内燃机的排气净化装置制造方法及图纸

技术编号:21884388 阅读:21 留言:0更新日期:2019-08-17 11:54
本发明专利技术涉及内燃机的排气净化装置,其目的在于抑制内燃机的输出下降并尽可能减少排放。在具备增压器、排气净化催化剂、旁通通路、废气旁通阀及使排气的流动方向变化的整流构件的内燃机的排气净化装置中,排气净化催化剂及整流构件被配置成,在对排气净化催化剂进行预热时,旁通排气朝向该排气净化催化剂的上游侧端面,且在内燃机在预定的高负荷区域中运转时,旁通排气朝向整流构件,整流构件具有将碰撞后的排气在排气管的周向上引导的引导部,在该引导部设置有多个贯通孔。

Exhaust Purification Device of Internal Combustion Engine

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气净化装置
本专利技术涉及内燃机的排气净化装置。
技术介绍
已知有具备增压器、绕过增压器的涡轮机的旁通通路及设置于旁通通路的废气旁通阀(以下,有时也称作“WGV”)的内燃机。并且,已知有如下技术:在内燃机的冷启动时,使用通过旁通通路后的比较高温的排气,使设置于比旁通通路与排气通路的汇合部靠下游的排气净化催化剂升温。在专利文献1中公开了一种如下的技术:在内燃机的冷启动时,以使从旁通通路向排气通路流出的排气(以下,有时也称作“旁通排气”)与排气净化催化剂直接碰触的方式控制WGV的开度,在增压运转区域中,以使旁通排气不与排气净化催化剂直接碰触的方式控制WGV的开度。另外,在专利文献2中公开了一种在排气净化催化剂的前后设置有百叶构件的排气净化装置。在该排气净化装置中,百叶构件具有狭缝及倾斜板,构成为能够利用倾斜板来变更通过狭缝后的排气的流动方向。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-180781号公报专利文献2:日本特开2012-193719号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在具备增压器、旁通通路及废气旁通阀(WGV)的内燃机中,当对于该内燃机的要求内燃机负荷变高时,WGV的开度被减小。此时,若内燃机的排气净化装置构成为从旁通通路向排气通路流出的排气(旁通排气)不与排气净化催化剂直接碰触(例如,参照专利文献1),则能够抑制排气净化催化剂的过升温。然而,在专利文献1所记载的技术中,此时,旁通排气与排气管的壁面碰撞,沿着壁面流通的旁通排气向排气净化催化剂流入。因而,排气难以一样地(同样地、一致地)向排气净化催化剂流入。另外,当WGV的开度被减小时,旁通排气的流速具有变快的倾向,排气净化催化剂中的排气的滞留时间容易变短。其结果,排放可能会恶化。另外,根据专利文献2所记载的技术,由于通过狭缝后的排气的流动被倾斜板引导,所以可认为排气容易向排气净化催化剂一样地流入。然而,在专利文献2所记载的排气净化装置中,无论内燃机的运转状态如何都是(也就是说,在内燃机的冷启动时(对排气净化催化剂进行预热时)也是同样)通过百叶构件的狭缝并由倾斜板引导后的排气向排气净化催化剂流入。因而,在对排气净化催化剂进行预热时,在排气流入排气净化催化剂之前该排气的热被百叶构件夺走,对排气净化催化剂进行预热所需的时间具有变长的倾向。于是,排放、燃料经济性可能会恶化。另外,在专利文献2所记载的技术中,在排气的流动方向由倾斜板变更时可能产生压力损失。其结果,在对排气净化催化剂进行预热时,该排气净化催化剂的预热开始变晚,从而排放可能会恶化。另外,在增压运转区域中,当伴随有上述的压力损失而排气的流动受到阻碍时,涡轮机的背压变高,从而内燃机的输出可能会下降。本专利技术鉴于上述问题而完成,其目的在于,提供一种在内燃机的冷启动时排气净化催化剂能够尽早升温且在内燃机在预定的高负荷区域中运转时能够抑制内燃机的输出下降并尽可能减少排放的排气净化装置。用于解决课题的方案本专利技术在具备增压器、排气净化催化剂、旁通通路、废气旁通阀及使排气的流动方向变化的整流构件的内燃机的排气净化装置中,排气净化催化剂及整流构件被配置成,在对排气净化催化剂进行预热时,从旁通通路向排气通路流出的排气(旁通排气)朝向该排气净化催化剂的上游侧端面。由此,在内燃机的冷启动时排气净化催化剂能够尽早升温。而且,排气净化催化剂及整流构件被配置成,在内燃机在预定的高负荷区域中运转时,旁通排气朝向整流构件,整流构件具有将碰撞后的排气在排气管的周向上引导的引导部,在该引导部设置有多个贯通孔。由此,在内燃机在预定的高负荷区域中运转时,能够抑制内燃机的输出下降并尽可能减少排放。详细而言,本专利技术的内燃机的排气净化装置具备:增压器,具备设置于内燃机的排气通路的涡轮机;排气净化催化剂,设置于比所述涡轮机靠下游的所述排气通路;旁通通路,从比所述涡轮机靠上游的所述排气通路分支,绕过该涡轮机并与比所述排气净化催化剂靠上游的该排气通路汇合;废气旁通阀,设置于所述旁通通路,调整在该旁通通路中流通的排气的流量,且构成为当该废气旁通阀的开度变化时,从所述旁通通路向所述排气通路流出的排气即旁通排气的流动方向变化;及整流构件,设置于所述涡轮机与所述排气净化催化剂之间的所述排气通路,使排气的流动方向变化。并且,所述排气净化催化剂及所述整流构件被配置成,在对所述排气净化催化剂进行预热时,所述旁通排气朝向该排气净化催化剂的上游侧端面,且在所述内燃机在预定的高负荷区域中运转时,所述旁通排气朝向所述整流构件。而且,所述整流构件具有将碰撞后的排气在划定所述排气通路的排气管的周向上引导的引导部,在该引导部设置有多个贯通孔。根据这样的构成,在对排气净化催化剂进行预热时,旁通排气指向该排气净化催化剂的上游侧端面。因而,比较高温的旁通排气容易直接流入排气净化催化剂,从而能够使排气净化催化剂尽早升温。其结果,在内燃机的冷启动时,排放减少。另一方面,在内燃机在预定的高负荷区域中运转时,旁通排气与整流构件碰撞。于是,由引导部将碰撞后的排气在排气管的周向上引导。在此,预定的高负荷区域是指内燃机的增压运转区域,而且是废气旁通阀被控制成比全开小且比全闭大的开度的区域。因此,此时,从旁通通路流出的排气的流速变得比较快。并且,当从旁通通路流出的排气的流速变快时,其流动的指向性变强,排气难以向排气净化催化剂一样地流入。相对于此,当旁通排气由整流构件如上述那样改变其流动方向时,该排气会在一定程度上扩散。其结果,排气容易向排气净化催化剂一样地流入。在该情况下,排气净化催化剂中的排气的流通范围变大,排气中的有害成分容易被净化。由此,能够尽可能减少排放。另外,当旁通排气与整流构件碰撞时,该排气的流速降低。也就是说,向排气净化催化剂流入的排气的流速降低。由此,与旁通排气不与整流构件碰撞的情况相比,排气净化催化剂中的排气的滞留时间变长,从而能够尽可能减少排放。而且,在本专利技术的内燃机的排气净化装置中,在引导部设置有多个贯通孔。因而,到达了整流构件的旁通排气的一部分不会与该整流构件碰撞,或者,在沿着引导部流通的中途通过该贯通孔而向排气净化催化剂流入。在该情况下,整流构件对旁通排气的干涉被减少。因而,因整流构件阻碍旁通排气的流动而可能产生的压力损失被减少。由此,能够抑制涡轮机的背压变高的事态,从而能够抑制内燃机的输出下降。如以上所述,本专利技术的内燃机的排气净化装置在内燃机的冷启动时能够使排气净化催化剂尽早升温。而且,在内燃机在预定的高负荷区域中运转时,能够抑制内燃机的输出下降并尽可能减少排放。另外,在本专利技术的内燃机的排气净化装置中,所述整流构件可以具有:外周侧端部,在所述排气管的周向上延伸,且沿着该排气管的内壁面设置;及内周侧端部,在所述排气管的周向上延伸,且设置于比该排气管的内壁面靠中心轴侧处。在这样的构成中,在排气管的中心轴附近设置整流构件的开口。并且,在对排气净化催化剂进行预热时,旁通排气在该开口处流通。于是,在对排气净化催化剂进行预热时,旁通排气容易适当地直接流入排气净化催化剂。另一方面,在内燃机在预定的高负荷区域中运转时,碰撞到整流构件的排气在由引导部在排气管的周向上引导之后,通过该开口而向排气净化催化剂流入。另外,到达了整流构件的排气的一部分在通过贯通孔之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机的排气净化装置,具备:增压器,具备设置于内燃机的排气通路的涡轮机;排气净化催化剂,设置于比所述涡轮机靠下游的所述排气通路;旁通通路,从比所述涡轮机靠上游的所述排气通路分支,绕过该涡轮机并与比所述排气净化催化剂靠上游的该排气通路汇合;废气旁通阀,设置于所述旁通通路,调整在该旁通通路中流通的排气的流量,且构成为当该废气旁通阀的开度变化时,从所述旁通通路向所述排气通路流出的排气即旁通排气的流动方向变化;及整流构件,设置于所述涡轮机与所述排气净化催化剂之间的所述排气通路,使排气的流动方向变化,其特征在于,所述排气净化催化剂及所述整流构件被配置成,在对所述排气净化催化剂进行预热时,所述旁通排气朝向该排气净化催化剂的上游侧端面,且在所述内燃机在预定的高负荷区域中运转时,所述旁通排气朝向所述整流构件,所述整流构件具有将碰撞后的排气在划定所述排气通路的排气管的周向上引导的引导部,在该引导部设置有多个贯通孔。

【技术特征摘要】
2018.02.09 JP 2018-0222451.一种内燃机的排气净化装置,具备:增压器,具备设置于内燃机的排气通路的涡轮机;排气净化催化剂,设置于比所述涡轮机靠下游的所述排气通路;旁通通路,从比所述涡轮机靠上游的所述排气通路分支,绕过该涡轮机并与比所述排气净化催化剂靠上游的该排气通路汇合;废气旁通阀,设置于所述旁通通路,调整在该旁通通路中流通的排气的流量,且构成为当该废气旁通阀的开度变化时,从所述旁通通路向所述排气通路流出的排气即旁通排气的流动方向变化;及整流构件,设置于所述涡轮机与所述排气净化催化剂之间的所述排气通路,使排气的流动方向变化,其特征在于,所述排气净化催化剂及所述整流构件被配置成,在对所述排气净化催化剂进行预热时,所述旁通排气朝向该排气净化催化剂的上游侧端面,...

【专利技术属性】
技术研发人员:伊藤弘和
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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