(57)【要約】【課題】排出ガスの浄化に必要な二次空気の供給量を増加させ、且つ、エンジン内部にて、よりリッチ側での燃焼を行うことが可能な排出ガス浄化システム、およびそれを備えた車両を提供する。【解決手段】排出ガス浄化システム１は、排気管６、第１触媒８、第２触媒９、および二次空気導入路１０を備えている。第１触媒８および第２触媒９は、還元作用または酸化作用により排出ガスを浄化し、排出ガスの流れ方向に互いに間隔を空けて配置されている。二次空気導入路１０は、一端が吸気経路に接続され、他端が排気管６における第１触媒８と第２触媒９とが位置する間の部分に接続されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
吸気経路から空気を吸入し且つ燃料を燃焼させることによって駆動力を発生させるエンジンに対して設けられ、前記エンジンから排出される排出ガスを浄化させる排出ガス浄化システムであって、
前記エンジンから排出される排出ガスが流れる排気管と、
前記排気管の内部において流れ方向に互いに間隔を空けて配置され、前記排出ガスを還元作用または酸化作用により浄化する第１および第２の触媒と、
一端が前記吸気経路に接続され、他端が前記排気管における前記第１の触媒と前記第２の触媒とが位置する間の部分に接続され、前記吸気経路から前記排気管に空気を導入する複数の二次空気導入路と、
を備えた排出ガス浄化システム。
【請求項２】
前記複数の二次空気導入路は前記吸気経路と前記排気管との間で個別に接続され、前記排気管に接合口がそれぞれ個別に設けられている、請求項１に記載の排出ガス浄化システム。
【請求項３】
筒状の形状からなるサイレンサをさらに備え、
前記排気管の一部は前記サイレンサに覆われ、
前記第１の触媒または前記第２の触媒は、前記排気管のうち前記サイレンサに覆われた部分に配置されている、請求項１に記載の排出ガス浄化システム。
【請求項４】
前記複数の二次空気導入路は、それぞれ径の異なる管からなっている、請求項２に記載の排出ガス浄化システム。
【請求項５】
前記複数の接続口には第１の接続口と第２の接続口とが含まれ、
前記排出ガスの流れ方向に関して、前記第１の触媒と前記第１の接続口との間隔は、前記第２の接続口と前記第２の触媒との間隔よりも短い、請求項２に記載の排出ガス浄化システム。
【請求項６】
前記複数の接続口には第１の接続口と第２の接続口とが含まれ、
前記排出ガスの流れ方向に関して、前記第１の接続口と前記第２の接続口とは同じ位置に設けられている、請求項２に記載の排出ガス浄化システム。
【請求項７】
前記吸気経路は前記二次空気導入路の本数に応じた数のエアクリーナを備え、
前記複数の二次空気導入路は、前記複数のエアクリーナにそれぞれ接続している、請求項２に記載の排出ガス浄化システム。
【請求項８】
前記複数の二次空気導入路に個別に設けられ、前記吸気経路から吸入する空気の少なくとも量と導入時期とを調節し、前記吸気経路側から前記排気管側への空気の流れのみを許容する複数のリードバルブをさらに備えた、請求項１に記載の排出ガス浄化システム。
【請求項９】
前記複数のリードバルブは一体式に構成されることにより、前記吸気経路から吸入する空気の流れ方向において上流側である入口側の口数が一つであり、下流側である出口側の口数が前記複数の二次空気導入路の本数に応じた数であるリードバルブを構成している、請求項８に記載の排出ガス浄化システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の排出ガス浄化システムを備えた車両。
【請求項１１】
自動二輪車である請求項１０に記載の車両。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は内燃機関の排出ガス浄化システムおよびそれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
排出ガス浄化システムに関して、従来から下記特許文献１に記載された排出ガス浄化システムが知られている。下記特許文献１に記載された排出ガス浄化システムは、内燃機関からなるエンジンの排出ガスが排出される排気管の内部に、上流側に配置される第１触媒と下流側に配置される第２触媒とを備えている。前記第１触媒は、排出ガスを還元させる機能を有している。前記第２触媒は、排出ガスを酸化させる機能を有している。前記排出ガス浄化システムは、エンジンでの燃料の燃焼時における混合気（＝燃料および空気）を、理論空燃比またはリッチ側（＝混合気における空気の比率が理論空燃比より低い方）に調整することで、第１触媒が確実に排出ガス中のＮＯｘを還元することができるとしている。また、前記排出ガス浄化システムは、第２触媒へ二次空気を供給することで、排出ガスのうちＣＯとＴＨＣとを確実に酸化することができるとしている。これにより、排出ガスを確実に浄化することを特長としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０３６４４０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
前記排出ガス浄化システムでは、第２触媒への二次空気の供給量が排出ガスの浄化に必要な量を満たしていない場合は、ＣＯとＴＨＣとを確実に酸化させるために混合気のリッチ側での燃焼が規制される、という問題がある。言い換えると、排出ガスの浄化性能を保持し、エンジンにおいてリッチ側での燃焼に規制を受けないようにするためには、常に排出ガスの浄化に必要な二次空気量を供給させることが要求される。つまり、第１触媒にて還元作用による排出ガスの浄化を行った後、第２触媒への二次空気の供給量が排出ガスの浄化に必要な量を満たしていない場合、確実に排出ガスを浄化させるためにはリッチ側での燃焼が抑制され、理論空燃比に近い範囲での混合気の燃焼が求められる。その結果、エンジンはセッティング範囲が狭められ、自由度のない仕様になってしまう、という問題がある。
【０００５】
本考案は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排出ガスの浄化に必要な二次空気の供給量を増加させ、且つ、エンジン内部にて、よりリッチ側での燃焼を行うことが可能な排出ガス浄化システム、およびそれを備えた車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案における排出ガス浄化システムは、吸気経路から空気を吸入し且つ燃料を燃焼させることによって駆動力を発生させるエンジンに対して設けられ、前記エンジンから排出される排出ガスを浄化させる。前記排出ガス浄化システムは、前記エンジンから排出される排出ガスが流れる排気管と、前記排気管の内部において流れ方向に互いに間隔を空けて配置され、前記排出ガスを還元作用または酸化作用により浄化する第１および第２の触媒と、一端が前記吸気経路に接続され、他端が前記排気管における前記第１の触媒と前記第２の触媒とが位置する間の部分に接続され、前記吸気経路から前記排気管に空気を導入する複数の二次空気導入路と、を備えている。
【考案の効果】
【０００７】
本考案によれば、第１の触媒と第２の触媒とが流れ方向において互いに間隔を空けて配置されている。第１の触媒は、燃料の燃焼時における混合気がリッチ側に調整されている場合、理論空燃比にて燃料を燃焼している場合に比べ、確実に排出ガス中のＮＯｘを還元することができる。また、二次空気導入路は、複数備えられている。複数の二次空気導入路は、一端側が吸気経路に接続され、他端側が排気管に接続される。また、複数の二次空気導入路は、排気管の第１の触媒と第２の触媒との間の部分に接続される。このような構成とすることで、排出ガス浄化システムは、二次空気導入路が一つである場合に比べ、排気管の内部へ排出ガスの浄化に必要な二次空気の量を多く供給することができる。そのため、排出ガス浄化システムは、燃料の燃焼時における混合気がリッチ側である場合も、確実に排出ガスを浄化することができる。
【０００８】
したがって、排出ガスの浄化に必要な二次空気の供給量を増加させ、且つ、エンジン内部にて、よりリッチ側での燃焼を行うことが可能な排出ガス浄化システム、およびそれを備えた車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係る排出ガス浄化システムの模式構成図である。
【図２】変形例１に係る排出ガス浄化システムの模式構成図である。
【図３】変形例２に係る排出ガス浄化システムの模式構成図である。
【図４】実施形態２に係る排出ガス浄化システムの模式構成図である。
【図５】変形例３に係る排出ガス浄化システムの模式構成図である。
【図６】変形例４に係る排出ガス浄化システムの模式構成図である。
【図７】実施形態３に係るリードバルブの正面図である。
【図８】従来の排出ガス浄化システムにおける排出ガス特性を示す図である。
【図９】本考案の排出ガス浄化システムにおける排出ガス特性を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
《実施形態１》
本実施形態に係る排出ガス浄化システム１について、以下に図を用いて詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る排出ガス浄化システム１の模式構成図である。排出ガス浄化システム１は、エンジン２、燃料供給装置３、エアクリーナ４、リードバルブ５１、リードバルブ５２、排気管６、触媒８，９、およびサイレンサ７、二次空気導入路１０を含んで構成されている。
【００１１】
〈エンジン〉
本実施形態に係るエンジン２は、内燃機関からなるガソリンエンジンである。エンジン２は、ガソリンを基とする混合気を取り入れ、内部にて混合気を燃焼させ、駆動力を発生させる。ただし、エンジン２は、ガソリンエンジンと電気モータを組み合わせたハイブリッドエンジンであっても良い。また、エンジン２の型式および気筒数は、限定されない。
【００１２】
〈燃料供給装置〉
燃料供給装置３は、エンジン２へ燃料を送り込む装置である。燃料供給装置３は、燃料タンク２０より燃料Ｆを取り込み、エンジン２へ燃料Ｆを供給する。排出ガス浄化システム１の外部より取り入れた空気と燃料Ｆとは、エンジン２において適切な燃焼が行われるように所定の比率にて混合される。
【００１３】
混合気は、気化器（図示せず）によって霧状に作り出されるものであっても良い。また、混合気は、フューエル・インジェクション（図示せず）によって、燃料Ｆがエンジン２の内部の吸気通路（図示せず）に電子制御にて噴射され、作り出される形態であっても良い。また、本実施形態において、燃料Ｆはガソリンである。
【００１４】
〈エアクリーナ〉
エアクリーナ４は、燃料Ｆの燃焼に必要な空気（酸素）を排出ガス浄化システム１の外気より取り入れ、外気に含まれる粉塵等を濾過する装置である。また、エアクリーナ４は、後述するように、エンジン２にて発生する排出ガスを浄化する際に必要な二次空気を取り入れている。ただし、排出ガス浄化システム１において、二次空気を取り入れる装置はエアクリーナ４に限定されない。排出ガスを浄化する際に必要な二次空気は、別の供給経路から取り入れられても良い。例えば、吸気経路内に二次空気を強制的に送り込む空気ポンプが設けられていても良い。エアクリーナ４にて取り入れられた空気は、吸気通路３ａを通って燃料供給装置３に流入する。また、エアクリーナ４にて取り入れられた空気は、二次空気導入路１０を通って排気管６に流入する。
【００１５】
〈排気管〉
一方、エンジン２にて燃焼された混合気の排出ガスは、排気管６を通って排出ガス浄化システム１の外部へと排出される。排出ガスが排出される流れの方向は、エンジン２の側が上流側であり、第１触媒８および第２触媒９の側が下流側である。排気管６の一部は、筒状のサイレンサ７で覆われている。サイレンサ７は、排出ガス浄化システム１において発生する爆発音を吸収し、音を静かにする役割を持っている。図１において、排気管６の管内は、一律な形状となっている。しかし、排気管６は、管内の断面積が異なっていても良い。また、排気管６とエンジン２との接合する箇所は、複数であっても良い。
【００１６】
〈触媒〉
本実施形態において、排気管６の内部には、複数の触媒が備えられている。この複数の触媒により、エンジン２において発生する排出ガスは、大気を汚染しないような物質へと浄化される。具体的に、エンジン２において発生する排出ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＴＨＣ）、および窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれる。複数の触媒のうち、第１触媒８は、第２触媒９よりも排気管６の上流側に備えられている。図１において、第１触媒８および第２触媒９は、サイレンサ７の内部に備えられている。
【００１７】
以下の実施形態において、第１触媒８は、前記排出ガスを主に還元作用により浄化する。また、第２触媒９は、前記排出ガスを主に酸化作用により浄化する。
【００１８】
〈二次空気導入路〉
エアクリーナ４にて取り入れられた空気は、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとの二つの二次空気導入路１０によって、排気管６に導かれる。排気管６に導かれる空気を利用することによって、第１触媒８と第２触媒９とは、排気管６を流れる排気ガス等を浄化する。二次空気導入管１０ａの接合口１０ａ３および二次空気導入管１０ｂの接合口１０ｂ３とは、排気管６の排出ガスの流れ方向において、異なる位置に接合している。図１において、二次空気導入管１０ａは、二次空気導入管１０ｂよりも上流側で排気管６と接合している。また、二次空気導入管１０ｂは、二次空気導入管１０ａよりも下流側で排気管６と接合している。また、第１ホース１０ａ１は、エアクリーナ４とリードバルブ５１との間に設けられている。第２ホース１０ａ２は、リードバルブ５２と排気管６との間に設けられている。また、第１ホース１０ｂ１は、エアクリーナ４とリードバルブ５２との間に設けられている。第２ホース１０ｂ２は、リードバルブ５２と排気管６との間に設けられている。
【００１９】
以下の実施形態において、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとは、チューブの長さが同一でも良いし、チューブの長さが異なっていても良い。また、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとのチューブ外郭、つまりチューブの断面形状は、それぞれ同一でも良いし、異なっていても良い。また、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとのチューブ外郭の大きさ、つまりチューブの断面積は、それぞれ同一でも良いし、異なっていても良い。さらに、二次空気導入管１０ａのチューブ外郭は、エアクリーナ４と排気管６との間の管路において、一定の大きさでなくても良い。同様に、二次空気導入管１０ｂのチューブ外郭は、エアクリーナ４と排気管６との間の管路において、一定の大きさでなくても良い。
【００２０】
一方、以下の実施形態において、接合口１０ａ３と第１触媒８の流れ方向における下端側との排気管６の長さ方向における間隔をＬ１とする。また、接合口１０ｂ３と第２触媒９の流れ方向における上端側との排気管６の長さ方向における間隔をＬ２とする。このとき、Ｌ１とＬ２との大きさの関係は、常にＬ１＜Ｌ２である。
【００２１】
〈リードバルブ〉
前記のとおり、エアクリーナ４にて取り入れられた空気は、二次空気導入管１０ａおよび二次空気導入管１０ｂによって排気管６へ導かれる。このとき、排気管６への二次空気の流入方向は、リードバルブ５１およびリードバルブ５２によって片側方向のみに規制されている。二次空気の流入方向は、エアクリーナ４から排気管６への流れのみである。言い換えると、リードバルブ５１およびリードバルブ５２は、それぞれバルブ５１ａ、バルブ５２ａの開閉により、二次空気のエアクリーナ４から排気管６への流れは許容し、排気管６からエアクリーナ４へのガスの流入は阻止するように構成されている。具体的には、エンジン２の吸気バルブおよび排気バルブの開閉による排気脈動により、排気管６には負圧が発生する。この際、リードバルブ５１、リードバルブ５２は、それぞれバルブ５１ａ、バルブ５２ａを開き、エアクリーナ４の内部の空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、排気管６へ流れる。排気管６の内部が正圧であるときは、リードバルブ５１およびリードバルブ５２は、それぞれバルブ５１ａおよびバルブ５２ａを閉じている。これにより、リードバルブ５１，５２は、排気管６の内部のガスが排気管６からエアクリーナ４へ流入しないように阻止している。なお、図１において、バルブ５１ａ、バルブ５２ａは、開かれた状態を示している。
【００２２】
以下の実施形態において、リードバルブ５１、リードバルブ５２のリードバルブ外側のケースの形状は、図示はしていないが、二次空気の入口側の内径が出口側の内径より小さくなっている。なお、前記入口側とは、二次空気導入路１０において、二次空気導入管１０ａを例にすると、リードバルブ５１に対して、第１ホース１０ａ１の側が入口側である。同様に、リードバルブ５１に対して、第２ホース１０ａ２の側が出口側である。以下の説明において、バルブと記載するものは、以下の実施形態におけるバルブ５１ａおよびバルブ５２ａを表すものとする。また、リードバルブと記載するものは、リードバルブ５１、リードバルブ５２、および後述するリードバルブ５０を表す。
【００２３】
リードバルブの外側のケースの形状が、ケースの入口側と出口側とで内径が異なっていることで、以下の効果が得られる。リードバルブは、二次空気導入路１０の内部に発生する正圧と負圧との脈動により、バルブが開閉する。エンジン２の回転数が高くなると、バルブの開閉と二次空気導入路１０の内部の圧力脈動との位相差が大きくなる。つまり、二次空気導入路１０の内部の正圧と負圧とが入れ替わる時間に対し、バルブの開け閉めの作動の時間が長くなる。そのため、バルブの開閉と二次空気導入路１０の内部の圧力脈動との位相差が大きくなると、二次空気導入路１０の内部が正圧のときに、まだバルブが開いている時間が長くなる。このとき、排気管６へ流れるべき二次空気は、バルブの出口側から入口側へ押し戻されてしまう。この押し戻されてしまう二次空気を減らすことで、リードバルブは、多くの二次空気を排気管６へ送ることができる。原理としては、バルブにおいて、入口側の内径が出口側の内径に比べて小さいことで、正圧により押し戻されてくる二次空気が戻されにくくなっている。これは、前述したように、エンジン２の回転数が高くなり、バルブの開閉と二次空気導入路１０の内部の圧力脈動との位相差が大きくなり、二次空気導入路１０の内部が正圧のときで、バルブが開いている時間が長い場合に効果的である。一方、逆にエンジン２の回転数が低い領域について二次空気の導入量を増加させる場合は、バルブの入口側の内径を大径化することが有効である。
【００２４】
以下に、二次空気の導入量と排出ガスの排出量とエンジン２および触媒の空燃比との関係について説明する。
【００２５】
図８は、従来の排出ガス浄化システム等における排出ガス特性を示している。図８の説明において、本実施形態の構成要素と一致するものについては、同符号を付している。縦軸は、第２触媒９の後方での排出ガスの排出量を示す。また、上段の横軸は、エンジン２における空燃比を示す。下段の横軸は、第２触媒９の後方における空燃比を示す。前記後方という記載は、排出ガスの排気管６での流れ方向から見る後方である。図８に示すように、ＮＯｘは、第２触媒９の後方にて理論空燃比よりリッチ（＝理論空燃比よりも空気の比率が低い）状態が作り出される場合に、必ず排出量が減少する。一方、ＣＯおよびＴＨＣは、エンジン２での燃料Ｆの燃焼において、理論空燃比よりもリッチ側である場合は、排出量が増加する傾向にある。
【００２６】
前記のとおり、ＣＯおよびＴＨＣは、第２触媒９の後方にて理論空燃比よりリッチ状態が作り出される場合に、必ず排出量が増加する。つまり、第２触媒９の機能を十分に発揮するためには、多量の二次空気が必要である。
【００２７】
図８に示す上段の横軸の理論空燃比と下段の横軸の理論空燃比との範囲Ａを適合範囲と称する。適合範囲Ａは、クリーンな排出ガスを達成することのできるエンジン２のセッティング範囲である。エンジン２が、高いセッティングの自由度を持つためには、適合範囲Ａを拡大させることが必要である。逆にいうと、適合範囲Ａが拡大されることで、エンジン２はセッティングの自由度を高めることができる。セッティングの自由度とは、エンジン２において、理論空燃比よりリッチ側で燃料Ｆを燃焼する場合でも、排出ガスの浄化が確実に行われる状態の範囲である。前記範囲を広くすることで、エンジン２は自由度の高いセッティングを有することができる。第２触媒９と排出ガスとが反応する状態において二次空気の導入量を増加させる場合、図８に示す下段の横軸の理論空燃比は、図の左側に移動する。つまり、二次空気の導入量を増加させることで適合範囲Ａが拡大される。
【００２８】
二次空気の導入量を増加させた場合の排出ガス特性は、図９に示すとおりである。図９は、適合範囲Ａ´が、適合範囲Ａよりも下段の横軸において左側に拡大されている。また、図９に示すＣＯおよびＴＨＣの排出量は、理論空燃比よりもリッチ側である場合、図８と同様に排出量が増加する傾向にある。しかし、二次空気の導入量が増加している図９の状態では、ＣＯおよびＴＨＣの増加の割合（図９での傾き）は、図８に比べて抑えられている。
【００２９】
また、図８および図９において、適合範囲Ａ，Ａ´にあるＮＯｘの排出量の頂点を縦軸にてＣとして示す。この頂点Ｃは、エンジン２と第１触媒８および第２触媒９とから影響を受ける値であり、二次空気の導入量には、影響しない。そのため、図８と図９において、頂点Ｃの値は等しいものとする。
【００３０】
（作用および効果）
本実施形態において、二次空気導入路１０は、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとを備えている。これにより、二次空気導入路が一つである場合に比べ、二次空気の導入量を増加させることができる。二次空気の導入量を増加させることで、エンジン２において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。つまり、排出ガス浄化システム１は、エンジン２において、リッチ側での燃焼に対し、より自由度の高い設定とすることが可能である。
【００３１】
また、本実施形態において、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとは、排気管６との接合部がそれぞれ異なっている。つまり、二次空気導入管１０ａと排気管６との接合部は接合口１０ａ３である。また、二次空気導入管１０ｂと排気管６との接合部は接合口１０ｂ３である。そのため、二次空気導入路１０は、接合口１０ａ３および接合口１０ｂ３において、その位置に応じた二次空気の導入量と導入タイミングを得ることができる。これにより、排出ガス浄化システム１は、二次空気の導入を精度良く行うことができる。したがって、エンジン２において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。つまり、排出ガス浄化システム１は、エンジン２において、リッチ側での燃焼に対し、より自由度の高い設定とすることが可能である。
【００３２】
本実施形態において、二次空気導入管１０ａの接合口１０ａ３と、二次空気導入管１０ｂの接合口１０ｂ３とは、排気管６において異なる位置に設けられる。また、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとは、それぞれ管の断面形状および断面積を異なったものにすることができる。そのため、二次空気導入路１０は、接合口１０ａ３および接合口１０ｂ３において、その位置に応じた二次空気の導入量と導入タイミングを得ることができる。これにより、排出ガス浄化システム１は、二次空気の導入を精度良く行うことができる。したがって、エンジン２において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。つまり、排出ガス浄化システム１は、エンジン２において、リッチ側での燃焼に対し、より自由度の高い設定とすることが可能である。
【００３３】
また、二次空気導入管１０ａは、第１触媒８の近傍に設けられている。具体的には、接合口１０ａ３と第１触媒８の流れ方向における下端側との排気管６の長さ方向における間隔Ｌ１と、接合口１０ｂ３と第２触媒９の流れ方向における上端側との排気管６の長さ方向における間隔Ｌ２との大きさの関係について、常にＬ１＜Ｌ２が成立している。このように、Ｌ１が比較的短い間隔であれば、第１触媒８について、還元作用に加え、第１触媒８の一部に酸化作用によって排出ガスを浄化させる機能を備えることができる。この場合、第１触媒８は、排気管６の内部の圧力脈動による排出ガスの逆流分を有効利用することができる。つまり、排気管６での排出ガスの流れは常に一定方向ではなく、排気管６の内部の脈動によって、排気管６にて排出ガスが逆流する場面がある。このとき、第１触媒８が酸化反応に起因する機能を有している場合、排出ガスは、第１触媒８においてＣＯおよびＴＨＣを酸化作用により浄化することができる。そのため、排出ガス浄化システム１は、第１触媒８による排出ガスの浄化をより期待することができる。
【００３４】
また、二次空気導入路１０には、リードバルブ５１、リードバルブ５２が設けられている。リードバルブ５１とリードバルブ５２とは、排気管６における排気脈動を利用し、エアクリーナ４から排気管６への流れ方向のみに二次空気の流れを許容するように構成されている。そのため、排出ガス浄化システム１は、二次空気の導入を精度良く行うことができる。したがって、エンジン２において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。つまり、排出ガス浄化システム１は、エンジン２において、リッチ側での燃焼に対し、より自由度の高い設定とすることが可能である。
【００３５】
本実施形態において、排出ガス浄化システム１は、上述の作用により、エンジン２において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。よって、排出ガス浄化システム１を備える車両は、エンジン２の高回転での運転時においても、排出ガスの浄化が比較的精度良く行われる車両である。
【００３６】
また、排出ガス浄化システム１は、自動二輪車に用いることができる。自動二輪車は、アクセルの操作が煩雑であり、エンジン２において、よりリッチ側での燃焼が要求される。本実施形態に係る排出ガス浄化システム１は、エンジン２において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。よって、排出ガス浄化システム１を備える自動二輪車は、エンジン２の高回転での運転時においても、排出ガスの浄化を比較的精度良く行うことのできる自動二輪車である。
【００３７】
《変形例１》
前記実施形態において、二次空気導入管１０ａの接合口１０ａ３と二次空気導入管１０ｂの接合口１０ｂ３とは、排気管６での排出ガスの流れ方向において異なる位置に接合されている。しかし、二次空気導入管１０ａの接合口１０ａ３と二次空気導入管１０ｂの接合口１０ｂ３とは、排気管６での排出ガスの流れ方向において、同じ位置に接合されていても良い。図２は、変形例１に係る排出ガス浄化システム１の模式構成図である。図２と図１との同一符号は共通の構成要素を表しており、それらの説明は省略する。
【００３８】
〈二次空気導入路〉
エアクリーナ４にて取り入れられた空気は、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとの二つの二次空気導入路１０によって、排気管６に導かれる。排気管６に導かれる空気を利用することによって、第１触媒８と第２触媒９とは、排気管６を流れる排気ガス等を浄化する。二次空気導入管１０ａの接合口１０ａ３および二次空気導入管１０ｂの接合口１０ｂ３とは、排気管６の排出ガスの流れ方向において、互いに向かい合う形でほぼ同位置に設けられている。この場合、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとは、排気管６において、必ずしも真正面に向かい合う必要はない。例えば、排気管６が円形の断面を持った形状である場合、接合口１０ａ３と接合口１０ｂ３とは、排気管６の任意の断面において、円周上１８０度を隔てた位置でなくても良い。この場合、排気管６の任意の断面において、円周上での互いの配置位置の角度間隔は、特に限定されない。図２に示すように、第１ホース１０ａ１は、エアクリーナ４とリードバルブ５１との間に設けられている。第２ホース１０ａ２は、リードバルブ５２と排気管６との間に設けられている。また、第１ホース１０ｂ１は、エアクリーナ４とリードバルブ５２との間に設けられている。第２ホース１０ｂ２は、リードバルブ５２と排気管６との間に設けられている。
【００３９】
接合口１０ａ３と接合口１０ｂ３とは、変形例１のように、排気管６の排出ガスの流れ方向において、互いに向かい合う形で同位置に接合させることができる。この場合、排気管６の排出ガスの流れ方向において異なる位置に接合口１０ａ３と接合口１０ｂ３とが設けられている場合に比べ、二次空気導入路１０がサイレンサ７の構造と干渉する量を低減させることができる。また、この場合は、二次空気導入路１０に係るサイレンサ７の内部のレイアウト設計を容易にすることができる。
【００４０】
《変形例２》
実施形態１および変形例１において、第１触媒８および第２触媒９は、サイレンサ７の内部に設けられている。しかし、第１触媒８と第２触媒９とのいずれか一方は、サイレンサ７の外部に設けられていても良い。図３は、変形例２に係る排出ガス浄化システム１の模式構成図である。
【００４１】
〈触媒〉
図３に示すように、第１触媒８は、サイレンサ７の外部に備えられている。第２触媒９は、サイレンサ７の内部に備えられている。第１触媒８は、第２触媒９よりも排気管６の上流側に備えられている。
【００４２】
上述したように、サイレンサ７は、排出ガス浄化システム１において発生する爆発音を吸収し、音を静かにする役割を持っている。また、変形例２に示すとおり、第１触媒８は、サイレンサ７の外部に備えることができる。第２触媒９は、サイレンサ７の内部に備えられている。この場合、サイレンサ７の内部の構造を二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとの２本の二次空気導入路１０がサイレンサ７の内部で排気管６と接合している場合に比べ、サイレンサ７と二次空気導入路１０との干渉が低減される。また、図示していないが、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとの両方の二次空気導入路１０がサイレンサ７の外部で排気管６と接合する場合、サイレンサ７と二次空気導入路１０との干渉は、さらに低減される。
【００４３】
《実施形態２》
前記実施形態１において、エアクリーナ４は、エンジン２での燃料Ｆの燃焼に係る吸気と、二次空気導入路１０とに共用されている。以下、本実施形態において、エアクリーナ４は、エアクリーナ４ａとサブエアクリーナ４ｂとが、または、メインエアクリーナ４ｃとサブエアクリーナ４ｂとが用いられる。以下の実施形態において、単にエアクリーナと称呼する場合は、エアクリーナ４ａとサブエアクリーナ４ｂとを、または、メインエアクリーナ４ｃとサブエアクリーナ４ｂとを併せたものをいう。本実施形態において、実施形態１と共通の構成要素は同一符号にて表し、説明を省略する。
【００４４】
〈エアクリーナ〉
図４に示すように、エアクリーナは、エアクリーナ４ａとサブエアクリーナ４ｂとで構成されている。エアクリーナ４ａは、エンジン２での燃料Ｆの燃焼時に必要な空気の吸気を行い、かつ、二次空気導入路１０に用いられる空気の吸気を行う。また、サブエアクリーナ４ｂは、二次空気導入路１０に用いられる空気の吸気を行う。エアクリーナ４ａにて取り入れられた空気は、吸気通路３ａを通って燃料供給装置３に流入する。また、エアクリーナ４ａにて取り入れられた空気は、二次空気導入路１０を通って排気管６へ流入する。サブエアクリーナ４ｂにて取り入れられた空気は、二次空気導入路１０を通って排気管６へ流入する。
【００４５】
〈触媒〉
図４においては、第１触媒８および第２触媒９は、サイレンサ７の内部に備えられている。しかし、前記変形例２と同様に、第１触媒８と第２触媒９とのいずれか一方は、サイレンサ７の外部に設けられていても良い。
【００４６】
〈二次空気導入路〉
図４に示すように、二次空気導入管１０ａの接合口１０ａ３および二次空気導入管１０ｂの接合口１０ｂ３とは、排気管６の排出ガスの流れ方向において、異なる位置に接合している。ただし、本実施形態において、接合口１０ａ３と接合口１０ｂ３とは、前記変形例１に示すように、排気管６での排出ガスの流れ方向において、同じ位置に接合されていても良い。また、二次空気導入管１０ａと二次空気導入管１０ｂとは、それぞれリードバルブ５１、リードバルブ５２を隔て、第１ホース１０ａ１，１０ｂ１と第２ホース１０ａ２，１０ｂ２とに分かれた部分で構成されている。第１ホース１０ａ１は、サブエアクリーナ４ｂとリードバルブ５１との間に設けられている。第２ホース１０ａ２は、リードバルブ５１と排気管６との間に設けられている。また、第１ホース１０ｂ１は、エアクリーナ４ａとリードバルブ５２との間に設けられている。第２ホース１０ｂ２は、リードバルブ５２と排気管６との間に設けられている。ただし、二次空気導入管１０ａは、エアクリーナ４ａと接合していても良く、二次空気導入管１０ｂは、サブエアクリーナ４ｂと接合していても良い。
【００４７】
《変形例３》
前記実施形態２において、エアクリーナは、エアクリーナ４ａとサブエアクリーナ４ｂとを備えている。エアクリーナ４ａは、エンジン２での燃料Ｆの燃焼時に必要な空気の吸気を行い、かつ、二次空気導入路１０に用いられる空気の吸気を行う。また、サブエアクリーナ４ｂは、二次空気導入路１０に用いられる空気の吸気を行う。しかし、エアクリーナは、エアクリーナ４ａとサブエアクリーナ４ｂとの形態に限定されない。変形例３では、エアクリーナは、メインエアクリーナ４ｃとサブエアクリーナ４ｂとを備えている。
【００４８】
〈エアクリーナ〉
図５は、変形例３における排出ガス浄化システム１の模式構成図である。メインエアクリーナ４ｃは、エンジン２での燃料Ｆの燃焼時に必要な空気の吸気を行うエアクリーナである。そのため、メインエアクリーナ４ｃにて取り入れられた空気は、吸気通路３ａを通って燃料供給装置３に流入する。サブエアクリーナ４ｂは、二次空気導入路１０に用いられる専用のエアクリーナである。そのため、サブエアクリーナ４ｂにて取り入れられた空気は、二次空気導入路１０を通って排気管６へ流入する。
【００４９】
〈二次空気導入路〉
変形例３において、第１ホース１０ａ１，１０ｂ１は、それぞれサブエアクリーナ４ｂとリードバルブ５１，５２との間に設けられている。第２ホース１０ａ２，１０ｂ２は、それぞれリードバルブ５１，５２と排気管６との間に設けられている。
【００５０】
本実施形態において、エアクリーナは、エアクリーナ４ａおよびサブエアクリーナ４ｂと、メインエアクリーナ４ｃおよびサブエアクリーナ４ｂと、いずれかの形態によって構成されている。前記実施形態１の場合と異なり、二次空気導入に専用のエアクリーナとして、サブエアクリーナ４ｂが備えられている。二次空気導入用にサブエアクリーナ４ｂが備えられているため、サブエアクリーナ４ｂの配置位置によって、サブエアクリーナ４ｂから排気管６までの経路が自由に設定される。二次空気導入の精度は、サブエアクリーナ４ｂから排気管６までの経路を自由に設定することによって高められる。二次空気導入の精度は、二次空気導入量と導入のタイミングに依存する。つまり、サブエアクリーナ４ｂを備えることにより、排出ガスの浄化に必要な二次空気の導入量と導入タイミングとを自由に設定することが可能である。
【００５１】
《実施形態３》
実施形態１および実施形態２において、二次空気導入路１０には、リードバルブ５１およびリードバルブ５２の二つのリードバルブが備えられている。しかし、リードバルブは、実施形態１および実施形態２のように、二次空気導入路１０において、複数の導入管（二次空気導入管１０ａおよび二次空気導入管１０ｂ）ごとに備えられていなくても良く、以下のように複数の導入管を一体式に接合する形態であっても良い。
【００５２】
〈エアクリーナ〉
図６に示すエアクリーナは、メインエアクリーナ４ｃとサブエアクリーナ４ｂとによって構成されている。ただし、本実施形態において、エアクリーナは、実施形態１と同様に、エアクリーナ４として、一体式のエアクリーナであっても良い。
【００５３】
〈触媒〉
第１触媒８および第２触媒９は、サイレンサ７の内部に備えられている。しかし、本実施形態において、第１触媒８と第２触媒９とのいずれか一方は、変形例２と同様に、サイレンサ７の外部に設けられていても良い。
【００５４】
〈二次空気導入路〉
図６に示すように、二次空気導入管１０ａの接合口１０ａ３および二次空気導入管１０ｂの接合口１０ｂ３とは、排気管６の排出ガスの流れ方向において、異なる位置に設けられている。ただし、本実施形態において、接合口１０ａ３と接合口１０ｂ３とは、変形例１に示すように、排気管６での排出ガスの流れ方向において、同じ位置に設けられていても良い。
【００５５】
〈リードバルブ〉
図６に示すように、リードバルブ５０は、第１ホース１０１と第２ホース１０ａ２および第２ホース１０ｂ２とを接合している。リードバルブ５０は、二次空気の流れ方向から見て、上流側である入口側に一つの口を有し、下流側である出口側には二次空気導入路１０の本数に応じた数の口を有している。
【００５６】
リードバルブ５０は、台座５０ａを有している。リードバルブ５０は、第１ホース１０１とは図７の紙面裏側で接合している。また、リードバルブ５０は、第２ホース１０ａ２および第２ホース１０ｂ２とは図７の紙面表側で接合している。リードバルブ５０は、台座５０ａの中央に隔壁５０ｂを有している。隔壁５０ｂによって、バルブ窓５１ｂとバルブ窓５２ｂとが、台座５０ａの左右に隔てられている。ねじ８０によって、ストッパーＡとバルブ５１ａとがともに台座５０ａに取り付けられる。また、ねじ８０によって、ストッパーＢとバルブ５２ａとがともに台座５０ａに取り付けられる。ストッパーＡおよびストッパーＢは、その形状によって二次空気の流入特性を左右する部品である。そのため、ストッパーＡとストッパーＢとの形状は、それぞれ異なる場合がある。また、バルブ５１ａおよびバルブ５２ａも同様に、その材質等によって二次空気の流入特性に寄与している。そのため、バルブ５１ａとバルブ５２ａとは、厚さや材質等がそれぞれ異なる場合がある。
【００５７】
二次空気の流入方向は、エアクリーナ４から排気管６への流れのみである。リードバルブ５０は、バルブ５１ａまたはバルブ５２ａの開閉により、二次空気を図７の紙面裏面から紙面表面への方向に流し、紙面表面から紙面裏面への流れは阻止するように構成されている。
【００５８】
本実施形態において、エアクリーナで吸入する空気のうち、二次空気はリードバルブ５０によって、排気管６へ送られる。二次空気は、エンジン２にて発生する排出ガスを浄化する際に必要な空気である。エアクリーナで吸入する空気は、エンジン２において燃料Ｆの燃焼時にも利用される。リードバルブ５０により、実施形態１および実施形態２のようにリードバルブ５１およびリードバルブ５２を備える場合と異なり、排出ガス浄化システム１において部品点数を削減することができる。さらに、部品点数の削減により、リードバルブ５０は、排出ガス浄化システム１において配置位置が１箇所に限定される。
【符号の説明】
【００５９】
１        排出ガス浄化システム
２        エンジン
３        燃料供給装置
３ａ      吸気通路
４        エアクリーナ
４ａ      エアクリーナ
４ｂ      サブエアクリーナ
４ｃ      メインエアクリーナ
６        排気管
７        サイレンサ
８        第１触媒
９        第２触媒
１０      二次空気導入路
１０ａ    二次空気導入管（二次空気導入路）
１０ａ１  第１ホース
１０ａ２  第２ホース
１０ａ３  接合口
１０ｂ    二次空気導入管（二次空気導入路）
１０ｂ１  第１ホース
１０ｂ２  第２ホース
１０ｂ３  接合口
２０      燃料タンク
５０      リードバルブ
５１      リードバルブ
５１ａ    バルブ
５１ｂ    バルブ窓（二次空気導入口）
５２      リードバルブ
５２ａ    バルブ
５２ｂ    バルブ窓（二次空気導入口）
１０１    第１ホース
【図１】
0003159554.tif 000003
【図２】
0003159554.tif 000004
【図３】
0003159554.tif 000005
【図４】
0003159554.tif 000006
【図５】
0003159554.tif 000007
【図６】
0003159554.tif 000008
【図７】
0003159554.tif 000009
【図８】
0003159554.tif 000010
【図９】
0003159554.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月15日(2010.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記複数の接合口には第１の接合口と第２の接合口とが含まれ、
前記排出ガスの流れ方向に関して、前記第１の触媒と前記第１の接合口との間隔は、前記第２の接合口と前記第２の触媒との間隔よりも短い、請求項２に記載の排出ガス浄化システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記複数の接合口には第１の接合口と第２の接合口とが含まれ、
前記排出ガスの流れ方向に関して、前記第１の接合口と前記第２の接合口とは同じ位置に設けられている、請求項２に記載の排出ガス浄化システム。