JP4591251B2 - Exhaust device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、触媒コンバータで排気浄化を行う内燃機関の排気装置、特に、メイン触媒コンバータが活性化していない冷間始動直後に、別の触媒コンバータを備えたバイパス流路側に排気を案内するようにした形式の排気装置の改良に関する。   The present invention is directed to an exhaust system for an internal combustion engine that performs exhaust purification with a catalytic converter, and in particular, to guide exhaust to the bypass flow path side provided with another catalytic converter immediately after a cold start when the main catalytic converter is not activated. It relates to the improvement of the exhaust system of the type.

従来から知られているように、車両の床下などの排気系の比較的下流側にメイン触媒コンバータを配置した構成では、内燃機関の冷間始動後、触媒コンバータの温度が上昇して活性化するまでの間、十分な排気浄化作用を期待することができない。また一方、触媒コンバータを排気系の上流側つまり内燃機関側に近付けるほど、触媒の熱劣化による耐久性低下が問題となる。   As conventionally known, in a configuration in which the main catalytic converter is disposed relatively downstream of the exhaust system such as under the floor of a vehicle, the temperature of the catalytic converter rises and is activated after a cold start of the internal combustion engine. In the meantime, a sufficient exhaust purification action cannot be expected. On the other hand, the closer the catalytic converter is to the upstream side of the exhaust system, that is, the internal combustion engine side, the lower the durability due to thermal degradation of the catalyst.

そのため、特許文献1に開示されているように、メイン触媒コンバータを備えたメイン流路の上流側部分と並列にバイパス流路を設けるとともに、このバイパス流路に、別のバイパス触媒コンバータを介装し、両者を切り換える切換弁によって、冷間始動直後は、バイパス流路側に排気を案内するようにした排気装置が、従来から提案されている。この構成では、バイパス触媒コンバータは排気系の中でメイン触媒コンバータよりも相対的に上流側に位置しており、相対的に早期に活性化するので、より早い段階から排気浄化を開始することができる。
特開平5−321644号公報
Therefore, as disclosed in Patent Document 1, a bypass flow path is provided in parallel with the upstream portion of the main flow path including the main catalytic converter, and another bypass catalytic converter is interposed in the bypass flow path. However, an exhaust device has been conventionally proposed in which exhaust gas is guided to the bypass flow path side immediately after the cold start by a switching valve for switching between the two. In this configuration, the bypass catalytic converter is positioned relatively upstream of the main catalytic converter in the exhaust system and is activated relatively early, so that exhaust purification can be started from an earlier stage. it can.
JP-A-5-321644

上記従来の排気装置では、バイパス流路は、排気マニホルドの合流点よりも下流側においてメイン流路から分岐している。つまり、多気筒内燃機関において、各気筒の排気流路が1本の流路に合流した合流点よりも下流側の部分で、メイン流路とバイパス流路とが並列に配置された構成となっている。従って、バイパス流路に介装されたバイパス触媒コンバータは、メイン触媒コンバータよりは上流側位置となるものの、各気筒の排気ポートからの距離はかなり大きく、始動直後から直ちに排気浄化を開始することができない。   In the conventional exhaust apparatus, the bypass flow path branches off from the main flow path on the downstream side of the junction of the exhaust manifold. That is, in the multi-cylinder internal combustion engine, the main flow path and the bypass flow path are arranged in parallel at the downstream side of the junction where the exhaust flow paths of the cylinders merge into one flow path. ing. Therefore, although the bypass catalytic converter interposed in the bypass flow path is located upstream from the main catalytic converter, the distance from the exhaust port of each cylinder is considerably large, and exhaust purification can be started immediately after starting. Can not.

また、排気マニホルドの下流側でバイパス流路へと分岐するので、大型部品である排気マニホルド全体の熱容量によって、バイパス流路へ流入する排気の温度が低下し、それだけバイパス触媒コンバータによる排気浄化の開始が遅れてしまう。しかも、切換弁がメイン流路側を閉塞している状態においても、各気筒で順次排気行程が到来することから、一つの気筒の排気流路から他の気筒の排気流路へと排気が回り込む現象が生じる。そのため、外部へ熱が逃げやすくなり、バイパス触媒コンバータの温度上昇が阻害される。   In addition, since it branches off to the bypass flow path downstream of the exhaust manifold, the temperature of the exhaust gas flowing into the bypass flow path decreases due to the heat capacity of the exhaust manifold, which is a large component, and the exhaust purification by the bypass catalytic converter starts accordingly. Will be delayed. In addition, even when the switching valve is closed on the main flow path side, exhaust strokes sequentially arrive at each cylinder, so that exhaust flows from the exhaust flow path of one cylinder to the exhaust flow path of another cylinder. Occurs. Therefore, heat easily escapes to the outside, and the temperature rise of the bypass catalytic converter is hindered.

この発明に係る内燃機関の排気装置は、各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、この下流側メイン通路もしくはこれよりも下流の流路に介装されたメイン触媒コンバータと、上記上流側メイン通路から分岐するとともにバイパス触媒コンバータが介装されたバイパス通路と、各気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように、上記上流側メイン通路を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と、を備えている。そして、上記流路切換弁は、複数の弁開口部が並んで設けられ、それぞれを開閉する複数の弁体が共通の回転軸に取り付けられているとともに、駆動機構により回転方向の力が加えられる上記回転軸の被駆動点から各弁体までの回転軸の軸方向の距離に応じて、回転軸に対する各弁体の支持構造を異ならせてある。   An exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention includes an upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder, a downstream main passage formed by joining the upstream main passages of a plurality of cylinders, and the downstream main passage. A main catalytic converter interposed in a passage or a flow path downstream thereof, a bypass passage branched from the upstream main passage and provided with a bypass catalytic converter, and exhaust exhausted from each cylinder is bypassed by the bypass A flow path switching valve that opens and closes the upstream main passage so as to flow to the passage and shuts off communication between the upstream main passages when closed. The flow path switching valve has a plurality of valve openings arranged side by side, and a plurality of valve bodies for opening and closing each of the flow path switching valves are attached to a common rotating shaft, and a rotational force is applied by a drive mechanism. Depending on the axial distance of the rotary shaft from the driven point of the rotary shaft to each valve body, the support structure of each valve body with respect to the rotary shaft is varied.

本発明の排気装置においては、バイパス通路の少なくとも上流側部分は、気筒数と同じ数の通路となっており、メイン流路つまり上流側メイン通路の合流点よりも上流側の位置において、該上流側メイン通路からそれぞれ分岐する。従って、メイン流路の合流点の位置に制約されずに、バイパス触媒コンバータをより上流側に配置することが可能となる。また、バイパス流路側へ分岐する点が各気筒に近い位置となるので、冷間始動直後などに、メイン流路の熱容量による冷却作用を比較的受けずにバイパス流路側に排気が流入する。   In the exhaust device of the present invention, at least the upstream portion of the bypass passage is the same number of passages as the number of cylinders, and the upstream side of the main passage, that is, the upstream side of the junction of the upstream main passage. Branch from the side main passage. Therefore, the bypass catalytic converter can be arranged on the upstream side without being restricted by the position of the confluence of the main flow path. Further, since the point branching to the bypass flow path side is a position close to each cylinder, the exhaust flows into the bypass flow path side relatively without being cooled by the heat capacity of the main flow path immediately after cold start.

すなわち、冷間始動直後などには、上記流路切換弁が閉じ、上流側メイン通路と下流側メイン通路との間を遮断する。これにより、各気筒から吐出される排気は、バイパス触媒コンバータを備えたバイパス通路側を流れる。そして、同時に、流路切換弁は、複数の上流側メイン通路の弁開口部を個々に閉塞するので、各気筒の上流側メイン通路の相互の連通が遮断される。流路切換弁を閉状態としたときに各上流側メイン通路が互いに連通していると、各気筒で順次排気行程が到来することから、一つの気筒の上流側メイン通路から他の気筒の上流側メイン通路へと排気が回り込む現象が生じる。そのため、外部へ熱が逃げやすくなり、バイパス触媒コンバータの温度上昇が阻害される。流路切換弁の閉時に各上流側メイン通路が互いに非連通状態となるようにすることで、この回り込みの現象を回避できる。   That is, immediately after the cold start or the like, the flow path switching valve is closed, and the upstream main passage and the downstream main passage are shut off. Thereby, the exhaust discharged from each cylinder flows through the bypass passage provided with the bypass catalytic converter. At the same time, since the flow path switching valve individually closes the valve openings of the plurality of upstream main passages, the communication between the upstream main passages of the cylinders is blocked. If the upstream main passages are in communication with each other when the flow path switching valve is in the closed state, exhaust strokes sequentially arrive at each cylinder, so that the upstream main passage of one cylinder is upstream of the other cylinders. A phenomenon occurs in which the exhaust gas flows into the side main passage. Therefore, heat easily escapes to the outside, and the temperature rise of the bypass catalytic converter is hindered. By causing the upstream main passages to be in a non-communication state when the flow path switching valve is closed, this wraparound phenomenon can be avoided.

このように各気筒の上流側メイン通路を開閉するために、上記流路切換弁は、複数の弁開口部が並んで設けられ、それぞれを開閉する複数の弁体が共通の回転軸に取り付けられているが、このような回転軸を共通とした構成では、例えば、回転軸の一端部を被駆動点として駆動機構により回転操作した際に、この被駆動点に近い弁体が弁開口部に着座したときに、誤差ないしは公差によって被駆動点から遠い方の弁体が弁開口部に完全に密接し得ないことが発生し得る。また、仮に各弁体が同時に弁開口部に密接したとしても、回転軸のねじれによって、被駆動点から遠い方の弁体のシール面圧が相対的に低いものとなる。   Thus, in order to open and close the upstream main passage of each cylinder, the flow path switching valve is provided with a plurality of valve openings, and a plurality of valve bodies for opening and closing each of them are attached to a common rotating shaft. However, in such a configuration in which the rotating shaft is common, for example, when the rotation mechanism is rotated by the driving mechanism with one end portion of the rotating shaft as a driven point, the valve body close to the driven point becomes the valve opening. When seated, it may occur that the valve body farther from the driven point cannot fully contact the valve opening due to errors or tolerances. Even if the valve bodies are in close contact with the valve opening at the same time, the seal surface pressure of the valve body farther from the driven point becomes relatively low due to the twist of the rotating shaft.

そこで、この発明では、特に、回転軸の被駆動点から各弁体までの回転軸の軸方向の距離に応じて、回転軸に対する各弁体の支持構造を異ならせ、被駆動点から遠い方の弁体の浮き上がりないしはシール面圧の低下を防止する。   Therefore, in the present invention, in particular, depending on the axial distance of the rotary shaft from the driven point of the rotary shaft to each valve body, the support structure of each valve body with respect to the rotary shaft is made different so that it is far from the driven point. This prevents the valve body from rising or the seal surface pressure from decreasing.

具体的な一つの態様では、閉作動時に、上記被駆動点から遠い方の弁体が被駆動点に近い方の弁体よりも相対的に先に着座するように、回転軸に対する各弁体の取付角度が異なっている。つまり、初期状態において、被駆動点から遠い方の弁体の方が相対的に弁開口部に近接している。そのため、被駆動点から遠い方の弁体の方が相対的に強く弁開口部のシール面に圧接しようとし、被駆動点からの距離の差による影響が相殺される。   In one specific aspect, at the time of closing operation, each valve body with respect to the rotation shaft is so seated that the valve body far from the driven point is seated relatively earlier than the valve body near the driven point. The mounting angle is different. That is, in the initial state, the valve body farther from the driven point is relatively closer to the valve opening. For this reason, the valve body farther from the driven point tends to press against the sealing surface of the valve opening relatively strongly, and the influence due to the difference in distance from the driven point is offset.

また本発明の他の一つの態様では、上記被駆動点から遠い方の弁体を支持するアームの弾性係数に比べて、被駆動点に近い方の弁体を支持するアームの弾性係数が大きく設定されている。つまり、着座状態では、被駆動点に近い方の弁体を支持するアームが相対的に大きく変位し得ることになり、この結果、各弁体が一様に着座する。   In another aspect of the present invention, the elastic modulus of the arm supporting the valve body closer to the driven point is larger than the elastic coefficient of the arm supporting the valve body farther from the driven point. Is set. That is, in the seated state, the arm that supports the valve body closer to the driven point can be displaced relatively greatly, and as a result, each valve body is seated uniformly.

また本発明の他の一つの態様では、共通の回転軸に取り付けられる複数の弁体の一部を、ばねを介して支持してある。弁体の閉時に、ばねを具備しない弁体が弁開口部のシール面に着座することで回転軸の回動位置が規定されるが、この回動位置において、ばねを具備した弁体がばねの付勢力により弁開口部に確実に着座する。従って、ばねを具備する弁体は、被駆動点から遠い方であっても近い方であってもよい。   In another aspect of the present invention, a part of a plurality of valve bodies attached to a common rotating shaft is supported via a spring. When the valve body is closed, the valve body that does not have a spring is seated on the seal surface of the valve opening, whereby the rotational position of the rotary shaft is defined. At this rotational position, the valve body that has the spring is a spring. The urging force ensures seating on the valve opening. Therefore, the valve body provided with the spring may be either far or near from the driven point.

さらに本発明の一つの態様では、共通の回転軸に取り付けられる複数の弁体を、それぞればねを介して支持するとともに、それぞれのばね定数を異ならせある。具体的には、被駆動点から遠い方の弁体のばね定数に比べて、被駆動点に近い方の弁体のばね定数を大きくし、より大きく変位し得るようにする。 In yet another aspect of the present invention, a plurality of valve bodies are mounted on a common axis of rotation, while supported by a spring respectively, are at different respective spring constants. Specifically, the spring constant of the valve body closer to the driven point is made larger than the spring constant of the valve body farther from the driven point so that the valve body can be displaced more greatly.

この発明によれば、一般に排気マニホルドとして構成されるメイン流路の合流点の位置に制約されずに、バイパス触媒コンバータをより上流側つまり各気筒に近い位置に配置することが可能となり、しかもメイン流路を構成する排気マニホルド等の熱容量による冷却作用が低減するので、冷間始動後、早期に排気浄化作用を得ることができる。そして、回転軸を共用する複数の弁体の中の一部の弁体のシール性低下を回避でき、バイパス通路側へ排気を案内すべく流路切換弁が閉じた状態において、各気筒のメイン流路を確実に遮断することができるとともに、各気筒の上流側メイン通路の間での排気の回り込みを防止できるため、バイパス触媒コンバータの昇温性能が向上する。また、複数気筒で回転軸を共用することで、流路切換弁が比較的小型となる。   According to the present invention, it is possible to dispose the bypass catalytic converter more upstream, that is, at a position close to each cylinder, without being restricted by the position of the confluence of the main flow path that is generally configured as an exhaust manifold. Since the cooling action due to the heat capacity of the exhaust manifold or the like constituting the flow path is reduced, the exhaust purification action can be obtained early after the cold start. In addition, it is possible to avoid a decrease in the sealing performance of some of the valve bodies sharing the rotating shaft, and in the state where the flow path switching valve is closed to guide the exhaust to the bypass passage side, The flow path can be reliably shut off, and the exhaust gas can be prevented from flowing around between the upstream main passages of the respective cylinders, so that the temperature rise performance of the bypass catalytic converter is improved. Further, by sharing the rotating shaft with a plurality of cylinders, the flow path switching valve becomes relatively small.

以下、この発明を直列4気筒内燃機関の排気装置として適用した一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied as an exhaust system for an in-line four-cylinder internal combustion engine will be described in detail with reference to the drawings.

図1はこの排気装置の配管レイアウトを模式的に示した説明図であり、始めに、この図1に基づいて、排気装置全体の構成を説明する。   FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the piping layout of the exhaust device. First, the configuration of the entire exhaust device will be described with reference to FIG.

直列に配置された♯1気筒〜♯4気筒からなる各気筒1には、気筒毎に上流側メイン通路2が接続されている。4つの気筒に個々に接続された4本の上流側メイン通路2は、下流側で1本の下流側メイン通路3として合流しており、その合流部、換言すれば、上流側メイン通路2と下流側メイン通路3との境界となる部位には、4本の上流側メイン通路2を一斉に開閉する流路切換弁4が設けられている。この切換弁4は、冷間時に閉じられるものであって、閉時には、上流側メイン通路2と下流側メイン通路3との間の上下の連通を遮断するとともに、4本の上流側メイン通路2の間を互いに非連通状態とする構成となっている。   An upstream main passage 2 is connected to each cylinder 1 including # 1 cylinder to # 4 cylinder arranged in series. The four upstream main passages 2 individually connected to the four cylinders merge as one downstream main passage 3 at the downstream side, and in other words, the upstream main passage 2 A flow path switching valve 4 that opens and closes the four upstream main passages 2 at the same time is provided at a portion that becomes a boundary with the downstream main passage 3. The switching valve 4 is closed when it is cold, and when closed, the upper and lower communication between the upstream main passage 2 and the downstream main passage 3 is blocked and the four upstream main passages 2 are closed. It is the structure which is made into a mutually non-communication state between.

流路切換弁4から下流に延びる下流側メイン通路3の途中には、メイン触媒コンバータ8が介装されている。このメイン触媒コンバータ8は、車両の床下に配置される容量の大きなものであって、その触媒としては、三元触媒とHCトラップ触媒とを含んでいる。以上の上流側メイン通路2と下流側メイン通路3とメイン触媒コンバータ8とによって、通常の運転時に排気が通流するメイン流路が構成される。   A main catalytic converter 8 is interposed in the middle of the downstream main passage 3 extending downstream from the flow path switching valve 4. The main catalytic converter 8 has a large capacity arranged under the floor of the vehicle, and includes a three-way catalyst and an HC trap catalyst as the catalyst. The upstream main passage 2, the downstream main passage 3, and the main catalytic converter 8 constitute a main flow path through which exhaust flows during normal operation.

なお、メイン流路として、直列4気筒内燃機関において周知の「4−2−1」の形で集合するように、一対の上流側メイン通路2に対して1本の下流側メイン通路3をそれぞれ設け、一対の下流側メイン通路3をさらに1本の流路に合流させてメイン触媒コンバータ8を配置するようにしてもよい。この場合も、流路切換弁4は、4本の上流側メイン通路2を個々に開閉するように設けられる。   As the main flow path, one downstream main passage 3 is provided for each of the pair of upstream main passages 2 so as to gather in a well-known “4-2-1” form in the in-line four-cylinder internal combustion engine. It is also possible to arrange the main catalytic converter 8 by merging the pair of downstream main passages 3 into one flow path. Also in this case, the flow path switching valve 4 is provided so as to open and close the four upstream main passages 2 individually.

一方、バイパス流路として、上流側メイン通路2の各々から、上流側バイパス通路11が分岐している。この上流側バイパス通路11は、上流側メイン通路2よりも通路断面積が十分に小さなものであって、その上流端となる分岐点12は、上流側メイン通路2のできるだけ上流側の位置に設定されている。そして、互いに隣接した位置にある♯1気筒の上流側バイパス通路11と♯2気筒の上流側バイパス通路11とが合流点13において1本の中間バイパス通路14として互いに合流しており、同様に互いに隣接した位置にある♯3気筒の上流側バイパス通路11と♯4気筒の上流側バイパス通路11とが合流点13において1本の中間バイパス通路14として互いに合流している。なお、各通路を模式的に示した図1では、各上流側バイパス通路11が比較的長く描かれているが、実際には、可能な限り短くなっている。換言すれば、最短距離でもって中間バイパス通路14として合流している。2本の中間バイパス通路14は、合流点15において1本の下流側バイパス通路16として互いに合流している。この下流側バイパス通路16の下流端は、下流側メイン通路3のメイン触媒コンバータ8より上流側の合流点17において、下流側メイン通路3に合流している。そして、上記下流側バイパス通路16の途中には、三元触媒を用いたバイパス触媒コンバータ18が介装されている。このバイパス触媒コンバータ18は、バイパス流路の中で、可能な限り上流側に配置されている。つまり、中間バイパス通路14もできるだけ短くなっている。   On the other hand, an upstream bypass passage 11 is branched from each of the upstream main passages 2 as bypass passages. The upstream bypass passage 11 has a sufficiently smaller passage cross-sectional area than the upstream main passage 2, and the branch point 12 serving as the upstream end of the upstream bypass passage 11 is set at a position as upstream as possible in the upstream main passage 2. Has been. The upstream bypass passage 11 of the # 1 cylinder and the upstream bypass passage 11 of the # 2 cylinder, which are adjacent to each other, merge with each other as a single intermediate bypass passage 14 at the merge point 13. The upstream bypass passage 11 of the # 3 cylinder and the upstream bypass passage 11 of the # 4 cylinder which are adjacent to each other join each other as a single intermediate bypass passage 14 at the junction 13. In FIG. 1 schematically showing each passage, each upstream bypass passage 11 is drawn relatively long, but in practice it is as short as possible. In other words, it merges as the intermediate bypass passage 14 with the shortest distance. The two intermediate bypass passages 14 join each other as one downstream bypass passage 16 at the junction 15. The downstream end of the downstream bypass passage 16 joins the downstream main passage 3 at a junction 17 upstream of the main catalytic converter 8 in the downstream main passage 3. In the middle of the downstream bypass passage 16, a bypass catalytic converter 18 using a three-way catalyst is interposed. The bypass catalytic converter 18 is disposed as upstream as possible in the bypass flow path. That is, the intermediate bypass passage 14 is as short as possible.

なお、上記実施例では、バイパス流路全体の通路長(各気筒のバイパス通路の総和)を短くして、配管自体の熱容量ならびに外気に対する放熱面積を小さくするために、4本の上流側バイパス通路11を長く引き回さずに上流側で2本の中間バイパス通路14にまとめているが、このような構成は任意であり、例えば、バイパス触媒コンバータ18が気筒列の一方に偏って位置する場合などには、他方の端部気筒から直線状に延ばした上流側バイパス通路に残りの気筒の上流側バイパス通路を略直角に接続することにより、全体の通路長を短くすることができる。   In the above embodiment, four upstream bypass passages are used in order to shorten the passage length of the entire bypass passage (the sum of the bypass passages of each cylinder) and reduce the heat capacity of the pipe itself and the heat radiation area for the outside air. 11 are combined into two intermediate bypass passages 14 on the upstream side without being routed for a long time, but such a configuration is arbitrary, for example, when the bypass catalytic converter 18 is biased to one side of the cylinder row For example, the entire passage length can be shortened by connecting the upstream bypass passages of the remaining cylinders at substantially right angles to the upstream bypass passage extending linearly from the other end cylinder.

上記バイパス触媒コンバータ18は、その内部に、前後に分割された2つのモノリス触媒担体つまり第1触媒18aと第2触媒18bとを備えている。そして、これらの第1触媒18aと第2触媒18bとの間の間隙19に、排気還流通路20の一端が接続されている。この排気還流通路20の他端は、図示せぬ排気還流制御弁を介して機関吸気系へと延びている。つまり、上記間隙19が、還流排気の取り出し口となっている。上記バイパス触媒コンバータ18は、メイン触媒コンバータ8に比べて容量が小さな小型のものであり、望ましくは、低温活性に優れた触媒が用いられる。   The bypass catalytic converter 18 includes two monolith catalyst carriers, that is, a first catalyst 18a and a second catalyst 18b, which are divided in the front and rear directions. One end of the exhaust gas recirculation passage 20 is connected to the gap 19 between the first catalyst 18a and the second catalyst 18b. The other end of the exhaust gas recirculation passage 20 extends to the engine intake system via an exhaust gas recirculation control valve (not shown). That is, the gap 19 serves as a recirculation exhaust outlet. The bypass catalytic converter 18 has a small capacity as compared with the main catalytic converter 8, and a catalyst excellent in low temperature activity is desirably used.

上記のように構成された排気装置においては、冷間始動後の機関温度ないしは排気温度が低い段階では、適宜なアクチュエータを介して流路切換弁4が閉じられ、メイン流路が遮断される。そのため、各気筒1から吐出された排気は、その全量が、分岐点12から上流側バイパス通路11および中間バイパス通路14を通してバイパス触媒コンバータ18へと流れる。バイパス触媒コンバータ18は、排気系の上流側つまり気筒1に近い位置にあり、かつ小型のものであるので、速やかに活性化し、早期に排気浄化が開始される。また、このとき、流路切換弁4が閉じることで、各気筒1の上流側メイン通路2が互いに非連通状態となる。そのため、ある気筒から吐出された排気が他の気筒の上流側メイン通路2へと回り込む現象が防止され、この回り込みに伴う排気温度の低下が確実に回避される。   In the exhaust system configured as described above, at the stage where the engine temperature or the exhaust temperature after the cold start is low, the flow path switching valve 4 is closed via an appropriate actuator, and the main flow path is shut off. Therefore, the entire amount of exhaust discharged from each cylinder 1 flows from the branch point 12 to the bypass catalytic converter 18 through the upstream bypass passage 11 and the intermediate bypass passage 14. Since the bypass catalytic converter 18 is located upstream of the exhaust system, that is, close to the cylinder 1 and is small in size, the bypass catalytic converter 18 is activated quickly and exhaust purification is started at an early stage. At this time, the flow path switching valve 4 is closed, so that the upstream main passages 2 of the cylinders 1 are not in communication with each other. Therefore, a phenomenon in which the exhaust discharged from a certain cylinder wraps around the upstream main passage 2 of the other cylinder is prevented, and a decrease in the exhaust gas temperature due to this wraparound is surely avoided.

一方、機関の暖機が進行して、機関温度ないしは排気温度が十分に高くなったら、流路切換弁4が開放される。これにより、各気筒1から吐出された排気は、主に、上流側メイン通路2から下流側メイン通路3を通り、メイン触媒コンバータ8を通過する。このときバイパス流路側は特に遮断されていないが、バイパス流路側の方がメイン流路側よりも通路断面積が小さく、かつバイパス触媒コンバータ18が介在しているので、両者の通気抵抗の差により、排気流の大部分はメイン流路側を通り、バイパス流路側には殆ど流れない。従って、バイパス触媒コンバータ18の熱劣化は十分に抑制される。またバイパス流路側が完全に遮断されないことから、排気流量が大となる高速高負荷時には、排気流の一部がバイパス流路側を流れることで、背圧による充填効率低下を回避することができる。   On the other hand, when the engine warm-up proceeds and the engine temperature or the exhaust temperature becomes sufficiently high, the flow path switching valve 4 is opened. Thus, the exhaust discharged from each cylinder 1 mainly passes through the main catalytic converter 8 through the upstream main passage 2 and the downstream main passage 3. At this time, the bypass flow path side is not particularly blocked, but the bypass flow path side has a smaller passage cross-sectional area than the main flow path side, and the bypass catalytic converter 18 is interposed. Most of the exhaust flow passes through the main flow path side and hardly flows into the bypass flow path side. Therefore, the thermal deterioration of the bypass catalytic converter 18 is sufficiently suppressed. In addition, since the bypass flow path side is not completely cut off, a part of the exhaust flow flows through the bypass flow path side at a high speed and high load where the exhaust flow rate becomes large, so that a reduction in charging efficiency due to back pressure can be avoided.

次に、本発明の要部である流路切換弁4の構成を図2に基づいて説明する。   Next, the structure of the flow-path switching valve 4 which is the principal part of this invention is demonstrated based on FIG.

この実施例では、4気筒分の流路切換弁4が一つのバルブユニットとして一体化されており、流れと直交する面に沿った略矩形の板状をなすハウジング21に、4個の円形の弁開口部22が、2列に並んで、つまり正方形の頂点となる位置に、それぞれ開口形成されているとともに、このハウジング21の両側部に、一対の回転軸23が互いに平行に配置されている。そして、隣接する一対の弁開口部22をそれぞれ開閉する一対の円盤状の弁体24が、それぞれアーム25を介して共通の回転軸23に取り付けられている。   In this embodiment, the flow switching valves 4 for four cylinders are integrated as one valve unit, and four circular cylinders are formed in a housing 21 having a substantially rectangular plate shape along a surface orthogonal to the flow. The valve openings 22 are formed in two rows, that is, at the positions of the apexes of the squares, and a pair of rotating shafts 23 are arranged in parallel to each other on both sides of the housing 21. . A pair of disc-shaped valve bodies 24 that open and close a pair of adjacent valve openings 22 are respectively attached to a common rotating shaft 23 via arms 25.

詳しくは、上記アーム25は、略長方形の板状をなし、基端部が上記回転軸23に固定されているとともに、図3に示すように、先端部に円形の取付孔27を有し、弁体24の中心の軸部28がこの取付孔27に摺動可能に挿通され、かつ保持リング29によって抜け止めされている。従って、弁体24は、アーム25に対し完全には固定されておらず、弁開口部22周縁のシール面(図示せず)に密接し得るように、アーム25に対し僅かな揺動(いわゆる首振り)が可能となっている。   Specifically, the arm 25 has a substantially rectangular plate shape, the base end is fixed to the rotary shaft 23, and has a circular mounting hole 27 at the tip as shown in FIG. A shaft portion 28 at the center of the valve body 24 is slidably inserted into the mounting hole 27 and is prevented from coming off by a holding ring 29. Therefore, the valve body 24 is not completely fixed to the arm 25 and is slightly swung (so-called so-called) so that it can come into close contact with a sealing surface (not shown) around the valve opening 22. Swinging) is possible.

なお、圧力差によるシール性確保の点から、弁体24が弁開口部22を上流側から開閉するように構成することが望ましい。この場合、上述した上流側メイン通路2となる各気筒の排気管の端部(図示せず)が、揺動する弁体24を収容するように断面略U字形に構成され、各弁開口部22を囲むハウジング21の隔壁部30に沿ってそれぞれ溶接される。従って、ハウジング21より上流側では各気筒の上流側メイン通路2は完全に分離独立している。   In addition, it is desirable that the valve body 24 is configured to open and close the valve opening 22 from the upstream side from the viewpoint of ensuring sealing performance due to a pressure difference. In this case, the end (not shown) of the exhaust pipe of each cylinder that becomes the upstream main passage 2 is configured to have a substantially U-shaped cross section so as to accommodate the oscillating valve body 24, and each valve opening. And welded along the partition wall 30 of the housing 21 surrounding the housing 22. Therefore, the upstream main passage 2 of each cylinder is completely separated and independent on the upstream side of the housing 21.

各回転軸23は、ハウジング21の3箇所の軸受部31,32,33でもって回転可能に支持されており、かつハウジング21から突出した一端にリンクプレート34が取り付けられていて、このリンクプレート34を介して回転方向に駆動される。ここで、2本の回転軸23のリンクプレート34は、適宜なリンク機構等の図示しない連動機構を介して互いに連動しており、図示せぬ1つのアクチュエータでもって同時に対称的に開閉動作する。つまり、4つの弁体2が一斉に開閉する。 Each rotating shaft 23 is rotatably supported by three bearing portions 31, 32, 33 of the housing 21, and a link plate 34 is attached to one end protruding from the housing 21. It is driven in the rotational direction via Here, the link plates 34 of the two rotating shafts 23 are interlocked with each other via an interlocking mechanism (not shown) such as an appropriate link mechanism, and are simultaneously opened and closed symmetrically by one actuator (not shown). That is, four of the valve body 2 4 are opened and closed in unison.

このように、上記実施例では、回転軸23一端のリンクプレート34の位置が被駆動点となるため、共通の回転軸23で開閉される2つの弁体24の中の一方は、この被駆動点に近く、他方は、この被駆動点から遠いものとなる。つまり、図4の説明図に示すように、被駆動点から一方のアーム25までの距離L1と他方のアーム25までの距離L2とが異なり、L1<L2の関係となる。従って、2つの弁体24の回転軸23に対する構成が全く同一であると、被駆動点においてある一定のトルクを閉方向に加えた場合に、被駆動点に近い方の弁体24(以下、これを便宜上、第1弁体24Aと呼ぶ)に比べて、被駆動点から遠い方の弁体24(同様に第2弁体24Bと呼ぶ)のシール面圧が相対的に低くなり易い。   In this way, in the above embodiment, the position of the link plate 34 at one end of the rotating shaft 23 is the driven point, so one of the two valve bodies 24 opened and closed by the common rotating shaft 23 is driven. Near the point, the other is far from this driven point. That is, as shown in the explanatory diagram of FIG. 4, the distance L1 from the driven point to the one arm 25 and the distance L2 to the other arm 25 are different, and the relationship is L1 <L2. Therefore, if the configurations of the two valve bodies 24 with respect to the rotating shaft 23 are exactly the same, when a certain torque is applied in the closing direction at the driven point, the valve body 24 closer to the driven point (hereinafter, For convenience, the seal surface pressure of the valve body 24 (also referred to as the second valve body 24B) far from the driven point tends to be relatively lower than that of the first valve body 24A.

そこで、本発明では、上記の距離L1,L2の影響を相殺するように、回転軸23に対する各弁体24A,24Bの支持構造を異ならせてある。以下、その具体的ないくつかの実施例を説明する。   Therefore, in the present invention, the support structures of the valve bodies 24A and 24B with respect to the rotating shaft 23 are made different so as to cancel the influence of the distances L1 and L2. Several specific examples will be described below.

図5の実施例では、回転軸23に対する各弁体24A,24Bの取付角度、より具体的には、回転軸23に対する2つのアーム25の取付角度が互いに異なっている。すなわち、回転軸23の回転方向について、第2弁体24Bのアーム25(以下、これを便宜上、第2アーム25Bと呼ぶ)の方が第1弁体24Aのアーム25(同様に第1アーム25Aと呼ぶ)よりも弁開口部22に相対的に近づくように、第1アーム25Aと第2アーム25Bとの間に僅かな角度差θを設けてある。従って、回転軸23が閉方向に駆動されたときに、被駆動点からの距離L2が大きな第2弁体24Bが先に着座し、その後、回転軸23のねじれ変形に伴って、第1弁体24Aが着座する。そのため、第2弁体24Bのシール面圧が高められ、第1弁体24Aと略等しいシール面圧が得られる。   In the embodiment of FIG. 5, the mounting angles of the valve bodies 24 </ b> A and 24 </ b> B with respect to the rotating shaft 23, more specifically, the mounting angles of the two arms 25 with respect to the rotating shaft 23 are different from each other. That is, with respect to the rotation direction of the rotating shaft 23, the arm 25 of the second valve body 24B (hereinafter referred to as the second arm 25B for convenience) is the arm 25 of the first valve body 24A (similarly, the first arm 25A). A slight angle difference θ is provided between the first arm 25A and the second arm 25B so as to be relatively closer to the valve opening 22 than the first arm 25A. Therefore, when the rotary shaft 23 is driven in the closing direction, the second valve body 24B having a large distance L2 from the driven point is seated first, and then the first valve is associated with the torsional deformation of the rotary shaft 23. The body 24A is seated. Therefore, the seal surface pressure of the second valve body 24B is increased, and a seal surface pressure substantially equal to that of the first valve body 24A is obtained.

図6の実施例では、リンクプレート34から回転軸23に加えられるトルクの大きさの下で、各アーム25が一種の弾性体としてみなしうるように、その寸法や材質が選定されている。そして、第2アーム25Bの弾性係数に比べて、第1アーム25Aの弾性係数の方が大きくなっている。これは、例えば、アーム25の板厚の相違や幅の相違等によって実現できる。   In the embodiment of FIG. 6, the dimensions and materials are selected so that each arm 25 can be regarded as a kind of elastic body under the magnitude of torque applied from the link plate 34 to the rotating shaft 23. The elastic coefficient of the first arm 25A is larger than the elastic coefficient of the second arm 25B. This can be realized by, for example, a difference in the plate thickness or width of the arm 25.

従って、閉時に第1弁体24Aから回転軸23に作用する反力が低減し、第1弁体24Aと第2弁体24Bとで略等しいシール面圧が得られる。   Accordingly, the reaction force that acts on the rotating shaft 23 from the first valve body 24A when the valve is closed is reduced, and a substantially equal sealing surface pressure is obtained between the first valve body 24A and the second valve body 24B.

図7の実施例は、第1弁体24Aと第1アーム25Aとの間、および第2弁体24Bと第2アーム25Bとの間、にそれぞれコイルスプリング等からなる圧縮スプリング35(便宜上、第1弁体24A側のものを第1スプリング35A、第2弁体24Bのものを第2スプリング35Bと呼ぶ)が設けられたもので、この圧縮スプリング35が、弁体24をアーム25から離れる方向、つまり弁開口部22に近づく方向に付勢している。そして、特に、第2スプリング35Bのばね定数に比べて第1スプリング35Aのばね定数が大きく設定されている。   In the embodiment of FIG. 7, a compression spring 35 (for convenience, the first spring body 24A and the first arm 25A) and the second valve body 24B and the second arm 25B are each formed of a coil spring or the like. The one valve body 24A side is provided with a first spring 35A, and the second valve body 24B is referred to as a second spring 35B). The direction in which the compression spring 35 separates the valve body 24 from the arm 25 is provided. That is, it is biased in a direction approaching the valve opening 22. In particular, the spring constant of the first spring 35A is set larger than the spring constant of the second spring 35B.

従って、閉時に第1弁体24Aから回転軸23に作用する反力が低減し、第1弁体24Aと第2弁体24Bとで略等しいシール面圧が得られる。   Accordingly, the reaction force that acts on the rotating shaft 23 from the first valve body 24A when the valve is closed is reduced, and a substantially equal sealing surface pressure is obtained between the first valve body 24A and the second valve body 24B.

また図8は、アーム25と保持リング29との間に圧縮スプリング36を配置した構成を示し、図9は、アーム25の両側つまり弁体24との間および保持リング29との間の双方に圧縮スプリング37,38を配置した構成を示す。図7に示した圧縮スプリング35の配置やこれらの図8,図9の配置のものを、第1弁体24A側および第2弁体24B側に適宜に組み合わせて用いることが可能である。   FIG. 8 shows a configuration in which a compression spring 36 is disposed between the arm 25 and the holding ring 29, and FIG. 9 shows both sides of the arm 25, that is, between the valve body 24 and between the holding ring 29. The structure which has arrange | positioned the compression springs 37 and 38 is shown. The arrangement of the compression spring 35 shown in FIG. 7 and those shown in FIGS. 8 and 9 can be used in appropriate combination on the first valve body 24A side and the second valve body 24B side.

また、第1弁体24Aおよび第2弁体24Bのいずれか一方のみに、例えば図7に示した圧縮スプリング35を配置し、かつ自由状態での弁体24の位置が他方の弁体24よりも僅かに突出する(つまり弁開口部22に相対的に近づく)ように構成してもよい。この場合、圧縮スプリング35を具備しない方の弁体24は、回転軸23によって直接に弁開口部22に押し付けられ、他方の弁体24は、圧縮スプリング35のばね力によって弁開口部22に押し付けられることになり、両者で均等なシール面圧を得ることが可能である。なお、圧縮スプリング35を設けるのは、第1弁体24Aおよび第2弁体24Bのいずれであってもよい。また、図7の構成に代えて、図9のような配置も可能である。   Further, for example, the compression spring 35 shown in FIG. 7 is disposed only in one of the first valve body 24A and the second valve body 24B, and the position of the valve body 24 in the free state is more than that of the other valve body 24. Alternatively, it may be configured to protrude slightly (that is, relatively close to the valve opening 22). In this case, the valve body 24 that does not include the compression spring 35 is pressed against the valve opening 22 directly by the rotating shaft 23, and the other valve body 24 is pressed against the valve opening 22 by the spring force of the compression spring 35. Therefore, it is possible to obtain a uniform seal surface pressure in both cases. The compression spring 35 may be provided on either the first valve body 24A or the second valve body 24B. Further, instead of the configuration of FIG. 7, an arrangement as shown in FIG. 9 is also possible.

なお、上記ハウジング21の下流側の面には、下流側メイン通路3となる金属管(図示せず)がそれぞれ溶接されるが、この金属管は、例えば、Y字形の流路を構成し、回転軸23が共通の隣接した一対の弁開口部22からの排気が直下で合流する。望ましくは、4つの気筒の中で、♯1,♯4気筒が一方の回転軸23を共用し、かつ、♯2,♯3気筒が他方の回転軸23を共用するように、それぞれの弁開口部22が配置される。   A metal pipe (not shown) serving as the downstream main passage 3 is welded to the downstream surface of the housing 21, and this metal pipe constitutes a Y-shaped flow path, for example. Exhaust gas from a pair of adjacent valve openings 22 having a common rotating shaft 23 merges immediately below. Desirably, among the four cylinders, the # 1 and # 4 cylinders share one rotating shaft 23, and the # 2 and # 3 cylinders share the other rotating shaft 23. Part 22 is arranged.

本発明は、上記実施例のような4気筒内燃機関、あるいは2つの弁体24が1本の回転軸23を共用する構成に限定されず、複数の弁体が回転軸を共用する種々の構成に適用可能である。   The present invention is not limited to the four-cylinder internal combustion engine as in the above embodiment, or the configuration in which the two valve bodies 24 share one rotating shaft 23, but various configurations in which a plurality of valve bodies share the rotating shaft. It is applicable to.

この発明に係る排気装置の一実施例を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Structure explanatory drawing which shows one Example of the exhaust apparatus which concerns on this invention. 流路切換弁全体の断面図。Sectional drawing of the whole flow-path switching valve. 回転軸に支持された弁体の断面図。Sectional drawing of the valve body supported by the rotating shaft. 回転軸と2つのアームの位置関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the positional relationship of a rotating shaft and two arms. 2つのアームに角度差を設けた実施例の説明図。Explanatory drawing of the Example which provided the angle difference in two arms. アームの弾性係数を異ならせた実施例の説明図。Explanatory drawing of the Example which varied the elastic coefficient of the arm. 2つの弁体の圧縮スプリングのばね定数を異ならせた実施例の説明図。Explanatory drawing of the Example which varied the spring constant of the compression spring of two valve bodies. 圧縮スプリングの異なる配置例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of different arrangement | positioning of a compression spring. 圧縮スプリングのさらに異なる配置例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of further different arrangement | positioning of a compression spring.

符号の説明Explanation of symbols

2…上流側メイン通路
3…下流側メイン通路
4…流路切換弁
8…メイン触媒コンバータ
11…上流側バイパス通路
16…下流側バイパス通路
18…バイパス触媒コンバータ
21…ハウジング
22…弁開口部
23…回転軸
24…弁体
25…アーム
2 ... Upstream main passage 3 ... Downstream main passage 4 ... Flow path switching valve 8 ... Main catalytic converter 11 ... Upstream bypass passage 16 ... Downstream bypass passage 18 ... Bypass catalytic converter 21 ... Housing 22 ... Valve opening 23 ... Rotating shaft 24 ... Valve body 25 ... Arm

Claims (7)

各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、
複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、
この下流側メイン通路もしくはこれよりも下流の流路に介装されたメイン触媒コンバータと、
上記上流側メイン通路から分岐するとともにバイパス触媒コンバータが介装されたバイパス通路と、
各気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように、上記上流側メイン通路を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と、
を備え、
上記流路切換弁は、複数の弁開口部が並んで設けられ、それぞれを開閉する複数の弁体が共通の回転軸に取り付けられているとともに、駆動機構により回転方向の力が加えられる上記回転軸の被駆動点から各弁体までの回転軸の軸方向の距離に応じて、回転軸に対する各弁体の支持構造を異ならせてあり、
特に、上記回転軸のねじれを考慮して各弁体でほぼ同一のシール面圧となるように各弁体の支持構造が異なることを特徴とする内燃機関の排気装置。
An upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder;
A downstream main passage formed by joining upstream main passages of a plurality of cylinders;
A main catalytic converter interposed in the downstream main passage or a downstream passage, and
A bypass passage branched from the upstream main passage and having a bypass catalytic converter interposed therebetween;
A flow path switching valve that opens and closes the upstream main passage so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage, and shuts off communication between the upstream main passages when closed,
With
The flow path switching valve is provided with a plurality of valve openings arranged side by side, and a plurality of valve bodies for opening and closing each of the flow path switching valves are attached to a common rotating shaft, and a rotation force is applied by a driving mechanism. Depending on the axial distance of the rotating shaft from the driven point of the shaft to each valve body, the support structure of each valve body with respect to the rotating shaft is varied ,
In particular, an exhaust system for an internal combustion engine, wherein the support structure of each valve body is different so that the valve body has substantially the same seal surface pressure in consideration of the twist of the rotating shaft .
各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、
複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、
この下流側メイン通路もしくはこれよりも下流の流路に介装されたメイン触媒コンバータと、
上記上流側メイン通路から分岐するとともにバイパス触媒コンバータが介装されたバイパス通路と、
各気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように、上記上流側メイン通路を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と、
を備え、
上記流路切換弁は、複数の弁開口部が並んで設けられ、それぞれを開閉する複数の弁体が共通の回転軸に取り付けられているとともに、駆動機構により回転方向の力が加えられる上記回転軸の被駆動点から各弁体までの回転軸の軸方向の距離に応じて、回転軸に対する各弁体の支持構造を異ならせてあり、
特に、閉作動時に、上記被駆動点から遠い方の弁体が被駆動点に近い方の弁体よりも相対的に先に着座するように、回転軸に対する各弁体の取付角度が異なっていることを特徴とする内燃機関の排気装置。
An upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder;
A downstream main passage formed by joining upstream main passages of a plurality of cylinders;
A main catalytic converter interposed in the downstream main passage or a downstream flow passage; and
A bypass passage branched from the upstream main passage and having a bypass catalytic converter interposed therebetween;
A flow path switching valve that opens and closes the upstream main passage so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage, and shuts off communication between the upstream main passages when closed,
With
The flow path switching valve is provided with a plurality of valve openings arranged side by side, and a plurality of valve bodies for opening and closing each of the flow path switching valves are attached to a common rotating shaft, and a rotation force is applied by a driving mechanism. Depending on the axial distance of the rotating shaft from the driven point of the shaft to each valve body, the support structure of each valve body with respect to the rotating shaft is varied,
In particular, during the closing operation, the mounting angle of each valve body with respect to the rotating shaft is different so that the valve body far from the driven point is seated relatively earlier than the valve body near the driven point. exhaust system of the internal combustion engine characterized in that there.
各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、
複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、
この下流側メイン通路もしくはこれよりも下流の流路に介装されたメイン触媒コンバータと、
上記上流側メイン通路から分岐するとともにバイパス触媒コンバータが介装されたバイパス通路と、
各気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように、上記上流側メイン通路を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と、
を備え、
上記流路切換弁は、複数の弁開口部が並んで設けられ、それぞれを開閉する複数の弁体が共通の回転軸に取り付けられているとともに、駆動機構により回転方向の力が加えられる上記回転軸の被駆動点から各弁体までの回転軸の軸方向の距離に応じて、回転軸に対する各弁体の支持構造を異ならせてあり、
特に、上記被駆動点から遠い方の弁体を支持するアームの弾性係数に比べて、被駆動点に近い方の弁体を支持するアームの弾性係数が大きく設定されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。
An upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder;
A downstream main passage formed by joining upstream main passages of a plurality of cylinders;
A main catalytic converter interposed in the downstream main passage or a downstream passage, and
A bypass passage branched from the upstream main passage and having a bypass catalytic converter interposed therebetween;
A flow path switching valve that opens and closes the upstream main passage so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage, and shuts off communication between the upstream main passages when closed,
With
The flow path switching valve is provided with a plurality of valve openings arranged side by side, and a plurality of valve bodies for opening and closing each of the flow path switching valves are attached to a common rotating shaft, and a rotation force is applied by a driving mechanism. Depending on the axial distance of the rotating shaft from the driven point of the shaft to each valve body, the support structure of each valve body with respect to the rotating shaft is varied,
In particular, the elastic coefficient of the arm supporting the valve body closer to the driven point is set larger than the elastic coefficient of the arm supporting the valve body farther from the driven point. exhaust system of the internal combustion engine that.
各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、
複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、
この下流側メイン通路もしくはこれよりも下流の流路に介装されたメイン触媒コンバータと、
上記上流側メイン通路から分岐するとともにバイパス触媒コンバータが介装されたバイパス通路と、
各気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように、上記上流側メイン通路を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と、
を備え、
上記流路切換弁は、複数の弁開口部が並んで設けられ、それぞれを開閉する複数の弁体が共通の回転軸に取り付けられているとともに、駆動機構により回転方向の力が加えられる上記回転軸の被駆動点から各弁体までの回転軸の軸方向の距離に応じて、回転軸に対する各弁体の支持構造を異ならせてあり、
特に、共通の回転軸に取り付けられる複数の弁体を、それぞればねを介して支持するとともに、それぞれのばね定数を異ならせたことを特徴とする内燃機関の排気装置。
An upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder;
A downstream main passage formed by joining upstream main passages of a plurality of cylinders;
A main catalytic converter interposed in the downstream main passage or a downstream passage, and
A bypass passage branched from the upstream main passage and having a bypass catalytic converter interposed therebetween;
A flow path switching valve that opens and closes the upstream main passage so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage, and shuts off communication between the upstream main passages when closed,
With
The flow path switching valve is provided with a plurality of valve openings arranged side by side, and a plurality of valve bodies for opening and closing each of the flow path switching valves are attached to a common rotating shaft, and a rotation force is applied by a driving mechanism. Depending on the axial distance of the rotating shaft from the driven point of the shaft to each valve body, the support structure of each valve body with respect to the rotating shaft is varied,
In particular, a plurality of valve bodies are mounted on a common axis of rotation, while supported by a spring respectively, the exhaust system of the internal combustion engine you characterized by having different respective spring constants.
複数の弁体が取り付けられる回転軸の一端部が、上記被駆動点となることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。 The exhaust device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein one end portion of a rotating shaft to which a plurality of valve bodies are attached serves as the driven point. 共通の回転軸に取り付けられる複数の弁体の一部を、ばねを介して支持したことを特徴とする請求項に記載の内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein a part of the plurality of valve bodies attached to the common rotating shaft is supported via a spring. 4つの気筒に対応した4つの弁開口部が2列に並んで設けられ、一端部で互いに連動した2本の回転軸に、それぞれ一対の弁体が支持されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。 4. Four valve openings corresponding to four cylinders are provided in two rows, and a pair of valve bodies are respectively supported by two rotating shafts interlocking with each other at one end. The exhaust device for an internal combustion engine according to any one of 1 to 6 .
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