专利名称：排气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种排气净化装置。
背景技术：
在汽车等的车辆中，设置有用于对内燃机的排气进行净化的排气净化装置。作为这种排气净化装置，已知如下的装置，即，如图9所示，具备排气管102，其从内燃机101的前侧部分起向下方延伸；排气净化催化剂104，其在该内燃机101的下侧于车辆的前后方向上延伸；排气引导部105，其将所述排气净化催化剂104的前端连接在所述排气管102的下游端口 103上。另外，图中的“前”、“后”分别对应于车辆的前侧以及后侧。从内燃机101排出至排气管102中的排气经由该排气管102的下游端口 103而流入至排气引导部105，进而相对于排气净化催化剂104从其前端流入，且在通过该排气净化催化剂104而被净化之后被排放到大气中。通过采用将排气净化催化剂104尽可能地设置在靠近车辆的前侧(排气的流动方向上的上游侧)，且使高温的排气流入至该排气净化催化剂104中的方式，从而实现了利用该排气的热量而实施的、对排气净化催化剂104的有效的暖机。另一方面，由于内燃机101的排气从该内燃机101朝向车辆的前方被排出，因此将内燃机101的排气向排气净化催化剂104引导的排气管102从内燃机101的前表面突出，并沿着该前表面而向下方延伸。而且，排气引导部105以能够将上述排气管102的下游端口 103连接在上述排气净化催化剂104的前端上的方式而形成为弯曲了大约90°的形状。但是，当以上述的方式将排气引导部105设为弯曲了大约90°的形状时，从排气管102的下游端口 103经由排气引导部105而朝向排气净化催化剂104的前端流动的排气，将由于作用于该排气的离心力和重力的关系，而主要如图中箭头所示的那样经过排气引导部105的下部而流动。其结果为，经过排气引导部105而到达了排气净化催化剂104处的排气中的大部分，将从排气净化催化剂104的前端面的下半部分流入至该催化剂104内部。如此，当从排气净化催化剂104的前端面的排气的流入偏向于该前端面的下半部分时，将难以实施排气净化催化剂104内的有效的排气的净化。此外，为了使从排气净化催化剂的前端面的排气的流入在该前端面的整体上均匀地进行，例如在专利文献I中公开了如下的排气净化装置，其采用了以下的[I] [3]所示的结构。[I]使与排气引导部连接的排气管的中心轴线相对于排气净化催化剂的中心轴线而倾斜，并将该倾斜角的角度设定为小于45°的较小的值。[2]以如下方式设置排气管，即，在延长与排气引导部连接的排气管的下游端口时的、延长部分不偏离出排气净化催化剂的前端面的范围内，使该排气管的中心轴线相对于排气净化催化剂的前端面的中心而在上述倾斜的方向上偏移。[3]在排气引导部中的、与上述倾斜的方向相反的一侧，形成有以向外侧鼓出的方式而弯曲的鼓出部。
在专利文献I的排气净化装置中，通过采用这种[I] [3]的结构，从而可使从排气净化催化剂的前端面的排气的流入在该前端面的整体上均匀地进行。因此认为，如果将专利文献I中的上述[I] [3]的结构应用于图9的排气净化装置中，则能够消除如下的问题，即，由从排气净化催化剂104的前端面的排气的流入偏向于该前端面的下半部分而引起的、难以实施排气净化催化剂104内的有效的排气的净化的问题。在此，图10以及图11图示了针对图9的排气净化装置的、上述[I] [3]的结构的应用例。另外，在图10的示例中，通过将排气净化催化剂104倾斜配置成前高后低的状态，从而能够实现上述[I] [3]的结构。此外，在图11的示例中，通过以在倾斜角的角度相对于水平面小于45°的状态下朝向车辆的后方侧且下方侧倾斜延伸的方式而形成排气管102的下游端部，从而能够实现上述[I] [3]的结构在先技术文献专利文献专利文献I H本特开2004-332607号公报(第
段、图3 图5)
发明内容
发明所要解决的课题但是，在针对于排气净化装置的上述[I] [3]的结构的应用例、即图10以及图11中，关于图10的示例，由于必须将排气净化催化剂104倾斜配置为前高后低的状态，从而该排气净化催化剂104无法完全收纳在内燃机101的下部与路面之间的可能性较高，因此实际上无法采用该示例。另一方面，在图11的示例中，由于能够以在前后方向(水平方向)上延伸的方式而配置排气净化催化剂104，因此不会出现该排气净化催化剂104无法完全收纳在内燃机101的下部与路面之间的情况。但是，在该示例中，为了实现上述[I]以及上述[2]的结构，而必须使排气管102的下游端部朝向车辆的后方侧较长地延伸。其结果为，不得不将排气净化催化剂104配置在排气的流动方向上的更下游侧(车辆的后方侧)，从而将难以通过内燃机101的排气而有效地对排气净化催化剂104进行暖机。本发明的目的在于，提供一种如下的排气净化装置，即，能够在不使排气净化催化剂的位置向排气的流动方向上的下游侧偏离的条件下，使从排气净化催化剂的前端面的排气的流入在该前端面的整体上均匀地进行。用于解决课题的方法为了达成上述目的，在本发明的一个方式中，提供了一种被设置在搭载于车辆上的排气净化装置。排气净化装置包括排气管、排气净化催化剂和排气引导部。所述排气管从所述内燃机的前侧部分起向下方延伸，且具有下游端口。所述排气净化催化剂在所述内燃机的下方于车辆的前后方向上延伸。所述排气引导部以使所述排气管的中心轴线处于相对于所述排气净化催化剂的中心轴线而倾斜的状态的方式，将所述下游端口连接在所述排气净化催化剂的前端上。所述排气引导部以将所述下游端口向下游侧延长时所获得的延长部分中的至少一部分与所述排气引导部的内表面下部接触的方式，对所述下游端口和所述排气净化催化剂的前端进行连接。在所述排气引导部中，在与所述延长部分相比更靠车辆的前侧的部分上形成有朝向车辆的前方鼓起的鼓出部。
图I为模式化地表示应用了本发明的一个实施方式所涉及的排气净化装置的内燃机及其排气系统的图。图2为表示图I的排气引导部的外形的侧视图。图3为表示图I的排气引导部的外形的主视图。
图4为模式化地表示从侧方观察图I的排气引导部的内部时的状态的图。图5为模式化地表示从前侧正面观察图I的排气引导部的内部时的状态的图。图6为表示图I的排气引导部的内部中的排气的流动的图。图7为表示图I的排气引导部的内部中的排气的流动的图。图8为表不排气引导部的其他不例的图。图9为模式化地表示应用了现有的排气净化装置的内燃机及其排气系统的图。图10为模式化地表示应用了现有的排气净化装置的内燃机及其排气系统的图。图11为模式化地表示应用了现有的排气净化装置的内燃机及其排气系统的图。
具体实施例方式下面，根据图I 图7，对将本发明具体化为对被搭载于汽车上的内燃机的排气进行净化的排气净化装置的一个实施方式进行说明。另外，图中的“前”、“后”分别对应于汽车的前侧以及后侧。图I为，模式化地表示了被搭载于汽车上的内燃机I及其排气系统的图。该内燃机I具备，从该内燃机I的前侧部分(在图中，为左侧的部分)起向下方延伸的排气管2。在排气管2中，在该管道的中途以在上下方向上延伸的方式而设置有排气净化催化剂3。在该排气管2的下游端口 4上连接有排气引导部6，该排气引导部6与排气净化催化剂5的前端相连接，所述排气净化催化剂5在内燃机I的下方于汽车的前后方向(图中的左右方向)上延伸。换言之，通过该排气引导部6，从而将排气净化催化剂5的前端连接在排气管的下游端口 4上。为了对内燃机I的排气进行净化而设置在汽车上的排气净化装置具备，上述排气净化催化剂5以及排气引导部6等。在设置有这种排气净化装置的汽车中，从内燃机I被排出至排气管2中的排气在被排气净化催化剂3净化之后，经由该排气管2的下游端口 4而流入至排气引导部6中，进而相对于排气净化催化剂5从其前端流入，并在被该排气净化催化剂5净化之后被排放到大气中。此外，在上述排气净化装置中，为了使高温的排气流入至位于排气净化催化剂3的下游的排气净化催化剂5中，以实现利用该排气的热量而实施的、对该催化剂5的有效的暖机，从而采用了如下方式，即，尽可能地将该排气净化催化剂5设置在排气的流动方向上的上游侧。但是，由于在内燃机I的前侧设置有上述排气净化催化剂3，因此排气净化催化剂5被设置在内燃机I的下侧中尽可能靠近汽车的前侧处。接下来，参照图2 图5对将排气管2的下游端口 4和排气净化催化剂5的前端进行连接的排气引导部6的详细结构进行说明。另外，图2为排气引导部6的侧视图，图3为该排气引导部6的主视图。此外，图4为模式化地表示了从侧方观察排气引导部6的内部时的状态的图，图5为模式化地表示了从前侧正面观察排气引导部6的内部时的状态的图。
关于排气引导部6的外形，被设为了图2以及图3所示的形状。该排气引导部6对排气管2的下游端口 4和排气净化催化剂5的前端进行连接，以实现下面的[a] [c]的结构。[a]如图4所示，将排气管2的中心轴线Cl设为相对于排气净化催化剂5的中心轴线C2而倾斜的状态(包括90° )，更加具体而言，使夹着内燃机I而由所述中心轴线Cl与所述中心轴线C2所成的倾斜角的角度Θ成为，45 135°的范围内的值。[b]如图4所示，将排气管2的下游端口 4以图中虚线所示的方式向下游侧延长时所获得的延长部分中的至少一部分(在该示例中为全部)，与排气引导部6的内表面下部接触。[c]如图5所示，使排气管2的中心轴线Cl位于相对于排气净化催化剂5的中心轴线C2在水平方向上分离的位置。此外，如图4所示，在排气引导部6中，在与排气管2的下游端口 4的延长部分(图中的虚线)相比更靠汽车的前侧的部分上，形成有以朝向汽车的前方鼓起的方式而弯曲的鼓出部7。接下来，参照图6以及图7，对经由上述排气引导部6而从排气管2向排气净化催化剂5流动的排气的流动进行说明。另外，图6为模式化地表示了从侧方观察排气引导部6的内部时的状态的图，图7为模式化地表示了从前侧正面观察排气引导部6的内部时的状态的图。如图6所示，从排气管2的下游端口 4流入至排气引导部6中的排气与该排气引导部6的下部内表面接触，从而分流到汽车的后侧和前侧，并且分流到后侧的排气从排气净化催化剂5的前端面的下半部分流入至该催化剂5内部。另一方面，分流到前侧的排气沿着排气引导部6的鼓出部7的内表面而朝向前方流动，并且通过该内表面而向上侧、再向后侧改变方向，进而从排气净化催化剂5的前端面的上半部分流入至该催化剂5内部。另夕卜，上述鼓出部7的内表面以及排气引导部6的上部内表面被弯曲，以使沿着这些内表面流动的排气被顺利地引导至排气净化催化剂5的上半部分。在从排气管2的下游端口 4流入至排气引导部6中的排气与该排气引导部6的下部内表面接触之后分流到汽车的后侧的排气的量与分流到汽车的前侧的排气的量之间的比例，根据夹着内燃机I而由中心轴线Cl与中心轴线C2所成的倾斜角的角度Θ而发生变化。并且，该示例中的倾斜角的角度Θ被设定为，上述的45 135°的范围内的值，且为使分流到汽车的后侧的排气的量与分流到汽车的前侧的排气的量相等的值(例如95° )。此外，如图7所示，由于排气管2的中心轴线Cl位于相对于排气净化催化剂5的中心轴线C2在水平方向上分离的位置，因此，在从排气管2的下游端口 4流入至排气引导部6内之后与该排气引导部6的下表面内部接触而分流到上述汽车的前侧的排气，以该图中箭头Y所示的方式而流动。即，该排气在沿着排气引导部6的鼓出部7 (图6)的内表面而朝向前方流动时，在排气净化催化剂5的中心轴线C2周围描绘出螺旋状的轨迹。由此，抑制了分流到汽车的前侧的排气的流动与从排气管2的下游端口 4进入至排气引导部6内的排气的流动发生干涉的情况。
根据以上详细叙述的实施方式，能够得到以下所示的优点。(I)以将排气管2的下游端口 4延长时所获得的延长部分(图4中的虚线)从排气净化催化剂5的前端面朝向汽车的前侧偏离的方式配置该排气管2，由此，排气管2的中心轴线Cl可被设为相对于排气净化催化剂5的中心轴线C2立起的状态。在这种结构中，不需要采用如下的设定，即，为了以现有(参照图11)的方式将排气管的下游端部设为相对于排气净化催化剂的中心轴线仰倒的状态，从而使排气净化催化剂朝向汽车的后侧偏移。此夕卜，从排气管2的下游端口 4流入至排气引导部6中的排气与该排气引导部6的下部内表面接触，从而分流到汽车的后侧和前侧，并且分流到后侧的排气从排气净化催化剂5的前端面的下半部分流入至该催化剂5的内部。另一方面，分流到前侧的排气沿着排气引导部6的鼓出部7的内表面而朝向前方流动，并且通过该内表面从而向上侧、再向后侧改变方向，进而从排气净化催化剂5的前端面的上半部分流入至该催化剂5的内部。因此，能够防止排气相对于排气净化催化剂5而仅从其前端面的下半 部分流入的这种、排气净化催化剂5中的排气的流入的偏倚。根据以上内容，能够在不使排气净化催化剂5的位置向排气的流动方向上的下游侧(汽车的后侧)偏移的条件下，使从排气净化催化剂5的前端面的排气的流入在该前端面的整体上均匀地进行。(2)从排气管2的下游端口 4流入至排气引导部6中的排气与该排气引导部6的下部内表面接触，从而分流到汽车的后侧和前侧，并且分流到汽车的前侧的排气在沿着排气引导部6的鼓出部7的内表面而朝向前方流动时，将在排气净化催化剂5的中心轴线C2周围描绘出螺旋状的轨迹。这是因为，排气管2的中心轴线Cl位于相对于排气净化催化剂5的中心轴线C2在水平方向上分离的位置。而且，由于分流到汽车的前侧的排气如上所述以描绘出螺旋状的轨迹的方式而进行流动，因此该排气以绕过从排气管2的下游端口 4流入至排气引导部6内的排气的流动的方式而进行流动。由此，抑制了分流到汽车的前侧的排气的流动与从排气管2的下游端口 4流入至排气引导部6内的排气的流动发生干涉的情况，从而能够使上述分流到汽车的前侧的排气高效地朝向排气净化催化剂5的前端面的上半部分流动。(3)通过将排气管2的中心轴线Cl相对于排气净化催化剂5的中心轴线C2的倾斜角度Θ设定为45°至135°的范围内的值，从而抑制了如下情况，即，当来自排气管2的下游端口 4的排气的流动与排气引导部6的下部内表面接触时，流动到汽车的前侧的排气的量或流动到汽车的后侧的排气的量过度地减少的情况。因此，能够抑制从排气净化催化剂5的前端面的上半部分流入至该催化剂5内部的排气的量过度地减少、或者从排气净化催化剂5的前端面的下半部分流入至该催化剂5内部的排气的量过度地减少的情况。(4)关于上述倾斜角度Θ，更加具体而言被设定为，上述的45°至135°的范围内的值，且被设定为，在来自排气管2的下游端口 4的排气的流动与排气引导部6的下部内表面接触时，使分流到汽车的后侧的排气的量与分流到汽车的前侧的排气的量相等的值(在此示例中为95° )。因此，分流到汽车的后侧而从排气净化催化剂5的前端部中的下半部分流入至该催化剂5内部的排气的量、与分流到汽车的前侧而从排气净化催化剂5的上半部分流入至该催化剂5内部的排气的量相等。因此，能够使从排气净化催化剂5的前端面的排气的流入更加可靠地在该前端面的整体上均匀地进行。另外，上述实施方式例如还能够以如下的方式进行变更。如图8所不,也可以在排气引导部6的内表面中,在与将排气管2的下游端口 4向下游侧延长时所获得的延长部分(虚线)重叠的位置上形成分流部8，所述分流部8朝向下游端口 4突出，以使从该下游端口 4流出的排气的一部分分流到汽车的前侧(图中左侧)。根据该结构，能够通过相对于来自排气管2的下游端口 4的排气的流动方向，而对分流部8的倾斜等进行调节，从而对该排气与排气引导部6的下部内表面接触时流动到汽车的前侧的排气的量和流动到汽车的后侧的排气的量进行适当调节。因此，作为这些排气的量的调节，通过配合上述倾斜角度Θ的调节而实施上述分流部8的调节，从而能够更加细致且高精度地实施上述排气的量的调节。另外，当欲改变上述倾斜角度Θ时，将无法避免由于该变更而导致的对其他部件的配置等的影响增大的情况。在具备上述分流部8的结构中，还能够在使上述倾斜角度Θ固定的同时仅通过对分流部8的倾斜等的调节,而对流动到汽车的前侧的排气的量和流动到汽车的后侧的排气的量进行调节，从而不会产生由于上述倾斜角度Θ的变更而导致的对其他部件的配置等的较大的影响。虽然作为上述倾斜角度Θ的范围而例示了 45 135°的范围，但作为更加优选的 范围可以列举70 120°的范围，而作为最优选的范围可以列举80 110°的范围。虽然作为上述倾斜角度Θ的设定例而列举了 95°，但是该值能够进行适当变更。排气引导部6也可以为如下的构件，即，以将排气管2的下游端口 4向下游侧延长时所获得的延长部分中的一部分与排气引导部6的内表面下部接触的方式，对排气管2的下游端口 4和排气净化催化剂5的前端进行连接。
权利要求
1.一种排气浄化装置，其被设置在搭载于车辆上的内燃机中，所述排气浄化装置具备 排气管，其从所述内燃机的前侧部分起向下方延伸，且具有下游端ロ ； 排气净化催化剂，其在所述内燃机的下方于车辆的前后方向上延伸； 排气引导部，其以使所述排气管的中心轴线处于相对于所述排气净化催化剂的中心轴线而倾斜的状态的方式，将所述下游端ロ连接在所述排气浄化催化剂的前端上， 所述排气引导部以将所述下游端ロ向下游侧延长时所获得的延长部分中的至少一部分与所述排气引导部的内表面下部接触的方式，对所述下游端口和所述排气浄化催化剂的前端进行连接， 在所述排气引导部中，在与所述延长部分相比更靠车辆的前侧的部分上形成有朝向车辆的前方鼓起的鼓出部。
2.如权利要求I所述的排气浄化装置，其中， 所述排气引导部以使所述排气管的中心轴线位于相对于所述排气净化催化剂的中心轴线在水平方向上分离的位置的方式，对所述下游端口和所述排气浄化催化剂的前端进行连接。
3.如权利要求I所述的排气浄化装置，其中， 所述排气管的中心轴线相对于所述排气浄化催化剂的中心轴线的倾斜角度被设定为如下的值，即，在从所述下游端ロ流入至所述排气引导部中的排气接触到该排气引导部的下部内表面时，使分流到车辆的后侧的排气的量与分流到车辆的前侧的排气的量相等的值。
4.如权利要求I所述的排气浄化装置，其中， 在所述排气引导部的内表面中的、与所述延长部分重叠的位置上形成有分流部，所述分流部朝向所述下游端ロ突出，以使从该下游端ロ流出的排气的一部分分流到车辆的前侦れ
5.如权利要求I所述的排气浄化装置，其中， 夹着所述内燃机而由所述排气浄化催化剂的中心轴线与所述排气管的中心轴线所成的倾斜角的角度为，45°至135°的范围内的值。
全文摘要
本发明提供一种排气净化装置，其被设置在内燃机中，且包括排气管、排气净化催化剂和排气引导部。排气管从内燃机的前侧部分起向下方延伸，且具有下游端口。排气净化催化剂在内燃机的下方于车辆的前后方向上延伸。排气引导部以使排气管的中心轴线处于相对于排气净化催化剂的中心轴线而倾斜的状态的方式，将下游端口连接在排气净化催化剂的前端上。排气引导部以将下游端口向下游侧延长时所获得的延长部分中的至少一部分与排气引导部的内表面下部接触的方式，对下游端口和排气净化催化剂的前端进行连接。在排气引导部中，在与延长部分相比更靠车辆的前侧的部分上形成有朝向车辆的前方鼓起的鼓出部。
文档编号F01N3/28GK102630269SQ20108005381
公开日2012年8月8日 申请日期2010年11月22日 优先权日2009年12月1日
发明者中村一纪, 加藤久宜, 外山洋一, 安仲庆祐, 宫里贵幸, 木全笃, 榊原理惠子, 永利高晴, 渡边大五郎, 竹内宏至 申请人:丰田自动车株式会社