JP3026647B2 - ２サイクルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は２サイクルエンジンの
排気浄化装置に係り、詳しくは触媒活性を促進して排気
浄化を向上させる２サイクルエンジンの排気浄化装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンでは、その排気通路
に接続した排気管に触媒を備え、この触媒で排気ガスを
浄化するものがある。ところで、この２サイクルエンジ
ンの排気管内に設置される触媒は、排気中の酸化水素
（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）の浄化作用に有効である
が、触媒は所定の温度以上に加温されないと活性化しな
い性質を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えばエンジンの低温
始動時には排気管の温度上昇が遅く、その分触媒の活性
化開始が遅れ、十分に排気浄化が行なわれない欠点があ
る。

【０００４】また、アイドリング等の低負荷域または低
回転域でも、稀薄空燃比で運転すると、燃焼室での燃焼
が不安定となり且つ排気温定が低下しており、触媒の活
性に必要な温度以下となり排気が十分浄化されない。さ
らに、このアイドリング等の低負荷域または低回転域で
は、どんなにエンジンの燃焼室の排気口付近に触媒を設
けても、排気温度が低く触媒の活性ができないという場
合がある。

【０００５】この発明はこのような実状に鑑みてなされ
たもので、エンジンの低負荷，低回転時における燃焼の
安定化をはかると共に触媒に入る排気ガスの温度を上げ
て触媒の作用を有効に行なうようにし排気浄化を向上さ
せる２サイクルエンジンの排気浄化装置を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明の２サイクルエンジンの排気浄化装置は、
エンジンの排気通路に接続した排気管に主触媒を備え、
前記エンジンの燃焼室と前記触媒との間を、前記排気管
が接続される排気通路とは別の補助排気通路で連通し、
この補助排気通路に補助触媒と開閉弁とを備え、前記補
助排気通路の圧抜き孔を点火プラグの近傍に位置させ、
且つ排気バルブ開度検出手段とエンジン回転数及び排気
温度検出手段により低負荷域，低回転数域及び低温時の
主触媒の不活性の情報から燃焼安定化装置を制御して前
記開閉弁を開き、シリンダ内の燃料を点火プラグの電極
側に引き寄せて燃焼を安定させると共に燃焼ガスを前記
補助触媒を通過させて前記主触媒の活性化を促進し、高
負荷域，高回転数域及び高温時の主触媒の活性化に伴い
前記開閉弁を閉じて前記補助触媒への排気ガスの通過を
阻止するようにしたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】この発明では、エンジンの燃焼室と排気管の主
触媒との間が、排気管が接続される排気通路とは別の補
助排気通路で連通されている。そして、排気管に備えら
れた触媒の不活性の情報を検知することで、補助排気通
路に設けられた開閉弁を制御する。この制御で、主触媒
の不活性時に補助排気通路を開いて、この補助排気通路
に設けられた補助触媒を介して排気ガスを排気管に導
き、さらに排気管の主触媒を介して浄化すると共に燃焼
室での燃焼の安定化がはかられる。

【０００８】

【実施例】次に、この発明の実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。

【０００９】図１はこの発明のエンジンの排気浄化装置
の断面図、図２は始動時、低負荷及び低回転域時におけ
る可動触媒の作動位置を示す図、図３は高負荷時及び高
回転域における可動触媒の作動位置を示す図、図４は要
部の拡大断面図である。

【００１０】筒内噴射式２サイクルエンジン１は、クラ
ンクケース２上にシリンダボディ３及びシリンダヘッド
４を載置して締結し、このシリンダヘッド４に点火プラ
グ５及び空気燃料噴射装置６を備えた構造である。

【００１１】シリンダボディ３内にはシリンダライナ７
が挿入され、このシリンダライナ７内にはピストン８が
摺動自在に設けられている。このピストン８にはコンロ
ッド９の小端部９ａがピストンピン１０で連結され、こ
のコンロッド９の大端部９ｂはクランク軸１１のクラン
クアーム１２にクランクピン１３で連結されている。ま
た、クランクアーム１２はクランクケース２のクランク
室１４内に収容されており、このクランク室１４はシリ
ンダボディ３に形成された掃気通路１５を介してシリン
ダライナ７の中程に開口した掃気ポート７ａに連通して
いる。

【００１２】掃気通路１５の下方位置のクランクケース
２にはクランク室１４に連通する吸気通路１６が形成さ
れており、この吸気通路１６にはリード弁１７がジョイ
ント１８と共締めによって装着されている。このリード
弁１７は導入口１９ａが形成された弁座１９と、導入口
１９ａを開閉するばね剛板製の弁板２０と、この弁板２
０の開度を規制するストッパ２１とから構成されてい
る。また、ジョイント１８にはスロットル弁２２を有す
るスロットルボディ２３が接続されている。

【００１３】シリンダボディ３のシリンダライナ７には
掃気ポート７ａと対向する位置に排気ポート７ｂが形成
され、この排気ポート７ｂはシリンダボディ３の排気通
路２４に連通している。排気通路２４には排気ポート７
ｂの近傍に排気バルブ２５が回動自在に配設されてお
り、この排気バルブ２５は排気ポート７ｂの上縁位置を
変化させることによって排気タイミングを制御する。

【００１４】シリンダボディ３の排気通路２４には排気
管２６が接続され、この排気管２６は可動触媒部２７、
チャンバ部２８及びサイレンサ部２９からなっている。
チャンバ部２８の後部には固定触媒３０が設けられ、排
気管下流側通路に位置しており、排気は固定触楳３０を
通ってサイレンサ部２９に導かれる。

【００１５】可動触媒部２７は分割ケース３１，３２が
ボルト３３で接合固定され、この分割ケース３１，３２
で排気通路３４が形成され、これが排気管上流側通路と
なっている。この分割ケース３１はシリンダボディ３に
接続し、分割ケース３２はチャンバ部２８に接続してい
る。

【００１６】可動触媒部２７の分割ケース３１，３２に
は回転軸３５が支持され、この回転軸３５に取付フレー
ム３６がキー３７で取付られ、取付フレーム３６は回転
軸３５と一体に回転可能になっている。この取付フレー
ム３６には分割ケース３１，３２の排気通路３４と同径
の一対の枠部３６ａ，３６ｂが形成され、一方の枠部３
６ａに可動触媒３８が取付られ、他方の枠部３６ｂは空
になっている。取付フレーム３６は回転軸３５の回動で
作動し、可動触媒３８が排気通路３４の位置するとき空
の枠部３６ｂが退却し、空の枠部３６ｂが排気通路３４
に位置するとき可動触媒３８が退却するようになってい
る。

【００１７】可動触媒部２７の回転軸３５にはプーリ３
９が設けられ、このプーリ３９に取付られたワイヤ４
０，４１がサーボモータ４２に接続され、このサーボモ
ータ４２は制御装置４３で制御される。制御装置４３に
はスロットル開度検出手段４４、排気バルブ開度検出手
段４５、排気温度検出手段４６及びエンジン回転数検出
手段４７からの情報が入力されており、これらの情報に
よるエンジン運転状態からサーボモータ４２を制御し
て、可動触媒３８をエンジン運転状態に応じて排気管上
流側通路から退却可能としている。

【００１８】なお、排気温度検出手段４６は可動触媒３
８の近傍上流側に設けているが、可動触媒３８の近傍下
流側に設けてもよく、或いは固定触媒３０の近傍上流側
に設けてもよい。また、可動触媒３８及び固定触媒３０
は例えばモノリス触媒、セラミック触媒、布状触媒等が
用いられるが、特に限定されず種々の触媒を用いること
ができ、また可動触媒３８及び固定触媒３０で異なる触
媒を用いることもでき、この場合可動触媒３８には耐熱
性を有する触媒を用いることが好ましい。

【００１９】このエンジンの排気浄化装置では、スロッ
トル開度検出手段４４、排気バルブ開度検出手段４５、
排気温度検出手段４６及びエンジン回転数検出手段４７
からの情報により、制御装置４３で、エンジン運転状態
を例えば低負荷または低回転域、或いは低温始動時の判
断が行なわれると、サーボモータ４２を制御して可動触
媒３８を排気管上流側通路に位置させる。これにより、
シリンダボディ３の排気通路２４を出た直後の排気は高
温であるため、可動触媒３８は速かに活性化温度に上昇
して、その浄化による発熱によって排気はさらに高温に
なり、さらに固定触媒３０で浄化する。従って、低負荷
または低回転域或いは低温始動時での触媒活性を促進し
て、排気浄化を向上させることができる。

【００２０】一方、制御装置４３で、例えば高負荷また
は高回転域の判断が行なわれると、サーボモータ４２を
制御して回転軸３５を回転させると、取付フレーム３６
に設けられた可動触媒３８が排気管上流側通路から退却
し、可動触媒３８が過熱することがないようにして、固
定触媒３０のみで浄化させる。従って、高負荷または高
回転域で、可動触媒３８が熱による影響を受けないよう
にして耐久性を増大させている。

【００２１】この筒内噴射式２サイクルエンジン１のシ
リンダボディ３には、エンジンの燃焼室７０と可動触媒
３８との間を、排気管２６が接続される排気通路２４と
は別の補助排気通路５７で連通し、この補助排気通路５
７に補助触媒７１と開閉弁７２とを備え、可動触媒３８
の不活性の情報を検知して開閉弁７２を制御するように
なっている。

【００２２】前記開閉弁７２は低負荷、低回転域及び低
温始動時の燃焼を安定化させるための燃焼安定化装置５
０で構成されており、この燃焼安定化装置５０はシリン
ダライナ７に形成された圧抜き孔７ｃに連通する吸引孔
５１ａを有する吸引ボディ５１をシリンダボディ３に螺
着し、吸引孔５１ａ内にこれに圧抜き孔７ｃ側開口を開
閉するニードル弁５２を挿入し、このニードル弁５２を
ケース５３内で回動自在に軸支されるレバー５４で進退
させる。レバー５４はケース５３内に収容され、その一
端はニードル弁５２に連結され、他端には駆動ケーブル
５５が連結されている。この駆動ケーブル５５は制御装
置４３で回転が制御されるアクチュエータ５６に連結さ
れている。吸引ボディ５１の吸引孔５１ａは補助排気通
路５７によって排気通路２４に連通している。

【００２３】従って、アイドリング運転時のような低負
荷、低回転域及び低温始動時で、圧縮行程において、制
御装置４３で触媒の不活性の情報から燃焼安定化装置５
０を制御し、そのニードル弁５２が前進して吸引孔５１
ａを開く。これにより、シリンダ内の空気が圧抜き孔７
ｃから吸引孔５１ａ、補助排気通路５７を介して排気通
路２４に吸引され、そのため空気燃料噴射装置６からの
噴射燃料が圧抜き孔７ｃ側につまり点火プラグ５の電極
側に引き寄せられ、これで燃焼を安定化させることがで
きる。

【００２４】このとき、高温の排気ガスが補助排気通路
５７から補助触媒７１を介して排気通路２４に吸引され
るため、冷間始動時の可動触媒３８の昇温を早め、活性
開始するまでの時間をさらに短縮することができ、温度
上昇の効果が得られる。

【００２５】なお、この実施例ではシリンダボディ３に
補助排気通路５７を形成しているが、エンジンの燃焼室
７０に臨むシリンダヘッド４から排気管２６に連通する
ように形成してもよい。

【００２６】また、排気管２６には可動触媒３８を設
け、エンジンの燃焼室７０と可動触媒３８との間を、排
気管２６が接続される排気通路２４とは別の補助排気通
路５７で連通しているが、この可動触媒３８は設けない
で、固定触媒３０のみで浄化させるものでもよい。な
お、本発明においては、可動触媒３８と固定触媒３０
で、或は固定触媒３０のみで、主触媒を構成するもので
ある。

【００２７】

【発明の効果】前記のように、この発明は、エンジンの
燃焼室と主触媒との間を、排気管が接続される排気通路
とは別の補助排気通路で連通し、この補助排気通路に補
助触媒と開閉弁とを備え、前記補助排気通路の圧抜き孔
を点火プラグの近傍に位置させ、且つ排気バルブ開度検
出手段とエンジン回転数及び排気温度検出手段により低
負荷域，低回転数域及び低温時の主触媒の不活性の情報
から燃焼安定化装置を制御して前記開閉弁を開き、シリ
ンダ内の燃料を点火プラグの電極側に引き寄せて燃焼を
安定させると共に燃焼ガスを前記補助触媒を通過させて
前記主触媒の活性化を促進し、高負荷域，高回転数域及
び高温時の主触媒の活性化に伴い前記開閉弁を閉じて前
記補助触媒への排気ガスの通過を阻止するようにしたか
ら、主触媒の不活性時に補助排気通路を開いて、この補
助排気通路に設けられた補助触媒を介して排気通路に流
入し、これにより排気管に設けた主触媒に入る排気ガス
の温度が上昇し、主触蝶の活性化が有効に行なわれ、排
気ガスの浄化が向上すると共に燃焼室での燃焼の安定化
がはかられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの排気浄化装置の断面図である。

【図２】始動時、低負荷及び低回転域時における可動触
媒の作動位置を示す図である。

【図３】高負荷時及び高回転域における可動触媒の作動
位置を示す図である。

【図４】要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

３ シリンダボディ５ 点火プラグ ７ｃ 圧抜き孔 ２４ 排気通路 ２６ 排気管 ２７ 可動触媒部 ２８ チャンバ部 ２９ サイレンサ部３０ 固定触媒（主触媒） ３８ 可動触媒（主触媒） ４３ 制御装置４５ 排気バルブ開度検出手段 ４６ 排気温度検出手段 ４７ エンジン回転数検出手段 ５０ 燃焼安定化装置 ５７ 補助排気通路 ７２ 開閉弁 ７０ 燃焼室７１ 触媒（補助触媒）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気通路に接続した排気管に
   主触媒を備え、前記エンジンの燃焼室と前記触媒との間
   を、前記排気管が接続される排気通路とは別の補助排気
   通路で連通し、この補助排気通路に補助触媒と開閉弁と
   を備え、前記補助排気通路の圧抜き孔を点火プラグの近
   傍に位置させ、且つ排気バルブ開度検出手段とエンジン
   回転数及び排気温度検出手段により低負荷域，低回転数
   域及び低温時の主触媒の不活性の情報から燃焼安定化装
   置を制御して前記開閉弁を開き、シリンダ内の燃料を点
   火プラグの電極側に引き寄せて燃焼を安定させると共に
   燃焼ガスを前記補助触媒を通過させて前記主触媒の活性
   化を促進し、高負荷域，高回転数域及び高温時の主触媒
   の活性化に伴い前記開閉弁を閉じて前記補助触媒への排
   気ガスの通過を阻止するようにしたことを特徴とする２
   サイクルエンジンの排気浄化装置。