JP2015222050A - Internal combustion engine exhaust system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気装置に係わり、特に、内燃機関から排出された排気ガスを処理する内燃機関の排気装置に関する。 The present invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust system for an internal combustion engine that processes exhaust gas discharged from the internal combustion engine.
従来から、車両等に適用される内燃機関の排気通路上には、燃焼により発生した排気ガスの浄化機能を有する、三元触媒や酸化触媒やリーンNOxトラップ触媒などの排気浄化触媒が設けられている。このような排気浄化触媒は、その温度が所定温度(以下「活性温度」と呼ぶ。)以上になると活性して、適切な排気浄化機能が発揮される。しかしながら、冷間始動時などでは、排気浄化触媒に供給される排気ガスの温度が低いため、排気浄化触媒が活性温度に到達しにくい。他方で、燃費向上の観点からリーン燃焼が実施されることがあるが、リーン燃焼では、燃焼温度が低く、排気ガス温度が低いため、排気浄化触媒が活性温度以上になりにくい。 Conventionally, an exhaust purification catalyst such as a three-way catalyst, an oxidation catalyst, or a lean NOx trap catalyst having a function of purifying exhaust gas generated by combustion has been provided on an exhaust passage of an internal combustion engine applied to a vehicle or the like. Yes. Such an exhaust purification catalyst is activated when its temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (hereinafter referred to as “activation temperature”), and an appropriate exhaust purification function is exhibited. However, at the time of cold start or the like, the temperature of the exhaust gas supplied to the exhaust purification catalyst is low, so that the exhaust purification catalyst hardly reaches the activation temperature. On the other hand, lean combustion may be performed from the viewpoint of improving fuel efficiency. However, in lean combustion, the combustion temperature is low and the exhaust gas temperature is low, so that the exhaust purification catalyst is unlikely to reach the activation temperature or higher.
このようなことから、従来から、排気浄化触媒を活性温度以上にすることを図った種々の制御や構造が提案されている。例えば、特許文献1には、排気浄化触媒を包囲し且つ排気浄化触媒で浄化された排気ガスが流入可能に設けられた排気通路を用いて、排気浄化触媒の周りに高温の排気ガスを充満させる技術が開示されている。この技術では、排気浄化触媒の周りに充満させた排気ガスによって排気浄化触媒を保温して、排気浄化効率の向上を図っている。
For this reason, various controls and structures have been conventionally proposed in which the exhaust purification catalyst is set to an activation temperature or higher. For example, in
ところで、排気浄化触媒へのガス当たりの改善や、排気系のコンパクト化などの観点から、排気浄化触媒上流の排気通路を湾曲させることがある。このように湾曲した排気通路では、真っ直ぐな排気通路と比較して、排気通路通過時における排気ガスの放熱量が大きく、排気ガス温度がより低下する傾向にある。そのため、排気浄化触媒を活性温度以上にすることが困難となる。このように排気浄化触媒上流の排気通路が湾曲している排気系においては、特許文献1に記載されたような排気浄化触媒を包囲する排気通路を適用しても、排気浄化触媒を適切に活性温度以上にするのに十分でないと考えられる。
By the way, the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst may be curved from the viewpoint of improving per gas per unit of the exhaust purification catalyst or making the exhaust system compact. In such a curved exhaust passage, compared to a straight exhaust passage, the amount of heat released from the exhaust gas when passing through the exhaust passage is large, and the exhaust gas temperature tends to decrease. Therefore, it becomes difficult to set the exhaust purification catalyst to an activation temperature or higher. Thus, in an exhaust system in which the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst is curved, even if an exhaust passage surrounding the exhaust purification catalyst as described in
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、排気浄化触媒上流の排気通路が湾曲している内燃機関の排気装置において、排気浄化触媒を適切に活性温度以上にすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and in an exhaust system for an internal combustion engine in which an exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst is curved, the exhaust purification catalyst is appropriately set to an activation temperature or higher. The purpose is to.
上記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関から排出された排気ガスを処理する内燃機関の排気装置であって、この内燃機関から排出された排気ガスが通過し、通路上に湾曲部を有する第1排気通路と、この第1排気通路の下流端に接続され、排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、この排気浄化触媒の下流側に接続され、排気浄化触媒から流出した排気ガスが通過する第2排気通路と、を有し、第2排気通路の通路上には、排気浄化触媒の少なくとも一部分及び第1排気通路の湾曲部を包囲し、排気浄化触媒から流出した排気ガスを、排気浄化触媒の少なくとも一部分及び第1排気通路の湾曲部の外側に通過させるハウジング部が設けられていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、通過する排気ガスの放熱量が多い、第1排気通路の湾曲部を、排気浄化触媒からの排気ガスが通過する第2排気通路上に設けられたハウジング部によって包囲するので、排気浄化触媒での触媒反応により温度上昇した排気ガスを湾曲部の周囲に通過させて、湾曲部での放熱を適切に抑制することができる。つまり、湾曲部での排気ガス温度の低下を適切に抑制することができる。
また、上記のような第1排気通路の湾曲部では湾曲部の周囲を通過する排気ガスと高効率で熱交換するので、つまりハウジング部内の排気ガスの熱が湾曲部内の排気ガスに高効率で伝達されるので、排気浄化触媒での触媒反応により温度上昇した排気ガスを湾曲部の周囲に通過させると、この温度上昇した排気ガスの熱が湾曲部内の排気ガスに高効率で伝達されて、湾曲部内の排気ガス温度を適切に上昇させることができる。これにより、第1排気通路から排気浄化触媒へと供給される排気ガス温度を上昇させることができ、排気浄化触媒を適切に活性温度以上にすることが可能となる。また、本発明では、第2排気通路のハウジング部によって、第1排気通路の湾曲部に加えて、排気浄化触媒の一部分も包囲しているので、排気浄化触媒を保温することができ、排気浄化触媒の温度低下を適切に抑制することができる。
In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust system for an internal combustion engine that processes exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and the exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes through and is curved on the passage. A first exhaust passage having a portion, an exhaust purification catalyst that is connected to a downstream end of the first exhaust passage and purifies exhaust gas, and an exhaust gas that is connected to the downstream side of the exhaust purification catalyst and flows out of the exhaust purification catalyst A second exhaust passage through which the exhaust gas passes and surrounds at least a part of the exhaust purification catalyst and the curved portion of the first exhaust passage on the passage of the second exhaust passage, and exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst A housing portion is provided that passes through at least a part of the exhaust purification catalyst and the curved portion of the first exhaust passage.
In the present invention thus configured, the housing provided on the second exhaust passage through which the exhaust gas from the exhaust purification catalyst passes, the curved portion of the first exhaust passage having a large heat radiation amount of the exhaust gas passing therethrough. Since it is surrounded by the portion, the exhaust gas whose temperature has been raised by the catalytic reaction of the exhaust purification catalyst can be passed around the curved portion, and heat radiation at the curved portion can be appropriately suppressed. That is, a decrease in the exhaust gas temperature at the curved portion can be appropriately suppressed.
Also, since the curved portion of the first exhaust passage as described above exchanges heat with the exhaust gas passing around the curved portion with high efficiency, that is, the heat of the exhaust gas within the housing portion is highly efficient with the exhaust gas within the curved portion. Therefore, when the exhaust gas whose temperature has increased due to the catalytic reaction in the exhaust purification catalyst is passed around the curved portion, the heat of the exhaust gas whose temperature has increased is transmitted to the exhaust gas in the curved portion with high efficiency. The exhaust gas temperature in the curved portion can be appropriately raised. As a result, the temperature of the exhaust gas supplied from the first exhaust passage to the exhaust purification catalyst can be raised, and the exhaust purification catalyst can be appropriately brought to the activation temperature or higher. In the present invention, since the housing portion of the second exhaust passage surrounds a part of the exhaust purification catalyst in addition to the curved portion of the first exhaust passage, the exhaust purification catalyst can be kept warm, and the exhaust purification catalyst can be kept warm. The temperature drop of the catalyst can be appropriately suppressed.
本発明において、好ましくは、第1排気通路は、内燃機関の排気ポートから延びるエキゾーストマニホールドを有し、第2排気通路のハウジング部は、第1排気通路のエキゾーストマニホールドを包囲し、排気浄化触媒から流出した排気ガスをこのエキゾーストマニホールドの外側に通過させる。
このように構成された本発明においては、排気浄化触媒からの排気ガスが通過する第2排気通路上に設けられたハウジングによって、第1排気通路の湾曲部だけでなく、第1排気通路のエキゾーストマニホールドを包囲し、排気浄化触媒での触媒反応により温度上昇した排気ガスをエキゾーストマニホールドの周囲に通過させるので、第1排気通路から排気浄化触媒へと供給される排気ガスの温度を効果的に上昇させることができる。よって、排気浄化触媒を効果的に活性温度に到達させることが可能となる。
また、本発明によれば、このように第1排気通路内の排気ガスの温度を効果的に上昇させることができるので、いわゆる内部EGR(Exhaust Gas Recirculation)を実施することにより、温度上昇した排気ガスを排気ポート側から燃焼室へと再導入することができる。したがって、低回転軽負荷域などでの燃焼安定性を改善することができる。加えて、例えば、燃焼が不安定になり易いリーン燃焼を実施した場合に、このように温度上昇した排気ガスを内部EGRによって燃焼室へ再導入することで、燃焼室の温度を上昇させて、リーン燃焼における燃焼安定性を改善することができる。
In the present invention, preferably, the first exhaust passage has an exhaust manifold extending from an exhaust port of the internal combustion engine, and the housing portion of the second exhaust passage surrounds the exhaust manifold of the first exhaust passage, and from the exhaust purification catalyst. The exhaust gas that has flowed out is allowed to pass outside this exhaust manifold.
In the present invention configured as described above, not only the curved portion of the first exhaust passage but also the exhaust of the first exhaust passage is provided by the housing provided on the second exhaust passage through which the exhaust gas from the exhaust purification catalyst passes. The exhaust gas that surrounds the manifold and passes through the exhaust manifold is heated by the catalytic reaction of the exhaust purification catalyst, so the temperature of the exhaust gas supplied from the first exhaust passage to the exhaust purification catalyst is effectively increased. Can be made. Therefore, the exhaust purification catalyst can be effectively reached the activation temperature.
Further, according to the present invention, since the temperature of the exhaust gas in the first exhaust passage can be effectively increased in this way, the exhaust gas whose temperature has increased by performing so-called internal EGR (Exhaust Gas Recirculation). Gas can be reintroduced into the combustion chamber from the exhaust port side. Therefore, combustion stability in a low rotation light load region or the like can be improved. In addition, for example, when performing lean combustion in which combustion is likely to become unstable, the exhaust gas whose temperature has increased in this way is reintroduced into the combustion chamber by internal EGR, thereby increasing the temperature of the combustion chamber, Combustion stability in lean combustion can be improved.
本発明において、好ましくは、さらに、排気浄化触媒の下流側に接続され、排気浄化触媒から流出した排気ガスが通過する、第2排気通路とは異なる第3排気通路と、排気浄化触媒から流出した排気ガスを通過させる通路を、第2排気通路と第3排気通路との間で切り替える切替弁と、を有する。
このように構成された本発明においては、切替弁を用いて、排気浄化触媒から流出した排気ガスを通過させる通路を第2排気通路と第3排気通路との間で切り替えるので、排気浄化触媒を通過して温度上昇した排気ガスを排気浄化触媒の周囲に通過させるか否かを切り替えることができる。これにより、例えば排気浄化触媒の熱劣化などを適切に防止することができる。
In the present invention, preferably, a third exhaust passage connected to the downstream side of the exhaust purification catalyst, through which the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst passes, and a third exhaust passage different from the second exhaust passage and outflowed from the exhaust purification catalyst. And a switching valve that switches a passage through which the exhaust gas passes between the second exhaust passage and the third exhaust passage.
In the present invention thus configured, the switching valve is used to switch the passage through which the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst passes between the second exhaust passage and the third exhaust passage. It is possible to switch whether or not the exhaust gas that has passed through and whose temperature has increased is allowed to pass around the exhaust purification catalyst. Thereby, for example, heat deterioration of the exhaust purification catalyst can be appropriately prevented.
本発明において、好ましくは、さらに、排気ガス温度が所定温度未満である場合には、排気浄化触媒から流出した排気ガスを第2排気通路に通過させるように切替弁を制御し、排気ガス温度がこの所定温度以上である場合には、排気浄化触媒から流出した排気ガスを第3排気通路に通過させるように切替弁を制御する制御手段を有する。
このように構成された本発明においては、排気ガス温度が所定温度以上である場合には、排気ガスが第3排気通路のみを通過して第2排気通路に流れないように切替弁を制御するので、排気浄化触媒を通過して温度上昇した排気ガスが排気浄化触媒の周囲を通過することを適切に禁止することができる。これにより、排気浄化触媒を通過して温度上昇した排気ガスが排気浄化触媒の周囲に供給されることに起因する、排気浄化触媒の熱劣化などを防止することができる。加えて、複雑な排気通路の構成に起因する不要な圧損を抑えて、燃費悪化を抑制することができると共に、多くの吸気を取り込むために用いるべき排気脈動が利用できなくなること(減衰や反転に起因するもの)を防ぐことができる。
In the present invention, preferably, when the exhaust gas temperature is lower than a predetermined temperature, the switching valve is controlled so that the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst passes through the second exhaust passage, and the exhaust gas temperature is When the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, there is a control means for controlling the switching valve so that the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst passes through the third exhaust passage.
In the present invention configured as described above, when the exhaust gas temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the switching valve is controlled so that the exhaust gas passes only through the third exhaust passage and does not flow into the second exhaust passage. Therefore, it is possible to appropriately inhibit the exhaust gas whose temperature has risen through the exhaust purification catalyst from passing around the exhaust purification catalyst. As a result, it is possible to prevent thermal deterioration of the exhaust purification catalyst caused by the exhaust gas having passed through the exhaust purification catalyst and having increased in temperature around the exhaust purification catalyst. In addition, unnecessary pressure loss due to complicated exhaust passage configuration can be suppressed, fuel consumption deterioration can be suppressed, and exhaust pulsation that should be used to take in a lot of intake air can no longer be used (for attenuation and reversal) Can be prevented.
本発明において、好ましくは、第1排気通路における湾曲部の上流側の通路は、負圧によるエゼクタ効果を生じさせるように構成されたベンチュリ構造を有する。
このように構成された本発明においては、負圧によるエゼクタ効果を奏するように構成された第1排気通路では、排気ガスの流速が高くなるため、湾曲部での放熱量がより多くなる傾向にあるが、そのような第1排気通路の湾曲部を第2排気通路のハウジング部によって包囲することで、湾曲部での放熱を効果的に抑制することができる。
In the present invention, preferably, the passage on the upstream side of the curved portion in the first exhaust passage has a venturi structure configured to cause an ejector effect due to negative pressure.
In the present invention configured as described above, in the first exhaust passage configured to exhibit the ejector effect due to the negative pressure, the flow rate of the exhaust gas becomes high, and thus the amount of heat radiation at the curved portion tends to increase. However, by surrounding the curved portion of the first exhaust passage with the housing portion of the second exhaust passage, heat dissipation at the curved portion can be effectively suppressed.
本発明の内燃機関の排気装置によれば、排気浄化触媒上流の排気通路が湾曲しているシステムにおいて、排気浄化触媒を適切に活性温度以上にすることができる。 According to the exhaust system for an internal combustion engine of the present invention, the exhaust purification catalyst can be appropriately brought to the activation temperature or higher in a system in which the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst is curved.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による内燃機関の排気装置を説明する。 Hereinafter, an internal combustion engine exhaust system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態による内燃機関の排気装置について説明する。
[First Embodiment]
First, an exhaust system for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention will be described.
図1を参照して、本発明の第1実施形態による内燃機関の排気装置の全体構成について説明する。図1は、本発明の第1実施形態による内燃機関の排気装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。 With reference to FIG. 1, the overall configuration of an exhaust system for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an exhaust device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention is applied.
図1に示すように、本発明の第1実施形態によるエンジンシステム100は、主に、シリンダヘッド9及びシリンダブロック(図示せず)を有する、内燃機関としてのエンジン本体1と、エンジンシステム100全体を制御するECU(Electronic Control Unit)2と、エンジン本体1に接続された複数の独立吸気通路3と、エンジン本体1に接続された排気通路5と、排気通路5上に設けられた排気浄化触媒6と、を有する。
As shown in FIG. 1, an
エンジン本体1は、シリンダヘッド9及びシリンダブロックの内部に、ピストン(図示せず)がそれぞれ嵌挿された複数の気筒12が形成されている。図1では、シリンダヘッド9及びシリンダブロックの内部に4つの気筒12が直列に配置された直列4気筒エンジンを、エンジン本体1として例示している。以下では、これら4つの気筒12のことを、図1の右から順に、「第1気筒12a」、「第2気筒12b」、「第3気筒12c」、「第4気筒12d」と呼ぶ(これらの第1乃至第4気筒12a〜12dを特に区別しない場合には単に「気筒12」と表記する)。第1気筒12a及び第4気筒12dは、気筒列方向(図1の左右方向)においてエンジン本体1の端部に位置する気筒であり、第2気筒12b及び第3気筒12cは、気筒列方向においてエンジン本体1の中央部に位置する気筒である。シリンダヘッド9には、ピストンの上方に区画された燃焼室内に臨むようにそれぞれ点火プラグ15が設置されている。
The
エンジン本体1は、4サイクルエンジンであって、各気筒12a〜12dにおいて、180°CAずつずれたタイミングで点火プラグ15による点火が行われて、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の各行程がそれぞれ180°CAずつずれたタイミングで行われる。本実施形態では、第1気筒12a→第3気筒12c→第4気筒12d→第2気筒12bの順に点火が行われ、この順に各行程が実施される。このことから明らかなように、第2気筒12b及び第3気筒12cは、点火順序が連続せず、したがって排気順序も連続しない。
The
エンジン本体1のシリンダヘッド9には、それぞれ燃焼室に向かって開口する2つの吸気ポート17及び2つの排気ポート18が設けられている。吸気ポート17は、各気筒12内に吸気を導入するためのものである。排気ポート18は、各気筒12内から排気ガスを排出するためのものである。各吸気ポート17には、これら吸気ポート17を開閉して吸気ポート17と気筒12内部とを連通又は遮断するための吸気弁19が設けられている。各排気ポート18には、これら排気ポート18を開閉して排気ポート18と気筒12内部とを連通又は遮断するための排気弁20が設けられている。吸気弁19は、吸気弁駆動機構30により駆動されて、所定のタイミングで吸気ポート17を開閉する。排気弁20は、排気弁駆動機構40で駆動されることにより、所定のタイミングで排気ポート18を開閉する。
The
吸気弁駆動機構30は、吸気弁19に連結された吸気カムシャフト31と吸気VVT32とを有している。排気弁駆動機構40は、排気弁20に連結された排気カムシャフト41と排気VVT42とを有している。吸気カムシャフト31及び排気カムシャフト41は、周知のチェーン及びスプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランクシャフトに連結されており、クランクシャフトの回転に伴い回転して、吸気弁19及び排気弁20を開閉駆動する。
The intake
吸気VVT32及び排気VVT42は、吸気弁19及び排気弁20のバルブタイミングを変更するためのものである。例えば、吸気VVT32は、吸気カムシャフト31と同軸に配置されてクランクシャフトにより直接駆動される所定の被駆動軸を有し、この被駆動軸と吸気カムシャフト31との間の位相差を変更する。これにより、クランクシャフトと吸気カムシャフト31との間の位相差が変更され、吸気弁19のバルブタイミングが変更される。排気VVT42もこれに準じて同様である。
また、吸気VVT32及び排気VVT42は、ECU2から供給される制御信号S32、S42によって制御される。具体的には、吸気VVT32及び排気VVT42は、ECU2で算出された吸気弁19及び排気弁20の目標バルブタイミングに基づいて位相差を変更する。本実施形態では、吸気VVT32及び排気VVT42は、吸気弁19及び排気弁20の開弁期間及びリフト量、つまりバルブプロファイルをそれぞれ一定に保ったまま、吸気弁19及び排気弁20の開弁時期及び閉弁時期をそれぞれ変更する。
The
The
各気筒12の吸気ポート17には、独立吸気通路3が接続されている。独立吸気通路3は、気筒数に対応して4つ設けられている。独立吸気通路3の気筒側の端部は2つに分かれ、その下流端が気筒12の2つの吸気ポート17に接続されている。
An
各気筒12の排気ポート18には、独立排気通路52、53又は共通排気通路54が接続されている。つまり、エンジン本体1の排気側には、第1独立排気通路52及び第2独立排気通路53という2つの独立排気通路と、1つの共通排気通路54とが備えられている。独立排気通路52、53の気筒側の端部はそれぞれ2つに分かれ、その上流端が気筒12の2つの排気ポート18に接続されている。共通排気通路54は、上流側部分が第1分岐通路54b及び第2分岐通路54cという2つの分岐通路に分岐し、各分岐通路54b、54cの気筒側の端部は2つに分かれ、その上流端が気筒12の2つの排気ポート18に接続されている。
An
次に、更に図1を参照しながら、本発明の第1実施形態によるエンジンシステム100の排気系について詳細に説明する。この説明の際に、図2(A)及び(B)も合わせて参照する。図2(A)は、本発明の第1実施形態による排気系に含まれる独立排気通路52、53、共通排気通路54及び集合管56の形状をより詳しく示す平面図であり、図2(B)は、図2(A)に示される部分の斜視図である。
Next, the exhaust system of the
図1に示すように、第1実施形態によるエンジンシステム100の排気系では、排気通路5は、気筒12の排気ポート18から延びる独立排気通路52、53及び共通排気通路54と、これらの独立排気通路52、53及び共通排気通路54が接続されると共に、排気浄化触媒6に接続された集合管56と、を有する。これらの独立排気通路52、53、共通排気通路54及び集合管56は、第1排気通路57を構成する。加えて、排気通路5は、排気浄化触媒6の下流側において分岐する第2排気通路58及び第3排気通路59と、これら第2排気通路58及び第3排気通路59が合流する合流通路60と、を有する。
As shown in FIG. 1, in the exhaust system of the
エンジン本体1における4つの気筒12のうち、気筒列方向においてエンジン本体1の端部に位置する第1気筒12a及び第4気筒12dの排気ポート18には、それぞれ第1独立排気通路52の上流端及び第2独立排気通路53の上端部が接続されている。他方で、気筒列方向においてエンジン本体1の中央部に位置する第2気筒12b及び第3気筒12cの排気ポート18には、それぞれ共通排気通路54の第1分岐通路54bの上流端及び第2分岐通路54cの上流端が接続されている。
Of the four
第1独立排気通路52及び第2独立排気通路53は、第1気筒12aの排気ポート18及び第4気筒12dの排気ポート18から集合管56に向けて下流に延びている。これに対し、共通排気通路54の第1分岐通路54b及び第2分岐通路54cは、第2気筒12bの排気ポート18及び第3気筒12cの排気ポート18から所定距離だけ下流に延びた後、合流し、単一の合流通路54aとなって、集合管56に向けて下流に延びている。すなわち、共通排気通路54は、合流通路54a、第1分岐通路54b、及び第2分岐通路54cを含んでいる。そして、第1分岐通路54bの上流端が第2気筒12bの排気ポート18に接続され、第2分岐通路54cの上流端が第3気筒12cの排気ポート18に接続されている。
The first
前述したように、第2気筒12bと第3気筒12cとは、相互に排気順序が連続しない気筒12同士である。したがって、第2気筒12bから排出された排気ガスと、第3気筒12cから排出された排気ガスとが、共通排気通路54を連続して流れることはない。
また、2つの独立排気通路52、53及び1つの共通排気通路54は、相互に独立している。つまり、第1気筒12aから排出された排気ガスと、第3気筒12cから排出された排気ガスと、第4気筒12dから排出された排気ガスと、第2気筒12bから排出された排気ガスとは、相互に干渉し合うことなく各排気通路52、53、54を通過する。
As described above, the second cylinder 12b and the third cylinder 12c are the
Further, the two
第1独立排気通路52及び第2独立排気通路53は、第1気筒12a及び第4気筒12dの排気ポート18から所定距離だけ下流に延びた後、気筒列方向においてエンジン本体1の中央部に向けて湾曲し、相互に近接する(図2(A)及び(B)参照)。同様に、共通排気通路54の第1分岐通路54b及び第2分岐通路54cは、第2気筒12b及び第3気筒12cの排気ポート18から所定距離だけ下流に延びた後、気筒列方向においてエンジン本体1の中央部に向けて湾曲し、相互に合流して合流通路54aとなる(図2(A)及び(B)参照)。
The first
各排気通路52、53、54の下流端部は、エンジン本体1の外部で、気筒列方向においてエンジン本体1の中央部に対向する位置で相互に束ねられ、これにより、各排気通路52、53、54の下流端は、相互に束ねられた状態で集合管56の上流端に接続される。集合管56は、エンジン本体1の外部で、気筒列方向においてエンジン本体1の中央部に対向する位置に配置されている。各排気通路52、53、54を通過した排気ガスは、各排気通路52、53、54の下流端から集合管56内に噴出し、集合管56内で集合する。
The downstream ends of the
共通排気通路54の上流端から下流端までの通路長は、第1独立排気通路52及び第2独立排気通路53の上流端から下流端までの通路長よりも短く設定されている(図2(A)及び(B)参照)。また、第1独立排気通路52、第2独立排気通路53、及び共通排気通路54は、例えば排気系のコンパクト化等のために、気筒列方向の一端側から他端側を見たときに、エンジン本体1の外部において、下方に湾曲する湾曲部Rが形成されている(図2(B)参照)。そして、この湾曲部Rにおいて、共通排気通路54は、第1独立排気通路52及び第2独立排気通路53よりも内側に位置している。これは、共通排気通路54の上流端から下流端までの通路長を、独立排気通路52、53の上流端から下流端までの通路長よりも短く設定するための方策の1つである。
The passage length from the upstream end to the downstream end of the
図1に示すように、独立排気通路52、53及び共通排気通路54の上流側部分はシリンダヘッド9内に形成されている。そして、独立排気通路52、53及び共通排気通路54のシリンダヘッド9外の部分(エンジン本体1の外部に露出している部分)及び集合管56は、いわゆるエキゾーストマニホールドに相当する。特に、本実施形態では、シリンダヘッド9内に形成された部分を含めて、湾曲部Rにおいて、共通排気通路54は、第1独立排気通路52及び第2独立排気通路53よりも内側に位置している(図2(B)参照)。
As shown in FIG. 1, upstream portions of the
また、図1に示すように、第1排気通路57の集合管56は、上流から順に、円筒形状のガス流入部56a、逆円錐台形状の絞り部56b、円筒形状のストレート部56c、円錐台形状のディフューザー部56d、及び、通路の途中が湾曲している円筒形状のガス排出部56eを有する。
As shown in FIG. 1, the collecting
各排気通路52、53、54及び集合管56は、各排気通路52、53、54の下流端から排気ガスが高速で集合管56内に噴出し、これにより集合管56内に負圧が発生するようなベンチュリ構造が適用されている。さらに、集合管56は、各排気通路52、53、54の下流端から排気ガスが高速で集合管56内に噴出し、これにより低下した排気ガスの圧力及び温度が集合管56の下流側部分(例えばディフューザー部56d)において再び上昇、つまり回復するような形状を有している。
In each of the
各排気通路52、53、54の下流側部分は、各排気通路52、53、54の下流端から排気ガスが高速で集合管56内に噴出するように、流路面積(断面積のこと。以下同様とする。)が下流ほど小さくなる先細り形状に形成されている(図2(A)参照)。また、排気通路52、53、54は、下流端で束ねられて、集合管56のガス流入部56aに接続される。このガス流入部56aには、排気ガス温度を検出する温度センサ81が設けられている。温度センサ81は、検出した排気ガス温度に対応する検出信号S81をECU2に供給する。
なお、排気ガス温度を検出する温度センサ81をガス流入部56aに設けることに限定はされず、排気通路5上における他の位置に温度センサ81を設けてもよい。また、排気ガス温度を温度センサ81によって検出することに限定はされず、運転状態などに応じて排気ガス温度を推定してもよい。
The downstream portion of each
The
集合管56の絞り部56bは、各排気通路52、53、54の下流端から集合管56内に噴出した排気ガスが高い流速を維持したまま下流に流れるように、流路面積が下流ほど小さくなる逆円錐台形状に形成されている。この絞り部56bの下流端の流路面積は、集合管56の最小流路面積である。また、集合管56のストレート部56cは、絞り部56bから流入した排気ガスの流速が維持されるように、最小流路面積を保って下流に延びる円筒形状に形成されている。
The
このような集合管56の上流側部分の形状(つまりベンチュリ構造を有する形状)により、各排気通路52、53、54の下流端から高速で集合管56内に噴出した排気ガスは、高速を維持したまま絞り部56bを通過し、高速を維持したままストレート部56cに流入し、この排気ガスの周囲に大きい負圧が発生する。この負圧によってエゼクタ効果が得られる。具体的には、隣接する他の排気通路52、53、54と連通する排気ポート18内の排気が下流に吸い出されるエゼクタ効果が得られる。
Due to the shape of the upstream side portion of the collecting pipe 56 (that is, the shape having a venturi structure), the exhaust gas ejected into the collecting
集合管56のディフューザー部56dは、集合管56の上流側部分において低下した排気ガスの圧力及び温度が再び上昇、つまり回復するように、流路面積が下流ほど大きくなる円錐台形状に形成されている。
The
集合管56のガス排出部56eは、集合管56が排気浄化触媒6に接続し、排気ガスが排気浄化触媒6へと排出される部分であり、流路面積がほぼ一定の形状に形成されている。また、ガス排出部56eは、湾曲部56fを有する、つまり通路の一部分が湾曲している(図1からは明らかでないが、後述する図で詳細を説明する)。このようにガス排出部56eを湾曲させているのは、例えば、排気浄化触媒6へのガス当たりの向上(つまり排気浄化触媒6への排気ガスの均一供給)や、排気系のコンパクト化などを図るためである。
The
集合管56のガス排出部56eの下流端、つまり第1排気通路57の下流端は、排気浄化触媒6に接続されている。排気浄化触媒6は、例えば三元触媒や酸化触媒やリーンNOxトラップ触媒などを有しており、エンジン本体1から排出された排気ガスを浄化するための装置である。ここで、例えば三元触媒や酸化触媒を用いた場合には、排気浄化触媒6での触媒反応により、排気浄化触媒6を通過後の排気ガス温度が、排気浄化触媒6を通過前の排気ガス温度よりも上昇する。
なお、排気浄化触媒6は、厳密に言うと、上記したような三元触媒や酸化触媒やリーンNOxトラップ触媒などの触媒本体、及びこの触媒本体を収容するケーシングなどを有するものであるが、これらを含めて排気浄化触媒6と呼んでいる。
The downstream end of the
Strictly speaking, the
また、図1に示すように、排気浄化触媒6の下流側の排気通路5は、第2排気通路58と第3排気通路59とに分岐する。そして、これらの第2排気通路58及び第3排気通路59は、合流して1つの合流通路60となる。
Further, as shown in FIG. 1, the
第2排気通路58は、排気浄化触媒6からの排気ガスが流入する通路58aと、排気浄化触媒6の上流側部分と第1排気通路57の湾曲部56f(詳しくは集合管56のガス排出部56eに形成された湾曲部56f)とを包囲するように形成され、通路58aから供給された排気ガスが内部を通過するハウジング部58bと、このハウジング部58bから排気ガスが供給され、排気ガスを合流通路60へと流出する通路58cと、を有する。
The
第2排気通路58の通路58a上には、切替弁71が設けられている。また、第3排気通路59の上流端(つまり第2排気通路58と第3排気通路59との分岐箇所付近)には、切替弁72が設けられている。切替弁71、72は、それぞれ、ECU2から供給される制御信号S71、S72によって制御される。
A switching
切替弁71を開弁し、切替弁72を閉弁した場合には、図1中の実線矢印A11に示すように、排気ガスは、第2排気通路58のみを通過し、第3排気通路59には流れない。この場合、排気ガスは、第2排気通路58の通路58a、ハウジング部58b、通路58cを順に通過して、合流通路60へと流出する。これに対して、切替弁71を閉弁し、切替弁72を開弁した場合には、図1中の破線矢印A12に示すように、排気ガスは、第3排気通路59のみを通過し、第2排気通路58には流れない。この場合、排気ガスは、第2排気通路58の通路58a、ハウジング部58b及び通路58cを通過せずに、第3排気通路59を通過して、合流通路60へと流出する。
When the switching
なお、切替弁71、72は、本発明における「切替弁」に相当する。このような2つの切替弁71、72を用いることに限定はされず、例えば三方弁などの1つの切替弁を用いて、排気浄化触媒6から流出した排気ガスを通過させる通路を、第2排気通路58と第3排気通路59との間で切り替えてもよい。その場合には、第2排気通路58と第3排気通路59との分岐箇所に、この1つの切替弁を設置すればよい。
The switching
ここで、ECU2は、エンジンシステム100全体の制御を行う。本実施形態においては、ECU2は、主に、温度センサ81が検出した排気ガス温度(検出信号S81に対応する)に基づいて、上記した切替弁71、72を制御する。具体的には、ECU2は、排気ガス温度が所定温度未満である場合には、排気ガスが、第2排気通路58のみを通過し、第3排気通路59に流れないように、切替弁71を開弁し、切替弁72を閉弁する制御を行う。これに対して、ECU2は、排気ガス温度が所定温度以上である場合には、排気ガスが、第3排気通路59のみを通過し、第2排気通路58に流れないように、切替弁72を開弁し、切替弁71を閉弁する制御を行う。このように、ECU2は、本発明における「制御手段」の一例に相当する。
なお、上記した所定温度には、例えば、排気浄化触媒6の活性温度に応じた温度が用いられる。この場合、排気ガス温度が所定温度未満である場合は、排気浄化触媒6の温度が活性温度未満であり、排気浄化触媒6を暖機すべき場合に相当する。これに対して、排気ガス温度が所定温度以上である場合は、排気浄化触媒6の温度が活性温度以上であり、排気浄化触媒6を暖機する必要がない場合に相当する。
Here, the
For example, a temperature corresponding to the activation temperature of the
なお、ECU2は、CPU、CPU上で解釈実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む)、及びプログラムや各種のデータを格納するためのROMやRAMの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。
The
次に、図3及び図4(A)〜(C)を参照して、本発明の第1実施形態による内燃機関の排気装置が有する第2排気通路58について具体的に説明する。図3は、本発明の第1実施形態による第2排気通路58を含む排気系の斜視図であり、図4(A)は、図3中の矢印A21方向から見た上面図であり、図4(B)は、図3中の矢印A22方向から見た正面図であり、図4(C)は、図4(B)中のC1−C1線に沿って見た断面図である。
なお、図3及び図4(A)〜(C)では、本発明の第1実施形態による第2排気通路58を分かり易く説明する観点から、第3排気通路59や、合流通路60や、切替弁71、72などの図示を省略している。また、図3及び図4(A)〜(C)では、これと同様の観点から、集合管56を簡略化した形状を示している、つまり、集合管56のガス流入部56a、絞り部56b、ストレート部56c、ディフューザー部56d及びガス排出部56e(図1参照)の詳細を図示していない。
Next, with reference to FIG. 3 and FIGS. 4A to 4C, the
3 and 4A to 4C, from the viewpoint of easily explaining the
図5に示すように、第1実施形態による内燃機関の排気装置においては、第2排気通路58は、排気浄化触媒6の下流端に接続され、排気浄化触媒6からの排気ガスが通過する通路58aと、この通路58aに接続され、通路58aから供給された排気ガスが内部を通過するように形成されたハウジング部58bと、このハウジング部58bに接続され、ハウジング部58bを通過した排気ガスを合流通路60(不図示)へと流出する通路58cと、を有する。
As shown in FIG. 5, in the exhaust device for the internal combustion engine according to the first embodiment, the
詳しくは、図3及び図4(A)〜(C)に示すように、第2排気通路58のハウジング部58bは、第1排気通路57の一部分、具体的には独立排気通路52、53及び分岐通路54b、54cが集合した集合管56の一部分と、排気浄化触媒6の一部分、具体的には排気浄化触媒6の上流側部分とを覆うように形成されている。この場合、第2排気通路58のハウジング部58bには、第1排気通路57の集合管56が貫通して内部に延びている。また、特に図4(C)に示すように、第1排気通路57の集合管56(より詳しくは集合管56のガス排出部56e)は、湾曲部56fにおいて湾曲しており、この湾曲部56fは、第2排気通路58のハウジング部58b内に収容されて、ハウジング部58bによって覆われている。そして、この湾曲部56fよりも下流側の端部において第1排気通路57が排気浄化触媒6に接続している。
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4A to 4C, the
更に、排気浄化触媒6の下流端には、第2排気通路58の通路58aが接続されており、この通路58aは、その下流端がハウジング部58bに接続され(詳しくは集合管56を覆う部分と反対側に位置するハウジング部58bの部分に接続され)、排気浄化触媒6からの排気ガスをハウジング部58b内に供給するようになっている。第2排気通路58の通路58aは、その流路面積が、排気浄化触媒6から排気ガスが流出される流出口(出口)における流路面積よりも小さく形成されている。また、集合管56の下流端付近を覆うハウジング部58bの部分には、第2排気通路58の通路58cが接続されており、ハウジング部58b内の排気ガス(つまり通路58aから供給された排気ガス)が、この通路58cから排出されるようになっている。
Further, a
なお、通路58aからハウジング部58bへと供給された排気ガスは、ハウジング部58b内に位置する第1排気通路57及び排気浄化触媒6の部分の周囲、具体的には、この第1排気通路57及び排気浄化触媒6の部分の外壁と、ハウジング部58bの内壁とによって挟まれた空間を通過して、通路58cから排出される。
The exhaust gas supplied from the
次に、本発明の第1実施形態による内燃機関の排気装置の作用効果について説明する。 Next, the function and effect of the exhaust device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention will be described.
本発明の第1実施形態によれば、通過する排気ガスの放熱量が多い、第1排気通路57の湾曲部56fを、排気浄化触媒6からの排気ガスが通過する第2排気通路58上に設けられたハウジング部58bによって包囲するので、排気浄化触媒6での触媒反応により温度上昇した排気ガスを湾曲部56fの周囲に通過させることができ、湾曲部56fでの放熱を適切に抑制することができる、つまり湾曲部56fでの排気ガス温度の低下を適切に抑制することができる。特に、第1実施形態のように、負圧によるエゼクタ効果を奏するように形成された第1排気通路57では、排気ガスの流速が高くなるため、湾曲部56fでの放熱量がより多くなる傾向にあるが、そのような第1排気通路57の湾曲部56fをハウジング部58bによって包囲することで、湾曲部56fでの放熱を効果的に抑制することができる。
According to the first embodiment of the present invention, the
上記では湾曲部56fでの放熱量が多いことを述べたが、これは、逆に言うと、湾曲部56fでは高効率で熱交換可能であることに相当する。したがって、このような湾曲部56fでは、湾曲部56fの周囲を通過する排気ガスと高効率で熱交換することとなる。つまり、ハウジング部58b内の排気ガスの熱を湾曲部56f内の排気ガスに高効率で伝達させることができる。そのため、第1実施形態によれば、排気浄化触媒6での触媒反応により温度上昇した排気ガスを湾曲部56fの周囲に通過させることで、この温度上昇した排気ガスの熱を高効率で湾曲部56f内の排気ガスに伝達させることができ、湾曲部56f内の排気ガス温度を適切に上昇させることができる、つまり、第1排気通路57から排気浄化触媒6へと供給される排気ガス温度を上昇させることができる。これにより、排気浄化触媒6を適切に活性温度以上にすることが可能となる。また、第1実施形態によれば、第2排気通路58のハウジング部58bによって排気浄化触媒6の一部分も包囲しているので、排気浄化触媒6の保温効果が得られ、排気浄化触媒6の温度低下を効果的に抑制することができる。
In the above description, it has been described that the amount of heat radiation at the bending
更に、第1実施形態によれば、排気ガス温度が所定温度以上である場合には、排気ガスが第3排気通路59のみを通過して第2排気通路58に流れないように切替弁71、72を制御するので、排気浄化触媒6を通過して温度上昇した排気ガスが排気浄化触媒6の周囲を通過することを適切に禁止することができる。これにより、排気浄化触媒6を通過して温度上昇した排気ガスが排気浄化触媒6の周囲に供給されることに起因する、排気浄化触媒6の熱劣化や、最適な浄化機能が発揮される温度範囲を超える温度にまで排気浄化触媒6が昇温してしまうことなどを防止することができる。加えて、複雑な排気通路5の構成に起因する不要な圧損を抑えて、燃費悪化を抑制することができると共に、多くの吸気を取り込むために用いるべき排気脈動が利用できなくなること(減衰や反転に起因するもの)を防ぐことができる。
Furthermore, according to the first embodiment, when the exhaust gas temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the switching
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態による内燃機関の排気装置について説明する。第2実施形態による内燃機関の排気装置では、第2排気通路上に形成されたハウジング部の形態が、第1実施形態による内燃機関の排気装置と異なる。
なお、以下では、第1実施形態と異なる構成について主に説明し、第1実施形態と同様の構成については説明を適宜省略する。つまり、ここで特に説明しない構成については、第1実施形態と同様であるものとする。
[Second Embodiment]
Next, an exhaust system for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention will be described. In the exhaust device for an internal combustion engine according to the second embodiment, the form of the housing part formed on the second exhaust passage is different from the exhaust device for the internal combustion engine according to the first embodiment.
In the following description, the configuration different from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration as the first embodiment will be omitted as appropriate. That is, the configuration that is not particularly described here is the same as that of the first embodiment.
図5及び図6(A)〜(C)を参照して、本発明の第2実施形態による内燃機関の排気装置が有する第2排気通路62について具体的に説明する。図5は、本発明の第2実施形態による第2排気通路62を含む排気系の斜視図であり、図6(A)は、図5中の矢印A3方向から見た正面図であり、図6(B)は、図6(A)中のB2−B2線に沿って見た部分断面図であり、図6(C)は、図6(A)中のC2−C2線に沿って見た断面図である。
なお、第2実施形態による内燃機関の排気装置でも、第1実施形態による内燃機関の排気装置と同様の第3排気通路59や合流通路60や切替弁71、72などが適用されるが、図5及び図6(A)〜(C)では、それらの図示を省略している。その理由は、上記した図3及び図4(A)〜(C)と同様である。また、図5及び図6(A)〜(C)では、集合管56を簡略化した形状を示している、つまり、集合管56のガス流入部56a、絞り部56b、ストレート部56c、ディフューザー部56d及びガス排出部56e(図1参照)の詳細を図示していない。
With reference to FIGS. 5 and 6 (A) to 6 (C), the
Note that the exhaust system for the internal combustion engine according to the second embodiment also employs the
図5に示すように、第2実施形態による内燃機関の排気装置においては、第2排気通路62は、排気浄化触媒6の下流端に接続され、排気浄化触媒6からの排気ガスが通過する通路62aと、この通路62aに接続され、通路62aから供給された排気ガスが内部を通過するように形成されたハウジング部62bと、このハウジング部62bに接続され、ハウジング部62bを通過した排気ガスを合流通路60(不図示)へと流出する通路62cと、を有する。
なお、このような第2実施形態による第2排気通路62は、前述した第1実施形態による第2排気通路58の代わりにエンジンシステム100(図1参照)に適用される。
As shown in FIG. 5, in the exhaust device for the internal combustion engine according to the second embodiment, the
The
具体的には、図5及び図6(A)〜(C)に示すように、第2実施形態による内燃機関の排気装置は、第2排気通路62のハウジング62bが、第1排気通路57の大部分を包囲するように形成されている点で、第1実施形態による内燃機関の排気装置と異なる。より詳しくは、第2排気通路62のハウジング62bは、前述した集合管56における湾曲部56f付近及び排気浄化触媒6の一部分(上流側部分)だけでなく、独立排気通路52、53及び分岐通路54b、54cにおいてエンジン本体1の外部に露出している部分及び集合管56の全体、つまりエキゾーストマニホールドに相当する部分のほぼ全体を包囲するように形成されている。この場合、第2排気通路62のハウジング62bには、独立排気通路52、53及び分岐通路54b、54cが貫通して内部に延びている。
Specifically, as shown in FIG. 5 and FIGS. 6A to 6C, the exhaust device for the internal combustion engine according to the second embodiment includes a
また、第2排気通路62の通路62aは、その下流端が、独立排気通路52、53及び分岐通路54b、54cを包囲するハウジング62bの部分に接続されており、排気浄化触媒6からの排気ガスをハウジング部58b内に供給するようになっている。第2排気通路62の通路62aは、その流路面積が、排気浄化触媒6から排気ガスが流出される流出口(出口)における流路面積よりも小さく形成されている。更に、集合管56の下流端付近を包囲するハウジング62bの部分には、第2排気通路62の通路62cが接続されており、ハウジング部62b内の排気ガス(つまり通路62aから供給された排気ガス)が、この通路62cから排出されるようになっている。
The downstream end of the
なお、通路62aからハウジング部62bへと供給された排気ガスは、ハウジング部62b内に位置する第1排気通路57及び排気浄化触媒6の部分の周囲、具体的には、この第1排気通路57及び排気浄化触媒6の部分の外壁と、ハウジング部62bの内壁とによって挟まれた空間を通過して、通路62cから排出される。
The exhaust gas supplied from the
次に、本発明の第2実施形態による内燃機関の排気装置の作用効果について説明する。ここでは、上述した本発明の第1実施形態による内燃機関の排気装置の作用効果と同様の作用効果については、その説明を適宜省略する。 Next, effects of the exhaust device for the internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention will be described. Here, the description of the operational effects similar to the operational effects of the exhaust device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention described above will be omitted as appropriate.
本発明の第2実施形態によれば、排気浄化触媒6からの排気ガスが通過する第2排気通路62上に設けられたハウジング62bによって、第1排気通路57のエキゾーストマニホールドのほぼ全体を包囲し、排気浄化触媒6での触媒反応により温度上昇した排気ガスをエキゾーストマニホールドのほぼ全体の周囲に通過させるので、上記した第1実施形態よりも、第1排気通路57から排気浄化触媒6へと供給される排気ガスの温度を効果的に上昇させることができる。よって、排気浄化触媒6を効果的に活性温度に到達させることが可能となる。
According to the second embodiment of the present invention, the
また、第2実施形態によれば、このように第1排気通路57内の排気ガスの温度を効果的に上昇させることができるので、いわゆる内部EGRを実施することにより、温度上昇した排気ガスを排気ポート18側から燃焼室へと再導入することができる。したがって、低回転軽負荷域などでの燃焼安定性を改善することができる。加えて、例えば、燃焼が不安定になり易いリーン燃焼を実施した場合に、このように温度上昇した排気ガスを内部EGRによって燃焼室へ再導入することで、燃焼室の温度を上昇させて、リーン燃焼における燃焼安定性を改善することができる。
Further, according to the second embodiment, the temperature of the exhaust gas in the
[変形例]
上述した実施形態では、排気浄化触媒6の一部分のみを包囲するように形成された第2排気通路58、62のハウジング部58b、62bを示したが、他の例では、排気浄化触媒6の全体を包囲するように第2排気通路のハウジング部を形成してもよい。
[Modification]
In the embodiment described above, the
上述した第2実施形態では、集合管56における湾曲部56f付近及び排気浄化触媒6の一部分(上流側部分)だけでなく、独立排気通路52、53及び分岐通路54b、54cにおいてエンジン本体1の外部に露出している部分及び集合管56の全体、つまりエキゾーストマニホールドに相当する部分のほぼ全体を包囲するように、ハウジング部62bが形成されているが、他の例では、エキゾーストマニホールドに相当する部分のほぼ全体を包囲する代わりに、エキゾーストマニホールドの湾曲部を含む一部分のみを包囲するようにハウジング部を形成してもよい。これによっても、第1排気通路57の湾曲部56fと同様に、エキゾーストマニホールドの湾曲部における放熱を適切に抑制することができる。
In the second embodiment described above, not only in the vicinity of the
1 エンジン本体
2 ECU
5 排気通路
6 排気浄化触媒
56 集合管
56f 湾曲部
57 第1排気通路
58、62 第2排気通路
58b、62b ハウジング部
59 第3排気通路
71、72 切替弁
81 温度センサ
100 エンジンシステム
1
5
Claims (5)
この内燃機関から排出された排気ガスが通過し、通路上に湾曲部を有する第1排気通路と、
この第1排気通路の下流端に接続され、排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
この排気浄化触媒の下流側に接続され、排気浄化触媒から流出した排気ガスが通過する第2排気通路と、を有し、
上記第2排気通路の通路上には、上記排気浄化触媒の少なくとも一部分及び上記第1排気通路の湾曲部を包囲し、上記排気浄化触媒から流出した排気ガスを、上記排気浄化触媒の少なくとも一部分及び上記第1排気通路の湾曲部の外側に通過させるハウジング部が設けられていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 An exhaust system for an internal combustion engine that processes exhaust gas discharged from the internal combustion engine,
A first exhaust passage through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes and has a curved portion on the passage;
An exhaust purification catalyst connected to the downstream end of the first exhaust passage and purifying exhaust gas;
A second exhaust passage connected to the downstream side of the exhaust purification catalyst and through which exhaust gas flowing out of the exhaust purification catalyst passes,
On the passage of the second exhaust passage, at least a portion of the exhaust purification catalyst and the curved portion of the first exhaust passage are surrounded, and exhaust gas flowing out of the exhaust purification catalyst is passed through at least a portion of the exhaust purification catalyst and An exhaust system for an internal combustion engine, characterized in that a housing portion is provided outside the curved portion of the first exhaust passage.
上記第2排気通路のハウジング部は、上記第1排気通路のエキゾーストマニホールドを包囲し、上記排気浄化触媒から流出した排気ガスをこのエキゾーストマニホールドの外側に通過させる、請求項1に記載の内燃機関の排気装置。 The first exhaust passage has an exhaust manifold extending from an exhaust port of the internal combustion engine,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the housing portion of the second exhaust passage surrounds the exhaust manifold of the first exhaust passage, and allows the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst to pass outside the exhaust manifold. Exhaust system.
上記排気浄化触媒の下流側に接続され、排気浄化触媒から流出した排気ガスが通過する、上記第2排気通路とは異なる第3排気通路と、
上記排気浄化触媒から流出した排気ガスを通過させる通路を、上記第2排気通路と上記第3排気通路との間で切り替える切替弁と、
を有する、請求項1又は2に記載の内燃機関の排気装置。 further,
A third exhaust passage which is connected to the downstream side of the exhaust purification catalyst and through which exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst passes differs from the second exhaust passage;
A switching valve for switching a passage through which the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst passes between the second exhaust passage and the third exhaust passage;
The exhaust device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein
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