阅读说明：本技术 车辆的排气构造 (Exhaust structure of vehicle ) 是由 加茂寿章 长谷川裕一 伊藤贵广 守本翔平 于 2019-06-20 设计创作，主要内容包括：提供一种通过使发动机以及排气消音装置小型化,从而能够兼顾确保地板下侧的搭载部件的配置空间与防止搭载部件的热损害的车辆的排气构造。车辆(V)的排气构造具备配置于在车体前部形成的发动机舱中的发动机(13)、将该发动机(13)的废气消音且向外部排出废气的消音器(33)、将发动机(13)与消音器(33)连结的排气管(31)、配设于发动机(13)的后侧且地板(2)的下侧的电池单元(B),其中,消音器(33)配设于发动机(13)与电池单元(B)之间。(Provided is an exhaust structure for a vehicle, which can ensure the arrangement space of a mounting component under a floor and prevent the thermal damage of the mounting component at the same time by miniaturizing an engine and an exhaust silencer. An exhaust structure of a vehicle (V) is provided with an engine (13) disposed in an engine compartment formed in the front of a vehicle body, a muffler (33) that muffles exhaust gas of the engine (13) and discharges the exhaust gas to the outside, an exhaust pipe (31) that connects the engine (13) and the muffler (33), and a battery unit (B) disposed behind the engine (13) and below a floor (2), wherein the muffler (33) is disposed between the engine (13) and the battery unit (B).)

车辆的排气构造

技术领域

本发明涉及车辆的排气构造，特别是涉及在发动机的后侧且地板的下侧具备搭载部件的车辆的排气构造。

背景技术

当前，电动车辆中的搭载了发电用发动机的混合动力车，在续航距离的增加、电池单元的小型化这一点上优于纯电动汽车。

专利文献1的车辆具备配置于车体前部的发动机、从该发动机向后方延伸的排气管、固定于地板的下侧背面的箱状的电池单元、以及能够从设备侧送电装置接收电力的电力接收装置，排气管以在地板的下侧且电池单元的侧部附近位置穿过的方式配设，在排气管与电池单元之间设置有隔热部件。

搭载了发动机的混合动力车大体分为3类，能够将发动机的动力分割为发电用与驱动用且能够将发动机的驱动力与马达的驱动力合成的动力分流式、发动机为充电专用且马达为驱动专用的串联式、能够将马达的动力选择用于发电用与驱动用且能够将发动机的驱动力与马达的驱动力合成的并联式。

作为串联式的一个形态的增程式受到关注。该增程式的电动汽车构成为，仅在对电池充电的电力的余量剩余很少时，应急开始发动机的运转，并在预先设定的特定的运转条件下使发动机运转。

然而，对于构成发动机的排气系统的消音器(消音装置)，由法规(道路运输车辆法)对接近排气噪声的上限值规定了安全标准。

在车辆中，与运转时的发动机的转速对应地产生从低频至高频地较宽频带的排气噪声，因此需要用于在全部运转区域中将该排气噪声消音至安全标准以下的多个膨胀室、共振室以及隔壁，故满足安全标准的消音器难免变为大型部件。

因而，通常消音器配置于能够确保设置空间的车体后方(例如抬升部下方)，经由纵长状的排气管与配置于车体前部的发动机舱的发动机连结。

专利文献1：日本特开2018-24376号公报

专利文献1的车辆能够避免对于电连接用布线部件的热影响。

然而，在专利文献1的技术中，车辆的续航距离可能会减少。

即，专利文献1中虽然未具体示出消音器的配置，但由于排气管在地板的下侧且电池单元的侧部附近位置延伸设置，因此排气管的空间占有引起作为搭载部件的电池单元的配置空间减少。由此，招致电池容量降低。

此外，在专利文献1的车辆中，由于排气管以在作为搭载部件的电池单元的侧部附近位置穿过的方式配设，可能会因热恶化导致电池寿命缩短。

例如，在锂离子电池的情况下，在放电时，由于负极的碳电极的老化，碳的分子构造发生变化，产生***碳电极的锂离子降低的现象。

该***离子降低现象具有因热(温度上升)而加速的特性，因此在热源距电池单元较近的情况下，电池可能会因热老化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种既能够确保地板下侧的搭载部件的配置空间、又能够防止搭载部件的热损害的车辆的排气构造等。

方案1的车辆的排气构造，其具备：发动机，配置在形成于车体前部的发动机舱中；排气消音装置，对该发动机的废气进行消音，且向外部排出废气；排气管，将所述发动机与所述排气消音装置连结；以及搭载部件，配设在所述发动机的后侧且地板的下侧，该车辆的排气构造的特征在于，所述排气消音装置配设在所述发动机与搭载部件之间。

在该车辆的排气构造中，由于所述排气消音装置配设于所述发动机与搭载部件之间，因此能够在比搭载部件更靠前方隔开配置将发动机与排气消音装置连结的排气管，能够扩大搭载部件的配置空间且防止搭载部件的热损害。

方案2的发明在方案1的发明中，其特征在于，所述发动机以预先设定的特定运转条件运转。

根据该构成，由于所述发动机以预先设定的特定运转条件运转，因此能够实现发动机的小型化。此外，由于发动机以特定运转条件运转，因此与运转时的发动机的转速对应产生的废气的频率被限制，随着消音对象的频率的减少而能够使消音器小型化。

即，通过使发动机以及消音器小型化，能够将两者配置于在车体前部形成的发动机舱内。

方案3的发明在方案1或者2的发明中，其特征在于，在所述发动机舱内设置驱动车轮的驱动马达、以及由所述发动机驱动的发电机，所述车轮仅由所述驱动马达驱动，所述搭载部件是能够将从所述发电机供给的电力蓄电且能够向所述驱动马达供给所蓄电的电力的电池。

根据该构成，通过避免对于电池的热影响，能够兼顾电池容量的确保与电池寿命的长期化。

方案4的发明在方案1～3的任一项的发明中，其特征在于，在所述排气消音装置与搭载部件之间设置了隔热壁。

根据该构成，能够可靠地避免对于搭载部件的热影响。

方案5的发明在方案4的发明中，其特征在于，所述隔热壁的车宽度方向的宽度为所述搭载部件的车宽度方向的宽度以上。

根据该构成，能够在车宽度方向全域中避免对于搭载部件的热影响。

方案6的发明在方案1～5的任一项的发明中，其特征在于，所述排气消音装置配置于车宽度方向中间位置且具有尾管，所述尾管延伸设置至车宽度方向一侧端部附近且所述尾管的出口设置于所述车宽度方向一侧端部附近。

根据该构成，由于从尾管排出的废气从车宽度方向一侧端部向外部排出，因此废气不易接触搭载部件，能够进一步避免热影响。

方案7的发明在方案6的发明中，其特征在于，所述排气消音装置以及尾管的下端部配设于比所述隔热壁的下端部更靠上方。

根据该构成，流入车体下部的行驶风因隔热壁回流并将尾管冷却，因此能够将尾管中流动的废气冷却，能够可靠地避免对于搭载部件的热影响。

根据本发明的车辆的排气构造，能够兼顾确保下侧的搭载部件的配置空间与防止搭载部件的热损害。

附图说明

图1是实施例1的车辆的概略底面图。

图2是从上侧后方观察驱动单元的图。

图3是驱动单元的侧视图。

图4是驱动单元与电池单元的侧视图。

图5是隔热部件的立体图。

图6是排气系统与隔热部件的正面图。

附图标记说明

2地板；11驱动马达；12发电机；13发动机；31排气管；33消音器；34尾管；B电池单元；D驱动单元；E排气系统；V车辆

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式详细进行说明。

以下的说明例示出将本发明适用于电动车辆V的排气构造，但是本发明不限定其适用物或其用途。

【实施例1】

以下，基于图1～图6对本发明的实施例1进行说明。

如图1所示，电动车辆V具备对驱动轮进行旋转驱动的驱动单元D、电池单元B、以及排气系统E等。

该车辆V是增程式的电动汽车，其仅在电池中充电的电力的余量剩余少许(例如，SOC小于30％)时，应急地开始在预先设定的特定运转条件下的发动机的运转，来进行发电以及充电。

另外，也可以具备能够利用作为家庭用电源的普通充电器或者设置于驻车区域等的快速充电器进行充电的充电用插头。

首先，对车辆V的骨架部件的前提构造进行说明。

如图1所示，车辆V具备：左右一对侧边梁1，构成沿前后延伸的闭合截面；地板2，架设在该一对侧边梁1之间(参照图4)；左右一对地板框，在左右一对侧边梁1的车宽度方向内侧且与地板2的下面一起构成前后延伸的闭合截面(图示略)；左右一对前侧框3，从由地板2的前端立起的发动机隔板(图示略)向前方延伸，且后端分别与一对地板框的前端连结。

另外，以下在图中将箭头F方向作为前方，箭头L方向作为左方，箭头U方向作为上方来进行说明。

一对侧边梁1的前端侧部分与一对前侧框3的后端侧部分经由扭矩箱连接。在一对前侧框3之间且发动机隔板的前侧的空间，形成有发动机舱。

在发动机舱中，配设有驱动单元D、排气系统E、驱动前轮的驱动轴4、以及与将前轮转向的拉杆连结的齿条与小齿轮5等。

如图4所示，在地板2形成有构成车厢的地面且配设有前排座椅(图示略)的大致水平状的前侧地板2a、从该前侧地板2a的后端以高度位置变高的方式呈倾斜状地移向后上方且配置有后排座椅(图示略)的抬升部2b、以及从该抬升部2b向后方延伸的后侧地板2c。在该地板2的下方以与前侧地板2a以及抬升部2b的下面对置的方式配设有电池单元B。

接下来，对驱动单元D进行说明。

如图1～图4所示，驱动单元D一体地具备行驶用的驱动马达11、发电机12、驱动发电机12的发动机13、以及变速器14等。

驱动马达11在发动机舱的右侧区域以旋转轴向左右延伸的方式配设，被从电池单元B经由逆变器(图示略)供电。

该驱动马达11在车辆V的减速时，也作为发电机发挥功能，将发出的再生电力向电池单元B送电。

发电机12在发动机舱的左侧区域中以旋转轴向左右延伸的方式配设，被发动机13驱动而产生的电力经由逆变器向电池单元B输送。该发电机12相对于发动机13在左侧邻接配置，发电机12的旋转轴与发动机13的输出轴经由带等的环状体相互连结。

发电机12具有启动器功能，在启动发动机13时，其接收从电池供给的电力来启动发动机13。

发动机13接收从燃料箱(图示略)供给的燃料并额定运转，驱动配设于发动机13的左侧的发电机12。

在本实施例中，基于发电机12的发电效率以及发动机13的油耗性能预先设定发动机13的运转条件(转速以及负荷)，并通过该运转条件(特定运转条件)控制发动机13。

关于运转条件的转速，既可以是单一的设定转速，也可以设定包含油耗重视的设定转速与快速充电用设定转速的2个以上的设定转速。此外，关于运转条件的负荷，既可以是单一的设定负荷，也可以设定包含油耗重视的设定负荷与快速充电用设定负荷的2个以上的设定负荷。

发动机13是1转子的小型旋转式活塞发动机，以其输出轴(偏心轴)向左右延伸的方式配设。

具体而言，发动机13由大致三角形状的转子、收容该转子的转子壳体、以及夹持转子壳体并将转子收容室划分的左右一对侧壳等构成。

吸气端口在转子壳体的前部开口，排气端口在侧壳的后侧下部开口。

如图1～图4所示，变速器14在发动机舱的左右方向中央区域以被驱动马达11和发动机13夹持的方式配设。

该变速器14具有设置了多个变速齿轮的副轴，将从发动机13向输入轴传递的动力减速为所希望的减速比并向输出轴输出，将该输出轴的输出最终减速并向驱动轴4传递。

接下来，对电池单元B进行说明。

电池单元B将合成树脂制的上罩与下罩对合而形成大致扁平箱形状，收容有串联连接的多个电池模块(图示略)。

在前侧地板2a的下方配置1层电池模块，在抬升部2b的下方配置上下两层电池模块。

电池模块例如是将具有标准电压的立方体形状的多个电池单体(图示略)之间用隔片隔开、沿水平方向排列为层叠状的立方体形状的电池集合体。并且，电池单体例如是作为2次电池的一种的锂离子电池。

如图1、图4所示，在电池单元B(下罩)的左右端部分别设置5个侧部托架21，在后端部分别设置2个后部托架22。各侧部托架21经由螺栓部连结固定于地板框，各后部托架22经由螺栓部连结固定到划分车厢与后备箱且与后侧地板2c一起形成沿左右延伸的闭合截面的横梁(图示略)。

接下来，对排气系统E进行说明。

如图1～图4、图6所示，排气系统E具备供废气流动的管状的排气管31、设置于该排气管31的中途部的催化剂32、设置于排气管31的下游端的消音器33(消音装置)、以及从消音器33向外部排出废气的尾管34等。

排气管31与在发动机13(侧壳)的后侧下部开口的排气端口连接，从驱动轴4的下方向垂直上方立起。

向上方立起的排气管31从顶部朝向后侧下方倾斜配置。

排气管31的下游端部分在电池单元B的前侧附近位置，暂时向前方弯曲并与在消音器33的后侧壁部的左侧部分形成的导入开口连通。

催化剂32形成为大致圆筒状，配设于排气管31的顶部的下游侧附近位置。该催化剂32是三元催化剂。

消音器33构成为，吸收与发动机13的额定运转条件对应的特定频带的声波能量来降低排气噪声。

该消音器33在内部形成有与将特定频带的声波能量作为降低对象的所谓的消音对象频率相同数目的膨胀室与共振室，故相比于具备将全频带的声波能量作为降低对象的膨胀室与共振室的消音器，被显著小型化。由于这样的消音器的构成为公知，故省略详细的说明。

如图1～图4、图6所示，消音器33形成为大致扁平状，配设于发动机舱的车宽度方向中央位置，具体而言，在后方倾斜的排气管31的下方配设于变速器14的后侧位置且电池单元B的前侧位置。

在本实施例中，消音器33以其上端部位于低于驱动轴4的高度位置且其下端部位于高于电池单元B的下端部的高度位置的方式配置，从而在消音器33的前方形成在碰撞时用于避免干涉的空间。

尾管34与形成于消音器33的右侧壁部的导出开口连通，以越往右侧越偏向后方的方式呈大致水平直线状地配设。

在尾管34的下游端部形成有向外部排出废气的开口部。

该开口部被设定为朝向下方，其下端部34u以位于高于电池单元B的下端部的高度位置的方式配置。

如图1、图4、图6所示，为了防止电池单元B的热损害，而在电池单元B与排气系统E之间设置铝合金制的隔热部件41(隔热壁)。

隔热部件41以覆盖排气管31的后方倾斜部分、催化剂32以及消音器33的后半部分的方式形成，隔热部件41的左右尺寸构成地比电池单元B的左右尺寸大。

如图1、图4、图5、图6所示，隔热部件41具备沿左右延伸的部分桶状的下半部41a、以及从该下半部41a的中央部分向上方延伸的截面大致“コ”型的上半部41b。

下半部41a的左右宽度形成得比电池单元B的车宽度方向的宽度大，其左右两端部分下端分别向车宽度方向外侧延伸设置，后端部分下端向后侧延伸设置。该下半部41a的后端部分下端固定于电池单元B的前部下面，因此下半部41a的下端部41u形成得比尾管34的开口部下端即下端部34u低了规定间隔d(参照图6)。

另外，尾管34的开口部与下半部41a的右端前侧部分接近地配置。

如图4～图6所示，上半部41b的左右两端部分下端分别向车宽度方向外侧延伸设置，并且从下半部41a的左右中央部分后部至催化剂32的上端部分、沿排气管31的后方倾斜部分形成为前方向上的倾斜状。

由此，从催化剂32以及排气管31放射的热被引导向上半部41b并从上半部41b的上方向发动机舱上方扩散。

另外，也可以通过分别设置从隔热部件41的左右两端部沿电池单元B的左右两纵壁部向前后延伸的隔热部，来实现电池单元B的耐热、耐水以及外观美化。

接下来，对上述车辆的排气构造的作用、效果进行说明。

根据实施例1的车辆V的排气构造，消音器33配设于发动机13与电池单元B之间，因此能够在比电池单元B更靠前方隔开地配置将发动机13与消音器33连结的排气管31，能够扩大电池单元B的配置空间且防止电池单元B的热损害。

发动机13以预先设定的特定运转条件运转。

由此，由于发动机13以预先设定的特定运转条件运转，因此能够实现发动机13的小型化。此外，由于发动机13以特定运转条件运转，因此与运转时的发动机13的转速对应产生的废气的频率被限制，随着消音对象的频率的减少而能够使消音器33小型化。

即，通过使发动机13以及消音器33小型化，能够将两者配置于在车体前部形成的发动机舱内。

将驱动车轮的驱动马达11、由发动机13驱动的发电机12设置于发动机舱内，车轮仅由驱动马达11驱动，搭载部件是能够将从发电机12供给的电力蓄电且向驱动马达11供给所蓄电的电力的电池单元B，因此避免了对电池单元B的热影响，从而既能够确保电池容量、又能够延长电池寿命。

由于在消音器33与电池单元B之间设置隔热部件41，因此能够可靠地避免针对电池单元B的热影响。

隔热部件41的车宽度方向的宽度为电池单元B的车宽度方向的宽度以上，因此能够在车宽度方向全域中避免针对电池单元B的热影响。

消音器33配置于车宽度方向中间位置且具有尾管34，尾管34延伸设置至车宽度方向一侧端部附近且尾管34的出口设置于车宽度方向一侧端部附近。

由此，由于从尾管34排出的废气从车宽度方向一侧端部向外部排出，因此废气不易接触电池单元B，能够进一步避免热影响。

消音器33以及尾管34的下端部配设于比隔热部件41的下端部更靠上方。由此，流入车体下部的行驶风由于隔热部件41而回流并将尾管34冷却，因此能够将尾管34中流动的废气冷却，能够可靠地避免针对电池单元B的热影响。

接下来，对部分变更所述实施方式后的变形例进行说明。

1〕在所述实施方式中，说明了1转子的旋转式活塞发动机的例子，但只要是能够额定驱动发电机的发动机则可以是任意的发动机，也可以是1个或者多个往复式发动机。

2〕在所述实施方式中，说明了搭载部件收容了多个电池模块的电池单元的例子，但只要是至少需要避免热损害且搭载于地板下方的大型部件，则能够起到相同的效果。

此外，说明了锂离子电池的例子，但也可以是其他种类的电池、驱动源收容单元。

3〕在所述实施方式中，说明了具备将特定频带的声波能量作为降低对象的膨胀室与共振室的消音器的例子，但既可以至少设置任一方，也可以形成由在排气管设置多个孔并将其覆盖的大直径的消音室构成的消音器。

4〕其他，只要是本领域技术人员，则能够不脱离本发明的主旨地通过对所述实施方式附加各种变更的形态、组合各实施方式的形态来实施，本发明也包含该种变更形态。