JPH0724574Y2 - 排気ガス冷却構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内燃機関の排気ガス冷却構造に関し、特定回
転域の排気ガスを選択的に冷却できるようにしたもので
ある。

〈従来の技術〉 例えばガソリンエンジンなどの内燃機関を搭載した車両
の排気ガス温度は、高連回転域程高くなるが、排気ガス
温度が高すぎると耐久性の面で問題となるので、通常、
高速時における排気ガス温度を一定範囲内に抑えるよう
な調整を行っている。すなわち、一般には、A/F（空燃
比）をある程度大きくして排気ガス温度を一定範囲内に
抑えるようにしている。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、前述したようにA/Fを高くすると高速域
の排気ガス温度を一定範囲内抑えることができるもの
の、燃費や出力も低下してしまうデメリットが発生す
る。すなわち、従来においては耐久性を確保するため
に、特に高速時の燃費及び出力を犠牲にしていることに
なる。又、A/Fを高くすると低速域における排気ガスも
低下することになるが、かかる場合には排気ガスを処理
する触媒の活性化が不十分になって、排気ガス性能が低
下するという問題が発生する。

本考案はこのような問題点を解決することを目的とする
ものである。

〈課題を解決するための手段〉 前記目的を達成する本考案にかかる排気ガス冷却構造
は、内燃機関の排気弁下流側の排気通路に連通すると共
に前記内燃機関の高回転域で排気ガスの脈動に同調する
冷却空間部を設け、少なくとも該冷却空間部と前記排気
通路との接続部において前記高回転域で同調して前記冷
却空間部を出入りする排気ガスを冷却する冷却手段を有
することを特徴とする。

〈作用〉 排気通路を流れる排気ガスは冷却空間部に出入すること
により冷却される。この際、排気弁の下流側の排気ガス
はその速度に応じて脈動を生じているが、上記空間部の
広さに応じて、主にある脈動周波数の範囲の排気ガスが
当該空間部に激しく出入する。したがって、ある回転域
の排気ガスのみが選択的に冷却されることになる。

即ち、本願考案によれば、高回転域の排気ガスのみを選
択的に冷却して、低回転域の排気ガスを冷却しないた
め、高回転域においては空燃費を高くして出力を向上さ
せながら排気ガスの温度の上昇を抑えエンジン各部の耐
久性を保持し、且つ低回転域においては排気ガスの温度
が低下されず触媒活性化温度が保持され触媒の活性を損
なうことがない。

〈実施例〉 以下、本考案を実施例に基づいて説明する。

第１図には一実施例に係る排気ガス冷却構造を備えた車
両の内燃機関の概略構造を示す。同図に示すように、内
燃機関11は吸気弁12及び排気弁13を介して燃焼室14にそ
れぞれ連通する吸気通路15及び排気通路16を有してい
る。そして、排気通路16を形成する排気管17には本実施
例の冷却空間部であるパイプ18及び小部屋19が取付けら
れている。この小部屋19は一定容量を有しており、パイ
プ18を介して排気通路16に連通されている。又、パイプ
18の周囲には当該パイプ18を冷却する手段としての冷却
部20が設けられており、この冷却部20には内燃機関11冷
却用の冷却タンク21中の冷却水が循環されるようになっ
ている。

かかる構成において、内燃機関11が運動状態に入ると排
気弁13を介して燃焼室14から排気ガスが排気通路16へ排
出される。この排気ガスは脈動を有しており、この排気
ガスの脈動周波数は排気ガスの速度に応じて、すなわち
内燃機関の回転数に応じて変化する。そして、この脈動
と上記パイプ18及び小部屋19の総容量とが同調すると排
気ガスがパイプ18を介して小部屋19に激しく出入する
が、同調しない場合にほとんど出入しない。

したがって、パイプ18及び小部屋19の総容量を冷却した
い高回転域の排気ガスの脈動と同調するように設定する
と、かかる高回転域のみ、排気ガスの小部屋19への出入
が激しくなり、この出入の際に冷却部20を介して排気ガ
スが冷却される。

すなわち、本考案の排気ガス冷却構造によると、例えば
高回転域における排気ガスのみが選択的に冷却され、冷
却したくない低回転域における排気ガスはほとんど冷却
されない。

これにより、高回転域における排気ガス温度が抑制され
て耐久性の面の問題が解消されるので、A/F（空燃比）
を小さくして燃費や出力の向上を図ることが可能にな
り、又、この際、低回転域における排気ガス温度が高く
維持されるので、触媒が良好に活性化されて排気ガスの
処理が完全に行われる。

上記実施例では冷却空間部としてパイプ18及び小部屋19
を設けたが、勿論をの構成はこれに限定されるものでは
なく、要は、所望の回転域の排気ガスの脈動と同調しう
る容量を有していればよく、例えば、パイプだけの構成
としてもよい。

又、冷却空間部は、排気弁13の下流の排気通路16へ連通
するように設けたものであれば、排気管17に設けずにシ
リンダヘッド側に設けてもよい。

一方、冷却空間部を冷却する冷却手段は、上記実施例の
ように冷却空間部の一部だけを冷却するようにしても、
全体を冷却するようにしてもよく、又、冷却媒体として
水等の液体の他、空気等を用いてもよく、さらに、冷却
空間部を内燃機関11のシリンダヘッド内に設けて該シリ
ンダヘッドを冷却媒体として用いるようにしてもよい。
又、水を冷却媒体とする場合には専用の冷却水タンクを
設けるようにしてもよい。

次に本考案の排気ガス冷却構造の冷却効果を試験した結
果を示す。

試験例に係るものとしては、冷却空間部としてシリンダ
ヘッド内にパイプを設けたものを用いた。そして、この
パイプと同調しうる脈動を有する排気ガスを排出する高
回転域で運転を行い、パイプの排気通路への連通箇所の
直じ下流側に設けた温度センサ（ACCUI FIBER）により
排気ガス温度Ｓを測定すると共に、熱の移動Ｑを測定し
た。

なお、比較例として、冷却空間部としてのパイプを設け
ていない例について同様の測定を行った。

これらの結果を第２図及び第３図に示す。なお、第３図
は試験例の結果であり、第３図は比較例の結果である。

両図に示すように、本考案に係る試験例では排気ガスの
最高温度は、比較例と比べて約85°Ｆ低下しており冷却
空間部による冷却効果が確認された。又、試験例に係る
第２図にはＡ領域において熱の放出が現れているが、比
較例に係る第３図にはかかる放出が認められなかった。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案にかかる排気ガス冷却構造
によれば、例えば高回転域の排気ガスのみを選択的に冷
却して低回転域の排気ガスの冷却をほとんど行われない
ようにすることができる。

したがって、例えばA/F（空燃比）を高くしても耐久性
に影響を与えることがなく高回転域の燃費や出力の向上
を図ることができ、且つ低回転域における触媒活性を低
下させることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る排気ガス冷却構造を示
す構成図、第２図及び第３図はそれぞれ試験例及び比較
例の結果を示すグラフである。 図面中、 11は内燃機関、13は排気弁、14は燃焼室、16は排気通
路、18はパイプ、19は小部屋 20は冷却部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−43921（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−87116（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭59−41291（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気弁下流側の排気通路に連通
   すると共に前記内燃機関の高回転域で排気ガスの脈動に
   同調する冷却空間部を設け、少なくとも該冷却空間部と
   前記排気通路との接続部において前記高回転域で同調し
   て前記冷却空間部を出入りする排気ガスを冷却する冷却
   手段を有することを特徴とする排気ガス冷却構造。