CN109424470A - 车辆排气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆排气系统。发动机(1)具有与其气缸盖(14)的车辆前后方向上的后侧相连的排气通路(50)，在排气通路(50)上，沿尾气的流动方向从上游侧起依次设有排气歧管(60)和尾气净化系统(70)，尾气净化系统(70)内装有具有尾气净化性能的GPF装置(73)。尾气净化系统(70)位于排气歧管(60)的下方，且以在车宽方向上与该排气歧管(60)重合的方式布置。并且，尾气净化系统(70)以朝向排气歧管(60)的车辆前后方向上的后方突出的姿势布置。由此提高车辆行驶时尾气净化装置的保温性能。

Description

车辆排气系统
技术领域
本处所公开的技术涉及一种车辆排气系统。
背景技术
专利文献1中公开了车辆排气系统的一例。具体而言，该专利文献1中记载有一种发动机(内燃机)，其具有气缸盖、与该气缸盖相连的排气歧管以及设在排气歧管的尾气流动方向下游侧的尾气净化装置(例如催化箱)。该专利文献1中记载的尾气净化装置大致向下方延伸，当从车辆上方观察时，该尾气净化装置被排气歧管遮住。
专利文献1：日本公开专利公报特开2017-89562号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
在所述专利文献1中记载的那种尾气净化装置中，通常设有具有尾气净化性能的净化部。尤其是用催化剂作净化部时，为了充分发挥其净化性能，就需要利用被引入尾气净化装置中的尾气，来使催化剂温度落入规定的活性温度的范围内。
但是，就气体温度的变动幅度相对较大的发动机而言，例如既能进行火花点火燃烧又能进行压燃点火燃烧的发动机，有可能难以使催化剂温度落入上述范围内。
尤其是，在气体温度相对较低的行驶状况下，例如轻负载行驶时，催化剂温度可能低于活性温度的下限值。为了充分地实现净化性能，就需要一种能够提高催化剂的保温性能的结构。
上述问题不限于催化剂，对于由无机多孔材料制成的过滤部件等一般净化部而言也是共通的。
此处所公开的技术正是鉴于上述各点而完成的，其目的在于：在车辆排气系统中，提高车辆行驶时尾气净化装置的保温性能。
－用于解决技术问题的技术方案－
此处所公开的技术涉及一种车辆排气系统。
所述车辆排气系统具有连在发动机的一侧面上的排气通路，在所述排气通路上，沿尾气的流动方向从上游侧起依次设有排气歧管和尾气净化装置，所述尾气净化装置位于所述排气歧管的下方，且以在车宽方向上与该排气歧管重合的方式布置，所述尾气净化装置以朝向所述排气歧管的车辆前后方向上的后方突出的方式布置，在所述发动机的上方，设有覆盖所述发动机的发动机罩，在所述发动机与所述发动机罩之间，形成有允许行驶风通过的间隙，所述发动机罩的后端部指向所述排气歧管。
当车辆向前方行驶时，从车辆前后方向上的前侧流向后方的行驶风就会被引入其发动机室。该行驶风中的至少一部分在流过发动机的上侧后，沿发动机的侧面向后斜下方流动。
此处，在发动机的一侧面上连有排气歧管。这样一来，如此流动的行驶风中的一部分就会在将排气歧管冷却的同时与排气歧管的冷却量相应地受热。
根据所述构成，尾气净化装置位于排气歧管的下方，且该尾气净化装置向排气歧管的后方突出。考虑到排气歧管与尾气净化装置在车宽方向上重合，则尾气净化装置位于排气歧管的后斜下方。
因此，在沿发动机的侧部流向后斜下方的同时由于将排气歧管冷却而受热的行驶风，就会沿其流动方向，流过尾气净化装置的外表面。利用流过尾气净化装置的外表面的行驶风，能够对尾气净化装置乃至可装在该尾气净化装置内的净化部进行保温。
像这样，就能够提高车辆行驶时尾气净化装置的保温性能。
通过让发动机罩的后端部指向排气歧管，在行驶风的流速和流量往往相对较小的低车速时，就能够更可靠地将行驶风引向排气歧管。这有助于确保净化部的保温性能。
相对于此，在尽管行驶风的流速等得到充分保证但尾气的气体温度往往过高的高车速时，有助于将更多量的行驶风引入排气歧管。由此，能够将排气歧管冷却，乃至将经由排气歧管被引入尾气净化装置中的尾气冷却。例如从抑制催化剂温度超过活性温度的上限值这种情况发生的观点出发，这有助于确保催化剂等净化部的保温性能。
像这样，就有助于从低车速到高车速区间确保净化部的保温性能。
技术方案还可以是，在所述排气歧管的下方，布置有所述尾气净化装置的上游端部，该尾气净化装置的下游端部布置在所述排气歧管的后方。
根据该构成，尾气净化装置的上游端部布置在排气歧管的下方。通过这样布置，尾气净化装置的上游端部就会比其下游端部更接近排气歧管。其结果是，利用来自排气歧管的辐射热，能够对尾气净化装置中的上游侧部分进行保温。
相对于此，尾气净化装置的下游端部布置在排气歧管的后方。通过这样布置，就能够如上述那样，利用行驶风来对尾气净化装置的下游侧部分进行保温。
像这样，通过从尾气净化装置的上游端部到下游端部对整个尾气净化装置进行保温，有助于确保净化部的保温性能。
技术方案还可以是，所述车辆排气系统还包括分隔壁，所述分隔壁划分出发动机室的车辆前后方向上的后侧部分，所述分隔壁具有从该分隔壁朝向车辆前后方向上的后方延伸的隧道部，所述发动机安装在所述发动机室中，所述尾气净化装置以从车辆前方或后方观察时与所述隧道部重合的方式布置。
有时会在前围板上设置隧道部，以便划分出直接与消音器相连结的排气管、FR车中与后轮相连结的传动轴的收放空间。从发动机室流出的行驶风会流入隧道部。
根据所述构成，从车辆前方或后方观察时，该隧道部与尾气净化装置重合。采用这种布局，尾气净化装置就布置在行驶风的流路上，因此有利于让行驶风吹到尾气净化装置上。
技术方案还可以是，在所述尾气净化装置内装有具有尾气净化性能的净化部，所述净化部构成为作为汽油微粒过滤器发挥作用，所述车辆排气系统还包括EGR通路，所述EGR通路构成为，与所述净化部的下游连接，并且使已燃气体中的至少一部分回流到所述发动机的进气通路。
根据该构成，能够将流过净化部后的已燃气体用作外部EGR气体。例如与将EGR通路连到净化部的上游的构成相比，这种构成能够确保流过净化部的气体流量较多，利用流过的气体有利于对净化部进行保温。
通过让净化部作为汽油微粒过滤器(GPF)发挥作用，就能够将被该GPF除去碳烟微粒(soot)后的已燃气体用作外部EGR气体。由此，在与EGR通路相连的进气通路中，能够抑制外部EGR气体中含有的积碳堆积。
技术方案还可以是，在所述尾气净化装置内装有具有尾气净化性能的净化部，所述排气歧管具有与所述发动机的各气缸相连的分支通路和各该分支通路汇合并与所述尾气净化装置相连的汇合部，所述车辆排气系统还包括EGR冷却器，所述EGR冷却器布置在所述净化部的车宽方向上的一侧且车辆前后方向上的前侧，并且所述EGR冷却器冷却已燃气体，所述汇合部布置在所述净化部的车宽方向上的另一侧且车辆前后方向上的前侧。
EGR冷却器将已燃气体冷却时相应地受热。因此，能够将受热后的EGR冷却器用作热源。
如上述，从车辆前后方向上的前侧流向后方的行驶风会被引入车辆的发动机室。该行驶风中的至少一部分从气缸盖向后斜下方流动，剩余部分从车宽方向上的一侧和另一侧以包围发动机的方式向后方流动。
根据所述构成，在尾气净化装置的车宽方向上的一侧且车辆前后方向上的前侧，布置有如上述可用作热源的EGR冷却器。因此，从车宽方向上的一侧以包围发动机的方式流过的行驶风会从EGR冷却器受热后流到尾气净化装置。利用该行驶风，能够对设在尾气净化装置内的净化部进行保温。
另一方面，在净化部的车宽方向上的另一侧且车辆前后方向上的前侧，布置有排气歧管的汇合通路。因此，从车宽方向上的另一侧以包围发动机的方式流过的行驶风会从排气歧管的汇合部受热后流到尾气净化装置的外表面。利用该行驶风，能够对设在尾气净化装置内的净化部进行保温。
像这样，不仅利用从气缸盖流向后斜下方的行驶风，而且利用从车宽方向上的一侧和另一侧以包围发动机的方式流向后方的行驶风，有利于提高净化部的保温性能。
技术方案还可以是，所述尾气净化装置具有筒状部，所述筒状部形成为近似筒状且朝向所述排气歧管的车辆前后方向上的后方突出。
－发明的效果－
正如以上说明的那样，利用所述车辆排气系统，能够提高尾气净化装置的保温性能。
附图说明
图1是简图，示出安装有动力总成单元(power train unit)的车辆。
图2是从后方观察到的动力总成单元的图。
图3是纵剖视图，示出排气通路的构成。
图4是立体图，示出排气通路的整体构成。
图5是从后方观察到的排气通路的图。
图6是从上方观察到的排气通路的图。
图7是从上方观察到的尾气净化系统的图。
图8是剖视图，示出尾气净化系统的内部结构。
图9是从左方观察到的外部EGR系统的图。
图10是从上方观察到的外部EGR系统的图。
图11是示出尾气净化系统与隧道部之间的相对位置关系的图。
－符号说明－
1-发动机；4-发动机罩；11-气缸；14-气缸盖；30-进气通路；50-排气通路；52-EGR通路；53-EGR冷却器；60-排气歧管；61-分支通路；62-汇合部；70-尾气净化系统(尾气净化装置)；71-机壳；71a-横边部；71b-纵边部(筒状部)；73-GPF装置(净化部)；100汽车(车辆)；103-前围板(分隔壁)；R-发动机室；T-隧道部。
具体实施方式
下面，参照附图对车辆排气系统的实施方式进行详细的说明。需要说明的是，以下说明仅为示例。图1示出安装有动力总成单元P的汽车(车辆)100的前部，该动力总成单元P中应用了此处公开的车辆排气系统。图2是从后方观察到的动力总成单元P的图，图3是示出排气通路50的构成的纵剖视图。
(动力总成单元的简略构成)
首先说明动力总成单元P的简略构成。
动力总成单元P具有发动机1和与该发动机1相连结的变速器2。发动机1是四冲程汽油发动机，既能够进行火花点火燃烧又能够进行压燃点火燃烧。而变速器2例如是手动变速器，通过传递发动机1的输出，来驱动传动轴3旋转。
安装有动力总成单元P的汽车100为前置前驱型四轮车。也就是说，动力总成单元P、传动轴3和与该传动轴3相连结的驱动轮(也就是前轮)都布置在汽车100的前部。
汽车100的车身由多个梁构成。尤其是，前侧的车身由一对纵梁101和架设在一对纵梁101的前端之间的前横梁102构成。其中，一对纵梁101设在汽车100的车宽方向两侧且沿前后方向延伸。
在该车身的前部划分出发动机室R，动力总成单元P安装在该发动机室R中。发动机室R由布置在动力总成单元P的上方且从前方往后方逐渐变高的发动机盖(未图示)和前围板103构成。其中，如图1所示，前围板103布置在发动机1的后方，且将容纳乘坐者的车室与发动机室R隔开。需要说明的是，从布置在发动机1的后方且划分出发动机室R的后方侧部分这一点来看，前围板103是“分隔壁”的一例。分隔壁不限于前围板103，还可以由位于前围板103上方的罩(未图示)、地板(未图示)等多个部件中的至少一个构成。
如图1所示，在前围板103的车宽方向中央部，设有从该前围板103向车辆前后方向上的后方延伸的隧道部T。在隧道部T上设有将尾气引向消音器的排气管，或者车辆行驶时从发动机室R流出的行驶风流入隧道部T。
发动机1具有排成一列的四个气缸11，四个气缸11以沿车宽方向排列的姿势设置，也就是所谓的直列四缸的横置发动机。这样一来，在本实施方式中，四个气缸11的排列方向(气缸列方向)即发动机前后方向与车宽方向大致一致，发动机宽度方向与车辆前后方向大致一致。
需要说明的是，在直列多气缸发动机中，气缸列方向与作为内燃机输出轴的曲轴16的中心轴方向(内燃机输出轴方向)大致一致。在下述记载中，将上述方向全部称为气缸列方向(或车宽方向)。
下面只要没有特别说明，前侧指发动机宽度方向上的一侧(车辆前后方向上的前侧)，后侧指发动机宽度方向上的另一侧(车辆前后方向上的后侧)，左侧指发动机前后方向(气缸列方向)上的一侧(车宽方向上的左侧且发动机后侧，且动力总成单元P中的靠变速器2一侧)，右侧指发动机前后方向(气缸列方向)上的另一侧(车宽方向上的右侧，且发动机前侧，且动力总成单元P中的靠发动机1一侧)。
并且，在下述记载中，上侧指在将动力总成单元P安装到汽车100上的状态(以下又称为“车辆安装状态”)下车高方向上的上侧，下侧指在车辆安装状态下车高方向上的下侧。
另一方面，变速器2安装在发动机1的左侧面，在气缸列方向上与发动机1相邻。如图2所示，变速器2在高度方向上的尺寸比发动机1短。
在发动机1的上方(具体是气缸盖14的上方)，设有覆盖发动机1的发动机罩4。在发动机1与发动机罩4之间，形成有允许行驶风通过的间隙。如图3所示，发动机罩4的后端部指向后斜下方，将沿该后端部的下表面流动的行驶风引向排气通路50(具体是排气歧管60)。
(发动机的简略构成)
下面说明构成动力总成单元P的发动机1的简略构成。
在本构成例中，发动机1是前进气后排气式发动机。也就是说，发动机1具有发动机机体10、进气通路30和排气通路50，发动机机体10具有四个气缸11，进气通路30布置在发动机机体10的前侧且经进气道18与各气缸11连通，排气通路50布置在发动机机体10的后侧且经排气道19与各气缸11连通。
进气通路30供从外部引入的气体(新气)流过，并供给到发动机机体10的各气缸11内。在本构成例中，在发动机机体10的前侧，进气通路30与引导气体的多个通路、增压器、中间冷却器等装置组成进气系统。
发动机机体10使从进气通路30供来的气体与燃料形成的混合气在各气缸11内燃烧。具体而言，发动机机体10从下侧起依次具有油底壳12、安装在油底壳12上的气缸体13和气缸体13上承载的气缸盖14。混合气燃烧所获得的动力经由设置在气缸体13上的曲轴16输出到外部。
在气缸体13的内部，形成有上述四个气缸11。四个气缸11沿曲轴16的中心轴方向(也就是气缸列方向)排成一列。四个气缸11均为圆筒状，各气缸11的中心轴(以下称为“气缸轴”)互相平行地延伸，且与气缸列方向垂直地延伸。下面，有时将图1所示的四个气缸11沿气缸列方向从右侧起依次称为第一气缸11A、第二气缸11B、第三气缸11C、第四气缸11D。
每个气缸11的气缸盖14上，都形成有两个进气道18(仅图示出第一气缸11A)。两个进气道18在气缸列方向上相邻，并分别与气缸11连通。
每个气缸11的气缸盖14上，还形成有两个排气道19。两个排气道19分别与气缸11连通。
排气通路50是供随混合气燃烧而从发动机机体10排出的尾气流出的通路。具体而言，排气通路50布置在发动机机体10的后侧，且与各气缸11的排气道19连通。在排气通路50上，沿尾气的流动方向从上游侧起依次设有排气歧管60和尾气净化系统70，在该尾气净化系统70内，装有作为汽油微粒过滤器发挥作用的GPF(汽油微粒过滤器)装置73。需要说明的是，尾气净化系统70是“尾气净化装置”的一例，GPF装置73是“净化部”的一例。
在本构成例中，排气通路50与排气歧管60等引导气体的多个通路、尾气净化系统70等装置组成排气系统。
回到图1，如图1所示，进气通路30和排气通路50分别与发动机机体10的前侧面和后侧面(后述外表面14a)相连。在发动机机体10的外侧(图例中为左方)连接有EGR通路52，通过将EGR通路52连接到进气通路30和排气通路50上就构成了外部EGR系统。EGR通路52是使已燃气体中的一部分回流到进气通路30的通路。EGR通路52的上游端连接到排气通路50上的GPF装置73的下游。EGR通路52的下游端连接到进气通路30上的节气门(未图示)的下游。
在EGR通路52上，设有水冷式的EGR冷却器53。EGR冷却器53用于将已燃气体冷却。EGR冷却器53将外部EGR气体冷却时会相应地受热。由此，能够将受热后的EGR冷却器53用作热源。
(排气通路的构成)
下面，具体说明发动机1的排气通路50的构成。
图4是立体图，示出排气通路50的整体构成。图5是从后方观察到的排气通路50的图，图6是从上方观察到的排气通路50的图。图7是从上方观察到的尾气净化系统70的图，图8是剖视图，示出尾气净化系统70的内部结构。图11是示出尾气净化系统70与隧道部T之间的相对位置关系的图。
构成排气通路50的各部分都与发动机机体10相连，尤其是与气缸盖14的后侧的外表面14a相连。如上述，排气通路50由排气歧管60和尾气净化系统70组成。
首先说明排气歧管60的构成。
如图3所示，排气歧管60布置在气缸盖14的上端部的下方，如图4所示，排气歧管60作为排气管，具有与发动机1的各气缸11相连的分支通路61和各该分支通路61汇合的汇合部62。
分支通路61的外形从后方观察时呈近似W字形。具体而言，当沿气缸列方向将分支通路61分成三段时，从左端到右端依次为(参照图5)：以向下方突出的方式弯曲的部分(参照区间I1)、以向上方突出的方式弯曲的部分(参照区间I2)、以再次向下方突出的方式弯曲的部分(参照区间I3)。
并且，分支通路61具有与第一气缸11A相连的第一分支通路61A、与第二气缸11B相连的第二分支通路61B、与第三气缸11C相连的第三分支通路61C和与第四气缸11D相连的第四分支通路61D。
如图6所示，从上方观察时，第一分支通路61A从气缸盖14的外表面14a大致向前方延伸。从上方观察时，第二分支通路61B～第四分支通路61D都从气缸盖14的外表面14a向右斜前方向延伸，并分别与第一分支通路61A汇合。
汇合部62布置在气缸列方向上与第一气缸11A大致相同的位置，从第一分支通路61A的下游端(后端)向下方延伸。即，汇合部62的上游端(上端)与分支通路61的下游端相连。相对于此，汇合部62的下游端(下端)向左方开口，并与构成尾气净化系统70的机壳71的上游端相连。
下面说明尾气净化系统70的构成。
此处，如果从尾气净化系统70与动力总成单元P乃至汽车100的车身之间的相对位置关系的角度进行说明，则尾气净化系统70布置在气缸体13的正后方，位于上下方向上发动机1的大致中央处且左右方向上略偏左的位置。从图11所示的区域R可以看出，尾气净化系统70以从车辆后方观察时与前围板103的隧道部T重合的方式布置。
此外，如果从尾气净化系统70与排气歧管60之间的相对位置关系的角度进行说明，则尾气净化系统70位于排气歧管60(具体是排气歧管60的分支通路61)的下方，且以在车宽方向上与该排气歧管60(分支通路61)重合的方式布置。这样的尾气净化系统70(具体是后述的纵边部71b)以朝向排气歧管60(分支通路61)的车辆前后方向上的后方突出的方式布置。
具体而言，尾气净化系统70具有近似L字形的壳体71、装在该壳体71内的催化转化器72和GPF装置73。
如图7所示，壳体71是近似L字(尤其是在车辆前后方向上前后反转的L字)形的管道，其横边沿车宽方向延伸，其纵边朝向汽车100的后方延伸。
在壳体71中，相当于L字的横边的部分(以下称为“横边部”，并将其符号标注为“71a”)的右端部向右方开口。该右端部是壳体71乃至整个尾气净化系统70的上游端部，且如上述直接与汇合部62的下游端相连结。该横边部71a包括作为壳体71的上游端部的右端部在内，都布置在排气歧管60(具体是分支通路61)的正下方。另一方面，横边部71a的左端部与壳体71中相当于L字的纵边的部分(以下称为“纵边部”，并将其符号标注为“71b”)的前端相连。
从图5～图8可以看出，沿气缸列方向将横边部71a分成两段时，位于左侧的下游侧部分(参照区间I4)与分支通路61中以向下方突出的方式弯曲的部分(参照区间I1)上下并排排列。
另一方面，沿气缸列方向将横边部71a分成两段时，位于右侧的上游侧部分(参照区间I5)与分支通路61中以向上方突出的方式弯曲的部分(参照区间I2)上下并排排列。
即，分支通路61中对应于区间I1～I2的部分与横边部71a中对应于区间I4～I5的部分在气缸列方向上重合。
相对于此，如图4、图6～图7所示，壳体71的纵边部71b向汽车100的后方突出。纵边部71b的后端部是壳体71乃至整个尾气净化系统70的下游端部，且布置在排气歧管60的后方并向后方开口。该开口部与排气管59的上游端相连。经由上述隧道部T从发动机室R引出排气管59，排气管59在汽车100的后部与未图示的消音器相连。
在纵边部71b的后端附近，设有用于将已燃气体引出壳体71的引出部71c，EGR通路52的上游端与引出部71c相连。从图8可以看出，该引出部71c设在GPF装置73的下游。其结果是，如上述，EGR通路52的上游端与排气通路50上的GPF装置73的下游相连。
从图11可以看出，壳体71中的纵边部71b与前围板103的隧道部T彼此重合。
如图8所示，催化转化器72是双层式催化器，其中装有前段和后段两个蜂窝状催化剂72a、72b且它们排成直列。前段的蜂窝状催化剂72a是让蜂窝状载体承载第一催化剂而构成的。后段的蜂窝状催化剂72b是让蜂窝状载体承载第二催化剂而构成的。
与第二催化剂相比，第一催化剂在较低的温度下，在甲苯等不饱和高级烃的氧化反应中显示活性。另一方面，与第一催化剂相比，第二催化剂在较低的温度下，在异戊烷等饱和低级烃的氧化反应中显示活性。
上述两个蜂窝状催化剂72a、72b都呈近似短筒状，且装在壳体71的横边部71a中位于右侧的上游侧部分(参照区间I5)内。因此，两个蜂窝状催化剂72a、72b与分支通路61中以向上方突出的方式弯曲的部分(参照区间I2)上下并排排列。分支通路61中对应于区间I2的部分向上方突出而相应地向上方与两个蜂窝状催化剂72a、72b分离开。
需要说明的是，横边部71a中位于左侧的下游侧部分(参照区间I4)是空洞。因此，该空洞部与分支通路61中以向下方突出的方式弯曲的部分(参照区间I1)上下并排排列。分支通路61中对应于区间I1的部分向下方突出而相应地向下方靠近空洞部。
GPF装置73是将带催化剂的过滤器73a装入过滤容器而构成的。带催化剂的过滤器73a是让由无机多孔材料制成的陶瓷过滤器主体承载所述第二催化剂而构成的。虽未图示，但带催化剂的过滤器73a为蜂窝结构，且具有互相平行地延伸的多个单元。
该GPF装置73呈近似圆柱状，且装在壳体71的纵边部71b内。考虑到纵边部71b与排气歧管60之间的相对位置关系，则GPF装置73位于分支通路61和汇合部62的后方。从形成为近似筒状这一点来看，所述纵边部71b是“筒状部”的一例。作为筒状部的纵边部71b以向后方突出的方式布置，作为净化部的GPF装置73装在该纵边部71b内。
(外部EGR系统的构成)
图9是从左方观察到的外部EGR系统的图，图10是从上方观察到的外部EGR系统的图。需要说明的是，在图9～图10中，省略变速器2的图示。
如图9所示，EGR通路52从中途设有尾气净化系统70的排气通路50分支出去，且下游端部与进气通路30相连。具体而言，EGR通路52从排气通路50上的尾气净化系统70的下游侧分支出去，且与进气通路30相连。
此外，正如已经说明过的那样，在EGR通路52的中途，设有对经过该EGR通路52的气体进行冷却的EGR冷却器53。下面，将EGR通路52中将排气通路50与EGR冷却器53互相连起来的部分称为上游侧EGR通路52a，将EGR通路52中将EGR冷却器53与进气通路30互相连起来的部分称为下游侧EGR通路52b。
具体而言，如图9～图10所示，上游侧EGR通路52a沿排气通路50的左侧部向斜上前方延伸后，为了不与发动机机体10的左侧部互相干扰而将方向转向左方。然后，上游侧EGR通路52a再次向斜上前方延伸到EGR冷却器53。正如已经说明过的那样，上游侧EGR通路52a的上游端与排气通路50中的尾气净化系统70的引出部71c相连，上游侧EGR通路52a的下游端(前端)与EGR冷却器53的上游端(后端)相连。
EGR冷却器53呈相对于前后方向略微倾斜的方筒状，至少在车辆安装状态下，EGR冷却器53以两端的开口朝向斜前方和斜后方的姿势布置在上下方向上与排气歧管60大致相同的位置(也就是尾气净化系统70的上方位置)。EGR冷却器53的上游端指向后斜下方，正如已经说明过的那样，EGR冷却器53的上游端与上游侧EGR通路52a的下游端相连。另一方面，EGR冷却器53的下游端(前端)指向斜上前方，且与下游侧EGR通路52b的上游端(后端)相连。
下游侧EGR通路52b沿气体的流动方向随着从上游侧往下游侧而从下方向上方延伸。具体而言，如图9～图10所示，下游侧EGR通路52b沿发动机机体10的左侧部向斜上前方延伸后，将方向转向大致前方。正如已经说明过的那样，下游侧EGR通路52b的上游端(后端)与EGR冷却器53的下游端相连。另一方面，下游侧EGR通路52b的下游端(前端)与进气通路30的后部相连。
(与汽车的行驶相关的构成)
动力总成单元P具有用于控制该动力总成单元P运转的PCM(Powertrain ControlModule)。PCM根据各种传感器所输出的检测信号，判断发动机1的运转状态，并计算各种致动器的控制量。ECU将与计算出的控制量相对应的控制信号输出给各致动器，来使发动机1运转。
发动机1的输出经由变速器2传递给传动轴3。这样，与传动轴3相连结的车轮开始转动而使汽车100起步。
当汽车100向前方行驶时，从车辆前后方向上的前侧流向后方的行驶风就会被引入其发动机室R内。如图3的箭头W1所示，该行驶风中的至少一部分在流过气缸盖14的上方后，沿该气缸盖14的后部向后斜下方流动。
为了充分发挥GPF装置73的净化性能，就需要利用被引入尾气净化系统70中的尾气，来使其催化剂温度落入规定的活性温度的范围内。
但是，像本构成例那样既能进行火花点火燃烧又能进行压燃点火燃烧的发动机1，其尾气的气体温度的变动幅度相对较大。就这种发动机1而言，有可能难以使催化剂温度落入上述范围内。
尤其是，在气体温度相对较低的行驶状况下，例如轻负载行驶时，催化剂温度可能低于活性温度的下限值。为了充分地实现净化性能，就需要一种能够提高GPF装置73的保温性能的结构。
本实施方式所涉及的发动机1是着眼于随汽车100的行驶而产生的行驶风、排气歧管60和尾气净化系统70的布局而构成的。
即，如图3所示，气缸盖14的后部连有排气歧管60。这样一来，如上述，沿箭头W1流动的行驶风就会在将排气歧管60冷却的同时与排气歧管60的冷却量相应地受热。
如图4等所示，尾气净化系统70位于排气歧管60的下方，且该尾气净化系统70向排气歧管60的后方突出。考虑到排气歧管60与尾气净化系统70在车宽方向上互相重合，则尾气净化系统70位于排气歧管60的后斜下方。
因此，如图3的箭头W2所示，由于将排气歧管60冷却而受热的行驶风流过尾气净化系统70的外表面。利用流过尾气净化系统70的外表面的行驶风，能够对尾气净化系统70和装在尾气净化系统70内的GPF装置73进行保温。
像这样，就能够提高车辆行驶时尾气净化系统70的保温性能。
如图3所示，位于气缸盖14的上方的发动机罩4的后端部指向后斜下方(具体是排气歧管60)。因此，能够将沿该发动机罩4流动的行驶风引向排气歧管60。
尤其是，在行驶风的流速和流量往往相对较小的低车速时，就能够更可靠地将行驶风引向排气歧管60。这有助于确保GPF装置73的保温性能。
相对于此，在尽管行驶风的流速等得到充分保证但尾气的气体温度往往过高的高车速时，有助于将更多量的行驶风引入排气歧管60。由此，能够将排气歧管60冷却，乃至将经由排气歧管60被引入尾气净化系统70中的尾气冷却。从抑制催化剂温度超过活性温度的上限值这种情况发生的观点出发，这有助于确保GPF装置73的保温性能。
像这样，就有助于从低车速到高车速区间确保GPF装置73的保温性能。
如图4～图6所示，尾气净化系统70的上游端部布置在排气歧管60的下方。通过这样布置，尾气净化装置70的上游端部就会比其下游端部更接近排气歧管60。其结果是，利用来自排气歧管60的辐射热，能够对尾气净化系统70中的上游侧部分进行保温。
相对于此，如图6所示，尾气净化系统70的下游端部布置在排气歧管60的后方。通过这样布置，如上述，利用箭头W1～W2所示的行驶风，能够对尾气净化系统70中的下游侧部分(具体为壳体71的纵边部71b)进行保温。
像这样，通过从尾气净化系统70的上游端部到下游端部对整个尾气净化系统70进行保温，有助于确保GPF装置73的保温性能。
如图11所示，尾气净化系统70以从车辆后方观察时与隧道部T重合的方式布置。采用这种布局，如图3的箭头W3所示，尾气净化系统70就会布置在行驶风的流路上，因此有利于让行驶风吹到尾气净化系统70上。
迄今为止，一般采用将尾气净化系统70装在隧道部T内的构成。在此情况下，即使车辆正面碰撞时发动机1向后方发生了移动，也因为尾气净化系统70是在隧道部T内移动而能够防止尾气净化系统70与前围板103之间发生接触。
而在本实施方式中，为了利用流过排气歧管60附近的行驶风来对尾气净化系统70进行保温，与现有技术相比，排气歧管60与尾气净化系统70靠得更近。在采用这种构成的情况下，车辆正面碰撞时，尾气净化系统70与前围板103本来可能发生接触，但像本实施方式这样通过采用从车辆后方观察时尾气净化系统70与隧道部T重合的布局，则即使车辆正面碰撞时发动机1向后方发生了移动，尾气净化系统70也会在隧道部T内移动。
像这样，能够更充分地确保车辆正面碰撞时的安全性。
如图8所示，能够将流过GPF装置73后的已燃气体用作外部EGR气体。例如与将EGR通路52连到GPF装置73的上游的构成相比，这种构成能够确保流过GPF装置73的气体流量较多，有利于利用流过的气体对GPF装置73进行保温。
通过让GPF装置73作为汽油微粒过滤器(GPF)发挥作用，就能够将被GPF除去碳烟微粒后的气体用作外部EGR气体。由此，在与EGR通路52相连的进气通路30中，能够抑制外部EGR气体中含有的积碳堆积。
如上述，从车辆前后方向上的前侧流向后方的行驶风会被引入汽车100的发动机室E。如图3的箭头W1所示，该行驶风中的至少一部分从气缸盖14向后斜下方流动，剩余部分从车宽方向上的右侧和左侧以包围发动机1的方式向后方流动。
如图8～图10所示，在GPF装置73的车宽方向上的左侧且车辆前后方向上的前侧，布置有如上述可用作热源的EGR冷却器53。因此，从车宽方向上的左侧以包围发动机1的方式流动的行驶风会从EGR冷却器53受热后流到尾气净化系统70的外表面。利用该行驶风，能够对设在尾气净化系统70中的GPF装置73进行保温。
另一方面，在GPF装置73的车宽方向上的右侧且车辆前后方向上的前侧，布置有排气歧管60的汇合部62。因此，从车宽方向上的右侧以包围发动机1方式流动的行驶风会从排气歧管60的汇合部62受热后流到尾气净化系统70的外表面。利用该行驶风，能够对设在尾气净化系统70中的GPF装置73进行保温。
像这样，不仅利用从气缸盖14流向后斜下方的行驶风，而且利用从车宽方向上的右侧和左侧以包围发动机1的方式流向后方的行驶风，有利于提高GPF装置73的保温性能。
如图5～图8所示，分支通路61中对应于区间I2的部分向上方突出而相应地向上方与两个蜂窝状催化剂72a、72b分离开。具体而言，如图5所示，分支通路61中对应于区间I2的部分与尾气净化系统70之间的距离A大于分支通路61对应于区间I1的部分与尾气净化系统70之间的距离B。因此，分支通路61中对应于区间I2的部分向上方与位于其下方的两个蜂窝状催化剂72a、72b都分离开。这样一来，能够抑制蜂窝状催化剂72a、72b过度升温。
相对于此，分支通路61中对应于区间I1的部分向下方突出而相应地向下方靠近壳体71中的空洞部。这样一来，就能够通过空洞部周边的管道使壳体71升温。
(其他实施方式)
在所述实施方式中以直列四缸发动机为例，但不限于该构成。例如还可以是直列六缸发动机。并且，还可以根据气缸个数而适当地改变排气歧管60的形态。
在所述实施方式中说明了横置式发动机1，但不限于此。例如还可以是纵置式发动机。在如此构成的情况下，尽管排气歧管布置在发动机的左侧或右侧，但与横置式发动机1一样，尾气净化系统70布置在发动机的后侧。此时，只要使排气歧管与尾气净化装置之间的相对位置关系与横置式发动机相同，则纵置式发动机也能发挥与横置式发动机同样的作用和效果。

Claims (6)

1.一种车辆排气系统，其特征在于，
所述车辆排气系统具有连在发动机的一侧面上的排气通路，
在所述排气通路上，沿尾气的流动方向从上游侧起依次设有排气歧管和尾气净化装置，
所述尾气净化装置位于所述排气歧管的下方，且以在车宽方向上与该排气歧管重合的方式布置，
所述尾气净化装置以朝向所述排气歧管的车辆前后方向上的后方突出的方式布置，
在所述发动机的上方，设有覆盖所述发动机的发动机罩，
在所述发动机与所述发动机罩之间，形成有允许行驶风通过的间隙，
所述发动机罩的后端部指向所述排气歧管。
2.根据权利要求1所述的车辆排气系统，其特征在于，
在所述排气歧管的下方，布置有所述尾气净化装置的上游端部，该尾气净化装置的下游端部布置在所述排气歧管的后方。
3.根据权利要求1所述的车辆排气系统，其特征在于，
所述车辆排气系统还包括分隔壁，所述分隔壁划分出发动机室的车辆前后方向上的后侧部分，
所述分隔壁具有从该分隔壁朝向车辆前后方向上的后方延伸的隧道部，
所述发动机安装在所述发动机室中，
所述尾气净化装置以从车辆前方或后方观察时与所述隧道部重合的方式布置。
4.根据权利要求1所述的车辆排气系统，其特征在于，
在所述尾气净化装置内装有具有尾气净化性能的净化部，
所述净化部构成为作为汽油微粒过滤器发挥作用，
所述车辆排气系统还包括EGR通路，所述EGR通路构成为，与所述净化部的下游的排气通路连接，并且使已燃气体中的至少一部分回流到所述发动机的进气通路。
5.根据权利要求1所述的车辆排气系统，其特征在于，
在所述尾气净化装置内装有具有尾气净化性能的净化部，
所述排气歧管具有与所述发动机的各气缸相连的分支通路和各该分支通路汇合并与所述尾气净化装置相连的汇合部，
所述车辆排气系统还包括EGR冷却器，所述EGR冷却器布置在所述净化部的车宽方向上的一侧且车辆前后方向上的前侧，并且所述EGR冷却器冷却已燃气体，
所述汇合部布置在所述净化部的车宽方向上的另一侧且车辆前后方向上的前侧。
6.根据权利要求1所述的车辆排气系统，其特征在于，
所述尾气净化装置具有筒状部，所述筒状部形成为近似筒状且朝向所述排气歧管的车辆前后方向上的后方突出。
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