JP2603033B2 - 排気装置用マフラ - Google Patents

排気装置用マフラ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジン用排気装置
に係り、特に１又は２気筒を有するタイプの２又は４サ
イクルエンジン用マフラと触媒コンバータの組合せ及び
マフラ／触媒コンバータの組合せに直接取付けられたリ
ード弁を用いる２次空気供給装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス中の有害な炭化水素、一酸化炭
素、一酸化二窒素成分を減らす為、マフラの上流のエン
ジンの排気装置に配置された酸化触媒を含む触媒コンバ
ータを用いることが知られている。排気ガス中の不燃焼
炭化水素、一酸化炭素、一酸化二窒素成分の酸化を促進
し、それによりかかる有害な炭化水素、一酸化炭素、一
酸化二窒素成分の大気への放出を減らす触媒コンバータ
の上流の排気装置へ２次空気を供給することは公知であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】２次空気供給装置は一
般的に２つの異なる設計の１つからなる。第１のタイプ
は圧縮空気を空気射出マニホールドによりエンジンの排
気マニホールドに射出するよう従来の内燃エンジンに設
けられたベルト駆動ベーンポンプのような回転空気ポン
プである。或いは、２次空気を触媒コンバータの上流の
排気装置に射出する多気筒、例えば８気筒の自動車エン
ジンの排気マニホールドでの排気ガス脈動を利用するこ
とが提案された。排気マニホールドで発生した排気圧脈
動の作用により動作されるリードタイプチェック弁を用
いることで特に、排気装置の触媒コンバータの上流に導
入さるべき２次空気として大気空気を利用することは知
られている。空気ポンプはある可変の量の２次空気を排
気装置に供給することができる利点を有し、一方、ポン
ピング動作を発生するよう排気ガス脈動を用いる装置は
２次空気の供給が比較的に容易で、安価な構成により得
られる利点を有する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】１又は２気筒を有するタ
イプの２又は４サイクル内燃エンジン用マフラはそれ自
体マフラと結合された触媒コンバータを有する。触媒コ
ンバータは排気ガスの経路でのマフラ本体内に設けられ
る。望ましくは触媒コンバータは室が触媒コンバータを
含むようのみならず、音減衰も又生じるよう機能するよ
う多孔壁で形成された室内に設けられる。
【０００５】本発明の他の面では、マフラは排気ガスに
含まれた炭化水素、一酸化炭素及び一酸化二窒素のよう
な有害な非燃焼成分がマフラに入る前に更に燃焼するよ
う触媒コンバータを含むマフラ本体の内部に２次空気を
導入する組立体を含む。２次空気供給組立体は望ましく
はマフラ本体の内部と大気間を連通するマフラ本体に形
成された開口と、この開口に隣るマフラ本体に直接に取
付けられたリード弁とを含む。リード弁は開口を密封す
る常閉位置と、大気空気がマフラ本体の内部に流れるの
を許容する開口を開放する開位置との間でマフラ本体内
の排気ガス圧縮脈動に応じて動作可能である。
【０００６】従って本発明は内燃エンジン用の単純で、
経済的なマフラ／触媒コンバータ組合せを提供する。２
次空気供給装置はマフラに直接に取付けられ、従って何
らの容積又は何らの重量をエンジンに加えない。又、空
気供給装置は自己作動的であり、即ちポンピング動作を
生じるようマフラの排気ガス脈動により作動可能であ
り、従って、従来技術ベルト駆動空気ポンプの如くエン
ジンパワーを減少させない。従って、この装置は何らの
外部機械的又は電気的エネルギー源を必要としない。
【０００７】
【実施例】図面は本発明を実施する現在考えられる最良
の態様を示す。図面を参照するに、図１は本発明による
マフラ２を組込んだ数字１で概括的に示された内燃エン
ジンを示す。図示の如く、エンジン１は芝刈り機、ロー
タチラー、発電機、ポンプ等のような芝及び庭用機器と
接続して典型的に用いられてよい比較的に低馬力ポン
プ、即ち２０馬力より少ない電力の１又は２気筒を有す
るものである。エンジン１はピストン及びシリンダ装置
（図示せず）により従来的に駆動されるクランクシャフ
ト３を含み、その速度は数字４で概括的に示されたスロ
ットル機構により制御される。スロットル機構はエンジ
ンの速度及び装置の動作を制御するよう運転者により用
いられるベール及びハンドル組立体（図示せず）に典型
的に導びく制御ケーブル５を含む。図示の如く、ガード
６は動作中運転者が熱金属マフラ本体に接触するのを防
ぐのを助けるマフラ２を囲む。
【０００８】図２及び図３を参照するに、マフラ組立体
２がより詳細に示されている。マフラ組立体２はエンジ
ン１のシリンダヘッド（図示せず）から一体フランジ８
により一端で排気出口に接続された排気管７を含む。管
７の他端は周クリンチ又はクリンプ１２により共に固定
されたカップ状本体１０はとカバー１１を含む２ピース
中空筐体からなるマフラ９に接続される。ブラケット１
３はマフラ９をエンジンブロックに取付けるよう用いら
れる。マフラ９は音減衰目的の為に２つの別な室２９及
び３０を形成する直列の多孔金属壁１４ａ，１４ｂ及び
１４ｃと、壁１４ｃに対向する固体壁１４ｄを含む。図
３に最も良く示す如く、本体１０の内部に突出するカラ
ー２９は管７をマフラ９に案内し、取付けるのに用いら
れる。
【０００９】図２及び図３に最も良く示す如く、触媒コ
ンバータ１５はマフラ９の内部への管７の入口の下流で
あるがマフラ９の出口１６からの上流でマフラ９内の室
２９内に取付けられる。コンバータ１５は温度絶縁及び
振動分離手段として作用するパッキング材３１により囲
まれる。マフラ９の内部に入る全ての排気ガスは先ず壁
１４ａを通って下方に炭化水素、一酸化炭素及び一酸化
二窒素のような成分を酸化する為、コンバータ１５を含
む第１の室２９に流れる。これを達成する為、触媒コン
バータ１５ははちの巣状セラミック構造の形である。構
造はエンジン変位及び所望の排気軽減に対して適切な寸
法とされ、図２に示す如く、図１に示す５馬力エンジン
１に対して略３インチ×１インチ×１インチの寸法とさ
れる。セラミック構成は公知の組成の酸化及び還元触媒
で被覆される。望ましくは白金、パラジウム、ロジウム
の組合せが用いられる。しかし、公知の酸化及び還元触
媒材のいかなる組合せが用いられてもよい。コンバータ
１５を通った後、排気ガスは壁１４ｂを通って第１の室
２９を出て、次に壁１４ｃを通って第２室３０に入り、
最後に出口１６を通ってマフラ９を出る。
【００１０】周知の如く、触媒コンバータでの炭化水
素、一酸化炭素及び一酸化二窒素のような不燃焼排気ガ
ス成分を更に酸化する為、触媒コンバータへの追加的空
気が供給されなければならない。これを達成する為、図
４，図５は数字１７で一般的に示されるリード弁組立体
を示す。リード弁組立体１７はマフラ９の内部が大気と
連通するようマフラ９の本体１０を通って形成された一
対の供給開口１８及び１９を含む。図４に最も良く示す
如く、開口１８及び１９は実質的に楕円形の形であり、
平行に互いに隣接して配置される。しかし、他の特定の
装置は２つの開口に対向するよう単一開口のように用い
られてよく、これらの開口に対する特定の位置及び大き
さは図４に示すものから変更されてよい。リード弁組立
体１７は又空気開口１８及び１９と夫々協働する一対の
舌部材２１及び２２を有するリード弁２０を含む。リー
ド弁２０は薄い弾性金属等からなり、一対のリベット２
３により一端で本体１０の内面に固定される。薄い金属
板の形の止め２４は又リベット２３を介して本体１０に
取付けられ、図５に示す如く、本体１０の内壁からわず
かに離間した角度を成す。止め２４は以下に記載の如く
リード弁２０の過度の曲げを防ぐよう機能する。
【００１１】図６はエンジン１のクランクシャフト角度
により決定される時間に関するマフラ圧力のグラフを示
す。図６の破線２５は大気圧、即ち１平方インチ当たり
１４．７ポンドを表わす。ピーク２６はエンジン１の排
気弁（図示せず）の開口を表わす。最後に、２７で示す
ようなピークはこれらのピークが大気圧線２５以下であ
るのでマフラ９における負の圧力を表わす。その結果、
図６の線２５以下に示す領域はそれらがマフラ９におい
て負の圧力を表わすようリード弁２０を開放し、一方図
６の線２５以上の領域はこれらが大気以上の圧力を表わ
すのでリード弁２０を閉じさせることになる。従って閉
じられる時、リード弁２０はマフラ９からの排出漏れを
防ぐ。
【００１２】動作中、リード弁２０はマフラ９内の圧力
が大気以下、即ち図６の線２５以下である時、それらの
時間中空気開口１８及び１９を閉止しないよう曲げられ
るか開弁される。これらの時間中、大気からの２次空気
は空気開口１８及び１９を通ってマフラ９の内部に流
れ、出口１６からの排気以前に一酸化炭素、酸化窒素及
び種々の他の炭化水素のような排気ガス成分の酸化を助
ける。他方で、リード弁２０は閉じられ、従ってマフラ
９内の圧力が図６の線２５以上になる度にマフラ９から
の排気漏れを防ぐよう開口１８及び１９を閉じる。従っ
て、リード弁２０はエンジン１のクランクシャフトの完
全な１回転中種々の時間に２次空気がマフラ９に入るよ
う一定の状態の動作にある。従って２次空気を触媒コン
バータ１５に供給する単純で、経済的組合せのマフラ／
触媒コンバータ構造及び手段が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理により構成されたマフラ組立体を
組込んだ内燃エンジンの側面図である。
【図２】マフラ組立体の平面図である。
【図３】図２の３−３線の面に沿って切截した断面図で
ある。
【図４】マフラ本体の内部を示す平面図である。
【図５】図４のマフラ本体の側面図である。
【図６】エンジンのクランクシャフトの角度により示す
時間に関するマフラ圧力のグラフである。
【符号の説明】
１ エンジン ２，９ マフラ ３ クランクシャフト ４ スロットル機構 ５ 制御ケーブル ６ ガード ７ 排気管 ８ 一体的フランジ １０ カップ形本体 １１ カバー １２ クリンプ １３ ブラケット １４ 壁 １５ 触媒コンバータ １６ 出口 １７ リード弁組立体 １８，１９ 開口 ２０ リード弁 ２１，２２ 舌部材 ２３ リベット ２４ 止め ２５ 大気圧力 ２６，２７ ピーク ２８ カラー ２９，３０ 室 ３１ パッキング材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−40410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−44323（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−121131（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−147820（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭55−23335（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの排気装置に接続された排気ガ
    ス入口と、排気ガス出口と、該マフラ本体の内部と大気
    間に連通するそこに形成された２次空気供給開口を有す
    る中空マフラ本体と；不燃焼排気ガス成分を 該成分が該出口から排出する以前
    に酸化する該マフラ本体内に配置された触媒を含む触媒
    コンバータと； 該２次空気供給開口の隣りの該マフラ本体に設けられ、
    該開口を密閉する常閉位置と、大気空気が該マフラ本体
    の内部に流れるのを許容するよう該開口を開放する開位
    置との間で該マフラ本体内の排気ガス圧力に直接的に応
    じて動作可能であるリード弁と；からなる内燃エンジン
    の排気装置用マフラ。
  2. 【請求項２】 該リード弁は該マフラ本体の内面に設け
    られる請求項１記載のマフラ。
  3. 【請求項３】 ２つの２次空気供給開口と、該開口の両
    方を同時に密閉及び開放する該リード弁とがある請求項
    １記載のマフラ。
  4. 【請求項４】 該２次空気供給開口は互いに接近して位
    置し、該リード弁は舌部材の一つが該開口の一つに協働
    し、該舌部材の他方が該開口の他方に協働する一対の舌
    部材を含む請求項３記載のマフラ。
  5. 【請求項５】 エンジンの排気装置に接続された排気ガ
    ス入口と、排気ガス出口とを有する中空マフラ本体と；該マフラ本体内を横切るように配設され、該マフラ本体
    を、該排気ガス入口に連通する入口側室と、該排気ガス
    出口に連通する出口側室とに分割する区分手段と； 該区分手段に隣接して配設され、該入口側室への上流端
    開口と、該出口側室への下流端開口とを備える音減衰室
    と； 不燃焼排気ガス成分を該成分が該出口側室内へ排出し該
    排気ガス出口から排出する前に酸化する、該音減衰室 内
    に配置された触媒を含む触媒コンバータと； 該区分手段に該触媒から等距離の位置に互いに離間して
    設けられた複数の開口からなり、該入口側室から該上流
    端を経由して該音減衰室へ流れ込み、該触媒を通過する
    排気ガスを均一に分布させる手段と； からなる内燃エン
    ジンの排気装置用マフラ。
JP4222935A 1991-08-30 1992-08-21 排気装置用マフラ Expired - Lifetime JP2603033B2 (ja)

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US75276391A 1991-08-30 1991-08-30
US752763 1991-08-30

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JPH05256129A JPH05256129A (ja) 1993-10-05
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EP (2) EP0530017B1 (ja)
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