JPH0519532Y2

JPH0519532Y2 -

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Publication number: JPH0519532Y2
Application number: JP19170186U
Authority: JP
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1993-05-24
Anticipated expiration: 2001-12-15
Also published as: JPS6396212U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、排気系に排気ガス浄化用の触媒を備
えた内燃機関のシリンダブロツク構造に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の暖機性は高い程好ましい。暖機性が
悪いと、冷間時、機関各部のフリクシヨンロスが
大きくなるため燃費の悪化を招き、また、暖機の
ために燃料増量等を行うと、排気ガスのエミツシ
ヨン悪化や燃費の悪化が問題となる。

これとは別に、排気系に触媒を設けた排気ガス
浄化システムにおいては、一般に以下のような問
題がある。従来の触媒配置構造は、大きく分類し
て第６図および第７図に示す２つのタイプがあ
る。第６図は、いわゆるアンダーフロア触媒シス
テムを示しており、図における１はエンジン、２
はインテークマニホルド、３はエキゾーストマニ
ホルド、４は排気管で、排気管４の途中に触媒担
体を内蔵した触媒コンバータ５が設けられる。第
７図は、いわゆるマニホルドコンバータ触媒シス
テムを示しており、図における６がエンジン、７
はインテークマニホルド、８はエキゾーストマニ
ホルド、９は排気管で、エキゾーストマニホルド
８直下に触媒コンバータ１０が設けられる。触媒
は、一般にある温度以上に暖機されて初めて良好
なガス浄化作用を発揮できるが、アンダーフロア
触媒システムでは、触媒コンバータ５がエンジン
から離れた位置に配設されるため、触媒の暖機性
が悪く、冷間時のエミツシヨン悪化を招きやす
い。マニホルドコンバータ触媒システムでは、ア
ンダーフロア触媒システムよりは触媒の暖機性は
向上されるが、触媒コンバータ１０を含めたエン
ジン本体の幅（第７図の寸法ｌ）が大きくなり、
スペースをとるという問題がある。

また、触媒は、一般にある温度を越えると、劣
化の度合が急激に増加し、そのために浄化率の低
下、エミツシヨン悪化を招く。したがつて、触媒
の過熱は極力防止されなければならない。

従来、前述のエンジンの暖機性の問題と、触媒
に関する問題とを関連づけて、その両方を同時に
解決しようとする提案はなかつた。実開昭56−
99004号公報、実開昭57−134310号公報には、触
媒コンバータ周りに冷却媒体を通して触媒の過熱
を防止する構造が示されているが、これら従来構
造では、触媒の過熱は防止できてもエンジン本体
の暖機性を向上することはできなかつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は、上記のエンジン本体側の問題点と触
媒側の問題点を互に関連づけ、エンジン本体をで
きるだけ小型化しつつエンジンの暖機性と触媒の
暖機性を向上し、かつ暖機後には触媒の過熱を防
止することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本考案の内燃機関
のシリンダブロツク構造においては、シリンダブ
ロツク内に排気ガス通路が通され、該排気ガス通
路のシリンダブロツク内部分に触媒が配設され、
その近傍にウオータジヤケツトが設けられる。

〔作用〕

このようなシリンダブロツク構造においては、
触媒がシリンダブロツク内に配設されるので、触
媒まで含めたエンジン本体の寸法が、第７図に示
したシステムに比べはるかに小とされ、エンジン
本体の小型化がはかられるとともに、触媒はエン
ジン本体に最も近い位置にて直接熱を受けるの
で、触媒の暖機性が向上される。また、触媒は、
その排気ガス浄化作用により自身が高温になるの
で、ウオータジヤケツト内に冷却水と触媒との間
で熱の授受が行われ、冷却水がす早く暖められて
エンジン本体の暖機性が向上される。そして暖機
後には、エンジンからの高温の排気ガスにより触
媒は過熱されるおそれがあるが、このときには逆
にウオータジヤケツト内の冷却水によつて冷却さ
れるので、触媒の過熱は適切に防止される。

〔実施例〕

以下に、本考案の望ましい実施例を図面を参照
して説明する。

第１実施例第１図および第２図は、本考案の第１実施例に
係る内燃機関のシリンダブロツク構造を示してい
る。図において、１０はシリンダブロツク、１１
はシリンダ、１２はピストン、１３はインテーク
マニホルド、１４はエキゾーストマニホルド、１
５は燃焼室、１６はインテークバルブ、１７はエ
キゾーストバルブをそれぞれ示している。

シリンダブロツク１０は、第２図にも示すよう
に、その一部がエンジン側方に張り出した構造に
構成されており、この張り出し部１８に、エキゾ
ーストマニホルド１４から続く排気通路１９が通
されており、該排気通路１９は排気管２０へと接
続されている。この排気通路１９のシリンダブロ
ツク１０内部分に、触媒２１が配設されている。
エキゾーストマニホルド１４を直接触媒２１部分
に接続しようとすると、エキゾーストマニホルド
の曲率が大きくなり背圧が大きくなつて排気効率
が悪くなるため、エキゾーストマニホルド１４の
形状は略現状のものとし、シリンダブロツク１０
にエキゾーストマニホルド１４と触媒２１とをス
ムーズに結ぶための通路１９ａが設けられてい
る。

この排気通路１９の触媒２１を設けた部分の近
傍で、シリンダ１１との間の部分に、ウオータジ
ヤケツト２２が設けられている。

排気通路１９下流の排気管２０には、排気温セ
ンサ２３が設けられており、排気温センサ２３は
ECU２４に接続されている。ECU２４は、サー
モスタツト２５に接続され、排気温センサ２３か
らの信号に基づきサーモスタツト２５の作動を制
御することにより、ウオータジヤケツト２２内を
流れる冷却水の流量を制御できるようになつてい
る。

このように構成された実施例装置の作用につい
て説明する。

まず、排気通路１９がシリンダブロツク１０内
を通され、触媒２１がシリンダブロツク１０内に
配設されているので、触媒２１はエンジン本体に
最も近い位置に位置することになり、触媒２１ま
で含めたエンジン本体の寸法l₁が、第７図に示し
た寸法ｌよりも大幅に小とされ、エンジン本体が
小型化される。そして、触媒２１は、燃焼室１５
から近い位置でエンジン本体により直接暖められ
るので、短時間のうちに効率よく暖機される。

また、ウオータジヤケツト２２内を流れる冷却
水は、ピストン１２側から放熱される熱と、触媒
作用により高温になつた触媒２１側から放熱され
る熱との両方により暖められることになるので、
たとえば第３図に示すように、従来よりもす早く
温度上昇し、エンジン本体の暖機性が向上され
る。

また、エンジン暖機後には、燃焼室１５からの
高温の排気ガスにより、触媒２１の温度はさらに
高められようとするが、近傍のウオータジヤケツ
ト２２内を流れる冷却水によつて熱が奪われるた
め、触媒２１は適切に冷却され過熱が防止され
る。第４図に、エンジン回転数と触媒出ガス温度
との関係を示すが、従来装置に比べ本考案装置で
は、冷却水により触媒２１の高温化とともに排気
ガスの高温化が抑えられる。さらに、本実施例の
如く排気温センサ２３、ECU２４、サーモスタ
ツト２５を介して冷却水量を制御することによ
り、排気温の望まし温度への制御も可能になり、
触媒２１を望ましい温度に制御することが可能に
なる。

第２実施例つぎに、第５図に本考案の第２実施例を示す。

図において、３１はシリンダブロツク、３２は
シリンダ、３３はピストン、３４はエキゾースト
バルブ、３５はエキゾーストマニホルドをそれぞ
れ示している。シリンダブロツク３１内に、保持
部材３６，３７によつて保持された触媒３８が配
設され、シリンダブロツク３１内に触媒３８を通
過した排気ガスを下流側へと送るメイン排気通路
３９が設けられている。触媒３８の周囲は、空間
からなる触媒室４０が形成されており、触媒３８
の出口側の保持部材３７には、開口部４１が設け
られて触媒室４０に連通可能となつている。触媒
室４０には、サブ排気通路４２が接続されてお
り、サブ排気通路４２はシリンダブロツク３１外
にてメイン排気通路３９に合流されている。

触媒３８の出口とメイン排気通路３９との間に
は、触媒３８を通過した排気ガスのメイン排気通
路３９内への流入を制御可能な開閉弁４３が設け
られている。開閉弁４３は、ECU４４からの信
号に基いて作動され、ECU４４には、排気温セ
ンサ４５からの信号が入力される。

触媒室４０とシリンダ３２の間には、ウオータ
ジヤケツト４６が設けられている。このウオータ
ジヤケツト４６内を流れる冷却水の流量は、第１
実施例と同様、排気温センサ４５、ECU４４、
サーモスタツト４７を介して制御可能となつてい
る。

このような実施例装置においては、エンジンお
よび触媒３８が暖機途中のとき（暖機前）には、
排気温センサ４５の信号に基づくECU４４によ
る制御により、開閉弁４３が閉じられる。開閉弁
４３閉により、触媒３８を通過した排気ガスはメ
イン排気通路３９には流れず、開口部４１から触
媒室４０へと流入し、触媒３８周りを循環してサ
ブ排気通路４２より排出される。この再循環され
る排気ガスにより触媒３８が周囲からも暖めら
れ、触媒周りに空間がない場合に比べ触媒３８の
温度上昇が早まり、触媒３８の暖機性が一層向上
される。また、触媒３８の暖機性が向上されると
触媒室４０も早く暖められ、シリンダブロツク３
１もす早く暖められてエンジン本体の暖機性も向
上される。

また、触媒３８暖機後には、排気温センサ４
５、ECU４４を介して開閉弁４３が開かれ、触
媒３８通過後の排気ガスは直接メイン排気通路３
９に導かれ排出される。したがつて、触媒室４０
には排気ガスは再循環されず、高温排気ガスによ
る触媒３８の過熱はない。また、第１実施例と同
様、ウオータジヤケツト４６内を流れる冷却水に
より触媒室４０を介して触媒３８が冷却されるの
で、触媒３８の過熱が確実に防止される。その他
の構成、作用は第１実施例に準じる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の内燃機関のシリ
ンダブロツク構造によるときは、つぎのような効
果が得られる。

排気通路をシリンダブロツクに通し触媒をシリ
ンダブロツク内に配設したので、触媒をエンジン
本体に最も近い位置に設けてエンジンからの熱に
より触媒の暖機性を向上することができるととも
に、触媒を含めたエンジン本体の小型化をはかる
ことができる。

また、ウオータジヤケツトを触媒近傍に設けた
ので、ウオータジヤケツト内冷却水がシリンダ側
からと触媒側からの両方から受熱でき、エンジン
本体の暖機性を向上することができる。また、暖
機後には逆に冷却水により触媒を冷却することが
できるので、触媒の過熱を防止することができ、
触媒の劣化を抑えることができる。

さらに、シリンダブロツクに排気通路を通すた
め必然的にシリンダブロツクが高剛性構造とな
り、それによつてエンジンの低振動、低騒音化を
はかることができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る内燃機関の
シリンダブロツク構造の概略構成図、第２図は第
１図の装置の部分平面図、第３図はエンジン始動
後からの経過時間と冷却水温との関係図、第４図
はエンジンの回転数と触媒出ガス温度との関係
図、第５図は本考案の第２実施例に係る内燃機関
のシリンダブロツク構造の概略構成図、第６図は
アンダーフロアタイプの触媒配置構造の概略構成
図、第７図はマニホルドコンバータタイプの触媒
配置構造の概略構成図、である。１０，３１……シリンダブロツク、１１，３２
……シリンダ、１２，３３……ピストン、１３…
…インテークマニホルド、１４，３５……エキゾ
ーストマニホルド、１５……燃焼室、１８……張
り出し部、１９……排気通路、２０……排気管、
２１，３８……触媒、２２，４６……ウオータジ
ヤケツト、２３，４５……排気温センサ、２４，
４４……ECU、２５，４７……サーモスタツト、
３６，３７……保持部材、３９……メイン排気通
路、４０……触媒室、４１……開口部、４２……
サブ排気通路、４３……開閉弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内燃機関のシリンダブロツク内に排気ガス通路
を通し、該排気ガス通路のシリンダブロツク内部
分に触媒を配設し、その近傍にウオータジヤケツ
トを設けたことを特徴とする内燃機関のシリンダ
ブロツク構造。