JP2016098769A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関から排出される排ガスを浄化する排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust purification device that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine.
内燃機関から排出される排ガスを浄化する装置として、排気流路に触媒を配設した排気浄化装置が知られている。この種の排気浄化装置では、触媒の下流側の排気流路に、当該触媒による排ガスの浄化効果を判断するための排気センサが設けられる。 As an apparatus for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine, an exhaust purification apparatus in which a catalyst is disposed in an exhaust passage is known. In this type of exhaust purification apparatus, an exhaust sensor for determining the exhaust gas purification effect of the catalyst is provided in the exhaust flow path downstream of the catalyst.
ところで、内燃機関から排出される排ガスの成分の分布は、例えば内燃機関における気筒間の燃焼状態のばらつきなどにより、排気流路において一様でなくばらついている。それにもかかわらず、触媒から流出した排ガスのうち、排気センサに当たるのは排気センサの近くを流れる一部の排ガスのみであり、排気センサから離れた位置を流れる排ガスは排気センサに当たらずに流れてしまう。その結果、排気センサに当たる排ガスの成分のばらつきが大きくなり、排気センサに基づく触媒の浄化効果の判断を正確に行えないという問題があった。 By the way, the distribution of the components of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine varies non-uniformly in the exhaust passage due to, for example, variations in the combustion state between cylinders in the internal combustion engine. Nevertheless, of the exhaust gas flowing out from the catalyst, only a part of the exhaust gas flowing near the exhaust sensor hits the exhaust sensor, and the exhaust gas flowing away from the exhaust sensor flows without hitting the exhaust sensor. End up. As a result, there has been a problem that the variation in the components of the exhaust gas hitting the exhaust sensor becomes large, and the determination of the catalyst purification effect based on the exhaust sensor cannot be performed accurately.
このような問題を解決するために、排気センサの上流側に排気流路内側に突出した突出部を形成し、排気センサから離れた位置を流れる排ガスを当該突出部により排気センサ側に導くようにした排気管が提案されている(特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, a projecting portion projecting inward of the exhaust flow path is formed on the upstream side of the exhaust sensor, and exhaust gas flowing away from the exhaust sensor is guided to the exhaust sensor side by the projecting portion. An exhaust pipe has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、前述した特許文献1に記載の排気管は、例えば、種類(例えば自動車の車種)の異なる排気系に流用しようとした場合、突出部の最適な形状が異なり得る。このため、排気流路の形状を共通化できたとしても、突出部の形状を共通化できない限り、同じ排気管を異なる排気系で流用できない問題があった。 However, in the exhaust pipe described in Patent Document 1 described above, for example, when trying to divert to an exhaust system of a different type (for example, a vehicle type), the optimal shape of the protruding portion may be different. For this reason, even if the shape of the exhaust flow path can be made common, there is a problem that the same exhaust pipe cannot be used in different exhaust systems unless the shape of the protruding portion can be made common.
本発明は、排気センサに当たる排ガスの成分のばらつきを抑えることができ、かつ、突出部の最適な形状が異なる複数種類の排気系で部品の流用が可能な排気浄化装置の提供を目的としている。 An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device that can suppress variation in components of exhaust gas hitting an exhaust sensor and that can divert components in a plurality of types of exhaust systems having different optimal shapes of protrusions.
本発明の一側面は、排気浄化装置であって、第1の排気管と、触媒と、第2の排気管と、排気センサと、突出部材と、を備える。第1の排気管は、排気流路を形成する。触媒は、第1の排気管に収容され、第1の排気管を流れる排ガスを浄化する。第2の排気管は、第1の排気管の下流側で排気流路を形成する。排気センサは、第2の排気管の内側に配設される。突出部材は、第2の排気管とは別部品であって、第2の排気管の外面に接合され、第2の排気管に形成された貫通孔を介して第2の排気管の内面よりも内側に突出する。 One aspect of the present invention is an exhaust purification device, which includes a first exhaust pipe, a catalyst, a second exhaust pipe, an exhaust sensor, and a protruding member. The first exhaust pipe forms an exhaust passage. The catalyst is accommodated in the first exhaust pipe and purifies the exhaust gas flowing through the first exhaust pipe. The second exhaust pipe forms an exhaust passage on the downstream side of the first exhaust pipe. The exhaust sensor is disposed inside the second exhaust pipe. The projecting member is a separate part from the second exhaust pipe, and is joined to the outer surface of the second exhaust pipe, and from the inner surface of the second exhaust pipe through a through hole formed in the second exhaust pipe. Also protrudes inward.
このような構成によれば、排気センサに当たる排ガスの成分のばらつきを突出部材により抑えることができ、かつ、突出部材の最適な形状が異なる複数種類の排気系で少なくとも第2の排気管の流用が可能となる。 According to such a configuration, the variation in the components of the exhaust gas hitting the exhaust sensor can be suppressed by the protruding member, and at least the second exhaust pipe can be diverted by a plurality of types of exhaust systems having different optimal shapes of the protruding member. It becomes possible.
上記構成において、突出部材及び排気センサは、第2の排気管の軸方向に垂直な共通の断面と交わる位置に配設されてもよい。このような構成によれば、排気流路の一部が突出部材及び排気センサの両方によって覆われ、排気流路を流れる排ガスを排気センサに導きやすくすることができる。 In the above configuration, the protruding member and the exhaust sensor may be disposed at a position that intersects a common cross section perpendicular to the axial direction of the second exhaust pipe. According to such a configuration, a part of the exhaust passage is covered with both the projecting member and the exhaust sensor, and the exhaust gas flowing through the exhaust passage can be easily guided to the exhaust sensor.
上記構成において、突出部材は、排気センサと対向する位置に配設されてもよい。このような構成によれば、排気センサと対向する位置が突出部材によって覆われ、突出部材が配設されていなければ排気センサに当たりにくい位置を流れる排ガスを排気センサに導きやすくすることができる。 In the above configuration, the protruding member may be disposed at a position facing the exhaust sensor. According to such a configuration, the position facing the exhaust sensor is covered with the projecting member, and if the projecting member is not disposed, it is possible to easily guide the exhaust gas flowing through the position that is difficult to hit the exhaust sensor to the exhaust sensor.
上記構成において、突出部材には、第2の排気管の外面に当接するつば部が形成されてもよい。このような構成によれば、突出部材の落下を防止することができる。加えて、つば部が外面に当接することにより、溶接の際に突出部材の位置を定めやすくすることができる。 In the above configuration, the protruding member may be formed with a collar portion that contacts the outer surface of the second exhaust pipe. According to such a configuration, the protruding member can be prevented from falling. In addition, since the collar portion comes into contact with the outer surface, the position of the protruding member can be easily determined during welding.
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
[1.構成]
図1及び図2に示す排気浄化装置1は、自動車の内燃機関から排出された排ガスを浄化するための装置であり、内燃機関の各気筒から排出された排ガスを合流させるエキゾーストマニホールド5の下流側に設けられている。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. Constitution]
An exhaust purification device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile, and is downstream of an
排気浄化装置1は、上流側コーン11と、触媒ケース12と、下流側コーン13と、触媒14と、排気センサ15と、突出部材30と、を備える。上流側コーン11、触媒ケース12及び下流側コーン13は、内燃機関から排出された排ガスを自動車の外部へ導くための排気流路の一部を形成する。
The exhaust purification device 1 includes an
上流側コーン11は、エキゾーストマニホールド5の下流側に設けられ、エキゾーストマニホールド5を介して流入する排ガスを触媒14へ導く排気流路を形成する。
触媒ケース12は、上流側コーン11の下流側で排気流路を形成する。
The
The
下流側コーン13は、触媒ケース12と共通する中心軸122を有し、触媒ケース12の下流側で排気流路を形成する。また、下流側コーン13における排気センサ15が配設される位置と対向する位置には、突出部材30を配設するための貫通孔13aが形成されている。
The
触媒14は、触媒ケース12に収容され、触媒ケース12を流れる排ガスを浄化する。
排気センサ15は、触媒14の排ガス浄化効果を判断するためのセンサであり、触媒14の下流側に設けられている。具体的には、排気センサ15は、下流側コーン13により形成される排気流路に、センサ部が突出するように配設され、当該排気流路を流れる排ガスの成分(本実施形態では酸素濃度)を検出する。
The
The
突出部材30は、図4(A)、図4(B)及び図4(C)に示すように、曲面状のつば部30aと、上面が平面をなす突出部30bと、を備える帽子状の部材である。図2及び図3に示すように、突出部材30は、下流側コーン13の外側から突出部30bが貫通孔13aに挿入された状態で、下流側コーン13の外面に当接したつば部30aが溶接されることにより、下流側コーン13に配設されている。このため、突出部30bは、排気センサ15と対向する位置で、下流側コーン13の内面よりも内側(排気流路)に突出する。また、排気センサ15及び突出部30bは、下流側コーン13の軸方向に垂直な共通の断面と交わる位置に配設されている。図2に示すように、突出部材30は、排ガスが当たり高温になり得るため、下流側コーン13よりも板厚が厚く、耐高温性に優れた材料(本実施形態では耐熱ステンレス)で形成されている。
As shown in FIGS. 4 (A), 4 (B), and 4 (C), the protruding
[2.作用]
次に、本実施形態の排気浄化装置1の作用について説明する。
図1及び図2に示すように、内燃機関の各気筒から排出された排ガスは、エキゾーストマニホールド5及び上流側コーン11を介して触媒14へ導かれ、触媒14によって浄化される。浄化された排ガスは、触媒14から下流側コーン13へ流出した後、その一部は排気センサ15の方向へ流れ、また他の一部は突出部材30の方向へ流れる。突出部材30の方向に流れた排ガスは、突出部材30に当たることにより、その一部が排気センサ15方向へ導かれる。その結果、排気センサ15に当たる排ガスの成分のばらつきが抑えられる。
[2. Action]
Next, the operation of the exhaust emission control device 1 of the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust gas discharged from each cylinder of the internal combustion engine is guided to the
[3.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)排気浄化装置1では、下流側コーン13とは別部品の突出部材30が、下流側コーン13の外面に接合され、下流側コーン13に形成された貫通孔13aを介して下流側コーン13の内面よりも内側に突出している。このため、排気センサ15に当たる排ガスの成分のばらつきを突出部材30により抑えることができ、かつ、突出部材30の最適な形状が異なる複数種類の排気系で少なくとも下流側コーン13の流用が可能となる。
[3. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
(1a) In the exhaust emission control device 1, a protruding
(1b)突出部材30及び排気センサ15は、下流側コーン13の軸方向に垂直な共通の断面と交わる位置に配設される。したがって、本実施形態によれば、排気流路の一部が突出部材30及び排気センサ15の両方によって覆われ、排気流路を流れる排ガスを排気センサ15に導きやすくすることができる。
(1b) The protruding
(1c)突出部材30は、排気センサ15と対向する位置に配設される。したがって、本実施形態によれば、排気センサ15と対向する位置が突出部材30によって覆われ、突出部材30が配設されていなければ排気センサ15に当たりにくい排気流路内の位置を流れる排ガスを排気センサ15に導きやすくすることができる。
(1c) The protruding
(1d)突出部材30には、下流側コーン13の外面に当接するつば部30aが形成される。したがって、本実施形態によれば、突出部材30の落下を防止することができる。また、つば部30aを溶接することにより、下流側コーン13の内側(排気流路)にスパッタなどの異物が混入することを防ぐことができる。加えて、つば部30aが下流側コーン13の外面に当接するため、溶接の際に突出部材30の位置を定めやすくすることができる。
(1d) The protruding
なお、本実施形態では、上流側コーン11が第1の排気管の一例に相当し、下流側コーン13が第2の排気管の一例に相当する。
[4.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を取り得ることは言うまでもない。
In the present embodiment, the
[4. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment.
(2a)上記実施形態では、排気センサ15として酸素センサを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、NOxセンサ、空燃費センサ又は温度センサが用いられた排気浄化装置に対しても本発明は適用可能である。
(2a) In the above embodiment, the oxygen sensor is exemplified as the
(2b)上記実施形態では、突出部30bの上面が平面をなす帽子状の突出部材30を例示したが、これに限定されるものではない。
例えば、図5に示す第1変形例の排気浄化装置2は、上記実施形態の排気浄化装置1と比較すると、突出部材30に代えて、突出部材40が用いられている点が異なる。図7(A)、図7(B)及び図7(C)に示すように、第1変形例の突出部材40は、上記実施形態のつば部30aと同様の曲面状のつば部40aと、上面が概略半球状の突出部40bと、を備える帽子状の部材である。なお、上記実施形態と同様、突出部40bは、図5及び図6に示すように、排気センサ15と対向する位置で、下流側コーン13の内面よりも内側(排気流路)に突出する。また、排気センサ15及び突出部40bは、下流側コーン13の軸方向に垂直な共通の断面と交わる位置に配設されている。このような構成によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
(2b) In the above embodiment, the cap-shaped projecting
For example, the exhaust gas purification device 2 of the first modification shown in FIG. 5 is different from the exhaust gas purification device 1 of the above embodiment in that a protruding
また例えば、図8に示す第2変形例の排気浄化装置3は、上記実施形態の排気浄化装置1と比較すると、下流側コーン13に代えて、下流側コーン23が用いられている点が異なる。第2変形例の下流側コーン23には、上記実施形態の下流側コーン13の貫通孔13aよりも上流側(排気センサ15よりも上流側)に、貫通孔23aが形成されている。そして、突出部材30は、下流側コーン23の外側から突出部30bが貫通孔23aに挿入された状態で、下流側コーン23の外面に当接したつば部30aが溶接されることにより、下流側コーン23に配設されている。このため、突出部30bは、排気センサ15よりも上流側で、下流側コーン23の内面よりも内側(排気流路)に突出する。このような構成によれば、排気流路を流れる排ガスが排気センサ15の上流側で排気センサ15側に導かれるため、上記実施形態と同様の効果が得られる。
Further, for example, the
また例えば、図9に示す第3変形例の排気浄化装置4は、第2変形例の排気浄化装置3と比較すると、突出部材30に代えて、第1変形例と同じ突出部材40が用いられている点が異なる。つまり、突出部40bが、排気センサ15よりも上流側で、下流側コーン23の内面よりも内側(排気流路)に突出する。このような構成によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
Further, for example, the exhaust purification device 4 of the third modification shown in FIG. 9 uses the same projecting
(2c)上記実施形態では、突出部材30が、排気センサ15と対向する位置(下流側コーン13の軸方向に垂直な断面において180度の角度をなす位置)に配設されている構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、下流側コーン13の軸方向に垂直な断面において90度の角度をなす位置や、120度の角度をなす位置に配設されてもよい。
(2c) In the said embodiment, the structure by which the
(2d)上記実施形態では、突出部材30が、下流側コーン13よりも板厚が厚く、耐高温性に優れた材料で形成されている構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、突出部材30は、下流側コーン13と同じ板厚であってもよく、また、同じ材料で形成されてもよい。
(2d) In the above-described embodiment, the protruding
(2e)上記実施形態では、突出部材30が溶接により下流側コーン13と接合される構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばろう付けによって接合されてもよい。
(2e) In the above-described embodiment, the configuration in which the protruding
(2f)上記実施形態では、1個の突出部材30が下流側コーン13に配設される構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば複数個配設されてもよい。
(2g)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
(2f) In the above embodiment, the configuration in which one projecting
(2g) The functions of one component in the above embodiment may be distributed as a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment as long as a subject can be solved. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present invention.
1,2,3,4…排気浄化装置、5…エキゾーストマニホールド、11…上流側コーン、12…触媒ケース、13,23…下流側コーン、13a,23a…貫通孔、14…触媒、15…排気センサ、30,40…突出部材、30a,40a…つば部、30b,40b…突出部、122…中心軸。 1, 2, 3, 4 ... Exhaust purification device, 5 ... Exhaust manifold, 11 ... Upstream cone, 12 ... Catalyst case, 13, 23 ... Downstream cone, 13a, 23a ... Through hole, 14 ... Catalyst, 15 ... Exhaust Sensor, 30, 40 ... projecting member, 30a, 40a ... collar, 30b, 40b ... projecting, 122 ... central axis.
Claims (4)
前記第1の排気管に収容され、前記第1の排気管を流れる排ガスを浄化する触媒と、
前記第1の排気管の下流側で排気流路を形成する第2の排気管と、
前記第2の排気管の内側に配設された排気センサと、
前記第2の排気管とは別部品であって、前記第2の排気管の外面に接合され、前記第2の排気管に形成された貫通孔を介して前記第2の排気管の内面よりも内側に突出する突出部材と、
を備える排気浄化装置。 A first exhaust pipe forming an exhaust passage;
A catalyst housed in the first exhaust pipe and purifying the exhaust gas flowing through the first exhaust pipe;
A second exhaust pipe that forms an exhaust passage downstream of the first exhaust pipe;
An exhaust sensor disposed inside the second exhaust pipe;
The second exhaust pipe is a separate part, joined to the outer surface of the second exhaust pipe, and from the inner surface of the second exhaust pipe through a through hole formed in the second exhaust pipe. And a protruding member that protrudes inward,
An exhaust purification device comprising:
前記突出部材及び前記排気センサは、前記第2の排気管の軸方向に垂直な共通の断面と交わる位置に配設されている、排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 1,
The exhaust purification device, wherein the protruding member and the exhaust sensor are disposed at a position intersecting a common cross section perpendicular to the axial direction of the second exhaust pipe.
前記突出部材は、前記排気センサと対向する位置に配設されている、排気浄化装置。 An exhaust emission control device according to claim 2,
The exhaust purification device, wherein the protruding member is disposed at a position facing the exhaust sensor.
前記突出部材には、前記第2の排気管の外面に当接するつば部が形成されている、排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 3, wherein
An exhaust emission control device, wherein the protruding member is formed with a flange portion that comes into contact with an outer surface of the second exhaust pipe.
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