内燃机的排气构造制造技术

本发明专利技术提供一种排气管，其具备：用于使内燃机的排气流通的内管、和覆盖该内管的外周的外管，并设置有：内侧放射层，其形成于内管的外表面，放射率比该内管的放射率高；外侧放射层，其形成于所述外管的内表面，放射率比该外管的放射率高；以及中间层，其形成于所述内侧放射层与所述外侧放射层之间，透射红外线且热导率比所述内管以及所述外管的热导率低。

Exhaust structure of internal combustion engine

The invention provides an exhaust pipe, the exhaust flow of internal combustion engine for the inner tube, and covering the peripheral inner tube, and is provided with a medial radiation layer formed on the external surface of the inner tube, the inner tube of the radiation rate than the radiation rate is high; the lateral radiation layer the form, inner surface to the outer tube, the radiation ratio of the outer pipe radiation rate is high; and an intermediate layer formed on the inner layer and the outer radiation emitting layer between the transmission of infrared and thermal conductivity than the inner tube and the outer tube of the heat rate is low.

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气构造
本专利技术涉及内燃机的排气构造。
技术介绍
作为内燃机的排气构造，已知有一种包括双层管构造的排气管的内燃机的排气构造，所述双层管构造的排气管具备：内管；外管，其覆盖该内管；以及空气层，其配置于内管的外表面与外管的内表面之间。在上述的排气管中，提出了一种使外管的内表面的红外线能量的放射率比内管的外表面的红外线能量的放射率高的构造(例如，参照日本特开平06－101468)。
技术实现思路
但是，根据上述的内燃机的排气构造，在使内燃机高负荷运转了的情况那样排气温度变高的情况下，从内管向外管热辐射的热能的量变少，所以有可能从排气向排气管放出的热能变少。结果，有可能从排气管流出的排气的温度过度变高。本专利技术的目的在于提供一种包括双层管构造的排气管的内燃机的排气构造，该排气构造能够使从排气管流出的排气的温度为适当温度。本专利技术的第1技术方案是一种内燃机的排气构造，包括双层管构造的排气管，所述双层管构造的排气管具备：用于使内燃机的排气流通的内管、和覆盖该内管的外周的外管。并且，所述排气管具备：内侧放射层，其设置于所述内管的外表面，红外线能量的放射率比该内管的红外线能量的放射率高；外侧放射层，其设置于所述外管的内表面，红外线能量的放射率比该外管的红外线能量的放射率高；以及中间层，其配置于所述内侧放射层与所述外侧放射层之间，透射红外线且热导率比所述内管以及所述外管的热导率低。根据这样构成的内燃机的排气构造，能够抑制由内管与外管之间的热传导引起的热能的往来，并且能够通过适当地利用由内管与外管之间的热辐射引起的热能的往来，从而使从排气管流出的排气的温度为适当温度。在本专利技术的一个技术方案的内燃机的排气构造中，也可以是，排气管侧的凸缘安装于所述外管的上游侧端部。并且，也可以是，在所述内管的上游侧端部，设有引导部，所述引导部具有如下形状：阻碍从所述上游侧排气系统部件流出的排气向所述中间层流入并且引导该排气向所述内管的内部的流入，且不与所述外管接触。根据这样的构成，能够抑制从上游侧排气系统部件的排气出口流出的排气向所述中间层流入，并且能够抑制从内管向凸缘的热传导。因此，在内燃机的预热运转时那样排气管的温度低时，能够将在内管的内部流动的排气的温度下降抑制得小。在本专利技术的一个技术方案的内燃机的排气构造中，也可以是，进一步具备配置于所述中间层的一部分的支承部件。支承部件是具有与所述内侧放射层的外表面接触的内周面、和与所述外侧放射层的内表面接触的外周面的管状的部件。另外，所述中间层(42)也可以为真空层或空气层。所述内侧放射层也可以为陶瓷系的黑体涂料，所述外侧放射层也可以为陶瓷系的黑体涂料。根据本专利技术的上述技术方案，在包括双层管构造的排气管的内燃机的排气构造中，能够使从排气管流出的排气的温度为适当温度。附图说明以下将参照附图来说明本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中同样的附图标记表示同样的部件，并且附图中：图1是示出适用本专利技术的内燃机的排气系统的概略构成的图。图2是示出排气管的构成的纵剖图。图3是示出内管温度与从内管向外管热辐射的热能的关系的图。图4是示出在内燃机的预热完成后使该内燃机加速运转了的情况下的、流入排气温度、流出排气温度、内管温度、以及外管温度的随时间变化的图。图5是示出在内燃机的预热完成后该内燃机从高负荷运转状态向减速燃料切断状态转变了的情况下的、流入排气温度、流出排气温度、内管温度以及外管温度的随时间变化的图。图6是示出本专利技术的内燃机的排气构造的变形例的图。具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的具体的实施方式进行说明。只要没有特别记载，则并非意在将本专利技术的技术范围仅限定于本实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等。图1是示出适用本专利技术的内燃机的排气系统的概略构成的图。图1所示的内燃机1是具有多个汽缸的火花点火式或压缩点火式的内燃机。内燃机1与排气歧管2的上游侧端部连接。排气歧管2的下游端部连接于第一催化剂壳3的排气入口。第一催化剂壳3的排气出口连接于排气管4的上游侧端部。排气管4的下游侧端部与第二催化剂壳5的排气入口连接。在此，基于图2对本实施方式中的排气管4的构成进行说明。图2是第一催化剂壳3与排气管4的连接部分的纵剖图。如图2所示，排气管4具备：圆筒状的内管40；外管41，其是具有比内管40的外径大的内径的圆筒状的部件，且覆盖内管40的外周；中间层42，其为配置于内管40的外周面与外管41的内周面之间的筒状的间隙；以及支承部件43，其是配置于中间层42的一部分的环状的部件，且将内管40支承为与外管41同轴。内管40与外管41由热导率比较低且耐腐蚀性高的合金钢(例如不锈钢等)形成。中间层42构成为，热导率比内管40以及外管41的热导率低、且透射红外线。作为这样的中间层42的优选的例子，可以使用真空层和/或空气层，在本实施方式中设为使用空气层。另外，支承部件43由绝热性高的部件、例如氧化铝纤维等陶瓷纤维形成。在内管40的外表面，设有放射率比内管40的放射率高的内侧放射层40a。另外，在外管41的内表面，设有放射率比外管41的放射率高的外侧放射层41a。上述内侧放射层40a以及外侧放射层41a例如通过将放射率比内管40以及外管41的放射率高的黑体涂料分别涂覆于内管40的外表面与外管41的内表面来形成。此时，作为黑体涂料，也可以使用热导率比内管40以及外管41的热导率低的陶瓷系的黑体涂料。另外，上述的排气管4通过凸缘接头(法兰接头)与第一催化剂壳3连接。将形成于第一催化剂壳3的壳体(英文：case)30的下游侧端部的凸缘30a、与形成于外管41的上游侧端部的凸缘41b通过螺栓等紧固连结单元连接。进而，在内管40的上游侧端部，设有引导部40b，该引导部40b阻碍从第一催化剂壳3的排气出口流出的排气向作为内管40与外管41的间隙的中间层42流入并且引导该排气向内管40的内部的流入。此时，引导部40b以不与外管41以及凸缘41b接触的形状构成。例如，如图2所示，只要使内管40的上游侧端部在比外管41的内径小的范围内、形成为随着朝向上游侧而逐渐扩径的锥状即可。此外，引导部40b的形状只要满足具有如下形状的这一条件，则可以是任何形状，所述形状为：具有阻碍从第一催化剂壳3的排气出口流出的排气向作为内管40与外管41的间隙的中间层42流入并且引导该排气的向内管40的内部的流入的功能、且不与外管41以及凸缘41b接触。根据这样构成的排气构造，通过抑制由内管40与外管41之间的热传导引起的热能的往来、并且适当地利用内管40与外管41之间的热辐射，从而能够使从排气管4流出的排气的温度(以下，称为“流出排气温度”)为适当温度。例如，若在刚使内燃机1冷启动后的预热运转时那样排气管4的温度低时、使向内管40的内部流入的排气的热能经由内管40向外管41放出，则恐怕在内管40的内部流动的排气的温度下降会变大。在该情况下，流出排气温度变低，所以有可能配置于该排气管4的下游的设备(例如，收纳于第二催化剂壳5的催化剂、未图示的传感器等)的预热性下降。然而，在本实施方式的排气管4中，在内管40与外管41之间配置有热导率低的中间层42，所以从在内管40的内部流动的排气经由内管40向外管41热传导的热能变少。此时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的排气构造，包括双层管构造的排气管，该双层管构造的排气管具备：用于使内燃机的排气流通的内管、和覆盖该内管的外周的外管，其特征在于，所述排气管具备：内侧放射层，其形成于所述内管的外表面，红外线能量的放射率比该内管的红外线能量的放射率高；外侧放射层，其形成于所述外管的内表面，红外线能量的放射率比该外管的红外线能量的放射率高；以及中间层，其形成于所述内侧放射层与所述外侧放射层之间，透射红外线且热导率比所述内管以及所述外管的热导率低。

【技术特征摘要】
2016.09.08 JP 2016-1755831.一种内燃机的排气构造，包括双层管构造的排气管，该双层管构造的排气管具备：用于使内燃机的排气流通的内管、和覆盖该内管的外周的外管，其特征在于，所述排气管具备：内侧放射层，其形成于所述内管的外表面，红外线能量的放射率比该内管的红外线能量的放射率高；外侧放射层，其形成于所述外管的内表面，红外线能量的放射率比该外管的红外线能量的放射率高；以及中间层，其形成于所述内侧放射层与所述外侧放射层之间，透射红外线且热导率比所述内管以及所述外管的热导率低。2.根据权利要求1所述的内燃机的排气构造，其特征在于，所述排气管经由凸缘接头与配置于比该排气管靠上游的位置的上游侧排气系统部件连接，所述排气管侧的凸缘安装于所述外管的上游侧端部，在所述内管的上游侧端部，设有引导部，所述引导部具有如下形状：阻碍从所述上游侧排气系统部件流出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小桥贤一，
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