CN104879206B - 发动机的排气装置 - Google Patents
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Abstract
一种发动机的排气装置，包括：发动机主体，具有具备汇合排气口的气缸盖，汇合排气口在发动机宽度方向的一侧面上开口；涡轮增压器，基于从汇合排气口排出的排气气体压缩吸气；催化剂装置，在气缸列方向上与涡轮增压器相邻地设置；排气处理装置及EGR装置，作为工作装置而被设置在发动机主体的所述一侧面侧。涡轮增压器向上方引导从汇合排气口排出的排气气体。催化剂装置包括催化物质的载体和容器，该容器在载体的下部区域的两侧具备导入口及导出口，以便排气气体沿气缸列方向通过载体中的下部区域。EGR装置或排气处理装置的至少一部分设置在催化剂装置的下方。由此，既能够实现发动机的紧凑化且有助于催化剂装置的活化。
Description
技术领域
本发明涉及带涡轮增压器的发动机的排气装置。
背景技术
近年，基于小型化的要求，对带涡轮增压器的发动机进行了再构思。日本专利公报第4803059号(以下，简称为专利文献)中公开了一种此类型的发动机，该发动机包括：气缸盖，在内部一体地形成有排气歧管；涡轮增压器，固定在所述气缸盖的侧面，并且与所述排气歧管的汇合部连通；排气管，具备催化剂装置，并且沿气缸列方向连结于所述涡轮增压器。
这样的发动机结构相比于具备与气缸盖分体的排气歧管的发动机，具有如下的优点：能够在提高发动机的增压特性的情况下使发动机整体紧凑，而且还能够减少组装工时。此外，由于从气缸盖排出的高温的排气气体仅经由涡轮增压器而被送到催化剂装置，因此，从促进催化剂装置活化的观点而言也是具有优点的。
发动机中，减少排气气体中的NOx(氮氧化物)是重要的课题，作为其对策，进行EGR(使排气气体的一部分回流到进气通道)的做法行之有效。另外，有时还需要通过所设置的排气处理装置来捕集排气气体中所含的碳黑等微粒。即使在所述专利文献那样的发动机中也会基于改善排气气体特性的观点而设想进行EGR或捕集排气气体中的微粒的做法，此情况下，在抑制发动机的大型化方面上，重要的是在考虑到与涡轮增压器或催化剂装置之间的关系的情况下使EGR装置或排气处理装置紧凑地设置。但是，所述专利文献中并没有关于此点的记载。
此外，若进行EGR，则燃烧温度下降，从而排气气体的温度也下降，因此存在排气净化催化剂难以活化的问题。燃烧效率高的柴油发动机的情形也同样。因此，在设置EGR装置或排气净化装置的情况下，较为理想的是，能够有助于催化剂装置等的活化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机的排气装置，其包括发动机主体、涡轮增压器、催化剂装置及工作装置，并且，其既能够实现发动机的紧凑化且有助于催化剂装置的活化。
本发明的发动机的排气装置是具备多个气缸的发动机的排气装置，该发动机的排气装置包括：发动机主体，具有气缸盖，该气缸盖在内部具备具有汇合排气口的排气多分支通道，所述汇合排气口与各所述气缸连通而且在与气缸列方向正交的发动机宽度方向的一侧面上开口；涡轮增压器，设置于所述发动机主体的所述一侧面侧，基于从所述汇合排气口排出的排气气体而使涡轮旋转并且压缩吸入的空气；催化剂装置，该催化剂装置设置于所述发动机主体的所述一侧面侧，所述催化剂装置在所述气缸列方向上与所述涡轮增压器以横向并列的方式相邻地设置，并且反应于经由该涡轮增压器后的排气气体中的特定成分而使该特定成分无害化；工作装置，设置在所述发动机主体的所述一侧面侧；其中，所述涡轮增压器以向上方引导从所述汇合排气口排出的排气气体并且形成向上方的旋流而且使所述涡轮旋转的方式构成，所述催化剂装置包括担载有催化物质的载体和收容该载体的容器，该容器在所述载体的下部区域的两侧具备排气气体的导入口及导出口，以便所述排气气体沿所述气缸列方向通过所述载体中主要是所述下部区域的区域，所述工作装置包括：排气处理装置，设置在所述催化剂装置的下方，捕集经由所述催化剂装置后的排气气体中的微粒；EGR装置，设置在所述涡轮增压器的下方，用于使经由所述排气处理装置后的排气气体的一部分回流到进气通道；其中，所述排气处理装置和所述EGR装置在所述气缸列方向上以并列的状态设置，所述催化剂装置和所述排气处理装置以如下的方式彼此连接：经由所述涡轮增压器后的排气气体，沿所述气缸列方向通过所述催化剂装置后被逆转而导入到所述排气处理装置，并且沿所述气缸列方向通过所述排气处理装置，所述排气装置包括排气管，该排气管将通过该排气处理装置后的排气气体引导向远离所述发动机主体的所述一侧面的方向，该排气管在所述气缸列方向上的与所述催化剂装置的连接位置相反侧的位置和所述排气处理装置连接，所述EGR装置组装在所述排气管中位于与所述排气处理装置侧相反侧的侧面上，所述EGR装置包含：EGR通道，该EGR通道将通过所述排气处理装置后的排气气体的一部分在所述涡轮增压器的压缩机与所述进气通道的连接位置的近傍位置回流到所述进气通道；EGR冷却器，该EGR冷却器冷却回流到所述进气通道的排气气体；以及EGR阀，该EGR阀调整回流到所述进气通道的排气气体量，所述EGR冷却器及所述EGR阀设于所述EGR通道，并设置于所述涡轮增压器的下方。
根据本发明的发动机的排气装置，既能够实现发动机的紧凑化且有助于催化剂装置的活化。
附图说明
图1是表示应用了本发明所涉及的发动机的排气装置的发动机(柴油发动机)的整体结构的简略图。
图2是上述发动机的排气侧的简略侧视图。
图3是表示涡轮增压器的简略侧视图。
图4是表示催化剂装置的简略剖视图。
图5是说明上述催化剂装置的作用的图。
具体实施方式
以下，参照附图详述本发明的优选的一实施方式。
图1是表示应用本发明的柴油发动机的整体结构的简略图。图1所示的柴油发动机是作为行驶用的动力源而被搭载于车辆上的带涡轮增压器的四冲程柴油发动机。
该柴油发动机(以下，简称为发动机)的发动机主体1为直列多气缸型的发动机主体，其包括具有多个气缸2a(图1中仅图示了一个气缸)的气缸体2、设置在该气缸体2上的气缸盖3、设置在气缸体2的下侧并且存积润滑油的油盘4、以及覆盖气缸盖3上部的气缸盖罩5。
所述发动机主体1的各气缸2a中嵌插有能够往复移动的活塞8，该活塞8的顶面上形成有规定燃烧室8a的腔部。
活塞8通过连杆9而与曲轴10连结，对应于该活塞8的往复移动，所述曲轴10绕自身的中心轴线旋转。
所述气缸盖3上形成有向各气缸2a的燃烧室8a开口的进气口12及排气口13，并且设置有用于开闭这些进气口12及排气口13的进气门16及排气门17。
所述气缸盖3上设置有对各气缸2a的每一气缸设置一个的喷射器18，该喷射器18喷射以轻油为主成分的燃料。喷射器18以其远端所具备的喷口(燃料的喷射口)面临活塞8顶面的腔部的方式设置，并且在压缩上止点(压缩行程结束时)的前后范围的适当的时期朝燃烧室8a喷射燃料。
进气通道20以与各气缸2a的进气口12连通的方式而与在与气缸2a的排列方向(气缸列方向)正交的发动机宽度方向(图1中为左右方向)上的所述发动机主体1的一侧面连接，排气通道30以与各气缸2a的排气口13连通的方式而与所述发动机主体1的另一侧面连接。即，来自外部的吸入空气通过所述进气通道20及进气口12而被导入燃烧室8a，并且在燃烧室8a产生的排气气体(燃烧气体)通过所述排气口13及排气通道30而被排出到外部。
所述进气通道20及排气通道30上设置有涡轮增压器60。涡轮增压器60具有设置于进气通道20的压缩机62a和与压缩机62a同轴地连结而且设置于排气通道30的涡轮62b。
涡轮增压器60受到排气能的驱动而压缩吸入的空气。即，在发动机的运转中，当高温高速的排气气体通过排气通道30时，涡轮增压器60的涡轮62b受到该排气气体的排气能的驱动而旋转，而且通过连结轴62c(参照图3)而与该涡轮62b连结的压缩机62a也同时旋转。由此，通过进气通道20的空气(吸入的空气)被压缩而被高压化，并被压往发动机主体1的各气缸2a。
所述进气通道20的上游端部上设置有用于过滤吸入的空气的空气滤清器21，进气通道20的下游端附近(发动机主体1的近傍)设置有平衡室24。位于比平衡室24更下游侧的进气通道20是对应于每一气缸2a而分支的独立通道，各独立通道的下游端分别与各气缸2a的进气口12连接。
在所述进气通道20上的空气滤清器21与平衡室24之间，从上游侧依次设置有涡轮增压器60的压缩机62a、用于调节进气通道20的通道面积的能够开闭的节流阀23、用于冷却被压缩机62a压缩的空气的中间冷却器22。另外，节流阀23在发动机的运转中基本上被维持于全开或接近全开的高开度，仅在发动机的停止时等必要的时候被关闭从而切断进气通道20。
所述排气通道30的上游端为排气多分支通道亦即排气歧管，该排气多分支通道包含与各气缸2a的排气口13连续的独立通道和各独立通道汇合而成的汇合部。在图1中虽然未明确的示出，但该排气歧管在所述气缸盖3的内部与之一体地形成。在气缸盖3的一侧面上形成有成为所述汇合部的汇合排气口3a(参照图2)，所述排气通道30以与该汇合排气口3a连通的方式设置。
在所述排气通道30上的比排气歧管更下游侧，从上游侧依次设置有涡轮增压器60的涡轮62b、用于去除排气气体中的有害成分的多种类排气净化装置、用于降低排气声的***34。
作为所述排气净化装置，从上游侧依次设置有DOC(氧化催化剂)31和DPF(柴油机微粒过滤器)32。在本例中，DOC31相当于本发明的催化剂装置，DPF32相当于本发明的工作装置亦即排气处理装置。
所述DOC31是通过使从发动机主体1排出的排气气体中的CO(一氧化碳)及HC(碳氢化合物)氧化而实现无害化的装置。即，排气气体中的CO或HC在通过该DOC31时被氧化而被净化为CO2(二氧化碳)或H2O(水)。此外，DOC31通过在其内部发生的这样的排气气体的氧化反应而使排气气体的温度上升，还起到使高温的排气气体流入到下游的DPF32的作用。
所述DPF32是捕集从发动机主体1排出的排气气体中所含的碳黑等微粒的装置。DPF32例如是SiC(碳化硅)等陶瓷制的透过式(wall-through type)过滤器。排气气体中的微粒从流入侧向流出侧通过DPF32的室壁时，被室壁所捕集。本例中的DPF32是担载有促进排气气体的氧化反应的催化剂(例如铂等)的带催化剂过滤器。即，DPF32是通过在其内部发生的这样的排气气体的氧化反应而使排气气体的温度上升从而燃烧并去除所捕集的微粒的所谓的连续再生型过滤器。
在所述进气通道20与排气通道30之间设置有HP-EGR通道51和LP-EGR通道55，HP-EGR通道51使从发动机主体1排出的高压排气气体的一部分回流到进气通道20中的比较高压力的部位，LP-EGR通道55使低压排气气体的一部分回流到进气通道20中的比较低压力的部位。
具体而言，HP-EGR通道51将节流阀23和平衡室24之间的进气通道20与排气歧管和涡轮增压器60的涡轮62b之间的排气通道30彼此连接。HP-EGR通道51上设置有用于调整排气气体回流到进气通道20的回流量的能够开闭的EGR阀52。另一方面，LP-EGR通道55将空气滤清器21和涡轮增压器60的压缩机62a之间的进气通道20与DPF32和***34之间的排气通道30彼此连接。LP-EGR通道55上设置有用于调整排气气体回流到进气通道20的回流量的能够开闭的EGR阀56、以及通过发动机的冷却水冷却被回流的EGR气体的EGR冷却器57。本例中，设置在该LP-EGR通道55上的EGR阀56及EGR冷却器57相当于本发明的工作装置亦即EGR装置。
通过如此使排气气体的一部分从排气通道30回流到进气通道20，使导入气缸2a的进气的一部分从新鲜空气置换为氧浓度低的EGR气体，来降低进气整体的氧浓度，进而降低燃烧温度，从而抑制NOx的产生。此情况下，通过根据发动机主体1的运转状态来控制EGR阀52、56的开闭，从而根据所述运转状态来调整通过HP-EGR通道51回流的高温高压的EGR气体的量和通过LP-EGR通道55回流的高温低压的EGR气体的量。
下面，参照图2对所述发动机的主要是排气侧的具体结构进行说明。
图2是所述发动机的排气侧的侧视图。在以下的说明中，以气缸2a的排列方向(气缸列方向)作为前后方向，如果没有特别的提及，则各部的“前”及“后”以该发动机的前后为基准。另外，以与发动机的前后方向正交的方向为发动机的宽度方向。
如图2所示，在发动机主体1的排气侧的侧面且所述气缸盖3的侧面上形成有所述排气歧管的汇合排气口3a，在与该汇合排气口3a对应的位置上设置有所述涡轮增压器60。
如图3所示，涡轮增压器60以如下的方式构成：连结轴62c位于比汇合排气口3a更上侧，从汇合排气口3a大致水平地排出的排气流基于形成在涡轮壳体61b内的涡轮室63而被引导向上方，在形成向上的旋流(图3中绕顺时针方向的旋流)的情况下使涡轮62b旋转。根据这样的涡轮增压器60，如图3所示，涡轮增压器60的大部分位于比汇合排气口3a更上方。由此，在该发动机中，该涡轮增压器60整体便相对于发动机主体1靠上地设置。
如图3所示，该涡轮增压器60是包括多个可动叶片64的可变几何形状型增压器(VGT：Variable Geometry Turbo)，其通过所述可动叶片64来调整排气气体向涡轮62b的流动，从而能够改变涡轮效率。即，如图3所示，涡轮室63中设置有多个可动叶片64，这些可动叶片64以环绕设置在大致中央部的涡轮62b周围的方式设置。这些可动叶片64被固定于能够转动地被支撑在涡轮室63的侧壁上的支撑轴65。而且，若使这些可动叶片64以支撑轴65为中心分别绕图3中逆时针方向摆动，则相邻设置的可动叶片64彼此接近，从而使相邻设置的可动叶片64之间所形成的喷口的开度缩窄，另一方面，若使可动叶片64绕顺时针方向摆动，则相邻设置的可动叶片64之间所形成的喷口的开度增大。即，在排气气体的流量较小时，通过缩窄喷口开度，能够获得较高的增压效率，另一方面，在排气气体的流量较大时，通过放宽(增大)喷口开度，能够降低气流流通的阻力从而能够提高增压效率。
虽然省略了详细的图示，但可动叶片64的驱动机构包括：环形部件66，能够转动地被涡轮壳体61b支撑；多个连结部件67，以各支撑轴65随着所述环形部件66的顺逆转动而顺逆转动的方式，将该环形部件66与各支撑轴65连结；连杆69，能够进退地被涡轮壳体61b支撑；联杆68，以随着所述连杆69的进退而使环形部件66顺逆转动的方式，将该连杆69与环形部件66连结；未图示的负压致动器，驱动连杆69进退。即，驱动机构通过联杆68、环形部件66以及连结部件67，将负压致动器产生的连杆69的直线运动转换为所述各支撑轴65的转动运动，从而使各可动叶片64摆动。
如图2所示，所述DOC31设置在发动机主体1的排气侧的侧面中所述涡轮增压器60的发动机前侧的位置。如上所述，该DOC31是通过使排气气体中的CO及HC氧化而实现无害化的装置。
如图4所示，DOC31包含：圆柱形的单体载体70，担载有催化物质(例如铂、钯等)；壳体71(容器)，将该载体70横向地(中心轴为水平的姿势)收容。壳体71为在前后方向穿通的筒状，在后端(涡轮增压器60侧)具备气体导入口72，在前端具备气体导出口73。气体导入口72与气体导出口73在前后方向上相对，它们的中心处于与涡轮增压器60的连结轴62c大致在同一轴线上的位置。
壳体71以如下的方式形成：从气体导入口72导入的排气气体通过载体70中主要是其下部区域70a(如图5所示)，并从气体导出口73排出。具体而言，壳体71以载体70的中心线C2相对于通过气体导入口72和气体导出口73的中心线C1向上方偏置的方式形成。基于该结构，该DOC31整体便相对于发动机主体1靠上地设置。在本例中，气体导入口72和气体导出口73的各中心线彼此共通，但即使彼此错开若干程度，只要载体70的中心线C2相对于气体导入口72和气体导出口73的各中心线整体地向上方偏置便可。
壳体71中比载体70更后侧的部分被形成为从气体导入口72向载体70的周缘扩展的漏斗状，壳体71中比载体70更前侧的部分被形成为从载体70的周缘向气体导出口73缩窄的漏斗状。
而且，基于涡轮增压器60及DOC31如上述那样相对于发动机主体1靠上地设置，由此，在该涡轮增压器60及DOC31的下方所形成的空间中设置DPF32及EGR阀56。
如图2所示，DPF32在DOC31的大致正下方的位置与该DOC31接近地设置。该DPF32的前端通过U形配管30a(排气通道30的一部分)而与DOC31的前端连接。由此，经由所述气体导出口73而从DOC31排出的排气气体从DPF32前端的未图示的气体导入口被导入到该DPF32内。
另外，虽省略了图示，但DPF32和DOC31被金属制的盖体从外侧一体地覆盖，由此，抑制DOC31及DPF32的散热，并且隔开来自该DOC31及DPF32的对搭载于车辆时的周边机器的热影响。
在DPF32的后端连接有与所述***34连结的主排气管30b(排气通道30的一部分，相当于本发明的排气管)。该主排气管30b从DPF32的后端部朝着发动机主体1的宽度方向外侧稍为向斜下方地延伸。
另外，EGR冷却器57被固定在设置于所述主排气管30b中后侧的侧面(即，与DPF32侧相反的侧面)的安装部(图示省略)上，EGR阀56被固定在该EGR冷却器57的后侧。由此，EGR冷却器57及EGR阀56便设置在DPF32的后侧且所述涡轮增压器60的大致正下方的位置。
构成所述LP-EGR通道55的EGR配管55a的上游侧的端部连接于所述EGR阀56的后侧。而且，该EGR配管55a的下游侧的端部连接于上游侧进气配管20a(进气通道20的一部分)。上游侧进气配管20a是构成空气滤清器21与涡轮增压器60的压缩机62a之间的进气通道20的部分，从后侧连接于涡轮增压器60的压缩机壳体61a。EGR配管55a在该上游侧进气配管20a与压缩机壳体61a的连接部分的近傍位置连接于该上游侧进气配管20a的中途部分。
另外，图2中的符号20b是与涡轮增压器60的压缩机壳体61a连接的下游侧进气配管。该下游侧进气配管20b是构成所述中间冷却器22与涡轮增压器60的压缩机62a之间的进气通道20的部分。此外，图2中的符号58是用于将积存在发动机主体1内的窜漏气体导入到进气通道20的窜漏气体配管(通道)。该窜漏气体配管58将所述气缸盖罩5与所述上游侧进气配管20a之间彼此连接。
该柴油发动机中，如图2中点划线箭头所示，从发动机主体1(气缸盖3)的汇合排气口3a排出的排气气体被导入到涡轮增压器60而使涡轮62b旋转。而且，沿前后方向通过DOC31，并进一步在DOC31的前方处逆转而被导入到DPF32，沿前后方向通过DPF32后，通过主排气管30b而被引导到***34。此外，如图2中虚线箭头所示，通过DPF32后的排气气体的一部分经由EGR冷却器57及EGR阀56而回流到上游侧进气配管20a。
根据如上所述的发动机，涡轮增压器60、DOC31、DPF32及EGR装置(EGR阀56及EGR冷却器57)汇集于发动机主体1的一侧面，被紧凑地设置。因此，能够抑制发动机的大型化，对于小型化也合适。而且基于涡轮增压器60、DOC31、DPF32及EGR装置如此汇集于发动机主体1的一侧面而设置，能够将它们的周边环境的温度保持得比较高。因此，来自排气气体的散热得以抑制，从而有助于促进DOC31的活化及促进DPF32的再生(氧化反应)。柴油发动机本来就燃烧效率高，其与汽油发动机相比具有排气气体的温度低的倾向，当进行EGR时，尤其会使排气气体的温度变低，有可能难以维持DOC31的活化温度或DPF32的再生温度。有关此点，根据上述结构，由于易于维持DOC31的活化温度或DPF32的再生温度，因此能够既实现发动机的紧凑化且能够促进DOC31的活化及促进DPF32的再生。
此外，该发动机中，由于涡轮增压器60采用了将从汇合排气口3a排出的排气气体引导向上方且在形成向上的旋流的情况下使涡轮62b旋转的结构，因此，涡轮增压器60整体便相对于发动机主体1靠上地设置。另外，DOC31采用了使载体70的中心线C2相对于通过气体导入口72和气体导出口73的中心线C1向上方偏置的结构，因此，DOC31整体便相对于发动机主体1靠上地设置。即，在涡轮增压器60及DOC31整体相对于发动机主体1靠上地设置的基础上，在这些涡轮增压器60及DOC31的下方空间设置DPF32及EGR装置。由此，具有如下的优点：即使在发动机主体1为比较小型的情况下，或者即使在涡轮增压器60或DOC31为比较大型的情况下，也能够容易地将DPF32及EGR装置设置于涡轮增压器60及DOC31的下方。在本例中，涡轮增压器60为可变几何形状型涡轮增压器，如上所述其具备可动叶片64和驱动机构，因此具有使整体在径向(涡轮62b的径向)上大型化的倾向。但是，由于采用了上述那样的结构，因此在本例中，即使在涡轮增压器60为可变几何形状型的涡轮增压器的情况下，也能够容易地将EGR装置设置在该涡轮增压器60的下方。
另外，在促进DOC31的活化方面还具有如下的优点。即，在以载体70的中心线C2相对于通过气体导入口72和气体导出口73的中心线C1向上方偏置的方式构成的所述DOC31中，如图5所示，排气气体的主流(空心箭头)主要通过以载体70的下侧为中心的下部区域70a，几乎不通过位于该下部区域上侧的上部区域70b。然而，上部区域70b会受到来自排气气体的主流的热气(虚线箭头)而被加热，并蓄积该被加热的热。因此，在基于运转状态的变化(加速停止等)而暂时性地有低温的排气气体通过下部区域70a那样的时候，虽然该下部区域70a的温度下降，但排气气体几乎不通过的上部区域70b的温度维持在一定程度的高温。即，载体70的上部区域70b发挥蓄热功能，从而抑制载体70整体的显著的温度下降，之后，基于高温的排气气体的导入，DOC31(载体70)的温度便迅速地上升到活化温度。因此，根据上述那样的DOC31的结构，不仅有助于发动机的紧凑化，而且也有助于促进DOC31的活化。
此外，根据所述发动机，DOC31和DPF32通过U形配管30a而被连接，以使通过DOC31后的排气气体在DOC31的前方处逆转而被导入到DPF32，并且沿前后方向通过该DPF32，由此，DOC31和DPF32被设置在上下方向上非常接近的位置。因此，还具有如下的优点：能够将涡轮增压器60及DOC31与EGR装置及DPF32在上下方向上更有效地汇集(接近)设置。另外，DOC31及DPF32如上述那样被盖体从外侧覆盖，因此，能够使DOC31及DPF32如此接近地设置，便具有使该盖体能够相应地紧凑的优点。
另外，以上所说明的柴油发动机只不过是应用了本发明所涉及的发动机排气装置的发动机的优选实施方式的例示，柴油发动机或其排气装置的具体结构在不脱离本发明的主旨的范围内是可以适当地进行变更的。
此外，上述实施方式中，本发明被应用于柴油发动机，但其并不限于此，本发明也可以应用于汽油发动机。
另外，所述实施方式中，作为本发明的工作装置的例子，例示了DPF32和EGR装置，但也可以取而代之，而至少在靠上地设置的所述DOC31(催化剂装置)的下方，设置由发动机主体1驱动的发电机或车辆空调装置的压缩机，此外还可以设置混合动力车辆的马达驱动单元等。
以上所说明的本发明总结如下。
本发明的发动机的排气装置是具备多个气缸的发动机的排气装置，该发动机的排气装置包括：发动机主体，具有气缸盖，该气缸盖在内部具备具有汇合排气口的排气多分支通道，所述汇合排气口与各所述气缸连通而且在与气缸列方向正交的发动机宽度方向的一侧面上开口；涡轮增压器，设置于所述发动机主体的所述一侧面侧，基于从所述汇合排气口排出的排气气体而使涡轮旋转并且压缩吸入的空气；催化剂装置，在所述气缸列方向上与所述涡轮增压器相邻地设置，并且反应于经由该涡轮增压器后的排气气体中的特定成分而使该特定成分无害化；工作装置，设置在所述发动机主体的所述一侧面侧；其中，所述涡轮增压器以向上方引导从所述汇合排气口排出的排气气体并且形成向上方的旋流而且使所述涡轮旋转的方式构成，所述催化剂装置包括担载有催化物质的载体和收容该载体的容器，该容器在所述载体的下部区域的两侧具备排气气体的导入口及导出口，以便所述排气气体沿所述气缸列方向通过所述载体中主要是所述下部区域的区域，所述工作装置的至少一部分设置在所述催化剂装置的下方。
根据这样的发动机的排气装置，能够将涡轮增压器、催化剂装置及工作装置汇集于发动机主体的一侧面，使之紧凑地设置。尤其是，根据涡轮增压器的上述结构，能够将涡轮增压器整体相对于发动机主体靠上地设置，并且根据催化剂装置的上述结构，能够将催化剂装置整体相对于发动机主体靠上地设置。因此，能够容易地将工作装置的至少一部分设置于催化剂装置的下方。在该发动机的排气装置中，工作装置可以包括排气处理装置和EGR装置的至少其中之一。
所述工作装置例如是排气处理装置，该排气处理装置设置在所述催化剂装置的下方，捕集经由所述催化剂装置后的排气气体中的特定成分。
此外，所述工作装置也可以包括：排气处理装置，设置在所述催化剂装置的下方，捕集经由所述催化剂装置后的排气气体中的特定成分；EGR装置，设置在所述涡轮增压器的下方，用于使经由所述排气处理装置后的排气气体的一部分回流到进气通道；其中，所述排气处理装置和所述EGR装置在所述气缸列方向上以并列的状态设置。
根据这样的发动机的排气装置，能够将涡轮增压器、催化剂装置、排气处理装置及EGR装置汇集于发动机主体的一侧面，使之紧凑地设置。尤其是，根据涡轮增压器的上述结构，能够将涡轮增压器整体相对于发动机主体靠上地设置，并且根据催化剂装置的上述结构，能够将催化剂装置整体相对于发动机主体靠上地设置。因此，能够容易地将EGR装置及排气处理装置设置于涡轮增压器及催化剂装置的下方。而且根据该发动机的排气装置，基于涡轮增压器、催化剂装置、排气处理装置及EGR装置汇集于发动机主体的一侧面而设置，能够将它们的周边环境的温度保持得比较高。因此，来自排气气体的散热得以抑制，从而有助于促进催化剂装置的活化。
上述结构中较为理想的是，所述催化剂装置和所述排气处理装置以如下的方式彼此连接：经由所述涡轮增压器后的排气气体，沿所述气缸列方向通过所述催化剂装置后被逆转而导入到所述排气处理装置，并且沿所述气缸列方向通过所述排气处理装置。
根据该结构，能够使涡轮增压器及催化剂装置与排气处理装置及EGR装置在上下方向上进一步汇集(接近)地设置。
上述那样的结构在如下的情况下更具有实用性：所述涡轮增压器是可变几何形状型的涡轮增压器，该涡轮增压器具有可动叶片，并且基于该可动叶片的工作而能够调整流入到所述涡轮的排气气体的流速。
即，可变几何形状型的涡轮增压器由于包含使可动叶片工作的机构部分，因此具有使整体在径向上大型化的倾向。但是，根据该发动机的排气装置的结构，如上所述，能够使涡轮增压器整体相对于发动机主体靠上地设置，因此，即使在涡轮增压器为可变几何形状型的涡轮增压器的情况下，也能够容易地将EGR装置设置在该涡轮增压器的下方。
作为更具体的结构，所述排气处理装置是捕集排气气体中的微粒的装置，所述EGR装置包含冷却回流到所述进气通道的排气气体的EGR冷却器和调整回流到所述进气通道的排气气体量的EGR阀。
根据该结构，能够将捕集排气气体中的微粒的排气处理装置和EGR冷却器及EGR阀等紧凑地设置于涡轮增压器及催化剂装置的下方。
此时，较为理想的是，还包括：排气管，与所述排气处理装置连接，将通过该排气处理装置后的排气气体引导向所述发动机宽度方向的外侧方向；其中，所述EGR装置组装在所述排气管中位于与所述排气处理装置侧相反侧的侧面上。
根据该结构，EGR装置与排气管无需在发动机宽度方向上重合，在实现发动机的紧凑化方面有利。
Claims (2)
1.一种发动机的排气装置，所述发动机具备多个气缸，所述发动机的排气装置的特征在于包括：
发动机主体，具有气缸盖，该气缸盖在内部具备具有汇合排气口的排气多分支通道，所述汇合排气口与各所述气缸连通而且在与气缸列方向正交的发动机宽度方向的一侧面上开口；
涡轮增压器，设置于所述发动机主体的所述一侧面侧，基于从所述汇合排气口排出的排气气体而使涡轮旋转并且压缩吸入的空气；
催化剂装置，该催化剂装置设置于所述发动机主体的所述一侧面侧，所述催化剂装置在所述气缸列方向上与所述涡轮增压器以横向并列的方式相邻地设置，并且反应于经由该涡轮增压器后的排气气体中的特定成分而使该特定成分无害化；
工作装置，设置在所述发动机主体的所述一侧面侧；其中，
所述涡轮增压器以向上方引导从所述汇合排气口排出的排气气体并且形成向上方的旋流而且使所述涡轮旋转的方式构成，
所述催化剂装置包括担载有催化物质的载体和收容该载体的容器，该容器在所述载体的下部区域的两侧具备排气气体的导入口及导出口，以便所述排气气体沿所述气缸列方向通过所述载体中主要是所述下部区域的区域，
所述工作装置包括：排气处理装置，设置在所述催化剂装置的下方，捕集经由所述催化剂装置后的排气气体中的微粒；EGR装置，设置在所述涡轮增压器的下方，用于使经由所述排气处理装置后的排气气体的一部分回流到进气通道；其中，所述排气处理装置和所述EGR装置在所述气缸列方向上以并列的状态设置，
所述催化剂装置和所述排气处理装置以如下的方式彼此连接：经由所述涡轮增压器后的排气气体，沿所述气缸列方向通过所述催化剂装置后被逆转而导入到所述排气处理装置，并且沿所述气缸列方向通过所述排气处理装置，
所述排气装置包括排气管，该排气管将通过该排气处理装置后的排气气体引导向远离所述发动机主体的所述一侧面的方向，该排气管在所述气缸列方向上的与所述催化剂装置的连接位置相反侧的位置和所述排气处理装置连接，
所述EGR装置组装在所述排气管中位于与所述排气处理装置侧相反侧的侧面上，所述EGR装置包含：EGR通道，该EGR通道将通过所述排气处理装置后的排气气体的一部分在所述涡轮增压器的压缩机与所述进气通道的连接位置的近傍位置回流到所述进气通道；EGR冷却器，该EGR冷却器冷却回流到所述进气通道的排气气体；以及EGR阀，该EGR阀调整回流到所述进气通道的排气气体量，
所述EGR冷却器及所述EGR阀设于所述EGR通道，并设置于所述涡轮增压器的下方。
2.根据权利要求1所述的发动机的排气装置，其特征在于：
所述涡轮增压器是可变几何形状型的涡轮增压器，该涡轮增压器具有可动叶片，并且基于该可动叶片的工作而能够调整流入到所述涡轮的排气气体的流速。
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