[发明专利]内燃机排气流导向器兼催化剂安装支架

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机排气流导向器兼催化剂安装支架，该装置不仅充当用于收集从发动机汽缸头流出的排气的排气歧管，还用于直接安装的排气后处理催化剂。 

背景技术

排气歧管或排气集管已在多汽缸往复式内燃机上使用多年。已知的排气歧管或排气集管简单地收集来自汽缸头排气口的气体并将这些气体传送到排气管。通常，催化剂包含在排气管的下游。 

虽然紧密耦合催化剂在汽车业界是已知的，但这样的催化剂通常并不以其入口与排气流道呈共面关系来安装。结果，穿过催化剂的流速并不均匀且通常因为排气歧管内的流量和热量损失而减缓。因此，美国专利6,840,039公开了一种包括位于催化剂上游的渐扩渐缩部分的排气歧管。显然，渐扩渐缩部分所宣称的一个目的是降低排气热，但这会导致增加催化剂活化时间的明显缺点。 

本发明的排气流导向器兼催化剂安装支架对从歧管流道进入排气收集器室的单个流提供较好的流导向，使得向直接安装到出口法兰上的催化剂的正面提供均匀的速度分布以及均匀的温度分布，同时保存排气热。这可以促进更快的催化剂活化。 

发明内容

一种内燃机排气流导向器兼催化剂安装支架包括具有适配于与排气处理催化剂连接的出口结构的收集器室，及适配于安装到从发动机汽缸头引出的多个排气口上的多个排气法兰。排气流道从每个排气法兰延伸到收集器室。位于收集器室内的多个转向导叶以均匀的速度及温度分布引导从流道流出并流入收集器室的排气。这些转向导叶与收集器室的至少一个壁集成形成。配置导叶，使得离开收集器室的气体具有均匀的流速曲线。 

根据本发明的另一个方面，布置收集器室，排气法兰，及排气流道，使得可以使用具有多个平行轴的紧固件/驱动器来同时驱动用于将排气流导向器兼催化剂安装支架连接到发动机汽缸头的多个紧固件。收集器室的出口结构和排气流道基本上是共面的。收集器室的出口法兰和排气法兰平面之间的夹角约为45度。 

根据本发明的另一个方面，汽车往复式内燃机包括汽缸体，安装在汽缸体上的汽缸头，及发动机用的排气流导向器，催化剂安装支架，及发动机排气处理催化剂。 

本发明的流导向器兼催化剂安装支架较佳地由铸造金属构建，诸如含铁铸造金属，这样的金属更精确地称为铸铁和/或铸钢。 

本发明的排气流导向器兼催化剂安装支架的一个优点是，发动机排气口与催化剂正面之间的距离得以最小化，但在可在单次操作中连接到发动机的流导向器兼催化剂安装支架的背景下才如此。 

本发明的排气流导向器兼催化剂安装支架的另一个优点是，催化剂效率因为排气以更高温度到达催化剂且具有更加均匀的流速而提高。均匀的流速转换为对催化剂的全部量的更有效利用，从而提高了催化剂效率。 

本发明的排气流导向器兼催化剂安装支架的又一个优点是，因为催化剂以避免热量损失和流体流量损失两者的更有效方式接收排气，所以对某些汽车来说可以免去车底催化剂，这产生了较大的附带的成本节约。此外，在一个汽车发动机的情况下，可以通过去除不需要的车底催化剂而从3.5L发动机产生附加的15马力。此功率增加归功于排气反压力的减少。 

本发明的排气流导向器兼催化剂安装支架的再一个优点是，从汽车的车底去除催化剂导致汽车乘客室内的热量累积更少。 

本发明的其他优点以及特征和目标将对本说明书的读者变得显而易见。 

附图说明

图1是本发明的内燃机排气流导向器兼催化剂安装支架的透视图。 

图2是本发明的排气流导向器兼催化剂安装支架的俯视图，其中示出了用多个螺纹紧固件安装到发动机汽缸头18上的该装置。 

图3是具有本发明的排气流导向器兼催化剂安装支架的本发明的内燃机14的截面图，附图3还示出了汽缸体15、汽缸头18及排气道34。 

图4是图3所示排气流导向器兼催化剂安装支架的放大图。 

具体实施方式

如图1所示，排气流导向器兼催化剂安装支架10通过排气法兰30连接到发动机。排气流道38a、38b及38c从每个排气法兰30延伸到收集器室22，收集器室22在图3和图4中详细地示出。图4还示出了穿过主要的催化剂元件48的正面50的速度曲线P。图4中所示的排气催化剂46具有两个块或单片衬底48和54。如图4所示，速度曲线基本上是均匀的。这意味着全部催化剂都将被用于实现所需的排气后处理。