CN108571368A - 发动机的排气装置 - Google Patents

Abstract

提供一种发动机的排气装置，在采用从一端侧的气缸侧朝向下方的废气净化装置引导废气的排气歧管的情况下，能够提高对于排气净化装置内的催化剂的吹气的均一性。通过在排气歧管的集合管设置圆弧状凹部，使得来自一端侧的气缸的废气的流动均一化之后，被导入排气净化装置。

Description

发动机的排气装置

技术领域

本发明涉及发动机的排气装置。

背景技术

以往，在柴油发动机或汽油发动机等汽车发动机的排气路径的上游配设用于对废气进行净化的催化剂。

例如，在直列多缸的发动机中，为了使来自多个气缸的废气集合并导向催化剂，将排气歧管连接在排气端口和催化剂之间，该排气歧管具备与各排气端口连接的多个独立排气管及其集合部(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本实开平1-39418号公报

然而，如专利文献1所记载，采用排气从一端侧的气缸侧朝向下方的催化转化器流动的布局的情况下，来自一端侧的气缸的排气流线和其他气缸的排气流线显著不同，排气吹到催化剂上时可能会不均等。

发明内容

在此，本发明的目的在于，在采用从一端侧的气缸侧朝向下方的排气净化装置引导废气的排气歧管的情况下，也能够提高对于排气净化装置的吹气的均等性。

为了解决所述课题，在本发明中，在排气歧管设置用于提高所述吹气的均等性的圆弧状凹部等。

本发明的发动机的排气装置，其具备：

排气歧管，与具有发动机主体的直列多缸发动机的排气端口连接，该发动机主体具备多个气缸；以及

排气净化装置，与所述排气歧管的废气流动方向的下游侧连接，

所述排气歧管具备：

多个独立排气管，与所述发动机主体的各排气端口连接；

集合管，配置在所述发动机主体的气缸列方向的一端侧，从所述多个独立排气管之中的、该气缸列方向的一端侧的独立排气管的前端部向下方延伸；

引导管，沿气缸列方向延伸，将从所述多个独立排气管之中的其余的各独立排气管流出的废气朝向所述一端侧的独立排气管引导，从而引导至所述集合管；

L字状弯绕部，形成在所述集合管的下部，在横方向上弯曲为L字状，以使得废气朝向所述排气净化装置的上游侧的端面；以及

圆弧状凹部，形成在所述集合管的所述L字状弯绕部的下面侧，朝向所述排气净化装置开口，且半径比所述L字状弯绕部的出口更大，用于促进废气的旋回，以使得沿着该集合管中的从所述一端侧的独立排气管的前端侧向下方连续的壁面而在该集合管中向下方流动的废气，一边绕着所述排气净化装置的轴心旋回，一边流入该排气净化装置。

由此，从发动机主体的气缸列方向的一端侧的排气端口出来的废气，经过该一端侧的独立排气管而直接流入集合管。该集合管从该独立排气管的前端部向下方延伸。因此，该废气因为在该独立排气管中朝向其前端部流动时的惯性，主要沿着集合管中的从该独立排气管的前端侧连续的壁面而在集合管中向下方流动，到达L字状弯绕部。在该L字状弯绕部的下面侧形成有半径比所述L字状弯绕部的出口大的圆弧状凹部。因此，沿着集合管的从该独立排气管的前端侧连续的壁面向下方流动的废气，因惯性而沿着圆弧状凹部的凹陷的底壁面流动而上升，一边绕着所述排气净化装置的轴心旋回，一边流入排气净化装置。因此，废气容易均等地吹到排气净化装置的上游侧的端面整体。

另一方面，从除去所述一端侧的独立排气管的其余的独立排气管出来的废气经过引导管，从而沿气缸列方向流动而流入集合管。因此，该废气与从一端侧的独立排气管出来的废气不同，容易沿着集合管中的气缸列方向的一端侧的壁面而在集合管中向下方流动。像这样流动的废气也沿着集合管中的从所述一端侧的独立排气管的前端侧连续的壁面而在集合管中向下方流动，在圆弧状凹部与成为旋流并上升的废气混合，从而避免了废气集中到L字状弯绕部的下部侧，以及废气集中到排气净化装置的上游侧的端面的下部侧。

如以上那样，根据上述排气装置，即便集合管从气缸列方向的一端侧的独立排气管向下方延伸，而通过圆弧状凹部而引起废气的旋流，从而使得废气容易均等地吹到排气净化装置的上游侧的端面整体，高效率地进行排气净化装置对废气的净化。

在一个实施方式中，在所述集合管中的所述气缸列方向的一端侧的壁面具备朝向外侧的鼓出部，该鼓出部将从所述引导管流入所述集合管的废气的流动变更为朝向所述排气净化装置的上游侧的端面的中央部。

由此，避免了从引导管流入到集合管的废气集中到排气净化装置的上游侧的端面的下部，所以废气容易均等地吹到该上游侧的端面整体。

在一个实施方式中，所述引导管在所述气缸列方向的一端侧具备弯曲部，该弯曲部朝向所述一端侧的独立排气管从发动机主体的突出方向弯曲，并且与该一端侧的独立排气管的前端部相连。

由此，废气从引导管流入集合管时，通过弯曲部，废气的流动方向从气缸列方向变为接近一端侧的独立排气管的突出方向。由此，从引导管流入集合管的废气与从一端侧的独立排气管流入集合管的废气相同，容易沿着与该一端侧的独立排气管的前端部连续的壁面而在集合管中向下方流动。因此，容易通过圆弧状凹部引起废气的旋流，使得废气均等地吹到排气净化装置的上游侧的端面整体。

在一个实施方式中，在所述集合管中的所述鼓出部的下方设置有氧浓度检测机构。

集合管中的鼓出部的下方，是沿着集合管的气缸列方向的一端侧的壁面而向下方流动的废气和通过圆弧状凹部而旋回上升的废气彼此混合的地方，废气的均质性高。因此，通过检测该鼓出部的下方的氧浓度的检测，通过该检测得到的氧浓度的可靠性变高。

在一个实施方式中，还具备下游侧排气净化装置，该下游侧排气净化装置与所述排气净化装置相比设置在废气流动方向的下游侧，

所述排气净化装置和所述下游侧排气净化装置，彼此的中心轴大致正交，并且在所述下游侧排气净化装置的轴方向上观察时，所述排气净化装置的下游部处于与所述下游侧排气净化装置的上游侧的端面的一部分重叠的关系。

由此，能够缩短从排气歧管到下游侧催化剂装置的距离，有利于排气装置的紧凑化，并且能够使废气在温度不太低的状态下流入下游侧排气净化装置，有利于确保废气净化性能。

“彼此的中心轴交叉”，优选为两中心轴大致正交(两中心轴所成的角度为80度以上100度以下)。

发明的效果：

如上述那样，根据本发明，即便集合管从气缸列方向的一端侧的独立排气管向下方延伸，也通过圆弧状凹部引起废气的旋流，从而使废气容易均等地吹到排气净化装置的上游侧的端面整体，高效率地进行排气净化装置对废气的净化。

符号的说明：

1发动机的排气装置；2三元催化剂(上游侧排气净化装置)；2A三元催化剂的上游侧的端面；2B三元催化剂的下游侧的端面；3GPF(下游侧排气净化装置)；3A GPF的上游侧的端面；3B GPF的下游侧的端面；4L字状排气管；4A上游侧开口；4B下游侧开口；4C弯折部；5废气排出管；6EGR气体取出管；31重叠部分；33过滤器主体(净化装置主体)；E发动机；L2三元催化剂的中心轴；L3GPF的中心轴；L5废气排出管的中心轴；M排气歧管；M1第1独立排气管(一端侧的独立排气管)；M2第2独立排气管(剩余独立排气管)；M3第3独立排气管(剩余独立排气管)；M4第4独立排气管(剩余独立排气管)；M5集合管；M6引导管；M7下游端出口；M50L字状弯绕部；M51圆弧状凹部；M52鼓出部；M61弯曲部；N连接部

附图说明

图1是从右侧观察实施方式1的排气装置安装于发动机主体的状态的侧面图。

图2是图1的排气装置的平面图。

图3是从右上后方观察图1的排气装置的立体图。

图4是图1的排气装置的背面图。

图5是图1的V-V线的截面图。

图6是图1的VI-VI线的截面图。

图7是图4的VII-VII线的截面图。

图8是示意性地表示来自第2气缸的废气流动的情形的图6相当图。

图9是关于实施方式2的排气装置的图6相当图。

图10是未设置圆弧状凹部及鼓出部的排气装置的图6相当图。

图11是表示来自实施例1、2及比较例1中的各气缸的废气流动的改善指标的图表。

具体实施方式

以下基于附图详细说明本发明的实施方式。以下的优选实施方式的说明本质上只是例示，不意图限制本发明及其应用物或其用途。

(实施方式1)

＜发动机＞

实施方式1的排气装置1所应用的发动机是搭载于汽车的直列4缸汽油发动机(直列多缸发动机)。该发动机在FF车辆的前方横置。

另外，本发明不限于4缸的汽油发动机，其他多缸发动机或柴油发动机也能够应用。此外，不限于FF车辆，例如包括RR车辆、4WD车辆等、摩托车在内，能够应用于采用各种布局的车辆。

如图1所示，发动机具备具有气缸体E1和气缸头E2的发动机主体E。详细图示省略，发动机具备由气缸体E1和气缸头E2构成的第1气缸～第4气缸。该第1气缸～第4气缸在垂直于图1的纸面的方向上从纸面的近前侧到里侧依次直列地配置。并且，由气缸体E1的气缸筒(未图示)、该气缸筒内的活塞(未图示)、气缸头E2，按每个气缸形成燃烧室。

在气缸头E2形成有分别与4个燃烧室连接的4个排气端口(未图示)。在燃烧室中产生的废气经由包含该排气端口的排气路径排出到车外。

＜排气路径＞

如图1及图2所示，在上述的排气端口连接着本实施方式的排气装置1，进而在其下游侧连接着具有尾管的下游侧排气系统(未图示)。像这样，发动机的排气路径由上述的排气端口、排气装置1、下游侧排气系统构成。

＜排气装置＞

如图1～图4所示，本实施方式的排气装置1具备：与发动机主体E的4个排气端口连接的排气歧管M、经由连接部N与排气歧管M的下游端出口M7连接的排气净化装置Q、废气排出管5、EGR气体取出管6。

以下详细说明各构造。另外，排气歧管M的构造留待后述。

＜方向＞

在本说明书的说明中，如图1所示，“上下方向”及“前后方向”是以发动机主体E为基准，将气缸头E2侧作为上侧、将气缸体E1侧作为下侧、将发动机主体E侧作为前侧、将排气歧管M侧作为后侧的方向。此外，如图1及图2所示，“左右方向”是以发动机主体E为基准的气缸的排列方向，换言之，是与图1的纸面垂直、且将近前侧作为左侧、将里侧作为右侧的方向。进而，“上游”和“下游”是以从燃烧室经由排气端口排出的废气的流动方向为基准，称作“废气流动方向上游侧”和“废气流动方向下游侧”。

＜连接部＞

连接部N是将废气从排气歧管M导入催化剂装置Q的管状的部件。

＜排气净化装置＞

如图2～图5所示，排气净化装置Q具备：与连接部N的出口连接的作为上游侧排气净化装置的三元催化剂2、配置在其下游侧的作为下游侧排气净化装置的GPF(汽油颗粒物过滤器)3、将这些三元催化剂2和GPF3连接的L字状排气管4。

＜三元催化剂＞

三元催化剂2是用于对废气中的烃HC、一氧化碳CO、氮氧化物NOx进行净化的催化剂。省略详细的说明，三元催化剂2例如可以举出将催化剂成分膜覆在蜂窝状担持体上而成的催化剂等，上述催化剂成分是将Pt、Pd、Rh等贵金属担持在由金属氧化物构成的载体上而成的。作为三元催化剂2，没有特别限定，可以使用任何公知的三元催化剂。

如图4及图5所示，三元催化剂2是具有中心轴L2的圆筒状的催化剂。三元催化剂2的形状没有特别限定，从容易向排气路径配设且得到均一的废气流动的观点来看优选为筒状。与三元催化剂中心轴L2垂直的截面的形状没有特别限定，可以采用正圆状、椭圆状、矩形状、多边形状等任何形状，但是从得到均一的废气流动且抑制制造成本的观点来看，优选为正圆状、椭圆状。

如图4所示，三元催化剂2配置为，中心轴L2与左右方向(气缸列方向)平行。

如图5所示，对三元催化剂2的废气进行净化的催化剂主体具有上游侧的端面2A和下游侧的端面2B。为方便起见，将催化剂主体的上游侧的端面2A及催化剂主体的下游侧的端面2B称作三元催化剂2的上游侧的端面2A及三元催化剂2的下游侧的端面2B。两端面2A、2B是同一径的圆形。

三元催化剂2作为催化剂主体具备配置于上游侧的前段部21和配置于下游侧的后段部22。前段部21是进行发动机主体E的低负荷运转时的低温的废气的净化的低温活性优良的三元催化剂。此外，后段部22是进行高负荷运转时等的高温的废气的净化的高温活性优良的三元催化剂。另外，在本实施方式中，三元催化剂2是具备前段部21及后段部22的2段构造，但是不限于此，也可以是单一的催化剂构造，还可以是分割为3个以上的多段构造。

进而，三元催化剂2具备：覆盖作为催化剂主体的前段部21及后段部22的外周整体的罩面23、以及覆盖该罩面23的外周整体的筒状壳体24。

罩面23用于在暴露于高温废气的环境下也稳定地保持作为催化剂主体的前段部21及后段部22，例如由陶瓷等具有高耐热性、保温性的材料形成。

壳体24用于保持催化剂主体(前段部21及后段部22)和罩面23，例如由铁、不锈钢等金属制成。另外，作为罩面23及壳体24可以使用公知的材料。

＜GPF＞

如图5所示，GPF3配设在三元催化剂2的下游侧，具备用于捕获通过了三元催化剂2的废气中的颗粒状物质(以下称作“PM”)的过滤器主体(净化装置主体)33。省略详细的说明，过滤器主体33例如对蜂窝状担持体等实施封口、并追加过滤功能而形成，可以举出为了促进捕获的PM的燃烧而实施催化剂涂层的材料。废气中的PM被捕获到过滤器主体33的间隔壁，在堆积了PM之后，例如在为了得到输出而向发动机的燃烧室喷射燃料的主喷射之后，在发动机的做功冲程中进行向燃烧室喷射燃料的后喷射，以提高过滤器主体33的温度，将过滤器主体33中堆积的PM燃烧除去。作为过滤器主体33没有特别限定，可以使用任何公知的部件。

如图1、图2及图5所示，过滤器主体33是具有中心轴L3的圆筒状的部件。过滤器主体33的形状没有特别限定，从容易向排气路径配设且得到均一的废气流动的观点来看，优选为筒状。与过滤器主体33的中心轴L3垂直的截面的形状没有特别限定，可以采用正圆状、椭圆状、矩形状、多边形状等任意形状，但是从得到均一的废气流动且抑制制造成本的观点出发，优选为正圆状、椭圆状。

如图2所示，GPF3配置为，中心轴L3相对于前后方向、即左右方向(气缸列方向)大致成为垂直方向。

如图5所示，GPF3的过滤器主体33具有上游侧的端面3A及下游侧的端面3B。为方便起见，将过滤器主体33的上游侧的端面2A及过滤器主体33的下游侧的端面2B称作GPF3的上游侧的端面2A及GPF3的下游侧的端面2B。两端面3A、3B是同一径的圆形。

GPF3与三元催化剂2同样，具备：过滤器主体33、覆盖过滤器主体33的外周整体的罩面34、以及覆盖该罩面34的外周整体的筒状壳体35。罩面34及壳体35出于与上述的三元催化剂2的罩面23及壳体24同样的目的使用，可以使用与其相同的构造。

＜L字状排气管＞

L字状排气管4是用于将三元催化剂2和GPF3连接的弯曲为L字状的管状部件，形成排气路径的一部分。

如图5所示，L字状排气管4具备：上游侧开口4A、下游侧开口4B、以及两开口4A、4B间的弯折部4C。

如图5所示，三元催化剂2的下游部从上游侧开口4A插入到L字状排气管4。另一方面，GPF3的上游端部从下游侧开口4B插入到L字状排气管4。

三元催化剂2的下游侧的端面2B和GPF3的上游侧的端面3A在弯折部4C内配置为，二面角α约为90度。该二面角α不限于该角度，但是为了充分确保从三元催化剂2向GPF3的废气流动，优选为60度以上120度以下、更优选为70度以上110度以下、特别优选为80度以上100度以下。

此外，三元催化剂2和GPF3配设为，在GPF3的轴方向上观察时，成为三元催化剂2的下游部与GPF3的上游侧的端面的一部分重叠的关系。即，在三元催化剂2和GPF3形成有重叠部分31。

图5是表示图1中的V-V截面的图，是从上侧观察包含三元催化剂2的中心轴L2且与GPF3的中心轴L3平行的截面的图。以下将图5所示的截面称作“V-V截面”。如图5所示，在V-V截面上，为了将三元催化剂2及GPF3紧凑地配置、且使GPF3内的废气流动均一，形成重叠部分31的三元催化剂2的侧面的长度H31优选为三元催化剂2的全长H2的10％以上且小于50％。

此外，关于三元催化剂2的侧面的长度H31，在图5的V-V截面上，为了将三元催化剂2及GPF3紧凑地配置、且使GPF3内的废气流动均一，优选为GPF的宽度W3的10％以上且小于50％。

像这样，将三元催化剂2和GPF3彼此在横方向上配置时，通过形成三元催化剂2及GPF3的重叠部分31，能够缩短从排气歧管M的下游端到GPF3的距离。此外，通过形成重叠部分31并将其范围抑制在上述的范围以下，能够实现排气装置1的紧凑化，并且提高GPF3的、特别是与重叠部分31对应的部分的利用效率。

＜GPF的下游侧的端部＞

如图5所示，在GPF3的下游侧的端部7安装有废气排出管5和EGR气体取出路管6，该废气排出管5是通过了GPF3的废气的出口，该EGR气体取出路管6将废气的一部分作为EGR气体回流到吸气侧。

＜废气排出管＞

废气排出管5将通过了GPF3的废气导向下游侧排气系统，并且将伴随着三元催化剂2及GPF3对废气的净化而产生的水分驻留并除去。

图5(图1的V-V线截面图)中的符号PRL31所示的线，是GPF3的中心轴L3向V-V截面上的投影线。此外，符号L5所示的线表示废气排出管5的中心轴。然后，符号P5所示的点是废气排出管5的中心轴L5上的点、且废气排出管5的入口的中心。

如图5所示，废气排出管5的中心位置P5比GPF3的GPF中心轴L3向V-V截面上的投影线PRL31更偏向右侧、即偏向三元催化剂2侧。根据本构造，流入GPF3的废气产生朝向废气排出管5的流动。这样，随着朝向废气排出管5的流动，流入成为重叠部分31的阴影的部分的废气量增加。这样，能够提高GPF3的利用效率。

另外，如图5所示，从充分确保流入成为重叠部分31的阴影的部分的废气量而提高GPF3的利用效率的观点来说，废气排出管5的偏离量优选设定为在V-V截面上废气排出管5的三元催化剂2侧的右侧面5A位于GPF3的三元催化剂2侧的GPF侧面3C的右侧、即三元催化剂2侧的程度。这时，从抑制废气排出管5附近的通气阻力的增加的观点来说，废气排出管5的偏离量优选设定为在V-V截面上废气排出管5的左侧面5B位于GPF3的三元催化剂2侧的GPF侧面3C的左侧的程度。

＜EGR气体取出管＞

作为发动机主体E的构造，为了防止爆震的发生和减少氮氧化物NOx量，采用使废气的一部分再循环到发动机的吸气系统的EGR，在GPF3的下游侧的端部连接着废气的EGR气体取出管6。

如图5所示，EGR气体取出管6在V-V截面上相对于投影线PRL31在废气排出管5的相反侧与该废气排出管5分离地配置。根据本构造，能够确保足够量的EGR用的废气，并且能够使GPF3内的废气的流动分散到废气排出管5侧和EGR气体取出管6侧而均一化。由此，能够进一步提高GPF3的利用效率·功能·性能。

＜排气歧管＞

从发动机的4个燃烧室经由排气端口排出的废气，从排气歧管M经由连接部N被送入催化剂装置Q。

如图2所示，排气歧管M具备：与发动机主体E的第1气缸、第2气缸、第3气缸及第4气缸(均未图示)的各排气端口连接的4个独立排气管、即第1独立排气管M1(气缸列方向的一端侧的独立排气管)、第2独立排气管M2(其余的独立排气管)、第3独立排气管M3(其余的独立排气管)及第4独立排气管M4(其余的独立排气管)。

如图1、图3及图4所示，排气歧管M具备集合管M5，该集合管M5配置在发动机主体的气缸列方向的一端侧，从该气缸列方向的一端侧的独立排气管M1的前端部向下方延伸。

排气歧管M具备引导管M6，该引导管M6沿着气缸列方向延伸，将从所述多个独立排气管之中的其余的各独立排气管M2～M4流出的废气引导至所述一端侧的独立排气管M1而引导至集合管M5。引导管M6与第2独立排气管M2、第3独立排气管M3及第4独立排气管M4的前端侧连接，并且连接到第1独立排气管M1和集合管M5的连接位置。

在集合管M5的下部形成有L字状弯绕部M50，该L字状弯绕部M50沿横方向(左方向)以L字状弯曲，以使得废气朝向三元催化剂2的上游侧的端面2A。如图6所示，L字状弯绕部M50的下游端出口、即集合管M5的下游端出口M7经由连接部N与三元催化剂2连接。该下游端出口M7为圆形，该出口M7的开口面与三元催化剂2的上游侧的端面2A平行。

如图6及图7所示，在集合管M5的L字状弯绕部M50的下面侧(下半周侧)设置有半径比集合管M5的下游端出口M7大的圆弧状凹部M51。

此外，在集合管M5中的所述气缸列方向的一端侧的壁面形成有朝向外侧的鼓出部M52，该鼓出部M52将从引导管M6流入集合管M5的废气的流动变更为朝向三元催化剂2的上游侧的端面2A的中央部。

另外，如图4、图6等所示，集合管M5是将右侧集合管材M5A和左侧集合管材M5B嵌合而形成的，圆弧状凹部M51形成于该嵌合部。集合管M5可以像这样分为多个零件而构成，也可以一体成形。

＜关于圆弧状凹部及鼓出部的功能＞

图10表示未形成圆弧状凹部M51及鼓出部M52的情况的废气的流动。

一般来说，已知废气等的流体有沿着曲率半径大的曲面流动的倾向。因此，从气缸列方向一端侧的第1独立排气管M1排出的废气因为在第1独立排气管M1中朝向其前端部流动时的惯性，主要沿着从集合管M5中的第1独立排气管M1的前端侧连续的壁面而在集合管M5中向下方流动。

并且，如图10中虚线箭头所示，该废气到达L字状弯绕部M50，其流动方向变为朝向三元催化剂2，所以容易流到三元催化剂2的上游侧的端面2A的下侧部分。

从第1独立排气管M1以外的独立排气管、例如第2独立排气管M2排出的废气经过引导管M6，从而沿着气缸列方向流动而流入集合管M5。

因此，如图10中单点划线箭头所示，该废气主要沿着集合管M5中的气缸列方向的一端侧的壁面而在集合管M5中向下方流动。因此，该废气与从第1独立排气管M1的废气流动同样，在L字状弯绕部M50中其流动方向变为朝向三元催化剂2，容易流到三元催化剂2的上游侧的端面2A的下侧部分。从第3及第4独立排气管M3、M4排出的废气也成为与从第2独立排气管M2排出的废气同样的流动。

图6表示在集合管M5设置圆弧状凹部M51及鼓出部M52的情况的废气流动。

如图6中实线箭头所示，从第1独立排气管M1排出的废气因惯性，主要沿着集合管M5中的从第1独立排气管M1的前端侧连续的壁面而在集合管M5中朝向下方流动，到达L字状弯绕部M50。

在该L字状弯绕部M50的下面侧形成有半径比集合管M5的下游端出口(L字状弯绕部M50的下游端出口)M7大的圆弧状凹部M51。因此，如图7中实线箭头所示，到达L字状弯绕部M50的废气因惯性，沿着圆弧状凹部M51的凹陷的底壁面流动而上升，一边绕着三元催化剂2的轴心旋转，一边流入三元催化剂2。由此，废气容易均等地流到三元催化剂2的上游侧的端面2A的整体。

如图8中实线箭头所示，从第2～第4独立排气管M2～M4排出的废气在引导管M6中沿气缸列方向流动而流入集合管M5。

因此，该废气因惯性而主要沿着集合管M5中的气缸列方向的一端侧的壁面在集合管M5中向下方流动，到达鼓出部M52的壁面。然后，该废气被引导至鼓出部M52的壁面而流动方向变更为朝向三元催化剂2的上游侧的端面2A的中央。因此，废气容易均等地流到三元催化剂2的上游侧的端面2A的整体。

＜关于引导管的弯曲部＞

如图2及图3所示，引导管M6具备弯曲部M61，该弯曲部M61在所述气缸列方向的一端侧朝向一端侧的第1独立排气管M1从发动机主体的突出方向弯曲，并与该第1独立排气管M1的前端部相连。

因此，从第2～第4独立排气管M2～M4排出的废气从引导管M6流入集合管M5时，通过弯曲部M61，废气的流动方向从气缸列方向变为朝第1独立排气管M1的突出方向接近。

由此，从引导管M6流入集合管M5的废气与从一端侧的第1独立排气管M1流入集合管M5的废气同样，容易沿着与该第1独立排气管M1的前端部连续的壁面而在集合管M5向下方流动。因此，容易通过圆弧状凹部M51引起废气的旋流，废气容易均等地流到三元催化剂2的上游侧的端面2A的整体。

如上述那样，通过圆弧状凹部M51、鼓出部M52及弯曲部M61，废气容易均等地流到三元催化剂2的上游侧的端面2A的整体，所以三元催化剂2的整体有效地用于废气的净化，因此容易进行废气的净化。

＜关于氧传感器＞

在与集合管M5的下游端出口M7对置的壁面、且鼓出部M52的下方形成有氧传感器用台座M53。在该台座M53设置有氧传感器93(氧浓度检测机构)，该氧传感器93的氧浓度检测部向L字状弯绕部M50的内部空间突出。

集合管M5中的鼓出部M52的下方是沿着集合管M5的气缸列方向的一端侧的壁面向下方流动的废气和通过圆弧状凹部M51而旋回上升的废气相互混合的地方，废气的均质性高。因此，通过检测该鼓出部M52的下方的氧浓度，提高通过该检测得到的氧浓度的可靠性。

(实施方式2)

以下详细说明本发明的实施方式2。另外，在实施方式2的说明中，对于与实施方式1同样的部分附加同样的符号，并省略详细的说明。

在实施方式1中，在集合管M5设置了圆弧状凹部M51及鼓出部M52的双方，如图9所示，在实施方式2中，仅设置圆弧状凹部M51。集合管M5不具备鼓出部M52，其成形比较容易。

不具备鼓出部M52，如图9中单点划线所示，从引导管M6流入集合管M5的废气在集合管M5中直接向下方流动。但是，像这样流动的废气沿着从集合管M5中的第1独立排气管M1的前端侧连续的壁面而在集合管M5中向下方流动，与通过圆弧状凹部51而旋回上升的废气混合，从而避免集中到L字状弯绕部M50的下部侧，并且避免集中到三元催化剂2的上游侧的端面2A的下部侧。

特别是，在实施方式2中，在设置有弯曲部M61的壳体中，废气从引导管M6流入到集合管M5时，通过弯曲部M61，废气的流动方向从气缸列方向变为朝第1独立排气管M1的突出方向接近。因此，通过圆弧状凹部51而旋回上升的废气量变多，在不具备鼓出部M52的情况下，也避免废气集中到L字状弯绕部M50的下部侧、以及三元催化剂2的上游侧的端面2A的下部侧。

(其他实施方式)

在实施方式1、2中，上游侧排气净化装置是三元催化剂2，下游侧排气净化装置是GPF3，但是排气净化装置不限于该构成，可以采用各种净化装置。例如，将排气装置1应用到柴油发动机的情况下，也可以取代GPF而采用柴油颗粒物过滤器。此外，作为上游侧排气净化装置也可以采用氧化催化剂，作为下游侧排气净化装置采用NOx净化用催化剂，或者相反的构成。

在实施方式1、2中，也可以是，排气歧管M的集合管M5配置在第1气缸侧，集合管M5配置在第4气缸侧，三元催化剂2的上游侧的端面2A在左侧。

(对于三元催化剂的吹气性的评价)

制作数值流体力学(CFD：Computational Fluid Dynamics)模型并进行解析。然后，基于其解析结果，推测流入到三元催化剂2的废气的流速、压力、温度等，根据三元催化剂始端面2A中的废气的流速分布，评价各气缸的吹气的均一性来作为吹气改善指标。结果在图11中示出。

另外，比较例1、实施例1及实施例2分别是图10所示的未形成圆弧状凹部M51及鼓出部M52的情况、图9所示的仅形成圆弧状凹部M51的情况、以及图6所示的形成圆弧状凹部M51及鼓出部M52双方的情况的结果。

如图11所示，与比较例1相比，在实施例1及实施例2中，改善了来自1个以上的气缸的废气的均一性，提高了来自全气缸的废气的均质性。

具体地说，以比较例1为基准，对于第1气缸，在实施例1及实施例2中，吹气改善指标分别改善了约3成和约5成。

对于第2气缸，在实施例1及实施例2中，吹气改善指标分别改善了约5成和约7.5成。

另外，对于第3气缸，在实施例1及实施例2中，吹气改善指标分别下降160％及同等。

对于第4气缸，在实施例1中，吹气改善指标基本同等，但是在实施例2中，改善了约1成。

此外，评价吹气改善指标的最大值与最小值的差，以比较例1为基准，在实施例1及实施例2中，差值分别减小了约5成及约7成，提高了所述废气的均质性。

像这样，特别是对于实施例1的第3气缸，虽然吹气的均一性下降，但是对于来自全气缸的废气流动的三元催化剂始端面2A的吹气大大地得到了均质化。

工业实用性：

本发明在发动机的排气装置中能够提高对于排气净化装置的吹气的均一性，所以极为有用。

Claims (7)

1.一种发动机的排气装置，其具备：

排气歧管，与具有发动机主体的直列多缸发动机的排气端口连接，该发动机主体具备多个气缸；以及

排气净化装置，与所述排气歧管的废气流动方向的下游侧连接，

所述排气歧管具备：

多个独立排气管，与所述发动机主体的各排气端口连接；

集合管，配置在所述发动机主体的气缸列方向的一端侧，从所述多个独立排气管之中的、该气缸列方向的一端侧的独立排气管的前端部向下方延伸；

引导管，沿气缸列方向延伸，将从所述多个独立排气管之中的其余的各独立排气管流出的废气朝向所述一端侧的独立排气管引导，从而引导至所述集合管；

L字状弯绕部，形成在所述集合管的下部，在横方向上弯曲为L字状，以使得废气朝向所述排气净化装置的上游侧的端面；以及

圆弧状凹部，形成在所述集合管的所述L字状弯绕部的下面侧，朝向所述排气净化装置开口，且半径比所述L字状弯绕部的出口更大，用于促进废气的旋回，以使得沿着该集合管中的从所述一端侧的独立排气管的前端侧向下方连续的壁面而在该集合管中向下方流动的废气，一边绕着所述排气净化装置的轴心旋回，一边流入该排气净化装置。

2.如权利要求1所述的发动机的排气装置，

在所述集合管中的所述气缸列方向的一端侧的壁面具备朝向外侧的鼓出部，该鼓出部将从所述引导管流入所述集合管的废气的流动变更为朝向所述排气净化装置的上游侧的端面的中央部。

3.如权利要求1所述的发动机的排气装置，

所述引导管在所述气缸列方向的一端侧具备弯曲部，该弯曲部朝向所述一端侧的独立排气管从发动机主体的突出方向弯曲，并且与该一端侧的独立排气管的前端部相连。

4.如权利要求2所述的发动机的排气装置，

所述引导管在所述气缸列方向的一端侧具备弯曲部，该弯曲部朝向所述一端侧的独立排气管从发动机主体的突出方向弯曲，并且与该一端侧的独立排气管的前端部相连。

5.如权利要求2所述的发动机的排气装置，

在所述集合管中的所述鼓出部的下方设置有氧浓度检测机构。

6.如权利要求4所述的发动机的排气装置，

在所述集合管中的所述鼓出部的下方设置有氧浓度检测机构。

7.如权利要求1～6中任一项所述的发动机的排气装置，

还具备下游侧排气净化装置，该下游侧排气净化装置与所述排气净化装置相比设置在废气流动方向的下游侧，

所述排气净化装置和所述下游侧排气净化装置，彼此的中心轴大致正交，并且在所述下游侧排气净化装置的轴方向上观察时，所述排气净化装置的下游部处于与所述下游侧排气净化装置的上游侧的端面的一部分重叠的关系。