CN105705745B - 排气结构 - Google Patents

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CN105705745B CN201480061266.5A CN201480061266A CN105705745B CN 105705745 B CN105705745 B CN 105705745B CN 201480061266 A CN201480061266 A CN 201480061266A CN 105705745 B CN105705745 B CN 105705745B
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Abstract

一种排气结构(3)，其具备排气歧管(20)和具有涡轮壳体(50)的增压器(30)。涡轮壳体(50)具备与排气歧管(20)连通的流入口(50a)、形成有涡轮叶片的收纳空间的收纳部(52)、以及形成有从流入口(50a)通往收纳空间的流入路(53a)的流入部(53)。在流入部(53)，形成有传感器安装部(53b)，并且形成有节流部(53c)，随着从流入口(50a)去往传感器安装部(53b)，该节流部(53c)在各气缸(2)的排列方向上的宽度逐渐缩小。该结构能够提高各气缸(2)的燃烧状态的检测精度。

Description

排气结构
技术领域
本发明涉及一种内燃机的排气结构。
背景技术
作为装配于车辆上的内燃机的排气结构，存在如下结构：其具备排气歧管和增压器，该增压器具有与排气歧管连结的涡轮壳体(例如参照专利文献1)。并且，在所述的排气结构中，用于进行检测各气缸的燃烧状态的不平衡检测的传感器被设置在废气的流路中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4544116号公报
发明内容
发明要解决的课题
在所述不平衡检测中，在废气的流路中设置空燃比或温度等的传感器，通过传感器检测各个气缸的废气的状态。因此，当从一个气缸排出的废气在传感器的上游侧混合了从其他气缸排出的废气时，存在各气缸的燃烧状态的检测精度下降的问题。
本发明的课题在于，解决所述问题，提供一种能够提高各气缸的燃烧状态的检测精度的排气结构。
用于解决课题的手段
为了解决所述课题，本发明的排气结构具备：排气歧管，其形成有从内燃机的多个气缸排出的废气聚集的聚集部；以及增压器，其具有与所述排气歧管连结的涡轮壳体。所述涡轮壳体具备：流入口，其与所述聚集部连通；收纳部，其形成有收纳涡轮叶片的收纳空间；以及流入部，其形成有从所述流入口通往所述收纳空间的流入路。在所述流入部形成有传感器安装部，检测所述流入路内的废气的状态的传感器安装于该传感器安装部，并且在所述流入部形成有节流部，随着从所述流入口去往所述传感器安装部，所述节流部在各所述气缸的排列方向的宽度逐渐缩小。
在该结构中，从气缸排出的废气流入节流部，由此能够使废气的流速提高。由此，由于促进了传感器的检测部周围的废气的流转，能够更快地检测各个气缸的废气的状态。
并且，从气缸排出的废气被节流部节流，因此能够防止废气扩散。
因此，在本发明中，能够利用传感器高精度地检测各个气缸的废气的状态，从而能够提高各气缸的燃烧状态的检测精度。
在所述排气结构中，优选将所述传感器安装部在各所述气缸的排列方向上的中央相对于所述流入口在各所述气缸的排列方向上的中央配置在各所述气缸的排列方向的一侧。
这样，通过使传感器安装部相对于流入口的中央偏向一侧，能够相对于流入部在另一侧确保空间，因此容易在增压器的周围布置各种部件。
在所述排气结构中，也可以在所述涡轮壳体上形成从所述收纳空间通往流出口的流出路和从所述流入路通往所述流出路的废气门通道，并且安装调整所述废气门通道内的废气的流量的废气门阀。在该情况下，优选使传感器相对于流入口的中央偏向各气缸的排列方向的一侧，将所述废气门阀相对于所述流入部配置在各所述气缸的排列方向的另一侧。
在该结构中，由于能够利用相对于流入部在另一侧确保的空间来配置废气门阀，因而能够减小增压器的设置空间。
在所述排气结构中，优选在所述涡轮壳体上形成从所述收纳空间通往流出口的流出路和从所述流入路通往所述流出路的废气门通道，将所述流入路与所述废气门通道的连结部相对于所述传感器安装部形成在所述废气的流通方向的下游侧。
在该结构中，由于废气在传感器的下游侧流入废气门通道，因而能够防止给传感器的废气检测精度带来影响。
在所述排气结构中，在具备覆盖所述涡轮壳体的至少一部分的隔热罩的情况下，优选在所述隔热罩上开设导风口，向隔热罩内导入外部空气，由此防止传感器的温度上升。
并且，在所述内燃机装配于车辆的情况下，优选使所述隔热罩的所述导风口向所述车辆的下方开口。在该结构中，不会损害隔热罩对车辆前方的隔热效果，能够防止隔热罩内的传感器的温度上升。
在所述排气结构中，也可以将所述排气歧管设置在所述内燃机的气缸盖内，相对于所述涡轮壳体，在所述气缸的排列方向的另一侧设置废气净化装置。在该情况下，能够使设置在所述涡轮壳体与所述废气净化装置之间的联络通道从各所述气缸的排列方向向所述气缸的轴线方向弯曲，使所述废气净化装置沿所述气缸的轴线方向延伸。
在该结构中，通过使传感器安装部相对于流入口的中央偏向一侧，能够使与涡轮壳体的另一侧连结的联络通道偏向一侧。由此，能够使涡轮壳体与废气净化装置之间的联络通道从各气缸的排列方向向气缸的轴线方向弯曲成大致直角，使废气净化装置沿气缸的轴线方向延伸。因此，能够在各气缸的排列方向上将废气净化装置容纳在内燃机的宽度内，并且减小联络通道中的废气的压力损失。
另外，在用于将涡轮壳体安装在内燃机上的安装部相对于涡轮壳体被设置在另一侧的情况下，通过使涡轮壳体偏向一侧，容易将用于对安装部组装螺栓等固定部件的工具从内燃机的周围配置在安装部，因此容易在内燃机上安装涡轮壳体。
而且，废气净化装置被配置在内燃机的附近，并且从增压器排出的高温的废气直接流入废气净化装置，因此能够提前使废气净化装置内的催化剂的温度上升。
发明效果
在本发明的排气结构中，能够抑制从一个气缸排出的废气在传感器的上游侧混合从其他气缸排出的废气，并且防止废气扩散，因此能够高精度地检测各个气缸的废气的状态，从而能够提高各气缸的燃烧状态的检测精度。
附图说明
图1是从前斜上方观察本实施方式的排气结构的图。
图2是本实施方式的排气结构的结构示意图。
图3是从前斜下方观察本实施方式的排气结构的图。
图4是从前方观察本实施方式的排气结构的图。
图5是示出本实施方式的隔热罩的导风口的侧剖视图。
具体实施方式
参照适当的附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
在本实施方式中，对在汽车用的内燃机(发动机)中应用本发明的排气结构的情况进行说明。
另外，以下的说明中的前后方向与车辆的行驶方向的前后一致，左右方向是从车辆前方观察内燃机时的左右方向。并且，以下的说明中的上游和下游是空气或废气的流通方向的上游和下游。
如图1所示，本实施方式的内燃机1中四个气缸2沿左右方向并列设置。各气缸2的轴线沿上下方向延伸。
如图2所示，各气缸2的进气口2a上连结有进气通道10。进气通道10中设置有中冷器11。
排气结构3具备：与各气缸2的排气口2b连接的排气歧管20、与进气通道10及排气歧管20连结的增压器30、以及与增压器30连结的废气净化装置60。
在排气歧管20中形成有使从各气缸2排出的废气聚集的聚集部21。排气歧管20设置在气缸盖1a内。
增压器30具备压缩机壳体40和涡轮壳体50，压缩机壳体40和涡轮壳体50沿左右方向并列设置(参照图1)。
在压缩机壳体40内形成有收纳空间42a。该收纳空间42a内收纳有压缩机叶片41。并且，收纳空间42a与进气通道10的上游侧和下游侧连结。
涡轮壳体50具备：与排气歧管20的聚集部21连通的流入口50a、形成有收纳空间52a的收纳部52、形成有从流入口50a通往收纳空间52a的流入路53a的流入部53、形成有从收纳空间52a通往流出口50b的流出路54a的流出部54、以及从流入路53a通往流出路54a的废气门通道55。
收纳部52的收纳空间52a内收纳有涡轮叶片51。涡轮叶片51通过连结轴31与压缩机叶片41连结，压缩机叶片41与涡轮叶片51的旋转联动地进行旋转。
在废气门通道55中设置有废气门阀56。废气门阀56是开关阀，由未图示的控制装置进行开关。
在增压器30内，从各气缸2排出的废气通过涡轮壳体50的流入路53a流入收纳空间52a内，利用废气使涡轮叶片51旋转。并且，压缩机叶片41与涡轮叶片51的旋转联动地进行旋转，空气从进气通道10的上游侧被抽吸至压缩机壳体40的收纳空间42a内。并且，加压后的空气从压缩机壳体40的收纳空间42a排出至进气通道10的下游侧，加压后的空气被送入各气缸2。
另外，当内燃机1以高转速驱动时，存在涡轮叶片51的转速上升、从压缩机壳体40被送入各气缸2的空气的增压增大至超过必要的量的情况。此时，使废气门阀56打开，使流入路53a内的一部分废气通过废气门通道55，流入至流出路54a。由此，从流入路53a流入收纳空间52a内的废气的量减少，涡轮叶片51及压缩机叶片41的转速下降，从压缩机壳体40被送入各气缸2的空气的增压下降。
如图1所示，在涡轮壳体50上形成有安装在气缸盖1a的前表面上的固定用凸缘57。在固定用凸缘57的接合面上开设有流入口50a。
如图3所示，在固定用凸缘57的上缘部和左右下角部贯穿插入有多个安装孔57a。并且，使贯穿插入各安装孔57a中的螺栓与气缸盖1a(参照图1)的螺纹孔螺合，由此涡轮壳体50被固定在气缸盖1a上。
如图5所示，流入部53从流入口50a向前方突出，并向下卷绕地弯曲。
在流入部53内，在流入口50a与收纳空间52a之间的大致中间部形成有安装传感器58的传感器安装部53b。在传感器安装部53b的外侧的壁部上贯通有供传感器58贯穿插入的安装孔。
如图1所示，传感器安装部53b的左右方向的宽度比流入口50a的左右方向的宽度缩小了。在传感器安装部53b的左右方向的中央形成有安装孔。
传感器安装部53b的左右方向的中央相对于流入口50a的左右方向的中央被配置在左侧。即，传感器安装部53b的左右方向的中央被配置在相对于直线L1向左侧偏移的直线L2上，该直线L1在图1中沿流入路53a的延长方向延伸，并通过流入口50a的左右方向的中央。
传感器安装部53b内的流入路53a的左缘部和流入口50a的左端部在左右方向上配置在相同位置上。
在流入部53内，在流入口50a与传感器安装部53b之间形成有节流部53c。
随着从流入口50a去往传感器安装部53b，节流部53c的左右方向的宽度逐渐缩小。即，随着去往流入路53a的下游侧，节流部53c的左右方向的宽度逐渐缩小。
在本实施方式中，使流入部53的右侧部53d随着从流入口50a去往传感器安装部53b而逐渐向左侧偏移，由此形成节流部53c。另外，流入部53的左侧部53e平坦地形成。
随着从流入口50a去往传感器安装部53b，流入部53一边使左右方向的宽度缩小，一边偏向左侧。由此，相对于传感器安装部53b在右侧的区域形成了空间。
节流部53c内的流入路53a与节流部53c的外形对应，随着从流入口50a去往传感器安装部53b，右侧的内表面逐渐向左侧偏移。因此，随着从流入口50a去往传感器安装部53b，流入路53a的左右方向的宽度逐渐缩小。
传感器58例如是检测流入路53a内的废气的空燃比的A/F传感器。传感器58贯穿插入传感器安装部53b的安装孔中，检测部向流入路53a内突出，基部向流入部53的外侧突出。传感器58的检测结果被输出至未图示的控制装置。
如图2所示，在流入部53内，在传感器安装部53b的下游侧形成有流入路53a与废气门通道55的连结部53f。在连结部53f设置有废气门阀56。如图1所示，废气门阀56相对于流入部53配置在右侧的空间内。
并且，在流入部53的右侧部形成有具有以左右方向为法线方向的连接面的连结用凸缘50c。在连结用凸缘50c的连接面上开设有流出口50b(参照图2)。
在本实施方式中，流入部53随着从流入口50a去往传感器安装部53b而偏向左侧。因此在本实施方式中，连结用凸缘50c比将传感器安装部53b配置在流入口50a的左右方向的中央时的连结用凸缘的位置靠左侧。
如图4所示，在气缸体1b的前方设置有废气净化装置60。废气净化装置60是设置在涡轮壳体50与排气管4之间的催化转化器。
在涡轮壳体50与废气净化装置60之间设置有联络部59。在联络部59内形成有联络通道59a。
如图2所示，联络通道59a是使涡轮壳体50的流出口50b与废气净化装置60的流入口连通的流路。如图4所示，联络通道59a在联络部59内从左右方向(各气缸2的排列方向)向下方(气缸2的轴线方向)弯曲成大致直角。
并且，在联络通道59a的沿上下方向延伸的部位的下端部连结有废气净化装置60，废气净化装置60沿上下方向(气缸2的轴线方向)延伸。
如图5所示，本实施方式的排气结构3具备覆盖涡轮壳体50的前方的隔热罩70。隔热罩70防止涡轮壳体50中产生的热量传递至配置在涡轮壳体50周围的各种部件。
在隔热罩70的前表面开设有多个导风口71。在导风口71形成有封堵前侧并且下侧开口的覆盖部71a。即，导风口71向下方开口。
在隔热罩70的上表面开设有供传感器58贯穿插入的贯穿插入孔72。另外，在传感器58上，在从涡轮壳体50突出的部位安装有圆筒状的传感器用罩58b。
在传感器用罩58b的外周面与隔热罩70的贯穿插入孔72的内周面之间形成有间隙73。并且，从导风口71流入至隔热罩70内的外部空气从传感器用罩58b与贯穿插入孔72之间的间隙73以及与形成在垂直于图5的纸面的方向上的涡轮壳体50之间的间隙(未图示)排出至外部。
在以上那样的排气结构3中，如图1所示，从气缸2排出的废气流入节流部53c，由此能够使废气的流速上升。由此，由于促进了传感器58的检测部周围的废气的流转，能够更快地检测各个气缸2的废气的状态。
并且，从气缸2排出的废气被节流部53c节流，因此能够防止废气扩散。
另外，当打开废气门阀56时，由于废气在传感器58的下游侧流入废气门通道55(参照图2)，能够防止给传感器58的废气检测精度带来影响。
因此，在本实施方式的排气结构3中，能够利用传感器58高精度地检测各个气缸2的废气的状态，从而能够提高各气缸2的燃烧状态的检测精度。
在本实施方式的排气结构3中，通过使传感器安装部53b相对于流入口50a的左右方向的中央向左侧偏移，能够相对于流入部53在右侧确保空间。并且，由于在相对于流入部53在右侧确保的空间内配置废气门阀56，增压器30的设置空间减小。
并且，如图4所示，能够使与涡轮壳体50的右侧部连结的联络部59向左侧偏移。由此，能够使涡轮壳体50与废气净化装置60之间的联络通道59a从左右方向向下方弯曲成大致直角，使废气净化装置60沿上下方向延伸。因此，能够将废气净化装置60容纳在内燃机1的左右方向的宽度内，并且减小联络通道59a中的废气的压力损失，能够提高排气效率。
另外，如图3所示，能够将连结用凸缘50c配置在比固定用凸缘57的右下角部的安装孔57a靠左侧的位置，能够在安装孔57a的前方形成空间。由此，当将插入安装孔57a中的螺栓安装在气缸盖1a(参照图1)上时，能够从内燃机1的侧方向气缸盖1a的前方插入工具，从而紧固螺栓。这样，由于能够从内燃机1的侧方呈直线状地配置工具，容易在气缸盖1a上安装固定用凸缘57，从而能够提高作业效率。
另外，废气净化装置60配置在气缸体1b的附近，并且从增压器30排出的高温废气直接流入废气净化装置60，因此能够提前使废气净化装置60内的催化剂的温度上升。
如图5所示，在本实施方式的排气结构3中，由于在覆盖涡轮壳体50的隔热罩70上开设了导风口71，能够向隔热罩70内导入外部空气，从而防止传感器58的温度上升。并且，由于隔热罩70的导风口71向下方开口，因而不会损害隔热罩70对前方的隔热效果，能够防止隔热罩70内的传感器58的温度上升。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，本发明并不受所述实施方式限定，能够在不脱离其宗旨的范围内适当地变更。
如图1所示，在本实施方式的节流部53c中，使流入部53的右侧部53d随着从流入口50a去往传感器安装部53b而逐渐向左侧偏移。
但是，也可以通过使流入部53的左侧部53e随着从流入口50a去往传感器安装部53b而逐渐向右侧偏移来形成节流部。
并且，还可以通过使流入部53的右侧部53d及左侧部53e这两者随着从流入口50a去往传感器安装部53b而逐渐向内侧偏移来形成节流部。
在本实施方式中，排气歧管20设置在气缸盖1a内，但也可以将排气歧管20设置在气缸盖1a的外部。
如图5所示，本实施方式的涡轮壳体50的流入部53形成为向下卷绕，但也可以形成为向上卷绕或横向卷绕。
如图1所示，本实施方式的传感器58检测流入路53a内的废气的空燃比，但可以采用检测废气的温度或氧气量等的状态的各种传感器。
在本实施方式中，各气缸2的轴线方向被配置成上下方向，但该方向并不限定于此。
标号说明
1：内燃机；
1a：气缸盖；
1b：气缸体；
2：气缸；
3：排气结构；
10：进气通道；
11：中冷器；
20：排气歧管；
21：聚集部；
30：增压器；
31：连结轴；
40：压缩机壳体；
41：压缩机叶片；
42a：收纳空间；
50：涡轮壳体；
50a：流入口；
50b：流出口；
50c：连结用凸缘；
51：涡轮叶片；
52：收纳部；
52a：收纳空间；
53：流入部；
53a：流入路；
53b：传感器安装部；
53c：节流部；
53f：连结部；
54：流出部；
54a：流出路；
55：废气门通道；
56：废气门阀；
57：固定用凸缘；
58：传感器；
59：联络部；
59a：联络通道；
60：废气净化装置；
70：隔热罩；
71：导风口。

Claims (7)

1.一种排气结构，其特征在于，具备：
排气歧管，其形成有聚集从内燃机的多个气缸排出的废气的聚集部；以及
增压器，其具有与所述排气歧管连结的涡轮壳体，
所述涡轮壳体具备：
流入口，其与所述聚集部连通；
收纳部，其形成有收纳涡轮叶片的收纳空间；以及
流入部，其形成有从所述流入口通往所述收纳空间的流入路，
在所述流入部形成有节流部，随着从所述流入口去往所述收纳空间，所述节流部在各所述气缸的排列方向上的宽度逐渐缩小，
在比所述流入路的所述节流部靠所述收纳空间的一侧，各所述气缸的排列方向上的所述流入路的宽度的中央相对于各所述气缸的排列方向上的所述流入口的中央被配置在各所述气缸的排列方向的一侧，
在所述节流部中，各所述气缸的排列方向的一侧的侧部平坦地形成，各所述气缸的排列方向的另一侧的侧部随着从所述流入口去往所述收纳空间而向一侧偏移。
2.根据权利要求1所述的排气结构，其特征在于，
在所述流入部形成有传感器安装部，检测所述流入路内的废气的状态的传感器安装于该传感器安装部。
3.根据权利要求1或2所述的排气结构，其特征在于，
在所述涡轮壳体上，形成有流出路和废气门通道，并且安装有调整所述废气门通道内的废气的流量的废气门阀，
所述流出路从所述收纳空间通往流出口，
所述废气门通道从所述流入路通往所述流出路，
所述废气门阀相对于所述流入部被配置在各所述气缸的排列方向的另一侧。
4.根据权利要求2所述的排气结构，其特征在于，
在所述涡轮壳体上形成有：
流出路，其从所述收纳空间通往流出口；以及
废气门通道，其从所述流入路通往所述流出路，
所述流入路与所述废气门通道的连结部相对于所述传感器安装部形成在所述废气的流通方向的下游侧。
5.根据权利要求1或2所述的排气结构，其特征在于，
所述排气结构具备覆盖所述涡轮壳体的至少一部分的隔热罩，
在所述隔热罩上开设有导风口。
6.根据权利要求5所述的排气结构，其特征在于，
所述内燃机装配于车辆上，
所述隔热罩的所述导风口朝向所述车辆的下方开口。
7.根据权利要求1或2所述的排气结构，其特征在于，
所述排气歧管设置在所述内燃机的气缸盖内，
相对于所述涡轮壳体，在所述气缸的排列方向的另一侧设置有废气净化装置，
设置在所述涡轮壳体与所述废气净化装置之间的联络通道从各所述气缸的排列方向向所述气缸的轴线方向弯曲，
所述废气净化装置沿着所述气缸的轴线方向延伸。
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