CN107035467A - 发动机的消声器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机的消声器。对发动机(E)的废气(G)进行消声的消声器(14)，经由排气管(12)与气缸(5)的排气口连接。在消声器(14)的内部形成有最上游侧的第1膨胀室(46)以及其下游侧的第2膨胀室(44)。排气管(12)以面向第1膨胀室(46)的方式与消声器(14)连结。消声器(14)还具备贯通消声器(14)而使冷却风(W)通过的冷却管(60)。冷却管(60)贯通第1膨胀室(46)。

Description

发动机的消声器

技术领域

本发明涉及对发动机的废气进行消声的消声器的冷却构造。

背景技术

在设置与发动机旋转轴连动而进行驱动的冷却风扇，通过其冷却风来冷却气缸的发动机中，存在将来自冷却风扇的冷却风的一部分导向消声器来冷却消声器的外表面的发动机(例如，日本特开平09-228836号公报)。

但是，在日本特开平09-228836号公报那样的冷却构造中，难以使冷却风高效地通过消声器的外表面整体。此外，在仅冷却外表面的情况下，无法充分冷却至消声器的内部。

发明内容

本发明的目的在于提供冷却性能较高的发动机的消声器。

为了实现上述目的，本发明的发动机的消声器是对发动机的废气进行消声的消声器，其具备贯通消声器而使外部的空气通过的冷却部件。冷却部件例如是管。

根据该构成，冷却部件贯通消声器的周壁，使外部的空气通过该冷却部件。因而，不仅能够有效地冷却消声器的外表面，而且能够有效地冷却消声器的内部。结果，消声器的冷却性能提高。如此，由于消声器的冷却性能提高，因此例如构成消声器的周壁的部件能够使用耐热性比较低的材质或者能够减薄板厚，设计的自由度提高。

在本发明中优选为，上述冷却部件贯通最上游侧的第1膨胀室。根据该构成，能够有效地冷却成为最高温的消声器的第1膨胀室。

在上述冷却部件贯通上述第1膨胀室的情况下，优选为，在上述第1膨胀室与其下游侧的第2膨胀室之间配置有净化上述废气的催化剂。当在第1膨胀室与其下游侧的第2膨胀室之间配置催化剂时，在第2膨胀室的高温化的基础上，第1膨胀室进一步变得高温，但是根据该构成，能够有效地冷却高温的第1膨胀室。

在本发明中优选为，上述冷却部件沿着来自上述发动机的冷却风扇的冷却风的流动方向延伸。根据该构成，由于冷却部件沿着冷却风的流动方向延伸，因此能够将冷却风有效地取入到冷却部件。结果，消声器的冷却性能提高。

在本发明中优选为，连接有贯通筒状的消声器的周壁而下游端被封闭的排气管，在上述排气管的周壁上设置有朝上述消声器内开口的排出口，以与上述排气管接触或者接近的方式配置有上述冷却部件。此处，“与排气管接近”是指冷却部件与排气管之间的间隔为排气管的外径的1/2以下。根据该构成，能够有效地冷却成为高温的排气管及其附近。

在本发明中优选为，上述冷却部件由管构成。根据该构成，冷却部件容易制造。

本发明的消声器优选设置于化油器型的上述发动机。在化油器型的发动机中，在不具有发动机停止时的燃料切断功能的情况下，在发动机停止时在消声器内部的高温部有可能产生未燃烧的燃料进行燃烧的后燃，根据该构成，由于消声器的内部也被冷却，因此能够避免后燃的产生。

权利要求书以及/或者说明书以及/或者附图所公开的至少两个构成的任意组合也都包含于本发明。尤其是，权利要求书的各权利要求的两个以上的任意组合也都包含于本发明。

附图说明

根据参照附图的以下的优选实施方式的说明，本发明会被更清楚地理解。但是，实施方式以及附图仅用于图示以及说明，并不应当被用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求(权利要求书)确定。在附图中，多个附图中的相同符号表示相同部分。

图1是表示具备本发明的第1实施方式的消声器的发动机的主视图。

图2是表示该发动机的平面图。

图3是从其轴心方向观察该消声器的平面图。

图4是沿着图3的IV-IV线的截面图。

图5是沿着图3的V-V线的截面图。

符号的说明

6：冷却风扇；12：排气管；14：消声器；36：筒状体(消声器的周壁)；46：第1膨胀室；48：第2膨胀室；52：催化转换器(催化剂)；58：排出口；60：冷却管(冷却部件)；E：发动机；G：废气；W：冷却风。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1是表示具备本发明的第1实施方式的消声器的发动机的主视图，图2是其平面图。该发动机E例如是乘用型的插秧机那样的农用机械所使用的发动机。图1的发动机E具备发动机旋转轴即曲轴2、以及将曲轴2支承为旋转自如的发动机壳体4。气缸5从发动机壳体4的右侧上部朝向右侧斜上方突出。

如图2所示，曲轴2的前端部2a从发动机壳体4突出，在该前端部2a以不能相对旋转的方式连结有工作机械那样的负载7。在曲轴2的后端部连结有兼做飞轮的离心式的冷却风扇6。冷却风扇6的外周由风扇壳体8覆盖。风扇壳体8通过螺栓(未图示)固定于发动机壳体4。由冷却风扇6产生的冷却风W由风扇壳体8引导而向气缸5的外周输送。

本实施方式的发动机是化油器型的发动机。即，在气缸5后部的进气口(未图示)，连结有将燃料与空气混合而朝气缸5内的燃烧室喷雾的气化器10。另一方面，在气缸5前部的排气口(未图示)，经由排气管12连接有消声器14。消声器14对发动机E的废气G进行消声。

排气管12由钢制的管构成，在从气缸5朝前方延伸之后，朝右侧方弯曲大致90°而与消声器14连结。即，消声器14在气缸5的前方配置于右侧方。排气管12的外周由排气管罩16覆盖。详细来说，排气管罩16覆盖排气管12的上方、下方、前方以及左侧方。排气管罩16使用螺栓20安装于固定在排气管12的外表面上的安装件18(图3)。排气管罩16兼做将冷却风W朝消声器14引导的导风板。即，在图3所示的排气管12与排气管罩16之间，形成有将冷却风W朝消声器14引导的导风通路22。

消声器14为轴心A1朝向大致铅垂方向的圆筒形状，如图4所示，在其上部连接有排气管12，在下端形成有出口24。消声器14具有：形成有消声室25的消声器主体部26；以及覆盖消声器主体部26的外周的图1的消声器罩28。消声器主体部26以及消声器罩28例如为钢制的板材。

消声器罩28覆盖消声器主体部26的上方以及外周的大致一半，具体而言，如图3所示，覆盖前方以及右侧方。消声器罩28使用螺栓32(图1)安装于固定在消声器主体部26的外表面上的安装件30。在消声器主体部26与消声器罩28之间形成有冷却通路34。冷却通路34的上游侧与导风通路22的下游侧相连。

如图4所示，消声器主体部26具有：两端开口的圆筒形状的筒状体36；堵塞筒状体36的上部开口的上盖38；以及堵塞筒状体36的下部开口的下盖40。这些筒状体36、上盖38以及下盖40通过焊接来连结。即，筒状体36构成消声器主体部26的周壁。在筒状体36下部的内周面上通过焊接固定有第1分隔壁42，在其下方在筒状体36的下端部的内周面上通过焊接固定有第2分隔壁44。即，消声器主体部26的内部，通过第1以及第2分隔壁42、44，从上方起被分隔成第1膨胀室46、第2膨胀室48以及共鸣室50。

第1膨胀室46是由上盖38、筒状体36以及第1分隔壁42形成的空间。第2膨胀室48是由筒状体36、第1以及第2分隔壁42、44形成的空间。这些第1以及第2膨胀室46、48构成上述消声室25。共鸣室50是由下盖40、筒状体36以及第2分隔壁44形成的空间。但是，也可以不设置共鸣室50。

在第1分隔壁42上形成有第1贯通孔42a，通过安装于该第1贯通孔42a的管51，形成将第1膨胀室46与第2膨胀室48连通的第1连通路61。在本实施方式中，管51焊接于第1分隔壁42，在该管51内部的第1连通路61中插入有净化废气G的催化转换器52。但是，也可以不设置催化转换器52。

在第2分隔壁44上形成有第2贯通孔44a，通过安装于第2连通孔44a的尾管54，形成使第2膨胀室48与外部连通的第2连通路62。尾管54通过焊接而固定于第2分隔壁44。尾管54在共鸣室50中通过，贯通下盖40并朝消声器主体部26的外部突出，尾管54的外端形成消声器14的出口24。在尾管54的周壁中的在共鸣室50中通过的区域中，形成有与共鸣室50连通的多个第3连通孔54a。

排气管12的下游部12a贯通筒状的消声器14的周壁、即筒状体36的一侧部(左侧部)而与消声器主体部26连接。排气管12的下游部12a在消声器主体部26的内部、详细来说在第1膨胀室46中朝向另一侧方(右侧)向下方倾斜地延伸，下游端的一部分贯通筒状体36的与一侧部对置的另一侧部(右侧部)。排气管12的下游端由封闭部件56封闭。封闭部件56例如由金属制的板材构成，通过焊接固定于排气管12的下游端。

在排气管12的周壁中的位于第1膨胀室46内的部位，设置有朝第1膨胀室46内开口的排出口58。排出口58使排气管12内部与第1膨胀室46连通。排气管12的下游部12a通过焊接固定于筒状体36的左侧部以及右侧部。排出口58以与第1分隔壁42对置的方式形成于排气管12的下游部12a的下部。

如图5所示，消声器14具备贯通消声器主体部26而使冷却风W在内部通过的冷却部件的一种即冷却管60。详细来说，冷却管60在贯通了消声器主体部26的筒状体36的一侧部(左侧部)之后，在消声器主体部26的第1膨胀室46中通过，并贯通筒状体36的另一侧部(右侧部)。本实施方式的冷却管60是两端60a、60a开口的金属制的圆筒管，在其两端60a、60a附近通过焊接固定于筒状体36。

但是，冷却部件只要是贯通消声器主体部26而使冷却风W在内部通过的构造即可，并不限定于圆筒管。冷却部件例如也可以是横截面为椭圆形、矩形、多边形状等的管。此外，冷却部件也可以由多个部件构成，例如，也可以使消声器主体部26的内部与外部的部件成为不同部件，而通过焊接来连结。在该情况下，冷却部件可以在消声器主体部26的内部弯曲，此外，通路面积也可以不是恒定的。

冷却管60沿着冷却风W的流动方向延伸，在本实施方式中，冷却管60朝向右侧方向下方倾斜地延伸。此外，冷却管60与排气管12接近地配置。此处，“与排气管12接近”是指，图3所示的冷却管60与排气管12之间的间隔d1为排气管的外径d2的1/2以下。此外，也可以将冷却管60配置成与排气管12接触。

在本实施方式中，排气管12与冷却管60平行地配置。但是，排气管12与冷却管60只要至少在图3的平面观察中平行、即从喷嘴轴心A1方向观察平行地配置即可，在图4的主视观察中也可以不平行地配置。图5所示的冷却管60的大小(外径)以及相对于消声器主体部26的进入角度θ、即冷却管60的轴心C1与消声器主体部26的母线64所成的角度θ，根据冷却风W的导风的确保、与排气管12之间的位置关系等来决定。此外，冷却管60也可以为两根以上。冷却管60的数量根据冷却风W的导风的确保、与消声室25的容量的平衡等来决定。在本实施方式中，冷却管60的进入角度θ被设定为与导风通路22的倾斜角度大致相同，但是为了将冷却风W顺畅地导入冷却管60而优选为该倾斜角度的±10°以下。

当图2的发动机E起动时，从气缸5排出的废气G通过排气管12朝消声器14导出。废气G从图4的排气管12的下游端部12a的排出口58流入第1膨胀室46。在第1膨胀室46中膨胀之后，废气G在通过管51内的第1连通路61时，通过催化转换器52而流入第2膨胀室48。在通过催化转换器52时，废气G中的烃、一氧化碳等被氧化，而废气G被净化。

在第2膨胀室48中再次膨胀之后，废气G通过尾管54朝消声器14的外部排出。此时，废气G的一部分通过第3连通孔54a朝共鸣室50放出，排气脉动得以缓和。

另一方面，当图2的发动机E起动时，曲轴2旋转而冷却风扇6驱动。冷却风扇6产生的冷却风W，由风扇壳体8引导而朝向气缸5流动。在气缸5的外周通过了的冷却风W，由排气管罩16引导而被导向消声器14。

如图3所示，在排气管罩16内侧的导风通路22中通过而被向消声器14引导的冷却风W，被朝消声器主体部26与消声器罩28之间的冷却通路34导出。在通过冷却通路34时，冷却风W从消声器主体部26的前面沿着右侧面流动，对消声器主体部26的外表面进行冷却。并且，被朝冷却通路34导出的冷却风W的一部分，从消声器主体部26的左侧部流入冷却管60的内部，在冷却管60的内部通过而朝消声器主体部26的右侧部流出。另一方面，通过了气缸5(图2)的冷却风W的一部分，从排气管12的后方朝向消声器主体部26的后面流动，对消声器主体部26后侧的外表面进行冷却。

根据上述构成，通过使冷却风W在图5的冷却管60中通过，由此不仅能够有效地冷却消声器主体部26的外表面，还能够有效地冷却消声器主体部26的内部。结果，消声器14的冷却性能提高。

在本实施方式中，在外部气温为25℃的情况下，通过设置冷却管60，而大约250℃的第1膨胀室46的内部温度降低大约60℃。如此，消声器14的冷却性能提高，由此例如构成消声器主体部26的板材，能够使用耐热性比较低的材质、或者减薄板厚，设计的自由度提高。

此外，冷却管60贯通最上游侧的第1膨胀室46。第1膨胀室46是在消声器主体部26的内部成为最高温的区域，因此通过在这样的第1膨胀室46中设置冷却管60，由此能够有效地冷却消声器主体部26。

并且，在第1膨胀室46与第2膨胀室48之间配置有催化转换器52，因此在第2膨胀室48的高温化的基础上，第1膨胀室46进一步变得高温，但是通过设置冷却管60，能够有效地冷却高温的第1膨胀室46。

冷却管60沿着冷却风W的流动方向延伸。由此，能够将冷却风W高效地取入到冷却管60的内部。结果，消声器14的冷却性能进一步提高。

此外，冷却管60与排气管12接近地配置，因此能够有效地冷却成为高温的排气管12及其附近。

图2所示的发动机E是化油器型的发动机。在化油器型的发动机中，在不具有发动机停止时的燃料切断功能的情况下，当在发动机停止时消声器14的内部为高温时，有可能产生未燃烧的燃料进行燃烧的后燃。在本实施方式中，通过图5的冷却管60，消声器14的内部也被冷却，因此能够避免后燃的产生。

本发明并不限定于以上的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种追加、变更或者删除。例如，在上述实施方式中，设置有两个消声室25，但是消声室也可以为三个以上、还可以为一个。此外，也可以不设置催化转换器52。

本发明的消声器适合用于化油器型且不具有发动机停止时的燃料切断功能的发动机，但也能够应用于化油器型且带有燃料切断功能的发动机、或者燃料喷射装置型的发动机。此外，在上述实施方式中，对应用于农用机械用的发动机的例子进行了说明，但本发明的消声器也能够应用于农用机械用以外的交通工具的发动机、地面设置型的发动机。因而，这样的构成也包含在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种发动机的消声器，对发动机的废气进行消声，其中，

具备贯通消声器而使外部的空气通过的冷却部件。

2.如权利要求1所述的发动机的消声器，其中，

上述冷却部件贯通最上游侧的第1膨胀室。

3.如权利要求2所述的发动机的消声器，其中，

在上述第1膨胀室与其下游侧的第2膨胀室之间配置有净化上述废气的催化剂。

4.如权利要求1至3中任一项所述的发动机的消声器，其中，

上述冷却部件沿着来自上述发动机的冷却风扇的冷却风的流动方向延伸。

5.如权利要求1至4中任一项所述的发动机的消声器，其中，

上述发动机的消声器与贯通筒状的消声器的周壁且下游端被封闭的排气管连接，

在上述排气管的周壁上设置有朝上述消声器内开口的排出口，

上述冷却部件与上述排气管接触或者接近地配置。

6.如权利要求1至5中任一项所述的发动机的消声器，其中，

上述冷却部件由管构成。

7.如权利要求1至6中任一项所述的发动机的消声器，其中，

上述发动机的消声器设置于化油器型的上述发动机。