(57)【要約】【課題】下流側排気管の下部に滴下した尿素水の継手からの漏れを確実に防止することができる排気系路の構造を提供する。【解決手段】排気ガス浄化装置２の上流側に、尿素水を噴射する噴射ノズル３が設けられた排気系路の構造において、排気通路１を、上流側および下流側排気管１１，１２を継手１３を介して連結して構成している。そして、継手１３を、噴射ノズル３１から排気通路１内に噴射された尿素水の噴射領域が位置する下流側排気管１２よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置させるとともに、その下流側排気管１２よりも高所に位置付けている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側に、上記排気通路内に添加剤を噴射する添加剤噴射装置が設けられた排気系路の構造であって、
上記排気通路は、複数の排気管が継手を介して連結されてなり、
上記継手は、上記添加剤噴射装置から噴射された排気通路内での添加剤の噴射領域よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置しているとともに、その添加剤の噴射領域に対応する排気管よりも高所に位置付けられていることを特徴とする排気系路の構造。
【請求項２】
請求項１記載に記載の排気系路の構造において、
上記排気通路内での添加剤の噴射領域よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置する継手の下方には、車体構成部材が配設されており、
この車体構成部材には、下方に凹む凹部が設けられていることを特徴とする排気系路の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側において排気通路内に添加剤を噴射するようにした排気系路の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジン、特にディーゼルエンジンの排気ガス中には、一酸化窒素などの燃焼によって生じる窒素酸化物（以下では、ＮＯｘという）などの有害物質が含まれており、大気の汚染を防ぐために、このような有害物質の排出量を低減させることが強く要請されている。また、燃焼室内に直接ガソリンを噴射する方式の、いわゆる筒内噴射ガソリン機関からも、運転条件によっては排気ガスとともにＮＯｘが排出される場合があり、同様の要請が存在する。
【０００３】
そのため、排気ガスとともに排出されるＮＯｘを浄化する上で、三元触媒を備えた排気ガス浄化装置を排気通路に設けることが行われている。
【０００４】
しかし、このような三元触媒を備えた排気ガス浄化装置では、エンジンの種類によって十分な効果が得られないことがある。例えば、希薄燃焼（リーンバーン）を行うディーゼルエンジンでは、排気ガスが酸素過剰雰囲気にあるため、燃料成分（ＨＣ）と酸素とが反応（燃焼）し易く、三元触媒によるＮＯｘの十分な浄化が困難となる。
【０００５】
そこで、排気通路に選択還元型のＮＯｘ触媒を備えた排気ガス浄化装置を設け、この排気ガス浄化装置よりも上流側において、排気ガス中に尿素を添加することによって、排気ガス中のＮＯｘを効率よく浄化することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、このような排気通路は、単一の管により一連の剛体として構成するのがコスト的に安価であるために好ましいのであるが、単一の管により排気通路が構成されていると、排気通路の一部に破損などの問題が生じると、全体を交換しなければならないため、ユーザへの負担が大きく、アフターサービス性が非常に悪いものとなる。
【０００７】
そのため、従来より、排気通路を複数の排気管を継手を介して連結して構成、具体的には、添加剤噴射装置を排気管にユニット化し、この添加剤噴射装置をユニット化した排気管の上流端および下流端を、それぞれ継手を介して排気通路の上流側排気管および下流側排気管に対し連結して構成することで、アフターサービス性を図るようにすることが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１１３６８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、添加剤噴射装置から排気通路内に噴射された際に排気ガス中に分散されなかった添加剤が添加剤の噴射領域に対応する排気管の下部に滴下して滞留することがある。その場合、上記従来のものでは、添加剤噴射装置をユニット化した排気管の上流端および下流端がそれぞれ継手を介して上流側排気管および下流側排気管に対し連結されるため、添加剤の噴射領域の近傍に継手が位置することになり、添加剤の噴射領域に対応する排気管の下部に滴下した添加剤が排気管同士の継手付近に滞留すると、継手から添加剤が漏れるおそれがある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気管の下部に滴下した添加剤の継手からの漏れを確実に防止することができる排気系路の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の上流側に、上記排気通路内に添加剤を噴射する添加剤噴射装置が設けられた排気系路の構造として、上記排気通路を、複数の排気管を継手を介して連結して構成している。そして、上記継手を、上記添加剤噴射装置から噴射された排気通路内での添加剤の噴射領域よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置させるとともに、その添加剤の噴射領域に対応する排気管よりも高所に位置付けている。
【００１１】
この特定事項により、排気通路内での添加剤の噴射領域よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置する継手は、その添加剤の噴射領域に対応する排気管よりも高所に位置付けられているので、添加剤噴射装置から排気通路内に噴射された際に排気ガス中に分散されなかった添加剤がその添加剤の噴射領域に対応する排気管の下部に滴下しても、その添加剤の噴射領域に対応する排気管よりも高所に位置する継手に滞留することがなく、それよりも低所に滞留することになる。これにより、添加剤の噴射領域に対応する排気管の下部に滴下した添加剤が排気管同士の継手付近に滞留することがなくなり、排気管の下部に滴下した添加剤の継手からの漏れを確実に防止することが可能となる。
【００１２】
また、上記排気通路内での添加剤の噴射領域よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置する継手の下方に、下方に凹む凹部を備えた車体構成部材を配設している場合には、排気管の下部に滴下した添加剤が万一継手から漏れても、その継手から漏れた添加剤が車体構成部材の凹部により受け止められ、路面への添加剤の流出を確実に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、要するに、排気通路内での添加剤の噴射領域よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置する継手を、その添加剤の噴射領域に対応する排気管よりも高所に位置付けることで、添加剤の噴射領域に対応する排気管の下部に滴下した添加剤の継手付近での滞留をなくし、排気管の下部に滴下した添加剤の継手からの漏れを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の実施例１に係る排気系路構造を用いた車両用ディーゼルエンジンの排気通路を示している。この図１において、排気通路１の途中には、排気ガス浄化装置２が設けられている。この排気ガス浄化装置２は、酸素共存下でも選択的に排気ガス中のＮＯｘを還元剤（添加剤）と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備している。この選択還元型触媒は、排気通路１内を流れる排気ガス中のＮＯｘを還元剤により還元浄化するもので、セラミックのコーディライトやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系の耐熱鋼から成るハニカム形状の横断面を有するモノリスタイプの触媒担体に、例えばゼオライト系の活性成分が担持されている。そして、上記触媒担体に担持された活性成分は、還元剤の供給を受けて活性化し、ＮＯｘを効果的に無害物質に浄化させる。この場合、選択還元型触媒２１を使ったＮＯｘ低減手法をＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）と呼び、還元剤として尿素を使うものは特に尿素ＳＣＲと呼ばれている。
【００１６】
そして、図２に示すように、排気ガス浄化装置２（選択還元型触媒）の排気ガス流れ方向の上流側には、還元剤としての尿素水（添加剤）を噴射する添加剤噴射装置の噴射ノズル３が配設されている。この噴射ノズル３は、排気通路１の周壁部の上方位置に設けられ、その噴射口３１より尿素水を排気ガス浄化装置２の排気ガス流れ方向上流側に供給している。また、噴射ノズル３には、尿素水と共に圧縮空気が供給され、該尿素水を霧化して噴射口３１より噴射供給するようになっている。そして、噴射ノズル３の噴射口３１は、噴射された尿素水が排気通路１を横切るように、排気通路１の周壁部上方位置より排気ガスの流れ方向に対し斜め下流側に向けて配置、つまり排気通路１の軸線ｍ１に対し適宜の角度（例えば略４５°）で排気ガスの流れ方向下流側に斜めに傾斜して配置されている。この場合、尿素水は、貯蔵タンクに貯留され、合成樹脂製の供給管を介して噴射ノズル３に供給される。なお、図１および図２中における二点鎖線は、噴射口３１から噴射された尿素水の噴射領域を示している。
【００１７】
また、噴射ノズル３の噴射口３１から噴射供給された尿素水は、排気通路１内の排気熱により加水分解してアンモニアを容易に発生する。得られたアンモニアは、選択還元型触媒において排気中のＮＯｘと反応し、水および無害なガスに浄化される。尿素水は、固体もしくは粉体の尿素の水溶液で、貯蔵タンクに貯留されており、供給管を通じて噴射ノズル３に供給されるようになっている。なお、噴射ノズル３で噴射供給する還元剤（添加剤）としては、尿素水の他に、アンモニア水溶液や炭化水素水溶液などが適用されていてもよい。
【００１８】
そして、排気通路１は、アフターサービス性を図る上で、排気管としての上流側排気管１１および下流側排気管１２に分割され、両排気管１１，１２が継手１３を介して連結されてなる。この継手１３は、上流側排気管１１の下流端を拡径させた鍔状の第１フランジ１３１と、下流側排気管１２の上流端を拡径させた鍔状の第２フランジ１３２とを備え、この両フランジ１３１，１３２をボルト止めすることにより上流側排気管１１と下流側排気管１２とを連結している。この場合、排気ガス浄化装置２および添加剤噴射装置の噴射ノズル３は、下流側排気管１２に設けられている。また、噴射ノズル３１から排気通路１内に噴射された尿素水の噴射領域は、下流側排気管１２に位置している。
【００１９】
継手１３は、噴射ノズル３１から排気通路１内に噴射された尿素水の噴射領域が位置する下流側排気管１２よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置している。そして、下流側排気管１２は、その軸線ｍ２を上流側排気管１１の軸線ｍ１に対し斜め下方に湾曲させる湾曲部１２１を排気ガスの流れ方向上流側（排気ガス浄化装置２よりも排気ガスの流れ方向上流側）に有している。そして、下流側排気管１２は、排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い軸線ｍ２に沿って下方に位置しており、これによって、継手１３は、尿素水の噴射領域に対応する下流側排気管１２よりも高所に位置付けられている。
【００２０】
また、継手１３の下方には、車体構成部材としての閉断面形状のクロスメンバ４１が車体左右方向に延びて配設されており、このクロスメンバ４１の左右両端は、車体左右両側方を車体前後方向へ延びるフレーム４２に連結されている。そして、クロスメンバ４１の上面には、下方へ凹む前後一対の凹部４３，４３が継手１３をその下方において前後から挟むように設けられている。この各凹部４３は、クロスメンバ４１に沿って車体左右方向に延設されている。
【００２１】
したがって、上記実施例１では、排気通路１内での尿素水の噴射領域に対応する下流側排気管１２よりも排気ガスの流れ方向上流側に位置する継手１３は、その尿素水の噴射領域に対応する下流側排気管１２の軸線ｍ２を上流側排気管１１の軸線ｍ１に対し斜め下方に湾曲させる湾曲部１２１によって、排気ガスの流れ方向下流側に行くに従い軸線ｍ２に沿って下方に位置する下流側排気管１２よりも高所に位置付けられているので、噴射ノズル３の噴射口３１から排気通路１内に噴射された際に排気ガス中に分散されなかった尿素水がその噴射領域に対応する下流側排気管１２の下部に滴下しても、この下流側排気管１２よりも高所に位置する継手１３に滞留することがなく、それよりも低所に滞留することになる。これにより、尿素水の噴射領域に対応する下流側排気管１２の下部に滴下した尿素水が上流側および下流側排気管１１，１２同士の継手１３付近に滞留することがなくなり、下流側排気管１２の下部に滴下した尿素水の継手１３からの漏れを確実に防止することができる。
【００２２】
また、継手１３の下方に、上面に凹部４３，４３を有するクロスメンバ４１が配設されているので、下流側排気管１２の下部に滴下した尿素水が万一継手１３から漏れても、その継手１３から漏れた尿素水がクロスメンバ４１の各凹部４３により受け止められ、路面への尿素水の流出を確実に防止することができる。
【実施例２】
【００２３】
次に、本発明の実施例２を図３および図４に基づいて説明する。
【００２４】
この実施例では、車体構成部材の構成を変更している。なお、車体構成部材を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２５】
すなわち、本実施例では、図３に示すように、排気通路１は、フロアパネルＦに設けられたトンネル部Ｆ１内に収容されている。この排気通路１は、トンネル部Ｆ１内に収容されたプロペラシャフトＦ２の斜め下側に配置され、プロペラシャフトＦ２との干渉が回避されるようにしている。
【００２６】
そして、図４にも示すように、上流側排気管１１と下流側排気管１２との継手１３の下方には、車体構成部材としてのメンバ材５１が設けられている。このメンバ材５１は、トンネル部Ｆ１の開口を車体左右方向から連結してトンネル部Ｆ１の剛性を確保するためのものであり、左右両端部がそれぞれボルト５２，５２，…によってフロアパネルＦに締結されている。そして、メンバ材５１には、下方へ凹む前後一対の凹部５３，５３が継手１３をその下方において前後から挟むように設けられている。この各凹部５３は、メンバ材５１に沿って車体左右方向に延設されている。
【００２７】
したがって、上記実施例では、下流側排気管１２の下部に滴下した尿素水の継手１３からの漏れを確実に防止することができることに加え、下流側排気管１２の下部に滴下した尿素水が万一継手１３から漏れても、その継手１３から漏れた尿素水がメンバ材５１の各凹部５３により受け止められ、路面への尿素水の流出を確実に防止することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、選択還元型触媒２１を備えた排気ガス浄化装置２の上流側において噴射ノズル３の噴射口３１から排気ガス中に尿素を噴射させたが、排気通路にゼオライト系触媒を備えた排気ガス浄化装置を設け、この排気ガス浄化装置よりも上流側において噴射ノズルの噴射口から排気ガス中に燃料成分（ＨＣ成分）を噴射するようにしてもよいのはもちろんである。
【００２９】
また、上記各実施例では、車体構成部材としてクロスメンバ４１またはメンバ材５１を適用したが、これらに限定されるものではなく、車体を構成する部材であればなんでもよい。また、上記各実施例では、クロスメンバ４１またはメンバ材５１にそれぞれ前後一対の２つの凹部４３，５３を設けたが、凹部は２つに限定されるものではなく、１つまたは３つ以上設けられていてもよい。
【００３０】
更に、上記各実施例では、ディーゼルエンジンの排気通路に添加剤分散板構造を適用した場合について述べたが、運転条件によっては排気ガスとともにＮＯｘが排出される筒内噴射ガソリンエンジンの排気通路に添加剤分散板構造が適用されていてもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係る継手付近の排気通路を上方から見た平面図である。
【図２】同じく継手付近の排気通路を側方から見た側面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る継手付近で切断した排気通路を排気ガスの流れ方向下流側から見た断面図である。
【図４】同じく継手付近の排気通路を車体下方から見た底面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１          排気通路
２          排気ガス浄化装置
１１        上流側排気管（排気管）
１２        下流側排気管（排気管）
１３        継手
４１        クロスメンバ（車体構成部材）
４３        凹部
５１        メンバ材（車体構成部材）
５３        凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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