发动机的制作方法

专利名称：发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在排气路径中配置有排气净化用催化剂的柴油发动机等发动机。
背景技术：
在自柴油发动机等内燃机(以下称作“发动机”)排出的排气中含有对环境污染产生影响的可能性较高的氮氧化物、颗粒状物质。出于对最近的环境问题的考虑，排气的限制更加严格，为了应对该问题，有人提出一种在发动机的排气路径中配置排气净化用催化剂 (氧化催化剂)的技术，该种技术例如公开在专利文献1、2、3中。专利文献1 日本特开2006-22752号公报专利文献2 日本特开2006-29121号公报专利文献3 日本特开2008-31955号公报但是，专利文献1、2、3公开的排气净化用催化剂均装入在消声器中。因而，与收容排气净化用催化剂的量相对应地，消声器大型化，导致发动机整体的大型化，并且发动机整体的形状可能脱离规格化的形状。另外，消声器是非常大的发动机部件之一，为了更换排气净化用催化剂，需要拆装、分解较大的消声器，因此影响排气净化用催化剂的维护性。在发动机与作业机相连的发动机作业机中，消声器的拆装和分解更加繁杂。此外，在发动机的排气路径中，消声器配置在排气歧管的下游侧，到达了消声器的排气是通过了排气歧管后的排气，因此可能低温化到降低消声器内的催化剂中的氧化燃烧作用的程度。

发明内容
本发明的目的在于，考虑到具有排气净化用催化剂的发动机中的上述那样的以往问题，提供一种能够确保发动机的紧凑性、规格化的形状，并且能够容易地更换排气净化用催化剂的发动机。为了达到上述目的，本发明的发动机具备缸盖、消声器和夹设在该缸盖与该消声器之间的排气歧管，该排气歧管包括与形成在该缸盖内的排气口相连通的排气入口、和与该消声器相连通的排气出口。该种发动机具有排气净化装置，该排气净化装置由该排气歧管和排气净化用催化剂构成，该排气净化用催化剂配置在该排气歧管的该排气入口与该排气出口之间的作为排气通路的内部空间中。作为上述发动机的效果，由于通过在已有的排气歧管中内置排气净化用催化剂来构成排气净化用装置，因此与另外设置新的排气净化装置的做法相比，能够减少部件件数。 另外，由于利用已有的排气歧管的内部空间作为排气净化用催化剂的配置空间，因此排气歧管的外形尺寸能够与没有配置排气净化用催化剂的情况下的外形尺寸一样。另一方面， 消声器也不用为了内置排气净化用催化剂而大型化。因而，能够将发动机整体的外形尺寸、 形状保持成未设置排气净化用催化剂的状态下的尺寸、形状。另外，关于排气净化用催化剂的维护性，无需为了更换催化剂而拆装、分开消声器。在使排气歧管和该排气歧管的内部的排气净化用催化剂不能分开地一体化而构成排气净化装置的情况下，需要将排气净化装置整体更换成新的排气净化装置，但是由于比消声器等的振动小很多的作为发动机部件的排气歧管本身构成排气净化装置的壳体，因此只进行排气歧管相对于缸盖和消声器的拆装作业，就能完成排气净化装置的更换作业。此外，见后述，在采用相对于排气歧管能拆装排气净化用催化剂的构造时，能够保持将排气歧管夹设在缸盖与消声器之间的状态不变地，仅更换排气净化用催化剂。这样，本发明的发动机的排气净化装置能够提高排气净化用催化剂的维护性。此外，关于排气净化效果，与上述那样地在以往内置有排气净化用催化剂的消声器相比，由于在排气流动的上游侧的排气歧管的内部空间中配置有排气净化用催化剂，因此在到达排气净化用催化剂的时刻，排气的热量保持相当高的温度，利用该高温的排气热量促进排气净化用催化剂的氧化燃烧作用，提高排气净化效果、即排气排放物的减少效果。在上述发动机的第一形态中，在上述排气净化装置中的作为上述排气通路的上述排气歧管的上述内部空间内配置另一排气净化用催化剂，将上述排气净化用催化剂和该另一排气净化用催化剂中位于该排气通路中的排气流动的上游侧的排气净化用催化剂作为一次催化剂，将下游侧的排气净化用催化剂作为二次催化剂。这样，在该第一形态中，该另一排气净化用催化剂也配置在排气歧管的内部空间内，因此将排气歧管的大小、形状保持为已有的大小、形状不变，能够保持发动机的紧凑性， 也能避免使发动机整体的形状复杂化。并且，在该排气歧管内的排气通路内，排气被一次催化剂和二次催化剂分成两个阶段净化，因此能够提高净化性能。在上述发动机的上述第一形态中，使上述一次催化剂相对于上述排气歧管装卸自如。之所以这样使一次催化剂相对于排气歧管装卸自如，是因为暴露于温度更高的排气中的一次催化剂的寿命比二次催化剂短，一次催化剂的更换频率比二次催化剂的更换频率高。即，通过相对于排气歧管装卸一次催化剂来更换一次催化剂，因此不需要在每次更换一次催化剂时进行相对于缸盖、消声器拆装排气歧管的繁杂的作业。另外，如果不能相对于排气歧管装卸一次催化剂，则在需要更换一次催化剂时，需要更换整个排气净化装置，寿命比一次催化剂长且还有效的二次催化剂也得更换。在本发明中，通过使一次催化剂相对于排气歧管装卸自如，也能避免像上述那样白白地更换二次催化剂。在上述发动机的第二形态中，在上述排气歧管的侧面开设有插入口，通过将上述排气净化用催化剂的第一端经由该插入口插入在该排气歧管中，将该排气净化用催化剂配置在该排气歧管内，在该排气净化用催化剂的与该第一端相反的一侧的第二端固定设有盖体，该盖体封闭该插入口地安装在该排气歧管的外表面上。这样，在该第二形态中，排气净化用催化剂像插入式片盒(cartridge)那样地构成，仅通过经由该插入口将该第一端插入在排气歧管中，然后将该盖体安装在排气歧管的外表面上，就能简单地将排气净化用催化剂装配在排气歧管内，另外仅使配置在排气歧管的外部的盖体远离插入口地移动，就能简单地将排气净化用催化剂自该插入口拔出而自排气歧管卸下。即，不用相对于缸盖和消声器装卸排气歧管，就能更换排气净化用催化剂，因此能够提高排气净化用催化剂的维护性。在上述发动机的上述第二形态中，上述排气净化用催化剂的上述第一端为与上述排气口相匹配的形状，通过将该第一端经由上述排气歧管的上述排气入口插入在该排气口中，将该排气净化用催化剂支承于该缸盖。这样，通过在排气歧管的作为排气通路的内部空间中排气温度最最的位置上配置排气净化用催化剂，能够最大程度发挥排气净化用催化剂的净化能力(氧化能力)，促进排气排放物的减少效果。并且，将固定设在排气净化用催化剂的第二端上的盖体安装在排气歧管的外表面上，另一方面将排气净化用催化剂的第二端以嵌入在排气口中的状态支承在缸盖内，因此利用面对的两端支承排气净化用催化剂，不会因发动机的振动而使排气净化用催化剂晃荡，或发生排气泄露。在上述发动机的上述第二形态中，上述盖体在外周部具有凸缘部，该凸缘部和上述排气歧管均紧固于上述缸盖。由此，能够相对于缸盖一体地装卸排气歧管和排气净化用催化剂，提高维护性。 即，将固定设置在排气净化用催化剂上的盖体的凸缘部紧固于缸盖的一个作业兼进行排气歧管的向缸盖的紧固作业，另一方面，利用解除该凸缘部的向缸盖的紧固的作业，也能解除排气歧管的向缸盖的紧固。这样，能够减少用于使排气净化装置与缸盖相连接的作业数量和用于自缸盖卸下排气净化装置的作业数量。在上述发动机的第三形态中，上述排气歧管具有至少两个壳体构件，该至少两个壳体构件借助与作为该排气歧管的内部空间的上述排气通路中的排气流动方向平行的面而彼此接合，在该排气歧管的内表面上配置有保持引导件，该保持引导件用于在该至少两个壳体构件彼此接合时，定位该排气净化用催化剂。这样，在该第三形态中，在进行该至少两个壳体构件的接合作业时，能够利用保持引导件在排气歧管内部的规定位置定位排气净化用催化剂而保持该排气净化用催化剂，使排气净化用催化剂的向排气歧管的装配容易化。另外，当使该至少两个壳体构件能够分开时，利用壳体构件的分开，能够容易地卸下由保持引导件保持的排气净化用催化剂，能够将新的排气净化用催化剂在上述的工艺中简单地装配到排气歧管中。在上述发动机的第四形态中，在上述排气净化用催化剂的外周固定设有催化剂凸缘，上述排气歧管利用与该排气歧管的内部的上述排气通路中的排气流动方向成直角的分割面，能够分开成两个壳体构件，在各该壳体构件的与该分割面面对的端部外周形成有壳体凸缘，通过在两个该壳体凸缘之间夹持该催化剂凸缘，将该排气净化用催化剂固定在该排气歧管内。这样，在该第四形态中，通过将两个壳体构件的壳体凸缘彼此分开，能够分解排气歧管，能够容易地装卸排气净化用催化剂，提高维护性。另外，通过在两个壳体构件的壳体凸缘之间设置与排气净化用催化剂构成为一体的催化剂凸缘，能够防止排气自壳体凸缘间的间隙泄漏。在上述发动机的第五形态中，上述排气净化用催化剂在外周具有绝热材料。这样，在该第五形态中，通过利用绝热材料填埋排气歧管与排气净化用催化剂之间的间隙，抑制排气净化用催化剂的温度的下降，从而能够最大程度地发挥排气净化用催化剂的排气净化能力，提高排气排放物的减少效果。


图1是表示本发明的第一实施方式的排气净化装置的结构的主视图。
图2是图1中的A-A剖视图。图3是图1中的B-B剖视图。图4是表示本发明的第二实施方式的排气净化装置的结构的主视图。图5是表示本发明的第二实施方式的排气净化装置的结构的俯视图。图6是图4中的C-C剖面图。图7是表示本发明的第三实施方式的排气净化装置的结构的主视图。图8是表示本发明的第三实施方式的排气净化装置的结构的俯视图。图9是图7中的D-D剖视图。图10是表示本发明的实施方式的发动机的整体结构的立体图。图11是表示本发明的实施方式的发动机的内部结构的侧剖视图。附图标记说明100、发动机；3、缸盖；34、排气口 ；5、排气歧管；6、消声器；10、排气净化装置； 105、排气歧管；1 、排气入口 ；11c、排气出口 ；lib、插入口 ；41、排气净化用催化剂(一次催化剂)；42、排气净化用催化剂(二次催化剂)；43、盖体；43a、凸缘部；110、排气净化装置；205、排气歧管；112a、排气入口 ；111c、排气出口 ；111b、插入口 ；20、催化剂结构件；21、 盖体；23、排气净化用催化剂；210、排气净化装置；305、排气歧管；81、上游壳体；81a、插入口 ；71、壳体凸缘；82、下游壳体；72、壳体凸缘；120、催化剂结构件；23、排气净化用催化剂； 126、催化剂凸缘。
具体实施例方式关于本发明的一实施方式的发动机的整体结构，使用图10和图11说明空气冷却式的单气缸柴油发动机为实施方式。另外，在以下的说明中，将图中的箭头F的方向设定为 “前方”，朝向该前方地设定左右侧和后方。图中的空心箭头表示向排气歧管5装配排气净化用催化剂和其相关部件的装配方向，粗箭头表示排气的流动方向。发动机100的主体的主要结构是下部构成为曲轴箱1，上部构成为在内部形成有气缸加的缸体2，此外在该缸体2上设有缸盖3。在缸体2内的中央沿上下方向形成气缸加，在该气缸加中收纳有活塞4。将由气缸2a、活塞4和缸盖3包围的室作为燃烧室，在气缸加的上方的缸盖3内能沿上下方向滑动地配置有进气阀31和排气阀32，在进气阀31的旁边配置有喷嘴(省略图示)。在气缸加的上方的缸盖3的内部形成有进气口 33和排气口 34，能够利用进气阀 31相对于燃烧室开闭进气口 33，能够利用排气阀32相对于燃烧室开闭排气口 34。进气口 33经由进气歧管8a与空气滤清器8相连通。排气口 34经由排气歧管5与消声器6相连
ο在缸盖3的外周，在前方配置有排气歧管5，在一侧(在本实施方式中是右侧)配置有消声器6，在另一侧(在本实施方式中是左侧)配置有燃料箱7，在后方配置有空气滤清器8。在排气歧管5的一端部(在本实施方式中是左端部)具有排气入口，在排气歧管5 的另一端部(在本实施方式中是右端部)具有排气出口，使该一端部与缸盖3相连接而使该排气入口与上述进气口 34相连通，使该另一端部与该消声器6相连接而使该排气出口与该消声器6内相连通，从而在该排气歧管5内构成使排气从该排气入口向该排气出口流动的排气通路。在本实施方式的发动机100中，使该排气歧管5内的排气的流动方向为左右方向(朝右)地配置该缸盖3内的排气口 34、该排气歧管5和该消声器6。使高温的排气的温度下降，并且向排气口 34、排气歧管5和消声器6引导该排气，自消声器6经由排气管将该排气排出到大气中。接下来，使用图1至图3说明第一实施方式的排气净化装置10的结构。排气净化装置10主要由排气歧管105和配置在该排气歧管105内的作为排气净化用氧化催化剂的一次催化剂41及二次催化剂42构成。排气歧管105具有作为上述排气歧管5的基本结构， 将排气歧管105的内部空间作为用于自排气口 34向消声器6引导排气的排气通路，并且兼用作排气净化装置10中的排气净化用催化剂41、42的壳体。在排气歧管105内如上所述地构成在排气入口与排气出口之间的排气通路中，一次催化剂41配置在排气的流动方向的上游侧(排气入口侧)，二次催化剂42配置在排气的流动方向的下游侧(排气出口侧)。—次催化剂41和二次催化剂42的催化剂主体是由堇青石那样的陶瓷构成的整体式载体，为了增加它们的比表面积，使一次催化剂41和二次催化剂42具有利用格子状或蜂窝形状的多孔质的分隔壁分隔而成的多边形的截面。通过在彼此平行地形成的许多个通孔处交替地密封排气的入口和出口而构成上述分隔壁。并且，该分隔壁负载有钼等催化金属， 因此具有氧化催化功能。另外，整体式载体的材质在本实施方式中采用堇青石，但没有特别限定，也可以采用碳化硅或不锈钢等。另外，催化剂主体的构造只要形成为用于增加比表面积的构造即可， 例如也可以是配置有许多个格子状的金属板分隔件的网环(mesh ring)。另外，作为催化金属，在本实施方式中采用钼，但这也没有特别限定，也可以采用钯、铑、铱等其他金属，或者也可以组合多种金属用作催化金属。上述那样结构的一次催化剂41和二次催化剂42利用多孔质的分隔壁捕捉排气中的PM(悬浮颗粒状物质)。与此同时，一次催化剂41和二次催化剂42利用上述催化金属的载体，氧化排气中的一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和碳化氢(HC)等，生成二氧化碳、水和二氧化氮NO2等。然后，利用在催化金属的作用下在排气中大量生成的NO2等的所具有的氧化能力、和由排气口 34的旁边产生的排气的高温，将上述捕集到的PM连续性地氧化而燃烧去除。排气歧管105是合并第一壳体构件11和第二壳体构件12而整体形成为后端具有铅垂直线状的大致D字形的外周截面的筒体。通过利用焊接等连接两个壳体构件11、12的周围彼此，一体地相互固定第一壳体构件11和第二壳体构件12。另外，排气歧管105的形状没有限定，整体可以是方筒状、圆柱状等易于成型形状。另外，也可以通过用螺栓等连接两个分开构件彼此而构成能分开的排气歧管。另外，也可以通过接合三个以上的分开构件来构成排气歧管，此外，也可以能分开成三个以上的分开构件地做成排气歧管。第一壳体构件11是构成排气歧管105的前部的构件，构成上述的排气歧管105的从侧面看为大致D字形的外周截面中的圆弧状部(剖视大致为C字形的部分)。详细而言， 第一壳体构件11整体从侧剖视看去包括彼此平行的水平面状的上端部及下端部、和铅垂面状的前端部，水平面状的上端部与铅垂面状的前端部之间的部分呈圆弧状延伸设置，水平面状的下端部与铅垂面状的前端部之间的部分呈圆弧状延伸设置。第一壳体构件11以轴线方向成为发动机100的左右方向地配置在缸盖3的前方。第一壳体构件11的左右中途部分从正面看为矩形，具有左右水平的上端和下端。 该左右中途部分见后述，用于保持二次催化剂42。第一壳体构件11的左端部(从正面看为右端部)封闭，在第一壳体构件11的左端部旁边的左前部，从正面看与排气口 34对齐地形成有插入口 lib。该插入口 lib见后述，用于将一次催化剂41装入排气歧管105内。第一壳体构件11的延伸设置在上述的从正面看为矩形的部分与上述左端部(从正面看为右端部)之间的部分，包括向左下方(从正面看为右下方)倾斜的上端部和向右上方(从正面看为左上方)倾斜的下端部，该部分从正面看去形成为向排气口 34缩窄那样的形状。在第一壳体构件11的后端，上述的从正面看为矩形的部分的上端部及下端部、和上述的从正面看为缩窄的形状的部分的周缘部作为凸缘部11a，向外侧突出地形成为铅垂板状，第一壳体构件11的被该凸缘部Ila包围的后端面敞口。该凸缘部Ila的包围插入口 lib的左侧部分(从正面看为右侧部分)扩张，在该扩张了的左侧部分上自该插入口 lib空开规定间隔地开设有螺栓孔63、63。另外，参照表示后述的第二实施方式的排气歧管205的图5，第一壳体构件11 (相当于图5的第一壳体构件111)的前端部，延伸设置在第一壳体构件11的形成在上述从正面看为矩形的部分的上端、下端的凸缘部Ila(相当于图5的凸缘部Illa)的右端(从正面看为左端)的右侧(从正面看为左侧)，在该第一壳体构件11的前端部与该凸缘部Ila的右端(从正面看为左端)之间形成有俯视看为倾斜状的右端部(从正面看为左端部)。这样，第一壳体构件11在右端部(从正面看为左端部)具有向斜后方倾斜的开口端面，见后述，将该开口端面作为排气歧管105的排气出口 Ilc(相当于图5的排气出口 111c)。将第一壳体构件11的上述的俯视看为倾斜状的右端部(从正面看为左端部)经由开设于消声器6的左侧面(从正面看为右侧面)的插入口 6a而插入在消声器6内，由此将排气出口 Ilc配置在消声器6内。第二壳体构件12沿缸盖3的前表面配置，是构成排气歧管105的后端部的板状的构件，构成上述的排气歧管105的从侧面看为大致D字形的外周截面中的铅垂线状部。换言之，第二壳体构件12的铅垂状的前端面构成用于与第一壳体构件11接合的接合面，第一壳体构件11和第二壳体构件12借助与作为排气通路的排气歧管105的内部空间中的排气流动方向平行地配置的接合面而彼此接合，构成排气歧管105。第二壳体构件12的从正面看的形状与第一壳体构件11的除配置在消声器6内的上述右端部(从正面看为左端部)以外的从正面看的形状一致，第二壳体构件12的外周缘部与上述第一壳体构件11的凸缘部Ila前后面对地重叠。另外，第二壳体构件12的左(从正面看为右)外周缘部扩张，形成为从正面看与第一壳体构件11的上述的扩张了的左侧部分大致相同的形状，在该扩张了的外周缘部，从正面看能与上述凸缘部Ila的螺栓孔63、63 对齐地，形成有螺栓孔62、62。并且，从正面看在被该左(从正面看为右)外周缘部包围的第二壳体构件12的左侧部分(从正面看为右侧部分)，形成有从正面看能与上述排气口 34 和上述插入口 lib对齐的开口，将该开口作为排气歧管105的排气入口 12a。这样，在使螺栓孔63与螺栓孔62对齐的状态下，使凸缘部Ila与第二壳体构件12 的外周缘部叠合而利用焊接接合，从而使第一壳体构件11和第二壳体构件12彼此一体化， 构成排气歧管105。另外，也可以不用焊接，而是利用螺栓紧固方式来紧固第一壳体构件11的凸缘部Ila和第二壳体构件12的外周缘部，从而能够借助如上所述与排气歧管105内的排气的流动方向平行地配置的(相当于该第二壳体构件12的前端面)接合面来分开第一壳体构件11和第二壳体构件12。上述那样形成于第二壳体构件12上的排气入口 1 是为了使排气从形成在缸盖3 内的排气口 34流入到排气歧管105内而配置在排气歧管105的左后部(从正面看为右后部)的孔。排气入口 1 形成为与上述排气口 34的从正面看的开口形状(在本实施方式中为圆形)大致相同的形状，从正面看，排气入口 1 形成在能与排气口 34大致对齐的位置上。上述那样形成于第一壳体构件11的插入口 lib是为了一次催化剂41的取出放入而配置在排气歧管105的侧面(前表面)的孔。插入口 lib为与排气口 34和排气入口 1 的从正面看的形状(在本实施方式中为圆形)大致相同形状的开口，插入口 lib从正面看形成在能与排气口 34和排气入口 1 大致对齐的位置上。上述那样形成于第一壳体构件11的排气出口 Ilc是为了使通过了二次催化剂42 的排气从排气歧管105流出到消声器6内而配置在排气歧管105的右端部(从正面看为左端部)的孔，通过上述那样地将排气歧管105的右端部经由插入口 6a插入到消声器6内， 将该排气出口 Ilc配置在消声器6内。上述第一壳体构件11和第二壳体构件12的从正面看为矩形的部分是收纳排气歧管105中的二次催化剂42的部分。在排气歧管105内配置有多个(在本实施方式中为8 个)保持引导件51，以保持二次催化剂42。保持引导件51是自各壳体构件11、12突出设置的突片，可以与各壳体构件11、12—体地形成，也可以是将与各壳体构件11、12分别独立的构件固定设于各壳体构件11、12而构成的。4个保持引导件51以与配置在排气歧管105 内的二次催化剂42的前部的左右两端面抵接的方式，自第一壳体构件11的铅垂前端部彼此沿左右方向和上下方向空开规定间隔地向后方突出。另一方面，4个保持部材51以与配置在排气歧管105内的二次催化剂42的后部的左右两端面抵接的方式，自第二壳体构件12 沿左右方向和上下方向空开规定间隔地向前方突出。这样，在与排气歧管105的作为排气通路的内部空间面对的第一壳体构件11的内表面和第二壳体构件12的内表面上，能够对配置在排气歧管105内的二次催化剂42进行保持地设有保持引导件51、51.......在本实施方式中，自第一壳体构件11突出的4个保持引导件51和自第二壳体构件12突出的4个保持引导件51从正面看对齐地配置，但也可以从正面看上下错开地配置第一壳体构件11的保持引导件51和第二壳体构件12的保持引导件51，另外，保持引导件 51的数量也没有限定。根据二次催化剂42的大小、形状，能够较好地保持该二次催化剂42 地设定保持引导件51的配置方式、数量即可。下面，说明向排气歧管105内装入一次催化剂41和二次催化剂42。一次催化剂41是圆柱状，形成为能嵌装在插入口 lib、排气入口 1 和排气口 34 中。因而，根据排气口 34、排气入口 1 和插入口 lib的大小(从正面看为圆形开口的直径)形成一次催化剂41的大小(圆形面的直径)。在一次催化剂41的一端面(前端面)上固定设有盖体43。一次催化剂41将固定设有该盖体43的与该一端面(前端面)相反的一侧的另一端面(后端面)经由上述插入口 lib插入到排气歧管105内，从而配置在该排气歧管105的作为上述排气通路的内部空间内。一次催化剂41的该另一端部(后端部)经由排气入口 1 嵌入在排气口 34中。因而，一次催化剂41的该另一端部(后端部)支承于缸盖3。上述盖体43形成为覆盖第一壳体构件11的插入口 lib和插入口 lib周围的部分。 在盖体43的左(从正面看为右)外周形成有凸缘部43a。在凸缘部43a上以从正面看分别与排气歧管105的螺栓孔63、62对齐的方式形成有螺栓孔64、64。另外，在缸盖3上以从正面看分别与该缸盖3所连接的排气歧管105的螺栓孔63、62对齐的方式形成有螺栓孔61、 61。在将排气歧管105的上述左端部(从正面看为右端部)配置在缸盖3前方的状态下，上述那样地将一次催化剂41经由插入口 lib和排气入口 1 插入到排气歧管105中，使一次催化剂41的后端部嵌入在排气口 34中时，盖体43自然地封闭该插入口 lib地安装在排气歧管105 (第一壳体构件11)的外表面上，凸缘部43a的螺栓孔64与排气歧管105的螺栓孔63、62对齐，且经由该螺栓孔63、62还与缸盖3的螺栓孔61对齐。这样使各螺栓孔 61、62、63、64对齐地在缸盖3的前外表面上配置排气歧管105，在排气歧管5的左(从正面看为右)侧前外表面上配置盖体43。另外，在缸盖3的前外表面与排气歧管105(第二壳体构件12)的后端面之间、以及排气歧管105(第一壳体构件11)的前外表面与盖体43之间夹持有垫圈(省略图示)。在该状态下，通过将各螺栓65拧入在对齐的螺栓孔61、62、63、 64中，将一次催化剂41的盖体43和排气歧管105(壳体构件11、12) —并紧固固定在缸盖 3上。即，向排气歧管105内装入一次催化剂41的装入作业和盖体43向缸盖3紧固的紧固作业兼进行排气歧管105向缸盖3的连接作业。这样装入在排气歧管105内的一次催化剂41，以如上所述嵌入在排气口 34中的后端部支承于缸盖3，另一方面，前端部经由盖体43和排气歧管105紧固固定于缸盖3，因此避免由发动机100的振动产生的晃荡，因而不会发生排气的泄漏，所以确保良好的排气净化效率。并且，遍布排气口 34、排气入口 1 和该排气歧管105内的排气通路中的排气入口 1 旁边的部分地配置，对从排气口 34经由排气入口 1 而流入到该排气通路内的高热量的排气进行净化处理。二次催化剂42形成为适合被保持在如上所述由第一壳体构件11和第二壳体构件 12的从正面看为矩形的部分构成的排气歧管105的从正面为矩形的部分内的形状。在本实施方式中，二次催化剂42的形状从正面看为矩形，从侧面看为上下较长的大致椭圆形。另外，二次催化剂42的外周面与排气歧管105(第一壳体构件11和第二壳体构件12)的内表面之间的空间利用绝热材料25密封，二次催化剂42的外形尺寸根据该绝热材料25的配置方式而设定。另外，可以采用玻璃棉等作为绝热材料25。为了将二次催化剂42装入到排气歧管105中，在接合第一壳体构件11和第二壳体构件12之前，在使二次催化剂42的左右两端面与第一壳体构件11的保持引导件51抵接的状态下，将二次催化剂42保持于该壳体构件11或壳体构件12。此时，在第一壳体构件 11内，在二次催化剂42的周围安装绝热材料25。然后，覆盖第一壳体构件11内的二次催化剂42和绝热材料25地，将第二壳体构件12覆盖于第一壳体构件11，从而使第二壳体构件12的保持引导件51也自然地与二次催化剂42的左右两端面抵接。并且，通过如上所述地利用焊接来接合第一壳体构件11的凸缘部Ila和第二壳体构件12的外周缘部，以排气歧管105在内部保持着二次催化剂42的状态完成该装入操作。
通过将排气歧管105的上述俯视看为倾斜状的右端部(从正面看为左端部)插入在消声器6内，将排气出口 Ilc配置在消声器6内，并且将装入在排气歧管105内的二次催化剂42设置在排气的流路中位于排气出口 Ilc的上游侧的(消声器6外部的)排气通路中。另一方面，一次催化剂41如上所述地经由插入口 lib装入在排气歧管105中，利用该一次催化剂41的装入，将排气歧管105的左端部(从正面看为右端部)固定在缸盖3上。 这样，内置有一次催化剂41和二次催化剂42的排气歧管105作为排气净化装置10夹设在发动机100的缸盖3与消声器6之间。在这样安装在发动机100中的排气净化装置10内，排气在从排气口 34经由排气入口 1 流入到排气歧管105的内部空间内的过程中，首先通过一次催化剂41。通过了一次催化剂41后的排气在由排气歧管105的内部空间构成的排气通路内流过的过程内，通过二次催化剂42。通过了二次催化剂42后，排气从排气出口 Ilc被引导到消声器6内。—次催化剂41成为相对于排气歧管105装卸自如的构造，因此在排气净化装置10 的排气净化能力下降了的情况下，通过更换一次催化剂41，能够简单地恢复排气净化装置 10的排气净化能力。即，通过卸下排气螺栓65、65，使盖体43远离排气歧管105的外表面地移动，能够自插入口 lib拔出与该盖体43—体的一次催化剂41。这样，简单地自排气歧管105卸下旧的一次催化剂41。然后，能够按照上述要点将新的一次催化剂41简单地装入排气歧管105和缸盖3内。在排气的流路中配置在二次催化剂42的上游侧的一次催化剂41暴露于高热量的排气中，处于寿命较短的倾向，因此从该观点出发，使一次催化剂41相对于排气歧管105装卸自如有利于排气净化装置10的维护。另一方面，在本实施方式的排气净化装置10中，二次催化剂42被焊接接合的第一壳体构件11和第二壳体构件12夹持地装入在排气歧管105 内，因此不能自排气歧管105卸下二次催化剂42，但也可以使排气净化装置10能够分开，例如利用螺栓紧固方式连接第一壳体构件11和第二壳体构件12彼此，使它们能够分开，利用该第一壳体构件11和第二壳体构件12的分开取出二次催化剂42。接下来，使用图4至图6说明第二实施方式的排气净化装置110的结构。与第一实施方式所用的附图标记相同的附图标记表示与第一实施方式的构件相同的构件。排气净化装置110主要由排气歧管205和配置在排气歧管205的内部的排气净化用催化剂(氧化催化剂)23构成。S卩，排气歧管205具有作为上述排气歧管5的基本结构，并且兼用作排气净化装置110中的排气净化用催化剂23的壳体。另外，排气净化用催化剂23 —体地装入在相对于排气歧管205装卸自如的催化剂结构件20中。排气歧管205主要由第一壳体构件111和第二壳体构件112构成。通过利用焊接等连接固定第一壳体构件111和第二壳体构件112，将排气歧管205从侧剖视看去构成为大致矩形(参照图6)的方筒状，但排气歧管205的形状没有限定，可以根据发动机100的设计而形成为各种各样的形状。例如，也可以将该形状形成为更容易成型壳体构件的形状。 另外，也可以利用螺栓等连接壳体构件彼此而能将排气歧管205分开成两个以上的壳体构件。第一壳体构件111是相当于第一实施方式的第一壳体构件11的构件，具有与该第一壳体构件11相同的正面形状(图4参照)，具有相当于该第一壳体构件11的凸缘部Ila 的凸缘部111a，相当于排气出口 Ilc的排气出口 111c，相当于螺栓孔63、63的螺栓孔63、63。第二壳体构件112是相当于第一实施方式的第二壳体构件12的构件，具有与该第二壳体构件12相同的形状，具有相当于该第二壳体构件的排气入口 12a的排气入口 112a，相当于螺栓孔62、62的螺栓孔62、62。与第一壳体构件11和第二壳体构件12彼此的接合相同地，沿发动机100的左右方向、即与排气通路中的排气的流动方向平行地延伸的第二壳体 112的铅垂前表面构成接合面，利用焊接等使第一壳体构件111的凸缘部Illa与该前表面的外周缘部接合，第一壳体构件111和第二壳体构件112借助该接合面而彼此接合，构成排气歧管205。在将排气歧管205安装在发动机100中时，与排气歧管105同样，通过将排气歧管 205的右端部(从正面看为左端部)插入在消声器6中，将排气出口 Illc配置在消声器6 内。另一方面，与排气口 34对齐地配置排气入口 112a，且使排气歧管205的螺栓孔62、63 与缸盖3的螺栓孔61对齐，将螺栓65分别拧入螺栓孔61、62、63中，从而将排气歧管205 的左端部(从正面看为右端部)固定在缸盖3上。在排气歧管205中的第一壳体构件111的铅垂前端面的部分开设有插入口 111b。 这是供具有排气净化用催化剂23的后述的催化剂结构件20取出放入的孔。另外，作为收纳排气净化用催化剂23的收纳部，排气歧管205具有相当于排气歧管105中的保持二次催化剂42的部分的从正面看为矩形的部分，插入口 Illb开设于该排气歧管205的从正面看为矩形的部分中的前端面。在第一壳体构件111上，安装凸缘部IllcUllld向大致铅垂外侧突出地形成在插入口 Illb的上下外周端部，在该安装凸缘部IllcUllld和插入口 Illb的左右外周端部以
规定的间隔开设有螺栓孔IlleUlle.......这些安装凸缘部Illd的前表面是沿发动机
100的左右方向延伸的面，即，对与排气歧管205内的排气通路中的排气的流动方向平行的面，这些面构成与后述的催化剂结构件20的盖体21接合的接合面，即，排气歧管205与催化剂结构件20接合的接合面。在排气歧管205内配置有作为用于保持排气净化用催化剂23的突片的上下两个的保持引导件13。在将具有排气净化用催化剂23的催化剂结构件20装配到排气歧管205 中时，两个保持引导件13与催化剂结构件20的左右中途部抵接，填埋由排气歧管205和催化剂结构件20构成的间隙而确保气密性，并且在适当的位置保持催化剂结构件20。参照图5详细说明，在排气歧管205内，在第一壳体构件111的水平状的上端部、下端部的内表面与铅垂状的第二壳体构件112的内表面之间形成有从侧面看为直角状的后上方角部和后下方角部。另一方面，催化剂结构件20 (详细而言是后述的支柱22)的后上方部和后下方部从侧面看为圆弧状，因此在将催化剂结构件20装配到排气歧管205中后，催化剂结构件20的该从侧面看为圆弧状的后上方部及后下方部与排气歧管205的该从侧面看为直角状的后上方角部及后下方角部之间残留有间隙。上下方的保持引导件13填埋这些间隙地配置。S卩，如图5所示，上下方的两个保持引导件13在两者间空出上下方向的规定间隔地，自第二壳体构件112的与排气歧管205内的排气通路面对的铅垂状的内表面(前表面) 向前方突出。上侧的保持引导件13的上端和下侧的保持引导件13的下端是水平的，上侧的保持引导件13的上端与第一壳体构件111的水平状的上端部的内表面(下表面)抵接， 下侧的保持引导件13的下端与第一壳体构件111的水平状的下端部的内表面(上表面)抵接。各保持引导件13与催化剂结构件20 (详细而言是支柱22)的后上方部、后下方部的各自的从侧面看为圆弧形状的部分相对应地，具有从侧面看为圆弧状的前边。这样，通过使各保持引导件13的圆弧状前边分别与装入到排气歧管205中的催化剂结构件20的左右中途部的后上方部和后下方部卡合，如上所述保持引导件13、13填埋排气歧管205与催化剂结构件20之间的间隙，防止在排气歧管205内的排气通路中通过的排气自排气净化用催化剂23泄漏。接下来，说明内置在排气歧管205中的催化剂结构件20。将盖体21、支柱22、排气净化用催化剂23、密封件M和绝热材料25 —体地组合而构成催化剂结构件20。能够将催化剂结构件20经由插入口 Illb插入到排气歧管205中，且与形成在第一壳体构件111与第二壳体构件112之间的排气歧管205的内部空间的形状相对应地，形成催化剂结构件20 的形状。盖体21是用于封闭插入口 Illb的板状的构件。盖体21的上端和下端形成为在将催化剂结构件20装入到排气歧管205中的情况下与插入口 Illb的上侧、下侧的安装凸缘部IllcUllld的外周端(上端和下端)大致对齐。另一方面，盖体21的左端部和右端部
覆盖插入口 Illb周围的螺栓孔llleUlle......地左右延伸。并且，在盖体21上的与安
装螺栓孔llleUlle......对齐的位置上开设有螺栓孔21a、21a.......支柱22是配置在盖体21的后方的板状构件，排气净化用催化剂23被保持在支柱 22与盖体21之间的空间内。支柱22与配置在盖体21的后方的排气净化用催化剂23的后表面、后上方部和后下方部的形状相匹配地弯曲。详细而言，支柱22通过将板状的构件弯折成大致C字形(横倒的U字形)而形成。此外，使支柱22的上部和下部向水平方向的前方突出，使其上水平部的前端部向铅垂上方弯曲，使下水平部的前端部向铅垂下方弯曲，从而形成沿左右方向延伸的铅垂板状的上、下凸缘部22a。在该上、下凸缘部22a的左端部彼此间及右端部彼此间，形成有沿上下方向延伸的铅垂板状的左、右凸缘部22b。支柱22的上、下凸缘部2 和左、右凸缘部22b形成为将支柱22的前端开口的四边包围起来的四方形的框状，在这些凸缘部22a、22b上，从正面看与各螺栓孔21a对齐地开设有螺栓孔22c。通过使盖体21的四边部的后表面与支柱22的凸缘部22a、22b的前表面抵接而利用焊接连接该后表面和前表面，使盖体21和支柱22 —体化。换言之，支柱22的凸缘部22a、22b成为盖体21的一部分。形成在盖体21与支柱22之间的催化剂结构件20 的内部空间，由于在排气歧管205内被提供为排气通路，因此沿左右方向(即在支柱22的左右两端)开放，在该空间内配置有排气净化用催化剂23。排气净化用催化剂23与排气净化装置10所用的一次催化剂41和二次催化剂42 的结构相同。也就是说，是由堇青石那样的陶瓷构成的整体式载体，具有氧化催化功能。装入在催化剂结构件20中的排气净化用催化剂23形成为从正面看是矩形、从侧面看是上下较长的椭圆形的形状。在催化剂结构件20的上述内部空间中，排气净化用催化剂23在后半部的外周面与支柱22的内表面(详细而言是铅垂状的后端部的内(前)表面和从侧面看为圆弧状的后上方部、后下方部的内表面)抵接了的状态下安装。此外，在该催化剂结构件20的内部空间内，在排气净化用催化剂23的前半部的外周面、支柱22和盖体21的内表面之间的空间内填充有玻璃棉等的绝热材料25。由此，防止在作为排气通路的该催化剂结构件20的内部空间内通过的排气自配置在该空间内的排气净化用催化剂23泄漏，另外，利用绝热材料25的绝热作用保持排气的温度，因此使排气净化用催化剂23的排气净化作用稳定。与盖体21接合的支柱22的左右两端敞口，因此能够经由该开口将排气净化用催化剂23和绝热材料25装入到催化剂结构件20的内部空间内，和自该内部空间拔出排气净化用催化剂23和绝热材料25。或者也可以预先在与盖体21接合前的支柱22内如上所述地安装排气净化用催化剂23和绝热材料25，然后覆盖绝热材料25地使盖体21与支柱22 的凸缘部22a、22b抵接，将盖体21和凸缘部22a、22b焊接接合。在催化剂结构件20的支柱22的外周面上一体地安装有密封件24。在将催化剂结构件20设置在排气歧管205内时，密封件M插入安装在支柱22与排气歧管205的内表面之间。即，支柱22的外周面(上端面、下端面和后端面)隔着密封件M与排气歧管205 的上端部、下端部和后端部的内表面(即，第一壳体构件111的上端部、下端部的内表面和第二壳体构件112的内表面)抵接，另外，支柱22的左右中途部的从侧面看为圆弧状的后上方部和后下方部隔着密封件M与两个保持引导件13抵接。利用该密封件M和上述保持引导件13，封闭催化剂结构件20的支柱22的外周面与排气歧管250的内表面之间的间隙。由此，自排气入口 1 导入到排气歧管205内的排气无泄漏地导入到支柱22与盖体21 之间的上述内部空间内，必定通过排气净化用催化剂23，因此提高排气净化效率。此外，在与盖体21接合的支柱22的凸缘部22a、22b的后表面、和排气歧管205的安装凸缘部Illd的前表面之间安装有垫圈26。正面看去与凸缘部22a、22b对齐地形成垫圈沈的外形。分别与盖体21的螺栓孔21a和凸缘部22a、22b的螺栓孔22c对齐地在该垫圈沈上形成有螺栓孔^a。接下来说明将催化剂结构件20安装在排气歧管205中的过程。在催化剂结构件 20与排气歧管205之间设有垫圈沈的状态下，经由该垫圈沈的开口和插入口 111b，将催化剂结构件20的安装有密封件M的支柱22插入到排气歧管205中。然后在进一步使催化剂结构件20向后方、即沿相对于排气歧管205内的排气流动成直角的方向移动时，不久该支柱22的后上方部和后下方部隔着密封件M与保持引导件13、13抵接，且支柱22的后端面隔着密封件M与第二壳体构件112的内表面(前表面)抵接。此时，盖体21封闭插入口 111b，与盖体21的后端面接合的凸缘部22a、22b自然地隔着垫圈沈与安装凸缘部Illd 抵接，盖体21的螺栓孔21a和凸缘部22a、22b的螺栓孔22c与垫圈沈的各螺栓孔26a和安装凸缘部Illd的各螺栓孔Ille对齐。在对齐了的各螺栓孔21a、22Cd6a、llle中拧入螺栓27，利用这些螺栓27将盖体21 (和凸缘部22a、22b)和垫圈沈一并紧固在排气歧管 205的安装凸缘部Illd上，从而完成催化剂结构件20向排气歧管205的安装，即，完成排气净化装置110的组装。在这样在排气歧管205中安装完毕催化剂结构件20的状态下，在排气歧管205 内，利用保持引导件13和密封件M封闭催化剂结构件20与排气歧管205的内表面之间的间隙，另外，在催化剂结构件20的内部空间中，利用绝热材料25封闭盖体21及支柱22与排气净化用催化剂23之间的间隙，此外，在排气歧管205的外部，利用垫圈沈封闭排气歧管 205的安装凸缘部Illd与催化剂结构件20的盖体21 (详细而言是支柱22的凸缘部22a、 22b)之间的间隙。利用该种排气净化装置110的气密性，自排气入口 11 导入到作为排气通路的排气歧管205的内部空间内的排气，在无泄漏地通过排气净化用催化剂23后，经由排气出口 Illc流向消声器6，因此确保较高的排气净化效率。在排气净化装置110的排气净化能力下降了的情况下，卸下所有的螺栓27，使盖体21自垫圈沈和安装凸缘部Illd(上述的排气歧管205与催化剂结构件20接合的接合面)分离，从而能够简单地自排气歧管205卸下催化剂结构件20。对于卸下的催化剂结构件20，经由支柱22的左右一端的开口将变旧了的排气净化用催化剂23拔出，经由该开口将新的排气净化用催化剂23安装在支柱22内，从而能够再形成可安装在排气歧管205中的催化剂结构件20。或者也可以将催化剂结构件20本身更换成新的催化剂结构件。这样，通过将具有新的排气净化用催化剂23的催化剂结构件20安装在排气歧管205内，能够恢复排气净化装置110的排气净化能力。如上所述，在安装于排气歧管205的催化剂结构件20中，封闭插入口 Illb的盖体 21 (包括凸缘部22a、22b在内)成为作为排气歧管205的一部分的壳体构件，借助与排气歧管205内的排气流动平行的上述接合面与第一壳体构件111接合，另外，通过卸下螺栓27， 能够使盖体21借助该接合面自第一壳体构件111分离。在使盖体21 (详细而言是凸缘部 22a、22b)和第一壳体构件111借助该接合面接合时，配置在排气歧管205的内表面上的保持引导件13定位排气净化用催化剂23。另外，在第二实施方式的排气净化装置110的排气歧管205内，与排气净化装置10 的二次催化剂42配置在排气歧管105内的位置同样地，在靠近排气出口 Illc的位置上配置排气净化用催化剂23，另一方面在排气入口 11 处并未配置有一次催化剂41那样的排气净化用催化剂。但是，也可以与排气歧管105的排气入口 1 周围的构造相同地构成排气歧管205的排气入口 11 周围的构造，将与一次催化剂41同样的排气净化用催化剂安装在排气入口 11 处。由此，在排气净化装置110中，也能够在排气歧管205内配置作为一次催化剂的排气净化用催化剂和作为二次催化剂的排气净化用催化剂23，能够提高排气净化效果。另外，由于催化剂结构件20相对于排气歧管205装卸自如，因此通过使一次催化剂相对于排气歧管205装卸自如，能够使一次催化剂和二次催化剂均能相对于排气歧管 205装卸自如，提高维护性。另外，也可以将在排气的流动方向上位于上游侧的一次催化剂作为具有氧化催化功能的DOC(柴油发动机用氧化催化剂)，将在排气的流动方向上位于下游侧的成为二次催化剂的排气净化用催化剂23做成DPF(柴油微粒过滤器)。接下来，使用图7至图9说明第三实施方式的排气净化装置210的结构。与第一实施方式和第二实施方式所用的附图标记相同的附图标记表示与第一实施方式和第二实施方式的构件相同的构件。排气净化装置210主要由排气歧管305和配置在排气歧管305 的内部的排气净化用催化剂(氧化催化剂)23构成。即，排气歧管305具有作为上述排气歧管5的基本结构，并且兼用作排气净化装置210中的排气净化用催化剂23的壳体。另外， 排气净化用催化剂23 —体地装入在相对于排气歧管205装卸自如的催化剂结构件120中。排气歧管305与排气歧管205同样是通过借助与排气的流动平行的铅垂接合面， 利用焊接等接合第一壳体构件111和第二壳体构件112而构成。另外，也可以用螺栓紧固第一壳体构件111和第二壳体构件112彼此而使该构件能够分离。第一壳体构件111和第二壳体构件112的形状(特别是从正面看的形状)可以与排气净化装置110的壳体构件111、 112相同，或者可以根据发动机100的设计而形成为各种形状。但是，像排气净化装置110 的第一壳体构件111所具有的那样的与排气的流动平行地开设的插入口 111b、安装凸缘部Illd并未设于第一壳体构件111。通过在消声器6的插入口 6a的旁边，借助与该插入口 6a平行即与排气的流动成直角的(发动机100的前后方向的)铅垂接合面，使左侧(从正面看为右侧)的上游壳体 81与右侧(从正面看为左侧)的下游壳体82接合，构成排气净化装置210的排气歧管305。 即，该各上游壳体81和下游壳体82是通过将作为排气歧管305的前部的第一壳体构件111 和作为排气歧管305的后部的第二壳体构件112接合而构成的。上游壳体81配置在由排气歧管305产生的排气的流动方向的上游侧，且固定在缸盖3上。下游壳体82配置在由排气歧管305产生的排气的流动方向的下游侧，且固定在消声器6上。另外，在本实施方式中，在各构件(各部分)具有左右两端的情况下，左(从正面看为右)端配置在排气歧管305内的排气的流动方向的上游侧，右(从正面看为左)端配置在该排气的流动方向的下游侧。以下，“上游侧”端指该构件(或部分)的左(从正面看为右)端，“下游侧”端指该构件(或部分)的右(从正面看为左)端。在上游壳体81的面临上述接合面的下游侧端形成有(或固定设有)铅垂状的壳体凸缘71，在下游壳体82的面临该接合面的上游侧端形成有(或固定设有)铅垂状的壳体凸缘72。多个螺栓孔71a从侧面看空开规定间隔地开设于壳体凸缘71，多个螺栓孔7 与各螺栓孔71a对齐地，从侧面看空开规定间隔地开设于壳体凸缘72。在上游壳体81内配置有作为用于保持后述的排气净化用催化剂23的突片的保持引导件14。保持引导件14与排气净化用催化剂23的上游侧端面抵接。在本实施方式中，根据图7和图8可知，在上游引导件81内设有自上游壳体81的前部(即第一壳体构件111) 的内表面向后方突出的上下两个前侧保持引导件14、和自上游壳体81的后部(即第二壳体构件111)的内表面向前方突出的上下两个后侧保持引导件14的共计4个保持引导件14。 保持引导件14可以与各壳体构件111、112—体地形成，也可以是与壳体构件111、112分别独立的构件，还可以固定设于各壳体构件111、112。催化剂结构件120通过将催化剂凸缘126、绝热材料25和排气净化用催化剂23 — 体地组合而构成。催化剂凸缘1 是固定设于排气净化用催化剂23的下游侧端面的外周缘部的铅垂板状的凸缘，当将催化剂结构件120安装在排气歧管305中时，催化剂凸缘1 成为安装在壳体凸缘71、72之间的垫圈。由图9可知，在本实施方式中，催化剂凸缘126的外廓形状从侧面看为大致矩形，但本发明并不限定于此，也可以形成为与壳体凸缘71、72 —致的那样的形状。在催化剂凸缘1 上，分别与壳体凸缘71的各螺栓孔71a和壳体凸缘72的各螺栓孔7 对齐地开设有螺栓孔U6a。在本实施方式中，如图9所示，在从侧面看为大致矩形的催化剂凸缘126的四角部的各角部形成有螺栓孔126a。上游壳体81的下游侧端的由壳体凸缘71围起来的开口是供排气净化用催化剂23 插入的插入口 81a，在催化剂凸缘126的能与插入口 81a对齐的位置上形成有开口 126b。排气净化用催化剂23的外周面利用玻璃棉等的绝热材料25覆盖，根据上游壳体 81的内部空间，成型该绝热材料25。在将排气净化用催化剂23设置在排气歧管305内时， 在排气净化用催化剂23的外表面的与排气歧管305(即上游壳体81)的内表面之间的间隙中填充有绝热材料25。由此，自排气入口 11 导入到上游壳体81内的排气无泄漏地导入到排气净化用催化剂23中，另外利用绝热材料25的绝热作用，将排气净化用催化剂23中的排气温度保持为高温，促进排气净化作用。排气净化用催化剂23具有与排气净化装置110的排气净化用催化剂23相同的构造、功能和形状。该排气净化用催化剂23的下游侧端部配置在催化剂凸缘126的开口 126b内，且借助安装在该排气净化用催化剂23的外周面上的绝热材料25粘接于催化剂凸缘126。但是，也可以比上游壳体81的插入口 81a和排气净化用催化剂23的下游侧端面小地形成催化剂凸缘126的开口 U6b，从而使该排气净化用催化剂23的下游侧端面直接粘接于催化剂凸缘126的上游侧端面。接下来说明将催化剂结构件120安装在排气歧管305中的过程。在将排气歧管 305分开成上游壳体81和下游壳体82的状态下，经由插入口 81a将催化剂结构件120的排气净化用催化剂23和绝热材料25插入到上游壳体81内。然后在使催化剂结构件120进一步沿排气歧管305内的排气的流动方向相对于上游壳体81相对地向左侧(从正面看为右侧)移动时，不久插入在上游壳体81内的排气净化用催化剂23的上游侧端面与保持引导件14抵接，此时，催化剂凸缘126的上游侧端面自然地与壳体凸缘71抵接。另外，此时形成为在排气净化用催化剂23的外周面与上游壳体81的内周面之间的空间内填充有绝热材料25的状态。在该状态下，使下游壳体82的壳体凸缘72与催化剂凸缘126的下游侧端面抵接， 利用壳体凸缘71、72夹持催化剂凸缘126。此时，各螺栓孔71a、126a、7^i彼此对齐，将螺栓 27拧入在这些螺栓孔中，从而一并紧固固定壳体凸缘71、72和催化剂凸缘126。由此，完成排气歧管305的组装，并且完成向排气歧管305装入排气净化用催化剂23。这样完成了组装的排气歧管305与排气歧管205同样具有排气入口 112a、排气出口 Illc和螺栓孔62、63。在将排气净化装置210的排气歧管305安装在发动机100中时， 与排气歧管105、205同样地，排气歧管305(详细而言是下游壳体8 的下游侧端部插入在消声器6中，从而将排气出口 Illc配置在消声器6内。另一方面，与排气口 34对齐地配置排气入口 112a，且使排气歧管305(详细而言是上游壳体81)的螺栓孔62、63与缸盖3的螺栓孔61对齐，将螺栓65分别拧入到螺栓孔61、62、63中，从而将排气歧管305的上游侧端部固定在缸盖3上。在排气净化装置210的排气净化能力下降了的情况下，将排气歧管305分开成上游壳体81和下游壳体82，并且自上游壳体81将具有变旧了的排气净化用催化剂23的催化剂结构件120拔出。下面说明该过程。自各螺栓孔61、62、63卸下螺栓65，使排气歧管 305(即上游壳体81)自缸盖3分离。此外，在下游壳体82固定于消声器6的状态下，自螺栓孔72a、126a、71a卸下螺栓27，能够使上游壳体81和催化剂结构件120自下游壳体82分离。这样，使比缸盖3和下游壳体82自由的上游壳体81沿排气的流动方向向左侧(从正面看为右侧)移动，从而自下游壳体82拉离上游壳体81，然后再自上游壳体81卸下催化剂结构件120。对于卸下了的催化剂结构件120，残留有催化剂凸缘1 而将变旧了的排气净化用催化剂23自催化剂凸缘1 卸下，将新的排气净化用催化剂23安装在催化剂凸缘1 上，从而恢复该催化剂结构件120。或者也可以不更换排气净化用催化剂23地，颠倒配置排气净化用催化剂23的上游侧端和下游侧端，在之前为上游侧端的端部安装催化剂凸缘1 而送回到排气歧管305内，从而能够延长排气净化用催化剂23的使用时间。或者也可以将催化剂结构件120本身更换成新的催化剂结构件120。这样，通过将修理后的催化剂结构件 120或新的催化剂结构件120装配到上游壳体81内，利用螺栓27借助催化剂凸缘1 将上游壳体81的壳体凸缘71紧固在下游壳体82的壳体凸缘72上，然后再利用螺栓65将上游壳体81紧固固定于缸盖3，从而将恢复了排气净化能力的排气净化装置210安装在发动机 100 内。另外，也可以与排气净化装置10中的排气歧管105的排气入口 1 周围的构造相同地构成排气歧管305的排气入口 11 周围的构造，从而能够将与一次催化剂41相同的排气净化用催化剂安装在排气入口 11 处。由此，在排气净化装置210中，也能在排气歧管305内配置作为一次催化剂的排气净化用催化剂和作为二次催化剂的排气净化用催化剂23，能够提高排气净化效果。另外，由于催化剂结构件120相对于排气歧管305装卸自如，因此通过使一次催化剂相对于排气歧管305装卸自如，能够使一次催化剂和二次催化剂均相对于排气歧管305装卸自如，提高维护性。另外，也可以将在排气的流动方向上位于上游侧的一次催化剂作为具有氧化催化功能的DOC(柴油发动机用氧化催化剂)，将在排气的流动方向上位于下游侧的构成为二次催化剂的排气净化用催化剂23形成为DPF(dieSel particulate filter，柴油机微粒过滤器)。如上所述，本发明的发动机100包括缸盖3、消声器6、和夹设在该缸盖3与该消声器6之间的排气歧管5 (105,205或30 ，该排气歧管5 (105,205或30 具备与形成在该缸盖3内的排气口 34相连通的排气入口 1 或11 、和与该消声器6相连通的排气出口 Ilc 或111c。该种发动机100具有排气净化装置10、110或210，该排气净化装置10、110或210 由该排气歧管105、205或305、和排气净化用催化剂41、42或23构成，该排气净化用催化剂41、42或23配置在该排气歧管105、205或305的该排气入口 1 或11 、与该排气出口 Ilc或Illc之间的作为排气通路的内部空间内。这样，通过在已有的排气歧管105、205或305中内置排气净化用催化剂41、42或 23，构成排气净化用装置10、110或210，因此与另外设置新的排气净化装置的做法相比，能够减少部件件数。另外，作为排气净化用催化剂41、42或23的配置空间，利用已有的排气歧管105、205或305的内部空间，因此排气歧管105、205或305的外形尺寸可以形成为与未配置排气净化用催化剂的情况下的尺寸相同的尺寸。另一方面，消声器6也内置有排气净化用催化剂，因此不用大型化。因而，能够将发动机100整体的外形尺寸、形状保持为未设置排气净化用催化剂的状态下的尺寸、形状。另外，关于排气净化用催化剂41、42或23的维护性，也不用为了更换催化剂而拆装、分开消声器6。在使排气歧管和排气歧管的内部的排气净化用催化剂不能分离地一体化而构成排气净化装置的情况下，需要将排气净化装置整体更换成新的排气净化装置，但由于比消声器等的振动小很多的作为发动机部件的排气歧管105、205或305本身构成排气净化装置10、110或210的壳体，因此仅利用相对于缸盖3和消声器6的排气歧管105、205或 305的拆装作业，就能完成排气净化装置10、110或210的更换作业。此外，见后述，当采用能够相对于排气歧管105、205或305拆装排气净化用催化剂41、42、23的构造时，能够保持将排气歧管105、205或305夹设在缸盖3与消声器6之间的状态不变地，仅更换排气净化用催化剂41、42、23。这样，本发明的发动机100的排气净化装置10、110、210能够提高排气净化用催化剂41、42、23的维护性。此外，排气净化效果也同样，由于与如上所述以往内置有排气净化用催化剂的消声器6相比，在排气的流动方向上位于上游侧的排气歧管105、205或305的内部空间内配置排气净化用催化剂41、42、23，因此在排气到达排气净化用催化剂41、42、23的时刻，排气的热量保持为相当高的温度，利用该高温的排气热量促进排气净化用催化剂41、42二3的氧化作用和燃烧作用，提高排气净化效果，即，排气排放物的减少效果。在具有上述排气净化装置10的发动机100中，在该排气净化装置10中的作为上述排气通路的上述排气歧管105的上述内部空间内配置有另一个排气净化用催化剂，将上述排气净化用催化剂和该另一个净化用催化剂中的、在该排气通路中的排气的流动方向上位于上游侧的排气净化用催化剂作为一次催化剂41，将位于下游侧的排气净化用催化剂作为二次催化剂42。这样，在该排气净化装置10中，由于该另一个排气净化用催化剂也配置在排气歧管105的内部空间内，因此能够将排气歧管105的大小、形状保持为已有的大小、形状不变地，保持发动机100的紧凑性，也能避免使发动机100整体的形状复杂化。并且，在该排气歧管105内的排气通路中，排气被一次催化剂41和二次催化剂42分成两个阶段净化，因此能够提高净化性能。在具有上述排气净化装置10的发动机100中，使上述一次催化剂41相对于上述排气歧管105装卸自如。这样，之所以使一次催化剂41相对于排气歧管105装卸自如，是因为暴露于温度更高的排气中的一次催化剂41的寿命比二次催化剂42短，其更换频率高于二次催化剂42 的更换频率。即，利用一次催化剂41相对于排气歧管105的装卸来更换一次催化剂41，因此不用在每次更换一次催化剂41时进行相对于缸盖3、消声器6拆装排气歧管105的繁杂的作业。另外，如果不能相对于排气歧管装卸一次催化剂，则在需要更换一次催化剂时，需要更换整个排气净化装置，寿命比一次催化剂长且还有效的二次催化剂也被更换。在本发明中，通过使一次催化剂41相对于排气歧管105装卸自如，也能避免上述那样的二次催化剂42的白白地更换。在具有上述排气净化装置10的发动机100中，在上述排气歧管105的侧面开设有插入口 11b，通过将上述排气净化用催化剂41的第一端经由该插入口 lib插入到该排气歧管105中，将该排气净化用催化剂41配置在该排气歧管105内，在该第一端的相反侧的、该排气净化用催化剂41的第二端固定设有盖体43，该盖体43封闭该插入口 lib地安装在该排气歧管105的外表面上。另外，在具有上述排气净化装置110的发动机100中，也在上述排气歧管205的侧面开设有插入口 111b，通过将上述排气净化用催化剂23的第一端经由该插入口 Illb插入到该排气歧管205内，将该排气净化用催化剂23配置在该排气歧管205内，在该第一端的相反侧的、该排气净化用催化剂23的第二端固定设有盖体21，该盖体21封闭该插入口 Illb地安装在该排气歧管205的外表面上。这样，在排气净化装置10或110中，排气净化用催化剂41或23像插入式片盒那样地构成，仅通过经由该插入口 lib或Illb将该第一端插入在排气歧管105或205中，然后将该盖体43或21安装在排气歧管105或205的外表面上，就能简单地完成将排气净化用催化剂41或23装配在排气歧管105或205内，另外，仅通过使配置在排气歧管105或205 的外部的盖体43或21远离插入口 lib或Illb地移动，就能简单地将排气净化用催化剂41 或23自该插入口 lib或Illb拔掉而自排气歧管105或205卸下。即，能够不用相对于缸盖3和消声器6装卸排气歧管105或205地更换排气净化用催化剂41或23，因此能够提高排气净化用催化剂41或23的维护性。在具有上述排气净化装置10的发动机100中，上述排气净化用催化剂41的上述第一端形成为与上述排气口 34相匹配的形状，通过将该第一端经由上述排气歧管105的上述排气入口 1 插入到该排气口 34中，将该排气净化用催化剂41支承于该缸盖3。这样，通过在排气歧管105的作为排气通路的内部空间中排气温度最高的位置上配置排气净化用催化剂41，能够最大程度地发挥排气净化用催化剂41的排气净化能力(氧化能力)，促进排气排放物41的减少效果。并且，由于将固定设于排气净化用催化剂41的第二端的盖体43安装在排气歧管105的外表面上，另一方面，将排气净化用催化剂41的第二端以嵌入在排气口 34内的状态支承于缸盖3，因此排气净化用催化剂41的面对的两端被支承，不会因发动机100的振动而使排气净化用催化剂41晃荡，或发生排气的泄漏。在具有上述排气净化装置10的发动机100中，上述盖体43在外周部具有凸缘部 43a，将该凸缘部43a和上述排气歧管105均紧固于上述缸盖3。由此，能够相对于缸盖3—体地装卸排气歧管105和排气净化用催化剂41，提高维护性。即，将固定设于排气净化用催化剂41的盖体43的凸缘部43a固定在缸盖3上的一个作业兼进行排气歧管105向缸盖3的紧固作业，另一方面，利用解除该凸缘部43a向缸盖 3的紧固的作业，也能解除排气歧管105向缸盖3的紧固。这样，能够减少用于使排气净化装置10与缸盖3相连接的作业数量和用于自缸盖3卸下排气净化装置10的作业数量。在具有上述排气净化装置10的发动机100中，上述排气歧管105具有借助与作为该排气歧管105的内部空间的上述排气通路中的排气的流动方向平行的面彼此接合的至少两个壳体构件11、12，在该排气歧管105的内表面上配置有保持引导件51，该保持引导件 51用于在该至少两个的壳体构件11、12彼此接合时，定位该排气净化用催化剂42。另外，在具有上述排气净化装置110的发动机100中，上述排气歧管205也具有借助与作为该排气歧管205的内部空间的上述排气通路中的排气流动平行的面彼此接合的至少两个壳体构件111、21，在该排气歧管105的内表面上配置有保持引导件13，该保持引导件13用于在该至少两个的壳体构件111、21彼此接合时，定位该排气净化用催化剂23。这样，在该排气净化装置10或110中，能够在进行该至少两个壳体构件11、12或 111、21的接合作业时，利用保持引导件51或13，将排气净化用催化剂42或23定位保持在排气歧管105或205内部的规定位置，使排气净化用催化剂42或23向排气歧管105或205 的装配容易化。另外，在使该至少两个的壳体构件11、12或111、21能够分离时，利用壳体构件的分离，能够容易地卸下由保持引导件51或13保持的排气净化用催化剂42或23，能够利用上述工艺将新的排气净化用催化剂42或23简单地装配到排气歧管105或205中。在具有上述排气净化装置210的发动机100中，在上述排气净化用催化剂23的外周固定设有催化剂凸缘126，上述排气歧管305利用与其内部的上述排气通路中的排气的流动方向成直角的分割面，能够分开成两个壳体构件81、82，在各该壳体构件81、82的面对该分割面的端部外周形成有壳体凸缘71、72，通过在两个该壳体凸缘71、72间夹持该催化剂凸缘126，将该排气净化用催化剂23固定在该排气歧管305内。这样，在排气净化装置210中，通过将两个壳体构件81、82的壳体凸缘71、72彼此分离，能够分解排气歧管305，能够容易地装卸排气净化用催化剂23，提高维护性。另外，通过在两个壳体构件81、82的壳体凸缘71、72间设置与排气净化用催化剂23成为一体的催化剂凸缘126，能够防止排气自壳体凸缘71、72间的间隙泄漏。在具有上述排气净化装置10、110、210的发动机100中，上述排气净化用催化剂42 或23在外周具有绝热材料25。这样，在该排气净化装置10、110、210中，利用绝热材料25填埋排气歧管105、205 或305与排气净化用催化剂42或23之间的间隙，抑制排气净化用催化剂42或23的温度的下降，从而能够最大程度地发挥排气净化用催化剂42或23的排气净化能力，提高排气排放物的减少效果。另外，绝热材料25除了上述的配置方式以外，例如也可以根据设定的不同，设于排气净化装置10的一次催化剂41。另外，也可以不外装绝热材料地将排气净化用催化剂 23或43内置在排气歧管内。另外，可以使排气净化用催化剂的外周的整个表面隔着绝热材料与排气歧管的内表面抵接，也可以仅使排气净化用催化剂的外周的一部分表面隔着绝热材料与排气歧管的内表面抵接。工业实用性本发明能够利用在发动机的排气净化装置的技术中，特别是能够利用在排气净化用的催化剂的配置和更换的技术中。作为具有本发明的排气净化装置的发动机，可以是柴油发动机等，另外除了以发动机单体的行驶提供以外，也可以提供为与作业机相连结而构成的发动机作业机。
权利要求
1.一种发动机，该发动机具备缸盖、消声器和夹设在该缸盖与该消声器之间的排气歧管，该排气歧管包括与形成在该缸盖内的排气口相连通的排气入口以及与该消声器相连通的排气出口，其特征在于，该发动机具有排气净化装置，该排气净化装置由该排气歧管和排气净化用催化剂构成，该排气净化用催化剂配置在该排气歧管的该排气入口与该排气出口之间的作为排气通路的内部空间中。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，在所述排气净化装置中的作为所述排气通路的所述排气歧管的所述内部空间内配置有另一排气净化用催化剂，将所述排气净化用催化剂和该另一排气净化用催化剂中位于该排气通路中的排气的流动方向的上游侧的排气净化用催化剂作为一次催化剂，将下游侧的排气净化用催化剂作为二次催化剂。
3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于， 使所述一次催化剂相对于所述排气歧管装卸自如。
4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，在所述排气歧管的侧面开设有插入口，通过将所述排气净化用催化剂的第一端经由该插入口插入在该排气歧管中，将该排气净化用催化剂配置在该排气歧管内，在该排气净化用催化剂的与该第一端相反的一侧的第二端固定设有盖体，该盖体封闭该插入口地安装在该排气歧管的外表面上。
5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述排气净化用催化剂的所述第一端为与所述排气口相匹配的形状，通过将该第一端经由所述排气歧管的所述排气入口插入在该排气口中，将该排气净化用催化剂支承于该缸至ΓΤΠ ο
6.根据权利要求4或5所述的发动机，其特征在于，所述盖体在外周部具有凸缘部，该凸缘部和所述排气歧管均紧固于所述缸盖。
7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述排气歧管具有至少两个壳体构件，该至少两个壳体构件借助与作为该排气歧管的内部空间的所述排气通路中的排气的流动方向平行的面而彼此接合，在该排气歧管的内表面上配置有保持引导件，该保持引导件用于在该至少两个壳体构件彼此接合时，定位该排气净化用催化剂。
8.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，在所述排气净化用催化剂的外周固定设有催化剂凸缘，所述排气歧管利用与该排气歧管的内部的所述排气通路中的排气的流动方向成直角的分割面，能够分开成两个壳体构件，在各该壳体构件的与该分割面面对的端部外周形成有壳体凸缘，通过在两个该壳体凸缘之间夹持该催化剂凸缘，将该排气净化用催化剂固定在该排气歧管内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发动机，其特征在于， 所述排气净化用催化剂在外周具有绝热材料。
全文摘要
发动机(100)具备缸盖(3)、消声器(6)和夹设在该缸盖(3)与该消声器(6)之间的排气歧管(5、105、205、305)。该排气歧管(5、105、205、305)具备与形成在该缸盖(3)内的排气口(34)相连通的排气入口(12a、112a)、和与该消声器(6)相连通的排气出口(11c、111c)。该发动机(100)具有排气净化装置(10、110、210)。该排气净化装置(10、110、210)由该排气歧管(105、205、305)和排气净化用催化剂(41、42、23)构成，该排气净化用催化剂(41、42、23)配置在该排气歧管(105、205、305)的该排气入口(12a、112a)与该排气出口(11c、111c)之间的作为排气通路的内部空间中。
文档编号B01D53/94GK102317589SQ20108000732
公开日2012年1月11日 申请日期2010年3月10日 优先权日2009年3月17日
发明者坂口久幸, 村上龙一郎, 青山惠纪 申请人:洋马株式会社