專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
排氣再循環(huán)裝置(下文稱為EGR裝置)是公知的將從內(nèi)燃機(jī)的燃燒室排放到排氣管的排氣再循環(huán)入進(jìn)氣管以抑制燃燒溫度的升高、從而減少當(dāng)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)形成的排氣中的氮氧化物的裝置。當(dāng)采用這種EGR裝置時(shí)，可抑制燃燒溫度的升高，并可減少氮氧化物的形成。另一方面，排氣中包含的未燃燒的碳?xì)浠衔锏牧吭黾?，并且碳?xì)浠衔锍练e在EGR裝置的部件上，使所述部件惡化。因此，如同例如在日本專利未審定公開No.11-125148中公開的，已提出設(shè)置有用于通過氧化去除碳?xì)浠衔锏拇呋瘎┑腅GR裝置。
然而，當(dāng)如同在冷啟動(dòng)時(shí)催化劑具有低的溫度且沒有激活時(shí)，未燃燒的碳?xì)浠衔锊荒芡ㄟ^氧化完全去除。為了處理這種問題，已提出例如通過設(shè)置用于加熱催化劑的加熱器來升高催化劑的溫度的技術(shù)。然而，在這種情況下，部件的數(shù)量增加，導(dǎo)致諸如EGR裝置的尺寸增加和成本增加的新問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這些問題而提出，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)迅速升高催化劑的溫度的排氣再循環(huán)裝置。
本發(fā)明是一種具有通過在將排氣從內(nèi)燃機(jī)向進(jìn)氣管再循環(huán)的排氣再循環(huán)管中進(jìn)行氧化而去除碳?xì)浠衔锏拇呋瘎┎康呐艢庠傺h(huán)裝置，所述催化劑部設(shè)置成與所述內(nèi)燃機(jī)的排氣管的外表面接觸。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過氧化去除碳?xì)浠衔锏拇呋瘎┎吭O(shè)置成與內(nèi)燃機(jī)的排氣管的外表面接觸。因此，催化劑部直接接收來自被從燃燒室排出的熱排氣加熱的熱排氣管的外表面的熱。從而，可利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)迅速升高催化劑的溫度。
優(yōu)選地，所述催化劑部設(shè)置成與所述排氣管的外表面的上部接觸。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于催化劑安裝到排氣管的外表面的上部，即，排氣管的外表面中釋放最大量熱的部位，所以能夠有效地升高催化劑的溫度。
更優(yōu)選地，所述催化劑部設(shè)置成與所述內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管的外表面接觸。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，催化劑部設(shè)置成與位于內(nèi)燃機(jī)的排氣管的上游處的排氣歧管的外表面接觸。換句話說，催化劑部與排氣管中具有最高溫度的部位接觸。因此，能更迅速地升高催化劑的溫度。
當(dāng)催化劑部設(shè)置成與內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管的外表面接觸時(shí)，如果催化劑部設(shè)置在其中獨(dú)立地布置了構(gòu)成排氣歧管的支管的位置，則催化劑部的某些部分(區(qū)域)與排氣歧管接觸，而催化劑部的另一些部分不與排氣歧管接觸。在這種情況下，不與排氣歧管接觸的催化劑部的部分跟與排氣歧管接觸的部分相比難以進(jìn)行加熱，從而變得難以均勻地加熱整個(gè)催化劑部。
因此，更優(yōu)選地，所述催化劑部設(shè)置成與構(gòu)成所述排氣歧管的支管被連接處的連接部的外表面接觸。結(jié)果，催化劑部與排氣歧管均勻地接觸，從而可均勻地加熱整個(gè)催化劑部。
更優(yōu)選地，催化劑部設(shè)置成其縱向基本垂直于所述支管延伸的方向取向。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在催化劑部與排氣歧管之間可獲得更大的接觸區(qū)域，從而可緊湊地設(shè)計(jì)整個(gè)排氣再循環(huán)裝置。


由下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說明可更清楚本發(fā)明的上述和其它目的、特征、方面及優(yōu)點(diǎn)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的排氣再循環(huán)裝置的俯視圖；圖2是從圖1中的方向A看時(shí)排氣再循環(huán)裝置的側(cè)視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的排氣再循環(huán)裝置的一個(gè)變型的俯視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的排氣再循環(huán)裝置的另一個(gè)變型的俯視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的排氣再循環(huán)裝置的另一個(gè)變型的側(cè)視圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的排氣再循環(huán)裝置的另一個(gè)變型的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照?qǐng)D1和圖2說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的排氣再循環(huán)裝置(下文稱為EGR裝置)10。
如圖1中所示，排氣管20包括排氣歧管22。
排氣歧管22是具有包括支管22a1至22a4的支管部22a以及支管22a1至22a4被連接的連接部22b的歧管。排氣歧管22將排氣從未示出的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室引入排氣管20的下游側(cè)。在本實(shí)施例中，排氣歧管22由鐵基材料制成。未示出的渦輪增壓器連接到排氣管22下游的位置。
如圖1中所示，EGR裝置10包括排氣再循環(huán)管(下文稱為EGR管)12，催化劑部14，以及未示出的EGR冷卻器等。
EGR管12在排氣上游側(cè)的一端連接到排氣歧管22，EGR管12在排氣下游側(cè)的另一端連接到未示出的進(jìn)氣管。因此，排氣歧管22連接到該進(jìn)氣管。
EGR管12設(shè)置有用于通過氧化去除從燃燒室排出的未燃燒的碳?xì)浠衔锏拇呋瘎┎?4。如圖1中所示，催化劑部14具有沿EGR管12的軸線方向(由箭頭C所指示的方向)延伸的圓筒形，并設(shè)置成與排氣歧管22的連接部22b的外表面接觸，其縱向(由箭頭C所指示的方向)垂直于排氣歧管22的支管22a1至22a4延伸的方向(由箭頭M所指示的方向)取向。催化劑部14包括容納未示出的貴金屬催化劑的圓筒形蓋14a，用于將蓋14a固定到排氣歧管22的支架14b，以及用于將支架14b固定到排氣歧管22的螺栓14c。通過將螺栓14c固定到在排氣歧管22中形成的未示出的螺栓孔，而將蓋14a經(jīng)由支架14b固定到排氣歧管22。
具體地，如圖2中所示，支架14b具有半圓形的凹入形狀，以與圓筒形蓋14a的下部的形狀配合。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，催化劑部14的蓋14a安裝成與排氣歧管22的外表面的上部接觸。構(gòu)成催化劑部14的蓋14a、支架14b和螺栓14c以及EGR管12全都由鐵基材料制成。在本實(shí)施例中，采用在高溫時(shí)被激活且具有改進(jìn)的通過氧化去除碳?xì)浠衔锏哪芰Φ馁F金屬催化劑作為設(shè)置在催化劑部14內(nèi)的催化劑。
下面說明根據(jù)本發(fā)明的排氣再循環(huán)裝置10的功能。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)開始運(yùn)行時(shí)，從燃燒室排出的熱排氣排放到排氣歧管22。熱排氣加熱排氣歧管22以升高其溫度。特別地，由于排氣歧管22內(nèi)的熱交換，排氣歧管22的外表面的上部比該外表面的其它部分釋放更多的熱。由于催化劑部14與排氣歧管22的外表面的上部接觸，催化劑部14的溫度也隨著排氣歧管22的溫度的升高而迅速升高。
根據(jù)上述實(shí)本施例，可獲得以下效果。
(1)如圖1和圖2所示，通過氧化去除碳?xì)浠衔锏拇呋瘎┎?4的蓋14a設(shè)置成與內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管22的外表面接觸。因此，蓋14a直接接收來自被從燃燒室排出的熱排氣加熱的熱排氣管中具有最高溫度的排氣歧管22的外表面的熱。從而，可利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)迅速升高催化劑的溫度。
(2)由于催化劑部14安裝到排氣歧管22的外表面的上部，即，排氣歧管22的外表面中釋放最大量熱的部位，所以能夠有效地升高催化劑的溫度。
(3)當(dāng)催化劑部設(shè)置成與內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管的外表面接觸時(shí)，如果催化劑部設(shè)置在其中獨(dú)立地布置了構(gòu)成排氣歧管的支管的位置，則催化劑部的某些部分與排氣歧管接觸，而催化劑部的另一些部分不與排氣歧管接觸。在這種情況下，不與排氣歧管接觸的催化劑部的部分跟與排氣歧管接觸的部分相比難以進(jìn)行加熱，從而變得難以均勻地加熱整個(gè)催化劑部。
相反，根據(jù)本發(fā)明，如圖1和圖2所示，催化劑部14與構(gòu)成排氣歧管22的支管22a1至22a4被連接處的連接部22b的外表面接觸。因此，催化劑部14與排氣歧管22均勻地接觸，從而可均勻地加熱整個(gè)催化劑部14。
(4)催化劑部14設(shè)置成其縱向基本垂直于支管22a1至22a4延伸的方向取向。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在催化劑部14與排氣歧管22之間可獲得更大的接觸區(qū)域，從而可緊湊地設(shè)計(jì)整個(gè)排氣再循環(huán)裝置10。
(5)由于當(dāng)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)變熱的排氣歧管22的外表面與同樣變熱的催化劑部14接觸，這些熱部位位于一個(gè)位置。這可簡(jiǎn)化用于防止周圍部件被熱損壞的對(duì)策，例如通過隔熱層。
應(yīng)當(dāng)注意，可如下所述修改上述本實(shí)施例。
催化劑部14的安裝方式并不限于上述實(shí)施例中所示的方式，具體地，蓋14a經(jīng)由支架14b固定到排氣歧管22上的方式。蓋14a可設(shè)置成不通過支架與排氣歧管22的外表面接觸，例如，通過將安裝到蓋14a上的支架14b固定到諸如氣缸蓋的、除排氣歧管22之外的位置。在這種情況下，從排氣歧管22的外表面到蓋14a內(nèi)的催化劑的熱傳遞更直接地進(jìn)行，更迅速地升高催化劑的溫度。
催化劑部14的安裝方向并不限于上述實(shí)施例中所示的方向，具體地，該方向使得催化劑部14設(shè)置成其縱向基本垂直于支管22a1至22a4延伸的方向取向。例如，催化劑部14可設(shè)置成其縱向沿著支管22a1至22a4延伸的方向取向。
催化劑部14的安裝位置并不限于上述實(shí)施例中所示的位置，具體地，構(gòu)成排氣歧管22的支管22a1至22a4被連接的連接部22b。例如，如圖3中所示，催化劑部14可安裝到比連接部22b更靠近排氣的上游側(cè)且具有獨(dú)立地設(shè)置的、構(gòu)成排氣歧管22A的支管22a1至22a4的位置。此外，如圖4中所示，催化劑部14可部分地與排氣歧管22B的外表面的上部偏離。在這些情況下，通過與排氣歧管22A和22B接觸的部位，也可升高催化劑的溫度。
催化劑部14的安裝位置并不限于上述實(shí)施例中所示的位置，具體地，排氣歧管22的外表面的上部。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的布局等，催化劑部14的安裝位置也可以如下所述改變。例如，如圖5中所示，催化劑部14可安裝成與排氣歧管22C的外表面的下部接觸。此外，如圖6中所示，催化劑部14可安裝成與排氣歧管22D的外表面的側(cè)部接觸?？紤]到催化劑部14從排氣歧管22接收的熱量、內(nèi)燃機(jī)的布局的限制等，期望將催化劑部14安裝到排氣歧管的外表面上最適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 催化劑部14的安裝位置并不限于上述實(shí)施例中所示的位置，具體地，排氣歧管22的外表面。例如，可將其安裝到在排氣管20中而不是排氣歧管22上的位置。簡(jiǎn)而言之，只要將催化劑部14設(shè)置成與內(nèi)燃機(jī)的排氣管20的外表面接觸，該催化劑部可設(shè)置在任何位置。
盡管已詳細(xì)說明和示出了本發(fā)明，但是應(yīng)清楚地理解這僅是示意性和示例性而并非限制性的，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附的權(quán)利要求的款項(xiàng)限制。
權(quán)利要求
1.一種排氣再循環(huán)裝置，該裝置具有通過在將排氣從內(nèi)燃機(jī)向進(jìn)氣管再循環(huán)的排氣再循環(huán)管中進(jìn)行氧化而去除碳?xì)浠衔锏拇呋瘎┎?，其特征在于，所述催化劑部設(shè)置成與所述內(nèi)燃機(jī)的排氣管的外表面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述催化劑部設(shè)置成與所述排氣管的外表面的上部接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述催化劑部設(shè)置成與所述內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管的外表面接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述催化劑部設(shè)置成與構(gòu)成所述排氣歧管的支管被連接的連接部的外表面接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的排氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述催化劑部設(shè)置成其縱向基本垂直于所述支管延伸的方向取向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種排氣再循環(huán)裝置(10)，該裝置具有通過在將排氣從內(nèi)燃機(jī)向進(jìn)氣管再循環(huán)的排氣再循環(huán)管(12)中進(jìn)行氧化而去除碳?xì)浠衔锏拇呋瘎┎?14)。該催化劑部(14)設(shè)置成與所述內(nèi)燃機(jī)的排氣管(20)的外表面接觸。
文檔編號(hào)F01N3/24GK1834440SQ20061005747
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者戶田忠司 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社