CN110195632B - 内燃机的废气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的废气净化装置，其能够兼顾发动机室中的布局自由度的提高与催化转化器中的废气的净化性能的提高。废气净化装置具备：排气涡轮，其具备涡轮出口(25)及旁通出口(26)；催化转化器(4)，其具有蜂窝载体(42)；以及排气管(3)，其将从涡轮出口和旁通出口流出的废气引导至蜂窝载体。蜂窝载体的与中心轴线(Oc)垂直的截面形状是定义了长边方向(LD)和短边方向(SD)的非正圆形状，在沿着中心轴线的俯视图中，与涡轮轴线(Ot)平行且通过中心轴线并且以蜂窝载体的轮廓(C1)为端点的第1假想线段(L1)比与第1假想线段垂直且通过中心轴线并且以蜂窝载体的轮廓为端点的第2假想线段(L2)长。

Description

内燃机的废气净化装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机的废气净化装置。更详细地说，涉及具备增压器和非正圆形状的催化转化器的内燃机的废气净化装置。

背景技术

用催化转化器净化内燃机的废气的技术是众所周知的。该催化转化器具备承载有三元催化剂、氧化催化剂、NOx净化催化剂等废气净化催化剂的柱状的蜂窝载体和容纳该蜂窝载体的壳体。例如，在专利文献1中，作为这样的蜂窝载体，提出了截面形状为椭圆形状的蜂窝载体。在车辆的发动机室中，除了内燃机、催化转化器以外，还配置有各种装置，因此通过使用椭圆形状的蜂窝载体，与使用正圆形状的蜂窝载体的情况相比，有时能够提高发动机室内的布局自由度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-043603号公报

发明内容

本发明要解决的课题

但是，存在在催化转化器的上游侧设置增压器的涡轮的情况，但在专利文献1中没有对催化转化器与增压器的连接结构进行充分的研究。在增压器的涡轮设置有供流经涡轮叶轮的废气流出的涡轮出口和供绕过涡轮叶轮的废气流出的旁通出口，废气从这两个出口以不同的流速、流量流出，因此如上所述，在连接非正圆形状的蜂窝载体的情况下，需要将催化转化器与增压器连接，使得其功能被充分发挥。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够兼顾发动机室中的布局自由度的提高与催化转化器中的废气的净化性能的提高的内燃机的废气净化装置。

用于解决课题的手段

(1)本发明的内燃机的废气净化装置(例如后述的废气净化装置1)具备：增压器(例如后述的增压器2)，其具备供沿着涡轮轴线(例如后述的涡轮轴线Ot)的废气流出的涡轮出口(例如后述的涡轮出口25)以及供绕过涡轮叶轮的废气流出的旁通出口(例如后述的旁通出口26)；催化转化器(例如后述的催化转化器4)，其具有承载有催化剂的柱状的蜂窝载体(例如后述的蜂窝载体42)；以及连接部(例如后述的排气管3)，其连接所述增压器与所述催化转化器，将从所述涡轮出口及所述旁通出口流出的废气导向所述蜂窝载体，所述内燃机的废气净化装置的特征在于，所述蜂窝载体的与中心轴线(例如后述的中心轴线Oc)垂直的截面形状是定义了长边方向(例如后述的长边方向LD)和短边方向(例如后述的短边方向SD)的非正圆形状，在沿着所述中心轴线的俯视图中，与所述涡轮轴线平行且通过所述中心轴线并且以所述蜂窝载体的外周为端点的第1假想线段(例如后述的第1假想线段L1)比与该第1假想线段垂直且通过所述中心轴线并且以所述蜂窝载体的外周为端点的第2假想线段(例如后述的第2假想线段L2)长。

(2)在该情况下优选为，在从废气下游侧沿着所述涡轮轴线观察的主视图中，所述旁通出口的至少一部分与所述中心轴线重叠。

(3)在该情况下优选为，在所述旁通出口设有通过使转动轴(例如后述的转动轴27b)转动来开闭该旁通出口的阀体(例如后述的阀体27a)，在从废气下游侧沿着所述涡轮轴线观察的主视图中，在将相对于所述阀体的所述催化转化器侧作为第1方向(例如后述的第1方向D1)、将相对于所述阀体与所述第1方向相反的一侧作为第2方向(例如后述的第2方向D2)的情况下，所述转动轴相对于所述阀体设置在所述第2方向侧。

(4)在该情况下优选为，在从废气下游侧沿着所述涡轮轴线观察的主视图中，所述涡轮出口相对于所述旁通出口设置在所述第2方向侧。

(5)在该情况下优选为，在沿着所述中心轴线的俯视图中，关于所述蜂窝载体的每单位体积的催化剂承载量，由所述第2假想线段假想地划分的区域中的距离所述涡轮出口较远的区域(例如后述的第1区域R1)的所述催化剂承载量比距离所述涡轮出口较近的区域(例如后述的第2区域R2)的所述催化剂承载量多。

(6)在该情况下优选为，所述内燃机的废气净化装置还具备：上游侧温度传感器(例如后述的上游侧温度传感器61)，其设置在所述废气的流路中的比所述蜂窝载体的废气流入侧端面(例如后述的流入侧端面42a)靠上游侧的位置；以及下游侧温度传感器(例如后述的下游侧温度传感器62)，其设置在所述废气的流路中的比所述蜂窝载体的废气流出侧端面(例如后述的流出侧端面42b)靠下游侧的位置，在沿着所述中心轴线的俯视图中，在将比所述第2假想线段远离所述涡轮出口的区域定义为第1区域(例如后述的第1区域Q1)、将比所述第2假想线段接近所述涡轮出口的区域定义为第2区域(例如后述的第2区域Q2)的情况下，所述上游侧温度传感器的感热部(例如后述的热敏电阻元件61a)设置在所述第1区域内，所述下游侧温度传感器的感热部(例如后述的热敏电阻元件62a)设置在所述第2区域内。

发明效果

(1)在本发明中，作为催化转化器的蜂窝载体，使用与其中心轴线垂直的截面形状为定义了长边方向及短边方向的非正圆形状的蜂窝载体。由此，与使用正圆形状的蜂窝载体的情况相比，能够提高发动机室内的布局自由度。另外，在本发明中，在沿着蜂窝载体中心轴线的俯视图中，以第1假想线段(更具体而言，与涡轮轴线平行且通过中心轴并且以蜂窝载体的外周为端点的线段)比第2假想线段(更具体而言，与第1假想线段垂直且通过中心轴并且以蜂窝载体的外周为端点的线段)长的方式将催化转化器与增压器连接。由此，在上述俯视图中，蜂窝载体的长边方向与涡轮轴线大致平行。因此，根据本发明，能够在增压时使从涡轮出口沿涡轮轴线流出的废气流入蜂窝载体中沿长边方向远离增压器的一方，在非增压时使从旁通出口流出的废气流入蜂窝载体中沿长边方向接近增压器的一方。因此，根据本发明，能够使从增压器的涡轮出口及旁通出口流出的废气平衡地流入蜂窝载体，因此，也能够提高催化转化器的废气净化性能。

(2)从旁通出口流出的废气与从涡轮出口流出的废气相比流速快，难以扩散。对此，在本发明中，将旁通出口设置成其至少一部分与蜂窝载体的中心轴线重叠。因此，根据本发明，能够一边使从旁通出口流出的废气扩散一边使其流入蜂窝载体。

(3)在本发明中，在主视图中，在将相对于设置在旁通出口的阀体的催化转化器侧设为第1方向、将其相反侧设为第2方向的情况下，将开闭阀体的转动轴相对于阀体设置在第2方向侧。由此，当通过转动轴打开阀体时，阀体相对于旁通出口向催化转化器的相反侧退避，因此从旁通出口流出的废气的流动不会被阀体阻碍。因此，根据本发明，能够使从增压器的旁通出口流出的废气平衡地流入蜂窝载体，进而，能够提高催化转化器的废气净化性能。

(4)在本发明中，将涡轮出口相对于旁通出口设置在第2方向侧。即，在主视图中，从催化转化器到涡轮出口的距离比从催化转化器到旁通出口的距离长。由此，能够使从涡轮出口流出的废气容易流入蜂窝载体中沿着长边方向远离增压器的一方，使从旁通出口流出的废气容易流入沿着长边方向接近增压器的一方，因此能够使从增压器的涡轮出口及旁通出口流出的废气平衡地流入蜂窝载体。

(5)在本发明中，使得由第2假想线段假想地划分的区域中的远离涡轮出口的区域的催化剂承载量比接近涡轮出口的区域的催化剂承载量多。由此，在从上述那样的涡轮出口及旁通出口流出的废气的流动下，能够抑制承载于蜂窝载体的催化剂的劣化的不均匀。

(6)根据本发明，从涡轮出口流出的废气的大部分流入比第2假想线段远离涡轮出口的第1区域侧，从旁通出口流出的废气的大部分流入比第2假想线段接近涡轮出口的第2区域内。因此，在蜂窝载体中，在第1区域侧与第2区域侧容易产生温度差。另外，作为承载于蜂窝载体的催化剂，例如，在使用在氧化气氛下吸附废气中的NOx并在还原气氛下还原净化所吸附的NOx的NOx净化催化剂的情况下，需要在蜂窝载体的温度达到适于执行NOx的还原处理的温度的状态下，执行使废气成为还原气氛的燃料过量供给。但是，如果在蜂窝载体上容易产生温度分布，则难以掌握执行还原处理的适当的时机。

在本发明中，将上游侧温度传感器的感热部设置在比蜂窝载体的废气流入侧端面靠上游侧且在俯视图中比第2假想线段远离涡轮出口的第1区域内，将下游侧温度传感器的感热部设置在比蜂窝载体的废气流出侧端面靠下游侧且在俯视图中比第2假想线段接近涡轮出口的第2区域内。即，在上游侧温度传感器中，检测蜂窝载体中容易成为最高温的部分的温度，在下游侧温度传感器中，检测蜂窝载体中容易成为最低温的部分的温度。由此，在本发明中，通过使用上游侧温度传感器的检测值和下游侧温度传感器的检测值，能够掌握蜂窝载体的温度最高的部分与温度最低的部分的温度差，因此如上所述，能够掌握执行还原处理的适当的时机。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的内燃机的废气净化装置的结构的局部剖视图。

图2是示出废气净化装置的结构的局部剖视图。

图3是示出废气净化装置的结构的局部剖视图。

图4是示出催化转化器的结构的立体图。

图5是示出催化转化器的结构的剖视图。

图6是用于说明在废气净化装置中实现的废气的流动的图。

图7是用于说明在废气净化装置中实现的废气的流动的图。

图8是示出安装有温度传感器的废气净化装置的结构的图。

图9是示出安装有温度传感器的废气净化装置的结构的图。

图10是沿着蜂窝载体的中心轴线从上游侧温度传感器侧观察蜂窝载体、上游侧温度传感器以及下游侧温度传感器的俯视图。

图11是沿着相对于蜂窝载体的中心轴线垂直的第2假想线段观察蜂窝载体、上游侧温度传感器以及下游侧温度传感器的侧视图。

标号说明

1：废气净化装置；

2：增压器；

21：排气涡轮；

25：涡轮出口；

26：旁通出口；

27：开闭阀；

27a：阀体；

27b：转动轴；

3：排气管(连接部)；

4：催化转化器；

42：蜂窝载体；

42a：流入侧端面(废气流入侧端面)；

42b：流出侧端面(废气流出侧端面)；

61：上游侧温度传感器；

61a：热敏电阻元件(感热部)；

62a：热敏电阻元件(感热部)；

Ot：涡轮轴线；

Oc：中心轴线；

L1：第1假想线段；

L2：第2假想线段；

R1、Q1：第1区域；

R2、Q2：第2区域。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1～图3分别是示出内燃机的废气净化装置1的结构的局部剖视图。更具体而言，图1是沿着相对于后述的涡轮轴线Ot垂直的轴线观察的侧视图，图2是从废气上游侧沿后述的蜂窝载体42的中心轴线Oc观察的俯视图，图3是从废气下游侧沿涡轮轴线Ot观察的主视图。

废气净化装置1具备：增压器2，其使用未图示的内燃机的废气的能量对进气进行压缩；催化转化器4，其对经过了增压器2的废气进行净化；以及排气管3，其连接增压器2与催化转化器4，将从增压器2流出的废气向催化转化器4引导。另外，在图1～图3中，使设置于内燃机的排气通路的排气涡轮21和设置于内燃机的进气通路的进气压缩机组合而构成的增压器2中，特别是仅图示了排气涡轮21。该废气净化装置1例如以排气涡轮21相对于催化转化器4位于铅直方向上方侧的方式搭载于未图示的发动机室(参照图1及图3)。

排气涡轮21具有：涡轮叶轮22(参照图3)，其与进气压缩机连结；以及涡轮主体23，在其内部形成有以涡轮轴线Ot为中心旋转自如地容纳涡轮叶轮22的叶轮室(未图示)。

在涡轮主体23设置有：废气导入部24，其与内燃机的排气通路连接，将废气导入上述叶轮室；涡轮出口25(参照图3)，其使经过了涡轮叶轮22的废气沿涡轮轴线Ot流出；旁通流路(未图示)，其绕过涡轮叶轮22；旁通出口26(参照图3)，其使经过了该旁通流路的废气流出；开闭阀27，其设置在旁通出口26；以及致动器28，其驱动该开闭阀27。

如图3所示，开闭阀27具备设置在旁通出口26的圆盘状的阀体27a和与该阀体27a连接的转动轴27b。阀体27a使用致动器28使转动轴27b正转或反转，由此开闭旁通出口26。

另外，如图3所示，在从废气下游侧沿涡轮轴线Ot观察的主视图中，在将相对于阀体27a设置在铅直方向下方侧的催化转化器4侧定义为第1方向D1、将相对于阀体27a与第1方向D1相反的一侧定义为第2方向D2的情况下，转动轴27b相对于阀体27a设置在第2方向D2侧。由此，当打开旁通出口26时，阀体27a利用转动轴27b向第2方向侧、即与催化转化器4侧相反的一侧位移，因此废气从旁通出口26向催化转化器4的流动也不会被阀体27a阻碍。

另外，如图3所示，在涡轮主体23并列设置有涡轮出口25和旁通出口26。另外，在从废气下游侧沿涡轮轴线Ot观察的主视图中，涡轮出口25相对于旁通出口26设置在第2方向D2侧。换言之，在上述主视图中，从涡轮出口25到催化转化器4的距离比从旁通出口26到催化转化器4的距离长。另外，如图3所示，在上述俯视图中，旁通出口26以其至少一部分与在催化转化器4中规定的后述的中心轴线Oc重叠的方式，形成于涡轮主体23。

图4是示出催化转化器4的结构的立体图。

催化转化器4包括：柱状的蜂窝载体42，其承载有废气净化催化剂；筒状的壳体部件41，其容纳蜂窝载体42；以及衬垫43，其在蜂窝载体42与壳体部件41之间被设置成包围蜂窝载体42的外周。

蜂窝载体42为流通式，其具有：多个小室，它们从废气的流入侧端面42a延伸到废气的流出侧端面42b，成为废气的流路；以及多孔质的隔壁，其划分形成这些小室。另外，作为承载于该蜂窝载体42的隔壁的废气净化催化剂，可以使用氧化催化剂、三元催化剂、以及NOx净化催化剂等。催化转化器4通过使从增压器2流出的废气流通到蜂窝载体42的各小室，而在承载于隔壁的废气净化催化剂的作用下净化废气。作为蜂窝载体42的材质，例如可以使用堇青石、钛酸铝以及莫来石等。另外，衬垫43使用具有耐热、耐振性、密封功能及振动吸收能力的氧化铝纤维、二氧化硅纤维、硅酸铝纤维、玻璃纤维等陶瓷纤维。

图5是示出催化转化器4的结构的剖视图。更具体而言，图5是沿着相对于柱状蜂窝载体42中定义的中心轴线Oc垂直的面的剖视图。

如图5所示，蜂窝载体42在相对于中心轴线Oc垂直的剖视图中的轮廓C1是定义了短边方向SD及长边方向LD的长圆形状(所谓跑道形状)。在图5中的下方描绘的垂直的箭头线LD及SD概念性地表示该非正圆形状的长边方向及短边方向。

以下，对将蜂窝载体42在剖视图中的轮廓C1设为长圆形状的情况进行说明，但本发明不限于此。蜂窝载体在剖视图中的轮廓的形状只要是定义了短边方向和长边方向的非正圆形状，无论是什么形状都可以应用本发明。在此，定义了短边方向和长边方向的非正圆形状是指正圆沿着短边方向形成得稍微扁平的形状，更具体而言，除了图5所示的长圆形状之外，还举出椭圆形状、圆角长方形状及卵形状等。

在轮廓C1中，将短边方向SD的相对的两边称为第1短径部SD1及第2短径部SD2，将长边方向LD的相对的两边称为第1长径部LD1及第2长径部LD2。另外，在轮廓C1为长圆形状的情况下，如图3所示，第1短径部SD1及第2短径部SD2成为彼此大致平行的大致直线状，第1长径部LD1及第2长径部LD2成为大致半圆状。

返回图1～图3，对排气管3的结构进行说明。

排气管3是连接排气涡轮21的涡轮主体23与催化转化器4的壳体部件41的管部件，将从排气涡轮21的涡轮出口25及旁通出口26流出的废气导向蜂窝载体42的流入侧端面42a。

排气管3具有凸缘部31和从该凸缘部31延伸的管部32。凸缘部31通过紧固机构39被紧固于在涡轮主体23中形成为围绕涡轮出口25及旁通出口26的涡轮凸缘部23a。另外，对于该紧固机构39，除了图2所示的多个螺栓及螺母之外，还可使用V形夹等已知的部件。

在管部32的一端侧形成有借助凸缘部31与排气涡轮21连接的上游端部33，在管部32的另一端侧形成有与催化转化器4的壳体部件41的端部接合的下游端部34。如图1所示，管部32在剖视图中为大致L字状。即，由上游端部33形成的开口的方向与由下游端部34形成的开口的方向交叉(在本实施方式中为大致垂直)。换言之，排气管3使从排气涡轮21流出的废气的流动方向变化大致90°而向催化转化器4引导。

在本实施方式中，通过使用上述那样的排气管3，排气涡轮21和催化转化器4以在侧视图中涡轮轴线Ot与蜂窝载体42的中心轴线Oc交叉(在本实施方式中为大致垂直)的方式被连接。

接着，参照图2，对如上述那样定义了长边方向LD及短边方向SD的非正圆形状的蜂窝载体42与排气涡轮21的相对位置关系进行详细说明。

如图2所示，蜂窝载体42通过排气管3与排气涡轮21连接，使得在从废气上游侧沿蜂窝载体42的中心轴线Oc观察的俯视图中，对蜂窝载体42的轮廓C1定义的第1假想线段L1比同样对蜂窝载体42的轮廓C1定义的第2假想线段L2长。

在此，所谓第1假想线段L1是在俯视图中与涡轮轴线Ot平行、通过蜂窝载体42的中心轴线Oc且以蜂窝载体42的轮廓C1为端点的线段。另外，所谓第2假想线段L2是在俯视图中相对于第1假想线段L1垂直、通过蜂窝载体42的中心轴线Oc且以蜂窝载体42的轮廓C1为端点的线段。

另外，使如上所述定义的第1假想线段L1比第2假想线段L2长，换言之，等同于使涡轮轴线Ot与在非正圆形状的蜂窝载体42中定义的长边方向LD大致平行。在图2中，作为本发明的最优选的例子，图示了涡轮轴线Ot与长边方向LD平行的情况，但本发明不限于此。只要上述第1假想线段L1比第2假想线段L2长，则涡轮轴线Ot与长边方向LD也可以不平行。从第1假想线段L1减去第2假想线段L2而得到的差，如图2所示，在涡轮轴线Ot与长边方向LD平行的情况下为最大。

接着，参照图6及图7，对在废气净化装置1中实现的废气的流动进行说明。

图6和图7是用于说明在废气净化装置1中实现的废气的流动的图。更具体而言，图6是沿着相对于涡轮轴线Ot垂直的轴线观察的侧视图，图7是从废气上游侧沿着中心轴线Oc观察的俯视图。

在图6中，用多个实线箭头表示从涡轮出口25流出的废气的主流，用多个虚线箭头表示从旁通出口26流出的废气的主流。另外，在图7中，用粗实线表示蜂窝载体42的流入侧端面42a中的、从涡轮出口25流出的废气主要流入的区域即第1区域R1，用粗实线表示从旁通出口26流出的废气主要流入的区域即第2区域R2。另外，在图6及图7中，对在如上所述地定义了第1长径部LD1及第2长径部LD2的蜂窝载体42中设置为第2长径部LD2比第1长径部LD1接近涡轮出口25的情况进行说明。

如图6及图7所示，从涡轮出口25及旁通出口26流出的废气通过排气管3而改变其方向并流入蜂窝载体42的流入侧端面42a。此时在废气净化装置1中，通过以第1假想线段L1比第2假想线段L2长的方式将蜂窝载体42与排气涡轮21连接，能够使从涡轮出口25流出的废气流入在远离涡轮出口25的第1长径部LD1侧确定的第1区域R1侧，使从旁通出口26流出的废气流入在接近从涡轮出口25的第2长径部LD2侧确定的第2区域R2侧。由此，能够使从涡轮出口25流出的废气和从旁通出口26流出的废气均匀地流入蜂窝载体42的流入侧端面42a。

另外，从涡轮出口25流出的废气由于通过涡轮叶轮22而在某种程度上温度及流速降低，但比在内燃机的增压压力控制时从旁通出口26流出的废气温度高。另外，从涡轮出口25流出的废气的流量比从旁通出口26流出的废气的流量多。因此，在将从涡轮出口25流出的废气流入的第1区域R1和从旁通出口26流出的废气流入的第2区域R2如上述那样分开共存的情况下，认为与第2区域R2相比，第1区域R1的承载于蜂窝载体42的废气净化催化剂的劣化更快。

因此，在本实施方式中，为了抑制这样的催化剂劣化的不均匀，如图7所示，在沿着中心轴线Oc的俯视图中，关于蜂窝载体42中的每单位体积的催化剂承载量，使由第2假想线段L2假想划分的区域中的距离涡轮出口25较远的区域即第1区域R1的所述催化剂承载量比距离涡轮出口25较近的区域即第2区域R2的所述催化剂承载量多。

接着，参照图8～图11对本实施方式的废气净化装置1中的温度传感器的安装例进行说明。

图8和图9是示出安装有两个温度传感器61、62的废气净化装置1的结构的图。更具体而言，图8是沿相对于涡轮轴线Ot垂直的轴线观察的废气净化装置1的侧视图，图9是沿蜂窝载体42的中心轴线Oc观察的废气净化装置1的俯视图。

如图8所示，在催化转化器4的废气下游侧，设置有捕集从蜂窝载体42的流出侧端面42b流出的废气中含有的粒子状物质的废气净化过滤器5。废气净化过滤器5具备：柱状的过滤器载体51和容纳该过滤器载体51且与催化转化器4的壳体部件41连接的筒状的壳体部件52。过滤器载体51具备多个多孔质壁和由这些多孔质壁划分形成的多个小室。

上游侧温度传感器61具备作为感热部的棒状的热敏电阻元件61a和保护该热敏电阻元件61a的金属管61b。上游侧温度传感器61安装在废气流路中的蜂窝载体42的流入侧端面42a的上游侧，更具体而言，安装在管部32中的形成于下游端部34侧的传感器安装孔36中。上游侧温度传感器61以热敏电阻元件61a面对管部32内的方式，通过将金属管61b的热敏电阻元件61a侧的端部与形成于传感器安装孔36的螺纹槽螺合而被固定于管部32。

下游侧温度传感器62具备作为感热部的棒状的热敏电阻元件62a和保护该热敏电阻元件62a的金属管62b。下游侧温度传感器62安装于废气流路中的蜂窝载体42的流出侧端面42b的下游侧，更具体而言，安装于壳体部件52中的在蜂窝载体42的流出侧端面42b与过滤器载体51的流入侧端面51a之间形成的贯通孔、即传感器安装孔53。下游侧温度传感器62以热敏电阻元件62a面对壳体部件52内的方式，通过将金属管62b的热敏电阻元件62a侧的端部与形成于传感器安装孔53的螺纹槽螺合而被固定于壳体部件52。

图10是从上游侧温度传感器61侧沿着蜂窝载体42的中心轴线Oc观察蜂窝载体42、安装于管部32的上游侧温度传感器61、以及安装于壳体部件52的下游侧温度传感器62的俯视图。

如图10所示，在沿着中心轴线Oc的俯视图中，在将比第2假想线段L2远离涡轮出口的区域定义为第1区域Q1、将比第2假想线段L2接近涡轮出口的区域定义为第2区域Q2的情况下，上游侧温度传感器61的热敏电阻元件61a设置在第1区域Q1内，下游侧温度传感器62的热敏电阻元件62a设置在第2区域Q2内。

根据本实施方式的废气净化装置1，起到以下的效果。

(1)在废气净化装置1中，作为催化转化器4的蜂窝载体42，使用与其中心轴线Oc垂直的截面形状为定义了长边方向LD和短边方向SD的非正圆形状的蜂窝载体。由此，与使用正圆形状的蜂窝载体的情况相比，能够提高发动机室内的布局自由度。另外，在废气净化装置1中，在沿着蜂窝载体42的中心轴线Oc的俯视图中，以由涡轮轴线Ot、中心轴线Oc和蜂窝载体42的方向规定的第1假想线段L1比第2假想线段L2长的方式将催化转化器4与排气涡轮21连接。由此，在上述俯视图中，蜂窝载体42的长边方向LD与涡轮轴线Ot大致平行。因此，根据废气净化装置1，能够在增压时使从涡轮出口25沿涡轮轴线Ot流出的废气流入蜂窝载体42中沿长边方向LD远离排气涡轮21的一方，在非增压时使从旁通出口26流出的废气流入蜂窝载体42中沿长边方向LD接近排气涡轮21的一方。因此，根据废气净化装置1，能够使从涡轮出口25及旁通出口26流出的废气平衡地流入蜂窝载体42，因此，也能够提高催化转化器4的废气净化性能。

(2)从旁通出口26流出的废气与从涡轮出口25流出的废气相比流速快，难以扩散。对此，在废气净化装置1中，将旁通出口26设置成其至少一部分与蜂窝载体42的中心轴线Oc重叠。因此，根据废气净化装置1，能够一边使从旁通出口26流出的废气扩散一边使其流入蜂窝载体42。

(3)在废气净化装置1中，在主视图中，将开闭阀体27a的转动轴27b相对于阀体27a设置在第2方向D2侧。由此，当通过转动轴27b打开阀体27a时，阀体27a相对于旁通出口26向催化转化器4的相反侧退避，因此从旁通出口26流出的废气的流动不会被阀体27a阻碍。因此，根据废气净化装置1，能够使从排气涡轮21的旁通出口26流出的废气平衡地流入蜂窝载体42，进而能够提高催化转化器4的废气净化性能。

(4)在废气净化装置1中，将涡轮出口25相对于旁通出口26设置在第2方向D2侧。即，在主视图中，从催化转化器4到涡轮出口25的距离比从催化转化器4到旁通出口26的距离长。由此，能够使从涡轮出口25流出的废气容易流入蜂窝载体42中沿着长边方向LD远离排气涡轮21的一方，使从旁通出口26流出的废气容易流入沿着长边方向LD接近排气涡轮21的一方，因此能够使从涡轮出口25及旁通出口26流出的废气平衡地流入蜂窝载体42。

(5)在废气净化装置1中，使得由第2假想线段L2假想地划分的区域中的远离涡轮出口25的第1区域R1的催化剂承载量比接近涡轮出口25的第2区域R2的催化剂承载量多。由此，在从上述那样的涡轮出口25及旁通出口26流出的废气的流动下，能够抑制承载于蜂窝载体42的废气净化催化剂的劣化的不均匀。

(6)图11是沿着相对于蜂窝载体42的中心轴线Oc垂直的第2假想线段L2观察蜂窝载体42、安装于管部32的上游侧温度传感器61、以及安装于壳体部件52的下游侧温度传感器62的侧视图。另外，在图11中，用阴影线的浓淡表示蜂窝载体42中的典型的温度分布。阴影线越浓，表示越容易成为高温的部分。如图11所示，在蜂窝载体42中，比假想线段L2远离涡轮出口25的第1区域Q1内且流入侧端面42a侧的部分容易成为最高温，比假想线段L2接近涡轮出口25的第2区域Q2内且流出侧端面42b侧的部分容易成为最低温。

对此，在废气净化装置1中，将上游侧温度传感器61的热敏电阻元件61a设置在比蜂窝载体42的流入侧端面42a靠上游侧且在俯视图中比第2假想线段L2远离涡轮出口25的第1区域Q1内，将下游侧温度传感器62的热敏电阻元件62a设置在比蜂窝载体42的流出侧端面42b靠下游侧且在俯视图中比第2假想线段L2接近涡轮出口25的第2区域Q2内。即，在上游侧温度传感器61中，检测蜂窝载体42中容易成为最高温的部分的温度，在下游侧温度传感器62中，检测蜂窝载体42中容易成为最低温的部分的温度。由此，在废气净化装置1中，通过使用上游侧温度传感器61的检测值和下游侧温度传感器62的检测值，能够掌握蜂窝载体42的温度最高的部分与温度最低的部分的温度差。作为承载于蜂窝载体42的催化剂，使用在氧化气氛下吸附废气中的NOx并在还原气氛下还原净化所吸附的NOx的NOx净化催化剂的情况下，需要在蜂窝载体的温度达到适于执行NOx的还原处理的温度的状态下，执行使废气成为还原气氛的燃料过量供给。对此，根据本发明，能够掌握蜂窝载体42的温度最高的部分和温度最低的部分的温度差，因此，能够掌握执行上述NOx净化催化剂的还原处理的适当的时机。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，在能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良等也包含在本发明中。

Claims (6)

1.一种内燃机的废气净化装置，其具备：

增压器，其具备供沿着涡轮轴线的废气流出的涡轮出口以及供绕过涡轮叶轮的废气流出的旁通出口；

催化转化器，其具有承载有催化剂的柱状的蜂窝载体；以及

连接部，其连接所述增压器与所述催化转化器，将从所述涡轮出口及所述旁通出口流出的废气导向所述蜂窝载体，

所述内燃机的废气净化装置的特征在于，

所述蜂窝载体的与中心轴线垂直的截面形状是定义了长边方向和短边方向的非正圆形状，

在沿着所述中心轴线的俯视图中，与所述涡轮轴线平行且通过所述中心轴线并且以所述蜂窝载体的外周为端点的第1假想线段比与该第1假想线段垂直且通过所述中心轴线并且以所述蜂窝载体的外周为端点的第2假想线段长，

在从废气下游侧沿着所述涡轮轴线观察的主视图中，所述旁通出口的至少一部分与所述中心轴线重叠。

2.一种内燃机的废气净化装置，其具备：

增压器，其具备供沿着涡轮轴线的废气流出的涡轮出口以及供绕过涡轮叶轮的废气流出的旁通出口；

催化转化器，其具有承载有催化剂的柱状的蜂窝载体；以及

连接部，其连接所述增压器与所述催化转化器，将从所述涡轮出口及所述旁通出口流出的废气导向所述蜂窝载体，

所述内燃机的废气净化装置的特征在于，

所述蜂窝载体的与中心轴线垂直的截面形状是定义了长边方向和短边方向的非正圆形状，

在沿着所述中心轴线的俯视图中，与所述涡轮轴线平行且通过所述中心轴线并且以所述蜂窝载体的外周为端点的第1假想线段比与该第1假想线段垂直且通过所述中心轴线并且以所述蜂窝载体的外周为端点的第2假想线段长，

在沿着所述中心轴线的俯视图中，关于所述蜂窝载体的每单位体积的催化剂承载量，由所述第2假想线段假想地划分的区域中的距离所述涡轮出口较远的区域的所述催化剂承载量比距离所述涡轮出口较近的区域的所述催化剂承载量多。

3.根据权利要求2所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，

在从废气下游侧沿着所述涡轮轴线观察的主视图中，所述旁通出口的至少一部分与所述中心轴线重叠。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，

在所述旁通出口设有通过使转动轴转动来开闭该旁通出口的阀体，

在从废气下游侧沿着所述涡轮轴线观察的主视图中，在将相对于所述阀体的所述催化转化器侧作为第1方向、将相对于所述阀体与所述第1方向相反的一侧作为第2方向的情况下，所述转动轴相对于所述阀体设置在所述第2方向侧。

5.根据权利要求4所述的内燃机的废气净化装置，其特征在于，

在从废气下游侧沿着所述涡轮轴线观察的主视图中，所述涡轮出口相对于所述旁通出口设置在所述第2方向侧。

6.一种内燃机的废气净化装置，其具备：

增压器，其具备供沿着涡轮轴线的废气流出的涡轮出口以及供绕过涡轮叶轮的废气流出的旁通出口；

催化转化器，其具有承载有催化剂的柱状的蜂窝载体；

连接部，其连接所述增压器与所述催化转化器，将从所述涡轮出口及所述旁通出口流出的废气导向所述蜂窝载体；

上游侧温度传感器，其设置在所述废气的流路中的比所述蜂窝载体的废气流入侧端面靠上游侧的位置；以及

下游侧温度传感器，其设置在所述废气的流路中的比所述蜂窝载体的废气流出侧端面靠下游侧的位置，

所述内燃机的废气净化装置的特征在于，

所述蜂窝载体的与中心轴线垂直的截面形状是定义了长边方向和短边方向的非正圆形状，

在沿着所述中心轴线的俯视图中，与所述涡轮轴线平行且通过所述中心轴线并且以所述蜂窝载体的外周为端点的第1假想线段比与该第1假想线段垂直且通过所述中心轴线并且以所述蜂窝载体的外周为端点的第2假想线段长，

在沿着所述中心轴线的俯视图中，在将比所述第2假想线段远离所述涡轮出口的区域定义为第1区域、将比所述第2假想线段接近所述涡轮出口的区域定义为第2区域的情况下，所述上游侧温度传感器的感热部设置在所述第1区域内，所述下游侧温度传感器的感热部设置在所述第2区域内。

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