JP2006274821A - Exhaust device of internal combustion engine - Google Patents

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Hajime Yasuda
肇 安田
Takao Inoue
尊雄 井上
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the sealability of a valve by preventing deposit components from being adhered to the valve installed in an exhaust pipe. <P>SOLUTION: This exhaust device of an internal combustion engine 2 comprises a main exhaust pipe 10 for passing exhaust gases discharged from the internal combustion engine 2, a bypass exhaust pipe 20 branching from and converging to the main exhaust pipe 10, a main catalyst device 40 installed in the main exhaust pipe 10, a bypass catalyst device 21 installed in the bypass exhaust pipe 20, and a flow switching part 30 installed in the main exhaust pipe 10 and switching the flow of exhaust gases. The flow switching part 30 comprises a seat 31 in which an opening part 31a is formed, a cover 32 seated on the seat 31 and closing the opening part 31a, and a cover rotating means converting the force of the cover 32 pressing the seat 31 into a force for rotating the cover 32 about the opening part 31a on the seat 31. When the cover 32 is seated on the seat 31, it is rotated by a prescribed amount while coming into contact with the seat 31. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気装置に関する。   The present invention relates to an exhaust device for an internal combustion engine.

自動車の排ガス浄化装置として、白金、ロジウム等を担持した担体を用いるものが知られている。このような排ガス浄化装置では、触媒が活性化する温度(300〜400℃)まで上昇させる必要があり、エンジン始動直後などの低温時にはほとんど排ガスを浄化することができない。そのため、従来の排ガス浄化装置は、触媒をできるだけエンジンの近傍に配備したり触媒担体にヒータを内蔵するなどの対処を行なって早期に活性化させていた。   2. Description of the Related Art As an exhaust gas purification device for automobiles, an apparatus using a carrier carrying platinum, rhodium or the like is known. In such an exhaust gas purification device, it is necessary to raise the temperature to activate the catalyst (300 to 400 ° C.), and exhaust gas can hardly be purified at a low temperature such as immediately after the engine is started. For this reason, the conventional exhaust gas purification apparatus has been activated early by taking measures such as arranging the catalyst as close to the engine as possible or incorporating a heater in the catalyst carrier.

しかし、触媒は急激な温度変化とともに高温条件にさらされ続けると早期に劣化してしまう。そのため、むやみに触媒をエンジンに近づけることは触媒の劣化を早め、かえって排ガス浄化効率を低下させる結果となってしまう。   However, if the catalyst continues to be exposed to high temperature conditions with a rapid temperature change, it will deteriorate early. For this reason, bringing the catalyst closer to the engine unnecessarily accelerates the deterioration of the catalyst, which in turn reduces the exhaust gas purification efficiency.

そこで、この触媒の熱による劣化を防止するために、エンジン直下の排気管を分岐し、排ガスの主流路とこの主流路に並列に配設されたバイパス流路を設置する構造が提案されている。このバイパス流路には、ヒータ付触媒担体など早期に活性化する触媒装置が設置されている。また、主触媒装置は、主流路とバイパス流路が再び合流して1本の排気管となった部位に設置されている。そして、エンジン始動時など排ガスが低温のときにはバイパス流路に排ガスが流れ、排ガスが高温になったときには主流路に排ガスが流れる。このように、主流路とバイパス流路の排ガスの流れを切り替えるために、排気管内の通流を切替えるバルブが配備されている(特許文献1参照)。
特開平09−72210号公報
Therefore, in order to prevent deterioration of the catalyst due to heat, a structure has been proposed in which an exhaust pipe directly under the engine is branched and a main flow path for exhaust gas and a bypass flow path disposed in parallel with the main flow path are installed. . A catalyst device that is activated at an early stage, such as a catalyst carrier with a heater, is installed in the bypass channel. Further, the main catalyst device is installed at a site where the main flow path and the bypass flow path merge again to form one exhaust pipe. When the exhaust gas is at a low temperature, such as when the engine is started, the exhaust gas flows through the bypass channel, and when the exhaust gas becomes a high temperature, the exhaust gas flows through the main channel. Thus, in order to switch the flow of the exhaust gas in the main flow path and the bypass flow path, a valve for switching the flow in the exhaust pipe is provided (see Patent Document 1).
JP 09-72210 A

しかし、上述の自動車の排ガス浄化装置では、排ガス流路を分配するバルブ付近に排ガス中のデポジット成分が付着することによって、シール性が悪化するおそれがあった。シール性が悪化すると、エンジン始動時に排ガスが主流路にもれてしまい、排ガス浄化性能だけでなく消音性能までも悪化してしまい、排気性能全体が悪化することとなってしまった。   However, in the above-described automobile exhaust gas purification apparatus, there is a possibility that the sealing performance may be deteriorated due to deposit components in the exhaust gas adhering to the vicinity of the valve that distributes the exhaust gas flow path. When the sealing performance deteriorates, the exhaust gas leaks into the main flow path when the engine is started, and not only the exhaust gas purification performance but also the noise reduction performance is deteriorated, and the entire exhaust performance is deteriorated.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、デポジット成分の付着を防止し、バルブのシール性を向上させる内燃機関の排気装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust system for an internal combustion engine that prevents adhesion of deposit components and improves the sealing performance of a valve.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、内燃機関(2)から排出される排ガスが通過する主排気管(10)と、前記主排気管(10)から上流で分岐し、下流で合流するバイパス排気管(20)と、前記主排気管(10)と前記バイパス排気管(20)との合流部(10b)よりも排ガス流れ方向下流に設けられる主触媒装置(40)と、前記バイパス排気管(20)に設けられるバイパス触媒装置(21)と、前記主排気管(10)の排ガスの通流を切替える通流切替部(30)とを備える内燃機関(2)の排気装置であって、前記通流切替部(30)は、前記主排気管(10)内に設けられ、開口部(31a)が形成されたシート(31)と、前記シート(31)に着座して、前記開口部(31a)を閉塞する蓋(32)と、前記蓋(32)が前記シート(31)を押圧する力を前記シート(31)上で前記蓋(32)が前記開口部(31a)を中心に回転する力に変換させる蓋回転手段とを備え、前記蓋(32)が前記シート(31)に着座するときに前記シート(31)に接触しながら所定量だけ回転するようにしたことを特徴とする。   The present invention includes a main exhaust pipe (10) through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine (2) passes, a bypass exhaust pipe (20) branched upstream from the main exhaust pipe (10), and joined downstream. A main catalyst device (40) provided downstream in the exhaust gas flow direction from a junction (10b) between the main exhaust pipe (10) and the bypass exhaust pipe (20), and a bypass provided in the bypass exhaust pipe (20) An exhaust system for an internal combustion engine (2) comprising a catalyst device (21) and a flow switching section (30) for switching the flow of exhaust gas through the main exhaust pipe (10), wherein the flow switching section (30 ) Is provided in the main exhaust pipe (10) and has a seat (31) in which an opening (31a) is formed, and a lid that sits on the seat (31) and closes the opening (31a). (32) and the lid (32) attaches the sheet (31). A lid rotating means for converting the pressing force into a force for the lid (32) to rotate about the opening (31a) on the sheet (31), and the lid (32) is applied to the sheet (31). When seated, the seat (31) is rotated while being in contact with the seat (31).

本発明によれば、蓋がシートに着座するときに回転し、シートに付着したデポジットを削ぎ落とすことによって通流切替部のシール性能の悪化を防ぐことができるため、内燃機関の排気性能を向上させることができる。   According to the present invention, since the lid rotates when seated on the seat and the deposit attached to the seat is scraped off, deterioration of the sealing performance of the flow switching portion can be prevented, thereby improving the exhaust performance of the internal combustion engine. Can be made.

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明による内燃機関の排気装置を使用する排ガス浄化システムについて説明する図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining an exhaust gas purification system using an exhaust device for an internal combustion engine according to the present invention.

エンジン2から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化システム1は、主排気管10と、バイパス排気管20と、開閉バルブ30と、主触媒装置40とを有する。   An exhaust gas purification system 1 that purifies exhaust gas discharged from the engine 2 includes a main exhaust pipe 10, a bypass exhaust pipe 20, an on-off valve 30, and a main catalyst device 40.

主排気管10は、分岐部10aにてバイパス排気管20と分岐する。また、主排気管10は、合流部10bにて分岐したバイパス排気管20と再び合流する。主排気管10は、バイパス排気管20の開口面積よりも大きく形成される。主排気管10の合流部10bの下流には、主触媒装置40を備えている。   The main exhaust pipe 10 branches off from the bypass exhaust pipe 20 at the branch portion 10a. Further, the main exhaust pipe 10 joins again with the bypass exhaust pipe 20 branched at the junction 10b. The main exhaust pipe 10 is formed larger than the opening area of the bypass exhaust pipe 20. A main catalyst device 40 is provided downstream of the junction 10 b of the main exhaust pipe 10.

バイパス排気管20は、早期活性触媒装置21を備える。早期活性触媒装置21は、例えば、ヒーター付触媒装置である。早期活性触媒装置21は、主触媒装置40よりも排ガス流れ上流側に位置する。そのため、早期活性触媒装置21は、主触媒装置40に流れ込む排ガス温度と比べて高温の排ガスにさらされるように構成されている。   The bypass exhaust pipe 20 includes an early activation catalyst device 21. The early activation catalyst device 21 is, for example, a catalyst device with a heater. The early activation catalyst device 21 is located upstream of the exhaust gas flow from the main catalyst device 40. Therefore, the early activation catalyst device 21 is configured to be exposed to exhaust gas having a temperature higher than that of the exhaust gas flowing into the main catalyst device 40.

開閉バルブ30は、主排気管10に備えられる。開閉バルブ30は、主排気管10とバイパス排気管20の分岐部10aと合流部10bの間に設けられる。開閉バルブ30は、コントロールユニット3(以下「ECU」とする)の指令によって、主排気管10に排ガスを通過させるか否かが選択的に制御される。   The open / close valve 30 is provided in the main exhaust pipe 10. The on-off valve 30 is provided between the branch portion 10 a and the junction portion 10 b of the main exhaust pipe 10 and the bypass exhaust pipe 20. The on-off valve 30 is selectively controlled whether or not the exhaust gas is allowed to pass through the main exhaust pipe 10 according to a command from the control unit 3 (hereinafter referred to as “ECU”).

主触媒装置40及び早期活性触媒装置21は、排気空燃比が理論空燃比近傍のときに、排ガス中の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)を酸化すると同時に酸化窒素(NOx)を還元可能な三元触媒である。   The main catalyst device 40 and the early activation catalyst device 21 oxidize hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas and simultaneously reduce nitrogen oxide (NOx) when the exhaust air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio. Possible three-way catalyst.

排ガス浄化システム1では、エンジン始動時などのエンジン冷間時には、開閉バルブ30を閉じて、主排気管10への排ガスの通過を阻止する。そのため、エンジン2から排出された排ガスは、バイパス排気管20を通過する。バイパス排気管20に設けられている早期活性触媒装置21は、高温の排ガスやヒーターなどにより早期に活性化する。そのため、エンジン始動時のように主触媒装置40が活性化していない間は、早期活性触媒装置21が排ガスを浄化する。主触媒装置40が活性化すると、開閉バルブ30を開放して主排気管10に排ガスを通過させて排ガスを浄化する。   In the exhaust gas purification system 1, when the engine is cold such as when the engine is started, the open / close valve 30 is closed to prevent the exhaust gas from passing through the main exhaust pipe 10. Therefore, the exhaust gas discharged from the engine 2 passes through the bypass exhaust pipe 20. The early activation catalyst device 21 provided in the bypass exhaust pipe 20 is activated early by high-temperature exhaust gas or a heater. Therefore, the early activation catalyst device 21 purifies the exhaust gas while the main catalyst device 40 is not activated as when the engine is started. When the main catalyst device 40 is activated, the open / close valve 30 is opened to allow the exhaust gas to pass through the main exhaust pipe 10 to purify the exhaust gas.

図2は、本発明による第1実施形態の内燃機関の排気装置の開閉バルブ30の拡大図であり、図2(A)は全体図、図2(B)は図2(A)の部分Bの拡大図である。   FIG. 2 is an enlarged view of the opening / closing valve 30 of the exhaust device of the internal combustion engine of the first embodiment according to the present invention, FIG. 2 (A) is an overall view, and FIG. 2 (B) is a portion B of FIG. FIG.

図2(A)に示すように、開閉バルブ30は、シート31と、バルブ蓋32と、アーム33とを有する。   As shown in FIG. 2A, the opening / closing valve 30 includes a seat 31, a valve lid 32, and an arm 33.

シート31は、一定の厚みを有する板状物である。シート31は、主排気管10内に排ガスの流れ方向と垂直に設けられる。シート31には、排ガスを通過させるための円形の開口部31aを備える。シート31には、開口部31aの周囲に環状の溝部31cが形成されている。   The sheet 31 is a plate-like object having a certain thickness. The seat 31 is provided in the main exhaust pipe 10 perpendicular to the flow direction of the exhaust gas. The sheet 31 includes a circular opening 31a for allowing exhaust gas to pass therethrough. In the sheet 31, an annular groove 31c is formed around the opening 31a.

バルブ蓋32は、開口部31aよりも大きい径を有する円板状に形成される。バルブ蓋32は金属製である。バルブ蓋32とシート31との接触面32aには、シート31に形成された溝部31cと係合する凸部32bが環状に設けられている。このように、バルブ蓋32は、環状の溝部31cと凸部32bとを係合させて開口部31aを覆うことによって閉塞し、排ガスの通過を阻止する。   The valve lid 32 is formed in a disk shape having a larger diameter than the opening 31a. The valve lid 32 is made of metal. On the contact surface 32 a between the valve lid 32 and the seat 31, a convex portion 32 b that engages with a groove portion 31 c formed in the seat 31 is provided in an annular shape. Thus, the valve lid 32 is closed by engaging the annular groove 31c and the convex portion 32b to cover the opening 31a, thereby preventing the passage of exhaust gas.

図2(B)に示すように、凸部32bの幅は、溝部31cの幅よりも狭く形成される。また、凸部32bは、バルブ蓋32をシート31に着座させたときに凸部32bの突出面32cと溝部31cの底面31dの間に隙間を有するように形成される。また、同様に凸部32bの側面32dと溝部31cの内壁面31eとの間にも隙間を有する。   As shown in FIG. 2B, the width of the convex portion 32b is formed narrower than the width of the groove portion 31c. Further, the convex portion 32b is formed so as to have a gap between the projecting surface 32c of the convex portion 32b and the bottom surface 31d of the groove portion 31c when the valve lid 32 is seated on the seat 31. Similarly, there is a gap between the side surface 32d of the convex portion 32b and the inner wall surface 31e of the groove portion 31c.

また、図2(A)に示すように、バルブ蓋32の上面32fには、円柱状の軸部32gが垂直に設けられる。さらに、軸部32gには、軸部32gを回動かつ摺動可能に挿通する有蓋円筒状の軸受部34が被せられている。軸受部34は、開口部から軸部32gを挿通する。軸受部34は、内部で軸部32gと連係する。軸受部34の蓋部には、アーム33と回動可能に連結するアーム連結部34aが設けられる。   As shown in FIG. 2A, a cylindrical shaft portion 32g is vertically provided on the upper surface 32f of the valve lid 32. Further, the shaft portion 32g is covered with a covered cylindrical bearing portion 34 that is inserted into the shaft portion 32g so as to be rotatable and slidable. The bearing portion 34 is inserted through the shaft portion 32g from the opening. The bearing portion 34 is linked to the shaft portion 32g inside. The lid portion of the bearing portion 34 is provided with an arm connecting portion 34 a that is rotatably connected to the arm 33.

アーム33は、アーム取付部35に回動可能に取付けられている。アーム33は、図示しない電動モータによってアーム取付部35を中心に排ガス流れ方向に旋回してバルブ蓋32を開閉させ、バルブ蓋32の凸部32bとシート31の溝部31cとを確実に係合させることができる。   The arm 33 is rotatably attached to the arm attachment portion 35. The arm 33 is turned in the exhaust gas flow direction around the arm mounting portion 35 by an electric motor (not shown) to open and close the valve lid 32, and the convex portion 32b of the valve lid 32 and the groove portion 31c of the seat 31 are securely engaged. be able to.

図3は、バルブ蓋32の凸部32bを示す図であり、図3(A)はシート31との接触面32aを示す図、図3(B)は凸部32bを形成する突起部32nを接触面32a側から見た斜視図である。   3A and 3B are diagrams showing the convex portion 32b of the valve lid 32, FIG. 3A is a diagram showing the contact surface 32a with the seat 31, and FIG. 3B is a diagram showing the projection 32n forming the convex portion 32b. It is the perspective view seen from the contact surface 32a side.

図3(A)に示すように、凸部32bは、多数の突起部32nを円環状に連続的に配置することによって形成される。突起部32nは、図3(B)に示すように三角柱状に形成されている。突起部32は、底辺の垂直二等分線がバルブ蓋32の中心を通過し、かつ、頂点がバルブ蓋32の中心側にある二等辺三角形を底面とする。この二等辺三角形の頂角は、鋭角をなしている。突起部32nは、バルブ蓋32と同心円状に連続的に配置される。また、突起部32nは、図3(B)に示すように隣接する突起部nの底辺の各端点が互いに接するように配置される。   As shown in FIG. 3A, the convex portion 32b is formed by continuously arranging a large number of projecting portions 32n in an annular shape. The protrusion 32n is formed in a triangular prism shape as shown in FIG. The protrusion 32 has an isosceles triangle whose bottom bisector passes through the center of the valve lid 32 and whose apex is on the center side of the valve lid 32. The vertex angle of the isosceles triangle is an acute angle. The protrusion 32n is continuously arranged concentrically with the valve lid 32. Further, as shown in FIG. 3B, the protrusion 32n is disposed so that the end points of the bases of the adjacent protrusions n are in contact with each other.

図4は、本実施形態における開閉バルブ30のバルブ蓋32に形成される軸部32gを軸受部34に挿通した状態の断面図であり、図4(A)は軸部32gの側面と軸受部34の接触部であり、図4(B)は矢印Lの方向から見た図4(A)のB−B断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of a state in which the shaft portion 32g formed on the valve lid 32 of the on-off valve 30 in this embodiment is inserted into the bearing portion 34, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4A as viewed from the direction of the arrow L. FIG.

図4(A)に示すように、軸部32gの外周面には外周方向に隆起し、バルブ蓋上面32f上に底辺を有する直角三角形状の傾斜凸部32jが等間隔に設けられる。傾斜凸部32jの傾斜面32k上には、案内片32mが設けられている。軸受部34の内周面には、摺動凸部34dが設けられる。摺動凸部34dは、傾斜凸部32jと同様に等間隔に設けられる。摺動凸部34dは、傾斜凸部32jの傾斜面32kと平行に形成され、傾斜面32kと摺動する摺動傾斜面34eを備える。摺動傾斜面34eには、案内溝34bが形成されている。図4(B)に示すように、案内溝34bは、案内片32mと摺動可能に係合する。また、案内溝34bには、バネ34cが緩挿されている。   As shown in FIG. 4A, right-angled triangular inclined convex portions 32j are provided at equal intervals on the outer peripheral surface of the shaft portion 32g so as to protrude in the outer peripheral direction and have a bottom side on the valve lid upper surface 32f. A guide piece 32m is provided on the inclined surface 32k of the inclined convex portion 32j. A sliding convex portion 34 d is provided on the inner peripheral surface of the bearing portion 34. The sliding protrusions 34d are provided at equal intervals similarly to the inclined protrusions 32j. The sliding convex portion 34d is formed in parallel with the inclined surface 32k of the inclined convex portion 32j, and includes a sliding inclined surface 34e that slides on the inclined surface 32k. A guide groove 34b is formed in the sliding inclined surface 34e. As shown in FIG. 4B, the guide groove 34b is slidably engaged with the guide piece 32m. A spring 34c is loosely inserted into the guide groove 34b.

次に、バルブ蓋32がシート31に着座する際の動作について説明する。図5は、バルブ蓋32をシート31に着座する様子を示す図であり、図5(A)はバルブ蓋32をシート31に接地させた直後を示す図、図5(B)はさらにバルブ蓋32を矢印Fの方向から押しつけた状態を示す図である。   Next, the operation when the valve lid 32 is seated on the seat 31 will be described. FIG. 5 is a view showing a state in which the valve lid 32 is seated on the seat 31, FIG. 5 (A) is a view immediately after the valve lid 32 is grounded to the seat 31, and FIG. It is a figure which shows the state which pressed 32 from the direction of arrow F. FIG.

図5(A)に示す状態から矢印Fの方向にアーム33を押圧すると、図5(B)に示すようにバルブ蓋32がシート31上で回転して点Pが矢印Rの方向に移動する。なお、点Pは説明のために付したものである。   When the arm 33 is pressed in the direction of arrow F from the state shown in FIG. 5A, the valve lid 32 rotates on the seat 31 and the point P moves in the direction of arrow R as shown in FIG. . Note that the point P is given for explanation.

バルブ蓋32が回転する機構を説明すると、アーム33を押圧して軸受部34をバルブ蓋32に押し込んだとき、図4に示すように案内片32mが案内溝34bを摺動する。また、バルブ蓋32の軸部32gの外周面に形成された傾斜凸部32jの傾斜面32kと軸受部34の内周面に形成された摺動凸部34dの傾斜面32eが摺動するため、バルブ蓋32が矢印Rの方向に回転する。一方、押し込んだバルブ蓋32を戻すと、案内溝34bに緩挿されたバネ34cの反力によって反対方向に回転する。なお、これらの動作を明確にするために軸受部34が押込まれる距離を長く表示しているが、実際に押し込まれる距離は短く、点Pが移動する距離も短い。   The mechanism by which the valve lid 32 rotates will be described. When the arm 33 is pressed and the bearing 34 is pushed into the valve lid 32, the guide piece 32m slides in the guide groove 34b as shown in FIG. Further, the inclined surface 32k of the inclined convex portion 32j formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 32g of the valve lid 32 and the inclined surface 32e of the sliding convex portion 34d formed on the inner peripheral surface of the bearing portion 34 slide. The valve lid 32 rotates in the direction of arrow R. On the other hand, when the pushed valve lid 32 is returned, it rotates in the opposite direction by the reaction force of the spring 34c loosely inserted into the guide groove 34b. In addition, in order to clarify these operations, the distance that the bearing portion 34 is pushed in is shown long, but the distance that is actually pushed is short and the distance that the point P moves is also short.

図6は、付着したデポジットに対する作用を示す図であり、図6(A)はバルブ蓋32をシート31に接触させる前の状態を示す図、図6(B)はバルブ蓋32をシート31に押し付けてバルブ蓋32が回転した後の状態を示す図である。   6A and 6B are diagrams showing the action on the deposited deposit. FIG. 6A shows a state before the valve lid 32 is brought into contact with the seat 31, and FIG. 6B shows the valve lid 32 on the seat 31. It is a figure which shows the state after pressing and the valve lid | cover 32 rotated.

図6(A)に示す状態から、図5に示すようにアーム33を押圧して軸受部34をバルブ蓋32の軸部32aに押し込むと、デポジット50は押圧されて溝部31cと凸部32bの隙間を埋める。さらに押し込むと、図5(B)に示すようにバルブ蓋32は回転する。凸部32bは、バルブ蓋32の回転にともなって溝部32cの内部を回動し、たまったデポジット50を削り取る。また、凸部32bは、図3に示すように三角柱状である突起部32nの集合であるため、突起部32nが削り取ったデポジット50を隣接する突起部32nの間にためて溝部32cから中心側に排出する。   From the state shown in FIG. 6A, when the arm 33 is pressed and the bearing portion 34 is pushed into the shaft portion 32a of the valve lid 32 as shown in FIG. 5, the deposit 50 is pressed and the groove portion 31c and the convex portion 32b are pressed. Fill the gap. When pushed further, the valve lid 32 rotates as shown in FIG. The convex portion 32 b rotates inside the groove portion 32 c as the valve lid 32 rotates, and scrapes the accumulated deposit 50. Further, as shown in FIG. 3, the convex portion 32b is a set of triangular prism-shaped projections 32n, so that the deposit 50 scraped off by the projection 32n is placed between the adjacent projections 32n from the groove 32c to the center side. To discharge.

本実施形態によれば、溝部32cと凸部31eとの隙間をデポジットで埋めることによって、開閉バルブ30のシール性をより向上させることができる。また、バルブ蓋32が押しつけられた際にシート31上で回転することによって、凸部32bが溝部31c内に溜まっている過剰のデポジットを削り取ってかき出すことができる。さらに、凸部32bを構成する突起部32nの形状によって、かきとられたデポジットは中心側におくられて開口部31aから排出することができる。したがって、本実施形態ではデポジットをシール性向上のために利用し、さらに過剰のデポジットは除去することによってシール性能を安定させることができる。   According to this embodiment, the sealing performance of the on-off valve 30 can be further improved by filling the gap between the groove portion 32c and the convex portion 31e with the deposit. Further, by rotating on the seat 31 when the valve lid 32 is pressed, it is possible to scrape and remove the excess deposit accumulated in the groove 31c. Further, the scraped deposit can be placed on the center side and discharged from the opening 31a due to the shape of the protrusion 32n constituting the protrusion 32b. Therefore, in the present embodiment, the sealing performance can be stabilized by using the deposit for improving the sealing performance and further removing the excess deposit.

(第2実施形態)
図7は、本発明による内燃機関の排気装置の第2実施形態の開閉バルブ130のバルブ蓋132と軸受部134を示す図であり、図7(A)は断面図、図7(B)は平面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a view showing a valve lid 132 and a bearing portion 134 of an on-off valve 130 of a second embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 7 (A) is a cross-sectional view, and FIG. It is a top view.

なお以下に示す各実施形態では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。   In the following embodiments, the same reference numerals are given to the portions that perform the same functions as those of the above-described embodiments, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.

バルブ蓋132は、中心に軸部132gを備える。軸受部134は、有蓋円筒状に形成され、軸部132gを摺動可能に挿通する。軸受部134は、上部に図示しないアーム連結部134aを備え、アーム33と回動可能に連結する。   The valve lid 132 includes a shaft portion 132g at the center. The bearing portion 134 is formed in a covered cylindrical shape, and is slidably inserted through the shaft portion 132g. The bearing portion 134 includes an arm connecting portion 134a (not shown) at the upper portion, and is rotatably connected to the arm 33.

図7(A)に示すように、軸部132gと軸受部134との間には、圧縮バネ136が介装される。また、バルブ蓋132と軸受部134とは複数のリンクアーム137で互いに連結される。バルブ蓋132の上面132fには、リンク取付部132kが設けられる。また、軸受部134の底面には、同様にリンク取付部134dが設けられる。リンク取付部132k,134dには、それぞれリンクアーム137の両端が回動可能に取り付けられる。図7(B)に示すように、このような2つのリンク取付部と各リンク取付部を接続するリンクアーム137は、バルブ蓋132を均等に押圧するために、バルブ蓋132の周囲に90°毎に4カ所設けられている。   As shown in FIG. 7A, a compression spring 136 is interposed between the shaft portion 132g and the bearing portion 134. The valve lid 132 and the bearing portion 134 are connected to each other by a plurality of link arms 137. A link attachment portion 132k is provided on the upper surface 132f of the valve lid 132. Similarly, a link attachment portion 134d is provided on the bottom surface of the bearing portion 134. Both ends of the link arm 137 are rotatably attached to the link attaching portions 132k and 134d. As shown in FIG. 7B, the link arm 137 connecting the two link attachment portions and each link attachment portion is 90 ° around the valve lid 132 in order to press the valve lid 132 evenly. There are four places each.

図8は、軸受部134を矢印Fの方向に押したときの作用を示す図であり、図8(A)は断面図、図8(B)は平面図である。   8A and 8B are diagrams showing the action when the bearing portion 134 is pushed in the direction of arrow F. FIG. 8A is a cross-sectional view, and FIG. 8B is a plan view.

図8(A)に示すように、バルブ蓋132の軸受部134を矢印Fの方向に押し込むと、上述のリンク機構の作用によって矢印Rの方向に回転する。また、押し込んだバルブ蓋132を戻すと、軸受部134に介装されている圧縮バネ136の反力によって、矢印Fの反対方向に軸受部134が戻される。したがって、リンクアーム137を備えるリンク機構の作用によって、バルブ蓋132が矢印Rと反対方向に回転する。   As shown in FIG. 8A, when the bearing portion 134 of the valve lid 132 is pushed in the direction of arrow F, it rotates in the direction of arrow R by the action of the link mechanism described above. When the pushed-in valve lid 132 is returned, the bearing portion 134 is returned in the direction opposite to the arrow F by the reaction force of the compression spring 136 interposed in the bearing portion 134. Therefore, the valve lid 132 rotates in the direction opposite to the arrow R by the action of the link mechanism including the link arm 137.

本実施形態によれば、第1実施形態と同様にバルブ蓋132をシート31上で摺動回転させることによって、シール性向上や過剰のデポジットの除去といった効果を発揮し、シール性能を安定させることができる。   According to the present embodiment, by sliding and rotating the valve lid 132 on the seat 31 as in the first embodiment, effects such as improved sealing performance and removal of excess deposits are exhibited, and the sealing performance is stabilized. Can do.

(第3実施形態)
図9は、本発明の第3実施形態のバルブ蓋232の凸部232bとシート231の溝部231cを示す図であり、図9(A)はバルブ蓋232の底面図、図9(B)は、凸部232bを形成する突起部232nの斜視図、図9(C)は断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a view showing the convex portion 232b of the valve lid 232 and the groove portion 231c of the seat 231 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 (A) is a bottom view of the valve lid 232, and FIG. FIG. 9C is a perspective view of a protruding portion 232n forming the convex portion 232b, and FIG.

図9(A)に示すように、凸部232dはバルブ蓋232の回転軸を中心として円環状に突起部232nを連続的に配置することによって形成される。図9(B)に示すように、突起部232nは傾斜面を有する形状に形成される。突起部232nとバルブ蓋232との接触面の形状は、第1実施形態と同様の二等辺三角形をなす。また、図9(C)に示すように、突起部232nは接触面232aに形成される二等辺三角形の頂点から外周方向に突出量が大きくなる形状に形成される。   As shown in FIG. 9A, the convex portion 232d is formed by continuously arranging the protruding portions 232n in an annular shape around the rotation axis of the valve lid 232. As shown in FIG. 9B, the protrusion 232n is formed in a shape having an inclined surface. The shape of the contact surface between the protrusion 232n and the valve lid 232 is an isosceles triangle similar to that of the first embodiment. Further, as shown in FIG. 9C, the protruding portion 232n is formed in a shape in which the protruding amount increases in the outer peripheral direction from the apex of the isosceles triangle formed on the contact surface 232a.

本実施形態によれば、凸部232dの形状が周方向に傾斜しているため、第1実施形態と比較して、削り取ったデポジットを溝部231cから排出しやすい形状となる。したがって、シート231に付着したデポジットがさらにたまりにくくなり、シール性能をより向上させることができる。   According to the present embodiment, since the shape of the convex portion 232d is inclined in the circumferential direction, the scraped deposit is more easily discharged from the groove portion 231c than in the first embodiment. Therefore, the deposit attached to the sheet 231 is further less likely to accumulate, and the sealing performance can be further improved.

(第4実施形態)
図10は、バルブ蓋332の上面に放熱用のフィン338を装着した本発明の第4実施形態を示す図であり、図10(A)は側面図、図10(B)は平面図である。また、矢印Gは排ガスの流れ方向を示す。
(Fourth embodiment)
10A and 10B are views showing a fourth embodiment of the present invention in which a heat dissipation fin 338 is mounted on the upper surface of the valve lid 332, FIG. 10A is a side view, and FIG. 10B is a plan view. . An arrow G indicates the flow direction of the exhaust gas.

図10(A)に示すように、バルブ蓋332は、シート31の排ガス流れ方向の下流側に位置している。したがって、バルブ蓋332は、シート31の開口部31a及びシート31を通じて高温の排ガスにさらされる。そこで、バルブ蓋332の上面に多数のフィン338を格子状に配列する。設けられたフィン338が放熱することによって、バルブ蓋332の温度上昇を抑えることができる。   As shown in FIG. 10A, the valve lid 332 is located downstream of the seat 31 in the exhaust gas flow direction. Therefore, the valve lid 332 is exposed to high-temperature exhaust gas through the opening 31 a of the seat 31 and the seat 31. Therefore, a large number of fins 338 are arranged in a lattice pattern on the upper surface of the valve lid 332. As the provided fins 338 radiate heat, an increase in temperature of the valve lid 332 can be suppressed.

本実施形態によれば、バルブ蓋332に設けられたフィン338により、効率的に放熱することができる。このように熱膨張によるバルブ蓋332の変形を防ぐことによって、開閉バルブ30のシール性能をさらに向上させることができる。   According to the present embodiment, heat can be efficiently radiated by the fins 338 provided on the valve lid 332. Thus, the sealing performance of the on-off valve 30 can be further improved by preventing the deformation of the valve lid 332 due to thermal expansion.

(第5実施形態)
図11は、バルブ蓋432の底面にやはり格子状に放熱用のフィン438を装着した本発明の第5実施形態を示す図であり、図11(A)は側面図、図11(B)は底面図である。また、矢印Gは排ガスの流れ方向を示す。
(Fifth embodiment)
FIGS. 11A and 11B are views showing a fifth embodiment of the present invention in which fins 438 for radiating heat are mounted in a lattice shape on the bottom surface of the valve lid 432, FIG. 11A is a side view, and FIG. It is a bottom view. An arrow G indicates the flow direction of the exhaust gas.

バルブ蓋432は、シート31の排ガス流れ方向の上流側に位置する。バルブ蓋432の底面には、シート31の開口部31aに挿通するようにフィン438が設けられる。バルブ蓋432は、その上面から高温の排ガスにさらされる。そこで、バルブ蓋432の底面に設けられたフィン438が放熱することによって、バルブ蓋432の温度上昇を抑えることができる。   The valve lid 432 is located upstream of the seat 31 in the exhaust gas flow direction. A fin 438 is provided on the bottom surface of the valve lid 432 so as to be inserted through the opening 31 a of the seat 31. The valve lid 432 is exposed to high-temperature exhaust gas from its upper surface. Therefore, the fin 438 provided on the bottom surface of the valve lid 432 dissipates heat, so that the temperature rise of the valve lid 432 can be suppressed.

本実施形態によれば、バルブ蓋432にフィン438が設けられているため、効率的に放熱することができる。このように、熱膨張によるバルブ蓋432の変形を防ぐことによって、第4実施形態と同様に開閉バルブ30のシール性能をさらに向上させることができる。   According to the present embodiment, since the fins 438 are provided on the valve lid 432, heat can be radiated efficiently. Thus, by preventing the deformation of the valve lid 432 due to thermal expansion, the sealing performance of the on-off valve 30 can be further improved as in the fourth embodiment.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.

例えば、溝部及び凸部を回転する蓋の中心から同心円状に複数形成してもよい。   For example, a plurality of grooves and protrusions may be formed concentrically from the center of the lid that rotates.

内燃機関の排気装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the exhaust apparatus of an internal combustion engine. 本発明による第1実施形態の排気装置の開閉バルブの拡大図である。It is an enlarged view of the on-off valve of the exhaust apparatus of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の排気装置のバルブ蓋の凸部を示す図である。It is a figure which shows the convex part of the valve | bulb cover of the exhaust apparatus of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の排気装置の開閉バルブのバルブ蓋の回転機構を示す図である。It is a figure which shows the rotation mechanism of the valve lid of the on-off valve of the exhaust apparatus of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の排気装置の開閉バルブの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the on-off valve of the exhaust apparatus of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の排気装置のシートの溝部からデポジットに対する作用を示す図である。It is a figure which shows the effect | action with respect to the deposit from the groove part of the sheet | seat of the exhaust apparatus of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態の排気装置の開閉バルブのバルブ蓋の回転機構を示す図である。It is a figure which shows the rotation mechanism of the valve lid of the on-off valve of the exhaust apparatus of 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態の排気装置の開閉バルブのバルブ蓋の回転機構の作用を示す図である。It is a figure which shows the effect | action of the rotation mechanism of the valve lid of the on-off valve of the exhaust apparatus of 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第3実施形態の排気装置の開閉バルブのバルブ蓋の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the valve | bulb cover of the on-off valve of the exhaust apparatus of 3rd Embodiment by this invention. 本発明による第4実施形態の排気装置の開閉バルブの拡大図である。It is an enlarged view of the on-off valve of the exhaust apparatus of 4th Embodiment by this invention. 本発明による第5実施形態の排気装置の開閉バルブの拡大図である。It is an enlarged view of the on-off valve of the exhaust apparatus of 5th Embodiment by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 排ガス浄化システム
2 内燃機関
10 主排気管
20 バイパス排気管
21 早期活性触媒装置(バイパス触媒装置)
30 開閉バルブ(通流切替部)
31 シート
31c 溝部(環状溝部)
32 バルブ蓋(蓋)
32b 凸部(環状凸部)
40 主触媒装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas purification system 2 Internal combustion engine 10 Main exhaust pipe 20 Bypass exhaust pipe 21 Early activation catalyst apparatus (bypass catalyst apparatus)
30 Open / close valve (flow switching part)
31 sheet 31c groove (annular groove)
32 Valve lid (lid)
32b Convex part (annular convex part)
40 Main catalyst unit

Claims (12)

内燃機関から排出される排ガスが通過する主排気管と、
前記主排気管から上流で分岐し、下流で合流するバイパス排気管と、
前記主排気管と前記バイパス排気管との合流部よりも排ガス流れ方向下流に設けられる主触媒装置と、
前記バイパス排気管に設けられるバイパス触媒装置と、
前記主排気管の排ガスの通流を切替える通流切替部と、
を備える内燃機関の排気装置であって、
前記通流切替部は、
前記主排気管内に設けられ、開口部が形成されたシートと、
前記シートに着座して、前記開口部を閉塞する蓋と、
前記蓋が前記シートを押圧する力を前記シート上で前記蓋が前記開口部を中心に回転する力に変換させる蓋回転手段と、
を備え、
前記蓋が前記シートに着座するときに前記シートに接触しながら所定量だけ回転するようにした、
ことを特徴とする内燃機関の排気装置。
A main exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes;
A bypass exhaust pipe branched from the main exhaust pipe upstream and joined downstream;
A main catalyst device provided downstream in the exhaust gas flow direction from the junction of the main exhaust pipe and the bypass exhaust pipe;
A bypass catalyst device provided in the bypass exhaust pipe;
A flow switching unit for switching the flow of exhaust gas in the main exhaust pipe;
An exhaust system for an internal combustion engine comprising:
The flow switching unit is
A sheet provided in the main exhaust pipe and having an opening formed therein;
A lid that sits on the seat and closes the opening;
Lid rotating means for converting the force with which the lid presses the sheet into a force with which the lid rotates around the opening on the sheet;
With
When the lid is seated on the seat, the lid rotates by a predetermined amount while contacting the seat.
An exhaust system for an internal combustion engine.
前記蓋回転手段は、
前記蓋の回転軸と、
前記回転軸を摺動可能に挿通する軸受部と、
前記軸受部内周面に斜めに形成された案内溝と、
前記回転軸外周面に形成され、前記案内溝と摺動可能に係合し、前記案内溝を摺動することによって前記蓋が回転する案内片と、
前記回転軸と前記軸受部とが離れる方向に付勢し、一端が案内片に係止されて前記案内溝に緩挿される弾性体と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気装置。
The lid rotating means includes
A rotation axis of the lid;
A bearing portion slidably inserted through the rotating shaft;
A guide groove formed obliquely on the inner peripheral surface of the bearing portion;
A guide piece that is formed on the outer peripheral surface of the rotary shaft, slidably engages with the guide groove, and the lid rotates by sliding the guide groove;
An elastic body that urges the rotating shaft and the bearing portion in a direction away from each other, and is loosely inserted into the guide groove with one end locked to the guide piece;
The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
前記蓋回転手段は、
前記蓋の回転軸と、
前記回転軸を摺動可能に挿通する軸受部と、
前記回転軸と前記軸受部の間に介装され、前記回転軸と前記軸受部とが離れる方向に付勢する弾性体と、
前記蓋と前記軸受部とをそれぞれ回動可能に連結し、前記軸受部を前記回転軸方向に押圧することによって前記蓋を回転させるリンク部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気装置。
The lid rotating means includes
A rotation axis of the lid;
A bearing portion slidably inserted through the rotating shaft;
An elastic body interposed between the rotating shaft and the bearing portion and biasing in a direction in which the rotating shaft and the bearing portion are separated;
Linking the lid and the bearing portion so as to be rotatable, and rotating the lid by pressing the bearing portion in the direction of the rotation axis;
The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
前記シートは、環状溝部が設けられ、
前記蓋は、前記溝部と係合する環状凸部を備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の内燃機関の排気装置。
The sheet is provided with an annular groove,
The lid includes an annular protrusion that engages with the groove.
The exhaust device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust device is an internal combustion engine.
前記凸部は、前記蓋の回転軸を中心とした円環状に複数の多面体を配設することによって形成され、
前記多面体は、隣り合う多面体と互いに接する、
ことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の排気装置。
The convex portion is formed by arranging a plurality of polyhedrons in an annular shape around the rotation axis of the lid,
The polyhedron is in contact with adjacent polyhedrons;
The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 4, wherein
前記凸部は、前記蓋の外周側ほど高さが高くなる傾斜面を有する、
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の内燃機関の排気装置。
The convex part has an inclined surface whose height increases toward the outer peripheral side of the lid,
6. An exhaust system for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the exhaust system is an internal combustion engine.
前記多面体は、柱状体である、
ことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の排気装置。
The polyhedron is a columnar body,
6. An exhaust system for an internal combustion engine according to claim 5, wherein:
前記柱状体は、回転中心側ほど細まる三角柱で形成された、
ことを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の排気装置。
The columnar body is formed of a triangular prism that narrows toward the rotation center side.
The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 7.
前記蓋は、放熱部材を備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の内燃機関の排気装置。
The lid includes a heat dissipation member,
The exhaust device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the exhaust device is an internal combustion engine.
前記放熱部材は、前記シートとの接触面と反対側に設けられる、
ことを特徴とする請求項9に記載の内燃機関の排気装置。
The heat dissipation member is provided on the side opposite to the contact surface with the sheet.
An exhaust system for an internal combustion engine according to claim 9.
前記放熱部材は、前記シートとの接触面側に設けられ、前記開口部に挿通される、
ことを特徴とする請求項9に記載の内燃機関の排気装置。
The heat dissipation member is provided on the contact surface side with the sheet, and is inserted through the opening.
An exhaust system for an internal combustion engine according to claim 9.
内燃機関から排出される排ガスが通過する主排気管と、
前記主排気管から上流で分岐し、下流で合流するバイパス排気管と、
前記主排気管と前記バイパス排気管との合流部よりも排ガス流れ方向下流に設けられる主触媒装置と、
前記バイパス排気管に設けられるバイパス触媒装置と、
前記主排気管内に設けられ、開口部が形成されたシートと、
前記シートに着座して、前記開口部を閉塞して前記主排気管の排ガスの通流を切替える蓋と、
を備える内燃機関の排気装置の前記蓋に付着したデポジットを除去するデポジット除去方法であって、
前記蓋の前記シートへの押圧力を、その蓋がシート上で前記開口部を中心に回転させる力に変換して前記蓋が前記シートと接触しながら回転することで、蓋とシートに付着したデポジットを除去する、
ことを特徴とする内燃機関の排気装置のデポジット除去方法。
A main exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes;
A bypass exhaust pipe branched from the main exhaust pipe upstream and joined downstream;
A main catalyst device provided downstream in the exhaust gas flow direction from the junction of the main exhaust pipe and the bypass exhaust pipe;
A bypass catalyst device provided in the bypass exhaust pipe;
A sheet provided in the main exhaust pipe and having an opening formed therein;
A lid that sits on the seat and switches the flow of exhaust gas through the main exhaust pipe by closing the opening;
A deposit removing method for removing deposits adhering to the lid of an exhaust device of an internal combustion engine comprising:
The lid is attached to the sheet by converting the pressing force of the lid onto the sheet into a force by which the lid rotates around the opening on the sheet and the lid rotates while contacting the sheet. Remove deposits,
A method for removing deposits from an exhaust device of an internal combustion engine.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008136203A1 (en) * 2007-05-01 2008-11-13 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Construction machine

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WO2008136203A1 (en) * 2007-05-01 2008-11-13 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Construction machine

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