CN108571369B - 发动机的排气装置 - Google Patents

Abstract

提供一种发动机的排气装置，抑制从催化装置的热散逸，并且支承刚性优良。在位于直列配置的多个催化剂之中的、配置在废气流动方向下游侧的GPF3的侧面的下游侧隔热件(102)，设置用于安装支承部件的第1开口部(36)及第2开口部(37)。

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有排气净化装置，该排气净化装置串联地配置多个用于对废气进行净化的催化剂而构成。

并且，为了使催化剂活化，用隔热件覆盖排气净化装置整体以隔离排气歧管，从而避免流入到排气净化装置的废气的温度下降。

但是，催化装置是重量物，需要用支承部件来支承。为了安装这样的支承部件，需要在隔热件设置支承部件安装用的开口部(例如专利文献1)。

专利文献1：日本特开2015-151907号公报

但是，如果在隔热件设置大面积及/或大量的开口部，从排气净化装置的热散逸成为问题。

发明内容

在此，本发明的目的在于，提供一种抑制从催化装置的热散逸、且支承刚性优良的发动机的排气装置。

为了达成上述目的，在本发明中，在位于直列配置的多个催化剂之中的、配置在废气流动方向下游侧的催化剂的侧面的隔热件设置开口部。

即，第1方案的发动机的排气装置，具备：排气歧管，配设在发动机的排气路径上，对从该发动机排出的废气进行引导；第1催化剂，配设在所述排气歧管的废气流动方向下游侧，用于对由所述排气歧管引导来的废气进行净化；第2催化剂，配设在所述第1催化剂的废气流动方向下游侧，用于对通过了所述第1催化剂的废气进行净化；以及隔热件，覆盖所述排气歧管、所述第1催化剂、所述第2催化剂，在所述隔热件形成有用于安装多个支承部件的多个开口部，所述多个支承部件支承包括所述第1催化剂和所述第2催化剂在内的催化装置，所述多个开口部形成在所述隔热件的覆盖所述第2催化剂的规定部分。

根据第1方案，通过多个支承部件穿过多个开口部来支持排气装置，从而提高支承刚性，并且通过将支承部件安装到下游侧的第2催化剂，与上游侧的第1催化剂相比能够抑制热散逸。

第2方案为，在第1方案中，所述发动机是具备设置有多个气缸的发动机主体的直列多缸发动机，所述第2催化剂以该第2催化剂的中心轴相对于所述发动机主体的气缸列方向成大致垂直方向的方式配置，所述第2催化剂以该第2催化剂的中心从所述气缸列的所述气缸列方向的中心向一侧偏移的方式配置，所述隔热件的所述多个开口部包括第1开口部和第2开口部，该第1开口部和第2开口部在所述第2催化剂的侧面且所述气缸列方向两侧各设置一个，所述第2催化剂分别被第1支承部件和第2支承部件穿过所述第1开口部和所述第2开口部从所述气缸列方向的两侧支承。

根据第2方案，在气缸列方向的两侧设置第1支承部件及第2支承部件，从而能够可靠地支承因第2催化剂向一侧偏移配置而导致的气缸列方向的排气装置的重量失衡。

另外，在本说明书中，“相对于发动机主体的气缸列方向大致垂直方向”指的是，“相对于发动机主体的气缸列方向成80度以上100度以下的角度”。

第3方案为，在第2方案中，在所述隔热件上，在所述第2催化剂的废气流动方向上游侧设置有第3开口部，该第3开口部具有比所述第1开口部及所述第2开口部小的开口面积，所述第2催化剂还被第3支承部件穿过所述第3开口部支承。

根据第3方案，在抑制热散逸的同时，通过第3支承部件来追加加强性的支承，从而能够提高偏移的第2催化剂的支承刚性。

第4方案为，在第2或第3方案中，变速器与所述第2催化剂的所述第1开口部侧接近地配设，所述第1支承部件安装于所述变速器。

根据第4方案，能够缩短第1支承部件的长度，能够抑制支承刚性的下降及重量增加。

第5方案为，在第2～第4方案的任一项中，在所述第2催化剂的废气流动方向下游侧连接着EGR路径，所述EGR路径位于所述第2催化剂和安装所述第1支承部件的基端的支承体之间，所述第1支承部件在从安装于所述第2催化剂的前端到所述基端的中间部分固定支承于所述EGR路径。

根据第5方案，通过EGR路径来支承第1支承部件，从而能够缩小第1支承部件的大小，并且能够缩小第1开口部。

第6方案为，在第2～第5方案的任一项中，所述第2催化剂是微粒过滤器，还具备用于检测所述微粒过滤器的废气流动方向上游侧及下游侧的压差的压差检测机构，所述压差检测机构被所述第1支承部件支承。

根据第6方案，利用第1支承部件来支承压差检测机构，从而不需要在隔热件另外设置压差检测机构支承用的开口部，并且能够提高装置的紧凑性和布局性。

第7方案为，在第2方案中，所述发动机搭载于具备动力分割装置的四轮驱动车，所述动力分割装置经由第4支承部件被所述发动机主体支承，所述第2支承部件安装于所述第4支承部件，从而被所述发动机主体支承。

根据第7方案，将第2支承部件安装到第4支承部件，从而能够兼用第2催化剂及动力分割装置的支承部件，提高装置的紧凑性和布局性。

第8方案为，在第3方案中，所述第2催化剂是微粒过滤器，还具备用于检测所述微粒过滤器的废气流动方向上游侧及下游侧的压差的压差检测机构，所述压差检测机构被所述第3支承部件支承。

根据第8方案，除了排气装置之外，还将第3支承部件兼用作压差检测机构的支承，所以能够提高装置的紧凑性和布局性。

发明的效果：

如以上那样，根据本发明，通过多个支承部件穿过多个开口部来支承排气装置，从而提高支承刚性，并且通过将支承部件安装于下游侧的第2催化剂，与上游侧的第1催化剂相比能够抑制热散逸。

附图说明

图1是从左方观察将实施方式1的排气净化装置安装于发动机主体的状态的概略侧面图。

图2是图1的示意性的平面图。

图3是从左上后方观察将实施方式1的排气净化装置安装于发动机主体的状态的概略立体图。

图4是图3中的排气净化装置的扩大图。

图5是从右下后方观察实施方式1的排气净化装置及配置于其周边的零件的概略立体图。

图6是图5中的排气净化装置的扩大图。

图7是从右方观察将实施方式1的排气净化装置安装于发动机主体的状态的概略侧面图。

图8是图1的VIII-VIII线的截面图。

图9是隔热件的平面图。

图10是隔热件的正面图。

图11是隔热件的左侧面图。

图12是隔热件的右侧面图。

图13是隔热件的背面图。

图14是隔热件的下面图。

图15是从左上后方观察隔热件的立体图。

图16是从右下后方观察隔热件的立体图。

图17是图1的XVII-XVII线的截面图。

图18是图7的XVIII-XVIII线的截面图。

图19是图7的XIX-XIX线的截面图。

图20是图2的XX-XX线的截面图。

符号的说明：

1排气净化装置(发动机的排气装置)；2三元催化剂(第1催化剂)；2A三元催化剂始端面(第1催化剂的始端面)；2B三元催化剂终端面(第1催化剂的终端面)；3汽油微粒过滤器；GPF(第2催化剂)；3A GPF始端面(第2催化剂的始端面)；3B GPF终端面(第2催化剂的终端面)；3C GPF侧面；4连接管；4A第1开口；4B第2开口；4C弯曲部；5废气排出部；5A废气排出部右侧面；5B废气排出部左侧面；6EGR用取出路(EGR路径)；7GPF终端部(过滤器外壳的终端部)；8压差检测装置(压差检测机构)；10隔热件；21前段部；22后段部；23催化剂罩面；24催化剂外壳；31重叠部分；33GPF催化剂主体；34GPF催化剂罩面；35GPF催化剂外壳；36第1开口部；37第2开口部；38第1GPF支承部件(第1支承部件)；39第2GPF支承部件(第2支承部件)；39A上侧第2GPF支承部件(第2支承部件)；39B下侧第2GPF支承部件(第2支承部件)；46第3开口部；61EGR用取出路支承部(第1支承部件)；71废气出口；72EGR用导入口；72A EGR用废气引导路；77下游侧台阶部；81上游侧压力取出部；81A上游侧压力取出路径；81A1上游侧压力取出管；81A2上游侧压力取出软管；81A3上游侧压力取出路径支承部件；82下游侧压力取出部；82A下游侧压力取出路径；82A1下游侧压力取出管；82A2下游侧压力取出软管；83压差传感器；83A压差传感器安装板；84第2连接管支承部(第3支承部件)；85第1连接管支承部(第3支承部件)；92NOx传感器；101上游侧隔热件；102下游侧隔热件；103A独立排气管开口部；103B集合管出口开口部；103C氧传感器用开口部；104A三元催化剂入口开口部；104B NOx传感器安装用开口部；104C上游侧压力取出部用开口部；104D废气出口用开口部；104E EGR安装孔用开口部；104F下游侧压力取出部用开口部；E发动机主体；J变速器；K动力分割装置；K1动力分割装置支承部件(第4支承部件)；L2三元催化剂中心轴(第1催化剂的中心轴)；L3GPF中心轴(第2催化剂的中心轴)；L5废气出口中心轴(废气出口的中心轴)；LE气缸列方向中央平面(气缸列的气缸列方向中心)；M排气歧管；N连接部；P5中心位置；PRL31投影线；Q催化装置；α二面角

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只是例示，并不意图限定本发明、其应用物或其用途。

(实施方式1)

＜发动机＞

实施方式1的排气净化装置1(发动机的排气装置)所应用的发动机，是搭载于四轮驱动车的直列四缸汽油发动机(直列多缸发动机)。发动机在FF车辆的前方横置。

另外，本实施方式1的排气净化装置1所应用的发动机不限于四缸汽油发动机，也能够应用于其他多缸发动机或柴油发动机。此外，不限于FF车辆，还包括例如FR车辆、MR车辆、RR车辆、4WD车辆等、摩托车，能够应用于采用各种布局的车辆。此外，不限于四轮驱动车，一般的二轮驱动车或其他多轮驱动车也能够应用。

如图1所示，发动机具备发动机主体E，该发动机主体E具有气缸体E1和气缸头E2。详细图示省略，由这些气缸体E1和气缸头E2构成的第1气缸～第4气缸依次在与图1的纸面垂直的方向上直列地配置。并且，通过气缸体E1的气缸内筒(未图示)和该气缸内筒内的活塞(未图示)、以及气缸头E2，按每个气缸形成有燃烧室。

在气缸头E2形成有与4个燃烧室分别连接的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在内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净化装置1，进而在其下游侧连接着通向车外的下游侧废气通路(未图示)。像这样，安装有排气净化装置1的排气路径由上述的排气端口、排气净化装置1、下游侧废气通路构成。

＜排气净化装置＞

如图1及图2所示，本实施方式的排气净化装置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、与排气歧管M的出口连接的连接部N、与连接部N的出口连接的催化装置Q。

＜排气歧管及连接部＞

如图1～图7所示，排气歧管M用来将从4个燃烧室经由排气端口排出的废气汇集而向配置于下游侧的催化装置Q引导，与4个排气端口连接的独立排气管在右侧集合，形成向下侧延伸的集合部。在排气歧管M内汇集的废气经由与排气歧管M的集合部的出口连接的连接部N而被送入催化装置Q。

连接部N是用来将从排气歧管M的集合部的出口送入的废气向催化装置Q引导的管状的部件。

＜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”指的是，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2所示，“左右方向”指的是，以发动机主体E为基准的、气缸的排列方向，换句话说，是与图1的纸面垂直、且将近前侧作为左侧而将进深侧作为右侧的方向。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”或“废气流动方向下游侧”。

另外，在本实施方式中，如图1所示，“前后方向”与后述的作为微粒过滤器的汽油微粒过滤器3(以下称作“GPF3”)的GPF中心轴L3平行。

＜催化装置＞

如图2及图4所示，催化装置Q具备：与连接部N的出口连接的作为第1催化剂的三元催化剂2、配置于其下游侧的作为第2催化剂的GPF3、将这些三元催化剂2和GPF3连接的作为连接部件的连接管4、设置于GPF3的下游侧的终端的GPF终端部7、以及设置于GPF终端部7的前方的废气排出部5及EGR用取出路6。

＜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2及图8所示，三元催化剂2是具有三元催化剂中心轴L2的圆筒状的催化剂。三元催化剂2的形状没有特别限定，向排气路径的配设较为容易，从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。

另外，如图8所示，将三元催化剂2的上游侧的端面作为三元催化剂始端面2A(第1催化剂的始端面)，将下游侧的端面作为三元催化剂终端面2B(第1催化剂的终端面)。三元催化剂始端面2A及三元催化剂终端面2B是同一直径的圆形。

如图8所示，三元催化剂2中，对废气进行净化的催化剂主体是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的两段构造。前段部21是进行发动机的低负荷运转时的低温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和后段部22的两段构成，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，如图8所示，三元催化剂2具备：催化剂罩面23，覆盖作为催化剂主体的前段部21及后段部22的外周整体；以及催化剂外壳24，覆盖上述催化剂罩面23的外周整体。

废气温度在轻负荷时是400℃前后的低废气温度，而在高负荷时是800℃前后的高废气温度。这样，三元催化剂2自身始终暴露在通过了三元催化剂2之后的高温的废气中，所以三元催化剂2可能会受热而劣化。

催化剂罩面23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。

催化剂外壳24用于保持三元催化剂2的前段部21和后段部22、以及催化剂罩面23，例如由铁、不锈钢等金属制成。另外，作为催化剂罩面23及催化剂外壳24，也可以使用公知的材料。

＜GPF＞

GPF3配设在三元催化剂2的下游侧，是用于捕获通过了三元催化剂2的废气中的微粒物(以下称作“PM”)的过滤器。省略详细的说明，GPF3例如对蜂窝状担持体等实施封口、并追加过滤功能而形成，可以举出为了促进过滤器中堆积的PM的燃烧而实施催化剂涂层的材料。废气中的PM吸附在GPF3的间隔壁表面，在堆积了PM后，例如在为了提高到PM燃烧温度而实施主喷射之后进行喷射燃料的后喷射，将GPF3中堆积的PM燃烧除去。GPF3没有特别限定，可以使用任何公知的产品。

如图1及图2所示，GPF3是具有GPF中心轴L3的圆筒状的催化剂。GPF3的形状没有特别限定，从容易向排气路径配设且得到均一废气流动的观点来看，优选为筒状。与GPF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、多边形状等任何形状，但是从得到均一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。

图8表示从上侧观察包含三元催化剂2的三元催化剂中心轴L2且与GPF3的GPF中心轴L3平行的截面的状况。

如图8所示，将GPF3的上游侧的端面作为GPF始端面3A(第2催化剂的始端面)、将下游侧的端面作为GPF终端面3B(第2催化剂的终端面)。GPF始端面3A及GPF终端面3B是同一直径的圆形。

此外，如图1、图2及图8所示，将位于GPF中心轴L3上、且位于GPF始端面3A及GPF终端面3B的中间的点作为GPF中心O3(第2催化剂的中心)。另外，在图8中，分别用符号PRL31及PRO3示出GPF中心轴L3及GPF中心O3向VIII-VIII截面上的投影线及投影点。

在此，如图2所示，GPF3配置为，GPF中心轴L3相对于发动机主体E的气缸列方向、即左右方向大致处于垂直方向。

并且，GPF3配置为，GPF3的GPF中心O3从发动机主体E的气缸列的气缸列方向中心、即位于第2气缸(未图示)和第3气缸(未图示)的中间的气缸列方向中央平面LE向左侧(一方侧)偏移。

另外，在本说明书中，“相对于发动机主体的气缸列方向大致垂直的方向”指的是，“相对于发动机主体E的气缸列方向成80度以上100度以下的角度”。

此外，GPF3与三元催化剂2同样，具备：废气净化用的GPF催化剂主体33、覆盖该GPF催化剂主体的外周整体的GPF催化剂罩面34、覆盖该GPF催化剂罩面34的外周整体的GPF催化剂外壳35。GPF催化剂罩面34及GPF催化剂外壳35出于与上述的催化剂罩面23及催化剂外壳24同样的目的而使用，可以使用与它们同样的构造物。

＜连接管＞

连接管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8所示，连接管4具备：上游侧的第1开口4A、下游侧的第2开口4B、以及将这些第1开口4A和第2开口4B连接的弯曲部4C。

如图8所示，三元催化剂2从三元催化剂终端面2B侧穿过第1开口4A而插入到连接管4内。另一方面，如图8等所示，GPF3从GPF始端面3A侧穿过第2开口4B而插入到连接管4内。

＜三元催化剂和GPF的相对配置＞

如图8所示，三元催化剂2的三元催化剂终端面2B和GPF3的GPF始端面3A配置为，在弯曲部4C内，二面角α约为90度。该二面角α不限于该角度，但是从充分地确保从三元催化剂2向GPF3的废气流动的观点出发，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，在GPF3的GPF始端面3A，该GPF始端面3A的一部分被三元催化剂2的侧面覆盖而形成有重叠部分31。

通过像这样形成重叠部分31，能够将三元催化剂2及GPF3紧凑地配置。

另外，如图8所示，在VIII-VIII截面上，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％以上且低于50％。此外，三元催化剂2的侧面的长度H31优选为GPF3的宽度W3的10％以上且低于50％。

像这样将三元催化剂2和GPF3彼此横向地配置时，通过形成三元催化剂2及GPF3的重叠部分31、且将其范围抑制为低于上述的范围，能够实现排气净化装置1的紧凑化，并且提高GPF3的、特别是重叠部分31的利用效率。

此外，如上述那样，如图2所示，通过将GPF3从平面LE向左侧偏移地配置，能够形成重叠部分31，并且确保不重叠的部分，能够提高GPF3的利用效率。

如图8所示，在连接管4的靠近GPF3的壁上形成有台阶部47。在该台阶部47设置有后述的压差检测装置8(压差检测机构)的上游侧压力取出部81。

此外，在连接管4的上侧，例如如图2所示，设置有NOx传感器92。

另外，也可以在连接管4设置这些上游侧压力取出部81和NOx传感器92以外的各种传感器等的控制用器件。

通过了三元催化剂2的废气如图8中实线箭头所示，以沿着连接管4的壁面卷起的方式流动，充满连接管4内而流入GPF3。这时，连接管4的上侧和台阶部47附近位于从三元催化剂2分离的位置，或者来自三元催化剂2的废气不直接流到连接管4的上侧和台阶部47附近，所以成为充满了流速下降的废气的状态。因此，不会较大地受到废气流动的影响，能够确保稳定的检测精度。

＜GPF终端部＞

如图8所示，在GPF3的终端侧形成有GPF终端部7。在该GPF终端部7设置有废气出口71和EGR用导入口72，上述废气出口71用于安装通过了GPF3的废气的出口即废气排出部5(例如参照图2)，上述EGR用导入口72用于安装将废气的一部分供给至吸气侧的EGR用取出路6。

＜废气出口＞

废气排出部5将通过了GPF3的废气引导至图外的下游侧废气通路，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滞留并除去。

图8中符号L5所示的线表示废气排出部5的中心轴。并且，符号P5所示的点表示废气出口71的中心，在以下的说明中，称为废气排出部5的中心位置P5。

如图8所示，中心位置P5比投影线PRL31更靠右侧，即朝向三元催化剂2侧偏移。

根据本构成，如图8中实线箭头所示，流入到GPF3的废气产生朝向废气排出部5的流动。这样，随着朝向废气排出部5的气流，流入重叠部分31的废气量增加。这样，能够提高GPF3的利用效率。

另外，如图8所示，关于废气排出部5的偏移量，从充分地确保流入重叠部分31的废气量而提高GPF3的利用效率的观点来看，优选为在VIII-VIII截面上废气排出部5的三元催化剂2侧的废气排出部右侧面5A设定在比GPF3的三元催化剂2侧的GPF侧面3C更靠右侧，即位于三元催化剂2侧的程度。这时，从抑制废气排出部5付近的通气阻力的增加的观点来看，优选为在VIII-VIII截面上将废气排出部5的偏移量设定为，废气排出部5的左侧的废气排出部左侧面5B位于比GPF3的三元催化剂2侧的GPF侧面3C更靠左侧的程度。

＜EGR用取出路＞

作为发动机的构成，为了防止爆震的发生和减少氮氧化物NOx量，采用将废气的一部分再循环到吸气侧的EGR。在GPF3的GPF终端面3B侧设置有废气的EGR用取出路6(EGR路径)。

具体地说，在与GPF终端部7的废气出口71分离的位置形成有EGR用导入口72和用于向该EGR用导入口72引导废气的EGR用废气引导路72A。并且，在EGR用导入口72连接有EGR用取出路6。另外，如图8所示，EGR用废气引导路72A、EGR用导入口72及EGR用取出路6相对于投影线PRL31配置在废气排出部5的相反侧。由此，如图8中实线箭头所示，能够确保充分量的废气而用于EGR，并且使GPF3内的废气流动向左右分散而均一化，能够进一步提高GPF3的利用效率·功能·性能。

此外，在废气出口71和EGR用废气引导路72A之间设置有下游侧台阶部77。在该下游侧台阶部77设置有后述的压差检测装置8的下游侧压力取出部82。下游侧台阶部77附近是废气的流动分支为废气出口71侧和EGR用废气引导路72A侧的位置的附近，废气流动的速度有平稳且均一的倾向，所以不会较大地受到排气压力变化的影响，能够测定压力。

＜压差检测装置＞

如图1及图2所示，在GPF3设置有压差检测装置8，该压差检测装置8用于检测废气流入到GPF3前后、即上游侧及下游侧的废气的压差。

压差检测装置8从检测到的废气的压差来计算GPF3中堆积的PM量。

如图1及图6等所示，压差检测装置8具备：将GPF3的上游侧的废气的压力取出的上游侧压力取出部81、将下游侧的废气的压力取出的下游侧压力取出部82、根据由上游侧压力取出部81及下游侧压力取出部82取出的压力来检测GPF3的前后的压差的压差传感器83。如图8所示，上游侧压力取出部81设置于台阶部47。另一方面，下游侧压力取出部82如上述那样，设置于GPF终端部7的下游侧台阶部77。并且，上游侧压力取出部81和压差传感器83通过上游侧压力取出路径81A连接。此外，下游侧压力取出部82和压差传感器83通过下游侧压力取出路径82A连接。另外，如图1所示，上游侧压力取出路径81A由上游侧压力取出管81A1和与该上游侧压力取出管81A1连接的上游侧压力取出软管81A2构成。此外，下游侧压力取出路径82A由下游侧压力取出管82A1和与该下游侧压力取出管82A1连接的下游侧压力取出软管82A2构成。

＜车体内的配置＞

本实施方式的排气净化装置1例如可以构成为图3等所示的车辆布局。

具体地说，如图3所示，与GPF3的左侧(第1开口部侧)接近地配设有变速器J(支承体)。并且，如图1、图3及图5等所示，在连接管4及GPF3的下方，与变速器J邻接地配置有动力分割装置K。

将排气歧管M与三元催化剂2的上方接近地配置，并且将三元催化剂2及GPF3用L字状的连接管4连接，同时设置重叠部分31，由此，能够将排气净化装置1特别是在前后方向更紧凑地配置。并且，包括变速器J和动力分割装置K的布局在内，能够在前后左右上下方向上实现更紧凑的车辆布局。

另外，配置在排气净化装置1的周边的车辆零件不限于变速器J和动力分割装置K，例如发动机辅机类或驱动系的驱动轴、排气净化装置1应用于例如FR车辆等的情况下，也可以配置装配系的发动机配件等车辆零件等。

另外，如图3所示，变速器J直接固定于发动机主体E。此外，如图7所示，动力分割装置K经由动力分割装置支承部件K1(第4支承部件)被发动机主体E支承。

＜隔热件＞

如图1～图8所示，排气净化装置1的几乎整体，特别是排气歧管M、三元催化剂2、GPF3、连接管4被隔热件10覆盖。

隔热件10是为了使三元催化剂2及GPF3活化，抑制流入到排气净化装置1的废气温度下降、或者抑制向发动机舱的过剩放热、或者减轻向周边的噪音的部件。

隔热件10例如由玻璃、氧化硅、氧化铝等具有隔热性能的高耐热性的材料形成。

图9～图16表示隔热件10的构成。隔热件10分为覆盖排气歧管M的上游侧隔热件101和覆盖催化装置Q的下游侧隔热件102。另外，隔热件10也可以不分割为上游侧隔热件101及下游侧隔热件102，而是从排气歧管M到催化装置Q覆盖整体的构造，还可以与车辆布局相应地进一步分割。

如图9、图10、图12等所示，上游侧隔热件101覆盖排气歧管M整体，设置有位于与发动机主体E的排气端口连接的独立排气管的入口的4个独立排气管开口部103A、位于排气歧管M的集合管的出口的集合管出口开口部103B、以及氧传感器安装用的氧传感器用开口部103C。

如图9、图10、图11、图13等所示，下游侧隔热件102覆盖催化装置Q整体，设置有位于三元催化剂2的三元催化剂始端面2A附近的三元催化剂入口开口部104A、NOx传感器安装用开口部104B、上游侧压力取出部用开口部104C、废气出口用开口部104D、EGR安装孔用开口部104E、以及下游侧压力取出部用开口部104F。

上述开口部从抑制热散逸的观点出发优选为均具有尽可能小的开口面积，分别具有与排气歧管M和催化装置Q的出入口的开口面积大体相同的开口面积、或者足够安装各种传感器等的最小限度的开口面积。另外，开口部的形状可以适当地取大致圆形、大致矩形等任意的形状，以使开口面积成为最小限度。

在此，如图11、图12、图14、图15、图16等所示，在下游侧隔热件102之中的覆盖GPF3的部分，在位于GPF3侧面的部分的左右两侧(气缸列方向两侧)各设置一个第1开口部36和第2开口部37，第1开口部36和第2开口部37是用于安装支承催化装置Q的支承部件的两个开口部。

第1开口部36及第2开口部37的开口面积，只要是能够安装后述的支承部件的面积即可，优选为尽可能小的面积。另外，GPF3如上述那样，以发动机主体E为基准配置在靠左侧。因此，从配重的观点出发，支承GPF3的右侧的支承部件比支承左侧的支承部件更大。并且，伴随着支承部件的大小，与第1开口部36相比，第2开口部37的开口面积更大。另外，支承部件的大小和开口部的开口面积可以根据车辆布局来适当地变更。另外，第1开口部36及第2开口部37的形状形成为大致矩形，但是不限于此，可以适当地取大致圆形等任意的形状，以使开口面积成为最小限度。

此外，如图11所示，下游侧隔热件102之中的、覆盖位于GPF3的上游侧的连接管4的部分设置有第3开口部46。第3开口部46具有比第1开口部36及第2开口部37小的开口面积。从抑制连接管4中的热散逸的观点来看，第3开口部46的开口面积优选为第1开口部36及第2开口部37中的开口面积较小的开口部、即第1开口部36的开口面积的10％以上70％以下的开口面积。另外，第3开口部46的形状形成为狭缝形状，但是不限于此，可以适当地取大致矩形、大致圆形等任意的形状，以使开口面积成为最小限度。

＜排气净化装置的支承构造＞

如图4及图5所示，在GPF3的左右两侧面安装有用于支承催化装置Q的两个支承部件(多个支承部件)、即第1GPF支承部件38(第1支承部件)和第2GPF支承部件39(第2支承部件)，催化装置Q从左右两侧被支承。

如图17所示，第1GPF支承部件38的前端穿过第1开口部36而与GPF3的左侧面相接。并且，如图3、图4及图17所示，第1GPF支承部件38的基端安装在位于GPF3和变速器J之间的EGR用取出路6上。在EGR用取出路6安装有用于支承EGR用取出路6的EGR用取出路支承部61(第1支承部件)，其基端安装于变速器J。这些第1GPF支承部件38及EGR用取出路支承部61作为第1支承部件安装于变速器J，从而穿过第1开口部36支承GPF3。像这样，不是通过发动机主体E，而是通过变速器J来支承，所以能够缩短第1支承部件的长度，能够抑制支承刚性的下降及重量增加。

此外，上述构成也可以表述为，第1支承部件在从安装于GPF3的第1GPF支承部件38的前端到EGR用取出路支承部61的基端的中间部分固定支承于EGR用取出路6。即，通过EGR用取出路6来支承第1支承部件，从而能够减小第1支承部件的大小，并且能够减小第1开口部36。

另外，相对于GPF3，压差传感器83及上游侧压力取出部81与EGR用取出路6同样地配置在左侧。因此，上游侧压力取出路径81A也与EGR用取出路6同样，以向左侧延伸的方式配置。如图4所示，在第1GPF支承部件38固定有支承上游侧压力取出路径81A的上游侧压力取出路径支承部件81A3。并且，上游侧压力取出路径81A也通过变速器J来支承。像这样，利用EGR用取出路支承部61来支承上游侧压力取出路径81A，不需要在隔热件10另外设置上游侧压力取出路径81A支承用的开口部，并且能够提高装置的紧凑性及布局性。

如图6、图7及图18所示，第2GPF支承部件39分为螺栓固定的上侧第2GPF支承部件39A和下侧第2GPF支承部件39B。上侧第2GPF支承部件39A穿过第2开口部37与GPF3的右侧侧面接触。如图7及图19所示，下侧第2GPF支承部件39B螺栓固定于动力分割装置支承部件K1。这样，被发动机主体E支承。像这样，通过将第2GPF支承部件39安装到动力分割装置支承部件K1，能够兼用GPF3及动力分割装置K的支承部件，提高装置的紧凑性及布局性。

此外，催化装置Q除了第1GPF支承部件38及第2GPF支承部件39的支承之外，进一步通过作为第3支承部件的第1连接管支承部85及第2连接管支承部84穿过设置于覆盖下游侧隔热件102的连接管4的部分的第3开口部46被支承。具体地说，如图1所示，第2连接管支承部84螺栓固定于气缸体E1。并且，如图2及图20所示，在该第2连接管支承部84螺栓固定着第1连接管支承部85。第1连接管支承部85的一端穿过第3开口部46而插入到下游侧隔热件102和连接管4之间，与连接管4的上部接合。并且，连接管4即催化装置Q经由第1连接管支承部85及第2连接管支承部84而被气缸体E1支承。像这样，通过从位于催化装置Q的前方的连接管4的左侧追加加强性的支承，能够提高靠左配置的GPF3的支承刚性。另外，图2中示出第1连接管支承部85的状态，所以省略了压差传感器安装板83A的图示。

此外，第1连接管支承部85如上述那样，穿过第3开口部46而插入到下游侧隔热件102之中的覆盖连接管4的部分的内侧表面和连接管4的外侧表面之间。由此，能够将第3开口部46的开口面积抑制在最小限度，能够抑制从连接管4的热散逸。

进而，如图1所示，在第2连接管支承部84螺栓固定着压差传感器安装板83A，经由该压差传感器安装板83A固定着上述的压差传感器83。像这样，压差传感器83也经由第2连接管支承部84而被气缸体E1支承。根据本构成，第2连接管支承部84除了支承催化装置Q之外，还兼用做压差传感器83的支承，所以能够提高装置的紧凑性及布局性。

如上述那样，根据上述构成，穿过多个开口部而通过多个支承部件来支承催化装置Q，从而提高排气净化装置1的支承刚性。此外，通过在下游侧的GPF3安装支承部件，与在下游侧隔热件102之中的覆盖上游侧的三元催化剂2的部分设置开口部的情况相比，能够抑制热散逸。并且，通过在GPF3的左右两侧设置第1GPF支承部件38和第2GPF支承部件39，能够可靠地支承左右方向的重量失衡。

此外，通过以与三元催化剂的下游邻接的方式配置GPF，能够利用三元催化剂的反应热来使GPF中积留的煤灰和氧反应而将GPF再生。如果在三元催化剂设置开口部，三元催化剂的反应会变弱，所以GPF再生效率也下降。即，如果在三元催化剂设置开口部，GPF再生效率也低下，所以影响很大。在本发明中，通过在GPF设置开口部，能够确保三元催化剂的净化性能，并且确保GPF再生性能。

在GPF中，积留的煤灰和氧反应时，产生反应热，GPF温度上升。开口部不能隔热，所以与非开口部相比温度变低。其结果，在开口部附近，在通常运转时煤灰和氧难以反应，所以煤灰容易积留。于是，判定检测GPF上下游的压力差的压差传感器的输出值是否为规定阈值以上，判定为是规定阈值以上的情况下(压力差大)，判断为积留了规定以上的煤灰，执行使GPF中积留的煤灰强制与氧反应的强制再生控制。具体地说，在减速收油时，在燃料喷射阀对发动机扭矩没有贡献的定时、例如做功冲程中期以后(中期的定义是，将做功冲程3等分的情况下的前期、中期、后期)，进行喷射燃料的后喷射，使空气过剩率λ成为1.2～1.3。由此，在三元催化剂中，该后喷射燃料反应而废气温度上升，GPF温度上升，所以GPF被再生。这时，如前述那样，在开口部较多地积留煤灰，所以煤灰的反应热较大，给GPF带来大的热负荷。在本发明中，在GPF设置多个开口部，与1个开口部的情况相比，开口部附近的热负荷。因此，能够抑制GPF破损。

(其他实施方式)

以下详细说明本发明的其他实施方式。另外，在这些实施方式的说明中，对于与实施方式1相同的部分附加相同符号，并省略详细的说明。

在实施方式1中，第1催化剂是三元催化剂2，第2催化剂是GPF3，但是催化剂不限于此，可以使用各种催化剂。具体地说，例如将排气净化装置1应用到柴油发动机的情况下，可以采用柴油微粒过滤器。此外，作为第1催化剂及第2催化剂，也可以是将氧化催化剂及NOx净化用催化剂组合的构造。

在实施方式1中，如图9所示，三元催化剂2设置在比GPF3稍靠下方。关于这一点，三元催化剂2也可以设置在与GPF3同程度的高度，或者比GPF3更高的位置。另外，在任一情况下，各种传感器等可以适当设置在使废气流动均一化的位置。

在实施方式1中，排气歧管M的出口配置在气缸的排列的右侧，GPF3靠左地配置。关于这一点，也可以根据车辆布局，将排气歧管M的出口配置在气缸的排列的左侧，而GPF3靠右地设置。

在实施方式1中，催化装置Q由第1GPF支承部件38、第2GPF支承部件39、以及第1连接管支承部85及第2连接管支承部84支承，但是从装置简单化的观点来说，也可以采用仅第1GPF支承部件38及第2GPF支承部件39的支承构造。此外，从提高支承刚性的观点来说，也可以进一步导入追加的支承部件。

工业实用性：

本发明能够提供一种抑制从催化装置的热散逸、且支承刚性优良的发动机的排气装置，所以实用价值非常高。

Claims (10)

1.一种发动机的排气装置，具备：

排气歧管，配设在发动机的排气路径上，对从该发动机排出的废气进行引导；

第1催化剂，配设在所述排气歧管的废气流动方向下游侧，用于对由所述排气歧管引导来的废气进行净化；

第2催化剂，配设在所述第1催化剂的废气流动方向下游侧，用于对通过了所述第1催化剂的废气进行净化；以及

隔热件，覆盖所述排气歧管、所述第1催化剂、所述第2催化剂，

在所述隔热件形成有用于安装多个支承部件的多个开口部，所述多个支承部件支承包括所述第1催化剂和所述第2催化剂在内的催化装置，所述多个开口部仅安装于所述第2催化剂，

所述多个开口部形成在所述隔热件的覆盖所述第2催化剂的规定部分。

2.如权利要求1所述的发动机的排气装置，

所述发动机是具备设置有多个气缸的发动机主体的直列多缸发动机，

所述第2催化剂以该第2催化剂的中心轴相对于所述发动机主体的气缸列方向成大致垂直方向的方式配置，

所述第2催化剂以该第2催化剂的中心从所述气缸列的所述气缸列方向的中心向一侧偏移的方式配置，

所述隔热件的所述多个开口部包括第1开口部和第2开口部，该第1开口部和第2开口部在所述第2催化剂的侧面且所述气缸列方向的两侧各设置一个，

所述第2催化剂分别被第1支承部件和第2支承部件穿过所述第1开口部和所述第2开口部从所述气缸列方向的两侧支承。

3.如权利要求2所述的发动机的排气装置，

在所述隔热件上，在所述第2催化剂的废气流动方向上游侧设置有第3开口部，该第3开口部具有比所述第1开口部及所述第2开口部小的开口面积，

所述第2催化剂还被第3支承部件穿过所述第3开口部支承。

4.如权利要求2所述的发动机的排气装置，

变速器与所述第2催化剂的所述第1开口部侧接近地配设，

所述第1支承部件安装于所述变速器。

5.如权利要求3所述的发动机的排气装置，

变速器与所述第2催化剂的所述第1开口部侧接近地配设，

所述第1支承部件安装于所述变速器。

6.如权利要求2～5中任一项所述的发动机的排气装置，

在所述第2催化剂的废气流动方向下游侧连接着EGR路径，

所述EGR路径位于所述第2催化剂和安装所述第1支承部件的基端的支承体之间，

所述第1支承部件在从安装于所述第2催化剂的前端到所述基端的中间部分固定支承于所述EGR路径。

7.如权利要求2～5中任一项所述的发动机的排气装置，

所述第2催化剂是微粒过滤器，

还具备用于检测所述微粒过滤器的废气流动方向上游侧及下游侧的压差的压差检测机构，

所述压差检测机构被所述第1支承部件支承。

8.如权利要求6所述的发动机的排气装置，

所述第2催化剂是微粒过滤器，

还具备用于检测所述微粒过滤器的废气流动方向上游侧及下游侧的压差的压差检测机构，

所述压差检测机构被所述第1支承部件支承。

9.如权利要求2所述的发动机的排气装置，

所述发动机搭载于具备动力分割装置的四轮驱动车，

所述动力分割装置经由第4支承部件被所述发动机主体支承，

所述第2支承部件安装于所述第4支承部件，从而被所述发动机主体支承。

10.如权利要求3所述的发动机的排气装置，

所述第2催化剂是微粒过滤器，

还具备用于检测所述微粒过滤器的废气流动方向上游侧及下游侧的压差的压差检测机构，

所述压差检测机构被所述第3支承部件支承。

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