JP6091381B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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本発明によれば、突起部を、上記断面視において複数の排気導入孔のうち少なくとも1つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けるため、排気通路内を流通して排気管に流れ込む排気の拡散を抑制できるとともに、排気を排気センサの排気導入孔に指向させることができ、確実に排気を排気センサの検出素子に導くことができる。これにより、従来よりも排気センサに対するガス当りを向上させることができる。
この発明によれば、突起部を、排気センサが設けられた排気管と排気集合部とを接続するフランジ部に設けることで、部品点数を増やすことなく、鋳造等の簡易で安価な製造方法により突起部を形成できる。即ち、簡易で安価な手段により、従来よりも排気センサに対するガス当りを向上させることができる。
また、通常、比較的厚みのあるフランジ部に突起部を設けることで、従来のように薄板状のガスケットに突起部を設ける場合と比べて、突起部の耐久性を向上できる。
この発明によれば、上記断面視において、突起部が排気導入孔と完全に重なってしまうことがなく、排気導入孔のうち少なくとも1つの少なくとも一部を確実に目視可能とすることができるため、上述の効果がより確実に得られる。
この発明によれば、上記断面視において複数の排気導入孔のうち少なくとも1つが複数の突起部間に位置するように突起部を設けることで、上記断面視において突起部を排気導入孔と重ならない位置に確実に設けることができ、排気導入孔のうち少なくとも1つの少なくとも一部を確実に目視可能とすることができるため、上述の効果がより確実に得られる。
この発明によれば、排気通路の上面部及び下面部のうち一方に形成された周方向の突起部間に対向する位置に、他方に形成された突起部が位置するため、排気の整流効果が高められ、上述の効果がより確実に得られる。
この発明によれば、排気通路の側面部をテーパー部とすることで、排気通路内を流通して排気管に流れ込む排気をより排気センサの排気導入孔に指向させることができ、より確実に排気を排気センサの検出素子に導くことができる。これにより、従来よりも排気センサに対するガス当りを向上させることができる。
また、排気センサが設けられた排気管と排気集合部とを接続するフランジ部に突起部を設けた場合には、各分岐管を流通する排気の左右方向(横方向)に位置ずれが生じ易いところ、この発明によればかかる位置ずれをテーパー部により排気の流れ方向を規制することで解消できる。
さらには、比較的厚みのあるフランジ部にテーパー部を設けるため、より排気を排気センサの排気導入孔に指向させることができる。
この発明によれば、上記断面視において、突起部の基端を円弧状に形成することで、突起部の耐久性を向上できる。また、突起部の基端を円弧状とすることで、通常、円管状の排気通路内を流れてくる排気をスムーズに排気センサの排気導入孔に導くことができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関(以下、「エンジン」という。)の排気浄化装置1の側面図である。また、図2は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置1の上面図である。
また、排気マニホールド12の下流側端部と、排気管13の上流側端部との間には、これらを接続して締結するためのフランジ部10が設けられている。
排気ポート11c,11dは、2番気筒(CYL2)に接続される。2番気筒から排出された排気は、これら排気ポート11c,11dを介して排気マニホールド12に導入される。
排気ポート11e,11fは、3番気筒(CYL3)に接続される。3番気筒から排出された排気は、これら排気ポート11e,11fを介して排気マニホールド12に導入される。
排気ポート11g,11hは、4番気筒(CYL4)に接続される。4番気筒から排出された排気は、これら排気ポート11g,11hを介して排気マニホールド12に導入される。
分岐管122aは、排気ポート11a,11bが集合して形成され、分岐管122bは、排気ポート11c,11dが集合して形成される。同様に、分岐管122cは、排気ポート11e,11fが集合して形成され、分岐管122dは、排気ポート11g,11hが集合して形成される。
図1に示すように、排気管13は、上流側から順に、略水平に延出された水平部131と、この水平部131から下方に向かって屈曲する屈曲部132と、下流側に向かうに従い拡径して後述する触媒コンバータ15に接続される接続部133と、を含んで構成される。排気管13内に導入された排気は、水平部131、屈曲部132及び接続部133を通って、下方の触媒コンバータ15内に導入される。
なお、空燃比センサ14の詳細な構造及びその取り付け位置については、後段で詳述する。
図3は、図1のA−A線断面図である。即ち、図3は、フランジ部10の上流側端面から見た排気浄化装置1の正面図である。
フランジ部10は、鋳造により、排気管13の上流側端部に一体成形される。フランジ部10は、所定の厚みを有し、その上部中央が下方に凹んだ略等脚台形状に形成される。フランジ部10の四隅には、排気マニホールド12と排気管13とを接続して締結するための4つの締結穴10a〜10dが設けられる。
連通孔100は、左右方向(横方向)に延びる長孔である。連通孔100の上面部100aには、下方に所定長さ突出する2つの突起部101,101が設けられる。また、連通孔100の下面部100bには、上方に所定長さ突出する2つの突起部102,102が設けられる。
これら突起部101,102については、後段で詳述する。
ここで、図4は、図3のB−B線断面図である。図4に示すように、排気の流れ方向上流側から下流側に向かうに従い、両側面部100c,100dは内側に傾斜するテーパー部103,103となっている。これらテーパー部103,103により、排気が排気管13の幅方向の略中央に設けられた空燃比センサ14に指向される。
また、空燃比センサ14は、各分岐管122a〜122dからフランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向X1〜X4(図1、2及び4参照)に直交する各断面S1〜S4視において(図4参照)、後述する検出部141を覆うカバー143に形成された2つの排気導入孔144,144のうち少なくとも1つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられている。
上述したように空燃比センサ14は、センサ本体部140の先端に検出部141が設けられる。また、図5に示すように、空燃比センサ14の検出部141は、検出素子142と、検出素子142を覆うカバー143と、を備える。
カバー143には、内部の検出素子142に排気を導入するための2つの排気導入孔144,144が形成されている。排気導入孔144,144から導入された排気は、図5中の矢印で示すように、内カバー145に形成された孔145aを通って検出素子142に達する。これにより、排気中の酸素濃度が検出される。
ここで、突起部101,101,102,102は、熱膨張により伸張する。そのため、伸張後において、各断面視S1〜S4視でフランジ部の突起部が設けられた部分から排気導入孔までの距離よりも短い長さとなるように、その突出長さが設定される。
また、突起部101,101,102,102は、各断面視S1〜S4視において、その基端が円弧状に形成されており、いずれも同一の形状となっている。
図6は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置1の動作を説明するための図である。具体的には、図6は、本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置1の排気の流れを示す上面図である。図6では、1番気筒(CYL1)と2番気筒(CYL2)の排気の流れのみを示しており、黒い部分ほど排気流量が多いことを示している。3番気筒(CYL3)と4番気筒(CYL4)については、1番気筒(CYL1)と2番気筒(CYL2)と対称であるため省略している。また、図6では、比較として、突起部を設けていない従来のフランジ部を用いた例をあわせて示している。
これについては、4番気筒から排出される排気についても同様のことが言える。
これについては、3番気筒から排出される排気についても同様のことが言える。
本実施形態では、空燃比センサ14が設けられた排気管13より上流側の排気通路を構成するフランジ部10に、排気通路内に突出することで排気を整流する突起部101,102を設けた。より詳しくは、空燃比センサ14を、突起部101,102が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面S1〜S4視において、検出素子142を覆うカバー143に形成された複数の排気導入孔144,144のうち少なくとも1つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けた。
本実施形態によれば、突起部101,102を、上記断面視において複数の排気導入孔144,144のうち少なくとも1つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けたため、排気通路内を流通して排気管13に流れ込む排気の拡散を抑制できるとともに、排気を空燃比センサ14の排気導入孔144に指向させることができ、確実に排気を空燃比センサ14の検出素子142に導くことができる。これにより、従来よりも空燃比センサ14に対するガス当りを向上させることができる。
本実施形態によれば、突起部101,102を、空燃比センサ14が設けられた排気管13と排気マニホールド12とを接続するフランジ部10に設けたことで、部品点数を増やすことなく、鋳造等の簡易で安価な製造方法により突起部101,102を形成できる。即ち、簡易で安価な手段により、従来よりも空燃比センサ14に対するガス当りを向上させることができる。
また、通常は比較的厚みのあるフランジ部10に突起部101,102を設けたことで、従来のように薄板状のガスケットに突起部を設ける場合と比べて、突起部101,102の耐久性を向上できる。
本実施形態によれば、各断面S1〜S4視において、突起部101,102が排気導入孔144,144と完全に重なってしまうことがなく、排気導入孔144,144のうち少なくとも1つの少なくとも一部を確実に目視可能とすることができるため、上述の効果がより確実に得られる。
本実施形態によれば、各断面S1〜S4視において複数の排気導入孔144,144のうち少なくとも1つが複数の突起部間に位置するように突起部101,102を設けたことで、各断面S1〜S4視において突起部101,102を排気導入孔144と重ならない位置に確実に設けることができ、排気導入孔144,144のうち少なくとも1つの少なくとも一部を確実に目視可能とすることができるため、上述の効果がより確実に得られる。
本実施形態によれば、排気通路を構成するフランジ部10の連通孔100の上面部100a及び下面部100bのうち一方に形成された周方向の突起部101,101間に対応する位置に、他方に形成された突起部102,102が位置するため、排気の整流効果が高められ、上述の効果がより確実に得られる。
本実施形態によれば、排気通路の側面部100c,100cをテーパー部103,103とすることで、排気通路内を流通して排気管13に流れ込む排気をより空燃比センサ14の排気導入孔144に指向させることができ、より確実に排気を空燃比センサ14の検出素子142に導くことができる。これにより、従来よりも空燃比センサ14に対するガス当りを向上させることができる。
また、空燃比センサ14が設けられた排気管13と排気マニホールド12とを接続するフランジ部10に突起部を設けた場合には、各分岐管122a〜122dを流通する排気の左右方向(横方向)に位置ずれが生じ易いところ、本実施形態によればかかる位置ずれをテーパー部103,103による排気の流れ方向の規制により解消できる。
さらには、比較的厚みのあるフランジ部10にテーパー部103,103を設けたため、より排気を空燃比センサ14の排気導入孔144に指向させることができる。
上記実施形態では、突起部を、空燃比センサが設けられた排気管と排気マニホールドとを接続するフランジ部に設けたが、これに限定されない。空燃比センサが設けられた排気管より上流側の排気通路の任意の箇所に設けることができる。
10…フランジ部(排気通路)
12…排気マニホールド(排気集合部)
13…排気管
14…空燃比センサ(排気センサ)
101,102…突起部
100…連通孔(排気通路)
100a…上面部
100b…下面部
100c,100d…側面部
103…テーパー部
121…集合部(排気集合部)
122a〜122d…分岐管
142…検出素子
143…カバー
144…排気導入孔
X1〜X4…各分岐管からフランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向
S1〜S4…各分岐管からフランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向に直交する断面
Claims (6)
- 内燃機関の排気管に設けられ、排気中の成分を検出する検出素子と、当該検出素子を覆い且つ複数の排気導入孔が形成されたカバーと、を備える排気センサと、
前記排気センサが設けられた排気管より上流側の排気通路に当該排気通路内に突出して設けられ、排気を整流する突起部と、を備え、
前記排気センサは、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも1つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられ、
前記突起部は、複数設けられ、且つ、前記排気通路内の上面部及び下面部にそれぞれ設けられ、
前記上面部及び下面部のうち、一方の周方向に複数形成された突起部間に対向する位置の他方に、前記突起部が設けられることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気管に設けられ、排気中の成分を検出する検出素子と、当該検出素子を覆い且つ複数の排気導入孔が形成されたカバーと、を備える排気センサと、
前記排気センサが設けられた排気管より上流側の排気通路に当該排気通路内に突出して設けられ、排気を整流する突起部と、を備え、
前記排気センサは、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも1つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられ、
前記排気通路の上面部及び下面部のうち少なくとも一方に前記突起部が設けられ、
前記排気通路の側面部には、突起部が設けられておらず、且つ、下流側に向かう従い内径が小さくなるテーパー部が設けられることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記排気通路は、前記排気センサが設けられた排気管の上流側に設けられ且つ各気筒に連通する分岐管が複数集合することで各気筒から排出された排気を集合させる排気集合部と、前記排気センサが設けられた排気管の上流側端部と、前記排気集合部の下流側端部と、を接続して締結するためのフランジ部と、を含んで構成され、
前記突起部は、前記フランジ部の内面に設けられ、
前記排気センサは、前記各分岐管から前記フランジ部を流れる各排気の主流の流れ方向に直交する各断面視において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも1つの少なくとも一部が目視可能な位置に設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記突起部の突出長さは、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記部分から前記排気導入孔までの距離よりも短いことを特徴とする請求項1から3いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記突起部は、複数設けられ、且つ、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、前記複数の排気導入孔のうち少なくとも1つが複数の突起部間に位置するように設けられることを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記突起部は、前記排気通路の前記突起部が設けられた部分を流れる排気の主流の流れ方向に直交する断面視において、基端が円弧状に形成されることを特徴とする請求項1から5いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
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