JP3391421B2

JP3391421B2 - 二次空気供給装置

Info

Publication number: JP3391421B2
Application number: JP19179594A
Authority: JP
Inventors: 悟繁田
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 2003-03-31
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH0835423A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気系に設けられた酸
化触媒の排気浄化作用を促進するために、排気系に二次
空気を供給する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の排気系に酸化触媒を設
け、排気ガスに含まれる一酸化炭素および炭化水素を酸
化させて排気ガスを浄化する排気浄化システムが知られ
ている。このような排気浄化システムでは、酸化触媒の
浄化作用を促進するため、酸化触媒に二次空気を供給す
る装置が設けられる。例えば排気量の比較的小さい内燃
機関では通常、二次空気供給装置として、吸気系のエア
クリーナの下流側と酸化触媒の上流側とを接続する配管
の途中に、排気脈動によって開閉するリードバルブを設
けた、エアサクション方式の装置が設けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが排気脈動はエ
ンジンの運転条件に応じて変化し、例えば加速運転時等
において、充分な量の二次空気が排気系に供給されない
ことがあり、このような場合には排気浄化作用が不十分
になるという問題が生じる。また高負荷運転時には、リ
ードバルブのバネ定数や固有振動数によってはバルブの
開閉動作の追従性が低下し、排気ガスが吸気系側に逆流
するおそれが生じることもある。

【０００４】本発明は、エンジンの運転状態に応じて、
必要な時に応答性良く充分な量の空気を供給し、不要の
時に空気をカット（逆流防止）することのできる二次空
気供給装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る二次空気供
給装置は、排気系に設けられた酸化触媒に、吸気系から
二次空気を供給するための配管と、この配管の途中に設
けられたバルブボディと、このバルブボディ内に配設さ
れ、排気脈動に応じて開閉するリードバルブと、バルブ
ボディ内であってリードバルブよりも吸気系側に隣接し
て形成された上室と、上室と配管とを連通する空気通路
とを備え、上室の流路面積が空気通路の流路面積よりも
小さいことを特徴としている。

【０００６】

【作用】加速運転時等、二次空気が排気系に供給されに
くい運転条件であっても、吸気系からバルブボディに導
かれる二次空気の流速が上室において急激に低下しない
ので、応答性良く充分な量の二次空気が排気系に供給さ
れる。また、上室による絞り効果により、排気系側から
上室へ逆流しようとする排気ガスに作用する通路抵抗が
大きく、したがって逆流は発生しにくい。

【０００７】

【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
１は本発明の第１実施例の二次空気供給装置を有するエ
ンジンの概略構成を示している。

【０００８】エンジン本体１１の一方の側面には吸気通
路を構成する管部材１２が接続され、また他方の側面に
は排気通路を構成する管部材１３が接続される。吸気系
の管部材１２の入口側にはエアクリーナ１４が設けら
れ、またこの管部材１２の途中にはキャブレタ１５が設
けられる。排気系の管部材１３の途中には酸化触媒１６
が設けられる。配管２１の一端はエアクリーナ１４に接
続され、また配管２１の他端は管部材１３の酸化触媒１
６よりも上流側に接続される。この配管２１によって、
吸気系から酸化触媒１６に二次空気が供給される。配管
２１の途中には、所定の容積を有するチャンバ２２が形
成され、チャンバ２２の下流側にはバルブ装置３０が設
けられる。

【０００９】図２はバルブ装置３０を示している。バル
ブボディは、第１のボディ部材３１と第２のボディ部材
３２を接合して構成される。第１のボディ部材３１内に
は、相互に連通する空気通路３３と上室３４が形成され
ている。空気通路３３は円形の断面を有し、配管２１の
吸気系側の部分に接続される。第１のボディ部材３１の
上部外壁３１ａは、上室３４の容積を極力小さくすべく
凹陥している。上室３４の容積は空気通路３３の容積よ
りも小さく、例えば５cc以下である。また上室３４の流
路面積は空気通路３３のそれよりも小さく、配管２１か
ら上室３４に流入する二次空気の流速が急激に低下しな
いような大きさに定められている。

【００１０】第２のボディ部材３２内には、相互に連通
する空気通路３５と下室３６が形成されている。空気通
路３５は円形の断面を有し、配管２１の排気系側の部分
に接続される。したがって排気脈動は、配管２１と空気
通路３５を介して下室３６に導かれる。なお、下室３６
は上室３４よりも大きい容積を有している。

【００１１】第２のボディ部材３２に形成された環状支
持面４１には、開口４２を有する板状の支持部材４３が
嵌合され、この支持部材４３の外周部と環状支持面４１
の間にはパッキン４４が設けられている。ストッパ４６
は実質的に変形しない金属板等から成り、ストッパ４６
の一端はビス４５により、支持部材４３の下室３６側の
面に固定される。リードバルブ４７は弾性変形する薄い
金属板等から成り、支持部材４３とストッパ４６の間に
設けられる。リードバルブ４７は、その一端が支持部材
４３とストッパ４６によって挟持され、下室３６の圧力
によって変形し、開口４２を開閉する。

【００１２】次に本実施例の作用を説明する。排気脈動
すなわち下室３６内の圧力変動は、図３に示されるよう
にエンジンの排気弁および吸気弁の開閉動作に連動し、
下室３６の圧力は、排気弁が開放する時（ｔ₂）正圧と
なり、排気弁と吸気弁がともに開放する時（ｔ₁）負圧
となる。排気弁の開放時間（ｔ₂）は吸排気弁の開放時
間（ｔ₁）よりも長い。したがって、エンジンの１サイ
クルの大部分において、下室３６内は正圧であり、一部
において下室３６は負圧となる。

【００１３】リードバルブ４７は、排気脈動に応じて開
閉し、リードバルブ４７が開放した時、二次空気は上室
３４から下室３６側に吸入され、酸化触媒１６に供給さ
れる。この二次空気の流量は、図３において符号Ｆ１に
より示されている。リードバルブ４７の開閉動作の周期
は短いため、リードバルブ４７は開口４２を完全に閉塞
することはなく、閉弁状態であってもリードバルブ４７
と開口４２の間には若干の隙間が存在する。したがって
閉弁状態でも、図３において符号Ｆ２により示されるよ
うに、ほぼ一定量の空気が下室３６から上室３４側へ逆
流する。

【００１４】以上のように本実施例では、上室３４の流
路面積は空気通路３３のそれよりも小さいので、二次空
気の流速は空気通路３３内よりも上室３４において高
い。したがって従来装置と比較し、リードバルブ４７の
応答性が良く（早く）なって二次空気の吸入量が増加す
るので、酸化触媒１６に供給される二次空気の量が増加
し、排気浄化作用が向上する。なお図３において、符号
Ｇ１は従来装置における二次空気の吸入量を示してい
る。

【００１５】また本実施例では、上室３４の容積を従来
装置よりも大幅に縮小し、５cc以下にした。これによっ
て、上室３４による絞り効果が生じ、排気系側から上室
３４へ逆流しようとする排気ガスに対する通路抵抗が大
きい。したがって、エンジンの高負荷高速回転時のよう
にリードバルブ４７の開閉動作が吸気脈動に充分に追従
できない運転状態であっても、バルブ装置３０内におい
て逆流は発生しにくい。上室３４の容積が５ccを越える
と、この効果は小さくなる。なお図３において、符号Ｇ
２は従来装置における排気ガスの逆流量を示している。

【００１６】さらに本実施例によれば、第１のボディ部
材３１の上部外壁３１ａが凹陥しているので、従来装置
に比べ、バルブ装置３０を小形化することができる。

【００１７】図４は、第２実施例の二次空気供給装置に
設けられるバルブ装置３０を示している。この図におい
て、第１実施例のバルブ装置と同一または相当部分に
は、同一の符号を付している。以下、第１実施例と異な
る構成のみを説明する。

【００１８】バルブボディは第１のボディ部材３１と第
２のボディ部材３２を接合して構成され、第１のボディ
部材３１内には、Ｌ形に屈曲した空気通路３３が形成さ
れている。第１のボディ部材３１の先端は、第２のボデ
ィ部材３２内に突出し、凸状すなわち截頭円錐状に成形
されている。支持部材４３は凹状に成形され、すなわち
第１のボディ部材３１の先端の外周面に合致した円錐状
内壁面を有し、第１および第２のボディ部材３１、３２
の間に設けられて、第１のボディ部材３１の先端に嵌合
されている。支持部材４３の内部には上室３４が形成さ
れ、この上室３４は空気通路３３の出口に隣接してい
る。支持部材４３には２つの開口４２が形成されてお
り、これらの開口４２はそれぞれリードバルブ４７によ
って開閉される。

【００１９】その他の構成は第１実施例と同じである。

【００２０】第２実施例では、上室３４の流路面積は空
気通路３３に比べて小さく、空気通路３３は開口４２に
近接している。したがって空気通路３３から導かれる二
次空気の流速は上室３４において低下することなく下室
３６に導かれ、酸化触媒１６に供給される。また本実施
例では、上室３４の容積が従来装置よりも大幅に縮小さ
れているので、上室３４によって絞り効果が生じ、排気
系側から上室３４へ逆流しようとする排気ガスに対する
通路抵抗が大きい。

【００２１】このように第２実施例の作用は第１実施例
と同様であり、第１実施例と同様な効果が得られる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンジン
の運転条件に応じて、必要な時に応答性良く充分な量の
二次空気を排気系に供給することができ、また排気ガス
が吸気系側に逆流することが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である二次空気供給装置を
有するエンジンの概略構成を示す図である。

【図２】第１実施例のバルブ装置を示す断面図である。

【図３】エンジンの排気弁および吸気弁の開閉動作に対
する下室の圧力変動および二次空気の流量を示す図であ
る。

【図４】第２実施例のバルブ装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１２吸気系の管部材１３排気系の管部材１４エアクリーナ２１配管３０バルブ装置３１第１のボディ部材３２第２のボディ部材３３空気通路３４上室４２開口４３支持部材４６ストッパ４７リードバルブ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】排気系に設けられた酸化触媒に、吸気系
から二次空気を供給するための配管と、この配管の途中に設けられたバルブボディと、このバル
ブボディ内に配設され、排気脈動に応じて開閉するリー
ドバルブと、前記バルブボディ内であってリードバルブよりも吸気系
側に隣接して形成された上室と、前記上室と前記配管とを連通する空気通路とを備え、前記上室の流路面積が前記空気通路の流路面積よりも小
さいことを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項２】前記バルブボディは、前記配管に連通す
る空気通路および前記上室が形成された第１のボディ部
材と、この第１のボディ部材に接合され、前記リードバ
ルブが収容された第２のボディ部材とを備え、前記上室
の容積は前記空気通路の容積よりも小さいことを特徴と
する請求項１に記載の二次空気供給装置。
【請求項３】前記上室の容積が５cc以下であることを
特徴とする請求項２に記載の二次空気供給装置。
【請求項４】前記バルブボディは、前記配管に接続さ
れ、空気通路が形成された第１のボディ部材と、この第
１のボディ部材に接合され、前記排気系に接続される第
２のボディ部材と、これら第１および第２のボディ部材
の間に設けられるとともに前記リードバルブが取り付け
られ、前記空気通路に連通する上室が形成された凹状の
支持部材とを備え、前記第１のボディ部材の先端は、凸
状に成形され、前記支持部材内に嵌合されることを特徴
とする請求項１に記載の二次空気供給装置。