JP3159554U - Exhaust gas purification system for internal combustion engine and vehicle equipped with the same - Google Patents
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Abstract
【課題】排出ガスの浄化に必要な二次空気の供給量を増加させ、且つ、エンジン内部にて、よりリッチ側での燃焼を行うことが可能な排出ガス浄化システム、およびそれを備えた車両を提供する。【解決手段】排出ガス浄化システム1は、排気管6、第1触媒8、第2触媒9、および二次空気導入路10を備えている。第1触媒8および第2触媒9は、還元作用または酸化作用により排出ガスを浄化し、排出ガスの流れ方向に互いに間隔を空けて配置されている。二次空気導入路10は、一端が吸気経路に接続され、他端が排気管6における第1触媒8と第2触媒9とが位置する間の部分に接続されている。【選択図】図1An exhaust gas purification system capable of increasing the supply amount of secondary air necessary for purifying exhaust gas and performing combustion on the rich side inside the engine, and a vehicle equipped with the exhaust gas purification system I will provide a. An exhaust gas purification system includes an exhaust pipe, a first catalyst, a second catalyst, and a secondary air introduction path. The first catalyst 8 and the second catalyst 9 purify the exhaust gas by a reduction action or an oxidation action, and are arranged at a distance from each other in the flow direction of the exhaust gas. The secondary air introduction path 10 has one end connected to the intake path and the other end connected to a portion of the exhaust pipe 6 between the first catalyst 8 and the second catalyst 9. [Selection] Figure 1
Description
本考案は内燃機関の排出ガス浄化システムおよびそれを備えた車両に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine and a vehicle including the same.
排出ガス浄化システムに関して、従来から下記特許文献1に記載された排出ガス浄化システムが知られている。下記特許文献1に記載された排出ガス浄化システムは、内燃機関からなるエンジンの排出ガスが排出される排気管の内部に、上流側に配置される第1触媒と下流側に配置される第2触媒とを備えている。前記第1触媒は、排出ガスを還元させる機能を有している。前記第2触媒は、排出ガスを酸化させる機能を有している。前記排出ガス浄化システムは、エンジンでの燃料の燃焼時における混合気(=燃料および空気)を、理論空燃比またはリッチ側(=混合気における空気の比率が理論空燃比より低い方)に調整することで、第1触媒が確実に排出ガス中のNOxを還元することができるとしている。また、前記排出ガス浄化システムは、第2触媒へ二次空気を供給することで、排出ガスのうちCOとTHCとを確実に酸化することができるとしている。これにより、排出ガスを確実に浄化することを特長としている。 Regarding the exhaust gas purification system, an exhaust gas purification system described in Patent Document 1 below has been known. The exhaust gas purification system described in Patent Document 1 below includes a first catalyst disposed on the upstream side and a second catalyst disposed on the downstream side in an exhaust pipe from which exhaust gas of an engine composed of an internal combustion engine is exhausted. And a catalyst. The first catalyst has a function of reducing exhaust gas. The second catalyst has a function of oxidizing exhaust gas. The exhaust gas purification system adjusts the air-fuel mixture (= fuel and air) during combustion of fuel in the engine to the stoichiometric air-fuel ratio or the rich side (= air ratio in the air-fuel mixture is lower than the stoichiometric air-fuel ratio). Thus, the first catalyst can reliably reduce NOx in the exhaust gas. In addition, the exhaust gas purification system can reliably oxidize CO and THC in the exhaust gas by supplying secondary air to the second catalyst. As a result, the exhaust gas is reliably purified.
前記排出ガス浄化システムでは、第2触媒への二次空気の供給量が排出ガスの浄化に必要な量を満たしていない場合は、COとTHCとを確実に酸化させるために混合気のリッチ側での燃焼が規制される、という問題がある。言い換えると、排出ガスの浄化性能を保持し、エンジンにおいてリッチ側での燃焼に規制を受けないようにするためには、常に排出ガスの浄化に必要な二次空気量を供給させることが要求される。つまり、第1触媒にて還元作用による排出ガスの浄化を行った後、第2触媒への二次空気の供給量が排出ガスの浄化に必要な量を満たしていない場合、確実に排出ガスを浄化させるためにはリッチ側での燃焼が抑制され、理論空燃比に近い範囲での混合気の燃焼が求められる。その結果、エンジンはセッティング範囲が狭められ、自由度のない仕様になってしまう、という問題がある。 In the exhaust gas purification system, when the amount of secondary air supplied to the second catalyst does not satisfy the amount necessary for exhaust gas purification, the rich side of the air-fuel mixture is used to reliably oxidize CO and THC. There is a problem that the combustion in is regulated. In other words, in order to maintain the exhaust gas purification performance and prevent the engine from being restricted by the combustion on the rich side, it is always required to supply the secondary air amount necessary for exhaust gas purification. The That is, after the exhaust gas is purified by the reducing action in the first catalyst, if the amount of secondary air supplied to the second catalyst does not satisfy the amount necessary for purifying the exhaust gas, the exhaust gas is surely discharged. In order to purify, combustion on the rich side is suppressed, and combustion of the air-fuel mixture in a range close to the theoretical air-fuel ratio is required. As a result, there is a problem that the setting range of the engine is narrowed and the specification is not flexible.
本考案は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排出ガスの浄化に必要な二次空気の供給量を増加させ、且つ、エンジン内部にて、よりリッチ側での燃焼を行うことが可能な排出ガス浄化システム、およびそれを備えた車両を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to increase the supply amount of secondary air necessary for purifying exhaust gas, and to increase the richness inside the engine. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification system capable of performing combustion of the above, and a vehicle equipped with the same.
本考案における排出ガス浄化システムは、吸気経路から空気を吸入し且つ燃料を燃焼させることによって駆動力を発生させるエンジンに対して設けられ、前記エンジンから排出される排出ガスを浄化させる。前記排出ガス浄化システムは、前記エンジンから排出される排出ガスが流れる排気管と、前記排気管の内部において流れ方向に互いに間隔を空けて配置され、前記排出ガスを還元作用または酸化作用により浄化する第1および第2の触媒と、一端が前記吸気経路に接続され、他端が前記排気管における前記第1の触媒と前記第2の触媒とが位置する間の部分に接続され、前記吸気経路から前記排気管に空気を導入する複数の二次空気導入路と、を備えている。 The exhaust gas purification system according to the present invention is provided for an engine that generates driving force by sucking air from an intake passage and burning fuel, and purifies exhaust gas discharged from the engine. The exhaust gas purification system is disposed in an exhaust pipe through which exhaust gas exhausted from the engine flows and spaced from each other in the flow direction inside the exhaust pipe, and purifies the exhaust gas by a reducing action or an oxidizing action. One end of the first and second catalysts is connected to the intake path, and the other end is connected to a portion of the exhaust pipe between the first catalyst and the second catalyst, and the intake path A plurality of secondary air introduction passages for introducing air into the exhaust pipe.
本考案によれば、第1の触媒と第2の触媒とが流れ方向において互いに間隔を空けて配置されている。第1の触媒は、燃料の燃焼時における混合気がリッチ側に調整されている場合、理論空燃比にて燃料を燃焼している場合に比べ、確実に排出ガス中のNOxを還元することができる。また、二次空気導入路は、複数備えられている。複数の二次空気導入路は、一端側が吸気経路に接続され、他端側が排気管に接続される。また、複数の二次空気導入路は、排気管の第1の触媒と第2の触媒との間の部分に接続される。このような構成とすることで、排出ガス浄化システムは、二次空気導入路が一つである場合に比べ、排気管の内部へ排出ガスの浄化に必要な二次空気の量を多く供給することができる。そのため、排出ガス浄化システムは、燃料の燃焼時における混合気がリッチ側である場合も、確実に排出ガスを浄化することができる。 According to the present invention, the first catalyst and the second catalyst are spaced apart from each other in the flow direction. The first catalyst can reduce NOx in the exhaust gas more reliably when the fuel-air mixture is adjusted to the rich side than when the fuel is burned at the stoichiometric air-fuel ratio. it can. Further, a plurality of secondary air introduction paths are provided. One end side of the plurality of secondary air introduction paths is connected to the intake path, and the other end side is connected to the exhaust pipe. The plurality of secondary air introduction paths are connected to a portion of the exhaust pipe between the first catalyst and the second catalyst. By adopting such a configuration, the exhaust gas purification system supplies a larger amount of secondary air necessary for purification of exhaust gas to the inside of the exhaust pipe than in the case where there is one secondary air introduction path. be able to. Therefore, the exhaust gas purification system can reliably purify the exhaust gas even when the air-fuel mixture at the time of fuel combustion is on the rich side.
したがって、排出ガスの浄化に必要な二次空気の供給量を増加させ、且つ、エンジン内部にて、よりリッチ側での燃焼を行うことが可能な排出ガス浄化システム、およびそれを備えた車両を提供することができる。 Therefore, an exhaust gas purification system capable of increasing the supply amount of secondary air necessary for purifying exhaust gas and performing combustion on the rich side inside the engine, and a vehicle equipped with the exhaust gas purification system Can be provided.
《実施形態1》
本実施形態に係る排出ガス浄化システム1について、以下に図を用いて詳しく説明する。図1は、本実施形態に係る排出ガス浄化システム1の模式構成図である。排出ガス浄化システム1は、エンジン2、燃料供給装置3、エアクリーナ4、リードバルブ51、リードバルブ52、排気管6、触媒8,9、およびサイレンサ7、二次空気導入路10を含んで構成されている。
Embodiment 1
The exhaust gas purification system 1 according to the present embodiment will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification system 1 according to the present embodiment. The exhaust gas purification system 1 includes an
〈エンジン〉
本実施形態に係るエンジン2は、内燃機関からなるガソリンエンジンである。エンジン2は、ガソリンを基とする混合気を取り入れ、内部にて混合気を燃焼させ、駆動力を発生させる。ただし、エンジン2は、ガソリンエンジンと電気モータを組み合わせたハイブリッドエンジンであっても良い。また、エンジン2の型式および気筒数は、限定されない。
<engine>
The
〈燃料供給装置〉
燃料供給装置3は、エンジン2へ燃料を送り込む装置である。燃料供給装置3は、燃料タンク20より燃料Fを取り込み、エンジン2へ燃料Fを供給する。排出ガス浄化システム1の外部より取り入れた空気と燃料Fとは、エンジン2において適切な燃焼が行われるように所定の比率にて混合される。
<Fuel supply device>
The
混合気は、気化器(図示せず)によって霧状に作り出されるものであっても良い。また、混合気は、フューエル・インジェクション(図示せず)によって、燃料Fがエンジン2の内部の吸気通路(図示せず)に電子制御にて噴射され、作り出される形態であっても良い。また、本実施形態において、燃料Fはガソリンである。
The air-fuel mixture may be produced in the form of a mist by a vaporizer (not shown). The air-fuel mixture may be produced by fuel injection (not shown) and fuel F injected into an intake passage (not shown) inside the
〈エアクリーナ〉
エアクリーナ4は、燃料Fの燃焼に必要な空気(酸素)を排出ガス浄化システム1の外気より取り入れ、外気に含まれる粉塵等を濾過する装置である。また、エアクリーナ4は、後述するように、エンジン2にて発生する排出ガスを浄化する際に必要な二次空気を取り入れている。ただし、排出ガス浄化システム1において、二次空気を取り入れる装置はエアクリーナ4に限定されない。排出ガスを浄化する際に必要な二次空気は、別の供給経路から取り入れられても良い。例えば、吸気経路内に二次空気を強制的に送り込む空気ポンプが設けられていても良い。エアクリーナ4にて取り入れられた空気は、吸気通路3aを通って燃料供給装置3に流入する。また、エアクリーナ4にて取り入れられた空気は、二次空気導入路10を通って排気管6に流入する。
<Air cleaner>
The air cleaner 4 is a device that takes in air (oxygen) necessary for the combustion of the fuel F from the outside air of the exhaust gas purification system 1 and filters dust and the like contained in the outside air. Further, as will be described later, the air cleaner 4 takes in secondary air necessary for purifying exhaust gas generated in the
〈排気管〉
一方、エンジン2にて燃焼された混合気の排出ガスは、排気管6を通って排出ガス浄化システム1の外部へと排出される。排出ガスが排出される流れの方向は、エンジン2の側が上流側であり、第1触媒8および第2触媒9の側が下流側である。排気管6の一部は、筒状のサイレンサ7で覆われている。サイレンサ7は、排出ガス浄化システム1において発生する爆発音を吸収し、音を静かにする役割を持っている。図1において、排気管6の管内は、一律な形状となっている。しかし、排気管6は、管内の断面積が異なっていても良い。また、排気管6とエンジン2との接合する箇所は、複数であっても良い。
<Exhaust pipe>
On the other hand, the exhaust gas of the air-fuel mixture combusted by the
〈触媒〉
本実施形態において、排気管6の内部には、複数の触媒が備えられている。この複数の触媒により、エンジン2において発生する排出ガスは、大気を汚染しないような物質へと浄化される。具体的に、エンジン2において発生する排出ガスには、一酸化炭素(CO)、炭化水素(THC)、および窒素酸化物(NOx)が含まれる。複数の触媒のうち、第1触媒8は、第2触媒9よりも排気管6の上流側に備えられている。図1において、第1触媒8および第2触媒9は、サイレンサ7の内部に備えられている。
<catalyst>
In the present embodiment, a plurality of catalysts are provided inside the
以下の実施形態において、第1触媒8は、前記排出ガスを主に還元作用により浄化する。また、第2触媒9は、前記排出ガスを主に酸化作用により浄化する。
In the following embodiments, the
〈二次空気導入路〉
エアクリーナ4にて取り入れられた空気は、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとの二つの二次空気導入路10によって、排気管6に導かれる。排気管6に導かれる空気を利用することによって、第1触媒8と第2触媒9とは、排気管6を流れる排気ガス等を浄化する。二次空気導入管10aの接合口10a3および二次空気導入管10bの接合口10b3とは、排気管6の排出ガスの流れ方向において、異なる位置に接合している。図1において、二次空気導入管10aは、二次空気導入管10bよりも上流側で排気管6と接合している。また、二次空気導入管10bは、二次空気導入管10aよりも下流側で排気管6と接合している。また、第1ホース10a1は、エアクリーナ4とリードバルブ51との間に設けられている。第2ホース10a2は、リードバルブ52と排気管6との間に設けられている。また、第1ホース10b1は、エアクリーナ4とリードバルブ52との間に設けられている。第2ホース10b2は、リードバルブ52と排気管6との間に設けられている。
<Secondary air introduction path>
The air taken in by the air cleaner 4 is guided to the
以下の実施形態において、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとは、チューブの長さが同一でも良いし、チューブの長さが異なっていても良い。また、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとのチューブ外郭、つまりチューブの断面形状は、それぞれ同一でも良いし、異なっていても良い。また、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとのチューブ外郭の大きさ、つまりチューブの断面積は、それぞれ同一でも良いし、異なっていても良い。さらに、二次空気導入管10aのチューブ外郭は、エアクリーナ4と排気管6との間の管路において、一定の大きさでなくても良い。同様に、二次空気導入管10bのチューブ外郭は、エアクリーナ4と排気管6との間の管路において、一定の大きさでなくても良い。
In the following embodiments, the secondary
一方、以下の実施形態において、接合口10a3と第1触媒8の流れ方向における下端側との排気管6の長さ方向における間隔をL1とする。また、接合口10b3と第2触媒9の流れ方向における上端側との排気管6の長さ方向における間隔をL2とする。このとき、L1とL2との大きさの関係は、常にL1<L2である。
On the other hand, in the following embodiment, the distance in the length direction of the
〈リードバルブ〉
前記のとおり、エアクリーナ4にて取り入れられた空気は、二次空気導入管10aおよび二次空気導入管10bによって排気管6へ導かれる。このとき、排気管6への二次空気の流入方向は、リードバルブ51およびリードバルブ52によって片側方向のみに規制されている。二次空気の流入方向は、エアクリーナ4から排気管6への流れのみである。言い換えると、リードバルブ51およびリードバルブ52は、それぞれバルブ51a、バルブ52aの開閉により、二次空気のエアクリーナ4から排気管6への流れは許容し、排気管6からエアクリーナ4へのガスの流入は阻止するように構成されている。具体的には、エンジン2の吸気バルブおよび排気バルブの開閉による排気脈動により、排気管6には負圧が発生する。この際、リードバルブ51、リードバルブ52は、それぞれバルブ51a、バルブ52aを開き、エアクリーナ4の内部の空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、排気管6へ流れる。排気管6の内部が正圧であるときは、リードバルブ51およびリードバルブ52は、それぞれバルブ51aおよびバルブ52aを閉じている。これにより、リードバルブ51,52は、排気管6の内部のガスが排気管6からエアクリーナ4へ流入しないように阻止している。なお、図1において、バルブ51a、バルブ52aは、開かれた状態を示している。
<Reed valve>
As described above, the air taken in by the air cleaner 4 is guided to the
以下の実施形態において、リードバルブ51、リードバルブ52のリードバルブ外側のケースの形状は、図示はしていないが、二次空気の入口側の内径が出口側の内径より小さくなっている。なお、前記入口側とは、二次空気導入路10において、二次空気導入管10aを例にすると、リードバルブ51に対して、第1ホース10a1の側が入口側である。同様に、リードバルブ51に対して、第2ホース10a2の側が出口側である。以下の説明において、バルブと記載するものは、以下の実施形態におけるバルブ51aおよびバルブ52aを表すものとする。また、リードバルブと記載するものは、リードバルブ51、リードバルブ52、および後述するリードバルブ50を表す。
In the following embodiments, the shape of the case outside the reed valve of the
リードバルブの外側のケースの形状が、ケースの入口側と出口側とで内径が異なっていることで、以下の効果が得られる。リードバルブは、二次空気導入路10の内部に発生する正圧と負圧との脈動により、バルブが開閉する。エンジン2の回転数が高くなると、バルブの開閉と二次空気導入路10の内部の圧力脈動との位相差が大きくなる。つまり、二次空気導入路10の内部の正圧と負圧とが入れ替わる時間に対し、バルブの開け閉めの作動の時間が長くなる。そのため、バルブの開閉と二次空気導入路10の内部の圧力脈動との位相差が大きくなると、二次空気導入路10の内部が正圧のときに、まだバルブが開いている時間が長くなる。このとき、排気管6へ流れるべき二次空気は、バルブの出口側から入口側へ押し戻されてしまう。この押し戻されてしまう二次空気を減らすことで、リードバルブは、多くの二次空気を排気管6へ送ることができる。原理としては、バルブにおいて、入口側の内径が出口側の内径に比べて小さいことで、正圧により押し戻されてくる二次空気が戻されにくくなっている。これは、前述したように、エンジン2の回転数が高くなり、バルブの開閉と二次空気導入路10の内部の圧力脈動との位相差が大きくなり、二次空気導入路10の内部が正圧のときで、バルブが開いている時間が長い場合に効果的である。一方、逆にエンジン2の回転数が低い領域について二次空気の導入量を増加させる場合は、バルブの入口側の内径を大径化することが有効である。
Since the inner diameter of the case outside the reed valve is different between the inlet side and the outlet side of the case, the following effects can be obtained. The reed valve opens and closes due to the pulsation of positive pressure and negative pressure generated in the secondary
以下に、二次空気の導入量と排出ガスの排出量とエンジン2および触媒の空燃比との関係について説明する。
Below, the relationship between the amount of secondary air introduced, the amount of exhaust gas discharged, and the air-fuel ratio of the
図8は、従来の排出ガス浄化システム等における排出ガス特性を示している。図8の説明において、本実施形態の構成要素と一致するものについては、同符号を付している。縦軸は、第2触媒9の後方での排出ガスの排出量を示す。また、上段の横軸は、エンジン2における空燃比を示す。下段の横軸は、第2触媒9の後方における空燃比を示す。前記後方という記載は、排出ガスの排気管6での流れ方向から見る後方である。図8に示すように、NOxは、第2触媒9の後方にて理論空燃比よりリッチ(=理論空燃比よりも空気の比率が低い)状態が作り出される場合に、必ず排出量が減少する。一方、COおよびTHCは、エンジン2での燃料Fの燃焼において、理論空燃比よりもリッチ側である場合は、排出量が増加する傾向にある。
FIG. 8 shows exhaust gas characteristics in a conventional exhaust gas purification system or the like. In the description of FIG. 8, the same reference numerals are given to the same elements as those in the present embodiment. The vertical axis represents the exhaust gas emission amount behind the
前記のとおり、COおよびTHCは、第2触媒9の後方にて理論空燃比よりリッチ状態が作り出される場合に、必ず排出量が増加する。つまり、第2触媒9の機能を十分に発揮するためには、多量の二次空気が必要である。
As described above, when CO and THC are richer than the stoichiometric air-fuel ratio behind the
図8に示す上段の横軸の理論空燃比と下段の横軸の理論空燃比との範囲Aを適合範囲と称する。適合範囲Aは、クリーンな排出ガスを達成することのできるエンジン2のセッティング範囲である。エンジン2が、高いセッティングの自由度を持つためには、適合範囲Aを拡大させることが必要である。逆にいうと、適合範囲Aが拡大されることで、エンジン2はセッティングの自由度を高めることができる。セッティングの自由度とは、エンジン2において、理論空燃比よりリッチ側で燃料Fを燃焼する場合でも、排出ガスの浄化が確実に行われる状態の範囲である。前記範囲を広くすることで、エンジン2は自由度の高いセッティングを有することができる。第2触媒9と排出ガスとが反応する状態において二次空気の導入量を増加させる場合、図8に示す下段の横軸の理論空燃比は、図の左側に移動する。つまり、二次空気の導入量を増加させることで適合範囲Aが拡大される。
A range A between the theoretical air-fuel ratio of the upper horizontal axis and the theoretical air-fuel ratio of the lower horizontal axis shown in FIG. The conforming range A is a setting range of the
二次空気の導入量を増加させた場合の排出ガス特性は、図9に示すとおりである。図9は、適合範囲A´が、適合範囲Aよりも下段の横軸において左側に拡大されている。また、図9に示すCOおよびTHCの排出量は、理論空燃比よりもリッチ側である場合、図8と同様に排出量が増加する傾向にある。しかし、二次空気の導入量が増加している図9の状態では、COおよびTHCの増加の割合(図9での傾き)は、図8に比べて抑えられている。 FIG. 9 shows the exhaust gas characteristics when the amount of secondary air introduced is increased. In FIG. 9, the matching range A ′ is enlarged to the left on the horizontal axis below the matching range A. Further, when the CO and THC emissions shown in FIG. 9 are richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the emissions tend to increase as in FIG. However, in the state of FIG. 9 where the amount of secondary air introduced is increasing, the rate of increase in CO and THC (the slope in FIG. 9) is suppressed as compared to FIG.
また、図8および図9において、適合範囲A,A´にあるNOxの排出量の頂点を縦軸にてCとして示す。この頂点Cは、エンジン2と第1触媒8および第2触媒9とから影響を受ける値であり、二次空気の導入量には、影響しない。そのため、図8と図9において、頂点Cの値は等しいものとする。
8 and 9, the vertex of the NOx emission amount in the matching ranges A and A ′ is shown as C on the vertical axis. This vertex C is a value affected by the
(作用および効果)
本実施形態において、二次空気導入路10は、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとを備えている。これにより、二次空気導入路が一つである場合に比べ、二次空気の導入量を増加させることができる。二次空気の導入量を増加させることで、エンジン2において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。つまり、排出ガス浄化システム1は、エンジン2において、リッチ側での燃焼に対し、より自由度の高い設定とすることが可能である。
(Function and effect)
In the present embodiment, the secondary
また、本実施形態において、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとは、排気管6との接合部がそれぞれ異なっている。つまり、二次空気導入管10aと排気管6との接合部は接合口10a3である。また、二次空気導入管10bと排気管6との接合部は接合口10b3である。そのため、二次空気導入路10は、接合口10a3および接合口10b3において、その位置に応じた二次空気の導入量と導入タイミングを得ることができる。これにより、排出ガス浄化システム1は、二次空気の導入を精度良く行うことができる。したがって、エンジン2において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。つまり、排出ガス浄化システム1は、エンジン2において、リッチ側での燃焼に対し、より自由度の高い設定とすることが可能である。
Moreover, in this embodiment, the junction part with the
本実施形態において、二次空気導入管10aの接合口10a3と、二次空気導入管10bの接合口10b3とは、排気管6において異なる位置に設けられる。また、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとは、それぞれ管の断面形状および断面積を異なったものにすることができる。そのため、二次空気導入路10は、接合口10a3および接合口10b3において、その位置に応じた二次空気の導入量と導入タイミングを得ることができる。これにより、排出ガス浄化システム1は、二次空気の導入を精度良く行うことができる。したがって、エンジン2において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。つまり、排出ガス浄化システム1は、エンジン2において、リッチ側での燃焼に対し、より自由度の高い設定とすることが可能である。
In the present embodiment, the joint 10a3 of the secondary
また、二次空気導入管10aは、第1触媒8の近傍に設けられている。具体的には、接合口10a3と第1触媒8の流れ方向における下端側との排気管6の長さ方向における間隔L1と、接合口10b3と第2触媒9の流れ方向における上端側との排気管6の長さ方向における間隔L2との大きさの関係について、常にL1<L2が成立している。このように、L1が比較的短い間隔であれば、第1触媒8について、還元作用に加え、第1触媒8の一部に酸化作用によって排出ガスを浄化させる機能を備えることができる。この場合、第1触媒8は、排気管6の内部の圧力脈動による排出ガスの逆流分を有効利用することができる。つまり、排気管6での排出ガスの流れは常に一定方向ではなく、排気管6の内部の脈動によって、排気管6にて排出ガスが逆流する場面がある。このとき、第1触媒8が酸化反応に起因する機能を有している場合、排出ガスは、第1触媒8においてCOおよびTHCを酸化作用により浄化することができる。そのため、排出ガス浄化システム1は、第1触媒8による排出ガスの浄化をより期待することができる。
The secondary
また、二次空気導入路10には、リードバルブ51、リードバルブ52が設けられている。リードバルブ51とリードバルブ52とは、排気管6における排気脈動を利用し、エアクリーナ4から排気管6への流れ方向のみに二次空気の流れを許容するように構成されている。そのため、排出ガス浄化システム1は、二次空気の導入を精度良く行うことができる。したがって、エンジン2において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。つまり、排出ガス浄化システム1は、エンジン2において、リッチ側での燃焼に対し、より自由度の高い設定とすることが可能である。
The secondary
本実施形態において、排出ガス浄化システム1は、上述の作用により、エンジン2において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。よって、排出ガス浄化システム1を備える車両は、エンジン2の高回転での運転時においても、排出ガスの浄化が比較的精度良く行われる車両である。
In the present embodiment, the exhaust gas purification system 1 can reliably purify the exhaust gas by the above-described operation even when the
また、排出ガス浄化システム1は、自動二輪車に用いることができる。自動二輪車は、アクセルの操作が煩雑であり、エンジン2において、よりリッチ側での燃焼が要求される。本実施形態に係る排出ガス浄化システム1は、エンジン2において理論空燃比よりもリッチ側で燃焼する場合でも、確実に排出ガスを浄化することができる。よって、排出ガス浄化システム1を備える自動二輪車は、エンジン2の高回転での運転時においても、排出ガスの浄化を比較的精度良く行うことのできる自動二輪車である。
Further, the exhaust gas purification system 1 can be used for a motorcycle. In the motorcycle, the accelerator operation is complicated, and the
《変形例1》
前記実施形態において、二次空気導入管10aの接合口10a3と二次空気導入管10bの接合口10b3とは、排気管6での排出ガスの流れ方向において異なる位置に接合されている。しかし、二次空気導入管10aの接合口10a3と二次空気導入管10bの接合口10b3とは、排気管6での排出ガスの流れ方向において、同じ位置に接合されていても良い。図2は、変形例1に係る排出ガス浄化システム1の模式構成図である。図2と図1との同一符号は共通の構成要素を表しており、それらの説明は省略する。
<< Modification 1 >>
In the embodiment, the joint 10a3 of the secondary
〈二次空気導入路〉
エアクリーナ4にて取り入れられた空気は、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとの二つの二次空気導入路10によって、排気管6に導かれる。排気管6に導かれる空気を利用することによって、第1触媒8と第2触媒9とは、排気管6を流れる排気ガス等を浄化する。二次空気導入管10aの接合口10a3および二次空気導入管10bの接合口10b3とは、排気管6の排出ガスの流れ方向において、互いに向かい合う形でほぼ同位置に設けられている。この場合、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとは、排気管6において、必ずしも真正面に向かい合う必要はない。例えば、排気管6が円形の断面を持った形状である場合、接合口10a3と接合口10b3とは、排気管6の任意の断面において、円周上180度を隔てた位置でなくても良い。この場合、排気管6の任意の断面において、円周上での互いの配置位置の角度間隔は、特に限定されない。図2に示すように、第1ホース10a1は、エアクリーナ4とリードバルブ51との間に設けられている。第2ホース10a2は、リードバルブ52と排気管6との間に設けられている。また、第1ホース10b1は、エアクリーナ4とリードバルブ52との間に設けられている。第2ホース10b2は、リードバルブ52と排気管6との間に設けられている。
<Secondary air introduction path>
The air taken in by the air cleaner 4 is guided to the
接合口10a3と接合口10b3とは、変形例1のように、排気管6の排出ガスの流れ方向において、互いに向かい合う形で同位置に接合させることができる。この場合、排気管6の排出ガスの流れ方向において異なる位置に接合口10a3と接合口10b3とが設けられている場合に比べ、二次空気導入路10がサイレンサ7の構造と干渉する量を低減させることができる。また、この場合は、二次空気導入路10に係るサイレンサ7の内部のレイアウト設計を容易にすることができる。
The joint port 10a3 and the joint port 10b3 can be joined at the same position so as to face each other in the flow direction of the exhaust gas in the
《変形例2》
実施形態1および変形例1において、第1触媒8および第2触媒9は、サイレンサ7の内部に設けられている。しかし、第1触媒8と第2触媒9とのいずれか一方は、サイレンサ7の外部に設けられていても良い。図3は、変形例2に係る排出ガス浄化システム1の模式構成図である。
<<
In the first embodiment and the first modification, the
〈触媒〉
図3に示すように、第1触媒8は、サイレンサ7の外部に備えられている。第2触媒9は、サイレンサ7の内部に備えられている。第1触媒8は、第2触媒9よりも排気管6の上流側に備えられている。
<catalyst>
As shown in FIG. 3, the
上述したように、サイレンサ7は、排出ガス浄化システム1において発生する爆発音を吸収し、音を静かにする役割を持っている。また、変形例2に示すとおり、第1触媒8は、サイレンサ7の外部に備えることができる。第2触媒9は、サイレンサ7の内部に備えられている。この場合、サイレンサ7の内部の構造を二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとの2本の二次空気導入路10がサイレンサ7の内部で排気管6と接合している場合に比べ、サイレンサ7と二次空気導入路10との干渉が低減される。また、図示していないが、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとの両方の二次空気導入路10がサイレンサ7の外部で排気管6と接合する場合、サイレンサ7と二次空気導入路10との干渉は、さらに低減される。
As described above, the silencer 7 has a role of absorbing explosive sound generated in the exhaust gas purification system 1 and quieting the sound. Further, as shown in
《実施形態2》
前記実施形態1において、エアクリーナ4は、エンジン2での燃料Fの燃焼に係る吸気と、二次空気導入路10とに共用されている。以下、本実施形態において、エアクリーナ4は、エアクリーナ4aとサブエアクリーナ4bとが、または、メインエアクリーナ4cとサブエアクリーナ4bとが用いられる。以下の実施形態において、単にエアクリーナと称呼する場合は、エアクリーナ4aとサブエアクリーナ4bとを、または、メインエアクリーナ4cとサブエアクリーナ4bとを併せたものをいう。本実施形態において、実施形態1と共通の構成要素は同一符号にて表し、説明を省略する。
<<
In the first embodiment, the air cleaner 4 is shared by the intake air related to the combustion of the fuel F in the
〈エアクリーナ〉
図4に示すように、エアクリーナは、エアクリーナ4aとサブエアクリーナ4bとで構成されている。エアクリーナ4aは、エンジン2での燃料Fの燃焼時に必要な空気の吸気を行い、かつ、二次空気導入路10に用いられる空気の吸気を行う。また、サブエアクリーナ4bは、二次空気導入路10に用いられる空気の吸気を行う。エアクリーナ4aにて取り入れられた空気は、吸気通路3aを通って燃料供給装置3に流入する。また、エアクリーナ4aにて取り入れられた空気は、二次空気導入路10を通って排気管6へ流入する。サブエアクリーナ4bにて取り入れられた空気は、二次空気導入路10を通って排気管6へ流入する。
<Air cleaner>
As shown in FIG. 4, the air cleaner includes an air cleaner 4a and a
〈触媒〉
図4においては、第1触媒8および第2触媒9は、サイレンサ7の内部に備えられている。しかし、前記変形例2と同様に、第1触媒8と第2触媒9とのいずれか一方は、サイレンサ7の外部に設けられていても良い。
<catalyst>
In FIG. 4, the
〈二次空気導入路〉
図4に示すように、二次空気導入管10aの接合口10a3および二次空気導入管10bの接合口10b3とは、排気管6の排出ガスの流れ方向において、異なる位置に接合している。ただし、本実施形態において、接合口10a3と接合口10b3とは、前記変形例1に示すように、排気管6での排出ガスの流れ方向において、同じ位置に接合されていても良い。また、二次空気導入管10aと二次空気導入管10bとは、それぞれリードバルブ51、リードバルブ52を隔て、第1ホース10a1,10b1と第2ホース10a2,10b2とに分かれた部分で構成されている。第1ホース10a1は、サブエアクリーナ4bとリードバルブ51との間に設けられている。第2ホース10a2は、リードバルブ51と排気管6との間に設けられている。また、第1ホース10b1は、エアクリーナ4aとリードバルブ52との間に設けられている。第2ホース10b2は、リードバルブ52と排気管6との間に設けられている。ただし、二次空気導入管10aは、エアクリーナ4aと接合していても良く、二次空気導入管10bは、サブエアクリーナ4bと接合していても良い。
<Secondary air introduction path>
As shown in FIG. 4, the joint port 10a3 of the secondary
《変形例3》
前記実施形態2において、エアクリーナは、エアクリーナ4aとサブエアクリーナ4bとを備えている。エアクリーナ4aは、エンジン2での燃料Fの燃焼時に必要な空気の吸気を行い、かつ、二次空気導入路10に用いられる空気の吸気を行う。また、サブエアクリーナ4bは、二次空気導入路10に用いられる空気の吸気を行う。しかし、エアクリーナは、エアクリーナ4aとサブエアクリーナ4bとの形態に限定されない。変形例3では、エアクリーナは、メインエアクリーナ4cとサブエアクリーナ4bとを備えている。
<<
In the second embodiment, the air cleaner includes an air cleaner 4a and a
〈エアクリーナ〉
図5は、変形例3における排出ガス浄化システム1の模式構成図である。メインエアクリーナ4cは、エンジン2での燃料Fの燃焼時に必要な空気の吸気を行うエアクリーナである。そのため、メインエアクリーナ4cにて取り入れられた空気は、吸気通路3aを通って燃料供給装置3に流入する。サブエアクリーナ4bは、二次空気導入路10に用いられる専用のエアクリーナである。そのため、サブエアクリーナ4bにて取り入れられた空気は、二次空気導入路10を通って排気管6へ流入する。
<Air cleaner>
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the exhaust gas purification system 1 in
〈二次空気導入路〉
変形例3において、第1ホース10a1,10b1は、それぞれサブエアクリーナ4bとリードバルブ51,52との間に設けられている。第2ホース10a2,10b2は、それぞれリードバルブ51,52と排気管6との間に設けられている。
<Secondary air introduction path>
In the third modification, the first hoses 10a1 and 10b1 are provided between the
本実施形態において、エアクリーナは、エアクリーナ4aおよびサブエアクリーナ4bと、メインエアクリーナ4cおよびサブエアクリーナ4bと、いずれかの形態によって構成されている。前記実施形態1の場合と異なり、二次空気導入に専用のエアクリーナとして、サブエアクリーナ4bが備えられている。二次空気導入用にサブエアクリーナ4bが備えられているため、サブエアクリーナ4bの配置位置によって、サブエアクリーナ4bから排気管6までの経路が自由に設定される。二次空気導入の精度は、サブエアクリーナ4bから排気管6までの経路を自由に設定することによって高められる。二次空気導入の精度は、二次空気導入量と導入のタイミングに依存する。つまり、サブエアクリーナ4bを備えることにより、排出ガスの浄化に必要な二次空気の導入量と導入タイミングとを自由に設定することが可能である。
In the present embodiment, the air cleaner is configured in any form of an air cleaner 4a and a
《実施形態3》
実施形態1および実施形態2において、二次空気導入路10には、リードバルブ51およびリードバルブ52の二つのリードバルブが備えられている。しかし、リードバルブは、実施形態1および実施形態2のように、二次空気導入路10において、複数の導入管(二次空気導入管10aおよび二次空気導入管10b)ごとに備えられていなくても良く、以下のように複数の導入管を一体式に接合する形態であっても良い。
<<
In the first and second embodiments, the secondary
〈エアクリーナ〉
図6に示すエアクリーナは、メインエアクリーナ4cとサブエアクリーナ4bとによって構成されている。ただし、本実施形態において、エアクリーナは、実施形態1と同様に、エアクリーナ4として、一体式のエアクリーナであっても良い。
<Air cleaner>
The air cleaner shown in FIG. 6 includes a
〈触媒〉
第1触媒8および第2触媒9は、サイレンサ7の内部に備えられている。しかし、本実施形態において、第1触媒8と第2触媒9とのいずれか一方は、変形例2と同様に、サイレンサ7の外部に設けられていても良い。
<catalyst>
The
〈二次空気導入路〉
図6に示すように、二次空気導入管10aの接合口10a3および二次空気導入管10bの接合口10b3とは、排気管6の排出ガスの流れ方向において、異なる位置に設けられている。ただし、本実施形態において、接合口10a3と接合口10b3とは、変形例1に示すように、排気管6での排出ガスの流れ方向において、同じ位置に設けられていても良い。
<Secondary air introduction path>
As shown in FIG. 6, the joint 10 a 3 of the secondary
〈リードバルブ〉
図6に示すように、リードバルブ50は、第1ホース101と第2ホース10a2および第2ホース10b2とを接合している。リードバルブ50は、二次空気の流れ方向から見て、上流側である入口側に一つの口を有し、下流側である出口側には二次空気導入路10の本数に応じた数の口を有している。
<Reed valve>
As shown in FIG. 6, the
リードバルブ50は、台座50aを有している。リードバルブ50は、第1ホース101とは図7の紙面裏側で接合している。また、リードバルブ50は、第2ホース10a2および第2ホース10b2とは図7の紙面表側で接合している。リードバルブ50は、台座50aの中央に隔壁50bを有している。隔壁50bによって、バルブ窓51bとバルブ窓52bとが、台座50aの左右に隔てられている。ねじ80によって、ストッパーAとバルブ51aとがともに台座50aに取り付けられる。また、ねじ80によって、ストッパーBとバルブ52aとがともに台座50aに取り付けられる。ストッパーAおよびストッパーBは、その形状によって二次空気の流入特性を左右する部品である。そのため、ストッパーAとストッパーBとの形状は、それぞれ異なる場合がある。また、バルブ51aおよびバルブ52aも同様に、その材質等によって二次空気の流入特性に寄与している。そのため、バルブ51aとバルブ52aとは、厚さや材質等がそれぞれ異なる場合がある。
The
二次空気の流入方向は、エアクリーナ4から排気管6への流れのみである。リードバルブ50は、バルブ51aまたはバルブ52aの開閉により、二次空気を図7の紙面裏面から紙面表面への方向に流し、紙面表面から紙面裏面への流れは阻止するように構成されている。
The inflow direction of the secondary air is only the flow from the air cleaner 4 to the
本実施形態において、エアクリーナで吸入する空気のうち、二次空気はリードバルブ50によって、排気管6へ送られる。二次空気は、エンジン2にて発生する排出ガスを浄化する際に必要な空気である。エアクリーナで吸入する空気は、エンジン2において燃料Fの燃焼時にも利用される。リードバルブ50により、実施形態1および実施形態2のようにリードバルブ51およびリードバルブ52を備える場合と異なり、排出ガス浄化システム1において部品点数を削減することができる。さらに、部品点数の削減により、リードバルブ50は、排出ガス浄化システム1において配置位置が1箇所に限定される。
In the present embodiment, secondary air out of the air sucked by the air cleaner is sent to the
1 排出ガス浄化システム
2 エンジン
3 燃料供給装置
3a 吸気通路
4 エアクリーナ
4a エアクリーナ
4b サブエアクリーナ
4c メインエアクリーナ
6 排気管
7 サイレンサ
8 第1触媒
9 第2触媒
10 二次空気導入路
10a 二次空気導入管(二次空気導入路)
10a1 第1ホース
10a2 第2ホース
10a3 接合口
10b 二次空気導入管(二次空気導入路)
10b1 第1ホース
10b2 第2ホース
10b3 接合口
20 燃料タンク
50 リードバルブ
51 リードバルブ
51a バルブ
51b バルブ窓(二次空気導入口)
52 リードバルブ
52a バルブ
52b バルブ窓(二次空気導入口)
101 第1ホース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust
10a1 1st hose 10a2 2nd
10b1 First hose 10b2 Second hose 10b3
52
101 First hose
Claims (11)
前記エンジンから排出される排出ガスが流れる排気管と、
前記排気管の内部において流れ方向に互いに間隔を空けて配置され、前記排出ガスを還元作用または酸化作用により浄化する第1および第2の触媒と、
一端が前記吸気経路に接続され、他端が前記排気管における前記第1の触媒と前記第2の触媒とが位置する間の部分に接続され、前記吸気経路から前記排気管に空気を導入する複数の二次空気導入路と、
を備えた排出ガス浄化システム。 An exhaust gas purification system that is provided for an engine that generates driving force by sucking air from an intake path and burning fuel, and purifies exhaust gas exhausted from the engine,
An exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the engine flows;
A first catalyst and a second catalyst disposed in the exhaust pipe at intervals in the flow direction, and purifying the exhaust gas by a reducing action or an oxidizing action;
One end is connected to the intake passage, the other end is connected to a portion of the exhaust pipe between the first catalyst and the second catalyst, and air is introduced from the intake passage into the exhaust pipe. A plurality of secondary air introduction paths;
Exhaust gas purification system with
前記排気管の一部は前記サイレンサに覆われ、
前記第1の触媒または前記第2の触媒は、前記排気管のうち前記サイレンサに覆われた部分に配置されている、請求項1に記載の排出ガス浄化システム。 Further equipped with a silencer made of a cylindrical shape,
A portion of the exhaust pipe is covered by the silencer;
The exhaust gas purification system according to claim 1, wherein the first catalyst or the second catalyst is disposed in a portion of the exhaust pipe covered with the silencer.
前記排出ガスの流れ方向に関して、前記第1の触媒と前記第1の接続口との間隔は、前記第2の接続口と前記第2の触媒との間隔よりも短い、請求項2に記載の排出ガス浄化システム。 The plurality of connection ports include a first connection port and a second connection port,
The distance between the first catalyst and the first connection port is shorter than the distance between the second connection port and the second catalyst with respect to the flow direction of the exhaust gas. Exhaust gas purification system.
前記排出ガスの流れ方向に関して、前記第1の接続口と前記第2の接続口とは同じ位置に設けられている、請求項2に記載の排出ガス浄化システム。 The plurality of connection ports include a first connection port and a second connection port,
The exhaust gas purification system according to claim 2, wherein the first connection port and the second connection port are provided at the same position with respect to a flow direction of the exhaust gas.
前記複数の二次空気導入路は、前記複数のエアクリーナにそれぞれ接続している、請求項2に記載の排出ガス浄化システム。 The intake path includes a number of air cleaners according to the number of the secondary air introduction paths,
The exhaust gas purification system according to claim 2, wherein the plurality of secondary air introduction paths are respectively connected to the plurality of air cleaners.
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JP2010001021U JP3159554U (en) | 2010-02-19 | 2010-02-19 | Exhaust gas purification system for internal combustion engine and vehicle equipped with the same |
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CN109026308A (en) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 联合汽车电子有限公司 | Exhaust system and dynamical system |
-
2010
- 2010-02-19 JP JP2010001021U patent/JP3159554U/en not_active Expired - Lifetime
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