专利名称：内燃机的排气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备设置在排气管中途的排气净化装置和排气消音器的内燃机的排气装置。
背景技术：
作为用于净化内燃机的废气用的排气净化装置设置在排气管中途的排气装置，例如有专利文献1所公开的装置。在这种排气装置中，净化废气的主催化剂和副催化剂设置在排气管的中途。各催化剂收放在直径比分别位于上游侧和下游侧的排气管的直径大的收放部中。因此，收放部的上游侧部分形成朝向废气的下游流路面积增加的扩散部，收放部的下游侧部分形成朝向废气的下游流路面积减少的收敛部。
而且，作为在排气管的中途设置有废气流出的孔的排气装置，例如有专利文献2和专利文献3所公开的装置。在专利文献2所公开的消音器中，在保持于消音器的第一膨胀室内的化油器喉管上嵌合有插入到第一膨胀室内的排气管的后部，在排气管上设置有向第一膨胀室开放的调整孔。而且，通过调整孔对利用排气脉动波在特定的旋转区域获得高输出时的输出的波谷进行补偿。
另外，在专利文献3所公开的排气消音器中，在连接于消音器的排气入口上的排气管上连接有将排气入口和排气出口连接在一起的贯通管。贯通管由位于前部消音室内的锥部和从该锥部至排气出口的直管部构成。而且，在锥部上设置有与前部消音室连通的多个通孔，在直管部上设置有与中间消音室连通的阀孔以及交互地开闭该阀孔和直管部的切换阀。而且，当切换阀断开直管部时，来自排气管的废气通过多个通孔流出到前部消音室中，并进而经过后部消音室、中间消音室到达排气出口。而且，当切换阀局部地打开直管部时，一部分的废气从多个通孔流出，顺序地通过前部消音室、后部消音室和中间消音室到达排气出口，其余的废气仅通过贯通管到达排气出口。
专利文献1特开2000-204913号公报专利文献2特许2737079号公报专利文献3特开平2-81911号公报众所周知，通过利用基于形成排气通路的排气管内产生的反射压力波，可提高排气效率，或者防止或抑制新风的吹过，增加内燃机输出。此时，为了使产生的反射压力波在适当的时期到达排气端口的排气口，必须要适当地设定排气管内的反射压力波的发生部位在排气通路中的位置。
但是，在排气管的中途设置了排气净化装置的情况下，由于要确保排气净化装置的净化单元(例如相当于专利文献1中的催化剂)内的废气的通路，如专利文献1的现有技术那样，排气净化装置具有产生负的反射压力波的扩散部和产生正的反射压力波的收敛部。通常，负的反射压力波由于促进废气的流出而有助于排气效率的提高，另一方面，正的反射压力波由于抑制废气的流出而在正确地设定其产生部位的排气通路内的位置的情况下抑制新风的吹过，但在这种情况之外则具有使排气效率降低的倾向。
因此，在具备具有净化单元的排气净化装置的排气装置中，为了利用排气脉动而提高排气效率以及内燃机输出，必须要适当地设定作为产生反射压力波的部位的扩散部和收敛部、特别是产生使排气效率降低的正的反射压力波的收敛部在排气通路内的位置。
但是，从确保良好的净化性能的观点出发，并考虑到车体内的布局，例如使催化剂尽快到达活性温度，排气净化装置的设置场所多设定在尽可能靠近较高地保持废气温度的排气端口的场所，或容易维持催化剂的活性温度的场所等。因此，产生正的反射压力波的收敛部几乎不会设置在抑制新风的吹过、使内燃机输出增加的位置上，该反射压力波将阻碍顺畅的废气的排出，使排气效率降低，并使内燃机输出降低。
另外，由于收敛部产生的正的反射压力波，净化单元的正下游处的压力(背压)增高，净化单元处的废气流速降低，或者流速的分布不均匀，排气净化装置的净化性能降低。
而且，专利文献2、3的现有技术虽然在排气管或连接在排气管上的贯通管的锥部上设置有孔，但均不具备排气净化装置，因此，并不是与排气净化装置相关联地设置有孔的装置。
本发明是鉴于上述情况而提出的，技术方案1至技术方案7的发明目的在于，在具备于排气管的中途设置有排气净化装置的排气装置的内燃机中，实现内燃机输出的增加和排气净化装置的净化性能的提高。而且，技术方案2、5、6的发明目的还在于使内燃机输出进一步增加和使排气净化装置的净化性能进一步增加，技术方案3的发明目的还在于降低因从泄流通路流出的废气而产生的排气音，并且对排气净化装置和下游侧排气管进行防护，技术方案4的发明目的还在于避免排气消音器的大型化和内部结构的复杂化，技术方案7的发明目的还在于实现内燃机输出的进一步增加和进一步降低因从泄流通路流出的废气而产生的排气音。
发明内容
技术方案1的发明为一种内燃机的排气装置，包括排气消音器，设置在内燃机的排气端口和上述排气消音器的消音空间之间的排气管，以及设置在该排气管中途的排气净化装置，上述排气管具有分别配置在上述排气净化装置的上游和下游上的上游侧排气管和下游侧排气管，上述排气净化装置具有净化单元，形成废气流入该净化单元的入口通路的入口部，以及形成净化后的废气从上述净化单元流出的出口通路的出口部，其中，上述出口部具有朝向废气的下游流路面积减少的收敛部，在上述出口部或者上述下游侧排气管的上游端侧部分上设置有使废气的一部分流出的单个或者多个泄流通路。
因此，在出口部或者下游侧排气管的上游端侧部分流动的废气的一部分通过泄流通路流出，净化单元下游的废气压力减小，同时在泄流通路的部分产生负的反射压力波，通过在收敛部或者接近收敛部的部位产生的负的反射压力波衰减收敛部产生的正的反射压力波。从而抑制正的反射压力波阻碍废气的流动，并减小排气净化装置上的背压，抑制排气净化装置内的废气流速的降低。
其结果，根据技术方案1的发明，具有以下的效果。即，设置在上游侧排气管和下游侧排气管之间的排气净化装置在其出口部上具有收敛部，在出口部或者下游侧排气管的上游端侧部分上设置有使废气的一部分流出的单个或者多个泄流通路，从而排气净化装置的净化单元下游的废气压力减小，同时衰减收敛部产生的正的反射压力波，所以在具备在排气管的中途设置有排气净化装置的排气装置的内燃机中，排气效率提高，内燃机输出增加。除此之外，由于抑制了正的反射压力波产生的排气净化装置内的废气流速的降低，所以排气净化装置的净化性能提高。
技术方案2的发明是在技术方案1所述的内燃机的排气装置中，上述泄流通路设置在上述收敛部的上游侧部或者该上游侧部上游的上述出口部上。
因此，由于泄流通路位于作为因流路面积的变化大而产生强的正反射压力波的部位或者接近该部位的位置的收敛部的上游侧部或者其上游的出口部上，所以有效地衰减正的反射压力波。而且，在比较靠近净化单元的位置上设置多个泄流通路的情况下，能够使排气净化装置内的流速分别均匀。
其结果，根据技术方案2的发明，除了技术方案1的发明的效果之外，还具有以下的效果。即，通过将泄流通路设置在排气净化装置的收敛部的上游侧部或者该上游侧部的上游的出口部上，有效地衰减收敛部产生的反射压力波，从而排气效率进一步提高，内燃机输出进一步增加，除此之外，进一步抑制反射压力波产生的排气净化装置内的废气流速的降低，并且能够通过多个泄流通路使流速的分布均匀，排气净化装置的净化性能提高。
技术方案3的发明是在技术方案1或技术方案2所述的内燃机的排气装置中，上述排气净化装置和上述下游侧排气管配置在上述消音空间内。
因此，从泄流通路流出的废气流出到消音空间内而被消音，而且排气消音器成为相对于排气净化装置和下游侧排气管的防护部件。
其结果，根据技术方案3的发明，除了技术方案1或2的发明的效果之外，还具有以下的效果。即，通过将排气净化装置和下游侧排气管配置在消音空间内，从泄流通路流出的废气产生的排气音降低。除此之外，通过简单的结构，不必另外设置防护部件等增加部件数量即能够可靠地防止运行者或者障碍物等与排气净化装置或下游侧排气管相接触。
技术方案4的发明是在技术方案3所述的内燃机的排气装置中，上述消音空间由被间隔壁划分成的多个消音室构成，上述泄流通路的出口和上述排气管的出口向同一个上述的消音室开放。
因此，用于降低从排气管流出的废气产生的排气音的消音室和从泄流通路流出的废气产生的排气音的消音室是公用的。
其结果，根据技术方案4的发明，除了技术方案3的发明的效果之外，还具有以下的效果。即，在构成排气消音器的消音空间的多个消音室中，通过使泄流通路的出口和排气管的出口向相同的消音室开放，用于降低从排气管和泄流通路分别流出的废气所产生的排气音的消音室是公用的，从而可避免排气消音器的大型化和其内部结构的复杂化，降低排气装置的成本。
技术方案5的发明是在技术方案3所述的内燃机的排气装置中，上述消音空间由被间隔壁划分成的多个消音室构成，上述泄流通路的出口和上述排气管的出口向不同的上述消音室开放。
因此，由于来自泄流通路的废气相对于因来自排气管的废气流出而为高压、并且存在大的排气脉动的消音室是流出到压力更低、并且排气脉动更小的消音室，所以有效地衰减收敛部产生的正的反射压力波。因此，进一步抑制正的反射压力波引起的阻碍废气的流动，并且排气净化装置的背压也进一步减小，进一步抑制排气净化装置内废气流速的降低。
其结果，除了技术方案5的发明的效果之外，还具有以下的效果。即，在构成排气消音器的消音空间的多个消音室中，通过使泄流通路的出口和排气管的出口向不同的消音室开放，进一步衰减收敛部产生的反射压力波，从而排气效率进一步提高，内燃机输出进一步增加。除此之外，进一步抑制正的反射压力波所产生的排气净化装置内废气流速的降低，排气净化装置的净化性能进一步提高。
技术方案6的发明是在技术方案5所述的内燃机的排气装置中，上述泄流通路的出口开放的上述消音室是上述多个消音室中位于最下游的消音室。
因此，由于来自泄流通路的废气流出到形成在排气消音器上的多个消音室中压力最低、并且排气脉动最小的消音室，所以进一步衰减收敛部产生的正的反射压力波。因此，进一步抑制正的反射压力波引起的阻碍废气的流动，并且排气净化装置的背压进一步减小，进一步抑制排气净化装置内废气流速的降低。
其结果，根据技术方案6的发明，在构成排气消音器的消音空间的多个消音室中，由于泄流通路的出口向这些消音室中位于最下游的消音室开放，所以更加有效地发挥技术方案5的发明的效果。
技术方案7的发明是在技术方案3～6中任一项所述的内燃机的排气装置中，在上述出口部或者上述上游端侧部分上安装有覆盖上述泄流通路的出口的吸音部件。
因此，由于作用在泄流通路的出口上的消音室内的排气脉动被吸音部件衰减，从泄流通路流出的废气容易流出到消音室，有效地减小净化单元下游的废气压力，同时通过泄流通路的部分产生的负的反射压力波有效地衰减收敛部产生的正的反射压力波。因此，抑制正的反射压力波阻碍废气的流动，并且排气净化装置的背压减小，抑制排气净化装置内废气流速的降低。而且，由于从泄流通路流出的废气在通过吸音部件后流出到消音室内，所以该废气产生的排气音在废气通过吸音部件时降低，并且由于之后在消音室内膨胀而进一步降低。
其结果，根据技术技术方案7的发明，除了技术方案3～6的发明的效果之外，还具有以下的效果。即，由于在出口部或者下游侧排气管的上游端侧部分上安装有覆盖泄流通路的出口的吸音部件，所以有效地减小净化单元下游的废气压力，同时有效地衰减收敛部产生的正的反射压力波，从而排气效率提高，内燃机输出增加，抑制反射压力波所产生的排气净化装置内废气流速的降低，所以排气净化装置的净化性能提高，并且进一步降低从泄流通路流出的废气产生的排气音。
另外，在本说明书中，「上游」和「下游」分别表示与废气的流向相关的「上游」和「下游」，「流向」表示废气的流向。
图1为作为本发明第1实施例的内燃机的排气装置的纵向剖视图。
图2为作为本发明第2实施例的内燃机的排气装置的主要部分纵向剖视图。
图3为作为本发明第3实施例的内燃机的排气装置的主要部分纵向剖视图。
图4为作为本发明第4实施例的内燃机的排气装置的纵向剖视图。
图5为图4中的V-V向剖视图。
具体实施例方式
以下，参照图1至图5对本发明的实施例加以说明。
参照表示本发明第1实施例的图1，适用本发明的排气装置E是搭载在机动两轮车或小型车辆上的单缸四冲程内燃机(未图示)的排气装置。对从具有在缸体内往复移动的活塞的上述内燃机的燃烧室排出的作为燃烧气体的废气进行净化、并向大气中排出的排气装置E从废气的上游到下游顺序地包括连接在上述内燃机的排气端口上的导入管(未图示)，连接在该导入管上的作为上游侧排气管的第1排气管1，连接在第1排气管1上的排气净化装置3，连接在排气净化装置3上的作为下游侧排气管的第2排气管2，形成第2排气管开放的消音空间S的排气消音器4，以及具有向消音空间S开放的入口6a和向大气开放的出口6b的排气尾管6。
除此之外，由隔着排气净化装置3设置的第1排气管1和第2排气管2以及上述导入管构成的排气管P设置在上述排气端口和消音空间S之间。而且，考虑到车体内的布局，并且为了使温度较高的废气流入排气净化装置3中，排气净化装置3以尽可能靠近上述排气端口的位置设置在排气管P的中途。
排气消音器4包括外壁40，将形成在外壁40内部的消音空间S划分成多个消音室的间隔壁，以及在第1实施例中作为多个间隔壁的第1、第2间隔壁41、42。通过第1、第2间隔壁41、42，消音空间S被划分成构成各膨胀室的第1、第2、第3三个消音室45、46、47。
具体地说，外壁40为筒状，在本实施例中由圆筒状的中央部40a，在中央部40a长度方向一端侧的第1端部40b，以及在中央部40a长度方向的另一端侧的第2端部40c构成。在中央部40a的内侧设置有与中央部40a一起构成双层壁结构的内壁40d，在中央部40a和内壁40d之间例如填充有由玻璃棉构成的吸音材料40e。
而且，由中央部40a、第1间隔壁41、第2间隔壁42形成第1消音室45，隔着第1消音室45形成有第2、第3消音室46、47。即，第2消音室46由中央部40a的一端部分、第1端部40b、第1间隔壁41形成，第3消音室47由中央部40a的另一端部分、第2端部40c、第2间隔壁42形成。
在消音空间S内从废气流的上游到下游顺序设置的第1～第3消音室45～47具备连通沿着流向相邻的消音室的连通管，以及在本实施例中作为多个连通管的第1、第2连通管49、50，第1连通管49贯通第1间隔壁41地配置，具有向第1消音室45开放的入口49a和向第2消音室46开放的出口49b。第2连通管50贯通第1间隔壁41、第1消音室45、和第2间隔壁42地配置，具有向第2消音室46开放的入口50a和向第3消音室47开放的出口50b。
在排气消音器4的外部，连接在上述导入管上的第1排气管1贯通第1端部40b、第2消音室46、第1间隔壁41地配置，并在第1消音室45内连接在排气净化装置3的入口部33上。另一方面，在第1消音室45内连接在排气净化装置3的出口部34上的第2排气管2是贯通第2间隔壁42，在第3消音室47内形成U字形的曲管部并延伸，再次贯通第2间隔壁42而延伸到第1消音室45内第1间隔壁41的附近地配置的。而且，第2排气管2的出口2b位于靠近第1间隔壁41的位置上，并与第1间隔壁41对向，向第1消音室45开放。而且，排气尾管6贯通第2端部40c地配置，具有向位于废气的流向中位于最下游的第3消音室47开放的入口6a。
除此之外，第2排气管2的整体配置在第1、第3消音室45、47内，排气净化装置3的整体配置在第2排气管2的出口2b打开的第1消音室45内。该排气净化装置3具有使废气中的有害成分无害化而对废气进行净化的物质、在本实施例中载持有对废气中的NOx(氮氧化物)、HC(碳氢化合物)和CO(一氧化碳)进行净化的三元催化剂的整体式载持体构成的催化剂部30，以及收放该催化剂部30的壳体31。除此之外，催化剂部30构成对废气进行净化的净化单元。
这样一来，通过将具有三元催化剂的排气净化装置3配置在构成上述排气管P的第1、第2排气管1、2的中途、并且是在排气消音器4内，所以能够缩短催化剂到达活性温度的时间，并在排气消音器4内对排气净化装置3保温。
壳体31由保持催化剂部30的保持部32，为了将来自上述排气端口的废气引导到催化剂部30而位于催化剂部30的入口端30a上游、形成入口通路35的入口部33，为了将被催化剂部30净化了的废气引导到第2排气管2的入口而位于催化剂部30的出口端下游、形成出口通路36的出口部34构成。
保持部32由具有比第1、第2排气管1、2大的内径，并且沿着流向形成大致一定的流路面积的圆筒状的主管37的一部分构成。入口部33由连接在主管37上、构成朝向下游流路面积增加的扩散部的锥管38和作为主管37的一部分的上游端部37a构成。而且，出口部34由连接在主管37上、构成朝向下游流路面积减少的收敛部的锥管39和作为主管37的一部分的下游端部37b构成。
在锥管39上形成有构成使通过出口通路36的废气的一部分流出到第1消音室45中的泄流通路的泄流孔7，从而具有向第1消音室45开放的出口。多个、在此为六个的泄流孔7沿着周向等间隔地形成在锥管39上位于靠近锥管39的入口端39a的部分、即由位于与锥管39的出口端39b相比更靠近入口端39a的部分构成的上游侧部39c上，优选地是在入口端39a的附近。除此之外，在锥管39上由位于与入口端39a相比更靠近出口端39b的部分以及位于入口端39a和出口端39b的中间位置的部分构成的下游侧部39d上不形成泄流孔7。
而且，在第1消音室45中，泄流孔7接近第2间隔壁42。并且，泄流孔7接近第1间隔壁41，同时从与第1间隔壁41对向地开口的第2排气管2的出口2b沿着上述长度方向离开地配置在第1消音室45内。
以下，对上述结构的第1实施例的作用和效果加以说明。
上述内燃机运行，从上述排气端口流出的废气通过上述导入管和第1排气管1流入排气净化装置3中，被排气净化装置3净化了的废气通过第2排气管2流入第1消音室45中。在第1消音室45内通过膨胀而减压、消音了的废气通过第1连通管49流入第2消音室46，进而从第2消音室46通过第2连通管50流入第3消音室47。
此时，废气依次在第2消音室46内和第3消音室47内分别地通过膨胀而被减压、消音。这样一来，被充分消音了的废气从第3消音室47通过排气尾管6排放到外部气体中。除此之外，第1～第3消音室45～47中压力的大小和排气脉动的大小是越位于下游的消音室越小，即以第1消音室45、第2消音室46、第2消音室47的顺序减小。
而且，当上述内燃机从冷机的状态运行时，由于具备催化剂部30的排气净化装置3以比较靠近上述排气端口的位置设置在第1排气管1和第2排气管2之间，所以能够通过温度较高的废气将排气净化装置3的催化剂尽快加热到活性温度，而且由于通过将排气净化装置3配置在排气消音器4内，在排气消音器4内保温，所以可容易地维持催化剂的活性温度，确保良好的净化性能。
由于通过在排气净化装置3的构成收敛部的锥管39的上游侧部39c、优选地在入口端39a的附近设置使锥管39内的被净化了的废气的一部分流出的泄流孔7，出口通路36的一部分的废气通过泄流孔7流出，催化剂部30下游的废气的压力减小，同时在泄流孔7的部分产生负的反射压力波，而且，泄流孔7位于靠近因流路面积的变化大而产生强的正反射压力波的场所的入口端39a的位置的锥管39的上游侧部39c，优选地是入口端39a的附近，所以有效地衰减锥管39产生的正的反射压力波。而且，泄流孔7越靠近入口端39a，在衰减正的反射压力波上越有效。
这样一来，由于催化剂部30下游的废气的压力减小，同时衰减了锥管39产生的正的反射压力波，所以在具备排气管P的中途设置了排气净化装置3的排气装置E的内燃机中，排气效率提高，内燃机输出增加。除此之外，由于抑制了因正的反射压力波产生的排气净化装置3内的废气流速的降低，所以排气净化装置3的净化性能提高。另外，由于六个泄流孔7在圆周方向上大致等间隔地形成，所以流速的分布均匀，在这一点上也提高了排气净化装置3的净化性能。
而且，由于泄流孔7是在第1消音室45内从第2排气管2的出口2b在上述长度方向上分离地配置的，所以尽量避免了废气从泄流孔7的流出因从出口2b流出的废气的高压的压力波而受到阻碍。
由于通过将排气净化装置3配置在构成消音空间S的第1消音室45内，来自泄流孔7的废气流出到第1消音室45内而被减压，并由第2、第3消音室46、47进一步减压、消音，所以从泄流孔7流出的废气产生的排气音降低。除此之外，由于排气消音器4成为相对于排气净化装置3的第2排气管2的防护部件，所以结构简单，不必另外设置防护部件等使部件数量增加即能够可靠地防止运行者或障碍物等与因反应热而成为高温的排气净化装置3以及第2排气管2相接触。
另外，在构成排气消音器4的消音空间S的第1～第3消音室45～47中，由于通过使泄流孔7的出口和第2排气管2的出口2b均向第1消音室45开放，用于降低从第2排气管2和泄流孔7分别流出的废气所产生的排气音的消音室是公用的，所以能够避免排气消音器4的大型化和内部结构的复杂化，可降低排气装置E的成本。
由于泄流孔7形成在锥管39的上游侧部39c上，而不形成在下游侧部39d上，所以防止了锥管39的强度降低。
而且，由于通过使第2排气管2通过第3消音室47延伸到第1消音室45，利用具有长的通路长度的排气管P获得上述内燃机低速旋转时的排气惯性效果，所以即使在低速旋转时也能够确保所需要的内燃机输出。
以下，参照图2、图3对本发明的第2、第3实施例加以说明。第2、第3与第1实施例相比，主要是通过泄流孔7流出的废气的流出目的地的消音室不同，除此之外具有大致相同的结构。因此，省略或者简略对相同部分的说明，以不同之处为中心进行说明。另外，对于与第1实施例的部件相同的部件或者相对应的部件使用相同的附图标记。
参照表示第2实施例的图2，包含锥管39的出口部34配置在第3消音室中，泄流孔7向构成消音空间S的消音室中排气脉动最小的第3消音室47开放。除此之外，排气净化装置3贯通第2间隔壁42而横跨第1消音室45和第3消音室47地配置。
根据第2实施例，除了具有与第1实施例相同的作用和效果之外，还具有以下的作用和效果。即，在构成排气消音器4的消音空间S的第1～第3消音室45～47中，由于泄流孔7的出口向与第1消音室45不同的消音室、第1～第3消音室45～47中位于最下游的第3消音室47开放，所以来自泄流孔7的废气流出到作为与因来自第2排气管2的废气流出而为高压、并且存在大的排气脉动的第1消音室45不同的消音室的第3消音室47中。而且，由于该第3消音室47是形成在排气消音器4中的第1～第3消音室45～47中压力最低、并且排气脉动最小的消音室，所以进一步衰减了锥管39处的正的反射压力波。其结果，由于因正的反射压力波产生的废气流动的阻碍被进一步抑制，所以排气效率进一步提高，内燃机输出进一步增加。除此之外，因正的反射压力波产生的排气净化装置3内的废气流速的降低被进一步抑制，排气净化装置3的净化性能进一步提高。
以下，参照表示第3实施例的图3，在排气消音器4中，在第1、第2间隔壁41、42之间具备第3间隔壁43，通过该第3间隔壁43，在第1消音室45和第3消音室47之间形成不与这些消音室连通的、作为独立的膨胀室的第4消音室48。该第4消音室48通过一个或多个放出管44与外部气体连通。因此，第4消音室48的压力比第3消音室47低，并且第4消音室48内的排气脉动与第3消音室47内的排气脉动相比非常小，几乎不存在。
而且，包含锥管39的出口部34配置在构成消音空间S的第4消音室48中，泄流孔7向第4消音室48开放。除此之外，排气净化装置3贯通第3间隔壁43而横跨第1消音室45和第4消音室48地配置。
根据第3实施例，除了具有与第1实施例相同的作用和效果之外，还具有以下的效果。即，由于第4消音室48与第3消音室47相比为低压，接近于外气压力，并且排气脉动也非常小，几乎没有，所以与第2实施例相比，进一步衰减了锥管39处的正的反射压力波。其结果，在排气效率的提高所实现的内燃机输出的增加，以及排气净化装置3内的废气流速降低的抑制所实现的排气净化装置3的净化性能的提高这一点上，起到了比第2实施例的效果更加优良的效果。
以下，参照图4、图5对本发明的第4实施例加以说明。在次，省略或者简略对与第1实施例相同的部分的说明，以不同之处为中心加以说明。另外，对于与第1实施例的部件相同的部件或者相对应的部件使用相同的附图标记。
参照图4、图5，排气装置E具备连接在与上述内燃机的上述排气端口相连接的上述导入管上的第1排气管1，排气净化装置3，第2排气管2，形成第2排气管开放的消音空间S的排气消音器4，以及具有向消音空间S开放的入口6a和向大气开放的出口6b的排气尾管6。
排气消音器4具备作为多个间隔壁的第1、第2间隔壁41、42。通过第1、第2间隔壁41、42，消音空间S被划分成第1、第2、第3的三个消音室45～47。而且，通过壳体40的中央部40a、第1间隔壁41、第2间隔壁42形成在废气的流向上位于最下游的第3消音室47，隔着该第3消音室47形成第1、第2消音室45、46。即，第1消音室45由中央部40a的一端部分、第1端部40b、第1间隔壁41形成，第2消音室46由中央部40a的另一端部分、第2端部40c、第2间隔壁42形成。
在消音空间S内从废气流的上游朝向下游顺序配置的第1～第3消音室45～47具备连通沿着流向相邻的消音室的第1、第2连通管49、50。第1连通管49贯通第1间隔壁41、第3消音室47、第2间隔壁42地配置，具有向第1消音室45开放的入口49a和向第2消音室46开放的出口49b。第2连通管50贯通第2间隔壁42地配置，具有向第2消音室46开放的入口50a和向第3消音室47开放的出口50b。
在排气消音器4的外部连接在上述导入管上的第1排气管1贯通第1端部40b地配置，在第1消音室45内，连接在排气净化装置3的入口部33上。另一方面，在第3消音室47内连接在排气净化装置3的出口部34上的第2排气管2贯通第2间隔壁42，在第2消音室46内形成U字形的曲管部并延伸。再次贯通第2间隔壁42并贯通第3消音室47和第1间隔壁41地配置，其出口2b向第1消音室45开放。而且，排气尾管6贯通第2端部40c和第2间隔壁42地配置，具有向第3消音室47开放的入口6a。
与第1实施例的排气净化装置3相同的排气净化装置3贯通第1间隔壁41而横跨第1消音室45和第3消音室47地配置。而且，在由保持催化剂部30的保持部32，位于催化剂部30的入口端30a的上游、形成入口通路35的入口部33，位于催化剂部30的出口端30b的上游、形成出口通路36的出口部34构成的壳体31上，具有锥管39的入口部33和保持部32的一部分配置在第1消音室45内，具有锥管39的出口部34和保持部32的其余部分配置在第3消音室47内。
在第2排气管2中位于出口部34的正下游、同时配置在第3消音室47内的上游端侧部分20上，用于使通过出口通路36的废气的一部分流出到第3消音室47的多个泄流孔8具有向第3消音室47开放的出口地形成。该上游端侧部分20由形成大致一定的流路面积的主管部分的一部分构成，在其外周上固定安装有覆盖所有的泄流孔8的出口、形成筒状的吸音材料，例如由玻璃棉等多孔质材料构成的吸音部件9。
另外，上游端侧部分20设置在第2排气管2中从连接在主管39上的入口端2a稍向下游侧的位置起沿着废气的流向的规定范围内。而且，从泄流孔8实现的内燃机输出增加的观点考虑，该规定范围适当地设定在靠近产生正的反射压力波的锥管39的位置上。
为了通过由吸音部件9覆盖泄流孔8，确保来自泄流孔8的废气的所需要的流出量，所以各泄流孔8的孔径比上述第1～第3实施例的泄流孔7大，泄流孔8的数量也比泄流孔7多。
以下，对上述结构的第4实施例的作用和效果加以说明。
从上述排气端口流出的废气通过上述导入管和第1排气管1流入排气净化装置3，在排气净化装置3中被净化了的废气通过第2排气管2流入第1消音室45。通过在第1消音室45内膨胀而被减压、消音了的废气通过第1连通管49流入第2消音室46，并进而从第2消音室46通过第2连通管50流入第3消音室47。而且，通过第1～第3消音室45～47而被消音了的废气从第3消音室47通过排气尾管6排出到外部气体中。
而且，排气净化装置3与第1实施例相同，由于在排气消音器4内保温，所以容易维持催化剂的活性温度，并能够确保良好的净化性能。
而且，通过在第2排气管2的上游端侧部分20上安装覆盖泄流孔8的出口的吸音部件9，从排气净化装置3的出口部34流出后的废气的一部分在上游端侧部分20上从多个泄流孔8通过吸音部件9，流出到构成消音空间S的消音室中排气脉动最小的第3消音室47中。这样一来，由于从排气净化装置3流出后的废气的一部分流出到排气脉动最小的第3消音室47中，所以催化剂部30下游的废气压力大幅度降低，同时在泄流孔的部分产生负的反射压力波，通过该负的反射压力波衰减了锥管39产生的正的反射压力波。因此，除了具有与第2实施例相同的效果之外，还具有以下的效果。
即，由于作用在泄流孔8的出口上的第3消音室47内的排气脉动被吸音部件9衰减，从泄流孔8流出的废气容易流入第3消音室47中，有效地减小了催化剂部30下游的废气压力，同时通过泄流孔8的部分产生的负的反射压力波，有效地抑制了锥管39产生的正的反射压力波，所以排气效率提高，内燃机输出增加，抑制了正的反射压力波产生的排气净化装置3内的废气流速的降低，从而排气净化装置3的净化性能提高。
另外，由于从泄流孔8流出的废气通过吸音部件9后流出到第3消音室47内，所以由该废气产生的排气音在废气通过吸音部件9时降低，并且由于之后在第3消音室47内膨胀而进一步降低，从而进一步降低了从泄流孔8流出的废气产生的排气音。
而且，由于使第2排气管2通过第2消音室46和第3消音室47而延伸到第1消音室45，利用具有长的通路长度的排气管P获得上述内燃机的低速旋转时的排气惯性效果，所以即使在低速旋转时也能够确保所需要的内燃机输出。
以下，对于将上述实施例的一部分结构改变的实施例，就改变的结构加以说明。
在第1～第3实施例中，泄流孔7也可以形成在催化剂部30的出口端30b的下游、位于上游侧部39c上游的下游端部37b上入口端39a的附近。而且，泄流孔7还可以在圆周方向上不必是等间隔的，而形成在流动方向上相互错开的位置上。另外，泄流孔7的数量可以是六个以外的多个或者一个，泄流孔7的大小也可以和其个数一样，根据内燃机输出的观点和排气净化性能的观点设定成最佳值。
另外，虽然与第1实施例相比，正的反射压力波的衰减作用稍低，但泄流孔7也可以形成在下游侧部39d上。
泄流通路虽然在上述第1～第3实施例中是由形成在锥管39或者主管37的下游端部37b上的孔构成的，但也可以由小直径的管形成，这样一来，可不改变排气净化装置3的配置锥管39的消音室地改变泄流通路的出口开放的消音室。而且，收敛部也可以由流路面积不连续地变化的管构成。
在第1～第3实施例中，也可以将与吸音部件9相同的吸音部件覆盖设置在锥管39上的泄流孔7地安装在锥管39的外周上。在这种情况下，与泄流孔8相同，为了确保废气所需要的流出量，各泄流孔7的孔径比上述第1～第3实施例的泄流孔7大，泄流孔7的数量也多。
在第1～第3实施例中，催化剂部30到达主管37的下游端部37b，在保持部32包含下游端部37b地构成的情况下，出口部34不包含下游端部37b，仅由锥管39构成。虽然催化剂部30由载持有三元催化剂的载持体构成，但也可以是载持氧化催化剂或者还原催化剂的载持体，另外，除此之外还可以由除去废气中有害成分而净化废气的部件构成。
内燃机可以是多缸式的，在这种情况下，排气管P可经由排气多支管连接在上述排气端口上。
权利要求
1.一种内燃机的排气装置，包括排气消音器，设置在内燃机的排气端口和上述排气消音器的消音空间之间的排气管，以及设置在该排气管中途的排气净化装置，上述排气管具有分别配置在上述排气净化装置的上游和下游上的上游侧排气管和下游侧排气管，上述排气净化装置具有净化单元，形成废气流入该净化单元的入口通路的入口部，以及形成净化后的废气从上述净化单元流出的出口通路的出口部，其特征是，上述出口部具有朝向废气的下游流路面积减少的收敛部，在上述出口部或者上述下游侧排气管的上游端侧部分上设置有使废气的一部分流出的单个或者多个泄流通路。
2.如权利要求1所述的内燃机的排气装置，其特征是，上述泄流通路设置在上述收敛部的上游侧部或者该上游侧部上游的上述出口部上。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的排气装置，其特征是，上述排气净化装置和上述下游侧排气管配置在上述消音空间内。
4.如权利要求3所述的内燃机的排气装置，其特征是，上述消音空间由被间隔壁划分成的多个消音室构成，上述泄流通路的出口和上述排气管的出口向同一个上述的消音室开放。
5.如权利要求3所述的内燃机的排气装置，其特征是，上述消音空间由被间隔壁划分成的多个消音室构成，上述泄流通路的出口和上述排气管的出口向不同的上述消音室开放。
6.如权利要求5所述的内燃机的排气装置，其特征是，上述泄流通路的出口开放的上述消音室是上述多个消音室中位于最下游的消音室。
7.如权利要求3～6中任一项所述的内燃机的排气装置，其特征是，在上述出口部或者上述上游端侧部分上安装有覆盖上述泄流通路的出口的吸音部件。
全文摘要
一种在排气管的中途设置有排气净化装置的排气装置，可实现内燃机输出的增加和排气净化装置的净化性能的提高。内燃机的排气装置(E)具备设置在第1排气管(1)和第2排气管(2)之间、具有配置在排气消音器(4)内的催化剂部(30)的排气净化装置(3)。排气净化装置(3)具有形成净化后的废气流出的出口通路(36)的出口部(34)。出口部(34)具有构成收敛部的锥管(39)，在锥管(39)的上游侧部(39c)上设置有使在出口部(34)流动的废气的一部分流出的泄流孔(7)。
文档编号F01N1/24GK1499051SQ200310104329
公开日2004年5月26日 申请日期2003年10月24日 优先权日2002年10月29日
发明者石川英一, 森川雄一郎, 一郎 申请人:本田技研工业株式会社