TWM636061U - 具有觸媒轉換器的排氣裝置 - Google Patents

Abstract

一種具有觸媒轉換器的排氣裝置，其包括排氣管組及前置觸媒轉換器，排氣管組包括較小管徑的排氣管，以及設於排氣管後端且較大管徑的排氣尾桶，排氣管於其前管部與位於後方的延伸管段部之間接設前置觸媒轉換器，前置觸媒轉換器的管徑與排氣管相當，於排氣管之前管部前端連接引擎汽缸頭的排氣出口後，前置觸媒轉換器位於距離引擎排氣出口之較近位置，使排氣出口排放之廢氣於溫度較高之狀態通過前置觸媒轉換器，藉由溫度較高的廢氣通過前置觸媒轉換器內的觸媒能快速起熱催化反應，而產生較高的觸媒轉換效率，並能選用小型的前置觸媒轉換器來降低成本。

Description

具有觸媒轉換器的排氣裝置

本新型係關於用於燃油式機動車輛的排氣裝置，尤指一種能提升廢氣轉換效能的排氣裝置。

目前燃油式機車、全地形車(All Terrain Vehicle, ATV)及汽車等橪油式機動車輛，為使其燃油引擎排放的廢氣能符合環保法規，於引擎的汽缸頭的排氣出口外接的排氣裝置是在排氣管尾段的排氣尾桶內裝設一觸媒轉換器，藉由觸媒轉換器中的觸媒對廢氣的催化轉換作用，減少引擎排放有害的廢氣，以利環境保護。

前述現有排氣裝置雖能利用排氣管的排氣尾桶中的觸媒轉換器對引擎排放的廢氣提供催化轉換機制，但是，現有排氣裝置的觸媒轉換器存在有轉換效能不佳的問題。因為，觸媒轉換器中的觸媒需在預定的工作溫度的環境下才能產生催化反應作用，並且隨著溫度升高，廢氣的催化轉換效率增加。現有排氣裝置中之觸媒轉換器是裝設於排氣管尾段的排氣尾桶內，排氣尾桶的前端連接著一段較小管徑的排氣管本體，因此，於排氣尾桶內的觸媒轉換器的位置距離引擎的汽缸頭的排氣出口位置較遠，因自汽缸頭的排氣出口排放的廢氣溫度到達排氣尾桶內的觸媒轉換器時，廢氣的溫度較低，導致觸媒對廢氣的催化反應速率較慢且催化轉換效率較差，故而，現有排氣裝置於排氣管的排氣尾桶中裝設的觸媒轉換器通常選用較大尺寸規格的產品，亦即觸媒轉換器的管徑大於排氣管的氣管本體的管徑，以期利用較大體積、高觸媒孔密度的觸媒轉換器增加其內部的觸媒塗佈量達到預定的減少廢氣中有害物質排放量。

惟前述現有排氣裝置於排氣管的排氣尾桶中裝設較大尺寸規格的觸媒轉換器的構造，仍因排氣尾桶內的觸媒轉換器的位置距離引擎的汽缸頭的排氣出口位置較遠，接受的廢氣溫度較低，觸媒的催化反應效率偏小，故所能達到減少廢氣中有害物質排放量的效果仍然不佳。而且，設於排氣尾桶內的觸媒轉換器選用較大尺寸規格且高觸媒孔密度的產品，其觸媒中的鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等貴金屬的塗佈量也相對較多，故裝設於排氣尾桶內的觸媒轉換器的整體成本較高。

本新型之目的在於提供一種具有觸媒轉換器的排氣裝置，解決現有燃油式機車的排氣管的消音尾段內裝設觸媒轉換器的構造之廢氣轉換效能不佳的問題。

為了達成前述目的，本新型所提出的具有觸媒轉換器的排氣裝置，其用於連接燃油式引擎之汽缸頭之排氣出口，該排氣裝置包括： 一排氣管組，其包括一排氣管以及設於該排氣管後端之一排氣尾桶，該排氣管的管徑小於該排氣尾桶的桶徑，該排氣管包括一前管段以及設於該前管段之後方的一延伸管段，並能以該前管段之前端連接該排氣出口；以及 一前置觸媒轉換器，其連接於該前管段之後端與該延伸管段之前端之間，且該前置觸媒轉換器的直徑接近該前管段的管徑，並鄰近該排氣出口。

藉由前述具有觸媒轉換器的排氣裝置之整體組成構造之創作，於應用於燃油式機車時，其至少具備以下功效： 1、縮短觸媒熱催化時間：本新型係利用前置觸媒轉換器設置於鄰近引擎汽缸頭的排氣出口處，藉由前置觸媒轉換器距離排氣出口較近，輸入之廢氣溫度相對較高，故自排氣出口輸入前置觸媒轉換器中之高溫廢氣，能使觸媒快速起熱催化反應，縮短觸媒熱催化的時間。 2、提升觸媒的催化轉換效能：承上所述，本新型係將前置觸媒轉換器設置於鄰近引擎汽缸頭的排氣出口處，使觸媒於高溫環境下能起較佳的熱催化轉換效果。 3、能選用小尺寸的觸媒轉換器：承上所述，本新型係將前置觸媒轉換器設於排氣管組中之較小口徑的排氣管中，因前置觸媒轉換器鄰近引擎之汽缸頭的排氣出口處，且能使較高溫的廢氣通過而產生較佳的催化轉換效果，故能選用與排氣管口徑相當的較小尺寸的前置觸媒轉換器，以體積較小且觸媒孔密度較疏及貴金屬塗佈量較少的觸媒即能達到優異的觸媒轉換效果，就單一個前置觸媒轉換器與現有設置於排氣尾桶中之大尺寸觸媒轉換器相比，本新型能以較低成本的前置觸媒轉換器取代現有排氣尾桶中的大尺寸觸媒轉換器，而降低成本。

本新型具有觸媒轉換器的排氣裝置還可進一步於排氣管之延伸管段與排氣尾桶之間增設一中段觸媒轉換器，或於排氣尾桶中增設一後段觸媒轉換器，或於排氣管組中增設中段觸媒轉換器與後段觸媒轉換器，中段觸媒轉換器與後段觸媒轉換器皆相同於前置觸媒轉換器，為較小尺寸的小型觸媒轉換器，如此，藉由中段觸媒轉換器或後段觸媒轉換器於前置觸媒轉換器之後，接力對引擎之汽缸頭排出的廢氣提供多階段催化轉換作用，達到更佳的觸媒轉換效能。

如圖1至圖6所示，其揭示本新型具有觸媒轉換器的排氣裝置之數種較佳實施例，由該些圖式中可以見及，所述排氣裝置包括一排氣管組1以及一前置觸媒轉換器2，或進一步包括一中段觸媒轉換器3，或進一步包括一後段觸媒轉換器4。

如圖1至圖6所示，排氣管組1包括一排氣管10以及一排氣尾桶20，該排氣管10包括一前管段11以及設於前管段11後方的延伸管段12，延伸管段12的管徑與前管段11的管徑相當，該排氣管10能以該前管段11的前端連接燃油式機車的引擎的排氣口，該排氣尾桶20係設於該排氣管10的後端，該排氣尾桶20的桶徑大於該排氣管10的管徑，排氣管10以及排氣尾桶20的管徑及尺寸依據實際產品需求或參照現有排氣管組1產品而設定。該排氣尾桶20包括分別位於前、後兩端之一進氣端201與一排氣端202，該排氣管10之延伸管段12後端能直接或間接連接該排氣尾桶20的進氣端201。

如圖2及圖4所示，該排氣尾桶20包括一桶殼21、一隔板22、一內管23、一回壓管24及一出氣管25。桶殼21內具有一內桶空間，該隔板22設於該桶殼21內，並將桶殼21之內桶空間分隔成由前往後依序排列的第一空間211及第二空間212，該內管23係設於桶殼21內並自該進氣端201朝後通過第一空間211而連通第二空間212，該回壓管24穿設於該隔板22中並連通第一空間211與第二空間212，該出氣管25通過該隔板22以及該第二空間212而連通該第一空間211與該排氣端202。

如圖1及圖2所示的第一較佳實施例，該前置觸媒轉換器2係連接於該前管段11的後端與該延伸管段12的前端之間，該前置觸媒轉換器2的直徑與該前管段11的管徑接近，所述前置觸媒轉換器2的構造為已知，例如：所述前置觸媒轉換器2包括一中空的殼體，並在殼體的內部裝設具有多數孔洞的多孔性部件，所述多孔性部件表面塗佈鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等貴金屬材質的觸媒等，其具體構造於此不再贅述。

如圖3及圖4所示的第二較佳實施例，其係在圖1及圖2所示的第一較佳實施例的基礎上，於排氣管10之延伸管段12與排氣尾桶20的進氣端201之間增設一中段觸媒轉換器3，其中，中段觸媒轉換器3前後兩端分別連接延伸管段12後端及排氣尾桶20的進氣端201前端。

進一步令該排氣管組1之排氣管10還包括一後管段13，後管段13位於該延伸管段12後方且連接該排氣尾桶20的進氣端201，並在延伸管段12後端與該後管段13前端之間裝設一中段觸媒轉換器3，延伸管段12通過該中段觸媒轉換器3及後管段13間接連通該排氣尾桶20，該後管段13的管徑與延伸管段12的管徑相當，該中段觸媒轉換器3的直徑與該延伸管段12的管徑接近，該中段觸媒轉換器3與前置觸媒轉換器2實質相同且尺寸相當，皆為小型的觸媒轉換器，該中段觸媒轉換器3的具體構造於此不再贅述。

如圖5所示的第三較佳實施例，其係在圖1及圖2所示的第一較佳實施例的基礎上，該排氣管組1的延伸管段12後端連接該排氣尾桶20的進氣端201，並在排氣尾桶20的內管23連接一後段觸媒轉換器4，使連接進氣端201之內管23通過該後段觸媒轉換器4連通第二空間212，所述後段觸媒轉換器4與前置觸媒轉換器2實質相同，且尺寸相當，該後段觸媒轉換器4的具體構造於此不再贅述。

如圖6所示的第四較佳實施例，其係在圖1及圖2所示的第一較佳實施例的基礎上，進一步令該排氣管組1還包括一後管段13，後管段13位於該延伸管段12後方且連接該排氣尾桶20的進氣端201，並在延伸管段12後端與該後管段13前端之間裝設一中段觸媒轉換器3，延伸管段12通過該中段觸媒轉換器3及後管段間接連通該排氣尾桶20的進氣端201，該後管段13的管徑與前管段11或延伸管段12的管徑相當，該中段觸媒轉換器的直徑與該後管段13、延伸管段12的管徑接近，該中段觸媒轉換器3與前置觸媒轉換器2實質相同且尺寸相當；另在排氣尾桶20的內管23連接一後段觸媒轉換器4，連接進氣端201之內管23通過該後段觸媒轉換器4連通第二空間212，所述後段觸媒轉換器4與前置觸媒轉換器2實質相同，且尺寸相當，亦即前置觸媒轉換器2、中段觸媒轉換器3以及後段觸媒轉換器4皆為小型的觸媒轉換器，該中段觸媒轉換器3、及後段觸媒轉換器4的具體構造於此不再贅述。

本新型藉由前述具有觸媒轉換器的排氣裝置之新型，其係以排氣管10的前管段11連接引擎之汽缸頭之排氣出口，於引擎發動的過程中，利用前置觸媒轉換器2設置於鄰近引擎汽缸頭的排氣出口處，前置觸媒轉換器2距離排氣出口較近，通過前置觸媒轉換器2之廢氣溫度相對較高，前置觸媒轉換器2中之高溫廢氣能使觸媒快速起熱催化反應，縮短觸媒熱催化的時間，讓觸媒於高溫環境下能起較佳的熱催化轉換效果。

另一方面，本新型係將前置觸媒轉換器2設於排氣管組1中之較小口徑的排氣管10中，因前置觸媒轉換器2鄰近引擎之汽缸頭的排氣出口處，且能使較高溫的廢氣通過而產生較佳的催化轉換效果，進而能選用與排氣管10口徑相當的較小尺寸的前置觸媒轉換器2，因此，以體積較小且觸媒孔密度較疏及貴金屬塗佈量較少的觸媒即能達到優異的觸媒轉換效果。

如圖3至圖6所示之較佳實施例，本新型還可進一步於排氣管10之延伸管段與排氣尾桶20之間增設一中段觸媒轉換器3，或於排氣尾桶20中增設一後段觸媒轉換器4，或於排氣管組1中增設中段觸媒轉換器3與後段觸媒轉換器4，中段觸媒轉換器3、後段觸媒轉換器4和前置觸媒轉換器2皆能選用較小尺寸的小型觸媒轉換器，如此，藉由中段觸媒轉換器3或/及後段觸媒轉換器4於前置觸媒轉換器2之後，接力對引擎之汽缸頭排出的廢氣提供多階段催化轉換作用，達到更佳的觸媒轉換效能。

1:排氣管組 10:排氣管 11:前管段 12:延伸管段 13:後管段 20:排氣尾桶 201:進氣端 202:排氣端 21:桶殼 211:第一空間 212:第二空間 22:隔板 23:內管 24:回壓管 25:出氣管 2:前置觸媒轉換器 3:中段觸媒轉換器 4:後段觸媒轉換器

圖1係本新型具有觸媒轉換器的排氣裝置之第一較佳實施例的立體示意圖。 圖2係圖1所示具有觸媒轉換器的排氣裝置第一較佳實施例的俯視平面示意圖。 圖3係本新型具有觸媒轉換器的排氣裝置之第二較佳實施例的立體示意圖。 圖4係圖3所示具有觸媒轉換器的排氣裝置第二較佳實施例的俯視平面示意圖。 圖5係本新型具有觸媒轉換器的排氣裝置之第三較佳實施例的俯視平面示意圖。 圖6係圖1所示具有觸媒轉換器的排氣裝置第四較佳實施例的俯視平面示意圖。

1:排氣管組

10:排氣管

11:前管段

12:延伸管段

20:排氣尾桶

201:進氣端

202:排氣端

2:前置觸媒轉換器

Claims (6)

1. 一種具有觸媒轉換器的排氣裝置，其用於連接燃油式引擎之汽缸頭之排氣出口，該排氣裝置包括： 一排氣管組，其包括一排氣管以及設於該排氣管後端之一排氣尾桶，該排氣管的管徑小於該排氣尾桶的桶徑，該排氣管包括一前管段以及設於該前管段之後方的一延伸管段，並能以該前管段之前端連接該排氣出口；以及 一前置觸媒轉換器，其連接於該前管段之後端與該延伸管段之前端之間，且該前置觸媒轉換器的直徑接近該前管段的管徑，並鄰近該排氣出口。
2. 如請求項1所述之具有觸媒轉換器的排氣裝置，其中，該排氣尾桶之前、後兩端分別為一進氣端與一排氣端，該排氣管之延伸管段後端連接該排氣尾桶的進氣端。
3. 如請求項2所述之具有觸媒轉換器的排氣裝置，其中，該排氣尾桶包括一桶殼、一隔板、一內管、一回壓管及一出氣管，該桶殼內具有一內桶空間，該隔板設於該桶殼內，並將該內桶空間分隔成由前往後依序排列的第一空間及第二空間，該內管設於該桶殼內並能自該進氣端朝後通過該第一空間而連通該第二空間，該回壓管穿設於該隔板中並連通該第一空間與該第二空間，該出氣管通過該隔板以及該第二空間而連通該第一空間與該排氣端。
4. 如請求項1所述之具有觸媒轉換器的排氣裝置，其中，該排氣尾桶之前、後兩端分別為一進氣端與一排氣端，該排氣管包括一後管段，該後管段位於該延伸管段之後方且連接該排氣尾桶的該進氣端，該延伸管段之後端與該後管段之前端之間裝設一中段觸媒轉換器，該後管段的管徑與延伸管段的管徑相當，該中段觸媒轉換器的直徑接近該延伸管段的管徑接近，且該中段觸媒轉換器與該前置觸媒轉換器實質相同。
5. 如請求項1所述之具有觸媒轉換器的排氣裝置，其中，該排氣尾桶之前、後兩端分別為一進氣端與一排氣端，且該排氣尾桶包括一桶殼、一隔板、一內管、一回壓管及一出氣管，該桶殼內具有一內桶空間，該隔板設於該桶殼內，並將該內桶空間分隔成由前往後依序排列的第一空間及第二空間，該內管設於該桶殼內並能自該進氣端朝後通過該第一空間而連通該第二空間，該回壓管穿設於該隔板中並連通該第一空間與該第二空間，該出氣管通過該隔板以及該第二空間而連通該第一空間與該排氣端； 該延伸管段之後端連接該排氣尾桶的進氣端，並該排氣尾桶的該內管連接一後段觸媒轉換器，連接該進氣端之該內管通過該後段觸媒轉換器連通該第二空間，該後段觸媒轉換器與該前置觸媒轉換器實質相同且尺寸相當。
6. 如請求項1所述之具有觸媒轉換器的排氣裝置，其中，該排氣尾桶前、後兩端分別為一進氣端與一排氣端，且該排氣尾桶包括一桶殼、一隔板、一內管、一回壓管及一出氣管，該桶殼內具有一內桶空間，該隔板設於該桶殼內，並將該內桶空間分隔成由前往後依序排列的第一空間及第二空間，該內管設於該桶殼內並能自該進氣端朝後通過該第一空間而連通該第二空間，該回壓管穿設於該隔板中並連通該第一空間與該第二空間，該出氣管通過該隔板以及該第二空間而連通該第一空間與該排氣端； 該排氣管包括一後管段，該後管段位於該延伸管段之後方且連接該排氣尾桶的該進氣端，該延伸管段之後端與該後管段之前端之間裝設一中段觸媒轉換器，該後管段的管徑與該延伸管段的管徑相當； 該排氣尾桶的該內管連接一後段觸媒轉換器，連接該進氣端之該內管通過該後段觸媒轉換器連通該第二空間，該後段觸媒轉換器、中段觸媒轉換器皆與該前置觸媒轉換器實質相同且尺寸相當。

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