JP2006226145A - Exhaust device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust system for an engine.
自動車等の車両に搭載されるエンジンは、その排気を排気管から消音器に送り、その後に外部に排出することで、排気音を消音する排気装置を備えている。こうした排気装置の排気管において消音器の上流に位置する部分には、排気の状態を検出するための各種センサが設けられる。例えば、特許文献1、2では、排気管に排気中の酸素濃度を検出する酸素センサが設けられている。この酸素センサは、エンジンの空燃比制御等に用いられることとなる。
ところで、消音器は、エンジンの排気系において熱容量の大きい部品であり、エンジン停止時などに一旦冷えてしまうことで、次回のエンジン運転での排気の導入時に暖まりにくくなる。特に、このときのエンジン運転として、排気温度の低い軽負荷運転が続くような場合には一層暖まりにくくなる。一方、エンジンの暖機過程では、排気に多量の水分が含まれており、この排気が冷えた状態の消音器を通過して冷却されると、排気中の水分が凝固して消音器内に水が溜まることになる。特に、エンジンの軽負荷運転と運転停止とが繰り返される市街地走行などでは、エンジン運転時に消音器内の水を蒸発させるほど消音器が暖まらず、同消音器の内部に水が溜まりやすくなる。 By the way, the silencer is a component having a large heat capacity in the exhaust system of the engine, and once cooled down when the engine is stopped, it becomes difficult to warm up when exhaust is introduced in the next engine operation. In particular, as the engine operation at this time, when the light load operation with a low exhaust temperature continues, it becomes more difficult to warm up. On the other hand, during the warm-up process of the engine, the exhaust contains a large amount of moisture, and when the exhaust passes through a cool silencer and is cooled, the moisture in the exhaust solidifies and enters the silencer. Water will accumulate. In particular, when driving in a city where the engine is lightly loaded and stopped repeatedly, the silencer does not warm enough to evaporate water in the silencer during engine operation, and water tends to accumulate inside the silencer.
このように消音器内に水が溜まった状態で、車両が走行中に傾斜したり傾斜状態で停車されたりして、消音器に対する排気管の排気上流側の相対位置が低くなるように車両が傾斜すると、消音器内の水が排気管の上流に向けて逆流しようとする。このとき、エンジンのアイドル運転中など、排気の流速が小となるエンジン運転状態であると、上記逆流しようとする水を排気によって消音器側に押し戻すことができず、その水が排気管のセンサにかかることになる。排気管のセンサにおいては、その素子が耐熱性に優れたセラミック等によって形成されており、同素子が排気にさらされて高温となっているときに上記のように水がかかって急冷されると、素子割れ等の異常を来すおそれがある。 With the water accumulated in the silencer in this way, the vehicle is tilted while traveling or stopped in an inclined state so that the relative position of the exhaust pipe upstream of the exhaust pipe with respect to the silencer is lowered. When inclined, the water in the silencer tries to flow backward toward the upstream of the exhaust pipe. At this time, if the engine is in an engine operating state where the exhaust flow rate is low, such as during idling of the engine, the water to be backflowed cannot be pushed back to the silencer side by exhaust gas, and the water is detected by a sensor in the exhaust pipe. It will take. In the exhaust pipe sensor, the element is formed of ceramics having excellent heat resistance, and when the element is exposed to the exhaust gas and is at a high temperature, it is rapidly cooled with water as described above. There is a risk of abnormalities such as element cracking.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両の傾きにより消音器内に溜まった水が排気管に設けられたセンサに向けて流れるのを抑制し、その水が排気管のセンサにかかるのを抑制することのできるエンジンの排気装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to suppress the water accumulated in the silencer due to the inclination of the vehicle from flowing toward the sensor provided in the exhaust pipe. An object of the present invention is to provide an engine exhaust device capable of suppressing water from being applied to a sensor of an exhaust pipe.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、車両に搭載されたエンジンの排気をセンサが設けられた排気管から消音器へと送るエンジンの排気装置において、前記排気管における前記センサと前記消音器との間の部分であって、その部分の内側下面に排気上流側への液体の流れを規制する壁を形成した。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in an exhaust system for an engine that sends exhaust from an engine mounted on a vehicle from an exhaust pipe provided with a sensor to a silencer, the sensor in the exhaust pipe A wall that restricts the flow of liquid to the upstream side of the exhaust gas is formed on the inner lower surface of the portion between the silencer.
消音器内に水が溜まった状態で、消音器に対する排気管上流側の相対位置が低くなるように車両が傾斜すると、消音器内に溜まった水が排気管上流側、すなわちセンサ側に向かって逆流しようとする。しかし、排気管内におけるセンサと消音器との間の下面には壁が形成され、この壁によって上記水の逆流が規制されるため、センサに逆流した水がかかるのを抑制することができる。 When the vehicle is tilted so that the relative position of the exhaust pipe upstream side with respect to the silencer becomes low with water accumulated in the silencer, the water accumulated in the silencer moves toward the exhaust pipe upstream side, that is, the sensor side. Try to backflow. However, a wall is formed on the lower surface between the sensor and the silencer in the exhaust pipe, and the reverse flow of the water is regulated by the wall, so that it is possible to prevent the reverse water from being applied to the sensor.
なお、排気管に設けられるセンサとしては、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサや排気の温度を検出する排気温センサなど、排気の状態を検出するためのセンサがあげられる。 Examples of sensors provided in the exhaust pipe include sensors for detecting the exhaust state, such as an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust and an exhaust temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust.
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記壁は、車両水平状態のもとで排気下流側に傾くよう形成されていることを要旨とした。
上記構成によれば、消音器に対する排気管上流側の相対位置が低くなるよう車両が傾くと、壁が起き上がった状態になるため、当該壁の上端がより高い位置にきて、センサに向けて逆流する水が壁を越えにくくなる。また、壁を排気下流側に傾けることで、排気管の径方向断面のうち上記壁によって塞がれる部分の面積を小さくし、排気管の排気流通面積をより大きく確保することが可能になる。従って、上記のように壁を傾けることで、センサに向けての水の逆流を効果的に抑制しつつ、排気管での排気の流通が上記壁によって阻害されるのを可能な限り抑制することができる。
The invention according to
According to the above configuration, when the vehicle is tilted so that the relative position of the exhaust pipe upstream side with respect to the silencer becomes low, the wall rises, so that the upper end of the wall comes to a higher position and faces the sensor. Backflowing water is difficult to cross the wall. In addition, by tilting the wall toward the exhaust downstream side, the area of the radial cross section of the exhaust pipe that is blocked by the wall can be reduced, and a larger exhaust flow area of the exhaust pipe can be secured. Therefore, by tilting the wall as described above, it is possible to suppress the flow of exhaust gas through the exhaust pipe as much as possible while effectively suppressing the back flow of water toward the sensor. Can do.
なお、上記壁における車両水平状態での傾斜態様としては、このときの壁の垂直面に対する傾斜角度を、消音器に対する排気管の排気上流側の相対位置が低くなる方向に車両を傾けた場合の当該車両の最大傾斜角よりも小さくするといった態様を採用するのが好ましい。 In addition, as an inclination aspect in the vehicle horizontal state in the said wall, the inclination angle with respect to the vertical surface of the wall at this time is a case where the vehicle is inclined in a direction in which the relative position of the exhaust pipe upstream of the exhaust pipe with respect to the silencer is lowered. It is preferable to adopt a mode in which the vehicle is smaller than the maximum inclination angle of the vehicle.
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の発明では、前記壁は、排気管における前記センサと前記消音器との間であって当該消音器寄りの位置に形成されていることを要旨とした。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the wall is formed between the sensor and the silencer in the exhaust pipe and at a position near the silencer. It is a summary.
上記構成によれば、車両の傾斜により消音器内に溜まった水が排気管上流側に向けて逆流しようとするとき、その水は壁によって消音器寄りの位置でせき止められる。このため、排気管において消音器の上流に位置するセンサに上記逆流しようとする水がかかるのを、より確実に抑制することができる。 According to the above configuration, when the water accumulated in the silencer due to the inclination of the vehicle tries to flow backward toward the upstream side of the exhaust pipe, the water is blocked by the wall at a position near the silencer. For this reason, it can suppress more reliably that the water which tries to flow backwards on the sensor located upstream of the silencer in the exhaust pipe is applied.
以下、本発明を自動車用エンジンの排気装置に具体化した一実施形態を図1〜図5に従って説明する。
図1に示されるように、自動車1の前部に搭載されたエンジン2の排気装置は、エンジン2に接続されて後方に延びる排気管3と、その排気管3によってエンジン2の排気が送り込まれる消音器4とを備えている。そして、エンジン2においては、その排気を排気管3から消音器4に送り、その後に外部に排出することで、排気音の消音が図られている。また、排気管3における消音器4の上流部分には、排気の状態を検出するためのセンサとして、排気中の酸素濃度を検出して同酸素濃度に対応した信号を出力する酸素センサ5が設けられている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an exhaust system for an automobile engine will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the exhaust device of the
ところで、消音器4内に水が溜まった状態では、自動車1が走行時や停車時に前傾し、排気管3における消音器4の上流側であって酸素センサ5の設けられた部分が低くなると、消音器4内の水が排気管3の上流側に向けて逆流するおそれがある。そして、酸素センサ5に上記逆流する水がかかると、同センサ5における素子割れ等の異常の原因となる。こうした問題を回避するため、排気管3における酸素センサ5と消音器4との間の部分であって、その部分の内側下面には、排気管3の排気上流側(図中左側)への液体の流れを規制する壁6が形成されている。
By the way, in a state where water has accumulated in the silencer 4, when the
図2(a)は、排気管3における酸素センサ5及び壁6が設けられた部分、及び、消音器4を拡大した略図である。また、図2(b)は、上記図2(a)を矢印A−A方向から見た断面図である。同図から分かるように、上記壁6は、排気管3における酸素センサ5と消音器4との間であって当該消音器4寄りの位置、より詳しくは排気管3における消音器4に接続された部分よりも僅かに上流に位置し、排気管3の下部を排気上流側と排気下流側とに隔てるように形成されている。
FIG. 2A is an enlarged schematic view of the exhaust pipe 3 where the
ここで、自動車1が前傾し、図3に示されるように、排気管3における消音器4の排気上流側の部分であって酸素センサ5の取り付けられた部分の高さ位置が、消音器4の高さ位置に対して相対的に低くなると、消音器4内に溜まった水が排気管3側に溢れ、同排気管3の上流側(図中左側)、すなわち酸素センサ5側に逆流しようとする。しかし、この水は壁6によって排気管3における消音器4よりの位置でせき止められ、同水の酸素センサ5に向けての逆流は規制されることとなる。このため、排気管3の酸素センサ5に上記逆流しようとする水がかかるのを抑制することができる。
Here, the
図4は、排気管3における壁6が設けられた部分を示す拡大図である。同図から分かるように、壁6は自動車1の水平状態にあって排気下流側に傾くように形成されている。この場合、上述したように自動車1が前傾したとき、壁6が図5に二点鎖線で示されるように起き上がった状態になり、当該壁6の上端が自動車1の水平時(図中実線)よりも距離H分だけ高い位置にくる。このため、消音器4から酸素センサ5に向けて逆流しようとする水が壁6を越えにくくなる。また、壁6を上記のように傾けることで、排気管3の径方向断面の断面積M(図4参照)のうち、壁6によって塞がれる部分の面積S2を極力小さくし、排気管3の排気流通面積S1をより大きく確保することが可能になる。
FIG. 4 is an enlarged view showing a portion of the exhaust pipe 3 where the
なお、壁6の自動車水平状態での傾斜態様としては、このときの壁6の垂直面Fに対する傾斜角度θを、前傾状態での自動車1の最大傾斜角度よりも小さくするといった態様が採用される。これは、上述したような自動車1の前傾は通常、その際の自動車1の最大傾斜角度よりも小さい傾斜角度で行われるものであり、このような通常の自動車1の前傾時に壁6を垂直面Fにできる限り近づけて壁6の上端を極力高くするには、上記のように壁6を傾斜させることが好ましいためである。
In addition, as an inclination aspect of the
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)排気管3における酸素センサ5と消音器4との間の部分であって、その内側下面には壁6が形成されている。従って、自動車1が前傾し、消音器4内に溜まった水が排気管3の酸素センサ5側(排気上流側)に逆流しようとするとき、その水の逆流が上記壁6によって規制され、酸素センサ5に上記逆流した水がかかるのを抑制することができる。そして、酸素センサ5に水がかかることによって同センサ5に素子割れ等の異常が生じるのを抑制することができる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) A
(2)上記壁6は、自動車1の水平状態にあって排気下流側に傾くよう形成されている。このため、自動車1の前傾時には壁6の上端がより高い位置にくるようにすることができる。また、壁6を排気下流側に傾けることにより、排気管3の径方向断面のうち壁6によって塞がれる部分の面積S2を小さくし、排気管3の排気流通面積S1をより大きく確保することが可能になる。以上により、酸素センサ5への水の逆流を効果的に抑制しつつ、排気管3での排気の流通が上記壁6によって阻害されるのを可能な限り抑制することができるようになる。
(2) The
(3)上記壁6の垂直面Fに対する傾斜角度θは、自動車1の前傾時の最大傾斜角度よりも小さい値とされている。このため、自動車1の通常の前傾時、すなわち最大傾斜角度未満の前傾時に、壁6を自動車1の水平時に比べて起き上がった状態とし、壁6を垂直面Fに近づけて同壁6の上端を極力高くすることが可能になる。従って、自動車1の前傾時に消音器4から排気管3の上流側に向けて逆流しようとする水が一層壁6を越えにくくなる。
(3) The inclination angle θ of the
(4)上記壁6は、排気管3における消音器4に接続された部分よりも僅かに上流に位置するよう形成されている。このため、自動車1の前傾により消音器4内に溜まった水が排気管3の上流に向けて逆流しようとするとき、その水は壁6によって消音器4寄りの位置でせき止められる。従って、排気管3の酸素センサ5に上記逆流しようとする水がかかるのを、より確実に抑制することができる。
(4) The
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・壁6については、必ずしも傾ける必要はなく、排気管3と直交するように、すなわち図4の垂直面F上に位置するように形成してもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
The
・壁6を排気管3における消音器4との接続部分よりも僅かに上流に設けたが、酸素センサ5と消音器4との中間位置や酸素センサ5寄りの位置など、壁6をより排気上流側に設けることも可能である。
Although the
・排気管3に排気の状態を検出するセンサとして酸素センサを設けたエンジン2に本発明を適用したが、排気の状態を検出するセンサとして排気温を検出する排気温センサなど他のセンサを設けたエンジンに本発明を適用してもよい。
The present invention is applied to the
1…自動車、2…エンジン、3…排気管、4…消音器、5…酸素センサ、6…壁。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記排気管における前記センサと前記消音器との間の部分であって、その部分の内側下面に排気上流側への液体の流れを規制する壁を形成したことを特徴とするエンジンの排気装置。 In an exhaust system of an engine for sending exhaust of an engine mounted on a vehicle from an exhaust pipe provided with a sensor to a silencer,
An exhaust system for an engine, wherein a wall for regulating the flow of liquid to the upstream side of exhaust gas is formed on a portion of the exhaust pipe between the sensor and the muffler and on the inner lower surface of the portion.
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2005
- 2005-02-15 JP JP2005038074A patent/JP2006226145A/en active Pending
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