JPH05321654A - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気ガス浄化装置

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JPH05321654A
JPH05321654A JP4124691A JP12469192A JPH05321654A JP H05321654 A JPH05321654 A JP H05321654A JP 4124691 A JP4124691 A JP 4124691A JP 12469192 A JP12469192 A JP 12469192A JP H05321654 A JPH05321654 A JP H05321654A
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JP
Japan
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engine
exhaust gas
exhaust
control valve
exhaust pipe
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Withdrawn
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JP4124691A
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English (en)
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Takashi Maeda
貴史 前田
Takahiro Nakajima
隆裕 中島
Tetsuji Tatsumi
哲治 龍見
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Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N3/2053By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N2470/24Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの排気ガスを浄化する触媒コンバー
タの触媒のウォームアップ時間を短縮する。 【構成】 エンジン1の排気管の途中に触媒コンバータ
7を設け排気ガスを浄化するエンジンの排気ガス浄化装
置の、触媒コンバータの上流側の排気管6を、二重管と
し、内外の通路12、13により触媒8全体に排気ガス
を導き、内側の通路13は触媒の一部にのみ排気ガスを
導く。排気管6の前端に開弁時に通路12、13を開口
させ、閉弁時に通路12を閉塞し通路13のみを開口さ
せる制御弁15を設け、アクチュエータ20により開閉
制御する。制御回路28は、エンジンの運転状態を表す
信号を入力し所定の運転状態のときに制御弁を閉弁さ
せ、触媒の一部にのみ排気ガスを導き当該部分を迅速に
ウォームアップさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気管に関
する。
【0002】
【従来の技術】自動車のエンジンから排出される排気ガ
スを浄化する手段として3元触媒方式がある。この3元
触媒方式は、排気中のHC(炭化水素)、CO(一酸化
炭素)、NOX (窒素酸化物)を同時に低減するもので
ある。3元触媒を有効に働かせるためには、空燃比を理
論混合比の極近くに保持する必要がある他、冷却水温、
エンジン回転数、負荷等のエンジンの運転状態を表す信
号を取り込んで、過渡状態で燃焼を安定させる空燃調整
が行なわれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
暖機運転時における触媒のウォームアップ(活性化)
は、排気ガス熱が排気管から大気に逃げることもあって
時間がかかり、その遅れ時間の間、換言すると適正温度
に達していない触媒は、十分に機能し得ない。このため
触媒がウォームアップ中に走行すると排気ガスが十分に
浄化されないまま大気に排出されるという問題がある。
【0004】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、暖機時の触媒のウォームアップ時間を短縮すること
が可能なエンジンの排気管を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、エンジンの排気管の途中に触媒コン
バータを設け排気ガスを浄化するエンジンの排気ガス浄
化装置において、前記触媒コンバータの上流側に接続さ
れ同心的に2つの通路が形成され、内外両通路により前
記触媒コンバータの触媒全体に排気ガスを導き、内側の
通路は触媒の一部にのみ排気ガスを導く排気管と、前記
排気管の前端に設けられ開弁時には前記内外の両通路を
開口させ、閉弁時には外側の通路を閉塞し内側の通路の
みを開口させる制御弁と、前記制御弁を開閉するアクチ
ュエータと、エンジンの運転状態を表す信号を入力し所
定の運転状態のときに前記アクチュエータを駆動して前
記制御弁を閉弁させる制御手段とを備えた構成としたも
のである。
【0006】
【作用】エンジンが暖機中で触媒がウォームアップして
いない時に走行し、例えば、排気ガス温度が所定温度以
下、エンジン回転数が所定回転数以下、エンジン負荷が
所定負荷以下のときには、制御手段は、アクチュエータ
を駆動して制御弁を閉弁させ、内側の通路のみを通して
排気ガスを触媒の一部に導く。これにより触媒の一部が
局部的に迅速に高温となり、ウォーミングアップされて
活性化し、浄化機能を発揮する。排気ガスは、この活性
化された部分により浄化されて排出される。排気ガスの
温度が所定温度を超えると制御手段は、制御弁を開弁さ
せて内外の両通路を通して排気ガスを触媒に導く。この
ときには排気ガスは、十分に高温となっており、触媒
は、全体が迅速に活性化される。
【0007】
【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。図1においてエンジン1の吸気マニホールド
2には吸気管3が接続されており、排気マニホールド5
には、排気管6、触媒コンバータ7、排気管9が接続さ
れ、触媒コンバータ7には触媒8が内蔵されている。こ
の触媒コンバータ7の上流側(エンジン側)の排気管6
は、全長に亘り二重管とされ、パイプ10と11とが同
心的に配置(図2)されている。内側のパイプ11の内
径は、外側のパイプ10の内径の例えば、1/3程度と
されており、その後端11bは、触媒コンバータ7内の
触媒8の前端8aの中央部8a’に臨み僅かに離隔して
開口されている。これらのパイプ10と11との間の環
状空間が第1の排気ガス通路12、パイプ11が第2の
排気ガス通路13とされている。
【0008】排気マニホールド5と排気管6との間には
制御弁15が接続されており、ケース16内には弁体1
7が収納されている。この弁体17は、図3に示すよう
にドーナツ円板型をなし、外径及び内径が夫々パイプ1
0及び11の外径と同径とされ、外周部所定箇所17a
がヒンジ18を介してケース16に回動可能に軸支され
ており、パイプ10、11の各開口端10a、11aに
当接可能とされている。そして、パイプ10、11の各
開口端10a、11aに当接すると、第1の排気ガス通
路12が閉塞される。
【0009】弁体17のヒンジ18との接続部17a
は、リンク19を介してアクチュエータ例えば、バキュ
ーム式ダイヤフラムアクチュエータ20のダイヤフラム
21に連結されている。このダイヤフラムアクチュエー
タ20の負圧室20aは、パイプ23、電磁弁24を介
して負圧チャンバ25のポート25bに接続されてい
る。この負圧チャンバ25のポート25aは、チェック
バルブ26、パイプ27を介して吸気管3のスロットル
バルブ4の下流側に設けられた孔3aに連通接続されて
おり、エンジン1の運転時特に、暖機或いはアイドル時
の低回転時に負圧が蓄積される。
【0010】スロットルバルブ4にはスロットルバルブ
の開度を検出するスロットルセンサ30が、エンジン1
にはエンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ
31が、排気マニホールド5内には触媒コンバータ7の
上流側の排気ガスの温度を測定する温度センサ32が取
付られている。そして、電磁弁24及びセンサ30〜3
2は、制御回路28に接続されている。
【0011】制御回路28は、センサ30〜32からの
信号に基づいて所定の条件のときに電磁弁24を制御す
る。即ち、制御回路28は、排気管6の排気ガス温度が
所定温度例えば、250℃以下、エンジン1の回転数が
所定回転数例えば、2000rpm 以下、エンジン負荷が
例えば、全負荷の1/2以下のときに電磁弁24を付勢
し、前記条件が成立しないときには電磁弁24を消勢す
る。電磁弁24は、消勢されている時にはダイヤフラム
アクチュエータ20の負圧室20aを大気に連通させ、
付勢されている時には負圧チャンバ25に負圧室20a
を接続する。
【0012】以下に作用を説明する。エンジン1の暖機
中に車両が走行し、排気マニホールド5を通る排気ガス
の温度が250℃以下、エンジン回転数が2000rpm
以下、エンジン負荷が例えば、1/2負荷以下の状態に
あるときには、制御回路28は、電磁弁24を付勢し、
負圧チャンバ25にダイヤフラムチャンバ20の負圧室
20aを接続する。負圧室20aが負圧チャンバ25に
接続されると、ダイヤフラム21がスプリング22のば
ね力に抗して引っ張られ、リンク19を介して制御弁1
5の弁体10を図3の矢印A方向に回動させてパイプ1
0の先端10aに当接させ、排気管6の第1の排気ガス
通路12を閉塞する。
【0013】エンジン1から排気マニホールド5に排出
された排気ガスは、第2の排気ガス通路13のみを通り
触媒8の中央部8a’に導かれる。このとき外側の通路
12は、保温効果が有り、内側の通路13は、外側の通
路12により大気から断熱され、通路13から大気への
放熱が大幅に抑えられ通路13内を通る排気ガスの温度
低下が少なくなる。これにより触媒8は、中央部8a’
が局部的に迅速に加熱されて高温となり活性化する。こ
の結果、触媒8は、局部的にウォームアップの時間が短
縮され、従って、エンジン1から排出された排気ガス
は、触媒8の活性化された中央部8a’により浄化さ
れ、排気管9を通して大気に排出される。
【0014】エンジン1の暖機が終了し、排気マニホー
ルド5内の排気ガスの温度が250℃を超えると、制御
回路28は、電磁弁24を消勢し、ダイヤフラムアクチ
ュエータ20の負圧室20aを負圧チャンバ25から遮
断して大気に開口させる。これによりダイヤフラム21
がスプリング22のばね力により押し戻され、リンク1
9を介して弁体17を図3の矢印B方向に回動させ、パ
イプ10、11の開口端10a、11aから離隔させ
る。これにより排気ガス通路12が開口され、排気マニ
ホールド5内の排気ガスは、排気管6の第1、第2の各
排気ガス通路12、13を通して触媒8に導かれる。こ
の結果、触媒8が全体的に活性化され、エンジン1から
排出された排気ガスが浄化される。
【0015】また、エンジン1が暖機中であり、制御弁
15が排気管6の第1の排気ガス通路12を閉塞した状
態で走行している時に、急加速をしてエンジン1が全負
荷となったり、或いは高速走行してエンジン回転数が2
000rmp を超えた場合には、制御回路28は、電磁弁
24を消勢して制御弁15を開弁させて排気ポート5に
排出された排気ガスを第1、第2の通路12、13を通
して触媒8全体に導き、エンジン1の出力、走行性能へ
の影響を少なくする。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ンジンの暖機時における触媒コンバータのウォームアッ
プ時間を短縮することが可能となり、排気ガスの浄化を
より良好に行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したエンジンの排気系統の一実施
例を示す図である。
【図2】図1の矢線II−IIに沿う断面図である。
【図3】図1の制御弁近傍の拡大図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 吸気マニホールド 3 吸気管 4 スロットルバルブ 5 排気マニホールド 6、9 排気管 7 触媒コンバータ 8 触媒 15 制御弁 20 ダイヤフラムアクチュエータ 24 電磁弁 25 負圧チャンバ 28 制御回路 30 スロットルセンサ 31 エンジン回転数センサ 32 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 龍見 哲治 京都府京都市右京区太秦巽町1番地 三菱 自動車エンジニアリング株式会社京都事業 所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排気管の途中に触媒コンバー
    タを設け排気ガスを浄化するエンジンの排気ガス浄化装
    置において、前記触媒コンバータの上流側に接続され同
    心的に2つの通路が形成され、内外両通路により前記触
    媒コンバータの触媒全体に排気ガスを導き、内側の通路
    は触媒の一部にのみ排気ガスを導く排気管と、前記排気
    管の前端に設けられ開弁時には前記内外の両通路を開口
    させ、閉弁時には外側の通路を閉塞し内側の通路のみを
    開口させる制御弁と、前記制御弁を開閉するアクチュエ
    ータと、エンジンの運転状態を表す信号を入力し所定の
    運転状態のときに前記アクチュエータを駆動して前記制
    御弁を閉弁させる制御手段とを備えたことを特徴とする
    エンジンの排気ガス浄化装置。
JP4124691A 1992-05-18 1992-05-18 エンジンの排気ガス浄化装置 Withdrawn JPH05321654A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2827335A1 (fr) * 2001-07-13 2003-01-17 Usui Kokusai Sangyo Kk Procede et dispositif d'activation d'un convertisseur catalytique

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990803