JPH02125906A - 内燃機関に於る排気ガス流の加速装置 - Google Patents

内燃機関に於る排気ガス流の加速装置

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JPH02125906A JP63276926A JP27692688A JPH02125906A JP H02125906 A JPH02125906 A JP H02125906A JP 63276926 A JP63276926 A JP 63276926A JP 27692688 A JP27692688 A JP 27692688A JP H02125906 A JPH02125906 A JP H02125906A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関に於る排気ガス流を加速する装置に関
するものである。
（従来の技術） 内燃機関での燃焼により生成されたガスは、排気系管を
通じて大気放出される。排気ガス流の流速はシリンダか
ら出た直後には６５０〜８００　ｍ／ｓｅｅと音速を超
える高速であるが、すぐに減衰され、２００　ｍ／ｓｅ
ｃ程度で安定する。
一方例えば自動車用ガソリンエンジンなどでは、排気ガ
ス対策や騒音対策の必要上、触媒、消音器等が設けられ
ており、それにより排気ガス流は流速を低下させて放出
される。
（技術的課題） その結果、排気系管では背圧（バックプレッシャ）が過
大になり、機関効率を低下させるとともに、排気温度の
上昇をきたし、排気系管を傷めるとか高温による悪影響
を排気部周囲に与える問題を生じた。
本発明者は、前記の問題や内燃機関のさらに幾つかの問
題点を排気ガス流の制御の面から解決できるのではない
か、という展望のもとに研究を行なって米た。幾つかの
問題点とは、従来の自動車用高速機関に見られたような
低回転時の回転が不安定である問題、高温度の排気ガス
流が排気される問題、触媒や消音器が抵抗となることに
より充填効率が低下する問題、有害成分放出量がアイド
ル時に規定を満しても実走行時には著しく放出量が増大
する問題等である。
前記の研究の結果、排気ガスの流速を適当な方法で加速
することにより、非常に顕著な効果が、様々な方面で現
われることが確認された。適当な方法とは、例えば機関
出力を消費するモータ駆動に頼らずに排気ガス流を直接
加速するような工夫、或いは加速された排気ガス流に再
び速度低下が生じないようにすることなどである。
従って本発明の目的は排気ガス流を自己加速することに
より排気ガス流が、定常的な速度より大きな流速に加速
され、それにより、背圧を減少させ、負荷を制御し、前
述のような諸問題を解決することができる内燃機関に於
る排気ガス流の加速装置を提供することにある。
（技術的手段） 前記目的は、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス
流を大気放出する排気系管を備えており、該排気系管そ
れ自体による抵抗及び／又は排気系管に設けられた触媒
、消音器等の負荷抵抗が加えられた排気系管の下流の領
域に、排気ガス流の流速を自己加速する加速部を１段又
は２段以上設けた構成によって達成することができる。
排気系管は自動車エンジン等でエキゾーストバイブと通
称されているものを含み、その糸路の最も下流領域に加
速部が設けられ、排気ガス流はその部分を通過すること
により動力の補助を受けなくても自己加速される。この
ような加速部はスロートつまり喉（のど）を排気ガスの
流路に設けることで形成することができる。
スロートとしては、排気ガス流の流路の断面積を変える
例えばベンチュリ管構造のもの、或いは流路断面積は変
えずに介在物の形状に基づいて加速作用を発揮するもの
、或はこれらの組合わせなどが使用できる。このスロー
トは流れに沿って１段又は２段以上設置される。
（実施例） 図面を参照して説明すると、第１図は本発明の加速装置
を備えた内燃機関を示しており、ｌは内燃機関の本体、
２は排気系管、３は加速部で排気系管２には触媒４．や
消音器４□などの負荷４が設けられており、加速部３は
そうした負荷の後に配置されている。加速装置を中流等
負荷の前に配置すると、加速された排気ガス流が負荷に
よって再び減速されてしまい所期の目的が達せられなく
なるのを避けるためである。
加速装置としては第２図に模式的に示されまた第３図以
下に詳細に示されているような各種の構造のものが選択
できる。
第１のタイプは排気ガス流の流線の方向に単一のスロー
ト５を有する加速部３で、該スロート５は排気流路６の
断面積を徐々に減少し、排気ガス流のもつ運動エネルギ
を流速に変換する絞り管７によって形成されている。
第３図に詳細に示されているように、該加速部３内には
空気を真空吸引する構造が併設されており、第１、第２
、第３のスロート５Ｉ、５２．５３の直後に夫々空気導
入口８８．８゜、８３を設け、排気ガス流の加速と同時
に加速の結果形成された強力な負圧により空気を３段に
加速吸引するようになっている。各スロートは容積が例
えば倍々に増す設定とされ、排気ガス流が吸引空気流と
共にスムーズにテイルチューブ９より排出されるように
形成されている。導入口８８、〜８３には導入を促進す
るように角度θを付すと良い。ｌＯはケーシングを示す
。
との負圧で導入された空気流は様々な用途に利用され得
る。例えば加速された排気ガス流と空気流を極めて高速
で衝突させると排気ガス中のＣ０１ＮＯｘ等の有害成分
を激減させることができる。これは衝突により激しく擾
乱を生じて空気と排気ガス中の成分とが化学反応を起す
結果と思われ、その際に多量の水が生成される現象が認
められた。
他の用途は吸引空気流の利用で１例えばエンジンの空冷
化やターボ過給機の駆動等である。
第４図に示された加速部３は、流線と平行に翼断面型の
加速体１１を適当数介装させて、流路１２内に複数個の
スロート１３１．１３□・・・を形成するタイプである
。この場合も流路の排気ガス流が通過できる断面積は減
少されているが、翼型加速体１１による加速は、排気ガ
ス流を加速体表面に沿って通過させることにより加速が
生ずる現象を利用している。翼断面形状は高速型のほか
、加速に最適のタイプが用いられるが、衝撃波の発生に
よる悪影響を避けるなどのために、各加速体１１を前後
にずらせて配置するような変更を加えることは任意に行
なえる。
流路を形成する加速部ダクト１４は円形断面のほか、第
５図に示すような角形断面のものも用いられ、内壁にも
加速曲面１５を設は得る（第２図）。
また第６図以下は、絞り管１７と紡錘型の加速体１６と
を組合せて加速部３を構成したタイプで、絞り部１７と
加速体１６の間にスロート１８が形成され、加速体１６
は支持翼１９により中心部にセットされる以上のような
加速部３は流れ方向へ多段に設けることかできる。なお
、第２図中、２０は燃焼室、２１は吸気口、２２は排気
口、２３はシリンダ、２４はジャケットで、液冷式の場
合冷却液が循環する部分であるが、第３図の例に於て生
成された負圧により該ジャケット２４内へ空気を強制吸
引するときはエアジャケットとなる部分である。２５は
ピストンを示す。
（作用） 本発明の加速装置が内燃機関の排気系管２に組込まれる
と、燃焼室から排出される排気ガス流は、加速部３に於
るスロート５．１１の通過によって著しく加速され、排
気系に介在する触媒や消音器等の負荷及び排気系管それ
自体の抵抗によって低下した排気ガス流の流速を再び回
復させ、さらに高速化させることができる。
排気ガス流は排気系管２の最も下流に於て上述のように
加速されるため、それより上流の領域の流れが下流へ向
って吸引され、その結果燃焼室を出て定常化した排気ガ
ス流の流速は大気放出が促進される方向へ常時加速され
た状態となる。
それ敵背圧が過大となることがな（、また低速回転時に
は負荷となってトルクを引き出すように作用し、排気ガ
ス流の運動エネルギ増大に比例して流速の加速作用も増
す。
（効果） 以上のように、本発明の排気ガス流の加速装置は排気ガ
ス流の流速を著しく高められる効果を発揮するので、排
気ガスの安定な大気放出を促進し、低回転時にトルクを
付与して作動を安定化し、背圧が過大となるのを防いで
充填効率を向上させ、また空気との高速衝突により有害
成分を殆ど無（することができるなど内燃機関の性能改
善に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の内燃機関に於る排気ガス流の加速装置に
関するもので、第１図は該加速装置を備えた内燃機関全
体の説明図、第２図は内燃機関およびそれに選択的に組
合される２種の加速装置を示す模式図、第３図は加速部
スロートを示す第１の例の部分断面図、第４図は加速部
の第２の例の断面図、第５図は第４図のものの部分正面
図、第６図は加速部の第３の例の部分断面図、第７図は
その部分正面図である。 ２・・・排気系管、３・・・加速部、４・・・負荷、５
．１３．１８・・・スロート、７．１７・・・絞り管、
１１．１６・・・加速体、２０・・・燃焼室。 第 図 第２図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス流を大
    気放出する排気系管を備えており、該排気系管それ自体
    による抵抗及び／又は排気系管に設けられた触媒、消音
    器等の負荷抵抗が加えられた排気系管の下流の領域に、
    排気ガス流の流速を自己加速する加速部を１段又は２段
    以上設けたことを特徴とする内燃機関に於る排気ガス流
    の加速装置
  2. （２）加速部は、排気系管の流路の断面積を徐々に減少
    し、排気ガス流の運動エネルギを流速に変換する絞り管
    スロートを備えた請求項第１項記載の内燃機関に於る排
    気ガス流の加速装置。
  3. （３）加速部は、流線と略平行に、流路に介装された翼
    断面形の加速体で形成されたスロートを備えている請求
    項第１項又は第２項記載の内燃機関に於る排気ガス流の
    加速装置。
  4. （４）加速部は、排気系管流路の断面積を徐々に減少す
    る絞り管と、その中心部に配置される錘状部分を備えた
    加速体との組合せより成るスロートを有する請求項第１
    項記載の内燃機関に於る排気ガス流の加速装置
JP63276926A 1987-12-03 1988-11-01 内燃機関に於る排気ガス流の加速装置 Pending JPH02125906A (ja)

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