專利名稱：內(nèi)燃機的排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于凈化從內(nèi)燃機即發(fā)動機排出的排出氣體的排氣凈化裝置的改進。
背景技術(shù)：
以往，作為內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，例如日本特許公開平第3-85316號公報所揭示的“內(nèi)燃機的排氣凈化裝置”及日本特許公開平第4-287821號公報所公開的“摩托車等的排氣凈化裝置”，已是公開技術(shù)。
上述日本特許公開平第3-85316號公報所揭示的“內(nèi)燃機的排氣凈化裝置”如

圖17及圖18所示，排氣管100與安裝在摩托車等上的小型內(nèi)燃機的排氣口相連，沿著該排氣管100的內(nèi)壁設(shè)置有以與排氣管100相同方向延伸的由多孔板制成的內(nèi)管101，在該內(nèi)管101的壁面上附有含催化劑載體102。
上述日本特許公開平第4-287821號公報所公開的“摩托車等的排氣凈化裝置”如圖19、圖20及圖21所示，排氣消聲器110與安裝在摩托車等上的小型內(nèi)燃機的排氣口相連，該排氣消聲器(相當于排氣管)110的斷面中央部設(shè)置有催化劑管111，在該催化劑管111內(nèi)安裝有催化劑本體112。催化劑本體112在蜂窩狀結(jié)構(gòu)的催化劑元件上附著有催化劑物質(zhì)。
一般來說，為了充分發(fā)揮催化劑的活性化作用，必須使催化劑在高溫下活性化。但是，對于小型內(nèi)燃機來說，為了達到催化劑活性化的程度而提高排氣溫度是很困難的。為此，不僅需要考慮盡可能提高催化劑的溫度，而且還需要考慮經(jīng)過排氣管流動的排出氣體溫度在管的斷面中央部位比較高，而在管壁附近相對較低的這一事實。
但是，圖17及圖18所示的“內(nèi)燃機的排出氣體的凈化裝置”，由于沿排氣管100的內(nèi)壁設(shè)有帶催化劑的內(nèi)管101，因而很難充分發(fā)揮凈化作用。
圖19～圖21所示的“摩托車等的排氣凈化裝置”，在排氣消聲器110斷面的中央部位設(shè)置有催化劑本體112，由于排氣溫度比較高，很容易發(fā)揮凈化作用。但是，由蜂窩狀結(jié)構(gòu)的催化劑元件構(gòu)成的催化劑本體112，與上述圖17及圖18所示的多孔板制成的內(nèi)管101相比較，其壓力損失大，經(jīng)過排氣消聲器110流動的排出氣體的流速在管斷面中央部位比較高，因而壓力損失更大。結(jié)果，壓力損失給內(nèi)燃機性能帶來很大影響，特別是對摩托車這樣的低輸出的內(nèi)燃機來說，這是不可忽視的要素。另外，由蜂窩狀結(jié)構(gòu)的催化劑元件構(gòu)成的催化劑本體112安裝在催化劑管111中的這種結(jié)構(gòu)，與上述圖17及圖18所示的內(nèi)管101配置在排氣管100內(nèi)的結(jié)構(gòu)相比較，更增加了制造成本。
發(fā)明的揭示因此，本發(fā)明的目的是提供一種(1)充分發(fā)揮凈化作用、(2)盡量不對內(nèi)燃機的性能造成影響、(3)費用低的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置。
本發(fā)明在從該內(nèi)燃機的排氣口延伸的排氣管斷面的大致中央部位設(shè)置有帶催化劑金屬的薄壁鋼板。因此，在排氣管中將催化劑金屬設(shè)置在排氣溫度高的斷面的大致中央部位，可以使催化劑金屬活性化，充分發(fā)揮排出氣體的凈化作用。
作為前述薄壁鋼板，由于最好是沿前述排氣管軸向延伸的筒體，因此，可以減少排出氣體經(jīng)過時的壓力損失。
前述筒體是由多孔板構(gòu)成的，筒體的排氣上游側(cè)最好被封住。也就是說，由于排出氣體經(jīng)過開設(shè)在筒體壁上的數(shù)個孔，因而，排出氣體能與第二載體內(nèi)外表面上的催化劑金屬接觸。結(jié)果，可以增大排出氣體與催化劑金屬接觸的面積，提高排出氣體的凈化作用。
更進一步，本發(fā)明在從內(nèi)燃機的排氣口延伸的排氣管斷面的大致中央部位，設(shè)置有沿排氣管軸向延伸的帶催化劑金屬的由薄壁鋼板制成的筒體，在前述排氣管內(nèi)，支撐有前述薄壁鋼板制成的筒體，并且，設(shè)有用于封閉前述薄壁鋼板制成的筒體與排氣管之間的通路的隔板。也即是說，隔板將其前后隔開，限制了來自內(nèi)燃機的排出氣體的脈動，使得流動大致成為平滑穩(wěn)定的流動。這樣，排氣凈化裝置的凈化能力不會改變，因而提高了凈化作用。另外由于利用限制排出氣體脈動的隔板來支撐薄壁鋼板制成的筒體，因此不需要使用專門的支撐部件。
再者，前述薄壁鋼板制成的筒體，相對于前述排氣管沿軸向可伸縮地安裝著，因而，可以吸收隨著熱膨脹而發(fā)生在薄壁鋼板制成的筒體與排氣管之間的延伸量之差。
更進一步，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，沿著從該內(nèi)燃機排氣口延伸的排氣管的內(nèi)壁附近設(shè)置有帶催化劑金屬的第一載體，在該第一載體斷面的大致中央部位配置具有催化劑金屬的第二載體。也就是說，在排氣管的內(nèi)壁附近及斷面的大致中央部位兩個位置處設(shè)置有帶催化劑金屬的載體，因此，不會對內(nèi)燃機的性能產(chǎn)生負面影響，可以進一步提高排出氣體的凈化作用。
圖面的簡單說明圖1是裝有本發(fā)明第一實施例的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置的摩托車的側(cè)面圖。
圖2是本發(fā)明排氣管第一實施例的側(cè)面圖。
圖3是圖2中的A-A斷面圖。
圖4是圖3中的B-B斷面圖。
圖5是本發(fā)明第二排氣凈化裝置的第一實施例的立體圖。
圖6是圖2中的C-C斷面圖。
圖7是圖6中的D-D斷面圖。
圖8是圖6中的E-E斷面圖。
圖9A～圖9E是本發(fā)明第二載體的第一實施例的組裝說明圖。
圖10A～圖10D是本發(fā)明第二載體的第一實施例的變形例示意圖。
圖11A～圖11H是本發(fā)明第二載體的第一實施例支撐結(jié)構(gòu)的變形例示意圖。
圖12是第二實施例的第二排氣凈化裝置的立體圖。
圖13是圖12中的F-F斷面圖。
圖14是第二實施例的第二排氣凈化裝置的變形例示意圖。
圖15是圖14中的G-G斷面圖。
圖16A～圖16E第三實施例的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖17是現(xiàn)有技術(shù)的排氣管橫斷面圖。
圖18是現(xiàn)有技術(shù)的排氣管局部縱斷面圖。
圖19是現(xiàn)有技術(shù)的排氣消聲器的平面圖。
圖20是現(xiàn)有技術(shù)的排氣凈化裝置的局部斷面立體圖。
圖21是表示現(xiàn)有技術(shù)的催化劑管附近結(jié)構(gòu)的縱斷面圖。
實施發(fā)明的最佳形式下面根據(jù)附圖敘述本發(fā)明的實施例。首先參照圖1～圖9說明第一實施例。
在圖1中，摩托車1在車體2中央附近裝有二沖程型發(fā)動機(內(nèi)燃機)3，發(fā)動機3的排氣口4連接有排氣管5，該排氣管5的后部連接有消聲器6。
圖2示出了本發(fā)明的排氣管5。該排氣管5由薄壁鋼板做成斷面為圓形的結(jié)構(gòu)，其一端部5a由法蘭連接在發(fā)動機3的排氣口4(參照圖1)上，另一端部5b通過法蘭連接有消聲器6(參照圖1)，其內(nèi)部裝有排氣上游側(cè)的第一排氣凈化裝置10及排氣下游側(cè)的第二排氣凈化裝置20。第一排氣凈化裝置10是前級凈化裝置，第二排氣凈化裝置20是后級凈化裝置。排氣管5的配置排氣下游側(cè)的第二排氣凈化裝置20的部分比其它部分的直徑大。
圖3示出了前述第一排氣凈化裝置10的斷面結(jié)構(gòu)。
第一排氣凈化裝置10由設(shè)置在排氣管5內(nèi)的內(nèi)管11組成。該內(nèi)管11是沿著排氣管5內(nèi)壁的與該排氣管5同方向延伸的圓筒體，并由薄壁鋼板制成的多孔板構(gòu)成。內(nèi)管11其一端部11a通過焊接固定在排氣管5上，另一端11b由支撐部件13支撐，可相對于排氣管5沿軸向伸縮。這樣，可以吸收隨著熱膨脹產(chǎn)生在排氣管5與內(nèi)管11之間的軸向延伸量之差。
內(nèi)管11在帶有多個孔11c的壁面上，設(shè)有鉑或銠等具有催化劑功能的貴金屬(通過涂敷含貴金屬的溶液等方法附著)。排氣管5的中間部的大小為可與內(nèi)管11之間設(shè)有空隙5c。
圖4中的排氣管5做成徑向分割的半圓筒狀，在內(nèi)裝有內(nèi)管11的狀態(tài)下，將這兩個半圓筒狀部分焊接成一體。
支撐部件13通過將波形板(波紋板)卷成圓筒狀并將重合面用點焊固定而做成沿圓周方向的波狀結(jié)構(gòu)。因此，支撐部件13通過彈性變形可相對于排氣管5在徑向伸縮，吸收因熱膨脹引起的排氣管5與內(nèi)管11之間的延伸量差。但是，支撐部件13并不限于由前述波形板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，還可以采用例如通過編入不銹鋼線材而做成環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。
符號14、14表示用于覆蓋高溫排氣管5的保護件，做成沿徑向分割的一對。該保護件14、14用螺栓固定在焊接于排氣管5外周面上的數(shù)個螺母15上。
在圖5中，示出了本發(fā)明第二排氣凈化裝置20。該第二排氣凈化裝置20沿著排氣管5的內(nèi)壁面附近設(shè)置有一對第一載體21、21，該第一載體21、21的斷面的大致中央部(排氣管5的大致中央部)配置有第二載體22，第一載體21、21及第二載體22沿著排氣管5的軸向延伸。
第一載體21、21由徑向分割的一對半圓筒體構(gòu)成，第二載體22由直徑小于第一載體21、21的柱狀圓筒體構(gòu)成，第一載體21、21及第二載體22由薄壁鋼板制成的多孔板構(gòu)成。第一載體21、21及第二載體22分別在帶有多個孔(21a、22c)的壁面上設(shè)有鉑或銠等具有催化劑功能的貴金屬(通過涂敷含貴金屬的溶液等方法附著)。排氣管5的大小做成與第一載體21、21之間具有間隙的結(jié)構(gòu)。
在圖6中，在排氣管5內(nèi)的排氣上游側(cè)(該圖的左側(cè))設(shè)有支撐部件23，用于支撐第二載體22的一端部22a，使第二載體22可相對于排氣管5沿軸向伸縮。該支撐部件23具有支撐第二載體22的一端部22a并使該一端部22a可穿過的緩沖部件24、用于安裝該緩沖部件24的環(huán)狀支座25及將該支座25固定在排氣管5上的托架26。因此，可以吸收隨著熱膨脹而發(fā)生在排氣管5與第二載體22之間的軸向延伸量之差。
在排氣管5內(nèi)的排氣下游側(cè)(該圖的右側(cè))設(shè)有用于支撐第二載體22并堵住該第二載體22與排氣管5之間的通路的隔板27。由薄壁鋼板做成的端板(略呈碟形的端板)所構(gòu)成的前述隔板27，通過將其法蘭部27a塞焊固定在排氣管5上，并讓第二載體22的另一端部22b插入且焊接在斷面的大致中央部位的通孔27b中而固定。第二載體22的一端(排氣上游側(cè))22a由蓋28堵住。
在圖7中，緩沖部件24通過將波形板(波紋板)卷成圓筒狀并將重合面用點焊固定而做成沿圓周方向的波狀結(jié)構(gòu)。因此，緩沖部件24通過彈性變形可相對于排氣管5在徑向伸縮，吸收因熱膨脹引起的排氣管5與第二載體22之間的延伸量差。
如圖8所示，一對第一載體21、21各自的兩端部通過點焊固定在徑向分割的排氣管5的邊緣部附近。
下文根據(jù)圖6及圖9A～圖9E敘述上述結(jié)構(gòu)的第二載體22的組裝順序。
首先，如圖9A所示，將蓋28嵌合在第二載體22的一端部22a上，接著如圖9B所示，將第二載體22的一端部22a與蓋28的邊緣部通過點焊而固定，并把一端部22a堵住。
然后，如圖9C所示，將第二載體22的另一端部22b插入隔板27的通孔27b中，并通過焊接固定在一起。
隨后，如圖9D所示，將安裝緩沖部件24(參照圖6)的支座25插入第二載體22的一端部22a，組裝成9E所示的姿勢。
最后，將如圖9E所示姿勢的第二載體22定位在圖6所示的半分割狀排氣管5的下半部之內(nèi)，將支座25焊接在預(yù)先固定的托架26上，用排氣管5的上半部分蓋住并把所述上下兩個半部焊接在一起，將排氣管5與隔板27的法蘭部27a通過塞焊連接在一起，便完成了組裝作業(yè)。
下文根據(jù)圖2、圖6敘述第一排氣凈化裝置10及第二排氣凈化裝置20的作用。
如圖2所示，發(fā)動機的排出氣體從排氣管5的一端部5a側(cè)流入并通過第一排氣凈化裝置10時，與內(nèi)管11上的貴金屬接觸發(fā)生反應(yīng)，凈化后到達第二排氣凈化裝置20。
如圖6所示，在第二排氣凈化裝置20中，排出氣體從該圖的左側(cè)流動。但是，由于第二載體22的一端部22a由蓋28堵住，因此排出氣體不能從這一端部22a流入。
排氣管5設(shè)置有第二排氣凈化裝置20的部分比其它部分的直徑大，通過由隔板27對其前后的分隔，使排氣上游側(cè)成為膨脹室29。因此，利用膨脹室29可以限制來自發(fā)動機3的排出氣體的脈動，使排出氣體的流動大致成為平滑穩(wěn)定的流動。從而，排出氣體沿圖6箭頭所示方向順著排氣管5的管壁附近流動，該排出氣體與第一載體21、21上的貴金屬接觸反應(yīng)以達凈化之目的。
更進一步，排出氣體通過開設(shè)在第二載體22壁上的數(shù)個孔22c進入第二載體22內(nèi)，通過另一端部22b從排氣管的排氣下游側(cè)排放到大氣中。排出氣體經(jīng)過第二載體22時，與第二載體22上的貴金屬接觸發(fā)生反應(yīng)，使之凈化。
在這種場合，由于排出氣體通過開設(shè)在第二載體22壁上的數(shù)個孔22c，與第二載體22內(nèi)外表面上的催化劑金屬接觸，因而可以增大排出氣體與催化劑金屬的接觸面積，充分發(fā)揮催化劑金屬的凈化作用。
如上述，為了能夠充分發(fā)揮催化劑金屬的凈化作用，必須在高溫下使催化劑活性化。另一方面，經(jīng)過排氣管5流動的排出氣體的溫度在管的斷面中央部位比較高。由于經(jīng)過排氣管5的斷面中央部位流動的溫度比較高的排出氣體，也是在與催化劑金屬接觸下通過的，因此，第二載體22可以使催化劑溫度增高并充分活性化，充分發(fā)揮了凈化作用。另外，由于第二載體22是由多孔板制成的筒體構(gòu)成的，因此，可以減少排出氣體通過時的壓力損失，減少對發(fā)動機性能的影響。
這樣，排出氣體與第一載體21、21及第二載體22上的貴金屬接觸，發(fā)生反應(yīng)而凈化，因而凈化效率高。另外，由于排出氣體的流動大致為平滑穩(wěn)定流動，因此第二排氣凈化裝置20的凈化能力不變，凈化效率高。
第二載體22通過反應(yīng)熱等使其溫度高于排氣管5的溫度。由于第二載體22的另一端部22b由隔板27固定在排氣管5上，因而隨著熱膨脹在排氣管5與第二載體22之間發(fā)生延伸量差時，該第二載體22的一端部22a可以沿空心箭頭方向延伸，從而用該第二載體22來吸收這一延伸量的差。排氣管5與第二載體22之間的徑向延伸量差可以通過緩沖部件24的彈性變形來吸收。
前述第二載體22采用了排出氣體上游側(cè)封閉的結(jié)構(gòu)，但是，也可以采用例如圖10A～圖10D所示的結(jié)構(gòu)。
圖10A～圖10D示出了關(guān)于上述第一實施例的第二載體22的變形例。
圖10A示出了第二載體22的一端部22a由蓋31封閉的結(jié)構(gòu)，蓋31由向排氣上游側(cè)鼓出的多孔板制成，并通過沖壓成形而形成。
圖10B示出了第二載體22的一端部22a通過擠壓做成扁平的作為蓋32的結(jié)構(gòu)。
阻10C示出了在第二載體22的一端部22a安裝有數(shù)枚多孔板制成的板的結(jié)構(gòu)，該數(shù)枚多孔板制成的板安裝成螺旋狀(風車狀)并作為蓋33，以增加排出氣體的流動阻力。
圖10D示出了在第二載體22的一端部22a由平板狀的多孔板制成的蓋34封閉的結(jié)構(gòu)。代替安裝的平板狀多孔板制成的蓋34，還可以采用將一端部22a本身朝第二載體22中心一側(cè)折緣構(gòu)成平板狀的蓋以封閉排氣上游側(cè)的結(jié)構(gòu)。
于是，圖10A～圖10D示出的各蓋31、32、33、34具有與第一實施例的結(jié)構(gòu)同樣的作用，并且，由于是由多孔板制成的，因此通過設(shè)置各蓋31、32、33、34，與第一實施例的結(jié)構(gòu)相比，可以進一步減少壓力損失。
第二載體22的支撐結(jié)構(gòu)是，第二載體22的一端相對于排氣管5沿軸向可伸縮地支撐著，另一端固定在排氣管5上，例如可采用圖11A～圖11H所示的結(jié)構(gòu)。
圖11A～圖11H示出了第一實施例的第二載體22支撐結(jié)構(gòu)的變形例。排出氣體沿著這些圖中箭頭所示的方向流動，第二載體22的一端部22a由熱膨脹引起沿空心箭頭所示方向的伸長。
圖11A示出的第二載體22的支撐結(jié)構(gòu)是，第二載體22的一端部22a從支撐部件23朝排氣上游側(cè)延伸，一端部22a由平板狀的蓋28封閉。
圖11B示出的第二載體22的支撐結(jié)構(gòu)，采用支撐部件23的排氣上游側(cè)(該圖的左側(cè))由蓋36封閉的結(jié)構(gòu)。一端部22a與蓋36之間具有大于第二載體22因熱膨脹引起的伸長量的間隙S1。在這種場合，不需要在第二載體22的一端部22a上安裝蓋。
圖11C示出的第二載體22的支撐結(jié)構(gòu)，采用支撐部件23的支座25沿著排氣管5軸向的長度比托架26更長的結(jié)構(gòu)。
圖11D示出的第二載體22的支撐結(jié)構(gòu)，采用第二載體22僅由隔板27支撐其一端的結(jié)構(gòu)。支撐部件37由緩沖部件38、容納該緩沖部件38的支座39及將該支座39固定在排氣管5上的隔板27構(gòu)成，緩沖部件38支撐著第二載體22的另一端部22b，使該另一端部22b可沿排氣管5的軸向伸縮。在另一端部22b與支座39的凸緣39a之間具有間隙S2，該間隙S2將另一端部22b的移動量及伸長量限制在該間隙S2的范圍內(nèi)。
圖11E示出了圖11D結(jié)構(gòu)的變形例，緩沖部件38及支座39的長度比圖11D的結(jié)構(gòu)更短一些。
圖11F示出的第二載體22的支撐結(jié)構(gòu)，采用了第二載體22的一端部22a由托架41固定在排氣管5上、第二載體22的另一端部22b由支撐部件42支撐、可沿排氣管5的軸向伸縮的兩端支撐的結(jié)構(gòu)。支撐部件42由緩沖部件43、容納緩沖部件43的支座44及將支座44固定在排氣管5上的隔板27構(gòu)成，緩沖部件43支撐著第二載體22的另一端部22b，使該另一端部22b可沿排氣管5的軸向伸縮。另一端部22b從支撐部件42朝排氣下游側(cè)(該圖的左側(cè))延伸。
圖11G示出的第二載體22的支撐結(jié)構(gòu)，是圖11F結(jié)構(gòu)的變形例，采用在第二載體22的一端部22a安裝蓋45，封閉該一端部22a的結(jié)構(gòu)，所述蓋45帶有沖切爪。
圖11H是上述緩沖部件24、38、43的變形例，采用了通過編入不銹鋼線材做成環(huán)狀的緩沖部件48。例如，支撐部件46由卷繞在第二載體22另一端部22b上的座板47、插在該座板47上并支撐著另一端部22b使該另一端部22b可沿排氣管5的軸向伸縮的前后兩個緩沖部件48、用于容納該兩個緩沖部件48的圓筒狀支座49及將該支座49固定在排氣管5上的隔板27構(gòu)成。
下文根據(jù)圖12及圖13敘述第二排氣凈化裝置的第二實施例。
在圖12中，第二排氣凈化裝置50沿著排氣管5的內(nèi)壁面附近設(shè)置有第一載體51，該第一載體51的斷面的大致中央部(排氣管5的斷面的大致中央部)設(shè)置有第二載體52。第一載體51及第二載體52沿排氣管5的軸向延伸。
前述第一載體51由圓筒體構(gòu)成，其軸向兩端部帶有圓錐部51a、51a，該圓錐部51a、51a的一方或兩方通過焊接固定在排氣管5上。第二載體52由平板構(gòu)成，其長度方向的一端或兩端通過焊接固定在第一載體51內(nèi)。
第一載體51及第二載體52由薄壁鋼板制成的多孔板構(gòu)成。第一載體51及第二載體52分別在帶有多個孔51c、52a的壁面上，設(shè)有鉑或銠等具有催化劑功能的貴金屬(通過涂敷含貴金屬的溶液等方法附著)。
圖13示出了由平板構(gòu)成的第二載體52在第一載體51內(nèi)豎起的狀態(tài)。
下文參照圖12敘述上述第二實施例的第二排氣凈化裝置50的作用。
發(fā)動機的排出氣體沿該圖中箭頭所示的方向流動，經(jīng)過管壁附近流動的排出氣體，通過開設(shè)在第一載體51壁上的數(shù)個孔51c流動，經(jīng)過斷面大致中央部位流動的排出氣體穿過開設(shè)在第二載體52壁上的數(shù)個孔52a流動。因此，該排出氣體與第一載體51及第二載體52上的貴金屬接觸反應(yīng)以達凈化之目的。
在這種場合，由于排出氣體通過開設(shè)在第二載體52壁上的數(shù)個孔52a，與第二載體52內(nèi)外表面上的催化劑金屬接觸，因而可以增大排出氣體與催化劑金屬的接觸面積，充分發(fā)揮催化劑金屬的凈化作用。
第二載體52上的貴金屬因與經(jīng)過排氣管5的斷面中央部位流動的溫度比較高的排出氣體接觸，可以變成高溫，充分活性化，完全發(fā)揮凈化作用。
由于第二載體52是由沿排氣管5軸向延伸的平板構(gòu)成的，因此，與前述第一實施例的結(jié)構(gòu)相比，可進一步減少排出氣體通過時的壓力損失。
上述第二實施例的第二排氣凈化裝置50還可以采用圖14及15的結(jié)構(gòu)。
即是說，圖14示出了第二實施例的第二排氣凈化裝置50的變形例。第一載體51的斷面形狀是帶缺口的圓斷面，是將圓筒體徑向的一部分(例如圖14的下部)切去而形成的。
在圖15中，第一載體51的由帶缺口的斷面兩邊緣彎折而形成的凸緣部51b、51b連接在排氣管5的內(nèi)壁上。第二載體52貫穿第一載體51的缺口部分而連接在排氣管5的內(nèi)壁上。
圖16A～16E示出了本發(fā)明第三實施例的排氣凈化裝置的簡要結(jié)構(gòu)。
圖16A的排氣凈化裝置61采用在排氣管5內(nèi)設(shè)置有前后兩級凈化裝置的結(jié)構(gòu)，前級凈化裝置與后級凈化裝置之間裝有用于調(diào)節(jié)排氣量的調(diào)節(jié)閥(例如蝶閥)62。前級凈化裝置采用前述圖3所示的第一排氣凈化裝置10的結(jié)構(gòu)，后級凈化裝置采用前述圖12所示的第二排氣凈化裝置50的結(jié)構(gòu)。
圖16B中的排氣凈化裝置63采用在排氣管5內(nèi)設(shè)置有前后三級凈化裝置的結(jié)構(gòu)。前級凈化裝置采用前述圖3所示的第一排氣凈化裝置10的結(jié)構(gòu)，中間一級的凈化裝置采用前述圖12所示的第二排氣凈化裝置50的結(jié)構(gòu)，后級凈化裝置采用從排氣管5的另一端部5b延伸到排氣管5內(nèi)的導(dǎo)出管64的結(jié)構(gòu)。該導(dǎo)出管64由薄壁鋼板制成的多孔板構(gòu)成，在帶有多個孔的壁面上，設(shè)有鉑或銠等具有催化劑功能的貴金屬(通過涂敷含貴金屬的溶液等方法附著)。
圖16C的排氣凈化裝置65采用在排氣管5的斷面大致中央部設(shè)置沿排氣管5軸向延伸的載體66的結(jié)構(gòu)。該載體66是由薄壁鋼板制成的多孔板構(gòu)成的平板，在帶有多個孔的壁面上，設(shè)有鉑或銠等具有催化劑功能的貴金屬(通過涂敷含貴金屬的溶液等方法附著)。
圖16D的排氣凈化裝置67是上述圖16C所示排氣凈化裝置的變形例，代替平板狀結(jié)構(gòu)，載體66采用波形板(波紋板)結(jié)構(gòu)。
圖16E的排氣凈化裝置68采用配置半圓筒狀載體69的結(jié)構(gòu)，半圓筒狀載體69沿著排氣管5軸向延伸的軸向兩端被封閉住。載體69的徑向敞開端69a配置在排氣管5的斷面大致中央部。載體69由薄壁鋼板制成的多孔板構(gòu)成，在帶有多個孔的壁面上，設(shè)有鉑或銠等具有催化劑功能的貴金屬(通過涂敷含貴金屬的溶液等方法附著)。
圖16C、圖16D及圖16E所示的載體66、69也適用于圖16A及圖16B所示的在排氣管5內(nèi)配置多級凈化裝置的結(jié)構(gòu)。
上述第一、第二、第三實施例及其變形例中的帶有催化劑金屬的“薄壁鋼板”，是設(shè)置在排氣管5的斷面大致中央部或第一載體21、51的斷面大致中央部的，作為具體的例子，對于如圖1～圖9所示的第一實施例及圖10、圖11所示的變形例，采用由多孔板制成的筒體構(gòu)成的第二載體22的結(jié)構(gòu)，對于圖12、圖13所示的第二實施例、圖14、圖15所示的變形例以及圖16A、圖16B所示的第三實施例采用由多孔板制成的平板構(gòu)成的第二載體52的結(jié)構(gòu)，對于圖16C、圖16D及圖16E所示的第三實施例，采用由多孔板制成的平板、波形板或半筒狀構(gòu)成的載體66、69的結(jié)構(gòu)。
這樣，在本發(fā)明中， “薄壁鋼板”并不限于上述各實施例或其變形例的結(jié)構(gòu)，并且對多孔板的結(jié)構(gòu)也沒有任何限定，多孔板的孔形狀、孔大小及數(shù)量可以是任意的。
工業(yè)上的應(yīng)用可能性上述本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，由于從內(nèi)燃機的排氣口延伸的排氣管斷面的大致中央部位設(shè)置有帶催化劑金屬的薄壁鋼板，這樣，使得催化劑金屬設(shè)置在排氣溫度高的斷面的大致中央部位，因此，可使催化劑金屬活性化，充分發(fā)揮其排氣凈化作用，而且，可以降低成本。
此外，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，由于薄壁鋼板是沿排氣管軸向延伸的筒體，因而可以減少排氣經(jīng)過時的壓力損失，其優(yōu)點是對內(nèi)燃機的性能不會產(chǎn)生影響。
再者，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，由于筒體是由多孔板構(gòu)成，將筒體的排氣上游側(cè)封住，使排出氣體經(jīng)過筒體壁上開設(shè)的多個孔，因此，排出氣體與第二載體內(nèi)外表面上的催化劑金屬接觸。結(jié)果，可以增大排出氣體與催化劑金屬接觸的面積，更進一步提高排氣凈化作用。
進一步，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，由于從內(nèi)燃機的排氣口延伸的排氣管斷面的大致中央部位，設(shè)置有沿排氣管軸向延伸的帶催化劑金屬的由薄壁鋼板制成的筒體，薄壁鋼板制成的筒體支撐在排氣管內(nèi)，并且該薄壁鋼板制成的筒體與排氣管之間的通路由隔板封閉，這樣，使得催化劑金屬設(shè)置在排氣溫度高的斷面的大致中央部位，因此，可使催化劑金屬活性化，充分發(fā)揮其排氣凈化作用，而且，可以降低成本。還有，由于利用隔板將其前后隔開，限制了來自內(nèi)燃機的排出氣體的脈動，使得流動成為基本穩(wěn)定的平滑流動，因此，不會改變排氣凈化裝置的凈化能力，可充分發(fā)揮其凈化作用。另外，由于利用限制排出氣體脈動的隔板支撐薄壁鋼板制成的筒體，因而不需要專門的支撐部件，可以簡化支撐結(jié)構(gòu)。
另外，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，由于薄壁鋼板制成的筒體相對于排氣管沿軸向可伸縮地安裝著，因此，很容易吸收隨熱膨脹而引起的筒體與排氣管之間的延伸量之差。
還有，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，沿著從內(nèi)燃機的排氣口延伸的排氣管內(nèi)壁面附近設(shè)置有帶催化劑金屬的第一載體，在第一載體斷面的大致中央部位設(shè)置帶催化劑金屬的第二載體，這樣，使得帶催化劑金屬的載體設(shè)置在排氣管內(nèi)壁面附近及其斷面的大致中央部位兩個位置，因此，在不影響內(nèi)燃機性能的條件下，進一步提高排氣凈化作用，具有可進一步降低成本的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，包括內(nèi)燃機(3)及從該內(nèi)燃機(3)的排氣口(4)延伸的用于凈化來自前述內(nèi)燃機(3)的排出氣體的排氣管(5)，其特征是，在前述排氣管(5)斷面的大致中央部位設(shè)置有帶催化劑金屬的薄壁鋼板(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其特征是，前述薄壁鋼板(22)是沿前述排氣管(5)軸向延伸的筒體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其特征是，前述筒體是由多孔板構(gòu)成的，并將其排氣上游側(cè)封住。
4.一種內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，包括內(nèi)燃機(3)及從該內(nèi)燃機(3)的排氣口(4)延伸的用于凈化來自前述內(nèi)燃機(3)的排出氣體的排氣管(5)，其特征是，在前述排氣管(5)斷面的大致中央部位，設(shè)置有沿前述排氣管(5)軸向延伸的帶催化劑金屬的由薄壁鋼板制成的筒體(22)，在前述排氣管(5)內(nèi)，支撐有前述薄壁鋼板制成的筒體(22)，并且，設(shè)有用于封閉前述薄壁鋼板制成的筒體(22)與排氣管(5)之間的通路的隔板(27)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其特征是，前述薄壁鋼板制成的筒體(22)相對于前述排氣管(5)沿軸向可伸縮地安裝著。
6.一種內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，包括內(nèi)燃機(3)及從該內(nèi)燃機(3)的排氣口(4)延伸的用于凈化來自前述內(nèi)燃機(3)的排出氣體的排氣管(5)，其特征是，沿著前述排氣管(5)的內(nèi)壁附近設(shè)置有帶催化劑金屬的第一載體(21、51)，在該第一載體(21、51)斷面的大致中央部位配置具有催化劑金屬的第二載體(22、52)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其特征是，前述第一載體(51)由圓筒體構(gòu)成，前述第二載體(52)由平板構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其特征是，前述第一載體(21、51)及第二載體(22、52)帶有數(shù)個孔(21a、51c、22c、52a)。
全文摘要
排氣凈化裝置,在從發(fā)動機(3)的排氣口(4)延伸的排氣管(5)斷面的中央部位,設(shè)置有帶催化劑金屬的薄壁鋼板(22)。即是說,由于在排氣溫度比較高的排氣管(5)斷面的中央部位配置催化劑金屬,因此除了能夠充分發(fā)揮排出氣體的凈化作用之外,還可以使裝置低成本化。
文檔編號F01N3/28GK1184523SQ9619399
公開日1998年6月10日 申請日期1996年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月25日
發(fā)明者內(nèi)田義康, 伊藤信彥, 井之川浩志, 齊藤賢二郎, 島田信弘 申請人:本田技研工業(yè)株式會社