[发明专利]内燃机的排气冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的排气冷却系统。

背景技术

在内燃机的排气通路中，配置有用于检测以该排气通路代表的与排气净化催化剂和/或排气有关的诸多数据(例如排气空燃比和/或排气温度等)的传感器等排气系统零件，该排气系统零件暴露于在排气通路中流动的排气。排气温度与内燃机的运行状态相应而变动，但如果暴露于比较高温的排气，则排气系统零件有可能因排气热而破损。因此，在例如专利文献1中公开有用于防止这样的由排气热引起的破损的技术。在该技术中，在排气歧管与排气净化催化剂之间的排气通路中，保留了下述结构：通过在排气温度成为峰值的通路内周面设置绝热材料而谋求对排气通路的保护，并且通过维持从配置有绝热材料的部位以外的排气通路向外部的散热而在某种程度上对排气进行冷却，谋求对排气系统零件的保护。

另外，作为对排气进行冷却的技术，有使排气中所含的燃料量增加并利用其气化潜热的技术，但由于排气中的燃料量增加，一氧化碳浓度容易升高，从排放的角度来看不优选。进一步，作为进行排气冷却的技术，有在排气管上装设水冷的冷却附件的技术。若利用这样的冷却附件，则能够有效地减轻向排气系统零件的热负担，但另一方面在内燃机的冷起动时等排气温度比较低的情况下排气也被冷却，所以难以迅速进行排气净化催化剂的预热。因此，公开了在凸缘部分形成非接触部位使得冷却附件与排气歧管之间的接触面积变小的技术(例如参照专利文献2)。

另外，在内燃机的气缸盖上，形成有用于进行内燃机冷却的冷却液流路。在该流路中流动的冷却液也夺取在排气通路中传递的排气的热量，所以会产生由排气温度的下降引起的问题。因此，例如，在专利文献3所示的技术中，关于双层排气歧管向气缸盖侧安装的安装构造，提出了热量难以从排气歧管侧向气缸盖传递的安装用凸缘的构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006－2604号公报

专利文献2:日本特开2011－169311号公报

专利文献3:日本特开平9－242537号公报

专利文献4:日本特开2002－115601号公报

专利文献5:日本特开2004－156547号公报

发明内容

发明要解决的课题

在设置于内燃机的排气通路中的排气净化催化剂中，依存于流入其中的排气的温度，催化剂温度较大地变动。在具备上述排气冷却用的结构(例如，冷却附件，以下称为“排气冷却用结构”)的内燃机中，由该排气冷却用结构冷却后的排气流入排气净化催化剂，所以能够避免该催化剂过度升温。另一方面，在内燃机的运行状态属于低负荷区域、从内燃机排出的时刻的排气温度比较低的情况下，排气温度由于该排气冷却用结构而进一步下降，所以难以将排气净化催化剂的温度维持为适于排气净化的温度，担忧排放的恶化。

另外，在现有技术中，在研究如何抑制排气温度下降时，虽然考虑设置于内燃机的气缸盖侧的排气冷却用结构的冷却能力本身，但不够充分。在排气冷却用结构与排气净化催化剂之间延伸有排气通路，经由该排气通路从排气中夺取热能直至从内燃机排出的排气到达排气净化催化剂为止，排气冷却用结构的冷却能力与该热移动有较大关系。特别是，从排气通路向其周围气氛的散热的程度不小，而且很大程度上受到排气冷却用结构的冷却能力的影响。因此，如果从在适当维持设置于排气通路的排气净化催化剂的温度的角度来看，根据现有技术进行的排气温度的下降抑制的处理，不够充分。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种具有排气冷却用结构的内燃机的排气冷却系统，该排气冷却系统在内燃机的运行状态属于低负荷区域且从内燃机排出的时刻的排气温度比较低的情况下，能够实现合适的排气温度的下降抑制。

用于解决课题的技术方案

在本发明中，为了解决上述课题，关于从内燃机排出的时刻的排气温度比较低的情况下的排气温度的下降，着眼于：在排气通路中流动的排气的热传递到排气通路并从该排气通路向冷却部散逸的向冷却部的热移动，和经由从排气向排气通路的传热容易产生容易高温化的弯曲部的通路壁产生的从排气向周围气氛的散热。本申请发明人发现，这些热移动会给排气温度下降造成较大的影响，并且两者互相关联，所以为了实现合适的排气温度的下降抑制，需要准备地调整两方的热移动。