JPS58106120A - 自動二輪車における内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動二輪車に搭載された内燃機関の排気系へ二
次空気を供給制御して排ガス中の未燃焼成分を浄化する
ようにした自動二輪車の排ガス浄化装置に関するもので
ある。

一般に前記内燃機関の排ガス浄化手段として、該機関の
排気系へ二次空気を供給して排気系内の排ガス中に含ま
れる有害成分を除去するようにした排ガス浄化手段が知
られているが該機関の暖機運転中にチョーク弁、パイス
タータ等の始動補助装置を作動させたまま自動二輪車を
運転することがあり、この場合、該機関から排出される
比較的多量のＨＣ，ＣＯ等の排ガス未燃成分と該排気系
へ供給される二次空気が活発に反応し、走行風等の外気
による冷却が余り期待できない低速運転時には排気系の
排気管が比較的高温になり、排気管の外表面に被着させ
たＣｒメッキ等の被膜が変色、褪色し商品価値を低下さ
せる欠点があった。本発明は、かかる浄化手段において
チョーク弁、パイスタータ等の内燃横開始動補助装置を
作動させ、該機関の暖機運転中で自動二輪車の低速走行
時に上記排気系への二次空気の供給を減少または停止さ
せ、排気系内のＨＣ，Ｃｏ等の未燃焼成分の反応を抑制
し、排気管が変色、褪色することを未然に防止するよう
にした自動二輪車における内燃機関の排ガス浄化装置を
提供することを主な目的とするものである。

以下、図面により本発明を自動二輪車用内燃機関に実施
した場合の実施例について説明する。

第１図において自動二輪車Ｖｈの車体フレームＦ上部に
は燃料タンクＴおよびシートＳが支承され、またその前
後には、前、後車輪Ｗｆ、ＩＰｒが懸架されており、そ
れらによって囲まれる空間内において、車体フレームＦ
には後車輪Ｗｒの駆動用内燃機関Ｅが横向きに搭載され
ている。

第２図において機関本体１のシリンダヘッド２には、そ
の後半部にピストン３上の燃焼室４に連通ずる吸気ボー
ト５が、またその前半部に前記燃焼室４に連通ずる排気
ポート６が形成され、前記吸気ボート５は、機関本体１
の後面に開口し、また排気ポート６は、機関本体１の前
面に開口している。吸気ボート５には、第１図に示すよ
うに機関本体１の後方に配設されるキャブレタ７、エア
クリーナ８等の吸気系Ｉｎが接続され、また前記排気ポ
ート６には排気管９、排気マフラー１０等の排気系Ｅｘ
が接続され、排気マフラー１０の途中には排気浄化用三
元触媒１１ＣＴＷＣ）が介装されている。またシリンダ
ヘッド２には通常のように吸、排気ポート５，６の、燃
焼室４側開目端を開閉する、吸、排気弁１２．１３が設
けられ、それらは弁ばね１４と動弁機構１５との協働に
よって開閉作動される。シリンダヘッド２には、吸。

排気弁１２．１３間で点火プラグＰが設けられる。

前記シリンダヘッド２の排気弁１３上をパツキン材１６
を介して被覆するヘッドカバー１１には。

排気脈動圧応動式の逆止弁すなわちリード弁りが設けら
れる。

ヘッドカバー１７には弁室１８が形成され、この弁室１
８内の耐熱パツキン１９を介してリード弁体２０が収納
され、このリード弁体２ｏは取付ねじ２１によりヘッド
カバー１１に取付板２２を介して固着される。リード弁
体２ｏには弁孔２３が穿設され、またその下面にはその
弁孔２３を開閉するリード２４およびそのリード２４の
開度な制限するり一ドストッパ２５が止めねじ２６によ
り固着されている。

機関本体１のシリンダヘッド２およびヘッドカバーＩＴ
にはそれらに跨って二次空気通路２７が形成されており
、この通路２Ｔの上端は前記リード弁りの弁室１８の流
出口２８に連通され、またその下端は排気ポート６の、
排気弁１３近傍に連通されている。

またシリンダヘッド２とヘッドカバ−１Ｔ間に跨る二次
空気通路２７は、それらの組付時にその途中が接続管３
０によって気密に接続され、そ−の接続管３０はシリン
ダヘッド２とヘッドカバー１７の組付の際の案内部材に
兼用される。

前記リード弁りの弁室１８に開口される、その流入口２
９には、前記エアクリーナ８の清浄室に連通される二次
空気供給路３１が連通される。

機関Ｅの運転により、排気ポート６内の排気脈動圧によ
って生じる負圧力は、リード２４を間歇的に開弁じ、エ
アクリーナ８からの二次空気を二次空気供給路３１、リ
ード弁り、および二次空気通路２Ｔを通って排気ポート
６内に導入することができる。

前記二次空気供給路３１の途中には、排気ポート６へ供
給される二次空気流量を制御する二次空気制御弁装置Ｖ
が介装されている。この制御弁装置Ｖは、機関Ｅの減速
、あるいはスナップ運転時に閉弁されて排気系への二次
空気の供給を概ね断つようにした第１制御弁Ｖ１と、吸
気系Ｉｎに介装されたチョーク弁Ｖｃ等の始動補助装置
が作動されるとともに機関Ｅの低速運転時に開弁されて
、排気系Ｅｘへの二次空気の供給量を減量制御するよう
にした第２制御弁ｒ、とより構成される。

前記第１．第２制御弁Ｖ、、Ｖ！の組込まれる単一の弁
面３２は、車体フレームＦに固着されるブラケット５０
にラバーマウント５１および取付ピン５２を介して支持
される。弁面３２には二次空気の流入ポート３３と流出
ボート３４とが並列して開口され、前記流入ボート３３
には、前記二次空気供給路３１の、エアクリーナ８（第
１図）に連なる上流側通路３１Ｗが連通され、また前記
流出ポート３４には、二次空気供給路３１の、リード弁
りに連なる下流側通路３１ｄが連通される。

弁面３２内には、弁通路３５が形成され、この弁通路３
５内には、第１．第２弁口３６．３７が形成され、これ
らの弁口３６．３７を通して流入ポート３３と流出ポー
ト３４とが連通される。

第１弁口３６は第１制御弁Ｖ１によって開閉制御され、
また第２弁口３７は第２制御弁ｒ、によって開閉制御さ
れる。

次に第１制御弁Ｖ□の構造を説明すると、弁通路３５内
には、前記第１弁口３６を開閉する第１弁体３８が収容
され、この弁体３８に連結される弁杆４０は、弁面３２
内の壁面４１に設けた案内スリーブ４２に往復摺動でき
るように貫通支持される。弁通路３５の壁面４１と弁体
３８間に弁ばね４３が縮設され、この弁ばね４３の弾発
力は、第１弁体３８を開（ように偏倚させる。

また第１弁体３８にはリーク孔４４が穿設され、この第
１弁体３８の閉成時でもそのリーク孔４４を通して多少
の二次空気が二次空気供給路３１を通って排気系Ｅｘに
供給されるようになっている。

弁通路３５に壁面４１を隔てて第１負圧作動器Ａｌが設
けられる。この作動器Ａ１はダイヤフラム４６と、これ
によって区画される大気圧室αと負圧室すとを有する。

前記弁杆４０の一端は第１負圧作動器Ａ、内に突出され
、ダイヤスラム４６に連結されている。大気圧室αは、
大気通路４Ｔおよび弁通路３５を介して上流側通路３１
１Ａに連通され、また前記負圧室すは負圧回路Ｃｖを介
してキャブレタ７の絞り弁Ｖｔｈよりも下流側の吸気路
に連通され、該吸気路内の吸気負圧が作用するようにな
っている。

大気圧室ａ内において、前記壁面４１の端部と、弁杆４
０の端部とに、ゴム、合成樹脂材等の可撓性材料よりな
るブーツ４８の両端が気密に結合され、このブーツ４８
によって前記大気圧室αと弁通路３５とが気密に遮断さ
れており、案内スリーブ４２と弁杆４０間の間隙を通過
する空気が大気圧αへ流入しないようになっている。

次に前記第２制御弁Ｖ、の構造を説明すると、二次空気
供給路３１の連通する。前記弁通路３５９−側に第２負
圧作動器Ａ、が設けられ、該作動器Ａ、はダイヤフラム
５３と、これにより区画される大気圧室α′と負圧室ｂ
′とを有する。前記大気圧室α′は常時上流側通路３１
ｕ、に連通するとともに第２弁口３１を介して前記弁通
路３５に連通される。ダイヤフラム５３の大気圧室α′
に対面する一側面には前記第２弁口３７を開閉する第２
弁体３９が固着される。負圧室６′内には、ダイヤフラ
ム５３を第２弁口３７に向けて変移するように附勢する
ダイヤフラムばね５４が縮設される。負圧室ｂ′内の負
圧力が高まるとダイヤフラムばね５４の弾発力に抗して
第２弁体３９はダイヤフラム５３とともに第２弁口３Ｔ
から離れて該第２弁口３１を開く。

弁面３２の一側（第２図右側）には取付ねじ５５によっ
てステー５６が固着され、このステー５６には、切換弁
、すなわちソレノイド弁５Ｔが支持される。このソレノ
イド弁５Ｔは、１ｄｌｙ第２流入ボー）５８．５９を相
対向して開口するとともにそれらの間に一つの流出ポー
）６０を開口した弁主体６１の弁室６６内に、前記第１
．第２流入、ｔ’−）５８．５９を交互に開閉し得る弁
体６２およびこの弁体６２を、第２流入ポート５９の閉
じ方向に附勢する弁ばね６３とを収容し、さらに弁主体
６１を囲んで、前記弁ばね６３のばね力に抗して弁体６
２を、第２流入ポート５９の開き方向に附勢するソレノ
イド６４を設けて構成され、前記第１流入ポート５８は
キヤブレタ７の絞り弁Ｖｔｈよりも下流の吸気路に開口
される負圧取出ボート６５に連通する負圧回路Ｃｖに連
通され、また前記第２流入ボート５９には大気通路６Ｔ
が連通され、この大気通路６７の他端は弁面３２壁に穿
設した大気取入ボート６８を介して、弁面３２内の大気
圧室ａ′に連通される。さらに弁面３２壁にはリーク孔
７０が穿設され、このリーク孔７０は第２弁体３９の閉
成時にも、弁通路３５と大気圧室α′とを連通し、大気
を弁通路３５側にリークするようになっている。

また前記流出ボート６０は弁面３２に形成した通路６９
を介して第２制御弁Ｖ、の負圧室ｂ′に連通される。

前記ソレノイド６４に連なる電源回路７１の途中には自
動二輪車の車速を検出して開閉される開閉スイッチＴ２
とチョーク弁Ｖｃの作動を検出して開閉される開閉スイ
ッチ７３とが直列に接続され、開閉スイッチ７２は車速
が一定値（例えば２０に／Ｈ）以下になった時閉弁され
、また開閉スイッチ７３はチョーク弁Ｖｃの閉弁時に閉
じるようになっている。而して前記ソレノイド弁５７、
電源回路Ｔ１、および開閉スイッチ７２．７３は第２制
御弁Ｚｓすなわち二次空気制御弁装置Ｖを閉弁制御する
制御装置Ｃを構成している。

チョーク弁Ｖｃは乗車姿勢のまま運転者が容易に操作で
きるように燃料タンクＴ前方の車体フレームＦに、その
操作部が取付けられたチョークワイヤーＦＦｃによって
開閉作動されるが、前記開閉スイッチＴ３はこのワイヤ
ーＷｃの作動ストロークを検出して開閉するように、ワ
イヤーＷＣの途中に組込まれている。

次に本発明の実施例の作用について説明する。

まずチョーク弁Ｖｃが閉弁作動されることのない機関の
運転状態において機関の減速運転時に、キャブレタ７の
絞り弁Ｖｔｈはその開度が小さく、該絞り弁Ｖｔｈより
も下流の高い吸気負圧（４５ｏｖｒｘＨｙ以上）は負圧
回路Ｃｖを通って第１制御弁Ｖ、の負圧室すに作用し、
ダイヤスラム４６を第２図左方に吸引変移させ第１弁体
３８は第１弁口３６を閉じる。この場合必要最小限度の
二次空気が第１弁体３８のリーク孔４４より下流側通路
３１ｄを通って排気ポート６へ供給されるが、これは未
燃焼成分の燃焼を促進する程度で、実質的な排気ポート
６への二次空気の供給は行われず、アフタバーニング現
象の発生を防止する。この場合、三元触媒１１の雰囲気
が理論空燃比附近になれば、該触媒１１は還元および酸
化作用をなして排気中のＥＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化
する。

機関が通常運転域に入ると、絞り弁Ｖｔｈ以後の吸気負
圧が次第に低（なり、負圧室す内の負圧力も低くなって
第１弁体３８は弁ばね４３の弾発力によって開弁されて
第１弁口３６の開状態に保つ。

また、チョーク弁Ｖｃの閉弁時に閉じる開閉スイッチ７
３は開であるので、車速を検出する開閉スイッチ７２の
開閉に関係することなくソレノイド弁５７の弁体６２は
第２流入ポート５９を閉じており、絞り弁Ｖｔｈ下流の
吸気負圧は負圧回路Ｃｖ、第１流入ポート５８、流出ボ
ート６０を通って第２制御弁Ｖ、の負圧室ｂ′内に作用
し、第２弁体３９を弁ばね５４に抗して開弁させ（９５
Ｈ１ｄ１ｇ以上の負圧で開（ように設定）、第２弁口３
７も開状態に保たれる。

したがって機関Ｅの常用運転域では、第１．第２制御弁
Ｖ１　、Ｖ、の弁口３６，３７は何れも開口されるので
、二次空気供給路３１が連通状態となり、リード弁りを
エアクリーナ８（第１図）を介して大気に連通させる。

一方内燃機関Ｅの運転により発生する排気脈動圧は二次
空気通路２７を通ってリード弁りに達してこれを開弁し
、エアクリーナ自からの清浄空気は二次空気供給路３１
および前述のように開弁状態にある二次空気制御弁装置
Ｖを通してリード弁りに導かれ、そこより二次空気通路
２７を通して排気ポート６に導入される。

排気ポート６内の導入二次空気は、排ガス内に混入し、
排気ポート６および排気管９内において排気中に混在す
るＥＣ，Ｃｏを一部酸化させ、さらに二次空気の混入し
た排気は排気マフラ１０より三元触媒１１に供給される
こととなり、該触媒１１を酸化雰囲気とし、これにより
主として排気中のｃｏ、およびＨＣを酸化しく！０！１
およびＨ，０に変える酸化触媒として作用させることが
できる。

機関Ｅの絞り弁Ｖｔｈ開度な大きくしてそれが加速、高
速運転域に入ると、絞り弁Ｖｔｈよりも下流の吸気路内
の吸気負圧が減じ、ソレノイド弁５Ｔを介して第２制御
弁Ｖ、の負圧室ｂ′に作用する負圧力も低負圧（９５ｉ
ｉＪ５以下）になり、ダイヤフラム５３はダイヤフラム
ばね５４の弾発力によって第２図左方に変移し、第２弁
体３９は第２弁口３７を閉じるに至る。

而して、第２制御弁Ｖ、の第２弁口３７は、第２弁体３
９によって閉じられるので、多くの二次空気は排気系Ｅ
ｘに供給されず、必要最小限度の二次空気がリーク孔７
０のみより第１弁口３６を通って下流側通路３１ｄへと
流れ排気ポート６に供給される。

したがって機関Ｅの加速、高速運転域では、排気系Ｅｘ
に二次空気が殆んど供給されないようにすることにより
、三元触媒１１を還元雰囲気として主として前記運転域
で多（発生するＮＯｘを無害なＮ２とＯｌに変換して還
元除去することができる。次に、チョーク弁Ｖｃを作動
させる暖機運転時には、開閉スイッチ７３が閉じ、さら
に車速か設定値（２０Ｋ／Ｈ）以下になると、車速セン
サの開閉スイッチ１２が閉じるので、ソレノイド弁５７
のソレノイド６４が励磁され、弁体６２が第２図下方に
吸引されてＭｌ流人ポート５８を閉じると同時に第２流
入ポート５９を開（。したがって大気圧室ａ′内の大気
は、大気取入ポート６８、大気通路６７、ソレノイド弁
５７を通って第２制御弁Ｖ２の負圧室ｂ′内に流入し、
ダイヤフラムばね５４はダイヤフラム５３とともに第２
弁体３９を第２図左方に変移して第２弁口３７を閉じ、
二次空気供給路３１は遮断される。

したがって、排気系Ｌ′ｘが走行風によって充分冷却さ
れない低速運転域では、排気系Ｅｘへ排出された濃い未
燃焼成分ＥＣ，Ｃ’０はリーク孔７０のみより排気ポー
ト６に供給される二次空気と反応するのみであり、排気
系Ｅｘが充分冷却されなくても排気管を変色させること
がない。

ついで、車速が設定値（２０Ｋ／Ｈ）以上になると開閉
スイッチ７２が開となり、ソレノイド弁５７のソレノイ
ド６４が消磁され、弁体６２が弁ばね６３に附勢され、
第２流入ポート５９を閉じるので、第２弁体３９は負圧
室ｂ′内に作用する吸気負圧に従って開放される。この
とき、排気系Ｅｘへ排出される濃い未燃焼成分ＤＣ９Ｃ
ｏと、排気ポート６へ供給される二次空気が活発に反応
して排気管９の温度は高くなるが、充分な走行風によっ
て冷却されるので排気系の排気管の変色を招くことはな
い。

尚、上記実施例において、第２制御弁Ｖ、の閉弁時に、
二次空気供給路３１が完全に遮断されるようＫしてもよ
い。また前記開閉スイッチ７３はチョーク弁Ｖｃの代り
にパイスタータの作動で閉じるように構成してもよい。

以上のように本発明によれば、内燃機関の排気系に、そ
こを流れる排ガスの浄化用二次空気を供給するようにし
た排ガス浄化装置において、前記排気系に連通される二
次空気供給路の途中に、該供給路を流れる二次空気流量
を増減制御する二次空気制御装置を介在し、該装置に、
機関の吸気系に設けたチョーク弁等の始動補助装置の作
動および車速の設定値以下な検知して前記二次空気制御
弁装置な閉弁作動する制御装置を接続したので、チョー
ク弁等の始動補助装置が作動状態にあり、自動二輪車の
車速か設定値以下のとき、排気系に供給される二次空気
の流量を減量もしくはその供給を遮断し、排気系の排気
管、排気マフラの熱による変色、褪色を未然に防止する
ことができ、排気系の寿命延長を図ることができるとと
もに自動二輪車全体の外観上の体裁を損うことがな（長
くその商品価値を保つことができる。

またチョーク弁等の始動補助装置の作動が停止し、自動
二輪車の車速が設定値を超え排気系の排気管、排気マフ
ラが走行風によって十分に冷却されるようになれば、直
ちに排気系への二次空気の供給が開始されるので、排ガ
スの高い浄化能率に影響を及ぼすこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を備えた自動二輪車の側面図、第２
図は本発明装置の縦断側面図である。 Ｃ・・・制御装置、Ｅ・・・内燃機関、Ｅｘ・・・排気
系、Ｆ・・・車体フレーム、Ｉｎ・・・吸気系、ｒ・・
・二次空気制御弁装置、Ｖｃ・・・チョーク弁、３１・
・・二次空気供給路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体フレームＣＦ）に内燃機関ＣＥ）を搭載し。 この内燃機関（Ｅ）の排気系（Ｅｘ）に、該系（Ｅｘ）
   を流れる排ガスの浄化用二次空気を供給するようにした
   、自動二輪車における内燃機関の排ガス浄化装置におい
   て、前記排気系（Ｅ　ｘ　）に連通される二次空気供給
   路（３１）と；この二次空気供給路（３１）の途中に介
   装され、該供給路（３１）を流れる二次空気流量を増減
   制御する二次空気制御弁装置ＣＶ）と；該装置ＣＶ）に
   接続され、前記内燃機関（Ｅ）の吸気系（Ｉｎ）に設け
   たチョーク弁（Ｖ　ｃ　）等の始動補助装置の作動およ
   び車速の設定値以下を検知して前記二次空気制御弁装置
   （Ｖ）を閉弁制御する制御装置（Ｃ）；とよりなる自動
   二輪車における内燃機関の排ガス浄化装置。