JPH05941U - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素濃度センサの検知感度の気筒間でのバラ
ツキを防止して、排気浄化性能の向上を図り、従来技術
の問題点を解消することを目的とする。 【構成】 排気マニホールド１において、エンジンの各
気筒＃１〜＃４の燃焼室に結合された複数の枝管部２の
集合部から延びた単一の管部１３の軸直角な面方向の断
面形状を、各気筒列方向に沿って長く延びた偏平形状に
形成することにより、各枝管部２からの排気流が酸素濃
度センサ４に均等に接触するようにし、酸素濃度センサ
４の検知感度を、＃１〜＃４の各気筒から流れて来る排
気流に対して略均一となるようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の排気装置に関し、特に、三元触媒を備えた排気浄化シス テムにおいて用いられる空燃比検出手段としての酸素濃度センサの検知能力を安 定化するための排気マニホールド構造の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、排気中の有害成分（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_X ）を三元触媒によって除去 する排気浄化システムにおいては、三元触媒を有効に作用させるために、空燃比 を精密に制御する必要があり、空燃比検出手段としての酸素濃度センサを排気系 に設け、この酸素濃度センサから出力される濃度信号に基づいて空燃比を制御す るようにしている。

【０００３】 かかる排気浄化システムにおける酸素濃度センサの取付位置は、排気が高温で あることが酸素濃度の正確な検知に必要不可欠であるという事情から、内燃機関 （以下、エンジンと言う）の燃焼室に近い排気マニホールドに設けるのが通例で ある。 ここで、従来の酸素濃度センサの取付位置を図３に示すと、排気マニホールド １は、一端がエンジン（この例では４気筒）の各気筒＃１〜＃４の燃焼室に結合 された複数の枝管部２と、複数の枝管部２の集合部から延びた単一の管部３と、 から構成される。

【０００４】 酸素濃度センサ４は、単一の管部３に固定されており、その検知端は該管部３ の内壁面から排気に接触すべく突出して位置している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の酸素濃度センサ４の取付構造にあっては、各 枝管部２からの排気流が酸素濃度センサ４に均等に接触しないという問題点があ る。 即ち、各枝管部２の管部３への結合方向の関係で、各枝管部２から流れてくる 排気流を全て同じ方向に指向させて管部３に流入させることはできず、各枝管部 ２から管部３に流入せんとする排気流の方向は各枝管部毎に異なる。

【０００６】 そして、従来の管部３は、軸直角な面方向の断面形状が各気筒列方向に沿って 概ね方形状をなしていて、通路断面積が大きいため、各枝管部２からの排気は管 部２内において夫々異なる部位を流れる。 この結果、例えば、＃１と＃４の気筒から流れて来る排気流は、酸素濃度セン サの検知端からは離れた管部の略中心を流れ、＃２と＃３の気筒から流れて来る 排気流は、酸素濃度センサ４の検知端に近接した管部の周辺部を流れる（図４参 照）。尚、図４の斜線部は流速の速い領域を示している。

【０００７】 このため、酸素濃度センサ４の検知感度は、＃１と＃４の気筒から流れて来る 排気流に対しては低く、＃２と＃３の気筒から流れて来る排気流に対しては高く なり、気筒間で感度のバラツキが生じる（図５参照）。 従って、酸素濃度センサ４によって検知された酸素濃度は不正確であり、三元 触媒の処理能力が低下し、排気浄化性能に支障が生じる。

【０００８】 ところで、従来、酸素濃度センサの検知感度の気筒間でのバラツキを防止する 技術として、実公昭５８−３６８１０号公報に示すようなものがある。 この従来技術は、排気マニホールドにおいて、複数の枝管部の合流部から延び る単一の管部の内壁面に、枝管部からの排気流を検知端に指向せしめる傾斜面を 設けたものである。この傾斜面を設けるに当たっては、前記管部の内壁面自体を 傾斜形成するか、該内壁面に案内突起を設けて構成している。

【０００９】 しかし、かかる従来技術にあっては、次のａ〜ｅの問題点がある。 ａ．通路形状が複雑となる。 ｂ．集合部とセンサ検知端との距離が短い場合、形状設定が困難である。 ｃ．センサ位置を集合部下流の任意の位置に設定できず、制約を受ける。 ｄ．案内突起分の重量が増大する。

【００１０】 ｅ．各枝管部の排気流れを確実に認識する必要がある。 そこで、本考案は以上のような従来の問題点に鑑み、排気マニホールドにおけ る枝管部以後の管部の断面形状の改良という簡単な技術により、酸素濃度センサ の検知感度の気筒間でのバラツキを防止して、排気浄化性能の向上を図り、従来 技術の問題点を解消することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案の内燃機関の排気装置は、一端が各気筒の燃焼室に結合され た複数の枝管部と、複数の枝管部の集合部から延びた単一の管部と、から構成さ れた排気マニホールドを備え、前記単一の管部の内壁面に酸素濃度センサの検知 端を位置させてなる内燃機関の排気装置において、前記単一の管部の軸直角な面 方向の断面形状を、前記各気筒列方向に沿って長く延びた偏平形状に形成した。

【００１２】

【作用】

かかる構成において、各枝管部の管部への結合方向の関係で、各枝管部から流 れてくる排気流を全て同じ方向に指向させて管部に流入させることはできず、各 枝管部から管部に流入せんとする排気流の方向は各枝管部毎に異なるが、軸直角 な面方向の断面形状が各気筒列方向に沿って概ね偏平形状をなしていて、通路断 面積が従来よりも小さいため、各枝管部から管部に流入した排気は該管部内にお いて夫々略中央部を通るように指向される。

【００１３】 一方、酸素濃度センサの検知端は管部内の略中央部に位置させることができる 。 この結果、各気筒から流れて来る排気流は、全て酸素濃度センサの検知端に効 率良く接触して流れることになる。 このため、酸素濃度センサの検知感度は、各気筒から流れて来る排気流に対し て略均一となり、気筒間で感度のバラツキがない。

【００１４】 従って、酸素濃度センサによって検知された酸素濃度は正確なものとなり、排 気浄化性能を良好に発揮させることとができる。

【００１５】

【実施例】

以下、添付された図面を参照して本考案を詳述する。 尚、以下に示す図において、図３と同一要素のものには同一符号を付して説明 を簡単にする。 図１において、排気マニホールド１は、一端がエンジンの各気筒＃１〜＃４の 燃焼室に結合された複数の枝管部２と、複数の枝管部２の集合部から延びた単一 の管部１３と、から構成され、酸素濃度センサ４は、前記単一の管部１３に固定 され、その検知端は該管部１３の内壁面から排気に接触すべく突出して位置して いる構成は従来と同様である。

【００１６】 従来と異なる構成は、前記単一の管部１３の軸直角な面方向の断面形状を、前 記各気筒列方向に沿って長く延びた偏平形状に形成した点にある。 上記偏平形状としては、例えば各気筒列方向に沿って延びる長軸を有する略楕 円形状を採用する。 以上のように、単一の管部１３の軸直角な面方向の断面形状を、偏平形状に形 成すると、各枝管部２からの排気流が酸素濃度センサ４に均等に接触する。

【００１７】 即ち、各枝管部２の管部１３への結合方向の関係で、各枝管部２から流れてく る排気流を全て同じ方向に指向させて管部１３に流入させることはできず、各枝 管部２から管部１３に流入せんとする排気流の方向は各枝管部２毎に異なるが、 管部１３の軸直角な面方向の断面形状が各気筒列方向に沿って概ね偏平形状をな していて、通路断面積が従来よりも小さいため、各枝管部２から管部１３に流入 した排気は該管部１３内において夫々略中央部を通るように指向される（図２参 照）。

【００１８】 一方、酸素濃度センサの検知端は管部内の略中央部に位置させることができる （図２参照）。 この結果、＃１，＃２，＃３，＃４の各気筒から流れて来る排気流は、全て酸 素濃度センサ４の検知端に効率良く接触して流れることになる。尚、図２の斜線 部は流速の速い領域を示している。

【００１９】 このため、酸素濃度センサ４の検知感度は、＃１，＃２，＃２，＃３の各気筒 から流れて来る排気流に対して略均一となり、気筒間で感度のバラツキがない。 従って、酸素濃度センサ４によって検知された酸素濃度は正確なものとなり、 三元触媒の処理能力が向上し、排気浄化性能を良好に発揮させることとができる 。

【００２０】 この場合、管部１３の断面形状を偏平形状に形成したことにより、通路断面積 が大幅に小さくなることがない。 更に、かかる構成によると、単一の管部の内壁面に枝管部からの排気流を酸素 濃度センサの検知端に指向せしめる傾斜面を設けた従来技術に比較して、次の利 点がある。

【００２１】 Ａ．通路形状が簡単となる。 Ｂ．集合部とセンサ検知端との距離が短い場合でも、形状設定が容易である。 Ｃ．センサ位置を集合部下流の任意の位置に設定でき、制約を受けない。 Ｄ．重量の増大はない。 Ｅ．管部の断面形状さえ所定形状にすれば、各枝管部における排気流を特に認 識する必要がない。

【００２２】 尚、以上のように、特定の実施例を参照して本考案を説明したが、本考案はこ れに限定されるものではなく、当該技術分野における熟練者等により、本考案に 添付された実用新案登録請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び修正 が可能であるとの点に留意すべきである。 例えば、上記実施例においては、偏平形状としては、各気筒列方向に沿って延 びる長軸を有する略楕円形状を採用したが、長円形状でも良いし、偏平した方形 状でも構わない。

【００２３】 又、エンジンの気筒数も４気筒に限らない。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、一端が各気筒の燃焼室に結合された複数の枝管 部の集合部から延びた単一の管部の軸直角な面方向の断面形状を、各気筒列方向 に沿って長く延びた偏平形状に形成するようにした簡単な構成により、全ての枝 管部からの排気流を酸素濃度センサの検知端に接触させることが可能であり、酸 素濃度の精密な検知が可能となり、ひいては排気浄化性能の向上を図ることがで きる実用的効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る内燃機関の排気装置の一実施例
を示す図で、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）は一部断
面側面図

【図２】 図１のＡ−Ａ矢視断面概略図

【図３】 従来の内燃機関の排気装置の一実施例を示す
図で、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）は一部断面側面
図

【図４】 図１のＢ−Ｂ矢視断面概略図

【図５】 同上従来例における酸素濃度センサ感度バラ
ツキを示す特性図

【符号の説明】

１ 排気マニホールド ２ 枝管部 ４ 酸素濃度センサ １３ 単一の管部 ＃１ 気筒 ＃２ 気筒 ＃３ 気筒 ＃４ 気筒

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】一端が各気筒の燃焼室に結合された複数の
   枝管部と、複数の枝管部の集合部から延びた単一の管部
   と、から構成された排気マニホールドを備え、前記単一
   の管部の内壁面に酸素濃度センサの検知端を位置させて
   なる内燃機関の排気装置において、前記単一の管部の軸
   直角な面方向の断面形状を、前記各気筒列方向に沿って
   長く延びた偏平形状に形成したことを特徴とする内燃機
   関の排気装置。