JPH0893461A - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置

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JPH0893461A
JPH0893461A JP25470794A JP25470794A JPH0893461A JP H0893461 A JPH0893461 A JP H0893461A JP 25470794 A JP25470794 A JP 25470794A JP 25470794 A JP25470794 A JP 25470794A JP H0893461 A JPH0893461 A JP H0893461A
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博明 宮田
Masamitsu Tsuji
正光 辻
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の排気ポートに接続された排気管の
内周面に沿い空隙を存して薄肉触媒が配設され、全運転
域にわたり排気が該薄肉触媒と良く接触して浄化率の高
い排気浄化装置を提供することにある。 【構成】 排気管8の下流端に排気制御弁10の弁ケース
11が一体に固着されるとともに、該弁ケース11の下流端
にフランジ12が形成され、該弁ケース11には、直径方向
に貫通した弁軸13に円板状の弁体14が一体に固定され、
排気管9内には、薄肉触媒15が弾性保持部材17を介して
同心状に嵌装され、該薄肉触媒15では、多数の孔16を有
する薄肉鋼板(パンチングプレート)を曲げ加工して半
円筒状に形成し、この両側縁部を相互に重合せて筒状の
担体に形成し、該担体の表面(孔16の表面を含む)に触
媒を担持させ、前記排気管9の上流端には、薄肉触媒15
に排気を良く接触させるための邪魔板18が一体に固着さ
れ、フランジの役を果す邪魔板18と弁ケース11とフラン
ジ12とは、これらを貫通するボルト19と該ボルト19の先
端に螺着されるナット20とでもって一体に結合されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ポート
に接続された排気管の内周面に沿い空隙を存して薄肉触
媒が配設され、全運転域にわたり排気が該薄肉触媒と良
く接触して浄化率の高い排気浄化装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術】内燃機関の排気ポートに接続された排気管
の内周面に沿い空隙を存して多数の通気孔を設けたパン
チング管を配設し、該パンチング管に触媒を担持させた
排気浄化装置(特開平3−85318号公報参照)があ
った。
【0003】また排気浄化装置において、排気中の未燃
ガスを燃焼させるとともに、触媒に排気を充分に接触さ
せるために、触媒の上流側にヒートポイントを設け、高
温に加熱されたヒートポイントに未燃ガスを接触させ、
着火再燃焼させた後、触媒に導くようになっていた(実
開昭56−169412号公報参照)。
【0004】
【解決しようとする課題】特開平3−85318号公報
に記載の排気浄化装置では、排気管内周面の抵抗により
排気管中心から内周面に接近するにつれて排気流速が大
巾に低下するため、排気管の中心部を高速で通過する排
気流の大部分は、前記排気管内周面に隣接したパンチン
グ管上の触媒に接触することなく、排気管外に排出され
る傾向が大きく、充分な浄化効果が得られ難かった。
【0005】また実開昭56−169412号公報記載
の排気浄化装置では、ヒートポイントで未燃ガスが燃焼
し、かつ該棒状のヒートポイントの付近を流れる排気が
乱流を起すが、この乱流が広い範囲に広がらないので、
該棒状ヒートポイントを特開平3−85318号公報に
記載の排気浄化装置に設けても、パンチング管上の触媒
全面に乱れを起した排気を導くことができず、浄化効率
を大巾に向上させることができなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用効果】本発明は
このような難点を克服した排気浄化装置の改良に係り、
薄肉触媒が排気管内にて該排気管内面に対し空隙を存し
て該排気管内周面に沿い配設された排気系において、前
記薄肉触媒の排気流上流端近傍に、前記排気管内面から
全周にわたり、該排気管中心に向って邪魔板が突設され
たことを特徴とするものである。
【0007】本発明は、前記したように構成されている
ので、前記排気管の上流側内周面近くを流れた排気流が
前記邪魔板を越えると、排気管全周にわたり該邪魔板下
流側の排気管内周面近傍で乱流を起し、該邪魔板下流側
の排気管内周面に隣接した薄肉触媒に充分に接触して酸
化・還元による浄化反応を確実に起すことができる。
【0008】また本発明では、流速の高い排気流中心部
は前記邪魔板に邪魔されずに高速で該邪魔板中心部を通
過するため、触媒を排気管全横断面にわたってハニカム
状に設けた排気抵抗の高い排気浄化装置とは異なって、
排気抵抗が低くなり、機関出力の低下が避けられ、しか
も浄化性能が高水準に維持される。
【0009】さらに、本発明においては、前記邪魔板に
よって排気圧力波を適切に反射させることができるの
で、充填効率を高めることができ、内燃機関が2サイク
ル内燃機関の場合、新気の吹抜けと低負荷時の燃焼不安
定を阻止することができ、この面でも排気中の未燃HC
排出量を抑制することができる。
【0010】また本発明を請求項2記載のように構成す
ることにより、前記薄肉触媒を低コストで能率良く生産
することができる。
【0011】さらに本発明を請求項3記載のように構成
することにより、排気中の未燃HCが酸化反応を起すに
適した状態、特に所要温度で前記薄肉触媒に接触するこ
とができ、未燃HCの排出量が低水準に維持される。
【0012】さらにまた本発明を請求項4記載のように
構成することにより、内燃機関の出力を高水準に保持さ
せたまま、未燃HCの排出量を充分に削減することがで
きる。
【0013】
【実施例】以下、図1ないし図4に図示された本発明の
一実施例について説明する。
【0014】本発明の一実施例の排気浄化装置1を付設
した2サイクル内燃機関2は、図示されない自動二輪車
に搭載され、該2サイクル内燃機関2のクランクケース
3内のクランク室に吸気系5が連通され、該吸気系5に
気化器6が介装されている。
【0015】またシリンダ4の図示されない排気ポート
に排気系7の排気管8が接続され、該排気管8と排気管
9とに排気制御弁10が介装されており、該排気制御弁10
により、低負荷運転領域にて、前記2サイクル内燃機関
2は異常燃焼を起すことなく、2サイクル内燃機関2の
運転に好ましい着火時期に燃焼室内の新気を自己着火さ
せることができるようになっている。
【0016】さらに排気管8の下流端に排気制御弁10の
弁ケース11が一体に固着されるとともに、該弁ケース11
の下流端にフランジ12が形成され、該弁ケース11には、
直径方向に貫通した弁軸13に円板状の弁体14が一体に固
定され、該弁体14に連通孔14aが形成されている(なお
連通孔14aは必ずしも必要でない)。
【0017】さらにまた排気管9内には、薄肉触媒15が
弾性保持部材17を介して同心状に嵌装され、該薄肉触媒
15では、多数の孔16を有する薄肉鋼板(パンチングプレ
ート)を曲げ加工して半円筒状に形成し、この両側縁部
を相互に重合せて筒状の担体に形成し、該担体の表面
(孔16の表面を含む)に水溶性シリカ製アンダーコート
層を形成し、該アンダーコート層上に、活性アルミナ基
材とセリア系添加剤とシリカ系バインダーとを混合した
ウォッシュコート層を形成し、プラチナとロジウムとが
重量比で20:1の比率で混合された貴金属製触媒を該ウ
ォッシュコート層上に担持させている。
【0018】しかも前記排気管9の上流端には、薄肉触
媒15に排気を良く接触させるための邪魔板18が一体に固
着され、フランジの役を果す邪魔板18と弁ケース11のフ
ランジ12とは、これらを貫通するボルト19と該ボルト19
の先端に螺着されるナット20とでもって一体に結合され
ている。
【0019】しかして前記邪魔板18の内径dは、排気制
御弁10の弁ケース11およびその近傍の排気管9の内径D
に対し0.8 の大きさに設定され、前記薄肉触媒15の内径
δは邪魔板18の内径dよりも大きく設定されている。な
お薄肉触媒15の内径δは邪魔板18の内径dよりも幾分小
さく設定されていてもよく、また邪魔板18は、排気管9
の中心線に対し直角方向に形成されるだけでなく、下流
に向って傾斜した円錐台の側面形状に形成されてもよ
い。
【0020】また排気管8の容積Vは、2サイクル内燃
機関2の排気量vに対し3倍の大きさに設定されてい
る。
【0021】さらに排気制御弁10の弁ケース11の外方に
おいて、弁軸13にプーリ21が一体に固着され、弁ケース
11と一体のブラケット22と気化器6とにケーブル23が架
渡され、該ケーブル23内のワイヤ24の一端は気化器6の
絞り弁(図示されず)に連結されるとともに、該ワイヤ
24の他端はプーリ21に巻装されて連結されている(排気
制御弁10は絞り弁に連動せず、2サイクル内燃機関2の
運転状態に応じて最適の開度を設定するコンピュータに
より制御される制御モータに連結されていてもよい)。
【0022】さらにまた排気管9の下流端に膨張管25,
接続管26およびサイレンサ27が直列に順次接続され、必
要に応じて膨張管25内に触媒コンバータが設けられ、前
記排気系7の上流側にフランジ28を介して2次空気供給
管29が接続され、該2次空気供給管29の上流端にリード
弁30が設けられており、排気管8内の圧力が負圧になっ
た時に、リード弁30が開放されて、外部の空気が2次空
気として2次空気供給管29を介して排気管8内に導入さ
れるようになっている。
【0023】図1ないし図4に図示の実施例は前記した
ように構成されているので、比較的異常燃焼状態を起し
易い低負荷運転域でも、排気制御弁10により正常な燃焼
状態で2サイクル内燃機関2は運転することができ、未
燃HCの排出量が抑制される。
【0024】また排気制御弁10の開度が絞られた低負荷
運転域のみならず、排気制御弁10が開放された高負荷運
転域においても、2サイクル内燃機関2の排気ポートか
ら排気管8および排気制御弁10を通過した排気の内、弁
ケース11の内周面近くを流れた排気は、邪魔板18の内縁
部を越える際に、乱れて乱流となるため、薄肉触媒15の
上流端から排気管9と薄肉触媒15との空隙部31に浸入し
うるのみならず、排気管9の中心部から孔16を通過して
空隙部31にまたは空隙部31から孔16を通過して排気管9
の中心部に流れることができ、その結果、排気ができる
だけ薄肉触媒15の全表面にわたって接触でき、排気中の
有害成分、特に未燃HCが浄化反応を起して有害成分が
できるだけ除去される。
【0025】さらに2サイクル内燃機関2の排気量vに
対し排気管8の容量Vを図6に図示するように変化させ
た場合、V/vが2〜4の範囲内では、排気管9内の雰
囲気は排気管9内に流入した排気中の未燃HCが有効に
酸化反応を起しうる状態、特に温度となるので、前記実
施例(V/v=3)では、未燃HCの排出量が低い。
【0026】さらにまた邪魔板18の内径dを排気制御弁
10近傍の排気管8,9の内径Dに対し図7に図示するよ
うに変化させた場合、d/Dが0.7 〜0.9 の範囲内で
は、邪魔板18を越えた排気が薄肉触媒15と充分に接触す
ることができる程度の乱流となって未燃HCの排出量が
低水準となり、かつ排気管8,9の排気圧力が2サイク
ル内燃機関2の大巾な出力低下を伴なわない水準に保持
されるため、前記実施例(d/D=0.8 )では、未燃H
Cの排出量が著しく削減されるとともに、2サイクル内
燃機関2の出力は高水準を維持することができる。
【0027】また薄肉触媒15を排気制御弁10より下流側
の排気管9内に配設したが、排気制御弁10より上流側の
排気管8に薄肉触媒15を配設するとともに、薄肉触媒15
の上流端側に邪魔板を配置してもよい。
【0028】さらに邪魔板18の内周縁は、排気管9の内
周面の中心と一致した円形に形成されているが、図5に
図示するように邪魔板32を形成してもよい。
【0029】さらにまた薄肉触媒15に担持された触媒
は、酸化反応を起し易いプラチナとロジウムの混合体で
あったが、プラチナとロジウムとパラジウムを複合して
用した三元触媒でもよい。
【0030】さらにまた2サイクル内燃機関のみなら
ず、4サイクル内燃機関の排気系にも本発明は適用可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る排気浄化装置を備えた
2サイクル内燃機関の概略側面図である。
【図2】図1の要部拡大一部縦断側面図である。
【図3】図2の要部をさらに拡大した縦断側面図であ
る。
【図4】図3のIV−IV線に沿って截断した横断面図であ
る。
【図5】他の実施例の邪魔板の正面図である。
【図6】2サイクル内燃機関の排気量vに対し薄肉触媒
より上流側の排気管容量Vの比を変えた場合の未燃HC
排出量の変化の状態を図示した特性図である。
【図7】排気管の内径Dに対し薄肉触媒の内径dの比を
変えた場合の未燃HC排出量と内燃機関最大出力の変化
の状態を図示した特性図である。
【符号の説明】
1…排気浄化装置、2…2サイクル内燃機関、3…クラ
ンクケース、4…シリンダ、5…吸気系、6…気化器、
7…排気系、8,9…排気管、10…排気制御弁、11…弁
ケース、12…フランジ、13…弁軸、14…弁体、15…薄肉
触媒、16…孔、17…弾性保持部材、18…邪魔板、19…ボ
ルト、20…ナット、21…プーリ、22…ブラケット、23…
ケーブル、24…ワイヤ、25…膨張管、26…接続管、27…
サイレンサ、28…フランジ、29…2次空気供給管、30…
リード弁、31…空隙部、32…邪魔板。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄肉触媒が排気管内にて該排気管内面に
    対し空隙を存して該排気管内周面に沿い配設された排気
    系において、 前記薄肉触媒の排気流上流端近傍に、前記排気管内面か
    ら全周にわたり、該排気管中心に向って邪魔板が突設さ
    れたことを特徴とする排気浄化装置。
  2. 【請求項2】 前記薄肉触媒は多数の孔を設けた薄肉鋼
    板の表面に触媒が担持されたことを特徴とする前記請求
    項1記載の排気浄化装置。
  3. 【請求項3】 前記排気管の入口から前記邪魔板迄の排
    気管容積Vは、内燃機関の排気量vに対し、V/v=2
    〜4の範囲内に設定されたことを特徴とする前記請求項
    1記載または前記請求項2記載の排気浄化装置。
  4. 【請求項4】 前記邪魔板の内径dは、前記排気管の内
    径Dに対し、d/D=0.7 〜0.9 の範囲内に設定された
    ことを特徴とする前記請求項1または請求項2記載の排
    気浄化装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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