專(zhuān)利名稱(chēng)：用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置，其具有在客廂下的消聲器。
背景技術(shù)：
除了對(duì)于諸如排氣凈化性能和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出性能的基本性能的需要外，這種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置還要求非常安靜。為了滿足這些需要，消聲器的容量已經(jīng)被增大。
在車(chē)輛中，除了提高安靜性，增大客廂中諸如腳部空間的空間也很重要。作為進(jìn)一步增大客廂中空間的手段，客廂的地板可以被展平和降低。
例如，日本專(zhuān)利No.2971341公開(kāi)了一種排氣裝置，其中具有相對(duì)較小容量的消聲器被布置在地板平板之下。當(dāng)采用這樣的排氣裝置時(shí)，防止了地板平板由于消聲器布置在地板平板下面而凸出。所以，客廂地板可以被展平和降低。這增大了客廂中的空間。
但是，當(dāng)作為消聲器的基本性能被考慮進(jìn)來(lái)時(shí)，消聲器的小型化存在限制。由此，由于布置消聲器而引起地板平板的凸出是不可避免的。所以，如上述公開(kāi)文獻(xiàn)中一樣將小消聲器布置在分開(kāi)的位置處的構(gòu)造僅以有限的程度對(duì)客廂地板的展平和降低起作用。在這點(diǎn)上，這樣的構(gòu)造是容許改進(jìn)的。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的是提供用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置，其有效地展平和降低客廂地板。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種排氣裝置，用于車(chē)輛上安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)。所述車(chē)輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)艙、客廂、將所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙和所述客廂彼此分隔開(kāi)的前圍板、所述客廂的地板面板、和包括布置在所述地板面板上的底部的座椅。在位于所示座椅底部下面的所述地板面板的下表面中形成凹入。所述排氣裝置包括排氣通道，其從所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙延伸到所述地板面板下面；位于所述排氣通道中的催化轉(zhuǎn)換器；和位于所述排氣通道中的消聲器。所述催化轉(zhuǎn)換器位于所述前圍板的前面。所述消聲器被容納在所述凹入中。
通過(guò)結(jié)合以示例方式圖示本發(fā)明原理的附圖，從下面的說(shuō)明本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。


通過(guò)結(jié)合附圖參考對(duì)當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的以下說(shuō)明，將最好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1是圖示配備有一個(gè)實(shí)施例的排氣裝置的車(chē)輛、車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的排放系統(tǒng)的部件的示意圖；圖2是示出催化轉(zhuǎn)化器的局部剖視圖(一部分被切除)；圖3A是圖示催化劑的示意性剖視俯視圖；圖3B是圖3A的局部放大視圖；圖3C是圖示催化劑的側(cè)視圖；圖4是圖示修改的排氣裝置的示意圖；圖5是圖示修改的排氣裝置的示意圖；圖6是圖示修改的排氣裝置的示意圖；和圖7是圖示修改的排氣裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)動(dòng)機(jī)3的排氣裝置1。
圖1示出了配備有優(yōu)選實(shí)施例的排氣裝置1的車(chē)輛2、車(chē)輛2的發(fā)動(dòng)機(jī)3和發(fā)動(dòng)機(jī)3的排放系統(tǒng)的部件。如圖1所示，安裝在車(chē)輛2上的發(fā)動(dòng)機(jī)3的排放系統(tǒng)包括排氣歧管4。在優(yōu)選實(shí)施例的排氣裝置1中，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)3采用“后排氣式安裝系統(tǒng)”，所以排氣歧管4布置在發(fā)動(dòng)機(jī)3的后面。凈化燃燒氣中有害成分的催化轉(zhuǎn)換器5連接到排氣歧管4的下游部分。
在此優(yōu)選實(shí)施例中，在車(chē)輛2中催化轉(zhuǎn)換器5位于客廂6的前面。更具體而言，催化轉(zhuǎn)換器5位于將客廂6和發(fā)動(dòng)機(jī)艙7彼此隔開(kāi)的前圍板8前面，并直接位于排氣歧管4下面。
消聲器10經(jīng)由排氣管9連接到催化轉(zhuǎn)換器5的下游部分。消聲器10通過(guò)抵消從發(fā)動(dòng)機(jī)3排出的燃燒氣的壓力波動(dòng)來(lái)抑制由燃燒氣的壓力波動(dòng)產(chǎn)生的噪音。
三個(gè)座椅11布置在優(yōu)選實(shí)施例的客廂中。三個(gè)座椅包括兩個(gè)前排座椅11a(為分開(kāi)就座的駕駛員和前排乘客)和一個(gè)后排座椅11b(為沿橫向方向就座的兩個(gè)或者三個(gè)乘客)。通過(guò)使地板面板13向著客廂6(即向上)凸出，在座椅11的底部12(12a、12b)下面形成容納凹入14(14a、14b)。消聲器10被容納在前排座椅11a之一的底部12a下面形成的容納凹入14a中。也就是說(shuō)，優(yōu)選實(shí)施例的車(chē)輛2的排放系統(tǒng)的消聲器僅對(duì)應(yīng)于位于前排座椅11a的底部12a下面的消聲器10，并且除了消聲器10外沒(méi)有其他消聲器設(shè)置在車(chē)輛2中。
在此排放系統(tǒng)中，從發(fā)動(dòng)機(jī)3排出的燃燒氣流過(guò)排氣歧管4、催化轉(zhuǎn)換器5、排氣管9和消聲器10。當(dāng)燃燒氣在催化轉(zhuǎn)換器5中被凈化后，噪音在消聲器10中被抑制。此后，燃燒氣從排氣管15排出到車(chē)輛2之外。也就是說(shuō)，在優(yōu)選實(shí)施例中，由排氣歧管4和排氣管9、15形成排氣通道，它們位于從發(fā)動(dòng)機(jī)艙7延伸到地板面板13下面的空間中。催化轉(zhuǎn)換器5和消聲器10位于排氣通道中。
如圖2所示，優(yōu)選實(shí)施例的催化轉(zhuǎn)換器5是“整體直列式催化轉(zhuǎn)換器”，其中初級(jí)催化劑21和次級(jí)催化劑22串聯(lián)地布置在殼體23中。
如圖3A、3B和3C所示，初級(jí)催化劑21和次級(jí)催化劑22是每個(gè)都包括單個(gè)蜂房式載體24的單體式催化劑。在初級(jí)催化劑21和次級(jí)催化劑22中載體24包括單元25。初級(jí)催化劑21是氧化催化劑，并且基于Pd的催化劑被粘附到初級(jí)催化劑21的載體24的表面。次級(jí)催化劑22是三元催化劑，并且基于Pt(Pt-Rh)的催化劑被粘附到次級(jí)催化劑22的載體24的表面。在初級(jí)催化劑21中，外徑D對(duì)沿著燃燒氣排出方向的長(zhǎng)度L的比(D/L)大于或者等于1(D/L≥1)。在初級(jí)催化劑21中，單元25的數(shù)量n是600-900，而每個(gè)單元25的厚度d是2-3mm。在次級(jí)催化劑22中，比(D/L)小于或者等于1(D/L≤1)，單元25的數(shù)量n小于或等于400，而每個(gè)單元25的厚度是2-4mm。此規(guī)格與傳統(tǒng)催化劑基本上相同。
如圖2所示，保護(hù)片26a、26b分別位于初級(jí)催化劑21和殼體23之間和次級(jí)催化劑22和殼體23之間。保護(hù)片26a、26b防止燃燒氣的泄漏并且保護(hù)載體24。在優(yōu)選實(shí)施例中，位于初級(jí)催化劑21和殼體23之間的保護(hù)片26a用主要由鋁構(gòu)成的片材形成，而位于次級(jí)催化劑22和殼體23之間的保護(hù)片26b用包括有機(jī)粘合劑的熱膨脹片材制成。
在優(yōu)選實(shí)施例中，檢測(cè)燃燒氣中所包含的氧的氧傳感器27位于初級(jí)催化劑21和次級(jí)催化劑22之間。來(lái)自氧傳感器27的檢測(cè)信號(hào)被用在諸如空燃比控制的反饋控制中。
本實(shí)施例具有如下優(yōu)點(diǎn)。
(1)消聲器10位于在座椅11中的座椅11a之一的底部12a下面形成的容納凹入14a中。也就是說(shuō)，消聲器10被容納在很可能是不用空間的底部12之一下面。因?yàn)槌嗽谧?1的底部12下面外，不需要在地板面板13中形成容納凹入14a，所以在除了座椅11的底部下面外的位置處客廂地板可以被展平和降低。所以，增大了客廂6中的空間。在此情況下，例如，前地板通道可以被省略，并且兩個(gè)前排座椅11a之間的地板可以被展平，因此乘客可以在前排座椅11a和后排座椅11b之間移動(dòng)?；蛘?，腳部空間附近的地板可以被降低，因此可以容易地實(shí)現(xiàn)各種布局的客廂，各種布局例如是用于改進(jìn)駕乘舒適性和到車(chē)輛入口的布局。
(2)消聲器10位于僅一個(gè)前排座椅11a的底部12a下面。所以，后排座椅11b下面的客廂地板的形狀可以被改變。所以，例如，除了消聲器10之外的結(jié)構(gòu)，例如油箱可以位于后排座椅下面。這擴(kuò)大了后備箱?；蛘?，后排座椅11b下的客廂地板可以與后備箱地板平齊，并且后排座椅11b的底部12b可以被可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到地板面板13，使得底部12b可以被翻轉(zhuǎn)。這允許后備箱是可以擴(kuò)展的。所以，客廂的各種布局都是可能的。
(3)催化轉(zhuǎn)換器5位于客廂6前面。更具體而言，催化轉(zhuǎn)換器5位于將客廂6和發(fā)動(dòng)機(jī)艙7彼此隔開(kāi)的前圍板8前面。因?yàn)椴恍枰诘匕迕姘?3下面形成用于容納催化轉(zhuǎn)換器5的空間，所以客廂地板被允許容易地展平和降低。
(4)催化轉(zhuǎn)換器5設(shè)置有包括基于Pd的催化劑的初級(jí)催化劑21和包括基于Pt(Pt-Rh)的催化劑的次級(jí)催化劑22。所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)3低溫時(shí)的暖機(jī)性能和耐久性得到很好的平衡。也就是說(shuō)，因?yàn)榛赑d的催化劑被用于初級(jí)催化劑21，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)3低溫時(shí)的暖機(jī)性能得到提高。另一方面，壓縮基于Pt的催化劑被用于次級(jí)催化劑22，催化轉(zhuǎn)換器5的耐久性得到提高。結(jié)果，總的來(lái)說(shuō)提高了當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)3低溫時(shí)的燃燒氣凈化性能。
(5)初級(jí)催化劑21和次級(jí)催化劑22是每個(gè)都包括單個(gè)蜂房式載體24的單體式催化劑。此外，初級(jí)催化劑21中的單元25的數(shù)量n是600-900，而初級(jí)催化劑21中的每個(gè)單元25的厚度d是2-3mm。
在傳統(tǒng)催化劑中，單元的數(shù)量小于或者等于400，并且每個(gè)單元的厚度是2-4mm。所以，根據(jù)此優(yōu)選實(shí)施例的催化轉(zhuǎn)換器5，初級(jí)催化劑21中的每個(gè)單元25的厚度d被形成得比傳統(tǒng)催化劑的厚度薄。這抑制了由于燃燒氣的脈動(dòng)式流動(dòng)引起的在催化劑的上游部分處背壓的增大。此外，因?yàn)檩d體24的比表面積被增大，減小了轉(zhuǎn)換器5的熱容。這提高了當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低溫時(shí)的暖機(jī)性能。此外，因?yàn)槿菀讓卧?5形成為具有高密度，在防止催化轉(zhuǎn)換器5變大的同時(shí)提高了凈化性能。此外，減小了在催化轉(zhuǎn)換器5中使用的上述金屬的量，上述金屬例如是鈀、鉑和銠。
(6)初級(jí)催化劑21的外徑D對(duì)長(zhǎng)度L的比(D/L)大于或者等于1(D/L≥1)。這充分確保了初級(jí)催化劑21的容量，并且抑制了由于燃燒氣的脈動(dòng)式流動(dòng)引起的在催化劑的上游部分處背壓的增大。結(jié)果，催化轉(zhuǎn)換器5的凈化性能和耐久性得到提高，而不會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)3的輸出動(dòng)力。
(7)位于初級(jí)催化劑21和殼體23之間的保護(hù)片26a用主要由鋁構(gòu)成的片材形成，而位于次級(jí)催化劑22和殼體23之間的保護(hù)片26b用包括有機(jī)粘合劑的熱膨脹片材制成。在此情況下，因?yàn)橛袡C(jī)粘合劑位于氧傳感器27的下游，所以防止了氧傳感器27錯(cuò)誤地將有機(jī)粘合劑的成分檢測(cè)為燃燒氣中的氧。由此防止了氧傳感器27的誤操作。此外，催化轉(zhuǎn)換器5的成本減小了，并且催化轉(zhuǎn)換器5的耐久性得到提高。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍下以許多其他特定形式被實(shí)施。特別地，應(yīng)當(dāng)理解到本發(fā)明可以以如下形式被實(shí)施。
如圖4所示，排氣裝置31的消聲器32可以僅位于后排座椅11b的地板12b之下。如圖5所示，消聲器34a可以位于前排座椅11a之一的底部12a之下，而消聲器34b可以位于后排座椅11b的底部12b之下。多個(gè)消聲器可以位于每個(gè)座椅11之下。
如圖6所示，排氣裝置41的催化轉(zhuǎn)換器可以由容納初級(jí)催化劑21的第一催化轉(zhuǎn)換器42和容納次級(jí)催化劑22的第二催化轉(zhuǎn)換器43形成。在此情況下，在車(chē)輛2中第一催化轉(zhuǎn)換器42和第二催化轉(zhuǎn)換器43位于客廂6前面(前圍板8前面)。
如圖1所示，優(yōu)選實(shí)施例的排氣裝置1在采用后排氣式安裝系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)3中被實(shí)施。但是，如圖7所示，優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到采用前排氣式安裝系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)46的排氣裝置45。
優(yōu)選實(shí)施例采用了兩排座椅構(gòu)造，其中后排座椅11b位于前排座椅11a之后。但是，多排座椅可以位于前排座椅11a之后，如在三排座椅構(gòu)造中，其中設(shè)置有兩排后排座椅。
在優(yōu)選實(shí)施例中，利用通過(guò)初級(jí)催化劑21，燃燒氣的溫度被降低并且發(fā)生層流。這減緩了次級(jí)催化劑22的環(huán)境。所以，次級(jí)催化劑22被設(shè)計(jì)成具有與傳統(tǒng)催化劑基本上相同的規(guī)格。也就是說(shuō)，比D/L小于等于1，單元25的數(shù)量n小于或等于400，而每個(gè)單元25的厚度是2-4mm。但是，次級(jí)催化劑22的規(guī)格可以根據(jù)例如發(fā)動(dòng)機(jī)3的輸出性能而被改變。
位于初級(jí)催化劑21和殼體23之間的保護(hù)片26a可以用基于氧化鋁-二氧化硅的片材形成，而位于次級(jí)催化劑22和殼體23之間的保護(hù)片26b可以用復(fù)合片材形成，該復(fù)合片材中基于氧化鋁的片材和熱膨脹片材被層疊起來(lái)。
所以，本示例和實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被視為舉例說(shuō)明而非限制性的，并且本發(fā)明不限于此處給出的細(xì)節(jié)，而可以在所附權(quán)利要求的范圍和等同的方案內(nèi)被修改。
權(quán)利要求
1.一種排氣裝置，用于車(chē)輛上安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述車(chē)輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)艙、客廂、將所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙和所述客廂彼此分隔開(kāi)的前圍板、所述客廂的地板面板、和包括布置在所述地板面板上的底部的座椅，其中在位于所示座椅底部下面的所述地板面板的下表面中形成凹入，所述排氣裝置包括排氣通道，其從所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙延伸到所述地板面板下面；位于所述排氣通道中的催化轉(zhuǎn)換器；和位于所述排氣通道中的消聲器，所述排氣裝置的特征在于所述催化轉(zhuǎn)換器位于所述前圍板的前面，其中所述消聲器被容納在所述凹入中。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣裝置，其特征在于，所述座椅被布置在所述車(chē)輛的前面部分，所述凹入位于所述座椅下面，并且所述消聲器容納在所述凹入中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的排氣裝置，其特征在于，所述催化轉(zhuǎn)換器包括初級(jí)催化劑和次級(jí)催化劑，所述初級(jí)催化劑包括基于Pd的催化劑，所述次級(jí)催化劑包括基于Pt(Pt-Rh)的催化劑，所述初級(jí)催化劑位于所述次級(jí)催化劑的上游。
4.如權(quán)利要求3所述的排氣裝置，其特征在于，所述初級(jí)催化劑和所述次級(jí)催化劑都是每個(gè)都包括單個(gè)蜂房式載體的單體式催化劑，每個(gè)載體具有多個(gè)單元，其中初級(jí)催化劑中的單元的數(shù)量是600-900，并且初級(jí)催化劑中每個(gè)單元的厚度d是2-3mm。
5.如權(quán)利要求3或4所述的排氣裝置，其特征在于，所述初級(jí)催化劑的外徑對(duì)長(zhǎng)度的比大于或等于1。
6.如權(quán)利要求3或4所述的排氣裝置，其特征在于，所述催化轉(zhuǎn)換器包括容納所述初級(jí)催化劑和所述次級(jí)催化劑的殼體，位于所述初級(jí)催化劑和所述殼體之間的含氧化鋁片，和位于所述次級(jí)催化劑和所述殼體之間的含有機(jī)粘合劑的熱膨脹片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種排氣裝置，用于車(chē)輛上安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述車(chē)輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)艙、客廂、將所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙和所述客廂彼此分隔開(kāi)的前圍板、所述客廂的地板面板、和包括布置在所述地板面板上的底部的座椅。在位于所示座椅底部下面的所述地板面板的下表面中形成凹入。所述排氣裝置包括排氣通道，其從所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙延伸到所述地板面板下面；位于所述排氣通道中的催化轉(zhuǎn)換器；和位于所述排氣通道中的消聲器。所述催化轉(zhuǎn)換器位于所述前圍板的前面。所述消聲器被容納在所述凹入中。優(yōu)選的是所述座椅被布置在所述車(chē)輛的前面部分，所述凹入位于所述座椅下面，并且所述消聲器容納在所述凹入中。
文檔編號(hào)B62D25/20GK1680694SQ20051006329
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者下地浩二, 石川卓 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社