内燃机的排气装置
专利汇可以提供内燃机的排气装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且热机 完毕后减少流入旁路催化转化器(8)中的排气，防止催化剂的热恶化及受损。在排气口(2)上连接着具有主催化转化器(4)的主排气通道(3)，并配置了流路切换 阀 (5)。从主排气通道(3)分支出排气回流通道(7)，再从此处分支出旁路通道(12)。下游一侧的排气回流通道(7′)的端部与吸气系统连接，在该通道中间配置了排气回流 控制阀 (14)。旁路通道(12)与排气回流通道(7′)相比，其通道截面积小，在刚分支后的 位置 上中间安装了旁路催化转化器，下游端与主流路中的主催化转化器(4)上游一侧连接。流路切换阀(5)开放的热机完毕后，在排气回流区域内由于排气流入吸气系统，因而使通过旁路催化转化器的排气减少。，下面是内燃机的排气装置专利的具体信息内容。
1、一种内燃机的排气装置，其特征在于，包括：
排气回流通道，其分支形成以将排气的一部分从与1个气缸或 多个气缸连接的主排气通道向吸气系统回流，并具有排气回流控制 阀；
旁路通道，其进一步从上述排气回流通道上分支而形成以将排 气导向排气系统的下游，且与上述排气回流通道相比，通道截面积小； 以及
旁路催化转化器，其安装在该旁路通道中间。
2、根据权利要求1所述的内燃机的排气装置，其特征在于，
从分别连接在各气缸上的主排气通道上分别分支形成排气回流 通道，同时，该多条排气回流通道最终合流为1条流路，上述旁路通 道从合流为该1条流路的部分处分支出来。
3、根据权利要求2所述的内燃机的排气装置，其特征在于，
位于内燃机一端的第1气缸的排气回流通道，从该气缸的主排 气通道的分支点朝内燃机的另一端大体呈直线状延伸，其余气缸的排 气回流通道分别在不同的点依次与该排气回流通道连接从而以适当 的角度与该排气回流通道交叉，并且位于上述第1气缸的排气回流 通道的下游一侧的最终合流为1条流路的排气回流通道大体以直线 状与上述第1气缸的排气回流通道连接。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的排气装置，其 特征在于，
上述旁路通道在比上述旁路催化转化器更靠近下游一侧与上述 主排气通道合流。
5、根据权利要求1所述的内燃机的排气装置，其特征在于，
为使排气从主排气通道流向旁路通道，在比分支点更靠近下游 一侧具有关闭上述主排气通道的流路切换阀。
6、根据权利要求4所述的内燃机的排气装置，其特征在于，
为使排气从主排气通道流向旁路通道，在比分支点更靠近下游 一侧具有关闭上述主排气通道的流路切换阀。
7、根据权利要求1所述的内燃机的排气装置，其特征在于，
上述排气回流通道的截面积小于主排气通道的截面积。
8、根据权利要求5所述的内燃机的排气装置，其特征在于，
上述排气回流通道的截面积小于主排气通道的截面积。
9、一种内燃机的排气净化方法，其特征在于，
在热机前，
将从热机前的内燃机排出的排气导入主排气通道(3)，上述主 排气通道(3)的上游端与内燃机的气缸连接，并且中间具有主催化 转化器(4)，
将上述排气导入排气回流通道(7)，上述排气回流通道(7) 在上述主催化转化器上游一侧的排气回流通道分支点(6)处从上述 主排气通道分支出来，并且其截面积比主排气通道的小，
使上述排气流入旁路通道(12)，上述旁路通道(12)在旁路 通道分支点(9)处从上述排气回流通道分支出来，其截面积比排气 回流通道的小，且中间具有旁路催化转化器(8)，同时，其下游端 在上述排气回流通道分支点和上述主催化转化器之间的旁路通道合 流点处，与主排气通道(3)合流，
关闭上述排气回流通道分支点(6)和上述旁路通道合流点之间 的主排气通道(3)，
关闭旁路通道分支点(9)的下游一侧即内燃机吸气一侧的排气 回流通道(7′)，
在热机后，
解除上述排气回流通道分支点(6)和上述旁路通道合流点之间 的主排气通道(3)的关闭状态。
技术领域
本发明涉及配备了排气回流装置的内燃机的排气装置，尤其涉 及配备了从主排气通道分支出的旁路通道以及旁路催化转化器的排 气装置。
背景技术
因此，正如特许文献1中所公示的那样，早有人提出下述排气 装置：在与配置了主催化转化器的主通道的上游一侧部分并列设置旁 路通道的同时，在该旁路通道内安装另外的旁路催化转化器，利用切 换二者的切换阀，在刚冷起动之后，将排气导向旁路通道一侧。由于 在该结构之中，旁路催化转化器在排气系统中与主催化转化器相比相 对处于上游一侧，相对较早地被活化，因而可从更早的阶段开始排气 净化。
发明内容
本发明涉及的内燃机的排气装置，其特征在于，包括：排气回 流通道，其分支形成以将排气的一部分从与1个气缸或多个气缸连接 的主排气通道向吸气系统回流的，并具有排气回流控制阀；旁路通道， 其进一步从上述排气回流通道上分支而形成以将排气导向排气系统 的下游，且与上述排气回流通道相比，通道截面积小；以及旁路催化 转化器，其安装在该旁路通道中间。
也就是说，在需要排气回流的运转区域内，排气回流控制阀打 开，一部分排气通过排气回流通道后，被提供给吸气系统。因此，排 气不流入旁路催化转化器，可防止其热恶化及受损。而在伴随减速而 来的燃料减少时，为了减少抽吸泄漏，有时也可进行排气回流。
在本发明之中，作为使排气通过旁路通道的旁路催化转化器后 排出的流路切换装置，可在比主排气通道和旁路通道的分支点靠下游 一侧使用关闭主排气通道的流路切换阀。在关闭了该流路切换阀的状 态下，全部排气进入排气回流通道，并流入旁路通道之中。排气回流 控制阀若开放，则一部分排气可导入吸气系统。此外，若流路切换阀 打开，则由于流路阻力差，排气主要在主排气通道一侧内流动，几乎 不流入旁路通道一侧。尤其是若此时排气回流控制阀打开，则流入排 气回流通道的排气流向吸气系统，而不通过旁路催化转化器。
在本发明的一种方式之中，从分别连接在各气缸上的主排气通 道上分别分支形成排气回流通道，同时，该多条排气回流通道最终合 流为1条流路，上述旁路通道从合流为该1条流路的部分处分支出来。
如果这么做，即可从全部气缸中将足够量的回流排气提供给吸 气系统。
而作为更具体的方式，例如位于内燃机一端的第1气缸的排气 回流通道，从该气缸的主排气通道的分支点朝内燃机的另一端大体呈 直线状延伸，其余气缸的排气回流通道分别在不同的点依次与该排气 回流通道连接从而以适当的角度与该排气回流通道交叉，并且最终合 流为1条流路的下游一侧的排气回流通道大体以直线状与上述第1 气缸的排气回流通道连接。
在此种结构之中，由于可使各气缸的排气回流通道其通道总长 变得较短而合流，其热容量变得较小，因而有利于旁路催化转化器的 早期升温。此外，旁路通道，以及旁路催化转化器偏向内燃机的长度 方向一方配置，例如，与作为排气总管构成的主排气通道之间的布置 更为容易。并且，多个气缸的排气均可顺畅地流入下游一侧的排气回 流通道。
上述旁路通道也可采用在主排气通道之外，端部朝大气开放的 结构，但最好是在比上述旁路催化转化器更靠近下游一侧与上述主排 气通道合流。一般而言，由于主催化转化器配置在主排气通道的下游 部分，因而通过旁路通道的排气进而通过该主催化转化器。
发明的效果
若采用本发明，排气在主排气通道一侧流通时，旁路通道一侧 即使在并不特别关闭的状态下，通过旁路催化转化器的排气也变少， 不容易产生催化剂的热恶化及受损的问题。此外，作为流路切换装置， 不必关闭旁路通道一侧，作为仅开闭主排气通道一侧的阀，可使其结 构更简单。
附图说明
图1是表示本发明涉及的排气装置整体结构的说明图。
图2是表示排气回流通道的配管布置的说明图。
图3是表示主排气通道以及排气回流通道的更具体结构的侧面 图。
图4是表示卸下主排气通道后的侧面图。
具体实施方式
图1是示意性表示该排气装置的配管布置的说明图。首先，根 据该图1，说明排气装置的整体结构。
气缸盖1上分别形成朝侧面开口的直列配置的#1气缸～#4气缸 的各气缸的排气口2，在该各排气口2上分别连接着主排气通道3。 #1气缸～#4气缸的4条主排气通道3合流为一条流路，在其下游一 侧，配置了主催化转化器4。该主催化转化器4是配置在车辆地板下 的大容量转化器，作为催化剂，例如包括三元催化剂和HC捕获催化 剂。通过上述主排气通道3以及主催化转化器4，构成正常运转时排 气流通的主流路。此外，在4条主排气通道3的合流点上，作为流路 切换装置，设有同时开闭各主排气通道3的流路切换阀5。主排气通 道由于可分别关闭各气缸的主排气通道3，因而即使在排气中产生脉 动，排气也不会迂回进入其它气缸的主排气通道，从分支点6开始的 下游一侧，主通道3内的气流停止，可抑制排气的热量传递到主排气 通道的管件上的量。
另一方面，作为排气回流装置，从各气缸的各主排气通道3上 分别分支出排气回流通道7，该排气回流通道7的截面积比主排气通 道3的截面积小。构成各排气通道7的上游端的分支点6设置在主排 气通道3的尽可能靠近上游一侧的位置上。4条排气回流通道7以后 述的方式最终合流为1条流路，从紧接着合流点之后开始，进一步分 支出旁路通道12。即，集中为1条的排气回流通道7，在分支点9 处分支为下游一侧排气回流通道7′和旁路通道12这两条通道，下 游一侧的排气回流通道7′的端部与吸气系统，例如与吸气口13上 游连接的同时，在其通道中间安装了排气回流控制阀14。该排气回 流控制阀14既可以是单纯的开闭控制的装置，也可以是可连续性地 控制其开度的装置。
上述旁路通道12与下游一侧排气回流通道7′相比，其通道截 面积要小，在从排气回流通道7刚分支出的位置上，中间安装了使用 三元催化剂的旁路催化转化器8。该旁路催化转化器8是比主催化转 化器4容量小的转化器，优选使用低温活性优良的催化剂。从旁路催 化转化器8的出口延伸出的旁路通道12的下游一侧端部连接在主流 路上的主催化转化器4上游一侧。
主催化转化器4的入口部以及旁路催化转化器8的入口部上分 别配置了空燃比传感器10、11。
在此种结构之中，在冷起动后的内燃机温度或排气温度低的阶 段内，通过相应的致动器关闭流路切换阀5，即可切断主流路。因此， 从各气缸喷出的排气，其全部从分支点6流进排气回流通道7，通过 旁路通道12流向旁路催化转化器8。由于旁路催化转化器8位于排 气系统上游一侧，即靠近排气口2的位置上，并且由于是小型装置， 因而可迅速被活化，早期开始排气净化。通过了旁路催化转化器8 的排气，进而通过下游的主催化转化器4，在此处进一步接受一定净 化作用的同时，使该主催化转化器4温度上升。而如果排气回流控制 阀14开放，则一部分排气通过下游一侧排气回流通道7′而向吸气 系统回流，但一般而言，冷起动时，由于燃烧不稳定的原因，大多数 情况下不进行排气回流。
另外，内燃机的热机运行后，内燃机温度或排气温度一旦达到 足够高，流路切换阀5即被打开。这样一来，从各气缸喷出的排气主 要是从主排气通道3通过主催化转化器4。这时，旁路流路一侧虽未 有意切断，但由于旁路流路一侧与主流路一侧相比，通道截面积小， 而且中间安装了旁路催化转化器8，因此由于二者的通道阻力差，大 部分排气流均通过主流路一侧，几乎不流入旁路流路一侧。因此，可 充分抑制旁路催化转化器8的热恶化。
此外，在内燃机热机后在除高速高负载区域等局部区域之外的 广大运转区域内，可实施排气回流。这样一来，在排气回流控制阀 14开阀的排气回流区域内，排气通过上游一侧的排气回流通道7以 及下游一侧排气回流通道7′之后回流到吸气系统中。由于吸气系统 的压力远远低于旁路催化转化器8下游的压力，因而通过旁路催化转 化器8的排气进一步减少。因而可有效避免旁路催化转化器8的时效 性热恶化及受损。而在伴随减速的燃料减少时，排气回流控制阀14 也被打开，排气被回流。
下面，根据图2说明将4条排气回流通道7合流为1条流路的 配管布置。
图2示意性示出排气回流通道7的配管布置，#1气缸的排气回 流通道7用标号7A标示，#2气缸的排气回流通道7用标号7B标示， #3气缸的排气回流通道7用标号7C标示，#4气缸的排气回流通道用 标号7D标示。该图2是从内燃机的侧向观察气缸盖1时的情况，作 为各气缸的排气口2图示的部分与分支点6上的各主排气通道3的位 置无实质性改变。正如图中所示，在该实施例中，内燃机的一侧端部 的气缸即#1气缸的排气回流通道7A朝斜下方直线延伸到该分支点9 紧之前的位置即靠近#4气缸的合流点15，另一侧端部的气缸即#4气 缸的排气回流通道7D，相对于该#1气缸的排气回流通道7A，以斜向 交叉方式直线状延伸，在合流点15上彼此合流。而#2气缸的排气回 流通道7B以及#3气缸的排气回流通道7C从与主排气通道3之间的 各个分支点6开始沿垂直于#1气缸的排气回流通道7A的方向直线状 延伸，分别在合流点16、17与该排气回流通道7A连接成直角。此外， 比合流点15更靠下游一侧的部分也沿#1气缸的排气回流通道7A以 大致直线状平滑地连续延伸。而在分支点9处，下游一侧排气回流通 道7′也大体呈直线状延伸，从此处起以适当的角度构成分支出旁路 通道的形态。
因此，在该实施例中，最终成为1条流路的合流点15，相对于 内燃机的前后方向，位于#1气缸和#4气缸的内侧且偏向#4气缸一侧 的位置上。而且，由于在以最短距离连接了从#1气缸的分支点6到 上述合流点15的排气回流通道7A上，同样以最短距离连接了其它三 个气缸的排气回流通道7B～7D，因而到合流点15为止的各气缸的排 气回流通道7的通道总长度最短。此外，流向吸气系统的回流排气顺 畅地流动，与之相反，对于旁路通道12一侧，排气则变得难以进入。
下面，图3及图4是表示主排气通道3以及排气回流通道7更 为具体的结构的图，4条主排气通道3整体形成排气总管21，其具有 用于安装到气缸盖1上的安装法兰22，这4条主排气通道3分别朝 下方弯曲，并经由内部安装有上述流路切换阀5的阀门单元23合流 为1条流路。构成该多条主排气通道3合流点的阀门单元23，相对 于内燃机的前后方向，配置于偏向内燃机前方的位置。排气回流通道 7配置在朝下方弯曲的主排气通道3下侧的空间内，其合流点15位 于偏向内燃机后方，安装在紧靠该合流点15之后的旁路催化转化器 安装法兰24上的旁路催化转化器8构成与主排气通道3一侧的阀门 单元23前后不重叠的位置关系。
图4是从图3上卸下主排气通道3后的图，如前所述，一端的 气缸即#1气缸的排气回流通道7A在合流点15之前基本以直线状朝 斜下方延伸，#4气缸的排气回流通道7D基本以直线状朝该#1气缸的 排气回流通道7A延伸，在合流点15处彼此合流。但为了不使排气回 流通道7D遮盖住安装法兰22的螺母或螺栓的紧固点25，合流点15 附近部分在紧固点25的上方迂回弯曲。与此相同，为了不遮盖紧固 点26，排气回流通道7A略呈曲柄形弯曲。此外，#2气缸的排气回流 通道7B以及#3气缸的排气回流通道7C，从与主排气通道3之间的各 分支点6沿垂直于#1气缸的排气回流通道7A的方向直线状延伸，与 该排气回流通道7A连接成直角。而且，下游一侧排气回流通道7′ 大体呈直线状与#1气缸的排气回流通道7A的端部连接。
如上所述，通过将从各缸的排气口2直到旁路催化转化器8紧 之前为止的排气回流通道7的通道总长设定为最短，其热容量变小， 冷起动后旁路催化转化器8迅速活化，即可早期开始排气净化。
此外，由于排气回流通道7采用兼有将排气导向旁路催化转化 器8的旁路流路的一部分的结构，因而有利于简化结构及削减部件数 量。
而在上述实施例中，采用的是配置了旁路催化转化器8的旁路 通道12再次与主流路合流的结构，但本发明并不局限于此，例如也 可采用旁路通道12与主流路分体构成，直接把排气释放到外部的流 路的结构。此外，本发明并不局限于上述直列4缸内燃机，同样也可 适用于各种直列多缸内燃机或V型内燃机等。
(特许文献1)：特开平5-321644号公报
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