JPS6034738Y2 - 内燃機関の２次空気制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の排気系に装備される触媒コンバー
タ又はリアクター等の浄化装置が、排気ガスへの２次空
気の供給によって機関の高負荷、高回転域において異常
高温にならないように保護する制御装置に関するもので
ある。

最近の内燃機関における排気ガスは、これに２次空気を
供給したのち触媒コンバータ又はリアクター等の排気ガ
ス浄化装置に導いて、排気ガス中のＨＣ，ＧＯ等の未燃
有害成分を酸化反応によって浄化することが行なわれて
いるが、この酸化反応に際しては排気ガス浄化装置を所
定の浄化温度に保つ必要があり、また、当該浄化装置の
耐久性等のために異常高温にならないようにしなければ
ならない。

そこで従来は、例えば特開昭５４−２７６１８号公報に
開示されているように排気ガス浄化装置に対する２次空
気の供給通路中に、気化器におけるスロットル弁の閉位
置より稍上流部に設けたセンシングポートの吸気負圧に
関連して作動する制御弁装置を設け、２次空気量を、セ
ンシングポートの負圧が大きくなる部分負荷域では多く
、前記負圧が大気圧に近づくように小さくなるアイドル
域及び全負荷では減少又はカット制御をすることにより
、部分負荷域での完全浄化を遠戚する一方、アイドル域
での２次空気の供給による浄化装置の温度低下を防止し
、且つ排気ガス量が多い全負荷域での２次空気の供給に
よる激しい酸化反応に伴う異常高温を防止するようにし
ている。

ところが、２次空気を供給した場合の排気ガス浄化装置
の温度は、機関の出力及び回転数に対しては例えば第１
図の一点鎖線で示すように機関の出力及び回転数に比例
して高くなる傾向にある一方、機関の出力及び回転数に
対する吸気管負圧は第１図に点線で示すように前記浄化
装置の温度曲線を横切ることになるから、従来のように
この吸気管負圧がある値例えば−３０ｒｒｒｍ Ｈ９よ
り大気圧側になれば２次空気をカット又は減少するよう
に制御することは、アイドル時において排気ガス浄化装
置を所定の温度に保持することはできても、排気ガス浄
化装置における実際の温度に対して、その温度が例えば
８００℃以上になったときつまり第１図に斜線で示した
領域では２次空気をカット又は減少するように制御する
ことができない。

従って従来の制御方式では機関の高回転域において排気
ガス浄化装置が異常に高温になり、その結果、当該浄化
装置における触媒等が劣化したり、浄化装置及びその附
近の部品等を熱損焼させることになり、また、浄化装置
が自動車の床下に装着されている自動車においては、著
しい場合には床上のマット類までも熱損焼させるおそれ
があった。

本考案は、排気ガスを２次空気によって排気ガス浄化装
置で浄化するに際して、気化器におけるベチュリ一部の
ベンチュリー負圧は、機関の出力及び回転数に対して第
１図の二点鎖線で示すように、出力及び回転数の増大に
比例して高くなる傾向にあり、これは同図に一点鎖線で
示す浄化装置の温度曲線と略近似していることに着目し
て、このベンチュリー負圧でも２次空気量を制御するこ
とによって、高回転域における浄化装置の異常高温を確
実且つ的確に防止するようにしたものである。

次に本考案の一例を図面について説明すると、図におい
て１は機関、２は機関吸気用エアクリーナ３及び気化器
４を備えた吸気マニホールド、５は機関の排気系である
排気ポート（図示せず）等の排気通路６を介して接続し
た触媒コンバータ又はサーマルリアクターなどの排気ガ
ス浄化装置を各々示し、排気通路６に接続した２次空気
供給通路７の途中には、エアサクション用逆止弁８を設
け、該逆止弁８の上流側の２次空気供給通路７を消音装
置を含むエアサクション用エアクリーナ１０或いは前記
機関吸気用エアクリーナ３に接続し、該供給通路７中に
は圧力によって連動する制御弁装置１１を設ける。

この制御弁装置１１の弁室１２内には、弁座１３に設け
たポート２３を開閉する弁体１４を挿入し、該弁体１４
をステム１５を介してダイヤフラム１７に連結すると共
に、ダイヤフラム室１６内のばね１８にて弁座１３に押
圧付勢し、ダイヤプラム室１６を圧力通路１９を介して
、前記気化器４におけるスロットル弁２０の閉位置より
稍上流部に設けたセンシングポート２１に接続し、スロ
ットル弁２０がある程度間いてセンシングポート２１の
吸気負圧がある値より真空側になれば前記弁体１４が開
き、スロットル弁２０の開度によって吸気負圧がある値
より大気側になれば弁体１４を閉じるように構成する一
方、制御弁装置１１の弁座１３には前記ポート２３とは
別の連通孔２２を備え、スロットル弁２０が全閉時又は
全閉に近いとき及び全開又は全開に近いとき弁体１４が
閉であっても、浄化装置５には連通孔２２で規制された
最少必要量の２次空気が吸入される。

一方スロットル弁２０が部分量のとき弁体１４が開くこ
とによって、ポート２３及び連通孔２２の両方から２次
空気が排気系に供給されるようになっている。

この場合、連通孔２２は弁体１４に設けても良く、機関
の部分負荷以外のとき２次空気の供給をカットするとき
には、前記連通孔２２を廃止すれば良い。

そして、前記制御弁装置１１のダイヤフラム室１６と気
化器４におけるセンシングポート２１とつなぐ圧力通路
１９中には、ダイヤプラム式の三方切換弁装置２４を設
け、該切換弁装置２４のダイヤフラム室２５を通路２６
を介して、前記気化器４におけるベンチュリ一部２７に
設けたベンチュリーポート２８に接続し、ベンチュリー
負圧がある値より低い大気側になったときは、切換弁装
置２４の作動は制御弁装置１１のダイヤフラム室１６と
センシングポート２１とを連通ずる状態にあるが、ベン
チュリー負圧がある値より真空側になれば、切換弁装置
２４はそのダイヤフラム室２５内のばね２９によって、
センシングポート２１側の通路を閉じて制御弁装置１１
のダイヤフラム室１６を大気連通部３０に連通ずるよう
に切換わるように構成して成るものである。

この構成において、気化器４のスロットル弁２０を閉じ
たアイドル域又はその近傍域では、機関への吸入空気量
が少なく従って気化器４におけるベンチュリ一部２７の
負圧が低いので切換弁装置２４は作動せず、制御弁装置
１１のダイヤフラム室１６とセンシングポート２１とは
連通状態にある一方、センシングポート２１はスロット
ル弁２０より上流部に位置して大気圧側となっているの
で、制御弁装置１１の弁体１４はポート２３を閉じて、
排気系には連通孔２２で規制された少量の２次空気が吸
入されるか、或いは２次空気の供給がカットされるから
、２次空気の供給過多によって排気ガス浄化装置５の温
度が下がることが防止される。

スロットル弁２０を部分的に開いた状態では、切換弁装
置２４は未だ作動せずセンシングポート２１の負圧が真
空側になり、この負圧が制御弁装置１１のダイヤフラム
室１６に作用するので、その弁体１４はばね１８に抗し
てポート２３を開き、これにより排気系には適宜量の２
次空気が吸入され、ＨＣ，Ｃｏ等の未然性有害ガスの完
全浄化が遠戚される。

そして、スロットル弁２０を全開又は全開に近い状態に
開いたときは、機関への吸入空気量の増大によって気化
器４におけるベンチュリ一部２７の負圧が次第に真空側
により、このベンチュリー負圧が切換弁装置２４のダイ
ヤフラム室２５におけるばね２９の設定値よりも大きく
なれば、切換弁装置２４がばね２９に抗して制御弁装置
１１におけるダイヤプラム室１６を大気連通部３０に連
通ずるように切換わり、制御弁装置１１の弁体１４がポ
ート２３を閉じて、排気系への２次空気が連通孔２２に
よって小量に規制されるか、又は２次空気の供給がカッ
トされて、排気ガス浄化装置５での酸化反応が抑制され
る。

この場合、ベンチュリ一部２７のベンチュリー負圧は、
第１図の点線で示す吸気管負圧曲線に対して、二点鎖線
で示すようにクロスし機関の出力及び回転数に比例して
高くなる一方、浄化装置５の温度は第１図の一点鎖線で
示すように前記ベンチュリー負圧曲線と略近似し機関の
出力及び回転数に比例して高くなるから、いま切換弁装
置２４を、例えば第１図においてベンチュリー負圧が例
えば−２５０ｍｍＡｑになったとき作動するように設定
すれば、排気系への２次空気量は浄化装置５の温度が例
えば約８００°Ｃに達した時点つまり、第１図の斜線で
示す領域においてカット又は減少するように制御され、
浄化装置での酸化反応が抑制されるから、浄化装置がこ
れ以上の温度になることが防止されるのであり、切換弁
装置２４におけるベンチュリー負圧の設定値の調節によ
って浄化装置における最高温度を任意に設定できるので
ある。

以上の通り本考案は、一端を機関の排気系に接続した２
次空気供給通路中に、気化器におけるスロットル弁の閉
位置よりや）上流部に設けたセンシングポートの負圧に
関連し、該センシングポートの負圧が大きくなると開く
ようにした制御弁装置を設けて成る２次空気制御装置に
おいて、前記センシングポートから前記制御弁装置への
圧力通路中には、気化器におけるベンチュリ一部の負圧
に関連し、当該ベンチュリ一部の負圧が大きくなると前
記制御弁装置による２次空気の供給を減少又はカットす
るようにした切換弁装置を設けたことを特徴とするもの
で、排気ガス浄化装置の温度上昇曲線と略近似する負圧
曲線を有する気化器のベンチュリ一部の圧力に応動して
、当該ベンチュリー負圧が高くなれば排気系への２次空
気の供給をカット又は減少する制御を行なって、浄化装
置の温度上昇を抑制するものであるから、吸気管負圧に
よる従来の制御のように機関の高負荷、高回転域におい
て浄化装置の過熱を防止できないような事態を招来する
ことがなく、機関の全運転について浄化装置の異常高温
を確実且つ的確に防止できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関の出力及び回転数に対する吸気管負圧、ベ
ンチュリー負圧及び２次空気を供給した場合の排気浄化
装置の温度の関係を示す図、第２図は本考案実施例装置
の図である。 １・・・・・・機関、２・・・・・・吸気マニホールド
、４・・・・・・気化器、２７・・・・・・ベンチュリ
一部、６・・・・・・排気通路、５・・・・・・排気ガ
ス浄化装置、７・・・・・・２次空気供給通路、１１・
・・・・・制御弁装置、１４・・・・・・弁体、２３・
・・・・・ポート、２２・・・・・・連通孔、１７・・
・・・・ダイヤフラム、１６・・・・・・ダイヤフラム
室、２０−−−−−−スロットル弁、２１・・・・・・
センシングポート、１９・・・・・・圧力通路、２４・
・・・・・切換弁装置、２５・・・・・・ダイヤフラム
室、２８・・・・・・ベンチュリーポート、２６・・・
・・・通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端を機関の排気系に接続した２次空気供給通路中に、
   気化器におけるスロットル弁の閉位置よりや）上流部に
   設けたセンシングポートの負圧に関連し、該センシング
   ポートの負圧が大きくなると開くようにした制御弁装置
   を設けて成る２次空気制御装置において、前記センシン
   グポートから前記制御弁装置への圧力通路中には、気化
   器におけるベンチュリ一部の負圧に関連し、当該ベンチ
   ュリ一部の負圧が大きくなると前記制御弁装置による２
   次空気の供給を減少又はカットするようにした切換弁装
   置を設けたことを特徴とする内燃機関の２次空気制御装
   置。