(57)【要約】【課題】廉価で未燃ＨＣの低減と早期の触媒暖機を行なうことのできる分岐排気管を提供する。【解決手段】排気通路が上流側で第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２に分岐されると共に下流側で合流される分岐排気管２０であって、第１分岐路２０１の入口断面積２０１Aが第２分岐路２０２の入口断面積２０２Aよりも大きく、第１分岐路２０１の出口断面積２０１Bと第２分岐路２０２の出口断面積２０２Bとが等しい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路が上流側で第１分岐路及び第２分岐路に分岐されると共に下流側で合流される分岐排気管であって、
前記第１分岐路の入口断面積が前記第２分岐路の入口断面積よりも大きく、前記第１分岐路の出口断面積と前記第２分岐路の出口断面積とが等しいことを特徴とする分岐排気管。
【請求項２】
前記第１分岐路及び前記第２分岐路は、それぞれの軸線が交差するように合流されていることを特徴とする請求項１に記載の分岐排気管。
【請求項３】
前記第２分岐路には、流れの抵抗となる抵抗体が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の分岐排気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路が上流側で分岐されると共に下流側で合流される分岐排気管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、排気系に排気浄化用の触媒を備えている場合、機関の冷間時における始動後は、触媒の暖機が完了しておらずその処理能力が十分でないことが知られている。すなわち、触媒の暖機が完了していない場合には、機関の冷間時に発生し易い未燃ＨＣが処理されずにそのまま排出され、エミッションを悪化させるおそれがあるのである。このようなエミッションの悪化を軽減するためには、触媒の暖機を早期に行なうことはもちろん、触媒に導入される前にも未燃ＨＣを低減させるべく排気ガス温度を上昇させることが要求されている。
【０００３】
このような排気系に触媒を備えた内燃機関において、例えば、特許文献１には、下流側にメイン触媒コンバータが配置されたメイン通路に該通路を開閉する流路切換弁が設けられると共に、該メイン通路から通路断面積の小さなバイパス通路が分岐され、その途中に小型のバイパス触媒コンバータが介装された内燃機関の排気装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、排気管が上流側で二つに分岐されて下流側で合流する同一形状の分岐通路を備え、そして一方の分岐通路に排気ガス送風ファンが設置された内燃機関の排気装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９９９３６号公報
【特許文献２】特開２００６−１９４１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示された内燃機関の排気装置は、内燃機関の冷間始動直後にバイパス通路側に排気を案内し、暖機完了に伴い流路切換弁が開くときに、排圧の減少によるトルク段差を解消すべく、点火時期の遅角や吸入空気量の減少補正を行い、また、燃料噴射量の増量により排気空燃比のリーン化を抑制するものであって、排気ガス自らの混合により排気ガス温度を上昇させるものではない。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術は、一方の分岐通路に設置された排気ガス送風ファンを作動させることにより排気ガスを攪拌し、部分的な温度低下を抑えるようにしているが、この攪拌のために排気ガス送風ファンを作動させるなどの外的な力を必要としており、余分な動力ないしはコストを要するものである。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みなされたもので、その目的は、廉価で未燃ＨＣの低減と早期の触媒暖機を行なうことのできる分岐排気管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の一形態に係る分岐排気管は、排気通路が上流側で第１分岐路及び第２分岐路に分岐されると共に下流側で合流される分岐排気管であって、前記第１分岐路の入口断面積が前記第２分岐路の入口断面積よりも大きく、前記第１分岐路の出口断面積と前記第２分岐路の出口断面積とが等しいことを特徴とする。
【００１０】
上記構成の分岐排気管によれば、第１分岐路及び第２分岐路のそれぞれの入口断面積の大きさに応じて第１分岐路及び第２分岐路に排気ガスが流入する。そして、第１分岐路及び第２分岐路の合流点において、それぞれの出口断面積が等しいことから、それぞれの排気ガスの流速絶対値に差が生じる。その結果、合流点より下流側の排気通路には流速差に起因するせん断によって乱れが発生し、未燃ＨＣが攪拌され後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇することになる。
【００１１】
ここで、上記形態において、前記第１分岐路及び前記第２分岐路は、それぞれの軸線が交差するように合流されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、上述の作用効果に加えて、流速成分方向が異なることに起因するせん断による乱れも発生し、さらに後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇する。
【００１３】
さらに、上記形態において、前記第２分岐路には、流れの抵抗となる抵抗体が設けられていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、上述の作用効果に加えて、第１分岐路及び第２分岐路の合流点において、圧力差が生じるので、圧力差に起因する偏流が発生する。そして、この偏流による旋回流の渦中心でせん断による乱れが発生し、後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一形態に係る分岐排気管によれば、廉価で未燃ＨＣの低減と早期の触媒暖機を行なうことのできる分岐排気管を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明の第一実施形態を示す図１を参照するに、１０は機関本体であり、排気マニホルド１５を介して排気通路を形成する分岐排気管２０に接続されている。分岐排気管２０は、排気通路が上流側の分岐点で第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２に分岐されると共に、下流側の合流点で合流されており、その後流に排気浄化用の触媒３０、例えば三元触媒が配設されている。第１分岐路２０１の分岐点における入口断面積２０１Aは第２分岐路２０２の入口断面積２０２Aよりも大きく、第１分岐路２０１の出口断面積２０１Bは第２分岐路２０２の出口断面積２０２Bと等しくなるように形成されている。
【００１７】
上記構成になる本実施の形態においては、機関本体１０から排出された排気ガスが排気マニホルド１５を介して排気通路を流通する。そして、分岐排気管２０の第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２のそれぞれの入口断面積２０１A及び入口断面積２０２Aの大きさに応じて、第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２に排気ガスが流入する。
【００１８】
さらに、第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２の合流点において、第１分岐路２０１の出口断面積２０１B及び第２分岐路２０２の出口断面積２０２Bがそれぞれ等しいことから、それぞれの排気ガスの流速絶対値に差が生じる。すなわち、流入量の多い第１分岐路２０１から流出する排気ガスの流速が、流入量の少ない第２分岐路２０２から流出する排気ガスの流速よりも速くなるのである。この結果、合流点より下流側の排気通路にはこの流速差に起因するせん断によって乱れD１が発生する。
【００１９】
この乱れD１によって、排気ガス中に未燃ＨＣなどが含まれている場合には、これらが酸化剤である残存酸素と攪拌ないしは混合されて後燃えが促進される。かくて、この後燃えにより温度が上昇された排気ガスが触媒３０に導入され、その暖機が促進されることになる。
【００２０】
次に、本発明の第二実施形態を図２に示す。この第二実施形態は上述の第一実施形態の構成に加えて、第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２をそれぞれの軸線２０１X及び２０２Xが（例えば、図示の例では交差角が６０°で）交差するように合流させた点で異なるのみであるから、同一部分には同一符号を付して重複説明を避けることにする。
【００２１】
この第二実施形態によれば、上述の第一実施形態の作用効果に加えて、流速成分方向が異なることに起因するせん断による乱れD2も発生し、さらに後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇する。すなわち、第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２の合流点において、第１分岐路２０１の出口断面積２０１B及び第２分岐路２０２の出口断面積２０２Bがそれぞれ等しいことから、それぞれの排気ガスの流速絶対値に差が生じると共に、交差角６０°で交差する第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２から流出する排気ガスの速度ベクトルの流速成分方向が異なることから、これらに起因するせん断による乱れD２も大きくなり、後燃えがさらに促進されるのである。
【００２２】
さらに、本発明の第三実施形態を図３に示す。この第三実施形態は上述の第一実施形態の構成に加えて、第２分岐路２０２に、流れの抵抗となる抵抗体２０４が設けられている点で異なるのみであるから、第一実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避けることにする。
【００２３】
この抵抗体２０４としては、例えば、発泡金属又は発泡セラミックスなどの多孔性物質を用いることができる。
【００２４】
この第三実施形態によれば、上述の第一実施形態の作用効果に加えて、第１分岐路２０１及び第２分岐路２０２の合流点において、圧力差が生じるので、圧力差に起因する偏流が発生する。そして、この偏流による旋回流の渦中心でせん断による乱れD３が発生し、後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇する。
【００２５】
上述のように、本発明の実施形態によれば、後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇され、触媒に導入される前にも未燃ＨＣが低減されると共に、触媒の暖機が早期に行なわれるので、エミッションを悪化させるおそれが軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る分岐排気管の第一実施形態の概略を示す模式図である。
【図２】本発明に係る分岐排気管の第二実施形態の概略を示す模式図である。
【図３】本発明に係る分岐排気管の第三実施形態の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    機関本体
２０    分岐排気管
２０１    第１分岐路
２０１A    入口断面積
２０１B    出口断面積
２０１X    軸線
２０２    第２分岐路
２０２A    入口断面積
２０２B    出口断面積
２０２X    軸線
２０４    抵抗体
３０    触媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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