JPH0481510A - 圧力波過給機付エンジンの排気装置 - Google Patents

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） 本発明は圧力波過給機付エンジンの排気装置の改良に関
する。

（従来の技術） 従来、エンジンに吸気を過給する過給機を備えた過給機
付エンジンとして、例えば特開昭６１−３１６５２号公
報に開示されるように、ケース内に回転可能に支持され
、多数の小室を形成する多数の隔壁が放射状に配設され
たロータと、このロータの一端側のケースに形成された
吸気導入口及び吸気吐出口並びに上記ロータの他端側の
ケースに形成された排気導入口及び排気吐出口とを有し
、上記ロータの回転に伴い排気の圧力波エネルギを吸気
に伝達して吸気の過給を行う圧力波過給機を備えたもの
は知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、エンジンの排気通路に排気浄化のためのキャ
タリストを設ける場合、排気ターホ過給機を備えたエン
ジンでは、排気ガス流による排気ターボ過給機の駆動効
率を良好に確保する上で一般に過給機の下流側の排気通
路にキャタリストか設けられる。しかし、上記のような
圧力波過給機を備えたエンジンの場合、この圧力波過給
機下流側の排気通路では排気抵抗を少なくして排気の流
通をよくすることにより、圧力波過給機からの排気の導
出つまり掃気を充分に行えるようにする必要かある。そ
のため、流通抵抗となるキャタリストは圧力波過給機よ
り上流側の排気通路に設けることが必要とされる。

更に、キャタリストによる排気の浄化をエンジン始動後
から早期に行ってエミッンヨン性能を向上させるために
は、キャタリストの活性化の促進を図るべくキャタリス
トの温度をできるだけ早く上昇させてやることか要求さ
れる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするとするところは、圧力波過給機付エンジン
の排気装置において、排気通路にキャタリストを圧力波
過給機に対して適切に配設することにより、圧力波過給
機の掃気性を良好に維持しなから、キャタリストの活性
化の促進を図ってエミッション性能を向上させることに
ある。

（課題を解決するだめの手段） 上記目的を達成するため、本発明ては、キャタリストを
圧力波過給機より上流側の排気通路の設けるとともにこ
の圧力波過給機からの放射熱を受けるように配置するよ
うにしている。

具体的に、本発明か講した解決手段は、ケース内に回転
可能に支持され、多数の小室を形成する多数の隔壁が放
射状に配設されたロータと、このロータの一端側のケー
スに形成された吸気導入口及び吸気吐出口並びに上記ロ
ータの他端側のケースに形成された排気導入口と排気吐
出口とを有し、上記ロータの回転に伴い排気の圧力波エ
ネルギを吸気に伝達して吸気の過給を行う圧力波過給機
を備えたエンジンを前提とする。そして、上記排気導入
口より上流側の排気通路に排気浄化のだめのキャタリス
トが設けられ、このキャタリストは上記圧力波過給機の
排気の出入口側寄りに近接して配置されている構成とし
たものである。

（作用） 上記の構成により、本発明ては、キャタリストを圧力波
過給機より上流側の排気通路に設けているので、圧力波
過給機での掃気に支障をきたすことなく圧力波過給機を
効率的に作動させられる。

更に、このキャタリストは圧力波過給機の排気の出入口
側寄りに近接して配置されているので、圧力波過給機の
高温となる排気側からの放射熱を有効に受けて、キャタ
リストの温度上昇か速やかに行われ、キャタリストの活
性化の促進が図られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る排気装置を備えた圧力波
過給機付エンジンの概略構成を示す。同図において、１
は４気筒エンジン、２は上流端か大気に開放され下流端
が分岐通路２８〜２ｄを介してエンジン１の各気筒３，
３・・・に開口してエンジン１の各気筒３，３・・・に
吸気を供給する吸気通路、４は上流端が分岐通路４ａ〜
４ｄを介してエンジン１の各気筒３，３・・・に開口し
下流端が大気に開放されてエンジン１の各気筒３，３・
・・からの排気を排出する排気通路である。

５は上記吸気通路２及び排気通路４に跨って配設され、
エンジン１によってベルト伝動機構（図示省略）を介し
て回転駆動される圧力波過給機である。この圧力波過給
機５は、公知の如（ケース内に回転可能に支持されたロ
ータを有していて、このロータの外周には多数の隔壁か
放射状に配設され、この隔壁によってロータ外周に円周
方向に多数の小室が形成されている。上記ロータの一端
側のケースには吸気導入口６及び吸気吐出ロアが形成さ
れており、この吸気導入口６は吸気通路２の圧力波過給
機５上流側に、吸気吐出ロアは圧力波過給機５下流側に
それぞれ連通している。また、上記ロータの他端側のケ
ースには排気導入口８及び排気吐出口９か形成されてお
り、それぞれ排気通路４の圧力波過給機５上流側及び下
流側に連通している。そうして、ロータの回転に伴い低
圧の吸気が閉じ込められた小室内に高圧の排気が排気導
入口８から流入すると、その圧力差により圧力波（圧縮
衝撃波）が発生して小室内を伝播し、吸気に排気の圧力
波エネルギか伝達されることにより、吸気を圧縮、加速
して吸気吐出ロアから吐出し、吸気の過給を行い、次い
で上記小室内に流入した排気を排気吐出口９から排出す
るとともに、吸気導入口６から上記小室内に吸気を導入
して排気ガスの掃気を行うことを繰返すように構成され
ている。

また、１０は上記吸気通路２の各分岐通路２ａ〜２ｄの
開口部を所定のタイミングで開閉する吸気弁で、この吸
気弁１０．　１０．・・・の開閉により各気筒３，３．
・・・に吸気を所定のタイミングで導入するようにして
いる。１１は上記吸気通路２の圧力波過給機５より下流
側に介設された空冷式のインタークーラであって、圧力
波過給機５から過給される高温の吸気を外気（走行風）
との熱交換により冷却するものである。また、］２は吸
気通路２の圧力波過給機５より上流側に介設されたエア
クリーナであって、圧力波過給機５の吸気導入口６をこ
のエアクリーナ１２を介して大気と連通ずるようにして
いる。更に、このエアクリーナ１２から圧力波過給機５
をバイパスして上記インタークーラ１１より上流側の吸
気通路２に連通ずる吸気バイパス通路１３が設けられて
おり、この吸気バイパス通路１３の途中には吸気バイパ
ス通路１３の上流から下流への吸気の流れを許容しその
逆流を阻止する一方面バルブ１４が介設されているとと
もに、吸気バイパス通路１３の下流端開口部には、この
下流端開口部よりも下流側の吸気通路２に対する吸気バ
イパス通路１３または上記下流端開口部よりも上流側の
吸気通路２の連通を選択的に切換えるバルブ１５か配設
されている。そして、エンジン始動時、この切換バルブ
１５を上記下流端開口部より上流側の吸気通路２を閉塞
し吸気バイパス通路１３と上記下流端開口部より下流側
の吸気通路２とを連通させるように切換え制御すること
により、吸気バイパス通路１３を開いて、圧力波過給機
５上流の吸気を圧力波過給機５に吸入させずに吸気バイ
パス通路１３を介して圧力波過給機５下流にバイパス流
下させ、このことにより始動時のエンジン負荷を軽減し
て良好な始動性を確保するようにしたスターティングバ
ルブ装置１６か構成されている。

一方、排気通路４の上流端の分岐通路４ａ〜４ｄの開口
部には排気弁１７，１７．・・・か配設されており、所
定のタイミングで上記開口部を開閉して各気筒３，３．
・・・からの排気を導出するようにしている。１８は上
記排気通路４の圧力波過給機５より上流側に介設された
排気浄化のためのキャタリストであって、このキャタリ
スト１８を介してエンジン１から排出される排気を排気
導入口８より圧力波過給機５へ導入している。また、１
９は排気の一部を吸気系に還流するための還流通路であ
って、その一端は上記キャタリストの直下流の排気通路
４に開口し、他端は上記インタークーラ１１より下流側
の吸気通路２に開口するとともに、この還流通路１９の
途中には還流通路１９を開閉制御する還流制御バルブ２
０が介設されている。そして、この還流制御バルブ２０
を制御することによって、運転状態に応じた排気還流量
の調整を行うようにしている。また、上記排気通路４に
おいて、その圧力波過給機５より上流側と下流側とは圧
力波過給機５をバイパスするように排気バイパス通路２
１を介して連通されており、更にこの排気バイパス通路
２１の途中には排気バイパス通路を開閉制御するように
ウェストゲートバルブ２２が介設されている。そして、
圧力波過給機５による吸気の過給圧が高くなって設定圧
以上になると、上記ウェストゲートバルブ２２を開方向
に制御して排気を圧力波過給機５をバイパスして流下さ
せ、過給圧が設定圧を越えないように調整している。

次に、本発明の排気装置に係るキャタリスト１８の詳細
な配置について第２図及び第３図により説明する。第２
図はエンジン１の圧力波過給機５の配置されている側か
ら見た側面図であり、第３図は第２図の入方向（エンジ
ン１の後面側）がら見た図である。第２図及び第３図に
おいて、まず、圧力波過給機５はそのロータ軸５ｄがエ
ンジン１の出力軸方向（気筒列方向）と平行になるよう
に配置され、且つロータ軸５ｄはその先端に装着された
プーリ２３を介してエンジン１のフロント側の出力軸か
らベルトにより駆動力が伝達されて回転駆動されるよう
に構成されている。また、圧力波過給機５のロータハウ
ジング５ａの一端側（エンジンフロント側）には吸気導
入口６及び吸気吐出ロアを形成するエアケーシング５Ｃ
が、他端側には排気導入口８及び排気吐出口９を形成す
るガスケーシング５ｂか配設されている。そして、キャ
タリスト１８は、上記圧力波過給機５の下方でエンジン
１の本体側寄りにおいてその排気の流通方向が圧力波過
給機５のロータ軸方向とほぼ平行に配置され、且つ圧力
波過給機５のガスケーシング５ｂ側寄りに近接して配置
されている。また、２４は一端がエンジン１の各気筒３
，３．・・・からの排気を導出するべく分岐通路４ａ〜
４ｄで構成されてエンジン１に接続され、他端はキャタ
リスト１８の入口ポートに接続された排気マニホールド
、２５は一端がキャタリスト１８の出口ポートに接続さ
れ他端が圧力波過給機５のガスケーシング５ｂの排気導
入口８側に接続されたリヤ排気マニホールド、２６は一
端がガスケーシング５ｂの排気吐出口９側に接続され他
端は大気に開放された排気管であって、これら排気マニ
ホールド２４、リヤ排気マニホールド２５及び排気管２
６により排気通路４を構成している。これらによって、
排気はエンジン１から排気マニホールド２４を経てキャ
タリスト１８を通過して浄化された後、リヤ排気マニホ
ールド２５を経て排気導入口８から圧力波過給機５のロ
ータハウジング５ａ内に導入される。そして、ここで排
気はその高圧エネルギを吸気に伝達して吸気を加圧、加
速した後、吸気導入口６からロータハウジング５ａ内に
入ってきた新気によって掃気されて、排気吐出口９から
吐出され排気管２６を経て大気に放出される。

したがって、上記実施例においては、キャタリスト１８
は圧力波過給機５より上流側に配設されているので、圧
力波過給機５ての排気ガスの掃気時に抵抗となることは
なく圧力波過給機５の作動に支障をきたすことなく排気
の浄化を行うことができる。更に、このキャタリスト１
８は圧力波過給機５の高温側であるガスケーシング５ｂ
側寄りに近接して配置されているので、エンジン始動時
等でキャタリスト１８の温度が低いときは圧力波過給機
５の高温部からの放射熱を有効に利用してキャタリスト
１８の温度上昇を早めることができ、これによって、キ
ャタリスト１８の活性化の促進を図ることができて、始
動後から早期に排気の浄化が行われることになりエミッ
ション性能を向上させることができる。また、キャタリ
スト１８が圧力波過給機５のガスケーシング５ｂ側寄り
に配置されることから、圧力波過給機５の吸気の出入り
が行われるエアケーシング５Ｃ側とは離されることにな
り、このため、通常運転時に高温のキャタリスト１８か
らの放熱の影響による吸気温度の上昇が抑制され出力性
能の改善を図ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の圧力波過給機付エンジン
の排気装置によれば、排気浄化のためのキャタリストを
、圧力波過給機より上流側の排気通路に設け、且つ、圧
力波過給機の排気の出入口側寄りに近接して配置してい
ることにより、圧力波過給機の作動に影響を及はすこと
なく排気の浄化を行うとともに、圧力波過給機の高温と
なる排気側からの放射熱を有効に利用して、キャタリス
トの温度を速やかに上昇させキャタリストの活性化の促
進を図ることかできるので、エンジン始動後から早期に
排気の浄化が行われることになり、エミッション性能を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図はその
全体概略構成図、第２図は圧力波過給機側からの要部の
側面図、第３図は第２図の入方向矢視図である。 １　・・・エンジン ２・・・吸気通路 ４・・・排気通路 ５・・・圧力波過給機 ５ａ・・・ロータハウジング ５ｂ・・・ガスケーシング ８・・・排気導入口 ９・・・排気吐出口 １８・・・キャタリスト ２４・・・排気マニホールド ２５・・・リヤ排気マニホール ド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケース内に回転可能に支持され、多数の小室を形
   成する多数の隔壁が放射状に配設されたロータと、この
   ロータの一端側のケースに形成された吸気導入口及び吸
   気吐出口並びに上記ロータの他端側のケースに形成され
   た排気導入口及び排気吐出口とを有し、上記ロータの回
   転に伴い排気の圧力波エネルギを吸気に伝達して吸気の
   過給を行う圧力波過給機を備えたエンジンにおいて、 上記排気導入口より上流側の排気通路に排気浄化のため
   のキャタリストが設けられ、このキャタリストは上記圧
   力波過給機の排気の出入口側寄りに近接して配置されて
   いることを特徴とする圧力波過給機付エンジンの排気装
   置。