JP2006328995A - 排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 排気の凝縮水が検出部へ被水することを低減でき、排気の状態を容易に検出することができる排気浄化装置を提供する。
【解決手段】 排気浄化装置60は、触媒61と、内管62と、外管63と、第3酸素センサ64とを備える。触媒61は、内燃機関1の排気を浄化する。内管62では、触媒61を通過した排気が、第1空間S1に導入される。第1空間S1は、内側の空間である。外管63は、内管62の外側に形成されている。第3酸素センサ64は、第2空間S2の上部に設けられ、触媒61を通過した排気の状態を検出する。第2空間S2は、内管62と外管63との間の空間である。内管62には、第1開口部62dと、第2開口部62eとが形成されている。第1開口部62dは、第3酸素センサ64よりも上流側において、第1空間S1の排気を第2空間S2の上部へ導く。第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S2の下部へ導く。
【選択図】 図3
【解決手段】 排気浄化装置60は、触媒61と、内管62と、外管63と、第3酸素センサ64とを備える。触媒61は、内燃機関1の排気を浄化する。内管62では、触媒61を通過した排気が、第1空間S1に導入される。第1空間S1は、内側の空間である。外管63は、内管62の外側に形成されている。第3酸素センサ64は、第2空間S2の上部に設けられ、触媒61を通過した排気の状態を検出する。第2空間S2は、内管62と外管63との間の空間である。内管62には、第1開口部62dと、第2開口部62eとが形成されている。第1開口部62dは、第3酸素センサ64よりも上流側において、第1空間S1の排気を第2空間S2の上部へ導く。第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S2の下部へ導く。
【選択図】 図3
Description
本発明は、排気浄化装置に関する。
従来から、排気の状態を検出する検出部へ排気の凝縮水が被水することを低減するための技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
実開平6−2213(第1−8頁、第1−5図)
特許文献1の技術では、排気の凝縮水が検出部へ被水することを低減できる。
しかし、特許文献1の技術では、カバー部材が検出部の上流側を覆っているので、上流側から流れてきた排気が検出部に接触しにくくなっている。このため、排気の状態を検出することが困難になる傾向がある。
本発明の課題は、排気の凝縮水が検出部へ被水することを低減でき、排気の状態を容易に検出することができる排気浄化装置を提供することにある。
本発明に係る排気浄化装置は、浄化部と、内管と、外管と、検出部とを備える。浄化部は、内燃機関の排気を浄化する。内管では、浄化部を通過した排気が、第1空間に導入される。第1空間は、内側の空間である。外管は、内管の外側に形成されている。検出部は、第2空間の上部に設けられ、浄化部を通過した排気の状態を検出する。第2空間は、内管と外管との間の空間である。内管には、第1開口部と、第2開口部とが形成されている。第1開口部は、検出部よりも上流側において、第1空間の排気を第2空間の上部へ導く。第2開口部は、排気の凝縮水を第2空間の下部へ導く。
この排気浄化装置では、検出部は、第2空間の上部に設けられている。また、第2開口部は、排気の凝縮水を第2空間の下部へ導く。
一方、第1開口部は、検出部よりも上流側において、浄化部を通過した排気を第2空間の上部へ導く。このため、浄化部を通過した排気を検出部の近傍に導くことができる。
本発明に係る排気浄化装置では、排気の凝縮水が検出部へ被水することを低減でき、排気の状態を容易に検出することができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る内燃機関1の構成及び動作について、図1〜図6を参照しながら説明する。
本発明の第1実施形態に係る内燃機関1の構成及び動作について、図1〜図6を参照しながら説明する。
(内燃機関の概略構成)
図1に示すように、内燃機関1は、主として、燃焼室63、吸気通路50、吸気バルブ21、排気バルブ22、排気通路90、第1排気浄化装置40及び第2排気浄化装置(排気浄化装置)60を備える。
図1に示すように、内燃機関1は、主として、燃焼室63、吸気通路50、吸気バルブ21、排気バルブ22、排気通路90、第1排気浄化装置40及び第2排気浄化装置(排気浄化装置)60を備える。
燃焼室63は、シリンダヘッド20,シリンダブロック10およびピストン3に囲まれた室である。シリンダヘッド20には、燃焼室63に新気空気を供給するための吸気ポート23と、燃焼室63から既燃ガスを排気として排出するための排気ポート24とが形成されている。
また、吸気通路50として、吸気コレクタ51及び吸気マニホルド52は、吸気ポート23の上流に位置している。吸気ポート23の下流には吸気バルブ21が配備されている。一方、排気通路90として、排気マニホルド91は、排気ポート24の下流に位置している。排気ポート24の上流には排気バルブ22が配備されている。クランクシャフトの回転に連動して回転する吸気用カム軸21b/排気用カム軸22bに固定された吸気用カム21a/排気用カム22aは、吸気バルブ21/排気バルブ22の上方に配置されており、吸気バルブ21/排気バルブ22を開閉させる。
さらに、排気通路90として、排気マニホルド91の下流には、第1排気管92を介して第1排気浄化装置40が接続されている。第1排気浄化装置40では、触媒41のすぐ上流に第1酸素センサ45が配設され、触媒41のすぐ下流に第2酸素センサ44が配設されている。第1酸素センサ45及び第2酸素センサ44は、排気中の酸素濃度を検出する。
そして、第1排気浄化装置40の下流には、第2排気管93を介して第2排気浄化装置60が接続されている。第2排気浄化装置60では、触媒(浄化部)61のすぐ下流に第3酸素センサ64が配設されている。第3酸素センサ64は、排気中の酸素濃度を検出する。第2排気浄化装置60の下流には、第3排気管94,マフラー70及び第4排気管95が配置されている。
ここで、第2排気浄化装置60の触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち最も下流側の触媒である。また、第2排気浄化装置60は、第1排気管92、第1排気浄化装置40及び第2排気管93に比べて低い位置に配置される傾向にある。
(内燃機関の概略動作)
内燃機関1では、吸気コレクタ51と吸気マニホルド52とを経由して吸気ポート23に新気空気が導入されている。吸気行程において、吸気用カム21aにより吸気バルブ21は開状態とされ、吸気ポート23に導入された新気空気は、吸気ポート23から燃焼室63へ導入される。また、加圧された燃料が燃料噴射弁(図示せず)に供給される。燃料噴射弁は、燃焼室63に導入された新気空気に、燃料を噴射する。これにより、燃焼室63において新気混合気が生成される。なお、燃料の噴射量は、第1酸素センサ45、第2酸素センサ44及び第3酸素センサ64が検出した排気中の酸素濃度に基づいて、決められている。これにより、第1排気浄化装置40や第2排気浄化装置60が排気を十分に浄化できるように、燃焼室63の空燃比が制御される。
内燃機関1では、吸気コレクタ51と吸気マニホルド52とを経由して吸気ポート23に新気空気が導入されている。吸気行程において、吸気用カム21aにより吸気バルブ21は開状態とされ、吸気ポート23に導入された新気空気は、吸気ポート23から燃焼室63へ導入される。また、加圧された燃料が燃料噴射弁(図示せず)に供給される。燃料噴射弁は、燃焼室63に導入された新気空気に、燃料を噴射する。これにより、燃焼室63において新気混合気が生成される。なお、燃料の噴射量は、第1酸素センサ45、第2酸素センサ44及び第3酸素センサ64が検出した排気中の酸素濃度に基づいて、決められている。これにより、第1排気浄化装置40や第2排気浄化装置60が排気を十分に浄化できるように、燃焼室63の空燃比が制御される。
圧縮行程において、ピストン3が上昇して、燃焼室63の新気混合気が圧縮される。そして、点火プラグ(図示せず)の先端部分により、燃焼室63の新気混合気は所定のタイミングで点火され燃焼する。
膨張行程では、新気混合気が燃焼して発生した燃焼圧力によって、ピストン3が押し下げられる。
排気行程では、排気用カム22aにより排気バルブ22が開状態とされ、燃焼室63で燃焼された既燃ガスが、排気として排気ポート24経由で排気マニホルド91へ排出される。排気マニホルド91へ排出された排気は、第1排気管92を介して第1排気浄化装置40に供給される。
第1排気浄化装置40は、三元触媒であり、排気中のNOxを還元し、排気中のHC,COを酸化して、排気を浄化する。浄化された排気は、第2排気管93を介して第2排気浄化装置60に供給される。第2排気浄化装置60も、三元触媒であり、排気中のNOxを還元し、排気中のHC,COを酸化して、排気をさらに浄化する。このように浄化された排気は、第3排気管94及びマフラー70を介して第4排気管95へ排出される。
ここで、第1排気管92、第1排気浄化装置40及び第2排気管93などにおいて、排気に含まれる水分が凝縮することがある。このとき、第1排気管92、第1排気浄化装置40及び第2排気管93に比べて第2排気浄化装置60が低い位置に配置される傾向にあるので、排気の凝縮水は第2排気浄化装置60の下部に滞留する傾向にある。仮に、この凝縮水が第3酸素センサ64に被水すると、第3酸素センサ64が排気中の酸素濃度を検出することが困難になる。また、この凝縮水が第3酸素センサ64に被水しなくても、排気が第3酸素センサ64に接触しにくければ、第3酸素センサ64が排気中の酸素濃度を検出することが困難になる。
(第2排気浄化装置の詳細構成)
第2排気浄化装置60の斜視図を図2に示す。また、図2のIII-III断面図を図3に示し、図3のIV-IV断面図を図4に示す。なお、図2では、外部から見えない部分が部分的に破線で示されている。
第2排気浄化装置60の斜視図を図2に示す。また、図2のIII-III断面図を図3に示し、図3のIV-IV断面図を図4に示す。なお、図2では、外部から見えない部分が部分的に破線で示されている。
第2排気浄化装置60は、図2又は図3に示すように、主として、触媒61,内管62,外管63及び第3酸素センサ64を備える。
触媒61は、主として、触媒本体61a,外壁61b及び傾斜壁61cを有する。触媒本体61aは、ハニカム形の触媒であり、流路に垂直な断面が格子状である貫通孔(図示せず)が、上流から下流へ向かう方向へ複数形成されている。また、外壁61bは、略円筒状の部材であり、触媒本体61aの周囲を覆っている。そして、第2排気管93から連続している傾斜壁61cは、さらに外壁61bへと連続している。この傾斜壁61cは、第2排気管93の内径よりも外壁61bの内径が大きくなるように傾斜している。
内管62は、触媒61を通過した排気が第1空間S1に導入されるように、形成されている。ここで、第1空間S1は、内管62の内側の空間である。具体的には、内管62は、主として、第1部62a及び第2部62bを有する。第1部62aは、略円筒状であり、第2部62bの下流端から、第1空間S1における流路方向と平行に下流側へ延びている。第1部62aの上方には、第3酸素センサ64が設けられている。すなわち、第1空間S1は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略円形となっている(図4参照)。そして、第1部62aの下流端において、第1空間S1は合流部分S3へ合流している。ここで、合流部分S3は、第1空間S1と後述の第2空間S2とが合流する部分である。
第2部62bは、外壁61bの下流端(触媒61の下流側の外端)から第1部62aへと連続している。この第2部62bは、触媒61の外壁61bの内径よりも第1部62aの内径が小さくなるように傾斜している。これにより、第1空間S1のうち第2部62bに囲まれた部分は、合流部分S3に近い部分(幅W1の部分)の流路断面積が、合流部分S3から遠い部分(幅W2の部分)の流路断面積よりも小さくなっている。
また、第2部62bには、第1開口部62dと第2開口部62eとがそれぞれ複数形成されている(図4参照)。第1開口部62dは、第3酸素センサ64よりも上流側において、第2部62bの上部に設けられている。これにより、第1開口部62dは、第3酸素センサ64よりも上流側において、第1空間S1の排気を第2空間S2の上部へ導くことができるようになっている。ここで、第2空間S2は、内管62と外管63との間の空間である。一方、第2開口部62eは、第2部62bの下部に設けられている。これにより、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S2の下部へ導くことができるようになっている。なお、第1開口部62d及び第2開口部62eは、流路に垂直な断面が略円形である。
外管63は、内管62の外側に形成されている。具体的には、外管63は、主として、第3部63a,第4部63b及び第5部63cを有する。第5部63cは、触媒61の外壁61bと接合されている。第5部63cの下流端の近傍では、触媒61の外壁61bの下流端が内管62の第2部62bの上流端へと連続している。また、第5部63cの下流端は、第4部63bの上流端へと連続している。第5部63c及び第4部63bは、内径が略同一の略円筒形状である。そして、第4部63bから連続している第3部63aは、さらに第3排気管94へと連続している。この第3部63aは、第4部63bの内径よりも第3排気管94の内径が小さくなるように傾斜している。ここで、内管62の第1部62a及び第2部62bと外管63の第4部63b及び第3部63aとで囲まれた空間が第2空間S2になっている。
第3酸素センサ64は、外管63の第4部63bの上部を上方から下方へ貫通し、第4部63bから第1部62aへ向かう方向に延びるように設けられている。第3酸素センサ64の先端部分(検出部)64aは、第2空間S2の上部に突出しており、内管62の第1開口部62dよりも下流側に位置しており、合流部分S3よりも上流側に位置している。第3酸素センサ64の先端部分64aは、それに接触する気体中の酸素濃度を検出することができるようになっている。また、仮に、排気の凝縮水がこの先端部分64aに被水すると、第3酸素センサ64の先端部分64aがそれに接触する気体中の酸素濃度を検出することが困難になる傾向がある。
(第2排気浄化装置の詳細動作)
図3の拡大断面図を図5に示し、図4の拡大断面図を図6に示す。
図3の拡大断面図を図5に示し、図4の拡大断面図を図6に示す。
第2排気管93を流れてきた排気は、傾斜壁61cの内側を通って触媒本体61aの貫通孔へ導入される(図3参照)。排気がその貫通孔を通過する際に、排気中のNOxが還元され、排気中のHC,COが酸化されて、排気が浄化される。触媒61を通過して浄化された排気は、内管62の内側すなわち第1空間S1へ導入される。この排気は、図5に白抜き矢印で示すように、その大部分が第1空間S1から合流部分S3へと流れる。しかし、排気の一部は、第1開口部62dを介して、第1空間S1から第2空間S2の上部へと導かれる。
ここで、第1空間S1のうち第2部62bに囲まれた部分は、合流部分S3に近い部分(幅W1の部分)の流路断面積が、合流部分S3から遠い部分(幅W2の部分)の流路断面積よりも小さくなっている(図3参照)。このため、第2空間S2に対して合流部分S3に負圧が発生するようになる。すなわち、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S2の第1開口部62dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S3)の圧力は低くなっている。これにより、第2空間S2の上部へと導かれた排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ導かれてその先端部分64aへ接触する(図6参照)。このため、第3酸素センサ64の先端部分64aは、触媒61を通過した排気中の酸素濃度を容易に検出する。そして、その排気は、第2空間S2から合流部分S3へと流れる。なお、図5では、白抜き矢印は、その太さで流量の大きさを表している。
一方、第1排気管92、第1排気浄化装置40及び第2排気管93などにおいて凝縮した排気の凝縮水は、第2排気管93の底と傾斜壁61cの内側の下部とを流れて、触媒本体61aの下部の貫通孔へ流れ込む(図3参照)。その排気の凝縮水は、貫通孔を通過して、図5に砂模様の矢印で示すように、第1空間S1の下部を流れる。そして、第1空間S1の下部を流れる排気の凝縮水は、第2開口部62eを介して、第2空間S2の下部へと導かれる。そして、排気の凝縮水LQは、第2空間S2の下部に滞留する。ここで、排気の凝縮水LQは、内管62を隔てて第3酸素センサ64と反対側に滞留している(図6参照)。これにより、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することは低減されている。
なお、この排気の凝縮水LQは、内燃機関1が始動されて第2空間S2の温度が上昇するとともに、蒸発して気化する。ここで、第2空間S2に対して合流部分S3に負圧が発生しているので、気化した蒸気は、第2空間S2から合流部分S3へと流れることになる。そこで、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することが問題となるのは、主として内燃機関1が始動された直後である。
そして、合流部分S3に流れ込んだ排気(及び蒸気)は、第3排気管94へと流れて排気される。
(内燃機関に関する特徴)
(1)
ここでは、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S2の上部に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S2の下部へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
(1)
ここでは、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S2の上部に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S2の下部へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
一方、第1開口部62dは、第3酸素センサ64の先端部分64aよりも上流側において、触媒61を通過した排気を第2空間S2の上部へ導く。このため、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍に導かれる。これにより、触媒61を通過した排気中の酸素濃度は第3酸素センサ64の先端部分64aにより容易に検出される。
以上より、排気の凝縮水が第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減され、排気の状態は容易に検出される。
(2)
ここでは、第1開口部62dが内管62の上部に設けられているので、触媒61を通過した排気は、第1開口部62dにより第2空間S2の上部へ導かれる。
ここでは、第1開口部62dが内管62の上部に設けられているので、触媒61を通過した排気は、第1開口部62dにより第2空間S2の上部へ導かれる。
また、第2開口部62eが内管62の下部に設けられているので、排気の凝縮水は、第2開口部62eにより第2空間S2の下部へ導かれる。
(3)
ここでは、第1空間S1のうち第2部62bに囲まれる部分は、合流部分S3に近い部分(幅W1の部分)の流路断面積が、合流部分S3から遠い部分(幅W2の部分)の流路断面積よりも小さい。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S2の第1開口部62dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S3)の圧力が低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ容易に導かれる。
ここでは、第1空間S1のうち第2部62bに囲まれる部分は、合流部分S3に近い部分(幅W1の部分)の流路断面積が、合流部分S3から遠い部分(幅W2の部分)の流路断面積よりも小さい。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S2の第1開口部62dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S3)の圧力が低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ容易に導かれる。
(4)
ここでは、第1空間S1は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略円形となっている(図4参照)。このため、従来工法で内管62は形成される。
ここでは、第1空間S1は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略円形となっている(図4参照)。このため、従来工法で内管62は形成される。
(5)
ここでは、触媒61の下流側の外端(外壁61bの下流端)は、内管62の上流端に連続している。このため、触媒61の外壁61bと内管62とは一体成形されている。すなわち、触媒61の外壁61b及び内管62は低コストで成形されている。
ここでは、触媒61の下流側の外端(外壁61bの下流端)は、内管62の上流端に連続している。このため、触媒61の外壁61bと内管62とは一体成形されている。すなわち、触媒61の外壁61b及び内管62は低コストで成形されている。
(6)
ここでは、触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち下流側の触媒である。このため、排気の凝縮水が第2排気浄化装置60の下部に滞留する傾向がある。
ここでは、触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち下流側の触媒である。このため、排気の凝縮水が第2排気浄化装置60の下部に滞留する傾向がある。
この場合でも、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S2の上部に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S2の下部へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
一方、第1開口部62dは、第3酸素センサ64の先端部分64aよりも上流側において、触媒61を通過した排気を第2空間S2の上部へ導く。このため、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍に導かれる。これにより、触媒61を通過した排気中の酸素濃度は第3酸素センサ64の先端部分64aにより容易に検出される。
以上より、排気の凝縮水が第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減され、排気の状態は容易に検出される。
(第1実施形態の変形例)
(A)第1開口部62d及び第2開口部62eは、流路に垂直な断面が略円形である代わりにスリット状であっても良い。また、第1開口部62dは、第3酸素センサ64の先端部分64aより上流側であれば、第1部62aの上部に設けられていても良い。また、第2開口部62eは、第1部62aの下部に設けられていても良い。
(A)第1開口部62d及び第2開口部62eは、流路に垂直な断面が略円形である代わりにスリット状であっても良い。また、第1開口部62dは、第3酸素センサ64の先端部分64aより上流側であれば、第1部62aの上部に設けられていても良い。また、第2開口部62eは、第1部62aの下部に設けられていても良い。
(B)第1排気浄化装置40及び第2排気浄化装置60に配設されているのは、第1酸素センサ45、第2酸素センサ44、第3酸素センサ64などの酸素センサである代わりに、第1排気浄化装置40や第2排気浄化装置60が排気を十分に浄化できるようにするものであれば、排気の他の状態を検出するものであっても良い。
(C)内管62の第1部62aは、第1空間S1における流路方向と平行に下流側へ延びている代わりに、合流部分S3に近い部分の内径が合流部分S3から遠い部分の内径よりも小さくなるように傾斜していてもよい。この場合、第1空間S1のほぼ全部は、合流部分S3に近い部分の流路断面積が、合流部分S3から遠い部分の流路断面積よりも小さくなる。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S2の第1開口部62dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S3)の圧力がさらに低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へさらに容易に導かれる。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る内燃機関100の構成及び動作について、図7〜図11を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素は、同じ番号を付して説明を省略する。
本発明の第2実施形態に係る内燃機関100の構成及び動作について、図7〜図11を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素は、同じ番号を付して説明を省略する。
(内燃機関の概略構成)
内燃機関100は、第2排気浄化装置60の代わりに、第2排気浄化装置(排気浄化装置)160を備える点で、第1実施形態と異なる。第2排気浄化装置160は、内管62の代わりに内管162を備える。
内燃機関100は、第2排気浄化装置60の代わりに、第2排気浄化装置(排気浄化装置)160を備える点で、第1実施形態と異なる。第2排気浄化装置160は、内管62の代わりに内管162を備える。
他の点は第1実施形態と同様である。
(内燃機関の概略動作)
第1実施形態と同様である。
第1実施形態と同様である。
(第2排気浄化装置の詳細構成)
第2排気浄化装置160の斜視図を図7に示す。また、図7のVIII-VIII断面図を図8に示し、図8のIX-IX断面図を図9に示す。なお、図7では、外部から見えない部分が部分的に破線で示されている。
第2排気浄化装置160の斜視図を図7に示す。また、図7のVIII-VIII断面図を図8に示し、図8のIX-IX断面図を図9に示す。なお、図7では、外部から見えない部分が部分的に破線で示されている。
第2排気浄化装置160は、図7又は図8に示すように、主として、内管62の代わりに内管162を備える。
内管162は、触媒61を通過した排気が第1空間S101に導入されるように、形成されている。ここで、第1空間S101は、内管162の内側の空間である。具体的には、内管162は、主として、第1部162a及び第2部162bを有する。第1部162aは、略楕円筒状であり、第2部162bの下流端から、排気の流路方向と平行に下流側へ延びている。第1部162aの上方には、第3酸素センサ64が設けられている。すなわち、第1空間S101は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、水平方向に扁平な略楕円形となっている(図9参照)。このため、内管162と外管63との距離は、第2空間S102の上部(幅W105の部分)又は第2空間S102の下部(幅W106の部分)に比べて第2空間S102の側部(幅W103の部分又は幅W104の部分)において狭くなっている。これにより、第2開口部162eを介して第2空間S102の下部へ導かれた凝縮水は第2空間S102の側部を通過しにくくなっている。
そして、第1部162aの下流端において、第1空間S101は合流部分S103へ合流している。ここで、合流部分S103は、第1空間S101と後述の第2空間S102とが合流する部分である。
第2部162bは、外壁61bの下流端(触媒61の下流側の外端)から第1部162aへと連続している。この第2部162bは、触媒61の外壁61bの内径よりも第1部162aの内径が小さくなるように傾斜している。これにより、第1空間S101のうち第2部162bに囲まれた部分は、合流部分S103に近い部分(幅W101の部分)の流路断面積が、合流部分S103から遠い部分(幅W102の部分)の流路断面積よりも小さくなっている。
また、第2部162bには、第1開口部162dと第2開口部162eとがそれぞれ複数形成されている(図9参照)。第1開口部162dは、第3酸素センサ64よりも上流側において、第2部162bの上部に設けられている。これにより、第1開口部162dは、第1空間S101の排気を第2空間S102の上部へ導くことができるようになっている。ここで、第2空間S102は、内管162と外管63との間の空間である。一方、第2開口部162eは、第2部162bの下部に設けられている。これにより、第2開口部162eは、排気の凝縮水を第2空間S102の下部へ導くことができるようになっている。なお、第1開口部162d及び第2開口部162eは、流路に垂直な断面が略円形である。
他の点は第1実施形態と同様である。
(第2排気浄化装置の詳細動作)
図8の拡大断面図を図10に示し、図9の拡大断面図を図11に示す。
図8の拡大断面図を図10に示し、図9の拡大断面図を図11に示す。
触媒61を通過して浄化された排気は、図10に白抜き矢印で示すように、その大部分が第1空間S101から合流部分S103へと流れる。しかし、排気の一部は、第1開口部162dを介して、第1空間S101から第2空間S102の上部へと導かれる。
ここで、第1空間S101のうち第2部162bに囲まれた部分は、合流部分S103に近い部分(幅W101の部分)の流路断面積が、合流部分S103から遠い部分(幅W102の部分)の流路断面積よりも小さくなっている(図8参照)。このため、第2空間S102に対して合流部分S103に負圧が発生するようになる。すなわち、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S102の第1開口部162dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S103)の圧力は低くなっている。これにより、第2空間S102の上部へと導かれた排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ導かれてその先端部分64aへ接触する(図11参照)。このため、第3酸素センサ64の先端部分64aは、触媒61を通過した排気中の酸素濃度を容易に検出する。そして、その排気は、第2空間S102から合流部分S103へと流れる。なお、図10では、白抜き矢印は、その太さで流量の大きさを表している。
一方、排気の凝縮水は、触媒61の貫通孔を通過して、図10に砂模様の矢印で示すように、第1空間S101の下部を流れる。そして、第1空間S101の下部を流れる排気の凝縮水は、第2開口部162eを介して、第2空間S102の下部へと導かれる。そして、排気の凝縮水LQは、第2空間S102の下部に滞留する。ここで、排気の凝縮水LQは、内管162を隔てて第3酸素センサ64と反対側に滞留している(図11参照)。また、第2開口部162eを介して第2空間S102の下部へ導かれた凝縮水LQは第2空間S102の側部を通過しにくくなっている。これにより、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することは低減されている。
他の点は第1実施形態と同様である。
(内燃機関に関する特徴)
(1)
ここでは、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S102の上部に設けられている。また、第2開口部162eは、排気の凝縮水を第2空間S102の下部へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
(1)
ここでは、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S102の上部に設けられている。また、第2開口部162eは、排気の凝縮水を第2空間S102の下部へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
一方、第1開口部162dは、第3酸素センサ64の先端部分64aよりも上流側において、触媒61を通過した排気を第2空間S102の上部へ導く。このため、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍に導かれる。これにより、触媒61を通過した排気中の酸素濃度は第3酸素センサ64の先端部分64aにより容易に検出される。
以上より、排気の凝縮水が第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減され、排気中の酸素濃度は容易に検出される。
(2)
ここでは、第1開口部162dが内管162の上部に設けられているので、触媒61を通過した排気は、第1開口部162dにより第2空間S102の上部へ導かれる。
ここでは、第1開口部162dが内管162の上部に設けられているので、触媒61を通過した排気は、第1開口部162dにより第2空間S102の上部へ導かれる。
また、第2開口部162eが内管162の下部に設けられているので、排気の凝縮水は、第2開口部162eにより第2空間S102の下部へ導かれる。
(3)
ここでは、第1空間S101のうち第2部162bに囲まれる部分は、合流部分S103に近い部分(幅W101の部分)の流路断面積が、合流部分S103から遠い部分(幅W102の部分)の流路断面積よりも小さい。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S102の第1開口部162dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S103)の圧力が低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ容易に導かれる。
ここでは、第1空間S101のうち第2部162bに囲まれる部分は、合流部分S103に近い部分(幅W101の部分)の流路断面積が、合流部分S103から遠い部分(幅W102の部分)の流路断面積よりも小さい。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S102の第1開口部162dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S103)の圧力が低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ容易に導かれる。
(4)
ここでは、第1空間S101は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、水平方向に扁平な略楕円形となっている(図9参照)。このため、内管162と外管63との距離は、第2空間S102の上部(幅W105の部分)又は第2空間S102の下部(幅W106の部分)に比べて第2空間S102の側部(幅W103の部分又は幅W104の部分)において狭くなっている。これにより、第2開口部162eを介して第2空間S102の下部へ導かれた凝縮水LQは第2空間S102の側部を通過しにくくなっている。この結果、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することは低減されている。
ここでは、第1空間S101は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、水平方向に扁平な略楕円形となっている(図9参照)。このため、内管162と外管63との距離は、第2空間S102の上部(幅W105の部分)又は第2空間S102の下部(幅W106の部分)に比べて第2空間S102の側部(幅W103の部分又は幅W104の部分)において狭くなっている。これにより、第2開口部162eを介して第2空間S102の下部へ導かれた凝縮水LQは第2空間S102の側部を通過しにくくなっている。この結果、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することは低減されている。
(5)
ここでは、触媒61の下流側の外端(外壁61bの下流端)は、内管162の上流端に連続している。このため、触媒61の外壁61bと内管162とは一体成形されている。すなわち、触媒61の外壁61b及び内管162は低コストで成形されている。
ここでは、触媒61の下流側の外端(外壁61bの下流端)は、内管162の上流端に連続している。このため、触媒61の外壁61bと内管162とは一体成形されている。すなわち、触媒61の外壁61b及び内管162は低コストで成形されている。
(6)
ここでは、触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち下流側の触媒である。このため、排気の凝縮水が第2排気浄化装置160の下部に滞留する傾向がある。
ここでは、触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち下流側の触媒である。このため、排気の凝縮水が第2排気浄化装置160の下部に滞留する傾向がある。
この場合でも、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S102の上部に設けられている。また、第2開口部162eは、排気の凝縮水を第2空間S102の下部へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
一方、第1開口部162dは、第3酸素センサ64の先端部分64aよりも上流側において、触媒61を通過した排気を第2空間S102の上部へ導く。このため、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍に導かれる。これにより、触媒61を通過した排気中の酸素濃度は第3酸素センサ64の先端部分64aにより容易に検出される。
以上より、排気の凝縮水が第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減され、排気の状態は容易に検出される。
(第2実施形態の変形例)
第1空間S101は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、水平方向に扁平な略楕円形である代わりに、水平方向から45度以下の角度だけ傾いた方向に扁平な略楕円形であっても良い。この場合でも、内管162と外管63との距離は、第2空間S102の上部(幅W105の部分)又は第2空間S102の下部(幅W106の部分)に比べて第2空間S102の側部(幅W103の部分又は幅W104の部分)において狭くなる。これにより、第2開口部162eを介して第2空間S102の下部へ導かれた凝縮水LQは第2空間S102の側部を通過しにくくなる。この結果、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することは低減される。
第1空間S101は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、水平方向に扁平な略楕円形である代わりに、水平方向から45度以下の角度だけ傾いた方向に扁平な略楕円形であっても良い。この場合でも、内管162と外管63との距離は、第2空間S102の上部(幅W105の部分)又は第2空間S102の下部(幅W106の部分)に比べて第2空間S102の側部(幅W103の部分又は幅W104の部分)において狭くなる。これにより、第2開口部162eを介して第2空間S102の下部へ導かれた凝縮水LQは第2空間S102の側部を通過しにくくなる。この結果、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することは低減される。
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係る内燃機関200の構成及び動作について、図12〜図16を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素は、同じ番号を付して説明を省略する。
本発明の第3実施形態に係る内燃機関200の構成及び動作について、図12〜図16を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素は、同じ番号を付して説明を省略する。
(内燃機関の概略構成)
内燃機関200は、第2排気浄化装置60の代わりに、第2排気浄化装置(排気浄化装置)260を備える点で、第1実施形態と異なる。第2排気浄化装置260は、第1仕切板群(第1分割部)266をさらに備える。
内燃機関200は、第2排気浄化装置60の代わりに、第2排気浄化装置(排気浄化装置)260を備える点で、第1実施形態と異なる。第2排気浄化装置260は、第1仕切板群(第1分割部)266をさらに備える。
他の点は第1実施形態と同様である。
(内燃機関の概略動作)
第1実施形態と同様である。
第1実施形態と同様である。
(第2排気浄化装置の詳細構成)
第2排気浄化装置260の斜視図を図12に示す。また、図12のXIII-XIII断面図を図13に示し、図13のXIV- XIV断面図を図14に示す。なお、図12では、外部から見えない部分が部分的に破線で示されている。
第2排気浄化装置260の斜視図を図12に示す。また、図12のXIII-XIII断面図を図13に示し、図13のXIV- XIV断面図を図14に示す。なお、図12では、外部から見えない部分が部分的に破線で示されている。
第2排気浄化装置260は、図12〜図14に示すように、第1仕切板群266(266a,266b)をさらに備える。第1仕切板群266は、第11仕切板266aと第12仕切板266bとを有する。
第11仕切板266aは、触媒61の外壁61bの下流端が内管62の第2部62bの上流端へと連続している部分の上方における第2空間S202の側部から、第1空間S1における流路方向と平行に延びている。また、第11仕切板266aは、第1空間S1における流路方向と反対側に向かって内管62の左側において、内管62と外管63とをつなぐように延びている。
同様に、第12仕切板266bは、触媒61の外壁61bの下流端が内管62の第2部62bの上流端へと連続している部分の上方における第2空間S202の側部から、第1空間S1における流路方向と平行に延びている。また、第12仕切板266bは、第1空間S1における流路方向と反対側に向かって内管62の右側において、内管62と外管63とをつなぐように延びている。
ここで、第11仕切板266aと第12仕切板266bとは、ともに、第1開口部62dよりも低く第2開口部62eよりも高い位置に設けられている。また、第11仕切板266aと第12仕切板266bとは、内管62に対して反対側において第2空間S202の側部に位置しており、第2空間S202を上下に分割している。すなわち、第11仕切板266aと第12仕切板266bとは、第2空間S202を第21空間S202aと第22空間S202bとに分割している。これにより、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部(第22空間S202bの下部)へ導かれた凝縮水は第2空間S202の側部を通過しにくくなっている。
また、第1部62aの下流端において、第1空間S1は合流部分S203へ合流している。ここで、合流部分S203は、第1空間S1と第21空間S202aと第22空間S202bとが合流する部分である。
他の点は第1実施形態と同様である。
(第2排気浄化装置の詳細動作)
図13の拡大断面図を図15に示し、図14の拡大断面図を図16に示す。
図13の拡大断面図を図15に示し、図14の拡大断面図を図16に示す。
触媒61を通過して浄化された排気は、図15に白抜き矢印で示すように、その大部分が第1空間S1から合流部分S203へと流れる。しかし、排気の一部は、第1開口部62dを介して、第1空間S1から第2空間S202の上部(第21空間202aの上部)へと導かれる。
一方、排気の凝縮水は、貫通孔を通過して、図15に砂模様の矢印で示すように、第1空間S1の下部を流れる。そして、第1空間S1の下部を流れる排気の凝縮水は、第2開口部62eを介して、第2空間S202の下部(第22空間202bの下部)へと導かれる。そして、排気の凝縮水LQは、第2空間S202の下部に滞留する。ここで、排気の凝縮水LQは、内管62を隔てて第3酸素センサ64と反対側に滞留している(図16参照)。また、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部へ導かれた凝縮水LQは第2空間S202の側部を通過しにくくなっている。これらにより、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することは低減されている。
他の点は第1実施形態と同様である。
(内燃機関に関する特徴)
(1)
ここでは、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S202の上部(第21空間202aの上部)に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S202の下部(第22空間202bの下部)へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
(1)
ここでは、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S202の上部(第21空間202aの上部)に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S202の下部(第22空間202bの下部)へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
一方、第1開口部62dは、第3酸素センサ64の先端部分64aよりも上流側において、触媒61を通過した排気を第2空間S202の上部へ導く。このため、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍に導かれる。これにより、触媒61を通過した排気中の酸素濃度は第3酸素センサ64の先端部分64aにより容易に検出される。
以上より、排気の凝縮水が第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減され、排気中の酸素濃度は容易に検出される。
(2)
ここでは、第1開口部62dが内管62の上部に設けられているので、触媒61を通過した排気は、第1開口部62dにより第2空間S202の上部へ導かれる。
ここでは、第1開口部62dが内管62の上部に設けられているので、触媒61を通過した排気は、第1開口部62dにより第2空間S202の上部へ導かれる。
また、第2開口部62eが内管62の下部に設けられているので、排気の凝縮水は、第2開口部62eにより第2空間S202の下部へ導かれる。
(3)
ここでは、第1空間S1のうち第2部62bに囲まれる部分は、合流部分S203に近い部分(幅W1の部分)の流路断面積が、合流部分S203から遠い部分(幅W2の部分)の流路断面積よりも小さい。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S202の第1開口部62dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S203)の圧力が低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ容易に導かれる。
ここでは、第1空間S1のうち第2部62bに囲まれる部分は、合流部分S203に近い部分(幅W1の部分)の流路断面積が、合流部分S203から遠い部分(幅W2の部分)の流路断面積よりも小さい。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S202の第1開口部62dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S203)の圧力が低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ容易に導かれる。
(4)
ここでは、第1空間S1は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略円形となっている(図14参照)。このため、従来工法で内管62は形成される。
ここでは、第1空間S1は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略円形となっている(図14参照)。このため、従来工法で内管62は形成される。
(5)
ここでは、第1仕切板群266(266a,266b)は、第1開口部62dよりも低く第2開口部62eよりも高い位置において、第2空間S202を上下に分割する。すなわち、第1仕切板群266(266a,266b)は、第2空間S202を第21空間S202aと第22空間S202bとに分割する。このため、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部(第22空間S202bの下部)へ導かれた凝縮水が第2空間S202の側部を通過しにくくなっているので、第2空間S202の上部(第21空間S202aの上部)に設けられた第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
ここでは、第1仕切板群266(266a,266b)は、第1開口部62dよりも低く第2開口部62eよりも高い位置において、第2空間S202を上下に分割する。すなわち、第1仕切板群266(266a,266b)は、第2空間S202を第21空間S202aと第22空間S202bとに分割する。このため、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部(第22空間S202bの下部)へ導かれた凝縮水が第2空間S202の側部を通過しにくくなっているので、第2空間S202の上部(第21空間S202aの上部)に設けられた第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
(6)
ここでは、触媒61の下流側の外端(外壁61bの下流端)は、内管62の上流端に連続している。このため、触媒61の外壁61bと内管62とは一体成形されている。すなわち、触媒61の外壁61b及び内管62は低コストで成形されている。
ここでは、触媒61の下流側の外端(外壁61bの下流端)は、内管62の上流端に連続している。このため、触媒61の外壁61bと内管62とは一体成形されている。すなわち、触媒61の外壁61b及び内管62は低コストで成形されている。
(7)
ここでは、触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち下流側の触媒である。このため、排気の凝縮水が第2排気浄化装置260の下部に滞留する傾向がある。
ここでは、触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち下流側の触媒である。このため、排気の凝縮水が第2排気浄化装置260の下部に滞留する傾向がある。
この場合でも、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S202の上部(第21空間202aの上部)に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S202の下部(第22空間202bの下部)へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
一方、第1開口部62dは、第3酸素センサ64の先端部分64aよりも上流側において、触媒61を通過した排気を第2空間S202の上部へ導く。このため、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍に導かれる。これにより、触媒61を通過した排気中の酸素濃度は第3酸素センサ64の先端部分64aにより容易に検出される。
以上より、排気の凝縮水が第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減され、排気の状態は容易に検出される。
(第3実施形態の変形例)
第1仕切板群266の第11仕切板266a及び第12仕切板266bとの少なくとも一方は、第3酸素センサ64の下方における第2空間S202の側部のみに設けられていても良い。あるいは、第11仕切板266a及び第12仕切板266bとの少なくとも一方は、第3酸素センサ64の上流側における第2空間S202の側部から、第3酸素センサ64の下方における第2空間S202の側部へ延びるように設けられていても良い。これらの場合でも、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部(第22空間S202bの下部)へ導かれた凝縮水が第2空間S202の側部を通過しにくくなっているので、第2空間S202の上部(第21空間S202aの上部)に設けられた第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
第1仕切板群266の第11仕切板266a及び第12仕切板266bとの少なくとも一方は、第3酸素センサ64の下方における第2空間S202の側部のみに設けられていても良い。あるいは、第11仕切板266a及び第12仕切板266bとの少なくとも一方は、第3酸素センサ64の上流側における第2空間S202の側部から、第3酸素センサ64の下方における第2空間S202の側部へ延びるように設けられていても良い。これらの場合でも、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部(第22空間S202bの下部)へ導かれた凝縮水が第2空間S202の側部を通過しにくくなっているので、第2空間S202の上部(第21空間S202aの上部)に設けられた第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
<第4実施形態>
本発明の第4実施形態に係る内燃機関300の構成及び動作について、図17〜図21を参照しながら説明する。なお、第3実施形態と同様の構成要素は、同じ番号を付して説明を省略する。
本発明の第4実施形態に係る内燃機関300の構成及び動作について、図17〜図21を参照しながら説明する。なお、第3実施形態と同様の構成要素は、同じ番号を付して説明を省略する。
(内燃機関の概略構成)
内燃機関300は、第2排気浄化装置260の代わりに、第2排気浄化装置(排気浄化装置)360を備える点で、第3実施形態と異なる。第2排気浄化装置360は、第2仕切板(第2分割部)367をさらに備える。
内燃機関300は、第2排気浄化装置260の代わりに、第2排気浄化装置(排気浄化装置)360を備える点で、第3実施形態と異なる。第2排気浄化装置360は、第2仕切板(第2分割部)367をさらに備える。
他の点は第3実施形態と同様である。
(内燃機関の概略動作)
第3実施形態と同様である。
第3実施形態と同様である。
(第2排気浄化装置の詳細構成)
第2排気浄化装置360の斜視図を図17に示す。また、図17のXVIII-XVIII断面図を図18に示し、図18のXIX- XIX断面図を図19に示す。なお、図17では、外部から見えない部分が部分的に破線で示されている。
第2排気浄化装置360の斜視図を図17に示す。また、図17のXVIII-XVIII断面図を図18に示し、図18のXIX- XIX断面図を図19に示す。なお、図17では、外部から見えない部分が部分的に破線で示されている。
第2排気浄化装置360は、図17〜図19に示すように、第2仕切板367をさらに備える。
第2仕切板367は、触媒61の触媒本体61aの下流端の近傍から、第1空間S301における流路方向と平行に延びている。また、第2仕切板367は、第1空間S301における流路方向と反対側に向かって、内管62を左右につなぐように延びている。
ここで、第2仕切板367は、第1開口部62dよりも低く第2開口部62eよりも高い位置に設けられている。また、第2仕切板367は、第1空間S301を上下に分割している。すなわち、第2仕切板367は、第1空間S301を第11空間S301aと第12空間S301bとに分割している。これにより、第12空間S301bの下部を通過する凝縮水は第11空間S301aを通過しにくくなっている。
また、第1部62aの下流端において、第1空間S1は合流部分S303へ合流している。ここで、合流部分S303は、第11空間S301aと第12空間S301bと第21空間S202aと第22空間S202bとが合流する部分である。
他の点は第3実施形態と同様である。
(第2排気浄化装置の詳細動作)
図18の拡大断面図を図20に示し、図19の拡大断面図を図21に示す。
図18の拡大断面図を図20に示し、図19の拡大断面図を図21に示す。
触媒61を通過して浄化された排気は、図20に白抜き矢印で示すように、その大部分が、第11空間S301aから合流部分S303へと流れるか、第12空間S301bから合流部分S303へと流れる。しかし、排気の一部は、第1開口部62dを介して、第11空間S301aから第2空間S202の上部(第21空間202aの上部)へと導かれる。
一方、排気の凝縮水は、貫通孔を通過して、図20に砂模様の矢印で示すように、第12空間S301bの下部を流れる。そして、第12空間S301bの下部を流れる排気の凝縮水は、第2開口部62eを介して、第2空間S202の下部(第22空間202bの下部)へと導かれる。そして、排気の凝縮水LQは、第2空間S202の下部に滞留する。ここで、排気の凝縮水LQは、内管62を隔てて第3酸素センサ64と反対側に滞留している(図21参照)。また、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部(第22空間S202bの下部)へ導かれた凝縮水LQは第2空間S202の側部を通過しにくくなっている。さらに、第12空間S301bの下部を通過する凝縮水は第11空間S301aを通過しにくくなっている。これらにより、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64へ被水することは低減されている。
他の点は第3実施形態と同様である。
(内燃機関に関する特徴)
(1)
ここでは、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S202の上部(第21空間202aの上部)に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S202の下部(第22空間202bの下部)へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
(1)
ここでは、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S202の上部(第21空間202aの上部)に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S202の下部(第22空間202bの下部)へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
一方、第1開口部62dは、第3酸素センサ64の先端部分64aよりも上流側において、触媒61を通過した排気を第2空間S202の上部へ導く。このため、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍に導かれる。これにより、触媒61を通過した排気中の酸素濃度は第3酸素センサ64の先端部分64aにより容易に検出される。
以上より、排気の凝縮水が第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減され、排気中の酸素濃度は容易に検出される。
(2)
ここでは、第1開口部62dが内管62の上部に設けられているので、触媒61を通過した排気は、第1開口部62dにより第2空間S202の上部へ導かれる。
ここでは、第1開口部62dが内管62の上部に設けられているので、触媒61を通過した排気は、第1開口部62dにより第2空間S202の上部へ導かれる。
また、第2開口部62eが内管62の下部に設けられているので、排気の凝縮水は、第2開口部62eにより第2空間S202の下部へ導かれる。
(3)
ここでは、第1空間S301のうち第2部62bに囲まれる部分は、合流部分S303に近い部分(幅W1の部分)の流路断面積が、合流部分S303から遠い部分(幅W2の部分)の流路断面積よりも小さい。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S202の第1開口部62dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S303)の圧力が低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ容易に導かれる。
ここでは、第1空間S301のうち第2部62bに囲まれる部分は、合流部分S303に近い部分(幅W1の部分)の流路断面積が、合流部分S303から遠い部分(幅W2の部分)の流路断面積よりも小さい。このため、第3酸素センサ64の上流側(第2空間S202の第1開口部62dの近傍)の圧力よりも下流側(合流部分S303)の圧力が低くなるので、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍へ容易に導かれる。
(4)
ここでは、第1空間S301は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略円形となっている(図19参照)。このため、従来工法で内管62は形成される。
ここでは、第1空間S301は、第3酸素センサ64を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略円形となっている(図19参照)。このため、従来工法で内管62は形成される。
(5)
ここでは、第1仕切板群266(266a,266b)は、第1開口部62dよりも低く第2開口部62eよりも高い位置において、第2空間S202を上下に分割する。すなわち、第1仕切板群266(266a,266b)は、第2空間S202を第21空間S202aと第22空間S202bとに分割する。このため、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部(第22空間S202bの下部)へ導かれた凝縮水が第2空間S202の側部を通過しにくくなっているので、第2空間S202の上部(第21空間S202aの上部)に設けられた第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
ここでは、第1仕切板群266(266a,266b)は、第1開口部62dよりも低く第2開口部62eよりも高い位置において、第2空間S202を上下に分割する。すなわち、第1仕切板群266(266a,266b)は、第2空間S202を第21空間S202aと第22空間S202bとに分割する。このため、第2開口部62eを介して第2空間S202の下部(第22空間S202bの下部)へ導かれた凝縮水が第2空間S202の側部を通過しにくくなっているので、第2空間S202の上部(第21空間S202aの上部)に設けられた第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
(6)
ここでは、第2仕切板367は、第1開口部62dよりも低く第2開口部62eよりも高い位置において、第1空間S301を上下に分割する。すなわち、第2仕切板367は、第1空間S301を第11空間S301aと第12空間S301bとに分割する。このため、第12空間S301bの下部を通過する凝縮水が第11空間S301aを通過しにくくなっているので、排気の凝縮水が第1開口部62dを介して第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
ここでは、第2仕切板367は、第1開口部62dよりも低く第2開口部62eよりも高い位置において、第1空間S301を上下に分割する。すなわち、第2仕切板367は、第1空間S301を第11空間S301aと第12空間S301bとに分割する。このため、第12空間S301bの下部を通過する凝縮水が第11空間S301aを通過しにくくなっているので、排気の凝縮水が第1開口部62dを介して第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
(7)
ここでは、触媒61の下流側の外端(外壁61bの下流端)は、内管62の上流端に連続している。このため、触媒61の外壁61bと内管62とは一体成形されている。すなわち、触媒61の外壁61b及び内管62は低コストで成形されている。
ここでは、触媒61の下流側の外端(外壁61bの下流端)は、内管62の上流端に連続している。このため、触媒61の外壁61bと内管62とは一体成形されている。すなわち、触媒61の外壁61b及び内管62は低コストで成形されている。
(8)
ここでは、触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち下流側の触媒である。このため、排気の凝縮水が第2排気浄化装置360の下部に滞留する傾向がある。
ここでは、触媒61は、排気通路90に設けられる複数の触媒41,61のうち下流側の触媒である。このため、排気の凝縮水が第2排気浄化装置360の下部に滞留する傾向がある。
この場合でも、第3酸素センサ64の先端部分64aは、第2空間S202の上部(第21空間202aの上部)に設けられている。また、第2開口部62eは、排気の凝縮水を第2空間S202の下部(第22空間202bの下部)へ導く。このため、排気の凝縮水LQが第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
一方、第1開口部62dは、第3酸素センサ64の先端部分64aよりも上流側において、触媒61を通過した排気を第2空間S202の上部へ導く。このため、触媒61を通過した排気は、第3酸素センサ64の先端部分64aの近傍に導かれる。これにより、触媒61を通過した排気中の酸素濃度は第3酸素センサ64の先端部分64aにより容易に検出される。
以上より、排気の凝縮水が第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減され、排気の状態は容易に検出される。
(第4実施形態の変形例)
第2仕切板367は、第3酸素センサ64の下方における第1空間S301のみに設けられていても良い。あるいは、第2仕切板367は、第3酸素センサ64の上流側における第1空間S301から、第1空間S301における流路方向へ平行に延びるように設けられていても良い。これらの場合でも、第12空間S301bの下部を通過する凝縮水が第11空間S301aを通過しにくくなっているので、排気の凝縮水が第1開口部62dを介して第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
第2仕切板367は、第3酸素センサ64の下方における第1空間S301のみに設けられていても良い。あるいは、第2仕切板367は、第3酸素センサ64の上流側における第1空間S301から、第1空間S301における流路方向へ平行に延びるように設けられていても良い。これらの場合でも、第12空間S301bの下部を通過する凝縮水が第11空間S301aを通過しにくくなっているので、排気の凝縮水が第1開口部62dを介して第3酸素センサ64の先端部分64aへ被水することは低減される。
本発明に係る排気浄化装置は、排気の凝縮水が検出部へ被水することを低減でき、排気の状態を容易に検出することができるという効果を有し、排気浄化装置等として有用である。
1,100,200,300 内燃機関
61 触媒(浄化部)
63 外管
62,162 内管
62d,162d 第1開口部
62e,162e 第2開口部
64 第3酸素センサ
64a 先端部分(検出部)
266 第1仕切板群(第1分割部)
367 第2仕切板(第2分割部)
61 触媒(浄化部)
63 外管
62,162 内管
62d,162d 第1開口部
62e,162e 第2開口部
64 第3酸素センサ
64a 先端部分(検出部)
266 第1仕切板群(第1分割部)
367 第2仕切板(第2分割部)
Claims (10)
- 内燃機関の排気を浄化する浄化部と、
前記浄化部を通過した排気が、内側の空間である第1空間に導入される内管と、
前記内管の外側に形成されている外管と、
前記内管と前記外管との間の空間である第2空間の上部に設けられ、前記浄化部を通過した排気の状態を検出する検出部と、
を備え、
前記内管には、
前記検出部よりも上流側において、前記第1空間の排気を前記第2空間の上部へ導く第1開口部と、
排気の凝縮水を前記第2空間の下部へ導く第2開口部と、
が形成されている、
排気浄化装置。 - 前記第1開口部は、前記内管の上部に設けられており、
前記第2開口部は、前記内管の下部に設けられている、
請求項1に記載の排気浄化装置。 - 前記内管は、
前記検出部よりも下流側において、前記第1空間と前記第2空間とが合流する部分である合流部分へ前記第1空間の排気を導き、
前記第1空間の少なくとも一部は、前記合流部分に近い部分の流路断面積が前記合流部分から遠い部分の流路断面積よりも小さい、
請求項3に記載の排気浄化装置。 - 前記第1空間は、前記検出部を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略円形である、
請求項3に記載の排気浄化装置。 - 前記第1空間は、前記検出部を通り流路に垂直な平面で切った断面の形状が、略楕円形である、
請求項3に記載の排気浄化装置。 - 前記内管と前記外管との距離は、前記第2空間の上部又は前記第2空間の下部に比べて前記第2空間の側部において小さくなっている、
請求項5に記載の排気浄化装置。 - 前記第1開口部よりも低く前記第2開口部よりも高い位置において、前記第2空間を上下に分割する第1分割部をさらに備えた、
請求項1から4のいずれか1項に記載の排気浄化装置。 - 前記第1開口部よりも低く前記第2開口部よりも高い位置において、前記第1空間を上下に分割する第2分割部をさらに備えた、
請求項7に記載の排気浄化装置。 - 前記浄化部の下流側の外端は、前記内管の上流端に連続している、
請求項1から8のいずれか1項に記載の排気浄化装置。 - 前記浄化部は、内燃機関の排気通路に設けられる複数の浄化部のうち下流側の浄化部である、
請求項1から9のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
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JP2005150702A JP2006328995A (ja) | 2005-05-24 | 2005-05-24 | 排気浄化装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008267192A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気通路構造 |
JP2014005763A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の吸気系構造 |
JP2015014264A (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | スズキ株式会社 | エンジンの排気装置 |
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-
2005
- 2005-05-24 JP JP2005150702A patent/JP2006328995A/ja active Pending
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