JPH08121181A - エンジン排気系 - Google Patents
エンジン排気系Info
- Publication number
- JPH08121181A JPH08121181A JP6287382A JP28738294A JPH08121181A JP H08121181 A JPH08121181 A JP H08121181A JP 6287382 A JP6287382 A JP 6287382A JP 28738294 A JP28738294 A JP 28738294A JP H08121181 A JPH08121181 A JP H08121181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- engine
- bypass pipe
- pipe
- fan
- Prior art date
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- Pending
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブオーバラップ時における排気ガスの戻
りを無くすことによりエンジン出力の低下が防止される
エンジン排気系を提供することを目的とする。 【構成】 排気管７をバイパスするバイパス管１０と、
このバイパス管１０内に設けられたファン１１と、この
ファン１１を回転駆動するモータ１２と、このモータ１
２の回転数をエンジン回転数に基づいて制御するモータ
制御回路１６と、このモータ制御回路１６にエンジン回
転数を示す信号ａを供給するイグニションコイル１７と
を備えた。
りを無くすことによりエンジン出力の低下が防止される
エンジン排気系を提供することを目的とする。 【構成】 排気管７をバイパスするバイパス管１０と、
このバイパス管１０内に設けられたファン１１と、この
ファン１１を回転駆動するモータ１２と、このモータ１
２の回転数をエンジン回転数に基づいて制御するモータ
制御回路１６と、このモータ制御回路１６にエンジン回
転数を示す信号ａを供給するイグニションコイル１７と
を備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジン排気系に関し、
特に、エンジン出力の低下を防止するエンジン排気系に
関する。
特に、エンジン出力の低下を防止するエンジン排気系に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のエンジン排気系を示す系統
図である。図において、１はシリンダ、２はピストン、
３は吸気バルブ、４は燃料と空気との混合気をエンジン
に吸入するための吸気管、５は排気バルブ、６は各気筒
から順々に吐き出される排気ガスを一本にまとめて排気
管７へ送るためのエキゾーストマニホールド、８は排気
ガスを浄化するための触媒、９は排気に伴う騒音を減少
させるための消音器である。
図である。図において、１はシリンダ、２はピストン、
３は吸気バルブ、４は燃料と空気との混合気をエンジン
に吸入するための吸気管、５は排気バルブ、６は各気筒
から順々に吐き出される排気ガスを一本にまとめて排気
管７へ送るためのエキゾーストマニホールド、８は排気
ガスを浄化するための触媒、９は排気に伴う騒音を減少
させるための消音器である。
【０００３】次に、エンジンの一般的なバルブタイミン
グについて図２のダイヤグラムを用いて説明する。図２
において、Ｐ１、Ｐ２は上死点、下死点を示す位置、Ｐ
Ａは吸気弁３が開となると共に吸入行程となるピストン
２の位置、ＰＢは吸気弁３が閉となると共に圧縮行程に
移るピストン２の位置、ＰＣは圧縮行程から爆発行程に
移るピストン２の位置、ＰＤは排気弁５が開となると共
に爆発行程から排気行程に移るピストンの位置、ＰＥは
排気弁５が閉となる位置である。また矢印ＡＲは回転方
向つまり時間進行方向を示す。
グについて図２のダイヤグラムを用いて説明する。図２
において、Ｐ１、Ｐ２は上死点、下死点を示す位置、Ｐ
Ａは吸気弁３が開となると共に吸入行程となるピストン
２の位置、ＰＢは吸気弁３が閉となると共に圧縮行程に
移るピストン２の位置、ＰＣは圧縮行程から爆発行程に
移るピストン２の位置、ＰＤは排気弁５が開となると共
に爆発行程から排気行程に移るピストンの位置、ＰＥは
排気弁５が閉となる位置である。また矢印ＡＲは回転方
向つまり時間進行方向を示す。
【０００４】図２から分かるように、吸気弁３、排気弁
５は上死点Ｐ１、下死点Ｐ２で開閉するものではなく、
吸気弁３、排気弁５の開は、ピストン２の位置が上死点
Ｐ１、下死点Ｐ２の前の位置、すなわち上死点Ｐ１に到
達する前の下側の位置、下死点Ｐ２に到達する前の上側
の位置で行われる。吸気弁３、排気弁５の閉はこれとは
逆に、ピストン２の位置が下死点Ｐ２、上死点Ｐ１の後
の位置、すなわち下死点Ｐ２を過ぎた上側の位置、上死
点Ｐ１を過ぎた下側の位置で行われる。例えば吸気弁３
の開位置は上死点Ｐ１の前１５〜２０度で、その閉位置
は下死点Ｐ２の後４０〜６０度である。そして、吸気弁
３と排気弁５とは、上死点Ｐ１の前位置１５〜２０度か
ら上死点Ｐ１の後位置４〜１０度まで、共に開状態とな
る。このように吸気弁３と排気弁５とが共に開となるこ
とをバルブオーバラップと呼ぶ。
５は上死点Ｐ１、下死点Ｐ２で開閉するものではなく、
吸気弁３、排気弁５の開は、ピストン２の位置が上死点
Ｐ１、下死点Ｐ２の前の位置、すなわち上死点Ｐ１に到
達する前の下側の位置、下死点Ｐ２に到達する前の上側
の位置で行われる。吸気弁３、排気弁５の閉はこれとは
逆に、ピストン２の位置が下死点Ｐ２、上死点Ｐ１の後
の位置、すなわち下死点Ｐ２を過ぎた上側の位置、上死
点Ｐ１を過ぎた下側の位置で行われる。例えば吸気弁３
の開位置は上死点Ｐ１の前１５〜２０度で、その閉位置
は下死点Ｐ２の後４０〜６０度である。そして、吸気弁
３と排気弁５とは、上死点Ｐ１の前位置１５〜２０度か
ら上死点Ｐ１の後位置４〜１０度まで、共に開状態とな
る。このように吸気弁３と排気弁５とが共に開となるこ
とをバルブオーバラップと呼ぶ。
【０００５】上述したように吸気弁３、排気弁５の開が
早く行われ、これらの閉が遅く行われるのは吸気管４か
ら送られてくる混合気が慣性を有するためである。すな
わち、混合気は慣性をもっているから、吸気弁３を開い
てもすぐシリンダ１内には入らず、ある程度の遅れがで
きる。したがって、図２に示すように、吸気弁３が上死
点Ｐ１前で開く方が混合気がシリンダ１に多くはいるこ
とになる。同様のことがすべての場合に成り立ち、吸気
弁３の閉まるのも図２のように下死点でなく、ピストン
２がすでに上昇し始めてから吸気弁３を閉める。排気弁
５も残留気の慣性を考慮して下死点前で開き、上死点後
に閉める。このようにして混合気の慣性による悪影響を
抑制することができる。なお、上記説明は燃料と空気と
の混合気について説明したが、空気のみを吸気管４から
取り入れるインジェクタ方式についても同様にあてはま
ることである。
早く行われ、これらの閉が遅く行われるのは吸気管４か
ら送られてくる混合気が慣性を有するためである。すな
わち、混合気は慣性をもっているから、吸気弁３を開い
てもすぐシリンダ１内には入らず、ある程度の遅れがで
きる。したがって、図２に示すように、吸気弁３が上死
点Ｐ１前で開く方が混合気がシリンダ１に多くはいるこ
とになる。同様のことがすべての場合に成り立ち、吸気
弁３の閉まるのも図２のように下死点でなく、ピストン
２がすでに上昇し始めてから吸気弁３を閉める。排気弁
５も残留気の慣性を考慮して下死点前で開き、上死点後
に閉める。このようにして混合気の慣性による悪影響を
抑制することができる。なお、上記説明は燃料と空気と
の混合気について説明したが、空気のみを吸気管４から
取り入れるインジェクタ方式についても同様にあてはま
ることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなバルブタイミングのエンジンでは、上記バルブオー
バラップの区間があり、この区間においては排気弁５が
いまだ開であるのに吸気弁３が開となる瞬間がある。こ
の瞬間においては、今まで排気弁５から排気していた排
気ガスが、吸気弁３の開によるシリンダ１内の気圧の低
下により、シリンダヘッド内に少量だけ戻る。その後、
排気弁５が閉まり、ピストン２が下がり始め、吸気が始
まるが、先ほどのシリンダヘッド内残留排気ガスと新し
い混合気又は空気とが混じり、その残留排気ガスのため
にエンジン出力が低下する。この場合の残留排気ガスは
シリンダ内全ガスの２５％〜３０％にもなる。
うなバルブタイミングのエンジンでは、上記バルブオー
バラップの区間があり、この区間においては排気弁５が
いまだ開であるのに吸気弁３が開となる瞬間がある。こ
の瞬間においては、今まで排気弁５から排気していた排
気ガスが、吸気弁３の開によるシリンダ１内の気圧の低
下により、シリンダヘッド内に少量だけ戻る。その後、
排気弁５が閉まり、ピストン２が下がり始め、吸気が始
まるが、先ほどのシリンダヘッド内残留排気ガスと新し
い混合気又は空気とが混じり、その残留排気ガスのため
にエンジン出力が低下する。この場合の残留排気ガスは
シリンダ内全ガスの２５％〜３０％にもなる。
【０００７】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、その目的とするところは、バルブオーバラップ
時における排気ガスの戻りを無くすことによりエンジン
出力の低下が防止されるエンジン排気系を提供すること
にある。
であり、その目的とするところは、バルブオーバラップ
時における排気ガスの戻りを無くすことによりエンジン
出力の低下が防止されるエンジン排気系を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１記載のエンジン排気系は、排気管を
バイパスするバイパス管と、このバイパス管内に設けら
れたファンと、このファンを回転駆動するモータと、こ
のモータの回転数をエンジン回転数に基づいて制御する
モータ制御回路と、このモータ制御回路にエンジン回転
数を示す信号を供給するイグニションコイルとを備え
た。
に本発明の請求項１記載のエンジン排気系は、排気管を
バイパスするバイパス管と、このバイパス管内に設けら
れたファンと、このファンを回転駆動するモータと、こ
のモータの回転数をエンジン回転数に基づいて制御する
モータ制御回路と、このモータ制御回路にエンジン回転
数を示す信号を供給するイグニションコイルとを備え
た。
【０００９】請求項２記載のエンジン排気系は、前記排
気管のバイパス管入口より下流位置に排気の逆流を防止
する逆止弁を備えた。
気管のバイパス管入口より下流位置に排気の逆流を防止
する逆止弁を備えた。
【００１０】請求項３記載のエンジン排気系は、バイパ
ス管内のファンの下流側に触媒を備えた。
ス管内のファンの下流側に触媒を備えた。
【００１１】請求項４記載のエンジン排気系は、バイパ
ス管の出口を排気管の触媒の上流側に配設した。
ス管の出口を排気管の触媒の上流側に配設した。
【００１２】
【作用】この構成によって、バイパス管内の気圧が低下
することにより排気管内の気圧が低下し、バルブオーバ
ラップ時の排気ガスのシリンダヘッドへの戻りが防止さ
れ、残留排気ガスによるエンジン出力の低下が防止され
る。
することにより排気管内の気圧が低下し、バルブオーバ
ラップ時の排気ガスのシリンダヘッドへの戻りが防止さ
れ、残留排気ガスによるエンジン出力の低下が防止され
る。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例について図を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例に係るエンジン排気系を示
す系統図である。図１において、１はシリンダ、２はピ
ストン、３は吸気バルブ、４は吸気管、５は排気バル
ブ、６はエキゾーストマニホールド、８は触媒、９は消
音器で、これらは図３と同様なものなので、同一の符号
を付し、説明は省略する。
る。図１は本発明の一実施例に係るエンジン排気系を示
す系統図である。図１において、１はシリンダ、２はピ
ストン、３は吸気バルブ、４は吸気管、５は排気バル
ブ、６はエキゾーストマニホールド、８は触媒、９は消
音器で、これらは図３と同様なものなので、同一の符号
を付し、説明は省略する。
【００１４】また図１で、１０は排気管７内の排気ガス
をバイパスするバイパス管、１１はガスを吸入、吐出す
るファン、１２は傘歯車１３を介してファン１１を回転
駆動するモータ、１４はバイパス管に配置された触媒、
１５はバイパス管入口１０ａより下流位置の排気管内に
配設され排気管７からバイパス管１０へのガス逆流を防
止する逆止弁、１６はモータ１２の回転数をエンジン回
転数に基づいて制御するモータ制御回路、１７はエンジ
ン回転数を示すエンジン回転数信号ａをモータ制御回路
１６へ出力するイグニションコイル、１８はイグニショ
ンコイル１７での高電圧発生などを行うディストリビュ
ータ、１９はモータ制御回路１６、イグニションコイル
１７等へ電力を供給するための電池である。なお、モー
タ１２はバイパス管１０からの熱伝達を避けるため、バ
イパス管１０の外側からファン１１を駆動する。
をバイパスするバイパス管、１１はガスを吸入、吐出す
るファン、１２は傘歯車１３を介してファン１１を回転
駆動するモータ、１４はバイパス管に配置された触媒、
１５はバイパス管入口１０ａより下流位置の排気管内に
配設され排気管７からバイパス管１０へのガス逆流を防
止する逆止弁、１６はモータ１２の回転数をエンジン回
転数に基づいて制御するモータ制御回路、１７はエンジ
ン回転数を示すエンジン回転数信号ａをモータ制御回路
１６へ出力するイグニションコイル、１８はイグニショ
ンコイル１７での高電圧発生などを行うディストリビュ
ータ、１９はモータ制御回路１６、イグニションコイル
１７等へ電力を供給するための電池である。なお、モー
タ１２はバイパス管１０からの熱伝達を避けるため、バ
イパス管１０の外側からファン１１を駆動する。
【００１５】次に、このような構成のエンジン排気系の
動作について説明する。エンジンが始動してイグニショ
ンコイル１７からエンジン回転数信号ａが入力される
と、モータ制御回路１６は、信号ａで示すエンジン回転
数に応じた回転数となるようにモータ１２への出力電圧
ｂの値を制御する。つまり、エンジン回転数が増加する
と、モータ１２の回転数が増加し、傘歯車１３を介して
ファン１１の回転数が増加し、ファン１１によるガス吐
出量が増加する。これにより、エンジン回転数の増加に
伴う排気ガス量の増加に対応できる。
動作について説明する。エンジンが始動してイグニショ
ンコイル１７からエンジン回転数信号ａが入力される
と、モータ制御回路１６は、信号ａで示すエンジン回転
数に応じた回転数となるようにモータ１２への出力電圧
ｂの値を制御する。つまり、エンジン回転数が増加する
と、モータ１２の回転数が増加し、傘歯車１３を介して
ファン１１の回転数が増加し、ファン１１によるガス吐
出量が増加する。これにより、エンジン回転数の増加に
伴う排気ガス量の増加に対応できる。
【００１６】ファン１１の回転は、バイパス管１０のエ
キゾーストマニホールド６側の圧力を低下させ、触媒１
４側の圧力を高める。エキゾーストマニホールド６内の
圧力が低下すると、バルブオーバラップ時に吸気弁３と
排気弁５とが同時に開となっても、排気弁５側が低圧で
あるため、排気ガスのシリンダヘッドへの戻りはなくな
る。これにより、シリンダ１内の残留排気ガスの量は大
幅に低下し、エンジン出力の低下が防止される。
キゾーストマニホールド６側の圧力を低下させ、触媒１
４側の圧力を高める。エキゾーストマニホールド６内の
圧力が低下すると、バルブオーバラップ時に吸気弁３と
排気弁５とが同時に開となっても、排気弁５側が低圧で
あるため、排気ガスのシリンダヘッドへの戻りはなくな
る。これにより、シリンダ１内の残留排気ガスの量は大
幅に低下し、エンジン出力の低下が防止される。
【００１７】逆止弁１５は、低速時など排気管７内がバ
イパス管１０内よりも高圧となることにより排気ガスが
排気管７からバイパス管１０へ逆流するのを防止し常に
シリンダ内からの排気のみを強制するものである。この
ようにして、シリンダ１内の残留排気ガスの量は、バイ
パス管１０の内径、ファン１１の回転数等によって異な
るが、略０％とすることができる。
イパス管１０内よりも高圧となることにより排気ガスが
排気管７からバイパス管１０へ逆流するのを防止し常に
シリンダ内からの排気のみを強制するものである。この
ようにして、シリンダ１内の残留排気ガスの量は、バイ
パス管１０の内径、ファン１１の回転数等によって異な
るが、略０％とすることができる。
【００１８】また、シリンダ１内の残留排気ガス量が大
幅に低減されるので、同じエンジン出力の場合にはエン
ジンを小さくすることができ、従って自動車の小型化、
燃費の改善を図ることができる。また、エンジンの小型
化に伴う排気管の小径化、新たにバイパス側に設けた触
媒１４による消音効果が得られる。
幅に低減されるので、同じエンジン出力の場合にはエン
ジンを小さくすることができ、従って自動車の小型化、
燃費の改善を図ることができる。また、エンジンの小型
化に伴う排気管の小径化、新たにバイパス側に設けた触
媒１４による消音効果が得られる。
【００１９】なお、上記実施例では、触媒を排気管７と
バイパス管１０との両方に配設した場合を示したが、排
気管７の触媒８の上流側にバイパス管の出口を配置する
ことにより、触媒８をバイパス管１０内の排気ガスの触
媒としても使用することができる。また、上記実施例
は、４サイクルガソリンエンジンの場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず、ディーゼルエンジン、船
舶用エンジン等にも適用可能である。
バイパス管１０との両方に配設した場合を示したが、排
気管７の触媒８の上流側にバイパス管の出口を配置する
ことにより、触媒８をバイパス管１０内の排気ガスの触
媒としても使用することができる。また、上記実施例
は、４サイクルガソリンエンジンの場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず、ディーゼルエンジン、船
舶用エンジン等にも適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明は、排気管をバイパ
スするバイパス管と、このバイパス管内に設けられたフ
ァンと、このファンを回転駆動するモータと、このモー
タの回転数をエンジン回転数に基づいて制御するモータ
制御回路と、このモータ制御回路にエンジン回転数を示
す信号を供給するイグニションコイルとを設けたことに
より、ファン回転に伴う吸入、吐出作用によりバイパス
管内の気圧が低下し、これに伴い排気管内の気圧が低下
し、バルブオーバラップ時の排気ガスのシリンダヘッド
への戻りが防止され、残留排気ガスによるエンジン出力
の低下が防止される効果がある。
スするバイパス管と、このバイパス管内に設けられたフ
ァンと、このファンを回転駆動するモータと、このモー
タの回転数をエンジン回転数に基づいて制御するモータ
制御回路と、このモータ制御回路にエンジン回転数を示
す信号を供給するイグニションコイルとを設けたことに
より、ファン回転に伴う吸入、吐出作用によりバイパス
管内の気圧が低下し、これに伴い排気管内の気圧が低下
し、バルブオーバラップ時の排気ガスのシリンダヘッド
への戻りが防止され、残留排気ガスによるエンジン出力
の低下が防止される効果がある。
【００２１】また、排気管のバイパス管入口より下流側
に排気の逆流を防止する逆止弁を設けたことにより、エ
ンジンの回転数の大小に拘らず常にシリンダ内からの排
気のみを行って排気効率を上げるという効果がある。
に排気の逆流を防止する逆止弁を設けたことにより、エ
ンジンの回転数の大小に拘らず常にシリンダ内からの排
気のみを行って排気効率を上げるという効果がある。
【００２２】また、バイパス管内のファンの下流側に触
媒を設けたことにより、バイパス管内の排気ガスの浄化
が可能となる効果がある。
媒を設けたことにより、バイパス管内の排気ガスの浄化
が可能となる効果がある。
【００２３】さらに、バイパス管の出口を排気管の触媒
の上流側に配設したことにより、バイパス管内への触媒
の配設を不要とする効果がある。
の上流側に配設したことにより、バイパス管内への触媒
の配設を不要とする効果がある。
【図１】本発明の一実施例に係るエンジン排気系を示す
系統図である。
系統図である。
【図２】一般的なバルブタイミングを示すダイヤグラム
である。
である。
【図３】従来のエンジン排気系を示す系統図である。
１ シリンダ ２ ピストン ３ 吸気弁 ４ 吸気管 ５ 排気弁 ６ エキゾーストマニホールド ７ 排気管 ８、１４ 触媒 ９ 消音器 １０ バイパス管 １１ ファン １２ モータ １３ 傘歯車 １５ 逆止弁 １６ モータ制御回路 １７ イグニションコイル １８ ディストリビュータ １９ 電池
Claims (4)
- 【請求項１】 排気管をバイパスするバイパス管と、こ
のバイパス管内に設けられたファンと、このファンを回
転駆動するモータと、このモータの回転数をエンジン回
転数に基づいて制御するモータ制御回路と、このモータ
制御回路に前記エンジン回転数を示す信号を供給するイ
グニションコイルとを備えたことを特徴とするエンジン
排気系。 - 【請求項２】 前記排気管のバイパス管入口より下流位
置に排気の逆流を防止する逆止弁を備えたことを特徴と
する請求項１記載のエンジン排気系。 - 【請求項３】 前記バイパス管内の前記ファンの下流側
に触媒を備えたことを特徴とする請求項１または２記載
のエンジン排気系。 - 【請求項４】 前記バイパス管の出口を前記排気管の触
媒の上流側に配設したことを特徴とする請求項１または
２記載のエンジン排気系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6287382A JPH08121181A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | エンジン排気系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6287382A JPH08121181A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | エンジン排気系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08121181A true JPH08121181A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17716634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6287382A Pending JPH08121181A (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | エンジン排気系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08121181A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102791983A (zh) * | 2010-03-18 | 2012-11-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于排气测量的装置和方法 |
| US8539770B2 (en) | 2008-10-17 | 2013-09-24 | Loughborough University | Exhaust arrangement for an internal combustion engine |
| WO2014021700A1 (fr) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Abdelilah Lafkih | Dispositif d'aspiration des gaz d'échappement pour les moteurs à combustion interne |
| US8647162B2 (en) | 2008-04-09 | 2014-02-11 | Wartsila Finland Oy | Machinery arrangement for marine vessel |
Citations (2)
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| JPH01285619A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-16 | Honda Motor Co Ltd | 過給機付エンジン |
| JPH05272330A (ja) * | 1992-03-25 | 1993-10-19 | Toyota Motor Corp | ＮＯｘ浄化装置 |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP6287382A patent/JPH08121181A/ja active Pending
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