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JP2004316611A - Cooling device for exhaust gas from engine - Google Patents

Cooling device for exhaust gas from engine Download PDF

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Publication number
JP2004316611A
JP2004316611A JP2003114846A JP2003114846A JP2004316611A JP 2004316611 A JP2004316611 A JP 2004316611A JP 2003114846 A JP2003114846 A JP 2003114846A JP 2003114846 A JP2003114846 A JP 2003114846A JP 2004316611 A JP2004316611 A JP 2004316611A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
passage
cooler
engine
small
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003114846A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Yasuda
伸之 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calsonic Kansei Corp filed Critical Calsonic Kansei Corp
Priority to JP2003114846A priority Critical patent/JP2004316611A/en
Publication of JP2004316611A publication Critical patent/JP2004316611A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for exhaust gas from an engine capable of obtaining desired muffling effect by promoting the heat exchange rate of an exhaust cooler. <P>SOLUTION: An exhaust cooler 1 comprising a cylindrical outer cylinder 1a with both ends closed, a plurality of small exhaust pipes 1b penetrating both closed ends of the outer cylinder 1a and protruding from both sides, a cooling water passage 1f formed around the small exhaust pipes 1b, an introduction port 1c and a discharge port 1d fixed while penetrating a side surface of the outer cylinder 1a with one end thereof facing the cooling water passage 1f is interposed in the middle of an exhaust passage to constitute parallel passages 4 comprising a first passage 4a via the small exhaust pipe 1b and a second passage 4b outside the exhaust cooler 1, a control valve 5 to open/close at least one passage of the parallel passages 4 is provided, and the exhaust cooler 1 is cooled by allowing traveling air of a vehicle to be blown thereagainst. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの排気通路に設けられた排気消音器の消音作用をより効果的に高めるエンジンの排気冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、排気通路に設けられた排気消音器の上流側に排気冷却装置を配設し、この排気冷却装置に冷却水を循環させて排気温度を低下させ、温度低下による排気流量の減少によって排気騒音を低減させるエンジンの排気消音装置の技術が公知となっている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−70528号公報 (第1−3頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発明においては、渦巻管群に冷却水を流通させ、該渦巻管群を排気を晒すことで排気の熱を奪って熱交換するように構成されているが、排気の熱によって排気クーラーである渦巻管群自身あるいは装置全体が高温となり、結果、排気が十分に冷却されず所望の消音効果が得られないという問題点があった。
【0005】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、排気クーラーに車両の走行風を当てて空冷することにより、排気クーラーの熱交換率を促進させて所望の消音効果を得られるエンジンの排気冷却装置を提供することにある。
【0006】
さらに、本発明のエンジンの排気冷却装置では、排気クーラーをマフラー内に設置した場合における排気の効率的な熱交換と消音効果を図ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明では、エンジンからの排気通路に設けられて排気を冷却するエンジンの排気冷却装置において、両端が閉塞された筒状の外筒と、該外筒の両閉塞端を貫通して両側に突出する複数の小排気管と、これら複数の小排気管の周囲に形成される冷却水通路と、該冷却水通路に一端を臨ませて前記外筒の側面を貫通して固定された導入ポート及び排出ポートと、を備えた排気クーラーを前記排気通路の途中に介装し、前記排気クーラーの複数の小排気管を経由する第1通路と該排気クーラーの外部の第2通路とからなる並列通路を構成すると共に、少なくとも該並列通路の一方の通路を開閉する制御弁を設け、前記排気クーラーに車両の走行風を当てて空冷したことを特徴とする。
【0008】
請求項2記載の発明では、請求項1記載のエンジンの排気冷却装置において、排気クーラーを、通風孔を有するインシュレータで覆ったことを特徴とする。
【0009】
請求項3記載の発明では、請求項2記載のエンジンの排気冷却装置において、前記インシュレータに導風板を設けたことを特徴とする。
【0010】
請求項4記載の発明では、エンジンからの排気通路に設けられて排気を冷却するエンジンの排気冷却装置において、両端が閉塞された筒状の外筒と、該外筒の両閉塞端を貫通して両側に突出する複数の小排気管と、これら複数の小排気管の周囲に形成される冷却水通路と、該冷却水通路に一端を臨ませて前記外筒の側面を貫通して固定された導入ポート及び排出ポートと、を備えた排気クーラーを、マフラー内の排気通路の途中に介装し、前記排気クーラーの複数の小排気管を経由する第1通路と該排気クーラーの外部の第2通路とからなる並列通路を構成すると共に、少なくとも該並列通路の一方の通路を開閉する制御弁を設け、前記マフラー内に車両の走行風を導入して排気クーラーを空冷したことを特徴とする。
【0011】
請求項5記載の発明では、請求項4記載のエンジンの排気冷却装置において、マフラーのシェルに通風孔を設けて、該通風孔から車両の走行風を導入して排気クーラーを空冷したことを特徴とする。
【0012】
【発明の作用及び効果】
請求項1記載の発明にあっては、排気クーラーが排気通路の途中に介装され、該排気クーラーの複数の小排気管を経由する第1通路と該排気クーラーの外部の第2通路とからなる並列通路を構成されると共に、少なくとも該並列通路の一方の通路を開閉する制御弁が設けられる。
【0013】
そして、排気クーラーが車両の走行風を当てられて空冷される。
【0014】
従って、排気クーラーは排気による温度上昇を回避して熱交換率を向上させることができ、結果、所望の消音効果を得ることができる。
【0015】
また、排気クーラーの熱伝導による周囲の温度上昇も抑制できる。
【0016】
さらに、車両の走行風で空冷することにより、複雑な装置や余計なコストを必要としないし、排気クーラーやエンジンの冷却系統に負担をかけずに排気クーラーを冷却できる。
【0017】
また、従来の発明と比較して、エンジン等の状態に応じて排気制御弁によって並列通路の少なくとも一方を開閉制御して、排気クーラーを流通する排気の流量を制御することにより、排気クーラーの負荷の増大が抑制されてラジエータの大型化を防止できると共に、排気冷却による所望の消音効果が得られる。
【0018】
請求項2記載の発明にあっては、前記排気クーラーを、通風孔を有するインシュレータで覆ったため、該通風孔から車両の走行風を導入して排気クーラーを空冷できると共に、インシュレータによって排気クーラーの周囲への熱害を防止できる。
【0019】
請求項3記載の発明にあっては、インシュレータに導風板を設けたため、インシュレータの通風穴に効率的に走行風を導いて排気クーラーを冷却することができる。
【0020】
請求項4記載の発明にあっては、排気クーラーがマフラーの排気通路の途中に介装され、該排気クーラーの複数の小排気管を経由する第1通路と該排気クーラーの外部の第2通路とからなる並列通路を構成されると共に、少なくとも該並列通路の一方の通路を開閉する制御弁が設けられる。
【0021】
そして、マフラー内に車両の走行風を導入して排気クーラーを空冷したため、排気クーラーの熱交換率を大幅に上昇させることができると共に、マフラー内の排気温度を低下させて体積を減少させ、更なる消音効果が得られる。
【0022】
さらに、小排気管を通過した排気の縮小・拡張効果が得られマフラーの吐出音低減効果が得られる。
【0023】
請求項5記載の発明にあっては、マフラーのシェルの通風孔から車両の走行風を導入して排気クーラーを空冷したため、複雑な装置や余計なコストを必要とせずに車両の走行風をマフラー内に導入して排気クーラーを冷却できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジンの排気冷却装置の実施の形態を説明する。
【0025】
<実施の形態1>
以下、本発明の実施の形態1を説明する。
【0026】
図1は本発明のエンジンの排気冷却装置の側断面図、図2は図1のS2−S2断面図、図3は排気制御弁の開、閉の状態を示す作動説明図である。
【0027】
まず、全体構成を説明する。
【0028】
図1、2に示すように、本実施の形態のエンジンの排気冷却装置では、排気クーラー1が、両端が閉塞された円筒状の外筒1aと、該外筒1aの両閉塞端を貫通して両側に突出する複数の小排気管1bと、外筒1aの一側と他側の側面をそれぞれ貫通して固設された二重管からなる導入ポート1c,排出ポート1dとから構成されている。
【0029】
このように構成された排気クーラー1はエンジンの排気通路を構成する排気管2の途中を分断し、分断された排気管2の各端部を外筒1aの両端外周に嵌合固定することによって、排気クーラー1内の小排気管1bを通る並列通路4の一方としての第1通路4aが構成され、外筒1aの内部の前記複数の小排気管1bの間に導入ポート1cから排出ポート1dへの冷却水通路1fが形成される。
【0030】
かくして図外のエンジン冷却水回路から導入ポート1cによって排気クーラー1内に導入され排出ポート1dからエンジン冷却水回路に帰還する排気冷却水回路が構成される。
【0031】
また、前記排気管2の両端部には、該排気管2の一部外周を囲繞して固定されたバイパス管3が接続固定されている。
【0032】
前記排気管2の上流側および下流側の外周面には各々複数の小孔2a,2bが開口形成され、上流側の小孔2aから前記バイパス管3の排気通路を通って下流側の小孔2bから再び下流側の排気管2に到る並列通路4の他方としての第2通路4bが構成される。
【0033】
そして該第2通路4bの最小通路となる小孔2a(2b)の断面積の総和は上流側の排気管2の断面積に等しいかこれよりも大きく設定されている。
【0034】
また、前記上流側の排気管2の小孔2aの下流側には該排気管2内の第2通路4bを開閉する排気制御弁(制御弁)5が配設されている。
【0035】
さらに、前記排気クーラー1の下方には、前記バイパス管3の一部外周に固定されたインシュレータ10が該排気クーラー1の下方を覆うように設けられると共に、該インシュレータ10には後述する複数の通風孔11と導風板12が設けられている。
【0036】
以下、本発明のエンジンの排気冷却装置の作用及び効果を説明する。
【0037】
このように構成された排気クーラー1は、エンジンの低回転時には排気制御弁5を閉じて、図3(a)のように、排気の全量を第1通路4aに排気クーラー1の小排気管1bを通って下流に流すので、排気は小排気管1b通過時に冷却水と熱交換を行い冷却されて体積を減少し、これによって大気に放出されるときの排気音は低減される。
【0038】
次に、エンジンが高回転になった場合には、図3(b)のように、排気制御弁5を駆動して第2通路4bを開く。
【0039】
この場合、排気の一部は小孔2aから第2通路4bを通過するので、排気は排気クーラー1と熱交換を行いつつ、圧力損失を増加させないようにして大気に放出でき、これによって図外のラジエータの負担を軽減させて該ラジエータの大型化を回避できる
【0040】
なお、前記排気制御弁5の開度はエンジン回転数に応じて連続的に行なわれる。
【0041】
また、小孔2a(2b)の総面積は排気管2の断面積と同じか、これよりも大きく設定されているので、排気流量の大きいエンジン高回転時にも排気圧力の上昇が防止され、エンジン性能を低下させることがない。
【0042】
そして、前述したように、排気クーラー1の下方にはインシュレータ10が設けられていることによって、排気クーラー1の熱伝導による外部への熱害が防止されると共に、該インシュレータ10の通風孔11から車両の走行風(破線の矢印にて図示)が導入されて排気クーラー1を空冷した後、再び外部へ抜けるようになっている。
【0043】
また、この際、導風板12が車両の走行風を受け止めて通風孔11へ導くようになっている。
【0044】
従って、本実施の形態のエンジンの排気冷却装置にあっては、導風板12で導かれた走行風を通風孔11から導入して排気クーラー1を空冷することにより、第1通路4aを流通する排気を水冷と空冷の両方で冷却して熱交換効率を向上させることができ、結果、所望の消音効果が得られる。
【0045】
また、インシュレータ10によって排気クーラー1の熱伝導による周囲の温度上昇を防止できる。
【0046】
<実施の形態2>
以下、本発明の実施の形態2を説明する。
【0047】
本実施の形態のエンジンの排気冷却装置は、排気クーラー1については、前記実施の形態と同様であるため、同一の構成部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
【0048】
図4は本実施の形態のエンジンの排気冷却装置を適用したマフラーの側断面図、図5は排気制御弁の開、閉の状態を示す作動説明図である。
【0049】
図4に示すように、本実施の形態のエンジンの排気冷却装置では、マフラー20のシェル21内が隔壁22,23によって上流側から順に第1〜3室24〜26に隔成されて形成され、図外のエンジン側からの排気管27が前記第1〜3室24〜26cに亘って配置されることにより第1通路40aが形成されている。
【0050】
また、前記排気管27は、第2室25で分断されて、ここに排気クーラー1が介装されている。
【0051】
さらに、前記排気管27の第1室24に対応する位置には小孔20aが形成され、一方、第3室26に対応する位置には小孔20bが形成されている。
【0052】
また、前記排気管27の上方には外部と通じたバイパス管30が第1〜3室24〜26に亘って配置されることにより第2通路40bが形成されている。
【0053】
前記バイパス管30の第1室24に対応する位置には排気制御弁50が設けられ、一方、第3室26に対応する位置には小孔20cが形成されている。
【0054】
なお、小孔20a、20bの総面積及び20cの総面積はそれぞれ排気管27及びバイパス管30の断面積と同じか、これよりも大きく設定されている。
【0055】
さらに、前記シェル21には、第1通路40a側に通風孔34、第2通路40b側に通風孔35がそれぞれ複数個所に形成されている。
【0056】
以下、本実施の形態のエンジンの排気冷却装置の作用及び効果を説明する。
【0057】
このように構成された排気クーラー1は、エンジンの低回転時には排気制御弁50を閉じて、図5(a)のように、排気の全量を第1通路40aから排気クーラー1の小排気管1bを通って下流に流した後、パイパス管30の小孔20cを通過して大気へ放出されるので、排気は小排気管1b通過時に冷却水と熱交換を行い冷却されて体積を減少し、これによって大気に放出されるときの排気音は低減される。
【0058】
次にエンジンが高回転になった場合には、図5(b)のように排気制御弁50を駆動して第2通路40bを開く。
【0059】
この場合、排気の一部が小孔20aから第2通路40bを通過するので、排気は排気クーラー1と熱交換を行いつつ、排気の圧力損失を増加させないようにして大気に放出され、これによってラジエータの負担を軽減させて該ラジエータの大型化を回避できる。
【0060】
そして、前記シェル21の通風孔34から通風孔35へ車両の走行風(破線の矢印にて図示)が通過することにより、マフラー20内に車両の走行風が導入されて排気クーラー1が空冷される。
【0061】
また、この際、前記バイパス管30も排気クーラー1と共に走行風によって空冷される。
【0062】
従って、本実施の形態のエンジンの排気冷却装置にあっては、マフラー20内に車両の走行風を導入することによって、排気クーラー1とバイパス管30を共に冷却して第1通路40a、第2通路40b内の排気の温度低下による体積減少を促進でき、結果、排気流量を少なくして所望の消音効果が得られる。
【0063】
さらに、排気は小孔20a〜20cを通過する際に縮小、拡張を繰り返すので縮小・拡張効果による排気の吐出音低減効果が得られる。
【0064】
従って、従来と比較して、排気クーラーをマフラー内に設置した場合における排気の効率的な熱交換と消音効果の両立を図ることができる。
【0065】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
【0066】
例えば、導風板及び通風孔の形状、設置数、設置位置については適宜設定できる。
【0067】
また、排気制御弁の設置位置、種類についても適宜設定可能である。
【0068】
また、図6に示すように、通風孔に切り起こし部50を形成して走行風をスムーズに導入することは当然考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1のエンジンの排気冷却装置の側断面図である。
【図2】図1のS2−S2断面図である。
【図3】本実施の形態の排気制御弁の開、閉の状態を示す作動説明図である。
【図4】本実施の形態の実施の形態2のエンジンの排気冷却装置を適用したマフラーの側断面図である。
【図5】本実施の形態の排気制御弁の開、閉の状態を示す作動説明図である。
【図6】その他の通風孔の例を説明する図である。
【符号の説明】
1 排気クーラー
1a 外筒
1b 小排気管
1c 導入ポート
1d 排出ポート
1f 冷却水通路
2 排気管
2a、2b 小孔
3 バイパス管
4 並列通路
4a 第1通路
4b 第2通路
5 排気制御弁
10 インシュレータ
11 通風孔
12 導風板
20 マフラー
21 シェル
22、23 隔壁
24 第1室
25 第2室
26 第3室
20a、20b、20c 小孔
30 バイパス管
34、35 通風孔
40a 第1通路
40b 第2通路
50 排気制御弁
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine exhaust cooling device that more effectively enhances the silencing effect of an exhaust silencer provided in an exhaust passage of an engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an exhaust cooling device is disposed upstream of an exhaust muffler provided in an exhaust passage, and cooling water is circulated through the exhaust cooling device to lower the exhaust temperature. The technology of an engine exhaust silencer for reducing engine noise is known (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-70528 (Pages 1-3, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional invention, cooling water is circulated through the swirl tube group, and the swirl tube group is exposed to exhaust gas so as to take heat of the exhaust gas and exchange heat. The temperature of the spiral tube group itself as a cooler or the whole apparatus becomes high, and as a result, there is a problem that the exhaust gas is not sufficiently cooled and a desired noise reduction effect cannot be obtained.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has an object of promoting a heat exchange rate of an exhaust cooler by applying a traveling wind of a vehicle to an exhaust cooler to cool the air. An object of the present invention is to provide an exhaust gas cooling device for an engine capable of obtaining a noise reduction effect.
[0006]
Further, in the exhaust gas cooling device for an engine of the present invention, it is an object to achieve an efficient heat exchange and a silencing effect of exhaust gas when an exhaust cooler is installed in a muffler.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in an exhaust gas cooling device for an engine provided in an exhaust passage from an engine to cool exhaust gas, an exhaust cylinder having both ends closed and a cylindrical outer cylinder penetrating both closed ends of the outer cylinder. A plurality of small exhaust pipes protruding to both sides, a cooling water passage formed around the plurality of small exhaust pipes, and fixed through the side surface of the outer cylinder with one end facing the cooling water passage. An exhaust cooler having an introduction port and an exhaust port, which are provided in the middle of the exhaust passage, a first passage passing through a plurality of small exhaust pipes of the exhaust cooler, and a second passage outside the exhaust cooler. And a control valve that opens and closes at least one of the parallel passages is provided, and the exhaust cooler is air-cooled by applying a traveling wind of a vehicle to the exhaust cooler.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the exhaust cooling system for an engine according to the first aspect, the exhaust cooler is covered with an insulator having a ventilation hole.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the engine exhaust cooling device of the second aspect, a wind guide plate is provided on the insulator.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas cooling device for an engine provided in an exhaust passage from an engine to cool exhaust gas, wherein the cylindrical outer cylinder is closed at both ends, and both closed ends of the outer cylinder are penetrated. A plurality of small exhaust pipes protruding to both sides, a cooling water passage formed around the plurality of small exhaust pipes, and fixed through the side surface of the outer cylinder with one end facing the cooling water passage. An exhaust cooler having an introduction port and an exhaust port, which is provided in the middle of an exhaust passage in the muffler, a first passage passing through a plurality of small exhaust pipes of the exhaust cooler, and a first external passage outside the exhaust cooler. A parallel passage composed of two passages is provided, and a control valve for opening and closing at least one of the parallel passages is provided, and the exhaust air cooler is air-cooled by introducing a traveling wind of the vehicle into the muffler. .
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust cooling system for an engine according to the fourth aspect, a ventilation hole is provided in a shell of the muffler, and the exhaust air cooler is air-cooled by introducing a traveling wind of the vehicle from the ventilation hole. And
[0012]
Function and effect of the present invention
According to the first aspect of the present invention, the exhaust cooler is interposed in the middle of the exhaust passage, and is connected to the first passage passing through the plurality of small exhaust pipes of the exhaust cooler and the second passage outside the exhaust cooler. And a control valve for opening and closing at least one of the parallel passages.
[0013]
Then, the exhaust cooler is air-cooled by being exposed to the traveling wind of the vehicle.
[0014]
Therefore, the exhaust cooler can improve the heat exchange rate by avoiding a temperature rise due to the exhaust gas, and as a result, can obtain a desired noise reduction effect.
[0015]
In addition, an increase in ambient temperature due to heat conduction of the exhaust cooler can be suppressed.
[0016]
Furthermore, by performing air cooling with the traveling wind of the vehicle, it is possible to cool the exhaust cooler without requiring a complicated device or extra cost, and without imposing a load on the exhaust cooler or the engine cooling system.
[0017]
Also, as compared with the conventional invention, at least one of the parallel passages is opened and closed by an exhaust control valve in accordance with the state of the engine and the like, and the flow rate of exhaust flowing through the exhaust cooler is controlled. Is suppressed, the radiator can be prevented from increasing in size, and a desired noise reduction effect by exhaust cooling can be obtained.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, since the exhaust cooler is covered with the insulator having the ventilation hole, the exhaust air cooler can be air-cooled by introducing the traveling wind of the vehicle from the ventilation hole, and the periphery of the exhaust cooler can be cooled by the insulator. Can prevent heat damage.
[0019]
According to the third aspect of the present invention, since the air guide plate is provided on the insulator, the exhaust air cooler can be efficiently guided by the traveling wind to the ventilation holes of the insulator.
[0020]
According to the fourth aspect of the present invention, the exhaust cooler is interposed in the exhaust passage of the muffler, the first passage passing through a plurality of small exhaust pipes of the exhaust cooler, and the second passage outside the exhaust cooler. And a control valve for opening and closing at least one of the parallel passages.
[0021]
And since the exhaust air cooler is air-cooled by introducing the wind of the vehicle into the muffler, the heat exchange rate of the exhaust cooler can be greatly increased, and the exhaust temperature inside the muffler is reduced to reduce the volume, An excellent noise reduction effect can be obtained.
[0022]
Furthermore, the effect of reducing and expanding the exhaust gas passing through the small exhaust pipe is obtained, and the effect of reducing the muffler discharge noise is obtained.
[0023]
According to the fifth aspect of the present invention, since the exhaust air cooler is air-cooled by introducing the traveling wind of the vehicle from the ventilation hole of the muffler shell, the traveling wind of the vehicle can be reduced without the need for complicated devices or extra costs. It can be introduced inside to cool the exhaust cooler.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an exhaust gas cooling device for an engine of the present invention will be described.
[0025]
<Embodiment 1>
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described.
[0026]
FIG. 1 is a side sectional view of an exhaust gas cooling device for an engine of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line S2-S2 of FIG. 1, and FIG. 3 is an operation explanatory diagram showing a state where an exhaust control valve is opened and closed.
[0027]
First, the overall configuration will be described.
[0028]
As shown in FIGS. 1 and 2, in the exhaust cooling system for an engine according to the present embodiment, an exhaust cooler 1 penetrates a cylindrical outer cylinder 1 a having both ends closed and both closed ends of the outer cylinder 1 a. And a plurality of small exhaust pipes 1b protruding to both sides, and an inlet port 1c and a discharge port 1d formed of a double pipe fixedly penetrating through one side and the other side of the outer cylinder 1a. I have.
[0029]
The exhaust cooler 1 configured as described above cuts off the middle of the exhaust pipe 2 constituting the exhaust passage of the engine, and fits and fixes each end of the split exhaust pipe 2 to the outer circumference of both ends of the outer cylinder 1a. A first passage 4a is formed as one of the parallel passages 4 passing through the small exhaust pipe 1b in the exhaust cooler 1, and between the plurality of small exhaust pipes 1b inside the outer cylinder 1a from the introduction port 1c to the discharge port 1d. A cooling water passage 1f is formed.
[0030]
Thus, an exhaust cooling water circuit is introduced into the exhaust cooler 1 from the engine cooling water circuit (not shown) by the introduction port 1c and returns to the engine cooling water circuit from the discharge port 1d.
[0031]
At both ends of the exhaust pipe 2, a bypass pipe 3 fixed so as to surround a part of the outer circumference of the exhaust pipe 2 is connected and fixed.
[0032]
A plurality of small holes 2a and 2b are respectively formed in the outer peripheral surfaces on the upstream side and the downstream side of the exhaust pipe 2, and the small holes on the downstream side pass through the exhaust passage of the bypass pipe 3 from the upstream small hole 2a. A second passage 4b is formed as the other of the parallel passages 4 extending from 2b to the exhaust pipe 2 on the downstream side again.
[0033]
The total cross-sectional area of the small holes 2a (2b), which is the minimum passage of the second passage 4b, is set to be equal to or larger than the cross-sectional area of the exhaust pipe 2 on the upstream side.
[0034]
An exhaust control valve (control valve) 5 for opening and closing the second passage 4b in the exhaust pipe 2 is provided downstream of the small hole 2a of the exhaust pipe 2 on the upstream side.
[0035]
Further, below the exhaust cooler 1, an insulator 10 fixed to a part of the outer periphery of the bypass pipe 3 is provided so as to cover the lower part of the exhaust cooler 1, and a plurality of ventilation A hole 11 and a baffle plate 12 are provided.
[0036]
Hereinafter, the operation and effect of the engine exhaust cooling device of the present invention will be described.
[0037]
The exhaust cooler 1 configured as described above closes the exhaust control valve 5 when the engine is running at a low speed, and transfers the entire amount of exhaust gas to the first exhaust passage 4a into the small exhaust pipe 1b of the exhaust cooler 1 as shown in FIG. Since the exhaust gas flows downstream through the small exhaust pipe 1b, the exhaust gas exchanges heat with the cooling water when passing through the small exhaust pipe 1b and is cooled to reduce the volume, thereby reducing the exhaust noise when being discharged to the atmosphere.
[0038]
Next, when the engine speed is high, the exhaust control valve 5 is driven to open the second passage 4b as shown in FIG.
[0039]
In this case, a part of the exhaust gas passes through the second passage 4b from the small hole 2a, so that the exhaust gas can be released to the atmosphere without increasing the pressure loss while performing heat exchange with the exhaust cooler 1, thereby increasing the pressure. The burden on the radiator can be reduced, and the size of the radiator can be avoided.
The opening of the exhaust control valve 5 is continuously adjusted according to the engine speed.
[0041]
Further, since the total area of the small holes 2a (2b) is set to be equal to or larger than the cross-sectional area of the exhaust pipe 2, the exhaust pressure is prevented from rising even at high engine speed where the exhaust flow rate is large. Does not degrade performance.
[0042]
As described above, since the insulator 10 is provided below the exhaust cooler 1, heat damage to the outside due to heat conduction of the exhaust cooler 1 is prevented, and at the same time, through the ventilation holes 11 of the insulator 10. After the traveling wind of the vehicle (indicated by a dashed arrow) is introduced and the exhaust cooler 1 is air-cooled, the exhaust cooler 1 escapes to the outside again.
[0043]
At this time, the air guide plate 12 receives the traveling wind of the vehicle and guides the wind to the ventilation holes 11.
[0044]
Therefore, in the exhaust cooling device for an engine of the present embodiment, the traveling wind guided by the baffle plate 12 is introduced from the ventilation hole 11 to air-cool the exhaust cooler 1, thereby flowing through the first passage 4 a. The heat exchange efficiency can be improved by cooling the exhaust gas to be cooled by both water cooling and air cooling, and as a result, a desired noise reduction effect can be obtained.
[0045]
In addition, the insulator 10 can prevent a rise in ambient temperature due to heat conduction of the exhaust cooler 1.
[0046]
<Embodiment 2>
Hereinafter, Embodiment 2 of the present invention will be described.
[0047]
In the exhaust cooling system for an engine according to the present embodiment, the exhaust cooler 1 is the same as that of the above-described embodiment, and therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0048]
FIG. 4 is a side sectional view of a muffler to which the exhaust gas cooling device for an engine according to the present embodiment is applied, and FIG. 5 is an operation explanatory view showing a state in which an exhaust control valve is opened and closed.
[0049]
As shown in FIG. 4, in the exhaust gas cooling device for an engine according to the present embodiment, the inside of the shell 21 of the muffler 20 is formed by partition walls 22 and 23 so as to be separated into first to third chambers 24 to 26 in order from the upstream side. A first passage 40a is formed by disposing an exhaust pipe 27 from the engine side (not shown) across the first to third chambers 24 to 26c.
[0050]
Further, the exhaust pipe 27 is divided by the second chamber 25, and the exhaust cooler 1 is interposed here.
[0051]
Further, a small hole 20a is formed at a position corresponding to the first chamber 24 of the exhaust pipe 27, while a small hole 20b is formed at a position corresponding to the third chamber 26.
[0052]
A second passage 40b is formed above the exhaust pipe 27 by disposing a bypass pipe 30 communicating with the outside in the first to third chambers 24 to 26.
[0053]
An exhaust control valve 50 is provided at a position corresponding to the first chamber 24 of the bypass pipe 30, while a small hole 20 c is formed at a position corresponding to the third chamber 26.
[0054]
The total area of the small holes 20a and 20b and the total area of the small holes 20c are set to be equal to or larger than the sectional areas of the exhaust pipe 27 and the bypass pipe 30, respectively.
[0055]
Further, the shell 21 is provided with a plurality of ventilation holes 34 on the first passage 40a side and a plurality of ventilation holes 35 on the second passage 40b side.
[0056]
Hereinafter, the function and effect of the exhaust gas cooling device for an engine according to the present embodiment will be described.
[0057]
The exhaust cooler 1 configured as described above closes the exhaust control valve 50 when the engine is running at a low speed, and as shown in FIG. 5A, the entire amount of exhaust gas flows from the first passage 40a to the small exhaust pipe 1b of the exhaust cooler 1. After passing through the small exhaust pipe 1b, the exhaust gas is discharged to the atmosphere through the small holes 20c of the bypass pipe 30, so that the exhaust gas exchanges heat with the cooling water when passing through the small exhaust pipe 1b, and is cooled to reduce the volume. As a result, exhaust noise when emitted to the atmosphere is reduced.
[0058]
Next, when the engine rotates at a high speed, the exhaust control valve 50 is driven to open the second passage 40b as shown in FIG. 5B.
[0059]
In this case, since a part of the exhaust gas passes through the second passage 40b from the small hole 20a, the exhaust gas is released to the atmosphere while exchanging heat with the exhaust cooler 1 without increasing the pressure loss of the exhaust gas. The load on the radiator can be reduced, and the radiator can be prevented from becoming larger.
[0060]
The traveling wind of the vehicle (indicated by a broken line arrow) passes through the ventilation holes 34 of the shell 21 to the ventilation holes 35, whereby the traveling wind of the vehicle is introduced into the muffler 20, and the exhaust cooler 1 is air-cooled. You.
[0061]
At this time, the bypass pipe 30 is also air-cooled together with the exhaust cooler 1 by the traveling wind.
[0062]
Therefore, in the exhaust cooling system for an engine according to the present embodiment, the exhaust air cooler 1 and the bypass pipe 30 are both cooled by introducing the traveling wind of the vehicle into the muffler 20 so that the first passage 40a and the second A decrease in the volume of the exhaust gas in the passage 40b due to a decrease in the temperature of the exhaust gas can be promoted.
[0063]
Further, since the exhaust gas repeatedly shrinks and expands when passing through the small holes 20a to 20c, the effect of reducing the exhaust sound due to the shrinking / expanding effect is obtained.
[0064]
Therefore, as compared with the related art, it is possible to achieve both efficient heat exchange of the exhaust gas and a silencing effect when the exhaust cooler is installed in the muffler.
[0065]
The embodiment of the present invention has been described above. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the present embodiment, and the present invention is applicable even if there is a design change without departing from the gist of the invention. include.
[0066]
For example, the shapes, the number of installations, and the installation positions of the air guide plate and the ventilation holes can be appropriately set.
[0067]
Also, the installation position and type of the exhaust control valve can be set as appropriate.
[0068]
Further, as shown in FIG. 6, it is naturally conceivable to form the cut-and-raised portion 50 in the ventilation hole to smoothly introduce the traveling wind.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of an exhaust gas cooling device for an engine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line S2-S2 of FIG.
FIG. 3 is an operation explanatory view showing an open / closed state of the exhaust control valve according to the embodiment.
FIG. 4 is a side sectional view of a muffler to which an exhaust gas cooling device for an engine according to a second embodiment of the present invention is applied.
FIG. 5 is an operation explanatory view showing an open / closed state of the exhaust control valve of the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of a ventilation hole.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 exhaust cooler 1a outer cylinder 1b small exhaust pipe 1c introduction port 1d discharge port 1f cooling water passage 2 exhaust pipe 2a, 2b small hole 3 bypass pipe 4 parallel passage 4a first passage 4b second passage 5 exhaust control valve 10 insulator 11 ventilation Hole 12 Wind guide plate 20 Muffler 21 Shell 22, 23 Partition wall 24 First chamber 25 Second chamber 26 Third chamber 20a, 20b, 20c Small hole 30 Bypass pipe 34, 35 Vent hole 40a First passage 40b Second passage 50 Exhaust Control valve

Claims (5)

エンジンからの排気通路に設けられて排気を冷却するエンジンの排気冷却装置において、
両端が閉塞された筒状の外筒と、
該外筒の両閉塞端を貫通して両側に突出する複数の小排気管と、
これら複数の小排気管の周囲に形成される冷却水通路と、
該冷却水通路に一端を臨ませて前記外筒の側面を貫通して固定された導入ポート及び排出ポートと、
を備えた排気クーラーを前記排気通路の途中に介装し、
前記排気クーラーの複数の小排気管を経由する第1通路と該排気クーラーの外部の第2通路とからなる並列通路を構成すると共に、少なくとも該並列通路の一方の通路を開閉する制御弁を設け、
前記排気クーラーに車両の走行風を当てて空冷したことを特徴とするエンジンの排気冷却装置。
In an engine exhaust cooling device provided in an exhaust passage from an engine to cool exhaust gas,
A cylindrical outer cylinder with both ends closed,
A plurality of small exhaust pipes penetrating both closed ends of the outer cylinder and projecting to both sides;
A cooling water passage formed around the plurality of small exhaust pipes;
An introduction port and a discharge port fixedly penetrating the side surface of the outer cylinder with one end facing the cooling water passage;
An exhaust cooler provided with is provided in the middle of the exhaust passage,
A control valve is provided for forming a parallel passage including a first passage passing through a plurality of small exhaust pipes of the exhaust cooler and a second passage outside the exhaust cooler, and opening and closing at least one of the parallel passages. ,
An exhaust cooling system for an engine, wherein the exhaust cooler is air-cooled by applying a traveling wind of a vehicle.
請求項1記載のエンジンの排気冷却装置において、
前記排気クーラーを、通風孔を有するインシュレータで覆ったことを特徴とするエンジンの排気冷却装置。
The exhaust gas cooling device for an engine according to claim 1,
An exhaust cooling device for an engine, wherein the exhaust cooler is covered with an insulator having a ventilation hole.
請求項2記載のエンジンの排気冷却装置において、
前記インシュレータに導風板を設けたことを特徴とするエンジンの排気冷却装置。
The exhaust gas cooling device for an engine according to claim 2,
An exhaust cooling device for an engine, wherein a wind guide plate is provided on the insulator.
エンジンからの排気通路に設けられて排気を冷却するエンジンの排気冷却装置において、
両端が閉塞された筒状の外筒と、
該外筒の両閉塞端を貫通して両側に突出する複数の小排気管と、
これら複数の小排気管の周囲に形成される冷却水通路と、
該冷却水通路に一端を臨ませて前記外筒の側面を貫通して固定された導入ポート及び排出ポートと、
を備えた排気クーラーを、マフラー内の排気通路の途中に介装し、
前記排気クーラーの複数の小排気管を経由する第1通路と該排気クーラーの外部の第2通路とからなる並列通路を構成すると共に、少なくとも該並列通路の一方の通路を開閉する制御弁を設け、
前記マフラー内に車両の走行風を導入して排気クーラーを空冷したことを特徴とするエンジンの排気冷却装置。
In an engine exhaust cooling device provided in an exhaust passage from an engine to cool exhaust gas,
A cylindrical outer cylinder with both ends closed,
A plurality of small exhaust pipes penetrating both closed ends of the outer cylinder and projecting to both sides;
A cooling water passage formed around the plurality of small exhaust pipes;
An introduction port and a discharge port fixedly penetrating the side surface of the outer cylinder with one end facing the cooling water passage;
An exhaust cooler with is installed in the exhaust passage in the muffler,
A control valve for forming a parallel passage including a first passage passing through a plurality of small exhaust pipes of the exhaust cooler and a second passage outside the exhaust cooler, and providing at least one of the parallel passages with a control valve is provided. ,
An exhaust cooling system for an engine, wherein a running wind of a vehicle is introduced into the muffler to air-cool an exhaust cooler.
請求項4記載のエンジンの排気冷却装置において、
前記マフラーのシェルに通風孔を設けて、該通風孔から車両の走行風を導入して排気クーラーを空冷したことを特徴とするエンジンの排気冷却装置。
The exhaust gas cooling device for an engine according to claim 4,
An exhaust cooling system for an engine, wherein a ventilation hole is provided in a shell of the muffler, and an exhaust cooler is air-cooled by introducing a traveling wind of a vehicle from the ventilation hole.
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