨界壓力比，則能夠在收斂擴(kuò)散噴管40中形成超音速的流動(dòng)。如果收斂擴(kuò)散噴管40處的流速為超音速，則產(chǎn)生向擴(kuò)散部43的下游傳播的沖擊波35b和向上游傳播的膨脹波35c (參照?qǐng)D6)。由于沖擊波35b和膨脹波35c之間的空間內(nèi)的流體急速地膨脹，因此流經(jīng)排氣通路7的排氣的壓カ降低。其結(jié)果是，由絕熱膨脹(Adiabatic Expansion :絕熱膨脹)引起的絕熱冷卻(Adiabatic cooling)的效果使得排氣的溫度能夠急速地下降。并且，本發(fā)明人潛心研究的結(jié)果是，通過(guò)將收斂擴(kuò)散噴管40和分叉部31結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)上述的狀態(tài)。接下來(lái)，參照?qǐng)D4A 圖4C對(duì)排氣在排氣通路7中變?yōu)閴毫^低的狀態(tài)并且溫度較低的狀態(tài)的原理進(jìn)行說(shuō)明。圖4A 圖4C示意性示出了包含排氣裝置50的發(fā)動(dòng)機(jī)I。在圖4A 圖4C中，對(duì)與圖I和圖2所圖不的部件相同或等同的部件標(biāo)記相同的符號(hào)。如圖4A所示，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)I的排氣行程中排氣ロ 9a打開(kāi)時(shí)，高壓的排氣36從燃燒室10經(jīng)由排氣ロ 9a向排氣通路7的上游部7a噴出。在排氣ロ 9a開(kāi)始打開(kāi)的時(shí)間點(diǎn)，燃燒室10和排氣通路7的上游部7a之間的壓力差很大，因此，排氣36的速度達(dá)到音速，并且在排氣通路7的上游部7a產(chǎn)生沖擊波35。隨著排氣ロ 9a打開(kāi)得越大，向排氣通路7的上游部7a流出的排氣的量增多，而排氣的速度變慢。并且，排氣隨著在排氣通路7的上游部7a行進(jìn)而減速。如圖4A所示，沖擊波35從排氣通路7的上游部7a在第一排氣管51的內(nèi)部傳播，并進(jìn)而向下游以高速傳播。另ー方面，排氣36在排氣通路7中以比沖擊波35低的速度緩慢地行迸。
如圖4B所示，在第一排氣管51的內(nèi)部行進(jìn)的沖擊波35在通過(guò)分叉部31的入口31a時(shí)，分為在排氣通路7中傳播的沖擊波和在分叉部31中傳播的沖擊波，并分別在排氣通路7和分叉部31中獨(dú)立地行迸。在排氣通路7中行進(jìn)的沖擊波35經(jīng)過(guò)收斂擴(kuò)散噴管40后衰減消失。另ー方面，在分叉部31中行進(jìn)的沖擊波35在分叉部31的反射部31b被反射，在分叉部31中逆行而向排氣通路7返回。如圖4C所不，以使被反射的沖擊波35從分叉部31向排氣通路7返回的正時(shí)與聞壓的排氣36到達(dá)分叉部31的入口 31a的中央的正時(shí)相同或滯后的方式，設(shè)定分叉部31的長(zhǎng)度。因此，在比擴(kuò)散部43靠上游且位于分叉部31的入口 31a或者入口 31a的下游的排氣通路7中，沖擊波35和排氣36發(fā)生沖突。由此，能夠提高收斂擴(kuò)散噴管40的節(jié)流部42的上游的整個(gè)壓力。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)壓カ比Ρ/Ρ0小于臨界壓カ比的狀態(tài)，從而能夠在收斂擴(kuò)散噴管40中形成超音速的流動(dòng)。圖5是示出沖擊波行進(jìn)的路徑和排氣行進(jìn)的路徑的排氣通路7等的示意圖。將從排氣ロ 9a的中心9ac至分叉部入口 31a的流路截面中心線X的距離(流路長(zhǎng)度)設(shè)為L(zhǎng)e，將排氣通路7的流路截面中心線Y和反射部31b之間的距離(流路長(zhǎng)度)設(shè)為L(zhǎng)s。而且，將排氣36的速度設(shè)為Ve，將沖擊波35的傳播速度設(shè)為Vs。從排氣ロ 9a打開(kāi)至排氣36到達(dá)入口 31a的時(shí)間Tl由式(3)表示。并且，從排氣ロ 9a打開(kāi)至沖擊波35在反射部31b被·反射后到達(dá)排氣通路7的中心線Y的時(shí)間T2由式(4)表示。Tl = Le/Ve(3)T2 = (Le+2Ls) /Vs(4)如果Tl彡T2，則被反射的沖擊波35和排氣36發(fā)生沖突。S卩，如果Le/Ve ^ (Le+2Ls)/Vs，則在比擴(kuò)散部43靠上游并且位于分叉部31的入口 31a或者入口 31a的下游的排氣通路7中，被反射的沖擊波35和排氣36發(fā)生沖突。另外，為了方便，例如，可以將排氣36的最大速度視為所述速度Ve，也可以將平均速度視為所述速度Ve。同樣地，例如，可以將被反射的沖擊波35的最大傳播速度視為所述傳播速度Vs，也可以將平均傳播速度視為所述傳播速度Vs。如圖5所示，將從分叉部入口 31a的流路截面中心線X至擴(kuò)散部43的上游端的距離(流路長(zhǎng)度)設(shè)為L(zhǎng)d，將從排氣ロ 9a打開(kāi)至排氣ロ 9a關(guān)閉的時(shí)間設(shè)為tv。從排氣ロ 9a打開(kāi)至排氣36的最末尾到達(dá)擴(kuò)散部43的上游端的時(shí)間T3由式(5)表示。并且，從排氣ロ9a打開(kāi)至沖擊波35在反射部31b被反射后到達(dá)擴(kuò)散部43的上游端的時(shí)間T4由式(6)表
/Jn οT3 = tv+(Le+Ld)/Ve(5)T4 = (Le+2Ls+Ld) /Vs(6)如果T4 < T3，則能夠在排氣36的全部越過(guò)節(jié)流部42之前使被反射的沖擊波35和排氣36發(fā)生沖突。即，如果(Le+2Ls+Ld) /Vs ^ tv+ (Le+Ld) /Ve,則能夠在排氣36的全部越過(guò)節(jié)流部42之前使被反射的沖擊波35和排氣36發(fā)生沖突。如果排氣通路7的流路截面中心線Y和反射部31b之間的距離Ls較小，則沖擊波35在分叉部31中的衰減被抑制。因此，例如，可以將距離Ls設(shè)為小于距離Le。排氣的壓カ由于收斂部41中的壓縮而被升高。除此之外，由于沖擊波35和排氣36的沖突，收斂部41中的排氣36的壓カ進(jìn)ー步升高。因此，由于收斂擴(kuò)散噴管40的入口上游的全壓PO升高，與此相應(yīng)，入口上游的全壓PO和節(jié)流部的下游靜壓P之比P/PO小于臨界壓力比O. 528。其結(jié)果是，排氣36的速度在節(jié)流部42中達(dá)到音速。圖6是示意性示出通過(guò)紋影攝影法對(duì)收斂擴(kuò)散噴管內(nèi)部進(jìn)行了撮影的照片的示意圖。由于排氣36的速度達(dá)到音速，因此在收斂擴(kuò)散噴管40中產(chǎn)生新的沖擊波。以下，將新產(chǎn)生的沖擊波簡(jiǎn)單稱(chēng)作行進(jìn)沖擊波35b。該行進(jìn)沖擊波35b在通過(guò)收斂擴(kuò)散噴管40的擴(kuò)散部43時(shí)被加速。在產(chǎn)生行進(jìn)沖擊波35b時(shí)，產(chǎn)生向與行進(jìn)沖擊波35b相反的方向行進(jìn)的膨脹波35c。行進(jìn)沖擊波35b在擴(kuò)散部43中被加速，與此同時(shí)，膨脹波35c向與行進(jìn)沖擊波35b相反的方向行進(jìn)。由此，行進(jìn)沖擊波35b和膨脹波35c之間存在的排氣36的壓カ和溫度大幅下降。如下所述，排氣小于等于大氣壓，即變?yōu)樨?fù)壓。圖7和圖8中示出了本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)行的仿真結(jié)果。圖7示出了在收斂擴(kuò)散噴管40中新的沖擊波35b剛產(chǎn)生后的排氣通路7的各地點(diǎn)(Position :位置)處的排氣的速度(Exhaust Gas Velocity :排氣速度)以及排氣的壓力(Exhaust Gas Pressure :排氣壓力)。圖8示出了在收斂擴(kuò)散噴管40中新的沖擊波35b剛產(chǎn)生后的排氣通路7的各地點(diǎn) (Position :位置)處的排氣的速度(Exhaust Gas Velocity :排氣速度)以及排氣的溫度(Exhaust Gas Temperature :排氣ila度)。當(dāng)在收斂擴(kuò)散噴管40中產(chǎn)生沖擊波35b吋，該沖擊波35b在擴(kuò)散部43中被加速。因此，如圖7和圖8所示，排氣的流速急劇地増大，排氣的壓カ和溫度急劇地減小。另外，圖7和圖8是示出排氣的流速的圖而不是示出沖擊波的傳播速度的圖。圖7和圖8中示出了將收斂擴(kuò)散噴管40的節(jié)流部42設(shè)定得較長(zhǎng)時(shí)的仿真結(jié)果。如果在分叉部31中被反射的沖擊波35與排氣36發(fā)生沖突，則沖擊波35在排氣36之前在節(jié)流部42中傳播。此時(shí)，在排氣36和沖擊波35之間的空間中產(chǎn)生絕熱膨脹從而壓力下降，因此排氣36就像被沖擊波35吸引似的在不減小速度的情況下流經(jīng)節(jié)流部42。因此，優(yōu)選地，將節(jié)流部42的以相同的流路截面積連續(xù)的部分的長(zhǎng)度設(shè)定為與發(fā)動(dòng)機(jī)一致。由此，能夠?qū)U(kuò)散部43中沖擊波35b被加速的時(shí)刻、換而言之將排氣的壓カ和溫度下降的時(shí)刻設(shè)定為與該發(fā)動(dòng)機(jī)一致。如此，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)I，能夠比以往大幅地減小排氣通路7的排氣的壓カ和溫度。接下來(lái)，使用示出本申請(qǐng)發(fā)明者進(jìn)行的仿真結(jié)果的圖9A 圖9C對(duì)二次空氣供應(yīng)裝置70的作用進(jìn)行說(shuō)明。二次空氣供應(yīng)裝置70通過(guò)在比排氣通路7的擴(kuò)散部43靠上游的部分中產(chǎn)生的負(fù)壓向比排氣通路7的第一催化劑21靠下游的部分有效地供應(yīng)二次空氣。圖9A是示出在本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)I中觀測(cè)到的、曲軸16 (參照?qǐng)DI)的旋轉(zhuǎn)角(曲柄角)和排氣通路7內(nèi)的壓カ的關(guān)系的一例的圖。如果在膨脹行程的途中排氣ロ 9a打開(kāi)，則高壓的排氣被從燃燒室10向排氣通路7內(nèi)排出。因此，如附圖標(biāo)記91所示，排氣通路7內(nèi)變?yōu)檎龎?。此后，由于收斂擴(kuò)散噴管40的作用，如附圖標(biāo)記92所示，在排氣通路7內(nèi)產(chǎn)生很大的負(fù)壓。此后，在排氣通路7內(nèi)，由于排氣脈動(dòng)，如附圖標(biāo)記93所示，交替地產(chǎn)生正壓和負(fù)壓。在由于收斂擴(kuò)散噴管40的作用產(chǎn)生的很大的負(fù)壓的影響下，該排氣脈動(dòng)的振幅比通常増大。圖9B是示出在本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)I中觀測(cè)到的、曲軸16 (參照?qǐng)DI)的旋轉(zhuǎn)角(曲柄角)和第一通路71中的氣體(通過(guò)簧片閥74的氣體)的質(zhì)量流量的關(guān)系的一例的圖。但是，質(zhì)量流量的向從第一通路71的上游端(簧片閥74側(cè))向第一通路71的下游端(排氣通路7側(cè))的方向的流量用正值表示，向與該方向相反的方向的流量用負(fù)值表示。如果在排氣通路7內(nèi)產(chǎn)生很大的負(fù)壓(圖9A的附圖標(biāo)記92)，則第一通路71內(nèi)也變?yōu)樨?fù)壓，其結(jié)果是，簧片閥74打開(kāi)。由此，在圖9B中如附圖標(biāo)記94所示，氣體向第一通路71流入。從簧片閥74經(jīng)由第一通路71到達(dá)排氣通路7的流路61 (參照?qǐng)DI)和在第二通路72中從下游端72b至上游端72a到達(dá)排氣通路7的流路62 (參照?qǐng)DI)的能量損失的大小關(guān)系如前所述。即，氣體在經(jīng)由簧片閥74的流路61中流動(dòng)時(shí)損失的能量比氣體在經(jīng)由第二通路72的流路62中流動(dòng)時(shí)損失的能量小。能量損失小的流路與能量損失大的流路相比氣體的流量較多，因此經(jīng)由簧片閥74在第一通路71中流動(dòng)的流量較多。即，與從第二通路72向第一通路71流動(dòng)的氣體的量相比，從發(fā)動(dòng)機(jī)I的外部向第一通路71流入的氣體的量較多。如此，能夠?qū)罅垦鯕獾陌l(fā)動(dòng)機(jī)I的外部的空氣(二次空氣)導(dǎo)入到第一通 路71中。簧片閥74為僅允許氣體向流入第一通路71的方向的流動(dòng)的構(gòu)造，但在簧片閥74暫時(shí)打開(kāi)后剛要關(guān)閉的一瞬間產(chǎn)生氣體向反方向的流動(dòng)。這是在圖9B中出現(xiàn)負(fù)的質(zhì)量流量值的原因。如果在從發(fā)動(dòng)機(jī)I的外部向第一通路71導(dǎo)入空氣后在比擴(kuò)散部43靠上游的排氣通路7內(nèi)產(chǎn)生正壓(例如，圖9A的附圖標(biāo)記95)，則第一通路71內(nèi)的空氣被壓出。由于簧片閥74阻止氣體向從第一通路71向發(fā)動(dòng)機(jī)I的外部的方向流動(dòng)，因此第一通路71內(nèi)的空氣向第二通路72被壓出。圖9C是示出曲軸16的旋轉(zhuǎn)角(曲柄角)與排氣通路7以及二次空氣供應(yīng)裝置70的各部分中的氧氣量(氧氣濃度)的關(guān)系的一例的圖。具體地，曲線96a表示第一通路71中第二通路72的連接部72a和排氣通路7之間(例如，圖I所示的測(cè)定點(diǎn)a)處的氧氣濃度。并且，曲線96b表示第二通路72的中間部附近(上游端72a和下游端72b之間，例如圖I所示的測(cè)定點(diǎn)b)處的氧氣濃度。另外，曲線96c表示比排氣通路7的第一催化劑21靠下游部分(第一和第二催化劑21、22之間，例如圖I所示的測(cè)定點(diǎn)c)處的氧氣濃度。另夕卜，曲線96d表示第一通路連接部71b的上游中的排氣通路7內(nèi)(例如，圖I所示的測(cè)定點(diǎn)d)處的氧氣濃度。比較曲線96a、96c、96d可知，第一通路71內(nèi)的氧氣濃度比排氣通路7內(nèi)的氧氣濃度高。這表不發(fā)動(dòng)機(jī)I外的二次空氣被導(dǎo)入第一通路71中。比較曲線96b、96c、96d可知，第二通路72內(nèi)的氧氣濃度比排氣通路7內(nèi)的氧氣濃度高。比較曲線96a、96b可知，第二通路72內(nèi)的氧氣濃度比第一通路71內(nèi)(排氣通路7附近的位置)的氧氣濃度高。因此，可知發(fā)動(dòng)機(jī)I外的二次空氣被導(dǎo)入第二通路72中。如果二次空氣被導(dǎo)入第二通路72中，則該二次空氣被供應(yīng)至第一和第二催化劑21、22之間，由此二次空氣供應(yīng)的目的被實(shí)現(xiàn)。比較曲線96c、96d可知，與第一和第二催化劑21、22之間的排氣通路7 (例如，圖I所示的測(cè)定點(diǎn)c)的氧氣濃度相比，第一通路連接部71b的上游中的排氣通路7內(nèi)(例如，圖I所示的測(cè)定點(diǎn)d)的氧氣濃度較低。這表示二次空氣被導(dǎo)入排氣通路7的比第一催化劑21靠下游的位置。一般，如果第二通路72內(nèi)的氧氣濃度(例如，測(cè)定點(diǎn)b)比第一通路連接部71b的上游的排氣通路7(例如，測(cè)定點(diǎn)d)中的氧氣濃度高，則可認(rèn)為二次空氣向第ニ通路72導(dǎo)入的目的被實(shí)現(xiàn)。如果上述情況能夠被確認(rèn)，則二次空氣向第一和第二催化劑21、22之間的排氣通路7供應(yīng)的目的被實(shí)現(xiàn)。如圖9C的曲線96c中附圖標(biāo)記97所示的，氧氣濃度與圖9A的附圖標(biāo)記95所示的產(chǎn)生正壓(在擴(kuò)散部43的上游處產(chǎn)生正壓)的時(shí)刻大致同步地增加。這表示被導(dǎo)入第一通路71中的二次空氣經(jīng)由第二通路72被送入至第一和第二催化劑21、22之間的排氣通路7中。如以上所說(shuō)明的，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在不使用將空氣強(qiáng)制地送入排氣通路7中的專(zhuān)用的裝置的情況下向排氣通路7的比第一催化劑 21靠下游的部分供應(yīng)足夠量的ニ次空氣。即，使用利用排氣的能量產(chǎn)生的負(fù)壓從外部導(dǎo)入二次空氣，同樣地使用由相同的排氣的能量產(chǎn)生的正壓向第一催化劑21的下游送出被導(dǎo)入的二次空氣。如此，由于使用排氣的能量實(shí)現(xiàn)泵送作用，因此能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的損失。而且，由于能夠在擴(kuò)散部43的上游的排氣通路7中產(chǎn)生很大的負(fù)壓，因此能夠增大排氣脈動(dòng)的振幅。因此，即使發(fā)動(dòng)機(jī)I以高速旋轉(zhuǎn)或高負(fù)載狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，利用伴隨著沖擊波產(chǎn)生的很大的負(fù)壓和由排氣脈動(dòng)引起的充分的正壓也能夠向第一催化劑21的下游的排氣通路7供應(yīng)二次空氣。另外，還能夠聯(lián)合使用用于供應(yīng)空氣的其他的泵裝置。在這種情況下，能夠減小施加于泵的負(fù)載，因此能夠減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的損失。在該實(shí)施方式中，流經(jīng)第一通路71的從上游端71a至下游端71b的流路61的氣體的能量損失比流經(jīng)第二通路72的從下游端72b至第一通路71的下游端71b的流路62的氣體的能量損失小。即，在堵塞第二通路72使空氣從第一通路上游端71a流經(jīng)時(shí)的、第一通路下游端71b的流量系數(shù)，比在第二通路72的連接部的上游堵塞第一通路71使空氣從第二通路下游端72b流經(jīng)時(shí)的、第一通路下游端71b的流量系數(shù)大。由此，當(dāng)在比擴(kuò)散部43靠上游的位置上產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，第二通路72內(nèi)的空氣不發(fā)生逆流，從而能夠經(jīng)由第一通路71的簧片閥74向第一通路71可靠地導(dǎo)入二次空氣。因此，其后，當(dāng)擴(kuò)散部43的上游的排氣通路7變?yōu)檎龎簳r(shí)，能夠?qū)⑺霰粚?dǎo)入的二次空氣向第二通路72送入。另外，在本實(shí)施方式中，排氣裝置50包括分別被配置在第二通路72的下游端72b的上游和下游的排氣通路7中的第一和第二催化劑21、22。通過(guò)這種構(gòu)成，能夠提高被供應(yīng)給第二催化劑22的排氣的氧氣濃度。因此，能夠使第一催化劑21主要作為還原催化劑發(fā)揮功能，并且能夠使第二催化劑22主要作為氧化催化劑發(fā)揮功能。在將三元催化劑應(yīng)用于第一催化劑21和第二催化劑22的情況下，為了進(jìn)行還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)這兩者，需要向各個(gè)催化劑導(dǎo)入理論空燃比的排氣。在第一催化劑21主要作為還原催化劑發(fā)揮功能的情況下，也可以向第一催化劑21導(dǎo)入燃料濃的排氣。并且，在第二催化劑22作為氧化催化劑發(fā)揮功能的情況下，向第二催化劑22導(dǎo)入使空燃比傾向于稀空燃比的排氣即可。由此，第一催化劑21和第二催化劑22能夠協(xié)作地進(jìn)行還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)這兩者，由此能夠有效地去除排氣中的有害成分。由此，不一定必須向第一催化劑21導(dǎo)入理論空燃比的排氣，能夠去除有害成分的空燃比的范圍變寬。因此，不再需要嚴(yán)密地控制空燃比。另ー方面，如果向燃燒室供應(yīng)接近理論空燃比的空燃比的混合氣，則能夠抑制消耗燃料量。如果應(yīng)用理論空燃比附近的空燃比，則排氣處于高溫，該高溫的排氣有可能引起催化劑21、22的燒結(jié)。然而，在該實(shí)施方式中，在擴(kuò)散部43中生成的新的沖擊波35b在其后方產(chǎn)生很大的負(fù)壓。在該負(fù)壓的作用下，產(chǎn)生排氣的絕熱膨脹，由此，絕熱冷卻的效果使得能夠冷卻排氣。即，排氣在到達(dá)第一催化劑21之前被冷卻。因此，通過(guò)使用接近理論空燃比的空燃比的混合氣能夠抑制燃料消耗量，同時(shí)能夠保護(hù)催化劑21、22并實(shí)現(xiàn)有害成分的無(wú)毒化。當(dāng)然，即使發(fā)動(dòng)機(jī)I處于高負(fù)載狀態(tài)或者處于以高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下也能夠使排氣處于低壓和低溫，因此能夠保護(hù)催化劑21、22。〈第二實(shí)施方式〉圖10是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路等的構(gòu)成的截面圖。在圖10中，對(duì)上述的圖I所示的各部分的相應(yīng)部分標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記示出。該第二實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)I與第一實(shí)施方式同樣地包括氣缸體3、設(shè)置在氣缸體的一端的氣缸蓋4、以及在氣缸體3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞5。氣缸體3、氣缸蓋4以及活塞5形成燃燒室10。氣缸蓋4中設(shè)置有開(kāi)閉進(jìn)氣ロ 8a的進(jìn)氣閥8、開(kāi)閉排氣ロ 9a的排氣閥9、以及用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥8和排氣閥9的閥驅(qū)動(dòng)裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)I還包括排氣裝置50以及向排氣裝置50的排氣通路7供應(yīng)空氣的二次空氣供應(yīng)裝置70。 排氣裝置50包括與氣缸蓋4連接的第一排氣管51、與該第一排氣管51連接的第ニ排氣管52、以及與該第二排氣管52連接的第三排氣管53，這些排氣管51、52、53形成排氣通路7。第一催化劑21和第二催化劑22空出間隔地配置在排氣通路7中。在第一排氣管51的上游部設(shè)置有分叉管30。在分叉管30和第一催化劑21之間設(shè)置有收斂擴(kuò)散噴管40。二次空氣供應(yīng)裝置70包括簧片閥74、第一二次空氣供應(yīng)管76、以及與第一二次空氣供應(yīng)管76連接的第二二次空氣供應(yīng)管77。第一二次空氣供應(yīng)管76形成從簧片閥74至排氣通路7的第一通路71。第二二次空氣供應(yīng)管77形成從第一通路71至第一和第二催化齊[J 21、22之間的排氣通路7的第二通路72。在該實(shí)施方式中，還在第二通路72中設(shè)置有第二簧片閥80 (止回閥)。簧片閥80被構(gòu)成為允許第二通路71的從上游端72a向下游端72b的方向的氣流通過(guò)，并阻止與該方向相反的方向的氣流通過(guò)。除此以外的構(gòu)成與第一實(shí)施方式相同。因此，使用與第一實(shí)施方式有關(guān)的圖I 圖9及其詳細(xì)說(shuō)明替代第二實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明。當(dāng)在比擴(kuò)散部43靠上游的排氣通路7內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，第一通路71的簧片閥74打開(kāi)，外部的空氣被導(dǎo)入至第一通路71。此時(shí)，第二通路72的簧片閥80處于關(guān)閉狀態(tài)，第二通路72的從下游端72b向上游端72a的空氣流被阻止。另ー方面，當(dāng)在比擴(kuò)散部43靠上游的排氣通路7內(nèi)產(chǎn)生正壓時(shí)，第一通路71的簧片閥74處于關(guān)閉狀態(tài)，第二通路72的簧片閥80打開(kāi)。由此，被導(dǎo)入到第一通路71的二次空氣經(jīng)由第二通路72被送入到第一催化劑21的下游的排氣通路7。如此，通過(guò)利用了在排氣通路7中產(chǎn)生的負(fù)壓和正壓的泵送作用，能夠?qū)⒍慰諝夤?yīng)給第一催化劑21的下游的排氣通路7。而且，通過(guò)配置于第二通路72中的簧片閥80，能夠可靠地抑制空氣在第二通路72中的逆流，由此能夠有效地供應(yīng)二次空氣。如此，根據(jù)該實(shí)施方式，空氣在第二通路72中的流動(dòng)被限制于從第二通路72的上游端向下游端的方向。即，能夠防止二次空氣的逆流。由此，在擴(kuò)散部43的上游產(chǎn)生了負(fù)壓時(shí)，能夠從第一通路71的上游端可靠地導(dǎo)入二次空氣，并且，在擴(kuò)散部43的上游產(chǎn)生了正壓時(shí)，能夠?qū)⒍慰諝饪煽康毓?yīng)給第一和第二催化劑21、22?！吹谌龑?shí)施方式〉
圖11是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路等的構(gòu)成的截面圖。在圖11中，對(duì)與上述的圖I所示的各部分相應(yīng)的部分標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記示出。該第三實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)I與第一實(shí)施方式同樣地包括氣缸體3、設(shè)置在氣缸體3的一端上的氣缸蓋4、以及在氣缸體3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞5 (參照?qǐng)DI),氣缸體3、氣缸蓋4以及活塞5形成燃燒室10。氣缸蓋4中設(shè)置有開(kāi)閉進(jìn)氣ロ 8a的進(jìn)氣閥8、開(kāi)閉排氣ロ 9a的排氣閥9、以及用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥8和排氣閥9的閥驅(qū)動(dòng)裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)I還包括排氣裝置50以及向排氣裝置50的排氣通路7供應(yīng)空氣的二次空氣供應(yīng)裝置70。排氣裝置50包括與氣缸蓋4連接的第一排氣管51、與該第一排氣管51連接的第ニ排氣管52、以及與該第二排氣管52連接的第三排氣管53，這些排氣管51、52、53形成排氣通路7。第一催化劑21和第二催化劑22空出間隔地配置在排氣通路7中。在第一排氣管51的上游部設(shè)置有分叉管30。在分叉管30和第一催化劑21之間設(shè)置有收斂擴(kuò)散噴管 40。在該第三實(shí)施方式中，分叉管30兼用作形成第一通路71的第一二次空氣供應(yīng)管76。即，專(zhuān)用的第一通路71被廢棄，分叉部31兼用作第一通路71。也可以說(shuō)第一通路71兼用作分叉部31。并且，第二二次空氣供應(yīng)管77與兼用作第一二次空氣供應(yīng)管76的分叉管30連接，從而形成從分叉部31 (第一通路71)至第一和第二催化劑21、22之間的排氣通路7的第二通路72。除此以外的構(gòu)成與第一實(shí)施方式相同。因此，使用與第一實(shí)施方式有關(guān)的圖I 圖9及其詳細(xì)說(shuō)明替代第三實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明。在該第三實(shí)施方式中，分叉管30的與排氣通路7相反側(cè)的端部連結(jié)有簧片閥74，并且在簧片閥74的上游側(cè)還連結(jié)有空氣量控制閥75和空氣過(guò)濾器78。簧片閥74構(gòu)成分叉部31的反射部31b。即，來(lái)自排氣通路7的沖擊波向分叉部31 (第一通路71)分叉，被關(guān)閉狀態(tài)的簧片閥74(反射部31b)反射，而再次經(jīng)由分叉部31 (第一通路71)向排氣通路7返回。該沖擊波與在排氣通路7內(nèi)緩慢行進(jìn)的排氣發(fā)生沖突，由此能夠提高排氣的壓力。排氣閥9打開(kāi)時(shí)，簧片閥74被關(guān)閉，因此能夠通過(guò)簧片閥74反射沖擊波。如果通過(guò)收斂擴(kuò)散噴管40的作用在排氣通路7中產(chǎn)生負(fù)壓，則簧片閥74打開(kāi)，從而能夠向第一通路71導(dǎo)入來(lái)自外部的二次空氣。其后，如果通過(guò)排氣脈動(dòng)在排氣通路7中產(chǎn)生正壓，則被導(dǎo)入到第一通路71中的二次空氣經(jīng)由第二通路72被供應(yīng)給第一和第二催化劑21、22之間的排氣通路7。如此，在本實(shí)施方式中，也能夠向第一催化劑21的下游的排氣通路7供應(yīng)足夠量的空氣。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，不需要形成專(zhuān)門(mén)作為分叉部31發(fā)揮功能的通路或者專(zhuān)門(mén)作為第一通路71發(fā)揮功能的通路。因此，與使用專(zhuān)用的分叉部31和專(zhuān)用的第一通路71的構(gòu)成(例如，第一實(shí)施方式)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低?！吹谒膶?shí)施方式〉圖12是用于說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置等的構(gòu)成的截面圖。在圖12中，對(duì)與上述的圖11所示的各部分相應(yīng)的部分標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記示出。該第四實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)I與第三實(shí)施方式同樣地包括氣缸體3、設(shè)置在氣缸體3的一端上的氣缸蓋4、以及在氣缸體3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞5 (參照?qǐng)DI),氣缸體3、氣缸蓋4以及活塞5形成燃燒室10。氣缸蓋4中設(shè)置有開(kāi)閉進(jìn)氣ロ 8a的進(jìn)氣閥8、開(kāi)閉排氣ロ 9a的排氣閥9、以及用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥8和排氣閥9的閥驅(qū)動(dòng)裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)I還包括排氣裝置50以及向排氣裝置50的排氣通路7供應(yīng)空氣的二次空氣供應(yīng)裝置70。排氣裝置50包括與氣缸蓋4連接的第一排氣管51、與該第一排氣管51連接的第ニ排氣管52、以及與該第二排氣管52連接的第三排氣管53，這些排氣管51、52、53形成排氣通路7。第一催化劑21和第二催化劑22空出間隔地配置在排氣通路7中。在第一排氣管51的上游部設(shè)置有分叉管30。分叉管30兼用作形成第一通路71的第一二次空氣供應(yīng)管76。第二二次空氣供應(yīng)管77與兼用作第一二次空氣供應(yīng)管76的分叉管30連接，從而形成從分叉部31 (第一通路71)至第一和第二催化劑21、22之間的排氣通路7的第二通路72。在該第四實(shí)施方式中，分叉管30被用作收斂擴(kuò)散噴管的一部分。其他的構(gòu)成與第三實(shí)施方式(參照?qǐng)D11)相同。因此，使用第一實(shí)施方式的圖I 圖9和第三實(shí)施方式的圖11以及它們的詳細(xì)說(shuō)明代替第四實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明。在第一至第三實(shí)施方式中，收斂部41和節(jié)流部42和擴(kuò)散部43被形成在比分叉部31靠下游的排氣通路7中。但是，本申請(qǐng)的發(fā)明人繼續(xù)潛心研究，其結(jié)果是，構(gòu)想到通過(guò)更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相同的效果的構(gòu)造?！ぴ诒緦?shí)施方式中，為了產(chǎn)生作為新沖擊波的行進(jìn)沖擊波35b，設(shè)置有反射在排氣行程初期產(chǎn)生的沖擊波35使其再次向排氣通路7傳播的分叉部31。當(dāng)從不同的視角觀察該分叉部31時(shí)，排氣通路7在分叉部31的位置上流路截面積増大。并且，排氣通路7在比分叉部31的位置靠下游的位置上流路截面積減小。換言之，根據(jù)分叉部31，形成收斂部41和節(jié)流部42。例如，在比分叉部入口 31a靠上游的排氣通路7的流路截面積A5和比分叉部入口31a靠下游的排氣通路7的流路截面積A7大致相等的情況下，如下的關(guān)系成立。S卩，將位于比分叉部入口 31a靠上游的位置上的排氣通路7部分的流路截面積A5以及分叉部31的流路截面積A4求和后的流路截面積比位于比入口 31a靠下游的位置上的排氣通路7部分的流路截面積A7大。A4+A5 > A7。因此，可視作在入口 31a的下游形成收斂部41和節(jié)流部42。由此，僅通過(guò)在入口 31a的下游設(shè)置擴(kuò)散部43，能夠?qū)嵸|(zhì)地形成收斂擴(kuò)散噴管40。A6表示擴(kuò)散部43的流路截面積，A7 < A6。入口 31a和擴(kuò)散部43之間的部分構(gòu)成節(jié)流部42。如此，節(jié)流部42也可以沿流路方向較長(zhǎng)地延伸。收斂部41和擴(kuò)散部43不需要被構(gòu)成為流路截面積向下游平滑地(連續(xù)地)變化，也可以被構(gòu)成為流路截面積逐步地(Step byStep)變化。對(duì)上述的第一和第二實(shí)施方式的構(gòu)成也可應(yīng)用該第四實(shí)施方式的構(gòu)成。在這種情況下，通過(guò)在第一通路71的連接部71b的下游設(shè)置擴(kuò)散部43，能夠?qū)嵸|(zhì)地形成收斂擴(kuò)散噴管40。在這種構(gòu)成的情況下，不僅在分叉部31中流路截面積發(fā)生變化，在通向第一通路71的分叉部中流路截面積也發(fā)生變化，因此也可考慮在第一通路連接部71b的下游的排氣通路7中形成收斂部41和節(jié)流部42。在這種情況下，連接部71b和擴(kuò)散部43之間的排氣通路7部分構(gòu)成節(jié)流部42?！吹谖鍖?shí)施方式〉圖13是用于說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置等的構(gòu)成的截面圖。在該圖13中，對(duì)與上述的圖11所示的各部分相應(yīng)的部分標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記，并省略說(shuō)明。
在該實(shí)施方式中，在排氣通路7中在收斂擴(kuò)散噴管40的下游配置有ー個(gè)催化劑23。第二通路72的下游端72b與催化劑23的側(cè)面連結(jié)。即，在第二通路72的下游端72b上形成有敞開(kāi)催化劑23的側(cè)面的大致整個(gè)區(qū)域的筒狀的空氣導(dǎo)入空間81。另ー方面，在催化劑23的側(cè)面形成有多個(gè)向內(nèi)部導(dǎo)入空氣的空氣導(dǎo)入孔82。從第一通路71被供應(yīng)給第二通路72的二次空氣從空氣導(dǎo)入空間81流入催化劑
23的內(nèi)部。流入催化劑23的內(nèi)部的二次空氣ー邊與從催化劑23的上游端23a被導(dǎo)入的排氣混合，ー邊向催化劑23的下游端流動(dòng)。由此，在催化劑23的內(nèi)部，催化劑23的從上游端23a向下逐漸變細(xì)的錐形的區(qū)域24A構(gòu)成來(lái)自燃燒室10的排氣處于支配性地位的低氧氣濃度區(qū)域。并且，除去區(qū)域24的剩余的區(qū)域24B構(gòu)成二次空氣被充分地供應(yīng)的高氧氣濃度區(qū)域。催化劑23在低氧氣濃度區(qū)域24A中作為還原催化劑發(fā)揮功能，而在高氧氣濃度區(qū)域24B中作為氧化催化劑發(fā)揮功能。如此，能夠?qū)ⅸ`個(gè)催化劑23兼用作還原催化劑和氧化 催化劑，因此能夠使來(lái)自燃燒室10的排氣充分地?zé)o毒化。因此，能夠提高排氣的凈化效率。另外，由于ー個(gè)催化劑23足以滿足要求，因此能夠減小排氣裝置50全體的熱容量。由此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)I被起動(dòng)時(shí)，能夠使催化劑23迅速地活性化，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)后，能夠充分地凈化排氣。該實(shí)施方式的另ー個(gè)特征在于，在從第一通路71和第二通路72的連接部至第一通路71的下游端71b的范圍的中途位置上配置有孔板(節(jié)流板)83。由此，能夠在不影響二次空氣的供應(yīng)的情況下防止來(lái)自燃燒室10的排氣向第一通路71流入。由此，能夠提高被供應(yīng)給第二通路72的空氣的氧氣濃度?？装?3例如可以是在中央具有開(kāi)ロ的板狀體。在上述的或下述的其他的實(shí)施方式中，也可在第一通路71中設(shè)置同樣的孔板。圖14是用于說(shuō)明催化劑23的構(gòu)成例的圖示性立體圖。催化劑23具有蜂巣狀的金屬載體85。金屬載體85將具有開(kāi)孔的平坦金屬箔(箔材)86和具有開(kāi)孔的波狀金屬箔(箔材)87交替地積累而形成蜂巢構(gòu)造。更具體地，帯狀的平坦金屬箔86和帯狀的波狀金屬箔87重疊，并被卷繞成輥狀，由此形成由圓柱狀的蜂巣構(gòu)造構(gòu)成的金屬載體85。平坦金屬箔86以使多個(gè)空氣孔86a均等地分散并形成在平坦的金屬箔上的方式制成。波狀金屬箔87例如以使多個(gè)空氣孔87a均等地分散并形成在以條狀的波形形成的金屬箔上的方式制成。平坦金屬箔86被配置在催化劑23的最外周面上，并且在最外周面露出的空氣孔86a相當(dāng)于上述的空氣導(dǎo)入孔82。〈第六實(shí)施方式〉圖15是用于說(shuō)明本發(fā)明的第六實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置等的構(gòu)成的截面圖。在該圖15中，對(duì)與上述的圖13所示的各部分相應(yīng)的部分標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記，并省略說(shuō)明。在該實(shí)施方式中，第二通路72的下游端72b與催化劑23的側(cè)面和催化劑23的上游端23a的外周區(qū)域連接。S卩，在第二通路72的下游端72b形成有敞開(kāi)催化劑23的側(cè)面的大致整個(gè)區(qū)域并敞開(kāi)催化劑23的上游端23a的外周部的筒狀的空氣導(dǎo)入空間88。催化劑23的構(gòu)成如上所述。從第一通路71被供應(yīng)給第二通路72的二次空氣從空氣導(dǎo)入空間88流入催化劑23的內(nèi)部。S卩，從第一通路71被供應(yīng)給第二通路72的二次空氣從催化劑23的側(cè)面和催化劑23的上游端23a的外周區(qū)域流入催化劑23的內(nèi)部。流入催化劑23的內(nèi)部的二次空氣一邊與從催化劑23的上游端23a的中央?yún)^(qū)域被導(dǎo)入的排氣混合，ー邊向催化劑23的下游端流動(dòng)。由此，在催化劑23的內(nèi)部中，催化劑23的從上游端23a的中央?yún)^(qū)域向下游逐漸變細(xì)的錐形區(qū)域24A構(gòu)成來(lái)自燃燒室10的排氣處于支配性地位的低氧氣濃度區(qū)域。并且，除去區(qū)域24的剩余的區(qū)域24B構(gòu)成二次空氣被充分地供應(yīng)的高氧氣濃度區(qū)域。催化劑23在低氧氣濃度區(qū)域24A中作為還原催化劑發(fā)揮功能，而在高氧氣濃度區(qū)域24B中作為氧化催化劑發(fā)揮功能。如此，能夠?qū)ⅸ`個(gè)催化劑23兼用作還原催化劑和氧化催化劑。由于從催化劑23的上游端23a的外周區(qū)域也導(dǎo)入二次空氣，因此，第五實(shí)施方式的情況相比，低氧氣濃度區(qū)域24減小。即，與第五實(shí)施方式的情況相比，高氧氣濃度區(qū)域25増大。因此，能夠?qū)⒆銐蛄康亩慰諝夤?yīng)給催化劑23，因此能夠使來(lái)自燃燒室10的排氣充分地?zé)o毒化?！吹谄邔?shí)施方式〉圖16是示出本發(fā)明的第七實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置的構(gòu)成的示意圖。在圖16中，對(duì)與上述的圖I所示的各部分的相應(yīng)部分標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記示出。第五實(shí)施方式是將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式應(yīng)用于多氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的例子。 該第七實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)I具有多個(gè)氣缸#A、#B。各氣缸#A、#B包括氣缸體3(參照?qǐng)DI)、設(shè)置在氣缸體的一端的氣缸蓋4、以及在氣缸體3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞5(參照?qǐng)DI)。氣缸體3、氣缸蓋4以及活塞5形成有燃燒室10。氣缸蓋4中設(shè)置有開(kāi)閉進(jìn)氣ロ 8a(參照?qǐng)DI)的進(jìn)氣閥8 (圖I參照)、開(kāi)閉排氣ロ 9a的排氣閥9、以及用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥8 (參照?qǐng)DI)和排氣閥9的閥驅(qū)動(dòng)裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)I還包括排氣裝置50以及向排氣裝置50的排氣通路7供應(yīng)空氣的二次空氣供應(yīng)裝置70。排氣裝置50包括與氣缸蓋4連接的第一排氣管51、與該第一排氣管51連接的第ニ排氣管52、以及與該第二排氣管52連接的第三排氣管53。這些排氣管51、52、53形成排氣通路 7(7A，7B，7C)。在該實(shí)施方式中，第一排氣管51形成分別與多個(gè)燃燒室10的排氣ロ 9a連接的單獨(dú)排氣通路7A、7B。這些單獨(dú)排氣通路7A、7B在集合部25匯集而與集合排氣通路7C連結(jié)。該集合排氣通路7C中設(shè)置有收斂擴(kuò)散噴管40。第一和第二催化劑21、22空出間隔地配置于收斂擴(kuò)散噴管40的下游側(cè)的集合排氣通路7C中。另外，形成第一通路71的第一二次空氣供應(yīng)管76與集合部25和收斂擴(kuò)散噴管40之間的集合排氣通路7C連接。形成第二通路72的第二二次空氣供應(yīng)管77的上游端與第一二次空氣供應(yīng)管76連接。第二二次空氣供應(yīng)管77的下游端與第一和第二催化劑21、22之間即第一催化劑21的下游的集合排氣通路7C連接。其他的構(gòu)成與上述的第一實(shí)施方式相同。圖17A至圖17C是示出該第七實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作的示意圖?；蛘撸?dāng)氣缸#B的排氣ロ 9a打開(kāi)時(shí)，排氣ロ 9a被關(guān)閉的其他的氣缸#A的單獨(dú)排氣通路7A作為分叉部31發(fā)揮功能。即，當(dāng)氣缸#B的排氣ロ 9a打開(kāi)時(shí)，排氣36從該排氣ロ 9a中被排出，并產(chǎn)生沖擊波35，排氣36和沖擊波35經(jīng)由單獨(dú)排氣通路7B傳遞(參照?qǐng)D17A)。沖擊波35在集合部25分叉，從而向其他的氣缸#A的單獨(dú)排氣通路7A流入。該分叉后沖擊波35在單獨(dú)排氣通路7A中向上游側(cè)傳遞(參照?qǐng)D17B)，而被氣缸#A的排氣閥9 (關(guān)閉狀態(tài))反射。即，關(guān)閉狀態(tài)的排氣閥9作為反射部31b發(fā)揮功能。被反射的沖擊波35在単獨(dú)排氣通路7A中向下游側(cè)傳遞，再次到達(dá)集合部25 (參照?qǐng)D17C)并與排氣36發(fā)生沖突。由此，收斂擴(kuò)散噴管40的入口處的壓力被升高，并在擴(kuò)散部43中產(chǎn)生新的沖擊波。
在伴隨著該新的沖擊波的產(chǎn)生而產(chǎn)生的負(fù)壓的作用下，外部的二次空氣被導(dǎo)入到第一通路71中。然后，當(dāng)之后的排氣脈動(dòng)使得比擴(kuò)散部43靠上游的集合排氣通路7C變?yōu)檎龎簳r(shí)，被導(dǎo)入到第一通路71的二次空氣被送入至第二通路72。由此，二次空氣被送入至第一催化劑21的下游的集合排氣通路7C中。如此，通過(guò)將排氣ロ 9a關(guān)閉的氣缸的單獨(dú)排氣通路7A、7B兼用作分叉部31，實(shí)現(xiàn)與參照上述的圖4A 圖4C所說(shuō)明的動(dòng)作同樣的動(dòng)作。各氣缸的単獨(dú)排氣通路7A、7B的管路長(zhǎng)度被設(shè)計(jì)為使得被反射的沖擊波35與排氣36在集合部25發(fā)生沖突。 進(jìn)行排氣匯集的氣缸#A、#B是處于其中一個(gè)氣缸的排氣ロ 9a為打開(kāi)狀態(tài)時(shí)另一個(gè)氣缸的排氣ロ 9a為關(guān)閉狀態(tài)的關(guān)系的ー對(duì)氣缸組。更具體地，在具有氣缸#1、#2、#3、#4的四個(gè)氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，點(diǎn)火順序?yàn)闅飧?1_氣缸#3-氣缸#4-氣缸#2。在這種情況下，點(diǎn)火時(shí)機(jī)相差360度的氣缸#1和氣缸#4的組合相當(dāng)于上述兩個(gè)氣缸#A、#B的組合。并且，同樣地，點(diǎn)火時(shí)機(jī)相差360度的、氣缸#2和氣缸#3的組合相當(dāng)于上述兩個(gè)氣缸#ム、#8的組合。即，在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，與兩個(gè)氣缸#ム、#8相當(dāng)?shù)臍飧讓?duì)存在兩對(duì)?！雌渌膶?shí)施方式〉圖18是示出搭載有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的船舶的一例的立體圖。具體地，船舶100包括船體102以及具有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)I的船外機(jī)101。在該例中，兩個(gè)船外機(jī)101被搭載在船體102上。船外機(jī)101例如包括發(fā)動(dòng)機(jī)I、作為推進(jìn)力產(chǎn)生部件的推進(jìn)器(未圖示)、以及將發(fā)動(dòng)機(jī)I的驅(qū)動(dòng)カ傳遞給推進(jìn)器的傳遞機(jī)構(gòu)(未圖示)。傳遞機(jī)構(gòu)例如包括通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)I的驅(qū)動(dòng)カ旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸、與推進(jìn)器連結(jié)的推進(jìn)器軸、以及設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸和推進(jìn)器軸之間的離合器。作為安裝在船舶100上的推進(jìn)カ產(chǎn)生単元，除船外機(jī)101以外，還可列舉出船內(nèi)機(jī)、船內(nèi)外機(jī)。除此之外，例如，也可以使用將通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的葉輪配置在水流路中的噴射泵單元作為用于船舶100的推進(jìn)カ產(chǎn)生単元。圖19是示出搭載有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛的立體圖。具體地，作為車(chē)輛的一例的自動(dòng)ニ輪車(chē)200包括車(chē)體201、安裝在車(chē)體201的前后的前輪202和后輪203 (車(chē)輪)、以及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)I。發(fā)動(dòng)機(jī)I被配置在車(chē)體201的中央。發(fā)動(dòng)機(jī)I所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)カ通過(guò)傳遞機(jī)構(gòu)204被傳遞給后輪203。除此之外，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)也可以用作發(fā)電機(jī)或鏈鋸等的發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，本發(fā)明涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用對(duì)象絕不限于此。圖20是示出實(shí)施方式的變形例的排氣通路等的截面圖。在第一實(shí)施方式中，如圖20再次示出的，第一二次空氣供應(yīng)管76即第一通路71在比分叉部31靠下游的位置與排氣通路7連接。然而，第一通路71的連接位置可以位于比分叉部31靠上游的位置(參照符號(hào)71A)，也可以位于與分叉部31相同的位置(參照符號(hào)71B)。另外，在所述實(shí)施方式中，示出了對(duì)ー個(gè)燃燒室設(shè)置了一個(gè)排氣ロ的發(fā)動(dòng)機(jī)，但也可以對(duì)ー個(gè)燃燒室設(shè)置多個(gè)排氣ロ。另外，雖然示出了對(duì)ー個(gè)燃燒室設(shè)置了ー個(gè)收斂擴(kuò)散噴管的例子，但也可以對(duì)ー個(gè)燃燒室設(shè)置兩個(gè)以上的噴嘴。這些變形當(dāng)然可應(yīng)用于具有多個(gè)燃燒室的多氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。除此之外，本發(fā)明可應(yīng)用于多種多樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，在所述實(shí)施方式中，示出了對(duì)ー個(gè)排氣通路設(shè)置了一個(gè)分叉部的構(gòu)成，但也可以對(duì)ー個(gè)排氣通路設(shè)置多個(gè)分叉部。例如，如果第一實(shí)施方式(參照?qǐng)DI)的構(gòu)成設(shè)計(jì)為第一通路71滿足分叉部31的條件(參照?qǐng)D5)，則該構(gòu)成實(shí)質(zhì)上具有多個(gè)分叉部。另外，也可以設(shè)計(jì)連接從排氣通路7的相同位置分叉的多個(gè)分叉部的端部而具有環(huán)狀的通路的分叉部。在這種情況下，在各分叉部傳播來(lái)的沖擊波相互發(fā)生沖突而反射。在這種情況下，多個(gè)分叉部的相連接的部分(沖擊波相互發(fā)生沖突的部位)構(gòu)成反射部。反射部即使不一定存在像壁那樣的部件也成立。另外，在上述的實(shí)施方式中，包括第一和第二催化劑21、22，但也可以如圖21所示的第一實(shí)施方式的變形例那樣省略第二催化劑22。在這種情況下，通過(guò)向第一催化劑21的下游供應(yīng)二次空氣，使第一催化劑21的上游側(cè)部分作為還原催化劑起作用，另ー方面，能夠使第一催化劑21的下游側(cè)部分作為氧化催化劑起作用。即，如果排氣脈動(dòng)使得從第二通路72導(dǎo)入的二次空氣向第一催化劑21導(dǎo)入，則排氣中的空氣比率提高。由此，第一催化劑21的下游側(cè)部分將作為氧化催化劑發(fā)揮功能。如此，利用二次空氣能夠有效地凈化排氣。在第二至第四以及第六實(shí)施方式中，也能夠進(jìn)行同樣的變型。
另外，在上述的實(shí)施方式中，在第一通路71的簧片閥74的上游包括空氣量控制閥75和空氣過(guò)濾器，但也可以省略空氣量控制閥75和空氣過(guò)濾器中的一者或兩者。另外，在上述的實(shí)施方式中，示出了將簧片閥74配置在第一通路71的上游端的構(gòu)成，但也可以將簧片閥74配置在第一通路71的上游端和下游端之間。在這種情況下，第二通路72的上游端72a被配置在第一通路71中簧片閥74和排氣通路7之間即可。另外，圖14所示的催化劑也可用作第五和第六實(shí)施方式以外的實(shí)施方式中的第一和/或第二催化劑21、22。但是，第一和/或第二催化劑21、22不需要具有在側(cè)面具有空氣導(dǎo)入口的催化劑載體，而只要被構(gòu)成為能夠從上游端導(dǎo)入排氣即可。另外，在所述的實(shí)施方式中，對(duì)經(jīng)由第二通路72向排氣通路供應(yīng)二次空氣的構(gòu)成進(jìn)行了說(shuō)明，但二次空氣的供應(yīng)目的地也可以將排氣通路除外。例如，在圖22所示的ー個(gè)實(shí)施方式中，第二通路72的下游端與蓄壓罐63的導(dǎo)入口 65連結(jié)。蓄壓罐63劃分能夠容納與大氣壓相比高壓的高壓空氣的容納空間64。蓄壓罐63具有空氣被導(dǎo)入的導(dǎo)入口 65、開(kāi)閉導(dǎo)入口 65的單向閥66、以及容納空間64內(nèi)的高壓空氣被排出的排出ロ 67。單向閥66被構(gòu)成為在第二通路72內(nèi)的空氣壓カ比容納空間64內(nèi)的空氣壓カ高時(shí)打開(kāi)，從而使空氣從第二通路72向容納空間64流入。單向閥66被構(gòu)成為在容納空間64內(nèi)的空氣壓カ大于等于第二通路72內(nèi)的空氣壓カ時(shí)保持關(guān)閉狀態(tài)，由此阻止空氣從容納空間64向第二通路72的流出。通過(guò)這樣的構(gòu)成，容納空間64內(nèi)的空氣被加壓(壓縮)，由此能夠蓄積壓力。即，能夠?qū)⑴艢獾哪芰哭D(zhuǎn)換為壓カ能量進(jìn)行蓄積。高壓空氣供應(yīng)路68的上游端與排出ロ 66連接。高壓空氣供應(yīng)路68的中途位置上配置有輸出控制閥69。通過(guò)開(kāi)閉輸出控制閥69，能夠控制在蓄壓罐64中蓄積的高壓空氣(壓縮空氣)的輸出。高壓空氣供應(yīng)路68的下游端與利用高壓空氣發(fā)生動(dòng)作的裝置210連接。這種裝置210的一例是以制動(dòng)助力器和離合器助力器為代表的操作輔助裝置。另外，作為裝置210的其他的例子，可列舉出空氣懸架裝置以及警笛裝置。對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行了說(shuō)明，但這些實(shí)施方式只是用于明確本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容的具體例，本發(fā)明不應(yīng)該解釋為限于這些具體例，本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍限定。
本申請(qǐng)與2009年12月11日向日本專(zhuān)利局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)2009-281823號(hào)相對(duì)應(yīng)，該申請(qǐng)的全文通過(guò)在此援弓I而被包含于本發(fā)明中。符號(hào)說(shuō)明
7排氣通路
9排氣閥9a排氣ロ
10燃燒室
20ECU
21第一催化劑
22第二催化劑
23催化劑
24A低氧氣濃度區(qū)域
24B高氧氣濃度區(qū)域
30分叉管31分叉部
35沖擊波
35b新的沖擊波(行進(jìn)沖擊波)
35c膨脹波
36排氣
40收斂擴(kuò)散噴管
41收斂部·
42節(jié)流部
43擴(kuò)散部50排氣裝置63蓄壓罐
68高壓空氣供應(yīng)路
69輸出控制閥
70二次空氣供應(yīng)裝置
71第一通路
72第二通路74第一簧片閥
76第一二次空氣供應(yīng)管
77第二二次空氣供應(yīng)管
80第二簧片閥
81筒狀的空氣導(dǎo)入空間
82空氣導(dǎo)入孔
83孔板
85金屬載體
88空氣導(dǎo)入空間
100船舶
101船外機(jī)200自動(dòng)ニ輪車(chē)
210利用高壓空氣發(fā)生動(dòng)作的裝置
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括 燃燒室，所述燃燒室形成有排氣口； 排氣閥，所述排氣閥開(kāi)閉所述排氣口； 排氣裝置，所述排氣裝置具有導(dǎo)引從所述燃燒室經(jīng)由所述排氣口排出的排氣的排氣通路；以及 空氣供應(yīng)裝置，所述空氣供應(yīng)裝置供應(yīng)空氣； 其中，所述排氣裝置包括 收斂部，所述收斂部被設(shè)置在所述排氣通路中，并且所述收斂部的下游端的流路截面積比所述收斂部的上游端的流路截面積小； 擴(kuò)散部，所述擴(kuò)散部被設(shè)置在所述排氣通路中比所述收斂部靠下游的位置上，并且所述擴(kuò)散部的下游端的流路截面積比所述擴(kuò)散部的上游端的流路截面積大；以及 分叉部，所述分叉部使與所述排氣口打開(kāi)時(shí)從所述燃燒室向所述排氣通路流入的排氣相比以更高的速度在所述排氣通路中向下游傳遞的沖擊波在比所述擴(kuò)散部靠上游的位置上從所述排氣通路分叉，并且使該沖擊波再次向所述排氣通路傳遞， 所述空氣供應(yīng)裝置包括 第一通路，所述第一通路包括使從上游端朝向下游端的氣流通過(guò)的第一簧片閥，所述第一通路的下游端在所述排氣通路的比所述擴(kuò)散部靠上游的位置被連接；和 第二通路，所述第二通路的上游端在所述第一通路的比所述第一簧片閥靠下游的位置被連接， 所述排氣裝置被構(gòu)成為通過(guò)使從所述燃燒室向所述排氣通路流入的排氣經(jīng)過(guò)所述收斂部，并在所述分叉部和所述擴(kuò)散部之間與在所述分叉部傳遞的沖擊波發(fā)生沖突，而在所述收斂部中升高排氣的壓力，并通過(guò)使該升高壓力的排氣經(jīng)過(guò)所述擴(kuò)散部，來(lái)產(chǎn)生新的沖擊波， 所述空氣供應(yīng)裝置被構(gòu)成為利用通過(guò)所述新產(chǎn)生的沖擊波在比所述擴(kuò)散部靠上游的所述排氣通路內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓，經(jīng)由所述第一簧片閥向所述第一通路導(dǎo)入空氣，并利用在比所述擴(kuò)散部靠上游的所述排氣通路內(nèi)產(chǎn)生的正壓，將所述被導(dǎo)入的空氣供應(yīng)給所述第二通路。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第一通路和第二通路被構(gòu)成為使得流經(jīng)所述第一通路的從上游端至下游端的流路的氣體的能量損失，比流經(jīng)從所述第二通路的下游端至所述第一通路的下游端的流路的氣體的能量損失小。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第一通路和第二通路被構(gòu)成為使得在堵塞所述第二通路使空氣從所述第一通路的上游端向所述第一通路的下游端流動(dòng)時(shí)的、所述第一通路的下游端的流量系數(shù)，比在與所述第二通路連接的連接部的上游側(cè)堵塞所述第一通路使空氣從所述第二通路的下游端向所述第一通路的下游端流動(dòng)時(shí)的、所述第一通路的下游端的流量系數(shù)大。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述空氣供應(yīng)裝置還包括第二簧片閥，所述第二簧片閥被設(shè)置在所述第二通路中，并且使從所述第二通路的上游端朝向下游端的空氣通過(guò)。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述分叉部兼用作所述第一通路。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，在連接所述第一通路和所述第二通路的連接部與所述第一通路的下游端之間，還包括被配置在所述第一通路的中途位置上的孔板。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第二通路的下游端與所述排氣通路連接。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，還包括在所述排氣通路中在比所述擴(kuò)散部靠下游的位置上設(shè)置的第一催化劑， 所述第二通路的下游端在所述排氣通路的比所述第一催化劑靠下游的位置上被連接。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述排氣裝置還包括被配置在比所述第二通路的下游端靠下游側(cè)的排氣通路中的第二催化劑。
10.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，還包括在所述排氣通路中在比所述擴(kuò)散部靠下游的位置上設(shè)置的第一催化劑， 所述第二通路的下游端在所述第一催化劑的側(cè)部與所述排氣通路連接。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第一催化劑在側(cè)面具有空氣導(dǎo)入孔。
12.如權(quán)利要求10或11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第二通路的下游端與所述排氣通路連接，使得還能夠?qū)?lái)自所述第二通路的空氣從所述第一催化劑的上游端向所述第一催化劑導(dǎo)入。
13.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第二通路中的氧氣濃度比所述排氣通路內(nèi)的比所述第一催化劑靠上游的位置上的氧氣濃度高。
14.一種車(chē)輛，所述車(chē)輛包括如權(quán)利要求I至13中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)。
15.一種船舶，所述船舶包括如權(quán)利要求I至13中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有引導(dǎo)從燃燒室中排出的排氣的排氣通路的排氣裝置以及供應(yīng)空氣的空氣供應(yīng)裝置。排氣通路中設(shè)置有收斂部、擴(kuò)散部、以及分叉部。分叉部使在排氣通路中向下游傳遞的沖擊波在比擴(kuò)散部靠上游的位置上從排氣通路分叉，并且使該沖擊波再次向所述排氣通路傳遞?？諝夤?yīng)裝置包括第一通路，所述第一通路包括使從上游端向下游端的氣流通過(guò)的第一簧片閥，第一通路的下游端在所述排氣通路的比所述擴(kuò)散部靠上游的位置被連接；以及第二通路，所述第二通路的上游端在所述第一通路的比所述第一簧片閥靠下游的位置被連接。所述排氣裝置被構(gòu)成為通過(guò)使排氣經(jīng)過(guò)所述收斂部，并在所述分叉部和所述擴(kuò)散部之間與在所述分叉部傳遞的沖擊波發(fā)生沖突。
文檔編號(hào)F01N5/04GK102686844SQ201080056390
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者粉川嗣教 申請(qǐng)人:雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社