专利名称：摩托车的废气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在两轮或三轮摩托车的排气系统(例如一个排气管或一个消声器)中安装的废气净化装置。
现有摩托车的引擎在其排气系统中都装有一个废气净化装置。通常使用的催化式转换器作为废气净化器已为公众所熟知，该转换器具有装入一个消声器状容器内的颗粒催化器或蜂窝式催化器。这种形式的催化式转换器通常与一个排气管相连接，以便允许来自引擎的废气通过所说的催化转换器。含在废气中的污染空气的物质，例如HC、CO、NOx等由该催化器通过化学变化转变为非污染物质，例如H2O、CO2、N2。
这种废气净化装置由于它比其它部件相对昂贵，因此，应该配置在一个限定的区域，在该区域内，催化转换器能够避免损坏。例如，日本实用新型专利实公昭61-494中揭示了一种蜂窝状催化器，该催化器装在一个与排气管相接的金属制成的平板形外壳上。该平板形外壳能尽可能地确保其底部与路面之间的距离。当摩托车转弯时，这种外壳不至于接触路面，或者不至于接触任何路面上的障碍物。
另一个实施由日本实用新型专利申请实开昭60-141414所揭示。在该实例中，一个安装于排气管中的催化式转换器沿着该排气管中心线方向朝向摩托车车身一边偏心配置。
但是，在实公昭61-494中揭示的前一个实例中，废气净化装置的底部保持在摩托车车身的最下部。如果我们简单地象前例一样将废气净化装置装配到小型摩托车(下文称低座小摩托车)上，该废气净化器由于与地面接触很容易遭到损坏，因为低座小摩托车的引擎，传动系统，以及驱动轮并没有刚性地安装在摩托车车身上。所说的引擎、传动系统以及驱动轮通常能够垂直摆动地装配成一个单一组件。因此，在本说明书中，它们被看作一个摆动的动力装置。该具有废气净化装置的排气系统随着所说的动力装置的摆动也垂直地运动。此外，由于低座小摩托车驱动轮的直径较小，并且其底部本来就靠近路面，因此，当废气净化装置接触路面时很容易被直接损坏。
实开昭60-141414所揭示的后一个实施例阐述了一种普通型摩托车，该车具有由车身侧面向外伸出的脚支撑板，以便驾驶摩托车时支撑驾驶员的脚。这些脚支撑板能够保护废气净化器不受车两侧由于碰撞固体障碍物，例如围墙、交通信号杆、或者是路两边的护栏等而导致的损坏。另一方面，低座小摩托车不具备这种对废气净化器而言起保护作用的脚支撑板。这样，如果低座小摩托车与固体障碍物相撞时，所说的安装于排气管中的催化式转换器便很容易损坏。
该催化式转换器应该保持在一个预定的最佳温度范围内，以便与空气污染物反应。当催化式转换器被加热并超出这个温度范围时，有效的反应便不能进行。因此，该废气净化装置必须一直进行空气冷却。一些摩托车在废气净化装置上覆盖一块金属板，以便保护该废气净化装置不受损坏。但是，这种覆盖板能导致过热。为了克服这种缺陷，本发明的发明者在日本实用新型专利申请实开昭60-45712中提供了一种当摩托车行驶时，将冷却空气进给到金属罩板与废气净化装置之间狭窄空间的冷却装置。由于仅在摩托车行驶中这个冷却装置能够进给冷却空气，当摩托车长时间不行走时，如停在某处空转，过热情况仍经常发生。
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于摩托车的废气净化装置，该废气净化装置能保护其在与路面接触或与道路上固体障碍物相撞时不受损坏。
本发明的另一个目的是提供一种用于摩托车的废气净化装置，该废气净化装置能够防止所说的催化式转换器和排气系统的消声器在任何状态下过热。
为了达到上述目的，本发明所述的废气净化装置的首要特征是所说的动力装置包括一个内燃发动机、一个用于传递由内燃机产生的动力的动力传动系统、一个与装有催化式转换器的废气净化装置和发动机相连通的排气管，以及一个与动力传动系统相连接的驱动轮。该动力装置这样安装到摩托车的车架上，即该装置既能摆动又能使改进的废气净化装置安装于动力装置沿纵向方向延伸的中心线上表面与该动力装置横向内表面所限定的空间内。
本发明其次的特征是所说的废气净化装置进一步提供一个冷却空气进气口，以便向所说的催化转换器进给由发动机驱动旋转的风扇产生的冷却空气。
与本发明首要特征适应的结构确保该废气净化装置无论是接触到路面还是撞击路面上的固体障碍物，甚至当动力装置垂直地弹起或发动机装置侧面突然撞击固体障碍物时都不会损坏。
此外，与本发明其次特征相适应的结构确保该催化转换器和消声器在长时间不行走，例如停在某处空转时，不会产生过热现象。所说的冷却空气进气口能向催化转换器和消声器强制进给由冷却风扇产生的冷却空气。所说的第一种结构当然不需要覆盖废气净化装置并保护其不受损坏的附加的保护板，这样，所说的催化转换器和消声器便能充分地被冷却空气冷却。
上面详述的废气净化装置保持其原有的功能。
借助于附图阅读下面的说明将会了解本发明的其他特点和优点。
图1是具有本发明所述废气净化装置第一实施例的低座小摩托车整车侧视图。
图2是应用本发明所述废气净化装置的第一实施例的摩托车摆动式动力装置的侧视简图。
图3是图2所示动力装置的局部剖视平面图。
图4是应用本发明所述废气净化装置的第二实施例的摩托车摆动式动力装置的侧视简图。
图5是图4所示的动力装置的局部剖视平面图。
图6是应用本发明所述废气净化装置的第三实施例的摩托车摆动式动力装置的侧视简图。
图7是应用本发明所述废气净化装置的第四实施例的摩托车摆动式动力装置的侧视简图。
图1表示了一辆装备了具有废气净化装置的第一实施例的摆动式动力装置的低座小摩托车。车架1沿着该车纵向延伸。在该车架1下方，配置一个用于产生驱动力的内燃发动机2、一个用于传递驱动力的动力系统3、以及一个与该动力系统3相连接的驱动轮4，它们作为一整体构成一个单独的组件，总称为动力装置5。动力装置5的前端通过一个悬臂6a和连杆臂6b组成的悬挂机构6枢轴地与车架1相连，同时动力装置5通过一个与车架1相连的吊架7很松地悬吊，以便动力装置5能够在垂直方向上围绕悬挂机构6摆动。
在附图中，序号8表示一个通过前叉10与前轮9连接的转向手把。序号11表示一个驾驶员座，该座前端枢轴地连接以便能掀起，这样，一小件行李或者一个头盔很容易放进贮存箱12内。油箱13配置在车架1上，并由前架盖14覆盖。动力装置5由后架盖15部分地覆盖。
图2和图3是动力装置5的放大图，这个实施例应用了两循环单缸引擎2，该引擎包括一个曲轴箱16、一个具有与曲轴16固定为一体的缸体17a和缸盖17b的汽缸17、一个通过轴承18由曲轴箱16可旋转地支承的曲轴19、一个在缸体17a内滑动配置并通过连杆20与曲轴19连接的活塞21、以及一个装在缸盖17b中的火花塞22，这个实施例如图2所示，汽缸17向前倾斜。
曲轴19的右端(图3示出其上端)整体地形成一个交流发电机23的转子23b。该发电机还具有一个定子23a，此外，转子23b的外表面上安装一个冷却风扇24。该风扇24的圆盘形平板24a的外缘配置若干扇叶24b，定子23a固定在曲轴箱16上。
引擎2由一个开有许多作为空气进口25a的狭缝的护罩25全部覆盖，该进口25a面对冷却风扇24。
引擎2工作时，曲轴19转动并带动冷却风扇24转动，以使周围的空气进入所说的护罩25。这就是说，该引擎提供了一个强制冷却系统，该冷却系统在引擎工作时利用引擎自身的驱动力强制进给冷却空气，以便冷却引擎。
引擎2还进一步提供一个具有一个化油器26和一个与缸体17a后侧连接的空气滤清器27的空气进气系统，以及一个与缸体17a前侧连接的具有排气管28a的排气系统28。
如图1所示，一个第二空气进气系统29与排气管28a相连，其连接位置靠近排气管28a与缸体17a的连接处。通过二次空气进气系统29，二次空气能够进给至排气管28a中。
该二次空气进气系统29包括一个固定于贮存箱12前表面并与该箱内部相通的空气滤清器30、一个与空气滤清器30连接的针阀31、一个一端与排气管28a相连的进给管32、以及一个连接于进给管32另一端和针阀31之间的柔性管33。
第二空气进气系统29的作用将在下文中叙述。
当引擎2工作时，废气由气缸17中排至排气管28a。进给管32和柔性管33的内部压力减小，这样针阀31打开。空气由贮存箱12通过空气滤清器30，针阀31、柔性管33以及进给管32进给至排气管28a。该进给空气对来自引擎废气中未燃烧的燃气起作用，使得该未燃烧的燃气完全充分地燃烧。这就防止未燃烧的燃气排放周围的空气中。
图3表示了一个公知的动力系统3。一个用于动力系统3的传动系统35的传动箱34包括一个与曲轴箱16整体形成的箱体34a，以及一个装配于箱体34上以便密闭该敞开侧的箱盖34b。
所说的传动系统35包括一个固定安装在引擎2的曲轴19伸出的左端1(见图3下侧)并可随曲轴19转动的离心变直径式主动皮带轮36、一个配置在主动皮带轮36后面的离心变直径式从动皮带轮37。一条配置于主动皮带轮36和从动皮带轮37之间的驱动皮带38(例如一条V型皮带)、一个安装在从动皮带轮37左侧，以便将该皮带轮37的旋转力传递到驱动轮4的离心式自动离合器39，以及齿轮减速装置42。该装置42具有若干个配置于从动皮带轮37和驱动轮4之间的齿轮，以便机械地将离合器39的输出轴40及驱动轮4的中心轴41连接。
在如上所述的传动系统35中，主动皮带轮36也随着曲轴19的旋转而旋转，并且旋转力通过传动皮带38传递至从动皮带轮37。当曲轴19的转速超出某一预定值时，离合器39在其将输出轴40的转动通过齿轮减速装置42传递到驱动轮4的中心轴41的接触位置上变位。
主动皮带轮36包括一个飞轮(weightroller)43，该飞轮能为所说传动系统35提供一离心式可调的转速功能元件。具体地说，当曲轴19的转速增加时，飞轮43由于施加在其上的离心力作用而运动，随着飞轮43的运动，主动皮带轮36的宽度变窄。对于驱动皮带38而言，这就增加了皮带轮有效直径，并且使该皮带38向前位移，这种位移使得从动皮带轮37的宽度变宽，而使得从动皮带轮37的有效直径减小。这样，曲轴19的转速可就由主动及从动皮带轮的有效直径(皮带38与皮带轮接合时皮带轮的直径)的变化而自动变化。
如前所述，排气管28a的一端与缸体17a的前侧相连接，而且该排气管28a从该位置向前延伸并弯向引擎2的右侧。此外，该管28a延着引擎底部的右侧向后延伸并在引擎后部翘起。该排气管28a后部直径大于前部直径。这样，排气管28a的后部区段具有少许锥度。该锥度区段全部配置于扩张管28b中。扩张管28b的后端连接一个具有排气导管44a的消声器44。
在扩张管28b和消声器44中依次装有隔板45、46和47，以便在扩张管28b中组成第一腔室48a和第二腔室48b，以及在消声器44内组成第三腔室49a和第四腔室49b。第三腔室49a和第四腔室49b通过在隔板47上形成的通孔(图中未示出)相连通。此外，第一腔室48a和第二腔室48b由第一连通管50连通。第二腔室48b和第四腔室49b由第二连通管51连通。而且，第三腔室49a和排气导管44a由第三连通管52连通。
在如上所述的排气系统28中，引擎2产生的废气通过迷宫式通道，即由第一腔室48a→第一连通管50→第二腔室48b→第二连通管51→第四腔室49b→第三腔室49a→第三连通管52，最后由排气导管44a排入大气中。
排气系统28还进一步包括一个废气净化装置53，该装置具有一个配置于邻近缸体17a的排气管28a弯曲部分的第一催化式转换器54，以及一个配置于排气管28a锥形区段后端的第二催化式转换器55。
第一催化式转换器54称为纤维织物催化器，该催化器由携带催化剂的纤维织物54a组成。纤维织物54a螺旋地缠绕设置许多小孔的排气管28a，并将这些小孔全部覆盖。
第二催化式转换器55可选择蜂窝式转换器或金属催化式转换器。前者由一个用铁素体不锈钢制成的并配有许多沿其轴线方向形成的蜂窝形通孔的通道组成。后者由许多相同材料制成的平板和波纹板组成。这些平板和波纹板重叠并粘接，以便形成圆柱形。这种蜂窝形转换器或金属催化式转换器与排气管28a匹配，并安装在其后端。
第一和第二催化式转换器54和55将在排气管28a中流动的含有如HC、CO、NOx以及类似的污染空气的物质转变为非污染物质，例如H2O、CO2和N2。经转换的废气通过扩张管28b和消声器44排入大气。
在这个实施例中，正如图2所示，第二催化转换器55配置于排气管28a的后端，其位置在动力装置5纵向中心线L1的上方。此外，如图3所示，除了在垂直方向的以外，第二催化转换器55的横向位置限定在覆盖引擎2的护罩25的宽度W1的范围内。
在装有上述结构的摆动式动力装置的低座的摩托车中，在排气管28a中安装的第二催化转换器安在比较高的位置，即纵向中心线L1的上方。
因此，当摩托车驱动时，扩张管28b的第二催化转换器55部分将不至于撞击路面，甚至当动力装置5通过悬挂机构6垂直摆动时，该转换器55都不会被损坏。
此外，针对本发明的低座小摩托车而言，举例来说，当车架的右侧突然碰到固体障碍物，如围墙或交通信号杆时，排气管28a的扩张管28b可能接触到障碍物，但由于在扩张管28b内部安装的第二催化转换器55限定在引擎2的宽度范围内，仅是罩在引擎2的护罩25的侧面撞击该障碍物，所以该转换器55决不会损坏。
总之，由护罩25保护的第二催化转换器不会因撞击障碍物而损坏，因此，该转换器具有较长的寿命。
图4和5分别与图2和3对应，表示了本发明所述的第二实施例。
一个摆动式动力装置60基本上由一个曲轴箱61、一个包括一个气缸体62a和一个缸盖62b的气缸62、一个由曲轴箱61支承的曲轴63、一个具有安装在曲轴63一端的圆板64a及若干扇叶64b的冷却风扇64、一个装有一个火花塞65的强制冷却式引擎66，以及一个将引擎66产生的动力传递给驱动轮67的动力系统68组成。
一个车架71通过一个悬挂机构70以与第一实施例相同的方式可摆动地支承所说的动力装置60。
在第二实施例中，引擎66的气缸62第一实施例不同，稍向后倾斜，如图4所示。气缸62全部罩在一个引擎护罩72内，该护罩72面对冷却风扇64之处具有很多作为空气进口72a的狭长开口。
一个化油器(图中未示出)和一个空气滤传器73连续地接到缸体62a的后侧，排气系统74与该缸体的前侧相连。
排气系统74由一个前排气管74a，一个中排气管74b、以及一个基本上为锥形的后排气管74c所组成。前排气管74a从缸体62a向前然后向下延伸。中排气管74b向右拐并沿引擎的底部延伸。后排气管74c从引擎的后端向后上方延伸。后排气管74c由一个后端安装一个排气导管75a的消声器75覆盖。此外，排气管74c的后端安装一个具有催化转换器77的废气净化装置76。该催化转换器的结构与材料和第一实施例相同。
从引擎66排出的废气也必须经过催化转换器77并产生反应，然后转变了的废气经消声器75的排气导管75a最后排入大气。
在第二实施例中，所说的催化转换器77的位置在垂直方向上也限制在纵向中心线L2的上方，横向限制在引擎66的护罩72的宽度W2的范围内。
第二实施例所述的废气净化装置的功能与第一实施例相同。
图6和7分别揭示了本发明所述的第三和第四实施例，在附图中相同的序号表示与第一和第二实施例相同或相应的部分。因此，相同的叙述便不在重复。
第三和第四实施例是在第一实施例的基础上增加了一个废气净化装置的过热保护装置。
在图6中，引擎2的护罩25进一步配置了许多横向延伸并面向第二催化转换器55的狭长开口56。在这种形式的废气净化装置中，当引擎2工作时，冷却风扇24将周围的空气引入护罩25，然后通过狭长开口56排出。排出的空气直接作用于扩张管28b的表面上，所说的催化转换器55位于该表面附近。因此，甚至在摩托车空转时该催化转换器55总是被空气冷却的。
在图7中，引擎66的护罩72进一步配置了许多横向延伸并面向第二催化转换器77的狭长开口80。在这种废气净化装置中，当引擎66工作时，冷却风扇64将周围空气引入护罩72内，然后通过狭长开口80排出。排出的空气直接作用于消声器75的一个表面上，所说的催化转换器77位于该表面附近。因此，甚至在摩托车空转时，该催化转换器55总是处于被冷却状态中。
很明显，根据本发明所述的技术方案可以设想出很多不同的实施例。因此，本发明的保护范围不应受上述实施例的限制，而应由权利要求加以确定。
权利要求
1.一种摩托车，包括一车架；一个前轮；一个用于控制前轮运动的操纵装置；一个驾驶员座；一个包括一个内燃发动机的动力装置、一个用于传递该发动机产生的动力的动力系统、一个与该发动机及一个内装催化式转换器的废气净化装置相连接的排气管和一个与所说动力系统相连接的驱动轮，所说动力装置可摆地安装在所说的车架上；其特征在于所说的废气净化装置的安装位置在垂直方向上限定在沿所说动力装置纵向延伸的底部表面的上方。
2.按照权利要求1所述的摩托车，其特征在于该车进一步包括一个用于冷却所说废气净化装置的冷却空气进给装置。
3.按照权利要求2所述的摩托车，其特征在于所说冷却空气进给装置具有许多用于朝所说催化式转换器进给的由所说发动机带动冷却风扇旋转而产生的冷却空气的开口。
4.一种摩托车，包括一个车架;一个前轮;一个用于控制所说前轮运动的操纵装置;一个驾驶员座;一个包括一个内燃发动机的动力装置、一个用于传递该发动机产生的动力的动力系统、一个与该发动机及一个内装催化式转换器的废气净化装置相连接的排气管和一个与所说动力系统连接的驱动轮，所说动力装置可摆动地安装在所说的车架上;其特征在于所说的废气净化装置的安装位置横向限定在所说动力装置宽度范围之内。
全文摘要
一个用于转换摩托车引擎所产生的废气中污染空气物质的废气净化装置，安装在一个可摆动式动力装置上。该净化装置的安装位置在垂直方向上限定在沿所说动力装置纵向延伸的中心线上方，横向限定在动力装置的宽度范围内。这种限定确保了该净化装置中的催化式转换器免受由于与路面以及道路上的障碍物碰撞而引起的直接损坏。该净化装置还包括一个用于进给冷却空气的装置，以便防止该净化装置在任何情况下过热。
文档编号B60K13/04GK1075188SQ9210144
公开日1993年8月11日 申请日期1992年2月3日 优先权日1992年2月3日
发明者草野拓平, 菊野顺二 申请人:本田技研工业株式会社