專利名稱:內(nèi)燃機(jī)中的帶催化劑排氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)中的、特別是適用于機(jī)動(dòng)二輪車(chē)、機(jī)動(dòng)三輪車(chē)的驅(qū)動(dòng)用內(nèi)燃機(jī)中的帶催化劑排氣裝置。
現(xiàn)有的公知技術(shù)是,在機(jī)動(dòng)二輪車(chē)的內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)配置筒形的催化劑,使來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的廢氣發(fā)生反應(yīng)使其凈化(日本特開(kāi)平9-53441號(hào)公報(bào))。
但是,該現(xiàn)有的帶催化劑排氣裝置中,配置在排氣管內(nèi)的筒形催化劑,由沿排氣管內(nèi)面設(shè)置的玻璃棉等做成的緩沖體以密接狀態(tài)支承著,所以,在排氣管與筒形催化劑間流動(dòng)的廢氣受緩沖體妨礙,使該廢氣的流動(dòng)阻力增大,并且,廢氣與催化劑的接觸面積減少,從而使廢氣的反應(yīng)凈化率降低。
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作出的,其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)中的帶催化劑排氣裝置。本發(fā)明的裝置,通過(guò)緩沖體緩沖地將筒形催化劑支承在排氣管內(nèi),并且,能盡可能地減少流經(jīng)催化劑的廢氣的流動(dòng)阻力。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中的帶催化劑排氣裝置是,在與內(nèi)燃機(jī)的排氣口連接著的排氣管內(nèi)設(shè)置筒形的催化劑,用設(shè)在排氣管內(nèi)的緩沖體支承該催化劑;其特征在于,在排氣管內(nèi)設(shè)置具有緩沖體的催化劑保持具,將催化劑通過(guò)撐架可滑動(dòng)支承在該緩沖體上并與該緩沖體分開(kāi),在催化劑與緩沖體之間形成廢氣的流通路。根據(jù)該特征,筒形催化劑緩沖地并可滑動(dòng)地支承在排氣管上,流過(guò)排氣管內(nèi)的廢氣不受緩沖體的妨礙地,阻力較小地順利地在催化劑外周流動(dòng),提高內(nèi)燃機(jī)的輸出功率,提高催化劑對(duì)廢氣的反應(yīng)凈化率。
圖1是備有本發(fā)明裝置的機(jī)動(dòng)二輪車(chē)的側(cè)面圖。
圖2是排氣系統(tǒng)的催化劑安裝部分的縱斷面圖。
圖3是沿圖2中3-3線的放大斷面圖。
圖4是沿圖2中4-4線的放大斷面圖。
圖5是沿圖2中5-5線的放大斷面圖。
圖6是沿圖5中6-6線的斷面圖。
圖7是排氣系統(tǒng)的消音器的縱斷面圖。
圖8是沿圖7中8-8線的斷面圖。
圖9是沿圖7中9-9線的斷面圖。
圖10是沿圖7中10-10線的斷面圖。
圖11是排氣系統(tǒng)的催化劑安裝部的橫斷面圖。
圖12是沿圖11中12-12線的斷面圖。
下面,參照
本發(fā)明的實(shí)施例。
在以下的說(shuō)明中,前后、左右、上下是相對(duì)機(jī)動(dòng)二輪車(chē)的前進(jìn)方向而言的。
先參照?qǐng)D1至圖10說(shuō)明將本發(fā)明裝置用于機(jī)動(dòng)二輪車(chē)的第1實(shí)施例。圖1是備有本發(fā)明裝置的機(jī)動(dòng)二輪車(chē)的側(cè)面圖。圖2是排氣系統(tǒng)的催化劑安裝部分的縱斷面圖。圖3是沿圖2中3-3線的放大斷面圖。圖4是沿圖2中4-4線的放大斷面圖。圖5是沿圖2中5-5線的放大斷面圖。圖6是沿圖5中6-6線的斷面圖。圖7是排氣系統(tǒng)的消音器的縱斷面圖。圖8是沿圖7中8-8線的斷面圖。圖9是沿圖7中9-9線的斷面圖。圖10是沿圖7中10-10線的斷面圖。
圖1中,機(jī)動(dòng)二輪車(chē)的車(chē)架F上,搭載著其行駛用的內(nèi)燃機(jī)E。在該內(nèi)燃機(jī)E的頭部前面開(kāi)設(shè)著排氣口Pe,排氣系統(tǒng)EX與該排氣口Pe連通連接。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)E為多氣缸時(shí),排氣系統(tǒng)EX通過(guò)排氣歧管與排氣口連通連接。
排氣系統(tǒng)EX從內(nèi)燃機(jī)E的前方,通過(guò)內(nèi)燃機(jī)E的一側(cè)朝著車(chē)架F的后方延伸,其后端部通過(guò)機(jī)動(dòng)二輪車(chē)的后車(chē)輪Wr的側(cè)方,其出口朝著后方向大氣開(kāi)放。構(gòu)成排氣系統(tǒng)EX后部的后述消音器M上,焊接著吊架Ha,消音器M即排氣系統(tǒng)EX的后部通過(guò)該吊架Ha用螺栓、螺母等可裝卸地懸吊支承在車(chē)架F上。
下面,參照?qǐng)D2至圖10詳細(xì)說(shuō)明排氣系統(tǒng)EX的構(gòu)造。該排氣裝置EX中,排氣管P成一體地連通連接于內(nèi)燃機(jī)E的排氣口Pe,消音器M成一體地連接于該排氣管P的后部。
排氣管P內(nèi),安裝著后述的筒形金屬催化劑C,從內(nèi)燃機(jī)E排出的廢氣在通過(guò)排氣管P期間,其HC、CO、NOx等有害成分被金屬催化劑C反應(yīng)凈化后,通過(guò)消音器M排放到大氣中。
排氣管P由上游側(cè)排氣管1和連接于其下游端的下游側(cè)排氣管2構(gòu)成。上游側(cè)排氣管1向下彎曲成凹狀,在其上游端固定著連接法蘭,該連接法蘭11用螺栓等固定零件3固定于在內(nèi)燃機(jī)E的前面開(kāi)口的排氣口Pe的安裝座上。上游側(cè)排氣管1的下游端,插入下游側(cè)排氣管2的上游端,用焊接等連接成一體。上述下游側(cè)排氣管2,是在短的上游側(cè)部分2u的后端,用焊接一體地連接比其長(zhǎng)的下游側(cè)部分2d而構(gòu)成的。
下游側(cè)排氣管2的下游側(cè)部分2d形成為直狀,在其內(nèi)部安裝著同樣為直狀的筒形金屬催化劑C。該金屬催化劑C是這樣構(gòu)成的,即,在SUS板等耐熱性金屬板上穿設(shè)多個(gè)小孔91,形成為穿孔板,用該穿孔板形成兩端開(kāi)放的筒形催化劑本體9,在該催化劑本體9的內(nèi)外面載持催化劑元素。
如圖2、圖3所示,上述筒形金屬催化劑C的前部,通過(guò)前部撐架4以固定狀態(tài)支承在下游側(cè)排氣管2上。上述前部撐架4由橫斷面為長(zhǎng)圓形的中空筒體構(gòu)成,其短徑部41的內(nèi)周面通過(guò)焊接等固定在金屬催化劑C的前部外周面;其長(zhǎng)徑部42的外周面通過(guò)焊接等固定在下游側(cè)排氣管2的前部?jī)?nèi)周面。因此,筒形金屬催化劑C的前部通過(guò)上述撐架4固定支承在下游側(cè)排氣管2的前部,在該下游側(cè)排氣管2與金屬催化劑C之間形成環(huán)形的廢氣通路。
如圖2、圖5、圖6所示,上述金屬催化劑C的后部通過(guò)催化劑保持具Hc沿長(zhǎng)度方向可滑動(dòng)地支承于下游側(cè)排氣管2。上述催化劑保持具Hc設(shè)于下游側(cè)排氣管2的下游側(cè)部分2d的中途,在直徑大于下游側(cè)部分2d的短圓筒形保持具盒5的環(huán)形空隙部?jī)?nèi),裝填著緩沖體6,沿著該緩沖體6的內(nèi)周面設(shè)有與下游側(cè)排氣管2的下游側(cè)部分2d略同徑的環(huán)形支承筒7。上述保持具盒5通過(guò)焊接一體地固定在下游側(cè)排氣管2的下游側(cè)部分2d的、分割為前后的前部分與后部分之間。上述支承筒7在其周壁上穿設(shè)著若干個(gè)通氣孔8,通過(guò)該通氣孔8使廢氣在緩沖體6內(nèi)流通,可吸收減少該廢氣音。上述緩沖體6是用SUS棉形成為網(wǎng)狀。
如圖5、圖6所示,金屬催化劑C后端的、與催化劑保持具Hc對(duì)應(yīng)部分的外周面,通過(guò)焊接等固定著后部撐架10的短徑部101的內(nèi)周面,該后部撐架10由與前部撐架4相同橫斷面的長(zhǎng)圓形中空筒體構(gòu)成。該后部撐架10的長(zhǎng)徑部102的外周面沿軸方向可滑動(dòng)地支承在催化劑保持具Hc的支承筒7的內(nèi)周面。因此,筒形金屬催化劑C的后部可通過(guò)催化劑保持具Hc相對(duì)于下游側(cè)排氣管2可在長(zhǎng)度方向滑動(dòng),相對(duì)于下游側(cè)排氣管2容許由金屬催化劑C的熱引起的脹縮,另外,該金屬催化劑C通過(guò)緩沖體6緩沖地支承在下游側(cè)排氣管2上,金屬催化劑C的后部外周面與催化劑保持具Hc的緩沖體6之間分開(kāi),形成廢氣的流通路11。這樣,流經(jīng)金屬催化劑C的廢氣不受緩沖體6妨礙,流動(dòng)阻力小地通過(guò)其流通路11流動(dòng)。
如圖2、圖4所示,下游側(cè)排氣管2的大部分被保溫筒12包覆著。該保溫筒12是在前部保溫筒121的后端通過(guò)焊接等一體地連接著后部保溫筒122而構(gòu)成的。其前端通過(guò)焊接等固定在下游側(cè)排氣管2的上游端,在保溫筒12的后端,以略180°相位差形成一對(duì)橫斷面為U字形的夾緊部13,這些夾緊部13的內(nèi)面與下游側(cè)排氣管2的后部外周面密接,保溫筒12的后端支承在下游側(cè)排氣管2上。
上述保溫筒12能對(duì)金屬催化劑C保溫,提高反應(yīng)凈化性能,同時(shí),抑制排氣管P的熱向外部發(fā)散,減低消音器M對(duì)外筒18的不良熱影響。
如圖2所示,下游側(cè)排氣管2的上游側(cè)部分2u上,通過(guò)焊接等固定著短的中空?qǐng)A筒形變色防止筒15。該變色防止筒15設(shè)于下游側(cè)排氣管2與保溫筒12之間,在它們之間分別形成空隙。下游側(cè)排氣管2的被上述變色防止筒15覆蓋著部分沿周方向隔開(kāi)間隔地穿設(shè)著由若干個(gè)小孔構(gòu)成的廢氣迂回孔16。從內(nèi)燃機(jī)E經(jīng)過(guò)上游側(cè)排氣管1流到下游側(cè)排氣管2的廢氣的一部分,通過(guò)廢氣迂回孔16從下游側(cè)排氣管2與保溫筒12之間朝后方迂回流動(dòng),這樣,減小了廢氣的排氣阻力,提高內(nèi)燃機(jī)E的輸出,另外,可提高中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的輸出。
上述下游側(cè)排氣管2和保溫筒12從構(gòu)成排氣系統(tǒng)EX的后半部的消音器M的入口側(cè)插入該消音器M內(nèi),該消音器M的入口端通過(guò)焊接等固定在前部保溫筒121的前端外周,下游側(cè)排氣管2的下游側(cè)部分2d一直延伸至消音器M的中途。
如圖7、圖8所示,消音器M的外筒18由截頭圓錐形前部外筒18f和圓筒形后部外筒18r構(gòu)成。前部外筒18f呈朝后方擴(kuò)開(kāi)狀,后部外筒18r通過(guò)焊接等固定在前部外筒18f的后端部。在后部外筒18r內(nèi)留有環(huán)形空隙地設(shè)置著內(nèi)筒19。該內(nèi)筒19內(nèi)由第1隔壁20、第2隔壁21和內(nèi)筒19的后壁191區(qū)分為第1室23、第2室24和第3室25。第1室23與第3室25之間,由連接于第1隔壁20和第2隔壁21間的第1連通管26相互連通。第3室25與第2室24之間,由懸臂支承于第2隔壁21的第2連通管27相互連通。第2室24與大氣之間,由連接于第1隔壁21和外筒18的后壁181間的第3連通管28連通。
從下游側(cè)排氣管2通過(guò)金屬催化劑C被反應(yīng)凈化后的廢氣,流入消音器M內(nèi),在這里從第1室23通過(guò)第1連通管26流入第3室25,再?gòu)脑摰?室25通過(guò)第2連通管27流入第2室24,再?gòu)牡?室24通過(guò)第3連通管28排放到大氣中。在此期間,廢棄在消音器M內(nèi)反復(fù)膨脹和收容,在消音器M內(nèi)的第1、第3和第2室23、25、24內(nèi)迂回流動(dòng),有效地被減音后排放到大氣中。
下面說(shuō)明第1實(shí)施例的作用。由內(nèi)燃機(jī)E的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的廢氣,從其排氣口Pe經(jīng)過(guò)上游側(cè)排氣管1流向下游側(cè)排氣管2,由設(shè)在下游側(cè)排氣管2內(nèi)的筒形金屬催化劑C反應(yīng)除去其中含有的有害成分后,流向消音器M,在這里被減音后排放到大氣中。
由于金屬催化劑C與緩沖地支承著它的催化劑保持具Hc的緩沖體6之間是分開(kāi)的,它們之間形成廢氣的流通路11,所以,在金屬催化劑C外側(cè)流動(dòng)的廢氣不受緩沖體6的妨礙,其流動(dòng)不產(chǎn)生紊亂,順利地流動(dòng),這樣,不僅減少排氣阻力,提高內(nèi)燃機(jī)E的輸出,而且,增大廢氣與金屬催化劑C的接觸面積,可提高催化劑C的廢氣凈化率。
下面參照?qǐng)D11、圖12說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例。
圖11是排氣系統(tǒng)的催化劑安裝部的橫斷面圖。圖12是沿圖11中12-12線的斷面圖。與上述第1實(shí)施例中相同的部件注以相同標(biāo)記。
該第2實(shí)施例中,催化劑保持具Hc的構(gòu)造與第1實(shí)施例不同。該催化劑保持具Hc由保持具盒5和裝填在該保持具盒5內(nèi)的緩沖體6構(gòu)成。該緩沖體6的內(nèi)面直接接觸下游側(cè)排氣管2內(nèi)的、固定在金屬催化劑C上的橢圓形斷面的后部撐架10的外周面,并沿軸方向可滑動(dòng)地被支承著。第2實(shí)施例中省略了第1實(shí)施例中的支承筒。
第2實(shí)施例中,筒形金屬催化劑C的后部,沿軸方向可滑動(dòng)地由催化劑保持具Hc的緩沖體6支承著,金屬催化劑C與緩沖體6之間分開(kāi),在它們之間可形成廢氣的流通路11,起到與上述第1實(shí)施例同樣的效果,另外,由于省略掉了上述支承筒(第1實(shí)施例),所以減少零件數(shù)目,可降低排氣裝置的成本。
上面說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例,但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例,在本發(fā)明范圍內(nèi)還可作出各種實(shí)施例。例如,上述實(shí)施例中,說(shuō)明了本發(fā)明裝置適用于機(jī)動(dòng)二輪車(chē)用內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng),但是,本發(fā)明也適用于其它車(chē)輛、其它機(jī)器用內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)。另外,上述實(shí)施例中,說(shuō)明了是采用金屬催化劑C作為筒形催化劑,但是也可以采用非金屬的其它催化劑來(lái)代替金屬催化劑C。另外,上述實(shí)施例中,是采用SUS棉作為緩沖體,但也可以采用其它公知的緩沖體。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的帶催化劑排氣裝置,在排氣管內(nèi)設(shè)置帶緩沖體的催化劑保持具,將催化劑通過(guò)撐架可滑動(dòng)地支承在該緩沖體上并與該緩沖體分開(kāi),在催化劑與緩沖體之間形成廢氣的流通路,所以,在排氣管內(nèi)流動(dòng)的廢氣不受支承催化劑的緩沖體妨礙,流動(dòng)阻力小地在該催化劑的外周順利流動(dòng),減小廢氣阻力,提高內(nèi)燃機(jī)的輸出,提高催化劑對(duì)廢氣的反應(yīng)凈化率。
權(quán)利要求
1.一處內(nèi)燃機(jī)中的帶催化劑排氣裝置,在與內(nèi)燃機(jī)(E)的排氣口(Pe)連接的排氣管(P)內(nèi),設(shè)置筒形的催化劑(C),用設(shè)在排氣管(P)內(nèi)的緩沖體(6)支承該催化劑(C);其特征在于,在排氣管(P)內(nèi)設(shè)置具有緩沖體(6)的催化劑保持具(Hc),將該催化劑(C)通過(guò)撐架(10)可滑動(dòng)地支承在該緩沖體(6)上,并與該緩沖體(6)保持間距,在催化劑(C)與緩沖體(6)之間形成廢氣的流通路(11)。
全文摘要
在排氣管內(nèi)設(shè)置筒形金屬催化劑,將該金屬催化劑通過(guò)緩沖體支承在排氣管內(nèi),廢氣不受緩沖體妨礙地順利流動(dòng),減少?gòu)U氣的流動(dòng)阻力,提高廢氣的反應(yīng)凈化率。在排氣管P內(nèi)設(shè)置具有緩沖體6的催化劑保持具Hc,將筒形金屬催化劑C通過(guò)后部撐架10可滑動(dòng)地支承在緩沖體6上并與緩沖體6分開(kāi),在該催化劑C與緩沖體6之間形成廢氣流通路11。
文檔編號(hào)F01N3/28GK1225413SQ99101350
公開(kāi)日1999年8月11日 申請(qǐng)日期1999年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月4日
發(fā)明者大高敏浩 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社