專利名稱：內(nèi)燃機的排氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備設(shè)置在排氣管中途的排氣凈化裝置和排氣消音器的內(nèi)燃機的排氣裝置。
背景技術(shù)：
作為用于凈化內(nèi)燃機的廢氣用的排氣凈化裝置設(shè)置在排氣管中途的排氣裝置，例如有專利文獻1所公開的裝置。在這種排氣裝置中，凈化廢氣的主催化劑和副催化劑設(shè)置在排氣管的中途。各催化劑收放在直徑比分別位于上游側(cè)和下游側(cè)的排氣管的直徑大的收放部中。因此，收放部的上游側(cè)部分形成朝向廢氣的下游流路面積增加的擴散部，收放部的下游側(cè)部分形成朝向廢氣的下游流路面積減少的收斂部。
而且，作為在排氣管的中途設(shè)置有廢氣流出的孔的排氣裝置，例如有專利文獻2和專利文獻3所公開的裝置。在專利文獻2所公開的消音器中，在保持于消音器的第一膨脹室內(nèi)的化油器喉管上嵌合有插入到第一膨脹室內(nèi)的排氣管的后部，在排氣管上設(shè)置有向第一膨脹室開放的調(diào)整孔。而且，通過調(diào)整孔對利用排氣脈動波在特定的旋轉(zhuǎn)區(qū)域獲得高輸出時的輸出的波谷進行補償。
另外，在專利文獻3所公開的排氣消音器中，在連接于消音器的排氣入口上的排氣管上連接有將排氣入口和排氣出口連接在一起的貫通管。貫通管由位于前部消音室內(nèi)的錐部和從該錐部至排氣出口的直管部構(gòu)成。而且，在錐部上設(shè)置有與前部消音室連通的多個通孔，在直管部上設(shè)置有與中間消音室連通的閥孔以及交互地開閉該閥孔和直管部的切換閥。而且，當(dāng)切換閥斷開直管部時，來自排氣管的廢氣通過多個通孔流出到前部消音室中，并進而經(jīng)過后部消音室、中間消音室到達排氣出口。而且，當(dāng)切換閥局部地打開直管部時，一部分的廢氣從多個通孔流出，順序地通過前部消音室、后部消音室和中間消音室到達排氣出口，其余的廢氣僅通過貫通管到達排氣出口。
專利文獻1特開2000-204913號公報專利文獻2特許2737079號公報專利文獻3特開平2-81911號公報眾所周知，通過利用基于形成排氣通路的排氣管內(nèi)產(chǎn)生的反射壓力波，可提高排氣效率，或者防止或抑制新風(fēng)的吹過，增加內(nèi)燃機輸出。此時，為了使產(chǎn)生的反射壓力波在適當(dāng)?shù)臅r期到達排氣端口的排氣口，必須要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定排氣管內(nèi)的反射壓力波的發(fā)生部位在排氣通路中的位置。
但是，在排氣管的中途設(shè)置了排氣凈化裝置的情況下，由于要確保排氣凈化裝置的凈化單元(例如相當(dāng)于專利文獻1中的催化劑)內(nèi)的廢氣的通路，如專利文獻1的現(xiàn)有技術(shù)那樣，排氣凈化裝置具有產(chǎn)生負的反射壓力波的擴散部和產(chǎn)生正的反射壓力波的收斂部。通常，負的反射壓力波由于促進廢氣的流出而有助于排氣效率的提高，另一方面，正的反射壓力波由于抑制廢氣的流出而在正確地設(shè)定其產(chǎn)生部位的排氣通路內(nèi)的位置的情況下抑制新風(fēng)的吹過，但在這種情況之外則具有使排氣效率降低的傾向。
因此，在具備具有凈化單元的排氣凈化裝置的排氣裝置中，為了利用排氣脈動而提高排氣效率以及內(nèi)燃機輸出，必須要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定作為產(chǎn)生反射壓力波的部位的擴散部和收斂部、特別是產(chǎn)生使排氣效率降低的正的反射壓力波的收斂部在排氣通路內(nèi)的位置。
但是，從確保良好的凈化性能的觀點出發(fā)，并考慮到車體內(nèi)的布局，例如使催化劑盡快到達活性溫度，排氣凈化裝置的設(shè)置場所多設(shè)定在盡可能靠近較高地保持廢氣溫度的排氣端口的場所，或容易維持催化劑的活性溫度的場所等。因此，產(chǎn)生正的反射壓力波的收斂部幾乎不會設(shè)置在抑制新風(fēng)的吹過、使內(nèi)燃機輸出增加的位置上，該反射壓力波將阻礙順暢的廢氣的排出，使排氣效率降低，并使內(nèi)燃機輸出降低。
另外，由于收斂部產(chǎn)生的正的反射壓力波，凈化單元的正下游處的壓力(背壓)增高，凈化單元處的廢氣流速降低，或者流速的分布不均勻，排氣凈化裝置的凈化性能降低。
而且，專利文獻2、3的現(xiàn)有技術(shù)雖然在排氣管或連接在排氣管上的貫通管的錐部上設(shè)置有孔，但均不具備排氣凈化裝置，因此，并不是與排氣凈化裝置相關(guān)聯(lián)地設(shè)置有孔的裝置。
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，技術(shù)方案1至技術(shù)方案7的發(fā)明目的在于，在具備于排氣管的中途設(shè)置有排氣凈化裝置的排氣裝置的內(nèi)燃機中，實現(xiàn)內(nèi)燃機輸出的增加和排氣凈化裝置的凈化性能的提高。而且，技術(shù)方案2、5、6的發(fā)明目的還在于使內(nèi)燃機輸出進一步增加和使排氣凈化裝置的凈化性能進一步增加，技術(shù)方案3的發(fā)明目的還在于降低因從泄流通路流出的廢氣而產(chǎn)生的排氣音，并且對排氣凈化裝置和下游側(cè)排氣管進行防護，技術(shù)方案4的發(fā)明目的還在于避免排氣消音器的大型化和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，技術(shù)方案7的發(fā)明目的還在于實現(xiàn)內(nèi)燃機輸出的進一步增加和進一步降低因從泄流通路流出的廢氣而產(chǎn)生的排氣音。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)方案1的發(fā)明為一種內(nèi)燃機的排氣裝置，包括排氣消音器，設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣端口和上述排氣消音器的消音空間之間的排氣管，以及設(shè)置在該排氣管中途的排氣凈化裝置，上述排氣管具有分別配置在上述排氣凈化裝置的上游和下游上的上游側(cè)排氣管和下游側(cè)排氣管，上述排氣凈化裝置具有凈化單元，形成廢氣流入該凈化單元的入口通路的入口部，以及形成凈化后的廢氣從上述凈化單元流出的出口通路的出口部，其中，上述出口部具有朝向廢氣的下游流路面積減少的收斂部，在上述出口部或者上述下游側(cè)排氣管的上游端側(cè)部分上設(shè)置有使廢氣的一部分流出的單個或者多個泄流通路。
因此，在出口部或者下游側(cè)排氣管的上游端側(cè)部分流動的廢氣的一部分通過泄流通路流出，凈化單元下游的廢氣壓力減小，同時在泄流通路的部分產(chǎn)生負的反射壓力波，通過在收斂部或者接近收斂部的部位產(chǎn)生的負的反射壓力波衰減收斂部產(chǎn)生的正的反射壓力波。從而抑制正的反射壓力波阻礙廢氣的流動，并減小排氣凈化裝置上的背壓，抑制排氣凈化裝置內(nèi)的廢氣流速的降低。
其結(jié)果，根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明，具有以下的效果。即，設(shè)置在上游側(cè)排氣管和下游側(cè)排氣管之間的排氣凈化裝置在其出口部上具有收斂部，在出口部或者下游側(cè)排氣管的上游端側(cè)部分上設(shè)置有使廢氣的一部分流出的單個或者多個泄流通路，從而排氣凈化裝置的凈化單元下游的廢氣壓力減小，同時衰減收斂部產(chǎn)生的正的反射壓力波，所以在具備在排氣管的中途設(shè)置有排氣凈化裝置的排氣裝置的內(nèi)燃機中，排氣效率提高，內(nèi)燃機輸出增加。除此之外，由于抑制了正的反射壓力波產(chǎn)生的排氣凈化裝置內(nèi)的廢氣流速的降低，所以排氣凈化裝置的凈化性能提高。
技術(shù)方案2的發(fā)明是在技術(shù)方案1所述的內(nèi)燃機的排氣裝置中，上述泄流通路設(shè)置在上述收斂部的上游側(cè)部或者該上游側(cè)部上游的上述出口部上。
因此，由于泄流通路位于作為因流路面積的變化大而產(chǎn)生強的正反射壓力波的部位或者接近該部位的位置的收斂部的上游側(cè)部或者其上游的出口部上，所以有效地衰減正的反射壓力波。而且，在比較靠近凈化單元的位置上設(shè)置多個泄流通路的情況下，能夠使排氣凈化裝置內(nèi)的流速分別均勻。
其結(jié)果，根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明，除了技術(shù)方案1的發(fā)明的效果之外，還具有以下的效果。即，通過將泄流通路設(shè)置在排氣凈化裝置的收斂部的上游側(cè)部或者該上游側(cè)部的上游的出口部上，有效地衰減收斂部產(chǎn)生的反射壓力波，從而排氣效率進一步提高，內(nèi)燃機輸出進一步增加，除此之外，進一步抑制反射壓力波產(chǎn)生的排氣凈化裝置內(nèi)的廢氣流速的降低，并且能夠通過多個泄流通路使流速的分布均勻，排氣凈化裝置的凈化性能提高。
技術(shù)方案3的發(fā)明是在技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所述的內(nèi)燃機的排氣裝置中，上述排氣凈化裝置和上述下游側(cè)排氣管配置在上述消音空間內(nèi)。
因此，從泄流通路流出的廢氣流出到消音空間內(nèi)而被消音，而且排氣消音器成為相對于排氣凈化裝置和下游側(cè)排氣管的防護部件。
其結(jié)果，根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明，除了技術(shù)方案1或2的發(fā)明的效果之外，還具有以下的效果。即，通過將排氣凈化裝置和下游側(cè)排氣管配置在消音空間內(nèi)，從泄流通路流出的廢氣產(chǎn)生的排氣音降低。除此之外，通過簡單的結(jié)構(gòu)，不必另外設(shè)置防護部件等增加部件數(shù)量即能夠可靠地防止運行者或者障礙物等與排氣凈化裝置或下游側(cè)排氣管相接觸。
技術(shù)方案4的發(fā)明是在技術(shù)方案3所述的內(nèi)燃機的排氣裝置中，上述消音空間由被間隔壁劃分成的多個消音室構(gòu)成，上述泄流通路的出口和上述排氣管的出口向同一個上述的消音室開放。
因此，用于降低從排氣管流出的廢氣產(chǎn)生的排氣音的消音室和從泄流通路流出的廢氣產(chǎn)生的排氣音的消音室是公用的。
其結(jié)果，根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明，除了技術(shù)方案3的發(fā)明的效果之外，還具有以下的效果。即，在構(gòu)成排氣消音器的消音空間的多個消音室中，通過使泄流通路的出口和排氣管的出口向相同的消音室開放，用于降低從排氣管和泄流通路分別流出的廢氣所產(chǎn)生的排氣音的消音室是公用的，從而可避免排氣消音器的大型化和其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，降低排氣裝置的成本。
技術(shù)方案5的發(fā)明是在技術(shù)方案3所述的內(nèi)燃機的排氣裝置中，上述消音空間由被間隔壁劃分成的多個消音室構(gòu)成，上述泄流通路的出口和上述排氣管的出口向不同的上述消音室開放。
因此，由于來自泄流通路的廢氣相對于因來自排氣管的廢氣流出而為高壓、并且存在大的排氣脈動的消音室是流出到壓力更低、并且排氣脈動更小的消音室，所以有效地衰減收斂部產(chǎn)生的正的反射壓力波。因此，進一步抑制正的反射壓力波引起的阻礙廢氣的流動，并且排氣凈化裝置的背壓也進一步減小，進一步抑制排氣凈化裝置內(nèi)廢氣流速的降低。
其結(jié)果，除了技術(shù)方案5的發(fā)明的效果之外，還具有以下的效果。即，在構(gòu)成排氣消音器的消音空間的多個消音室中，通過使泄流通路的出口和排氣管的出口向不同的消音室開放，進一步衰減收斂部產(chǎn)生的反射壓力波，從而排氣效率進一步提高，內(nèi)燃機輸出進一步增加。除此之外，進一步抑制正的反射壓力波所產(chǎn)生的排氣凈化裝置內(nèi)廢氣流速的降低，排氣凈化裝置的凈化性能進一步提高。
技術(shù)方案6的發(fā)明是在技術(shù)方案5所述的內(nèi)燃機的排氣裝置中，上述泄流通路的出口開放的上述消音室是上述多個消音室中位于最下游的消音室。
因此，由于來自泄流通路的廢氣流出到形成在排氣消音器上的多個消音室中壓力最低、并且排氣脈動最小的消音室，所以進一步衰減收斂部產(chǎn)生的正的反射壓力波。因此，進一步抑制正的反射壓力波引起的阻礙廢氣的流動，并且排氣凈化裝置的背壓進一步減小，進一步抑制排氣凈化裝置內(nèi)廢氣流速的降低。
其結(jié)果，根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，在構(gòu)成排氣消音器的消音空間的多個消音室中，由于泄流通路的出口向這些消音室中位于最下游的消音室開放，所以更加有效地發(fā)揮技術(shù)方案5的發(fā)明的效果。
技術(shù)方案7的發(fā)明是在技術(shù)方案3～6中任一項所述的內(nèi)燃機的排氣裝置中，在上述出口部或者上述上游端側(cè)部分上安裝有覆蓋上述泄流通路的出口的吸音部件。
因此，由于作用在泄流通路的出口上的消音室內(nèi)的排氣脈動被吸音部件衰減，從泄流通路流出的廢氣容易流出到消音室，有效地減小凈化單元下游的廢氣壓力，同時通過泄流通路的部分產(chǎn)生的負的反射壓力波有效地衰減收斂部產(chǎn)生的正的反射壓力波。因此，抑制正的反射壓力波阻礙廢氣的流動，并且排氣凈化裝置的背壓減小，抑制排氣凈化裝置內(nèi)廢氣流速的降低。而且，由于從泄流通路流出的廢氣在通過吸音部件后流出到消音室內(nèi)，所以該廢氣產(chǎn)生的排氣音在廢氣通過吸音部件時降低，并且由于之后在消音室內(nèi)膨脹而進一步降低。
其結(jié)果，根據(jù)技術(shù)技術(shù)方案7的發(fā)明，除了技術(shù)方案3～6的發(fā)明的效果之外，還具有以下的效果。即，由于在出口部或者下游側(cè)排氣管的上游端側(cè)部分上安裝有覆蓋泄流通路的出口的吸音部件，所以有效地減小凈化單元下游的廢氣壓力，同時有效地衰減收斂部產(chǎn)生的正的反射壓力波，從而排氣效率提高，內(nèi)燃機輸出增加，抑制反射壓力波所產(chǎn)生的排氣凈化裝置內(nèi)廢氣流速的降低，所以排氣凈化裝置的凈化性能提高，并且進一步降低從泄流通路流出的廢氣產(chǎn)生的排氣音。
另外，在本說明書中，「上游」和「下游」分別表示與廢氣的流向相關(guān)的「上游」和「下游」，「流向」表示廢氣的流向。


圖1為作為本發(fā)明第1實施例的內(nèi)燃機的排氣裝置的縱向剖視圖。
圖2為作為本發(fā)明第2實施例的內(nèi)燃機的排氣裝置的主要部分縱向剖視圖。
圖3為作為本發(fā)明第3實施例的內(nèi)燃機的排氣裝置的主要部分縱向剖視圖。
圖4為作為本發(fā)明第4實施例的內(nèi)燃機的排氣裝置的縱向剖視圖。
圖5為圖4中的V-V向剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照圖1至圖5對本發(fā)明的實施例加以說明。
參照表示本發(fā)明第1實施例的圖1，適用本發(fā)明的排氣裝置E是搭載在機動兩輪車或小型車輛上的單缸四沖程內(nèi)燃機(未圖示)的排氣裝置。對從具有在缸體內(nèi)往復(fù)移動的活塞的上述內(nèi)燃機的燃燒室排出的作為燃燒氣體的廢氣進行凈化、并向大氣中排出的排氣裝置E從廢氣的上游到下游順序地包括連接在上述內(nèi)燃機的排氣端口上的導(dǎo)入管(未圖示)，連接在該導(dǎo)入管上的作為上游側(cè)排氣管的第1排氣管1，連接在第1排氣管1上的排氣凈化裝置3，連接在排氣凈化裝置3上的作為下游側(cè)排氣管的第2排氣管2，形成第2排氣管開放的消音空間S的排氣消音器4，以及具有向消音空間S開放的入口6a和向大氣開放的出口6b的排氣尾管6。
除此之外，由隔著排氣凈化裝置3設(shè)置的第1排氣管1和第2排氣管2以及上述導(dǎo)入管構(gòu)成的排氣管P設(shè)置在上述排氣端口和消音空間S之間。而且，考慮到車體內(nèi)的布局，并且為了使溫度較高的廢氣流入排氣凈化裝置3中，排氣凈化裝置3以盡可能靠近上述排氣端口的位置設(shè)置在排氣管P的中途。
排氣消音器4包括外壁40，將形成在外壁40內(nèi)部的消音空間S劃分成多個消音室的間隔壁，以及在第1實施例中作為多個間隔壁的第1、第2間隔壁41、42。通過第1、第2間隔壁41、42，消音空間S被劃分成構(gòu)成各膨脹室的第1、第2、第3三個消音室45、46、47。
具體地說，外壁40為筒狀，在本實施例中由圓筒狀的中央部40a，在中央部40a長度方向一端側(cè)的第1端部40b，以及在中央部40a長度方向的另一端側(cè)的第2端部40c構(gòu)成。在中央部40a的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與中央部40a一起構(gòu)成雙層壁結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁40d，在中央部40a和內(nèi)壁40d之間例如填充有由玻璃棉構(gòu)成的吸音材料40e。
而且，由中央部40a、第1間隔壁41、第2間隔壁42形成第1消音室45，隔著第1消音室45形成有第2、第3消音室46、47。即，第2消音室46由中央部40a的一端部分、第1端部40b、第1間隔壁41形成，第3消音室47由中央部40a的另一端部分、第2端部40c、第2間隔壁42形成。
在消音空間S內(nèi)從廢氣流的上游到下游順序設(shè)置的第1～第3消音室45～47具備連通沿著流向相鄰的消音室的連通管，以及在本實施例中作為多個連通管的第1、第2連通管49、50，第1連通管49貫通第1間隔壁41地配置，具有向第1消音室45開放的入口49a和向第2消音室46開放的出口49b。第2連通管50貫通第1間隔壁41、第1消音室45、和第2間隔壁42地配置，具有向第2消音室46開放的入口50a和向第3消音室47開放的出口50b。
在排氣消音器4的外部，連接在上述導(dǎo)入管上的第1排氣管1貫通第1端部40b、第2消音室46、第1間隔壁41地配置，并在第1消音室45內(nèi)連接在排氣凈化裝置3的入口部33上。另一方面，在第1消音室45內(nèi)連接在排氣凈化裝置3的出口部34上的第2排氣管2是貫通第2間隔壁42，在第3消音室47內(nèi)形成U字形的曲管部并延伸，再次貫通第2間隔壁42而延伸到第1消音室45內(nèi)第1間隔壁41的附近地配置的。而且，第2排氣管2的出口2b位于靠近第1間隔壁41的位置上，并與第1間隔壁41對向，向第1消音室45開放。而且，排氣尾管6貫通第2端部40c地配置，具有向位于廢氣的流向中位于最下游的第3消音室47開放的入口6a。
除此之外，第2排氣管2的整體配置在第1、第3消音室45、47內(nèi)，排氣凈化裝置3的整體配置在第2排氣管2的出口2b打開的第1消音室45內(nèi)。該排氣凈化裝置3具有使廢氣中的有害成分無害化而對廢氣進行凈化的物質(zhì)、在本實施例中載持有對廢氣中的NOx(氮氧化物)、HC(碳氫化合物)和CO(一氧化碳)進行凈化的三元催化劑的整體式載持體構(gòu)成的催化劑部30，以及收放該催化劑部30的殼體31。除此之外，催化劑部30構(gòu)成對廢氣進行凈化的凈化單元。
這樣一來，通過將具有三元催化劑的排氣凈化裝置3配置在構(gòu)成上述排氣管P的第1、第2排氣管1、2的中途、并且是在排氣消音器4內(nèi)，所以能夠縮短催化劑到達活性溫度的時間，并在排氣消音器4內(nèi)對排氣凈化裝置3保溫。
殼體31由保持催化劑部30的保持部32，為了將來自上述排氣端口的廢氣引導(dǎo)到催化劑部30而位于催化劑部30的入口端30a上游、形成入口通路35的入口部33，為了將被催化劑部30凈化了的廢氣引導(dǎo)到第2排氣管2的入口而位于催化劑部30的出口端下游、形成出口通路36的出口部34構(gòu)成。
保持部32由具有比第1、第2排氣管1、2大的內(nèi)徑，并且沿著流向形成大致一定的流路面積的圓筒狀的主管37的一部分構(gòu)成。入口部33由連接在主管37上、構(gòu)成朝向下游流路面積增加的擴散部的錐管38和作為主管37的一部分的上游端部37a構(gòu)成。而且，出口部34由連接在主管37上、構(gòu)成朝向下游流路面積減少的收斂部的錐管39和作為主管37的一部分的下游端部37b構(gòu)成。
在錐管39上形成有構(gòu)成使通過出口通路36的廢氣的一部分流出到第1消音室45中的泄流通路的泄流孔7，從而具有向第1消音室45開放的出口。多個、在此為六個的泄流孔7沿著周向等間隔地形成在錐管39上位于靠近錐管39的入口端39a的部分、即由位于與錐管39的出口端39b相比更靠近入口端39a的部分構(gòu)成的上游側(cè)部39c上，優(yōu)選地是在入口端39a的附近。除此之外，在錐管39上由位于與入口端39a相比更靠近出口端39b的部分以及位于入口端39a和出口端39b的中間位置的部分構(gòu)成的下游側(cè)部39d上不形成泄流孔7。
而且，在第1消音室45中，泄流孔7接近第2間隔壁42。并且，泄流孔7接近第1間隔壁41，同時從與第1間隔壁41對向地開口的第2排氣管2的出口2b沿著上述長度方向離開地配置在第1消音室45內(nèi)。
以下，對上述結(jié)構(gòu)的第1實施例的作用和效果加以說明。
上述內(nèi)燃機運行，從上述排氣端口流出的廢氣通過上述導(dǎo)入管和第1排氣管1流入排氣凈化裝置3中，被排氣凈化裝置3凈化了的廢氣通過第2排氣管2流入第1消音室45中。在第1消音室45內(nèi)通過膨脹而減壓、消音了的廢氣通過第1連通管49流入第2消音室46，進而從第2消音室46通過第2連通管50流入第3消音室47。
此時，廢氣依次在第2消音室46內(nèi)和第3消音室47內(nèi)分別地通過膨脹而被減壓、消音。這樣一來，被充分消音了的廢氣從第3消音室47通過排氣尾管6排放到外部氣體中。除此之外，第1～第3消音室45～47中壓力的大小和排氣脈動的大小是越位于下游的消音室越小，即以第1消音室45、第2消音室46、第2消音室47的順序減小。
而且，當(dāng)上述內(nèi)燃機從冷機的狀態(tài)運行時，由于具備催化劑部30的排氣凈化裝置3以比較靠近上述排氣端口的位置設(shè)置在第1排氣管1和第2排氣管2之間，所以能夠通過溫度較高的廢氣將排氣凈化裝置3的催化劑盡快加熱到活性溫度，而且由于通過將排氣凈化裝置3配置在排氣消音器4內(nèi)，在排氣消音器4內(nèi)保溫，所以可容易地維持催化劑的活性溫度，確保良好的凈化性能。
由于通過在排氣凈化裝置3的構(gòu)成收斂部的錐管39的上游側(cè)部39c、優(yōu)選地在入口端39a的附近設(shè)置使錐管39內(nèi)的被凈化了的廢氣的一部分流出的泄流孔7，出口通路36的一部分的廢氣通過泄流孔7流出，催化劑部30下游的廢氣的壓力減小，同時在泄流孔7的部分產(chǎn)生負的反射壓力波，而且，泄流孔7位于靠近因流路面積的變化大而產(chǎn)生強的正反射壓力波的場所的入口端39a的位置的錐管39的上游側(cè)部39c，優(yōu)選地是入口端39a的附近，所以有效地衰減錐管39產(chǎn)生的正的反射壓力波。而且，泄流孔7越靠近入口端39a，在衰減正的反射壓力波上越有效。
這樣一來，由于催化劑部30下游的廢氣的壓力減小，同時衰減了錐管39產(chǎn)生的正的反射壓力波，所以在具備排氣管P的中途設(shè)置了排氣凈化裝置3的排氣裝置E的內(nèi)燃機中，排氣效率提高，內(nèi)燃機輸出增加。除此之外，由于抑制了因正的反射壓力波產(chǎn)生的排氣凈化裝置3內(nèi)的廢氣流速的降低，所以排氣凈化裝置3的凈化性能提高。另外，由于六個泄流孔7在圓周方向上大致等間隔地形成，所以流速的分布均勻，在這一點上也提高了排氣凈化裝置3的凈化性能。
而且，由于泄流孔7是在第1消音室45內(nèi)從第2排氣管2的出口2b在上述長度方向上分離地配置的，所以盡量避免了廢氣從泄流孔7的流出因從出口2b流出的廢氣的高壓的壓力波而受到阻礙。
由于通過將排氣凈化裝置3配置在構(gòu)成消音空間S的第1消音室45內(nèi)，來自泄流孔7的廢氣流出到第1消音室45內(nèi)而被減壓，并由第2、第3消音室46、47進一步減壓、消音，所以從泄流孔7流出的廢氣產(chǎn)生的排氣音降低。除此之外，由于排氣消音器4成為相對于排氣凈化裝置3的第2排氣管2的防護部件，所以結(jié)構(gòu)簡單，不必另外設(shè)置防護部件等使部件數(shù)量增加即能夠可靠地防止運行者或障礙物等與因反應(yīng)熱而成為高溫的排氣凈化裝置3以及第2排氣管2相接觸。
另外，在構(gòu)成排氣消音器4的消音空間S的第1～第3消音室45～47中，由于通過使泄流孔7的出口和第2排氣管2的出口2b均向第1消音室45開放，用于降低從第2排氣管2和泄流孔7分別流出的廢氣所產(chǎn)生的排氣音的消音室是公用的，所以能夠避免排氣消音器4的大型化和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，可降低排氣裝置E的成本。
由于泄流孔7形成在錐管39的上游側(cè)部39c上，而不形成在下游側(cè)部39d上，所以防止了錐管39的強度降低。
而且，由于通過使第2排氣管2通過第3消音室47延伸到第1消音室45，利用具有長的通路長度的排氣管P獲得上述內(nèi)燃機低速旋轉(zhuǎn)時的排氣慣性效果，所以即使在低速旋轉(zhuǎn)時也能夠確保所需要的內(nèi)燃機輸出。
以下，參照圖2、圖3對本發(fā)明的第2、第3實施例加以說明。第2、第3與第1實施例相比，主要是通過泄流孔7流出的廢氣的流出目的地的消音室不同，除此之外具有大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略或者簡略對相同部分的說明，以不同之處為中心進行說明。另外，對于與第1實施例的部件相同的部件或者相對應(yīng)的部件使用相同的附圖標記。
參照表示第2實施例的圖2，包含錐管39的出口部34配置在第3消音室中，泄流孔7向構(gòu)成消音空間S的消音室中排氣脈動最小的第3消音室47開放。除此之外，排氣凈化裝置3貫通第2間隔壁42而橫跨第1消音室45和第3消音室47地配置。
根據(jù)第2實施例，除了具有與第1實施例相同的作用和效果之外，還具有以下的作用和效果。即，在構(gòu)成排氣消音器4的消音空間S的第1～第3消音室45～47中，由于泄流孔7的出口向與第1消音室45不同的消音室、第1～第3消音室45～47中位于最下游的第3消音室47開放，所以來自泄流孔7的廢氣流出到作為與因來自第2排氣管2的廢氣流出而為高壓、并且存在大的排氣脈動的第1消音室45不同的消音室的第3消音室47中。而且，由于該第3消音室47是形成在排氣消音器4中的第1～第3消音室45～47中壓力最低、并且排氣脈動最小的消音室，所以進一步衰減了錐管39處的正的反射壓力波。其結(jié)果，由于因正的反射壓力波產(chǎn)生的廢氣流動的阻礙被進一步抑制，所以排氣效率進一步提高，內(nèi)燃機輸出進一步增加。除此之外，因正的反射壓力波產(chǎn)生的排氣凈化裝置3內(nèi)的廢氣流速的降低被進一步抑制，排氣凈化裝置3的凈化性能進一步提高。
以下，參照表示第3實施例的圖3，在排氣消音器4中，在第1、第2間隔壁41、42之間具備第3間隔壁43，通過該第3間隔壁43，在第1消音室45和第3消音室47之間形成不與這些消音室連通的、作為獨立的膨脹室的第4消音室48。該第4消音室48通過一個或多個放出管44與外部氣體連通。因此，第4消音室48的壓力比第3消音室47低，并且第4消音室48內(nèi)的排氣脈動與第3消音室47內(nèi)的排氣脈動相比非常小，幾乎不存在。
而且，包含錐管39的出口部34配置在構(gòu)成消音空間S的第4消音室48中，泄流孔7向第4消音室48開放。除此之外，排氣凈化裝置3貫通第3間隔壁43而橫跨第1消音室45和第4消音室48地配置。
根據(jù)第3實施例，除了具有與第1實施例相同的作用和效果之外，還具有以下的效果。即，由于第4消音室48與第3消音室47相比為低壓，接近于外氣壓力，并且排氣脈動也非常小，幾乎沒有，所以與第2實施例相比，進一步衰減了錐管39處的正的反射壓力波。其結(jié)果，在排氣效率的提高所實現(xiàn)的內(nèi)燃機輸出的增加，以及排氣凈化裝置3內(nèi)的廢氣流速降低的抑制所實現(xiàn)的排氣凈化裝置3的凈化性能的提高這一點上，起到了比第2實施例的效果更加優(yōu)良的效果。
以下，參照圖4、圖5對本發(fā)明的第4實施例加以說明。在次，省略或者簡略對與第1實施例相同的部分的說明，以不同之處為中心加以說明。另外，對于與第1實施例的部件相同的部件或者相對應(yīng)的部件使用相同的附圖標記。
參照圖4、圖5，排氣裝置E具備連接在與上述內(nèi)燃機的上述排氣端口相連接的上述導(dǎo)入管上的第1排氣管1，排氣凈化裝置3，第2排氣管2，形成第2排氣管開放的消音空間S的排氣消音器4，以及具有向消音空間S開放的入口6a和向大氣開放的出口6b的排氣尾管6。
排氣消音器4具備作為多個間隔壁的第1、第2間隔壁41、42。通過第1、第2間隔壁41、42，消音空間S被劃分成第1、第2、第3的三個消音室45～47。而且，通過殼體40的中央部40a、第1間隔壁41、第2間隔壁42形成在廢氣的流向上位于最下游的第3消音室47，隔著該第3消音室47形成第1、第2消音室45、46。即，第1消音室45由中央部40a的一端部分、第1端部40b、第1間隔壁41形成，第2消音室46由中央部40a的另一端部分、第2端部40c、第2間隔壁42形成。
在消音空間S內(nèi)從廢氣流的上游朝向下游順序配置的第1～第3消音室45～47具備連通沿著流向相鄰的消音室的第1、第2連通管49、50。第1連通管49貫通第1間隔壁41、第3消音室47、第2間隔壁42地配置，具有向第1消音室45開放的入口49a和向第2消音室46開放的出口49b。第2連通管50貫通第2間隔壁42地配置，具有向第2消音室46開放的入口50a和向第3消音室47開放的出口50b。
在排氣消音器4的外部連接在上述導(dǎo)入管上的第1排氣管1貫通第1端部40b地配置，在第1消音室45內(nèi)，連接在排氣凈化裝置3的入口部33上。另一方面，在第3消音室47內(nèi)連接在排氣凈化裝置3的出口部34上的第2排氣管2貫通第2間隔壁42，在第2消音室46內(nèi)形成U字形的曲管部并延伸。再次貫通第2間隔壁42并貫通第3消音室47和第1間隔壁41地配置，其出口2b向第1消音室45開放。而且，排氣尾管6貫通第2端部40c和第2間隔壁42地配置，具有向第3消音室47開放的入口6a。
與第1實施例的排氣凈化裝置3相同的排氣凈化裝置3貫通第1間隔壁41而橫跨第1消音室45和第3消音室47地配置。而且，在由保持催化劑部30的保持部32，位于催化劑部30的入口端30a的上游、形成入口通路35的入口部33，位于催化劑部30的出口端30b的上游、形成出口通路36的出口部34構(gòu)成的殼體31上，具有錐管39的入口部33和保持部32的一部分配置在第1消音室45內(nèi)，具有錐管39的出口部34和保持部32的其余部分配置在第3消音室47內(nèi)。
在第2排氣管2中位于出口部34的正下游、同時配置在第3消音室47內(nèi)的上游端側(cè)部分20上，用于使通過出口通路36的廢氣的一部分流出到第3消音室47的多個泄流孔8具有向第3消音室47開放的出口地形成。該上游端側(cè)部分20由形成大致一定的流路面積的主管部分的一部分構(gòu)成，在其外周上固定安裝有覆蓋所有的泄流孔8的出口、形成筒狀的吸音材料，例如由玻璃棉等多孔質(zhì)材料構(gòu)成的吸音部件9。
另外，上游端側(cè)部分20設(shè)置在第2排氣管2中從連接在主管39上的入口端2a稍向下游側(cè)的位置起沿著廢氣的流向的規(guī)定范圍內(nèi)。而且，從泄流孔8實現(xiàn)的內(nèi)燃機輸出增加的觀點考慮，該規(guī)定范圍適當(dāng)?shù)卦O(shè)定在靠近產(chǎn)生正的反射壓力波的錐管39的位置上。
為了通過由吸音部件9覆蓋泄流孔8，確保來自泄流孔8的廢氣的所需要的流出量，所以各泄流孔8的孔徑比上述第1～第3實施例的泄流孔7大，泄流孔8的數(shù)量也比泄流孔7多。
以下，對上述結(jié)構(gòu)的第4實施例的作用和效果加以說明。
從上述排氣端口流出的廢氣通過上述導(dǎo)入管和第1排氣管1流入排氣凈化裝置3，在排氣凈化裝置3中被凈化了的廢氣通過第2排氣管2流入第1消音室45。通過在第1消音室45內(nèi)膨脹而被減壓、消音了的廢氣通過第1連通管49流入第2消音室46，并進而從第2消音室46通過第2連通管50流入第3消音室47。而且，通過第1～第3消音室45～47而被消音了的廢氣從第3消音室47通過排氣尾管6排出到外部氣體中。
而且，排氣凈化裝置3與第1實施例相同，由于在排氣消音器4內(nèi)保溫，所以容易維持催化劑的活性溫度，并能夠確保良好的凈化性能。
而且，通過在第2排氣管2的上游端側(cè)部分20上安裝覆蓋泄流孔8的出口的吸音部件9，從排氣凈化裝置3的出口部34流出后的廢氣的一部分在上游端側(cè)部分20上從多個泄流孔8通過吸音部件9，流出到構(gòu)成消音空間S的消音室中排氣脈動最小的第3消音室47中。這樣一來，由于從排氣凈化裝置3流出后的廢氣的一部分流出到排氣脈動最小的第3消音室47中，所以催化劑部30下游的廢氣壓力大幅度降低，同時在泄流孔的部分產(chǎn)生負的反射壓力波，通過該負的反射壓力波衰減了錐管39產(chǎn)生的正的反射壓力波。因此，除了具有與第2實施例相同的效果之外，還具有以下的效果。
即，由于作用在泄流孔8的出口上的第3消音室47內(nèi)的排氣脈動被吸音部件9衰減，從泄流孔8流出的廢氣容易流入第3消音室47中，有效地減小了催化劑部30下游的廢氣壓力，同時通過泄流孔8的部分產(chǎn)生的負的反射壓力波，有效地抑制了錐管39產(chǎn)生的正的反射壓力波，所以排氣效率提高，內(nèi)燃機輸出增加，抑制了正的反射壓力波產(chǎn)生的排氣凈化裝置3內(nèi)的廢氣流速的降低，從而排氣凈化裝置3的凈化性能提高。
另外，由于從泄流孔8流出的廢氣通過吸音部件9后流出到第3消音室47內(nèi)，所以由該廢氣產(chǎn)生的排氣音在廢氣通過吸音部件9時降低，并且由于之后在第3消音室47內(nèi)膨脹而進一步降低，從而進一步降低了從泄流孔8流出的廢氣產(chǎn)生的排氣音。
而且，由于使第2排氣管2通過第2消音室46和第3消音室47而延伸到第1消音室45，利用具有長的通路長度的排氣管P獲得上述內(nèi)燃機的低速旋轉(zhuǎn)時的排氣慣性效果，所以即使在低速旋轉(zhuǎn)時也能夠確保所需要的內(nèi)燃機輸出。
以下，對于將上述實施例的一部分結(jié)構(gòu)改變的實施例，就改變的結(jié)構(gòu)加以說明。
在第1～第3實施例中，泄流孔7也可以形成在催化劑部30的出口端30b的下游、位于上游側(cè)部39c上游的下游端部37b上入口端39a的附近。而且，泄流孔7還可以在圓周方向上不必是等間隔的，而形成在流動方向上相互錯開的位置上。另外，泄流孔7的數(shù)量可以是六個以外的多個或者一個，泄流孔7的大小也可以和其個數(shù)一樣，根據(jù)內(nèi)燃機輸出的觀點和排氣凈化性能的觀點設(shè)定成最佳值。
另外，雖然與第1實施例相比，正的反射壓力波的衰減作用稍低，但泄流孔7也可以形成在下游側(cè)部39d上。
泄流通路雖然在上述第1～第3實施例中是由形成在錐管39或者主管37的下游端部37b上的孔構(gòu)成的，但也可以由小直徑的管形成，這樣一來，可不改變排氣凈化裝置3的配置錐管39的消音室地改變泄流通路的出口開放的消音室。而且，收斂部也可以由流路面積不連續(xù)地變化的管構(gòu)成。
在第1～第3實施例中，也可以將與吸音部件9相同的吸音部件覆蓋設(shè)置在錐管39上的泄流孔7地安裝在錐管39的外周上。在這種情況下，與泄流孔8相同，為了確保廢氣所需要的流出量，各泄流孔7的孔徑比上述第1～第3實施例的泄流孔7大，泄流孔7的數(shù)量也多。
在第1～第3實施例中，催化劑部30到達主管37的下游端部37b，在保持部32包含下游端部37b地構(gòu)成的情況下，出口部34不包含下游端部37b，僅由錐管39構(gòu)成。雖然催化劑部30由載持有三元催化劑的載持體構(gòu)成，但也可以是載持氧化催化劑或者還原催化劑的載持體，另外，除此之外還可以由除去廢氣中有害成分而凈化廢氣的部件構(gòu)成。
內(nèi)燃機可以是多缸式的，在這種情況下，排氣管P可經(jīng)由排氣多支管連接在上述排氣端口上。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的排氣裝置，包括排氣消音器，設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣端口和上述排氣消音器的消音空間之間的排氣管，以及設(shè)置在該排氣管中途的排氣凈化裝置，上述排氣管具有分別配置在上述排氣凈化裝置的上游和下游上的上游側(cè)排氣管和下游側(cè)排氣管，上述排氣凈化裝置具有凈化單元，形成廢氣流入該凈化單元的入口通路的入口部，以及形成凈化后的廢氣從上述凈化單元流出的出口通路的出口部，其特征是，上述出口部具有朝向廢氣的下游流路面積減少的收斂部，在上述出口部或者上述下游側(cè)排氣管的上游端側(cè)部分上設(shè)置有使廢氣的一部分流出的單個或者多個泄流通路。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其特征是，上述泄流通路設(shè)置在上述收斂部的上游側(cè)部或者該上游側(cè)部上游的上述出口部上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其特征是，上述排氣凈化裝置和上述下游側(cè)排氣管配置在上述消音空間內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其特征是，上述消音空間由被間隔壁劃分成的多個消音室構(gòu)成，上述泄流通路的出口和上述排氣管的出口向同一個上述的消音室開放。
5.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其特征是，上述消音空間由被間隔壁劃分成的多個消音室構(gòu)成，上述泄流通路的出口和上述排氣管的出口向不同的上述消音室開放。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其特征是，上述泄流通路的出口開放的上述消音室是上述多個消音室中位于最下游的消音室。
7.如權(quán)利要求3～6中任一項所述的內(nèi)燃機的排氣裝置，其特征是，在上述出口部或者上述上游端側(cè)部分上安裝有覆蓋上述泄流通路的出口的吸音部件。
全文摘要
一種在排氣管的中途設(shè)置有排氣凈化裝置的排氣裝置，可實現(xiàn)內(nèi)燃機輸出的增加和排氣凈化裝置的凈化性能的提高。內(nèi)燃機的排氣裝置(E)具備設(shè)置在第1排氣管(1)和第2排氣管(2)之間、具有配置在排氣消音器(4)內(nèi)的催化劑部(30)的排氣凈化裝置(3)。排氣凈化裝置(3)具有形成凈化后的廢氣流出的出口通路(36)的出口部(34)。出口部(34)具有構(gòu)成收斂部的錐管(39)，在錐管(39)的上游側(cè)部(39c)上設(shè)置有使在出口部(34)流動的廢氣的一部分流出的泄流孔(7)。
文檔編號F01N1/24GK1499051SQ200310104329
公開日2004年5月26日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者石川英一, 森川雄一郎, 一郎 申請人:本田技研工業(yè)株式會社