JPH0114727Y2

JPH0114727Y2 -

Info

Publication number: JPH0114727Y2
Application number: JP18179483U
Authority: JP
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1989-04-28
Also published as: JPS6088021U

Description

【考案の詳細な説明】（技術分野）この考案は、内燃機関の排気制御装置で、特に
排気系にデユアルマニホールド等の排気マニホー
ルドとハニカム型触媒とを備えたものの改良に関
する。

（背景並びに従来技術）一般に、自動車等のEGI仕様の多気筒内燃機関
において、各気筒間の排気圧力の干渉を防いで出
力向上をはかるために、例えば第１図に示すよう
に機関本体１の排気系を構成する排気マニホール
ド２に、排気干渉を生じない気筒同志（４気筒の
場合は第１気筒と第４気筒、第２気筒と第３気筒
が各々相当する）の排気通路をそれぞれ集合する
と共にこの集合した排気通路を下流側で更に一本
に集束（結合）してなるデユアルマニホールドを
採用していることは良く知られている（実開昭54
−122207号公報参照）。

そして、上述した例ではフロントチユーブ３も
比較的上流側はデユアル化される一方、下流側は
一本に集合されて触媒４が取付けられる。

従つて、このような排気系にあつては、上記触
媒４が必然的に下流側に取付けられることから、
特に暖機運転時もしくは低負荷域には、触媒４入
口の排気温度が低くなつて触媒４の転化率が低下
するため排気エミツシヨンが悪化するという問題
が生じる。

そのため、従来では触媒４において白金（Pt）
などの高価な貴金属を多量に担持させると共に、
容量も増大して低温活性をはかつていた。

尚、上記対策として第２図に示すように、気化
器仕様の機関本体に取付けられるシングルマニホ
ールド６を採用すれば、触媒４をシングルマニホ
ールド６に直接取付けられて触媒４入口の排気温
度が上昇するため、上述したPt量などを減らせ
もしくは必要なくなりかつ容量も減少できてコス
トダウンがはかれるが、反面シングルマニホール
ド６のため排気干渉が起こり、機関高負荷域の出
力が大きく低下するので好ましくない。

また、第２図におけるシングルマニホールド６
を単にデユアル化しても、今度は排気ガスが第
１、第３、第４、第２気筒の順に出ることから、
触媒４の有効活性面積が半減されると共に排気ガ
スの触媒４通過が間欠的になるため、触媒４が冷
され、特に機関冷間時もしくは低負荷域には触媒
４の転化率が低下して排気エミツシヨンが悪化し
好ましくないのである。

（考案の目的）この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、全開付近の出力を犠牲にする
ことなくまた、排気エミツシヨンを悪化させるこ
となく触媒を排気系上流に持つていける安価な排
気制御装置を提供することを目的とする。

（考案の構成並びに作用）上記目的を達成するために、この考案では機関
排気系に各気筒からの排気通路を独立させて設け
た排気マニホールドを備えると共に、この排気マ
ニホールドの出口にハニカム型触媒を配置し、当
該マニホールドの各排気通路を仕切る隔壁終端と
上記触媒担体入口部との間に所定の間隙を形成す
る一方、上記各排気通路の出口付近に排気ガスの
流れ方向を切換る制御バルブを設け、かつこれら
の制御バルブをすくなくとも機関の負荷状態に応
じて切換作動させるアクチユエータを設けるよう
に構成される。

これによれば、例えば高出力は要求されないが
排気エミツシヨンが重要視される低負荷域に、上
記制御バルブを傾斜させて排気ガスを上述した隔
壁と触媒担体入口部との間隙に積極的に案内すれ
ば、デユアルマニホールド等に触媒を直結した場
合においても排気ガスが触媒全体に流れ込むの
で、エミツシヨンの転化率が向上する。勿論触媒
を排気上流側に位置させるので、十分な活性温度
が得られる。

一方、今度は排気エミツシヨンは重要視されず
高出力が要求される高負荷域には、上記制御バル
ブを垂直方向に位置させ排気ガスを触媒担体入口
部に対し垂直方向に整流すれば、排気ガス流れが
よりスムーズになつて出力向上がはかれる。

（実施例）以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第３図はこの考案の第１実施例の断面図で、４
気筒機関のデユアルタイプの排気マニホールド１
０が示されている。

つまり、第１気筒の排気通路１１と第４気筒の
排気通路12とが集合されて集合排気通路（出口）
１３を形成し、また第２気筒の排気通路１４と第
３気筒の排気通路１５とが集合されて集合排気通
路（出口）１６を形成すると共に、これら両集合
排気通路１３，１６はその下流側において隔壁１
７により各々独立して一本に集束されるのであ
る。

そして、上記排気マニホールド１０に直接ハニ
カム型の触媒１８が接続され、該触媒１８の後端
部にフロントチユーブ１９が接続される。

上記触媒１８は、その触媒担体２０がケーシン
グ２１の入口部から若干奥まつて配置され、上述
した隔壁１７の終端と触媒担体入口部２０ａとの
間に所定の間隙ｌが形成されるようになつてい
る。また、ケーシング２１内にも、触媒担体２０
の下流側でかつ上述した隔壁１７の延長方向に位
置して隔壁２２が形成される。

更に、この実施例では上述した両集合排気通路
１３，１６の出口付近に、排気ガスの流れ方向を
切換制御する制御バルブ２３Ａ，２３Ｂが設けら
れる。

これらの制御バルブ２３Ａ，２３Ｂは、後述す
るアクチユエータ２４により機関の負荷状態に応
じて同時に切換られる。

つまり、上記アクチユエータ２４は、排気マニ
ホールド１０の外壁にガイド２５を介して一体的
に取付けられると共に、圧力信号通路２６を介し
て図外の絞り弁下流の吸入負圧に応動するダイヤ
フラム装置からなり、このアクチユエータ２４の
ダイヤフラム２４Ａに一体的に結合されたロツド
２８に、上述した制御バルブ２３Ａ，２３Ｂが
各々リンク機構を介してタンデムに連結される。
更に詳しく説明すると、一方の制御バルブ２３Ａ
はその回転軸２３ａにまずリンク２９Ａが一体的
に結合され、このリンク２９Ａにピン３０Ａ結合
したリンク２９Ｂの先端が上述したロツド２８に
ピン３０Ｂ結合するもので、他方の制御バルブ２
３Ｂは同じくその回転軸２３ｂにリンク３１が一
体的に結合され、このリンク３１の先端が長溝３
１ａを介してロツド２８にピン３２結合するもの
である。

そして、アクチユエータ２４の圧力室２４Ｂに
導かれる上記吸入負圧が高まると、ダイヤフラム
２４Ａがリターンスプリング２４Ｃ力に抗して図
中右方に移動し、これと一体のロツド２８も同方
向に移動すると同時に、一方の制御バルブ２３Ａ
のリンク２９Ｂはピン３０Ａを支点として時計方
向に回転するがこれに伴つてリンク２９Ａは回転
軸２３ａを支点として反時計方向に回転する一
方、他方の制御バルブ２３Ｂのリンク３１は回転
軸２３ｂを支点として時計方向に回転し、これに
よつて上述したリンク２９Ａ，３１と一体の制御
バルブ２３Ａ，２３Ｂも同方向に回転して、触媒
担体入口部２０ａに対して内方に向けて傾斜させ
られる。一方、吸入負圧が弱まると、ダイヤフラ
ム２４Ａは今度はリターンスプリング２４Ｃ力に
より図中左方に移動し、これと一体のロツド２８
も同方向に移動するため、リンク２９Ａ，２９
Ｂ，３１及び制御バルブ２３Ａ，２３Ｂは今度は
上述したのと反対方向に回転し、これによつて制
御バルブ２３Ａ，２３Ｂはともに触媒担体入口部
２０ａに対して垂直方向に位置されるようになつ
ている。尚、図中２４Ｄはストツパである。

従つて、この実施例は機関が低負荷域の時は排
気エミツシヨンを改善し、比較的高負荷域では出
力を重視したい機関に最適なシステムとなる。

すなわち、機関が比較的高負荷域では、アクチ
ユエータ２４の圧力室２４Ｂに導かれる吸入負圧
が弱まるために、上述したように制御バルブ２３
Ａ，２３Ｂは触媒担体入口部２０ａに対して垂直
方向に位置される。

この結果、排気マニホールド１０の両集合通路
１３，１６を流れる排気ガスは触媒担体入口部２
０ａに対して垂直方向に積極的に整流されて触媒
担体２０に流れていくため、排気圧力の干渉が回
避されて、機関の充填効率が向上し、出力アツプ
がはかれる。換言すれば、デユアルタイプの排気
マニホールド１０の本来の機能が達成されるので
ある。尚、この時隔壁２２によつて触媒１８の下
流部まで排気圧力の干渉が避けられるので効果的
である。

一方、機関が低負荷域で運転されると、今度は
逆に圧力室２４Ｂに導かれる吸入負圧が強まるた
めに、上述したように制御バルブ２３Ａ，２３Ｂ
は触媒担体入口部２０ａに対しして内方に向けて
傾斜される。

この結果、いずれの集合排気通路１３or１６を
流れる排気ガスも隔壁１７と触媒担体入口部２０
ａとの間隙ｌ内に積極的に案内されて触媒担体入
口部２０ａに広く拡散するため、デユアルタイプ
の排気マニホールド１０に単に触媒１８を連結し
た場合における排気ガスの間欠通過等に起因した
触媒１８の温度低下が効果的に回避されて、触媒
１８の転化率が向上し、排気エミツシヨンが良好
となるのである。

尚、触媒１８が排気マニホールド１０に直結さ
れ、排気上流側に位置されているので、上述した
両運転域とも十分な活性温度が得られることは言
うまでもない。従つて、低温活性化をはかるため
に高価な貴金属を多量に担持させるとか容量を増
大するとかの必要はまつたくなく、触媒１８を安
価に作ることができる。

次に、第４図はこの考案の第２の実施例を示す
ものである。

これは、第３図における圧力信号通路２６の途
中に、機関冷却水温度を検知して該温度が所定値
以上の時に上記通路２６を大気に解放するバイメ
タルタイプの感温切換弁３３を設けて、機関冷間
時の低負荷域のみ制御バルブ２３Ａ，２３Ｂを傾
斜させてエミツシヨン対策をはかつた例である。

すなわち、機関冷間時冷却水温が低い時は間温
切換弁３３の弁体３４が図の位置にあるため、負
圧ポート３５Ａ，３５Ｂ間は導通しておりアクチ
ユエータ２４の作用は第３図と同じになる。しか
し機関暖機後にあつては、弁体３４と一体的に動
くバイメタル３６が反転し、弁体３４が上昇して
負圧ポート３５Ａ，３５Ｂ間は遮断される一方負
圧ポート３５Ｂはフイルタ３７を介して大気解放
となるため、制御バルブ２３Ａ，２３Ｂは常時垂
直方向となり出力仕様になる。図中３８は板バネ
である。

尚、上記実施例において感温切換弁３３の特性
を逆特性とし、負圧ポート３５Ａの先にチエツク
バルブを配設すれば、機関冷間時は常時制御バル
ブ２３Ａ，２３Ｂをエミツシヨン中心仕様にする
ことができる。

また、上述した二つの実施例における触媒１８
は酸化触媒または三元触媒を問わない。三元触媒
の場合はO₂センサを隔壁１７と触媒担体入口部
２０ａとの間隙ｌ近傍に取付ければ検出精度上効
果的である。

（考案の効果）以上説明したようにこの考案によれば、デユア
ルタイプの排気マニホールドの出口に、当該マニ
ホールドの各排気通路を仕切る隔壁とその触媒担
体入口部との間に所定の間隙を有するようにし
て、ハニカム型触媒を接続する一方、上記出口付
近の各排気通路にすくなくとも機関の負荷状態に
応じて切換られて排気ガスの流れ方向を制御する
制御バルブを設けるようにしたので、全開付近の
出力を犠牲にすることなく、排気エミツシヨンを
悪化させることなく触媒を排気系上流に位置させ
ることができ、これによつて触媒に低温活性のた
めの高価な貴金属を多量に担持させたり、容量を
増大したりする必要がなくなつて、大幅にコスト
ダウンがはかれるという効果が得られる。

また、EGI、気化器仕様別の触媒を作る必要も
なくなり、量産効果に伴うコストダウンも可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例の各々の概略構成図
で、第３図及び第４図はこの考案の第１及び第２
実施例の各々の断面図である。１０……排気マニホールド、１１，１２，１
４，１５……排気通路、１３，１６……集合排気
通路、７……隔壁、２０……触媒担体、２０ａ…
…触媒担体入口部、ｌ……間隙、１８……触媒、
２３ａ，２３ｂ……制御バルブ、２４……アクチ
ユエータ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

機関排気系に各気筒からの排気通路を独立させ
て設けた排気マニホールドを備えると共に、この
排気マニホールドの出口にハニカム型触媒を配置
し、当該マニホールドの各排気通路を仕切る隔壁
終端と上記触媒担体入口部との間に所定の間隙を
形成する一方、上記各排気通路の出口付近に排気
ガスの流れ方向を切換える制御バルブを設け、か
つこれらの制御バルブを機関の負荷状態に応じて
切換作動させるアクチユエータを設けたことを特
徴とする内燃機関の排気制御装置。