CN110886644B

CN110886644B - 内燃机的排气结构

Info

Publication number: CN110886644B
Application number: CN201910794027.5A
Authority: CN
Inventors: 盐田隼平
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2039-08-27
Also published as: US20200080462A1; US10914224B2; DE102019120814A1; JP2020041440A; CN110886644A

Abstract

内燃机的排气结构具备：排气管，所述排气管具有供排气流通的内部；第1压力传递管，所述第1压力传递管连接于排气管，并具有与排气管的内部连通的内部；压力传感器，所述压力传感器连接于第1压力传递管，并检测排气管的内部的压力；以及固定件，所述固定件用于将第1压力传递管固定于排气管。固定件的安装部的一部分在排气管的内部露出。

Description

内燃机的排气结构

技术领域

本发明涉及内燃机的排气结构。

背景技术

在日本特开2017-206981号公报所公开的内燃机中，在排气通路的中途配置有净化排气中的氮氧化物等的催化转换器。另外，在比催化转换器靠下游侧的排气通路配置有捕捉排气中的颗粒的颗粒捕集器。在排气通路中的催化转换器与颗粒捕集器之间的部分连接有用于将排气的压力向外部导出的压力传递管的一端。压力传递管的另一端连接于对排气的压力与大气压进行比较的差压传感器。内燃机具备基于来自差压传感器的输出信号来检测颗粒捕集器的堵塞的控制装置。

在日本特开2017-206981号公报所公开的技术中，有时压力传递管经由托架而固定于排气通路。在该情况下，在排气通路内会流通高温的排气。因而，排气通路的温度可能相应地变高。另一方面，在压力传递管的内部中不流通排气，或者排气的流通量微小。因而，压力传递管的温度不那么高。有时会因这样的排气通路与压力传递管的温度差而在排气通路的轴线方向的膨胀量和压力传递管的轴线方向的膨胀量上产生差异。这会使排气通路与压力传递管的轴线方向的位置关系产生偏差。其结果，在排气通路、压力传递管中，会向连接有托架的部分施加负担。

发明内容

为了解决上述课题，根据本发明的第一方案，提供一种内燃机的排气结构。内燃机的排气结构具备：排气管，所述排气管具有供排气流通的内部；压力传递管，所述压力传递管连接于所述排气管，并具有与所述排气管的内部连通的内部；压力传感器，所述压力传感器连接于所述压力传递管，并检测所述排气管的内部的压力；以及固定件，所述固定件用于将所述压力传递管固定于所述排气管。另外，所述固定件的一部分在所述排气管的内部露出。

附图说明

图1是内燃机的排气结构的概略图。

图2是排气管、固定件及压力传递管的立体图。

图3是沿图2的线3-3截取的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明内燃机的排气结构的一实施方式。首先，说明内燃机的排气结构的概略结构。

如图1所示，内燃机100具备以能够往复移动的方式收容活塞P的气缸102。内燃机100具备多个气缸102。图1仅示出了一个气缸102。多个气缸102分别连接于用于从外部导入吸入空气的进气口104。另外，多个气缸102分别连接于用于将排气向外部排出的排气口106。排气口106经由使来自各气缸102的排气汇合的排气歧管108而连接于排气管112。排气管112由金属制的管材构成。

在排气管112的中途设置有用于净化排气的催化剂装置114。催化剂装置114具备上游侧催化剂115和位于比上游侧催化剂115靠下游侧处的下游侧催化剂116。在上游侧催化剂115与下游侧催化剂116之间设置有空间。在比催化剂装置114靠下游侧的排气管112设置有捕集排气中包含的颗粒的颗粒捕集器118。

如图1及图2所示，在排气管112中的催化剂装置114与颗粒捕集器118之间的部分设置有检测对象部20。检测对象部20连接于由金属制管构成的第1压力传递管32的第1端。第1压力传递管32的内部连通于检测对象部20的内部。

在第1压力传递管32的第2端上连接有由橡胶制的软管构成的第2压力传递管34的第1端。第2压力传递管34的内部连通于第1压力传递管32的内部。

第2压力传递管34的第2端连接于用于检测排气的压力的压力传感器90。压力传感器90具备用于导入排气的压力的排气压力导入口90a和用于导入大气压的大气压导入口90b。排气压力导入口90a连接于第2压力传递管34的第2端。因此，经由第1压力传递管32及第2压力传递管34向排气压力导入口90a的内部传递检测对象部20中的排气的压力。这样，第1压力传递管32及第2压力传递管34构成了将排气的压力向压力传感器90传递的压力传递管。

虽然省略图示，但在压力传感器90的内部设置有隔膜。隔膜根据从排气压力导入口90a导入的排气的压力和从大气压导入口90b导入的大气压而变形。基于隔膜的变形量来检测排气的压力与大气压之差。

接着，关于第1压力传递管32与排气管112的固定结构更具体地进行说明。

如图3所示，在排气管112贯通有将外周壁112a在厚度方向上贯通的贯通孔112b。贯通孔112b配置于催化剂装置114中的上游侧催化剂115与下游侧催化剂116之间。贯通孔112b在俯视下为圆形状。另外，外周壁112a中的贯通孔112b的周围为平板状。

如图2所示，从检测对象部20的外周面分支出筒状的分支口22。排气管112的周向上的分支口22的位置与贯通孔112b相同。分支口22的内部连通于检测对象部20的内部。第1压力传递管32的第1端***于分支口22的内部。第1压力传递管32例如使用螺母而螺纹紧固于分支口22。第1压力传递管32所具有的与排气管112的连接口的内径远小于检测对象部20的内径。因而，虽然会向第1压力传递管32的内部传递检测对象部20内的压力，但不会流入大量的排气。第1压力传递管32向排气管112的上游侧延伸。第1压力传递管32的一部分通过催化剂装置114的附近。

如图3所示，第1压力传递管32在与分支口22不同的部位经由固定件40而固定于排气管112。详细而言，第1压力传递管32在催化剂装置114的附近经由固定件40而固定于排气管112。固定件40具有安装第1压力传递管32的保持部60。保持部60为金属制且为板状。另外，保持部60在俯视下为弯曲的带状。第1压力传递管32焊接于作为保持部60的长度方向的一方的端部的第1端部。螺栓孔62将作为保持部60的长度方向的另一方的端部的第2端部在厚度方向上贯通。

保持部60的第2端部安装于固定件40的安装部50。安装部50为金属制且为圆柱状。在安装部50形成有螺栓孔52。螺栓孔52从安装部50的上端面凹陷。螺栓孔52的直径与保持部60的螺栓孔62的直径大致一致。安装部50的上端面与保持部60的第2端部面接触。螺栓孔52形成于与保持部60的螺栓孔62重叠的位置。螺栓B相对于螺栓孔52和螺栓孔62从保持部60的上表面插通。螺栓B通过螺纹接合于安装部50的螺栓孔52而将保持部60安装于安装部50。螺栓B能够通过使用扳手等工具而从安装部50、保持部60以不将它们破坏的方式拆卸。即，保持部60能够相对于安装部50拆装。

从安装部50的外周面向径向外侧伸出了圆环部54。圆环部54在安装部50的整周延伸，整体为圆环状。安装部50的从圆环部54到下端面的部分即安装部50的与保持部60相反一侧的部分的直径与排气管112的贯通孔112b的直径大致一致。

安装部50将下端面朝向排气管112的内部而***于贯通孔112b。因而，安装部50的下端面向排气管112的内部露出。另外，安装部50的外周面中的安装部50的下端面附近的部分与排气管112的贯通孔112b的内周面面接触。另外，圆环部54与排气管112的外周壁112a的外周面面接触。通过圆环部54与外周壁112a面接触，决定了向排气管112的内部突出的安装部50的突出量。在此，安装部50的下端面与排气管112的外周壁112a的内周面大致共面。圆环部54相对于排气管112的外周壁112a的外周面焊接。由此，排气管112的贯通孔112b由安装部50密闭。另外，安装部50通过向贯通孔112b***及固定而构成了排气管112的外周壁的一部分。

排气管112的材质和第1压力传递管32的材质是热膨胀系数相同的材质。另外，固定件40的安装部50的材质和排气管112的材质也是热膨胀系数相同的材质。

接着，对本实施方式的作用及效果进行说明。

在排气管112的内部会流动高温的排气。因而，排气管112的温度相应地变高。另一方面，在第1压力传递管32的内部不流动排气，或者排气的流通量微小。因而，第1压力传递管32的温度不会因存在于第1压力传递管32的内部的排气的量而成为那么高温。因此，在内燃机100的驱动中，第1压力传递管32的温度比排气管112的温度低。

当排气管112的温度变高时，排气管112在轴线方向上热膨胀。另一方面，虽然第1压力传递管32也在轴线方向上热膨胀，但如上所述，第1压力传递管32不会成为那么高温。因而，第1压力传递管32的热膨胀量不那么大。由此，排气管112的热膨胀量比第1压力传递管32的热膨胀量大。当这样在排气管112与第1压力传递管32之间产生热膨胀量的差异时，排气管112的从分支口22到贯通孔112b的距离会比第1压力传递管32的从***于分支口22的部分到接合于保持部60的部分的距离大。由此，在排气管112与第1压力传递管32的固定部位的位置产生偏差。于是，会向第1压力传递管32、排气管112及固定件40等施加负担，可能会产生龟裂等破损。

这一点，在本实施方式中，固定件40的安装部50构成了排气管112的外周壁112a的一部分。另外，安装部50的下端面向排气管112的内部露出。因此，排气的热向安装部50的下端面传递，而且该热从安装部50经由保持部60而向第1压力传递管32传递。因而，排气管112与第1压力传递管32之间的温度差变小。因此，第1压力传递管32的温度不会过度低于排气管112的温度，在两者之间不容易产生大的热膨胀量差。因而，不容易向第1压力传递管32、排气管112及固定件40施加过度的负担。

而且，在本实施方式中，排气管112的材质和第1压力传递管32的材质是热膨胀系数相同的材质。因而，若排气管112和第1压力传递管32的温度大致相同，则排气管112的轴线方向的热膨胀量与第1压力传递管32的轴线方向的热膨胀量大致相同。因此，排气管112的固定安装部50的部分与第1压力传递管32的安装保持部60的部分之间的距离在膨胀前和膨胀后不会显著改变。因而，能够减少向排气管112和第1压力传递管32施加的负担。

而且，在本实施方式中，固定件40的安装部50的材质和排气管112的材质是热膨胀系数相同的材质。因而，安装部50也以与排气管112的热膨胀量相同的程度膨胀。因而，在安装部50与排气管112的接合部位处不容易产生龟裂，能够防止来自排气管112的排气的泄漏。

在本实施方式中，在利用固定件40的安装部50将排气管112的贯通孔112b堵住的状态下，将安装部50接合于排气管112的外周壁112a。在该情况下，要想以简便的结构可靠地防止来自排气管112的排气的泄漏，不得不将安装部50通过焊接等而接合于排气管112。另外，在将安装部50相对于排气管112以不能拆装的方式接合的结构中，无法以不将排气管112破坏的方式拆卸安装部50。

这一点，在本实施方式中，安装部50和保持部60分体构成，能够互相拆装。因而，即使不将安装部50从排气管112拆卸，也能够从安装部50拆卸保持部60来维护第1压力传递管32，或者不伴随排气管112的更换而仅更换第1压力传递管32。

本实施方式也可以如以下这样变更。本实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。

安装部50向排气管112的内部的突出量能够变更。为了变更该突出量，适当调整与安装部50的轴线方向相关的圆环部54的位置即可。

安装部50的形状能够变更。安装部50的形状例如也可以是长方体状。在变更了安装部50的形状的情况下，将排气管112的贯通孔112b的形状变更为安装部50能够***的形状即可。

安装部50也可以不以***于贯通孔112b的状态固定于排气管112。也就是说，安装部50也可以构成为将排气管112的贯通孔112b从外周壁112a的外面侧覆盖。只要安装部50稍微向排气管112的内部露出，就能够将排气的温度经由固定件40而向第1压力传递管32传递。

将安装部50接合于排气管112的手段也可以不是焊接。例如，也可以使用焊锡、粘接剂来将安装部50接合于排气管112。

只要排气不从排气管112漏出，也可以将安装部50以能够拆装的方式安装于排气管112。例如，可以在安装部50与排气管112之间夹设密闭用的密封件而防止了排气的漏出的基础上，将安装部50以能够拆装的方式安装于排气管112。

也可以将安装部50和圆环部54预先形成为一体件。

保持部60的形状能够变更。保持部60只要是能够将安装部50与第1压力传递管32连接的形状即可。

用于将保持部60安装于第1压力传递管32的手段除了焊接以外也可以是螺栓。也就是说，只要能够维持保持部60与第1压力传递管32的结合即可，可以使用任意的手段。不过，从自保持部60向第1压力传递管32传递热这一观点来看，两者优选在尽量大的范围内接触或接合。

用于将保持部60安装于安装部50的手段除了螺栓B以外，也可以是用于将保持部60与安装部50嵌合的凹凸部。

保持部60也可以相对于安装部50以不能拆装的方式安装。也就是说，也可以将保持部60通过焊接等而与安装部50一体化。也可以将保持部60和安装部50预先一体成形。保持部60与安装部50一体且在两者之间没有分界面在热的传递这一点上是有利的。

排气管112中的贯通孔112b的位置能够关于排气管112的轴线方向及周向的两个方向进行变更。例如，也可以在排气管112中的比催化剂装置114靠上游侧处或比催化剂装置114靠下游侧处安装固定件40。另外，也可以在排气管112的周向上的与分支口22相反的一侧安装固定件40。

也可以在排气管112的多个部位安装固定件40。

排气管112的材质和安装部50的材质也可以是热膨胀系数互相不同的材质。在该情况下也是，由于安装部50向排气管112的内部露出，所以安装部50的温度与排气管112同样地根据排气的热而可能相应地变高。其结果，在安装部50的膨胀量与排气管112的膨胀量之间不容易产生过度显著的差。

排气管112的材质和第1压力传递管32的材质也可以是热膨胀系数互相不同的材质。在该情况下也是，由于安装部50向排气管112的内部露出，所以能够经由安装部50而将排气的热向第1压力传递管32传递，能够减少排气管112与第1压力传递管32之间的热膨胀量差。

排气管112的材质也可以不是在排气管112的全部部位处相同，也可以在排气管112的一部分或多个部位处与其他部位不同。为了减少向排气管112和第1压力传递管32施加的负担，优选的是，至少排气管112的从分支口22到贯通孔112b之间的材质和第1压力传递管32的材质是热膨胀系数相同的材质。

Claims

1.一种内燃机的排气结构，所述内燃机的排气结构具备：

排气管，所述排气管具有供排气流通的内部；

压力传递管，所述压力传递管连接于所述排气管，并具有与所述排气管的内部连通的内部；

压力传感器，所述压力传感器连接于所述压力传递管，并检测所述排气管的内部的压力；以及

固定件，所述固定件用于将所述压力传递管固定于所述排气管，

所述固定件的一部分在所述排气管的内部、排气的热传递的位置露出。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气结构，其中，

所述固定件具备：

安装部，所述安装部接合于所述排气管，并构成所述排气管的外周壁的一部分；以及

保持部，所述保持部以能够从所述排气管的外部拆装的方式相对于所述安装部安装，

所述压力传递管安装于所述保持部。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气结构，

所述排气管中的安装所述固定件的部分的材质和所述压力传递管中的安装所述固定件的部分的材质是热膨胀系数相同的材质。