JP6369523B2 - エンジンの排気装置 - Google Patents
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Description
<エンジンの構造>
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るエンジンの排気装置を示す概略図であって、エンジン本体1と、当該エンジン本体1の排気装置20の概略構成を示している。先ずはエンジン本体1について説明する。ここに示されるエンジン本体1は、自動車等の車両の走行駆動用の動力源として、前記車両に搭載される往復ピストン型の多気筒ガソリンエンジンである。エンジン本体1に供給される燃料は、本実施形態では、ガソリンを主成分とするものである。
排気装置20は、エンジン本体1の気筒2から排出される燃焼ガス(排気)を外部に放出する装置であり、排気流の上流側から順に配置された、排気マニホールド21、触媒装置22及びサイレンサ23と、これらを繋ぐ共用排気管30とを備えている。本実施形態において、各気筒2の排気ポート10、排気マニホールド21及び共用排気管30は、各気筒2から排出される排気が通過する排気通路である。共用排気管30は、排気マニホールド21と触媒装置22との間を繋ぐ上流排気管31と、触媒装置22とサイレンサ23との間を繋ぐ下流排気管32とを含む。なお、排気マニホールド21と触媒装置22との間にターボ過給機が組み込まれていても良い。
上述の通り、触媒装置22が備える触媒をエンジン本体1の始動時に早期活性化させる、並びに運転中に触媒の活性化温度を維持するために、エンジン本体1から排出される排気が保有する熱を可及的に逃がすことなく、触媒装置22へ排気を導くことが望ましい。とりわけ、エンジン本体1にHCCI燃焼方式が採用されている場合は、排気温度が本来的に低くなるので、排気熱を逃がさないようにするという要請は自ずと高くなる。
微細溝40を備えた溝付き内壁面の利点について説明する。図3は、排気流50の態様を示す模式図である。排気流50は、主流51と、この主流51に伴う副流である渦流52とを含む。主流51は、排気方向、つまり上流排気管31の延伸方向下流側に向かうガス流である。渦流52は、主流51の進行軸の軸回りに旋回する渦である。
図5は、本発明の第2実施形態に係るエンジンの排気装置20Aを示す概略断面図であって、エンジン本体1と、当該エンジン本体1の排気装置20Aの概略構成を示している。エンジン本体1の構造については、第1実施形態において説明した通りであるので、ここでは説明を省く。排気装置20Aは、第1実施形態で示した排気マニホールド21、触媒装置22及びサイレンサ23に加え、排熱回収装置24を備え、これらを繋ぐ共用排気管30Aを備えている。排熱回収装置24は、排気流通方向において、触媒装置22よりも下流側(サイレンサ23の上流)の排気通路に組み込まれている。
図8は、本発明の第3実施形態に係るエンジンの排気装置20Bを示す概略断面図であって、エンジン本体1と、当該エンジン本体1の排気装置20Bの概略構成を示している。エンジン本体1の構造は、第1実施形態と同じである。排気装置20Bは、触媒レスの排気系統であり、第1実施形態で示した排気マニホールド21及びサイレンサ23と、第2実施形態で示した排熱回収装置24とを備え、これらを繋ぐ共用排気管30Bを備えている。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下記のような変形実施形態を取ることができる。
2 気筒
3 シリンダブロック
4A 吸気側開口部
4B 排気側開口部(気筒の出口)
5 ピストン
6 燃焼室
10 排気ポート(排気通路の一部)
20、20A、20B 排気装置
21 排気マニホールド(排気通路の一部)
22 触媒装置
23 サイレンサ
24 排熱回収装置
30、30A、30B 共用排気管(排気通路の一部)
31 上流排気管(第1排気通路)
31A 内壁面(排気通路内壁面)
32 下流排気管
33 第1下流排気管(第2排気通路)
33A 内壁面(排気通路内壁面)
34 第2下流排気管
40 微細溝
41 第1微細溝
42 第2微細溝
50 排気流
51 主流
52 渦流(縦渦)
S 溝幅
S1、S2 第1、第2の溝幅
h 溝高さ
Claims (5)
- 燃料と空気との混合気が燃焼する気筒を備えたエンジンの排気装置であって、
前記気筒から排出される排気が通過する排気通路を備え、
前記排気通路の少なくとも一部の区間において、当該排気通路を区画する排気通路内壁面が、前記排気の流動方向に延びる100μm〜700μmの溝幅を有する複数の微細溝が密に配列された溝付き内壁面とされている、エンジンの排気装置。 - 請求項1に記載のエンジンの排気装置において、
前記排気通路に組み込まれ、前記排気を浄化する触媒装置をさらに備え、
前記排気通路のうち、前記気筒の出口から前記触媒装置までを繋ぐ排気通路の少なくとも一部の区間における排気通路内壁面が、前記溝付き内壁面とされている、エンジンの排気装置。 - 請求項1に記載のエンジンの排気装置において、
前記排気通路に組み込まれ、前記排気が保有する熱エネルギーを回収する排熱回収装置をさらに備え、
前記排気通路のうち、前記気筒の出口から前記排熱回収装置までを繋ぐ排気通路の少なくとも一部の区間における排気通路内壁面が、前記溝付き内壁面とされている、エンジンの排気装置。 - 請求項1に記載のエンジンの排気装置において、
前記排気通路に組み込まれ、前記排気を浄化する触媒装置と、
前記触媒装置よりも排気流通方向の下流側において前記排気通路に組み込まれ、前記排気が保有する熱エネルギーを回収する排熱回収装置と、をさらに備え、
前記排気通路のうち、前記気筒の出口から前記触媒装置までを繋ぐ第1排気通路の少なくとも一部の区間における排気通路内壁面、及び、前記触媒装置から前記排熱回収装置までを繋ぐ第2排気通路の少なくとも一部の区間における排気通路内壁面が、前記溝付き内壁面とされている、エンジンの排気装置。 - 燃料と空気との混合気が燃焼する気筒を備えたエンジンの排気装置であって、
前記気筒から排出される排気が通過する排気通路を備え、
前記排気通路の少なくとも一部の区間において、当該排気通路を区画する排気通路内壁面が、前記排気の流動方向に延びる複数の微細溝が密に配列された溝付き内壁面とされているエンジンの排気装置において、
前記微細溝は、100μm〜700μmの溝幅を有し、
前記排気通路に組み込まれ、前記排気を浄化する触媒装置と、
前記触媒装置よりも排気流通方向の下流側において前記排気通路に組み込まれ、前記排気が保有する熱エネルギーを回収する排熱回収装置と、をさらに備え、
前記排気通路のうち、前記気筒の出口から前記触媒装置までを繋ぐ第1排気通路の少なくとも一部の区間における排気通路内壁面、及び、前記触媒装置から前記排熱回収装置までを繋ぐ第2排気通路の少なくとも一部の区間における排気通路内壁面が、前記溝付き内壁面とされ、
前記第1排気通路の前記排気通路内壁面に形成される複数の微細溝の各々は、第1の溝幅を有し、
前記第2排気通路の前記排気通路内壁面に形成される複数の微細溝の各々は、前記第1の溝幅よりも広い第2の溝幅を有する、エンジンの排気装置。
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