JPS6030443Y2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

Exhaust gas purification device

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JPS6030443Y2
JPS6030443Y2 JP602881U JP602881U JPS6030443Y2 JP S6030443 Y2 JPS6030443 Y2 JP S6030443Y2 JP 602881 U JP602881 U JP 602881U JP 602881 U JP602881 U JP 602881U JP S6030443 Y2 JPS6030443 Y2 JP S6030443Y2
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JP
Japan
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exhaust gas
fuel
combustion chamber
valve
air
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JP602881U
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Japanese (ja)
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JPS56169444U (en
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宜茂 大山
照夫 山内
寅三 西宮
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関に用いられる排気ガス浄化装置に関す
るものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an exhaust gas purification device used in an internal combustion engine.

最近の内燃機関とし、燃焼室内に2個の点火プラグを設
け、この2個の点火プラグによって燃焼室内の混合気を
着火するものが提案されている。
Recently, an internal combustion engine has been proposed in which two spark plugs are provided in a combustion chamber, and the two spark plugs ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber.

この2個の点火プラグで混合気を着火する理由は混合気
の燃焼を安定化させることによって稀薄な混合気でも充
分な出力と排気ガスの低減を図れるためである。
The reason why the air-fuel mixture is ignited using these two spark plugs is that by stabilizing the combustion of the air-fuel mixture, sufficient output and reduction of exhaust gas can be achieved even with a lean air-fuel mixture.

ところで、この種の内燃機関においても排気ガスの還流
を行う必要があり、この排気ガスの還流と同時に混合気
も排気ガスの還流に応じて濃くすることも必要である。
Incidentally, even in this type of internal combustion engine, it is necessary to recirculate the exhaust gas, and simultaneously with the recirculation of the exhaust gas, it is also necessary to enrich the air-fuel mixture in accordance with the recirculation of the exhaust gas.

そして、この排気ガスの還流装置としては、米国特許第
3.507.2ω号明細書にあるように絞弁が開いて空
気流量が増加するに従って、絞弁付近に生じる負圧で排
気ガス還流弁を制御する方法が考えられている。
As described in U.S. Patent No. 3.507.2ω, this exhaust gas recirculation device uses negative pressure generated near the throttle valve as the throttle valve opens and the air flow rate increases. A method of controlling this is being considered.

また、これに伴って気化器の燃料通路にパワーバルブ機
構等の燃料増量手段を設けて排気ガスの還流による出力
低下を防止している。
Further, in conjunction with this, a fuel increase means such as a power valve mechanism is provided in the fuel passage of the carburetor to prevent a decrease in output due to the recirculation of exhaust gas.

しかしながら、このように純機械−流体的な制御装置で
は吸入空気量の増加に応じて排気ガス。
However, in this purely mechanical-fluid control system, the amount of exhaust gas increases as the amount of intake air increases.

燃料が遅れなく増加しないという問題がある。There is a problem with fuel not increasing in time.

したがってせっかく燃焼室に2個の点火プラグを設けて
出力向上、排気ガス低減を図っても、上述した問題によ
りその効果を充分引き出せないという致命的な欠点があ
った。
Therefore, even if two spark plugs are provided in the combustion chamber to improve output and reduce exhaust gas, there is a fatal drawback in that the effects cannot be fully exploited due to the above-mentioned problems.

本考案の目的は燃焼室に少なくとも2個の点火プラグを
設けた内燃機関において、吸入空気の増加に伴って遅れ
なく排気ガス、燃料を増加できる排気ガス浄化装置を提
供するもので、特徴は気化器の燃料系に燃料制御弁と排
気ガス還流通路に排気ガス還流弁を設け、機関の動作状
態を表わす動作信号を制御回路に入力腰この制御回路か
らの出力信号を燃料制御弁を駆動する電気的なアクチュ
エータおよび排気ガス還流弁を駆動する電気的なアクチ
ュエータに与え、動作信号が吸入空気の増加を示した時
、排気ガスおよび燃料を増加するようにしたものである
The purpose of this invention is to provide an exhaust gas purification device that can increase exhaust gas and fuel without delay as intake air increases in an internal combustion engine that has at least two spark plugs in the combustion chamber. A fuel control valve is installed in the fuel system of the engine, and an exhaust gas recirculation valve is installed in the exhaust gas recirculation passage, and an operating signal representing the operating state of the engine is input to the control circuit. and an electric actuator that drives the exhaust gas recirculation valve to increase exhaust gas and fuel when the operating signal indicates an increase in intake air.

以下図面に従い本考案の一実施例を詳細に説明する。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図中1は燃焼室、2は吸気弁、3は排気弁、4.5は点
火プラグ、6は吸気マニホールド、7は気化器、8は気
化器7のベンチュリー、9はベンチュリー8内に設置さ
れている小ベンチユリ−,10は気化器の燃料ノズル、
11は気化器7のフロート室、12は燃料ポンプ、13
は燃料タンク、14は気化器7の絞弁、15はエアクリ
ーナー、16は空気導管、17は空気予熱器、18は空
気導管、19は排気ガス還流弁、20は排気ガス導管、
21は触媒コンバーター、22は機関のピストン、23
は加熱ヒーター、24は加熱ヒーター23用の電源バッ
テリー、25は加熱ヒーター23を0N−OFFするス
イッチ、26は加熱空気の温度を検知する温度検知器、
27は気化器の燃料流量を加減する燃料制御弁、28は
気化器の絞り弁14の開度を検知する開度検出器、29
は制御回路、30は点火装置を示すものである。
In the figure, 1 is the combustion chamber, 2 is the intake valve, 3 is the exhaust valve, 4.5 is the spark plug, 6 is the intake manifold, 7 is the carburetor, 8 is the venturi of the carburetor 7, and 9 is installed inside the venturi 8. 10 is the fuel nozzle of the carburetor,
11 is a float chamber of the carburetor 7, 12 is a fuel pump, 13
is a fuel tank, 14 is a throttle valve of the carburetor 7, 15 is an air cleaner, 16 is an air conduit, 17 is an air preheater, 18 is an air conduit, 19 is an exhaust gas recirculation valve, 20 is an exhaust gas conduit,
21 is the catalytic converter, 22 is the engine piston, 23
is a heating heater, 24 is a power battery for the heating heater 23, 25 is a switch for turning ON/OFF the heating heater 23, 26 is a temperature detector for detecting the temperature of the heated air,
27 is a fuel control valve that adjusts the fuel flow rate of the carburetor; 28 is an opening detector that detects the opening of the throttle valve 14 of the carburetor; 29
Reference numeral 30 indicates a control circuit, and 30 indicates an ignition device.

触媒コンバーター21及び空気予熱器17は排気管31
に取付けられている。
The catalytic converter 21 and the air preheater 17 are connected to the exhaust pipe 31
installed on.

また空気予熱器17と気化器の小ベンチユリ−9を接続
する導管18の途中に排気導管20及びその下流に加熱
ヒーター23が設置されている。
Further, an exhaust pipe 20 is installed in the middle of the pipe 18 connecting the air preheater 17 and the small vent 9 of the vaporizer, and a heating heater 23 is installed downstream of the exhaust pipe 20.

また加熱空気の温度を検出する。It also detects the temperature of heated air.

サーミスタ、バイメタルなどで構成した温度検知器26
の信号はリレーを介してスイッチ25を作動し、加熱ヒ
ーター23の電流を0N−OFFする構造になっている
Temperature detector 26 composed of a thermistor, bimetal, etc.
The signal operates the switch 25 via a relay, and the current of the heater 23 is turned off.

また、可変抵抗器などからなる開度検出器28のアナロ
グ信号が制御回路29に入り、入力信号に応じた出力信
号を燃料制御弁27のアクチュエータ27A1点火装置
30のアクチュエータ30A1排気ガス還流弁19のア
クチュエータ19Aに与え、それぞれの装置を電気的に
駆動できるようになっている。
Further, an analog signal from the opening detector 28 consisting of a variable resistor etc. enters the control circuit 29, and an output signal corresponding to the input signal is sent to the actuator 27A of the fuel control valve 27, the actuator 30A of the ignition device 30, the exhaust gas recirculation valve 19, etc. The power is supplied to the actuator 19A so that each device can be electrically driven.

点火装置30は、点火プラグ4.5を作動させるイグニ
ッションコイル、ディストリビュータ、ポイント、進角
補正装置などから構成されており、通常の回転数、吸入
負圧による進角補正の他に、制御回路29の出力信号に
応じて点火プラグ4,5の進角を独立に補正するように
なっている。
The ignition system 30 is composed of an ignition coil that operates the spark plug 4.5, a distributor, a point, an advance angle correction device, etc. In addition to normal rotation speed and advance angle correction based on suction negative pressure, the control circuit 29 The advance angles of the spark plugs 4 and 5 are independently corrected in accordance with the output signals of the spark plugs 4 and 5.

また点火プラグ4,5は燃焼室1壁面の互に離れた位置
に2個以上設置されている。
Further, two or more spark plugs 4 and 5 are installed at mutually distant positions on the wall surface of the combustion chamber 1.

燃料タンク13及び燃料ポンプ12は従来の方法と変り
はない。
The fuel tank 13 and fuel pump 12 are the same as in the conventional method.

本考案は以上の如く構成したので、その動作は次のよう
になる。
Since the present invention is constructed as described above, its operation is as follows.

エンジンに吸入された空気の一部はエアクリーナー15
の下流から導管16を通って空気予熱器17に供給され
、そこで2006C程度に加熱され途中、排気導入管2
0を通って供給される排気ガスと混合して導管18を通
り小ベンチユリ−9に供給されるが、ここで始動直後な
どでエンジンが冷えている場合は、温度検知器26の信
号によって加熱ヒーター23が作動し、空気を加熱する
ので、小ベンチユリ−9に供給される混合ガスの温度は
常に200℃程度に保持されるものである。
Part of the air taken into the engine is air cleaner 15
The air is supplied to the air preheater 17 through the conduit 16 from the downstream of the
When the engine is cold, such as immediately after starting, the heating heater is turned on by a signal from the temperature sensor 26. 23 operates to heat the air, so the temperature of the mixed gas supplied to the small vent lily 9 is always maintained at about 200°C.

ところで、ノズル10より流出した燃料は上記の高温ガ
スにさらされるので瞬間的に気化し、吸気マニホールド
6を通ってエンジンの燃焼室1に供給される。
Incidentally, since the fuel flowing out from the nozzle 10 is exposed to the above-mentioned high-temperature gas, it instantly vaporizes and is supplied to the combustion chamber 1 of the engine through the intake manifold 6.

これら混合ガスの量は多くても全吸入空気量の15〜2
0%程度であるので、燃料を完全に気化すると気化熱に
より混合ガスの温度が低下し、全体の充填効率は殆んど
低下しない。
The amount of these mixed gases is at most 15 to 2 of the total intake air amount.
Since it is about 0%, when the fuel is completely vaporized, the temperature of the mixed gas decreases due to the heat of vaporization, and the overall filling efficiency hardly decreases.

そして、燃焼室1内には2個以上の点火プラグ4.5が
設置されており、絞弁14の開度に応じてその点火時期
を独立に制御できる制御回路29の作用により、点火プ
ラグ4,5の点火時期を出力が大きく、かつ窒素酸化物
発生の少ないように設定されるので、窒素酸化物濃度は
従来のエンジンに比較して大幅に低減し、かつ出力の低
下を軽微に止めることができる。
Two or more spark plugs 4.5 are installed in the combustion chamber 1, and the spark plugs 4. , 5 is set so that the output is high and the generation of nitrogen oxides is small, so the concentration of nitrogen oxides is significantly reduced compared to conventional engines, and the decrease in output is kept to a minimum. I can do it.

また、燃料の瞬間的気化によって燃焼室1内には常時適
正な混合気が形成され、かつ複数個の点火プラグにより
点火されるため、空燃比2曙度の稀薄混合気での円滑な
運転が可能となり、一酸化炭素、未燃炭化水素の濃度も
大幅に低減され、かつ排気ガス還流率を増大しても安定
な回転を維持し、出力の低下を抑止することができる。
In addition, a proper air-fuel mixture is always formed in the combustion chamber 1 by instantaneous vaporization of the fuel, and is ignited by multiple spark plugs, allowing smooth operation with a lean air-fuel mixture with an air-fuel ratio of 2 degrees. This makes it possible to significantly reduce the concentrations of carbon monoxide and unburned hydrocarbons, maintain stable rotation even if the exhaust gas recirculation rate is increased, and prevent a decrease in output.

一方、排気ガス還流弁19は気化器の絞弁14が開くに
つれて、制御回路29の作用によりアクチュータ19A
によって導管18に供給される排気ガスの割合を多くす
るように作動するので、絞弁14が開くに従ってエンジ
ンに供給される排気ガスの還流率が増大し、燃焼室1内
の混合気を稀釈し、燃焼速度を低下させ、窒素酸化物の
発生を抑制するものである。
On the other hand, as the throttle valve 14 of the carburetor opens, the exhaust gas recirculation valve 19 is actuated by the actuator 19A by the action of the control circuit 29.
As the throttle valve 14 opens, the recirculation rate of the exhaust gas supplied to the engine increases, diluting the air-fuel mixture in the combustion chamber 1. , which reduces the combustion rate and suppresses the generation of nitrogen oxides.

更に、高負荷時、排気ガス還流率を増大した場合には、
制御回路29の作用によりアクチュエータ27Aが燃料
制御弁27によって空燃比を26から22程度までに混
合気を濃くし、出力の向上を計る。
Furthermore, when increasing the exhaust gas recirculation rate at high loads,
Under the action of the control circuit 29, the actuator 27A uses the fuel control valve 27 to enrich the air-fuel mixture from about 26 to 22, thereby improving the output.

このような空燃比22以上の空気過剰の混合気では、排
気ガス中に数パーセントの酸素が含有されているので、
排気管の外部から例えばエアポンプなどで2次空気を供
給しなくとも触媒は反応を進行することができる。
In such an air-fuel mixture with an air-fuel ratio of 22 or higher, several percent of oxygen is contained in the exhaust gas, so
The catalyst can proceed with the reaction without supplying secondary air from outside the exhaust pipe using, for example, an air pump.

以上のように、本考案は吸入空気が増加するとその増加
信号を制御回路に入力し、この制御回路からの出力信号
に基づいて排気ガス制御弁、燃料制御弁を電気的なアク
チュエータによって制御するため、動作遅れのない排気
ガス浄化装置を得ることができ、しいては燃焼室に少な
くとも2個の点火プラグを備えた内燃機関の有毒な排気
ガス低減効果を高めることができるものである。
As described above, the present invention inputs an increase signal to a control circuit when intake air increases, and controls the exhaust gas control valve and fuel control valve by an electric actuator based on the output signal from this control circuit. Therefore, it is possible to obtain an exhaust gas purification device without any delay in operation, and to improve the effect of reducing toxic exhaust gases in an internal combustion engine having at least two spark plugs in its combustion chamber.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本考案の一実施例を示す排気ガス浄化装置の概略
図である。 1・・・・・・燃焼室、4,5・・・・・・点火プラグ
、6・・曲吸気マニホールド、7・・・・・・気化器、
8・曲・ベンチュリー、9・・・・・・小ベンチユリ−
,13・曲・燃料タンク、14・・・・・・絞弁、15
・・曲エアクリーナー、17・・・・・・空気予熱器、
19・・・・・・排気ガス還流弁、19A・・・・・・
アクチュエータ、21・・・・・・触媒コンバーター、
23・・・・・・加熱ヒーター、26・・・・・・温度
検知器、27・・・・・・燃料制御弁、27A・・・・
・・アクチュエータ、28・・・・・・開度検出器、2
9・・・・・・制御回路、30・・・・・・点火装置。
The drawing is a schematic diagram of an exhaust gas purification device showing an embodiment of the present invention. 1... combustion chamber, 4, 5... spark plug, 6... curved intake manifold, 7... carburetor,
8.Song Venturi, 9...Small bench lily
, 13・Song・Fuel tank, 14... Throttle valve, 15
...Tune air cleaner, 17...Air preheater,
19... Exhaust gas recirculation valve, 19A...
Actuator, 21...Catalytic converter,
23... Heater, 26... Temperature detector, 27... Fuel control valve, 27A...
...Actuator, 28...Opening degree detector, 2
9... Control circuit, 30... Ignition device.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 機関燃焼室に燃料と空気を供給する気化器と、前記燃焼
室内の混合気を着火燃焼させた後前記燃焼室内で燃焼し
た混合気の排気ガスを排出する排気管と、前記燃焼室内
にあって前記燃焼室壁面の互いに離れた位置に設けられ
た少なくとも2個の点火プラグと、前記点火プラグの点
火時期に制御する点火時期制御手段とよりなる内燃機関
において、前記気化器より供給される燃料の量を制御す
る燃料制御弁を前記気化器に設けると共に、前記排気管
より排出される排気ガスの一部を再び前記燃焼室内に再
吸入させるための排気ガス還流通路の途中に排気ガスの
還流量を制御する排気ガス還流弁を設け、前記内燃機関
の動作状態を表わす動作信号を電気的な入力信号として
制御回路に入力すると同時に前記入力信号に基ついた電
気的な出力信号を前記制御回路より出力せしめて前記燃
料制御弁を駆動する電気的な第1のアクチュエータおよ
び前記排気ガス還流弁を駆動する電気的な第2のアクチ
ュエータに与え、前記動作信号が前記内燃機関に供給さ
れる空気量の増加を示した時、前記燃料制御弁および前
記排気ガス還流弁を通過する燃料および排気ガスの量を
増加するように前記第1よび第2のアクチュエータを動
作せしめるようにした排気ガス浄化装置。
a carburetor that supplies fuel and air to an engine combustion chamber; an exhaust pipe that ignites and burns the mixture in the combustion chamber and then discharges exhaust gas from the mixture combusted in the combustion chamber; In an internal combustion engine comprising at least two spark plugs provided at positions apart from each other on the wall surface of the combustion chamber, and an ignition timing control means for controlling the ignition timing of the spark plugs, the fuel supplied from the carburetor is controlled. A fuel control valve for controlling the amount of exhaust gas is provided in the carburetor, and a recirculation amount of exhaust gas is provided in the middle of the exhaust gas recirculation passage for re-inhaling a part of the exhaust gas discharged from the exhaust pipe into the combustion chamber. An exhaust gas recirculation valve is provided to control the internal combustion engine, and an operating signal representing the operating state of the internal combustion engine is input to the control circuit as an electrical input signal, and at the same time, an electrical output signal based on the input signal is sent from the control circuit. an electric first actuator for driving the fuel control valve and a second electric actuator for driving the exhaust gas recirculation valve; When the amount of fuel and exhaust gas passing through the fuel control valve and the exhaust gas recirculation valve is increased, the first and second actuators are operated to increase the amount of fuel and exhaust gas passing through the fuel control valve and the exhaust gas recirculation valve.
JP602881U 1981-01-19 1981-01-19 Exhaust gas purification device Expired JPS6030443Y2 (en)

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JPS56169444U JPS56169444U (en) 1981-12-15
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