JPH0630413U

JPH0630413U - 触媒コンバータ一体型エンジン

Info

Publication number: JPH0630413U
Application number: JP6607692U
Authority: JP
Inventors: 雄一高崎
Original assignee: カルソニック株式会社
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案は、エンジンに触媒コンバータを内蔵
した触媒コンバータ一体型エンジンに関し、触媒担体の
活性化までの時間を短くし、簡単な構造で所定の浄化能
力を確保するとともに温度を所定の温度以下に維持して
耐久性を確保することを目的とする。【構成】エンジンブロック１内に、これを貫通する排
気ガス通路４を形成し、この排気ガス通路４の途中に触
媒担体６Ａを内蔵した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンに触媒コンバータを内蔵した触媒コンバータ一体型エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車の排気系には、排気ガスを浄化するため、触媒コンバータが装着されており、この触媒コンバータにより例えば排気ガス中のＣＯ成分やＨＣ成分等の未燃焼成分が除去されるが、特に冬期等の外気の温度が低いエンジン運転開始時には排気ガスの温度が低く、触媒コンバータ内の触媒担体が暖めらず、その活性が不充分で、排気ガス中の未燃焼成分の燃焼が不充分となる。

【０００３】そこで、エンジン運転開始時に、触媒コンバータ内の触媒担体を急速に加熱して暖めることが要求され、床下型の触媒コンバータとは別に、高温の排気ガスを空気により冷却されない状態で使うべくエンジンのシリンダヘッドに装着されるマニホールド触媒コンバータが例えば、図４に示すように知られている。

【０００４】図において、符号１０１はエンジンブロックで、そのシリンダヘッド１０２にマニホールド触媒コンバータ１０３が装着されている。マニホールド触媒コンバータ１０３は、フランジ１０４と、複数のブランチ管１０５と、筒状容器１０６とを備えている。筒状容器１０６には図示しない触媒担体が収容されている。

【０００５】筒状容器１０６の下流側ディフューザ１０６Ａには、排気管１０７が連結され、排気管１０７を固定ブラケット１０８を介してシリンダブロック１０１Ａの壁面に固定することにより、マニホールド触媒コンバータ１０３がシリンダブロック１０１Ａに固定して取り付けられている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところが、従来のマニホールド触媒コンバータ１０３にあっては、排気ガスがブランチ管１０５の途中で冷却され、それだけ、排気ガスによる触媒担体に対する加熱が遅く、触媒担体の活性温度までの温度上昇時間が長くなるという問題がある。

【０００７】そこで、例えば、特開昭５９−５６２号公報に示すように、エンジンのシリンダブヘッドと排気マニホールドの間に、触媒体を内蔵したディスタンスチューブを介装することも考えられる。この場合には、触媒体の容量が小さく、その浄化能力が劣ることになる。また、エンジン運転開始時以外の時でも、触媒体が常に加熱されているので、触媒体が高温になり、熱による触媒担体の劣化が激しく、耐久性に劣るという問題がある。

【０００８】この触媒体が高温になるという問題に対しては、例えば特開昭６１−８５５２３号公報に示すように、マニホールド触媒コンバータの周囲にウォータジャケットを設け、このウォータジャケット内の冷却水により冷却して所定の温度以下にすることもできる。ところが、この場合には、ウォータジャケットに冷却水を供給する冷却水回路が必要とし、しかも、触媒担体を収容する容器の外側に冷却槽が必要となり、大掛がかりな装置になってしまう。

【０００９】本考案は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、触媒担体の活性化までの時間が短くし、簡単な構造で所定の浄化能力を確保するとともに温度を所定の温度以下に維持して耐久性を確保することができる触媒コンバータ一体型エンジンを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案は、エンジンブロック内に、これを貫通する排気ガス通路を形成し、この排気ガス通路の途中に触媒担体を内蔵したことを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の考案は、エンジンブロック内に、これを貫通する排気ガス通路を形成し、この排気ガス通路の途中周囲にウォータジャケットを設け、ウォータジャケット内に、触媒担体を装着し、このウォータジャケットの上流側部分とラジエータの出口部を供給水路を介して接続し、ウォータジャケットの下流側部分とラジエータの入口部を排出水路を介して接続し、供給水路の途中部分と排出水路の途中部分をバイパス水路を介して接続し、供給水路の、ウォータジャケットの上流側部分からバイパス水路との分岐部に至る途中に第１開閉弁を設け、排出水路の、ウォータジャケットの下流側部分からバイパス水路との分岐部に至る途中に第２開閉弁を設けたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】

請求項１記載の考案においては、エンジンブロック内に、これを貫通する排気ガス通路を形成し、この排気ガス通路の途中に触媒コンバータを内蔵したので、排気ガスがエンジンブロック外に流れて冷却される前に、エンジンブロックの熱により触媒担体が加熱され、触媒担体の温度上昇が速く、触媒担体の活性化までの時間が短くなる。

【００１３】請求項２記載の考案においては、エンジン運転開始時の、触媒コンバータ内の触媒担体の温度が所定の温度以下の時には、例えば、第１開閉弁，第２開閉弁は閉じられ、低温の冷却水は、ラジエータの出口部から供給水路を介してバイパス水路内に入って排出水路に導かれ、ラジエータの入口部からラジエータ内に戻り、ウォータジャケットには導かれない。従って、エンジンブロックの熱により触媒担体が加熱され、触媒担体の温度上昇が速く、触媒担体の活性化までの時間が短くなる。

【００１４】一方、エンジンが暖められて触媒担体の温度が所定の温度になると、第１開閉弁，第２開閉弁は開かれる。そして、冷却水は、ラジエータの出口部から供給水路を介してウォータジャケット内に導かれる。このウォータジャケット内では、その冷却水により、触媒担体が冷却される。ウォータジャケットからの冷却水は、排出水路を通ってラジエータの入口部に入る。

【００１５】

【実施例】

以下、図面により本考案の実施例について説明する。図１ないし図３は本考案の実施例に係わる触媒コンバータ一体型エンジンを示す。

【００１６】図１，図２において、符号１はエンジンブロックで、シリンダブヘッド２とシリンダブロック３とを有している。エンジンブロック１内に、これを貫通する排気ガス通路４が形成され、この排気ガス通路４の途中周囲に環状糟からなるウォータジャケット５が設けられている。

【００１７】このウォータジャケット５内には、図示しない触媒担体６Ａを収容してなる触媒コンバータ６が設けられている。上記排気ガス通路４の出口には排気管７が接続されている。排気ガス通路４の上流側から触媒コンバータ６の交換を行なうようになっている。

【００１８】ウォータジャケット５の上流側部分５Ａとラジエータ８の出口部８Ｂは供給水路９を介して接続され、ウォータジャケット５の下流側部分５Ｂとラジエータ８の入口部８Ａは排出水路１０を介して接続されている。即ち、ウォータジャケット５の上流側部分５Ａに供給水路９の一端９Ａが接続され、供給水路９の他端９Ｂがラジエータ８の出口部８Ｂに接続されている。ウォータジャケット５の下流側部分５Ｂに排出水路１０の一端１０Ａが接続され、排出水路１０の他端１０Ｂがラジエータ８の出口部８Ｂに接続されている。

【００１９】供給水路９の途中部分と排出水路１０の途中部分は、バイパス水路１１を介して接続されている。供給水路９の、ウォータジャケット５の上流側部分５Ａからバイパス水路１１との分岐部１１Ａに至る途中に第１開閉弁１２が設けられている。この第１開閉弁１２は第１アクチュエータ１２Ａにより作動されるようになっている。

【００２０】排出水路１０の、ウォータジャケット５の下流側部分５Ｂからバイパス水路１１との分岐部１１Ｂに至る途中に第２開閉弁１３が設けられ、この第２開閉弁１３は第２アクチュエータ１３Ａにより作動されるようになっている。また、排気ガス通路４には、温度センサ１４が設けられ、この温度センサ１４は制御装置１５の入力側に接続されている。制御装置１５の出力側は、第１アクチュエータ１２Ａ，第２アクチュエータ１３Ａに接続されている。

【００２１】しかして、本実施例においては、温度センサ１４により排気ガス通路４の排気温度が、触媒担体６Ａの温度の代用特性として常時監視される。検出された排気温度は、制御装置１５に送られ、そのＣＰＵにより所定の温度に達しているか否かが判定される。例えば、排気温度が所定の温度以下の時には、第１アクチュエータ１２Ａ，第２アクチュエータ１３Ａを介して第１開閉弁１２，第２開閉弁１３は閉じられ（図１）、排気温度が所定の温度（例えば３５０℃）以上の時には、第１アクチュエータ１２Ａ，第２アクチュエータ１３Ａを介して第１開閉弁１２，第２開閉弁１３は開かれている（図３）。第１開閉弁１２，第２開閉弁１３の開閉状態に基づき作用を以下に説明する。

【００２２】先ず、図１に示すように、エンジン運転開始時の、触媒コンバータ６の触媒担体６Ａが所定の温度以下の時には、第１開閉弁１２，第２開閉弁１３は閉じられ、低温の冷却水は、ラジエータ８の出口部８Ｂから供給水路９を介してバイパス水路１１内に入り、排出水路１０を介してラジエータ８に導かれ、その入口部８Ａからラジエータ８内に戻り、ウォータジャケット５には導かれない。

【００２３】従って、冷却水による影響は何ら受けない状態で、排気ガスがエンジンブロック１外に流れて冷却される前に、エンジンブロック１の熱により触媒コンバータ６内の触媒担体６Ａが加熱され、触媒担体６Ａの温度上昇が速く、例えば３００ ℃以上になる、即ち、触媒担体６Ａの活性化までの時間が短くなる。

【００２４】一方、図３に示すように、エンジンブロック１が暖められて、冷却水も高温になると同時に触媒コンバータ６内の触媒担体６Ａの温度が上昇して所定の温度になると、第１開閉弁１２，第２開閉弁１３が開かれる。なお、冷却水の温度が高温といっても、触媒担体６Ａの温度に比べれば遙かに低く、冷却効果を有している。

【００２５】そして、高温の冷却水は、ラジエータ８の出口部８Ｂから供給水路９を介してウォータジャケット５内に導かれ、一部はバイパス水路１１に導かれる。供給水路９とバイパス水路１１とへの冷却水量の振り分けは、第１開閉弁１２の開度の調整により行なわれる。ウォータジャケット５内では、その冷却水により、触媒コンバータ６の触媒担体６Ａが冷却される。ウォータジャケット５から排出された冷却水は、排出水路１０を通ってラジエータ８の入口部８Ａに入る。

【００２６】以上の如き構成によれば、エンジン運転開始時に、高温の排気ガスがエンジンブロック外の空気によって冷却されない状態で、エンジンブロック１の熱を利用して、直接、触媒コンバータ６内の触媒担体６Ａを急速に加熱し、触媒担体６Ａの活性化を短時間に確保できる。

【００２７】そして、エンジンブロック１内に触媒コンバータ６が内蔵されているので、触媒コンバータ６の能力として所定の容量を確保し、その結果、充分な浄化能力を確保できる。

【００２８】また、エンジンブロック１内に触媒コンバータ６が内蔵されているので、従来例における固定用ブラケットが不要になり、その亀裂の不具合を無くすことができる。

【００２９】さらに、触媒コンバータ６の支持手段として，エンジンブロック１自体の構造を利用しているので、触媒コンバータ６を含んだエンジン全体の構造をコンパクトにできる。

【００３０】さらに、また、重量のある触媒コンバータ６がエンジンブロック１に内蔵されているので、触媒コンバータ６の振動により影響を受けるエンジンブロック１の振動が大きくなるという問題を避けることができ、触媒コンバータ６の配置によって排気の出入口を自由に設定できる。

【００３１】さらに、また、ラジエータ８の冷却水回路を利用することにより、ウォータジャケット５内に冷却水を流すことができるので、装置をコンパクトに構成した上で、触媒コンバータ６の触媒担体６Ａを高温にせずに所定の温度に保持し、熱による触媒担体６Ａの劣化を防ぎ、その耐久性を向上させることができる。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１記載の考案によれば、エンジン運転開始時に、高温の排気ガスがエンジンブロック外の空気によって冷却されない状態で、エンジンブロックの熱を利用して、直接、触媒コンバータ内の触媒担体を急速に加熱し、触媒担体の活性化を短時間に確保できる。

【００３３】そして、エンジンブロック内に触媒コンバータが内蔵されているので、触媒コンバータの能力として所定の容量を確保し、その結果、充分な浄化能力を確保できる。

【００３４】また、エンジンブロック内に触媒コンバータが内蔵されているので、従来例における固定用ブラケットが不要になり、その亀裂の不具合を無くすことができる。

【００３５】さらに、触媒コンバータの支持手段として，エンジンブロック自体の構造を利用しているので、触媒コンバータを含んだエンジン全体の構造をコンパクトにできる。

【００３６】請求項２記載の考案によれば、ラジエータの冷却水回路を利用することにより、ウォータジャケット内に冷却水を流すことができるので、装置をコンパクトに構成した上で、触媒コンバータの触媒担体を高温にせずに所定の温度に保持し、熱による触媒担体の劣化を防ぎ、その耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係わる触媒コンバータ一体型
エンジンの構成図である。

【図２】同触媒コンバータ一体型エンジンの全体図であ
る。

【図３】同触媒コンバータ一体型エンジンの使用状態説
明図である。

【図４】従来におけるマニホールド触媒コンバータを示
す側面図である。

【符号の説明】

１エンジンブロック４排気ガス通路５ウォータジャケット５Ａ上流側部分５Ｂ下流側部分６触媒コンバータ６Ａ触媒担体８ラジエータ８Ａ入口部８Ｂ出口部９供給水路１０排出水路１１バイパス水路１１Ａ分岐部１１Ｂ分岐部１２第１開閉弁１３第２開閉弁

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンブロック（１）内に、これを貫
通する排気ガス通路（４）を形成し、この排気ガス通路
（４）の途中に触媒担体（６Ａ）を内蔵したことを特徴
とする触媒コンバータ一体型エンジン。
【請求項２】エンジンブロック（１）内に、これを貫
通する排気ガス通路（４）を形成し、この排気ガス通路
（４）の途中周囲にウォータジャケット（５）を設け、ウォータジャケット（５）内に、触媒担体（６Ａ）を装
着し、このウォータジャケット（５）の上流側部分（５Ａ）と
ラジエータ（８）の出口部（８Ｂ）を供給水路（９）を
介して接続し、ウォータジャケット（５）の下流側部分（５Ｂ）とラジ
エータ（８）の入口部（８Ａ）を排出水路（１０）を介
して接続し、供給水路（９）の途中部分と排出水路（１０）の途中部
分をバイパス水路（１１）を介して接続し、供給水路（９）の、ウォータジャケット（５）の上流側
部分（５Ａ）からバイパス水路（１１）との分岐部（１
１Ａ）に至る途中に第１開閉弁（１２）を設け、排出水路（１０）の、ウォータジャケット（５）の下流
側部分（５Ｂ）からバイパス水路（１１）との分岐部
（１１Ｂ）に至る途中に第２開閉弁（１３）を設けたこ
とを特徴とする触媒コンバータ一体型エンジン。