CN1225413A - 内燃机中的带催化剂排气装置 - Google Patents

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Abstract

在排气管内设置筒形金属催化剂,将该金属催化剂通过缓冲体支承在排气管内,废气不受缓冲体妨碍地顺利流动,减少废气的流动阻力,提高废气的反应净化率。在排气管P内设置具有缓冲体6的催化剂保持具Hc,将筒形金属催化剂C通过后部撑架10可滑动地支承在缓冲体6上并与缓冲体6分开,在该催化剂C与缓冲体6之间形成废气流通路11。

Description

内燃机中的带催化剂排气装置
本发明涉及内燃机中的、特别是适用于机动二轮车、机动三轮车的驱动用内燃机中的带催化剂排气装置。
现有的公知技术是，在机动二轮车的内燃机排气系统内配置筒形的催化剂，使来自内燃机的废气发生反应使其净化(日本特开平9-53441号公报)。
但是，该现有的带催化剂排气装置中，配置在排气管内的筒形催化剂，由沿排气管内面设置的玻璃棉等做成的缓冲体以密接状态支承着，所以，在排气管与筒形催化剂间流动的废气受缓冲体妨碍，使该废气的流动阻力增大，并且，废气与催化剂的接触面积减少，从而使废气的反应净化率降低。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种内燃机中的带催化剂排气装置。本发明的装置，通过缓冲体缓冲地将筒形催化剂支承在排气管内，并且，能尽可能地减少流经催化剂的废气的流动阻力。
为了达到上述目的，本发明的内燃机中的带催化剂排气装置是，在与内燃机的排气口连接着的排气管内设置筒形的催化剂，用设在排气管内的缓冲体支承该催化剂；其特征在于，在排气管内设置具有缓冲体的催化剂保持具，将催化剂通过撑架可滑动支承在该缓冲体上并与该缓冲体分开，在催化剂与缓冲体之间形成废气的流通路。根据该特征，筒形催化剂缓冲地并可滑动地支承在排气管上，流过排气管内的废气不受缓冲体的妨碍地，阻力较小地顺利地在催化剂外周流动，提高内燃机的输出功率，提高催化剂对废气的反应净化率。
图1是备有本发明装置的机动二轮车的侧面图。
图2是排气系统的催化剂安装部分的纵断面图。
图3是沿图2中3-3线的放大断面图。
图4是沿图2中4-4线的放大断面图。
图5是沿图2中5-5线的放大断面图。
图6是沿图5中6-6线的断面图。
图7是排气系统的消音器的纵断面图。
图8是沿图7中8-8线的断面图。
图9是沿图7中9-9线的断面图。
图10是沿图7中10-10线的断面图。
图11是排气系统的催化剂安装部的横断面图。
图12是沿图11中12-12线的断面图。
下面，参照附图说明本发明的实施例。
在以下的说明中，前后、左右、上下是相对机动二轮车的前进方向而言的。
先参照图1至图10说明将本发明装置用于机动二轮车的第1实施例。图1是备有本发明装置的机动二轮车的侧面图。图2是排气系统的催化剂安装部分的纵断面图。图3是沿图2中3-3线的放大断面图。图4是沿图2中4-4线的放大断面图。图5是沿图2中5-5线的放大断面图。图6是沿图5中6-6线的断面图。图7是排气系统的消音器的纵断面图。图8是沿图7中8-8线的断面图。图9是沿图7中9-9线的断面图。图10是沿图7中10-10线的断面图。
图1中，机动二轮车的车架F上，搭载着其行驶用的内燃机E。在该内燃机E的头部前面开设着排气口Pe，排气系统EX与该排气口Pe连通连接。
当内燃机E为多气缸时，排气系统EX通过排气歧管与排气口连通连接。
排气系统EX从内燃机E的前方，通过内燃机E的一侧朝着车架F的后方延伸，其后端部通过机动二轮车的后车轮Wr的侧方，其出口朝着后方向大气开放。构成排气系统EX后部的后述消音器M上，焊接着吊架Ha，消音器M即排气系统EX的后部通过该吊架Ha用螺栓、螺母等可装卸地悬吊支承在车架F上。
下面，参照图2至图10详细说明排气系统EX的构造。该排气装置EX中，排气管P成一体地连通连接于内燃机E的排气口Pe，消音器M成一体地连接于该排气管P的后部。
排气管P内，安装着后述的筒形金属催化剂C，从内燃机E排出的废气在通过排气管P期间，其HC、CO、NOx等有害成分被金属催化剂C反应净化后，通过消音器M排放到大气中。
排气管P由上游侧排气管1和连接于其下游端的下游侧排气管2构成。上游侧排气管1向下弯曲成凹状，在其上游端固定着连接法兰，该连接法兰11用螺栓等固定零件3固定于在内燃机E的前面开口的排气口Pe的安装座上。上游侧排气管1的下游端，插入下游侧排气管2的上游端，用焊接等连接成一体。上述下游侧排气管2，是在短的上游侧部分2u的后端，用焊接一体地连接比其长的下游侧部分2d而构成的。
下游侧排气管2的下游侧部分2d形成为直状，在其内部安装着同样为直状的筒形金属催化剂C。该金属催化剂C是这样构成的，即，在SUS板等耐热性金属板上穿设多个小孔91，形成为穿孔板，用该穿孔板形成两端开放的筒形催化剂本体9，在该催化剂本体9的内外面载持催化剂元素。
如图2、图3所示，上述筒形金属催化剂C的前部，通过前部撑架4以固定状态支承在下游侧排气管2上。上述前部撑架4由横断面为长圆形的中空筒体构成，其短径部41的内周面通过焊接等固定在金属催化剂C的前部外周面；其长径部42的外周面通过焊接等固定在下游侧排气管2的前部内周面。因此，筒形金属催化剂C的前部通过上述撑架4固定支承在下游侧排气管2的前部，在该下游侧排气管2与金属催化剂C之间形成环形的废气通路。
如图2、图5、图6所示，上述金属催化剂C的后部通过催化剂保持具Hc沿长度方向可滑动地支承于下游侧排气管2。上述催化剂保持具Hc设于下游侧排气管2的下游侧部分2d的中途，在直径大于下游侧部分2d的短圆筒形保持具盒5的环形空隙部内，装填着缓冲体6，沿着该缓冲体6的内周面设有与下游侧排气管2的下游侧部分2d略同径的环形支承筒7。上述保持具盒5通过焊接一体地固定在下游侧排气管2的下游侧部分2d的、分割为前后的前部分与后部分之间。上述支承筒7在其周壁上穿设着若干个通气孔8，通过该通气孔8使废气在缓冲体6内流通，可吸收减少该废气音。上述缓冲体6是用SUS棉形成为网状。
如图5、图6所示，金属催化剂C后端的、与催化剂保持具Hc对应部分的外周面，通过焊接等固定着后部撑架10的短径部101的内周面，该后部撑架10由与前部撑架4相同横断面的长圆形中空筒体构成。该后部撑架10的长径部102的外周面沿轴方向可滑动地支承在催化剂保持具Hc的支承筒7的内周面。因此，筒形金属催化剂C的后部可通过催化剂保持具Hc相对于下游侧排气管2可在长度方向滑动，相对于下游侧排气管2容许由金属催化剂C的热引起的胀缩，另外，该金属催化剂C通过缓冲体6缓冲地支承在下游侧排气管2上，金属催化剂C的后部外周面与催化剂保持具Hc的缓冲体6之间分开，形成废气的流通路11。这样，流经金属催化剂C的废气不受缓冲体6妨碍，流动阻力小地通过其流通路11流动。
如图2、图4所示，下游侧排气管2的大部分被保温筒12包覆着。该保温筒12是在前部保温筒121的后端通过焊接等一体地连接着后部保温筒122而构成的。其前端通过焊接等固定在下游侧排气管2的上游端，在保温筒12的后端，以略180°相位差形成一对横断面为U字形的夹紧部13，这些夹紧部13的内面与下游侧排气管2的后部外周面密接，保温筒12的后端支承在下游侧排气管2上。
上述保温筒12能对金属催化剂C保温，提高反应净化性能，同时，抑制排气管P的热向外部发散，减低消音器M对外筒18的不良热影响。
如图2所示，下游侧排气管2的上游侧部分2u上，通过焊接等固定着短的中空圆筒形变色防止筒15。该变色防止筒15设于下游侧排气管2与保温筒12之间，在它们之间分别形成空隙。下游侧排气管2的被上述变色防止筒15覆盖着部分沿周方向隔开间隔地穿设着由若干个小孔构成的废气迂回孔16。从内燃机E经过上游侧排气管1流到下游侧排气管2的废气的一部分，通过废气迂回孔16从下游侧排气管2与保温筒12之间朝后方迂回流动，这样，减小了废气的排气阻力，提高内燃机E的输出，另外，可提高中、低速运转区域的输出。
上述下游侧排气管2和保温筒12从构成排气系统EX的后半部的消音器M的入口侧插入该消音器M内，该消音器M的入口端通过焊接等固定在前部保温筒121的前端外周，下游侧排气管2的下游侧部分2d一直延伸至消音器M的中途。
如图7、图8所示，消音器M的外筒18由截头圆锥形前部外筒18f和圆筒形后部外筒18r构成。前部外筒18f呈朝后方扩开状，后部外筒18r通过焊接等固定在前部外筒18f的后端部。在后部外筒18r内留有环形空隙地设置着内筒19。该内筒19内由第1隔壁20、第2隔壁21和内筒19的后壁191区分为第1室23、第2室24和第3室25。第1室23与第3室25之间，由连接于第1隔壁20和第2隔壁21间的第1连通管26相互连通。第3室25与第2室24之间，由悬臂支承于第2隔壁21的第2连通管27相互连通。第2室24与大气之间，由连接于第1隔壁21和外筒18的后壁181间的第3连通管28连通。
从下游侧排气管2通过金属催化剂C被反应净化后的废气，流入消音器M内，在这里从第1室23通过第1连通管26流入第3室25，再从该第3室25通过第2连通管27流入第2室24，再从第2室24通过第3连通管28排放到大气中。在此期间，废弃在消音器M内反复膨胀和收容，在消音器M内的第1、第3和第2室23、25、24内迂回流动，有效地被减音后排放到大气中。
下面说明第1实施例的作用。由内燃机E的运转产生的废气，从其排气口Pe经过上游侧排气管1流向下游侧排气管2，由设在下游侧排气管2内的筒形金属催化剂C反应除去其中含有的有害成分后，流向消音器M，在这里被减音后排放到大气中。
由于金属催化剂C与缓冲地支承着它的催化剂保持具Hc的缓冲体6之间是分开的，它们之间形成废气的流通路11，所以，在金属催化剂C外侧流动的废气不受缓冲体6的妨碍，其流动不产生紊乱，顺利地流动，这样，不仅减少排气阻力，提高内燃机E的输出，而且，增大废气与金属催化剂C的接触面积，可提高催化剂C的废气净化率。
下面参照图11、图12说明本发明的第2实施例。
图11是排气系统的催化剂安装部的横断面图。图12是沿图11中12-12线的断面图。与上述第1实施例中相同的部件注以相同标记。
该第2实施例中，催化剂保持具Hc的构造与第1实施例不同。该催化剂保持具Hc由保持具盒5和装填在该保持具盒5内的缓冲体6构成。该缓冲体6的内面直接接触下游侧排气管2内的、固定在金属催化剂C上的椭圆形断面的后部撑架10的外周面，并沿轴方向可滑动地被支承着。第2实施例中省略了第1实施例中的支承筒。
第2实施例中，筒形金属催化剂C的后部，沿轴方向可滑动地由催化剂保持具Hc的缓冲体6支承着，金属催化剂C与缓冲体6之间分开，在它们之间可形成废气的流通路11，起到与上述第1实施例同样的效果，另外，由于省略掉了上述支承筒(第1实施例)，所以减少零件数目，可降低排气装置的成本。
上面说明了本发明的实施例，但本发明并不限于上述实施例，在本发明范围内还可作出各种实施例。例如，上述实施例中，说明了本发明装置适用于机动二轮车用内燃机的排气系统，但是，本发明也适用于其它车辆、其它机器用内燃机的排气系统。另外，上述实施例中，说明了是采用金属催化剂C作为筒形催化剂，但是也可以采用非金属的其它催化剂来代替金属催化剂C。另外，上述实施例中，是采用SUS棉作为缓冲体，但也可以采用其它公知的缓冲体。
如上所述，根据本发明的带催化剂排气装置，在排气管内设置带缓冲体的催化剂保持具，将催化剂通过撑架可滑动地支承在该缓冲体上并与该缓冲体分开，在催化剂与缓冲体之间形成废气的流通路，所以，在排气管内流动的废气不受支承催化剂的缓冲体妨碍，流动阻力小地在该催化剂的外周顺利流动，减小废气阻力，提高内燃机的输出，提高催化剂对废气的反应净化率。

Claims (1)

1．一处内燃机中的带催化剂排气装置，在与内燃机(E)的排气口(Pe)连接的排气管(P)内，设置筒形的催化剂(C)，用设在排气管(P)内的缓冲体(6)支承该催化剂(C)；其特征在于，在排气管(P)内设置具有缓冲体(6)的催化剂保持具(Hc)，将该催化剂(C)通过撑架(10)可滑动地支承在该缓冲体(6)上，并与该缓冲体(6)保持间距，在催化剂(C)与缓冲体(6)之间形成废气的流通路(11)。
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