車輛和單缸四沖程發動機單元的制作方法

文檔序號：11111098閱讀：551來源：國知局

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本發明涉及車輛和單缸四沖程發動機單元。

背景技術：

專利文獻1公開了安裝有單缸四沖程發動機單元的車輛。在該單缸四沖程發動機單元中，催化劑設置在消音器中。催化劑配置為凈化從發動機主體排出的排氣。消音器配置為限制由排氣產生的聲音的音量。

[引用列表]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本未經審查專利公報No.2007-85234

技術實現要素：

[技術問題]

在安裝有單缸四沖程發動機單元的車輛中，期望提高排氣的凈化性能。為了實現該目的，催化劑可以設置在更靠上游。換言之，催化劑的至少一部分可以設置在消音器的上游。

此外，可以增大催化劑的尺寸來使凈化性能維持很長時間。據此，當在消音器的上游設置尺寸增大的催化劑時，必須增加支承結構的數量來獲得足夠的抗振性。消音器和發動機主體由車體框架支承。同時，連接發動機主體與消音器的排氣管通常不由車體框架支承。由此，當在排氣管中設置尺寸增大的催化劑時排氣管更易發生振動。因此，必須增加支承結構的數量來獲得足夠的抗振性。

本發明的目的在于提供單缸四沖程發動機單元和包括該單缸四沖程發動機單元的車輛，其能夠在簡化支承結構的同時提高催化劑凈化排氣的凈化性能并且維持車輛在排氣凈化方面的初始性能。

[解決問題的技術方案]

催化劑尺寸的增加已經認為是用于使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持很長時間的方式。本申請的發明人再次考慮增加催化劑的尺寸的原因。

催化劑的變質程度根據車輛的工作條件發生變化。換言之，催化劑的變質可依據車輛的工作條件來進行。通常為凈化能力設置極限，以便即使催化劑進行了變質，也使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。由于為催化劑凈化能力設置了極限，所以催化劑的尺寸增加。

據此，本申請的發明人的研究證明，變質的推進不會頻繁發生。基于此，本申請的發明人已經想到，假設變質的推進沒有頻繁發生，則基于以下兩個不同的技術想法，而非為催化劑的凈化能力設置極限，來使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

第一個技術想法是控制發動機以限制催化劑的變質的推進。由于催化劑的變質進程受到了限制，所以變質的推進的發生頻率得到了減少。第二個技術想法是在催化劑的變質達到預定水平之前提示更換催化劑。

為了實現這樣的技術想法，發明人想到采用以下配置。即，發明人想到設置在催化劑的上游和下游設置氧檢測器并且設置控制器以處理來自這兩個氧檢測器的信號。

基于這些技術想法，發明人認為，如果維持了催化劑的尺寸，則車輛與排氣凈化有關的初始性能會維持更長時間。此外，由于限制了催化劑的尺寸增加，所以即使將催化劑設置在排氣管上，也能限制排氣管的振動。利用該配置，發明人認為，能夠簡化單缸四沖程發動機單元的支承結構，同時提高催化劑的凈化性能。

本發明的車輛是安裝有單缸四沖程發動機單元的車輛，所述單缸四沖程發動機單元包括：發動機主體，其包括氣缸部件，在所述氣缸部件中形成有一個燃燒室和單燃燒室用氣缸排氣通路部件，從所述一個燃燒室排出的排氣流入所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件中；單燃燒室用排氣管，其連接到所述發動機主體的所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件的下游端；單燃燒室用消音器，其包括暴露于大氣的排放口，所述消音器連接到所述單燃燒室用排氣管以使排氣從所述單燃燒室用氣缸排氣管的下游端流動到所述排放口，并且所述消音器配置為減小由排氣產生的噪音；單燃燒室用主催化劑，其設置在所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件或所述單燃燒室用排氣管中，所述單燃燒室用主催化劑具有設置在所述單燃燒室用消音器的上游端在排氣流動方向上的上游的上游端，并且所述單燃燒室用主催化劑配置為在從所述一個燃燒室延伸到所述排放口的排氣路徑中最大程度地凈化從所述一個燃燒室排出的排氣；單燃燒室用上游氧檢測器，其在所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件或所述單燃燒室用排氣管中設置在所述單燃燒室用主催化劑的排氣流動方向上的上游，所述單燃燒室用上游氧檢測器配置為檢測排氣中的氧濃度；單燃燒室用下游氧檢測器，其在所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件、所述單燃燒室用排氣管或所述單燃燒室用消音器中設置在所述單燃燒室用主催化劑的排氣流動方向上的下游，所述單燃燒室用下游氧檢測器配置為檢測排氣中的氧濃度；以及控制器，其配置為處理來自所述單燃燒室用上游氧檢測器的信號和來自所述單燃燒室用下游氧檢測器的信號。

根據該配置，安裝在車輛上的單缸四沖程發動機單元包括發動機主體、單燃燒室用排氣管、單燃燒室用消音器、單燃燒室用主催化劑、單燃燒室用上游催化劑、單燃燒室用下游氧檢測器和控制器。發動機主體包括氣缸部件，該氣缸部件中形成有一個燃燒室和單燃燒室用氣缸排氣通路部件。從一個燃燒室排出的排氣流入單燃燒室用氣缸排氣通路部件中。單燃燒室用排氣管連接到發動機主體的單燃燒室用排氣通路部件的下游端。單燃燒室用消音器設有暴露于大氣的排放口。單燃燒室用消音器連接到單燃燒室用排氣管并且使得排氣從單燃燒室用排氣管的下游端流動到排放口。單燃燒室用消音器減小由排氣產生的噪音。單燃燒室用主催化劑設置在單燃燒室用氣缸排氣通路部件或單燃燒室用排氣管中。單燃燒室用主催化劑在從一個燃燒室延伸到排放口的排氣路徑中最大程度地凈化從一個燃燒室排出的排氣。單燃燒室用主催化劑的上游端設置在單燃燒室用消音器的上游端的上游。因此，單燃燒室用主催化劑布置為相對地靠近燃燒室。由此，能夠提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。

除此之外，單燃燒室用上游氧檢測器設置在單燃燒室用氣缸排氣通路部件或單燃燒室用排氣管中。單燃燒室用上游氧檢測器設置在單燃燒室用主催化劑的上游。單燃燒室用下游氧檢測器設置在單燃燒室用排氣通路部件、單燃燒室用排氣管或單燃燒室用消音器中。單燃燒室用下游氧檢測器設置在單燃燒室用主催化劑的下游。控制器處理來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號和來自單燃燒室用下游氧檢測器的信號。

單燃燒室用主催化劑的變質可通過來自設置在單燃燒室用主催化劑的下游的單燃燒室用下游氧檢測器的信號來檢測。這使得可以在單燃燒室用主催化劑的變質達到預定水平之前，通過提供信息來建議更換單燃燒室用主催化劑。因此，能夠通過使用多個單燃燒室用主催化劑來使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。單燃燒室用主催化劑的變質的檢測可以在不使用來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號的情況下來實施。此外，單燃燒室用主催化劑的變質可以基于來自單燃燒室用下游氧檢測的信號和來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號來檢測。當使用來自兩個氧檢測器的信號時，單燃燒室用主催化劑的變質程度能夠被更準確地檢測。因此，與單燃燒室用主催化劑的變質只基于來自單燃燒室用下游氧檢測器的信號來判定的情形相比，可以在更合適的時間建議更換單燃燒室用主催化劑。因此，可以使單燃燒室用主催化劑使用更長時間。

此外，可以基于來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號和來自單燃燒室用下游氧檢測器的信號來描述單燃燒室用主催化劑的凈化的實際狀態。因此，當基于來自兩個氧檢測器的信號實施對供應給燃燒室的燃料的量的控制(以下稱為燃燒控制)時，能夠提高燃燒控制的精度。這使得可以限制單燃燒室用主催化劑的變質的進程。因此，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。由此，在不增加單燃燒室用主催化劑的尺寸的情況下，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。此外，在簡化支承結構的同時，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

由于以上原因，在本發明的包括單缸四沖程發動機單元的車輛中，能夠在簡化支承結構的同時提高催化劑凈化排氣的凈化性能并且使車輛在排氣凈化方面的初始性能維持更長時間。

在本發明的車輛中，優選地，所述發動機主體包括曲軸箱部件，所述曲軸箱部件包括在所述車輛的左右方向上延伸的曲軸，所述氣缸部件的所述一個燃燒室至少部分地設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的前方，所述單燃燒室用消音器的所述排放口設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的后方，并且所述單燃燒室用主催化劑至少部分地設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的前方。

根據該配置，氣缸部件的燃燒室至少部分地設置在曲軸的中心軸線的前方。單燃燒室用消音器的排放口布置在曲軸的中心軸線的后方。單燃燒室用主催化劑設置在燃燒室與排放口之間。單燃燒室用主催化劑至少部分地設置在曲軸的中心軸線的前方。因此，單燃燒室用主催化劑布置為更靠近燃燒室。由此，能夠進一步提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。

本發明的車輛可以配置為使得所述發動機主體包括曲軸箱部件，所述曲軸箱部件包括在所述車輛的左右方向上延伸的曲軸，所述氣缸部件的所述一個燃燒室至少部分地設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的前方，所述單燃燒室用消音器的所述排放口設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的后方，并且所述單燃燒室用主催化劑至少部分地設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的后方。

在本發明的車輛中，優選地，所述發動機主體包括曲軸箱部件，所述曲軸箱部件包括在所述車輛的左右方向上延伸的曲軸，所述發動機主體的所述氣缸部具有氣缸孔，所述氣缸孔中設有活塞，所述氣缸部件的所述一個燃燒室至少部分地設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的前方，所述單燃燒室用消音器的所述排放口設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的后方，并且當在所述左右方向上觀察所述車輛時，所述單燃燒室用主催化劑至少部分地位于垂直于所述氣缸孔的中心軸線且垂直于所述曲軸的中心軸線的直線在前后方向上的前方。

根據該配置，氣缸部件的燃燒室至少部分地設置在曲軸的中心軸線的前方。單燃燒室用消音器的排放口布置在曲軸的中心軸線的后方。單燃燒室用主催化劑布置在燃燒室與排放口之間。氣缸孔的中心軸線經過曲軸的中心軸線和燃燒室。氣缸孔的中心軸線從曲軸向上方、向前上方或向前方延伸。假設垂直于氣缸孔的中心軸線且垂直于曲軸的中心軸線的直線是直線L。直線L從曲軸向前方、向前下方或向下方延伸。當在左右方向上觀察時，單燃燒室用主催化劑至少部分地布置在直線L的前方。因此，單燃燒室用主催化劑布置為更靠近燃燒室。由此，能夠進一步提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。

本發明的車輛可以配置為使得所述發動機主體包括曲軸箱部件，所述曲軸箱部件包括在所述車輛的左右方向上延伸的曲軸，所述發動機主體的所述氣缸部件具有氣缸孔，所述氣缸孔中設有活塞，所述氣缸部件的所述一個燃燒室至少部分地設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的前方，所述單燃燒室用消音器的所述排放口設置在所述曲軸的中心軸線在所述車輛的前后方向上的后方，并且當在所述左右方向上觀察所述車輛時，所述單燃燒室用主催化劑至少部分地位于垂直于所述氣缸孔的中心軸線且垂直于所述曲軸的中心軸線的直線在前后方向上的后方。

在本發明的車輛中，優選地，所述單燃燒室用主催化劑設置為使得從所述一個燃燒室到所述單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度比從所述單燃燒室用主催化劑的下游端到所述排放口的路徑長度短。

根據該配置，從一個燃燒室到單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度比從單燃燒室用主催化劑的下游端到排放口的路徑長度短。因此，可以將單燃燒室用主催化劑設置在更靠近燃燒室的位置處。由此，能夠進一步提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。

在本發明的車輛中，優選地，所述單燃燒室用主催化劑設置為使得從所述一個燃燒室到所述單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度比從所述單燃燒室用主催化劑的下游端到所述單燃燒室用排氣管的下游端的路徑長度短。

根據該配置，從一個燃燒室到單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度比從單燃燒室用主催化劑的下游端到單燃燒室用排氣管的下游端的路徑長度短。因此，單燃燒室用主催化劑可以布置為更靠近燃燒室。由此，能夠進一步提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。

本發明的車輛可以配置為使得所述單燃燒室用主催化劑設置為使得從所述一個燃燒室到所述單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度比從所述單燃燒室用主催化劑的下游端到所述單燃燒室用排氣管的下游端的路徑長度長。

本發明的車輛可以配置為使得所述單燃燒室用上游氧檢測器設置為使得從所述一個燃燒室到所述單燃燒室用上游氧檢測器的上游端的路徑長度比從所述單燃燒室用上游氧檢測器到所述單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度短。

根據該配置，從一個燃燒室到單燃燒室用上游氧檢測器的路徑長度比從單燃燒室用上游氧檢測器到單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度短。因此，單燃燒室用上游氧檢測器布置為更靠近燃燒室。因此，當發動機啟動時，單燃燒室用上游氧檢測器的溫度可以被快速地增加到激活溫度。因此，能夠提高單燃燒室用上游氧檢測器的精度。由此，能夠基于來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號更準確地實施燃燒控制。由此，能夠提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。此外，由于燃燒控制的精度的提高，所以能夠限制單燃燒室用主催化劑的變質進程。因此，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

本發明的車輛可以配置為使得所述單燃燒室用上游氧檢測器設置為使得從所述一個燃燒室到所述單燃燒室用上游氧檢測器的上游端的路徑長度比從所述單燃燒室用上游氧檢測器到所述單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度長。

根據該配置，從一個燃燒室到單燃燒室用上游氧檢測器的路徑長度比從單燃燒室用上游氧檢測器到單燃燒室用主催化劑的上游端的路徑長度長。因此，單燃燒室用上游氧檢測器布置為靠近單燃燒室用主催化劑。由此，能夠更準確地檢測流入單燃燒室用主催化劑中的排氣的氧濃度。因此，能夠基于來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號更準確地實施燃燒控制。因此，能夠提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。此外，由于燃燒控制的精度的提高，所以能夠限制單燃燒室用主催化劑的變質進程。因此，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

在本發明的車輛中，優選地，所述單燃燒室用排氣管包括催化劑供給通路部件和上游通路部件，所述催化劑供給通路部件中設有所述單燃燒室用主催化劑，所述上游通路部件連接到所述催化劑供給通路部件的上游端，并且在所述上游通路部件的至少一部分中，所述上游通路部件的沿垂直于排氣流動方向的方向所切割的橫截面面積比所述催化劑供給通路部件的沿垂直于排氣流動方向的方向所切割的橫截面面積小。

根據該配置，單燃燒室用排氣管包括催化劑供給通路部件和上游通路部件。催化劑供給通路部件中設有單燃燒室用主催化劑。上游通路部件與催化劑供給通路部件的上游端連接。假設催化劑供給通路部件的沿垂直于排氣流動方向的方向所切割的橫截面面積是Sa。在上游通路部件的至少一部分中，上游通路部件的沿垂直于排氣流動方向的方向所切割的橫截面面積小于Sa。因此，可以使用具有大橫截面面積的催化劑作為單燃燒室用主催化劑。由此，可以提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。

在本發明的車輛中，優選地，所述單燃燒室用排氣管的位于所述單燃燒室用主催化劑的排氣流動方向上的上游的至少一部分由多壁管形成，所述多壁管包括內管和覆蓋所述內管的至少一個外管。

根據該配置，單燃燒室用排氣管的位于單燃燒室用主催化劑的上游的至少一部分由多壁管形成。多壁管包括內管和覆蓋內管的至少一個外管。多壁管能夠限制排氣的溫度的降低。因此，當發動機啟動時，單燃燒室用上游氧檢測器的溫度能夠快速地升高到激活溫度。因此，能夠提高單燃燒室用上游氧檢測器的檢測精度。因此，能夠基于來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號更準確地實施燃燒控制。因此，能夠提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。此外，由于燃燒控制的精度的提高，所以能夠限制單燃燒室用主催化劑的變質進程。因此，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

在本發明的車輛中，優選地，所述單燃燒室用排氣管包括設有所述單燃燒室用主催化劑的催化劑供給通路部件，并且所述單缸四沖程發動機單元包括至少部分地覆蓋所述催化劑供給通路部件的外表面的催化劑保護器。

根據該配置，單燃燒室用排氣管包括催化劑供給通路部件。催化劑供給通路部件中設有單燃燒室用主催化劑。催化劑供給通路部件的外表面至少部分地覆蓋有催化劑保護器。催化劑保護器可以更快速地使單燃燒室用主催化劑的溫度升高。因此，能夠提高單燃燒室用主催化劑凈化排氣的凈化性能。

在本發明的車輛中，優選地，所述單缸四沖程發動機單元包括單燃燒室用上游副催化劑，所述單燃燒室用上游副催化劑在所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件或所述單燃燒室用排氣管中設置在所述單燃燒室用主催化劑的排氣流動方向上的上游，所述單燃燒室用上游副催化劑配置為凈化排氣。

根據該配置，單燃燒室用上游副催化劑設置在單燃燒室用氣缸排氣通路部件或單燃燒室用排氣管中。單燃燒室用上游副催化劑設置在單燃燒室用主催化劑的上游。因此，單燃燒室用上游副催化劑與單燃燒室用主催化劑相比會更快地變質。然而，即使單燃燒室用上游副催化劑的變質達到預定水平，也能夠通過單燃燒室用主催化劑維持凈化排氣的凈化性能。因此，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

本發明的車輛可以配置為使得所述單燃燒室用上游氧檢測器設置在所述單燃燒室用上游副催化劑的排氣流動方向上的上游。

根據該配置，單燃燒室用上游氧檢測器設置在單燃燒室用上游副催化劑的上游。因此，單燃燒室用上游氧檢測器能夠檢測流入單燃燒室用上游副催化劑中的排氣的氧濃度。因此，由于燃燒控制基于來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號來執行，所以能夠提高單燃燒室用上游副催化劑凈化排氣的凈化性能。

在本發明的車輛中，優選地，所述單缸四沖程發動機單元包括單燃燒室用下游副催化劑，所述單燃燒室用下游副催化劑在所述單燃燒室用氣缸排氣管或所述單燃燒室用消音器中設置在所述單燃燒室用主催化劑的排氣流動方向上的下游，所述單燃燒室用下游粗催化劑配置為凈化排氣。

根據該配置，單燃燒室用下游副催化劑設置在單燃燒室用排氣管或單燃燒室用消音器中。單燃燒室用下游副催化劑設置在單燃燒室用主催化劑的下游。因此，單燃燒室用主催化劑與單燃燒室用下游副催化劑相比會更快地變質。然而，即使單燃燒室用主催化劑的變質達到預定水平，也能夠通過單燃燒室用下游副催化劑維持凈化排氣的凈化性能。因此，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

本發明的車輛可以布置為使得所述單燃燒室用下游氧檢測器設置在所述單燃燒室用主催化劑的排氣流動方向上的下游以及所述單燃燒室用下游副催化劑的排氣流動方向上的上游。

本發明的車輛可以布置為使得所述單燃燒室用下游氧檢測器設置在所述單個燃燒用下游副催化劑的排氣流動方向上的下游。

在本發明的車輛中，優選地，所述控制器配置為基于來自所述單燃燒室用下游氧檢測器的信號來判定所述單燃燒室用主催化劑的凈化能力，并且通知單元設置為當所述控制器判定為所述單燃燒室用主催化劑的凈化能力已經降低到預定水平時執行通知。

根據該配置，控制器基于來自單燃燒室用下游氧檢測器的信號來判定單燃燒室用主催化劑的凈化能力。當控制器判定為催化劑的凈化能力已經降低到預定水平時，通知單元執行通知。這使得可以在單燃燒室用主催化劑的變質達到預定水平之前建議更換單燃燒室用主催化劑。因此，能夠通過使用多個單燃燒室用主催化劑來使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

在本發明的車輛中，優選地，所述單缸四沖程發動機單元包括配置為向所述一個燃燒室供應燃料的燃料供應器，并且所述控制器配置為基于來自所述單燃燒室用上游氧檢測器的信號和來自所述單燃燒室用下游氧檢測器的信號來控制由所述燃料供應器供應給所述一個燃燒室的燃料的量。

可以基于來自單燃燒室用上游氧檢測器的信號和來自單燃燒室用下游氧檢測器的信號來描述單燃燒室用主催化劑的凈化的實際狀態。由此，由于燃燒控制基于來自兩個氧檢測器的信號來實施，所以能夠提高燃燒控制的精度。這可以限制單燃燒室用主催化劑的變質進程。因此，能夠使車輛與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

安裝在本發明的車輛上的單缸四沖程發動機單元包括：發動機主體，其包括氣缸部件，在所述氣缸部件中形成有一個燃燒室和單燃燒室用氣缸排氣通路部件，從所述一個燃燒室排出的排氣流入所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件中；單燃燒室用排氣管，其連接到所述發動機主體的所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件的下游端；單燃燒室用消音器，其包括暴露于大氣的排放口，所述消音器連接到所述單燃燒室用排氣管以使排氣從所述單燃燒室用氣缸排氣管的下游端流動到所述排放口，并且所述消音器配置為減小由排氣產生的噪音；單燃燒室用主催化劑，其設置在所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件或所述單燃燒室用排氣管中，所述單燃燒室用主催化劑具有設置在所述單燃燒室用消音器的上游端在排氣流動方向上的上游的上游端，并且所述單燃燒室用主催化劑配置為在從所述一個燃燒室延伸到所述排放口的排氣路徑中最大程度地凈化從所述一個燃燒室排出的排氣；單燃燒室用上游氧檢測器，其在所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件或所述單燃燒室用排氣管中設置在所述單燃燒室用主催化劑的排氣流動方向上的上游，所述單燃燒室用上游氧檢測器配置為檢測排氣中的氧濃度；單燃燒室用下游氧檢測器，其在所述單燃燒室用氣缸排氣通路部件、所述單燃燒室用排氣管或所述單燃燒室用消音器中設置在所述單燃燒室用主催化劑的排氣流動方向上的下游，所述單燃燒室用下游氧檢測器配置為檢測排氣中的氧濃度；以及控制器，其配置為處理來自所述單燃燒室用上游氧檢測器的信號和來自所述單燃燒室用下游氧檢測器的信號。

根據該配置，實現類似于本發明的上述車輛的效果。

[有益效果]

根據本發明，在包括單缸四沖程發動機單元的車輛中，能夠在簡化支承結構的同時提高催化劑凈化排氣的凈化性能并且維持車輛在排氣凈化方面的初始性能。

附圖說明

圖1是與本發明的實施例1相關的摩托車的側視圖。

圖2是示出車體罩等已從圖1的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖3是圖2的仰視圖。

圖4是圖1的摩托車的控制框圖。

圖5是圖1的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖6是示出車體罩等已從實施例1的變形例1-1的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖7是圖6的仰視圖。

圖8是圖6的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖9是示出車體罩等已從實施例1的變形例1-2的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖10是圖9的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖11是與本發明的實施例2相關的摩托車的側視圖。

圖12是圖11的仰視圖。

圖13是示出車體罩等已從圖11的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖14是圖13的仰視圖。

圖15是圖11的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖16是示出車體罩等已從實施例2的變形例2-1的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖17是圖16的仰視圖。

圖18是圖16的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖19是與本發明的實施例3相關的摩托車的側視圖。

圖20是圖19的仰視圖。

圖21是示出車體罩等已從圖19的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖22是圖21的仰視圖。

圖23是圖19的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖24是示出車體罩等已從實施例3的變形例3-1的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖25是圖24的仰視圖。

圖26是圖24的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖27是與本發明的實施例4相關的摩托車的側視圖。

圖28是圖27的仰視圖。

圖29是示出車體罩等已從圖27的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖30是圖29的仰視圖。

圖31是圖27的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖32是示出車體罩等已從實施例4的變形例4-1的摩托車移除的狀態的側視圖。

圖33是圖32的仰視圖。

圖34是圖32的摩托車的發動機主體和排氣系統的示意圖。

圖35是與本發明的其他實施例相關的摩托車的消音器周圍的示意圖。

圖36是與本發明的其他實施例相關的摩托車的消音器的剖視圖。

圖37是與本發明的其他實施例相關的摩托車的消音器的剖視圖。

圖38是與本發明的其他實施例相關的摩托車的消音器的剖視圖。

圖39是本發明的其他實施例的摩托車的發動機主體和排氣系統的剖視圖。

圖40是與本發明的其他實施例相關的摩托車的發動機主體的剖視圖。

圖41是本發明的其他實施例的摩托車中所使用的排氣管的局部剖視圖。

圖42是與本發明的其他實施例相關的摩托車的側視圖的局部放大圖。

具體實施方式

下面，參照附圖來描述本發明的實施例。以下將描述本發明的車輛應用于摩托車的示例。在下文中，前、后、左、右表示摩托車的騎乘者的前、后、左、右。據此，假設摩托車設置在水平面上。附圖中的符號F、Re、L、R表示前、后、左、右。

(實施例1)

[整體結構]

圖1是與本發明的實施例1相關的摩托車的側視圖。圖2是示出車體罩等已從實施例1的摩托車移除的狀態的側視圖。圖3是示出車體罩等已從實施例1的摩托車移除的狀態的仰視圖。圖5是實施例1的摩托車的發動機和排氣系統的示意圖。

實施例1的車輛是所謂的彎梁型(underbone-type)摩托車1。如圖2所示，摩托車1設有車體框架2。車體框架2包括頭管3、主框架4和座軌5。主框架4從頭管3向后下方延伸。座軌5從主框架4的中部向后上方延伸。

在頭管3中可旋轉地插入有轉向軸。在轉向軸的上部設有車把7(參見圖1)。在車把7的附近設有顯示器(未示出)。顯示器配置為顯示車速、發動機轉速和警告等。

在轉向軸的下部處支承有成對的左右前叉6。車軸8a固定到各前叉6的下端部。前輪8可旋轉地附接到車軸8a。在前輪8的上方和后方設有擋泥板10。

座軌5對座椅9進行支承(參見圖1)。如圖2所示，座軌5連接到成對的左右后緩沖器13的上端。后緩沖器13的下端由成對的左右后臂14的后部支承。后臂14的前部經由樞軸14a與車體框架2LI連接。后臂14可繞樞軸14a沿上下方向擺動。后輪15由后臂14的后部支承。

如圖2所示，在主框架4的下方設置有發動機主體20。發動機主體20由車體框架2支承。具體而言，發動機主體20的上部通過螺栓4b固定到主框架4的托架4a。更具體而言，發動機主體20的后述的曲軸箱部件21的上前部固定到托架4a。發動機主體20的后部也固定到車體框架2的另一個托架。在主框架4下方以及發動機主體20上方的位置處設置有空氣濾清器32。

如圖1所示，摩托車1設有覆蓋車體框架2等的車體罩11。車體罩11包括主罩16和前罩17。前罩17設置在頭管3的前方。主罩16設置在頭管3的后方。主罩16覆蓋主框架4和座軌5。主罩16和前罩17覆蓋發動機主體20的前部的左部和右部。前罩17覆蓋空氣濾清器32的左部和右部。

主框架4和車體罩11在座椅9與頭管3之間的部分處的高度較低。由此，當在車輛左右方向上觀察時，彎梁型摩托車1在頭管3后方、座椅9前方以及主框架4上方的位置處具有凹部12。凹部12使騎乘者容易地騎乘摩托車1。

摩托車1包括單缸四沖程發動機單元19。單缸四沖程發動機單元19包括發動機主體20、空氣濾清器32、進氣管33、排氣管34、消音器35、主催化劑39(單燃燒室用主催化劑)、上游氧檢測器36(單燃燒室用上游氧檢測器)和下游氧檢測器37(單燃燒室用下游氧檢測器)。如后所述，主催化劑39設置在排氣管34中。主催化劑39配置為凈化在排氣管34中流動的排氣。在排氣管34中，上游氧檢測器36設置在主催化劑39的上游。在排氣管34中，下游氧檢測器37設置在主催化劑39的下游。上游氧檢測器36和下游氧檢測器37配置為檢測在排氣管34中流動的排氣中的氧含量或氧濃度。

發動機主體20是單缸四沖程發動機。如圖2和圖3所示，發動機主體20包括曲軸箱部件21和氣缸部件22。氣缸部件22從曲軸箱部件21向前方延伸。

曲軸箱部件21包括曲軸箱主體23。曲軸箱部件21包括容納在曲軸箱主體23中的曲軸27和傳動機構等。以下，將曲軸27的中心軸線Cr1稱為曲軸軸線Cr1。曲軸軸線Cr1在左右方向上延伸。潤滑油存放在曲軸箱主體23中。該油通過油泵(未示出)傳送并且在發動機主體20中循環。

氣缸部件22包括氣缸體24、氣缸頭25、頭罩26和容納在部件24到26中的構件。如圖2所示，氣缸體24連接到曲軸箱主體23的前部。氣缸頭25連接到氣缸體24的前部。頭罩26連接到氣缸頭25的前部。

如圖5所示，在氣缸體24中形成有氣缸孔24a。氣缸孔24a以使得活塞28能夠往復運動的方式容納活塞28。活塞28經由連桿連接到曲軸27。以下，將氣缸孔24a的中心軸線Cy1稱為氣缸軸線Cy1。如圖2所示，發動機主體20設置為使得氣缸軸線Cy1在前后方向(水平方向)上延伸。更具體而言，氣缸軸線Cy1從曲軸箱部件21延伸到氣缸部件22的方向為前上方。氣缸軸線Cy1相對于水平方向的傾斜角度大于等于0度且小于等于45度。

如圖5所示，在氣缸部件22中形成有一個燃燒室29。燃燒室29由氣缸體24的氣缸孔24a的內表面、氣缸頭25和活塞28形成。換言之，燃燒室29的一部分由氣缸孔24a的內表面形成。火花塞(未示出)的尖端部設置在燃燒室29中。火花塞在燃燒室29中對燃料與空氣的氣體混合物進行點火。如圖2所示，燃燒室29布置在曲軸軸線Cr1的前方。換言之，假設經過曲軸軸線Cr1且平行于上下方向的直線是L1。當在左右方向上觀察時，燃燒室29布置在直線L1的前方。

如圖5所示，在氣缸頭25中形成有氣缸進氣通路部件30和氣缸排氣通路部件31(單燃燒室用氣缸排氣通路部件)。在本說明書中，通路部件是形成氣體等經過的空間(路徑)的結構。在氣缸頭25中，進氣口30a及排氣口31a形成在形成燃燒室29的壁部中。氣缸進氣通路部件30從進氣口30a延伸到形成在氣缸頭25的外表面(上表面)中的入口。氣缸排氣通路部件31從排氣口31a延伸到形成在氣缸頭25的外表面(下表面)中的出口。空氣經過氣缸進氣通路部件30的內部，然后供應給燃燒室29。從燃燒室29排出的排氣經過氣缸排氣通路部件31。

在氣缸進氣通路部件30中設有進氣閥V1。在氣缸排氣通路部件31中設有排氣閥V2。進氣閥V1和排氣閥V2由與曲軸27聯結的閥操作機構(未示出)來致動。進氣口30a借助于進氣閥V1的運動來打開和關閉。排氣口31a借助于排氣閥V2的運動來打開和關閉。進氣管33連接到氣缸進氣通路部件30的端部(入口)。排氣管34連接到氣缸排氣通路部件31的端部(出口)。將氣缸排氣通路部件31的路徑長度稱為a1。

在氣缸進氣通路部件30或進氣管33中設有噴射器48(參見圖4)。噴射器48設置為向燃燒室29供應燃料。更具體而言，噴射器48在氣缸進氣通路部件30或進氣管33中噴射燃料。噴射器48可以設置為在燃燒室29中噴射燃料。在進氣管33中設有節氣門(未示出)。

如圖2所示，當在左右方向上觀察時，進氣管33從氣缸頭25的上表面向上方延伸。進氣管33連接到空氣濾清器32。空氣濾清器32配置為對供應給發動機主體20的空氣進行凈化。經過空氣濾清器32且被凈化的空氣經由進氣管33供應給發動機主體20。

下面將對排氣系統的結構進行詳細的描述。

接下來，將對單缸四沖程發動機單元19的控制進行描述。圖4是實施例1的摩托車的控制框圖。

如圖4所示，單缸四沖程發動機單元19包括發動機轉速傳感器46a、節氣門位置傳感器46b、發動機溫度傳感器46c、進氣壓力傳感器46d和進氣溫度傳感器46e。發動機轉速傳感器46a檢測曲軸27的轉速，即發動機轉速。節氣門位置傳感器46b檢測節氣門(未示出)的開度(以下，稱為節氣門開度)。發動機溫度傳感器46c檢測發動機主體的溫度。進氣壓力傳感器46d檢測進氣管33中的壓力(進氣壓力)。進氣溫度傳感器46e檢測進氣管33中的溫度(進氣溫度)。

單缸四沖程發動機單元19包括配置為控制發動機主體20的電子控制單元(ECU)45。電子控制單元45相當于本發明的控制器。電子控制單元45連接到諸如發動機轉速傳感器46a、發動機溫度傳感器46c、節氣門位置傳感器46b、進氣壓力傳感器46d、進氣溫度傳感器46e、車速傳感器之類的傳感器。電子控制單元45還連接到點火線圈47、噴射器48、燃料泵49和顯示器(未示出)等。電子控制單元45包括控制單元45a和致動指示單元45b。致動指示單元45b包括點火驅動電路45c、噴射器驅動電路45d和泵驅動電路45e。

一旦接收到來自控制單元45a的信號，點火驅動電路45c、噴射器驅動電路45d和泵驅動電路45e就分別驅動點火線圈47、噴射器48和燃料泵49。當點火線圈47被驅動時，在火花塞處產生火花放電并且對氣體混合物進行點火。燃料泵49經由燃料軟管連接到噴射器48。當燃料泵49被驅動時，燃料箱(未示出)中的燃料被壓送到噴射器48。

控制單元45a是例如微電腦。控制單元45a基于來自上游氧檢測器36的信號或來自發動機轉速傳感器46a的信號等來控制點火驅動電路45c、噴射器驅動電路45d和泵驅動電路45e。控制單元45a通過控制點火驅動電路45c來控制點火定時。控制單元45a通過控制噴射器驅動電路45d和泵驅動電路45e來控制燃料噴射量。

為了提高主催化劑39的凈化效率和燃燒效率，燃燒室29中的空氣-燃料混合物的空燃比優選等于理論空燃比(化學計量)。控制單元45a根據需要來增加或減少燃料噴射量。

下面將對控制單元45a對燃料噴射量進行控制的示例進行描。

首先，控制單元45a基于來自發動機轉速傳感器46a、節氣門位置傳感器46b、發動機溫度傳感器46c和進氣壓力傳感器46d的信號來計算基本燃料噴射量。更具體而言，通過使用節氣門開度和發動機轉速與進氣量相關聯的映射圖以及進氣壓力和發動機轉速與進氣量相關聯的映射圖來計算進氣量。基于從這些映射圖計算出的進氣量，判定能夠實現目標空燃比的基本燃料噴射量。當節氣門開度小時，使用進氣壓力和發動機轉速與進氣量相關聯的映射圖。當節氣門開度大時，使用節氣門開度和發動機轉速與進氣量相關聯的映射圖。

除此之外，控制單元45a基于來自上游氧檢測器36的信號來計算用于對基本燃料噴射量進行校正的反饋校正值。更具體而言，基于來自上游氧檢測器36的信號，判定空氣-燃料混合物是稀還是濃。術語“濃”表示與理論空燃比相比燃料過剩的狀態。術語“稀”表示與理論空燃比相比空氣過剩的狀態。當判定為空氣-燃料混合物稀時，控制單元45a計算使得下一次的燃料噴射量增加的反饋校正值。同時，當判定為空氣-燃料混合物濃時，控制單元45a計算使得下一次的燃料噴射量減少的反饋校正值。

除此之外，控制單元45a基于發動機溫度、外部溫度或外部大氣等來計算用于對基本燃料噴射量進行校正的校正值。此外，控制單元45a根據加速和減速時的過渡特性來計算校正值。

控制單元45a基于基本燃料噴射量和諸如反饋校正值之類的校正值來計算燃料噴射量。燃料泵49和噴射器48基于以此方式計算出的燃料噴射量被驅動。這樣，電子控制單元45(控制器)處理來自上游氧檢測器36的信號。此外，電子控制單元45(控制器)基于來自上游氧檢測器36的信號來執行燃燒控制。

電子控制單元45(控制器)處理來自下游氧檢測器37的信號。電子控制單元45(控制器)基于來自下游氧檢測器37的信號來判定主催化劑39的凈化能力。以下對如何基于來自下游氧檢測器37的信號來具體地判定主催化劑39的凈化能力的示例進行描述。

首先，控制燃料噴射量使得氣體混合物在濃與稀之間反復交替。然后，檢測來自下游氧檢測器37的信號的變化因燃料噴射量變化所導致的延遲。當來自下游氧檢測器37的信號的變化明顯延遲時，判定為主催化劑39的凈化能力低于預定水平。在該情形中，從電子控制單元45向顯示器發送信號。開啟顯示器的警告燈(未示出)。這提示騎乘者更換主催化劑39。

這樣，可以借助于來自設置在主催化劑39的下游的下游氧檢測器37的信號檢測主催化劑39的凈化能力。這可以在主催化劑39的變質達到預定水平之前建議更換主催化劑39。因此，能夠通過使用多個主催化劑來使摩托車1與排氣凈化相關的初始性能維持很長時間。

[排氣系統的結構]

以下，對實施例1的摩托車1的排氣系統進行描述。在本說明書的排氣系統的描述中，術語“上游”表示排氣流動的上游方向。術語“下游”表示排氣流動的下游方向。此外，在本說明書的排氣系統的描述中，術語“路徑方向”表示排氣流動方向。

如上所述，單缸四沖程發動機單元19包括發動機主體20、排氣管34、消音器35、主催化劑39、上游氧檢測器36和下游氧檢測器37。消音器35設有暴露于大氣的排放口35e。將從燃燒室29延伸到排放口35e的路徑稱為排氣路徑41(參見圖5)。排氣路徑41由氣缸排氣通路部件31、排氣管34和消音器35形成。排氣路徑41是排氣經過的空間。

如圖5所示，排氣管34的上游端部連接到氣缸排氣通路部件31。排氣管34的下游端部連接到消音器35。催化劑單元38設置在排氣管34的中間。將排氣管34的位于催化劑單元38上游的部分稱為上游排氣管34a。將排氣管34的位于催化劑單元38下游的部分稱為下游排氣管34b。盡管圖5為了簡化起見將排氣管34示為直線管，但是排氣管34并非直線管。

如圖3所示，排氣管34設置在摩托車1的右側。如圖2所示，排氣管34的一部分布置在曲軸軸線Cr1的下方。排氣管34具有兩個彎曲部。將兩個彎曲部中的上游的彎曲部簡稱為上游彎曲部。將兩個彎曲部中的下游的彎曲部簡稱為下游彎曲部。當在左右方向上觀察時，上游彎曲部將排氣流動方向從沿著上下方向的方向改變為沿著前后方向的方向。更具體而言，當在左右方向上觀察時，彎曲部將排氣流動方向從向下方改變為向后上方。當在左右方向上觀察時，下游彎曲部將排氣流動方向從向后上方改變為向后方。位于下游彎曲部的稍下游的部分布置在曲軸軸線Cr1的下方。主催化劑39設置在兩個彎曲部之間。

從排氣管34的下游端排出的排氣流入到消音器35中。消音器35連接到排氣管34。消音器35配置為限制排氣的脈動。由此，消音器35可以限制由排氣產生的聲音(排氣聲音)的音量。在消音器35內設有多個膨脹室和使膨脹室彼此連接的多個管。排氣管34的下游端部設置在消音器35的膨脹室內。暴露于大氣的排放口35e設置在消音器35的下游端。如圖5所示，將排氣路徑的從排氣管34的下游端延伸到排放口35e的路徑長度稱為e1。消音器35內的膨脹室的路徑長度是以最短的距離連接膨脹室的流入口的中心與膨脹室的流出口的中心的路徑長度。已經經過消音器35的排氣經由排放口35e排放到大氣中。如圖2所示，排放口35e布置在曲軸軸線Cr1的后方。

主催化劑39設置在排氣管34中。主催化劑39的上游端設置在消音器35的上游端35a的上游。催化劑單元38包括中空筒狀殼體40和主催化劑39。殼體40的上游端連接到上游排氣管34a。殼體40的下游端連接到下游排氣管34b。殼體40形成排氣管34的一部分。主催化劑39固定到殼體40的內部。排氣在經過主催化劑39時被凈化。從燃燒室29的排氣口31a排出的所有排氣經過主催化劑39。主催化劑39在排氣路徑41中最大程度地凈化從燃燒室29排出的排氣。

主催化劑39是所謂的三元催化劑。該三元催化劑通過氧化反應或還原反應去除排氣中的三種物質，即烴、一氧化碳和氮氧化物。該三元催化劑是一種氧化-還原催化劑。主催化劑39包括基底和附著到基底表面的催化劑材料。催化劑材料由載體和貴金屬形成。載體設置在貴金屬與基底之間。載體支承貴金屬。貴金屬凈化排氣。貴金屬的示例包括分別去除烴、一氧化碳和氮氧化物的鉑、鈀和銠。

主催化劑39具有多孔結構。多孔結構是指與排氣路徑41的路徑方向垂直的橫截面形成有多個孔的結構。多孔結構的示例是蜂窩結構。在主催化劑39中，形成有比上游排氣管34a的路徑寬度足夠窄的孔。

主催化劑39可以是金屬基催化劑或者陶瓷基催化劑。金屬基催化劑是基底由金屬制成的催化劑。陶瓷基催化劑是基底由陶瓷制成的催化劑。金屬基催化劑的基底例如通過交替堆疊并卷繞金屬波紋板和金屬平板來形成。陶瓷基催化劑的基底例如是蜂窩結構體。

如圖5所示，將主催化劑39在路徑方向上的長度稱為c1。此外，將主催化劑39在垂直于路徑方向的方向上的最大寬度稱為w1。主催化劑39的長度c1比主催化劑39的最大寬度w1長。主催化劑39在垂直于路徑方向的方向上的橫截面形狀例如為圓形。橫截面形狀也可以設置為使得在上下方向上的長度比在左右方向上的長度長。

如圖5所示，殼體40包括催化劑供給通路部件40b、上游通路部件40a和下游通路部件40c。主催化劑39設置在催化劑供給通路部件40b中。在路徑方向上，催化劑供給通路部件40b的上游端和下游端分別位于與主催化劑39的上游端和下游端相同的位置處。催化劑供給通路部件40b的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積在路徑方向上基本恒定。上游通路部件40a連接到催化劑供給通路部件40b的上游端。下游通路部件40c連接到催化劑供給通路部件40b的下游端。

上游通路部件40a至少部分地呈錐狀。該錐部朝著下游側增大其內徑。下游通路部件40c至少部分地呈錐狀。該錐部朝著下游側減小其內徑。將催化劑供給通路部件40b的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積稱為S1。在上游通路部件40a的至少一部分中，上游通路部件40a的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積小于面積S1。上游通路部件40a的至少一部分包括上游通路部件40a的上游端。在下游通路部件40c的至少一部分中，下游通路部件40c的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積小于面積S1。下游通路部40c的至少一部分包括下游通路部40c的下游端。

如圖2和圖3所示，主催化劑39設置在曲軸軸線Cr1的前方。換言之，當在左右方向上觀察時，主催化劑39設置在直線L1的前方。如上所述，直線L1是經過曲軸軸線Cr1且平行于上下方向的直線。當在左右方向上觀察時，主催化劑39布置在氣缸軸線Cy1的前方(下方)。

如圖2所示，假設垂直于氣缸軸線Cy1且垂直于曲軸軸線Cr1的直線是L2。當在左右方向上觀察時，主催化劑39布置在直線L2的前方。

如圖5所示，將從排氣管34的上游端到主催化劑39的上游端的路徑長度稱為b1。路徑長度b1是由上游排氣管34a和催化劑單元38的上游通路部件40a所形成的通路部件的路徑長度。換言之，路徑長度b1是從氣缸排氣通路部件31的下游端到主催化劑39的上游端的路徑長度。此外，將從主催化劑39的下游端到排氣管34的下游端的路徑長度稱為d1。路徑長度d1是由催化劑單元38的下游通路部件40c和下游排氣管34b所形成的通路部件的路徑長度。從燃燒室29到主催化劑39的上游端的路徑長度為a1+b1。從主催化劑39的下游端到排放口35e的路徑長度為d1+e1。

主催化劑39設置為使得路徑長度a1+b1比路徑長度d1+e1短。此外，主催化劑39設置為使得路徑長度a1+b1比路徑長度d1短。此外，主催化劑39設置為路徑長度b1比路徑長度d1短。

上游氧檢測器36設置在排氣管34上。上游氧檢測器36設置在主催化劑39的上游。上游氧檢測器36設置在上游排氣管34a上(參見圖5)。上游氧檢測器36是配置為檢測排氣中的氧濃度的傳感器。上游氧檢測器36可以是配置為檢測氧濃度是否高于預定值的氧傳感器。或者，上游氧檢測器36可以是配置為輸出階梯性地或線性地表示氧濃度的檢測信號的傳感器(例如，A/F傳感器：空燃比傳感器)。上游氧檢測器36設置為使得一個端部(檢測部)設置在排氣管34內且另一個端部設置在排氣管34外。上游氧檢測器36的檢測部能夠在被加熱至高溫并且被激活時檢測氧濃度。上游氧檢測器36的檢測結果輸出給電子控制單元45。

如圖5所示，將從燃燒室29到上游氧檢測器36的路徑長度稱為h1。此外，將從上游氧檢測器36到主催化劑39的上游端的路徑長度稱為h2。上游氧檢測器36設置為使得路徑長度h1比路徑長度h2短。

下游氧檢測器37設置在排氣管34上。下游氧檢測器37設置在主催化劑39的下游。下游氧檢測器37設置在下游排氣管34b上(參見圖5)。下游氧檢測器37設置在消音器35的上游。下游氧檢測器37是配置為檢測排氣中的氧濃度的傳感器。下游氧檢測器37可以是配置為檢測氧濃度是否高于預定值的氧傳感器。下游氧檢測器37可以是配置為輸出階梯性地或線性地表示氧濃度的檢測信號的傳感器(例如，A/F傳感器：空燃比傳感器)。下游氧檢測器37設置為使得一個端部(檢測部)設置在排氣管34內且另一個端部設置在排氣管34外。下游氧檢測器37的檢測結果輸出給電子控制單元45。

已經對實施例1的摩托車1的結構進行了描述。實施例1的摩托車1具有以下特征。

燃燒室29至少部分地布置在曲軸軸線Cr1的前方。消音器35的排放口35e布置在曲軸軸線Cr1的后方。主催化劑39至少部分地布置在曲軸軸線Cr1的前方。主催化劑39的上游端設置在消音器35的上游端35a的上游。因此，主催化劑39布置為相對地靠近燃燒室29。由此，能夠提高主催化劑39凈化排氣的凈化性能。

下游氧檢測器37設置在主催化劑39的下游。主催化劑39的變質可通過來自下游氧檢測器37的信號來檢測。這使得可以在主催化劑39的變質達到預定水平之前通過提供信息來建議更換主催化劑39。因此，能夠通過使用多個主催化劑39來使摩托車1與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。主催化劑39的變質可基于來自下游氧檢測器37的信號和來自設置在主催化劑39的上游的上游氧檢測器36的信號來檢測。當使用來自兩個氧檢測器36和37的信號時，可以更準確地檢測主催化劑39的變質程度。因此，與只基于來自下游氧檢測器37的信號檢測主催化劑39的變質的情形相比，可以在維持摩托車1的排氣凈化的初始性能的同時將一個主催化劑39使用更長時間。

主催化劑39的實際凈化能力可通過來自上游氧檢測器36的信號和來自下游氧檢測器37的信號來檢測，其中，上游氧檢測器36設置在主催化劑39的上游，下游氧檢測器37設置在主催化劑39的下游。因此，當基于來自兩個氧檢測器36和37的信號來實施燃燒控制時，能夠提高燃燒控制的精度。這可以限制主催化劑39的變質進程。因此，能夠使摩托車1與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

這樣，在不增加主催化劑39的尺寸的情況下，能夠使摩托車1與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。因此，在簡化支承結構的同時能夠使摩托車1與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

如上所述，在本實施例的包括單缸四沖程發動機單元19的摩托車1中，在簡化支承結構的同時能夠提高催化劑凈化排氣的凈化性能，并且能夠使摩托車1與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

主催化劑39至少部分地布置在曲軸軸線Cr1的前方。因此，主催化劑39布置為更靠近燃燒室29。由此，能夠提高主催化劑39凈化排氣的凈化性能。

直線L2是垂直于氣缸軸線Cy1且垂直于曲軸軸線Cr1的直線。直線L2從曲軸27向下方延伸。當在左右方向上觀察時，主催化劑39的至少一部分位于直線L2的前方。因此，主催化劑39布置為更靠近燃燒室29。由此，能夠進一步提高主催化劑39凈化排氣的凈化性能。

從一個燃燒室29到主催化劑39的上游端的路徑長度(a1+b1)比從主催化劑39的下游端到排放口35e的路徑長度(d1+e1)短。因此，可以將主催化劑39設置在更靠近燃燒室29的位置處。由此，能夠進一步提高主催化劑39凈化排氣的凈化性能。

從一個燃燒室29到主催化劑39的上游端的路徑長度(a1+b1)比從主催化劑39的下游端到排氣管34的下游端的路徑長度(d1)短。因此，主催化劑39布置為更靠近燃燒室29。由此，能夠進一步提高主催化劑39凈化排氣的凈化性能。

從一個燃燒室29到上游氧檢測器36的路徑長度(h1)比從上游氧檢測器36到主催化劑39的上游端的路徑長度(h2)長。因此，上游氧檢測器布置為更靠近燃燒室29。因此，當發動機啟動時，上游氧檢測器36能夠被快速地加熱到激活溫度。因此，能夠提高上游氧檢測器36的檢測精度。因此，基于來自上游氧檢測器36的信號的燃燒控制能夠更準確地實施。由此，能夠進一步提高主催化劑39凈化排氣的凈化性能。此外，由于燃燒控制的精度的提高，所以能夠限制主催化劑39的變質進程。因此，能夠使摩托車1與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

在上游通路部件40a的至少一部分中，上游通路部件40a的沿垂直于排氣流動方向的方向所切割的橫截面面積小于面積S1。面積S1是催化劑供給通路部40b的沿垂直于排氣流動方向的方向所切割的橫截面面積。因此，可以將具有大橫截面面積的催化劑用作主催化劑39。由此，能夠進一步提高主催化劑39凈化排氣的凈化性能。

(實施例1的變形例1-1)

圖6是示出車體罩等已經從實施例1的變形例1-1的摩托車移除的狀態的側視圖。圖7是示出車體罩等已經從實施例1的變形例1-1的摩托車移除的狀態的仰視圖。圖8是實施例1的變形例1-1的發動機主體和排氣系統的示意圖。在變形例1-1中，用相同的附圖標記表示與實施例1相同的元件，且省略對它們的詳細描述。

如圖6所示，與上述實施例1相比，主催化劑39設置在變形例1-1中的下游。主催化劑39的具體結構與上述實施例1中的結構相同。變形例1-1的主催化劑39設置在排氣管234中。以與上述實施例1相同的方式，主催化劑39的上游端設置在消音器35的上游端35a的上游。

類似于實施例1的排氣管34，排氣管234連接到氣缸排氣通路部件31(參見圖8)和消音器35。催化劑單元38設置在排氣管234的中間。如圖8所示，將排氣管234的位于催化劑單元38上游的部分稱為上游排氣管234a。將排氣管234的位于催化劑單元38下游的部分稱為下游排氣管234b。下游排氣管234b設置在消音器35中。盡管圖8為了簡化起見將排氣管234示為直線管，但是排氣管234并非直線管。

如圖6所示，主催化劑39設置在曲軸軸線Cr1的后方。換言之，當在左右方向上觀察時，主催化劑39設置在直線L1的后方。如上所述，直線L1是經過曲軸軸線Cr1且平行于上下方向的直線。當在左右方向上觀察時，主催化劑39布置在氣缸軸線Cy1的前方(下方)。

如圖6所示，當在左右方向上觀察時，主催化劑39布置在直線L2的后方。L2是垂直于氣缸軸線Cy1且垂直于曲軸軸線Cr1的直線。

如圖8所示，將從排氣管234的上游端到主催化劑39的上游端的路徑長度稱為b11。此外，將從主催化劑39的下游端到排氣管234的下游端的路徑長度稱為d11。從燃燒室29到主催化劑39的上游端的路徑長度為a1+b11。從主催化劑39的下游端到排放口35e的路徑長度為d11+e1。

以與上述實施例1相同的方式，變形例1-1中的主催化劑39設置為使得路徑長度a1+b11比路徑長度d11+e1短。不同于上述實施例1，變形例1-1的主催化劑39設置為使得路徑長度a1+b11比路徑長度d11長。不同于上述實施例1，變形例1-1的主催化劑39設置為路徑長度b11比路徑長度d11長。

上游氧檢測器36設置在排氣管234上。上游氧檢測器36設置在主催化劑39的上游。上游氧檢測器36設置在上游排氣管234a上(參見圖8)。

如圖8所示，將從燃燒室29到上游氧檢測器36的路徑長度稱為h11。此外，將從上游氧檢測器36到主催化劑39的上游端的路徑長度稱為h12。類似于實施例1，上游氧檢測器36設置為使得路徑長度h11比路徑長度h12短。

下游氧檢測器37設置在排氣管234上。下游氧檢測器37設置在主催化劑39的下游。下游氧檢測器37設置在下游排氣管234b上(參見圖8)。下游氧檢測器37穿透消音器35的側壁。下游氧檢測器37的一個端部(檢測部)設置在下游排氣管234b中。下游氧檢測器37的另一個端部設置在消音器35外。

在變形例1-1中，類似于實施例1的那些配置產生類似于實施例1中所描述的效果。

(實施例1的變形例1-2)

圖9是實施例1的變形例1-2的摩托車的側視圖。圖10是實施例1的變形例1-2的發動機主體和排氣系統的示意圖。在變形例1-2中，用相同的附圖標記表示與實施例1相同的元件，且省略對它們的詳細描述。

如圖9和10所示，上游副催化劑300(單燃燒室用上游副催化劑)、主催化劑39、上游氧檢測器36和下游氧檢測器37設置在排氣管334中。類似于實施例1的排氣管34，排氣管334連接到氣缸排氣通路部件31(參見圖10)和消音器35。催化劑單元38設置在排氣管334的中間。如圖10所示，將排氣管334的位于催化劑單元38上游的部分稱為上游排氣管334a。將排氣管334的位于催化劑單元38下游的部分稱為下游排氣管334b。盡管圖10為了簡化將排氣管334示為直線管，但是排氣管334并非直線管。

上游副催化劑300設置在主催化劑39的上游。上游副催化劑300設置在上游排氣管334a(排氣管334)中。上游副催化劑300可以只由附著到排氣管334的內壁的催化劑材料形成。在該情形中，上游副催化劑300的催化劑材料所附著的基底是排氣管334的內壁。上游副催化劑300可以包括設置在排氣管334的內側的基底。在該情形中，上游副催化劑300由基底和催化劑材料形成。上游副催化劑300的基底例如是板狀的。板狀基底在垂直于路徑方向的方向上的橫截面可以是S形、圓形或者C形。無論上游副催化劑300是否包括基底，上游副催化劑300均不包括多孔結構。由此，與主催化劑39相比，上游副催化劑300不會有效地產生對排氣的壓力脈動的偏轉。此外，與主催化劑39相比，上游副催化劑300不會很大程度地抵抗排氣的流動。

主催化劑39在排氣路徑41中最大程度地凈化從燃燒室29排出的排氣。換言之，主催化劑39與上游副催化劑300相比，在排氣路徑41中凈化了更多的從燃燒室29排出的排氣。即，上游副催化劑300對排氣凈化的貢獻度比主催化劑39低。

主催化劑39和上游副催化劑300的每一者對凈化的貢獻度可通過以下方法來測量。該測量方法的描述假設了，在主催化劑39和上游副催化劑300中，作用在上游的催化劑是前催化劑，作用在下游的催化劑是后催化劑。在變形例1-2中，上游副催化劑300是前催化劑，主催化劑39是后催化劑。

當變形例1的發動機單元運行時，并且在預熱狀態下，測量從排放口35e排出的排氣中的有害物質的濃度。測量排氣的方法符合歐洲規定。在預熱狀態下，主催化劑39和上游副催化劑200是高溫的并且是激活的。因此，主催化劑39和上游副催化劑200能夠在預熱狀態下充分發揮凈化性能。

接下來，卸下實驗中所使用的發動機單元的后催化劑，并且僅附接后催化劑的基底。假設該狀態下的發動機單元是測量發動機單元A。以類似于上述的方式，在預熱狀態下測量從排放口35e排出的排氣中的有害物質的濃度。

此外，卸下測量發動機單元A的前催化劑，并且僅附接前催化劑的基底。假設該狀態下的發動機單元是測量發動機單元B。以類似于上述的方式，在預熱狀態下測量從排放口35e排出的排氣中的有害物質的濃度。在上游副催化劑200(前催化劑)配置為使得催化劑材料直接附著到排氣管234的內壁的情形中，排氣管234相當于基底。只附接上游副催化劑200的基底而不附接上述的上游副催化劑200，相當于不將催化劑材料附接到排氣管234的內壁。

測量發動機單元A包括前催化劑且不包括后催化劑。測量發動機單元B既不包括前催化劑也不包括后催化劑。由此，將前催化劑(上游副催化劑300)對凈化的貢獻度計算為測量發動機單元A的測量結果與測量發動機單元B的測量結果之間的差值。此外，將后催化劑(主催化劑39)對凈化的貢獻度計算為測量發動機單元A的測量結果與變形例1的發動機單元的測量結果之間的差值。

上游副催化劑300的凈化能力可以高于或者低于主催化劑39的凈化能力。當上游副催化劑200的凈化能力低于主催化劑39的凈化能力時，僅設有上游副催化劑200時的排氣凈化率小于僅設有主催化劑39時的排氣凈化率。

如圖9所示，主催化劑39設置在曲軸軸線Cr1的前方。當在左右方向上觀察時，主催化劑39布置在直線L2的前方。直線L2的定義與實施例1中的定義相同。即，直線L2是垂直于氣缸軸線Cy1且垂直于曲軸軸線Cr1的直線。

如圖10所示，將從排氣管334的上游端到主催化劑39的上游端的路徑長度稱為b21。將從主催化劑39的下游端到排氣管334的下游端的路徑長度稱為d21。從燃燒室29到主催化劑39的上游端的路徑長度稱為a1+b21。從主催化劑39的下游端到排放口35e的路徑長度稱為d21+e1。

類似于實施例1，主催化劑39設置為使得路徑長度a1+b21比路徑長度d21+e1短。類似于實施例1，主催化劑39設置為使得路徑長度a1+b21比路徑長度d21短。此外，類似于實施例1，主催化劑39設置為使得路徑長度b21比路徑長度d21短。

上游氧檢測器36設置在排氣管334上。上游氧檢測器36設置在上游副催化劑300的上游。上游氧檢測器36設置在上游排氣管334a上(參見圖13)。

將從燃燒室29到上游氧檢測器36的路徑長度稱為h21。將從上游氧檢測器36到主催化劑39的上游端的路徑長度稱為h22。類似于實施例1，上游氧檢測器36設置為使得路徑長度h21比路徑長度h22短。

下游氧檢測器37設置在排氣管334上。下游氧檢測器37設置在主催化劑39的下游。下游氧檢測器37設置在下游排氣管334b上(參見圖13)。下游氧檢測器37設置在消音器35的上游。

在變形例1-2中，類似于實施例1的那些配置產生類似于實施例1中所描述的效果。

在變形例1-2中，上游副催化劑300設置在主催化劑39的上游。上游副催化劑300與主催化劑39相比會更快地變質。然而，即使上游副催化劑300的變質達到預定水平，也能夠通過主催化劑39來維持凈化排氣的凈化性能。因此，能夠使摩托車與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

上游氧檢測器36設置在上游副催化劑300的上游。因此，上游氧檢測器36能夠檢測流入到上游副催化劑300中的排氣的氧濃度。由于燃燒控制基于來自上游氧檢測器36的信號來實施，所以能夠提高上游副催化劑300凈化排氣的凈化性能。

(實施例2)

圖11是本發明的實施例2的摩托車的側視圖。圖12是實施例2的摩托車的仰視圖。圖13是示出車體罩等已從實施例2的摩托車移除的狀態的側視圖。圖14是示出車體罩等已從實施例2的摩托車移除的狀態的仰視圖。圖15是實施例2的摩托車的發動機和排氣系統的示意圖。

實施例2的車輛是所謂的街道型(street-type)摩托車50。如圖13所示，摩托車50設有車體框架53。車體框架53包括頭管53a、上主框架53b、下主框架53c和座椅框架53d。上主框架53b從頭管53a側的一端到另一端向后下方延伸，接著向下方彎曲并向下方延伸。下主框架53c布置在上主框架53b的下方。下主框架53c從頭管53a向后下方延伸。座椅框架53d從上主框架53b的中部向下方延伸。

在頭管53a中可旋轉地插入有轉向軸。在轉向軸的上部設有車把55。在車把55附近設有顯示器(未示出)。顯示器配置為顯示車速、發動機轉速和警告等。

轉向軸的上端部和下端部經由托架連接到成對的左右前叉56。前叉56的下端部以可旋轉的方式支承前輪57。

成對的左右后臂58的前端部由車體框架53的后部可擺動地支承。后臂58的后端部以可旋轉的方式支承后輪59。

上主框架53b支承燃料箱51(參見圖11)。座椅框架53d支承座椅52(參見圖11)。車體框架53支承發動機主體61。車體框架53支承空氣濾清器73(參見圖13)。如圖13所示，當在左右方向上觀察時，發動機主體61的上部設置在上主框架53b與下主框架53c之間。空氣濾清器73設置在發動機主體61的后方。

如圖11所示，摩托車50設有覆蓋車體框架53等的車體罩54。車體罩54覆蓋發動機主體61的上部和空氣濾清器73。

摩托車50包括單缸四沖程發動機單元60。單缸四沖程發動機單元60包括發動機主體61、空氣濾清器73(參見圖13)、進氣管74、排氣管75、消音器76、主催化劑180(單燃燒室用主催化劑)、上游氧檢測器77(單燃燒室用上游氧檢測器)和下游氧檢測器78(單燃燒室用下游氧檢測器)。單缸四沖程發動機單元60包括與實施例1的電子控制單元45類似的電子控制單元。電子控制單元控制發動機主體61。

發動機主體61是單缸四沖程發動機。如圖13所示，發動機主體61包括曲軸箱部件62和氣缸部件63。氣缸部件63從曲軸箱部件62向前上方延伸。

曲軸箱部件62包括曲軸箱主體64。曲軸箱部件62包括容納在曲軸箱主體64中的曲軸68和傳動機構等。曲軸68的中心軸線(曲軸軸線)Cr2在左右方向上延伸。潤滑油存放在曲軸箱主體64中。該油通過油泵(未示出)傳送并且在發動機主體61中循環。

氣缸部件63包括氣缸體65、氣缸頭66、頭罩67和容納在部件65到67中的構件。如圖13所示，氣缸體65連接到曲軸箱主體64的上部。氣缸頭66連接到氣缸體65的上部。頭罩67連接到氣缸頭66的上部。

如圖15所示，在氣缸體65中形成有氣缸孔65a。氣缸孔65a以使得活塞69能夠往復運動的方式容納活塞69。活塞69經由連桿連接到曲軸68。以下，將氣缸孔65a的中心軸線Cy2稱為氣缸軸線Cy2。如圖13所示，發動機主體61設置為使得氣缸軸線Cy2在豎直方向上延伸。更具體而言，氣缸軸線Cy2從曲軸箱部件62延伸到氣缸部件63的方向為前上方。氣缸軸線Cy2相對于水平方向的傾斜角度大于等于45度且小于等于90度。

如圖15所示，在氣缸部件63中形成有一個燃燒室70。燃燒室70由氣缸體65的氣缸孔65a的內表面、氣缸頭66和活塞69形成。如圖13所示，燃燒室70布置在曲軸軸線Cr2的前方。換言之，假設經過曲軸軸線Cr2且平行于上下方向的直線設是L3。當在左右方向上觀察時，燃燒室70布置在直線L3的前方。

如圖15所示，在氣缸頭66中形成有氣缸進氣通路部件71和氣缸排氣通路部件72(單燃燒室用氣缸排氣通路部件)。在氣缸頭66中，進氣口71a和排氣口72a形成在形成燃燒室70的壁部中。氣缸進氣通路部件71從進氣口71a延伸到形成在氣缸頭66的外表面(后表面)中的入口。氣缸排氣通路部件72從排氣口72a延伸到形成在氣缸頭66的外表面(前表面)中的出口。空氣經過氣缸進氣通路部件71的內部，然后供應給燃燒室70。從燃燒室70排出的排氣經過氣缸排氣通路部件72。

在氣缸進氣通路部件71中設有進氣閥V3。在氣缸排氣通路部件72中設有排氣閥V4。進氣口71a借助于進氣閥V3的運動來打開和關閉。排氣口72a借助于排氣閥V4的運動來打開和關閉。進氣管74連接到氣缸進氣通路部件71的端部(入口)。排氣管75連接到氣缸排氣通路部件72的端部(出口)。將氣缸排氣通路部件72的路徑長度稱為a2。

單缸四沖程發動機單元60以與實施例1的發動機主體20相同的方式包括火花塞、閥操作機構、噴射器和節氣門。此外，單缸四沖程發動機單元60以與實施例1相同的方式包括發動機轉速傳感器和節氣門位置傳感器。

如上所述，單缸四沖程發動機單元60包括發動機主體61、排氣管75、消音器76、主催化劑180、上游氧檢測器77和下游氧檢測器78。消音器76設有暴露于大氣的排放口76e。將從燃燒室70延伸到排放口76e的路徑稱為排氣路徑182(參見圖15)。排氣路徑182由氣缸排氣通路部件72、排氣管75和消音器76形成。排氣路徑182是排氣經過的空間。

如圖15所示，排氣管75的上游端部連接到氣缸排氣通路部件72。排氣管75的下游端部連接到消音器76。催化劑單元79設置在排氣管75的中間。將排氣管75的位于催化劑單元79上游的部分稱為上游排氣管75a。將排氣管75的位于催化劑單元79下游的部分稱為下游排氣管75b。盡管圖15為了簡化起見將排氣管75示為直線管，但是排氣管75并非直線管。

如圖12和圖14所示，排氣管75的大部分設置在摩托車50的右側。如圖13所示，排氣管75的一部分布置在曲軸軸線Cr2的下方。排氣管75具有兩個彎曲部。將兩個彎曲部中的上游的彎曲部簡稱為上游彎曲部。將兩個彎曲部中的下游的彎曲部簡稱為下游彎曲部。當在左右方向上觀察時，上游彎曲部將排氣流動方向從沿著前后方向的方向改變為沿著上下方向的方向。更具體而言，當在左右方向上觀察時，上游彎曲部將排氣流動方向從向前下方改變為向后下方。當在左右方向上觀察時，下游彎曲部將排氣流動方向從沿著上下方向的方向改變為沿著前后方向的方向。更具體而言，當在左右方向上觀察時，下游彎曲部將排氣流動方向從向后下方改變為向后方。位于下游彎曲部的下游的部分布置在曲軸軸線Cr2的下方。主催化劑180設置在兩個彎曲部之間。

從排氣管75的下游端排出的排氣流入到消音器76中。消音器76連接到排氣管75。消音器76配置為限制排氣中的脈動。由此，消音器76限制由排氣產生的聲音(排氣聲音)的音量。在消音器76內設有多個膨脹室和使膨脹室彼此連接的多個管。排氣管75的下游端部設置在消音器76的膨脹室內。暴露于大氣的排放口76e設置在消音器76的下游端。如圖15所示，將從排氣管75的下游端延伸到排放口76e的排氣路徑的路徑長度稱為e2。已經經過消音器76的排氣經由排放口76e排放到大氣中。如圖13所示，排放口76e布置在曲軸軸線Cr2的后方。

主催化劑180設置在排氣管75中。主催化劑180的上游端設置在消音器76的上游端76a的上游。催化劑單元79包括中空筒狀殼體181和主催化劑180。殼體181的上游端連接到上游排氣管75a。殼體181的下游端連接到下游排氣管75b。殼體181形成排氣管75的一部分。主催化劑180固定到殼體181的內部。排氣在經過主催化劑180時被凈化。從燃燒室70的排氣口72a排出的所有排氣經過主催化劑180。主催化劑180在排氣路徑182中最大程度地凈化從燃燒室70排出的排氣。

主催化劑180的材料與實施例1的主催化劑39的材料相同。主催化劑180具有多孔結構。在主催化劑180中，形成有比上游排氣管75a的路徑寬度足夠窄的孔。如圖15所示，將主催化劑180在路徑方向上的長度稱為c2。此外，將主催化劑180在垂直于路徑方向的方向上的最大寬度稱為w2。主催化劑180的長度c2比主催化劑180的最大寬度w2長。

如圖15所示，殼體181包括催化劑供給通路部件181b、上游通路部件181a和下游通路部件181c。主催化劑180設置在催化劑供給通路部件181b中。在路徑方向上，催化劑供給通路部件181b的上游端和下游端分別位于與主催化劑180的上游端及下游端相同的位置處。催化劑供給通路部件181b的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積基本恒定。上游通路部件181a連接到催化劑供給通路部件181b的上游端。下游通路部件181c連接到催化劑供給通路部件181b的下游端。

上游通路部件181a至少部分地呈錐狀。該錐部朝著下游側增大其內徑。下游通路部件181c至少部分地呈錐狀。該錐部朝著下游側減小其內徑。將催化劑供給通路部件181b的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積稱為S2。在上游通路部件181a的至少一部分中，上游通路部件181a的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積小于面積S2。上游通路部件181a的至少一部分包括上游通路部件181a的上游端。在下游通路部件181c的至少一部分中，下游通路部件181c的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積小于面積S2。下游通路部181c的至少一部分包括下游通路部181c的下游端。

如圖13所示，主催化劑180設置在曲軸軸線Cr2的前方。換言之，當在左右方向上觀察時，主催化劑180設置在直線L3的前方。如上所述，直線L3是經過曲軸軸線Cr2且平行于上下方向的直線。當在左右方向上觀察時，主催化劑180布置在氣缸軸線Cy2的前方。

如圖13所示，假設垂直于氣缸軸線Cy2且垂直于曲軸軸線Cr2的直線是L4。當在左右方向上觀察時，主催化劑180布置在直線L4的前方。

如圖15所示，將從排氣管75的上游端到主催化劑180的上游端的路徑長度稱為b2。路徑長度b2是由上游排氣管75a和催化劑單元79的上游通路部件181a所形成的通路部件的路徑長度。換言之，路徑長度b2是從氣缸排氣通路部件72的下游端到主催化劑180的上游端的路徑長度。此外，將從主催化劑180的下游端到排氣管75的下游端的路徑長度稱為d2。路徑長度d2是由催化劑單元79的下游通路部件181c和下游排氣管75b所形成的通路部件的路徑長度。從燃燒室70到主催化劑180的上游端的路徑長度為a2+b2。從主催化劑180的下游端到排放口76e的路徑長度為d2+e2。

此外，類似于實施例1，主催化劑180設置為使得路徑長度a2+b2比路徑長度d2+e2短。此外，類似于實施例1，主催化劑180設置為使得路徑長度a2+b2比路徑長度d2短。此外，類似于實施例1，主催化劑180設置為路徑長度b2比路徑長度d2短。

上游氧檢測器77設置在排氣管75上。上游氧檢測器77設置在主催化劑180的上游。上游氧檢測器77設置在上游排氣管75a上(參見圖15)。上游氧檢測器77是配置為檢測排氣中的氧濃度的傳感器。上游氧檢測器77的結構與實施例1的上游氧檢測器37的結構相同。

如圖15所示，將從燃燒室70到上游氧檢測器77的路徑長度稱為h3。將從上游氧檢測器77到主催化劑180的上游端的路徑長度稱為h4。類似于實施例1，上游氧檢測器77設置為使得路徑長度h3比路徑長度h4短。

下游氧檢測器78設置在排氣管75上。下游氧檢測器78設置在主催化劑180的下游。下游氧檢測器78設置在下游排氣管75b上(參見圖15)。下游氧檢測器78設置在消音器76的上游。下游氧檢測器78是配置為檢測排氣中的氧濃度的傳感器。下游氧檢測器78的結構與實施例1的上游氧檢測器37的結構相同。

如上所述，在實施例2的摩托車50中，上游氧檢測器77和下游氧檢測器78分別設置在主催化劑180的上游和下游。除此之外，構件的配置與實施例1的摩托車1中的配置相同。類似于實施例1的那些配置產生類似于實施例1中所描述的效果。

上述變形例1-2的排氣系統的結構可以使用在實施例2的摩托車50中。在該情形中獲得類似于變形例1-2的效果。

(實施例2的變形例2-1)

圖16是示出車體罩等已從實施例2的變形例2-1的摩托車移除的狀態的側視圖。圖17是示出車體罩等已從實施例2的變形例2-1的摩托車移除的狀態的仰視圖。圖18是實施例2的變形例2-1的發動機主體和排氣系統的示意圖。在變形例2-1中，用相同的附圖標記表示與實施例2相同的元件，且省略對它們的詳細描述。

如圖16所示，與上述實施例2相比，主催化劑180設置在變形例2-1中的下游。主催化劑180的具體結構與上述實施例2中的結構相同。變形例2-1的主催化劑180設置在排氣管275中。以與上述實施例2相同的方式，主催化劑180的上游端設置在消音器76的上游端76a的上游。

類似于實施例2的排氣管75，排氣管275連接到氣缸排氣通路部件72(參見圖18)和消音器76。催化劑單元79設置在排氣管275的中間。如圖18所示，將排氣管274的位于催化劑單元79上游的部分稱為上游排氣管275a。將排氣管275的位于催化劑單元79下游的部分稱為下游排氣管275b。下游排氣管275b設置在消音器76中。盡管圖18為了簡化起見將排氣管275示為直線管，但是排氣管275并非直線管。

如圖16所示，主催化劑180設置在曲軸軸線Cr2的后方。換言之，當在左右方向上觀察時，主催化劑180設置在直線L3的后方。如上所述，直線L3是經過曲軸軸線Cr2且平行于上下方向的直線。當在左右方向上觀察時，主催化劑180布置在氣缸軸線Cy2的前方。

如圖16所示，當在左右方向上觀察時，主催化劑180布置在直線L4的后方。直線L4是垂直于氣缸軸線Cy2且垂直于曲軸軸線Cr2的直線。

如圖18所示，將從排氣管275的上游端到主催化劑180的上游端的路徑長度稱為b12。將從主催化劑180的下游端到排氣管275的下游端的路徑長度稱為d12。從燃燒室70到主催化劑180的上游端的路徑長度為a2+b12。從主催化劑180的下游端到排放口76e的路徑長度為d12+e2。

以與上述實施例2相同的方式，變形例2-1中的主催化劑180設置為使得路徑長度a2+b12比路徑長度d12+e2短。不同于上述實施例2，變形例2-1的主催化劑180設置為使得路徑長度a2+b12比路徑長度d12長。不同于上述實施例2，變形例2-1的主催化劑180設置為路徑長度b12比路徑長度d12長。

上游氧檢測器77設置在排氣管275上。上游氧檢測器77設置在主催化劑180的上游。上游氧檢測器77設置在上游排氣管275a上(參見圖18)。

如圖18所示，將從燃燒室70到上游氧檢測器77的路徑長度稱為h13。此外，將從上游氧檢測器77到主催化劑180的上游端的路徑長度稱為h14。類似于實施例2，上游氧檢測器77設置為使得路徑長度h13比路徑長度h14短。

下游氧檢測器78設置在排氣管275上。下游氧檢測器78設置在主催化劑180的下游。下游氧檢測器78設置在下游排氣管275b上(參見圖18)。下游氧檢測器78設置在消音器76的上游。

在變形例2-1中，類似于實施例1的那些配置產生類似于實施例1中所描述的效果。

(實施例3)

圖19是本發明的實施例3的摩托車的側視圖。圖20是實施例3的摩托車的仰視圖。圖21是示出車體罩等已從實施例3的摩托車移除的狀態的側視圖。圖22是示出車體罩等已從實施例3的摩托車移除的狀態的仰視圖。圖23是實施例3的摩托車的發動機和排氣系統的示意圖。

實施例3的車輛是所謂的踏板型(scooter-type)摩托車80。如圖21所示，摩托車80設有車體框架81。車體框架81包括頭管81a、主框架81b、成對的左右側框架81c、成對的左右后框架81d和成對的左右座椅框架81e。主框架81b從頭管81a向后下方延伸。成對的左右側框架81c從主框架81b的下端部向后方大致上水平地延伸。成對的左右后框架81d從側框架81c的下端部向后上方延伸。成對的左右座椅框架81e從后框架81d的后端部向后方水平地延伸。

在頭管81a中可旋轉地插入有轉向軸。在轉向軸的上部設有車把82。在車把82的附近設有顯示器(未示出)。顯示器配置為顯示車速、發動機轉速和警告等。

在轉向軸的下部處支承有成對的左右前叉83。前叉83的下端部以可旋轉的方式支承前輪84。

腳板85(參見圖19)附接到成對的左右側框架81c。乘坐在后述的座椅86上的騎乘者將其腳放置在腳板85上。

座椅框架81e支承座椅86(參見圖19)。在車輛前后方向上，座椅86從車體框架81的中部延伸到后端部。

在座椅86的下方形成有空間G1(參見圖21)。在空間G1中設有儲物箱(未示出)。儲物箱是頂部開口的箱子。座椅86充當用于打開和關閉儲物箱的上開口的蓋子。儲物箱設置在左右座椅框架81e之間。儲物箱由后框架81d和座椅框架81e支承。

如圖19所示，摩托車80設有覆蓋車體框架81等的車體罩87。車體罩87包括前罩87a、護腿板87b、主罩87c和底罩87d。前罩87a設置在頭管81a的前方。護腿板87b設置在頭管81a的后方。前罩87a和護腿板87b覆蓋頭管81a和主框架81b。主罩87c從腳板85的后部向上延伸。主罩87c基本完全覆蓋儲物箱。底罩87d設置在前罩87a、護腿板87b和主罩87c的下方。底罩87d從前方、左方和右方覆蓋后述的發動機主體94的前上部。

單元擺動式(unit-swing)單缸四沖程發動機單元93附接到車體框架81。單缸四沖程發動機單元93包括發動機主體94、動力傳遞單元95(參見圖20和圖22)。動力傳遞單元95連接到發動機主體94的后部。動力傳遞單元95設置到發動機主體94的左方。動力傳遞單元95容納傳動裝置。動力傳遞單元95以可旋轉的方式支承后輪88。

發動機主體94與動力傳遞單元95配置為相對于車體框架81一體地擺動。更具體而言，如圖21和圖22所示，左連桿部件90L和右連桿部件90R連接到發動機主體94的下部的左端部和右端部。左連桿部件90L和右連桿部件90R從發動機主體94向前方延伸。左連桿部件90L和右連桿部件90R的前端部經由樞軸89可旋轉地連接到車體框架81。此外，左連桿部件90L和右連桿部件90R經由樞軸91(參見圖21)可旋轉地連接到發動機主體94。注意，圖20沒有示出諸如后述的護罩96、右連桿部件90R和發動機主體94之類的這些部分。

單缸四沖程發動機單元93包括發動機主體94、動力傳遞單元95、空氣濾清器(未示出)、進氣管110(參見圖23)、排氣管111、消音器112、主催化劑116(單燃燒室用主催化劑)、上游氧檢測器113(單燃燒室用上游氧檢測器)和下游氧檢測器114(單燃燒室用下游氧檢測器)。單缸四沖程發動機單元93還包括與實施例1的電子控制單元45類似的電子控制單元。電子控制單元控制發動機主體94。

發動機主體94是單缸四沖程發動機。發動機主體94是強制空冷式發動機。發動機主體94包括護罩96、風扇97、曲軸箱部件98和氣缸部件99。

氣缸部件99從曲軸箱部件98向前方延伸。護罩96覆蓋氣缸部件99的后部的整個外周。更具體而言，護罩96覆蓋后述的整個氣缸體101和后述的整個氣缸頭102的整個外周。然而，沒有覆蓋連接到氣缸頭102的排氣管111的外周。護罩96覆蓋曲軸箱部件98的右部。

風扇97設置在護罩96與曲軸箱部件98之間。在護罩96的與風扇97相對的部分處形成有用于進氣的流入口。風扇97產生用于冷卻發動機主體94的空氣流。更具體而言，空氣借助于風扇97的旋轉被引入到護罩96中。由于該空氣流與發動機主體94發生碰撞，因此曲軸箱部件98和氣缸部件99得以冷卻。

曲軸箱部件98包括曲軸箱主體100和容納在曲軸箱主體100中的曲軸104等。曲軸104的中心軸線(曲軸軸線)Cr3在左右方向上延伸。風扇97一體地并且可旋轉地連接到曲軸104的右端部。風扇97借助于曲軸104的旋轉被驅動。潤滑油存放在曲軸箱主體100中。該油通過油泵(未示出)傳送并且在發動機主體94中循環。

氣缸部件99包括氣缸體101、氣缸頭102、頭罩103和容納在部件101到103中的構件。如圖20所示，氣缸體101連接到曲軸箱主體100的前部。氣缸頭102連接到氣缸體101的前部。頭罩103連接到氣缸頭102的前部。

如圖23所示，在氣缸體101中形成有氣缸孔101a。氣缸孔101a以使得活塞105能夠往復運動的方式容納活塞105。活塞105經由連桿連接到曲軸104。以下，將氣缸孔101a的中心軸線Cy3稱為氣缸軸線Cy3。如圖21所示，發動機主體94設置為使得氣缸軸線Cy3在前后方向上延伸。更具體而言，氣缸軸線Cy3從曲軸箱部件98延伸到氣缸部件99的方向為前上方。氣缸軸線Cy3相對于水平方向的傾斜角度大于等于0度且小于等于45度。

如圖23所示，在氣缸部件99中形成有一個燃燒室106。燃燒室106由氣缸體101的氣缸孔101a的內表面、氣缸頭102和活塞105形成。如圖21所示，燃燒室106布置在曲軸軸線Cr3的前方。換言之，假設經過曲軸軸線Cr3且平行于上下方向的直線是L5，使得當在左右方向上觀察時，燃燒室106布置在直線L5的前方。

如圖23所示，在氣缸頭102中形成有氣缸進氣通路部件107和氣缸排氣通路部件108(單燃燒室用氣缸排氣通路部件)。在氣缸頭102中，進氣口107a和排氣口108a形成在形成燃燒室106的壁部中。氣缸進氣通路部件107從進氣口107a延伸到形成在氣缸頭102的外表面(上表面)中的入口。氣缸排氣通路部件108從排氣口108a延伸到形成在氣缸頭102的外表面(下表面)中的出口。空氣經過氣缸進氣通路部件107的內部，然后供應給燃燒室106。從燃燒室106排出的排氣經過氣缸排氣通路部件108。

在氣缸進氣通路部件107中設有進氣閥V5。在氣缸排氣通路部件108中設有排氣閥V6。進氣口107a借助于進氣閥V5的運動來打開和關閉。排氣口108a借助于排氣閥V6的運動來打開和關閉。進氣管110連接到氣缸進氣通路部件107的端部(入口)。排氣管111連接到氣缸排氣通路部件108的端部(出口)。將氣缸排氣通路部件108的路徑長度稱為a3。

如上所述，圖20沒有示出諸如右連桿構件90R和護罩96之類的這些部分。由于該配置，氣缸頭102的下表面與排氣管111的連接部是可見的。如圖20和圖22所示，當從下方觀察時，排氣管111的上游端部布置在左連桿構件90L與右連桿構件90R之間。然而，如圖21所示，當在左右方向上觀察時，排氣管111經過左連桿構件90L和右連桿構件90R的上方。因此，排氣管111并不經過左連桿構件90L與右連桿構件90R之間。

單缸四沖程發動機單元93以與實施例1的發動機主體20相同的方式包括火花塞、閥操作機構、噴射器和節氣門。此外，單缸四沖程發動機單元93以與實施例1相同的方式包括發動機轉速傳感器和節氣門位置傳感器。

如上所述，單缸四沖程發動機單元93包括發動機主體94、排氣管111、消音器112、主催化劑116、上游氧檢測器113和下游氧檢測器114。消音器112設置有暴露于大氣的排放口112e。將從燃燒室106延伸到排放口112e的路徑稱為排氣路徑118(參見圖23)。排氣路徑118由氣缸排氣通路部件108、排氣管111和消音器112形成。排氣路徑118是排氣經過的空間。

如圖23所示，排氣管111的上游端部連接到氣缸排氣通路部件108。排氣管111的下游端部連接到消音器112。催化劑單元115設置在排氣管111的中間。將排氣管111的位于催化劑單元115上游的部分稱為上游排氣管111a。排氣管111的位于催化劑單元115下游的部分稱為下游排氣管111b。盡管圖23為了簡化起見將排氣管111示為直線管，但是排氣管111并非直線管。

如圖20所示，排氣管111設置在摩托車80的右側。如圖21所示，排氣管111的一部分布置在曲軸軸線Cr3的下方。排氣管111具有兩個彎曲部。將兩個彎曲部中的上游的彎曲部簡稱為上游彎曲部。將兩個彎曲部中的下游的彎曲部簡稱為下游彎曲部。當在左右方向上觀察時，上游彎曲部將排氣流動方向從向下方改變為向后下方。當在左右方向上觀察時，下游彎曲部將排氣流動方向從后下方改變為向后上方。位于下游彎曲部的下游的部分布置在曲軸軸線Cr3的下方。主催化劑116的下游端設置在下游彎曲部處。

從排氣管111的下游端排出的排氣流入到消音器112中。消音器112連接到排氣管111。消音器112配置為限制排氣中的脈動。由此，消音器112限制由排氣產生的聲音(排氣聲音)的音量。在消音器112內設有多個膨脹室和使膨脹室彼此連接的多個管。排氣管111的下游端部設置在消音器112的膨脹室內。暴露于大氣的排放口112e設置在消音器112的下游端。如圖23所示，將從排氣管111的下游端延伸到排放口112e的排氣路徑的路徑長度稱為e3。已經經過消音器112的排氣經由排放口112e排放到大氣中。如圖21所示，排放口112e布置在曲軸軸線Cr3的后方。

主催化劑116設置在排氣管111內。主催化劑116的上游端設置在消音器112的上游端112a的上游。催化劑單元115包括中空筒狀殼體117和主催化劑116。殼體117的上游端連接到上游排氣管111a。殼體117的下游端連接到下游排氣管111b。殼體117形成排氣管111的一部分。主催化劑116固定到殼體117的內部。排氣在經過主催化劑116時被凈化。從燃燒室106的排氣口108a排出的所有排氣經過主催化劑116。主催化劑116在排氣路徑118中最大程度地凈化從燃燒室106排出的排氣。

主催化劑116的材料與實施例1的主催化劑39的材料相同。主催化劑116具有多孔結構。在主催化劑116中，形成有比上游排氣管111a的路徑寬度足夠窄的孔。如圖23所示，將主催化劑116在路徑方向上的長度稱為c3。此外，將主催化劑116在垂直于路徑方向的方向上的最大寬度稱為w3。主催化劑116的長度c3比主催化劑116的最大寬度w3長。

如圖23所示，殼體117包括催化劑供給通路部件117b、上游通路部件117a和下游通路部件117c。主催化劑116設置在催化劑供給通路部件117b中。在路徑方向上，催化劑供給通路部件117b的上游端和下游端分別位于與主催化劑116的上游端及下游端相同的位置處。催化劑供給通路部件117b的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積基本恒定。上游通路部件117a連接到催化劑供給通路部件117b的上游端。下游通路部件117c連接到催化劑供給通路部件117b的下游端。

上游通路部件117a至少部分地呈錐狀。該錐部朝著下游側增大其內徑。下游通路部件117c至少部分地呈錐狀。該錐部朝著下游側減小其內徑。將催化劑供給通路部件117b的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積稱為S3。上游通路部件117a的(至少一部分)的上游端的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積比面積S3小。在下游通路部件117c的至少一部分中，下游通路部件117c的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積比S3小。下游通路部件117c的至少一部分包括下游通路部117c的下游端。

如圖21所示，主催化劑116設置在曲軸軸線Cr3的前方。換言之，當在左右方向上觀察時，主催化劑116設置在直線L5的前方。如上所述，直線L5是經過曲軸軸線Cr3且平行于上下方向的直線。當在左右方向上觀察時，主催化劑116布置在氣缸軸線Cy3的前方(下方)。

如圖21所示，假設垂直于氣缸軸線Cy3且垂直于曲軸軸線Cr3的直線是L6。當在左右方向上觀察時，主催化劑116布置在直線L6的前方。

如圖23所示，將從排氣管111的上游端到主催化劑116的上游端的路徑長度稱為b3。路徑長度b3是由上游排氣管111a和催化劑單元115的上游通路部件117a所形成的通路部件的路徑長度。換言之，路徑長度b3是從氣缸排氣通路部件108的下游端到主催化劑116的上游端的路徑長度。此外，將從主催化劑116的下游端到排氣管111的下游端的路徑長度稱為d3。路徑長度d3是由催化劑單元115的下游通路部件117c和下游排氣管111b所形成的通路部件的路徑長度。從燃燒室106到主催化劑116的上游端的路徑長度為a3+b3。從主催化劑116的下游端到排放口112e的路徑長度為d3+e3。

類似于實施例1，主催化劑116設置為使得路徑長度a3+b4比路徑長度d3+e3短。此外，類似于實施例1，主催化劑116設置為使得路徑長度a3+b3比路徑長度d3短。此外，類似于實施例1，主催化劑116設置為路徑長度b3比路徑長度d3短。

上游氧檢測器113設置在排氣管111上。上游氧檢測器113設置在主催化劑116的上游。上游氧檢測器113設置在上游排氣管111a上(參見圖23)。上游氧檢測器113是配置為檢測排氣中的氧濃度的傳感器。上游氧檢測器113的結構與實施例1的上游氧檢測器的結構相同。

如圖23所示，將從燃燒室106到上游氧檢測器113的路徑長度稱為h5。此外，將從上游氧檢測器113到主催化劑116的上游端的路徑長度稱為h6。不同于實施例1，上游氧檢測器113設置為使得路徑長度h5比路徑長度h6長。

下游氧檢測器114設置在排氣管111上。下游氧檢測器114設置在主催化劑116的下游。下游氧檢測器114設置在催化劑單元115的殼體117中。更具體而言，下游氧檢測器114設置在下游排氣通路部件117c上(參見圖23)。下游氧檢測器114是配置為檢測排氣中的氧濃度的傳感器。下游氧檢測器114的結構與實施例1的上游氧檢測器37的結構相同。

如上所述，在實施例3的摩托車80中，上游氧檢測器113和下游氧檢測器114分別設置在主催化劑116的上游和下游。除此之外，構件的配置與實施例1的摩托車1中的配置相同。類似于實施例1的那些配置產生類似于實施例1中所描述的效果。

從一個燃燒室106到上游氧檢測器113的路徑長度(h5)比從上游氧檢測器113到主催化劑116的上游端的路徑長度(h6)長。因此，上游氧檢測器113布置為更靠近主催化劑116。由此，能夠更準確地檢測流入到主催化劑116中的排氣的氧濃度。因此，能夠基于來自上游氧檢測器113的信號更準確地實施燃燒控制。由此，能夠進一步提高主催化劑116凈化排氣的凈化性能。此外，由于燃燒控制的精度的提高，所以能夠限制主催化劑116的變質進程。因此，能夠使摩托車80與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

在實施例3的摩托車80中可以采用上述變形例1-2的排氣系統的結構。在該情形中獲得與變形例1-2相同的效果。

(實施例3的變形例3-1)

圖24是示出車體罩等已從實施例3的變形例3-1的摩托車移除的狀態的側視圖。圖25是示出車體罩等已從實施例3的變形例3-1的摩托車移除的狀態的仰視圖。圖26是實施例3的變形例3-1的發動機主體和排氣系統的示意圖。在變形例3-1中，用相同的附圖標記表示與實施例3相同的元件，且省略對它們的詳細描述。

如圖24所示，與上述實施例3相比，主催化劑116設置在變形例3-1中的下游。主催化劑116的具體結構與上述實施例3中的結構相同。變形例3-1的主催化劑116設置在排氣管211中。以與上述實施例3相同的方式，主催化劑116的上游端設置在消音器112的上游端112a的上游。

類似于實施例3的排氣管111，排氣管2111連接到氣缸排氣通路部件108(參見圖26)和消音器112。催化劑單元2115設置在排氣管2111的中間。如圖26所示，將排氣管2111的位于催化劑單元2115上游的部分稱為上游排氣管2111a。將排氣管2111的位于催化劑單元2115下游的部分稱為下游排氣管2111b。下游排氣管2111b設置在消音器112中。盡管圖26為了簡化起見將排氣管2111示為直線管，但是排氣管2111并非直線管。

催化劑單元2115包括主催化劑116和殼體2117。殼體2117包括上游通路部件2117a、催化劑供給通路部件2117b和下游通路部件2117c。在路徑方向上，催化劑供給通路部件2117b的上游端和下游端分別位于與主催化劑116的上游端和下游端相同的位置處。

如圖24所示，主催化劑116設置在曲軸軸線Cr3的后方。換言之，當在左右方向上觀察時，主催化劑116設置在直線L5的后方。如上所述，直線L5是經過曲軸軸線Cr3且平行于上下方向的直線。當在左右方向上觀察時，主催化劑116布置在氣缸軸線Cy3的前方(下方)。

如圖24所示，當在左右方向上觀察時，主催化劑116布置在直線L6的后方。直線L6是垂直于氣缸軸線Cy3且垂直于曲軸軸線Cr3的直線。

如圖26所示，將從排氣管2111的上游端到主催化劑116的上游端的路徑長度稱為b13。將從主催化劑116的下游端到排氣管2111的下游端的路徑長度稱為d13。從燃燒室106到主催化劑116的上游端的路徑長度為a3+b13。從主催化劑116的下游端到排放口112e的路徑長度為d13+e3。

以與上述實施例3相同的方式，變形例3-1中的主催化劑116設置為使得路徑長度a3+b13比路徑長度d13+e3短。不同于上述實施例3，變形例3-1的主催化劑116設置為使得路徑長度a3+b13比路徑長度d13長。不同于實施例3，變形例3-1的主催化劑116設置為路徑長度b13比路徑長度d13長。

上游氧檢測器113設置在排氣管2111上。上游氧檢測器113設置在主催化劑116的上游。上游氧檢測器113設置在上游排氣管2111a上(參見圖26)。

如圖26所示，將從燃燒室106到上游氧檢測器113的路徑長度稱為h15。此外，將從上游氧檢測器113到主催化劑116的上游端的路徑長度稱為h16。不同于實施例3，上游氧檢測器113設置為使得路徑長度h15比路徑長度h16長。該結構與上述實施例1的結構相同。

下游氧檢測器114設置在排氣管2111上。下游氧檢測器114設置在主催化劑116的下游。下游氧檢測器114設置在下游排氣管2111b上(參見圖26)。下游氧檢測器114穿透消音器112的側壁。下游氧檢測器114的一個端部(檢測部)設置在下游排氣管2111b中。下游氧檢測器114的另一個端部設置在消音器112外。

在變形例3-1中，類似于實施例1的那些配置產生類似于實施例1中所描述的效果。

(實施例4)

圖27是本發明的實施例4的摩托車的側視圖。圖28是實施例4的摩托車的仰視圖。圖29是示出車體罩等已從實施例4的摩托車移除的狀態的側視圖。圖30是示出車體罩等已從實施例4的摩托車移除的狀態的仰視圖。圖31是實施例4的摩托車的發動機和排氣系統的示意圖。

實施例4的車輛是所謂的運動踏板型(sport-scooter-type)摩托車120。如圖29所示，摩托車120設有車體框架121。車體框架121包括頭管121a、主框架121b、左座軌122L、右座軌122R、成對的左右底框架121c和橫向部件121d(參見圖30)。主框架121b從頭管121a向后下方延伸。底框架121c從主框架121b的中部處的一端到另一端向后下方延伸，接著向下方彎曲且在基本水平方向上向下延伸。如圖30所示，橫向部件121d連接到左右底框架121c。橫向部件121d在左右方向上延伸。如圖29所示，左座軌122L從主框架121b的中部向后上方延伸。如圖30所示，右座軌122R連接到橫向部件121d的右端部。如圖29所示，右座軌122R從橫向部件121d側的一端到另一端向上方延伸并接著向后方彎曲。右座軌122R的后部與左座軌122L大致平行地延伸。

在頭管121a中可旋轉地插入有轉向軸。在轉向軸的上部設有車把123。在車把123的附近設有顯示器(未示出)。顯示器配置為顯示車速、發動機轉速和警告等。

在轉向軸的下部處支承有成對的左右前叉124。前叉124的下端部以可旋轉的方式支承前輪125。

左座軌122L和右座軌122R支承座椅126(參見圖27)。

如圖27所示，摩托車120設有覆蓋車體框架121等的車體罩127。車體罩127包括前整流罩127a、主罩127b和底罩127c。前整流罩127a覆蓋頭管121a和主框架121b的上部。主罩127b和底罩127c覆蓋主框架121b的下部。主罩127b覆蓋左座軌122L和右座軌122R。底罩127c覆蓋底框架121c和橫向部件121d。主罩127b覆蓋空氣濾清器147(參見圖29)和后述的發動機主體133的前部。空氣濾清器147設置在發動機主體133的前方。

單元擺動式單缸四沖程發動機單元132附接到車體框架121。單缸四沖程發動機單元132包括發動機主體133和動力傳遞單元134(參見圖28和圖30)。動力傳遞單元134連接到發動機主體133的后部。動力傳遞單元134設置在發動機主體133的左方。動力傳遞單元134容納傳動裝置。動力傳遞單元134以可旋轉的方式支承后輪128。

發動機主體133與動力傳遞單元134配置為相對于車體框架121一體地擺動。更具體而言，如圖29和圖30所示，左連桿部件130L和右連桿部件130R連接到發動機主體133的下部的左端部和右端部。左連桿部件130L和右連桿部件130R從發動機主體133向前方延伸。左連桿部件130L和右連桿部件130R的前端部經由樞軸129可旋轉地連接到車體框架121(底框架121c)。此外，左連桿部件130L和右連桿部件130R經由樞軸131可旋轉地連接到發動機主體133。

單缸四沖程發動機單元132是水冷式發動機。單缸四沖程發動機單元132包括發動機主體133、水冷卻器135、動力傳遞單元134、空氣濾清器147(參見圖29和圖30)、進氣管148(參見圖29)、排氣管149、消音器150、主催化劑154(單燃燒室用主催化劑)、上游氧檢測器151(單燃燒室用上游氧檢測器)和下游氧檢測器152(單燃燒室用下游氧檢測器)。單缸四沖程發動機單元132還包括與實施例1的電子控制單元45類似的電子控制單元。電子控制單元控制發動機主體133。

水冷卻器135包括散熱器(未示出)、水泵(未示出)、風扇(未示出)和罩部件135a。風扇設置在發動機主體133的后部的右方。散熱器設置在風扇的右方。罩部件135a從右方覆蓋散熱器。此外，罩部件135a從上方、下方、前方、后方覆蓋散熱器和風扇。

發動機主體133是單缸四沖程發動機。如圖29所示，發動機主體133包括曲軸箱部件136和氣缸部件137。氣缸部件137從曲軸箱部件136向前方延伸。

曲軸箱部件136包括曲軸箱主體138和容納在曲軸箱主體138中的曲軸142等。曲軸142的中心軸線(曲軸軸線)Cr4在左右方向上延伸。潤滑油存放在曲軸箱主體138中。該油通過油泵(未示出)傳送，并且在發動機主體133中循環。

水冷卻器135的風扇以能夠一體旋轉的方式連接到曲軸142的右端部。風扇借助于曲軸142的旋轉來驅動。風扇產生用于冷卻發動機主體133的空氣流。更具體而言，空氣借助于風扇的旋轉被引入到罩部件135a中。由于引入的空氣流與散熱器中的冷卻液之間發生了熱交換，因此冷卻液得以冷卻。發動機主體133通過被冷卻的冷卻液得以冷卻。

氣缸部件137包括氣缸體139、氣缸頭140、頭罩141和容納在部件139到141中的構件。如圖29和圖30所示，氣缸體139連接到曲軸箱主體138的前部。氣缸頭140連接到氣缸體139的前部。如圖29所示，頭罩141連接到氣缸頭140的前部。

如圖31所示，在氣缸體139中形成有氣缸孔139a。氣缸孔139a以使得活塞143能夠往復運動的方式容納活塞143。活塞143經由連桿連接到曲軸142。以下，將氣缸孔139a的中心軸線Cy4稱為氣缸軸線Cy4。如圖29所示，發動機主體133設置為使得氣缸軸線Cy4在前后方向上延伸。更具體而言，氣缸軸線Cy4從曲軸箱部件136延伸到氣缸部件137的方向為前上方。氣缸軸線Cy4相對于水平方向的傾斜角度大于等于0度且小于等于45度。

如圖31所示，在氣缸部件137中形成有一個燃燒室144。燃燒室144由氣缸體139的氣缸孔139a的內表面、氣缸頭140和活塞143形成。如圖29所示，燃燒室144布置在曲軸軸線Cr4的前方。換言之，假設經過曲軸軸線Cr4且平行于上下方向的直線是L7，使得當在左右方向上觀察時，燃燒室144布置在直線L7的前方。

如圖31所示，在氣缸頭140中形成有氣缸進氣通路部件145和氣缸排氣通路部件146(單燃燒室用氣缸排氣通路部件)。在氣缸頭140中，進氣口145a和排氣口146a形成在形成燃燒室144的壁部中。氣缸進氣通路部件145從進氣口145a延伸到形成在氣缸頭140的外表面(上表面)中的入口。氣缸排氣通路部件146從排氣口146a延伸到形成在氣缸頭140的外表面中(下表面)的出口。空氣經過氣缸進氣通路部件145的內部，然后供應給燃燒室144。從燃燒室144排出的排氣經過氣缸排氣通路部件146。

在氣缸進氣通路部件145中設有進氣閥V7。在氣缸排氣通路部件146中設有排氣閥V8。進氣口145a借助于進氣閥V7的運動來打開和關閉。排氣口146a借助于排氣閥V8的運動來打開和關閉。進氣管148連接到氣缸進氣通路部件145的端部(入口)。排氣管149連接到氣缸排氣通路部件146的端部(出口)。將氣缸排氣通路部件146的路徑長度稱為a4。

如圖30所示，排氣管149連接到氣缸頭140的下表面。當從下方觀察時，排氣管149的上游端部布置在左連桿構件130L與右連桿構件130R之間。此外，如圖29所示，當在左右方向上觀察時，排氣管149與左連桿構件130L和右連桿構件130R重疊。因此，排氣管149經過左連桿構件130L與右連桿構件130R之間。

單缸四沖程發動機單元132以與實施例1相同的方式包括火花塞、閥操作機構、噴射器和節氣門。此外，單缸四沖程發動機單元132以與實施例1相同的方式包括傳感器，例如發動機轉速傳感器和節氣門位置傳感器。

如上所述，單缸四沖程發動機單元132包括發動機主體133、排氣管149、消音器150、主催化劑154、上游氧檢測器151和下游氧檢測器152。消音器150設置有暴露于大氣的排放口150e。將從燃燒室144延伸到排放口150e的路徑稱為排氣路徑156(參見圖31)。排氣路徑156由氣缸排氣通路部件146、排氣管149和消音器150形成。排氣路徑156是排氣經過的空間。

如圖31所示，排氣管149的上游端部連接到氣缸排氣通路部件146。排氣管149的下游端部連接到消音器150。催化劑單元153設置在排氣管149的中間。將排氣管149的位于催化劑單元153上游的部分稱為上游排氣管149a。將排氣管149的位于催化劑單元153下游的部分稱為下游排氣管149b。盡管圖31為了簡化起見將排氣管149示為直線管，但是排氣管149并非直線管。

如圖28和圖30所示，排氣管149的大部分設置在摩托車120的右側。排氣管149的上游端部布置在摩托車120的左右方向上的大致中心部分處。如圖29所示，排氣管149的一部分布置在曲軸軸線Cr4的下方。排氣管149具有兩個彎曲部。將兩個彎曲部中的上游的彎曲部簡稱為上游彎曲部。將兩個彎曲部中的下游的彎曲部簡稱為下游彎曲部。當在左右方向上觀察時，上游彎曲部將排氣流動方向從沿著上下方向的方向改變為沿著前后方向的方向。更具體而言，當在左右方向上觀察時，上游彎曲部將排氣流動方向從向下方改變為向后下方。當在左右方向上觀察時，下游彎曲部將排氣流動方向從向后下方改變為向后方。位于下游彎曲部的下游的部分布置在曲軸軸線Cr4的下方。主催化劑154設置在兩個游彎曲部之間。

從排氣管149的下游端排出的排氣流入到消音器150中。消音器150連接到排氣管149。消音器150配置為限制排氣中的脈動。由此，消音器150限制由排氣產生的聲音(排氣聲音)的音量。在消音器150內設有多個膨脹室和使膨脹室彼此連接的多個管。排氣管149的下游端部設置在消音器150的膨脹室內。暴露于大氣的排放口150e設置在消音器150的下游端。如圖31所示，將從排氣管149的下游端延伸到排放口150e的排氣路徑的路徑長度稱為e4。已經經過消音器150的排氣經由排放口150e排放到大氣中。如圖29所示，排放口150e布置在曲軸軸線Cr4的后方。

主催化劑154設置在排氣管149中。主催化劑154的上游端設置在消音器150的上游端150a的上游。催化劑單元153包括中空筒狀殼體155和催化劑單元153。殼體155的上游端連接到上游排氣管149a。殼體155的下游端連接到下游排氣管149b。殼體155形成排氣管149的一部分。主催化劑154固定到殼體155的內部。排氣在經過主催化劑154時被凈化。從燃燒室144的排氣口146a排出的所有排氣經過主催化劑154。主催化劑154在排氣路徑156中最大程度地凈化從燃燒室144排出的排氣。

主催化劑154的材料與實施例1的主催化劑39的材料相同。主催化劑154具有多孔結構。在主催化劑154中，形成有比上游排氣管149a的路徑寬度足夠窄的孔。如圖31所示，將主催化劑154在路徑方向上的長度稱為c4。此外，將主催化劑154在垂直于路徑方向的方向上的最大寬度稱為w4。主催化劑154的長度c4比主催化劑154的最大寬度w4長。

如圖31所示，殼體155包括催化劑供給通路部件155b、上游通路部件155a和下游通路部件155c。主催化劑154設置在催化劑供給通路部件155b中。在路徑方向上，催化劑供給通路部件155b的上游端和下游端分別位于與主催化劑154的上游端及下游端相同的位置處。催化劑供給通路部件155b的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積基本恒定。上游通路部件155a連接到催化劑供給通路部件155b的上游端。下游通路部件155c連接到催化劑供給通路部件155b的下游端。

上游通路部件155a至少部分地呈錐狀。該錐部朝著下游側增大其內徑。下游通路部件155c至少部分地呈錐狀。該錐部朝著下游側減小其內徑。將催化劑供給通路部件155b的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積稱為S4。在上游通路部件155a的至少一部分中，上游通路部件155a的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積比面積S4小。上游通路部件155a的至少一部分包括上游通路部155a的上游端。在下游通路部件155c的至少一部分中，下游通路部件155c的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積比S4小。下游通路部件155c的至少一部分包括下游通路部155c的下游端。

如圖29所示，主催化劑154設置在曲軸軸線Cr4的前方。換言之，當在左右方向上觀察時，主催化劑154設置在直線L7的前方。如上所述，直線L7是經過曲軸軸線Cr4且平行于上下方向的直線。當然，主催化劑154的上游端設置在曲軸軸線Cr4的前方。當在左右方向上觀察時，主催化劑154布置在氣缸軸線Cy4的前方(下方)。

如圖29所示，假設垂直于氣缸軸線Cy4且垂直于曲軸軸線Cr4的直線是L8。當在左右方向上觀察時，主催化劑154布置在直線L8的前方。

如圖31所示，將從排氣管149的上游端到主催化劑154的上游端的路徑長度稱為b4。路徑長度b4是由上游排氣管149a和催化劑單元153的上游通路部件155a所形成的通路部件的路徑長度。換言之，路徑長度b4是從氣缸排氣通路部件146的下游端到主催化劑154的上游端的路徑長度。此外，將從主催化劑154的下游端到排氣管149的下游端的路徑長度稱為d4。路徑長度d4是由催化劑單元153的下游通路部件155c和下游排氣管149b所形成的通路部件的路徑長度。從燃燒室144到主催化劑154的上游端的路徑長度為a4+b4。從主催化劑154的下游端到排放口150e的路徑長度為d4+e4。

類似于實施例1，主催化劑154設置為使得路徑長度a4+b4比路徑長度d4+e4短。類似于實施例1，主催化劑154設置為使得路徑長度a4+b4比路徑長度d4短。此外，類似于實施例1，主催化劑154設置為路徑長度b4比路徑長度d4短。

上游氧檢測器151設置在排氣管149上。上游氧檢測器151設置在主催化劑154的上游。上游氧檢測器151是配置為檢測排氣中的氧濃度的傳感器。上游氧檢測器151的結構與實施例1的上游氧檢測器的結構相同。

如圖31所示，將從燃燒室144到上游氧檢測器151的路徑長度稱為h7。此外，將從上游氧檢測器151到主催化劑154的上游端的路徑長度稱為h8。類似于實施例1，上游氧檢測器151設置為使得路徑長度h7比路徑長度h8短。

如上所述，在實施例4的摩托車120中，上游氧檢測器151和下游氧檢測器152分別設置在主催化劑154的上游和下游。除此之外，構件的配置與實施例1的摩托車1中的配置相同。類似于實施例1的那些配置產生類似于實施例1中所描述的效果。

在實施例4的摩托車120中可以采用上述變形例1-2的排氣系統的結構.在這種情形中獲得類似于變形例1-2的效果。

(實施例4的變形例4-1)

圖32是示出車體罩等已從實施例4的變形例4-1的摩托車移除的狀態的側視圖。圖33是示出車體罩等已從實施例4的變形例4-1的摩托車移除的狀態的仰視圖。圖34是實施例4的變形例4-1的發動機主體和排氣系統的示意圖。在變形例4-1中，用相同的附圖標記表示與實施例4相同的元件，且省略對它們的詳細描述。

如圖32所示，與上述實施例4相比，主催化劑154設置在變形例4-1中的下游。主催化劑154的具體結構與上述實施例4中的結構相同。變形例4-1的主催化劑154設置在排氣管2149中。以與上述實施例4相同的方式，主催化劑154的上游端設置在消音器150的上游端150a的上游。

類似于實施例4的排氣管149，排氣管2149連接到氣缸排氣通路部件146(參見圖34)和消音器150。催化劑單元153設置在排氣管2149的中間。如圖34所示，將排氣管2149的位于催化劑單元153上游的部分稱為上游排氣管2149a。將排氣管2149的位于催化劑單元153下游的部分稱為下游排氣管2149b。下游排氣管2149b設置在消音器150中。盡管圖34為了簡化起見將排氣管2149示為直線管，但是排氣管2149并非直線管。

如圖32所示，主催化劑154設置在曲軸軸線Cr4的后方。換言之，當在左右方向上觀察時，主催化劑154設置在直線L7的后方。如上所述，直線L7是經過曲軸軸線Cr4且平行于上下方向的直線。當在左右方向上觀察時，主催化劑154布置在氣缸軸線Cy4的前方(下方)。

如圖32所示，當在左右方向上觀察時，主催化劑154布置在直線L8的后方。直線L8是垂直于氣缸軸線Cy4且垂直于曲軸軸線Cr4的直線。

如圖34所示，將從排氣管2149的上游端到主催化劑154的上游端的路徑長度稱為b14。將從主催化劑154的下游端到排氣管2149的下游端的路徑長度稱為d14。從燃燒室144到主催化劑154的上游端的路徑長度為a4+b14。從主催化劑154的下游端到排放口150e的路徑長度為d14+e4。

以與上述實施例4相同的方式，變形例4-1中的主催化劑154設置為使得路徑長度a4+b14比路徑長度d14+e4短。不同于上述實施例4，變形例4-1的主催化劑154設置為使得路徑長度a4+b14比路徑長度d14長。此外，不同于上述實施例4，變形例4-1的主催化劑154設置為路徑長度b14比路徑長度d14長。

上游氧檢測器151設置在排氣管2149上。上游氧檢測器151設置在主催化劑154的上游。上游氧檢測器151設置在上游排氣管2149a上(參見圖34)。

如圖34所示，將從燃燒室144到上游氧檢測器151的路徑長度稱為h17。此外，將從上游氧檢測器151到主催化劑154的上游端的路徑長度稱為h18。類似于實施例4，上游氧檢測器151設置為使得路徑長度h17比路徑長度h18短。

下游氧檢測器152設置在排氣管2149上。下游氧檢測器152設置在主催化劑154的下游。下游氧檢測器152設置在下游排氣管2149b上(參見圖34)。下游氧檢測器152穿透消音器150的側壁。下游氧檢測器152的一個端部(檢測部)設置在下游排氣管2149b中。下游氧檢測器152的另一個端部被設置在消音器150外。

在變形例4-1中，類似于實施例1的那些配置產生類似于實施例1中所描述的效果。

以上已經對本發明的優選實施例進行了描述。然而，本發明不限于上述實施例，可以在權利要求的范圍內做出各種改變。此外，可以根據需要組合使用下述變形例。

在上述實施例1至4中，催化劑單元38、79、115、153的殼體40、181、117、155和上游排氣管34a、75a、111a、149a在單獨形成后彼此結合。或者，催化劑單元38、79、115、153的殼體40、181、117、155和上游排氣管34a、75a、111a、149a可以一體地形成。

在上述實施例1至4中，催化劑單元38、79、115、153的殼體40、181、117、155和下游排氣管34b、75b、111b、149b在單獨形成后彼此結合。或者，催化劑單元38、79、115、153的殼體40、181、117、155與下游排氣管34b、75b、111b、149b可以一體地形成。

在上述實施例1中，排氣管34的形狀不限于圖1到圖3所示的形狀。此外，消音器35的內部結構不限于圖5的示意圖所示的結構。這同樣適用于上述實施例2至4的排氣管75、111、149和消音器76、112、150

在上述實施例1至4中，主催化劑39、116、180、154和消音器35、76、112、150設置在摩托車1、50、80、120的左右方向上的中心的右方。或者，主催化劑和消音器可以設置在摩托車的左右方向上的中心的左方。摩托車的左右方向上的中心表示當在上下方向上觀察時，經過前輪的左右方向上的中心和后輪的左右方向上的中心的直線的位置。

在上述實施例1至4中，排氣管34、75、111、149的一部分設置在曲軸軸線Cr1至Cr4的下方。或者，排氣管(單燃燒室用排氣管)可以部分地布置在曲軸軸線的上方。

在上述實施例1至4中，主催化劑39、180、116、154是三元催化劑，然而，本發明的單燃燒室用主催化劑也可以不是三元催化劑。單燃燒室用主催化劑可以是去除烴、一氧化碳和氮氧化物中的一者或者兩者的催化劑。單燃燒室用主催化劑可以不是氧化還原催化劑。主催化劑可以是僅通過氧化反應或還原反應去除有害物質的氧化催化劑或還原催化劑。還原催化劑的示例是通過還原反應去除氮氧化物的催化劑。該變形例可以用在上游副催化劑300中。

在上述實施例1中，主催化劑39在路徑方向上的長度c1比主催化劑39的最大寬度w1長。這同樣適用于上述實施例2至4的主催化劑180、116、154。本發明的單燃燒室用主催化劑可以配置為使得在路徑方向上的長度比在垂直于路徑方向的方向上的最大寬度短。然而，本發明的單燃燒室用主催化劑配置為使得排氣在排氣路徑中得以最大程度地凈化。排氣路徑是從燃燒室延伸到暴露于大氣的排放口的路徑。

本發明的單燃燒室用主催化劑可以包括配置為彼此接近的多個催化劑。每個催化劑包括基底和催化劑材料。催化劑彼此接近是指相鄰催化劑之間的距離很短，并非每個催化劑在路徑方向上的長度都很短。催化劑的基底可以由一種或者多種材料制成。催化劑的催化劑材料的貴金屬可以是一種或者多種貴金屬。催化劑材料的載體可以由一種或者多種材料制成。該變形例可以用在上游副催化劑200中。

在上述實施例1的變形例1-2中，上游副催化劑300不具有多孔結構。上游副催化劑300可以具有多孔結構。

主催化劑39、180、116、154的位置并不限于各圖所示的位置。然而，主催化劑的上游端設置在消音器的上游端的上游。下面對主催化劑的位置的具體變形例進行描述。

在上述實施例1至4中，主催化劑39、180、116、154設置在排氣管34、75、111、149上。或者，主催化劑可以設置在氣缸部件22、63、99、137的氣缸排氣通路部件31、72、108、146上。

在上述實施例1至4和變形例1-1、1-2、2-1、3-1和4-1中，主催化劑39、180、116、154的下游端在消音器35、76、112、150的上游端的上游。例如，如圖35所示，主催化劑39的下游端和消音器435的上游端435a可以位于路徑方向上的大致相同位置處。此外，如圖36、圖37和圖38所示，例如，主催化劑39的下游端可以位于消音器535的上游端535a的下游。

主催化劑39、180、116、154可以至少部分地布置在曲軸軸線Cr1至Cr4的前方。主催化劑39、180、116、154可以至少部分地布置在曲軸軸線Cr1至Cr4的后方。

當在左右方向上觀察時，主催化劑39、180、116、154的至少一部分可以設置在直線L2、L4、L6、L8前方。當在左右方向上觀察時，主催化劑39、180、116、154的至少一部分可以設置在直線L2、L4、L6、L8的后方。

上述實施例1的主催化劑39設置為使得路徑長度a1+b1比路徑長度d1+e1短。或者，主催化劑39可以設置為使得路徑長度a1+b1比路徑長度d1+e1長。路徑長度a1+b1是從燃燒室29到主催化劑39的上游端的路徑長度。路徑長度d1+e1是從主催化劑39的下游端到排放口35e的路徑長度。該變形例可以用在上述實施例2至4的主催化劑180、116、154中。

上述實施例的變形例1-2的上游副催化劑300設置在主催化劑39的上游。更具體而言，上游副催化劑300設置在上游排氣管34a中。然而，設置在主催化劑39的上游的上游副催化劑(單燃燒室用上游副催化劑)可以不設置在上游排氣管34a中。上游副催化劑可以設置在氣缸排氣通路部件31上。或者，上游副催化劑可以設置在催化劑單元38的上游通路部件40a中。該變形例可以用在上述實施例2至4中。

可以在主催化劑的下游設置下游副催化劑(單燃燒室用下游副催化劑)。下游副催化劑的結構可以與上述實施例的變形例1-2的上游副催化劑300的結構相同。下游副催化劑可以具有多孔結構。例如，如圖39(c)和圖39(d)所示，下游副催化劑301設置在排氣管34上。下游副催化劑可以設置在消音器35內。下游副催化劑可以設置在排氣管34的下游端的下游。當主催化劑設置在氣缸排氣通路部件上時，下游副催化劑可以設置在氣缸排氣通路部件上。這些變形例可以用在上述實施例2至4中。當設有下游副催化劑時，上游副催化劑300可以設置在主催化劑的上游。下游副催化劑設置在主催化劑的下游。因此，主催化劑與下游副催化劑相比會更快變質。然而，即使主催化劑的變質達到預定水平，也能夠通過下游副催化劑維持凈化排氣的凈化性能。因此，能夠使摩托車與排氣凈化相關的初始性能維持更長時間。

當在主催化劑的下游設置下游副催化劑時，主催化劑在排氣路徑中最大程度地凈化從燃燒室排出的排氣。主催化劑和下游副催化劑的每一者對凈化的貢獻度可以通過變形例1-2中所提到的測量方法測量。變形例1-2中所提到的測量方法中的前催化劑被認為是主催化劑，后催化劑被認為是下游副催化劑。

當在主催化劑的下游設置下游副催化劑時，下游副催化劑的凈化能力可以高于或低于主催化劑的凈化能力。換言之，僅設有下游副催化劑時的排氣凈化率可以高于或低于僅設有主催化劑時的排氣凈化率。

當在主催化劑的下游設置下游副催化劑時，主催化劑與下游副催化劑相比會快速地變質。由此，即使開始時主催化劑對凈化的貢獻度比下游副催化劑對凈化的貢獻度高，在累積英里數變大時，下游副催化劑對凈化的貢獻度也可能變得比主催化劑對凈化的貢獻度高。本發明的單燃燒室用主催化劑在排氣路徑中最大程度地凈化從燃燒室排出的排氣。這同樣適用于上述逆轉的發生。換言之，該配置適用于累積英里數達到預定距離(例如1000km)之前。

在本發明中，設置在單缸四沖程發動機單元中的催化劑的數量可以是一個或多個。當設有多個催化劑時，在排氣路徑中最大程度地凈化從燃燒室排出的排氣的催化劑相當于本發明的單燃燒室用主催化劑。當催化劑的數量是一個時，該催化劑是本發明的單燃燒室用主催化劑。上游副催化劑和下游副催化劑可以設置在主催化劑的上游和下游。可以在主催化劑的上游設置兩個或更多個上游副催化劑。可以在主催化劑的下游設置兩個或更多個下游副催化劑。

上游氧檢測器36、77、113、151(單燃燒室用上游氧檢測器)的位置不限于各圖所示的位置。然而，上游氧檢測器36、77、113、151必須設置在主催化劑39、180、116、154的上游。下面，將對上游氧檢測器的位置的變形例進行詳細的描述。

在上述實施例1至4中，上游氧檢測器36、77、113、151設置在排氣管34、75、111、149、334上。或者，例如，如圖40所示，上游氧檢測器36可以設置在氣缸排氣通路部件31上。

在上述實施例3中，從燃燒室106到上游氧檢測器113的路徑長度(h5)比從上游氧檢測器113到主催化劑116的上游端的路徑長度(h6)長。在實施例1到4及其變形例中，僅僅實施例3采用了該結構。然而，該結構也可以用在實施例1、2和4中。

上述變形例1-2的上游氧檢測器36位于上游副催化劑300的上游。然而，當在主催化劑39的上游設有上游副催化劑300時，上游氧檢測器36的位置亦可以進行如下設置。例如，如圖39(a)所示，上游氧檢測器36可以設置在上游副催化劑300的下游。此外，例如，如圖39(b)所示，上游氧檢測器36A、36B可以分別設置在上游副催化劑300的上游和下游。上游氧檢測器36A設置在上游副催化劑300的上游。上游氧檢測器36B設置在上游副催化劑300的下游以及主催化劑39的上游。

在上游副催化劑的上游設置上游氧檢測器產生以下效果。上游氧檢測器能夠檢測流入到上游副催化劑中的排氣的氧濃度。由于基于來自上游氧檢測器的信號實施燃燒控制，所以能夠通過上游副催化劑提高凈化排氣的凈化性能。

在上述實施例1至4和變形例1-1、1-2、2-1、3-1和4-1中，只有一個上游氧檢測器36、77、113、151設置在主催化劑39、180、116、154中。或者，設置在本發明的車輛的單燃燒室用上游氧檢測器的數量可以是兩個或更多個。

下游氧檢測器37、78、114、152(單一燃燒室用下游氧檢測器)的位置不限于各圖所示的位置。然而，下游氧檢測器37、78、114、152必須設置在主催化劑39、180、116、154的下游。下面，將對下游氧檢測器的位置的變形例進行詳細的描述。

在上述實施例1至4中，下游氧檢測器37、78、114、152設置在排氣管34、75、111、149、334上。或者，例如，如圖35、圖36、圖37和圖38所示，下游氧檢測器37可以設置為使得檢測對象是排氣管434、534、1534、2534的下游端的下游的排氣。下面，將對下游氧檢測器37在圖35、圖36、圖37和圖38中的位置進行具體的描述。

首先，描述圖35。如圖35所示的消音器435包括三個膨脹室400、401和402以及三個管403、404和405。第三膨脹室402形成在第一膨脹室400與第二膨脹室401之間。催化劑單元38的下游端設置在第一膨脹室400內。第一膨脹室400和第二膨脹室401經由第一管403彼此連通。第二膨脹室401和第三膨脹室402經由第二管404彼此連通。第三管405的上游端設置在第三膨脹室402內。第三管405穿透消音器435的側壁。第三管405設有暴露于大氣的排放口435e。第一管403設置在消音器435的側壁的附近。下游氧檢測器37的檢測部(前端部)設置在第一管403的下游端的附近。從第一管403排出的排氣被吹到下游氧檢測器37的檢測部上。

接下來，描述圖36。如圖36所示的消音器535包括三個膨脹室500、501和502以及三個管503、504和505。第一膨脹室500形成在第二膨脹室501與第三膨脹室502之間。下游排氣管534b的下游端設置在第一膨脹室500內。第一膨脹室500和第二膨脹室501經由第一管503彼此連通。第二膨脹室501和第三膨脹室502經由第二管504彼此連通。第三管505的上游端設置在第三膨脹室502內。第三管505穿透消音器535的側壁。第三管505設有暴露于大氣的排放口535e。在主催化劑39的沿垂直于路徑方向的方向鎖切割的橫截面中，主催化劑39大致設置在消音器535的中心處。將排氣經過主催化劑39的流動方向稱為L方向。下游排氣管534b在相對于L方向傾斜的方向上延伸。下游排氣管534b的下游端設置在消音器535的側壁的附近。下游氧檢測器37的檢測部(前端部)設置在下游排氣管534b的下游端的附近。從下游排氣管534b排出的排氣被吹到下游氧檢測器37的檢測部上。

接下來，描述圖37。在圖37中，用相同的附圖標記表示與圖36相同的元件，并且省略它們的描述。下游排氣管1534b的下游端設置在第一膨脹室500內。主催化劑39設置在消音器535的側壁的附近。下游排氣管1534b的下游端也設置在消音器535的側壁的附近。下游氧檢測器37的檢測部(前端部)設置在下游排氣管1534b的下游端的附近。從下游排氣管1534b排出的排氣被吹到下游氧檢測器37的檢測部上。

接下來，描述圖38。在圖38中，用相同的附圖標記表示與圖36相同的元件，并且省略它們的描述。下游排氣管2534b的下游端設置在第一膨脹室500內。下游氧檢測器37設置在第三管505上。

當在主催化劑39的下游設置下游副催化劑301時，下游氧檢測器的位置可以是以下兩個位置中的一個。例如，如圖39(c)所示，下游氧檢測器37設置在主催化劑39的下游以及下游副催化劑301的上游。或者，例如，如圖39(d)所示，下游氧檢測器37設置在下游副催化劑301的下游。或者，下游氧檢測器可以分別設置在下游副催化劑301的上游和下游。

在上述實施例1至4中，設置在主催化劑39、180、116、154的下游的下游氧檢測器37、78、114、152的數量是一個。據此，設置在本發明的車輛中的單燃燒室用下游氧檢測器的數量可以使兩個或更多個。

在上述實施例1至4中，基于來自下游氧檢測器的信號來判定主催化劑的凈化能力。然而，對來自下游氧檢測器的信號的使用不限于此。電子控制單元(控制器)可以基于來自上游氧檢測器的信號和來自下游氧檢測器的信號來判定主催化劑的凈化能力。此外，電子控制單元(控制器)可以基于來自上游氧檢測器的信號和來自下游氧檢測器的信號來執行燃燒控制。

以下對如何基于來自上游氧檢測器的信號和來自下游氧檢測器的信號來具體地判定主催化劑的凈化能力的示例進行描述。例如，可以通過將來自上游氧檢測器的信號的變化與下游氧檢測器的信號的變化進行比較來判定主催化劑的凈化能力。當使用來自分別設置在主催化劑的上游和下游的兩個氧檢測器的信號時，可以更精確地檢測主催化劑的變質程度。因此，與僅使用來自下游氧檢測器的信號判定主催化劑的變質的情形相比，可以在更合適的時間處建議更換單燃燒室用主催化劑。因此，能夠在維持車輛與排氣凈化性能相關的初始性能的同時將一個主催化劑使用更長時間。

以下對如何基于來自上游氧檢測器的信號和來自下游氧檢測器的信號來具體地實施燃燒控制的示例進行描述。首先，以類似于上述實施例1的方式，基于來自上游氧檢測器37的信號對基本燃料噴射量進行校正，并且從噴射器48噴射燃料。由下游氧檢測器檢測因該燃料的燃燒所產生的排氣。接著，基于來自下游氧檢測器的信號對燃料噴射量進行校正。以此方式，進一步限制氣體混合物的空燃比相對于目標空燃比的偏差。

可以通過使用來自設置在主催化劑的上游和下游的兩個氧檢測器的信號來描述主催化劑的實際凈化狀態。由此，由于燃燒控制基于兩個氧檢測器的信號來實施，所以提高了燃料控制的精度。這可以限制主催化劑的變質過程。因此，能夠使摩托車與排氣凈化性能相關的初始性能維持更長時間。

在上述實施例1中，基于來自上游氧檢測器36的信號來控制點火定時和燃料噴射量。這適用于上述實施例2至4。然而，基于來自上游氧檢測器36的信號的控制處理并未受到具體限制，并且可以只對點火定時和燃料噴射量中的一者實施控制。此外，基于來自上游氧檢測器36的信號的控制處理可以包括除上述以外的控制處理。

下游氧檢測器37、78、114、152可以包括加熱器。下游氧檢測器37、78、114、152的檢測部能夠在被加熱至高溫時且被激活時檢測氧濃度。由此，當下游氧檢測器37、78、114、152包括加熱器時，在發動機開始運轉的同時，由于加熱器對檢測部進行了加熱，因此檢測部能夠更快地檢測氧。上游氧檢測器36、77、113、151可以包括加熱器。

排氣管的位于主催化劑的上游的至少一部分可以由多壁管形成。多壁管包括內管和覆蓋內管的至少一個外管。圖41示出了排氣管634的位于主催化劑的上游的至少一部分由雙壁管600形成的示例。雙壁管600包括內管601和覆蓋內管601的外管602。在圖41中，內管601和外管602僅在端部處彼此接觸。多壁管的內管和外管還可以在除端部以外的部分處彼此接觸。例如，內管和外管可以在彎曲部處接觸。接觸面積優選地比非接觸面積小。內管和外管可以彼此整體接觸。多壁管可以限制排氣的溫度的降低。因此，當發動機啟動時，上游氧檢測器的溫度可以快速地升高到激活溫度。因此，可以提高上游氧檢測器的檢測精度。因此，能夠基于來自上游氧檢測器的信號更準確地實施燃燒控制。由此，能夠進一步提高主催化劑凈化排氣的凈化性能。此外，由于燃燒控制的精度的提高，能夠限制主催化劑的變質進程。因此，能夠使摩托車與排氣凈化有關的初始性能維持更長時間。

例如，如圖42所示，催化劑供給通路部件40b的外表面的至少一部分可以覆蓋有催化劑保護器700。催化劑保護器700大致形成為圓筒狀。催化劑保護器可以使主催化劑39的溫度更快地增加。由此，能夠進一步提高主催化劑39凈化排氣的凈化性能。該變形例可以用在上述實施例2至4中。

在上述實施例1至4中，在發動機驅動期間流動在排氣路徑41、182、118、156中的氣體僅僅是從燃燒室29、70、106、144排出的排氣。據此，本發明的單缸四沖程發動機單元可以包括配置為向排氣路徑供應空氣的次級空氣供應機構。已知配置用于次級空氣供應機構的具體配置。次級空氣供應機構可以借助于氣泵強制性地向排氣路徑供應空氣。此外，次級空氣供應機構可以借助于排氣路徑中的負壓將空氣吸入排氣路徑。在該情形中，次級空氣供應機構包括根據排氣的壓力脈動來打開和關閉的簧片閥。當包括次級空氣供應機構時，上游氧檢測器可以設置在空氣流入位置的上游或下游。

在上述實施例1至4中，噴射器設置為向燃燒室29、70、106、144供應燃料。用于向燃燒室供應燃料的燃料供應器不限于噴射器。例如，可以設有配置為借助于負壓向燃燒室供應燃料的燃料供應器。

在上述實施例1至4中，一個燃燒室29、70、106、144僅設有一個排氣口31a、72a、108a、146a。或者，一個燃燒室可以設有多個排氣口。例如，該變形例適用于包括可變閥機構的情形。從各個排氣口延伸的排氣路徑在主催化劑的上游位置處匯集。優選地，從各個排氣口延伸的排氣路徑在氣缸部件處匯集。

本發明的燃燒室可以包括主燃燒室和連接到主燃燒室的輔助燃燒室。在該情形中，一個燃燒室由主燃燒室和輔助燃燒室形成。

在上述實施例1至4和變形例1-2中，燃燒室29、70、106、144的整體布置在曲軸軸線Cr1、Cr2、Cr3、Cr4的前方。然而，本發明的燃燒室可以被不同地布置，只要其至少一部分布置在曲軸軸線的前方便可。換言之，燃燒室的一部分可以設置在曲軸軸線的后方。該變形例可適用于氣缸軸線在上下方向延伸時的情形。

在上述實施例1至4和變形例1-2中，曲軸箱主體23、64、100、138與氣缸體24、65、101、139是不同的部件。或者，曲軸箱主體和氣缸體可以一體地形成。在上述實施例1至4和變形例1-2中，氣缸體24、65、101、139，氣缸頭25、66、102、140和頭罩26、67、103、141是不同的部件。或者，氣缸體、氣缸頭和頭罩中的兩者或者三者可以一體地形成。

在上述實施例1至4和變形例1-2中，摩托車以包括單缸四沖程發動機單元的車輛為例。然而，本發明的車輛可以是任何類型的車輛，只要其由單缸四沖程發動機單元提供動力即可。本發明的車輛可以是除摩托車以外的騎乘式車輛。騎乘式車輛表示騎乘者以騎乘在鞍部的方式乘坐的所有車輛。騎乘式車輛包括摩托車、三輪摩托車、四輪越野車(ATV：All Terrain Vehicle(全地形型車輛))、水上摩托車和雪上摩托車等。本發明的車輛可以不是騎乘式車輛。此外，可以沒有騎乘者乘坐本發明的車輛。此外，本發明的車輛可以在沒有任何騎乘者和乘坐者時操作。在這些情形中，車輛的前方表示車輛行進的方向。

上述實施例3、4的單缸四沖程發動機單元93、132是單元擺動式。發動機主體94、133配置為可以相對于車體框架81、121擺動。由于，曲軸軸線Cr3、Cr4相對于主催化劑116、154的位置根據發動機運行狀態發生變化。在本說明書和本發明中，表述“主催化劑布置在曲軸軸線的前方”表示當發動機主體在可動范圍內的位置時主催化劑布置在曲軸的前方。除了主催化劑和曲軸軸線在前后方向上的位置關系以外的位置關系也在發動機主體的可動范圍內得以實現。

在本說明書及本發明中，主催化劑的上游端是主催化劑的距燃燒室的路徑長度最短的端。主催化劑的下游端是主催化劑的距燃燒室的路徑長度最長的端。除主催化劑之外的元件的上游端和下游端也被類似地定義。

在本說明書和本發明中，通路部件表示通過圍繞路徑來形成路徑的壁等。路徑表示對象經過的空間。排氣通路部件表示通過圍繞排氣路徑來形成排氣路徑的壁等。排氣路徑表示排氣經過的空間。

在本說明書和本發明中，排氣路徑的路徑長度表示排氣路徑的中心的路徑長度。消音器中的膨脹室的路徑長度表示以最短的距離連接膨脹室的流入口的中心與膨脹室的流出口的中心的路徑長度。

在本說明書中，路徑方向表示經過排氣路徑的中心的路徑的方向和排氣流動的方向。

本說明書使用了表述“通路部件的沿垂直于路徑方向的方向所切割的橫截面面積”。此外，本說明書和本發明使用了表述“通路部件的沿垂直于排氣流動方向的方向所切割的橫截面面積”。通路部件的橫截面面積可以是通路部件的內周面的面積或者通路部件的外周面的面積。

在本說明書和本發明中，部件或直線在方向A上或沿方向A延伸的表述不限于部件或直線平行于方向A的情形。部件或直線在方向A上延伸的表述包括部件或直線與該方向A以±45°范圍內的角度相交的情形，以及，沿方向A的方向的表述包括該方向與方向A以±45°范圍內的角度相交的情形。方向A不表示任何具體的方向。方向A可以是水平方向或前后方向。

本說明書的曲軸箱主體23、64、100、138分別相當于本申請的基礎申請(優先權申請)的說明書的曲軸部件18、61、95、135。本說明書的氣缸體24、65、101、139分別相當于上述基礎申請的說明書的氣缸部件24、62、96、136。本說明書的發動機主體20、61、94、133分別相當于上述基礎申請的說明書的發動機20、60、93、131。本說明書的氣缸排氣通路部件31相當于上述基礎申請的說明書的形成用于排氣的通路P2的通路部件。

本發明包括本領域技術人員基于本發明能夠理解的、包括等同元件、變形、刪除、組合(例如，各個實施例的特征組合)、改進和/或更換的任何以及所有實施例。權利要求中的限制應基于權利要求所使用的語言被廣義地理解。權利要求中的限制不限于本文或者本申請審查期間所述的實施例。這些實施例應理解為非排他性的。例如，本文中的術語“優選地”或者“優選的”是非排他性的并且是指“優選地/優選的，但不限于”。

附圖標記列表

1、50、80、120 摩托車(車輛)

2、53、81、121 車體框架

19、60、93、132 單缸四沖程發動機單元

20、61、94、133 發動機主體

21、62、98、136 曲軸箱部件

22、63、99、137 氣缸部件

24a、65a、101a、139a 氣缸孔

27、68、104、142 曲軸

28、69、105、143 活塞

29、70、106、144 燃燒室

31、72、108、146 氣缸排氣通路部件(單燃燒室用氣缸排氣通路部件)