CN102762842A - 排气装置 - Google Patents

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Abstract

排气装置包括排气歧管、催化器的上游侧锥形体、排气传感器、外壳和传感器室。在上游侧锥形体与外壳之间形成有流入通道。流入通道具有开口，开口在排气歧管内部开放以与传感器室相通。

Description

排气装置
相关申请的交叉引用
本国际申请要求于2010年2月17日提交到日本专利局的第2010-32609号日本专利申请的优先权，并且第2010-32609号日本专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及设置有排气传感器的排气装置，该排气传感器确定来自多缸内燃机的各个排气口的废气的空燃比。
背景技术
传统的内燃机包括对废气进行净化的催化器。为了实现催化器的功能，确定废气的空燃比，并且控制待注入到内燃机中的燃料的体积，使得空燃比变成预定的空燃比。空燃比由设置在催化器上游侧的排气传感器检测。
当来自内燃机的多个气缸的废气被收集到排气管中并且在收集有废气的排气管中设置有一个排气传感器时，来自各个气缸的废气不会在排气管中均匀地分散开。而且在待与排气传感器接触的废气中，来自特定气缸的废气具有快流速，而来自其它气缸的废气具有慢流速。由于这个原因，依赖于各个气缸，由排气传感器检测到的值是不同的。
当排气传感器设置在具有多个气缸的多缸内燃机的各个排气口时，许多排气传感器是必然的。为了解决这个问题，下面的方法是公知的：如专利文献1所公开的，从排气口分别引导废气的排气通路连接在一起；并且通过在连接点处设置排气传感器，由少量的排气传感器确定多个气缸中的空燃比。
专利文献
专利文献1：公开号为2006-17081的日本未经审查的专利申请
发明内容
技术问题
然而，为了实现前述确定多个气缸中空燃比的传统方法，出现了下面的问题：由于必须通过铺设管路为各个排气口形成排气通路或者必须在气缸头与头凸缘之间形成排气通路，各个排气通路的配置变得复杂。
本发明的目的是提供一种排气装置，该排气装置具有简单的配置，并且通过使来自各个气缸的废气均匀地与排气传感器接触，能够用少量的排气传感器确定空燃比。
技术方案
为了实现上面的目的，本发明的排气装置包括：排气歧管，连接至多缸内燃机的各个排气口，并且收集来自各个排气口的废气；催化器的上游侧锥形体，连接至排气歧管并且净化废气；排气传感器，设置在上游侧锥形体中；外壳，叠置于上游侧锥形体的外侧上；以及传感器室，形成于上游侧锥形体与外壳之间。
而且，在本发明的排气装置中，上游侧锥形体设置有流出口，传感器室通过流出口与上游侧锥形体的内部相通。在上游侧锥形体与外壳之间形成有流入通道，流入通道具有开口，开口在排气歧管内部开放以与传感器室相通。
在如上所述构造的本发明的排气装置中，流入通道可通过使上游侧锥形体径向向内凹入而形成。而且，传感器室可形成为使得外壳向外凸出。此外，可设置有多对的流入通道和开口。外壳可设置有用于排气传感器的附接孔，附接孔与传感器室相通。
技术效果
本发明的排气装置具有简单的配置，即外壳叠置在上游侧锥形体的外侧。结果，本发明的排气装置具有如下的效果：能够均匀地将废气从多个气缸引入到传感器室，并且因此甚至用少量的排气传感器确定空燃比而不具有依赖于各个气缸的变化。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的排气装置的前立视图；
图2是该实施方式中的排气歧管的凸缘的前立视图；
图3是该实施方式中的上游侧锥形体和外壳的分解图；
图4是示出了该实施方式中外壳叠置于上游侧锥形体之上的状态的截面图；以及
图5A-5D是沿图1的A-A线获得的截面图中废气流动的说明图。参考标号的说明
1…排气歧管            2…凸缘
4…主体                20…催化器
22…上游侧锥形体       24…圆筒形部分
26…下游侧锥形体       28…小直径部分
30…渐缩部分           32…大直径部分
34…外壳               36…传感器室
38…附接孔             39…排气传感器
40…凹入部             42…流出口
44、46…凹槽           48、50…流入通道
52、54…开口           80…排气装置
100…内燃机
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述实现本发明的实施方式。
如图1所示，排气装置80包括排气歧管1、上游侧锥形体22、圆筒形部分24、下游侧锥形体26和外壳34。
本实施方式的排气歧管1用于四缸内燃机100。内燃机100包括分别与第一气缸#1至第四气缸#4相通的第一排气口P1至第四排气口P4。在本实施方式中，按第一气缸#1、第三气缸#3、第四气缸#4和第二气缸#2的顺序点火。
排气歧管1包括凸缘2和主体4。如图2所示，在凸缘2上钻有分别对应于第一排气口P1至第四排气口P4的四个通孔10至13。凸缘2还设置有多个附接孔14至18，附接孔14至18用未示出的螺栓将凸缘2附接至内燃机100。
排气歧管1的主体4从第一排气口P1至第四排气口P4收集废气并且将废气排放至下游侧。净化废气的催化器20连接至主体4。催化器20还连接至此处未示出的下游侧排气管。催化器20包括容纳在由上游侧锥形体22、圆筒形部分24和下游侧锥形体26形成的空心容器内的催化器主体（未示出）。
来自内燃机100的第一排气口P1至第四排气口P4的废气分别流过通孔10-13以在歧管1内被收集。然后废气流入催化器20的上游侧锥形体22内。已经被催化器主体净化的废气从下游侧锥形体26排放到下游侧排气管。
如图3和4所示，上游侧锥形体22设置有圆筒形小直径部分28和被设置为与小直径部分28连接的渐缩部分30，其中小直径部分28连接至排气歧管1的主体4。渐缩部分30具有以渐变方式增大的直径并且被设置为与圆筒形的大直径部分32连接。大直径部分32与圆筒形部分24连接。上游侧锥形体22可通过压制加工以一体的方式形成。可替换地，上游侧锥形体22可被构造为使得沿轴向方向划分的多个分开的构件连接在一起，从而形成作为一个部件的上游侧锥形体22。
叠置于上游侧锥形体22外侧上的是外壳34。外壳34从上游侧锥形体22径向向外凸出，从而在上游侧锥形体22与外壳34之间形成封闭的传感器室36。
此外，在外壳34中形成与传感器室36相通的附接孔38。附接孔38沿催化器20的轴向方向基本朝向催化器20的中心钻孔。排气传感器39附接至附接孔38。
对应于传感器室36，上游侧锥形体22径向向内凹入，从而在上游侧锥形体22中形成凹入部40。而且，在上游侧锥形体22中，形成流出口42以使传感器室36与上游侧锥形体22的内部相通。流出口42在大直径部分32的一侧形成于凹入部40中。流出口42沿着催化器20的轴向方向钻孔。
此外，在上游侧锥形体22中，通过使上游侧锥形体22径向向内凹入而形成两行凹槽44和46。凹槽44和46中的每个被形成为从小直径部分28的上游端到达凹入部40的内部。通过上面说明的设置在上游侧锥形体22与外壳34之间的凹槽44和46，形成流入通道48和50。
也就是说，凹槽44和46被形成为使得排气传感器39的末端检测部可设置在流入通道48和50的延长线上，流出口42被设置为使得已经从流入通道48和50流入传感器室36的废气顺利地从流出口42流出。
在小直径部分28的上游端形成开口52和54。位于小直径部分28一侧的主体4端部被形成为具有与小直径部分28的直径基本相同的直径的圆筒形。由此，当上游侧锥形体22的小直径部分28和排气歧管1的主体4互相连接时，分别作为流入通道48和50的入口的开口52和54位于排气歧管1内。
如图5A-5D所示，当来自第一排气口P1至第四排气口P4中的每个的废气从排气歧管1流入催化器20的上游侧锥形体22内部时，来自第一气缸#1至第四气缸#4中的每个的废气在小直径部分28的上游端处具有不同的流速分布。
来自第一气缸#1的废气主要在沿图5A右侧的主体4的内壁的位置流动，然后流入小直径部分28。因此如图5A所示，流入小直径部分28的上游端的中心区域的废气的流速慢，而沿图5A右侧的内壁流动的废气的流速快。来自第二气缸#2的废气主要在沿图5B的下侧到右下侧的主体4的内壁的位置流动，然后流入小直径部分28。因此，如图5B所示，流入小直径部分28的上游端的中心区域中的废气的流速慢，而在图5B的下侧到右下侧的区域中流动的废气的流速快。
来自第三气缸#3的废气主要在沿图5C的下侧的主体4的内壁的位置流动，然后流入小直径部分28。因此，如图5C所示，在小直径的上游端的中心区域中流动的废气的流速慢，而在图5C的下侧流动的废气的流速快。来自第四气缸#4的废气主要在图5D的左下侧的主体4的内壁附近的位置流动，然后流入小直径部分28。因此，如图5D所示，在小直径部分28的上游端的中心区域中的废气的流速慢，而在图5D的左下侧流动的废气的流速快。
如上所述，来自第一气缸#1至第四气缸#4中的每个的废气在上游侧锥形体22的小直径部分28内和排气歧管1的主体4内的不同位置处具有快流速。也就是说，废气的流速在主体4的中心区域附近和小直径部分28的中心区域附近慢，而在沿内壁的位置快。
如上，分别依赖于流入通道48和50的开口52和54的位置，待引入传感器室36的废气的流量和流速是不同的。由于如上面所说明的，废气的流量和流速是不同的，因此基于由排气传感器39对来自第一气缸#1至第四气缸#4中的每个气缸的废气的检测结果所检测到的空燃比包含检测误差，诸如变化。
在当前的实施方式中，流入通道48和50的开口52和54设置在作为来自第一气缸#1至第四气缸#4的废气主要流过的小直径部分28上游端内位置和作为废气流速为快的小直径28上游端内位置的对第一气缸#1至第四气缸#4而言共同的位置处。如图5A至5D所示，一个开口52设置在这些附图的左下侧，而另一开口54设置在这些附图的右下侧。关于设置有开口52和54的位置，开口52和54的至少一个的位置对应于来自第一气缸#1至第四气缸#4的废气流速为快的位置。
在当前的实施方式中，设置有两对的流入通道48和开口52以及流入通道50和开口54。然而，本发明中的流入通道和开口对不限于上面的两对，一对大开口和流入通道可设置在作为废气主要流动的位置和作为废气的流速为快的位置的共同位置处。可替换地，四对开口和流入通道中的每对可设置在来自第一气缸#1至第四气缸#4中的每个气缸的废气主要流动的位置处和废气的流速为快的位置处。设置有开口52和54的这些位置应该通过实验等、根据排气歧管1的形状等确定。
接下来，根据当前实施方式对废气流过前述排气装置80进行说明。
根据内燃机100的旋转，来自第一气缸#1至第四气缸#4中的每个气缸的废气流入排气歧管1的内部。废气流过排气歧管1的内部并且从排气歧管1的主体4流入催化器20。已经从上游侧锥形体22流入催化器20的废气在催化器20内被净化，然后从下游侧锥形体26排放到下游侧排气管。
流入上游侧锥形体22的废气的一部分分别经开口52和54流入到流入通道48和50，并且经流入通道48和50流入传感器室36。已经流入传感器室36的废气再次经流出口42返回到上游侧锥形体22的大直径部分32。排气传感器39基于流入传感器室36的废气确定空燃比。
这里，关于已经经开口52和54通过流入通道48和50流入传感器室36的废气，例如，在来自第一气缸#1的废气的情况中，这种废气的流速在小直径部分28的上游端的右侧（图5A的右侧）处的流速为快，如图5A所示。在来自第二气缸#2的废气的情况中，如图5B所示，从小直径部分28的下侧（图5B的下侧）到右下侧（图5B的右下侧）具有快流速和流动的这种废气流入传感器室36。
在来自第三气缸#3的废气的情况中，在小直径部分28的上游端的下侧（图5C的下侧）处具有快流速和流动的这种废气流入传感器室36。在来自第四气缸#4的废气的情况中，在小直径部分28的上游端的左下侧（图5D的左下侧）处具有快流速和流动的这种废气流入传感器室36。
如上，通过简单配置，即将外壳34叠置于上游侧锥形体22之上，能够使具有快流速的废气从第一气缸#1至第四气缸#4流入传感器室36，并且最终将来自第一气缸#1至第四气缸#4的每个气缸的废气引入传感器室36。因此，能够抑制在确定第一气缸#1至第四气缸#4的每个气缸的废气的空燃比期间由废气的流量和废气的流速的差异所引起的检测误差（诸如变化）的发生。
如上，本发明不应该受到上述实施方式的限制，而是可在不背离本发明的精神的前提下以各种形式实现。

Claims (5)

1.排气装置，包括：
排气歧管，连接至多缸内燃机的各个排气口，并且收集来自所述各个排气口的废气；
催化器的上游侧锥形体，连接至所述排气歧管并且净化所述废气；
排气传感器，设置在所述上游侧锥形体中；
外壳，叠置于所述上游侧锥形体的外侧上；以及
传感器室，形成于所述上游侧锥形体与所述外壳之间，
其中，所述上游侧锥形体设置有流出口，所述传感器室通过所述流出口与所述上游侧锥形体的内部相通，并且
其中，在所述上游侧锥形体与所述外壳之间形成有流入通道，所述流入通道具有开口，所述开口在所述排气歧管内部开放从而与所述传感器室相通。
2.根据权利要求1所述的排气装置，其中，所述流入通道是通过使所述上游侧锥形体径向向内凹入而形成的。
3.根据权利要求1或2所述的排气装置，其中，所述传感器室形成为使得所述外壳向外凸出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的排气装置，其中，设置有多对的所述流入通道和所述开口。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的排气装置，其中，所述外壳设置有用于所述排气传感器的附接孔，所述附接孔与所述传感器室相通。
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