CN109667646A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，具备：绝缘性的外筒；下游侧催化剂，其经由第1垫保持于外筒内；以及电加热式催化剂，其在下游侧催化剂的上游侧经由第2垫保持于外筒内，第1垫的接口设置于铅垂最下方部以外的位置。

Description

内燃机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及内燃机的排气净化装置。
背景技术
为了对从内燃机排出的排气中所包含的有害物质进行净化，在排气管的路径设置有担载了能够对排气进行净化的催化剂的排气净化装置。为了提高催化剂对有害物质的净化效率，需要将催化剂的温度维持在适于催化剂活化的温度(以下，称为“催化剂活性温度”)。
但是，在刚开始运转后，排气的温度较低，所以到催化剂温度达到活性温度之前会花费时间，在这一方面有改善的余地。
日本特开2012-21488公开了一种具备能够通过通电来进行加热的电加热式催化剂的排气净化装置。在日本特开2012-21488中还在电加热式催化剂的下游侧具备下游侧催化剂。
发明内容
电加热式催化剂施加高电压，所以需要与导电性的排气管绝缘。因此，考虑将电加热式催化剂和下游侧催化剂例如经由具有绝缘性的垫(以下，简称为“垫”)保持于排气通路。
在排气中包含作为导电性物质的水分、碳。因此，由于向绝缘部的碳的堆积、垫包含水分，从而形成从电加热式催化剂通向导电性的排气管的漏电路径(以下，简称为“漏电路径”)。结果，有时在向电加热式催化剂通电时会发生漏电。
本发明提供一种能够防止或进一步抑制基于冷凝水的漏电路径的形成的内燃机的排气净化装置。
本发明的技术方案是一种排气净化装置，所述排气净化装置设置于内燃机的排气通路，对排气进行净化，所述排气净化装置具备：绝缘性的外筒，其连接于导电性的排气管；电加热式催化剂，其位于所述外筒的内侧；以及下游侧催化剂，其在所述外筒内配设于比所述电加热式催化剂靠排气流动方向的下游侧的位置。所述下游侧催化剂经由第1垫保持在所述外筒的内侧。所述第1垫的接口被设置成在所述外筒内位于所述第1垫的铅垂最下方部以外的位置。
在上述那样的内燃机的排气净化装置中发现了如下情况：由于碳向绝缘部的堆积、垫包含水分，有时形成从电加热式催化剂通向导电性的排气管的漏电路径。从制造的观点出发，保持下游侧催化剂的垫具有接口。在下游侧催化剂的铅垂下方部水容易积聚，所以判断若垫的接口位于铅垂下方部则容易在垫形成漏电路径。
根据所述排气净化装置，保持下游侧催化剂的第1垫的接口被设置成在外筒内位于铅垂最下方部的上方(铅垂最下方部以外的位置)。在像上述那样构成的电加热式催化剂中，避开水容易积聚的位置来设置接口。结果，能够进一步抑制漏电路径的形成，从而进一步抑制在向电加热式催化剂通电时发生漏电的情况。
在所述排气净化装置中，所述第1垫的接口可以设置于比所述下游侧催化剂靠下方的铅垂下方部以外的位置。
在比下游侧催化剂靠下方的铅垂下方部可能积聚有水。根据本发明的技术方案，避开水可能积聚的位置来设置接口，所以可更可靠地抑制漏电路径的形成。
在所述排气净化装置中，所述第1垫的接口可以在所述外筒内设置于所述第1垫的铅垂最上方部。
根据上述构成，在离水容易积聚的位置最远的位置设置接口，所以可最可靠地抑制漏电路径的形成。
在所述排气净化装置中，可以是，所述电加热式催化剂经由第2垫保持在所述排气通路内，所述第2垫的接口在所述外筒(2)内设置于所述第2垫(6)的铅垂最下方部以外的位置。
比下游侧催化剂靠上游的电加热式催化剂也由具有接口的第2垫来保持。当第2垫的接口位于铅垂最下方部时，水容易通过第1垫的接口到达下游侧催化剂。
根据上述构成，通过将第2垫的接口设置于铅垂最下方部以外的位置，能够进一步抑制水通过第2垫的接口而向下游侧催化剂流出的情况。结果，能够进一步抑制在第1垫形成漏电路径的情况。
根据本发明的技术方案，能够进一步抑制由于冷凝水而在垫上形成漏电路径的情况。结果，能够防止或进一步抑制在向电加热式催化剂通电时发生漏电的情况。
附图说明
以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是本发明的实施方式涉及的内燃机的排气净化装置的大致构成图。
图2是第1垫的搭载图。
图3是第1垫的展开图。
图4是第1实施方式的下游侧催化剂和第1垫的剖视图。
图5是第2实施方式的下游侧催化剂和第1垫的剖视图。
图6是第3实施方式的下游侧催化剂和第1垫的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的具体的实施方式详细地进行说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。为了明确地进行说明，适当地简化以下的记载和附图。
第1实施方式
图1是内燃机的排气净化装置1(以下，称为“排气净化装置1”)的大致构成图。排气净化装置1设置于排气通路，对来自燃烧室的排气进行净化。排气净化装置1具备外筒2、下游侧催化剂3、电加热式催化剂4、第1垫5以及第2垫6。外筒2具有绝缘性。外筒2连接于导电性的排气管8。第1实施方式涉及的排气净化装置设置于构成具有内燃机和电动马达作为车辆的驱动源的混合动力系统的内燃机的排气通路。但是，应用排气净化装置的内燃机不一定限定于构成混合动力系统的内燃机。
在外筒2内保持有电加热式催化剂4。电加热式催化剂4连接于电源7并通过通电来发热，从而进行加热。具体而言，电加热式催化剂4构成为具有通电发热性基材和金属催化剂。通电发热性基材由通过通电而发热的材料形成，能够供排气流通。能够将包括能够通过通电来进行加热的非金属材料或金属材料的单元构造的多孔质体应用于通电发热性基材。多孔质体可以具有规则的单元构造，也可以具有不规则的单元构造。金属催化剂担载于通电发热性基材的表面。可以将合适的金属应用于金属催化剂。
在外筒2内的电加热式催化剂4的下游保持有下游侧催化剂3。下游侧催化剂3具有绝缘性，具体而言为三元催化剂。也可以将其他形式的催化剂应用于下游侧催化剂。下游侧催化剂3经由第1垫5保持于外筒2内。电加热式催化剂4经由第2垫6保持于外筒2内。第1垫5、第2垫6为保持部件，具有绝缘性。第1垫5的全长根据下游侧催化剂3的全长来设定。第2垫6的全长根据电加热式催化剂4的全长来设定。可以将陶瓷纤维制的垫(例如，氧化铝制的垫)应用于第1垫5、第2垫6。也可以将其他材料应用于第1垫5、第2垫6。
图2是第1垫的搭载图。第1垫5以卷绕下游侧催化剂3的方式保持，所以必须存在接口。图3是第1垫的展开图。虽然在第1实施方式中接口具有凸形状，但不限于此。第2垫6也同样以卷绕电加热式催化剂4的方式保持，第2垫6的接口具有凸形状。图4是第1实施方式的下游侧催化剂3的剖视图。在第1实施方式中第1垫5的接口5a设置于铅垂最下方部以外的位置(例如，距铅垂最下方部20°的位置)。
排气中所包含的水分容易在排气管内冷凝而在下方积聚。因此，将第1垫5的接口5a设置成位于铅垂最下方部以外的位置，即，接口5a被设置成位于外筒2内的比铅垂最下方部靠上方的位置，由此能够抑制水在第1垫5的接口5a积聚的情况。结果，与水在第1垫5的接口5a积聚的情况相比，能够抑制成为从电加热式催化剂4起到比下游侧催化剂3靠下游侧的排气管为止冷凝水经由第1垫5连接的状态。结果，能够进一步抑制基于冷凝水的漏电路径的形成。
第2实施方式
在对第2实施方式进行说明时，省略与第1实施方式重复的部位的说明。图5是第2实施方式的下游侧催化剂3的剖视图。排气净化装置1设置于冷凝水不会浸入下游侧催化剂3那样的角度。也就是说，冷凝水最多只可积聚到与第1垫5的厚度相应的厚度。因此，在第2实施方式中，在水积聚的区域以外的位置，也就是说在比下游侧催化剂3靠下方的铅垂下方部以外的位置设置第1垫5的接口5a。
有时冷凝水在比下游侧催化剂3靠下方的铅垂下方部积聚。因此，通过在比下游侧催化剂3靠下方的铅垂下方部以外的位置设置第1垫5的接口5a，能够更可靠地抑制基于冷凝水的漏电路径的形成。
第3实施方式
在对第3实施方式进行说明时，省略与第1实施方式重复的部位的说明。图6是第3实施方式的下游侧催化剂3的剖视图。在第3实施方式中在外筒内的铅垂最上方部设置第1垫5的接口5a。
虽然冷凝水不会在比下游侧催化剂3靠下方的铅垂下方部以外的位置积聚，但第2垫6具有吸水性，所以有时冷凝水通过垫向上方移动。因此，通过在外筒内的铅垂最上方部设置第1垫5的接口5a，能够更可靠地抑制基于冷凝水的漏电路径的形成。
保持电加热式催化剂4的第2垫6的接口
保持电加热式催化剂4的第2垫6的接口设置于铅垂最下方部以外的位置(例如，距铅垂最下方部20°的位置)。冷凝水最容易在铅垂最下方部积聚，所以通过在铅垂最下方部以外的位置设置接口，能够抑制冷凝水通过第2垫6的接口向第1垫5流出的情况。结果，能够进一步抑制在第1垫5形成漏电路径的情况。虽然没有特别限定，但更优选在比电加热式催化剂4靠下方的铅垂下方部以外的位置设置第2垫6的接口。通过在铅垂下方部以外的位置设置第2垫6的接口，能够更可靠地抑制冷凝水向第1垫5流出的情况。
第1垫5的接口5a与第2垫6的接口的位置关系
当第1垫5的接口5a和第2垫6的接口配置成直线状地排列时，有时排气通过第1垫5的接口5a和第2垫6的接口，从而未进行净化便排出有害物质。因此，优选，第1垫5的接口5a和第2垫6的接口并非直线状地排列，而是偏离预定角度(例如20°)以上地进行配置。
上述的实施方式不过是用于实施本发明的一个例子。因此，本发明不限定于这些实施方式，能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的要旨的范围内进行各种变形、变更。

Claims (4)

1.一种排气净化装置，
所述排气净化装置设置于内燃机的排气通路，对排气进行净化，所述排气净化装置的特征在于，具备：
绝缘性的外筒，其连接于导电性的排气管；
电加热式催化剂，其位于所述外筒的内侧；以及
下游侧催化剂，其在所述外筒内配设于比所述电加热式催化剂靠排气流动方向的下游侧的位置，所述下游侧催化剂经由第1垫保持在所述外筒的内侧，
所述第1垫的接口被设置成在所述外筒内位于所述第1垫的铅垂最下方部以外的位置。
2.根据权利要求1所述的排气净化装置，
所述第1垫的接口设置于比所述下游侧催化剂靠下方的铅垂下方部以外的位置。
3.根据权利要求1或2所述的排气净化装置，
所述第1垫的接口在所述外筒内设置于所述第1垫的铅垂最上方部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的排气净化装置，
所述电加热式催化剂经由第2垫保持在所述排气通路内，
所述第2垫的接口在所述外筒内设置于所述第2垫的铅垂最下方部以外的位置。
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