CN110080865A - 排气单元 - Google Patents

Abstract

本公开的一个方面涉及一种排气单元，其具有壳体、壁部件、催化剂、以及消音室。壳体构成为从导入口导入内燃机的排气并从排出口排出排气。壁部件构成为，配置在壳体内，从而形成筒状的流路，流路用于使从导入口导入的排气沿着壳体内的外周且以弯曲的行进路线进行流动。催化剂配置在流路内。消音室构成为在流路中的相比催化剂而靠下游侧的位置处与流路相连通。此外，壁部件作为将消音室内外隔开的壁面的一部分而发挥作用。

Description

排气单元

技术领域

本公开涉及供排气通过的排气单元。

背景技术

日本特开2006-207531号公报中提议了将催化剂和消音器配置在1个壳体内的排气单元。

发明内容

在排气单元中，要求提高其中的催化剂和消音器等的性能，或提高省空间化等功能性。

本公开的一个方面希望能够提高排气单元的功能性。

本公开的一个方面涉及一种排气单元，该排气单元具有壳体、壁部件、催化剂、以及消音室。壳体构成为从导入口导入内燃机的排气并从排出口排出排气。壁部件构成为，配置在壳体内，从而形成筒状的流路，该流路用于使从导入口导入的排气沿着壳体内的外周且以弯曲的行进路线进行流动。催化剂配置在流路内。消音室构成为在流路中的相比催化剂而靠下游侧的位置处与流路相连通。此外，壁部件作为将消音室的内外隔开的壁面的一部分而发挥作用。

根据如上结构，由于流路使排气以弯曲的方式进行流动，因此，与将流路配置成直线性的情形相比，能够实现省空间化。此外，消音室与配置有催化剂的流路相邻，因此，能够利用消音室内的排气对催化剂进行保温。由此，该结构能够提高功能性。

本公开的一个方面中，壁部件可以与壳体的外壁部一起形成流路。

根据如上结构，由于将壳体的外壁部用作流路的一部分，因此能够实现对排气单元的部件数量的削减以及轻量化。

在本公开的一个方面中，壳体还可以具有第1部件、以及组装于第1部件的第2部件。第1部件和第2部件中的至少一方可以具有倾斜部，由此，使得第1部件和第2部件之间的间隔随着接近催化剂而变大。排气单元还可以具有板部件，板部件是直立设置在第1部件和第2部件之间的板状的部件，并构成为通过使板部件与倾斜部以及与壁部件相抵接且使板部件夹在第1部件和第2部件之间，而将从倾斜部受到的挤压力传递给壁部件。

根据如上结构，由于板部件经由壁部件而挤压催化剂，因此，可便于利用壁部件保持催化剂，从而使催化剂难以在壳体内进行移动。

本公开的一个方面中，板部件可以作为将消音室分隔成多个腔室的隔板而发挥作用。

根据如上结构，由于将板部件兼用作消音室的一部分结构，因此，能够实现对排气单元的部件数量的削减和轻量化。

本公开的一个方面中，排出口可朝向与流路相交的方向。

根据如上结构，能够容易实现使得从导入口导入的排气在沿着壳体内的外周流动之后从远离壳体外周的中央附近排出的结构。

本公开的一个方面中，还可以具有换热器，换热器配置在流路内并构成为对排气进行冷却。

根据如上结构，可利用换热器使排气的体积减小后再将排气导入消音室。

本公开的一个方面中，还可以具有排气取出口，排气取出口配置在相比换热器而靠流路的下游侧的位置处，且是不同于排出口的排气出口。

根据如上结构，能够从排气取出口取出由于经过换热器而变为低温的排气。

本公开的一个方面中，换热器可以配置在该壳体内的外周中的在使用该排气单元时为竖直方向下侧的部位。

根据如上结构，换热器配置在壳体内的竖直方向下侧，因此，能够抑制因对排气进行冷却而产生的冷凝水向壳体内的其他部位流动的情况。

附图说明

图1是示出排气单元的结构的框图。

图2是排气单元的II-II剖视图。

图3是排气单元的III-III剖视图。

具体实施方式

以下参照附图对本公开的实施方式进行说明。

[1-1.结构]

图1示出的排气单元1是安装在例如REEV(增程式电动汽车：Range ExtenderElectric Vehicle)等车辆中的单元，其具备在使排气通过的同时对排气进行净化以及消音的功能。

如图1所示，排气单元1具有壳体10。壳体10构成为从导入口11导入内燃机100的排气并从排出口12排出排气。此外，排气单元1可具有第1凸缘部11J、排气连接部12J、冷却导入部23IN、冷却排出部23OUT、以及排气取出部25J。壳体10可具有传感器安装部10B、10C、10D、以及第2凸缘部10J1～10J4。

如图2所示，传感器安装部10B、10C、10D设置成分别在后述的流路16中于催化剂21的上流侧和下游侧以及于催化剂22的上流侧和下游侧使壳体10的内外相连通。其中，上流侧、下游侧是指相对于排气的流动方向的上流侧、下游侧。

传感器安装部10B、10C、10D是用于将传感器26、27、28安装到壳体10上的部位，当设置传感器26、27、28后，传感器安装部10B、10C、10D被密封。作为传感器26、27、28，可配置例如氧传感器、NOx传感器、温度传感器等任意的传感器。

第2凸缘部10J1、10J2、10J3、10J4用于固定壳体10。第2凸缘部10J1～10J4设置在壳体10的周围。第2凸缘部10J1～10J4也可以设置在例如与排气在壳体10内进行回旋的面平行的面上。第2凸缘部10J1～10J4各自具备供螺栓等固定部件插通的通孔10H1、10H2、10H3、10H4。将插通通孔10H1～10H4的固定部件安装到在作为REEV的发电机而发挥作用的内燃机100上设置的阳螺纹部等被固定部，或将其安装到在用于配置内燃机100的底座部上设置的阳螺纹部等被固定部，由此将排气单元1安装到内燃机100上或安装到底座部上。

第1凸缘部11J是用于连结导入口11和其他部件的部位。具体而言，是待与内燃机100的排气管连接的部位。在第1凸缘部11J形成有用于导入排气的导入口11。如果第1凸缘部11J与排气管连接，则导入口11将与排气管连通，从而能够将排气从排气管导入至导入口11。

排气连接部12J是待与排气管连接的部位，其中，该排气管与大气连通。在排气连接部12J形成有用于对已从壳体10的内部通过的排气进行排放的排出-口12。排出口12也可以经由其他任意的装置与大气连通。排出口12朝向与流路16相交的方向。即，排出口12朝向与排气在流路16中进行回旋的面相交的方向。本实施方式中，排出口12朝向与流路16正交的方向。

冷却导入部23IN是待与用于传导冷却水等热交换介质的管连接从而经由该管导入热交换介质的部位。冷却排出部23OUT是待与用于传导热交换介质的管连接从而经由该管排出热交换介质的部位。

在排气取出部25J形成排气取出口25，并且，排气取出部25J是待与用于传导排气的管连接从而经由该管将一部分排气排出的部位。排气取出口25是与用于排出大部分排气的排出口12不同的排气出口，从排气取出口25排出的排气用于例如EGR(Exhaust GasRecirculation)。

接下来，参照图2对壳体10的内部结构加以说明。如图2所示，在壳体10的内部具有壁部件17和多个催化剂21、22。并且，壳体10的内部还可以具有换热器23、入口管24、多个板部件31、32、以及阀33。

壁部件17配置在壳体10内，从而形成筒状的流路16，流路16用于使从导入口11导入的排气沿着壳体10内的外周且以弯曲的行进路线进行流动。

此外，在壳体10的内部，在流路16的下游侧配置有多个消音室18A、18B、18C。多个消音室18A、18B、18C是通过由壁部件17对壳体10的内部进行分隔而由壳体10的内表面、入口管24、壁部件17围成的空间。多个消音室18A、18B、18C是由多个板部件31、32隔开的多个腔室。

即，壁部件17与壳体10的外壁部10A一起形成流路16，而且壁部件17还同时构成消音室18A、18B、18C的一部分，并且，壁部件17作为将刚从导入口11导入的排气所要经过的区域和消音室18A、18B、18C隔开的壁面的一部分发挥作用。此外，壳体10的外壁部10A形成流路16的一部分，并配置有传感器安装部10B、10C、10D，因此，与在壳体10的外壁部10A的内侧还具有管的结构相比，能够以简约的结构配置传感器。

此外，在于壳体10的外壁部10A的内侧具有管的结构中，有可能因壳体10与管之间的热应力的差而产生传感器安装部10B、10C、10D的位置偏离，而在本结构中，由于将壳体10的外壁部10A作为流路16的一部分，因此无需担心会产生如上所述的位置偏离。

多个催化剂21、22配置在流路16内，并具备作为周知的催化剂的功能。即，多个催化剂21、22具备在规定的工作温度范围内促进用于净化排气的效用的功能。多个催化剂21、22经由壁部件17而与消音室18A、18B、18C相邻配置，因此，可利用消音室18A、18B、18C内的排气的余热令催化剂保持工作温度。

换热器23配置在流路16中的相比催化剂21、22而靠下游侧的部位，即，配置在该壳体10内的外周中的在使用排气单元1时为竖直方向下侧的部位，并作为周知的换热器而发挥作用。即，换热器23在流动于流路16中的排气与热交换介质之间进行热交换，其中,热交换介质从冷却导入部23IN导入且从冷却排出部23OUT排出。

换热器23通过使排气的温度下降而使排气的体积减小，从而降低排气的压力，因此，促进排气从催化剂21、22经过。由此，与在壳体10内不具备换热器23的结构相比，排气单元1能够抑制排气在催化剂21、22附近向壳体10外部泄漏的情况。

入口管24具备用于使入口管24的内外连通的多个孔部24H，经由多个孔部24H而将流动于入口管24中的排气供给到消音室18A、18B、18C中的任意一个消音室中。入口管24与壳体10的外壁部10A一起形成管状的流路16。

多个板部件31、32作为使得消音室18A、18B、18C作为多个腔室而被隔开的隔板而发挥作用。此外，多个板部件31、32中的配置在靠近换热器23的位置处的板部件32具有阀33，阀33能够对是否使消音室18A、18B相连通进行切换。

消音室18A作为使排气膨胀的膨胀室发挥作用。此外，消音室18C作为使排气共鸣的共鸣室发挥作用。消音室18B根据阀33的开闭而作为膨胀室或共鸣室发挥作用。

阀33具有开闭部33A。开闭部33A构成为，例如若排气的压力升高则会打开，并且，若排气的压力降低则会关闭，利用开闭部33A的上述构成方式，而能够在使排气仅经过多个消音室18A、18B、18C中的消音室18A的结构和使排气经过多个消音室18A、18B、18C中的消音室18A和消音室18B的结构之间进行切换。即，排气单元1可利用阀33改变膨胀室及共鸣室的大小，因此，能够改变欲进行消音的排气音的频率。

在此，如图3所示，通过使第1部件40和第2部件50彼此组装而构成壳体10。第1部件40和第2部件50中的至少一方具有倾斜部50A，由此，使得第1部件40与第2部件50之间的间隔随着接近催化剂21、22而变大。此外，壳体10的第2部件50中形成有槽部10M(参照图1)，槽部10M是通过使第2部件50的内部呈槽状扩张而形成的。

由第1部件40、第2部件50、入口管24、壁部件17几乎不存在间隙地包围着在远离换热器23的位置处配置的板部件31的周围，尤其是，该板部件31与倾斜部50A及壁部件17均抵接。此外，通过使板部件31的端部卡合于槽部10M来限制板部件31在图1中的竖直方向上进行移动。

板部件31构成为，当对第1部件40和第2部件50进行组装时，通过将板部件31夹在第1部件40和第2部件50之间，而将从倾斜部50A受到的挤压力传递给壁部件17。更详细而言，将在组装第1部件40和第2部件50时所需要的竖直方向上的力转换成由图3的影线箭头所示的倾斜方向上的挤压力。并且，板部件31受到来自倾斜部50A的沿倾斜方向的挤压力，从而沿着第2部件50对壁部件17产生沿水平方向的力。此外，竖直方向是图3中的上下方向；水平方向是图3中的左右方向。

壁部件17受到来自板部件31的沿水平方向的力，从而挤压催化剂21。此外，第1部件40和第2部件50各自在抵接着壁部件17的上下端部的部位附近具有台阶部40B、50B。台阶部40B、50B是通过使壳体10的内部在壁部件17侧扩大相当于壁部件17的厚度的程度而构成的部位。

在对第1部件40和第2部件50进行组装时，在壁部件17与台阶部40B之间设置有间隙，且在壁部件17与台阶部50B之间设置有间隙，并且，当壁部件17受到来自板部件31的沿水平方向的力时，壁部件17会与台阶部40B、50B相抵接。

在上述结构中，当将第1部件40和第2部件50组装好时，由第1部件40和第2部件50夹着催化剂21、22，由此使催化剂21、22受到沿竖直方向的力而得以保持，并且，由壁部件17和外壁部10A夹着催化剂21、22，由此使催化剂21、22受到沿水平方向的力而得以保持。

[1-2.效果]

根据以上详述的实施方式，可实现以下效果。

(1a)本公开的一个方面的排气单元1具有壳体10、壁部件17、催化剂21、22、以及消音室18A、18B、18C。壳体10构成为从导入口11导入内燃机100的排气并从排出口12排出排气。壁部件17配置在壳体10内，从而形成筒状的流路16，筒状的流路16用于使得从导入口11导入的排气沿着壳体10内的外周且以弯曲的行进路线进行流动。

催化剂21、22配置在流路16内。消音室18A、18B、18C构成为在流路16中的相比催化剂21、22而靠下游侧处与流路16相连通。此外，在消音室18A、18B、18C中，壁部件17作为将消音室18A、18B、18C的内外隔开的壁面的一部分而发挥作用。

根据如上结构，流路16使排气以弯曲的方式进行流动，因此，与呈直线地设置流路16的情形相比可实现省空间化。此外，消音室18A、18B、18C与配置有催化剂21、22的流路16相邻，因此，可利用消音室18A、18B、18C内的排气对催化剂21、22进行保温。由此，该结构使得功能性提高。

(1b)在排气单元1中，壁部件17与壳体10的外壁部10A一起形成流路16。

根据如上结构，由于将壳体10的外壁部10A用作流路16的一部分，因此，能够实现对排气单元1的部件数量的削减以及轻量化。

(1c)在排气单元1中，壳体10还具有第1部件40、以及组装于第1部件40的第2部件50。第1部件40和第2部件50中的至少一方具有倾斜部50A，由此，使得第1部件40和第2部件50之间的间隔随着接近催化剂21、22而变大。排气单元1还具有板部件31。板部件31是直立设置在第1部件40和第2部件50之间的板状的部件，并且构成为，通过使板部件31与倾斜部50A以及与壁部件17相抵接且使板部件31夹在第1部件40和第2部件50之间，而将从倾斜部50A受到的挤压力传递给壁部件17。

根据如上结构，板部件31经由壁部件17而挤压催化剂21、22，因此，可便于利用壁部件17保持催化剂21、22，从而使催化剂21、22难以在壳体10内进行移动。

(1d)在排气单元1中，板部件31、32作为用于使得消音室18A、18B、18C作为多个腔室而被隔开的隔板而发挥作用。

根据如上结构，由于可将板部件31、32兼用作消音室18A、18B、18C的一部分结构，因此，能够实现对排气单元1的部件数量的削减以及轻量化。

(1e)在排气单元1中，排出口12朝向与导入口11正交的方向。

根据如上结构，可容易地实现使得从导入口11导入的排气在沿着壳体10内的外周流动之后再从远离壳体10外周的中央附近排出的结构。

(1f)排气单元1还具有配置在流路16内的换热器23。

根据如上结构，可利用换热器23使排气的体积减小后再将排气导入消音室18A、18B、18C。

(1g)本公开的一个方面中，还具有排气取出口25，排气取出口25配置在相比换热器23而靠流路16的下游侧的位置处，是不同于排出口12的排气出口。

根据如上结构，能够从排气取出口25取出由于经过换热器23而变为低温的排气。

(1h)在排气单元1中，换热器23配置在该壳体10内的外周中的在使用该排气单元1时为竖直方向下侧的部位。

根据如上结构，由于换热器23配置在壳体10内的竖直方向下侧，因此，能够抑制因冷却排气而产生的冷凝水向壳体10内的其他部位流动的情况。

[2.其他实施方式]

以上对本公开的实施方式进行了说明，不过本公开不限于上述实施方式，能够进行各种变形而加以实施。

(2a)上述实施方式中，在构成壳体10的第2部件50设置有倾斜部50A，不过，也可以在第1部件40和第2部件50中的至少一方设置倾斜部50A。

(2b)上述实施方式具有截面为呈直线形的平面形状的倾斜部作为作为倾斜部50A，不过，倾斜部50A只要在与板部件31抵接的部位处相对于组装第1部件40和第2部件50的方向倾斜即可。例如，倾斜部50也可以是截面为呈圆弧形等曲线形的曲面形状。

(2c)上述实施方式中，对多个板部件31、32中的一方的板部件31经由壁部件17保持催化剂21的结构进行了说明，不过，也可以以与板部件31相同的方式构成另一方的部件32，即，板部件32构成为经由壁部件17保持催化剂22。此时，也可以在第1部件40和第2部件50的至少一方中的与板部件32抵接的部位处设置倾斜部。如上所述的结构也可以发挥与上述实施方式基本相同的效果。

(2d)上述实施方式中，壳体10具有换热器23，不过也可以构成为不具有换热器23。此外，上述实施方式中，壳体10中具有2个催化剂21、22，不过，也可以具有1个或3个以上的催化剂。

(2e)上述实施方式中的1个构成元素所具有的多个功能可通过多个构成元素实现，或者可以使1个构成元素所具有的1个功能由多个构成元素实现。此外，多个构成元素所具有的多个功能可以由1个构成元素实现，或者可以使通过多个构成元素实现的1个功能由1个构成元素实现。此外，可以省略上述一实施方式的构成的一部分。此外，可以将上述一实施方式的构成的至少一部分添加到上述其他实施方式的构成中，或者将上述一实施方式的构成的至少一部分和上述其他实施方式的构成进行置换。另外，由记载在权利要求中的语句所确定的技术思想所包含的所有形态均为本公开的实施方式。

Claims (8)

1.一种排气单元，其特征在于，具有：

壳体，所述壳体构成为从导入口导入内燃机的排气并从排出口排出所述排气；

壁部件，所述壁部件构成为，配置在所述壳体内，从而形成筒状的流路，所述流路用于使从所述导入口导入的排气沿着所述壳体内的外周且以弯曲的行进路线进行流动；

催化剂，所述催化剂配置在所述流路内；以及

消音室，所述消音室构成为在所述流路中的相比所述催化剂而靠下游侧的位置处与所述流路相连通，并且

所述壁部件构成为作为将所述消音室的内外隔开的壁面的一部分而发挥作用。

2.根据权利要求1所述的排气单元，其特征在于，

所述壁部件构成为与所述壳体的外壁部一起形成所述流路。

3.根据权利要求1所述的排气单元，其特征在于，

所述壳体还具有第1部件、以及组装于所述第1部件的第2部件，

所述第1部件和所述第2部件中的至少一方具有倾斜部，由此，使得所述第1部件和所述第2部件之间的间隔随着接近所述催化剂而变大，

所述排气单元还具有板部件，所述板部件是直立设置在所述第1部件和所述第2部件之间的板状的部件，并构成为通过使所述板部件与所述倾斜部以及与所述壁部件相抵接且使所述板部件夹在所述第1部件和所述第2部件之间，而将从所述倾斜部受到的挤压力传递给所述壁部件。

4.根据权利要求3所述的排气单元，其特征在于，

所述板部件构成为，作为将所述消音室分隔成多个腔室的隔板而发挥作用。

5.根据权利要求1所述的排气单元，其特征在于，

所述排出口构成为朝向与所述流路相交的方向。

6.根据权利要求1～5中任1项所述的排气单元，其特征在于，

还具有换热器，所述换热器配置在所述流路内并构成为对排气进行冷却。

7.根据权利要求6所述的排气单元，其特征在于，

还具有排气取出口，所述排气取出口配置在相比所述换热器而靠所述流路的下游侧的位置处，且是不同于所述排出口的排气出口。

8.根据权利要求6所述的排气单元，其特征在于，

所述换热器构成为配置在该壳体内的外周中的在使用该排气单元时为竖直方向下侧的部位。