TWI299767B - Engine exhaust muffler with exhaust emission control function - Google Patents

Description

1299767 九、發明說明： 【發明所屬技術領城^】 技術領域 本發明係有關於主要適用於通用引擎之具有排氣淨化 5 功能之排氣管的改良。 t ^:冬餘】 背景技術 過去，引擎用之具排氣淨化功能排氣管係如下列專利 文獻1所揭7F者，將支持觀淨化用觸狀乡孔體固定於中 10玉之g本體内面’ X，如下列專利文獻2所揭示者，將支持 排氣淨化用觸媒之蜂窩體或多孔體安裝於中空之管本體内 的排氣通路中。 【專利文獻1]日本專利公開公報第5-141233號 【專利文獻2】日本專利公開公報第26顧4號 15 【發明内容】 發明之揭示 發明欲解決之問題 在專利文獻1所揭示者中，由於支持排氣淨化用 觸媒之 20 多孔體固定於管本體内壁，故管本體會因為排氣淨化用觸 媒所產生之減淨化反賴㈣熱，㈣熱害損及排氣管 :鄰接機器之虞。又’專利文獻2所揭示者不僅構造複 本面’亦由於在蜂窩體或多孔體中—D氣地進行排 化’因此’排氣溫度會急速上升，又，與管本體之蜂离體 或多孔體接近的部份_容㈣熱，再者，因料高妒 1299767 多孔體所造成之反壓上升多少會導致輸出降低，因此，特 別不適合排氣量較小的通用引擎。 鑒於上述情況，本發明之目的在於提供對鄰接機器的 熱害較少且構造簡單成本低並且引擎輸出降低少之引擎用 5之具排氣淨化功能排氣管。 解決課題之手段 10 為了達成上述目的，本發明之第丨特徵係藉由分隔構件 將中空之管本體内劃分成第丨排氣室及第2排氣室，同時， 在該分隔構件形成有第3排氣室，且在管本體設有用以將引 擎之排氣導入第1排氣室之排氣入口，並在分隔構件設有用 乂連通第1及第2排氣室之間的第i連通孔與用以將第2排氣 至連通至第3排氣室之第2連通孔，並且第3排氣室透過排氣 出口管對大氣開放，又，分隔構件面對第1及第2排氣室之 外表面以及面對第3排氣室之内表面支持排氣淨化用觸 15媒，且管本體之内面非排氣淨化用觸媒支持面。 又，本發明除了第1特徵以外，更以於第丨排氣室配設 有用以使A排氣人口流人第i排氣室之排氣擴散 板為第2特徵。 以政 再者，本發明除了第1或第2特徵以外，更以於第2排氣 ⑼室配設有-面使從㈣通孔流人物氣室之排氣擴散= 面引導至弟3排氣室之第2擴散板為第3特徵。 再者，本發明除了第1特徵以外，更以排氣出〇管之内 面非排氣淨化用觸媒支持面為第4特徵。 發明之效果 1299767 根據本發明之第1特徵，引擎之排氣在依序移動於第i 排氣室〜第3排氣室之間在分隔構件之外表面及内表面中階 段性地接受冷化作用，故可極力抑制因淨化反應熱所造成 之排氣溫度上升與分隔構件本身的溫度上升。而且，由於 5管本體内面非排氣淨化用觸媒支持面，故可避免管本體過 熱，且可輕易地防止熱害損及鄰近機器。並且，由於不使 用觸媒支持專用之蜂窩體或多孔體，故構造很簡單且便宜。 又，藉由配合引擎之常用轉數適當地設定排氣出口管 的長度，可有效地利用引擎之排氣脈動將外在氣體吸入第3 排氣室〜第i排氣室，並可提高氧化反應所產生之排氣淨化 性能。 再者’由於支持於分隔構件之外表面及内表面之排氣 淨化用觸媒幾乎不會妨礙排氣之軸，因此，可抑制引擎 之反壓上升並極力防止輸出降低。 15 又，根據本發明之第2特徵，藉由第1擴散板使從排氣 入口流入第1排氣室之排氣擴散至幻排氣室的全部，且完 讀支持觸媒之分隔構件的外表面相接觸，並有效地進行 淨化。而且，由於從排氣人口流人第i排氣室之排氣不會鱼 分隔構件相職’因此’分隔構件之外表衫會有局部性 過熱的情況發生，且可提高分隔構件之耐久性。 再者，根據本發明之第3特徵，由於_面藉由第2擴散 板使從第1排氣室通過第1連通孔移動至_氣室之排氣 擴散，-面整體性地引導至第3排氣室，故，排氣可在完全 與支持觸媒之分隔構件面對第2排氣室之外表面相接= 20 1299767 再度進行淨化後’通過第2連通孔順利地移動至第3排氣 室，並可提高排氣淨化效率。 再者’根據本發明之第4特徵，可極力抑制通過排氣出 口官之排氣的溫度上升，並可避免排氣影響至鄰接機器。 5 【實方包方式】 實施發明之最佳形態 根據所附圖式所示之本發明最佳實施例說明本發明實 施形態。 第1圖係與本發明相關之具有排氣管之通用引擎的正 10視圖，第2圖係第1圖之2線處箭頭方向之截面視圖，第3圖 係第1圖之3線處箭頭方向之截面視圖，第4圖係沿著第3圖 之4一4線之引擎的一部分及排氣管的截面圖，第5圖係第* 圖之5 —5線截面圖，第6圖係第4圖之6 —6線截面圖，第7圖 係第4圖之7-7線截面圖，第8圖係上述排氣管内之分隔構 15 件的分解透視圖。 首先’如第1圖〜第3圖所示，通用引擎e之引擎本體工 由安裝於下面且具有凸緣2a並水平地支撐曲柄軸4之曲柄 箱2、從該曲柄箱2朝其中一側突出至斜上方之汽缸3所構 成，且於曲柄箱2之正面安裝有用以搖轉曲柄軸4之反彈式 20引擎起動器5。X，於引擎本體χ安裝有配置於曲柄箱2上方 之燃料槽T及在汽紅3上方與燃料槽以目鄰接之吸氣空氣清 潔器A及排氣管Μ。 第4圖中，前述汽缸3由與曲柄箱2相連接之汽缸塊％、 與該汽缸塊3a之端面相接合且具有面對汽缸塊％内之活塞 1299767 6之燃燒室7的汽缸頭3b、與該汽缸頭3b相接合且於與該汽 缸頭3b之間形成動閥室8之頭罩3c所構成，且藉由螺栓12將 與連接於燃燒室7之排氣埠9相連通之排氣管1〇的下端連結 凸緣10a固定於汽缸頭3b。 5 針對上述排氣管M藉由第4圖〜第8圖作說明。 第4圖及第5圖中，排氣管Μ由箱型之管本體15、沿著 其中一對角線配置於該管本體15内且將其内部劃分成第i 排氣室16及第2排氣室17之分隔構件19、用以覆蓋管本體工巧 之除了排氣管10下面以外的外面且藉由多數自攻螺絲21、 10 21…固定於管本體15之合成樹脂製或鋼板製之管罩20所構 成。 管本體15由沿著其中一對角線分割之鋼板製之下部管 半體15b及上部管半體15a所構成，且藉由將上部管半體15a 外周的斂縫部22斂縫於下部管半體15b外周的凸緣部23，以 15結合兩管本體15a、15b。此時，由於前述分隔構件19之外 周部夾在斂縫部22及凸緣部23之間，故分隔構件19可與管 本體15相結合。 如第4圖所示，於下部管半體15b設有可使排氣管1〇朝 第1排氣室16開口之排氣入口 25，且，覆蓋該排氣入口 25並 20遮蔽排氣入口 25及分隔構件19之間的第1擴散板26與下部 管半體15b之内壁相接合，藉由該第丨擴散板26可使從排氣 入口 26流入第1排氣室16之排氣擴散並防止排氣與分隔構 件19相衝突。 於弟1擴散板26')谷接有貫通下部管半體i5b之連結螺栓 1299767 .28,藉由該連結騎28及與其螺合之螺帽29將第丨擴散板26 • 及下部管半體1㈣定於前述排氣㈣之上端連結凸緣 10b。如此-來，帛1擴散板26可兼作下部管半體I5b之補強 板。 5 如第5圖〜第8圖所示，分隔構件19由互相接合之鋼板製 之上部分隔半體19a及下部分隔半體19b所構成，於下部分 隔半體19b設有互相隔著間隔排列之第丨連通孔3ι、μ·· · 31、31··.群，且藉由該等連通孔連通第i及第2排氣室16、 • 17之間。又，於上部分隔半體19a的其中-半部藉由切削形 10 成有配置成可覆蓋上述兩組第1連通孔31、31··. ; 31、31 群’且可將從第1連通孔31、31··. ; 31、3卜·群流入第場 氣室17之排氣引導至後述第3排氣室18的一對第2擴散板 27、27。 於兩分隔半體19a、19b之另一半部之間使該等分隔半 15 體19a、19b朝外側膨脹而形成第3排氣室is，同時將用以將 第2排氣室17連通至第3排氣室18之第2連通孔32、32···群設 # 於上部分隔半體19a。 然後，第3排氣室18透過用以連通兩組第1連通孔31、 31…；31、31…群之間的排氣出口管35對大氣開放。 20 上述排氣出口管35由支持於上部及下部分隔半體 19a、19b之間以橫跨第3排氣至18之管構件35a，及膨脹形 成於上部及下部分隔半體19a、19b之間以與該管構件35a相 連通之管狀部35b所構成’且該管狀部35b係配置成通過兩 組第1連通孔31、31··· ; 31、31…群之間且貫通上部及下部 10 1299767 管半體15a、15b之接合面之間並朝外部突出。於管構件35& 的其中一端設有用以將第3排氣室19連通至排氣出口管％ 之一個或多數缺角狀第3連通孔33。 5 10 15

然而，分隔構件19面對第1及第2排氣室16、17之外表 面以及面對第3排氣室18之内表面支持排氣淨化用觸媒 37 ’且管本體15之内面及排氣出口管35非排氣淨化用觸媒 支持面。排氣淨化用觸媒37由作為氧化觸媒之汛或？(1與作 為還原觸媒之Rh所構成。因此，排氣中之HC、CO可藉由 氧化觸媒進行氧化處理，又，排氣中之NOx可藉由還原觸 媒進行還原處理。 於官罩20設有與排氣出口管35之外端開口部相向之通 孔38 ’同時附設有橫過該通孔38之金網製之火星網39。 接著’針對該實施例之作用作說明。 在弓丨擎Ε之排氣步驟中，從燃燒室7排出之排氣係依序 ^過排氣蟀9、排氣管10及排氣入口 25，且流入第1排氣室 此日^ ’由於排氣與第1擴散板26相衝突，而不與分隔構 件^相衝突，故可擴散至第1排氣室16的全部。結果，排氣 θ 70王與支持觸媒37之分隔構件19面對第1排氣室16之外 表面相接觸’而有效地進行淨化。而且，由於從排氣入口 25流入第1 j ^ 娜軋室16之排氣不會直接與分隔構件19相衝 突，因此，八rμ 刀隔構件19之外表面不會有局部性過熱的情況 且可提高分隔構件19之耐久性。 業已在第1排氣室16中淨化之排氣會從兩組第1連通孔 Μ、31···群移動至第2排氣室17，此時，可一面 20 1299767 猎由一對第2¾私π 藉由一

如此一來，由於排氣在移動於第1排氣室16〜第3排氣室 18之間在分隔構件19之外表面及絲面中階段性地接受淨 1〇化作用，故因淨化反應熱所造成之排氣 ㈣本身的溢度上升都會較少。而且，由二:： 非排氣淨化用觸媒支持面，故可避免管本體15過熱，因此， 藉由與普通的排氣管同樣在排氣管M安裝一層用以覆蓋其 外面之簡單的管罩20 ’可避免熱害損及燃料槽τ等鄰近機 15器。並且，由於不使用觸媒支持專用之蜂窩體或多孔體， 故構造極為簡單且便宜。 再者，由於可使第3排氣室18對大氣開放之排氣出口管 35的内面也非排氣淨化用觸媒支持面，故可極力抑制通過 排氣出口管35之排氣的溫度上升，並可確保火星網39之耐 20久性，同時可避免排氣影響至鄰接機器。 並且，藉由配合引擎E之常用轉數適當地設定排氣出口 管35的長度，可有效地利用引擎e之排氣脈動將外在氣體吸 入第3排氣室18〜第1排氣室16，因此，可提高氧化反應所產 生之排氣淨化性能。 12 1299767 又，可藉由排氣從第丨排氣室16依序移動至第3排氣室 18時的膨脹所產生之衰減作用達成消音的功效。 再者’由於分隔構件19之外表面及内表面支持之排氣 淨化用觸媒37幾乎不會妨礙排氣之流動，因此，可抑制反 壓上升並極力防止引擎E之輸出降低。因此，該排氣管M適 用於小排氣量之通用引擎。 本發明不限於上述實施例，只要在不脫離其要旨之範 圍内即可進行各種設計變更。 【圖式簡單說明】 第1圖係與本發明相關之具有排氣管之通用引擎的正 視圖。 第2圖係第1圖之2線處箭頭方向之截面視圖。 第3圖係第1圖之3線處箭頭方向之截面視圖。 第4圖係沿著第3圖之4_4線之引擎的一部分及排氣管 15 的截面圖。

20 第5圖係第4圖之5 — 5線截面圖。 第6圖係第4圖之6 — 6線截面圖。 第7圖係第4圖之7 —7線截面圖。 第8圖係上述排氣管内之分隔構件的分解透視圖 【圖式之主要元件代表符號表】 3a···汽缸塊 3b···汽紅頭 3c·.·頭罩 4···曲柄軸 ···引擎本體 2· · ·曲柄箱 2a· · ·凸緣 3 · · ·汽缸 13 1299767 5...引擎起動器 23...凸緣部 6...活塞 25...排氣入口 7...燃燒室 26…第1擴散板 8...動閥室 27…第2擴散板 9...排氣埠 28…連結螺栓 10...排氣管 29...螺帽 10a...下端連結凸緣 31…第1連通孔 12…螺栓 32…第2連通孔 15...管本體 33···第3連通孔 15a...上部管半體 35...排氣出口管 15b...下部管半體 35a...管構件 16…第1排氣室 35b...管狀部 17…第2排氣室 37...排氣淨化用觸媒 18…第3排氣室 38...通孔 19…分隔構件 39...火星網 19a...上部分隔半體 A...吸氣空氣清潔機 19b...下部分隔半體 M...排氣管 20...管罩 E...通用引擎 21.. .螺絲 22.. .斂縫部 T...燃料槽 14

Claims (1)

1299767 十、申請專利範園： _種引擎用之具拆氣淨化功能排氣管，係藉由分隔構件 =中I之官本體内劃分成第1排氣室及第2排氣室，同 5 捋，在該分隔構件形成有第3排氣室，且在前述管本體 有用以將引擎之排氣導人前述第1排氣室之排氣入 並在4述分隔構件設有用以連通前述第1及第2排 ' 門的第1連通孔與用以將前述第2排氣室連通至 月〕述第3排氣室之第2連通孔，並且前述第3排氣室透 、°排氣出口管對大氣開放，又，前述分隔構件面對前述 第1及第2排氣室之外表面以及面對前述第3排氣室之 内表面支持排氣淨化用觸媒，且前述管本體之内面非排 氣淨化用觸媒支持面。 2·如申請專利範圍第1項之引擎用之具排氣淨化功能排 氣官，其中於前述第i排氣室配設有用以使從前述排氣 15 入口流入前述第1排氣室之排氣擴散之第1擴散板。 3·如申請專利範圍第1或2項之引擎用之具排氣淨化功能 排氣官’其中於前述第2排氣室配設有一面使從前述第 1連通孔流入前述第2排氣室之排氣擴散一面引導至前 述第3排氣室之第2擴散板。 20 4·如申請專利範圍第1項之引擎用之具排氣淨化功能排 氣管’其中前述排氣出口管之内面非排氣淨化用觸媒支 持面。 15