JPS5938411B2 - ハイキガスジヨウカソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排気ガス浄化装置に関する。

エンジンの排気管には排気吹出しに伴う圧力変動が生じ
ることが知られている。

例えば４サイクルエンジンの場合には、排気吹出しによ
って排気弁直後に発生した大きな正圧波は、排気管内を
伝ばし開口端で反射され、負圧波となって上記排気弁直
後に帰ってくる。

第１図にこれらの波の合成によって排気弁直後の排気管
内に生じた圧力変動を示す。

図中Ｘは排気弁開、図中Ｙは排気弁閉、斜線部分ａは排
気管内の負圧部分を示す。

上記排気管内圧力変動に着眼して排気系にリード弁を設
け、二次空気を圧力変動により吸引せしめる二次空気供
給装置が提案されているが、上記リード弁の二次空気吸
引特性は第２図Ａに示す通り低速、低負荷では少なくな
る。

一方排気ガス中の未燃焼成分は燃焼室に吸入される混合
気の空燃比と流量とによって変化し、特にアイドル時に
は気化器のスロットルが全閉であるために第２図破線で
示す如く未燃焼成分の量は比較的少なくなるので、上記
リード弁の供給空気量をアイドル時における未燃焼成分
量に適合するように設定すると中速回転時に供給空気量
が不足する。

このため第２図Ｂに示す通り複数個のリード弁を設けて
中速回転時における未燃焼成分量に適合するように設定
するとアイドル時に供給空気量が過多となり、排気ガス
再燃焼装置例えばサーマルリアクタの過冷状態を招き再
燃焼効果が激減する不具合を有している。

本発明は上記不具合を解消するもので、エンジンから排
出される排気ガスの脈動を利用して排気ガス浄化用の二
次空気を排気系内に吸入するようにしたり一ド弁を、一
端が大気に開放され他端が排気ポート等の上記排気系に
おける排気弁近傍位置で且つ互いに独立した通路に連通
された二以上の空気吸入通路内にそれぞれ配設すると共
に、上記空気吸入通路の少くとも−に、アイドル運転時
又は低速低負荷運転時に閉塞される制御弁を設けたこと
を特徴とする排気ガス浄化装置を要旨とするものである
。

次に本発明の第１実施例を第３図〜第５図に従って説明
する。

本実施例は全気筒に均一の混合気を供給する従来形式の
エンジンに関するものである。

１は第１〜第４気筒２，３，４，５を有したエンジン本
体で、吸気マニホルド６を介して気化器７の形成した混
合気が供給され、上記各気筒２゜３．４，５で燃焼され
た排気ガスはサーマルリアクタ８により再燃焼せしめら
れる。

９は上記気化器７に設けられエアクリーナ１０を内設し
たエアクリーカケースである。

上記気化器７は一次混合気通路１１と二次混合気通路１
２とを有し、上記−次混合気通路１１はインナベンチュ
リ１３、アウタベンチュリ１４、スロットル弁１５を備
え、上記二次混合気通路１２はインナベンチュリ１６ア
ウタベンチユリ１７、スロットル弁１８を備えている。

上記スロットル弁１５は図示しないアクセルペダルによ
り開閉され、またスロットル弁１８は上記スロットル弁
１５に図示しないリンク機構を介してその開閉角度が規
制されベンチュリ負圧が供給される負圧作動装置１９に
より作動される。

２０はエンジン本体１を構成するシリンダヘッドでシリ
ンダブロック２１とともに燃焼室２２を形成する。

２３は吸気ポート、２４は排気ポート２５はピストンで
ある。

排気ポート２４は各気筒２．３，４，５それぞれに連通
ずるように、互いに独立して形成されている。

２６は上記排気ポート２４に開口した二次空気噴射孔で
、上記シリンダヘッド２０に設けられた溝２７とシリン
ダブロック２１とにより形成された連通路２８によって
連通され、同連通路２８の一端はシリンダブロック２１
の端部に設けられたカムチェンケース２９の側面に開口
している。

３０は、ゴム管３１によりエアクリーナ１０内側の清浄
空気を第１のリード弁３２を介しさらにゴム管３３を介
して上記連通路２８に供給する第１の空気吸入通路、３
４はゴム替３５によりエアクリーナ１０内側の清浄空気
を第２のり一ド弁３６を介しさらに連通管３Ｔ、ノズル
３８を介して上記各気筒２，３，４，５の排気ポート２
４に供給する第２の空気吸入通路である。

上記第２のリード弁３６は、上記ゴム管３５を介して大
気開放即ちエアクリーナ１０内に連通する一端３９とノ
ズル３８を介して排気ポート２４に連通する他端４０と
を連通ずる弁通路４１を、上記排気ポート２４の圧力変
動に応じて振動し開閉するり一ド４２、及び同リード４
２のストッパー４３が設けられている。

上記大気開放する一端３９と弁通路４１との間に制御バ
ルブ４４が設けられ同制御バルブ４４の軸にリンク４５
が設けられている。

４６は上記制御バルブ４４の制御機構で、上記吸気マニ
ホルド６の負圧が連通路４７を介して供給されるダイヤ
フラム装置４８と、アイドルを検出するアイドル検出装
置４９とを有している。

上記ダイヤフラム装置４８は負圧室５０と、同負圧室５
０に設けられたスプリング５１と、同スプリングの付勢
力を受けるダイヤフラム５２とを有し、同ダイヤフラム
５２にはロッド５３を介して上記制御バルブ４４のリン
ク４５が連結されている。

上記アイドル検出装置４９は、スロットル弁１５に設け
られたリンク５４と、同リンク５４の停止位置を規制す
るアイドルストップスクリュ５５とを有している。

上記アイドルストップスクリュ５５には通路５６が内設
され、該通路５６の先端開口５７は上記リンク５４の一
端に設けられた硬質ゴム、プラスチック等から成る通路
開閉部材５８により開閉されるように構成され、上記通
路５６は吸気マニホルド６の負圧が供給される連通路４
７に連通している。

上記構成により本実施例は次の様に作動する。

中速回転時には第５図に示すようにスロットル弁１５が
ある中間の角度量いており、吸入混合気流量が増大して
従って排気ガス中未燃焼成分量が増大する。

この時上記スロットル弁１５のリンク５４はアイドルス
トップスクリュ５５から離れて通路５６の先端開口５７
を大気開放するため、吸気マニホルド負圧はダイヤフラ
ム装置４８の負圧室５０に供給されなくなり、スプリン
グ５１の付勢力により制御バルブ４４は開放される。

アイドル時にはスロットル弁１５が全閉（アイドル開度
）となりリンク５４がアイドルストップスクリュ５５に
当接し通路５６を閉じるので、吸気マニホルド負圧はダ
イヤフラム装置４８の負圧室に供給されスプリング５１
の付勢力に抗して制御バルブ４４を全閉する。

従って、本実施例によればアイドル時には第１のり一ド
弁３２のみにより第２図Ａで示すアイドル時の比較的少
ない排気ガス中の未燃焼成分量に適した流量の二次空気
を供給し、サーマルリアクタ８内で適切に再燃焼せしめ
るものであり、二次空気の過多によるサーマルリアクタ
の過冷を防ぎ排気ガス中米燃焼成分を有効に再燃焼せし
める。

またアイドル時以外の中速回転時には第２のリード弁３
６の制御バルブ４４が開放されることにより、第１のリ
ード弁３２と第２のり一ド弁３７とによって第２図工点
鎖線Ｃで示すように流量が増加し、さらに第２図Ｂで示
す供給量になり排気ガス中の未燃焼成分の増加に対応し
て有効に再燃焼せしめる等の効果を奏する。

さらに本実施例によれば、第１の空気吸入通路３０は、
連通路２８及び二次空気噴射孔２６を介し、又、第２の
空気吸入通路３４は端通管３７、ノズル３８を介して排
気ポート２４に連通しているため、且つ、排気ポート２
４は各気筒２，３゜４．５ごとに互いに独立して設けら
れ圧力変動が合成されることなく大きな負圧が存在する
ため、効率良く大流量の二次空気が吸入供給される効果
を奏する。

次に本発明の第２実施例を第６図〜第８図に従って説明
する。

本実施例は一般の内燃機関における特性すなわち、 （１）過濃空燃比および過薄空燃比でＮＯＸ濃度が低い （２）過濃空燃比ではＣＯおよびＨＣ濃度が高い（３）
過薄空燃比においては、失火がなければＣＯおよびＨＣ
濃度が低く、酸素濃度が高い の３点に着目してすでに提案されている過濃混合気用気
筒（以下Ｒ気筒と称す）および過濃混合気用気筒（以下
り気筒と称す）を有する多気筒エンジンに適用したもの
である。

以下上記第１実施例と同−若しくは実質的に同一部材に
は同一符号を付して説明を省略する。

７は過薄混合気例えば空燃比１７〜２０の混合気を形成
する気化器で、吸気マニホルド６を介して全気筒に混合
気を供給し、Ｌ気筒である第１、第４気筒２，５の燃焼
室にはそのままの過薄混合気を供給する。

６１は上記気化器７と一体的に設けられた燃料供給装置
で、燃料又は過濃混合気が形成され連通路６２を介して
、Ｒ気筒である第２、第３気筒３，４の燃焼室に供給さ
れ、上記気化器７の形成した過薄混合気と混合して空燃
比１１〜１４の過濃混合気となって供給される。

６３はゴム管６４によりエアクリーナ１０内側の清浄空
気を、第１のリード弁６５を介しさらに連通管６６、ノ
ズル６７を介して上記Ｒ気筒３，４の排気ポートに供給
する第１の空気吸入通路、６８はゴム管６９によりエア
クリーナ１０内側の清浄空気を第２のリード弁７０を介
しさらにゴム管７１を介して、シリンダヘッド２０とシ
リンダブロック２１とにより形成された連通路２８に供
給する第２の空気吸入通路である。

上記第１のリード弁６５および第２のリード弁７０はそ
れぞれ第１実施例に示す第１のリード弁３２および第２
のリード弁３６と同一構造であり、本実施例における第
２のり一ド弁７０も第１実施例に示す第２のリード弁３
６と同一構造の制御バルブ４４および同制御バルブ４４
の制御機構４６が設けられている。

上記構成により本実施例は次の様に作動する。

中速回転時には第８図に示すようにスロットル弁１５が
所定の角度量いており、吸入混合気流量が増大し従って
排気ガス中未燃焼成分量が増大する。

本実施例における多気筒エンジンはＬ気筒３゜４から排
出される未燃焼成亦はＬ気筒２，５から排出される残留
酸素によりサーマルリアクタ８内で再燃焼されるが、さ
らに上記スロットル弁１５のリンク５４はアイドルスト
ップスクリュ５５から離れて通路５６の先端開口５７を
大気開放するため、吸気マニホルド負圧はダイヤフラム
装置４８の負圧室５０に供給されなくなり、スプリング
５１の付勢力により制御弁４４は開放される。

従って第１のリード弁６５及び第２のリード弁７０によ
り排気ガス中の未燃焼成分に適合した二次空気を供給す
る。

アイドル時にはスロットル弁１５が全閉となり、リンク
５４がアイドルストップスクリュ５５に当接し通路５６
を閉じるので、吸気マニホルド負圧はダイヤフラム装置
４８の負圧室に供給されスプリング５１の付勢力に抗し
て制御バルブ４４を全閉し、第１のリード弁６５のみに
よりＬ気筒３゜４の排気ポート２４に二次空気を供給す
る。

従って、本実施例も上記第１実施例と同様の作用効果を
奏するとともに、特にアイドル時には排気ガス中米燃焼
成分がより多量に存在するＬ気筒３．４の排気ポート２
４に二次空気を供給するため再燃焼がより有効に行われ
るものである。

上記各実施例におけるアイドル検出装置４９のスロット
ル弁１５に設けられたリンク５４と、同リンク５４の一
端に設けられた通路開閉部材５８とは一体的に固着され
ていたので、アイドルのみを検出するように構成されて
いたが、第９図に示す如く上記リンク５４と通路開閉部
材５８とをスプリング７２により連結すれば、スロット
ル弁１５の全閉位置から所定の開度例えば図にθで示す
開度までは第１のり一ド弁のみによって二次空気の供給
を行い、θで示す開度以上では第１０す−ド弁と第２の
リード弁とによって二次空気を供給することができ、適
宜排気ガス中米燃焼成分の量に適した二次空気を供給す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気管内圧力変動及びシリンダ圧力変動を示す
説明図、第２図はリード弁供給空気量と排気ガス中未燃
暁成分量を示す説明図、第３図は本発明の第１実施例を
示す概略説明図、第４図は本発明の第１実施例詳細部分
断面図、第５図はリード弁の制御機構説明図、第６図は
本発明の第２実施例を示す概略説明図、第７図は本発明
の第２実施例詳細部分断面図、第８図はリード弁の制御
機構説明図、第９図はリード弁制御機構の他の実施態様
を示す説明図である。 １：エンジン本体、２，３，４，５：第１〜第４気筒、
６：吸気マニホルド、１：気化器、８：サーマルリアク
タ、１５：スロットル弁、２０ニジリンダヘツド、２１
ニジリンダブロツク、２２：燃焼室、２４：排気ポート
、２６：二次空気噴射孔、２８二連通路、３０：第１の
空気吸入通路、３２：第１のリード弁、３４：第２の空
気吸入通路、３６：第２のり一ド弁、４１：弁通路、４
２：リード、４４：制御バルブ、４６二制御機構、４９
：アイドル検出装置、５４：リンク、５５：アイドルス
トップスクリュ、５６：通路、５８：通路開閉部材、６
１：燃料供給装置、６３：第１の空気吸入通路、６５：
第１のリード弁、６８：第２の空気吸入通路、７０：第
２のリード弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンから排出される排気ガスの脈動を利用して
   排気ガス浄化用の二次空気を排気系内に吸入するように
   したリード弁を、一端が大気に開放され他端が排気ポー
   ト等の上記排気系における排気弁近傍位置で且つ互いに
   独立した通路に連通された二以上の空気吸入通路内にそ
   れぞれ配設すると共に、上記吸入通路の少くとも−に、
   アイドル運転時又は低速低負荷運転時に閉塞される制御
   弁を設けたことを特徴とする排気ガス浄化装置。