發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，基于小型化的要求，對(duì)帶渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了再構(gòu)思。日本專利公報(bào)第4803059號(hào)(以下，簡(jiǎn)稱為專利文獻(xiàn))中公開了一種此類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括:氣缸蓋，在內(nèi)部一體地形成有排氣歧管；渦輪增壓器，固定在所述氣缸蓋的側(cè)面，并且與所述排氣歧管的匯合部連通；排氣管，具備催化劑裝置，并且沿氣缸列方向連結(jié)于所述渦輪增壓器。
[0003]這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相比于具備與氣缸蓋分體的排氣歧管的發(fā)動(dòng)機(jī)，具有如下的優(yōu)點(diǎn):能夠在提高發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓特性的情況下使發(fā)動(dòng)機(jī)整體緊湊，而且還能夠減少組裝工時(shí)。此外，由于從氣缸蓋排出的高溫的排氣氣體僅經(jīng)由渦輪增壓器而被送到催化劑裝置，因此，從促進(jìn)催化劑裝置活化的觀點(diǎn)而言也是具有優(yōu)點(diǎn)的。
[0004]發(fā)動(dòng)機(jī)中，減少排氣氣體中的NOx(氮氧化物)是重要的課題，作為其對(duì)策，進(jìn)行EGR(使排氣氣體的一部分回流到進(jìn)氣通道)的做法行之有效。另外，有時(shí)還需要通過所設(shè)置的排氣處理裝置來捕集排氣氣體中所含的碳黑等微粒。即使在所述專利文獻(xiàn)那樣的發(fā)動(dòng)機(jī)中也會(huì)基于改善排氣氣體特性的觀點(diǎn)而設(shè)想進(jìn)行EGR或捕集排氣氣體中的微粒的做法，此情況下，在抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的大型化方面上，重要的是在考慮到與渦輪增壓器或催化劑裝置之間的關(guān)系的情況下使EGR裝置或排氣處理裝置緊湊地設(shè)置。但是，所述專利文獻(xiàn)中并沒有關(guān)于此點(diǎn)的記載。
[0005]此外，若進(jìn)行EGR，則燃燒溫度下降，從而排氣氣體的溫度也下降，因此存在排氣凈化催化劑難以活化的問題。燃燒效率高的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情形也同樣。因此，在設(shè)置EGR裝置或排氣凈化裝置的情況下，較為理想的是，能夠有助于催化劑裝置等的活化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)主體、渦輪增壓器、催化劑裝置及工作裝置，并且，其既能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的緊湊化且有助于催化劑裝置的活化。
[0007]本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置是具備多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置包括:發(fā)動(dòng)機(jī)主體，具有氣缸蓋，該氣缸蓋在內(nèi)部具備具有匯合排氣口的排氣多分支通道，所述匯合排氣口與各所述氣缸連通而且在與氣缸列方向正交的發(fā)動(dòng)機(jī)寬度方向的一側(cè)面上開口 ；渦輪增壓器，設(shè)置于所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的所述一側(cè)面?zhèn)龋趶乃鰠R合排氣口排出的排氣氣體而使渦輪旋轉(zhuǎn)并且壓縮吸入的空氣；催化劑裝置，在所述氣缸列方向上與所述渦輪增壓器相鄰地設(shè)置，并且反應(yīng)于經(jīng)由該渦輪增壓器后的排氣氣體中的特定成分而使該特定成分無害化；工作裝置，設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體的所述一側(cè)面?zhèn)?；其中，所述渦輪增壓器以向上方引導(dǎo)從所述匯合排氣口排出的排氣氣體并且形成向上方的旋流而且使所述渦輪旋轉(zhuǎn)的方式構(gòu)成，所述催化劑裝置包括擔(dān)載有催化物質(zhì)的載體和收容該載體的容器，該容器在所述載體的下部區(qū)域的兩側(cè)具備排氣氣體的導(dǎo)入口及導(dǎo)出口，以便所述排氣氣體沿所述氣缸列方向通過所述載體中主要是所述下部區(qū)域的區(qū)域，所述工作裝置的至少一部分設(shè)置在所述催化劑裝置的下方。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置，既能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的緊湊化且有助于催化劑裝置的活化。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)(柴油發(fā)動(dòng)機(jī))的整體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略圖。
[0010]圖2是上述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣側(cè)的簡(jiǎn)略側(cè)視圖。
[0011]圖3是表示渦輪增壓器的簡(jiǎn)略側(cè)視圖。
[0012]圖4是表示催化劑裝置的簡(jiǎn)略剖視圖。
[0013]圖5是說明上述催化劑裝置的作用的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下，參照附圖詳述本發(fā)明的優(yōu)選的一實(shí)施方式。
[0015]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)略圖。圖1所示的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是作為行駛用的動(dòng)力源而被搭載于車輛上的帶渦輪增壓器的四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0016]該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(以下，簡(jiǎn)稱為發(fā)動(dòng)機(jī))的發(fā)動(dòng)機(jī)主體I為直列多氣缸型的發(fā)動(dòng)機(jī)主體，其包括具有多個(gè)氣缸2a (圖1中僅圖示了一個(gè)氣缸)的氣缸體2、設(shè)置在該氣缸體2上的氣缸蓋3、設(shè)置在氣缸體2的下側(cè)并且存積潤(rùn)滑油的油盤4、以及覆蓋氣缸蓋3上部的氣缸蓋罩5o
[0017]所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體I的各氣缸2a中嵌插有能夠往復(fù)移動(dòng)的活塞8，該活塞8的頂面上形成有規(guī)定燃燒室8a的腔部。
[0018]活塞8通過連桿9而與曲軸10連結(jié)，對(duì)應(yīng)于該活塞8的往復(fù)移動(dòng)，所述曲軸10繞自身的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0019]所述氣缸蓋3上形成有向各氣缸2a的燃燒室8a開口的進(jìn)氣口 12及排氣口 13，并且設(shè)置有用于開閉這些進(jìn)氣口 12及排氣口 13的進(jìn)氣門16及排氣門17。
[0020]所述氣缸蓋3上設(shè)置有對(duì)各氣缸2a的每一氣缸設(shè)置一個(gè)的噴射器18，該噴射器18噴射以輕油為主成分的燃料。噴射器18以其遠(yuǎn)端所具備的噴口(燃料的噴射口)面臨活塞8頂面的腔部的方式設(shè)置，并且在壓縮上止點(diǎn)(壓縮行程結(jié)束時(shí))的前后范圍的適當(dāng)?shù)臅r(shí)期朝燃燒室8a噴射燃料。
[0021]進(jìn)氣通道20以與各氣缸2a的進(jìn)氣口 12連通的方式而與在與氣缸2a的排列方向(氣缸列方向)正交的發(fā)動(dòng)機(jī)寬度方向(圖1中為左右方向)上的所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體I的一側(cè)面連接，排氣通道30以與各氣缸2a的排氣口 13連通的方式而與所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體I的另一側(cè)面連接。即，來自外部的吸入空氣通過所述進(jìn)氣通道20及進(jìn)氣口 12而被導(dǎo)入燃燒室8a，并且在燃燒室8a產(chǎn)生的排氣氣體(燃燒氣體)通過所述排氣口 13及排氣通道30而被排出到外部。
[0022]所述進(jìn)氣通道20及排氣通道30上設(shè)置有渦輪增壓器60。渦輪增壓器60具有設(shè)置于進(jìn)氣通道20的壓縮機(jī)62a和與壓縮機(jī)62a同軸地連結(jié)而且設(shè)置于排氣通道30的渦輪
62b ο
[0023]渦輪增壓器60受到排氣能的驅(qū)動(dòng)而壓縮吸入的空氣。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)高溫高速的排氣氣體通過排氣通道30時(shí)，渦輪增壓器60的渦輪62b受到該排氣氣體的排氣能的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，而且通過連結(jié)軸62c (參照?qǐng)D3)而與該渦輪62b連結(jié)的壓縮機(jī)62a也同時(shí)旋轉(zhuǎn)。由此，通過進(jìn)氣通道20的空氣(吸入的空氣)被壓縮而被高壓化，并被壓往發(fā)動(dòng)機(jī)主體I的各氣缸2a。
[0024]所述進(jìn)氣通道20的上游端部上設(shè)置有用于過濾吸入的空氣的空氣濾清器21，進(jìn)氣通道20的下游端附近(發(fā)動(dòng)機(jī)主體I的近傍)設(shè)置有平衡室24。位于比平衡室24更下游側(cè)的進(jìn)氣通道20是對(duì)應(yīng)于每一氣缸2a而分支的獨(dú)立通道，各獨(dú)立通道的下游端分別與各氣缸2a的進(jìn)氣口 12連接。
[0025]在所述進(jìn)氣通道20上的空氣濾清器21與平衡室24之間，從上游側(cè)依次設(shè)置有渦輪增壓器60的壓縮機(jī)62a、用于調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道20的通道面積的能夠開閉的節(jié)流閥23、用于冷卻被壓縮機(jī)62a壓縮的空氣的中間冷卻器22。另外，節(jié)流閥23在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中基本上被維持于全開或接近全開的高開度，僅在發(fā)動(dòng)機(jī)的停止時(shí)等必要的時(shí)候被關(guān)閉從而切斷進(jìn)氣通道20。
[0026]所述排氣通道30的上游端為排氣多分支通道亦即排氣歧管，該排氣多分支通道包含與各氣缸2a的排氣口 13連續(xù)的獨(dú)立通道和各獨(dú)立通道匯合而成的匯合部。在圖1中雖然未明確的示出，但該排氣歧管在所述氣缸蓋3的內(nèi)部與之一體地形成。在氣缸蓋3的一側(cè)面上形成有成為所述匯合部的匯合排氣口 3a (參照?qǐng)D2)，所述排氣通道30以與該匯合排氣口 3a連通的方式設(shè)置。
[0027]在所述排氣通道30上的比排氣歧管更下游側(cè)，從上游側(cè)依次設(shè)置有渦輪增壓器60的渦輪62b、用于去除排氣氣體中的有害成分的多種類排氣凈化裝置、用于降低排氣聲的消聲器34。
[0028]作為所述排氣凈化裝置，從上游側(cè)依次設(shè)置有DOC (氧化催化劑)31和DPF (柴油機(jī)微粒過濾器)32。在本例中，DOC31相當(dāng)于本發(fā)明的催化劑裝置，DPF32相當(dāng)于本發(fā)明的工作裝置亦即排氣處理裝置。
[0029]所述DOC31是通過使從發(fā)動(dòng)機(jī)主體I排出的排氣氣體中的CO(—氧化碳)及HC(碳?xì)浠衔?氧化而實(shí)現(xiàn)無害化的裝置。即，排氣氣體中的CO或HC在通過該DOC31時(shí)被氧化而被凈化為CO2 (二氧化碳)或!120(水)。此外，D0C31通過