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公開番号2024048248
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-08
出願番号2022154179
出願日2022-09-27
発明の名称内燃機関の排気装置
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F01N 3/24 20060101AFI20240401BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】内燃機関の排気通路の触媒への排気ガスの流れを改善することを可能にする新規な構成を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る、触媒42を備える内燃機関10の排気装置EDは、触媒42の長手方向軸線42Aに沿って延びたジョイント管部46と、ジョイント管部46の上流側に延びて長手方向軸線42Aに交差する方向からジョイント管部46につながる交差管部48とを備える。ジョイント管部46において、長手方向軸線が交差する端壁部46aと、交差管部48がつながる周壁部46bとはジョイント管部46内に長手方向軸線に沿って延びる触媒上流側空間Sを区画形成し、交差管部48の排気流れ方向の中心線48Aは、ジョイント管部46における対向する凹湾曲状の壁面46cと直接交差する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
触媒（４２）を備える内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）であって、
前記触媒（４２）の長手方向軸線（４２Ａ）に沿って延びたジョイント管部（４６）と、
前記ジョイント管部（４６）の上流側に延びて前記長手方向軸線（４２Ａ）に交差する方向から前記ジョイント管部（４６）につながる交差管部（４８）と
を備え、
前記ジョイント管部（４６）は、前記長手方向軸線（４２Ａ）が交差する端壁部（４６ａ）と、前記端壁部（４６ａ）につながるとともに前記交差管部（４８）がつながる周壁部（４６ｂ）とを備え、前記端壁部（４６ａ）と前記周壁部（４６ｂ）とは前記ジョイント管部（４６）内に前記長手方向軸線（４２Ａ）に沿って延びる触媒上流側空間（Ｓ）を区画形成し、
前記交差管部（４８）の排気流れ方向の中心線（４８Ａ）は、前記ジョイント管部（４６）における対向する凹湾曲状の壁面（４６ｃ）と直接交差することを特徴とする内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記ジョイント管部（４６）の軸方向視において、前記交差管部（４８）の前記中心線（４８Ａ）は、前記触媒（４２）の前記長手方向軸線（４２Ａ）からずれている
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）。
【請求項３】
前記ジョイント管部（４６）の軸方向視において、
前記周壁部（４６ｂ）は断面略円形の内壁面（４６ｂｓ）を有し、
前記交差管部（４８）は、前記周壁部（４６ｂ）の接線方向に延びるように前記ジョイント管部（４６）につながれている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）。
【請求項４】
前記ジョイント管部（４６）を前記長手方向軸線（４２Ａ）に直交する方向からみたとき、
前記交差管部（４８）は、前記ジョイント管部（４６）の前記端壁部（４６ａ）に沿って前記ジョイント管部（４６）につながる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）。
【請求項５】
前記交差管部（４８）の前記中心線（４８Ａ）から前記触媒（４２）の上流側端面（４２Ｅ）までの距離（Ｄ１）は、前記交差管部（４８）の平均直径（Ｄ２）よりも大きい
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）。
【請求項６】
前記交差管部（４８）の前記中心線（４８Ａ）は、前記長手方向軸線（４２Ａ）と略直交する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）。
【請求項７】
前記ジョイント管部（４６）の前記周壁部（４６ｂ）は、上流側から下流側に向けて前記ジョイント管部（４６）の前記触媒上流側空間（Ｓ）が拡張するように形付けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）。
【請求項８】
前記ジョイント管部（４６）は前記交差管部（４８）と一体に形成されていて、前記ジョイント管部（４６）及び前記交差管部（４８）は割面構造を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関（１０）の排気装置（ＥＤ）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、気候変動の緩和又は影響軽減を目的とした取り組みが継続され、この実現に向けて排気浄化装置に関する研究開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、出力軸方向に複数の気筒を配置した多気筒内燃機関において、排気マニホールドの内壁部分に排気流を偏向させる偏向手段を設けることを開示する。その排気マニホールドは、複数の気筒の各排気ポートに接続される独立通路と、それら独立通路を下流側で１つに集合させる集合部とを有する。そして、その偏向手段は、複数の気筒の排気ポートのうち、排気流が独立通路を介して直線状にキャタライザに流入する一部の気筒の排気ポートに対し、該排気ポートからの排気流に対向する排気マニホールドの内壁部分に排気流を偏向させるように設けられる。その偏向手段は、排気マニホールドの内壁から突設された堰であり、この堰は、前述の一部の気筒以外の他の気筒からそれぞれ独立通路を介して流入する排気ガスによって生成されるスワール流に対し略平行に排気ガスを偏向させる形状を有する。これにより、特許文献１に開示の技術は、特許文献１の記載によれば、排気マニホールド直付けのキャタライザに排気ガスの熱によるクラックが発生するのを防止するとともに、排気ガスをキャタライザの上流端に均一に流入させようとする。
【０００４】
また、特許文献２は、自動車の排気ガスを浄化するために排気管の途中に介装される触媒コンバータに関する技術を開示する。この触媒コンバータにおいては、触媒担体が収装された外筒の上流側端部に、該外筒と一体または別体で構成されるディフューザ部が設けられ、該ディフューザ部の上流側端部にエキゾーストマニホールドの集合部が接続される。そして、ディフューザ部の上流側端部の内側に、円筒形状の介装部材を密着した状態で設け、その介装部材の下流側端部に、触媒担体に当たる排気ガスの分布を略均一にするように内側へ折り曲げられた抵抗部を形成している。これにより、特許文献２に開示の技術は、特許文献２の記載によれば、触媒担体に当たる排気ガスの分布を略均一にすることにより、触媒担体の排気ガス浄化性能を向上しようとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平８－２１２３１号公報
特開２００６－１４２２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の上記技術は、多気筒内燃機関において、排気ポート及び排気マニホールドの形状に合わせて排気通路に突出する堰を精密に設計することを必要とする。
【０００７】
また、特許文献２の技術は、多気筒内燃機関において、上記介装部材を別途用意して排気通路に設ける必要があり、例えば排気管内の省スペースの点で課題を有する。
【０００８】
本願は、上記課題の解決のため、内燃機関の排気通路の触媒への排気ガスの流れを改善することを可能にする新規な構成を提供することを目的とする。そして、本願開示の技術は、延いては気候変動の緩和または影響軽減に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、
触媒を備える内燃機関の排気装置であって、
前記触媒の長手方向軸線に沿って延びたジョイント管部と、
前記ジョイント管部の上流側に延びて前記長手方向軸線に交差する方向から前記ジョイント管部につながる交差管部と
を備え、
前記ジョイント管部は、前記長手方向軸線が交差する端壁部と、前記端壁部につながるとともに前記交差管部がつながる周壁部とを備え、前記端壁部と前記周壁部とは前記ジョイント管部内に前記長手方向軸線に沿って延びる触媒上流側空間を区画形成し、
前記交差管部の排気流れ方向の中心線は、前記ジョイント管部における対向する凹湾曲状の壁面と直接交差することを特徴とする内燃機関の排気装置
を提供する。
【００１０】
上記構成によれば、ジョイント管部は、触媒の長手方向軸線が交差する端壁部と、この端壁部につながるとともに交差管部がつながる周壁部とを備え、端壁部と周壁部とはジョイント管部内に前記長手方向軸線に沿って延びる触媒上流側空間を区画形成する。そして、交差管部の排気流れ方向の中心線は、ジョイント管部における対向する凹湾曲状の壁面と直接交差する。したがって、交差管部からジョイント管部に流入した排気ガスは、凹湾曲状の壁面に向かい、その壁面の凹湾曲形状に沿って周方向の流れ成分が付与され、例えばＵターンするように流れ方向を変えて下流側に流れることが促され、よって交差管部を介してジョイント管部内に流入した排気ガスで旋回流又は渦流を発生させ、その排気ガスの流れを触媒の上流側端面に向けてより好適に当てることができる。これにより、排気ガスの触媒接触領域を好適に拡大することができ、内燃機関の排気通路の触媒への排気ガスの流れを改善することができる。更に、この構成は、気筒数に拘わらず種々の内燃機関に適用できるという利点を有する。なお、上記構成により、有効に触媒の浄化性能を活用することができるので、触媒のサイズを低減することもでき、ひいては貴金属量を削減することができる。また、排気ガスが流れる触媒の領域を増やすことにより、局所的に流れが触媒に当たる場合と比較して、触媒の過加熱を防ぎ、触媒の熱害を防ぐことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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