CN117627766A - 具有触媒转换器的排气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有触媒转换器的排气装置，其包括排气管组及前置触媒转换器，排气管组包括较小管径的排气管，以及设于排气管后端且较大管径的排气尾桶，排气管于其前管部与位于后方的延伸管段部之间接设前置触媒转换器，前置触媒转换器的管径与排气管相当，于排气管的前管部前端连接引擎汽缸头的排气出口后，前置触媒转换器位于距离引擎排气出口的较近位置，使排气出口排放的废气于温度较高的状态通过前置触媒转换器，借由温度较高的废气通过前置触媒转换器内的触媒能快速起热催化反应，而产生较高的触媒转换效率，并能选用小型的前置触媒转换器来降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于燃油式机动车辆的排气装置，尤指一种能提升废气转换效能的排气装置。
背景技术
目前燃油式机车、全地形车(All Terrain Vehicle,ATV)及汽车等橪油式机动车辆，为使其燃油引擎排放的废气能符合环保法规，于引擎的汽缸头的排气出口外接的排气装置是在排气管尾段的排气尾桶内装设一触媒转换器，借由触媒转换器中的触媒对废气的催化转换作用，减少引擎排放有害的废气，以利环境保护。
前述现有排气装置虽能利用排气管的排气尾桶中的触媒转换器对引擎排放的废气提供催化转换机制，但是，现有排气装置的触媒转换器存在有转换效能不佳的问题。因为，触媒转换器中的触媒需在预定的工作温度的环境下才能产生催化反应作用，并且随着温度升高，废气的催化转换效率增加。现有排气装置中的触媒转换器是装设于排气管尾段的排气尾桶内，排气尾桶的前端连接着一段较小管径的排气管本体，因此，于排气尾桶内的触媒转换器的位置距离引擎的汽缸头的排气出口位置较远，因自汽缸头的排气出口排放的废气温度到达排气尾桶内的触媒转换器时，废气的温度较低，导致触媒对废气的催化反应速率较慢且催化转换效率较差，故而，现有排气装置于排气管的排气尾桶中装设的触媒转换器通常选用较大尺寸规格的产品，亦即触媒转换器的管径大于排气管的气管本体的管径，以期利用较大体积、高触媒孔密度的触媒转换器增加其内部的触媒涂布量达到预定的减少废气中有害物质排放量。
惟前述现有排气装置于排气管的排气尾桶中装设较大尺寸规格的触媒转换器的构造，仍因排气尾桶内的触媒转换器的位置距离引擎的汽缸头的排气出口位置较远，接受的废气温度较低，触媒的催化反应效率偏小，故所能达到减少废气中有害物质排放量的效果仍然不佳。而且，设于排气尾桶内的触媒转换器选用较大尺寸规格且高触媒孔密度的产品，其触媒中的铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等贵金属的涂布量也相对较多，故装设于排气尾桶内的触媒转换器的整体成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有触媒转换器的排气装置，解决现有燃油式机车的排气管的消音尾段内装设触媒转换器的构造的废气转换效能不佳的问题。
本发明所提出的技术解决方案是：提供一种具有触媒转换器的排气装置，其用于连接燃油式引擎的汽缸头的排气出口，其包括：
一排气管组，其包括一排气管以及设于该排气管后端的一排气尾桶，该排气管的管径小于该排气尾桶的桶径，该排气管包括一前管段以及设于该前管段的后方的一延伸管段，并能以该前管段的前端连接该排气出口；以及
一前置触媒转换器，其连接于该前管段的后端与该延伸管段的前端之间，且该前置触媒转换器的直径接近该前管段的管径，并邻近该排气出口。
如上所述的具有触媒转换器的排气装置中，该排气尾桶的前、后两端分别为一进气端与一排气端，该排气管的延伸管段后端连接该排气尾桶的进气端。
如上所述的具有触媒转换器的排气装置中，该排气尾桶包括一桶壳、一隔板、一内管、一回压管及一出气管，该桶壳内具有一内桶空间，该隔板设于该桶壳内，并将该内桶空间分隔成由前往后依序排列的第一空间及第二空间，该内管设于该桶壳内并能自该进气端朝后通过该第一空间而连通该第二空间，该回压管穿设于该隔板中并连通该第一空间与该第二空间，该出气管通过该隔板以及该第二空间而连通该第一空间与该排气端。
如上所述的具有触媒转换器的排气装置中，该排气尾桶的前、后两端分别为一进气端与一排气端，该排气管包括一后管段，该后管段位于该延伸管段的后方且连接该排气尾桶的该进气端，该延伸管段的后端与该后管段的前端之间装设一中段触媒转换器，该后管段的管径与延伸管段的管径相当，该中段触媒转换器的直径接近该延伸管段的管径接近，且该中段触媒转换器与该前置触媒转换器实质相同。
如上所述的具有触媒转换器的排气装置中，该排气尾桶的前、后两端分别为一进气端与一排气端，且该排气尾桶包括一桶壳、一隔板、一内管、一回压管及一出气管，该桶壳内具有一内桶空间，该隔板设于该桶壳内，并将该内桶空间分隔成由前往后依序排列的第一空间及第二空间，该内管设于该桶壳内并能自该进气端朝后通过该第一空间而连通该第二空间，该回压管穿设于该隔板中并连通该第一空间与该第二空间，该出气管通过该隔板以及该第二空间而连通该第一空间与该排气端；该延伸管段的后端连接该排气尾桶的进气端，并该排气尾桶的该内管连接一后段触媒转换器，连接该进气端的该内管通过该后段触媒转换器连通该第二空间，该后段触媒转换器与该前置触媒转换器实质相同且尺寸相当。
如上所述的具有触媒转换器的排气装置中，该排气尾桶前、后两端分别为一进气端与一排气端，且该排气尾桶包括一桶壳、一隔板、一内管、一回压管及一出气管，该桶壳内具有一内桶空间，该隔板设于该桶壳内，并将该内桶空间分隔成由前往后依序排列的第一空间及第二空间，该内管设于该桶壳内并能自该进气端朝后通过该第一空间而连通该第二空间，该回压管穿设于该隔板中并连通该第一空间与该第二空间，该出气管通过该隔板以及该第二空间而连通该第一空间与该排气端；该排气管包括一后管段，该后管段位于该延伸管段的后方且连接该排气尾桶的该进气端，该延伸管段的后端与该后管段的前端之间装设一中段触媒转换器，该后管段的管径与该延伸管段的管径相当；该排气尾桶的该内管连接一后段触媒转换器，连接该进气端的该内管通过该后段触媒转换器连通该第二空间，该后段触媒转换器、中段触媒转换器皆与该前置触媒转换器实质相同且尺寸相当。
本发明可达成的有益功效是，借由具有触媒转换器的排气装置的整体组成构造，于应用于燃油式机车时，其至少具备以下功效：
1、缩短触媒热催化时间：本发明是利用前置触媒转换器设置于邻近引擎汽缸头的排气出口处，借由前置触媒转换器距离排气出口较近，输入的废气温度相对较高，故自排气出口输入前置触媒转换器中的高温废气，能使触媒快速起热催化反应，缩短触媒热催化的时间。
2、提升触媒的催化转换效能：承上所述，本发明是将前置触媒转换器设置于邻近引擎汽缸头的排气出口处，使触媒于高温环境下能起较佳的热催化转换效果。
3、能选用小尺寸的触媒转换器：承上所述，本发明是将前置触媒转换器设于排气管组中的较小口径的排气管中，因前置触媒转换器邻近引擎的汽缸头的排气出口处，且能使较高温的废气通过而产生较佳的催化转换效果，故能选用与排气管口径相当的较小尺寸的前置触媒转换器，以体积较小且触媒孔密度较疏及贵金属涂布量较少的触媒即能达到优异的触媒转换效果，就单一个前置触媒转换器与现有设置于排气尾桶中的大尺寸触媒转换器相比，本发明能以较低成本的前置触媒转换器取代现有排气尾桶中的大尺寸触媒转换器，而降低成本。
本发明具有触媒转换器的排气装置还可进一步于排气管的延伸管段与排气尾桶之间增设一中段触媒转换器，或于排气尾桶中增设一后段触媒转换器，或于排气管组中增设中段触媒转换器与后段触媒转换器，中段触媒转换器与后段触媒转换器皆相同于前置触媒转换器，为较小尺寸的小型触媒转换器，如此，借由中段触媒转换器或后段触媒转换器于前置触媒转换器之后，接力对引擎的汽缸头排出的废气提供多阶段催化转换作用，达到更佳的触媒转换效能。
附图说明
图1是本发明具有触媒转换器的排气装置的第一较佳实施例的立体示意图。
图2是图1所示具有触媒转换器的排气装置第一较佳实施例的俯视平面示意图。
图3是本发明具有触媒转换器的排气装置的第二较佳实施例的立体示意图。
图4是图3所示具有触媒转换器的排气装置第二较佳实施例的俯视平面示意图。
图5是本发明具有触媒转换器的排气装置的第三较佳实施例的俯视平面示意图。
图6是图1所示具有触媒转换器的排气装置第四较佳实施例的俯视平面示意图。
附图标号简单说明：
1:排气管组
10:排气管
11:前管段
12:延伸管段
13:后管段
20:排气尾桶
201:进气端
202:排气端
21:桶壳
211:第一空间
212:第二空间
22:隔板
23:内管
24:回压管
25:出气管
2:前置触媒转换器
3:中段触媒转换器
4:后段触媒转换器
具体实施方式
以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
如图1至图6所示，其揭示本发明具有触媒转换器的排气装置的数种较佳实施例，由该些图式中可以见及，所述排气装置包括一排气管组1以及一前置触媒转换器2，或进一步包括一中段触媒转换器3，或进一步包括一后段触媒转换器4。
如图1至图6所示，排气管组1包括一排气管10以及一排气尾桶20，该排气管10包括一前管段11以及设于前管段11后方的延伸管段12，延伸管段12的管径与前管段11的管径相当，该排气管10能以该前管段11的前端连接燃油式机车的引擎的排气口，该排气尾桶20是设于该排气管10的后端，该排气尾桶20的桶径大于该排气管10的管径，排气管10以及排气尾桶20的管径及尺寸依据实际产品需求或参照现有排气管组1产品而设定。该排气尾桶20包括分别位于前、后两端的一进气端201与一排气端202，该排气管10的延伸管段12后端能直接或间接连接该排气尾桶20的进气端201。
如图2及图4所示，该排气尾桶20包括一桶壳21、一隔板22、一内管23、一回压管24及一出气管25。桶壳21内具有一内桶空间，该隔板22设于该桶壳21内，并将桶壳21的内桶空间分隔成由前往后依序排列的第一空间211及第二空间212，该内管23是设于桶壳21内并自该进气端201朝后通过第一空间211而连通第二空间212，该回压管24穿设于该隔板22中并连通第一空间211与第二空间212，该出气管25通过该隔板22以及该第二空间212而连通该第一空间211与该排气端202。
如图1及图2所示的第一较佳实施例，该前置触媒转换器2是连接于该前管段11的后端与该延伸管段12的前端之间，该前置触媒转换器2的直径与该前管段11的管径接近，所述前置触媒转换器2的构造为已知，例如：所述前置触媒转换器2包括一中空的壳体，并在壳体的内部装设具有多数孔洞的多孔性部件，所述多孔性部件表面涂布铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等贵金属材质的触媒等，其具体构造于此不再赘述。
如图3及图4所示的第二较佳实施例，其是在图1及图2所示的第一较佳实施例的基础上，于排气管10的延伸管段12与排气尾桶20的进气端201之间增设一中段触媒转换器3，其中，中段触媒转换器3前后两端分别连接延伸管段12后端及排气尾桶20的进气端201前端。
进一步令该排气管组1的排气管10还包括一后管段13，后管段13位于该延伸管段12后方且连接该排气尾桶20的进气端201，并在延伸管段12后端与该后管段13前端之间装设一中段触媒转换器3，延伸管段12通过该中段触媒转换器3及后管段13间接连通该排气尾桶20，该后管段13的管径与延伸管段12的管径相当，该中段触媒转换器3的直径与该延伸管段12的管径接近，该中段触媒转换器3与前置触媒转换器2实质相同且尺寸相当，皆为小型的触媒转换器，该中段触媒转换器3的具体构造于此不再赘述。
如图5所示的第三较佳实施例，其是在图1及图2所示的第一较佳实施例的基础上，该排气管组1的延伸管段12后端连接该排气尾桶20的进气端201，并在排气尾桶20的内管23连接一后段触媒转换器4，使连接进气端201的内管23通过该后段触媒转换器4连通第二空间212，所述后段触媒转换器4与前置触媒转换器2实质相同，且尺寸相当，该后段触媒转换器4的具体构造于此不再赘述。
如图6所示的第四较佳实施例，其是在图1及图2所示的第一较佳实施例的基础上，进一步令该排气管组1还包括一后管段13，后管段13位于该延伸管段12后方且连接该排气尾桶20的进气端201，并在延伸管段12后端与该后管段13前端之间装设一中段触媒转换器3，延伸管段12通过该中段触媒转换器3及后管段间接连通该排气尾桶20的进气端201，该后管段13的管径与前管段11或延伸管段12的管径相当，该中段触媒转换器的直径与该后管段13、延伸管段12的管径接近，该中段触媒转换器3与前置触媒转换器2实质相同且尺寸相当；另在排气尾桶20的内管23连接一后段触媒转换器4，连接进气端201的内管23通过该后段触媒转换器4连通第二空间212，所述后段触媒转换器4与前置触媒转换器2实质相同，且尺寸相当，亦即前置触媒转换器2、中段触媒转换器3以及后段触媒转换器4皆为小型的触媒转换器，该中段触媒转换器3、及后段触媒转换器4的具体构造于此不再赘述。
本发明借由前述具有触媒转换器的排气装置的发明，其是以排气管10的前管段11连接引擎的汽缸头的排气出口，于引擎发动的过程中，利用前置触媒转换器2设置于邻近引擎汽缸头的排气出口处，前置触媒转换器2距离排气出口较近，通过前置触媒转换器2的废气温度相对较高，前置触媒转换器2中的高温废气能使触媒快速起热催化反应，缩短触媒热催化的时间，让触媒于高温环境下能起较佳的热催化转换效果。
另一方面，本发明是将前置触媒转换器2设于排气管组1中的较小口径的排气管10中，因前置触媒转换器2邻近引擎的汽缸头的排气出口处，且能使较高温的废气通过而产生较佳的催化转换效果，进而能选用与排气管10口径相当的较小尺寸的前置触媒转换器2，以体积较小且触媒孔密度较疏及贵金属涂布量较少的触媒即能达到优异的触媒转换效果。
如图3至图6所示的较佳实施例，本发明还可进一步于排气管10的延伸管段与排气尾桶20之间增设一中段触媒转换器3，或于排气尾桶20中增设一后段触媒转换器4，或于排气管组1中增设中段触媒转换器3与后段触媒转换器4，中段触媒转换器3、后段触媒转换器4和前置触媒转换器2皆能选用较小尺寸的小型触媒转换器，如此，借由中段触媒转换器3或后段触媒转换器4于前置触媒转换器2的后，接力对引擎的汽缸头排出的废气提供多阶段催化转换作用，达到更佳的触媒转换效能。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种具有触媒转换器的排气装置，其用于连接燃油式引擎的汽缸头的排气出口，其特征在于，该排气装置包括：
一排气管组，其包括一排气管以及设于该排气管后端的一排气尾桶，该排气管的管径小于该排气尾桶的桶径，该排气管包括一前管段以及设于该前管段的后方的一延伸管段，并能以该前管段的前端连接该排气出口；以及
一前置触媒转换器，其连接于该前管段的后端与该延伸管段的前端之间，且该前置触媒转换器的直径接近该前管段的管径，并邻近该排气出口。
2.根据权利要求1所述的具有触媒转换器的排气装置，其特征在于，该排气尾桶的前、后两端分别为一进气端与一排气端，该排气管的延伸管段后端连接该排气尾桶的进气端。
3.根据权利要求2所述的具有触媒转换器的排气装置，其特征在于，该排气尾桶包括一桶壳、一隔板、一内管、一回压管及一出气管，该桶壳内具有一内桶空间，该隔板设于该桶壳内，并将该内桶空间分隔成由前往后依序排列的第一空间及第二空间，该内管设于该桶壳内并能自该进气端朝后通过该第一空间而连通该第二空间，该回压管穿设于该隔板中并连通该第一空间与该第二空间，该出气管通过该隔板以及该第二空间而连通该第一空间与该排气端。
4.根据权利要求1所述的具有触媒转换器的排气装置，其特征在于，该排气尾桶的前、后两端分别为一进气端与一排气端，该排气管包括一后管段，该后管段位于该延伸管段的后方且连接该排气尾桶的该进气端，该延伸管段的后端与该后管段的前端之间装设一中段触媒转换器，该后管段的管径与延伸管段的管径相当，该中段触媒转换器的直径接近该延伸管段的管径接近，且该中段触媒转换器与该前置触媒转换器实质相同。
5.根据权利要求1所述的具有触媒转换器的排气装置，其特征在于，该排气尾桶的前、后两端分别为一进气端与一排气端，且该排气尾桶包括一桶壳、一隔板、一内管、一回压管及一出气管，该桶壳内具有一内桶空间，该隔板设于该桶壳内，并将该内桶空间分隔成由前往后依序排列的第一空间及第二空间，该内管设于该桶壳内并能自该进气端朝后通过该第一空间而连通该第二空间，该回压管穿设于该隔板中并连通该第一空间与该第二空间，该出气管通过该隔板以及该第二空间而连通该第一空间与该排气端；
该延伸管段的后端连接该排气尾桶的进气端，并且该排气尾桶的该内管连接一后段触媒转换器，连接该进气端的该内管通过该后段触媒转换器连通该第二空间，该后段触媒转换器与该前置触媒转换器实质相同且尺寸相当。
6.根据权利要求1所述的具有触媒转换器的排气装置，其特征在于，该排气尾桶前、后两端分别为一进气端与一排气端，且该排气尾桶包括一桶壳、一隔板、一内管、一回压管及一出气管，该桶壳内具有一内桶空间，该隔板设于该桶壳内，并将该内桶空间分隔成由前往后依序排列的第一空间及第二空间，该内管设于该桶壳内并能自该进气端朝后通过该第一空间而连通该第二空间，该回压管穿设于该隔板中并连通该第一空间与该第二空间，该出气管通过该隔板以及该第二空间而连通该第一空间与该排气端；
该排气管包括一后管段，该后管段位于该延伸管段的后方且连接该排气尾桶的该进气端，该延伸管段的后端与该后管段的前端之间装设一中段触媒转换器，该后管段的管径与该延伸管段的管径相当；
该排气尾桶的该内管连接一后段触媒转换器，连接该进气端的该内管通过该后段触媒转换器连通该第二空间，该后段触媒转换器、中段触媒转换器皆与该前置触媒转换器实质相同且尺寸相当。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |