JP5202140B2 - Exhaust heat insulation cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、排気系の遮熱冷却装置に関し、特に排気集合管を遮熱するとともに冷却しかつ排気浄化装置の不要な冷却を防止する排気系の遮熱冷却装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust system thermal insulation cooling device, and more particularly, to an exhaust system thermal insulation cooling device that shields and cools an exhaust collecting pipe and prevents unnecessary cooling of an exhaust purification device.
従来、内燃機関の排気集合管の周辺に配設される機器や配線や配管などがその熱影響を受けて損傷するのを防止するため、排気集合管を覆うように遮熱板を配設し、遮熱板と排気集合管の間の隙間に走行風を導入して冷却するようにしたものは知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
Conventionally, in order to prevent equipment, wiring, piping, etc., which are disposed around the exhaust collecting pipe of an internal combustion engine from being damaged by the heat, a heat shield has been provided to cover the exhaust collecting pipe. In addition, it is known that running air is introduced into a gap between the heat shield plate and the exhaust collecting pipe and cooled (see, for example,
また、排気ガスを浄化処理する触媒コンバータにおいて、走行風が当たる前面に遮熱板を配設するとともに、触媒コンバータの溶接の始終端に走行風が吹き付けられるように遮熱板に通風孔を形成して亀裂発生の低減を図ったものが知られている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, in a catalytic converter that purifies exhaust gas, a heat shield plate is disposed on the front surface where the traveling wind hits, and a ventilation hole is formed in the heat shield plate so that the traveling wind is blown to the start and end of the catalytic converter welding. In order to reduce the occurrence of cracks, it is known (see, for example, Patent Document 3).
また、触媒ケースの周囲を取り囲むようにリアインシュレータとフロントインシュレータを配設し、その間に走行風を導入して冷却するようにするとともに、空気導入口の開口を工夫することによってフロント側とリア側の温度差をなくして熱応力の発生を抑制し、耐久性の向上を図ったものも知られている(例えば、特許文献4参照)。 In addition, a rear insulator and a front insulator are disposed so as to surround the catalyst case, and a running wind is introduced between them to cool the front and rear sides by devising an opening of an air inlet. There is also known one that eliminates the temperature difference and suppresses the generation of thermal stress to improve durability (for example, see Patent Document 4).
また、図5に示すように、排気集合管21の高温部の上部を隙間をあけて覆うように第1の遮熱板23を配設し、排気集合管21の下部に接続された排気ガス浄化装置22の一側方を覆うように第2の遮熱板24を配設するとともに排気ガス浄化装置22の他側に導風板25を配設して、図5に白抜き矢印26で示すように走行風を導風板25で受けて第1の遮熱板23と排気集合管21の間の隙間に導き、排気集合管21の高温部をより効果的に冷却するようにしたものが知られている。
ところが、上記特許文献1、2に記載された構成では、排気集合管と遮熱板との間に走行風を導入するのに、大掛かりな構成を必要としたり、走行風を効率的に導入することができなかったりし、シンプルで安価な構成にて十分な冷却効果を発揮することができず、排気集合管を高温に耐え得る高価な部材にて構成する必要があり、排気集合管又は走行風導入構成のコスト低下を図ることができないという問題がある。
However, in the configurations described in
また、特許文献3、4には、排気ガス浄化装置の前面又は周囲を遮熱板で覆うことで、所定の浄化能力を発揮する温度まで昇温する前に走行風が当たって冷却しないように保温し、さらに溶接の始終端を走行風で冷却するようにしたり、全周の温度が均一になるように工夫した構成が記載されているが、遮熱板に当たった走行風を上記排気集合管の冷却に使用することで、上記問題の解消を図るという技術思想は全く示唆されていない。
In
また、図5に示した構成では、第2の遮熱板24が排気ガス浄化装置22の前面の一部しか覆っていないので、排気ガス浄化装置22に走行風が当たって保温されず、特に始動後暫くの間浄化性能を十分に発揮されないという問題があるとともに、排気集合管21に向けて走行風を導く導風板25を別途に配設しているので、部品点数及び組付工数が増加し、コスト高になるという問題がある。
Further, in the configuration shown in FIG. 5, the second
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、排気ガス浄化装置の保温を図るとともに、排気集合管を効率的に冷却することができ、簡単な構成にて排気集合管の低廉化を図ることができる排気系の遮熱冷却装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described conventional problems, the present invention can keep the exhaust gas purifying device warm and can efficiently cool the exhaust collecting pipe, thereby reducing the cost of the exhaust collecting pipe with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a heat insulation cooling device for an exhaust system.
本発明の排気系の遮熱冷却装置は、内燃機関の車両前方側に排気集合管及び排気ガス浄化装置を配設した排気系において、排気集合管を覆う第1の遮熱板と、排気ガス浄化装置の少なくとも車両前方側を覆う第2の遮熱板とを備え、第2の遮熱板には、その外表面を流れる空気流を捕集する捕集部と、捕集部で捕集した空気流を排気集合管と第1の遮熱板の間の隙間に導く導風部とを備え、第2の遮熱板は排気ガス浄化装置の前面側を平面視で円弧状に覆うように形成されるとともに、その一側部に前向きに凹んだ捕集部が一側方に突出させて形成されており、この捕集部から上方に向けて上端が開放された浅溝状の導風部が形成され、自動車の走行に伴って前方から流入した走行風が、第2の遮熱板で受けられて捕集部で捕集され、導風部を通って上方に流出し、排気集合管と第1の遮熱板の間の隙間に導かれるように構成される。 According to the present invention, there is provided a heat insulation cooling device for an exhaust system, in an exhaust system in which an exhaust collecting pipe and an exhaust gas purification device are disposed on the vehicle front side of an internal combustion engine, and a first heat shielding plate that covers the exhaust collecting pipe; A second heat shield that covers at least the vehicle front side of the purification device; and a second heat shield that collects an air flow flowing on the outer surface of the second heat shield, and a collector that collects the air flow. And a second air shield that covers the front side of the exhaust gas purification device in an arc shape in plan view. In addition, a shallow groove-like air guide portion is formed with a forwardly recessed collecting portion projecting to one side thereof, and an upper end being opened upward from the collecting portion. The traveling wind that flows in from the front as the automobile travels is received by the second heat shield and collected by the collecting section, and the wind guiding section Through flows upward, configured to be guided to the clearance of the exhaust collecting pipe and the first heat shield plates.
この構成によると、排気ガス浄化装置の少なくとも車両前方側を覆う第2の遮熱板に走行風が当たることで、走行風にて排気ガス浄化装置が冷却されるのを防止して保温することができ、所定の浄化能力を確実に発揮することができ、かつ第2の遮熱板に当たった走行風がその捕集部で捕集されて導風部にて、排気集合管と排気集合管を覆う第1の遮熱板の間の隙間に導かれることで、導入された走行風にて排気集合管が効果的に冷却される。かくして、排気ガス浄化装置を保温して浄化性能を確保することができ、かつ第2の遮熱板の形状を工夫するだけで別部材を必要としない簡単な構成によって排気集合管を効率的に冷却することができ、排気集合管を安価な部材にて構成することができるので、排気集合管の低廉化を図ることができる。 According to this configuration, when the traveling wind hits the second heat shield plate that covers at least the vehicle front side of the exhaust gas purification device, the exhaust gas purification device is prevented from being cooled by the traveling wind and is kept warm. The traveling wind that hits the second heat shield plate is collected by the collecting section and the exhaust collecting pipe and the exhaust collecting are collected by the wind guiding section. The exhaust collecting pipe is effectively cooled by the introduced traveling wind by being guided into the gap between the first heat shield plates covering the pipe. Thus, the exhaust gas purification device can be kept warm by keeping the purification performance, and the exhaust collecting pipe can be efficiently constructed with a simple configuration that does not require a separate member only by devising the shape of the second heat shield plate. It is possible to cool the exhaust collecting pipe, and the exhaust collecting pipe can be constituted by an inexpensive member, so that the exhaust collecting pipe can be reduced in price.
また、内燃機関の車両前方側に排気集合管及び排気ガス浄化装置を配設した排気系において、排気集合管を覆う第1の遮熱板と、排気ガス浄化装置の少なくとも車両前方側を覆う第2の遮熱板とを備え、第2の遮熱板には、その外表面を流れる空気流を捕集する捕集部と、捕集部で捕集した空気流を排気集合管と第1の遮熱板の間の隙間に導く導風部とを設け、ラジエータファンを第2の遮熱板の前方に配設し、ラジエータファンによる送風の回転方向が捕集部から排気集合管と第1の遮熱板の間の隙間に向かう方向となるようにラジエータファンの回転方向を設定すると、ラジエータファンによる送風にて排気ガス浄化装置が冷却されるのを第2の遮熱板にて防止できるとともに、その送風を排気集合管と第1の遮熱板の間の隙間に導いて排気集合管を冷却することができ、例えば起動時や坂道走行時などに、走行風が少ないにも関わらず排気ガスにて排気集合管が高温になり易い場合でもラジエータファンによる送風にて排気集合管を確実に冷却することができる。 Further, in the exhaust system in which the exhaust collecting pipe and the exhaust gas purifying device are disposed on the vehicle front side of the internal combustion engine, the first heat shield plate that covers the exhaust collecting pipe and the first heat shielding plate that covers at least the vehicle front side of the exhaust gas purifying device. And a heat collecting plate for collecting the air flow flowing on the outer surface of the heat shielding plate, and an air collecting pipe for collecting the air flow collected by the collecting portion. An air guide portion that leads to a gap between the heat shield plates, a radiator fan is disposed in front of the second heat shield plate, and the rotation direction of the air blown by the radiator fan is from the collection portion to the exhaust collecting pipe and the first heat shield plate. When the rotation direction of the radiator fan is set so as to be in the direction toward the gap between the heat shield plates, the second heat shield plate can prevent the exhaust gas purification device from being cooled by the air blown by the radiator fan, and Guide the air to the gap between the exhaust collecting pipe and the first heat shield The air collecting pipe can be cooled.For example, when starting up or running on a slope, the exhaust collecting pipe is blown by a radiator fan even if the exhaust air collecting pipe tends to become hot due to exhaust gas even though the running wind is low. The tube can be reliably cooled.
本発明の排気系の遮熱冷却装置によれば、走行風を第2の遮熱板で受けることで排気ガス浄化装置の保温を図ることができるとともに、第2の遮熱板の捕集部で捕集した走行風を導風部にて排気集合管とそれを覆う第1の遮熱板の間の隙間に導入することで、走行風によって排気集合管を効率的に冷却することができ、簡単な構成にて排気集合管の低廉化を図ることができる。 According to the exhaust-system heat shield cooling device of the present invention, it is possible to keep the exhaust gas purification device warm by receiving the traveling wind with the second heat shield plate, and to collect the second heat shield plate. By introducing the traveling air collected in the above into the gap between the exhaust collecting pipe and the first heat shield covering it at the air guide section, the exhaust collecting pipe can be efficiently cooled by the traveling wind, With a simple structure, it is possible to reduce the cost of the exhaust collecting pipe.
以下、本発明の排気系の遮熱冷却装置の一実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an exhaust system thermal insulation cooling device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図4において、1は排気集合管で、その一端に設けられた接合フランジ1aが内燃機関のシリンダヘッドH(図2参照)に接合され、各排気口(図示せず)から排出された排ガスを集合して他端の接続口1bから排出するように構成されている。内燃機関E(図2参照)は、その気筒配列方向が自動車の車幅方向に沿いかつ各排気口が車両前方向(F方向)に位置するように配設されている。排気集合管1の他端の接続口1bは下向きに開口し、この接続口1bに排気ガス浄化装置2が接続されている。排気ガス浄化装置2は、筒状のケースの内部に排気ガスを浄化する触媒が充填して構成されており、その触媒としては、例えば300℃程度の所定の高温下で十分な浄化性能を発揮する触媒が適用されている。排気ガス浄化装置2の下端の出口フランジ2aには、車両後方向(R方向)に延設され、途中に消音器を有する排気管(図示せず)が接続される。
1 to 4,
排気集合管1の上面と、シリンダヘッドH側の側面を除く三方の周側面を適当な隙間をあけて覆うように第1の遮熱板3が配設されている。第1の遮熱板3は下面が開放され、かつ上面の適所に流出口4が形成されている。また、排気ガス浄化装置2の車両前方側を適当な隙間をあけて覆うように第2の遮熱板5が配設されている。
A first
第2の遮熱板5には、その外表面を流れる空気流を捕集する捕集部6と、捕集部6で捕集した空気流を排気集合管1と第1の遮熱板3の間の隙間に導く導風部7とが形成されている。具体的には、第2の遮熱板5は排気ガス浄化装置2の前面側を平面視で円弧状に覆うように形成されるとともに、その一側部に前向きに凹んだ捕集部6が一側方に突出させて形成されており、この捕集部6から上方に向けて上端が開放された浅溝状の導風部7が形成され、自動車の走行に伴って前方から流入した走行風8が、第2の遮熱板5で受けられて捕集部6で捕集され、導風部7を通って上方に流出し、排気集合管1と第1の遮熱板3の間の隙間に導かれるように構成されている。
The second
なお、9は排気ガス浄化装置2の入口部から排気ガスの一部を吸気側に供給するEGR配管であり、10は排気ガス浄化装置2を内燃機関EのシリンダブロックBに取り付ける取付ブラケットである。また、第1の遮熱板3は排気集合管1に適宜に突設された取付部(図示せず)に取付ボルト3aにて取り付けられ、第2の遮熱板5は排気ガス浄化装置2に適宜に突設された取付部(図示せず)に取付ボルト5aにて取り付けられている。
Reference numeral 9 denotes an EGR pipe that supplies part of the exhaust gas from the inlet of the exhaust
車両の前端部にはラジエータ(図示せず)が配設され、その後部の第2の遮熱板5の前方に、図1と図3に仮想線で示すように、ラジエータファン11が配設されている。このラジエータファン11の回転方向は、ラジエータファン11による送風の回転方向が捕集部6から導風部7を通って排気集合管1と第1の遮熱板3の間の隙間に向かう方向(図3中に示す矢印Aの方向)となるように設定されている。
A radiator (not shown) is disposed at the front end of the vehicle, and a
ラジエータファン11は、ラジエータの出口水温が所定温度以上になると駆動されるとともに、所定温度以下の場合でもアクセルの踏み込み量が大きくかつ負荷が大きい場合など、排気ガスの温度及び流量が大で、排気集合管1の温度が高くなる場合にも駆動され、走行風8だけでなく、ラジエータファン11による送風も、排気集合管1と第1の遮熱板3の間の隙間に供給されるように構成されている。
The
以上の構成によれば、車両の走行時にエンジンルームに流入した走行風8は、排気ガス浄化装置2の車両前方側を覆う第2の遮熱板5に当たることで、走行風8が排気ガス浄化装置2に当たって排気ガス浄化装置2が冷却されるのを防止することができ、排気ガス浄化装置2を保温できて所定の浄化性能を確実に発揮することができる。しかも、第2の遮熱板5に当たった走行風は捕集部6で捕集され、その走行風8が導風部7にて排気集合管1と第1の遮熱板3の間の隙間に確実にかつ効率的に導かれることで、導入された走行風8にて排気集合管1が効果的に冷却される。
According to the above configuration, the traveling wind 8 that has flowed into the engine room during traveling of the vehicle hits the second
かくして、排気ガス浄化装置2が保温されて排ガス浄化能力が起動直後にも確保できるとともに、走行風8にて排気集合管1を効率的に冷却することができ、排気集合管1の高温部を構成する部材の材質を低廉な材質にて構成できてコスト低下を図ることができる。また、排気ガス浄化装置2の保温を図る第2の遮熱板5によって、別の導風板を設けることなく、排気集合管1と第1の遮熱板3の間の隙間に走行風8を導くように構成したので、部品点数及び組付工数を低減できてさらにコスト低下を図ることができる。
Thus, the exhaust
また、第2の遮熱板5の前方に配設したラジエータファン11による送風の回転方向が捕集部6から導風部7を通して排気集合管1と第1の遮熱板3の間の隙間に向かう方向となるように、ラジエータファン11の回転方向を設定しているので、走行風8が少ないときにも、ラジエータファン11による送風にて排気ガス浄化装置2が冷却されるのを第2の遮熱板5にて防止できるとともに、その送風を排気集合管1と第1の遮熱板3の間の隙間に確実にかつ効率的に導いて排気集合管1を冷却することができ、例えば起動時や坂道走行時などに、走行風が少ないにも関わらず排気ガスにて排気集合管1が高温になり易い場合でもラジエータファン11による送風にて排気集合管1を確実に冷却することができる。
In addition, the rotation direction of the air blown by the
なお、以上の実施形態においては、第2の遮熱板5が排気ガス浄化装置2の前面側のみを覆うように構成した例を示したが、本発明はこれに限定されるものでなく、排気ガス浄化装置2のほぼ全周を取り囲むように構成しても良く、その場合にも前部の一側に捕集部6と導風部7を設けることで、同様の作用効果を奏することができる。
In the above embodiment, the example in which the second
本発明の排気系の遮熱冷却装置は、走行風を第2の遮熱板で受けることで排気ガス浄化装置の保温を図ることができるとともに、第2の遮熱板の捕集部で捕集した走行風を導風部にて排気集合管とそれを覆う第1の遮熱板の間の隙間に導入することで、走行風によって排気集合管を効率的に冷却することができ、簡単な構成にて排気集合管の低廉化を図ることができ、自動車の排気系に好適に利用できる。 The heat insulation cooling device for the exhaust system of the present invention can keep the exhaust gas purification device warm by receiving the traveling wind with the second heat insulation plate, and can capture the heat at the collecting portion of the second heat insulation plate. By introducing the collected traveling wind into the gap between the exhaust collecting pipe and the first heat shield covering it at the air guide section, the exhaust collecting pipe can be efficiently cooled by the traveling wind, and a simple configuration Can reduce the cost of the exhaust collecting pipe and can be suitably used for an exhaust system of an automobile.
1 排気集合管
2 排気ガス浄化装置
3 第1の遮熱板
5 第2の遮熱板
6 捕集部
7 導風部
8 送風風
11 ラジエータファン
DESCRIPTION OF
Claims (2)
排気集合管を覆う第1の遮熱板と、
排気ガス浄化装置の少なくとも車両前方側を覆う第2の遮熱板とを備え、
第2の遮熱板には、
その外表面を流れる空気流を捕集する捕集部と、
捕集部で捕集した空気流を排気集合管と第1の遮熱板の間の隙間に導く導風部と
を備え、
第2の遮熱板は排気ガス浄化装置の前面側を平面視で円弧状に覆うように形成されるとともに、その一側部に前向きに凹んだ捕集部が一側方に突出させて形成されており、この捕集部から上方に向けて上端が開放された浅溝状の導風部が形成され、自動車の走行に伴って前方から流入した走行風が、第2の遮熱板で受けられて捕集部で捕集され、導風部を通って上方に流出し、排気集合管と第1の遮熱板の間の隙間に導かれるように構成されたことを特徴とする排気系の遮熱冷却装置。 In an exhaust system in which an exhaust collecting pipe and an exhaust gas purification device are disposed on the vehicle front side of the internal combustion engine,
A first heat shield covering the exhaust collecting pipe;
A second heat shield that covers at least the vehicle front side of the exhaust gas purification device,
The second heat shield
A collecting part for collecting the airflow flowing on the outer surface;
An air guide section that guides the air flow collected by the collection section to the gap between the exhaust collecting pipe and the first heat shield plate ;
The second heat shield plate is formed so as to cover the front side of the exhaust gas purifying device in an arc shape in plan view, and a collecting portion recessed forward is formed on one side of the exhaust gas purification device so as to protrude to one side. A shallow groove-shaped air guide portion whose upper end is opened upward from the collection portion is formed, and the traveling wind that flows from the front along with the traveling of the automobile is the second heat shield plate. The exhaust system is configured to be received and collected by the collection unit, to flow upward through the air guide unit, and to be guided to a gap between the exhaust collecting pipe and the first heat shield plate . Thermal insulation cooling device.
ラジエータファンを第2の遮熱板の前方に配設し、ラジエータファンによる送風の回転方向が捕集部から排気集合管と第1の遮熱板の間の隙間に向かう方向となるようにラジエータファンの回転方向を設定したことを特徴とする排気系の遮熱冷却装置。 In an exhaust system in which an exhaust collecting pipe and an exhaust gas purification device are disposed on the vehicle front side of the internal combustion engine, a first heat shield plate that covers the exhaust collecting pipe and a second heat shielding plate that covers at least the vehicle front side of the exhaust gas purification device. A heat shield plate, and the second heat shield plate has a collecting portion for collecting the air flow flowing on the outer surface thereof, and the air flow collected by the collecting portion for the exhaust collecting pipe and the first shield plate. And a wind guide portion that leads to the gap between the hot plates,
A radiator fan is disposed in front of the second heat shield plate, and the rotation direction of the air blown by the radiator fan is such that the direction of rotation of the radiator fan is a direction from the collection portion toward the gap between the exhaust collecting pipe and the first heat shield plate. An exhaust heat insulation cooling device characterized in that the rotation direction is set.
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