(57)【要約】【目的】多気筒エンジンの複数排気管を集合し、この集合部に触媒を設ける場合、各排気管の排気ガスが触媒へ局部的に偏って接触するため、触媒の全能力を利用できにくくなる。そこで、触媒全体へ均一に排気ガスを拡散させて浄化効率を向上させるようにする。【構成】直列４気筒エンジンにおける１番〜４番気筒２〜５の各排気管８〜１１を集合管１４の導入部１８にて一つに集合し、その後方の拡径部１６に触媒１７を収容し、さらに後方にてマフラー１５へ接続する。導入部１８内には複数の拡散板６０〜６４を互い違いにずらして配置し、各排気管８〜１１の排気ガスを触媒１７の前面全体へ拡散させる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンの各気筒から延出する複数の排気管を集合し、この集合管を後方のマフラーへ接続して排気ガスを車両後方に導く排気経路を構成するとともに、集合管内に排気ガス浄化用の触媒を配置した排気ガス浄化装置において、
前記集合管内の前記触媒より排気上流側に排気ガスの流れを乱すための拡散板を複数設け、これらの拡散板により、排気ガスを拡散させて前記触媒へ供給するようにしたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記多気筒エンジンが気筒数制御式エンジンであることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記拡散板は複数の穴が開いた板であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は排気通路に触媒を設けた排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数気筒から延出する複数の排気管を集合してマフラーへ排気ガスを導くと
ともに、集合管に触媒を設けて排気ガスを浄化することは公知である。このような従来例として、図８に直列４気筒エンジン１における排気系統図を示す。この例では、＃１〜＃４の各気筒２〜５よりそれぞれ排気管８〜１１が後方へ延出し、それぞれは中間筒である集合管１４にて一つに集合し、さらにマフラー１５へ接続する４−１集合形式になっている。集合管１４の前端部は拡径部１６をなし、この内部に公知の排気ガス浄化用触媒１７が収容され、ここを通過する排気ガスが触媒１７により浄化されるようになっている。
【０００３】
しかし、図８における従来例では、例えば＃１気筒２の排気管８を流れる排気ガス（ハッチングで示す、以下同）は触媒１７のうちの一部へ局部的に集中し、触媒１７全体へ均一に分散しない傾向がある。このため触媒１７の全体を効率的に利用できない。また、気筒の一部を稼働したり休止させる気筒数制御式エンジンの場合は、触媒に対する排気ガスの局部的な接触が顕著になる。
【０００４】
そこで、集合管内の触媒前方側に回転ブレードを配して排気ガスを拡散させることにより、排気ガスを触媒全体へ均一に供給するようにしたものも公知である（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−９６１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記回転ブレードを用いて排気ガスを拡散させると、触媒全体を使って浄化効率をより向上させることができる。しかし、このような回転ブレードを設けると、構造が複雑で大型化し、そのうえ装置のコストが高くなる。
そこで本願発明は、このような排気浄化装置における課題の解決を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本願の排気ガス浄化装置に係る請求項１の発明は、多気筒エンジンの各気筒から延出する複数の排気管を集合し、この集合管を後方のマフラーへ接続して排気ガスを車両後方に導く排気経路を構成するとともに、集合管内に排気ガス浄化用の触媒を配置した排気ガス浄化装置において、
前記集合管内の前記触媒より排気上流側に排気ガスの流れを乱すための拡散板を複数設け、これらの拡散板により、排気ガスを拡散させて前記触媒へ供給するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、上記請求項１において、前記多気筒エンジンが気筒数制御式エンジンであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、上記請求項１乃至２において、前記拡散板が複数の穴を開け板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、集合管内の触媒より排気上流側に複数の拡散板を設けたので、各排気管から集合管へ流入する排気ガスは拡散板によって流れを乱され、集合管内へ広く拡散される。その結果、排気ガスは触媒の前面全体へ均等に拡散して供給され、触媒全体を使って浄化できるようになるので浄化効率が向上する。また、単なる板状の部材である拡散板を複数配置するだけの構造なので、構造が簡単であって大型化せず、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、気筒数制御エンジンの場合は気筒の動作状況により触媒に対して排気ガスが局部的に集中し易くなるが、このような場合でも拡散板により排気ガスが拡散されて均等に触媒の前面の全ての領域へ供給される。よって気筒数制御エンジンにおいても浄化効率が向上する。
【００１２】
請求項３の発明によれば、前記拡散板が複数の穴を開け板としたので、容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて一実施形態を説明する。なお、図８と共通部分については共通符号を使用する。
【００１４】
図１は本願発明の適用される多気筒のエンジン１を搭載した自動２輪車の側面図を示す。エンジン１は車体フレームを構成するメインフレーム２０とセンターフレーム２１に支持される。エンジン１のシリンダヘッド２２から前方へ排気管８・・・が延出し、クランクケース２３の下を通って後方へ延び、リヤアーム２４と交差して上方へ向かい、シート２５の下方で斜め上がり後方へ曲がり、マフラー１５へ接続している。シート２５及びマフラー１５はメインフレーム２０に前端を取付けられて斜め後方へ延出するシートレール２６に支持されている。
【００１５】
シート２５の前方には燃料タンク２７がメインフレーム２０上に支持されている。また、燃料タンク２７に覆われたエアクリーナ２８がメインフレーム２０に支持され、ここからシリンダヘッド２２の吸気ポートへ吸気される。符号２９は前輪、３０はフロントフォーク、３１はヘッドパイプ、３２はハンドルバー、３３はラジエタ、３４は後輪である。後輪３４はリヤアーム２４の後端に支持され、リヤアーム２４の前端はセンターフレーム２１へ揺動自在に支持されている。
【００１６】
エンジン１は直列４気筒式であり、かつ４つの気筒のうち任意の気筒を適時に休止することができる気筒数制御形式である。図２はエンジン１のうちのいずれか一気筒、この場合は一例として１番気筒をなす気筒２についての断面を示す。
【００１７】
１番気筒である気筒２を含む各気筒はＤＯＨＣ式であり、吸気バルブ４０と排気バルブ４１がシリンダヘッド２２に設けられ、それぞれカムシャフト４２、４３に設けられたカム４２ａ、４３ａによりリフトされる。この例では吸気バルブ４０に休止機構４４を備え、適時に休止機構４４を作動させて吸気バルブ４０を開閉作動停止させることにより、燃焼を停止させて休止させることができる。ただし、排気バルブ４１側もしくは双方を同時に作動停止することもできる。
【００１８】
符号４５はシリンダヘッドカバー、４６はシリンダブロック、４７はピストン、４８はシリンダヘッド２２とピストン４７の間に形成される燃焼室である。また、４９ａは吸気ポート、４９ｂはこの吸気ポートに接続して燃料を供給する吸気装置、４９ｃはこの吸気装置に設けられた燃料噴射弁、４９ｄは排気ポートである。
【００１９】
図３は休止機構４４の詳細を示す拡大断面図であり、Ａとして気筒休止時の状態、Ｂとして気筒稼働時の状態を示す。これらの図において、休止機構４４は吸気バルブ４０におけるバルブステム５０の上端に設けられたバルブリフタ５１へ摺動可能に嵌合されるピンホルダ５２と、このピンホルダ５２内へバルブステム５０の軸線と直交方向へ摺動可能に嵌合されるスライドピン５３を備えている。
【００２０】
ピンホルダ５２内にはスライドピン５３の一端側に油圧室５４が形成され、この油圧とスライドピン５３の他端を押す戻しバネ５５とのバランスにより、スライドピン５３が図の左右方向へ移動自在となっている。スライドピン５３は図の右方向へ所定量移動すると、ピンホルダ５２に固定されたストッパピン５２ａにより停止される。ストッパピン５２ａはスライドピン５３の軸回り方向における回転も阻止するようになっている。
【００２１】
油圧室５４はシリンダヘッド２２内に設けられた油路５８に連通し、油路５８から図示省略のソレノイド等の油圧制御手段により作動油を供給することにより油圧変化を生じるようになっている。油圧が戻しバネ５５のバネ力に打ち勝つ程度に上昇すると吸気バルブ４０の開閉動作をおこなう気筒稼働状態となり、逆に油圧が低くなると、吸気バルブ４０の開閉動作をおこなわない気筒休止状態となる。このように、エンジンの低出力時に一部の気筒を休止させることにより燃費の向上を図ることができる。５９はリフトバネであり、吸気バルブ４０を閉弁方向へ付勢する。
【００２２】
図のＡに示すように、ピンホルダ５２とスライドピン５３には、嵌合穴５６と貫通穴５７が設けられ、スライドピン５３が図の右方向へ移動してストッパピン５２ａによって停止されると、貫通穴５７が嵌合穴５６と一致して、それぞれがバルブステム５０と同軸上に位置するようになる。
【００２３】
このとき、カム４２ａによりバルブリフタ５１が図の下方へ押し下げられても、バルブステム５０の上端部が貫通穴５７を貫通して嵌合穴５６へ嵌合するため、バルブリフタ５１の図上下方向における移動にバルブステム５０が連動せず、バルブの開閉をおこなわないので気筒の休止状態になる。
【００２４】
一方、図のＢに示すように、油圧室５４の油圧上昇により、スライドピン５３が戻しバネ５５に抗して図の左方へ押されて移動すると、バルブステム５０の頂部はスライドピン５３の側面である押し当て部５３ａに当接し、バルブリフタ５１の移動がバルブステム５０を連動させるようになり、吸気バルブ４０を開閉させるため、気筒を稼働状態にする。
【００２５】
なお、この休止機構４４は吸気バルブ４０と排気バルブ４１の双方またはいずれか一方側に設けることができる。また、複数気筒のうちの一部のみに設けることもできる。
【００２６】
図４は排気系路の概略図である。なお、１番気筒〜４番気筒の気筒番号を＃１〜＃４で示す。この排気経路は図８と同様の４−１集合形式であり、各排気管８〜１１は、集合管１４の前端部であって触媒１７の前方部分である導入部１８にて一つに集合する。触媒１７は集合管１４の前部に設けられた拡径部１６に収容されている。
【００２７】
導入部１８には複数の拡散板６０〜６４が配置されている。拡散板６０〜６４は排気拡散手段の一例であり、それぞれ平板状をなし、この例では長さ方向を車幅方向へ向け、かつ平面部にて排気ガスを受けるように配置される。
この拡散板は多数の穴が開いたパンチングプレートで置き換えても良い。
【００２８】
各拡散板６０〜６４は触媒１７へ向かう排気管８〜１１の各軸線と交差するように設けられ、かつ各拡散板６０が前後方向で互いに車幅方向へずれるように３段に構成されている。
【００２９】
１段目は拡散板６０と６１が、排気管８と排気管９及び排気管１０と排気管１１の各接続部に跨がるように設けられる。２段目は拡散板６２が単独で拡散板６０と６１の間隙をふさぐように配置される。３段目は拡散板６３、６４が拡散板６０、６１よりも若干中央よりになるように配置されている。但し、拡散板の数及び段数等は任意である。
【００３０】
このようにすると、例えば、１番気筒＃１である気筒２から出た排気ガスに注目すれば、この排気ガスは排気管８を通って触媒１７へ向かうが、導入部１８に設けられた拡散板６０に直進を遮られて横方向へ広がるように拡散され、隣の拡散板６２側にても拡散される。また、２段目の拡散板６２及び３段目の拡散板６３及び６４の間を通って、排気管１１の延長側まで拡散し、ほぼ触媒１７の前面全体へ均一に拡散する。
【００３１】
他の２番〜４番気筒＃２〜＃４である各気筒３〜５から延出する排気管９〜１１における排気ガスも同様に触媒１７の前面全体へ均一に拡散する。このため、拡散板６０〜６４を設けるだけの簡単な構造で、触媒１７全体を効率よく使用し、その全能力を利用できる。
【００３２】
従って、排気浄化効率が向上するとともに、触媒１７を小型化でき、しかも排気拡散手段を簡単な構造で、小型かつ安価に構成できる。
【００３３】
図５は休止気筒時を示し、この例では１番気筒＃１である気筒２及び２番気筒＃２である気筒３を稼働させ、３番気筒＃３と４番気筒＃４である気筒４、５を休止させた場合につき説明する。このような休止気筒時には、稼働している気筒の排気ガスが排気管８及び９を通って勢いよく触媒１７へ向かって進むため、触媒１７に対して局部的に集中して接触する傾向がある。
【００３４】
しかしこのような場合でも、排気管８及び９を通って導入部１８へ入った排気ガスは、拡散板６０〜６４により触媒１７の前面全体へ均一に拡散できる。このため、休止気筒時でも排気ガスの浄化効率を高めることができる。
【００３５】
図６は拡散板の配置に関する別形態を示す。この例では、４つの拡散板６５〜６８が前後方向へ１段だけで設けられ、各拡散板６５〜６８は各排気管８〜１１の軸線と斜交するように隣り合うもの同士の間隔がそれぞれ前方へ向かって広がるように配置される。但し、対応する各排気管の傾斜角度や位置に応じて個々の傾斜角度を異ならせてある。
【００３６】
このようにしても、各排気管８〜１１を流れる排気ガスを触媒１７の前面全体へ均一化させて拡散できる。また、このような配置にすると、導入部１８の前後方向長さを短縮しやすくなり、排気系路のコンパクト化が可能になる。
【００３７】
図７はさらに他の形態を示す。この例では左バンク１ａ及び右バンク１ｂへそれぞれ３気筒ずつ設けた６気筒エンジンである。左バンク１ａに奇数番気筒＃１、＃３、＃５である各気筒２、４、６が設けられ、排気管８、１０、１２により左集合管１４ａへ集合する。
【００３８】
左集合管１４ａの中間部には拡大部１６ａが設けられ、ここに触媒１７が収容される。触媒１７前方の導入部１８ａには、図６と同様の拡散板７０、７１が設けられる。但し、拡散板の数や角度は任意である。
【００３９】
右集合管１４ｂには偶数番気筒＃２、＃４、＃６である気筒３、５、７から延出する排気管９、１１、１３が集合する。右集合管１４ｂの中間部に設けられた拡径部１６ｂには触媒１７が収容され、かつ触媒１７前方の導入部１８ｂには拡散板７２、７３が左側と同様にかつ対称的角度で配置されている。
【００４０】
このようにすると、左右の各左バンク１ａ、右バンク１ｂ毎に左集合管１４ａ、右側集合管１４ｂで別々に効率よく排気浄化できる。
【００４１】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されず、種々に応用や変形が可能である。例えば、気筒数が２以上の多気筒エンジンであって、排気集合部に触媒を用いるものであれば、気筒数を問わない。また、Ｖ型エンジン等であってもよい。また、集合形式も４−１集合、４−２−１集合等種々可能である。
【００４２】
さらに拡散板は板状のものであれば足り、曲面を有するもの、パンチングプレート等による多孔形式のもの等も可能である。また、拡散板をエンジンの状態に合せて回動する可動式の板とすれば本発明の効果がより発揮される。
しかも拡散板の数や寸法及び配置形態は種々に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本願発明の適用されるエンジンを搭載した自動２輪車の側面図
【図２】上記エンジンにおける１気筒についての断面図
【図３】休止機構の詳細を示す拡大断面図
【図４】排気系路の概略図
【図５】休止気筒時を示す図
【図６】拡散板の配置に関する別形態を示す図
【図７】さらに別形態の排気系路概略図
【図８】従来の直列４気筒エンジンにおける排気系統図
【符号の説明】
【００４４】
１：エンジン、２：１番気筒、３：２番気筒、４：３番気筒、５：４番気筒、８〜１１：排気管、１４：集合管、１５：マフラー、１６：拡径部、１７：触媒、１８：導入部、６０〜６８：拡散板、７０〜７３：拡散板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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