JP5051396B2 - Exhaust passage structure - Google Patents
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Description
本発明は、排気通路構造に係り、詳しくはエンジンの排気通路に設けられた排気後処理装置に流入する排気を整流する技術に関する。 The present invention relates to an exhaust passage structure, and more particularly to a technique for rectifying exhaust gas flowing into an exhaust aftertreatment device provided in an exhaust passage of an engine.
車両に搭載されるエンジンの排気管には、排気後処理装置として三元触媒やNOx吸蔵触媒等の排気浄化触媒が備えられている。排気浄化触媒は、通常、排気処理量を向上させるために、排気管より大径に形成され、排気流入面が大きく確保されている。管路内を通過する気体は、中央部での流速が大きく、外周部での流速が低下するので、上記のような排気浄化触媒では、排気流入面のうち中央部に偏って排気が流入し易く、外周部には排気が流入し難くなる。そこで、排気浄化触媒の有効活用を図るため、例えば排気浄化触媒の排気流入面の直前に排気を拡散するミキサーを設けたものが知られている(特許文献1)。 An exhaust pipe of an engine mounted on a vehicle is provided with an exhaust purification catalyst such as a three-way catalyst or a NOx storage catalyst as an exhaust aftertreatment device. The exhaust purification catalyst is usually formed with a larger diameter than the exhaust pipe in order to improve the exhaust processing amount, and a large exhaust inflow surface is secured. Since the gas passing through the pipeline has a large flow velocity at the central portion and a low flow velocity at the outer peripheral portion, in the exhaust purification catalyst as described above, the exhaust flows in the central portion of the exhaust inflow surface. It is easy to make it difficult for the exhaust gas to flow into the outer peripheral portion. Therefore, in order to effectively use the exhaust purification catalyst, for example, a mixer provided with a mixer that diffuses exhaust just before the exhaust inflow surface of the exhaust purification catalyst is known (Patent Document 1).
しかしながら、上記のように排気浄化触媒の直前にミキサーを設けようとすると、排気浄化触媒とともにミキサーを内包する触媒コンバータが大きくなってしまうので、触媒コンバータの搭載可能な場所が限られてしまう。例えば、エンジンに近接して触媒コンバータを配置しようとすると、搭載スペースが限られることから、ミキサーを搭載する分排気浄化触媒を小型化しなければならず、触媒容量の確保が困難となってしまう。また、ミキサーを搭載すると、部品点数が増加してコスト増加を招くとともに、レイアウトが複雑化してしまう。更には、ミキサーの作動制御が必要となり制御の煩雑化も招いてしまう。 However, if an attempt is made to provide a mixer immediately before the exhaust purification catalyst as described above, the catalytic converter that encloses the mixer together with the exhaust purification catalyst becomes large, so the place where the catalytic converter can be mounted is limited. For example, if the catalytic converter is arranged close to the engine, the mounting space is limited. Therefore, it is necessary to reduce the size of the exhaust purification catalyst on which the mixer is mounted, and it becomes difficult to secure the catalyst capacity. If a mixer is mounted, the number of parts increases, resulting in an increase in cost and a complicated layout. Furthermore, it is necessary to control the operation of the mixer, resulting in complicated control.
特に、触媒コンバータの直前で排気通路が屈曲している場合には、屈曲部での排気通路のうち内側位置及び外側位置とで排気の通過し易さが異なるので、排気浄化触媒の排気流入面のうち屈曲方向外側の部分に多く排気が流入する一方、屈曲方向内側の部分には排気の流入量が減少する。したがって、排気浄化触媒への排気の流入が偏り、排気浄化触媒の利用効率が低下してしまうといった問題点がある。 In particular, when the exhaust passage is bent just before the catalytic converter, the ease of passage of exhaust gas differs between the inner position and the outer position of the exhaust passage at the bent portion. Among them, a large amount of exhaust gas flows into the outer part in the bending direction, while the inflow amount of exhaust gas decreases in the inner part in the bending direction. Therefore, there is a problem in that the inflow of exhaust gas to the exhaust purification catalyst is biased and the utilization efficiency of the exhaust purification catalyst is lowered.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単かつコンパクトな構成で、屈曲部の下流に設けられた排気後処理装置への排気の流入を均一にして、排気後処理装置の利用効率を向上させる排気通路構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems. The object of the present invention is to reduce the inflow of exhaust gas to an exhaust aftertreatment device provided downstream of the bent portion with a simple and compact configuration. An object of the present invention is to provide an exhaust passage structure that is uniform and improves the utilization efficiency of the exhaust aftertreatment device.
上記した目的を達成するために、請求項1の発明は、エンジンの排気通路の屈曲部と該屈曲部の下流側に設けられた排気後処理装置との間に排気の流れに対向して備えられ、排気後処理装置へ流入する排気が通過する対向部材を有する排気通路構造において、対向部材は複数の通気孔の開いた板部材によって形成され、屈曲部の屈曲方向中央に位置する通気孔の孔径は、屈曲方向内側及び屈曲方向外側に位置する通気孔の孔径より小さく、かつ屈曲方向内側に位置する通気孔の孔径は、屈曲方向外側に位置する通気孔の孔径より大きく形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is provided between the bent portion of the exhaust passage of the engine and the exhaust aftertreatment device provided downstream of the bent portion so as to oppose the exhaust flow. In the exhaust passage structure having an opposing member through which the exhaust gas flowing into the exhaust aftertreatment device passes, the opposing member is formed by a plate member having a plurality of ventilation holes, and the ventilation hole located at the center of the bending portion in the bending direction is formed. The hole diameter is smaller than the hole diameter of the vent hole located on the inner side in the bending direction and the outer side in the bending direction, and the hole diameter of the vent hole located on the inner side in the bending direction is larger than the hole diameter of the vent hole located on the outer side in the bending direction. It is characterized by.
また、請求項2の発明は、請求項1において、少なくとも通気孔の一部は、下流側が屈曲方向内側に向かい傾斜して形成されることを特徴とする。
The invention of
請求項1の排気通路構造によれば、対向部材の排気抵抗により、屈曲方向内側位置では排気が最も通過し易く、次に屈曲方向外側位置、そして排気通路の中央部では排気が最も通過し難くなる。通常、排気通路の中央部では排気が流通し易く、外周部では排気が流通し難くなる。また、屈曲部では、屈曲方向内側位置より屈曲方向外側位置の方が排気が流通し易くなる。したがって、この対向部材に排気抵抗の大小をつけることにより容易に、排気後処理装置への偏った排気の流入を抑制でき、排気後処理装置の利用効率を向上させることができる。 According to the exhaust passage structure of claim 1, due to the exhaust resistance of the opposing member, the exhaust gas is most likely to pass at the inner position in the bending direction, and then the exhaust gas is most difficult to pass at the outer position in the bending direction and at the central portion of the exhaust passage. Become. Usually, the exhaust gas easily flows in the central portion of the exhaust passage, and the exhaust gas hardly flows in the outer peripheral portion. Further, in the bent portion, the exhaust gas is more likely to circulate at the position outside the bending direction than at the position inside the bending direction. Therefore, it is possible to easily suppress the uneven flow of exhaust gas into the exhaust aftertreatment device by providing the opposing member with the magnitude of the exhaust resistance, thereby improving the utilization efficiency of the exhaust aftertreatment device .
請求項2の排気通路構造によれば、通気孔の傾きを変えるだけで排気後処理装置への偏った排気の流入を抑制でき、排気後処理装置の利用効率を向上させることができる。 According to the exhaust passage structure of the second aspect , it is possible to suppress uneven inflow of exhaust gas into the exhaust aftertreatment device only by changing the inclination of the vent hole, and it is possible to improve the utilization efficiency of the exhaust aftertreatment device.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係る整流板(対向部材)を備えたエンジンの排気通路の構成図である。
エンジン1の排気通路である排気管2には、排気を処理する排気後処理装置として、三元触媒、NOx吸蔵触媒、酸化触媒等の排気浄化触媒3が介装されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an exhaust passage of an engine provided with a current plate (opposing member) according to the present invention.
An
本実施形態では、ターボチャージャ4の下流に排気管2の屈曲部5が設けられている。排気浄化触媒3は、屈曲部5の直後に配置されている。また、排気浄化触媒3は、筒状の触媒コンバータ6に内包され、略円筒状に形成されるとともに、排気処理量を確保するために、排気管2より大径に形成されている。触媒コンバータ6の排気浄化触媒3の上流側の部位6aは、内径が屈曲部5から排気浄化触媒3に向かって拡径したテーパコーン状に形成されている。
In the present embodiment, the bent portion 5 of the
屈曲部5と排気浄化触媒3との間には、排気の流れを整流する整流板7が設けられている。整流板7は、複数の通気孔8が設けられた薄板部材であって、排気通路を仕切るように配置されている。したがって、屈曲部5を通過した排気は、次に整流板7の通気孔8を通過して、排気浄化触媒3の上流側端面である排気流入面3aに流入する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る整流板7の構造を示す正面図である。
A rectifying
FIG. 2 is a front view showing the structure of the
図2に示すように、通気孔8は、整流板7の全面に亘って設けられている。特に、本実
施形態では、通気孔8はその位置によって孔径が異なる構造となっている。詳しくは、通気孔8は、屈曲部5の屈曲方向において、整流板7の中央位置Bと、中央位置Bより内側の内側位置Aと、中央位置Bより外側の外側位置Cとで、通気孔8の孔径が異なるように形成されている。この3つの位置A〜Cのうち、内側位置Aの通気孔8aの孔径が最も大きく、次に外側位置Cの通気孔8c、そして中央位置Bの通気孔8bの孔径が最も小さく形成されている。したがって、整流板7の内側位置Aでは排気が通過し易く、次に外側位置C、そして中央位置Bでは最も排気が通過し難くなっている。
As shown in FIG. 2, the vent hole 8 is provided over the entire surface of the rectifying
ところで、屈曲部5では、その内部の通過位置によって排気の通過し易さが大きく異なっている。具体的には、排気は屈曲方向内側位置より屈曲方向外側位置の方が流れ易い。したがって、例えば整流板7がない場合には、屈曲部5の直後に設けられた排気浄化触媒3に対して、屈曲方向外側位置には排気が流入し易い一方、内側位置には排気が流入し難くなる。また、一般的に、屈曲部5内の中央部と外周部とでは、外周部の方が排気が通過し易くなる。しかしながら、本実施形態では、上記のように屈曲部5の下流に通気孔8の孔径が位置によって異なる整流板7を備えたことで、屈曲部5における排気の流通性の偏りが整流板7における排気の流通性の偏りにより分散され、相殺されることとなる。したがって、排気浄化触媒3の排気流入面3aに排気が均一に流入し、排気浄化触媒3を効率的に活用させることができる。
By the way, in the bending part 5, the easiness of passage of exhaust_gas | exhaustion greatly changes with the passage positions in the inside. Specifically, the exhaust gas flows more easily at the outer position in the bending direction than at the inner position in the bending direction. Therefore, for example, when the rectifying
このように排気浄化触媒3を効率的に活用できることから、排気浄化効率を向上させることができる。よって、排気浄化触媒3の触媒容量を抑えることができ、コストの低減を図ることができる。
また、整流板7を設けることで、排気浄化触媒3への排気の流入を均一にすることができるので、従来技術のようにミキサーを設ける必要がなく、触媒コンバータ6のコンパクト化を図ることができる。したがって、触媒コンバータ6の搭載位置の自由度が増加し、レイアウト設計を容易にすることができる。例えば、エンジン1に近接した位置に触媒コンバータ6の搭載が容易となり、エンジンシステム全体のコンパクト化を図ることができる。
Since the
Further, since the flow of the exhaust gas to the
図3は、整流板7の通気孔8の形状を示す断面図である。
更に、図3に示すように、整流板7において、屈曲方向内側の通気孔8の延びる方向を屈曲方向内側に傾斜させるとよい。このようにすれば、整流板7で分散した排気が更に屈曲方向内側に指向することになり、一番排気が到達しにくい排気浄化触媒3の排気流入面3aの屈曲方向内側まで排気が均一に流入し、更に排気浄化触媒3の利用効率を向上させることができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shape of the vent hole 8 of the rectifying
Furthermore, as shown in FIG. 3, in the
なお、通気孔8の傾斜を屈曲方向内側だけでなく全体的に設ければ、整流板7に排気抵抗の差を設けなくとも排気の分散を行うこともできる。
なお、以上の実施形態では、排気浄化触媒3に対して本発明を適用し、排気浄化触媒3への排気の流入を均一にしているが、本発明はこれに限られたものではなく、例えばディーゼルエンジンに採用されるディーゼルパティキュレートフィルタのような排気後処理装置に対しても適用することができる。
If the inclination of the vent hole 8 is provided not only on the inner side in the bending direction but also on the whole, it is possible to disperse the exhaust without providing a difference in the exhaust resistance in the rectifying
In the above embodiment, the present invention is applied to the
1 エンジン
2 排気管
3 排気浄化触媒
5 屈曲部
7 整流板
8 通気孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記対向部材は複数の通気孔の開いた板部材によって形成され、
前記屈曲部の屈曲方向中央に位置する前記通気孔の孔径は、屈曲方向内側及び屈曲方向外側に位置する前記通気孔の孔径より小さく、かつ前記屈曲方向内側に位置する前記通気孔の孔径は、前記屈曲方向外側に位置する前記通気孔の孔径より大きく形成されていることを特徴とする排気通路構造。 An opposing member provided opposite to the exhaust flow between the bent portion of the exhaust passage of the engine and the exhaust aftertreatment device provided on the downstream side of the bent portion, through which the exhaust flowing into the exhaust aftertreatment device passes In the exhaust passage structure having
The opposing member is formed by a plate member having a plurality of vent holes,
The hole diameter of the vent hole located in the center of the bent portion in the bending direction is smaller than the hole diameter of the vent hole located in the bending direction inner side and the bending direction outer side, and the hole diameter of the vent hole located in the bending direction inner side is: An exhaust passage structure, wherein the exhaust passage structure is formed larger than a diameter of the vent hole located on the outer side in the bending direction .
The exhaust passage structure according to claim 1 , wherein at least a part of the vent hole is formed such that a downstream side is inclined toward the inside in the bending direction.
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