WO2017164166A1 - 鞍乗型車両 - Google Patents

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昌登 西垣
貴比古 原
原田 久
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a saddle riding type vehicle.
  • a straddle type vehicle equipped with a catalyst.
  • the catalyst has a base material and a catalyst layer containing a noble metal.
  • the catalyst is a noble metal and purifies exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine body.
  • the saddle riding type vehicle is desired to improve the purification performance of exhaust gas. Therefore, a straddle-type vehicle has been proposed in which the catalyst is arranged near the combustion chamber of the engine body in order to improve exhaust gas purification performance (Patent Document 1).
  • the catalyst is arranged near the combustion chamber of the engine body, so that the exhaust gas reaches the catalyst with a high temperature. For this reason, the purification performance of the exhaust gas by the catalyst can be improved.
  • the inventors of the present application have tested a saddle-ride type vehicle in which the catalyst is disposed near the combustion chamber of the engine body under various operating conditions. As a result, it has been found that there are straddle-type vehicles in which the exhaust gas purification performance is remarkably lowered with the lapse of operation time, and straddle-type vehicles in which the exhaust gas purification performance is not so lowered.
  • An object of the present invention is to provide a straddle-type vehicle capable of suppressing variation in exhaust gas purification performance.
  • the inventors of the present application tested a saddle-ride type vehicle in which the catalyst is arranged near the combustion chamber of the engine body under various operating conditions. As a result, it has been found that there are straddle-type vehicles in which the exhaust gas purification performance is remarkably reduced with the passage of operating time and straddle-type vehicles in which the exhaust gas purification performance is less likely to be reduced. Therefore, the inventors of the present application examined in detail the cause of the variation in the exhaust gas purification performance of the saddle-ride type vehicle. The inventors of the present application have found that the cause of the variation in the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle is due to the specific configuration and use state of the saddle riding type vehicle.
  • the oil used in the saddle-ride type vehicle has a different standard from the oil used in automobiles.
  • the oil contains additives.
  • the oil additive is, for example, a wear-resistant additive and is a compound such as zinc, phosphorus, sulfur, calcium, and the like.
  • the oil used with a saddle-ride type vehicle has much content of phosphorus compounds (for example, ZnDTP, ZnDDP, etc.) compared with the oil used with a four-wheeled vehicle.
  • the crankcase portion is lubricated with a common oil.
  • the phosphorus compound contained in the oil is decomposed in the combustion chamber, and the exhaust gas containing much phosphorus flows into the catalyst.
  • phosphorus contained in the exhaust gas chemically and / or physically adheres to the catalyst. And phosphorus produces
  • the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst becomes high, and phosphorus adhering to the catalyst tends to generate a glassy compound. And it becomes difficult for exhaust gas to reach the noble metal contained in the catalyst layer, and the function of the catalyst is lowered. Therefore, the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle is reduced.
  • one of the unique configurations of the saddle riding type vehicle that causes variation in the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle is the amount of oil used per displacement of the saddle riding type vehicle.
  • the saddle riding type vehicle uses a larger amount of oil per displacement than an automobile. Therefore, the saddle riding type vehicle has more phosphorus contained in the exhaust gas per displacement than the automobile.
  • phosphorus is attached to the saddle riding type vehicle up to a position downstream of the flow direction of the exhaust gas of the catalyst as compared with the automobile.
  • One of the unique usage states of the saddle riding type vehicle that causes variations in the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle is the time for traveling with the throttle valve opening being almost fully open.
  • a straddle-type vehicle travels for a longer time when the throttle valve is almost fully open compared to a four-wheeled vehicle.
  • the temperature of the wall surface of the engine body becomes relatively high and the amount of oil decomposed in the combustion chamber becomes relatively large . If the time during which the straddle-type vehicle travels in a state where the opening degree of the throttle valve is almost fully opened, phosphorus contained in the exhaust gas increases.
  • the exhaust gas purification performance of the straddle-type vehicle is significantly reduced.
  • the temperature of the engine wall is relatively low and the amount of oil decomposed in the combustion chamber is compared. Less.
  • the time when the straddle-type vehicle is traveling with the throttle valve opening being substantially fully open is short, phosphorus contained in the exhaust gas is reduced. Therefore, if the time during which the saddle riding type vehicle is traveling with the throttle valve opening being almost fully open, the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle is unlikely to deteriorate.
  • the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle varies depending on whether the straddle type vehicle travels for a long time or short time with the throttle valve opening being wide open.
  • the inventors of the present application suppress the adhesion of phosphorus contained in a large amount of exhaust gas to the catalyst layer when the straddle-type vehicle travels for a long time with the throttle valve being opened at a fully open state. It was found that the variation in the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle can be suppressed.
  • the upstream catalyst has phosphorous to the catalyst layer in order to suppress a reduction in exhaust gas purification performance of a saddle-ride type vehicle that has traveled for a long time with the throttle valve opening being almost fully opened. It has been found that it is only necessary to provide a phosphorus adhesion reducing portion that reduces adhesion.
  • the upstream catalyst is a catalyst arranged at the most upstream in the exhaust gas flow direction among one or a plurality of catalysts arranged in the exhaust passage portion of the saddle riding type vehicle.
  • the upstream catalyst has a catalyst layer.
  • the catalyst layer has a noble metal that purifies the exhaust gas. That is, the upstream catalyst purifies the exhaust gas at the most upstream in the flow direction of the exhaust gas.
  • the phosphorus chemical reaction part is arranged at least in part of the catalyst layer.
  • the catalyst layer in which the phosphorus chemical reaction part is disposed is formed such that the maximum length L in the exhaust gas flow direction is longer than the maximum length D orthogonal to the exhaust gas flow direction.
  • the phosphorus chemical reaction section has a higher function of chemically reacting with phosphorus than a function of purifying exhaust gas.
  • a phosphorus chemical reaction part is arrange
  • the phosphorus chemical reaction unit chemically reacts with phosphorus contained in the exhaust gas. Therefore, the phosphorus chemical reaction unit can capture phosphorus and suppress the adhesion of phosphorus to the surface of the catalyst layer of the upstream catalyst.
  • the phosphorus barrier layer is disposed on more than half of the entire surface of the catalyst layer.
  • the base material carrying the catalyst layer on which the phosphorus barrier layer is disposed is formed of a metal.
  • the phosphorus barrier layer has a function that makes it difficult to chemically react with phosphorus.
  • the phosphorus barrier layer is unlikely to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas. Therefore, the phosphorus barrier layer can suppress phosphorus from adhering to the surface of the catalyst layer of the upstream catalyst by allowing phosphorus to pass therethrough.
  • the upstream catalyst is provided with a phosphorus adhesion reducing portion, even in a saddle riding type vehicle that has traveled for a long time with the throttle opening wide open, a large amount of phosphorus in the exhaust gas adheres to the catalyst layer of the upstream catalyst. That can be suppressed. And the dispersion
  • the saddle riding type vehicle is a saddle riding type vehicle on which an engine unit is mounted, and the engine unit includes an engine body including a cylinder portion having a combustion chamber, and an atmosphere.
  • the upstream catalyst has (A) a maximum length L in the flow direction of the exhaust gas that is longer than a maximum length D orthogonal to the flow direction of the exhaust gas.
  • Phosphorus chemical reaction part which is disposed in a portion from the upstream end to the center in the flow direction and has a function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas, is higher than a function of purifying the exhaust gas, or (B) is laminated
  • the base material is disposed on more than half of the entire surface of the catalyst layer formed of metal, and includes any one of the phosphorus barrier layers having a function of hardly reacting with phosphorus, thereby reducing the adhesion of phosphorus to the catalyst layer. It has a phosphorus adhesion reducing part.
  • the saddle riding type vehicle is mounted with the engine unit.
  • the engine unit has an engine main body, an exhaust passage portion, and an upstream catalyst.
  • the engine body includes a cylinder portion having a combustion chamber.
  • the exhaust passage section has a discharge port for discharging exhaust gas to the atmosphere.
  • the exhaust passage portion flows exhaust gas from the combustion chamber to the discharge port.
  • the upstream catalyst is the most upstream catalyst in the exhaust gas flow direction in the exhaust passage portion.
  • the upstream catalyst has a catalyst layer containing a noble metal.
  • the catalyst layer of the upstream catalyst has a higher function of purifying exhaust gas than a function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas. That is, the upstream catalyst is disposed at a position closest to the combustion chamber.
  • the upstream catalyst has a phosphorus adhesion reducing portion.
  • the phosphorus adhesion reducing unit reduces adhesion of phosphorus to the catalyst layer.
  • the phosphorus adhesion reducing portion includes either (A) a phosphorus chemical reaction portion or (B) a phosphorus barrier layer.
  • (A) The catalyst layer of the upstream catalyst having the phosphorus chemical reaction part is formed such that the maximum length L in the exhaust gas flow direction is longer than the maximum length D orthogonal to the exhaust gas flow direction.
  • a phosphorus chemical reaction part is arrange
  • the phosphorus chemical reaction part has a higher function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas than the function of purifying the exhaust gas. A large amount of phosphorus adheres upstream of the catalyst layer in the flow direction of the exhaust gas. Therefore, the phosphorus chemical reaction unit can capture phosphorus contained in the exhaust gas by chemically reacting with a large amount of phosphorus contained in the exhaust gas upstream of the catalyst layer in the flow direction of the exhaust gas.
  • the base material to be laminated is formed of a metal. That is, the substrate and the catalyst layer can be formed thinner than in the case where the substrate is formed of ceramic.
  • the catalyst layer has a phosphorus barrier layer disposed on more than half of the entire surface. Since the substrate and the catalyst layer are thin, it is easy to form a phosphorus barrier layer on the surface of the catalyst layer.
  • the phosphorus barrier layer has a function that makes it difficult to chemically react with phosphorus.
  • the phosphorus barrier layer can pass phosphorus. And it can suppress that phosphorus adheres to the catalyst layer of an upstream catalyst. Thereby, the dispersion
  • the phosphorus barrier layer is disposed on the entire surface of the catalyst layer.
  • the phosphorus barrier layer is disposed on the entire surface of the catalyst layer.
  • the phosphorus barrier layer disposed on the entire surface of the catalyst layer allows phosphorus to pass from upstream to downstream in the exhaust gas flow direction of the catalyst layer. That is, it can suppress that phosphorus adheres to the whole surface of a catalyst layer. Thereby, the dispersion
  • the phosphorus chemical reaction part is configured by a phosphorus reactive substance that chemically reacts with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus chemical reaction part is composed of a phosphorus reactant that chemically reacts with phosphorus contained in the exhaust gas. Then, phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst chemically reacts with the phosphorus reactant in the phosphorus chemical reaction section.
  • the phosphorus reactive substance is, for example, a substance that adsorbs phosphorus.
  • phosphorus contained in the exhaust gas is adsorbed by the chemical reaction of phosphorus in the exhaust gas with the phosphorus reactant.
  • the phosphorus reactant can capture phosphorus by chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst. That is, the phosphorus reactant can suppress the phosphorus contained in the exhaust gas from adhering to the catalyst layer. Thereby, the dispersion
  • the chemical reaction material is disposed only on a surface of the catalyst layer or is dispersed in the catalyst layer. Or it arrange
  • the phosphorus reactant is arranged only on the surface of the catalyst layer, dispersed inside the catalyst layer, or arranged only inside the catalyst layer.
  • the phosphorus reactant is dispersed and arranged inside the catalyst layer, the phosphorus reactant is arranged on the surface and inside of the catalyst layer.
  • the phosphorus reactant is selected from U, Mn, Sn, Ti, Fe, Zr, Ce, Al, Y, Zn, La, and Mg. It is a metal oxide having at least one.
  • the phosphorus reactant is a metal oxide having at least one selected from U, Mn, Sn, Ti, Fe, Zr, Ce, Al, Y, Zn, La, and Mg.
  • These phosphorus reactants are metal oxides having an isoelectric point greater than 3. It is considered that the phosphorus compound in the exhaust gas exists as phosphoric acid having an isoelectric point near 1. Since the metal oxide having an isoelectric point greater than 3 has a large difference in isoelectric point between the phosphorus compound and the metal oxide, the phosphorus compound is easily adsorbed by the metal oxide.
  • These phosphorus reactants can adsorb phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst by the action of the isoelectric value of the metal oxide. That is, these phosphorus reactants can suppress the phosphorus contained in the exhaust gas from adhering to the catalyst layer. Thereby, the dispersion
  • the phosphorus reactive material is a metal oxide having at least one selected from Ba, Sr, Ca, La, Pr, Na, and Zr. .
  • the phosphorus reactant is a metal oxide having at least one selected from Ba, Sr, Ca, La, Pr, Na, and Zr.
  • These phosphorus reactive substances are substances having high reactivity with phosphorus. Therefore, the phosphorus reactant can capture more phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst. That is, these phosphorus reactants can suppress the phosphorus contained in the exhaust gas from adhering to the catalyst layer. Thereby, the dispersion
  • the phosphorus barrier layer is made of a phosphorus barrier material that hardly reacts with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus contained in the exhaust gas passes through the upstream catalyst without chemically reacting with the phosphorus barrier material provided on the surface of the catalyst layer. That is, the phosphorus barrier substance can suppress the phosphorus contained in the exhaust gas from adhering to the surface of the catalyst layer. Thereby, the dispersion
  • the phosphorus barrier material is an alkaline earth metal phosphate compound.
  • the alkaline earth metal phosphate compound is a chemically stable compound and includes a phosphate group. Therefore, the alkaline earth metal phosphate compound does not easily react with phosphorus in the exhaust gas.
  • the alkaline earth metal phosphate compound is, for example, barium phosphate.
  • the phosphorus barrier layer composed of the alkaline earth metal phosphate compound allows phosphorus contained in the exhaust gas to pass through the upstream catalyst. That is, the phosphorus barrier layer made of the alkaline earth metal phosphate compound can suppress the phosphorus contained in the exhaust gas from adhering to the catalyst layer. Thereby, the dispersion
  • the engine unit is an engine unit in which use of oil having a phosphorus compound content greater than 0.08 mass% is designated.
  • the engine unit is an engine unit in which use of oil having a phosphorus compound content greater than 0.08 mass% is specified.
  • the engine unit of a saddle-ride type vehicle is designated to use oil having a higher phosphorus compound content than the engine unit of an automobile. That is, the straddle-type vehicle emits exhaust gas containing more phosphorus than an automobile.
  • the phosphorus chemical reaction unit captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst in order to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus barrier layer hardly reacts with phosphorus contained in the exhaust gas, the phosphorus contained in the exhaust gas passes through the upstream catalyst. Thereby, the dispersion
  • the engine unit further includes a transmission unit, and the oil for lubricating the engine body and the oil for lubricating the transmission unit are common oils. is there.
  • the engine unit further includes a transmission unit.
  • the oil that lubricates the engine main body and the oil that lubricates the transmission unit are common oils.
  • the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the transmission are often common oils.
  • the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the transmission part are often not common oils. That is, the saddle-ride type vehicle uses a larger amount of oil per displacement than an automobile. And a saddle-ride type vehicle has more phosphorus content in the exhaust gas per displacement than an automobile.
  • the transmission unit transmits power using a power transmission mechanism such as a transmission gear.
  • the oil that lubricates the transmission unit requires a large amount of phosphorus compound as an additive.
  • the oil that lubricates the engine body contains a large amount of phosphorus compounds. Therefore, the engine unit discharges exhaust gas containing a large amount of phosphorus.
  • the phosphorus chemical reaction unit captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst in order to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus barrier layer hardly reacts with phosphorus contained in the exhaust gas, the phosphorus contained in the exhaust gas passes through the upstream catalyst. Therefore, it is possible to suppress variations in the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle in which the content of phosphorus contained in the exhaust gas per displacement is larger than that of an automobile.
  • the engine unit further includes a clutch portion, and the oil for lubricating the engine body and the oil for lubricating the clutch portion are common oils. is there.
  • the engine unit further includes a clutch portion.
  • the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the clutch portion are common oils.
  • a saddle-ride type vehicle has a clutch portion so that it can move even when the engine is stopped.
  • the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the clutch portion are often common oil.
  • a saddle-ride type vehicle does not use oil with a slippery clutch. Oils with a low phosphorus compound content are often oils in which the clutch part is slippery. Oils with a low phosphorus compound content used in automobiles are not used in saddle riding type vehicles.
  • the engine unit of the saddle riding type vehicle uses oil having a higher content of phosphorus compound than the engine unit of the automobile. That is, the straddle-type vehicle emits exhaust gas containing more phosphorus than an automobile.
  • the phosphorus chemical reaction unit captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst in order to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus barrier layer hardly reacts with phosphorus contained in the exhaust gas, the phosphorus contained in the exhaust gas passes through the upstream catalyst. Thereby, the dispersion
  • the engine unit is a natural air-cooled engine unit.
  • the engine unit is a natural air-cooled engine unit.
  • the natural air-cooled engine unit has a high temperature in the combustion chamber. That is, the natural air-cooled engine unit decomposes more phosphorus compounds contained in the oil in the combustion chamber than the forced air-cooled engine unit and the water-cooled engine unit.
  • the natural air-cooled engine unit emits more exhaust gas containing phosphorus than the forced air-cooled engine unit or the water-cooled engine unit.
  • the phosphorus chemical reaction unit captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst in order to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus barrier layer hardly reacts with phosphorus contained in the exhaust gas, the phosphorus contained in the exhaust gas passes through the upstream catalyst. Thereby, even if it is a straddle type vehicle which has a natural air cooling type engine unit, the dispersion
  • the oil that lubricates the engine body is an oil having an evaporation temperature higher than a wall surface temperature of the engine body.
  • the oil that lubricates the engine body is an oil whose evaporation temperature is higher than the wall surface temperature of the engine body.
  • the amount of phosphorus compounds contained in the oil that lubricates the engine body is decomposed in the combustion chamber. And the amount of phosphorus contained in the exhaust gas can be suppressed.
  • variation in the purification performance of the exhaust gas of a saddle-ride type vehicle can be suppressed.
  • the engine unit is provided at a position between the combustion chamber of the exhaust passage portion and the upstream catalyst, and the oxygen concentration of the exhaust gas And an upstream oxygen detection member.
  • the engine unit includes the upstream oxygen detection member.
  • the upstream oxygen detection member is provided at a position between the combustion chamber of the exhaust passage portion and the upstream catalyst.
  • the upstream oxygen detection member detects the oxygen concentration of the exhaust gas.
  • the engine unit can be controlled based on the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the upstream oxygen detection member. Further, it is possible to detect the deterioration of the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle based on the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the upstream oxygen detection member. And the dispersion
  • the engine unit is provided at a position between the upstream catalyst and the discharge port of the exhaust passage portion, and the oxygen concentration of the exhaust gas And a downstream oxygen detection member for detecting.
  • the engine unit includes the downstream oxygen detection member.
  • the downstream oxygen detection member is provided at a position between the upstream catalyst and the discharge port of the exhaust passage portion.
  • the downstream oxygen detection member detects the oxygen concentration of the exhaust gas.
  • the engine unit can be controlled based on the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the downstream oxygen detection member. Further, it is possible to detect deterioration of the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle based on the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the downstream oxygen detection member. And the dispersion
  • the engine body includes a crankshaft having a central axis along the left-right direction of the vehicle, and when the vehicle is viewed in the left-right direction, at least a part of the catalyst layer is formed of the crankshaft. Is disposed in front of a straight line passing through the central axis and parallel to the vertical direction.
  • a straight line that passes through the center axis of the crankshaft and is parallel to the vertical direction is defined as a straight line L1.
  • the exhaust pipe is connected to the front surface of the engine body.
  • the catalyst layer is disposed in front of the straight line L1. Therefore, compared with the case where the whole catalyst layer is arrange
  • the engine body includes a crankshaft having a central axis along the left-right direction of the vehicle, the cylinder portion has a cylinder hole that forms a part of the combustion chamber,
  • the catalyst layer is disposed in front of the straight vehicle in the front-rear direction perpendicular to the center axis of the cylinder hole and passing through the center axis of the crankshaft.
  • a straight line perpendicular to the center axis of the cylinder hole and passing through the center axis of the crankshaft is defined as a straight line L2.
  • the exhaust pipe is connected to the front surface of the engine body.
  • at least a part of the catalyst layer is disposed in front of the straight line L2. Therefore, compared with the case where the whole catalyst layer is arrange
  • the function of purifying exhaust gas is higher than the function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas means the following.
  • the amount of harmful substances before passing through the catalyst layer is compared with the amount of harmful substances after passing through the catalyst layer, and the rate of reduction of harmful substances before and after passing through the catalyst layer is calculated.
  • the ratio of phosphorus before and after passing through the catalyst layer is calculated by comparing the amount of phosphorus before passing through the catalyst layer and the amount of phosphorus after passing through the catalyst layer.
  • the function of purifying exhaust gas chemically reacts with phosphorus contained in the exhaust gas. Higher than function.
  • the phrase “the function of chemically reacting with phosphorus contained in exhaust gas is higher than the function of purifying exhaust gas” in the phosphorus chemical reaction section means the following. For example, comparing the amount of harmful substances before passing through the phosphorus chemical reaction section with the amount of harmful substances after passing through the phosphorus chemical reaction section, the harmful substances before and after passing through the phosphorus chemical reaction section are reduced. Calculate the percentage. In addition, comparing the amount of phosphorus before passing through the phosphorus chemical reaction part and the amount of phosphorus after passing through the phosphorus chemical reaction part, the ratio of decrease in phosphorus before and after passing through the phosphorus chemical reaction part calculate.
  • the rate of phosphorus reduction before and after passing through the phosphorus chemical reaction part is greater than the rate of reduction of harmful substances before and after passing through the phosphorus chemical reaction part, the function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas, Higher than the function of purifying exhaust gas.
  • the “function that is difficult to chemically react with phosphorus” means the following.
  • the amount of phosphorus before passing through the catalyst layer without the phosphorus barrier layer is compared with the amount of phosphorus after passing through the catalyst layer without the phosphorus barrier layer, and passes through the catalyst layer without the phosphorus barrier layer. Calculate the percentage of phosphorus reduction before and after.
  • the amount of phosphorus before passing through the catalyst layer having the phosphorus barrier layer is compared with the amount of phosphorus after passing through the catalyst layer having the phosphorus barrier layer, and before and after passing through the catalyst layer having the phosphorus barrier layer. Calculate the percentage of phosphorus reduction.
  • the phosphorus barrier layer chemically reacts with phosphorus. Has difficult functions.
  • “more than half of the entire surface of the catalyst layer” means more than half of the total surface area of the catalyst layer in the direction along the flow direction of the exhaust gas.
  • the straddle-type vehicle of the present invention is not limited to a motorcycle.
  • the straddle-type vehicle of the present invention refers to all vehicles that ride in a state in which a rider straddles a saddle.
  • the straddle-type vehicle of the present invention includes a motorcycle, a tricycle, a four-wheel buggy (ATV: All Terrain Vehicle), a water bike, a snowmobile, and the like.
  • motorcycles included in saddle riding type vehicles include scooters, motorbikes, mopeds, and the like.
  • the engine body of the engine unit includes a cylinder portion having a combustion chamber” does not limit that the engine unit is a single cylinder engine.
  • the engine unit of the present invention may be a single cylinder engine or a multi-cylinder engine.
  • the combustion chamber defined in claim 1 is defined as a first combustion chamber.
  • the engine unit of the present invention may have one or more second combustion chambers in addition to the first combustion chamber.
  • the engine unit of the present invention is a multi-cylinder engine.
  • the number of combustion chambers is not particularly limited.
  • the second combustion chamber may or may not be able to replace the combustion chamber of the present invention. When there are a plurality of second combustion chambers, it may be possible to replace only some of the second combustion chambers with the combustion chambers of the present invention. When there are a plurality of second combustion chambers, it may be possible to replace all the second combustion chambers with the combustion chambers of the present invention.
  • the cooling method of the engine unit may be a natural air cooling method.
  • the engine unit may be cooled by forced air cooling.
  • the cooling method of the engine unit may be a water cooling type.
  • the oxygen detection member is, for example, an oxygen sensor.
  • the oxygen sensor may detect only whether the oxygen concentration is above or below a predetermined value, or may detect the value of the oxygen concentration linearly.
  • the passage means a wall or the like that surrounds and forms a path.
  • a route means a space through which an object passes.
  • the intake passage portion means a wall body or the like that surrounds the intake path and forms the intake path.
  • the intake path means a space through which air passes.
  • the exhaust passage portion means a wall body that surrounds the exhaust path and forms the exhaust path.
  • the exhaust path means a space through which exhaust gas passes.
  • the upstream end of a certain part is the end located at the most upstream in the flow direction of the exhaust gas of the certain part.
  • the downstream end of a certain part is an end located on the most downstream side in the flow direction of the exhaust gas of a certain part.
  • the upstream end of the phosphorus chemical reaction unit is the end located at the most upstream in the exhaust gas flow direction of the entire phosphorus chemical reaction unit.
  • the upstream end of the catalyst layer is the end located at the most upstream in the exhaust gas flow direction of the entire catalyst layer.
  • the downstream end of the phosphorus chemical reaction portion is the end located on the most downstream side in the exhaust gas flow direction of the entire phosphorus chemical reaction portion.
  • the downstream end of the catalyst layer is the end located on the most downstream side in the exhaust gas flow direction of the entire catalyst layer.
  • the end portion of a part means a portion obtained by combining the end of the part and its vicinity.
  • the radial direction of B is the radial direction of B passing through A.
  • the case where the radial direction of B is used in the description of A is, for example, “A is along the radial direction of B” or “A is pressed in the radial direction of B”.
  • the inclination angle of the straight line A with respect to the straight line B means the smaller one of the angles formed by the straight line A and the straight line B. This definition applies not only to “straight line” but also to “direction”.
  • the direction along the A direction is not limited to the direction parallel to the A direction.
  • the direction along the A direction includes a direction inclined with respect to the A direction in a range of ⁇ 45 °.
  • the straight line along the A direction is not limited to a straight line parallel to the A direction.
  • the straight line along the A direction includes a straight line inclined within a range of ⁇ 45 ° with respect to the A direction.
  • the A direction does not indicate a specific direction.
  • the A direction can be replaced with a horizontal direction or a front-rear direction.
  • a and B being arranged in the X direction indicates the following state. Even when A and B are viewed from any direction perpendicular to the X direction, both A and B are on an arbitrary straight line indicating the X direction. In this specification, A and B being arranged in the X direction when viewed from the Y direction indicates the following state. When A and B are viewed from the Y direction, both A and B are on an arbitrary straight line indicating the X direction. When A and B are viewed from the W direction different from the Y direction, A and B may not be aligned in the X direction. In the above two definitions, A and B may be in contact with each other. A and B may be separated from each other. C may exist between A and B.
  • a being ahead of B indicates the following state.
  • A is in front of a plane passing through the foremost end of B and orthogonal to the front-rear direction.
  • a and B may be aligned in the front-rear direction or may not be aligned.
  • the same definition is applied to expressions that A is behind B, A is above or below B, and A is on the right or left side of B.
  • a being before B indicates the following state. In this state, A is ahead of B and A and B are aligned in the front-rear direction. The same definition applies to expressions where A is behind B, A is above or below B, and A is on the right or left of B.
  • a in front of B when viewed in the X direction which is different from the front-rear direction, refers to the following state. In this state, A is ahead of B and A and B are aligned in the front-rear direction when viewed in the X direction. When A and B are viewed from a Y direction different from the X direction, A and B may not be aligned in the X direction. Note that the same definition applies to expressions in which A is behind B, A is above or below B, and A is to the right or left of B when viewed in the X direction.
  • the terms mounted, connected, coupled, and supported are used in a broad sense. Specifically, it includes not only direct attachment, connection, coupling and support, but also indirect attachment, connection, coupling and support. Further, connected and coupled are not limited to physical or mechanical connections / couplings. They also include direct or indirect electrical connections / couplings.
  • the term “preferred” is non-exclusive. “Preferred” means “preferably but not limited to”.
  • a configuration described as “preferable” has at least the above-described effect obtained by the configuration according to one aspect of the present invention.
  • the term “may” is non-exclusive. “May” means “may be, but is not limited to”.
  • the configuration described as “may” at least exhibits the above-described effect obtained by the configuration according to one aspect of the present invention.
  • the present invention does not limit the combination of the above-described configurations according to other aspects of the present invention.
  • the present invention is not limited to the details of the arrangement and arrangement of components set forth in the following description or illustrated in the drawings.
  • the present invention is also possible in embodiments other than those described below.
  • the present invention is also possible in embodiments in which various modifications are made to the embodiments described later. Further, the present invention can be implemented by appropriately combining the modifications described later.
  • FIG. 1 is a side view of a motorcycle according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the engine unit of the motorcycle of FIG. 1, partially showing a cross section.
  • Fig. 2 is a schematic diagram showing an engine unit of the motorcycle shown in Fig. 1.
  • FIG. 2 is a control block diagram of the motorcycle of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing an exhaust passage portion and an upstream catalyst of the engine unit of the motorcycle of FIG. 1, (a) is a partial cross-sectional view, (b) is a schematic diagram showing the structure of each layer of the upstream catalyst, ) Is a sectional view taken along line XX in FIG.
  • FIG. 5A is a view showing a modification of the upstream catalyst in FIG. 5A, FIG.
  • FIG. 5B is a schematic view showing the structure of each layer of the upstream catalyst
  • FIG. 5C is a sectional view taken along line XX in FIG. It is a surface showing a part of it.
  • FIG. 5A is a view showing a modification of the upstream catalyst in FIG. 5A
  • FIG. 5B is a schematic view showing the structure of each layer of the upstream catalyst
  • FIG. 5C is a sectional view taken along line XX in FIG. It is a surface showing a part of it.
  • FIG. (A) And (b) is a fragmentary sectional view which shows the exhaust passage part of an engine unit, and the modification of a catalyst. It is a mimetic diagram showing the saddle riding type vehicle of this embodiment. It is a typical fragmentary sectional view of the upstream catalyst which shows an example of the catalyst layer of this embodiment. It is a typical fragmentary sectional view of the upstream catalyst which shows an example of the catalyst layer of this embodiment, and a phosphorus chemical reaction part. It is a typical fragmentary sectional view of the upstream catalyst which shows an example of the catalyst layer of this embodiment, and a phosphorus chemical reaction part.
  • the saddle riding type vehicle 1 is equipped with an engine unit 11.
  • the engine unit 11 includes an engine body 20, an exhaust passage portion 43, and an upstream catalyst 46.
  • the engine body 20 has a combustion chamber 36.
  • the exhaust passage 43 has a discharge port 42e that discharges exhaust gas to the atmosphere.
  • the exhaust passage portion 43 flows exhaust gas from the combustion chamber 36 to the discharge port 42e.
  • the upstream catalyst 46 is the most upstream catalyst in the exhaust gas flow direction in the exhaust passage portion 43.
  • the upstream catalyst 46 has a catalyst layer 49.
  • the catalyst layer 49 has a higher function of purifying exhaust gas than a function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the catalyst layer 49 includes a noble metal.
  • the upstream catalyst 46 has a phosphorus adhesion reducing portion 44.
  • the phosphorus adhesion reducing unit 44 reduces the adhesion of phosphorus to the catalyst layer 49.
  • the phosphorus adhesion reducing part 44 includes either a phosphorus chemical reaction part or a phosphorus barrier layer.
  • the catalyst layer 49 having a phosphorus chemical reaction part is formed such that the maximum length L in the exhaust gas flow direction is longer than the maximum length D orthogonal to the exhaust gas flow direction.
  • the phosphorus chemical reaction portion is disposed at least in a portion from the upstream end to the center of the catalyst layer 49 in the flow direction of the exhaust gas.
  • the phosphorus chemical reaction part has a higher function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas than the function of purifying the exhaust gas.
  • the base material 48 to be laminated is formed of a metal.
  • the phosphorus barrier layer is disposed on more than half of the entire surface of the catalyst layer 49.
  • the phosphorus barrier layer has a function that makes it difficult to chemically react with phosphorus.
  • the saddle riding type vehicle 1 of the present embodiment has the following characteristics.
  • the upstream catalyst 46 is disposed at a position closest to the combustion chamber 36.
  • the time required to activate the upstream catalyst 46 can be shortened. Therefore, the exhaust gas purification performance of the saddle riding type vehicle 1 can be improved.
  • the upstream catalyst 46 has a phosphorus adhesion reducing portion 44.
  • the phosphorus adhesion reducing unit 44 reduces the adhesion of phosphorus to the catalyst layer 49.
  • the phosphorus adhesion reducing part 44 includes either (A) a phosphorus chemical reaction part or (B) a phosphorus barrier layer.
  • the catalyst layer 49 of the upstream catalyst 46 having the phosphorus chemical reaction part is formed such that the maximum length L in the exhaust gas flow direction is longer than the maximum length D orthogonal to the exhaust gas flow direction.
  • the phosphorus chemical reaction portion is disposed at least in a portion from the upstream end of the catalyst layer 49 to the center of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction. That is, the phosphorus chemical reaction unit is disposed at least upstream of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction.
  • the phosphorus chemical reaction part has a higher function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas than the function of purifying the exhaust gas. A large amount of phosphorus adheres upstream of the catalyst layer 49 in the flow direction of the exhaust gas.
  • the phosphorus chemical reaction unit can capture phosphorus contained in the exhaust gas by chemically reacting with a large amount of phosphorus contained in the exhaust gas upstream of the catalyst layer 49 in the flow direction of the exhaust gas. And it can suppress that phosphorus adheres to the catalyst layer 49.
  • the base material 48 to be laminated is formed of a metal. That is, the base material 48 and the catalyst layer 49 can be formed thinner than when the base material 48 is formed of ceramic.
  • the catalyst layer 49 has a phosphorus barrier layer disposed on half or more of the entire surface. Since the base material 48 and the catalyst layer 49 are thin, it is easy to form a phosphorus barrier layer on the surface of the catalyst layer 49.
  • the phosphorus barrier layer has a function that makes it difficult to chemically react with phosphorus.
  • the phosphorus barrier layer can pass phosphorus. And it can suppress that phosphorus adheres to the catalyst layer 49.
  • the saddle riding type vehicle 1 of the present embodiment of the present invention is a motorcycle
  • the description of the same part as the above-described embodiment of the present invention is omitted.
  • the specific examples of the embodiments of the present invention include all the embodiments of the present invention described above.
  • the front-rear direction is a vehicle front-rear direction viewed from a rider seated on a seat 9 (described later) of the motorcycle 1
  • the left-right direction is a vehicle viewed from a rider seated on the seat 9. It is the left-right direction.
  • the vehicle left-right direction is the same as the vehicle width direction.
  • the arrow F, arrow B, arrow U, arrow D, arrow L, and arrow R in the figure of this embodiment represent the front, back, upper, lower, left, and right, respectively.
  • FIG. 1 is a side view of the motorcycle according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the engine unit of the motorcycle according to the first embodiment, showing a part thereof in cross section.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an engine unit of the motorcycle according to the first embodiment.
  • the motorcycle 1 of the first embodiment is a so-called sports type motorcycle.
  • the engine unit of this embodiment may be applied to an on-road type motorcycle or an off-road type motorcycle.
  • the motorcycle 1 includes a front wheel 2, a rear wheel 3, and a body frame 4.
  • the vehicle body frame 4 has a head pipe 4a.
  • the vehicle body frame 4 is disposed along the front-rear direction.
  • the number of front wheels 2 is one, but two or more.
  • the head pipe 4 a is disposed at the front portion of the vehicle body frame 4.
  • a steering shaft (not shown) is rotatably inserted into the head pipe 4a.
  • a handle unit 5 is provided on the upper portion of the steering shaft.
  • the handle unit 5 has a handle bar 12.
  • Grips 13 are provided at both ends of one handle bar 12.
  • a display device 14 is arranged in the vicinity of the handle unit 5. The display device 14 displays vehicle speed, engine speed, various warnings, and the like.
  • a pair of left and right front forks 6 are supported at the bottom of the steering shaft.
  • the front wheel 2 is rotatably supported at the lower end of the front fork 6.
  • the front fork 6 is configured to absorb an impact in the vertical direction.
  • a pair of swing arms 7 are swingably supported on the body frame 4.
  • the rear end portion of the swing arm 7 supports the rear wheel 3.
  • a rear suspension 8 is attached to each swing arm 7.
  • One end of the rear suspension 8 is attached to a position behind the swing center of the swing arm 7.
  • the rear suspension 8 is configured to absorb an impact in the vertical direction.
  • the vehicle body frame 4 supports the seat 9 and the fuel tank 10.
  • the fuel tank 10 is disposed in front of the seat 9.
  • the vehicle body frame 4 supports the engine unit 11.
  • the engine unit 11 may be directly connected to the vehicle body frame 4 or indirectly connected thereto.
  • the engine unit 11 is disposed below the fuel tank 10.
  • the engine unit 11 is disposed behind the front wheel 2 and in front of the rear wheel 3 when viewed in the left-right direction.
  • the vehicle body frame 4 supports a battery (not shown).
  • the battery supplies electric power to electronic devices such as an ECU (Electronic Control Unit) 90 (see FIG. 4) that controls the engine unit 11 and various sensors.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the engine unit 11 is a natural air-cooled engine unit.
  • the engine unit 11 is a single cylinder engine.
  • the engine unit 11 is a 4-stroke engine.
  • the 4-stroke engine is an engine that repeats an intake stroke, a compression stroke, a combustion stroke (expansion stroke), and an exhaust stroke.
  • the engine unit 11 includes an engine body 20, an exhaust device 40, and a power transmission unit 60 (see FIG. 2).
  • the exhaust device 40 includes an exhaust passage portion 43 and a catalyst (upstream catalyst) 46.
  • the engine unit 11 has an upstream oxygen sensor (upstream oxygen detection member) 92f. Further, the engine unit 11 has an intake device 50 (see FIG. 3). Further, the upstream catalyst 46 has a phosphorus adhesion reducing portion 44 (see FIG. 3).
  • the upstream catalyst 46 is the most upstream catalyst in the exhaust gas flow direction in the exhaust passage portion 43.
  • the engine body 20 includes a crankcase portion 21, a cylinder portion 28, a generator 29, and a starter motor (not shown).
  • the cylinder portion 28 includes a cylinder body 22, a cylinder head 23, and a head cover 24.
  • the crankcase portion 21 includes a crankcase 21a, a crankshaft 34, and an oil pan (not shown).
  • the crankcase 21a and the oil pan may be integrally formed.
  • the crankcase 21a accommodates a power transmission unit 60, a generator 29, and a starter motor.
  • a crankshaft 34 is accommodated in the crankcase 21a.
  • the crankshaft 34 is rotatably supported by the crankcase portion 21.
  • a center line Cr of the crankshaft 34 is referred to as a crankshaft line Cr.
  • the crank axis Cr is along the left-right direction. More specifically, the crank axis Cr is parallel to the left-right direction.
  • a generator 29 is attached to the left end of the crankshaft 34.
  • the power transmission unit 60 is accommodated in the crankcase 21a.
  • the power transmission unit 60 is connected to the right end portion of the crankshaft 34. In FIG. 2, only some of the components of the power transmission unit 60 are indicated by broken lines.
  • the power transmission unit 60 includes a transmission unit 61 and a clutch unit 62.
  • the transmission unit 61 is a stepped transmission that includes a main shaft 63 and a drive shaft 64.
  • the crankshaft 34 and the main shaft 63 are connected via a clutch portion 62.
  • the clutch unit 62 switches between a state in which power can be transmitted from the crankshaft 34 to the main shaft 63 and a state in which it is disconnected.
  • the main shaft 63 has a plurality of transmission gears 63a.
  • the drive shaft 64 has a plurality of transmission gears 64a.
  • the transmission gear 63a and the transmission gear 64a are selected as a pair of gears so as to have a predetermined transmission ratio.
  • the selected pair of gears are meshed so that power can be transmitted from the main shaft 63 to the drive shaft 64. Any one of the gears other than the selected pair of gears is idle with respect to the main shaft 63 or the drive shaft 64. That is, power is transmitted from the main shaft 63 to the drive shaft 64 only by the selected pair of transmission gears.
  • the transmission gear 63a and the transmission gear 64a are power transmission mechanisms.
  • the left end portion of the drive shaft 64 protrudes outside from the crankcase 21a.
  • a sprocket 67 is provided at the left end of the drive shaft 64.
  • a chain 68 is wound around a sprocket 67 of the drive shaft 64 and a sprocket (not shown) of the rear wheel 3. Power is transmitted from the drive shaft 64 to the rear wheel 3 by the chain 68.
  • Oil is stored in the oil pan.
  • the crankcase portion 21 has an oil pump (not shown) that sucks up the oil stored in the oil pan. The oil sucked up by the oil pump lubricates the crankcase portion 21.
  • the crankcase portion 21 communicates with a chain chamber 33b of a cylinder body 22 and a chain chamber 33a of a cylinder head 23, which will be described later.
  • the oil circulates in the chain chamber 33 b of the cylinder body 22 and the chain chamber 33 a of the cylinder head 23.
  • oil lubricates the valve operating mechanism 30 mentioned later accommodated in the cylinder head 23 which the cylinder part 28 has.
  • a part of the engine body 20 and a part of the transmission part 61 are accommodated in the crankcase part 21.
  • a part of the engine body 20 is lubricated with oil.
  • a part of the transmission unit 61 is lubricated with oil. That is, the oil that lubricates the engine body 20 and the oil that lubricates the transmission unit 61 are common oils.
  • a part of the engine body 20 and the clutch part 62 are accommodated in the crankcase part 21.
  • a part of the engine body 20 is lubricated with oil.
  • the clutch part 62 is lubricated with oil. That is, the oil that lubricates the engine body 20 and the oil that lubricates the clutch portion 62 are common oils.
  • the oil that lubricates the engine body 20 is preferably oil having an evaporation temperature higher than the wall surface temperature of the engine body 20.
  • the cylinder portion 28 includes the cylinder body 22, the cylinder head 23, and the head cover 24.
  • the cylinder body 22 is attached to the upper end portion of the crankcase portion 21.
  • the cylinder head 23 is attached to the upper end portion of the cylinder body 22.
  • the head cover 24 is attached to the upper end portion of the cylinder head 23.
  • a fin portion 25 is formed on the surface of the cylinder body 22.
  • the fin portion 25 is formed on substantially the entire circumference of the cylinder body 22.
  • a fin portion 26 is formed on the surface of the cylinder head 23.
  • the fin portion 26 is formed on substantially the entire circumference of the cylinder head 23.
  • the fin portions 25 and 26 are constituted by a plurality of fins.
  • the fin portions 25 and 26 dissipate heat generated in the engine body 20.
  • the cylinder body 22 has a cylinder hole 22a.
  • a piston 35 is accommodated in the cylinder hole 22a so as to be able to reciprocate.
  • the piston 35 is connected to the crankshaft 34 via a connecting rod 35a.
  • the center line of the cylinder hole 22a is referred to as a cylinder axis Cy.
  • the cylinder axis Cy is along the vertical direction.
  • the cylinder axis Cy is inclined in the front-rear direction with respect to the up-down direction.
  • the cylinder axis Cy is inclined such that the cylinder portion 28 is inclined forward. That is, the cylinder axis Cy is inclined so as to go forward as it goes upward.
  • the tilt angle of the cylinder axis Cy with respect to the vertical direction is defined as a tilt angle ⁇ cy.
  • the inclination angle ⁇ cy is not less than 0 degrees and not more than 45 degrees.
  • the inclination angle ⁇ cy is not limited to the angle shown in FIG.
  • a combustion chamber 36 is formed in the cylinder portion 28.
  • Each combustion chamber 36 is formed by the lower surface of the cylinder head 23, the cylinder hole 22 a, and the upper surface of the piston 35.
  • the combustion chamber 36 may have a configuration including a main combustion chamber and a sub-combustion chamber connected to the main combustion chamber.
  • a straight line passing through the crank axis Cr and parallel to the up-down direction is defined as a straight line La1.
  • the combustion chamber 36 is disposed in front of the straight line La1 when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction. That is, when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction, the combustion chamber 36 is disposed in front of the crank axis Cr.
  • a cylinder intake passage portion 37 and a cylinder exhaust passage portion 38 are formed in the cylinder head 23.
  • path part means the structure which forms a path
  • the path means a space through which gas or the like passes.
  • an intake port 37a and an exhaust port 38a are formed in a wall portion forming the combustion chamber 36.
  • the number of intake ports 37a and exhaust ports 38a provided for one combustion chamber 36 is one.
  • the number of intake ports 37a provided for one combustion chamber 36 may be two or more. For example, when two intake ports 37a are provided for one combustion chamber 36, the cylinder intake passage portion 37 is formed in a bifurcated shape.
  • the number of exhaust ports 38a provided for one combustion chamber 36 may be two or more.
  • the cylinder exhaust passage portion 38 is formed in a bifurcated shape.
  • An intake port 37 b is formed on the outer surface behind the cylinder head 23.
  • An exhaust port 38 b is formed on the outer surface in front of the cylinder head 23.
  • the cylinder intake passage portion 37 is formed from the intake port 37a to the intake port 37b.
  • the number of intake ports 37b and exhaust ports 38b provided for one combustion chamber 36 is one.
  • the number of intake ports 37b provided for one combustion chamber 36 may be two or more.
  • the number of exhaust ports 38b provided for one combustion chamber 36 may be two or more.
  • the cylinder exhaust passage portion 38 is formed from the exhaust port 38a to the exhaust port 38b.
  • the air supplied to the combustion chamber 36 passes through the cylinder intake passage portion 37. Exhaust gas discharged from the combustion chamber 36 passes through the cylinder exhaust passage portion 38.
  • the cylinder intake passage portion 37 is provided with an intake valve V1.
  • An exhaust valve V ⁇ b> 2 is disposed in the cylinder exhaust passage portion 38.
  • the intake port 37a is opened and closed by driving the intake valve V1.
  • the exhaust port 38a is opened and closed by driving the exhaust valve V2.
  • An intake passage portion 51 described later is connected to the intake port 37 b of the cylinder intake passage portion 37.
  • An exhaust pipe 41 described later is connected to the exhaust port 38 b of the cylinder exhaust passage 38.
  • a valve mechanism 30 is accommodated in the cylinder head 23.
  • the valve mechanism 30 opens and closes the intake valve V1 and the exhaust valve V2.
  • the valve mechanism 30 includes a cam shaft 31.
  • the cam shaft 31 is disposed along the left-right direction.
  • the cam shaft 31 is rotatably supported by the cylinder head 23.
  • the cylinder head 23 is provided with a chain chamber 33a.
  • the cylinder body 22 is provided with a chain chamber 33b.
  • the chain chamber 33a of the cylinder head 23 and the chain chamber 33b of the cylinder body 22 communicate with each other.
  • the left end portion of the cam shaft 31 is disposed in the chain chamber 33b.
  • the sprocket 32 is provided at the left end portion of the cam shaft 31.
  • a sprocket is provided at the left end portion of the crankshaft 34.
  • a timing chain (not shown) is wound around the sprocket 32 and the sprocket of the crankshaft 34.
  • the timing chain is disposed in the chain chamber 33 a of the cylinder head 23 and the chain chamber 33 b of the cylinder body 22.
  • the timing chain transmits the rotation of the crankshaft 34 to the valve mechanism 30.
  • the camshaft 31 rotates.
  • the intake valve V1 and the exhaust valve V2 are opened and closed.
  • the engine body 20 has an engine rotation speed sensor 92a and an engine temperature sensor 92c (see FIG. 4).
  • the engine rotation speed sensor 92a detects the rotation speed of the crankshaft 34, that is, the engine rotation speed.
  • the engine temperature sensor 92c detects the temperature of the engine body 20 (the temperature of the cylinder body 22).
  • the intake device 50 of the motorcycle 1 of the first embodiment will be described.
  • the upstream means upstream in the air flow direction.
  • the downstream means downstream in the air flow direction.
  • the intake device 50 has an intake passage portion 51.
  • the intake passage 51 has an air inlet 51a that faces the atmosphere.
  • the air inlet 51 a is formed at the upstream end of the intake passage 51.
  • the intake passage 51 is provided with an air cleaner 52 for purifying air.
  • the downstream end of the intake passage portion 51 is connected to an intake port 37 b formed on the rear surface of the cylinder head 23.
  • the air inlet 51a sucks air from the atmosphere.
  • the air that has flowed into the intake passage 51 from the air inlet 51 a is supplied to the engine body 20.
  • an injector 94 is disposed in the intake passage 51.
  • the injector 94 injects fuel into the air in the intake passage portion 51.
  • the injector 94 is connected to a fuel tank (not shown) via a fuel hose (not shown).
  • a fuel pump 95 (see FIG. 4) is disposed inside the fuel tank. The fuel pump 95 pumps the fuel in the fuel tank to the fuel hose.
  • a throttle valve 54 is arranged in the intake passage 51.
  • the opening degree of the throttle valve 54 is changed by the rider operating the accelerator grip (not shown).
  • the intake passage 51 is provided with a throttle opening sensor (throttle position sensor) 92b, an intake pressure sensor 92d, and an intake air temperature sensor 92e.
  • the throttle opening sensor 92b outputs a signal representing the throttle opening by detecting the position of the throttle valve 54.
  • the throttle opening is the opening of the throttle valve 54.
  • the intake pressure sensor 92d detects the internal pressure of the intake passage 51.
  • the intake air temperature sensor 92e detects the temperature of the air in the intake passage portion 51.
  • the exhaust device 40 of the motorcycle 1 according to the first embodiment will be described.
  • the upstream means upstream in the flow direction of exhaust gas.
  • the downstream means downstream in the flow direction of the exhaust gas.
  • the exhaust device 40 has an exhaust passage portion 43 and a catalyst 46. That is, the engine unit 11 includes the exhaust passage portion 43 and the catalyst 46.
  • the exhaust passage portion 43 includes the aforementioned cylinder exhaust passage portion 38, the exhaust pipe 41, the silencer 42, and the casing 47.
  • the silencer 42 has a discharge port 42e facing the atmosphere.
  • the exhaust passage portion 43 is a structure that forms a space through which exhaust gas flows from the combustion chamber 36 to the discharge port 42e.
  • the exhaust pipe 41 has an upstream exhaust pipe 41a and a downstream exhaust pipe 41b.
  • the upstream exhaust pipe 41 a is disposed upstream of the casing 47.
  • the downstream exhaust pipe 41 b is disposed downstream from the casing 47.
  • the upstream end portion of the upstream exhaust pipe 41 a is connected to the cylinder exhaust passage portion 38.
  • the upstream end portion of the upstream exhaust pipe 41a may be inserted into the cylinder exhaust passage portion 38.
  • Exhaust gas flows into the upstream end of the upstream exhaust pipe 41a.
  • the downstream end of the downstream exhaust pipe 41 b is inserted into the silencer 42 and disposed in the silencer 42.
  • the upstream exhaust pipe 41a and the downstream exhaust pipe 41b are drawn in a straight line for simplification, but the upstream exhaust pipe 41a and the downstream exhaust pipe 41b are not in a straight line.
  • An upstream oxygen sensor 92 f is disposed between the combustion chamber 36 and the upstream catalyst 46 in the exhaust passage 43. Specifically, an upstream oxygen sensor 92f is disposed in the upstream exhaust pipe 41a. The upstream oxygen sensor 92f detects the oxygen concentration of the exhaust gas passing through the upstream exhaust pipe 41a.
  • the upstream oxygen sensor 92f may be a linear A / F sensor.
  • the linear A / F sensor outputs a linear detection signal corresponding to the oxygen concentration of the exhaust gas. In other words, the linear A / F sensor continuously detects a change in oxygen concentration in the exhaust gas.
  • the silencer 42 is configured to suppress pulsating waves of exhaust gas. Thereby, the silencer 42 can reduce the volume of the sound (exhaust sound) generated by the exhaust gas.
  • a plurality of expansion chambers and a plurality of pipes communicating the expansion chambers are provided in the silencer 42.
  • the downstream end of the downstream exhaust pipe 41 b is disposed in the expansion chamber of the silencer 42.
  • the downstream end of the downstream exhaust pipe 41 b may be connected to the upstream end of the silencer 42.
  • a discharge port 42e is provided at the downstream end of the silencer 42.
  • the exhaust gas that has passed through the silencer 42 is discharged to the atmosphere from the discharge port 42e.
  • the discharge port 42e is located behind the crank axis Cr.
  • the silencer 42 is supported by the vehicle body frame 4 via the connection member 42c.
  • the silencer 42 may be supported by the engine body 20.
  • the casing 47 is included in the exhaust passage portion 43.
  • the upstream end of the casing 47 is connected to the upstream exhaust pipe 41a.
  • the downstream end of the casing 47 is connected to the downstream exhaust pipe 41b.
  • the casing 47 is formed in a cylindrical shape.
  • the casing 47 includes a catalyst arrangement passage portion 47b, an upstream passage portion 47a, and a downstream passage portion 47c.
  • a catalyst 46 is arranged in the catalyst arrangement passage portion 47b.
  • the upstream end and the downstream end of the catalyst arrangement passage portion 47 b are at the same positions as the upstream end and the downstream end of the catalyst 46, respectively.
  • the same position here is a meaning including the position of the vicinity.
  • the area of the cross section perpendicular to the flow direction of the exhaust gas in the catalyst arrangement passage portion 47b is substantially constant in the flow direction of the exhaust gas.
  • the upstream passage portion 47a is connected to the upstream end of the catalyst arrangement passage portion 47b.
  • the downstream passage portion 47c is connected to the downstream end of the catalyst arrangement passage portion 47b.
  • the upstream passage 47a is at least partially tapered.
  • the tapered portion has an inner diameter that increases toward the downstream.
  • the downstream passage portion 47c is at least partially tapered.
  • the tapered portion has an inner diameter that decreases toward the downstream.
  • the area of the cross section orthogonal to the flow direction of the exhaust gas in the catalyst arrangement passage portion 47b is defined as S1.
  • the area of the cross section orthogonal to the flow direction of the exhaust gas in the exhaust pipe 41 is S2.
  • Area S2 is smaller than area S1.
  • the upstream catalyst 46 is fixed inside the catalyst arrangement passage portion 47b. That is, the upstream catalyst 46 is disposed in the exhaust passage portion 43.
  • the exhaust gas is purified by passing through the upstream catalyst 46.
  • the upstream catalyst 46 is in an inactive state and does not exhibit purification performance.
  • the upstream catalyst 46 becomes active and exhibits purification performance.
  • the upstream catalyst 46 is the most upstream catalyst in the exhaust gas flow direction.
  • the upstream catalyst 46 can also be said to be a front catalyst disposed at the foremost position in the exhaust passage 43 disposed in the front-rear direction when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction. All exhaust gas discharged from the exhaust port 38 a of the combustion chamber 36 passes through the upstream catalyst 46.
  • the upstream catalyst 46 is a so-called three-way catalyst.
  • the three-way catalyst is removed by oxidizing or reducing three substances of hydrocarbon, carbon monoxide, and nitrogen oxide contained in the exhaust gas.
  • the three-way catalyst is one type of redox catalyst.
  • FIG. 5A is a partial cross-sectional view of the exhaust passage and the upstream catalyst of the engine unit of FIG.
  • FIG. 5B is a schematic view showing the structure of each layer of the upstream catalyst.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
  • the upstream oxygen sensor 92f is disposed in the upstream exhaust pipe 41a.
  • the catalyst 46 is disposed in the casing 47.
  • the upstream oxygen sensor 92 f is disposed upstream of the catalyst 46 in the exhaust passage portion 43.
  • each layer of the upstream catalyst 46 includes a base material 48 and a catalyst layer 49.
  • the base material 48 is a metal base material.
  • the substrate 48 is preferably made of a heat resistant material.
  • the base material 48 is a porous structure.
  • the porous structure has a large number of holes penetrating in the exhaust gas flow direction.
  • the base material 48 includes a metal corrugated plate 48a and a metal flat plate 48b.
  • the corrugated plate 48a and the flat plate 48b are metal foils having a thickness of several tens of ⁇ m using a heat-resistant alloy.
  • the base material 48 is formed in a cylindrical shape by alternately winding and corrugating the corrugated plates 48a and the flat plates 48b.
  • the base material 48 is inserted into the cylindrical catalyst arrangement passage portion 47b.
  • a large number of cells 46 a partitioned by corrugated plates 48 a and flat plates 48 b are formed on the base material 48.
  • the cell 46a is a hole.
  • the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the cell 46a is a substantially triangular shape having apexes at three portions where the corrugated plate 48a and the flat plate 48b abut.
  • the upstream catalyst 46 is arranged in the catalyst arrangement passage portion 47b so that the longitudinal direction of the cell 46a is along the flow direction of the exhaust gas.
  • the cell 46a penetrates from upstream to downstream in the exhaust gas flow direction.
  • the maximum width of the cross section of the cell 46a in the direction orthogonal to the exhaust gas flow direction is sufficiently smaller than the length of the exhaust gas flow direction.
  • the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 46 passes through the cell 46a.
  • the catalyst layer 49 is provided by being laminated on the surface of the base material 48. That is, the catalyst layer 49 is provided by being laminated on the surfaces of the corrugated plate 48a and the flat plate 48b.
  • FIG. 12A is a schematic partial cross-sectional view of the upstream catalyst 46 showing an example of the catalyst layer 49.
  • the structure of the catalyst layer 49 is not restricted to the structure shown to Fig.12 (a).
  • the catalyst layer 49 has a noble metal layer 49b composed of a carrier 49a and a noble metal 49b.
  • the carrier 49 a is provided between the noble metal layer 49 b and the base material 48.
  • the carrier 49 a is provided for attaching the noble metal 49 b to the base material 48.
  • the carrier 49a is made of, for example, an inorganic oxide such as silica, alumina, or titania compound.
  • the carrier 49a may contain a substance having an action of purifying exhaust gas.
  • the support 49a does not contain a noble metal.
  • the carrier 49a is formed on the surface of the cell 46a by, for example, a coating method called wash coat. Wash coat, for example, porous ⁇ ?
  • a carrier 49a made of an alumina layer is formed.
  • the noble metal layer 49b is formed dispersed on the surface of the carrier 49a. Examples of the noble metal 49b include platinum, palladium, rhodium, ruthenium, gold, silver, osmium, iridium and the like.
  • the noble metal 49b remove any of hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides.
  • the noble metal 49b is attached to the carrier 49a.
  • the noble metal 49b may be included in the catalyst layer 49 in the form of a noble metal alloy.
  • the noble metal 49b may be directly attached to the carrier 49a, or may be attached to the carrier 49a via a substance other than the noble metal.
  • the noble metal 49b may be chemically bonded to the carrier 49a.
  • the noble metal 49b hardly blocks the micropores of the carrier 49a.
  • the catalyst layer 49 is formed as follows, for example. Specifically, for example, after the carrier 49a is formed on the substrate 48, a solution containing the noble metal 49b is applied to the surface of the carrier 49a.
  • the base material 48 on which the carrier 49a is formed is immersed in a solution containing the noble metal 49b.
  • the catalyst layer 49 may be formed by immersing the noble metal 49b in the surface layer of the carrier 49a.
  • the noble metal 49b of the noble metal layer 49b purifies the exhaust gas. That is, the exhaust gas contacts with the noble metal layer 49b and is purified when passing through the cell 46a. More specifically, the reaction between the catalyst layer 49 and the exhaust gas proceeds not only at the interface between the exhaust gas and the catalyst layer 49 but also inside the catalyst layer 49.
  • the catalyst layer 49 is formed with a constant thickness (for example, a thickness of about 5 to 30 ⁇ m) in order to utilize the reaction that proceeds in the inside thereof. That is, the catalyst layer 49 includes the noble metal 49b.
  • the catalyst layer 49 has a higher function of purifying exhaust gas than a function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the catalyst layer 49 has a phosphorus adhesion reducing portion 44 on the surface thereof.
  • the phosphorus adhesion reducing unit 44 reduces the adhesion of phosphorus to the catalyst layer 49.
  • the phosphorus adhesion reducing portion 44 is provided by being laminated on the surface of the noble metal layer 49b.
  • the phosphorus adhesion reducing part 44 is a phosphorus chemical reaction part 44 composed of a phosphorus reactive substance 44a (see FIG. 14).
  • the phosphorus reactant 44a is a substance that chemically reacts with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 has a higher function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas than a function of purifying the exhaust gas.
  • the phosphorus reactive substance 44a is a phosphorus adsorbing substance that is a substance that adsorbs phosphorus by chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus reactant is, for example, a metal oxide having an isoelectric point greater than 3. More specifically, the phosphorus reactant 44a is a metal oxide having at least one selected from U, Mn, Sn, Ti, Fe, Zr, Ce, Al, Y, Zn, La, and Mg.
  • the phosphorus compound in the exhaust gas exists as phosphoric acid having an isoelectric point near 1.
  • a metal oxide having an isoelectric point greater than 3 has a large difference in isoelectric point between the phosphorus compound and the metal oxide, and thus the phosphorus compound is easily adsorbed by the metal oxide. That is, these phosphorus reactants 44a adsorb phosphorus by the action of the isoelectric value of the metal oxide.
  • the phosphorus reactive substance 44a may be a substance having high reactivity with phosphorus.
  • the phosphorus reactant 44a may be a metal oxide having at least one selected from Ba, Sr, Ca, La, Pr, Na, and Zr.
  • each layer of the upstream catalyst 46 may include a base material 48 and a catalyst layer 49.
  • FIG. 12B is a schematic partial cross-sectional view of the upstream catalyst 46 showing an example of the catalyst layer 49.
  • the configuration of the catalyst layer 49 is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the carrier 49 a is provided for attaching a noble metal to the base material 48.
  • the catalyst layer 49 is provided by being laminated on the surface of the base material 48.
  • the carrier 49 a is provided for attaching the noble metal 49 b dispersed therein to the base material 48.
  • the catalyst layer 49 has a structure in which the noble metal 49b is dispersed inside and on the surface of the carrier 49a.
  • the catalyst layer 49 may be formed by immersing the base material 48 in a solution containing the material constituting the carrier 49a and the noble metal 49b.
  • the noble metal 49b may exist not only inside the carrier 49a but also on the surface of the catalyst layer 49.
  • the noble metal 49b in the catalyst layer 49 purifies the exhaust gas.
  • the catalyst layer 49 may have a structure in which the noble metal 49b is dispersed only inside the carrier 49a. That is, the noble metal 49b may not be disposed on the surface of the carrier 49a.
  • the catalyst layer 49 has a phosphorus chemical reaction portion 44 on the surface thereof.
  • the phosphorus chemical reaction part 44 is formed in at least a part from the upstream end to the center of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 shown in FIG. 6 is configured by stacking a phosphorus reaction material on the surface of the catalyst layer 49.
  • FIGS. 13A and 13B are schematic partial cross-sectional views of the upstream catalyst 46 showing two examples of the catalyst layer 49 and the phosphorus chemical reaction unit 44.
  • the structure of the catalyst layer 49 and the phosphorus chemical reaction part 44 is not restricted to the structure shown to Fig.13 (a) and FIG.13 (b).
  • the catalyst layer 49 includes a carrier 49a and a noble metal 49b.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 includes a phosphorus reaction material 44a.
  • the phosphorus reactant 44a and the noble metal 49b may be disposed only on the surface layer of the catalyst layer 49.
  • a solution containing the phosphorus reactive substance 44a and the noble metal 49b is applied to the surface of the carrier 49a.
  • the base material 48 on which the carrier 49a is formed is immersed in a solution containing the phosphorus reactant 44a and the noble metal 49b.
  • the phosphorus chemical reaction part 44 and the catalyst layer 49 may be formed by immersing the phosphorus reaction substance 44a and the noble metal 49b into the surface layer of the support 49a. Further, as shown in FIG.
  • the phosphorus reactant 44a may be disposed only on the surface layer of the catalyst layer 49, and the noble metal 49b may be dispersed and disposed inside the carrier 49a.
  • the catalyst layer 49 may be formed by immersing the base material 48 in a solution containing the material constituting the carrier 49a and the noble metal 49b.
  • the noble metal 49b may exist not only inside the carrier 49a but also on the surface of the catalyst layer 49.
  • a solution containing the phosphorus reactant 44 a is applied to the surface of the catalyst layer 49.
  • the catalyst layer 49 is immersed in a solution containing the phosphorus reactant 44a.
  • the phosphorus reactant 44a may be disposed only on the surface layer of the catalyst layer 49, and the noble metal 49b may be disposed only inside the carrier 49a. That is, the noble metal 49b may not be disposed on the surface of the carrier 49a.
  • the catalyst layer 49 may have a phosphorus chemical reaction section 44 inside thereof.
  • the phosphorus chemical reaction part 44 is formed in at least a part from the upstream end to the center of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 shown in FIG. 7 is configured by dispersing a phosphorus reactant 44 a in a catalyst layer 49. That is, the carrier 49a (see FIG. 14) of the catalyst layer 49 adheres the phosphorus reactant 44a dispersed therein.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are schematic partial cross-sectional views of the upstream catalyst 46 showing two examples of the catalyst layer 49 and the phosphorus chemical reaction unit 44.
  • the structure of the catalyst layer 49 and the phosphorus chemical reaction part 44 is not restricted to the structure shown to Fig.14 (a) and FIG.14 (b).
  • the catalyst layer 49 includes a carrier 49a and a noble metal 49b.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 includes a phosphorus reaction material 44a.
  • the phosphorus reactant 44a may be dispersed and disposed inside the support 49a, and the noble metal 49b may be disposed only on the surface layer of the catalyst layer 49.
  • the carrier 49a and the phosphorus chemical reaction part 44 may be formed on the base material 48 by immersing the base material 48 in a solution containing the material constituting the support 49a and the phosphorus reactant 44a. Good. Thereafter, a solution containing the noble metal 49 b is applied to the surfaces of the carrier 49 a and the phosphorus chemical reaction unit 44.
  • the base material 48 on which the carrier 49a and the phosphorus chemical reaction part 44 are formed is immersed in a solution containing the noble metal 49b.
  • the catalyst layer 49 may be formed by immersing the noble metal 49b in the surface layer of the carrier 49a and the phosphorus chemical reaction part 44. Further, as shown in FIG. 14B, the phosphorus reactant 44a and the noble metal 49b may be dispersed and arranged inside the carrier 49a. Specifically, for example, even if the catalyst layer 49 and the phosphorus chemical reaction part 44 are formed by immersing the base material 48 in a solution containing the material constituting the support 49a, the noble metal 49b, and the phosphorus reaction substance 44a. Good. In this case, the phosphorus reactant 44a and the noble metal 49b may exist not only inside the support 49a but also on the surface of the catalyst layer 49.
  • the phosphorus reactant 44a may be dispersed and arranged inside the catalyst layer 49, and the noble metal 49b may be arranged only inside the carrier 49a. That is, the noble metal 49b may not be disposed on the surface of the carrier 49a. Further, the phosphorus reactant 44a and the noble metal 49b may be disposed only inside the carrier 49a. That is, the phosphorus reactive substance 44a and the noble metal 49b may not be disposed on the surface of the carrier 49a.
  • the maximum length of the upstream catalyst 46 in the exhaust gas flow direction is L. That is, the length L is the maximum length of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction.
  • the length L here does not mean the length in the flow direction of the exhaust gas of only one layer of the catalyst layer 49.
  • the length L means the length of the entire catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction.
  • D be the maximum length of the upstream catalyst 46 in the direction orthogonal to the flow direction of the exhaust gas. That is, the length D is the maximum length in the direction orthogonal to the exhaust gas flow direction of the catalyst layer 49.
  • the length L is longer than the length D.
  • the maximum length L of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction is longer than the maximum length D of the catalyst layer 49 in the direction orthogonal to the exhaust gas flow direction.
  • the shape of the cross section orthogonal to the flow direction of the exhaust gas of the upstream catalyst 46 is, for example, a circular shape.
  • the shape of the cross section orthogonal to the flow direction of the exhaust gas of the upstream catalyst 46 may be an elliptical shape in which the horizontal length is longer than the vertical length.
  • L1 be the maximum length in the flow direction.
  • the length L1 is the length of the phosphorus chemical reaction section 44 in the exhaust gas flow direction.
  • the upstream end of the phosphorus chemical reaction unit 44 in the exhaust gas flow direction is at the same position as the upstream end of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction.
  • the length of the base material 48 or the catalyst layer 49 that forms the upstream catalyst 46 in the exhaust gas flow direction is the upstream catalyst.
  • the length L is the same as the length 46 of the exhaust gas in the flow direction. 3 and 5A, the portion of the upstream catalyst 46 where the phosphorus chemical reaction portion 44 is provided is indicated by reference numeral 44 and indicated by a length L1.
  • the length L1 is shorter than the length L of the upstream catalyst.
  • the downstream end of the phosphorus chemical reaction unit 44 in the exhaust gas flow direction is disposed between the center of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction and the downstream end.
  • the length L1 may be shorter than the length D of the upstream catalyst 46.
  • the upstream catalyst 46 is below the engine body 20 when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction.
  • the upstream catalyst 46 is disposed across the straight line La1 when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction.
  • a part of the upstream catalyst 46 is disposed in front of the crank axis Cr when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction.
  • the upstream catalyst 46 is disposed in front (downward) of the cylinder axis Cy.
  • a part of the upstream catalyst 46 is disposed behind the crank axis Cr when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction.
  • the entire upstream catalyst 46 may be disposed in front of the crank axis Cr when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction. That is, the upstream catalyst 46 may be disposed in front of the engine body 20 when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction. When the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction, at least a part of the upstream catalyst 46 is preferably disposed in front of the crank axis Cr. As a result, the upstream catalyst 46 is disposed closer to the combustion chamber 36. Further, the time required for activating the upstream catalyst 46 can be further shortened. Note that the entire upstream catalyst 46 may be disposed behind the crank axis Cr when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction.
  • the upstream catalyst 46 may be disposed rearward (upward) from the cylinder axis Cy.
  • a straight line La2 is a straight line orthogonal to the cylinder axis Cy and passing through the crank axis Cr when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction.
  • the upstream catalyst 46 is disposed behind (downward) the straight line La2.
  • the upstream catalyst 46 may be disposed in front (upward) of the straight line La2. In this case, the upstream catalyst 46 is disposed at a position closer to the combustion chamber 36. Further, the time required for activating the upstream catalyst 46 can be further shortened.
  • FIG. 4 is a control block diagram of the motorcycle according to the first embodiment.
  • the engine unit 11 includes an engine speed sensor 92a, a throttle opening sensor 92b (throttle position sensor), an engine temperature sensor 92c (see FIG. 4), an intake pressure sensor 92d, an intake temperature sensor 92e, and an upstream It has an oxygen sensor 92f.
  • the engine rotation speed sensor 92a detects the rotation speed of the crankshaft 34, that is, the engine rotation speed.
  • the throttle opening sensor 92b detects the opening of the throttle valve 54 by detecting the position of the throttle valve 54.
  • the opening degree of the throttle valve 54 is referred to as a throttle opening degree.
  • the engine temperature sensor 92 c detects the temperature of the engine body 20.
  • the intake pressure sensor 92d detects the pressure in the intake passage 51).
  • the intake air temperature sensor 92e detects the temperature of the air in the intake passage portion 51.
  • the upstream oxygen sensor 92 f detects the oxygen concentration of the exhaust gas that passes through the exhaust passage portion 43.
  • the engine unit 11 includes an ECU 90 that controls the engine body 20, as shown in FIG.
  • the ECU 90 is connected to various sensors such as an engine rotation speed sensor 92a, an engine temperature sensor 92c, a throttle opening sensor 92b, an intake pressure sensor 92d, an intake air temperature sensor 92e, an upstream oxygen sensor 92f, and a vehicle speed sensor.
  • the ECU 90 is connected to an ignition coil 93, an injector 94, a fuel pump 95, a display device 14 (see FIG. 1), and the like.
  • the ECU 90 includes a control unit 91a and an operation instruction unit 91b.
  • the operation instruction unit 91b includes an ignition drive circuit 91c, an injector drive circuit 91d, and a pump drive circuit 91e.
  • the ignition driving circuit 91c, the injector driving circuit 91d, and the pump driving circuit 91e drive the ignition coil 93, the injector 94, and the fuel pump 95, respectively, in response to a signal from the control unit 91a.
  • the fuel pump 95 is connected to the injector 94 via a fuel hose.
  • fuel in a fuel tank (not shown) is pumped to the injector 94.
  • the control unit 91a is, for example, a microcomputer.
  • the controller 91a controls the ignition drive circuit 91c, the injector drive circuit 91d, and the pump drive circuit 91e based on the signal from the upstream oxygen sensor 92f and the signal from the engine rotation speed sensor 92a.
  • the controller 91a controls the ignition drive circuit 91c to control the ignition timing.
  • the controller 91a controls the fuel injection amount by controlling the injector drive circuit 91d and the pump drive circuit 91e.
  • the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 36 is preferably the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometry).
  • the controller 91a increases or decreases the fuel injection amount as necessary.
  • the controller 91a calculates the basic fuel injection amount based on signals from the engine speed sensor 92a, the throttle opening sensor 92b, the engine temperature sensor 92c, and the intake pressure sensor 92d. Specifically, the intake air amount is calculated using a map in which the intake air amount is associated with the throttle opening and the engine rotational speed, and a map in which the intake air amount is associated with the intake pressure and the engine rotational speed. Ask. Then, based on the intake air amount obtained from the map, the basic fuel injection amount that can achieve the target air-fuel ratio is determined. When the throttle opening is small, a map in which the intake air amount is associated with the intake pressure and the engine speed is used. On the other hand, when the throttle opening is large, a map in which the intake air amount is associated with the throttle opening and the engine speed is used.
  • the control unit 91a calculates a feedback correction value for correcting the basic fuel injection amount based on the signal from the upstream oxygen sensor 92f. Specifically, first, based on the signal from the upstream oxygen sensor 92f, it is determined whether the air-fuel mixture is lean or rich. Note that rich means that the fuel is excessive with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Lean means a state where air is excessive with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. When determining that the air-fuel mixture is lean, the control unit 91a calculates a feedback correction value so that the next fuel injection amount increases. On the other hand, when determining that the air-fuel mixture is rich, the control unit 91a obtains a feedback correction value so that the next fuel injection amount is reduced.
  • control unit 91a calculates a correction value for correcting the basic fuel injection amount based on the engine temperature, the outside air temperature, the outside air pressure, and the like. Furthermore, the control unit 91a calculates a correction value according to the transient characteristics during acceleration and deceleration.
  • the controller 91a calculates the fuel injection amount based on the basic fuel injection amount and a correction value such as a feedback correction value. Based on the fuel injection amount thus determined, the fuel pump 95 and the injector 94 are driven. In this way, the ECU 90 processes the signal of the upstream oxygen sensor 92f. Further, the ECU 90 performs combustion control based on a signal from the upstream oxygen sensor 92f.
  • the configuration of the motorcycle 1 according to the first embodiment has been described above.
  • the motorcycle 1 of the first embodiment has the following features.
  • the motorcycle 1 is equipped with an engine unit 11.
  • the engine unit 11 includes an engine body 20, an exhaust passage portion 43, and an upstream catalyst 46.
  • the engine body 20 includes a cylinder portion 28 having a combustion chamber 36.
  • the exhaust passage 43 has a discharge port 42e that discharges exhaust gas to the atmosphere.
  • the exhaust passage portion 43 flows exhaust gas from the combustion chamber 36 to the discharge port 42e.
  • the upstream catalyst 46 has a catalyst layer 49.
  • the upstream catalyst 46 is the most upstream catalyst in the exhaust gas flow direction in the exhaust passage portion 43.
  • the upstream catalyst 46 has a catalyst layer 49 containing a noble metal.
  • the catalyst layer 49 of the upstream catalyst 46 has a higher function of purifying exhaust gas than a function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas. That is, the upstream catalyst 46 is disposed at a position closest to the combustion chamber 36. In addition, the time required to activate the upstream catalyst 46 can be shortened. Therefore, the exhaust gas purification performance of the motorcycle 1 can be improved
  • the upstream catalyst 46 has a phosphorus adhesion reducing portion 44.
  • the phosphorus adhesion reducing unit 44 reduces the adhesion of phosphorus to the catalyst layer 49.
  • the phosphorus adhesion reducing unit 44 is a phosphorus chemical reaction unit 44.
  • the catalyst layer 49 of the upstream catalyst 46 having the phosphorus chemical reaction section 44 is formed such that the length L of the upstream catalyst 46 in the exhaust gas flow direction is longer than the length D perpendicular to the exhaust gas flow direction.
  • the cross-sectional area of the upstream catalyst 46 can be reduced by increasing the length L. That is, when the upstream catalyst 46 has the same capacity, the length D can be shortened by increasing the length L.
  • the motorcycle 1 can be prevented from being enlarged in the vertical direction. Further, even when the upstream catalyst 46 is disposed in front of the engine body 20, the size of the motorcycle 1 in the front-rear direction can be suppressed.
  • the catalyst layer 49 has at least a part thereof a phosphorus chemical reaction part 44 having a function of capturing phosphorus.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 is disposed at least in a portion from the upstream end of the catalyst layer 49 to the center of the catalyst layer 49 in the flow direction of the exhaust gas. That is, the phosphorus chemical reaction unit 44 is disposed at least upstream of the catalyst layer 49 in the exhaust gas flow direction.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 has a higher function of chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas than a function of purifying the exhaust gas. A large amount of phosphorus adheres upstream of the catalyst layer 49 in the flow direction of the exhaust gas.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 captures phosphorus contained in the exhaust gas by chemically reacting with a large amount of phosphorus contained in the exhaust gas upstream of the catalyst layer 49 in the flow direction of the exhaust gas. And it can suppress that phosphorus adheres to the upstream catalyst 46. Thereby, the dispersion
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst 46, thereby delaying the adhesion of phosphorus to the upstream catalyst 46. And compared with the case where the phosphorus chemical reaction part 44 is not arrange
  • the upstream catalyst 46 can be arrange
  • FIG. Furthermore, by increasing the degree of freedom of the layout of the upstream catalyst 46, the upstream catalyst 46 can be disposed at a position where the time required for activation can be shortened. Therefore, the motorcycle 1 of the first embodiment can reduce the time required for the activation of the upstream catalyst 46 by increasing the degree of freedom in designing the layout of the upstream catalyst 46, and suppress the deterioration of the purification performance of the upstream catalyst 46. And the enlargement of the motorcycle 1 can be suppressed.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 is composed of a phosphorus reactant 44a that chemically reacts with phosphorus contained in the exhaust gas. Then, phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst 46 chemically reacts with the phosphorus reactant 44 a in the phosphorus chemical reaction unit 44.
  • the phosphorus reaction material 44a is, for example, a material that adsorbs phosphorus. In this case, phosphorus contained in the exhaust gas is adsorbed by the chemical reaction of phosphorus in the exhaust gas with the phosphorus reactant 44a.
  • the phosphorus reactant 44 a can capture phosphorus by chemically reacting with phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst 46. That is, the phosphorus reactant 44 a can suppress the phosphorus contained in the exhaust gas from adhering to the catalyst layer 49. Thereby, the dispersion
  • the phosphorus reactant 44 a is disposed only on the surface of the catalyst layer 49, dispersed within the catalyst layer 49, or disposed only within the catalyst layer 49.
  • the phosphorus chemical reaction part 44 can be comprised by various manufacturing methods.
  • the phosphorus reactive substance 44a is a metal oxide having at least one selected from U, Mn, Sn, Ti, Fe, Zr, Ce, Al, Y, Zn, La, and Mg.
  • These phosphorus reactants 44a are metal oxides having an isoelectric point greater than 3. It is considered that the phosphorus compound in the exhaust gas exists as phosphoric acid having an isoelectric point near 1. Since the metal oxide having an isoelectric point greater than 3 has a large difference in isoelectric point between the phosphorus compound and the metal oxide, the phosphorus compound is easily adsorbed by the metal oxide.
  • These phosphorus reactants 44a can adsorb phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst 46 by the action of the isoelectric value of the metal oxide. That is, these phosphorus reactants 44 a can suppress the phosphorus contained in the exhaust gas from adhering to the catalyst layer 49. Thereby, the dispersion
  • the phosphorus reactant 44a is a metal oxide having at least one selected from Ba, Sr, Ca, La, Pr, Na, and Zr. These phosphorus reactive substances 44a are substances having high reactivity with phosphorus. Therefore, the phosphorus reactant 44 a can capture more phosphorus contained in the exhaust gas that passes through the upstream catalyst 46. That is, these phosphorus reactants 44 a can suppress the phosphorus contained in the exhaust gas from adhering to the catalyst layer 49. Thereby, the dispersion
  • Engine unit 11 is an engine unit in which the use of oil having a phosphorus compound content greater than 0.08 mass% is specified.
  • the engine unit of the saddle-ride type vehicle is designated to use oil having a higher phosphorus compound content than the engine unit of the four-wheeled vehicle. That is, the engine unit 11 of the motorcycle 1 that is a saddle-ride type vehicle emits exhaust gas that contains more phosphorus than a four-wheeled vehicle.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst 46 in order to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas. As a result, it is possible to suppress variations in the exhaust gas purification performance of the motorcycle 1 that discharges exhaust gas containing a large amount of phosphorus compared to a four-wheeled vehicle.
  • the engine unit 11 further includes a transmission unit 61.
  • the oil that lubricates the engine body 20 and the oil that lubricates the transmission unit 61 are common oils.
  • the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the transmission are often common oils.
  • the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the transmission part are often not common oils. That is, the motorcycle 1 which is a saddle-ride type vehicle uses a larger amount of oil per displacement than an automobile.
  • the motorcycle 1 that is a straddle-type vehicle has a higher phosphorus content in the exhaust gas per displacement than an automobile.
  • the transmission unit 61 transmits power using transmission gears 63a and 64a which are power transmission mechanisms.
  • the oil that lubricates the transmission unit 61 requires a large amount of phosphorus compound as an additive.
  • the oil that lubricates the engine body 20 contains a large amount of phosphorus compounds. Therefore, the engine unit 11 discharges exhaust gas containing a large amount of phosphorus.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst 46 in order to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas. Therefore, it is possible to suppress variation in the exhaust gas purification performance of the motorcycle 1 in which the content of phosphorus contained in the exhaust gas per exhaust amount is larger than that of an automobile.
  • the engine unit 11 further includes a clutch part 62.
  • the oil that lubricates the engine body 20 and the oil that lubricates the clutch portion 62 are common oils.
  • the motorcycle 1 that is a saddle-ride type vehicle has a clutch portion 62 so that the motorcycle 1 can move even when the engine is stopped. Further, in the saddle riding type vehicle, the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the clutch portion are often common oil.
  • the motorcycle 1 that is a saddle-ride type vehicle does not use oil in which the clutch portion 62 is slippery. Oils with a low phosphorus compound content are often oils in which the clutch part is slippery.
  • Oil with a low phosphorus compound content used in automobiles is not used in the motorcycle 1 that is a saddle-ride type vehicle. That is, the engine unit 11 of the motorcycle 1 that is a saddle-ride type vehicle uses oil having a higher phosphorus compound content than the engine unit of the automobile. That is, the motorcycle 1 which is a saddle-ride type vehicle emits exhaust gas containing a larger amount of phosphorus than an automobile.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst 46 in order to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas. As a result, it is possible to suppress variations in the exhaust gas purification performance of the motorcycle 1 that exhausts exhaust gas containing a large amount of phosphorus compared to an automobile.
  • the engine unit 11 is a natural air-cooled engine unit.
  • the natural air-cooled engine unit 11 has a high temperature in the combustion chamber 36.
  • the natural air-cooled engine unit 11 decomposes more phosphorus compounds in the oil in the combustion chamber 36 than the forced air-cooled engine unit and the water-cooled engine unit.
  • the natural air-cooled engine unit emits more exhaust gas containing phosphorus than the forced air-cooled engine unit or the water-cooled engine unit.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 captures phosphorus contained in the exhaust gas passing through the upstream catalyst 46 in order to chemically react with phosphorus contained in the exhaust gas. Thereby, even in the motorcycle 1 having the natural air-cooled engine unit 11, variation in exhaust gas purification performance can be suppressed.
  • the oil that lubricates the engine body 20 is an oil having an evaporation temperature higher than the wall surface temperature of the engine body 20.
  • the amount of the phosphorus compound contained in the oil that lubricates the engine body 20 is decomposed in the combustion chamber 36 can be suppressed.
  • the amount of phosphorus contained in the exhaust gas can be suppressed. Thereby, the dispersion
  • FIG. 8A is a partial cross-sectional view showing an exhaust passage portion and an upstream catalyst of an engine unit of a motorcycle according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 8B and FIG. 8C are schematic views showing the structure of each layer of the upstream catalyst.
  • the engine unit of the motorcycle according to the modification of the first embodiment is different from the engine unit 11 of the motorcycle according to the first embodiment in the configuration of the exhaust passage portion 43 and the upstream catalyst 46.
  • the configuration other than the exhaust passage 43 and the upstream catalyst 46 is the same as that of the first embodiment.
  • the engine unit of the present embodiment includes an exhaust passage portion 143 and a catalyst 146.
  • the catalyst 146 has a configuration in which two catalyst pieces 146a and a catalyst piece 146b are arranged close to each other.
  • the proximity means that the distance between the catalyst piece 146a and the catalyst piece 146b is shorter than the maximum length of each catalyst piece 146a and the catalyst piece 146b in the exhaust gas flow direction.
  • the maximum length of the catalyst piece 146a in the exhaust gas flow direction is defined as a length L21.
  • the maximum length of the catalyst piece 146b in the exhaust gas flow direction is defined as a length L22.
  • the distance between the catalyst piece 146a and the catalyst piece 146b is a distance L23.
  • the distance L23 is shorter than the length L21.
  • the distance L23 is shorter than the length L22.
  • the exhaust passage portion 143 includes a cylinder exhaust passage portion 38 (see FIG. 3), an upstream exhaust pipe 41a, a downstream exhaust pipe 41b, a first casing 147a, and a second casing 147b.
  • the upstream end portion of the upstream exhaust pipe 41 a is connected to the cylinder exhaust passage portion 38.
  • the upstream end of the first casing 147a is connected to the upstream exhaust pipe 41a.
  • the downstream end of the first casing 147a is connected to the second casing 147b.
  • the downstream end of the second casing 147b is connected to the downstream exhaust pipe 41b.
  • the downstream end of the downstream exhaust pipe 41b is inserted into the silencer 42 (see FIG. 3).
  • the catalyst piece 146a is disposed in the first casing 147a.
  • the catalyst piece 146b is disposed in the second casing 147b.
  • the configuration of the first casing 147a and the second casing 147b is the same as the configuration of the first casing 47 of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the upstream oxygen sensor 92f is disposed in the upstream exhaust pipe 41a.
  • the upstream oxygen sensor 92f is disposed upstream of the catalyst 146 in the exhaust passage portion 143.
  • each layer of the catalyst piece 146a has a base material 148a and a catalyst layer 149a.
  • the catalyst layer 149a is provided by being stacked on the surface of the base material 148a.
  • the catalyst layer 149a has a structure in which a noble metal is dispersed in a carrier.
  • the carrier carries a noble metal dispersed therein.
  • the noble metal in the catalyst layer 149a purifies the exhaust gas.
  • the catalyst layer 149a has a phosphorus chemical reaction part 144 on the surface thereof.
  • the phosphorus chemical reaction part 144 is provided by being stacked on the surface of the catalyst layer 149a.
  • the phosphorus chemical reaction unit 144 is a chemical reaction unit composed of a phosphorus reaction material.
  • the length of the catalyst layer 149a in the exhaust gas flow direction is L21. Further, the length from the upstream end to the downstream end of the phosphorus chemical reaction section 144 in the exhaust gas flow direction is L20.
  • the upstream end of the phosphorus chemical reaction unit 144 is the same as the upstream end of the catalyst layer 149a. Further, the downstream end of the phosphorus chemical reaction unit 144 is the same as the downstream end of the catalyst layer 149a. Therefore, the length L20 and the length L21 are the same. That is, in the example shown in FIG. 8A, the phosphorus chemical reaction part 144 is laminated on the entire surface of the catalyst layer 149a.
  • each layer of the catalyst piece 146b has a base material 148b and a catalyst layer 149b.
  • the catalyst layer 149b is provided by being stacked on the surface of the base material 148b.
  • the catalyst layer 149b has a structure in which a noble metal is dispersed in a carrier.
  • the carrier carries a noble metal dispersed therein.
  • the noble metal in the catalyst layer 149b purifies the exhaust gas.
  • the length of the catalyst layer 149b in the exhaust gas flow direction is L22.
  • the catalyst 146 includes a catalyst layer 149a (see FIG. 8B) and a catalyst layer 149b (see FIG. 8C).
  • the catalyst layer 149a and the catalyst layer 149b purify the exhaust gas at the most upstream in the flow direction of the exhaust gas.
  • catalyst 146 is an upstream catalyst.
  • the catalyst 146 is referred to as an upstream catalyst 146.
  • the length of the upstream catalyst 146 in the exhaust gas flow direction is L24.
  • the length L24 is the total length of the catalyst piece 146a and the catalyst piece 146b in the exhaust gas flow direction.
  • the length of the catalyst piece 146a in the exhaust gas flow direction is the length L21.
  • the length of the catalyst piece 146b in the exhaust gas flow direction is the length L22.
  • the length L24 is the sum of the length L21 and the length L22.
  • the length from the upstream end to the downstream end of the phosphorus chemical reaction unit 144 is L20.
  • the length L20 is longer than the length L24 of the upstream catalyst 146 in the exhaust gas flow direction.
  • the largest length orthogonal to the flow direction of the exhaust gas of the catalyst piece 146a is D2.
  • the maximum length of the catalyst piece 146b orthogonal to the flow direction of the exhaust gas is D2. Accordingly, the maximum length of the catalyst piece 146a and the catalyst piece 146b orthogonal to the flow direction of the exhaust gas is the same.
  • the length L20 is preferably longer than the maximum length D2 orthogonal to the flow direction of the exhaust gas of the upstream catalyst 146.
  • the composition of the base material of each catalyst piece 146a and catalyst piece 146b may be one type or a plurality of types.
  • the noble metal used for each catalyst layer 149a and catalyst layer 149b may be one kind or plural kinds.
  • the composition of the carrier used for each catalyst layer 149a and catalyst layer 149b may be one type or a plurality of types.
  • Each catalyst layer 149a and catalyst layer 149b may have a structure having a support and a noble metal layer supported on the surface of the support.
  • the phosphorus chemical reaction part 144 is formed on the entire catalyst layer 149a.
  • the phosphorus chemical reaction part 144 may be formed in a part of the catalyst layer 149a.
  • the length L20 from the upstream end to the downstream end in the exhaust gas flow direction of the phosphorus chemical reaction part 144 is longer than half of the length L24.
  • the phosphorus chemical reaction part 144 may be formed on at least a part of the catalyst layer 149b from the upstream end of the catalyst layer 149b.
  • the phosphorus chemical reaction unit 144 may have a structure in which a phosphorus reactant is dispersed inside the catalyst layer 149a instead of being stacked on the surface of the catalyst layer 149a.
  • the phosphorus chemical reaction unit 144 may have a structure in which a phosphorus reaction material is disposed only inside the catalyst layer 149a. Further, the length of the catalyst piece 146a perpendicular to the exhaust gas flow direction and the length of the catalyst piece 146b orthogonal to the exhaust gas flow direction may not be the same. Further, the number of pieces of the catalyst 146 may be three or more.
  • the motorcycle according to the modification of the first embodiment has the same effects as the effects described in the first embodiment with respect to the same configuration as the first embodiment. Furthermore, the motorcycle according to the modification of the first embodiment has the following characteristics.
  • each catalyst piece 146a, 146b can be freely designed according to the layout. Therefore, the degree of freedom in designing the layout of the upstream catalyst 146 can be increased. Then, the upstream catalyst 146 can be arranged in a layout that can shorten the time required to activate the upstream catalyst 146. Further, the size of the phosphorus chemical reaction part 144 can be freely designed according to the layout. Then, by increasing the size of the phosphorus chemical reaction unit 144, phosphorus can be captured more from the exhaust gas passing through the upstream catalyst 146. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the purification performance of the upstream catalyst 146.
  • FIG. 9A is a partial cross-sectional view showing an exhaust passage portion and an upstream catalyst of the engine unit of the motorcycle according to the second embodiment.
  • FIG. 9B and FIG. 9C are schematic views showing the structure of each layer of the upstream catalyst.
  • the engine unit of the motorcycle according to the second embodiment is different from the engine unit 11 of the motorcycle according to the first embodiment in the configuration of the upstream catalyst 46.
  • the configuration other than the upstream catalyst 46 is the same as that of the first embodiment.
  • the engine unit of the present embodiment includes an exhaust passage portion 43 and a catalyst 246.
  • the catalyst 246 is fixed inside the catalyst arrangement passage portion 47b. That is, the catalyst 246 is disposed in the exhaust passage portion 43.
  • the exhaust gas is purified by passing through the catalyst 246.
  • the catalyst 246 is lower than the predetermined temperature, the catalyst 246 is in an inactive state and does not exhibit purification performance.
  • the catalyst 246 becomes active and exhibits purification performance.
  • the catalyst 246 has a catalyst layer 49 that purifies the exhaust gas at the most upstream in the flow direction of the exhaust gas. That is, the catalyst 246 is an upstream catalyst in the present invention.
  • the catalyst 246 is referred to as the upstream catalyst 246. All exhaust gas discharged from the exhaust port 38 a of the combustion chamber 36 passes through the upstream catalyst 246.
  • the upstream catalyst 246 has a base material 48 and a catalyst layer 49.
  • the catalyst layer 49 is provided by being laminated on the surface of the base material 48.
  • the base material 48 is formed of a metal.
  • the catalyst layer 49 includes a carrier 49a and a noble metal layer 49b.
  • the carrier 49 a is provided between the noble metal layer 49 b and the base material 48.
  • the noble metal layer 49b is formed dispersed on the surface of the carrier 49a.
  • the noble metal layer 49b is made of a noble metal.
  • the catalyst layer 49 may have a structure in which a noble metal is dispersed in a support. The noble metal in the catalyst layer 49 purifies the exhaust gas.
  • the catalyst layer 49 has a phosphorus adhesion reducing part 244 on the surface thereof.
  • the phosphorus adhesion reducing unit 244 reduces the adhesion of phosphorus to the catalyst layer 49.
  • the phosphorus adhesion reducing part 344 is a phosphorus barrier layer 244.
  • the phosphorus barrier layer 244 is provided by being laminated on the surface of the catalyst layer 49.
  • the phosphorus barrier layer 244 is disposed on the entire surface of the catalyst layer 49.
  • the length of the catalyst layer 49 in the flow direction of the exhaust gas is L.
  • the length from the upstream end to the downstream end of the phosphorus barrier layer 244 in the exhaust gas flow direction is L2. In the example shown in FIG.
  • the upstream end of the phosphorus barrier layer 244 is the same as the upstream end of the catalyst layer 49. Further, the downstream end of the phosphorus barrier layer 244 is the same as the downstream end of the catalyst layer 49. Therefore, the length L and the length L2 are the same. That is, in the example shown in FIG. 9A, the phosphorus barrier layer 244 is laminated on the entire surface of the catalyst layer 49. The phosphorus barrier layer 244 may be disposed on more than half of the entire surface of the catalyst layer 49.
  • the phosphorus barrier layer 244 is made of a phosphorus barrier material that hardly reacts with phosphorus contained in the exhaust gas.
  • the phosphorus barrier layer 244 has a function that hardly causes chemical reaction with phosphorus.
  • the phosphorus barrier material is, for example, an alkaline earth metal phosphate compound.
  • the alkaline earth metal phosphate compound is a chemically stable compound and contains a phosphate group. Therefore, the alkaline earth metal phosphate compound does not easily react with phosphorus in the exhaust gas.
  • phosphorus contained in the exhaust gas passes through the upstream catalyst 246 without chemically reacting with the catalyst layer 49 by the phosphorus barrier layer 244.
  • the phosphorus barrier material is disposed only on the surface layer of the catalyst layer 49.
  • the motorcycle according to the second embodiment has the same effects as those described in the first embodiment with respect to the same configuration as that of the first embodiment. Furthermore, the motorcycle according to the second embodiment has the following characteristics.
  • the base material 48 on which the catalyst layer 49 is stacked is formed of metal. That is, the base material 48 and the catalyst layer 49 can be formed thinner than when the base material 48 is formed of ceramic.
  • the catalyst layer 49 has the phosphorus barrier layer 244 arrange
  • the phosphorus barrier layer 244 has a function that hardly causes chemical reaction with phosphorus.
  • the phosphorus barrier layer 244 can pass phosphorus. And it can suppress that phosphorus adheres to the upstream catalyst 246. Thereby, the dispersion
  • the engine unit has only one catalyst.
  • the engine unit may have a plurality of catalysts.
  • the plurality of catalysts are disposed in the exhaust passage portion. By arranging a plurality of catalysts in the exhaust passage portion, the following effects can be obtained.
  • the exhaust gas is purified by a plurality of catalysts. Therefore, the exhaust gas purification performance by the catalyst can be further improved.
  • the plurality of catalysts are not arranged close to each other. Here, the proximity means that the distance between the catalysts is shorter than the length of each catalyst in the flow direction of the exhaust gas. A modification of the engine unit having a plurality of catalysts will be described based on FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a modified example of the exhaust passage portion of the engine unit and the catalyst.
  • symbol is attached
  • the engine unit has two catalysts.
  • the two catalysts are catalyst 346 and catalyst 446.
  • the catalyst 346 and the catalyst 446 are disposed in the exhaust passage portion 43.
  • the catalyst 346 is disposed in the upstream exhaust pipe 41a.
  • the catalyst 346 is upstream of the exhaust gas flow direction of the catalyst 446. That is, the catalyst 346 has a catalyst layer (not shown) that purifies the exhaust gas at the most upstream in the flow direction of the exhaust gas. Therefore, the catalyst 346 is an upstream catalyst.
  • the catalyst 346 is referred to as an upstream catalyst 346.
  • the configuration of the upstream catalyst 346 is the same as the configuration of the upstream catalyst 46 of the first embodiment, and a description thereof is omitted.
  • a catalyst 446 is disposed in the casing 47.
  • the configuration of the catalyst 446 is the same as the configuration of the catalyst piece 146b of the second embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the upstream oxygen sensor 92f is disposed in the upstream exhaust pipe 41a.
  • the upstream oxygen sensor 92 f is disposed upstream of the catalyst 346 in the exhaust passage portion 43.
  • the engine unit has two catalysts.
  • the two catalysts are catalyst 46 and catalyst 546.
  • the catalyst 46 and the catalyst 546 are disposed in the exhaust passage portion 343.
  • the exhaust passage portion 343 includes a cylinder exhaust passage portion 38, a first exhaust pipe 341a, a second exhaust pipe 341b, a third exhaust pipe 341c, a first casing 47, and a second casing 547.
  • the exhaust pipe 341 includes a first exhaust pipe 341a, a second exhaust pipe 341b, and a third exhaust pipe 341c.
  • the upstream end portion of the first exhaust pipe 341a is connected to the cylinder exhaust passage portion 38.
  • the upstream end of the first casing 47 is connected to the first exhaust pipe 341a.
  • the downstream end of the first casing 47 is connected to the second exhaust pipe 341b.
  • the upstream end of the second casing 547 is connected to the second exhaust pipe 341b.
  • the downstream end of the second casing 547 is connected to the third exhaust pipe 341c.
  • the downstream end of the third exhaust pipe 341 c is inserted into the silencer 42.
  • the catalyst 46 is disposed in the first casing 47.
  • the catalyst 546 is disposed in the second casing 547.
  • the catalyst 46 is upstream of the exhaust gas flow direction of the catalyst 546. That is, the catalyst 46 has a catalyst layer 49 (see FIG. 5) that purifies the exhaust gas at the most upstream in the flow direction of the exhaust gas. Therefore, the catalyst 46 is an upstream catalyst.
  • the catalyst 46 is referred to as an upstream catalyst 46.
  • the structure of the 1st casing 47 and the 2nd casing 547 is the same as that of the structure of the 1st casing 47 of 1st Embodiment, The description is abbreviate
  • the configuration of the catalyst 46 is the same as the configuration of the catalyst 46 of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the configuration of the catalyst 346 is the same as the configuration of the catalyst piece 146b of the second embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the upstream oxygen sensor 92f is disposed in the first exhaust pipe 341a.
  • the upstream oxygen sensor 92f is disposed upstream of the catalyst 46 in the exhaust passage portion 343.
  • the casing and the upstream exhaust pipe are joined after being formed separately.
  • the casing and the upstream exhaust pipe may be integrally formed.
  • the casing and the downstream exhaust pipe are joined after being formed separately.
  • the casing and the downstream exhaust pipe may be integrally formed.
  • the two casings are joined after being formed separately.
  • the two casings may be integrally molded.
  • the shape when the two casings 147a and 147b in the modification of the first embodiment are integrally formed is not limited to the shape shown in FIG.
  • the shape of the exhaust pipe is not limited to the illustrated shape.
  • the internal structure of the silencer is not limited to the illustrated structure.
  • the upstream catalyst and the silencer are arranged on the right side of the center of the saddle riding type vehicle in the left-right direction.
  • the upstream catalyst may be arranged in the left-right direction center of the saddle riding type vehicle or on the left side of the left-right direction center.
  • the silencer may be arranged on the left side of the center in the left-right direction of the saddle riding type vehicle. Note that the center in the left-right direction of the saddle-ride type vehicle is a position of a straight line passing through the center in the left-right direction of the front wheel and the center in the left-right direction of the rear wheel as viewed in the vertical direction.
  • a part of the exhaust passage portion is located below the crank axis Cr.
  • a part of the exhaust passage portion may be located above the crank axis Cr.
  • the catalyst is a three-way catalyst.
  • the catalyst may not be a three-way catalyst.
  • the catalyst may be a catalyst that removes any one or two of hydrocarbon, carbon monoxide, and nitrogen oxide.
  • the upstream catalyst may not be a redox catalyst.
  • the upstream catalyst may be an oxidation catalyst or a reduction catalyst that removes harmful substances only by either oxidation or reduction.
  • An example of a reduction catalyst is a catalyst that removes nitrogen oxides by a reduction reaction.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 is provided in the range from the upstream end of the catalyst layer 49 to the length L1.
  • the phosphorus chemical reaction unit 44 may be provided in the entire range from the upstream end of the catalyst layer 49 to the length L. That is, in the present invention, the phosphorus chemical reaction section may be provided in the entire range from the upstream end to the downstream end of the catalyst layer.
  • the base material on which the catalyst layer is laminated may be a ceramic base material. That is, in the present invention, the base material on which the catalyst layer having the phosphorus chemical reaction part is laminated may be a ceramic base material.
  • the phosphorus barrier layer is laminated on the entire surface of the catalyst layer.
  • the phosphorus barrier layer may be disposed on half or more of the entire surface of the catalyst layer.
  • the upstream catalyst 246 may have a configuration in which two catalyst pieces are arranged close to each other. In this case, for each of the two catalyst pieces, it is preferable that the phosphorus barrier layer is disposed on half or more of the entire surface of the catalyst layer.
  • the base material on which the catalyst layer is laminated is a porous structure.
  • the pores of the porous structure may be triangular, quadrangular, or hexagonal.
  • the porous structure may be a honeycomb structure.
  • the phosphorus chemical reaction part is arranged on the surface of the catalyst layer or inside the catalyst layer.
  • the phosphorus chemical reaction part may be disposed on the surface of the catalyst layer and inside the catalyst layer.
  • the arrangement position of the upstream catalyst is not limited to the position shown in each figure.
  • the entire upstream catalyst 46 is disposed in front of the crank axis Cr.
  • the upstream catalyst 46 is disposed below the engine body 20 when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction.
  • at least a part of the upstream catalyst may be disposed in front of the crank axis Cr.
  • the upstream catalyst may be disposed in front of the engine body when the straddle-type vehicle is viewed in the left-right direction.
  • at least a part of the upstream catalyst may be disposed behind the crank axis Cr.
  • the upstream catalyst 46 may be disposed behind the engine body 20 when the motorcycle 1 is viewed in the left-right direction. Thereby, when it arrange
  • the arrangement position of the oxygen detection member is not limited to the position shown in each drawing.
  • the oxygen detection member may be disposed at any position upstream of the upstream catalyst in the exhaust passage portion in the exhaust gas flow direction.
  • the engine unit may further include a downstream oxygen detection member.
  • the downstream oxygen detection member is provided at a position between the catalyst layer and the discharge port of the exhaust passage portion.
  • the downstream oxygen detection member is arranged at any position downstream of the upstream catalyst in the exhaust passage portion in the exhaust gas flow direction.
  • the downstream oxygen detection member detects the oxygen concentration of the exhaust gas.
  • the engine unit can be controlled based on the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the downstream oxygen detection member.
  • the upstream oxygen detection member and the downstream oxygen sensor may be arranged one by one upstream and downstream of the upstream catalyst in the exhaust passage portion. Furthermore, in the present invention, the engine unit may not include the oxygen detection member.
  • the upstream oxygen detection member and the downstream oxygen detection member may incorporate a heater.
  • the detection part of the upstream oxygen detection member and the downstream oxygen detection member can detect the oxygen concentration when heated to a high temperature and activated. Therefore, when the oxygen detection member and the downstream oxygen detection member have a built-in heater, the detection of the oxygen concentration can be started earlier by heating the detection unit with the heater when the engine is driven.
  • the gas flowing through the exhaust passage when the engine is driven is only the exhaust gas discharged from the combustion chamber.
  • the engine unit may include a secondary air supply mechanism that supplies air to the exhaust passage portion.
  • a known configuration is adopted as a specific configuration of the secondary air supply mechanism.
  • the secondary air supply mechanism may be configured to forcibly supply air to the exhaust passage portion by an air pump. Further, the secondary air supply mechanism may be configured to draw air into the exhaust passage portion by a negative pressure in the exhaust passage portion.
  • the secondary air supply mechanism includes a reed valve that opens and closes in response to pressure pulsation caused by exhaust gas.
  • the upstream oxygen detector may be disposed upstream or downstream of the position where the air in the exhaust passage portion flows.
  • an injector is used to supply fuel to the combustion chamber.
  • the fuel supply device that supplies fuel to the combustion chamber is not limited to the injector.
  • a fuel supply device that supplies fuel to the combustion chamber by negative pressure may be provided.
  • only one exhaust port is provided for one combustion chamber.
  • a plurality of exhaust ports may be provided for one combustion chamber.
  • Exhaust paths extending from the plurality of exhaust ports gather upstream from the silencer.
  • the exhaust paths extending from the plurality of exhaust ports are preferably gathered at the cylinder portion.
  • the exhaust path here is a path from the combustion chamber to the discharge port facing the atmosphere.
  • the combustion chamber may have a main combustion chamber and a sub-combustion chamber connected to the main combustion chamber.
  • one combustion chamber is formed by the main combustion chamber and the sub-combustion chamber.
  • crankcase part and the cylinder part are separate bodies.
  • the crankcase portion and the cylinder portion may be integrally formed.
  • a cylinder body, a cylinder head, and a head cover are separate bodies.
  • any two or three of the cylinder body, the cylinder head, and the head cover may be integrally formed.
  • the engine body is a natural air-cooled engine.
  • the engine body may be a forced air-cooled engine.
  • the natural air-cooled engine emits exhaust gas containing more phosphorus than the forced water-cooled engine.
  • the engine body may be a water-cooled engine. Note that the air-cooled engine emits exhaust gas containing more phosphorus than the water-cooled engine.
  • the engine unit is a single cylinder engine.
  • the engine unit may be a multi-cylinder engine.
  • the engine unit is a 4-stroke engine.
  • the engine unit may be a two-stroke engine unit.
  • a sports type motorcycle is exemplified as the saddle riding type vehicle. That is, the transmission unit is a stepped transmission.
  • the saddle riding type vehicle may be a scooter type motorcycle. That is, the transmission unit may be a continuously variable transmission.
  • the transmission part is not accommodated in the crankcase.
  • the engine body is housed in the crankcase.
  • the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the transmission section may be common oil.
  • the oil that lubricates the engine body and the oil that lubricates the transmission part may not be common oil.
  • a motorcycle is exemplified as the saddle riding type vehicle.
  • the saddle riding type vehicle of the present invention is not limited to a motorcycle.
  • the present invention may be applied to lean vehicles other than motorcycles.
  • a lean vehicle is a vehicle having a vehicle body frame that leans to the right of the vehicle when turning right and leans to the left of the vehicle when turning left.
  • the present invention may be applied to a straddle-type vehicle other than a motorcycle.
  • Saddle-type vehicles refer to all vehicles that ride in a state in which an occupant straddles a saddle.
  • the saddle riding type vehicle includes a motorcycle, a tricycle, a four-wheel buggy (ATV: All Terrain Vehicle), a water bike, a snowmobile, and the like.
  • ATV All Terrain Vehicle

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Abstract

排ガスの浄化性能のばらつきを抑制することができる鞍乗型車両を提供する。 鞍乗型車両1に搭載されるエンジンユニット11は、燃焼室36を有するエンジン本体20と、燃焼室36から放出口42eまで排ガスを流す排気通路部43と、排気通路部43において排ガスの流れ方向の最も上流の触媒である上流触媒46とを備える。上流触媒46の触媒層49は、貴金属を含み、排ガスを浄化する機能が、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い。上流触媒46は、触媒層49へのリンの付着を低減させるリン付着低減部44を有する。リン付着低減部44は、リン化学反応部またはリンバリア層を含む。リン化学反応部は、長さLが長さDよりも長く形成された触媒層49の少なくとも上流端から中央までの部分に配置されて、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い。リンバリア層は、積層される基材48が金属で形成された触媒層49の全表面の半分以上に配置されて、リンと化学反応しにくい機能を持つ。

Description

鞍乗型車両
 本発明は、鞍乗型車両に関する。
 従来、触媒を備えた鞍乗型車両がある。触媒は、基材と、貴金属を含む触媒層とを有する。触媒は、貴金属で、エンジン本体の燃焼室から排出された排ガスを浄化する。鞍乗型車両は、排ガスの浄化性能を向上させることが望まれている。触媒は、そこで、排ガスの浄化性能を向上させるために、触媒をエンジン本体の燃焼室の近くに配置した鞍乗型車両が提案されている(特許文献1)。
特開2014-137001号公報
 特許文献1の鞍乗型車両のように、触媒をエンジン本体の燃焼室の近くに配置することで、排ガスが高温のまま触媒に到達する。このため、触媒による排ガスの浄化性能を向上することができる。しかしながら、本願発明者らは、様々な運転条件で、触媒をエンジン本体の燃焼室の近くに配置した鞍乗型車両の試験を行った。その結果、運転時間の経過とともに、排ガスの浄化性能が著しく低下する鞍乗型車両と、排ガスの浄化性能がそれほど低下しない鞍乗型車両が存在することが分かった。
 本発明は、排ガスの浄化性能のばらつきを抑制することができる鞍乗型車両を提供することを目的とする。
 本願発明者らは、様々な運転条件で、触媒をエンジン本体の燃焼室の近くに配置した鞍乗型車両の試験を行った。その結果、運転時間の経過とともに、排ガスの浄化性能が著しく低下する鞍乗型車両と、排ガスの浄化性能が低下しにくい鞍乗型車両が存在することが分かった。そこで、本願発明者らは、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきの原因を詳細に検討した。そして、本願発明者らは、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきの原因は、鞍乗型車両の特有の構成や使用状態によるものであることがわかった。
 鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきの原因となる鞍乗型車両の特有の構成の1つは、鞍乗型車両で使用されるオイルの規格である。鞍乗型車両で使用されるオイルは、自動車で使用されるオイルと規格が異なる。オイルには、添加物が含まれる。オイルの添加物は、例えば、耐摩耗性の添加物であり、亜鉛、リン、硫黄、カルシウム等の化合物である。そして、鞍乗型車両で使用されるオイルは、四輪自動車で使用されるオイルに比べて、リン化合物(例えば、ZnDTP、ZnDDP等)の含有量が多い。鞍乗型車両において、クランクケース部は共通のオイルで潤滑される。クランク軸を駆動させるピストンや、動弁機構により駆動される吸気弁および排気弁等から、燃焼室内にオイルが入る。そして、鞍乗型車両では、オイルに含まれるリン化合物が燃焼室で分解されて、多くのリンが含まれる排ガスが触媒に流入する。鞍乗型車両では、排ガスに含まれるリンが触媒に化学的および/または物理的に付着する。そして、リンがガラス状の化合物を生成して触媒層の表面を覆い、触媒層の内部への排ガスの拡散を阻害する。さらに、触媒を燃焼室の近くに配置したレイアウトでは、触媒に流入する排ガスの温度が高くなり、触媒に付着するリンがガラス状の化合物を生成しやすい。そして、触媒層に含まれる貴金属に排ガスが到達しにくくなり、触媒の機能が低下する。よって、鞍乗型車両は、排ガスの浄化性能が低下する。
 また、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきの原因となる鞍乗型車両の特有の構成の1つは、鞍乗型車両の排気量あたりのオイルの使用量である。鞍乗型車両は、自動車に比べて、排気量あたりのオイルの使用量が多い。そのため、鞍乗型車両は、自動車に比べて、排気量あたりの排ガスに含まれるリンが多い。そして、鞍乗型車両は、自動車に比べて、触媒の排ガスの流れ方向のより下流の位置までリンが付着する。
 鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきの原因となる鞍乗型車両の特有の使用状態の1つは、スロットルバルブの開度がほぼ全開の状態で走行する時間である。鞍乗型車両は、四輪自動車に比べて、スロットルバルブの開度がほぼ全開の状態で走行する時間が長い。スロットルバルブの開度がほぼ全開の状態で鞍乗型車両が走行する時間が長いときは、エンジン本体の壁面の温度が比較的高くなり、燃焼室で分解されるオイルの量が比較的多くなる。そして、スロットルバルブの開度がほぼ全開の状態で鞍乗型車両が走行する時間が長いと、排ガスに含まれるリンが多くなる。よって、スロットルバルブの開度がほぼ全開の状態で鞍乗型車両が走行する時間が長いと、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能が著しく低下する。一方、スロットルバルブの開度がほぼ全開の状態で鞍乗型車両が走行している時間が短いときは、エンジン本体の壁面の温度が比較的低く、燃焼室で分解されるオイルの量が比較的少なくなる。そして、スロットルバルブの開度がほぼ全開の状態で鞍乗型車両が走行している時間が短いときは、排ガスに含まれるリンが少なくなる。よって、スロットルバルブの開度がほぼ全開の状態で鞍乗型車両が走行している時間が短いと、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能が低下しにくい。つまり、スロットルバルブの開度を大きく開けた状態で鞍乗型車両の走行する時間が長いか短いかで、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきが生じることがわかった。そして、本願発明者らは、スロットルバルブの開度をほぼ全開の使用状態で鞍乗型車両が長時間走行した場合に、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層に付着することを抑えることで、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができることがわかった。
 そこで、本願発明者らは、スロットルバルブの開度をほぼ全開の使用状態で長時間走行した鞍乗型車両の排ガスの浄化性能の低下を抑えるために、上流触媒に、触媒層へのリンの付着を低減させるリン付着低減部を設ければよいことに気付いた。上流触媒とは、鞍乗型車両の排気通路部に配置される1つまたは複数の触媒のうちの、排ガスの流れ方向の最も上流に配置される触媒のことである。上流触媒は、触媒層を有する。触媒層は、排ガスを浄化する貴金属を有する。つまり、上流触媒は、排ガスの流れ方向の最も上流で排ガスを浄化する。
 リン化学反応部は、触媒層の少なくとも一部に配置される。リン化学反応部が配置される触媒層は、排ガスの流れ方向の最大の長さLが、排ガスの流れ方向に直交する最大の長さDよりも長く形成される。そして、リン化学反応部は、リンに対して化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い。そして、リン化学反応部を、触媒層の少なくとも一部であって、触媒層の排ガスの流れ方向の中央より上流側の部分に配置させる。リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応する。そのため、リン化学反応部は、リンを捕捉して、上流触媒の触媒層の表面にリンが付着することを抑制できる。
 リンバリア層は、触媒層の全表面の半分以上に配置される。リンバリア層が配置される触媒層を担持する基材を、金属で形成する。そして、リンバリア層は、リンと化学反応しにくい機能を持つ。リンバリア層は、排ガスに含まれるリンと化学反応しにくい。そのため、リンバリア層は、リンを通過させて、上流触媒の触媒層の表面にリンが付着することを抑制できる。
 つまり、上流触媒にリン付着低減部を設ければ、スロットル開度を大きく開けた使用状態で長時間走行した鞍乗型車両でも、排ガス中に多く含まれるリンが上流触媒の触媒層に付着することを抑えることができる。そして、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明のひとつの観点の構成によると、鞍乗型車両は、エンジンユニットが搭載された鞍乗型車両であって、前記エンジンユニットは、燃焼室を有するシリンダ部を備えるエンジン本体と、大気に排ガスを放出する放出口を有し、前記燃焼室から前記放出口まで排ガスを流す排気通路部と、前記排気通路部において前記排ガスの流れ方向の最も上流の触媒であって、前記排ガスを浄化する機能が、前記排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い、貴金属を含んだ触媒層を有する上流触媒と、を備える。
 前記上流触媒は、(A)前記排ガスの流れ方向の最大の長さLが、前記排ガスの流れ方向に直交する最大の長さDよりも長く形成された前記触媒層の、少なくとも、前記排ガスの流れ方向における上流端から中央までの部分に配置されて、前記排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、前記排ガスを浄化する機能よりも高いリン化学反応部、または、(B)積層される基材が金属で形成された前記触媒層の全表面の半分以上に配置されて、リンと化学反応しにくい機能を持つリンバリア層のいずれか一方を含み、触媒層へのリンの付着を低減させるリン付着低減部を有することを特徴とする。
 この構成によると、鞍乗型車両は、エンジンユニットが搭載される。エンジンユニットは、エンジン本体、排気通路部、および、上流触媒を有する。エンジン本体は、燃焼室を有するシリンダ部を備える。排気通路部は、大気に排ガスを放出する放出口を有する。排気通路部は、燃焼室から放出口まで排ガスを流す。上流触媒は、排気通路部において排ガスの流れ方向の最も上流の触媒である。上流触媒は、貴金属を含んだ触媒層を有する。上流触媒の触媒層は、排ガスを浄化する機能が、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い。つまり、上流触媒は、燃焼室に最も近い位置に配置される。そして、上流触媒の活性化に要する時間を短縮できる。従って、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能を向上させることができる。
 上流触媒は、リン付着低減部を有する。リン付着低減部は、触媒層へのリンの付着を低減させる。リン付着低減部は、(A)リン化学反応部、または、(B)リンバリア層のいずれか一方を含む。
(A)リン化学反応部を有する上流触媒の触媒層は、排ガスの流れ方向の最大の長さLが、排ガスの流れ方向に直交する最大の長さDよりも長く形成される。そして、リン化学反応部は、少なくとも、排ガスの流れ方向において触媒層の上流端から触媒層の中央までの部分に配置される。つまり、リン化学反応部は、少なくとも触媒層の排ガスの流れ方向の上流に配置される。リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い。リンは触媒層の排ガスの流れ方向の上流に多く付着する。そのため、リン化学反応部は、触媒層の排ガスの流れ方向の上流で、排ガスに含まれる多くのリンと化学反応することにより、排ガスに含まれるリンを捕捉することができる。そして、上流触媒の触媒層にリンが付着することを抑制できる。
(B)リンバリア層を有する上流触媒の触媒層は、積層される基材が金属で形成される。つまり、基材がセラミックで形成される場合と比較して、基材および触媒層を薄く形成することができる。そして、触媒層は、全表面の半分以上に配置されたリンバリア層を有する。基材および触媒層が薄いため、触媒層の表面にリンバリア層を形成しやすい。リンバリア層は、リンと化学反応しにくい機能を持つ。リンバリア層は、リンを通過させることができる。そして、上流触媒の触媒層にリンが付着することを抑制できる。
これにより、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記リンバリア層は、前記触媒層の全表面に配置される。
 この構成によると、リンバリア層は、触媒層の全表面に配置される。触媒層の全表面に配置されたリンバリア層により、触媒層の排ガスの流れ方向の上流から下流に至るまでリンを通過させる。つまり、触媒層の全表面にリンが付着することを抑制できる。これにより、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきをより抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記リン化学反応部は、前記排ガスに含まれるリンと化学反応するリン反応物質で構成される。
 この構成によると、リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応するリン反応物質で構成される。そして、上流触媒を通過する排ガスに含まれるリンは、リン化学反応部でリン反応物質と化学反応する。リン反応物質は、例えば、リンを吸着させる物質である。この場合、排ガス中のリンがリン反応物質と化学反応することにより排ガスに含まれるリンが吸着される。リン反応物質は、上流触媒を通過する排ガスに含まれるリンと化学反応することにより、リンを捕捉することができる。つまり、リン反応物質は、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層に付着することを抑えることができる。これにより、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記化学反応物質は、前記触媒層の表面にのみ配置されるか、前記触媒層の内部に分散して配置されるか、または、前記触媒層の内部にのみ配置される。
 この構成によると、リン反応物質は、触媒層の表面にのみ配置されるか、触媒層の内部に分散して配置されるか、または、触媒層の内部にのみ配置される。リン反応物質が触媒層の内部に分散して配置される場合は、リン反応物質は、触媒層の表面と内部に配置される。これにより、リン化学反応部を様々な製法で構成することができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記リン反応物質は、U、Mn、Sn、Ti、Fe、Zr、Ce、Al、Y、Zn、La、Mgから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物である。
 この構成によると、リン反応物質は、U、Mn、Sn、Ti、Fe、Zr、Ce、Al、Y、Zn、La、Mgから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物である。これらのリン反応物質は、等電点が3より大きい金属酸化物である。排ガス中のリン化合物は、等電点が1付近のリン酸として存在していると考えられている。等電点が3より大きい金属酸化物は、リン化合物と金属酸化物との等電点の差が大きいため、リン化合物は金属酸化物に吸着されやすくなる。これらのリン反応物質は、金属酸化物の等電価の作用により、上流触媒を通過する排ガスに含まれるリンを吸着させることができる。つまり、これらのリン反応物質は、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層に付着することを抑えることができる。これにより、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記リン反応物質は、Ba、Sr、Ca、La、Pr、Na、Zrから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物である。
 この構成によると、リン反応物質は、Ba、Sr、Ca、La、Pr、Na、Zrから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物である。これらのリン反応物質は、リンとの反応性が高い物質である。よって、リン反応物質は、上流触媒を通過する排ガスに含まれるリンをより捕捉することができる。つまり、これらのリン反応物質は、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層に付着することを抑えることができる。これにより、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記リンバリア層は、前記排ガスに含まれるリンと化学反応しにくいリンバリア物質で構成される。
 この構成によると、排ガスに含まれるリンが、触媒層の表面に設けられたリンバリア物質と化学反応をせずに、上流触媒を通り過ぎる。つまり、リンバリア物質は、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層の表面に付着することを抑えることができる。これにより、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記リンバリア物質は、アルカリ土類金属のリン酸化合物である。
 この構成によると、アルカリ土類金属のリン酸化合物は、化学的に安定な化合物であり、且つ、リン酸基を含む。従って、アルカリ土類金属のリン酸化合物は、排ガス中のリンとは反応しにくい。アルカリ土類金属のリン酸化合物は、例えば、リン酸バリウムである。アルカリ土類金属のリン酸化合物で構成されたリンバリア層により、排ガスに含まれるリンが、上流触媒を通り過ぎる。つまり、アルカリ土類金属のリン酸化合物で構成されたリンバリア層は、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層に付着することを抑えることができる。これにより、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記エンジンユニットは、リン化合物の含有量が0.08mass%より大きいオイルの使用が指定されるエンジンユニットである。
 この構成によると、エンジンユニットは、リン化合物の含有量が0.08mass%より大きいオイルの使用が指定されるエンジンユニットである。鞍乗型車両のエンジンユニットは、自動車のエンジンユニットに比べて、リン化合物の含有量が多いオイルの使用が指定される。つまり、鞍乗型車両は、自動車に比べて、リンが多く含まれる排ガスを排出する。リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応をするため、上流触媒を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉する。また、リンバリア層は、排ガスに含まれるリンと化学反応をしにくいため、排ガスに含まれるリンが、上流触媒を通り過ぎる。これにより、自動車に比べて、リンが多く含まれる排ガスを排出する鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記エンジンユニットは、トランスミッション部を更に備え、前記エンジン本体を潤滑するオイルおよび前記トランスミッション部を潤滑するオイルが、共通のオイルである。
 この構成によると、エンジンユニットは、トランスミッション部を更に備える。そして、エンジン本体を潤滑するオイルおよびトランスミッション部を潤滑するオイルが、共通のオイルである。鞍乗型車両は、エンジン本体を潤滑するオイルおよびトランスミッション部を潤滑するオイルが、共通のオイルである場合が多い。一方、自動車は、エンジン本体を潤滑するオイルおよびトランスミッション部を潤滑するオイルが、共通のオイルではない場合が多い。つまり、鞍乗型車両は、自動車と比較して、排気量当たりのオイルの使用量が多い。そして、鞍乗型車両は、自動車と比較して、排気量当たりの排ガスに含まれるリンの含有量が多くなる。更に、トランスミッション部は、変速ギヤ等の動力伝達機構を用いて動力を伝達する。動力伝達機構の磨耗を防ぐために、トランスミッション部を潤滑するオイルには、添加剤として、リン化合物が多く必要となる。つまり、エンジン本体を潤滑するオイルにも、リン化合物が多く含まれる。従って、エンジンユニットは、リンが多く含まれる排ガスを排出する。ここで、リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応をするため、上流触媒を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉する。また、リンバリア層は、排ガスに含まれるリンと化学反応をしにくいため、排ガスに含まれるリンが、上流触媒を通り過ぎる。そのため、自動車と比較して、排気量当たりの排ガスに含まれるリンの含有量が多い鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記エンジンユニットは、クラッチ部を更に備え、前記エンジン本体を潤滑するオイルおよび前記クラッチ部を潤滑するオイルが、共通のオイルである。
 この構成によると、エンジンユニットは、クラッチ部を更に備える。そして、エンジン本体を潤滑するオイルおよびクラッチ部を潤滑するオイルが、共通のオイルである。鞍乗型車両は、自動車と異なり、エンジン停止時にも移動ができるように、クラッチ部を有する。また、鞍乗型車両は、エンジン本体を潤滑するオイルおよびクラッチ部を潤滑するオイルが、共通のオイルである場合が多い。鞍乗型車両は、自動車と異なり、クラッチ部が滑りやすいオイルは使用されない。リン化合物の含有量が少ないオイルは、クラッチ部が滑りやすいオイルである場合が多い。自動車で使用されるリン化合物の含有量が少ないオイルは、鞍乗型車両では使用されない。つまり、鞍乗型車両のエンジンユニットは、自動車のエンジンユニットに比べて、リン化合物の含有量が多いオイルが使用される。つまり、鞍乗型車両は、自動車に比べて、リンが多く含まれる排ガスを排出する。リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応をするため、上流触媒を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉する。また、リンバリア層は、排ガスに含まれるリンと化学反応をしにくいため、排ガスに含まれるリンが、上流触媒を通り過ぎる。これにより、自動車に比べて、リンが多く含まれる排ガスを排出する鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記エンジンユニットは、自然空冷式のエンジンユニットである。
 この構成によると、エンジンユニットは、自然空冷式のエンジンユニットである。自然空冷式のエンジンユニットは、燃焼室の温度が高い。つまり、自然空冷式のエンジンユニットは、強制空冷式のエンジンユニットや水冷式のエンジンユニットと比べて、オイルに含まれるリン化合物が燃焼室で多く分解される。そして、自然空冷式のエンジンユニットは、強制空冷式のエンジンユニットや水冷式のエンジンユニットと比べて、多くのリンが含まれる排ガスが排出される。リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応をするため、上流触媒を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉する。また、リンバリア層は、排ガスに含まれるリンと化学反応をしにくいため、排ガスに含まれるリンが、上流触媒を通り過ぎる。これにより、自然空冷式のエンジンユニットを有する鞍乗型車両であっても、排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記エンジン本体を潤滑するオイルは、前記エンジン本体の壁面温度よりも蒸発温度が高いオイルである。
 この構成によると、エンジン本体を潤滑するオイルは、エンジン本体の壁面温度よりも蒸発温度が高いオイルである。エンジン本体を潤滑するオイルに含まれるリン化合物が燃焼室で分解する量を抑えることができる。そして、排ガスに含まれるリンの量を抑制することができる。これにより、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記エンジンユニットは、前記排気通路部の前記燃焼室と前記上流触媒との間の位置に設けられて、前記排ガスの酸素濃度を検出する上流酸素検出部材を備える。
 この構成によると、エンジンユニットは、上流酸素検出部材を備える。上流酸素検出部材は、排気通路部の燃焼室と上流触媒との間の位置に設けられる。上流酸素検出部材は、排ガスの酸素濃度を検出する。上流酸素検出部材で検出した排ガスの酸素濃度に基づいて、エンジンユニットを制御することができる。また、上流酸素検出部材で検出した排ガスの酸素濃度に基づいて、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能の劣化を検出することができる。そして、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点の構成によると、前記鞍乗型車両において、前記エンジンユニットは、前記排気通路部の前記上流触媒と前記放出口との間の位置に設けられて、前記排ガスの酸素濃度を検出する下流酸素検出部材を備える。
 この構成によると、エンジンユニットは、下流酸素検出部材を備える。下流酸素検出部材は、排気通路部の上流触媒と放出口の間の位置に設けられる。下流酸素検出部材は、排ガスの酸素濃度を検出する。下流酸素検出部材で検出した排ガスの酸素濃度に基づいて、エンジンユニットを制御することができる。また、下流酸素検出部材で検出した排ガスの酸素濃度に基づいて、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能の劣化を検出することができる。そして、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 本発明の他の観点によると、前記エンジン本体は、車両の左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含み、車両を左右方向に見て、前記触媒層の少なくとも一部は、前記クランク軸の前記中心軸線を通り且つ上下方向に平行な直線の前方に配置される。
 車両を左右方向に見て、クランク軸の中心軸線を通り且つ上下方向に平行な直線を、直線L1とする。一般的に、排気管はエンジン本体の前面に接続される。車両を左右方向に見て、触媒層の少なくとも一部は、この直線L1の前方に配置される。そのため、触媒層全体が直線L1の後方に配置される場合に比べて、触媒層は、燃焼室に近い位置に配置される。よって、触媒層の熱劣化を防止しつつ、触媒層の活性化に要する時間を短縮できる。
 本発明の他の観点によると、前記エンジン本体は、車両の左右方向に沿った中心軸線を有するクランク軸を含み、前記シリンダ部は、前記燃焼室の一部を形成するシリンダ孔を有し、車両を左右方向に見て、前記触媒層の少なくとも一部は、前記シリンダ孔の中心軸線に直交し且つ前記クランク軸の前記中心軸線を通る直線の車両の前後方向の前方に配置される。
 車両を左右方向に見て、シリンダ孔の中心軸線に直交し且つクランク軸の中心軸線を通る直線を、直線L2とする。一般的に、排気管はエンジン本体の前面に接続される。車両を左右方向に見て、触媒層の少なくとも一部は、この直線L2の前方に配置される。そのため、触媒層全体が直線L2の後方に配置される場合に比べて、触媒層は、燃焼室に近い位置に配置される。そのため、触媒層を、燃焼室に近い位置に配置できる。よって、触媒層の熱劣化を防止しつつ、触媒層の活性化に要する時間を短縮できる。
 本発明において、触媒層について、「排ガスを浄化する機能が、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い」とは、以下のことを意味する。例えば、触媒層を通過する前の有害物質の量と、触媒層を通過した後の有害物質の量とを比較して、触媒層を通過する前後での有害物質が減少した割合を算出する。また、触媒層を通過する前のリンの量と、触媒層を通過した後のリンの量とを比較して、触媒層を通過する前後でのリンが減少した割合を算出する。触媒層を通過する前後での有害物質が減少した割合が、触媒層を通過する前後でのリンが減少した割合よりも大きい場合、排ガスを浄化する機能が、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い。
 本発明において、リン化学反応部について、「排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い」とは、以下のことを意味する。例えば、リン化学反応部を通過する前の有害物質の量と、リン化学反応部を通過した後の有害物質の量とを比較して、リン化学反応部を通過する前後での有害物質が減少した割合を算出する。また、リン化学反応部を通過する前のリンの量と、リン化学反応部を通過した後のリンの量とを比較して、リン化学反応部を通過する前後でのリンが減少した割合を算出する。リン化学反応部を通過する前後でのリンが減少した割合が、リン化学反応部を通過する前後での有害物質が減少した割合よりも大きい場合、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い。
 本発明において、「リンと化学反応しにくい機能」とは、以下のことを意味する。例えば、リンバリア層を有しない触媒層を通過する前のリンの量と、リンバリア層を有しない触媒層を通過した後のリンの量とを比較して、リンバリア層を有しない触媒層を通過する前後でのリンが減少した割合を算出する。また、リンバリア層を有する触媒層を通過する前のリンの量と、リンバリア層を有する触媒層を通過した後のリンの量とを比較して、リンバリア層を有する触媒層を通過する前後でのリンが減少した割合を算出する。リンバリア層を有しない触媒層を通過する前後でのリンが減少した割合が、リンバリア層を有する触媒層を通過する前後でのリンが減少した割合よりも大きい場合、リンバリア層がリンと化学反応しにくい機能を有する。
 本発明において、「触媒層の全表面の半分以上」とは、排ガスの流れ方向に沿った方向の触媒層の総表面積における半分以上であることを意味する。
 本発明の鞍乗型車両は、自動二輪車に限定されるものではない。なお、本発明の鞍乗型車両とは、ライダーが鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指している。本発明の鞍乗型車両は、自動二輪車、三輪車、四輪バギー(ATV:All Terrain Vehicle(全地形型車両))、水上バイク、スノーモービル等を含む。鞍乗型車両に含まれる自動二輪車は、スクータ、原動機付き自転車、モペット等を含む。
 本発明において、「エンジンユニットのエンジン本体が、燃焼室を有するシリンダ部を備える」とは、エンジンユニットが単気筒エンジンであることを限定するものではない。本発明のエンジンユニットは、単気筒エンジンであっても、多気筒エンジンであってもよい。請求項1で規定された燃焼室を、第1の燃焼室とする。本発明のエンジンユニットは、第1の燃焼室に加えて、1つまたは複数の第2の燃焼室を有していてもよい。この場合、本発明のエンジンユニットは、多気筒エンジンである。燃焼室の数は特に限定されない。第2の燃焼室は、本発明の燃焼室に置き換えることが可能であってもよく、可能でなくてもよい。第2の燃焼室が複数の場合、一部の第2の燃焼室だけが、本発明の燃焼室に置き換えることが可能であってもよい。第2の燃焼室が複数の場合、全ての第2の燃焼室が、本発明の燃焼室に置き換えることが可能であってもよい。
 本発明において、エンジンユニットの冷却方式は、自然空冷式であってもよい。エンジンユニットの冷却方式は、強制空冷式であってもよい。エンジンユニットの冷却方式は、水冷式であってもよい。
 本発明において、酸素検出部材は、例えば酸素センサである。酸素センサは、酸素濃度が所定の値より上か下かだけを検出するものであってもよく、酸素濃度の値をリニアに検出するものであってもよい。
 本発明において、通路部とは、経路を囲んで経路を形成する壁体等を意味する。また、経路とは対象が通過する空間を意味する。吸気通路部とは、吸気経路を囲んで吸気経路を形成する壁体等を意味する。吸気経路とは、空気が通過する空間を意味する。排気通路部とは、排気経路を囲んで排気経路を形成する壁体等を意味する。排気経路とは、排ガスが通過する空間を意味する。
 本発明において、ある部品の上流端は、ある部品の排ガスの流れ方向の最も上流に位置する端のことである。また、ある部品の下流端は、ある部品の排ガスの流れ方向の最も下流に位置する端のことである。
 本明細書において、リン化学反応部の上流端は、リン化学反応部全体の排ガスの流れ方向の最も上流に位置する端のことである。触媒層の上流端は、触媒層全体の排ガスの流れ方向の最も上流に位置する端のことである。また、リン化学反応部の下流端は、リン化学反応部全体の排ガスの流れ方向の最も下流に位置する端のことである。また、触媒層の下流端は、触媒層全体の排ガスの流れ方向の最も下流に位置する端のことである。
 本明細書において、ある部品の端部とは、部品の端とその近傍部とを合わせた部分を意味する。
 本明細書において、Aの説明においてBの径方向を用いる場合、Bの径方向とは、Aを通るBの径方向のことである。Aの説明においてBの径方向を用いる場合とは、例えば、「AがBの径方向に沿っている」や「AがBの径方向に押圧される」等である。
 本明細書において、特に限定しない限り、直線Aの直線Bに対する傾斜角度とは、直線Aと直線Bのなす角度のうち、小さい方の角度を意味する。この定義は、「直線」に限らず「方向」にも適用される。
 本明細書において、A方向に沿った方向とは、A方向と平行な方向に限らない。A方向に沿った方向とは、A方向に対して±45°の範囲で傾斜している方向を含む。本発明において、A方向に沿った直線とは、A方向と平行な直線に限らない。A方向に沿った直線とは、A方向に対して±45°の範囲で傾斜している直線を含む。なお、A方向は、特定の方向を指すものではない。A方向を、水平方向や前後方向に置き換えることができる。
 本明細書において、AとBがX方向に並ぶとは、以下の状態を示す。X方向に垂直ないずれの方向からAとBを見た場合であっても、AとBの両方がX方向を示す任意の直線上にある状態である。
 また、本明細書において、Y方向から見てAとBがX方向に並ぶとは、以下の状態を示す。Y方向からAとBを見たときに、AとBの両方がX方向を示す任意の直線上にある状態である。Y方向とは異なるW方向からAとBを見たとき、AとBがX方向に並んでいなくてもよい。
 なお、上述の2つの定義において、AとBは、接触していてもよい。また、AとBは、離れていてもよい。AとBの間に、Cが存在していてもよい。
 本明細書において、AがBより前方にあるとは、以下の状態を指す。Aが、Bの最前端を通り前後方向に直交する平面の前方にある状態である。AとBは、前後方向に並んでいてもよく、並んでいなくてもよい。なお、AがBより後方にある、AがBより上方または下方にある、AがBより右方または左方にあるという表現にも、同様の定義が適用される。
 本明細書において、AがBの前にあるとは、以下の状態を指す。AがBより前方にあり、且つ、AとBが前後方向に並んでいる状態である。なお、AがBの後ろにある、AがBの上または下にある、AがBの右または左にあるという表現にも、同様の定義が適用される。
 本明細書において、前後方向と異なる方向であるX方向に見て、AがBの前にあるとは、以下の状態を指す。AがBより前方にあり、且つ、X方向に見て、AとBが前後方向に並んでいる状態である。X方向とは異なるY方向からAとBを見たとき、AとBがX方向に並んでいなくてもよい。なお、X方向に見て、AがBの後ろにある、AがBの上または下にある、AがBの右または左にあるという表現にも、同様の定義が適用される。
 本発明において、含む(including)、有する(comprising)、備える(having)およびこれらの派生語は、列挙されたアイテムおよびその等価物に加えて追加的アイテムをも包含することが意図されて用いられている。
 本発明において、取り付けられた(mounted)、接続された(connected)、結合された(coupled)、支持された(supported)という用語は、広義に用いられている。具体的には、直接的な取付、接続、結合、支持だけでなく、間接的な取付、接続、結合および支持も含む。さらに、接続された(connected)および結合された(coupled)は、物理的または機械的な接続/結合に限られない。それらは、直接的なまたは間接的な電気的接続/結合も含む。
 他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されることはない。
 本明細書において、「好ましい」という用語は非排他的なものである。「好ましい」は、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味する。本明細書において、「好ましい」と記載された構成は、少なくとも、本発明のひとつの観点による構成により得られる上記効果を奏する。また、本明細書において、「してもよい」という用語は非排他的なものである。「してもよい」は、「してもよいがこれに限定されるものではない」という意味である。本明細書において、「してもよい」と記載された構成は、少なくとも、本発明のひとつの観点による構成により得られる上記効果を奏する。
 本発明では、上述した本発明の他の観点による構成を互いに組み合わせることを制限しない。本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されたまたは図面に図示された構成要素の構成および配置の詳細に制限されないことが理解されるべきである。本発明は、後述する実施形態以外の実施形態でも可能である。本発明は、後述する実施形態に様々な変更を加えた実施形態でも可能である。また、本発明は、後述する変形例を適宜組み合わせて実施することができる。
 本発明によれば、排ガスの浄化性能のばらつきを抑制することができる鞍乗型車両を提供することができる。
第1実施形態の自動二輪車の側面図である。 図1の自動二輪車のエンジンユニットの平面図であって、一部を断面で表示した図である。 図1の自動二輪車のエンジンユニットを示す模式図である。 図1の自動二輪車の制御ブロック図である。 図1の自動二輪車のエンジンユニットの排気通路部と上流触媒を示す図であり、(a)は部分断面図であり、(b)は上流触媒の各層の構造を示す概略図であり、(c)は(a)のX-X断面図であってその一部を示す面である。 図5(a)の上流触媒の変形例を示す図であり、(b)は上流触媒の各層の構造を示す概略図であり、(c)は図5(a)のX-X断面図であってその一部を示す面である。 図5(a)の上流触媒の変形例を示す図であり、(b)は上流触媒の各層の構造を示す概略図であり、(c)は図5(a)のX-X断面図であってその一部を示す面である。 第1実施形態の変形例に係る自動二輪車のエンジンユニットの排気通路部と上流触媒を示す図であり、(a)は部分断面図であり、(b)および(c)は上流触媒の各層の構造を示す概略図である。 第2実施形態に係る自動二輪車のエンジンユニットの排気通路部と上流触媒を示す図であり、(a)は部分断面図であり、(b)および(c)は上流触媒の各層の構造を示す概略図である。 (a)および(b)はエンジンユニットの排気通路部と触媒の変形例を示す部分断面図である。 本実施形態の鞍乗型車両を示す模式図である。 本実施形態の触媒層の一例を示す上流触媒の模式的な部分断面図である。 本実施形態の触媒層およびリン化学反応部の一例を示す上流触媒の模式的な部分断面図である。 本実施形態の触媒層およびリン化学反応部の一例を示す上流触媒の模式的な部分断面図である。
 まず、本発明の実施形態について、図11に基づいて説明する。
 鞍乗型車両1は、エンジンユニット11が搭載される。エンジンユニット11は、エンジン本体20と、排気通路部43と、上流触媒46とを備える。エンジン本体20は、燃焼室36を有する。排気通路部43は、大気に排ガスを放出する放出口42eを有する。排気通路部43は、燃焼室36から放出口42eまで排ガスを流す。上流触媒46は、排気通路部43において排ガスの流れ方向の最も上流の触媒である。上流触媒46は、触媒層49を有する。触媒層49は、排ガスを浄化する機能が、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い。触媒層49は、貴金属を含む。
 上流触媒46は、リン付着低減部44を有する。リン付着低減部44は、触媒層49へのリンの付着を低減させる。リン付着低減部44は、リン化学反応部またはリンバリア層のいずれか一方を含む。
 リン化学反応部を有する触媒層49は、排ガスの流れ方向の最大の長さLが、排ガスの流れ方向に直交する最大の長さDよりも長く形成される。リン化学反応部は、触媒層49の少なくとも排ガスの流れ方向における上流端から中央までの部分に配置される。リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い。
 リンバリア層を有する触媒層49は、積層される基材48が金属で形成される。リンバリア層は、触媒層49の全表面の半分以上に配置される。リンバリア層は、リンと化学反応しにくい機能を持つ。
 本実施形態の鞍乗型車両1は、以下の特徴を有する。
 上流触媒46は、燃焼室36に最も近い位置に配置される。そして、上流触媒46の活性化に要する時間を短縮できる。従って、鞍乗型車両1の排ガスの浄化性能を向上させることができる。
 上流触媒46は、リン付着低減部44を有する。リン付着低減部44は、触媒層49へのリンの付着を低減させる。リン付着低減部44は、(A)リン化学反応部、または、(B)リンバリア層のいずれか一方を含む。
 (A)リン化学反応部を有する上流触媒46の触媒層49は、排ガスの流れ方向の最大の長さLが、排ガスの流れ方向に直交する最大の長さDよりも長く形成される。そして、リン化学反応部は、少なくとも、排ガスの流れ方向において触媒層49の上流端から触媒層49の中央までの部分に配置される。つまり、リン化学反応部は、少なくとも触媒層49の排ガスの流れ方向の上流に配置される。リン化学反応部は、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い。リンは触媒層49の排ガスの流れ方向の上流に多く付着する。そのため、リン化学反応部は、触媒層49の排ガスの流れ方向の上流で、排ガスに含まれる多くのリンと化学反応することにより、排ガスに含まれるリンを捕捉することができる。そして、触媒層49にリンが付着することを抑制できる。
 (B)リンバリア層を有する上流触媒46の触媒層49は、積層される基材48が金属で形成される。つまり、基材48がセラミックで形成される場合と比較して、基材48および触媒層49を薄く形成することができる。そして、触媒層49は、全表面の半分以上に配置されたリンバリア層を有する。基材48および触媒層49が薄いため、触媒層49の表面にリンバリア層を形成しやすい。リンバリア層は、リンと化学反応しにくい機能を持つ。リンバリア層は、リンを通過させることができる。そして、触媒層49にリンが付着することを抑制できる。
 これにより、鞍乗型車両1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
(本発明の実施形態の具体例)
 次に、上述した本発明の実施形態の具体例について、説明する。ここでは、本発明の本実施形態の鞍乗型車両1が、自動二輪車である場合を例に挙げて説明する。なお、以下の説明では、上述した本発明の実施形態と同じ部位についての説明は省略する。基本的に、本発明の実施形態の具体例は、上述した本発明の実施形態を全て包含している。以下の説明において、前後方向とは、自動二輪車1の後述するシート9に着座したライダーから見た車両前後方向のことであり、左右方向とは、シート9に着座したライダーから見たときの車両左右方向のことである。車両左右方向は、車幅方向と同じである。なお、本実施形態の図中の矢印F、矢印B、矢印U、矢印D、矢印L、矢印Rは、それぞれ、前方、後方、上方、下方、左方、右方を表している。
(第1実施形態)
 [自動二輪車の全体構成]
 本発明の実施形態の第1の具体例である第1実施形態について、図1~図5および図12~図14を参照しつつ、説明する。まず、本発明の第1実施形態に係る自動二輪車の全体構成について、説明する。図1は、第1実施形態の自動二輪車の側面図である。図2は、第1実施形態の自動二輪車のエンジンユニットの平面図であって、一部を断面で表示した図である。図3は、第1実施形態の自動二輪車のエンジンユニットを示す模式図である。
 第1実施形態の自動二輪車1は、いわゆるスポーツタイプの自動二輪車である。なお、本実施形態のエンジンユニットは、オンロード型のモーターサイクルに適用してもよく、オフロード型のモーターサイクルに適用してもよい。図1に示すように、自動二輪車1は、前輪2と、後輪3と、車体フレーム4を備えている。車体フレーム4は、ヘッドパイプ4aを有する。車体フレーム4は、前後方向に沿って配置される。図1では、前輪2は1つであるが、2つ以上でもよい。図1では、後輪3は1つであるが、2つ以上でもよい。
 ヘッドパイプ4aは、車体フレーム4の前部に配置される。ヘッドパイプ4aには、ステアリングシャフト(図示せず)が回転自在に挿入されている。ステアリングシャフトの上部にはハンドルユニット5が設けられている。ハンドルユニット5は、ハンドルバー12を有する。1本のハンドルバー12の両端には、グリップ13が設けられている。ハンドルユニット5の近傍には、表示装置14が配置されている。表示装置14には、車速、エンジン回転速度、各種の警告などが表示される。
 ステアリングシャフトの下部には、左右一対のフロントフォーク6が支持されている。フロントフォーク6の下端部は、前輪2が回転自在に支持されている。フロントフォーク6は、上下方向の衝撃を吸収するように構成される。車体フレーム4には、一対のスイングアーム7が揺動可能に支持されている。スイングアーム7の後端部は、後輪3を支持している。各スイングアーム7には、リアサスペンション8が取り付けられている。リアサスペンション8の一端部は、スイングアーム7の揺動中心より後方の位置に取り付けられる。リアサスペンション8は、上下方向の衝撃を吸収するように構成される。
 車体フレーム4は、シート9および燃料タンク10を支持する。燃料タンク10は、シート9の前方に配置されている。車体フレーム4は、エンジンユニット11を支持する。エンジンユニット11は、車体フレーム4に直接連結されていても、間接的に連結されていてもよい。エンジンユニット11は、燃料タンク10の下方に配置されている。左右方向に見て、エンジンユニット11は、前輪2の後方で、且つ、後輪3の前方に配置される。車体フレーム4は、バッテリ(図示せず)を支持する。バッテリは、エンジンユニット11を制御するECU(Electronic Control Unit)90(図4参照)や各種センサなどの電子機器に電力を供給する。
[エンジンユニットの構成]
 エンジンユニット11は、自然空冷式のエンジンユニットである。エンジンユニット11は、単気筒エンジンである。エンジンユニット11は、4ストローク式のエンジンである。4ストローク式のエンジンとは、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程(膨張行程)、および排気行程を繰り返すエンジンである。エンジンユニット11は、エンジン本体20と、排気装置40と、動力伝達部60(図2参照)と、を有する。排気装置40は、排気通路部43と、触媒(上流触媒)46と、を有する。また、エンジンユニット11は、上流酸素センサ(上流酸素検出部材)92fを有する。また、エンジンユニット11は、吸気装置50(図3参照)を有する。また、上流触媒46は、リン付着低減部44(図3参照)を有する。上流触媒46は、排気通路部43において排ガスの流れ方向の最も上流の触媒である。
[エンジン本体の構成]
 エンジン本体20は、クランクケース部21と、シリンダ部28と、発電機29と、スタータモータ(図示せず)と、を有する。シリンダ部28は、 シリンダボディ22と、シリンダヘッド23と、ヘッドカバー24とを有する。図2に示すように、クランクケース部21は、クランクケース21aと、クランク軸34と、オイルパン(図示せず)を有する。クランクケース21aとオイルパンは一体成型されてよい。クランクケース21aには、動力伝達部60と、発電機29と、スタータモータが収容される。また、クランクケース21aには、クランク軸34が収容される。クランク軸34は、クランクケース部21に回転可能に支持されている。クランク軸34の中心線Crを、クランク軸線Crという。クランク軸線Crは、左右方向に沿っている。より詳細には、クランク軸線Crは、左右方向と平行である。クランク軸34の左端部には、発電機29が取り付けられる。
 クランクケース21aには、動力伝達部60が収容されている。動力伝達部60は、クランク軸34の右端部に連結されている。なお、図2では、動力伝達部60の一部の構成部品のみを破線で表示している。動力伝達部60は、トランスミッション部61と、クラッチ部62とを有する。トランスミッション部61は、メイン軸63およびドライブ軸64により構成される有段変速機である。クランク軸34とメイン軸63は、クラッチ部62を介して接続されている。クラッチ部62は、クランク軸34からメイン軸63に動力を伝達可能に接続する状態と、切断する状態とを切り換える。
 メイン軸63は、複数の変速ギヤ63aを有する。ドライブ軸64は、複数の変速ギヤ64aを有する。変速ギヤ63aおよび変速ギヤ64aは、所定の変速比になるように、一対のギヤが選択される。選択された一対のギヤは、メイン軸63からドライブ軸64へ動力を伝達可能に噛み合わされる。選択された一対のギヤ以外は、いずれか一方がメイン軸63またはドライブ軸64に対して空転状態である。つまり、選択された一対の変速ギヤのみにより、メイン軸63からドライブ軸64へ動力が伝達される。変速ギヤ63aおよび変速ギヤ64aは、動力伝達機構である。
 ドライブ軸64の左端部は、クランクケース21aから外部に突出している。ドライブ軸64の左端部には、スプロケット67が設けられている。ドライブ軸64のスプロケット67と後輪3のスプロケット(図示せず)に、チェーン68が巻き掛けられている。チェーン68により、ドライブ軸64から後輪3に動力が伝達される。
 オイルパンには、オイルが貯留される。オイルは、リン化合物の含有量が0.08mass%より大きいオイルの使用が指定される。クランクケース部21は、オイルパンに貯留されたオイルを吸い上げるオイルポンプ(図示せず)を有する。オイルポンプで吸い上げられたオイルは、クランクケース部21内を潤滑する。また、クランクケース部21は、後述するシリンダボディ22のチェーン室33bおよびシリンダヘッド23のチェーン室33aと連通する。オイルは、シリンダボディ22のチェーン室33bおよびシリンダヘッド23のチェーン室33a内を循環する。そして、オイルは、シリンダ部28が有するシリンダヘッド23に収容された後述する動弁機構30を潤滑する。エンジン本体20の一部と、トランスミッション部61の一部は、クランクケース部21内に収容される。エンジン本体20の一部は、オイルで潤滑される。トランスミッション部61の一部は、オイルで潤滑される。つまり、エンジン本体20を潤滑するオイルと、トランスミッション部61を潤滑するオイルは、共通のオイルである。エンジン本体20の一部と、クラッチ部62は、クランクケース部21内に収容される。エンジン本体20の一部は、オイルで潤滑される。クラッチ部62は、オイルで潤滑される。つまり、エンジン本体20を潤滑するオイルと、クラッチ部62を潤滑するオイルは、共通のオイルである。なお、エンジン本体20を潤滑するオイルは、エンジン本体20の壁面温度よりも蒸発温度が高いオイルであることが好ましい。
 上述の通り、シリンダ部28は、シリンダボディ22と、シリンダヘッド23と、ヘッドカバー24とを有する。シリンダボディ22は、クランクケース部21の上端部に取り付けられる。シリンダヘッド23は、シリンダボディ22の上端部に取り付けられる。ヘッドカバー24は、シリンダヘッド23の上端部に取り付けられる。シリンダボディ22の表面には、フィン部25が形成される。フィン部25は、シリンダボディ22のほぼ全周に形成されている。シリンダヘッド23の表面には、フィン部26が形成される。フィン部26は、シリンダヘッド23のほぼ全周に形成されている。フィン部25、26は、複数のフィンで構成されている。フィン部25、26は、エンジン本体20で発生した熱を放熱させる。
 シリンダボディ22には、シリンダ孔22aが形成されている。シリンダ孔22a内には、ピストン35が往復移動可能に収容されている。ピストン35はコンロッド35aを介してクランク軸34に連結されている。以下、シリンダ孔22aの中心線を、シリンダ軸線Cyと称する。図1に示すように、シリンダ軸線Cyは、上下方向に沿っている。自動二輪車1を左右方向に見て、シリンダ軸線Cyは、上下方向に対して前後方向に傾斜している。シリンダ軸線Cyは、シリンダ部28が前傾するように傾斜している。つまり、シリンダ軸線Cyは、上方に向かうほど前方に向かうように傾斜している。自動二輪車1を左右方向に見て、シリンダ軸線Cyの上下方向に対する傾斜角度を傾斜角度θcyとする。傾斜角度θcyは0度以上45度以下である。傾斜角度θcyは図1に示す角度に限定されない。
 図2に示すように、シリンダ部28には、燃焼室36が形成される。各燃焼室36は、シリンダヘッド23の下面と、シリンダ孔22aと、ピストン35の上面によって形成される。なお、燃焼室36は、主燃焼室と、主燃焼室につながる副燃焼室とを有する構成であってもよい。図1に示すように、自動二輪車1を左右方向に見て、クランク軸線Crを通り、上下方向と平行な直線を、直線La1とする。自動二輪車1を左右方向に見て、燃焼室36は、直線La1の前方に配置される。つまり、自動二輪車1を左右方向に見て、燃焼室36は、クランク軸線Crよりも前方に配置される。
 図3に示すように、シリンダヘッド23には、シリンダ吸気通路部37と、シリンダ排気通路部38が形成される。なお、本明細書において、通路部とは、経路を形成する構造物を意味する。経路とは、ガスなどが通過する空間を意味する。シリンダヘッド23において、燃焼室36を形成する壁部には、吸気ポート37aおよび排気ポート38aが形成される。1つの燃焼室36に対して設けられる吸気ポート37aおよび排気ポート38aの数は、1つである。1つの燃焼室36に対して設けられる吸気ポート37aの数は2つ以上であってもよい。例えば、1つの燃焼室36に対して2つの吸気ポート37aが設けられる場合、シリンダ吸気通路部37は二股状に形成される。1つの燃焼室36に対して設けられる排気ポート38aの数は2つ以上であってもよい。例えば、1つの燃焼室36に対して2つの排気ポート38aが設けられる場合、シリンダ排気通路部38は二股状に形成される。シリンダヘッド23の後ろの外面には、吸気口37bが形成される。シリンダヘッド23の前の外面には、排気口38bが形成される。シリンダ吸気通路部37は、吸気ポート37aから吸気口37bまで形成される。1つの燃焼室36に対して設けられる吸気口37bおよび排気口38bの数は、1つである。1つの燃焼室36に対して設けられる吸気口37bの数は2つ以上であってもよい。1つの燃焼室36に対して設けられる排気口38bの数は2つ以上であってもよい。シリンダ排気通路部38は、排気ポート38aから排気口38bまで形成される。燃焼室36に供給される空気は、シリンダ吸気通路部37内を通過する。燃焼室36から排出される排ガスは、シリンダ排気通路部38を通過する。
 シリンダ吸気通路部37には吸気弁V1が配置される。シリンダ排気通路部38には排気弁V2が配置される。吸気ポート37aは、吸気弁V1の駆動により開閉される。排気ポート38aは、排気弁V2の駆動により開閉される。シリンダ吸気通路部37の吸気口37bには後述する吸気通路部51が接続される。シリンダ排気通路部38の排気口38bには後述する排気管41が接続される。
 図2に示すように、シリンダヘッド23には、動弁機構30が収容されている。動弁機構30は、吸気弁V1および排気弁V2を開閉駆動させる。動弁機構30は、カム軸31を含んでいる。カム軸31は、左右方向に沿って配置される。カム軸31は、シリンダヘッド23に回転可能に支持されている。シリンダヘッド23には、チェーン室33aが設けられる。シリンダボディ22には、チェーン室33bが設けられる。シリンダヘッド23のチェーン室33aとシリンダボディ22のチェーン室33bは連通している。カム軸31の左端部は、チェーン室33bに配置される。スプロケット32は、カム軸31の左端部に設けられる。また、図示しないが、クランク軸34の左端部にスプロケットが設けられる。スプロケット32と、クランク軸34のスプロケットには、タイミングチェーン(図示せず)が巻き掛けられる。タイミングチェーンは、シリンダヘッド23のチェーン室33aとシリンダボディ22のチェーン室33b内に配置される。タイミングチェーンは、クランク軸34の回転を動弁機構30に伝える。クランク軸34の回転に伴って、カム軸31は回転する。カム軸31が回転することで、吸気弁V1および排気弁V2は開閉駆動される。
 図3に示すように、エンジン本体20は、エンジン回転速度センサ92aと、エンジン温度センサ92c(図4参照)と、を有する。エンジン回転速度センサ92aは、クランク軸34の回転速度、即ち、エンジン回転速度を検出する。エンジン温度センサ92cは、エンジン本体20の温度(シリンダボディ22の温度)を検出する。
[吸気装置の構成]
 以下、第1実施形態の自動二輪車1の吸気装置50について説明する。本明細書の吸気装置50の説明において、上流とは、空気の流れ方向の上流のことである。また、下流とは、空気の流れ方向の下流のことである。
 図3に示すように、吸気装置50は、吸気通路部51を有する。吸気通路部51は、大気に面する大気吸入口51aを有する。大気吸入口51aは、吸気通路部51の上流端に形成される。吸気通路部51には、空気を浄化するエアクリーナ52が設けられる。吸気通路部51の下流端は、シリンダヘッド23の後面に形成された吸気口37bに接続される。大気吸入口51aは大気から空気を吸入する。大気吸入口51aから吸気通路部51に流入した空気は、エンジン本体20に供給される。
 吸気通路部51には、インジェクタ94が配置されている。インジェクタ94は、吸気通路部51内の空気に対して燃料を噴射する。インジェクタ94は、燃料ホース(図示せず)を介して燃料タンク(図示せず)に接続されている。燃料タンクの内部には、燃料ポンプ95(図4参照)が配置されている。燃料ポンプ95は、燃料タンク内の燃料を燃料ホースへ圧送する。
 吸気通路部51内には、スロットルバルブ54が配置される。スロットルバルブ54の開度は、ライダーがアクセルグリップ(図示せず)を回す操作をすることで変更される。
 吸気通路部51には、スロットル開度センサ(スロットルポジションセンサ)92bと、吸気圧センサ92dと、吸気温センサ92eが設けられる。スロットル開度センサ92bは、スロットルバルブ54の位置を検出することにより、スロットル開度を表す信号を出力する。スロットル開度とは、スロットルバルブ54の開度である。吸気圧センサ92dは、吸気通路部51の内部圧力を検出する。吸気温センサ92eは、吸気通路部51内の空気の温度を検出する。
[排気装置の構成]
 以下、第1実施形態の自動二輪車1の排気装置40について説明する。本明細書の排気装置40の説明において、上流とは、排ガスの流れ方向の上流のことである。また、下流とは、排ガスの流れ方向の下流のことである。
 図1および図3に示すように、排気装置40は、排気通路部43と、触媒46と、を有する。つまり、エンジンユニット11は、排気通路部43と、触媒46と、を有する。排気通路部43は、前述のシリンダ排気通路部38と、排気管41と、消音器42と、ケーシング47を含む。消音器42は、大気に面する放出口42eを有する。排気通路部43は、燃焼室36から放出口42eに至るまで、排ガスを流す空間を形成する構造物である。
 排気管41は、上流排気管41aと下流排気管41bを有する。上流排気管41aは、ケーシング47より上流に配置される。下流排気管41bは、ケーシング47より下流に配置される。上流排気管41aの上流端部は、シリンダ排気通路部38に接続される。なお、上流排気管41aの上流端部は、シリンダ排気通路部38の中に挿入されて配置されても良い。上流排気管41aの上流端には、排ガスが流入する。下流排気管41bの下流端部は、消音器42に挿入されて、消音器42内に配置される。なお、図3では、簡略化のために上流排気管41aと下流排気管41bを一直線状に描いているが、上流排気管41aと下流排気管41bは一直線状ではない。
 排気通路部43の燃焼室36から上流触媒46の間には、上流酸素センサ92fが配置される。具体的には、上流排気管41aには、上流酸素センサ92fが配置される。上流酸素センサ92fは、上流酸素センサ92fは、上流排気管41aを通過する排ガスの酸素濃度を検出する。なお、上流酸素センサ92fは、リニアA/Fセンサであってもよい。リニアA/Fセンサは、排ガスの酸素濃度に応じたリニアな検出信号を出力する。言い換えると、リニアA/Fセンサは、排ガス中の酸素濃度の変化を連続的に検出する。
 消音器42には、下流排気管41bの下流端部から排出された排ガスが流入する。消音器42は、排ガスの脈動波を抑制するように構成されている。それにより、消音器42は、排ガスによって生じる音(排気音)の音量を低減できる。消音器42内には、複数の膨張室と、膨張室同士を連通する複数のパイプが設けられている。下流排気管41bの下流端は、消音器42の膨張室内に配置されている。なお、下流排気管41bの下流端は、消音器42の上流端に接続されても良い。消音器42の下流端には、放出口42eが設けられている。消音器42を通過した排ガスは、放出口42eから大気へ放出される。図2に示すように、放出口42eは、クランク軸線Crよりも後方に位置する。消音器42は、接続部材42cを介して車体フレーム4に支持される。なお、消音器42は、エンジン本体20に支持されていてもよい。
 図3に示すように、ケーシング47は、排気通路部43に含まれる。ケーシング47の上流端は、上流排気管41aに接続される。ケーシング47の下流端は、下流排気管41bに接続されている。ケーシング47は、筒状に形成される。
 ケーシング47は、触媒配置通路部47bと、上流通路部47aと、下流通路部47cとを有する。触媒配置通路部47b内には、触媒46が配置される。排ガスの流れ方向において、触媒配置通路部47bの上流端および下流端は、触媒46の上流端および下流端とそれぞれ同じ位置である。なお、ここでいう同じ位置とは、近傍の位置を含む意味である。触媒配置通路部47bの排ガスの流れ方向に直交する断面の面積は、排ガスの流れ方向においてほぼ一定である。上流通路部47aは、触媒配置通路部47bの上流端に接続されている。下流通路部47cは、触媒配置通路部47bの下流端に接続されている。
 上流通路部47aは、少なくとも一部が、テーパー状に形成されている。このテーパー部は、下流に向かって内径が大きくなっている。下流通路部47cは、少なくとも一部が、テーパー状に形成されている。このテーパー部は、下流に向かって内径が小さくなっている。触媒配置通路部47bの排ガスの流れ方向に直交する断面の面積をS1とする。排気管41の排ガスの流れ方向に直交する断面の面積をS2とする。面積S2は、面積S1よりも小さい。
 上流触媒46は、触媒配置通路部47bの内部に固定されている。つまり、上流触媒46は、排気通路部43内に配置される。排ガスは、上流触媒46を通過することで浄化される。上流触媒46の温度が所定の温度よりも低い場合、上流触媒46は不活性状態であって浄化性能を発揮しない。上流触媒46の温度が所定の活性温度以上の場合に、上流触媒46は活性状態となって浄化性能を発揮する。上流触媒46は、排ガスの流れ方向の最も上流の触媒である。上流触媒46は、自動二輪車1を左右方向に見て、前後方向に配置される排気通路部43の中で最も前方に配置される前触媒ともいえる。燃焼室36の排気ポート38aから排出された全ての排ガスは、上流触媒46を通過する。
 上流触媒46は、いわゆる三元触媒である。三元触媒とは、排ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物の3物質を酸化または還元することで除去する。三元触媒は、酸化還元触媒の1種である。
 上流触媒46について、図3および図5に基づいて、詳細に説明する。図5(a)は図1のエンジンユニットの排気通路部と上流触媒の部分断面図である。図5(b)は上流触媒の各層の構造を示す概略図である。図5(c)は(a)のX-X断面図であってその一部を示す面である。図5(a)に示すように、上流酸素センサ92fは、上流排気管41aに配置されている。触媒46は、ケーシング47に配置されている。上流酸素センサ92fは、排気通路部43の触媒46よりも上流に配置される。
 図5(b)、(c)に示すように、上流触媒46の各層は、基材48と、触媒層49と、を有する。基材48は、金属製の基材である。基材48は、耐熱性材料からなることが好ましい。基材48は、多孔構造体である。多孔構造体は、排ガスの流れ方向に貫通する多数の孔を有する。具体的には、基材48は、金属製の波板48aと金属製の平板48bを有する。例えば、波板48aおよび平板48bは、耐熱合金を用いた厚み数十μmの金属箔である。基材48は、波板48aと平板48bを交互に重ねて巻回することで、円筒形に形成される。基材48は、円筒形の触媒配置通路部47bに挿入される。基材48には、波板48aと平板48bとで仕切られた多数のセル46aが形成される。セル46aは、孔である。セル46aの長手方向に直交する断面の形状は、波板48aと平板48bとが当接する3か所の部分を頂点とする略三角形の形状である。上流触媒46は、セル46aの長手方向が排ガスの流れ方向に沿うように、触媒配置通路部47b内に配置される。セル46aは、排ガスの流れ方向の上流から下流まで貫通している。セル46aの排ガスの流れ方向に直交する方向の断面の最大幅は、排ガスの流れ方向の長さより十分に小さい。上流触媒46に流入した排ガスは、セル46aを通過する。
 触媒層49は、基材48の表面に積層されて設けられる。つまり、触媒層49は、波板48aと平板48bの表面に積層して設けられる。図12(a)は、触媒層49の一例を示す上流触媒46の模式的な部分断面図である。なお、触媒層49の構成は図12(a)に示す構成に限らない。触媒層49は、担体49aと貴金属49bからなる貴金属層49bを有する。担体49aは、貴金属層49bの層と基材48の間に設けられる。担体49aは、基材48に貴金属49bを付着させるために設けられている。担体49aは、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア化合物などの無機酸化物で形成される。担体49aは、排ガスを浄化する作用を有する物質を含んでいてもよい。担体49aは、貴金属を含まない。担体49aは、例えば、ウォッシュコートと呼ばれる塗装法によって、セル46aの表面に形成される。ウォッシュコートにより、例えば、ポーラスなγ?アルミナ層からなる担体49aが形成される。貴金属層49bは、担体49aの表面に分散して形成される。貴金属49bとしては、例えば、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、金、銀、オスミウム、イリジウムなどが挙げられる。これらの貴金属49bは、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のいずれかを除去する。貴金属49bは、担体49aに付着している。貴金属49bは、貴金属合金の形態で触媒層49に含まれていてもよい。貴金属49bは、担体49aに直接付着していてもよく、貴金属以外の物質を介して担体49aに付着していてもよい。貴金属49bは、担体49aと化学的に結合していてもよい。貴金属49bは、担体49aの微細孔をほとんど塞がない。触媒層49は、例えば、以下のように形成される。具体的には、例えば、基材48に担体49aを形成した後、担体49aの表面に貴金属49bを含む溶液を塗布する。または、担体49aが形成された基材48を、貴金属49bを含む溶液に浸漬する。そのようにして、担体49aの表面層に貴金属49bを浸み込ませて、触媒層49を形成してもよい。貴金属層49bの貴金属49bが、排ガスを浄化する。つまり、排ガスは、セル46aを通過する際に、貴金属層49bと接触して浄化される。より詳細には、触媒層49と排ガスとの反応は、排ガスと触媒層49との界面のみならず、触媒層49の内部においても進行する。触媒層49は、その内部で進行する上記反応を活用するため、一定の厚さ(例えば、5~30μm程度の厚さ)で形成される。つまり、触媒層49は、貴金属49bを含む。触媒層49は、排ガスを浄化する機能が、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い。
 触媒層49は、その表面にリン付着低減部44を有する。リン付着低減部44は、触媒層49へのリンの付着を低減させる。リン付着低減部44は、貴金属層49bの表面に積層して設けられる。リン付着低減部44は、リン反応物質44a(図14参照)で構成されるリン化学反応部44である。リン反応物質44aは、排ガスに含まれるリンと化学反応する物質である。リン化学反応部44は、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い。
 リン反応物質44aは、排ガスに含まれるリンと化学反応することにより、リンを吸着する物質であるリン吸着物質である。リン反応物質は、例えば、等電点が3より大きい金属酸化物である。より具体的には、リン反応物質44aは、U、Mn、Sn、Ti、Fe、Zr、Ce、Al、Y、Zn、La、Mgから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物である。ここで、排ガス中のリン化合物は、等電点が1付近のリン酸として存在していると考えられている。従って、等電点が3より大きい金属酸化物は、リン化合物と金属酸化物との等電点の差が大きいため、リン化合物は金属酸化物に吸着されやすくなる。つまり、これらのリン反応物質44aは、金属酸化物の等電価の作用により、リンを吸着させる。また、リン反応物質44aは、リンとの反応性が高い物質であってもよい。具体的には、リン反応物質44aはBa、Sr、Ca、La、Pr、Na、Zrから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物であっても良い。
 または、図6(a)、(b)に示すように、上流触媒46の各層は、基材48と、触媒層49と、を有しても良い。図12(b)は、触媒層49の一例を示す上流触媒46の模式的な部分断面図である。なお、触媒層49の構成は図12(b)に示す構成に限らない。担体49aは、基材48に貴金属を付着させるために設けられている。触媒層49は、基材48の表面に積層して設けられる。担体49aは、その内部に分散された貴金属49bを基材48に付着させるために設けられている。図12(b)の例では、触媒層49は、担体49aの内部と表面に貴金属49bが分散された構造を有する。具体的には、例えば、担体49aを構成する材料と貴金属49bとを含む溶液に、基材48を浸漬させることで、触媒層49を形成してもよい。なお、この場合、貴金属49bは担体49aの内部だけでなく、触媒層49の表面上にも存在してもよい。触媒層49内の貴金属49bが、排ガスを浄化する。なお、触媒層49は、担体49aの内部のみに貴金属49bが分散された構造を有してよい。つまり、担体49aの表面上に貴金属49bが配置されていなくてもよい。
 図6に示すように、触媒層49は、その表面にリン化学反応部44を有する。リン化学反応部44は、触媒層49の、少なくとも排ガスの流れ方向の上流端から中央までの部分に形成される。図6に示すリン化学反応部44は、触媒層49の表面にリン反応物質が積層して構成される。図13(a)、図13(b)は、触媒層49およびリン化学反応部44の2つの例を示す上流触媒46の模式的な部分断面図である。なお、触媒層49およびリン化学反応部44の構成は図13(a)、図13(b)に示す構成に限らない。図13(a)、図13(b)に示すように、触媒層49は、担体49aと、貴金属49bを有する。リン化学反応部44は、リン反応物質44aを有する。
 図13(a)に示すように、リン反応物質44aおよび貴金属49bは、触媒層49の表面層にのみ配置されていてもよい。具体的には、例えば、基材48に担体49aを形成した後、担体49aの表面にリン反応物質44aおよび貴金属49bを含む溶液を塗布する。または、担体49aが形成された基材48を、リン反応物質44aおよび貴金属49bを含む溶液に浸漬する。そのようにして、担体49aの表面層にリン反応物質44aおよび貴金属49bを浸み込ませて、リン化学反応部44および触媒層49を形成してもよい。また、図13(b)に示すように、リン反応物質44aは、触媒層49の表面層にのみ配置され、貴金属49bは、担体49aの内部に分散して配置されていてもよい。具体的には、例えば、担体49aを構成する材料と貴金属49bとを含む溶液に、基材48を浸漬させることで、触媒層49を形成してもよい。なお、この場合、貴金属49bは担体49aの内部だけでなく、触媒層49の表面上にも存在してもよい。その後、触媒層49の表面にリン反応物質44aを含む溶液を塗布する。または、触媒層49を、リン反応物質44aを含む溶液に浸漬する。なお、リン反応物質44aは、触媒層49の表面層にのみ配置され、貴金属49bは、担体49aの内部にのみ配置されていてもよい。つまり、担体49aの表面上に貴金属49bが配置されていなくてもよい。
 または、図7に示すように、触媒層49は、その内部にリン化学反応部44を有してもよい。リン化学反応部44は、触媒層49の、少なくとも排ガスの流れ方向の上流端から中央までの部分に形成される。図7に示すリン化学反応部44は、触媒層49内にリン反応物質44aが分散されて構成される。つまり、触媒層49の担体49a(図14参照)は、その内部に分散されたリン反応物質44aを付着させる。図14(a)、図14(b)は、触媒層49およびリン化学反応部44の2つの例を示す上流触媒46の模式的な部分断面図である。なお、触媒層49およびリン化学反応部44の構成は図14(a)、図14(b)に示す構成に限らない。図14(a)、図14(b)に示すように、触媒層49は、担体49aと、貴金属49bを有する。リン化学反応部44は、リン反応物質44aを有する。
 図14(a)に示すように、リン反応物質44aは、担体49aの内部に分散して配置され、貴金属49bは、触媒層49の表面層にのみ配置されていてもよい。具体的には、例えば、担体49aを構成する材料とリン反応物質44aとを含む溶液に、基材48を浸漬させることで、基材48に担体49aおよびリン化学反応部44を形成してもよい。その後、担体49aおよびリン化学反応部44の表面に貴金属49bを含む溶液を塗布する。または、担体49aおよびリン化学反応部44が形成された基材48を、貴金属49bを含む溶液に浸漬する。そのようにして、担体49aおよびリン化学反応部44の表面層に貴金属49bを浸み込ませて、触媒層49を形成してもよい。また、図14(b)に示すように、リン反応物質44aおよび貴金属49bは、担体49aの内部に分散して配置されていてもよい。具体的には、例えば、担体49aを構成する材料と貴金属49bとリン反応物質44aとを含む溶液に、基材48を浸漬させることで、触媒層49およびリン化学反応部44を形成してもよい。なお、この場合、リン反応物質44aおよび貴金属49bは担体49aの内部だけでなく、触媒層49の表面上にも存在してもよい。なお、リン反応物質44aは、触媒層49の内部に分散して配置され、貴金属49bは、担体49aの内部にのみ配置されていてもよい。つまり、担体49aの表面上に貴金属49bが配置されていなくてもよい。また、リン反応物質44aおよび貴金属49bは、担体49aの内部にのみ配置されていてもよい。つまり、担体49aの表面上にリン反応物質44aおよび貴金属49bが配置されていなくてもよい。
 図3、図5(a)に示すように、上流触媒46の排ガスの流れ方向の最大の長さをLとする。つまり、長さLは、触媒層49の排ガスの流れ方向の最大の長さである。ここでいう長さLは、触媒層49の一層のみの排ガスの流れ方向の長さを意味していない。長さLは、触媒層49全体の排ガスの流れ方向の長さを意味している。上流触媒46の排ガスの流れ方向に直交する方向の最大の長さをDとする。つまり、長さDは、触媒層49の排ガスの流れ方向に直交する方向の最大の長さである。長さLは、長さDより長い。つまり、触媒層49の排ガスの流れ方向の最大の長さLは、触媒層49の排ガスの流れ方向に直交する方向の最大の長さDより長い。上流触媒46の排ガスの流れ方向に直交する断面の形状は、例えば円形状である。なお、上流触媒46の排ガスの流れ方向に直交する断面の形状は、上下方向長さよりも左右方向長さが長い楕円形状であってもよい。
 また、図5(a)、図5(b)、図6(a)、図7(a)に示すように、リン化学反応部44の上流端からリン化学反応部44の下流端までの排ガスの流れ方向の最大の長さをL1とする。長さL1は、リン化学反応部44の排ガスの流れ方向の長さである。リン化学反応部44は、排ガスの流れ方向の上流端が、触媒層49の排ガスの流れ方向の上流端と同じ位置である。ここで、図5(b)、図6(a)、図7(a)に示すように、上流触媒46を形成する基材48または触媒層49の排ガスの流れ方向の長さは、上流触媒46の排ガスの流れ方向の長さと同じ長さLである。また、図3および図5(a)では、上流触媒46のリン化学反応部44が設けられる部分を、符号44で示すとともに、長さL1で示している。長さL1は、上流触媒の長さLより短い。リン化学反応部44の排ガスの流れ方向の下流端は、触媒層49の排ガスの流れ方向の中央から下流端までの間に配置される。例えば、長さL1は、上流触媒46の長さDより短くてよい。
 図1に示すように、自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46は、エンジン本体20の下方にある。自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46は、直線La1を跨いで配置される。自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46の一部は、クランク軸線Crよりも前方に配置されている。また、自動二輪車1を左右方向から見て、上流触媒46は、シリンダ軸線Cyの前方(下方)に配置される。自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46の一部は、クランク軸線Crよりも後方に配置される。自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46全体が、クランク軸線Crよりも前方に配置されてもよい。つまり、自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46は、エンジン本体20の前方に配置されてもよい。自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46の少なくとも一部は、クランク軸線Crよりも前方に配置されることが好ましい。これにより、上流触媒46は、燃焼室36により近い位置に配置される。そして、上流触媒46の活性化に要する時間をより短縮できる。なお、自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46全体は、クランク軸線Crの後方に配置されても良い。また、自動二輪車1を左右方向に見て、上流触媒46は、シリンダ軸線Cyよりも後方(上方)に配置されても良い。自動二輪車1を左右方向に見て、シリンダ軸線Cyに直交し、且つ、クランク軸線Crを通る直線を、直線La2とする。自動二輪車1を左右方向から見て、上流触媒46は、直線La2の後方(下方)に配置される。また、自動二輪車1を左右方向から見て、上流触媒46は、直線La2の前方(上方)に配置されても良い。この場合、上流触媒46は、燃焼室36に更に近い位置に配置される。そして、上流触媒46の活性化に要する時間を更に短縮できる。
[エンジンユニットの制御]
 次に、第1実施形態のエンジンユニット11の制御の一例について説明する。図4は、第1実施形態の自動二輪車の制御ブロック図である。
 エンジンユニット11は、図3に示すように、エンジン回転速度センサ92a、スロットル開度センサ92b(スロットルポジションセンサ)、エンジン温度センサ92c(図4参照)、吸気圧センサ92d、吸気温センサ92e、上流酸素センサ92fを有する。エンジン回転速度センサ92aは、クランク軸34の回転速度、即ち、エンジン回転速度を検出する。スロットル開度センサ92bは、スロットルバルブ54の位置を検出することにより、スロットルバルブ54の開度を検出する。以下、スロットルバルブ54の開度を、スロットル開度という。エンジン温度センサ92cは、エンジン本体20の温度を検出する。吸気圧センサ92dは、吸気通路部51内の圧力)を検出する。吸気温センサ92eは、吸気通路部51内の空気の温度を検出する。上流酸素センサ92fは、排気通路部43を通過する排ガスの酸素濃度を検出する。
 エンジンユニット11は、図4に示すように、エンジン本体20の制御を行うECU90を備えている。ECU90は、エンジン回転速度センサ92a、エンジン温度センサ92c、スロットル開度センサ92b、吸気圧センサ92d、吸気温センサ92e、上流酸素センサ92f、車速センサ等の各種センサと接続されている。また、ECU90は、イグニッションコイル93、インジェクタ94、燃料ポンプ95、表示装置14(図1参照)等と接続されている。ECU90は、制御部91aと、作動指示部91bとを有する。作動指示部91bは、イグニッション駆動回路91cと、インジェクタ駆動回路91dと、ポンプ駆動回路91eとを備えている。
 イグニッション駆動回路91c、インジェクタ駆動回路91d、および、ポンプ駆動回路91eは、制御部91aからの信号を受けて、イグニッションコイル93、インジェクタ94、燃料ポンプ95をそれぞれ駆動する。イグニッションコイル93が駆動されると、点火プラグで火花放電が生じて混合ガスが点火される。燃料ポンプ95は、燃料ホースを介してインジェクタ94に接続されている。燃料ポンプ95が駆動されると、燃料タンク(図示せず)内の燃料がインジェクタ94へ圧送される。
 制御部91aは、例えばマイクロコンピュータである。制御部91aは、上流酸素センサ92fの信号、エンジン回転速度センサ92a等の信号に基づいて、イグニッション駆動回路91c、インジェクタ駆動回路91d、および、ポンプ駆動回路91eを制御する。制御部91aは、イグニッション駆動回路91cを制御することで、点火のタイミングを制御する。制御部91aは、インジェクタ駆動回路91dおよびポンプ駆動回路91eを制御することで、燃料噴射量を制御する。
 燃焼効率と、後述する触媒46の浄化効率を高めるには、燃焼室36内の混合気の空燃比は、理論空燃比(ストイキオメトリ)であることが好ましい。制御部91aは、必要に応じて、燃料噴射量を増減させる。
 以下、制御部91aによる燃料噴射量の制御(燃焼制御)の一例について説明する。
 制御部91aは、まず、エンジン回転速度センサ92a、スロットル開度センサ92b、エンジン温度センサ92c、吸気圧センサ92dの信号に基づいて、基本燃料噴射量を算出する。具体的には、スロットル開度およびエンジン回転速度に対して吸入空気量を対応付けたマップと、吸気圧およびエンジン回転速度に対して吸入空気量を対応付けたマップを用いて、吸入空気量を求める。そして、マップから求められた吸入空気量に基づいて、目標空燃比を達成できる基本燃料噴射量を決定する。スロットル開度が小さい場合には、吸気圧およびエンジン回転速度に対して吸入空気量を対応付けたマップを使用する。一方、スロットル開度が大きい場合には、スロットル開度およびエンジン回転速度に対して吸入空気量を対応付けたマップを使用する。
 また、制御部91aは、上流酸素センサ92fの信号に基づいて、基本燃料噴射量を補正するためのフィードバック補正値を算出する。具体的には、まず、上流酸素センサ92fの信号に基づいて、混合気がリーンであるかリッチであるかを判定する。なお、リッチとは、理論空燃比に対して燃料が過剰な状態をいう。リーンとは、理論空燃比に対して空気が過剰な状態をいう。制御部91aは、混合気がリーンであると判定すると、次回の燃料噴射量が増えるようにフィードバック補正値を算出する。一方、制御部91aは、混合気がリッチであると判定すると、次回の燃料噴射量が減るようにフィードバック補正値を求める。
 また、制御部91aは、エンジン温度、外気温度、外気圧等に基づいて、基本燃料噴射量を補正するための補正値を算出する。さらに、制御部91aは、加速時および減速時の過渡特性に応じた補正値を算出する。
 制御部91aは、基本燃料噴射量と、フィードバック補正値などの補正値に基づいて、燃料噴射量を算出する。こうして求められた燃料噴射量に基づいて、燃料ポンプ95およびインジェクタ94が駆動される。このように、ECU90は、上流酸素センサ92fの信号を処理する。また、ECU90は、上流酸素センサ92fの信号に基づいて、燃焼制御を行う。
 以上、第1実施形態の自動二輪車1の構成について説明した。第1実施形態の自動二輪車1は以下の特徴を有する。
 自動二輪車1は、エンジンユニット11が搭載される。エンジンユニット11は、エンジン本体20、排気通路部43、および、上流触媒46を有する。エンジン本体20は、燃焼室36を有するシリンダ部28を備える。排気通路部43は、大気に排ガスを放出する放出口42eを有する。排気通路部43は、燃焼室36から放出口42eまで排ガスを流す。上流触媒46は、触媒層49を有する。上流触媒46は、排気通路部43において排ガスの流れ方向の最も上流の触媒である。上流触媒46は、貴金属を含む触媒層49を有する。上流触媒46の触媒層49は、排ガスを浄化する機能が、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い。つまり、上流触媒46は、燃焼室36に最も近い位置に配置される。そして、上流触媒46の活性化に要する時間を短縮できる。従って、自動二輪車1の排ガスの浄化性能を向上させることができる。
 また、上流触媒46は、リン付着低減部44を有する。リン付着低減部44は、触媒層49へのリンの付着を低減させる。リン付着低減部44は、リン化学反応部44である。リン化学反応部44を有する上流触媒46の触媒層49は、上流触媒46の排ガスの流れ方向の長さLが、排ガスの流れ方向に直交する長さDよりも長く形成される。上流触媒46が同じ容量である場合、長さLを長くすることにより、上流触媒46の断面積を縮小することができる。つまり、上流触媒46が同じ容量である場合、長さLを長くすることにより、長さDを短くすることができる。これにより、上流触媒46をエンジン本体20の下方に配置する場合であっても、自動二輪車1の上下方向の大型化を抑制することができる。また、上流触媒46をエンジン本体20の前方に配置する場合であっても、自動二輪車1の前後方向の大型化を抑制することができる。
 また、触媒層49は、その少なくとも一部に、リンを捕捉する機能を持つリン化学反応部44を有する。リン化学反応部44は、少なくとも、排ガスの流れ方向において触媒層49の上流端から触媒層49の中央までの部分に配置される。つまり、リン化学反応部44は、少なくとも触媒層49の排ガスの流れ方向の上流に配置される。リン化学反応部44は、排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、排ガスを浄化する機能よりも高い。リンは触媒層49の排ガスの流れ方向の上流に多く付着する。そのため、リン化学反応部44は、触媒層49の排ガスの流れ方向の上流で、排ガスに含まれる多くのリンと化学反応することにより、排ガスに含まれるリンを捕捉する。そして、上流触媒46にリンが付着することを抑制できる。これにより、第1実施形態の自動二輪車1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 更に、運転時間と共に、上流触媒46に徐々にリンが付着すると、上流触媒46の活性化に要する時間が徐々に長くなる。一方、リン化学反応部44が、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉することにより、上流触媒46にリンが付着するのを遅らせることができる。そして、リン化学反応部44が配置されていない場合と比較して、上流触媒46の活性化に要する時間を短縮することができる。つまり、リン化学反応部44を設けることで、上流触媒46の浄化性能の低下を抑制することができる。また、リン化学反応部44を設けることで、上流触媒46のレイアウトの自由度を高めることができる。そして、上流触媒46のレイアウトの自由度を高めることで、上流触媒46を、自動二輪車1の大型化に影響が小さい位置に配置することができる。更に、上流触媒46のレイアウトの自由度を高めることで、上流触媒46を、活性化に要する時間を短縮できる位置に配置することができる。従って、第1実施形態の自動二輪車1は、上流触媒46のレイアウトの設計自由度を高めることで、上流触媒46の活性化に要する時間を短縮できると共に、上流触媒46の浄化性能の低下を抑制し、自動二輪車1の大型化を抑制することができる。
 また、リン化学反応部44は、排ガスに含まれるリンと化学反応するリン反応物質44aで構成される。そして、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンは、リン化学反応部44でリン反応物質44aと化学反応する。リン反応物質44aは、例えば、リンを吸着させる物質である。この場合、排ガス中のリンがリン反応物質44aと化学反応することにより排ガスに含まれるリンが吸着される。リン反応物質44aは、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンと化学反応することにより、リンを捕捉することができる。つまり、リン反応物質44aは、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層49に付着することを抑えることができる。これにより、自動二輪車1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 また、リン反応物質44aは、触媒層49の表面にのみ配置されるか、触媒層49の内部に分散して配置されか、触媒層49の内部にのみ配置される。これにより、リン化学反応部44を様々な製法で構成することができる。
 また、リン反応物質44aは、U、Mn、Sn、Ti、Fe、Zr、Ce、Al、Y、Zn、La、Mgから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物である。これらのリン反応物質44aは、等電点が3より大きい金属酸化物である。排ガス中のリン化合物は、等電点が1付近のリン酸として存在していると考えられている。等電点が3より大きい金属酸化物は、リン化合物と金属酸化物との等電点の差が大きいため、リン化合物は金属酸化物に吸着されやすくなる。これらのリン反応物質44aは、金属酸化物の等電価の作用により、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンを吸着させることができる。つまり、これらのリン反応物質44aは、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層49に付着することを抑えることができる。これにより、自動二輪車1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 また、リン反応物質44aは、Ba、Sr、Ca、La、Pr、Na、Zrから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物である。これらのリン反応物質44aは、リンとの反応性が高い物質である。よって、リン反応物質44aは、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンをより捕捉することができる。つまり、これらのリン反応物質44aは、排ガス中に多く含まれるリンが触媒層49に付着することを抑えることができる。これにより、自動二輪車1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 エンジンユニット11は、リン化合物の含有量が0.08mass%より大きいオイルの使用が指定されるエンジンユニットである。鞍乗型車両のエンジンユニットは、四輪車のエンジンユニットに比べて、リン化合物の含有量が多いオイルの使用が指定される。つまり、鞍乗型車両である自動二輪車1のエンジンユニット11は、四輪車に比べて、リンが多く含まれる排ガスを排出する。リン化学反応部44が、排ガスに含まれるリンと化学反応をするため、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉する。これにより、四輪車に比べて、リンが多く含まれる排ガスを排出する自動二輪車1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 エンジンユニット11は、トランスミッション部61を更に備える。また、エンジン本体20を潤滑するオイルおよびトランスミッション部61を潤滑するオイルが、共通のオイルである。鞍乗型車両は、エンジン本体を潤滑するオイルおよびトランスミッション部を潤滑するオイルが、共通のオイルである場合が多い。一方、自動車は、エンジン本体を潤滑するオイルおよびトランスミッション部を潤滑するオイルが、共通のオイルではない場合が多い。つまり、鞍乗型車両である自動二輪車1は、自動車と比較して、排気量当たりのオイルの使用量が多い。そして、鞍乗型車両である自動二輪車1は、自動車と比較して、排気量当たりの排ガスに含まれるリンの含有量が多くなる。更に、トランスミッション部61は、動力伝達機構である変速ギヤ63a、64aを用いて動力を伝達する。変速ギヤ63a、64aの磨耗を防ぐために、トランスミッション部61を潤滑するオイルには、添加剤として、リン化合物が多く必要となる。つまり、エンジン本体20を潤滑するオイルにも、リン化合物が多く含まれる。従って、エンジンユニット11は、リンが多く含まれる排ガスを排出する。リン化学反応部44は、排ガスに含まれるリンと化学反応をするため、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉する。そのため、自動車と比較して、排気量当たりの排ガスに含まれるリンの含有量が多い自動二輪車1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 エンジンユニット11は、クラッチ部62を更に備える。そして、エンジン本体20を潤滑するオイルおよびクラッチ部62を潤滑するオイルが、共通のオイルである。鞍乗型車両である自動二輪車1は、自動車と異なり、エンジン停止時にも移動ができるように、クラッチ部62を有する。また、鞍乗型車両は、エンジン本体を潤滑するオイルおよびクラッチ部を潤滑するオイルが、共通のオイルである場合が多い。鞍乗型車両である自動二輪車1は、自動車と異なり、クラッチ部62が滑りやすいオイルは使用されない。リン化合物の含有量が少ないオイルは、クラッチ部が滑りやすいオイルである場合が多い。自動車で使用されるリン化合物の含有量が少ないオイルは、鞍乗型車両である自動二輪車1では使用されない。つまり、鞍乗型車両である自動二輪車1のエンジンユニット11は、自動車のエンジンユニットに比べて、リン化合物の含有量が多いオイルが使用される。つまり、鞍乗型車両である自動二輪車1は、自動車に比べて、リンが多く含まれる排ガスを排出する。リン化学反応部44は、排ガスに含まれるリンと化学反応をするため、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉する。これにより、自動車に比べて、リンが多く含まれる排ガスを排出する自動二輪車1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 エンジンユニット11は、自然空冷式のエンジンユニットである。自然空冷式のエンジンユニット11は、燃焼室36の温度が高い。つまり、自然空冷式のエンジンユニット11は、強制空冷式のエンジンユニットや水冷式のエンジンユニットと比べて、オイルに含まれるリン化合物が燃焼室36で多く分解される。そして、自然空冷式のエンジンユニットは、強制空冷式のエンジンユニットや水冷式のエンジンユニットと比べて、多くのリンが含まれる排ガスが排出される。リン化学反応部44は、排ガスに含まれるリンと化学反応をするため、上流触媒46を通過する排ガスに含まれるリンを捕捉する。これにより、自然空冷式のエンジンユニット11を有する自動二輪車1であっても、排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 エンジン本体20を潤滑するオイルは、エンジン本体20の壁面温度よりも蒸発温度が高いオイルである。エンジン本体20を潤滑するオイルに含まれるリン化合物が燃焼室36で分解する量を抑えることができる。そして、排ガスに含まれるリンの量を抑制することができる。これにより、自動二輪車1の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
(第1実施形態の変形例)
 次に、本発明の第1実施形態の変形例に係る自動二輪車について、図8に基づいて説明する。但し、上記第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いてその説明を省略する。図8(a)は、第1実施形態の変形例に係る自動二輪車のエンジンユニットの排気通路部と上流触媒を示す部分断面図である。図8(b)および図8(c)は上流触媒の各層の構造を示す概略図である。第1実施形態の変形例に係る自動二輪車のエンジンユニットは、第1実施形態に係る自動二輪車のエンジンユニット11と、排気通路部43および上流触媒46の構成が異なる。排気通路部43および上流触媒46以外の構成は第1実施形態と同じである。
 図8(a)に示すように、本実施形態のエンジンユニットは、排気通路部143と、触媒146とを有する。触媒146は、2つの触媒ピース146aおよび触媒ピース146bが近接して配置された構成である。ここで、近接とは、各触媒ピース146aおよび触媒ピース146bのそれぞれの排ガスの流れ方向の最大の長さよりも、触媒ピース146aと触媒ピース146bとの間の距離が短い状態のことである。具体的には、触媒ピース146aの排ガスの流れ方向の最大の長さを、長さL21とする。また、触媒ピース146bの排ガスの流れ方向の最大の長さを、長さL22とする。また、触媒ピース146aと触媒ピース146bの間の距離を、距離L23とする。距離L23は、長さL21より短い。また、距離L23は、長さL22より短い。
 排気通路部143は、シリンダ排気通路部38(図3参照)と、上流排気管41aと、下流排気管41bと、第1ケーシング147aと、第2ケーシング147bと、を備える。上流排気管41aの上流端部は、シリンダ排気通路部38に接続される。第1ケーシング147aの上流端は、上流排気管41aに接続される。第1ケーシング147aの下流端は、第2ケーシング147bに接続される。第2ケーシング147bの下流端は、下流排気管41bに接続される。下流排気管41bの下流端部は、消音器42(図3参照)内に挿入される。触媒ピース146aは、第1ケーシング147a内に配置される。触媒ピース146bは、第2ケーシング147b内に配置される。第1ケーシング147aおよび第2ケーシング147bの構成は、第1実施形態の第1ケーシング47の構成と同様であり、その説明を省略する。上流酸素センサ92fは、上流排気管41aに配置されている。上流酸素センサ92fは、排気通路部143の触媒146よりも上流に配置される。
 図8(b)に示すように、触媒ピース146aの各層は、基材148aと触媒層149aを有する。触媒層149aは、基材148aの表面に積層して設けられる。また、触媒層149aは、担体内に貴金属が分散された構造を有する。担体は、その内部に分散された貴金属を担持する。触媒層149a内の貴金属が、排ガスを浄化する。触媒層149aは、その表面にリン化学反応部144を有する。リン化学反応部144は、触媒層149aの表面に積層して設けられる。リン化学反応部144は、リン反応物質で構成される化学反応部である。触媒層149aの排ガスの流れ方向の長さはL21である。また、リン化学反応部144の排ガスの流れ方向の上流端から下流端までの長さをL20とする。図8(b)に示す例では、リン化学反応部144の上流端は、触媒層149aの上流端と同じである。また、リン化学反応部144の下流端は、触媒層149aの下流端と同じである。従って、長さL20と長さL21とは同じである。つまり、図8(a)に示す例では、リン化学反応部144は、触媒層149aの表面全部に積層されている。
 図8(c)に示すように、触媒ピース146bの各層は、基材148bと触媒層149bを有する。触媒層149bは、基材148bの表面に積層して設けられる。また、触媒層149bは、担体内に貴金属が分散された構造を有する。担体は、その内部に分散された貴金属を担持する。触媒層149b内の貴金属が、排ガスを浄化する。触媒層149bの排ガスの流れ方向の長さをL22とする。
 図8(a)に示すように、触媒146は、触媒層149a(図8(b)参照)および触媒層149b(図8(c)参照)を有する。触媒層149aおよび触媒層149bは、排ガスの流れ方向の最も上流で排ガスを浄化する。従って、触媒146が、上流触媒である。以下、触媒146を、上流触媒146と記載する。
 上流触媒146の排ガスの流れ方向の長さを、L24とする。長さL24は、触媒ピース146aおよび触媒ピース146bの排ガスの流れ方向の長さの合計である。図8(a)に示す例では、触媒ピース146aの排ガスの流れ方向の長さは、長さL21である。また、触媒ピース146bの排ガスの流れ方向の長さは、長さL22である。従って、長さL24は、長さL21と長さL22の合計である。ここで、リン化学反応部144の上流端から下流端までの長さはL20である。長さL20は、上流触媒146の排ガスの流れ方向の長さL24より長い。また、図8(a)に示す例では、触媒ピース146aの排ガスの流れ方向に直交する最大の長さは、D2である。また、触媒ピース146bの排ガスの流れ方向に直交する最大の長さは、D2である。従って、触媒ピース146aと触媒ピース146bの排ガスの流れ方向に直交する最大の長さは、同じである。長さL20は、上流触媒146の排ガスの流れ方向に直交する最大の長さD2よりも長いことが好ましい。
 各触媒ピース146aおよび触媒ピース146bの基材の組成は、一種類でも、複数種類でもよい。各触媒層149aおよび触媒層149bに用いられる貴金属は、一種類でも、複数種類でもよい。各触媒層149aおよび触媒層149bに用いられる担体の組成は、一種類でも、複数種類でもよい。各触媒層149aおよび触媒層149bは、担体と、担体の表面に担持された貴金属層を有する構造でもよい。図8(a)に示す例では、リン化学反応部144は、触媒層149aの全部に形成されている。また、リン化学反応部144は、触媒層149aの一部に形成されてよい。リン化学反応部144が触媒層149aの一部に形成される場合、リン化学反応部144の排ガスの流れ方向の上流端から下流端までの長さL20は、長さL24の半分よりも長くなるように形成される。更に、リン化学反応部144は、触媒層149bの上流端から触媒層149bの少なくとも一部に形成されてもよい。そして、リン化学反応部144は、触媒層149aの表面に積層して配置されるのではなく、触媒層149aの内部にリン反応物質が分散された構造を有してよい。または、リン化学反応部144は、触媒層149aの内部のみにリン反応物質が配置された構造を有してよい。また、触媒ピース146aの排ガスの流れ方向に直交する長さと触媒ピース146bの排ガスの流れ方向に直交する長さは、同じでなくてもよい。また、触媒146のピースの数は3つ以上でもよい。
 以上、第1実施形態の変形例に係る自動二輪車は、第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態で述べた効果と同様の効果を奏する。さらに、第1実施形態の変形例の自動二輪車は、以下の特徴を有する。
 各触媒ピース146a、146bの大きさは、レイアウトに応じて自由に設計することができる。よって、上流触媒146のレイアウトの設計自由度を高めることができる。そして、上流触媒146を、上流触媒146の活性化に要する時間を短縮できるレイアウトに配置することができる。また、リン化学反応部144の大きさも、レイアウトに応じて自由に設計することができる。そして、リン化学反応部144の大きさを大きくすることにより、上流触媒146を通過する排ガスからリンをより捕捉することができる。従って、上流触媒146の浄化性能の低下を抑制することができる。
(第2実施形態)
 次に、本発明の実施形態の第2の具体例である第2実施形態に係る自動二輪車について、図9に基づいて説明する。但し、上記第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いてその説明を省略する。図9(a)は、第2実施形態の自動二輪車のエンジンユニットの排気通路部と上流触媒を示す部分断面図である。図9(b)および図9(c)は上流触媒の各層の構造を示す概略図である。第2実施形態に係る自動二輪車のエンジンユニットは、第1実施形態に係る自動二輪車のエンジンユニット11と、上流触媒46の構成が異なる。上流触媒46以外の構成は第1実施形態と同じである。
 図9(a)に示すように、本実施形態のエンジンユニットは、排気通路部43と、触媒246とを有する。触媒246は、触媒配置通路部47bの内部に固定されている。つまり、触媒246は、排気通路部43内に配置される。排ガスは、触媒246を通過することで浄化される。触媒246の温度が所定の温度よりも低い場合、触媒246は不活性状態であって浄化性能を発揮しない。触媒246の温度が所定の活性温度以上の場合に、触媒246は活性状態となって浄化性能を発揮する。触媒246は、排ガスの流れ方向の最も上流で排ガスを浄化する触媒層49を有する。つまり、触媒246は、本発明における上流触媒である。以下、触媒246を、上流触媒246と記載する。燃焼室36の排気ポート38aから排出された全ての排ガスは、上流触媒246を通過する。
 図9(b)に示すように、上流触媒246は、基材48と触媒層49を有する。触媒層49は、基材48の表面に積層して設けられる。基材48は、金属で形成される。触媒層49は、担体49aと貴金属層49bを有する。担体49aは、貴金属層49bと基材48の間に設けられる。貴金属層49bは、担体49aの表面に分散して形成される。貴金属層49bは、貴金属からなる。なお、触媒層49は、担体内に貴金属が分散された構造を有してもよい。触媒層49内の貴金属が、排ガスを浄化する。
 触媒層49は、その表面にリン付着低減部244を有する。リン付着低減部244は、触媒層49へのリンの付着を低減させる。リン付着低減部344は、リンバリア層244である。図9(c)に示すように、リンバリア層244は、触媒層49の表面に積層して設けられる。リンバリア層244は、触媒層49の全表面に配置される。触媒層49の排ガスの流れ方向の長さはLである。また、リンバリア層244の排ガスの流れ方向の上流端から下流端までの長さをL2とする。図9(b)に示す例では、リンバリア層244の上流端は、触媒層49の上流端と同じである。また、リンバリア層244の下流端は、触媒層49の下流端と同じである。従って、長さLと長さL2とは同じである。つまり、図9(a)に示す例では、リンバリア層244は、触媒層49の表面全部に積層されている。なお、リンバリア層244は、触媒層49の全表面の半分以上に配置されてよい。
 リンバリア層244は、排ガスに含まれるリンと化学反応しにくいリンバリア物質で構成される。リンバリア層244は、リンと化学反応しにくい機能を持つ。リンバリア物質は、例えば、アルカリ土類金属のリン酸化合物である。アルカリ土類金属のリン酸化合物は、化学的に安定な化合物であり、且つ、リン酸基を含む。従って、アルカリ土類金属のリン酸化合物は、排ガス中のリンとは反応しにくい。この場合、リンバリア層244により、排ガスに含まれるリンが、触媒層49と化学反応をせずに、上流触媒246を通り過ぎる。リンバリア物質は、触媒層49の表面層にのみ配置される。
 以上、第2実施形態の自動二輪車は、第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態で述べた効果と同様の効果を奏する。さらに、第2実施形態の自動二輪車は、以下の特徴を有する。
 リンバリア層244を有する上流触媒246の触媒層49は、触媒層49を担持する積層される基材48が金属で形成される。つまり、基材48がセラミックで形成される場合と比較して、基材48および触媒層49を薄く形成することができる。そして、触媒層49は、全表面の半分以上に配置されたリンバリア層244を有する。基材48および触媒層49が薄いため、触媒層49の表面にリンバリア層244を形成しやすい。リンバリア層244は、リンと化学反応しにくい機能を持つ。リンバリア層244は、リンを通過させることができる。そして、上流触媒246にリンが付着することを抑制できる。これにより、第2実施形態に係る自動二輪車の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。
 以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。また、後述する変更例は適宜組み合わせて実施することができる。
 上記実施形態において、エンジンユニットが有する触媒は、1つのみである。しかし、エンジンユニットは、複数の触媒を有して良い。複数の触媒は、排気通路部内に配置される。排気通路部内に、複数の触媒を配置することにより、以下の効果が得られる。排ガスは、複数の触媒で浄化される。したがって、触媒による排ガスの浄化性能をより向上させることができる。なお、複数の触媒は、それぞれ近接して配置されていない。ここで、近接とは、各触媒の排ガスの流れ方向の長さよりも、触媒同士の間の距離が短い状態のことである。図10に基づいて、触媒を複数有するエンジンユニットの変形例について説明する。図10は、エンジンユニットの排気通路部と触媒の変形例を示す部分断面図である。なお、第1実施形態と同じ部材については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
 図10(a)では、エンジンユニットは、2つの触媒を有する。2つの触媒は、触媒346と触媒446である。触媒346および触媒446は、排気通路部43内に配置されている。触媒346は、上流排気管41a内に配置される。触媒346は、触媒446の排ガスの流れ方向の上流にある。つまり、触媒346は、排ガスの流れ方向の最も上流で排ガスを浄化する触媒層(図示せず)を有する。従って、触媒346が、上流触媒である。以下、触媒346を、上流触媒346と記載する。上流触媒346の構成は、第1実施形態の上流触媒46の構成と同様であり、その説明を省略する。ケーシング47には、触媒446が配置されている。触媒446の構成は、第2実施形態の触媒ピース146bの構成と同様であり、その説明を省略する。上流酸素センサ92fは、上流排気管41aに配置される。上流酸素センサ92fは、排気通路部43の触媒346よりも上流に配置される。
 図10(b)では、エンジンユニットは、2つの触媒を有する。2つの触媒は、触媒46と触媒546である。触媒46および触媒546は、排気通路部343に配置されている。排気通路部343は、シリンダ排気通路部38と、第1排気管341aと、第2排気管341bと、第3排気管341cと、第1ケーシング47と、第2ケーシング547と、を備える。排気管341は、第1排気管341aと、第2排気管341bと、第3排気管341cとを含む。第1排気管341aの上流端部は、シリンダ排気通路部38に接続される。第1ケーシング47の上流端は、第1排気管341aに接続される。第1ケーシング47の下流端は、第2排気管341bに接続される。第2ケーシング547の上流端は、第2排気管341bに接続される。第2ケーシング547の下流端は、第3排気管341cに接続される。第3排気管341cの下流端部は、消音器42内に挿入される。触媒46は、第1ケーシング47内に配置される。触媒546は、第2ケーシング547内に配置される。触媒46は、触媒546の排ガスの流れ方向の上流にある。つまり、触媒46は、排ガスの流れ方向の最も上流で排ガスを浄化する触媒層49(図5参照)を有する。従って、触媒46が、上流触媒である。以下、触媒46を、上流触媒46と記載する。第1ケーシング47および第2ケーシング547の構成は、第1実施形態の第1ケーシング47の構成と同様であり、その説明を省略する。触媒46の構成は、第1実施形態の触媒46の構成と同様であり、その説明を省略する。触媒346の構成は、第2実施形態の触媒ピース146bの構成と同様であり、その説明を省略する。上流酸素センサ92fは、第1排気管341aに配置される。上流酸素センサ92fは、排気通路部343の触媒46よりも上流に配置される。
 上記第実施形態において、ケーシングと、上流排気管とは、別々に形成された後に接合されている。しかし、本発明において、ケーシングと、上流排気管とは、一体成形されていてもよい。
 上記第実施形態において、ケーシングと、下流排気管とは、別々に形成された後に接合されている。しかし、本発明において、ケーシングと、下流排気管とは、一体成形されていてもよい。
 上記実施形態において、2つのケーシングは、別々に形成された後に接合されている。しかし、本発明において、2つのケーシングは、一体成型されてよい。例えば、第1実施形態の変形例における2つのケーシング147a、147bが一体成型された場合の形状は、図8(a)に示す形状に限らない。
 本発明において、排気管の形状は、図示した形状に限定されない。また、本発明において、消音器の内部構造は、図示した構造に限定されない。
 上記実施形態において、上流触媒および消音器は、鞍乗型車両の左右方向中央より右方に配置されている。しかし、本発明において、上流触媒は、鞍乗型車両の左右方向中央または左右方向中央より左方に配置されていてもよい。また、本発明において、消音器は、鞍乗型車両の左右方向中央より左方に配置されていてもよい。なお、鞍乗型車両の左右方向中央とは、上下方向から見て、前輪の左右方向中央と後輪の左右方向中央を通る直線の位置である。
 上記実施形態において、排気通路部は、その一部が、クランク軸線Crの下方に位置している。しかし、本発明において、排気通路部は、その一部が、クランク軸線Crの上方に位置していてもよい。
 上記実施形態において、触媒は、三元触媒である。しかし、本発明において、触媒は、三元触媒でなくてもよい。本発明において、触媒は、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のいずれか1つまたは2つを除去する触媒であってもよい。また、本発明において、上流触媒は、酸化還元触媒でなくてもよい。本発明において、上流触媒は、酸化または還元のいずれか一方だけで有害物質を除去する酸化触媒または還元触媒であってもよい。還元触媒の一例として、窒素酸化物を還元反応によって除去する触媒がある。
 上記第1実施形態において、リン化学反応部44は、触媒層49の上流端から長さL1までの範囲に設けられる。しかしながら、リン化学反応部44は、触媒層49の上流端から長さLまでの範囲の全てに設けられてよい。つまり、本発明において、リン化学反応部は、触媒層の上流端から下流端までの範囲の全てに設けられてよい。
 上記第1実施形態において、触媒層が積層される基材は、セラミック製の基材であってもよい。つまり、本発明において、リン化学反応部を有する触媒層が積層される基材は、セラミック製の基材であってもよい。
 上記第2実施形態において、リンバリア層は、触媒層の表面全部に積層されている。ただし、本発明において、リンバリア層は、触媒層の全表面の半分以上に配置されてよい。
 上記第2実施形態において、上流触媒246は、2つの触媒ピースが近接して配置された構成でもよい。この場合、2つの触媒ピースのそれぞれについて、リンバリア層が触媒層の全表面の半分以上に配置されることが好ましい。
 本発明において、触媒層が積層される基材は、多孔構造体である。多孔構造体が有する孔は、三角形、四角形、または、六角形であってよい。例えば、多孔構造体は、ハニカム構造体であってもよい。
 上記実施形態において、リン化学反応部は、触媒層の表面に配置されるか、触媒層の内部に配置される。しかしながら、本発明において、リン化学反応部は、触媒層の表面および触媒層の内部に配置されてもよい。
 上記実施形態において、上流触媒の配置位置は、各図に示された位置に限定されない。例えば、上記第1実施形態において、上流触媒46は、全体が、クランク軸線Crよりも前方に配置されている。また、上流触媒46は、自動二輪車1を左右方向に見て、エンジン本体20の下方に配置されている。しかし、本発明において、上流触媒は、少なくとも一部が、クランク軸線Crよりも前方に配置されてもよい。また、本発明において、上流触媒は、鞍乗型車両を左右方向に見て、エンジン本体の前方に配置されてもよい。更に、本発明において、上流触媒の少なくとも一部は、クランク軸線Crよりも後方に配置されてもよい。また、上流触媒46は、自動二輪車1を左右方向に見て、エンジン本体20の後方に配置されていてもよい。これにより、クランク軸線Crよりも前方に配置すると、上流触媒に流入する排ガスの温度が高すぎる場合に、上流触媒がシンタリングを起こしてしまうことを防止することができる。
 上記実施形態において、酸素検出部材の配置位置は、各図に示された位置に限定されない。例えば、本発明において、酸素検出部材は、排気通路部の上流触媒より排ガスの流れ方向の上流のいずれの位置に配置されてもよい。また、本発明において、エンジンユニットは、下流酸素検出部材を更に備えてよい。下流酸素検出部材は、排気通路部の触媒層と放出口との間の位置に設けられる。言い換えると、下流酸素検出部材は、排気通路部の上流触媒より排ガスの流れ方向の下流のいずれかの位置に配置される。下流酸素検出部材は、排ガスの酸素濃度を検出する。下流酸素検出部材で検出した排ガスの酸素濃度に基づいて、エンジンユニットを制御することができる。また、下流酸素検出部材で検出した排ガスの酸素濃度に基づいて、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能の劣化を検出することができる。そして、鞍乗型車両の排ガスの浄化性能のばらつきを抑えることができる。本発明において、上流酸素検出部材および下流酸素センサは、排気通路部において、上流触媒の上流と下流にそれぞれ1つずつ配置されても良い。更に、本発明において、エンジンユニットは、酸素検出部材を備えなくてもよい。
 本発明において、上流酸素検出部材および下流酸素検出部材は、ヒータを内蔵していてもよい。上流酸素検出部材および下流酸素検出部材の検出部は、高温に加熱されて活性化状態となったときに、酸素濃度を検知できる。そのため、酸素検出部材および下流酸素検出部材がヒータを内蔵していると、エンジン駆動時にヒータにより検出部を加熱することで、酸素濃度の検出の開始を早めることができる。
 上記実施形態において、エンジン駆動時に排気通路部を流れるガスは、燃焼室から排出された排ガスだけである。しかし、本発明において、エンジンユニットが、排気通路部に空気を供給する二次空気供給機構を備えていてもよい。二次空気供給機構の具体的な構成は、公知の構成が採用される。二次空気供給機構は、エアポンプによって強制的に排気通路部に空気を供給する構成であってもよい。また、二次空気供給機構は、排気通路部内の負圧によって空気を排気通路部に引き込む構成であってもよい。この場合、二次空気供給機構は、排ガスによる圧力脈動に応じて開閉するリード弁を備える。二次空気供給機構を設ける場合、上流酸素検出装置の配置位置は、排気通路部内の空気が流入する位置よりも上流に設けても下流に設けてもよい。
 上記実施形態において、燃焼室に燃料を供給するために、インジェクタが用いられている。本発明において、燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置は、インジェクタに限らない。例えば、負圧により燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置を設けてもよい。
 上記実施形態において、1つの燃焼室に対して、排気ポートは1つだけ設けられている。しかし、本発明において、1つの燃焼室に対して複数の排気ポートが設けられていてもよい。例えば、可変バルブ機構を備える場合がこの変形例に該当する。複数の排気ポートから延びる排気経路は、消音器よりも上流で集合する。複数の排気ポートから延びる排気経路は、シリンダ部において集合することが好ましい。ここでの排気経路とは、燃焼室から、大気に面する放出口に至る経路である。
 本発明において、燃焼室は、主燃焼室と、主燃焼室につながる副燃焼室とを有する構成であってもよい。この場合、主燃焼室と副燃焼室とによって、1つの燃焼室が形成される。
 上記実施形態において、クランクケース部と、シリンダ部とは、別体である。しかし、本発明において、クランクケース部とシリンダ部とは、一体成形されていてもよい。また、上記実施形態および変形例において、シリンダボディと、シリンダヘッドと、ヘッドカバーとは、別体である。しかし、本発明において、シリンダボディと、シリンダヘッドと、ヘッドカバーのいずれか2つまたは3つが一体成形されていてもよい。
 上記実施形態において、エンジン本体は、自然空冷式のエンジンである。しかし、本発明において、エンジン本体は、強制空冷式のエンジンであって良い。なお、自然空冷式のエンジンは、強制水冷式のエンジンと比較して、リンがより多く含まれる排ガスを排出する。また、本発明において、エンジン本体は、水冷式のエンジンであって良い。なお、空冷式のエンジンは、水冷式のエンジンと比較して、リンがより多く含まれる排ガスを排出する。
 上記実施形態において、エンジンユニットは、単気筒エンジンである。しかし、本発明において、エンジンユニットは、複数気筒のエンジンであってもよい。また、エンジンユニットは、4ストロークエンジンである。しかし、エンジンユニットは、2ストロークのエンジンユニットであってもよい。
 上記実施形態では、鞍乗型車両として、スポーツタイプの自動二輪車を例示した。つまり、トランスミッション部は、有段変速機である。しかしながら、本発明において、鞍乗型車両は、スクータタイプの自動二輪車であってもよい。つまり、トランスミッション部は、無段変速機であってもよい。この場合、トランスミッション部はクランクケース内に収容されない。エンジン本体はクランクケース内に収容される。エンジン本体を潤滑するオイルと、トランスミッション部を潤滑するオイルとは、共通のオイルであってもよい。エンジン本体を潤滑するオイルと、トランスミッション部を潤滑するオイルとは、共通のオイルでなくてよい。
 上記実施形態では、鞍乗型車両として、自動二輪車を例示した。しかし、本発明の鞍乗型車両は、自動二輪車に限らない。本発明は、自動二輪車以外のリーン車両に適用してもよい。リーン車両とは、右旋回時に車両の右方に傾斜し、左旋回時に車両の左方に傾斜する車体フレームを有する車両である。また、本発明は、自動二輪車以外の鞍乗型車両に適用してもよい。鞍乗型車両とは、乗員が鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指す。鞍乗型車両には、自動二輪車、三輪車、四輪バギー(ATV:All Terrain Vehicle(全地形型車両))、水上バイク、スノーモービル等が含まれる。
1 鞍乗型車両、自動二輪車
11 エンジンユニット
20 エンジン本体
28 シリンダ部
36 燃焼室
42e 放出口
43、143、343 排気通路部
44、144 リン付着低減部、リン化学反応部
46、146、246、346 触媒(上流触媒)
48 基材
49、149a、149b 触媒層
49b 貴金属
61 トランスミッション部
62 クラッチ部
92f 上流酸素センサ(上流酸素検出部材)
244 リン付着低減部、リンバリア層

Claims (15)

  1.  エンジンユニットが搭載された鞍乗型車両であって、
     前記エンジンユニットは、
     燃焼室を有するシリンダ部を備えるエンジン本体と、
     大気に排ガスを放出する放出口を有し、前記燃焼室から前記放出口まで排ガスを流す排気通路部と、
     前記排気通路部において前記排ガスの流れ方向の最も上流の触媒であって、前記排ガスを浄化する機能が、前記排ガスに含まれるリンと化学反応する機能よりも高い、貴金属を含んだ触媒層を有する上流触媒と、を備え、
     前記上流触媒は、(A)前記排ガスの流れ方向の最大の長さLが、前記排ガスの流れ方向に直交する最大の長さDよりも長く形成された前記触媒層の、少なくとも、前記排ガスの流れ方向における上流端から中央までの部分に配置されて、前記排ガスに含まれるリンと化学反応する機能が、前記排ガスを浄化する機能よりも高いリン化学反応部、または、(B)積層される基材が金属で形成された前記触媒層の全表面の半分以上に配置されて、リンと化学反応しにくい機能を持つリンバリア層のいずれか一方を含み、触媒層へのリンの付着を低減させるリン付着低減部を有することを特徴とする鞍乗型車両。
  2.  前記リンバリア層は、前記触媒層の全表面に配置されることを特徴とする請求項1に記載の鞍乗型車両。
  3.  前記リン化学反応部は、前記排ガスに含まれるリンと化学反応するリン反応物質で構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の鞍乗型車両。
  4.  前記リン反応物質は、前記触媒層の表面のみに配置されるか、前記触媒層の内部に分散して配置されるか、または、前記触媒層の内部にのみ配置されることを特徴とする請求項3に記載の鞍乗型車両。
  5.  前記リン反応物質は、U、Mn、Sn、Ti、Fe、Zr、Ce、Al、Y、Zn、La、Mgから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物であることを特徴とする請求項3または4に記載の鞍乗型車両。
  6.  前記リン反応物質は、Ba、Sr、Ca、La、Pr、Na、Zrから選ばれる少なくとも一つを有する金属酸化物であることを特徴とする請求項3または4に記載の鞍乗型車両。
  7.  前記リンバリア層は、前記排ガスに含まれるリンと化学反応しにくいリンバリア物質で構成されることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  8.  前記リンバリア物質は、アルカリ土類金属のリン酸化合物であることを特徴とする請求項7に記載の鞍乗型車両。
  9.  前記エンジンユニットは、リン化合物の含有量が0.08mass%より大きいオイルの使用が指定されるエンジンユニットであることを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  10.  前記エンジンユニットは、トランスミッション部を更に備え、
     前記エンジン本体を潤滑するオイルおよび前記トランスミッション部を潤滑するオイルが、共通のオイルであることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  11.  前記エンジンユニットは、クラッチ部を更に備え、
     前記エンジン本体を潤滑するオイルおよび前記クラッチ部を潤滑するオイルが、共通のオイルであることを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  12.  前記エンジンユニットは、自然空冷式のエンジンユニットであることを特徴とする請求項1~11のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  13.  前記エンジン本体を潤滑するオイルは、前記エンジン本体の壁面温度よりも蒸発温度が高いオイルであることを特徴とする請求項1~12のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  14.  前記エンジンユニットは、前記排気通路部の前記燃焼室と前記上流触媒との間の位置に設けられて、前記排ガスの酸素濃度を検出する上流酸素検出部材を備えることを特徴とする請求項1~13のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  15.  前記エンジンユニットは、前記排気通路部の前記上流触媒と前記放出口との間の位置に設けられて、前記排ガスの酸素濃度を検出する下流酸素検出部材を備えることを特徴とする請求項1~14のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
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