JP2005054662A - Exhaust device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特許文献1にあるように、車両に搭載された内燃機関から排出される排気を触媒コンバータにより浄化し、触媒コンバータから消音器に送り、消音器から排出する車両用排気装置に関する。
The present invention relates to a vehicle exhaust device that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine mounted on a vehicle by a catalytic converter, sends the catalyst converter to a silencer, and discharges the noise from the silencer, as disclosed in
従来より、車両に搭載された内燃機関の排気系は、内燃機関からの排気を排気マニホールドにより集合してから、三元触媒が設けられた触媒コンバータに送って、排気を浄化する。この三元触媒は、通常、300℃程度以上で活性化する。触媒コンバータからの排気を消音器に送って、排気の消音を図った後、排気するように構成されている。また、消音器は副消音器と主消音器とを備えたものもある。
しかしながら、こうした従来のものでは、排気が高温であるために、耐熱性を考慮する必要があり、排気系の構造には耐熱性のある材料を用いなければならず、排気系の構造重量が重く、高温の排気であるために、熱害対策を考慮しなければならないという問題があった。 However, in such a conventional system, since the exhaust gas is at a high temperature, it is necessary to consider heat resistance, and a heat-resistant material must be used for the exhaust system structure, and the exhaust system structure is heavy. Because of the high-temperature exhaust, there was a problem that countermeasures against heat damage had to be considered.
本発明の課題は、熱害対策が容易で、小型・軽量の車両用排気装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a small and lightweight vehicle exhaust device that is easy to take measures against heat damage.
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
車両に搭載した内燃機関からの排気を触媒コンバータを介して消音器に送り、該消音器から排出する車両用排気装置において、
前記触媒コンバータと前記消音器との間に熱交換器を配置すると共に、前記熱交換器は冷却液により前記排気を冷却することを特徴とする車両用排気装置がそれである。
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
In a vehicle exhaust system for sending exhaust gas from an internal combustion engine mounted on a vehicle to a silencer via a catalytic converter and discharging the silencer,
A heat exchanger is disposed between the catalytic converter and the silencer, and the heat exchanger cools the exhaust with a coolant, which is a vehicle exhaust device.
前記冷却液は、前記内燃機関に冷却液を供給するラジエータから供給されるものであってもよい。また、前記消音器を車両のバンパーに配置してもよい。 The coolant may be supplied from a radiator that supplies coolant to the internal combustion engine. Further, the silencer may be disposed in a vehicle bumper.
前述したように本発明の車両用排気装置は、熱害対策が容易で、小型化・軽量化を図ることができるという効果を奏する。 As described above, the vehicle exhaust device of the present invention has an effect that it is easy to take measures against heat damage and can be reduced in size and weight.
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、1は内燃機関で、図示しない車両に搭載されている。内燃機関1は、液冷式で、ラジエータ2により冷却された冷却液が内燃機関1に供給される。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1,
内燃機関1からの排気は、排気マニホールド4により集合されて、排気管6に導かれ、排気管6から触媒コンバータ8に導出される。排気は、更に、触媒コンバータ8から熱交換器10に供給される。熱交換器10は、供給される排気と冷却液との間で熱交換を行ない、排気を冷却して排出するものである。
Exhaust gas from the
冷却液は、本実施形態では、ラジエータ2から供給されるように接続されており、熱交換器10内の図示しない細管内を通過する排気を細管の外部から冷却液により冷却するように構成されている。高温となった冷却液はラジエータ2に戻され、ラジエータ2で冷却された後、再び、熱交換器10に循環供給される。尚、ラジエータ2は、内燃機関1の冷却用と兼用しているが、これに限らず、熱交換器10用の専用のラジエータを設けるようにしてもよい。
In the present embodiment, the coolant is connected so as to be supplied from the
熱交換器10を通過した排気は、排気管12を通って消音器14に導かれ、消音器14を通り、テールパイプ16から大気中に排出されるように構成されている。消音器14は、従来の消音器を小型化して車両の底面に配置してもよいし、本実施形態のように、図2、図3に示すように、車両後部のバンパー18内に配置することもできる。 The exhaust gas that has passed through the heat exchanger 10 is guided to the silencer 14 through the exhaust pipe 12, passes through the silencer 14, and is discharged from the tail pipe 16 into the atmosphere. The silencer 14 may be disposed on the bottom surface of the vehicle by reducing the size of the conventional silencer, or may be disposed in the bumper 18 at the rear of the vehicle as shown in FIGS. 2 and 3 as in the present embodiment. You can also
消音器14は、バンパー18内にそれぞれ形成された、共鳴室20、拡張室22、最終室24を備えている。拡張室22には、排気管12が開口されており、共鳴室20と拡張室22とは連通管26により接続されている。拡張室22を通過した排気は、最終室24を通って、テールパイプ16から排出されるように構成されている。
The silencer 14 includes a
次に、前述した本実施形態の車両用排気装置の作動について説明する。
内燃機関1の運転に伴って、冷却液がラジエータ2を通って冷却されて、内燃機関1に供給される。この冷却液により内燃機関1が冷却され、高温の冷却液は再びラジエータ2に戻されて冷却され、内燃機関1とラジエータ2との間で循環しながら、内燃機関1を冷却する。
Next, the operation of the above-described vehicle exhaust device of the present embodiment will be described.
In accordance with the operation of the
内燃機関1から排出される排気は、排気管6を通って触媒コンバータ8に導入され、排気の浄化が行われる。触媒コンバータ8を通った排気は、熱交換器10に導入されて、排気と冷却液との間で熱交換が行われて、排気が冷却される。温度が上昇した冷却液は熱交換器10からラジエータ2に戻される。ラジエータ2で冷却された冷却液は再び熱交換器10に供給されて、排気を冷却する。
Exhaust gas discharged from the
例えば、800℃前後の温度の排気が、熱交換器10に導入され、熱交換器10で冷却されると、150℃前後の温度の排気となって消音器14に排出される。排気が650℃前後冷却されると、排気の圧力がそれに応じて低下する。熱交換器10は、触媒コンバータ8の下流側に設けられているので、触媒コンバータ8には高温の排気が導入され、触媒の活性を阻害しない。
For example, when an exhaust gas having a temperature of about 800 ° C. is introduced into the heat exchanger 10 and cooled by the heat exchanger 10, the exhaust gas has a temperature of about 150 ° C. and is discharged to the silencer 14. When the exhaust is cooled around 650 ° C., the pressure of the exhaust decreases accordingly. Since the heat exchanger 10 is provided on the downstream side of the
冷却されて圧力が低下した排気は、消音器14に導入されて、消音器14、テールパイプ16から大気中に排出される。排気が消音器14を通過することにより、騒音の低減が図られる。消音器14に導入される際に、排気が冷却されて排気圧力が低下しているので、消音器14の消音効果が向上する。 Exhaust gas whose pressure has been reduced due to cooling is introduced into the silencer 14 and discharged from the silencer 14 and the tail pipe 16 into the atmosphere. As the exhaust gas passes through the silencer 14, noise can be reduced. When introduced into the silencer 14, the exhaust is cooled and the exhaust pressure is reduced, so that the silencing effect of the silencer 14 is improved.
例えば、図4に、熱交換器10を通過しない排気を消音器14に導入した場合の音圧レベルを二点鎖線で示し、熱交換器10を通過した排気を同じ消音器14に導入した場合の音圧レベルを実線で示す。このように、熱交換器10を通過させた場合には、音圧レベルを大きく低減することができる。 For example, in FIG. 4, the sound pressure level when exhaust gas that does not pass through the heat exchanger 10 is introduced into the silencer 14 is indicated by a two-dot chain line, and exhaust gas that has passed through the heat exchanger 10 is introduced into the same silencer 14. The sound pressure level is indicated by a solid line. Thus, when the heat exchanger 10 is passed, the sound pressure level can be greatly reduced.
従って、熱交換器10を小型化した場合でも、熱交換器10を設けなかった場合の消音性能と同等のレベルを維持することができる。よって、消音器14を小型化して、バンパー18内に配置することが可能となる。また、消音器14に導入される排気は、熱交換器10により冷却されているので、消音器14をアルミニウムや樹脂等の耐熱性は低いが軽量の材料で形成することもできる。 Therefore, even when the heat exchanger 10 is downsized, it is possible to maintain a level equivalent to the silencing performance when the heat exchanger 10 is not provided. Therefore, the silencer 14 can be downsized and disposed in the bumper 18. Further, since the exhaust gas introduced into the silencer 14 is cooled by the heat exchanger 10, the silencer 14 can be formed of a light material having low heat resistance such as aluminum or resin.
図3に示すように、排気管12を介して消音器14に導入される排気は、拡張室22により、拡張されると共に、共鳴室20の共鳴効果により消音される。そして、最終室24、テールパイプ16を介して大気中に排出される。このように、バンパー18内に配置した小型の消音器14でも、十分な消音性能を得ることができるようになる。
As shown in FIG. 3, the exhaust introduced into the silencer 14 via the exhaust pipe 12 is expanded by the expansion chamber 22 and is silenced by the resonance effect of the
よって、消音器14の小型化を図ることができるので、重量を低減できる。また、バンパー18内に消音器14を配置できるので、車両床下の空間の自由度が向上する。更に、消音器14に導入される排気は、熱交換器10により冷却されているので、バンパー18内に配置しても、熱害対策は不要であり、樹脂製のバンパー18であっても配置できる。 Therefore, since the size of the silencer 14 can be reduced, the weight can be reduced. Moreover, since the silencer 14 can be disposed in the bumper 18, the degree of freedom of the space under the vehicle floor is improved. Further, since the exhaust gas introduced into the silencer 14 is cooled by the heat exchanger 10, no measures against heat damage are required even if it is disposed in the bumper 18, and even if it is a resin bumper 18. it can.
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。 The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
1…内燃機関 2…ラジエータ
4…排気マニホールド 6,12…排気管
8…触媒コンバータ 10…熱交換器
14…消音器 16…テールパイプ
18…バンパー 20…共鳴室
22…拡張室 24…最終室
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記触媒コンバータと前記消音器との間に熱交換器を配置すると共に、前記熱交換器は冷却液により前記排気を冷却することを特徴とする車両用排気装置。 In a vehicle exhaust system for sending exhaust gas from an internal combustion engine mounted on a vehicle to a silencer via a catalytic converter and discharging the silencer,
An exhaust system for a vehicle, wherein a heat exchanger is disposed between the catalytic converter and the silencer, and the heat exchanger cools the exhaust with a coolant.
The vehicle exhaust system according to claim 1 or 2, wherein the silencer is disposed in a bumper of the vehicle.
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2003
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