專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛例如摩托車中的引擎的排氣管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
例如摩托車的車輛設(shè)置有排放控制裝置，從引擎排出的廢氣在該排放控制裝置被凈化從而被以無害狀態(tài)排入大氣中。對于使用催化劑(catalyst)作為上述排放控制裝置，在專利文件I中描述的催化劑中，例如，催化單元被設(shè)置在排氣管中間，該排氣管的一端被連接到引擎，另一端被連接到消音器(muffler)。諸如在上述實例中，在催化劑被設(shè)置在排氣管I中的情況中，如圖8A和8B所示，例如，在排氣管I的排氣上游側(cè)的催化單元2經(jīng)由作為連接構(gòu)件的錐形管3被連接到排氣管1，在排氣管I的排氣下游側(cè)的催化單元2經(jīng)由作為連接構(gòu)件的錐形管4被連接到排氣管I。另外，在催化單元2中，催化劑6被安裝在殼體5中。[專利文件I]日本平開專利公報No.2010-083301。但是，根據(jù)排氣管I和催化單元2之間的直徑差異，錐形管3和錐形管4都需要保證一定的長度。因此，包括催化單元2的整個直線部分的長度I變長，排氣管I的安裝上存在明顯的限制。因此，存在的問題是，包含催化單元2的排氣管I的布局自由度受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這種情形，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)，該排氣管結(jié)構(gòu)能夠有效地提高排氣管的布局自由度等等。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)包括引擎，在該引擎中實質(zhì)上水平設(shè)置的汽缸被突出地設(shè)置在車身框架上；排氣管，燃燒氣通過該排氣管被從引擎的汽缸蓋的燃燒室中排出；和催化劑，該催化劑被設(shè)置在排氣管的中部，排氣管結(jié)構(gòu)包括保持催化劑的端部的催化劑保持部件，該催化劑保持部件被形成為由經(jīng)過排氣管的中心軸線的平面分割。進(jìn)一步，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)中，催化劑保持部件將催化劑保持在排氣上游側(cè)。進(jìn)一步，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)中，催化劑保持部件被形成為從催化劑的緊密上游側(cè)彎曲。進(jìn)一步，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)中，催化劑保持部件形成的方式為其的橫截面面積向著催化劑逐漸增大。進(jìn)一步，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)中，催化劑保持部件被設(shè)置在引擎的下方。


圖I是說明根據(jù)本發(fā)明的摩托車的總體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的動力單元被安裝在車輛上的狀態(tài)的側(cè)視圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的動力單元被安裝在車輛上的狀態(tài)的仰視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的動力單元的前視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的動力裝置的仰視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的排氣管結(jié)構(gòu)的基本部件的立體圖； 圖7A和圖7B分別說明根據(jù)本發(fā)明的排氣管結(jié)構(gòu)的基本部件，其中圖7A是沿著縱向的截面圖，圖7B是沿著圖7A中的線I - I的截面圖；和圖8A和圖8B分別說明現(xiàn)有的排氣管結(jié)構(gòu)的基本部件，其中圖8A是立體圖，圖8B是沿著圖8A中的線II - II的截面圖。
具體實施例方式在下文中，將根據(jù)附圖，說明根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)的最佳實施例。圖I是根據(jù)本發(fā)明的摩托車的側(cè)視圖。首先，摩托車的總體結(jié)構(gòu)將參考圖I進(jìn)行說明。另外，在以下說明中使用的包括圖I的附圖中，根據(jù)需要，車輛的前面由箭頭Fr表示，車輛的后面由Rr表示，進(jìn)一步車輛的橫向右側(cè)由R表示，車輛的橫向左側(cè)由箭頭L表示。車輛100具有由鋼或鋁合金制成的多個車身框架組成的車身構(gòu)架，并且通過將各種部件安裝到車身框架而構(gòu)成。另外，車身框架的結(jié)構(gòu)實例在圖2和3中被相應(yīng)地表示。作為一個車身框架的下管101的前端被連接到轉(zhuǎn)向頭管(Steeringheadpipe)(未顯示),并且從轉(zhuǎn)向頭管基本向下延伸，一對左右底框架102被連結(jié)到下管101的下端部附近。這對底框架102基本向后延伸。沿左右方向延伸的橋接管103被連結(jié)到下管101的后端部，一對左右后框架104被連結(jié)到上述橋接管103的左右兩端，成為一個車身框架，每個后框架104基本朝向后上方傾斜地延伸。上述轉(zhuǎn)向頭管可旋轉(zhuǎn)地支撐前叉105，前叉105具有固定到轉(zhuǎn)向頭管上端的車把106，并且具有被可旋轉(zhuǎn)地支撐到轉(zhuǎn)向頭管的下端側(cè)的前輪107。進(jìn)一步，包括引擎11的擺動型動力單元10被支撐在橋接管103的后側(cè)，從而被夾在一對后框架104之間。上述動力單元10通過組裝引擎11的汽缸組件12，曲柄箱(crankcase) 13，和包含利用傳動帶和滑輪制成的無級變速器的動力傳動裝置14等而制成，并且動力單元10經(jīng)由一對支柱15被繞擺動軸108擺動地支撐在上下方向上,該擺動軸108作為車身框架側(cè)上的可擺動支軸，該一對支柱15從曲柄箱13向前延伸。本實施例中提供了兩個可擺動支軸，即，支撐擺動軸108的一對支架109在橋接管103的后側(cè)向后延伸，兩者在左右方向上存在間隙，這對支架109被繞擺動軸108A可擺動地支撐。另外，引擎11的后側(cè)由引擎蓋16覆蓋，如圖2所示。動力單元10經(jīng)由車輛的后側(cè)的動力傳動裝置14可旋轉(zhuǎn)地支撐后輪110 (參見圖I)。因此，動力單元10和后輪110整體地繞擺動軸108擺動，換句話說,動力單元10總的來說用作擺臂。另外，后輪110和后框架104的軸側(cè)通過減震器(未顯示)互相聯(lián)接在一起。進(jìn)一步，如圖I所示，用于騎手坐在其上的座位111被設(shè)置在動力單元10上方。坐在座位111上的騎手將其腳放在腳踏板112上，該腳踏板112通過未顯示的臺階框架被保持在底框架102上(圖2和圖3)。另外，腳踏板112被與構(gòu)成車輛外形的腿框架蓋形成為一體。進(jìn)一步，通過座位111打開/關(guān)閉且被形成為物品等的容納空間的行李箱113(省略其詳細(xì)說明)等等被設(shè)置在動力單元10和座位111之間。依照車輛外形，各種車身蓋被支撐和附接在車身框架等的適當(dāng)位置。前腿保護(hù)蓋114覆蓋車輛的前表面?zhèn)炔⒕哂邪惭b在其上的轉(zhuǎn)向信號燈等等，并且整體延續(xù)到上述腳踏板112。后框架蓋115覆蓋從座位111下方的部分至車輛的后側(cè)的位置，并且具有安裝在其上的轉(zhuǎn)向信號燈和剎車燈。后輪HO上方的空間被后擋泥板116覆蓋。動力單元10包括如上所述的引擎11和傳動裝置14，在該動力單元10中引擎11 和傳動裝置14結(jié)合成一體。動力單元10具有如圖2和圖3所示的排列結(jié)構(gòu)，在動力單元10被安裝在車輛100上的情況下，引擎11的汽缸組件12，曲柄箱13和傳動裝置14依次從車輛的前側(cè)排列。突出地設(shè)置在車身框架上的單缸冷卻引擎11被包含在動力單元10中，并且該單缸冷卻引擎11以以下方式設(shè)置在本實例中引擎11的汽缸軸沿著車輛的前后方向且基本水平。其次，同樣將參考圖4和圖5進(jìn)一步說明動力單元10。動力單元10具有空氣凈化器(省略其詳細(xì)說明)，該空氣凈化器被安裝在位于車輛的后側(cè)的動力傳動裝置14的上表面?zhèn)壬?，并且具有連結(jié)到上述空氣凈化器的前方的節(jié)流體17。進(jìn)氣管18從節(jié)流體17向前延伸，混合空氣通過上述進(jìn)氣管18被提供到引擎11。此處，引擎11的汽缸組件12通過以下方式構(gòu)成汽缸前蓋12A、汽缸蓋12B和汽缸12C被依次連結(jié)到曲柄箱13側(cè)。如圖4所示，進(jìn)氣管18與汽缸蓋12B中的進(jìn)氣口連通，并且被凈化的空氣通過進(jìn)氣通道被從空氣凈化器供應(yīng)到汽缸蓋12B中的進(jìn)氣口。在引擎11的排氣系統(tǒng)中，在汽缸蓋12B的下表面?zhèn)龋艢饪诒恍纬蔀樯晕⒖拷筮?，連接到上述排氣口的排氣管19在彎曲的同時向后延伸。另外地，燃燒氣被從汽缸蓋12B中的燃燒室排入排氣管19。排氣管19被連接到在車輛的后面的消音器20，如圖2至圖5所示，催化單元21被設(shè)置在排氣管19的中間。如圖5等等所示，催化單元21通過作為催化劑保持部件的保持構(gòu)件22被連接到在排氣上游側(cè)的排氣管19，并且通過作為催化劑保持部件的保持構(gòu)件23被連接到在排氣下游側(cè)的排氣管19。此處，在排氣管19、消音器20等等的附接結(jié)構(gòu)中，如圖5所示，在本實例中，排氣管19具有前端，該前端通過一對螺栓25并經(jīng)由支架24被緊固和固定到汽缸蓋12B的前端。進(jìn)一步，如圖2所示，消音器20通過一對螺栓27并經(jīng)由支架26被緊固和固定到曲柄箱13的后部分附近，從而向前延伸，該支架26被牢固地固定到消音器20。另外地，上述支架26的下部分也被連結(jié)到排氣管19。連接引擎11和消音器20的排氣管19在被向后彎曲的同時從如上所述的引擎11開始延伸。以下將說明本實施例中被彎曲的排氣管19的特定狀態(tài)以及催化單元21。首先，如圖4等所示，排氣管19向右彎曲以在汽缸蓋12B的下表面?zhèn)壬匣舅窖由臁Ｅ艢夤?9延伸到右側(cè)，其延伸距離基本等于曲柄箱13的寬度并且向后彎曲，然后被引導(dǎo)到曲柄箱13的后側(cè)并且經(jīng)過曲柄箱13的后側(cè)下方從而被連接到消音器20的前端部。特別地，在本發(fā)明中，排氣上游側(cè)上的保持構(gòu)件22被形成為被經(jīng)過排氣管19的中心軸Z的平面劃分。圖6和7A中說明保持構(gòu)件22附近的結(jié)構(gòu)實例，保持構(gòu)件22將催化單元21保持在催化單元21的上游側(cè)上。此處,催化單元21具有收容在例如圓柱殼體28中的催化劑21A，蓋29被附接到殼體28的圓周上。保持構(gòu)件22被以以下方式連結(jié)到殼體28 :保持構(gòu)件22在后側(cè)的一端被適配在殼體28的前端部的外圓周上，保持構(gòu)件22被以以下方式連結(jié)到殼體28 :保持構(gòu)件22在前側(cè)的另一端被適配在排氣管19的外圓周上。另外地，排氣下游側(cè)上的保持構(gòu)件23被以以下方式被連結(jié)到殼體28 :保持構(gòu)件23被適配在殼體28的后端部的外圓周上。此處,催化劑21A用于早期反應(yīng)(early activation),如圖2等所示，主要催化劑21B被適配在消音器20的前端部中。在本實例中，保持構(gòu)件22具有所謂的蛤殼狀(clamshell)結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成方式為由保持構(gòu)件22劃分的上半構(gòu)件22k和下半構(gòu)件22B通過焊接互相連結(jié)，在上半構(gòu)件22k和下半構(gòu)件22B的連結(jié)部分22a的位置上，上半構(gòu)件22A被連結(jié)到下半構(gòu)件22B以便與下半構(gòu)件22B重疊。另外地，這些上半構(gòu)件22A和下半構(gòu)件22B每個都通過壓力加工形成。進(jìn)一步，如上所述，保持構(gòu)件22的后側(cè)的一端被適配在殼體28的前端部的外圓周 上，保持構(gòu)件22被形成為從催化劑21A的緊上游側(cè)向左彎曲。在上述情況中，如典型實例所述，例如，保持構(gòu)件22的總體形狀被形成為具有弧長為圓周的大約1/4的圓弧形狀，但是上述長度、曲率等等可以根據(jù)適用的車輛類型等等進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)一步，如上所述，保持構(gòu)件22被形成為彎曲，另外，其橫截面面積至催化單元21逐漸增加。在上述情況中，作為改變保持構(gòu)件22的橫截面面積的方法，橫截面面積可以被形成為基本上與保持構(gòu)件22的長度成比例，或者也可以以除了橫截面面積與長度成比例之外的其他方式逐漸增加。包含在動力單元10中的保持構(gòu)件22被設(shè)置為位于引擎11的下方，也就是說，在汽缸蓋12B和曲柄箱13下方，如圖4和圖5所示。進(jìn)一步，在動力單元10被安裝在車身框架的情況下，如圖2或圖3所示，保持構(gòu)件22被設(shè)置成沿著前后方向進(jìn)入擺動軸108和擺動軸108A之間的空隙和沿著豎直方向從右側(cè)進(jìn)入汽缸蓋12B和支架109之間的空隙。特別地，具有上述結(jié)構(gòu)的動力單元10的排氣系統(tǒng)中，當(dāng)引擎11發(fā)動時，燃燒氣從汽缸蓋12B中的燃燒室通過排氣口被排入排氣管19。上述燃燒氣經(jīng)過保持構(gòu)件22內(nèi)部以流進(jìn)催化單元21。催化單元21中的催化劑21A被廢氣加熱從而進(jìn)行早期反應(yīng)，廢氣進(jìn)一步經(jīng)過消音器20，最后從尾管20a中被排出。在本發(fā)明的排氣管結(jié)構(gòu)中，首先，保持構(gòu)件22被形成為被劃分成上半構(gòu)件22A和下半構(gòu)件22B。這些劃分成一半的構(gòu)件可以分別通過壓力加工極容易和精確地形成，特別地，對于保持構(gòu)件22，橫截面形狀的自由度較大。即，保持構(gòu)件22可以通過自由地設(shè)置和改變保持構(gòu)件22的橫截面面積而形成。通常地，當(dāng)加工這種類型的排氣管時，可以利用諸如彎曲機(jī)的管彎曲裝置來形成，但是很難保證形狀、尺寸精度等等特性。然后，形成在制造的排氣管內(nèi)部的排氣通道顯著影響實際車輛的排氣性能。根據(jù)本發(fā)明，在確保保持構(gòu)件22的橫截面面積的高自由度的同時，保持構(gòu)件22可以通過如上所述的壓力加工形成。因為排氣通道的形狀的自由度此時很大，所以這樣使得有可能形成保持構(gòu)件22，其橫截面面積最佳并且能夠有效地提高排氣性能而不考慮諸如彎曲的可加工性。進(jìn)一步，保持構(gòu)件22被設(shè)置在催化單元21的上游側(cè)，保持構(gòu)件22被形成為具有兩部分劃分結(jié)構(gòu)的形狀的大自由度的效果在上游側(cè)被顯示出來。保持構(gòu)件22被設(shè)置在靠近先前所述的排氣口的狹小的空間中，保持構(gòu)件22可以被形成為能夠被容易地設(shè)置在狹小的空間內(nèi)。因此，保持構(gòu)件22被設(shè)置在對催化劑21A的早期反應(yīng)有效的位置上，致使排氣性能可以被有效地提高。當(dāng)催化單元21被如上設(shè)置時，可以提高催化單元21的布局自由度。進(jìn)一步，保持構(gòu)件22被形成為從催化劑21A的緊上游側(cè)朝著排氣口彎曲。在排氣管和催化劑通過使用現(xiàn)有實例中描述的錐形管連接在一起的情況下，整個直線部分必須延長。相反地，在本發(fā)明中，保持構(gòu)件22被形成為具有兩部分劃分結(jié)構(gòu)，從而這種直線部分在實際中可以被省略。然后，同樣對于這點，特別地，可以通過縮短催化劑21A上游側(cè)的排氣管19的長度實現(xiàn)催化劑21A的早期反應(yīng)，并且能夠進(jìn)一步提高催化單元21的布局自由度。進(jìn)一步，保持構(gòu)件22的形成方式為其橫截面面積至催化劑21A逐漸增加。S卩，保持構(gòu)件22被形成為錐形形狀以便保持構(gòu)件22的直徑至催化劑21A被增大，從而 可以減小排氣阻力(廢氣流入和流出催化劑21A)。因為兩部分劃分結(jié)構(gòu)的形狀的自由度被增大，所以可以實現(xiàn)上述情況。如果保持構(gòu)件22的彎曲程度很大，也就是說，假設(shè)曲率半徑很小，則排氣阻力被增大。然而，保持構(gòu)件22被形成為錐形形狀，該錐形形狀中保持構(gòu)件22的直徑至催化劑21A增大，從而導(dǎo)致阻力的增加量極度減小。進(jìn)一步，保持構(gòu)件22被設(shè)置在引擎11的下方。如先前所述，對于引擎11下方的空間，多個外圍構(gòu)件例如擺動軸108和支架109被設(shè)置在狹小的空間內(nèi)。本發(fā)明的保持構(gòu)件22鑒于其形狀具有較大的自由度，從而相對于布局的這種狹小的空間可以呈現(xiàn)出極大效果。進(jìn)一步，保持構(gòu)件22被設(shè)置在引擎的下方，以便保持構(gòu)件22相對于從排氣口緊下游設(shè)置的催化劑21A具有極好的早期反應(yīng)效果。如上所述，本發(fā)明利用各種實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于這些實施例，可以在本發(fā)明范疇內(nèi)進(jìn)行改變。例如，已經(jīng)描述了保持構(gòu)件22被劃分成上述的上下構(gòu)件的實例，但是同時也包括保持構(gòu)件22被劃分的方向是從上下方向適度傾斜的情況。根據(jù)本發(fā)明，催化劑保持部件可以在確保橫截面面積的高自由度的同時，通過典型的壓力加工而形成。這樣形成的催化劑保持部件，其橫截面面積能夠最佳和有效地用于提高排氣性能而不考慮例如彎曲的加工性。催化劑保持部件被設(shè)置在催化劑的上游側(cè)，并且其形成的形狀能夠被設(shè)置在靠近排氣口的狹小空間內(nèi)，因此有可能在改善排氣性能的同時，有效地提高布局自由度。應(yīng)當(dāng)注意的是上述實施例僅僅用于說明實施本發(fā)明的具體實例，而不是通過這些實施例來限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。即，本發(fā)明可以有多種形式而不脫離其技術(shù)主旨或主體特征。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)，包括引擎，在所述引擎中實質(zhì)上水平設(shè)置的汽缸被突出地設(shè)置在車身框架上；排氣管，燃燒氣通過所述排氣管被從所述引擎的汽缸蓋中的燃燒室中排出；和催化劑，所述催化劑被設(shè)置在所述排氣管的中部；其特征在于，所述排氣管結(jié)構(gòu)包括 催化劑保持部件，所述催化劑保持部件保持所述催化劑的端部，所述催化劑保持部件被形成為由經(jīng)過所述排氣管的中心軸線的平面分割。
2.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)，其特征在干， 所述催化劑保持部件將所述催化劑保持在排氣上游側(cè)。
3.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)，其特征在干， 所述催化劑保持部件被形成為從所述催化劑的緊密上游側(cè)彎曲。
4.如權(quán)利要求I至3中任意一項所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述催化劑保持部件形成的方式為所述催化劑保持部件的橫截面面積向著所述催化劑逐漸増大。
5.如權(quán)利要求I至4中任意一項所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述催化劑保持部件被設(shè)置在所述弓I擎下方。
全文摘要
提供了一種內(nèi)燃機(jī)的排氣管結(jié)構(gòu)，其包括引擎，在該引擎中基本水平設(shè)置的汽缸被突出地設(shè)置在車身框架上；排氣管，燃燒氣通過該排氣管被從引擎中的汽缸蓋的燃燒室中排出；和催化劑，該催化劑被設(shè)置在排氣管中間。保持催化劑的端部的催化劑保持部件被形成為被經(jīng)過排氣管的中心軸的平面劃分。
文檔編號F01N3/28GK102953788SQ20121027770
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者秋田佳克, 武田哲志 申請人:鈴木株式會社