CN1834440A - 用于内燃机的排气再循环装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种排气再循环装置(10)，该装置具有通过在将排气从内燃机向进气管再循环的排气再循环管(12)中进行氧化而去除碳氢化合物的催化剂部(14)。该催化剂部(14)设置成与所述内燃机的排气管(20)的外表面接触。

Description

用于内燃机的排气再循环装置
此非临时申请基于2005年3月15日提交日本专利局的日本专利申请No.2005-073080，该专利申请的全部内容通过引用结合在此。
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的排气再循环装置。
背景技术
排气再循环装置(下文称为EGR装置)是公知的将从内燃机的燃烧室排放到排气管的排气再循环入进气管以抑制燃烧温度的升高、从而减少当内燃机运行时形成的排气中的氮氧化物的装置。当采用这种EGR装置时，可抑制燃烧温度的升高，并可减少氮氧化物的形成。另一方面，排气中包含的未燃烧的碳氢化合物的量增加，并且碳氢化合物沉积在EGR装置的部件上，使所述部件恶化。因此，如同例如在日本专利未审定公开No.11-125148中公开的，已提出设置有用于通过氧化去除碳氢化合物的催化剂的EGR装置。
然而，当如同在冷启动时催化剂具有低的温度且没有激活时，未燃烧的碳氢化合物不能通过氧化完全去除。为了处理这种问题，已提出例如通过设置用于加热催化剂的加热器来升高催化剂的温度的技术。然而，在这种情况下，部件的数量增加，导致诸如EGR装置的尺寸增加和成本增加的新问题。
发明内容
本发明鉴于这些问题而提出，并且本发明的一个目的是提供一种能够利用简单的结构迅速升高催化剂的温度的排气再循环装置。
本发明是一种具有通过在将排气从内燃机向进气管再循环的排气再循环管中进行氧化而去除碳氢化合物的催化剂部的排气再循环装置，所述催化剂部设置成与所述内燃机的排气管的外表面接触。
根据这种结构，通过氧化去除碳氢化合物的催化剂部设置成与内燃机的排气管的外表面接触。因此，催化剂部直接接收来自被从燃烧室排出的热排气加热的热排气管的外表面的热。从而，可利用简单的结构迅速升高催化剂的温度。
优选地，所述催化剂部设置成与所述排气管的外表面的上部接触。
根据这种结构，由于催化剂安装到排气管的外表面的上部，即，排气管的外表面中释放最大量热的部位，所以能够有效地升高催化剂的温度。
更优选地，所述催化剂部设置成与所述内燃机的排气歧管的外表面接触。
根据这种结构，催化剂部设置成与位于内燃机的排气管的上游处的排气歧管的外表面接触。换句话说，催化剂部与排气管中具有最高温度的部位接触。因此，能更迅速地升高催化剂的温度。
当催化剂部设置成与内燃机的排气歧管的外表面接触时，如果催化剂部设置在其中独立地布置了构成排气歧管的支管的位置，则催化剂部的某些部分(区域)与排气歧管接触，而催化剂部的另一些部分不与排气歧管接触。在这种情况下，不与排气歧管接触的催化剂部的部分跟与排气歧管接触的部分相比难以进行加热，从而变得难以均匀地加热整个催化剂部。
因此，更优选地，所述催化剂部设置成与构成所述排气歧管的支管被连接处的连接部的外表面接触。结果，催化剂部与排气歧管均匀地接触，从而可均匀地加热整个催化剂部。
更优选地，催化剂部设置成其纵向基本垂直于所述支管延伸的方向取向。
根据这种结构，在催化剂部与排气歧管之间可获得更大的接触区域，从而可紧凑地设计整个排气再循环装置。
附图说明
由下面结合附图对本发明的详细说明可更清楚本发明的上述和其它目的、特征、方面及优点。
图1是根据本发明的排气再循环装置的俯视图；
图2是从图1中的方向A看时排气再循环装置的侧视图；
图3是示出根据本发明的排气再循环装置的一个变型的俯视图；
图4是示出根据本发明的排气再循环装置的另一个变型的俯视图；
图5是示出根据本发明的排气再循环装置的另一个变型的侧视图；
图6是示出根据本发明的排气再循环装置的另一个变型的侧视图。
具体实施方式
下面参照图1和图2说明根据本发明的实施例的排气再循环装置(下文称为EGR装置)10。
如图1中所示，排气管20包括排气歧管22。
排气歧管22是具有包括支管22a1至22a4的支管部22a以及支管22a1至22a4被连接的连接部22b的歧管。排气歧管22将排气从未示出的内燃机的燃烧室引入排气管20的下游侧。在本实施例中，排气歧管22由铁基材料制成。未示出的涡轮增压器连接到排气管22下游的位置。
如图1中所示，EGR装置10包括排气再循环管(下文称为EGR管)12，催化剂部14，以及未示出的EGR冷却器等。
EGR管12在排气上游侧的一端连接到排气歧管22，EGR管12在排气下游侧的另一端连接到未示出的进气管。因此，排气歧管22连接到该进气管。
EGR管12设置有用于通过氧化去除从燃烧室排出的未燃烧的碳氢化合物的催化剂部14。如图1中所示，催化剂部14具有沿EGR管12的轴线方向(由箭头C所指示的方向)延伸的圆筒形，并设置成与排气歧管22的连接部22b的外表面接触，其纵向(由箭头C所指示的方向)垂直于排气歧管22的支管22a1至22a4延伸的方向(由箭头M所指示的方向)取向。催化剂部14包括容纳未示出的贵金属催化剂的圆筒形盖14a，用于将盖14a固定到排气歧管22的支架14b，以及用于将支架14b固定到排气歧管22的螺栓14c。通过将螺栓14c固定到在排气歧管22中形成的未示出的螺栓孔，而将盖14a经由支架14b固定到排气歧管22。
具体地，如图2中所示，支架14b具有半圆形的凹入形状，以与圆筒形盖14a的下部的形状配合。根据这种结构，催化剂部14的盖14a安装成与排气歧管22的外表面的上部接触。构成催化剂部14的盖14a、支架14b和螺栓14c以及EGR管12全都由铁基材料制成。在本实施例中，采用在高温时被激活且具有改进的通过氧化去除碳氢化合物的能力的贵金属催化剂作为设置在催化剂部14内的催化剂。
下面说明根据本发明的排气再循环装置10的功能。
当内燃机开始运行时，从燃烧室排出的热排气排放到排气歧管22。热排气加热排气歧管22以升高其温度。特别地，由于排气歧管22内的热交换，排气歧管22的外表面的上部比该外表面的其它部分释放更多的热。由于催化剂部14与排气歧管22的外表面的上部接触，催化剂部14的温度也随着排气歧管22的温度的升高而迅速升高。
根据上述实本施例，可获得以下效果。
(1)如图1和图2所示，通过氧化去除碳氢化合物的催化剂部14的盖14a设置成与内燃机的排气歧管22的外表面接触。因此，盖14a直接接收来自被从燃烧室排出的热排气加热的热排气管中具有最高温度的排气歧管22的外表面的热。从而，可利用简单的结构迅速升高催化剂的温度。
(2)由于催化剂部14安装到排气歧管22的外表面的上部，即，排气歧管22的外表面中释放最大量热的部位，所以能够有效地升高催化剂的温度。
(3)当催化剂部设置成与内燃机的排气歧管的外表面接触时，如果催化剂部设置在其中独立地布置了构成排气歧管的支管的位置，则催化剂部的某些部分与排气歧管接触，而催化剂部的另一些部分不与排气歧管接触。在这种情况下，不与排气歧管接触的催化剂部的部分跟与排气歧管接触的部分相比难以进行加热，从而变得难以均匀地加热整个催化剂部。
相反，根据本发明，如图1和图2所示，催化剂部14与构成排气歧管22的支管22a1至22a4被连接处的连接部22b的外表面接触。因此，催化剂部14与排气歧管22均匀地接触，从而可均匀地加热整个催化剂部14。
(4)催化剂部14设置成其纵向基本垂直于支管22a1至22a4延伸的方向取向。根据这种结构，在催化剂部14与排气歧管22之间可获得更大的接触区域，从而可紧凑地设计整个排气再循环装置10。
(5)由于当内燃机运行时变热的排气歧管22的外表面与同样变热的催化剂部14接触，这些热部位位于一个位置。这可简化用于防止周围部件被热损坏的对策，例如通过隔热层。
应当注意，可如下所述修改上述本实施例。
催化剂部14的安装方式并不限于上述实施例中所示的方式，具体地，盖14a经由支架14b固定到排气歧管22上的方式。盖14a可设置成不通过支架与排气歧管22的外表面接触，例如，通过将安装到盖14a上的支架14b固定到诸如气缸盖的、除排气歧管22之外的位置。在这种情况下，从排气歧管22的外表面到盖14a内的催化剂的热传递更直接地进行，更迅速地升高催化剂的温度。
催化剂部14的安装方向并不限于上述实施例中所示的方向，具体地，该方向使得催化剂部14设置成其纵向基本垂直于支管22a1至22a4延伸的方向取向。例如，催化剂部14可设置成其纵向沿着支管22a1至22a4延伸的方向取向。
催化剂部14的安装位置并不限于上述实施例中所示的位置，具体地，构成排气歧管22的支管22a1至22a4被连接的连接部22b。例如，如图3中所示，催化剂部14可安装到比连接部22b更靠近排气的上游侧且具有独立地设置的、构成排气歧管22A的支管22a1至22a4的位置。此外，如图4中所示，催化剂部14可部分地与排气歧管22B的外表面的上部偏离。在这些情况下，通过与排气歧管22A和22B接触的部位，也可升高催化剂的温度。
催化剂部14的安装位置并不限于上述实施例中所示的位置，具体地，排气歧管22的外表面的上部。根据内燃机的布局等，催化剂部14的安装位置也可以如下所述改变。例如，如图5中所示，催化剂部14可安装成与排气歧管22C的外表面的下部接触。此外，如图6中所示，催化剂部14可安装成与排气歧管22D的外表面的侧部接触。考虑到催化剂部14从排气歧管22接收的热量、内燃机的布局的限制等，期望将催化剂部14安装到排气歧管的外表面上最适当的位置。
催化剂部14的安装位置并不限于上述实施例中所示的位置，具体地，排气歧管22的外表面。例如，可将其安装到在排气管20中而不是排气歧管22上的位置。简而言之，只要将催化剂部14设置成与内燃机的排气管20的外表面接触，该催化剂部可设置在任何位置。
尽管已详细说明和示出了本发明，但是应清楚地理解这仅是示意性和示例性而并非限制性的，本发明的精神和范围仅由所附的权利要求的款项限制。

Claims (5)

1.一种排气再循环装置，该装置具有通过在将排气从内燃机向进气管再循环的排气再循环管中进行氧化而去除碳氢化合物的催化剂部，其特征在于，
所述催化剂部设置成与所述内燃机的排气管的外表面接触。
2.根据权利要求1所述的排气再循环装置，其特征在于，所述催化剂部设置成与所述排气管的外表面的上部接触。
3.根据权利要求1所述的排气再循环装置，其特征在于，所述催化剂部设置成与所述内燃机的排气歧管的外表面接触。
4.根据权利要求3所述的排气再循环装置，其特征在于，所述催化剂部设置成与构成所述排气歧管的支管被连接的连接部的外表面接触。
5.根据权利要求3或4所述的排气再循环装置，其特征在于，所述催化剂部设置成其纵向基本垂直于所述支管延伸的方向取向。
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