JPS6114329B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン排気マニホルド内の圧力脈
動で開閉する所謂リード弁を備えたエアサクシヨ
ン式の二次空気導入システムに適した二次空気制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

エアサクシヨン式の二次空気導入システムでは
排気マニホルド内で生ずる負圧脈動によつて空気
を吸引し、この吸引空気を触媒コンバータ内で排
気ガス中のCO及びHC等の未燃焼成分と反応させ
ている。一般的にいつて二次空気導入システムで
は、エンジン高負荷時に全量の二次空気を導入す
ると触媒過熱のおそれがある。そこで高負荷時に
二次空気量制御をすることが提案されている。し
かし、高負荷時に全面的に二次空気導入を停止す
るとリード弁に排気ガスが逆流し熱負荷によりシ
ステムの耐久性が悪化したり、又高負荷時のCO
及びHC成分の排出量が著しく増すという欠点が
生ずる。

そこで、機関の負荷に応動する二次空気流量制
御弁と並列にオリフイスを設け、制御弁が閉とな
る高負荷時にみ幾分の二次空気の流れを許容する
ようにしたものがある（例えば特開昭53−21320
号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この先願技術では二次空気流量を負荷の増大に
応じて減少制御する制御弁に並列にオリフイスが
設置されているため、二次空気を完全に遮断する
ことができない。そのため、機関冷間時や減速時
に二次空気導入され、触媒の過熱が生ずることが
ある。

本発明はこのような問題点を解決し、機関冷間
時や低温時などの、二次空気を導入すると排気系
の異常燃焼が生ずることがある運転時に二次空気
流を完全に遮断することができることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、二次空気を機関に排気系に導
く第一の通路と該第一の通路をバイパスする常に
開放した第二の通路と、第一の通路を開閉する弁
体と、弁体に連結されて弁体が第一の通路を閉鎖
するようにばね付勢されるダイヤフラムとより成
る二次空気流量制御弁を具備し、ダイヤフラムは
負圧通路によつて吸気管負圧源に連通されてい
て、機関の負荷の増大に応じて減少する、ばねに
抗して弁体を開弁させる方向の負圧力が得られ、
前記二次空気流量制御弁の下流側に、排気系内の
圧力脈動に応じて開閉されるリード弁を配置する
ようにした二次空気制御装置において、二次空気
流量制御弁とリード弁との間に二次空気制御弁が
配置され、該二次空気制御弁はリード弁に開口す
る弁座と、該弁座を開閉する弁体と、該弁体に連
結され弁体が弁座から離れるようにばね付勢され
るダイヤフラムとより成り、二次空気制御弁のダ
イヤフラムの一側は負圧通路によつて吸気管負圧
源に連通されて、二次空気制御弁の弁体をばねに
抗して閉鎖方向に付勢する負圧力が発生され、二
次空気制御弁のダイヤフラムの他側は該ダイヤフ
ラムに負圧を遅延して伝達する負圧遅延弁を介し
て吸気管負圧源に接続されるとともに、負圧遅延
弁の上流に位置する開閉弁を介して大気圧源に連
通され、開閉弁は通常時は閉鎖され低温時に開放
される二次空気制御装置が提供される。

〔作用〕

エンジンの通常の運転時は二次空気制御弁のダ
イヤフラムに両側は負圧であり、同ダイヤフラム
に前後の差圧はない。そのため、ばねによつて二
次空気制御弁は開弁され、二次空気の導入が行わ
れる。

機関の冷間時には開閉弁が開放する。そのた
め、二次空気制御弁のダイヤフラムの一側は負圧
であるも他側は大気圧となり、同ダイヤフラムの
前後に圧力差が発生し、二次空気制御弁はばねに
抗して閉弁し、二次空気の供給は完全に遮断され
る。

また、エンジン暖機後においては、開閉弁が閉
鎖するが、エンジンが減速に移行すると、二次空
気制御弁のダイヤフラムの前後に一時的な圧力差
が負圧遅延弁によつて生ずる。そのため、二次空
気制御弁は暫時閉弁し、その間二次空気の供給は
完全に遮断される。

〔実施例〕

以下添付図面によつて本発明の実施例を説明す
る。図において、符号７は、空気クリーナ１とエ
ンジン排気マニホルド（図示せず）とを結ぶ二次
空気通路であり、９，９′は弁座板１１，１１′上
に片持取り付けて成るリード弁であり、これらは
排気マニホルド内で脈動的に生ずる負圧によつて
開とされる。周知のことであるが排気マニホルド
内で生ずる負圧を効果的に利用するため、一方の
リード弁９は空気インジエクシヨンパイプ１７を
介して、作動サイクルが180゜異なる排気マニホ
ルド分岐管対に通じており、他方のリード弁９′
はエアインジエクシヨンパイプ１７′によつて残
りの分岐管対に通じている。

１９は、リード弁９，９′の上流に位置する二
次空気制御弁であつて、エンジンの減速時や、エ
ンジン冷間時等に二次空気の導入を停止するため
のものである。即ち制御弁１９は弁座２１と、弁
体２３と、ばね２４で付勢されるダイヤフラム２
５とを有するものであつて、ダイヤフラム２５の
両側の負圧室２７，２７′間の圧力差に応じて弁
体２３を弁座２１に対して開閉させて二次空気の
供給を制御せんとするものである。即ち一方の負
圧室２７は負圧チユーブ２９，３１によつてエン
ジン吸気マニホルドに穿設した負圧ポートに通じ
ており、他方の負圧室２７′は絞り３７ａ及びチ
エツク弁３７ｂで構成される負圧遅延弁３７によ
つて上記ポートに通じている。又、ばね２４はエ
ンジンの減速時のようにマニホルド３３内の負圧
レベルが異常に高まつたときのみダイヤフラム２
５が変位するよう設計してある。かくして、ダイ
ヤフラム２５はエンジンが減速開始後は室２７と
２７′間の圧力差で弁体２３を弁座２１に着座さ
せて二次空気の導入を停止させる。減速開始後、
絞り３７ａで定まる時間が経過すると負圧室２７
と２７′間の圧力差はばね２４に対抗し得なくな
るので弁体２３は弁座２１から離れて二次空気導
入が再開される。亦、制御弁１９の室２７′はエ
ンジンの冷間時を検知する開閉弁４１によつて大
気開放となつている。この開閉弁４１はエンジン
冷間時室２７′を大気圧として弁体２３を弁座２
１に着座させて二次空気がリード弁９，９′に向
うのを防止し、エンジン冷間時での二次空気の導
入作動を停止すべく働く。

４６はエンジン高負荷時の二次空気流量を制御
する働きを持つ、負圧作動式の流量制御弁であつ
て、前記した運転状態に応じて二次空気導入をオ
ン・オフする二次空気制御弁１９の上流に設けて
ある。流量制御弁４６は、エアクリーナよりの空
気をリード弁９，９′の側に通過させる開閉可能
な第一の通路４８を形成している。又流量制御弁
４６は通路４８をバイパスさせる常時開放の第二
の通路５１を内部に備えている。このバイパス通
路５１は弁座５３が形成する本来の二次空気通路
４８からバイパスするようになつている。弁座５
３には弁体５５が対面して設けてあつて、かつこ
の弁体５５はダイヤフラム５７に固設してある。
ばね５９によつて図の左方に付勢されるこのダイ
ヤフラム５７の一側に負圧室６１が形成されこれ
は負圧チユーブ６３、絞り６５ａ及びこれと並列
にチエツク弁６５ｂで構成する負圧遅延素子６
５、並びに負圧チユーブ６７を介して吸気マニホ
ルドに穿設した負圧ポートに通じている。尚、流
量制御弁４６は空気クリーナ１の側壁に一体設け
られてある。

エンジン低負荷時は、絞り６５ａを介し室６１
に伝わる吸気マニホルド負圧は十分大なためダイ
ヤフラム５７はばね５９に抗して右方に引張ら
れ、弁体５５は弁座５３から離れるように位置
し、かくして空気クリーナからの空気は第一通路
４８及びバイパス通路５１の双方を通る。それ故
二次空気制御弁１９が開でさえあれば十分な量の
二次空気がリード弁９及び９′を介し排気マニホ
ルドに達し、触媒コンバータでは排気ガス中の未
熱焼HC及びCO成分が最大限浄化される。

エンジン高負荷運転時には吸気マニホルド内の
負圧はダイヤフラム５７をばね５９に抗し引つ張
るに十分でなくなり、かくして弁座５３に弁体５
５が着座する。この結果、通路４８を介しての二
次空気の導入は停止され、空気はバイパス５１の
み通過し、リード弁９，９′を経て排気マニホル
ド側に向う二次空気量は触媒コンバータ内で満足
な酸化作用を達成するには不十分となる。それ故
に、触媒過熱することはない。又、このように小
量の二次空気が高負荷時にリード弁９，９′等の
エアサクシヨンシステムを通つているためここは
常に適正な冷却を受け、熱負荷による耐久性の悪
化の問題は生じ得ない。又、この小量の二次空気
によるHC及びCO成分の或る程度の浄化も期待で
きる。

尚、負圧遅延素子６５を介して室６１に負圧を
導入する理由は加速運転の開始後一定時間は流量
制御弁４６を開に保ち加速運転時著しく排出され
るCO及びHC成分量を押えるためである。

エンジン冷間時には通常は閉鎖している開閉弁
４１は開放される。そのため、負圧室２７′へ大
気圧が供給され、負圧室２７の負圧によつてダイ
ヤフラム２４は図の左方に変形し、弁体２３は弁
座２１に着座する。そのため、二次空気の供給は
完全に遮断される。二次空気を導入するとすれ
ば、冷間時は排気ガス中の未燃焼ガスが多いた
め、これと反応して触媒過熱のおそれがあるが、
本発明のように二次空気を完全に遮断しているた
めこのおそれが解消される。

また、エンジン減速時にはその減速の開始から
しばらくの間は負圧室２７の負圧が負圧室２７′
の負圧より強い状態が継続し、二次空気制御弁１
９の弁体２３は二次空気通路を完全遮断する。そ
の結果、減速直後におけるアフターバーンの発生
が抑制される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次空気制御弁１９を設け、
ダイヤフラム２５の一側は負圧源に直接接続し、
他側は負圧遅延弁３７を介して負圧源に接続する
とともに、負圧遅延弁３７の上流側に開閉弁４１
を設け、開閉弁４１を通常時は閉鎖し低温時に開
放することにより、開閉弁４１の開放される低温
時及び開閉弁４１が閉鎖でも減速運転に移行した
直後は二次空気制御弁１９は閉鎖され、二次空気
の供給を完全に遮断することができる。そのた
め、これらの運転時における排気系の異常燃焼、
即ち、触媒過熱やアフターバーンを防ぐことがで
きる。そのため、触媒の早期劣化が防止され、か
つ長期の安定使用を補償することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二次空気制御装置を示す。 ７……二次空気通路、９，９′……リード弁、
１９……二次空気制御弁、２１……弁座、２３…
…弁体、２７，２７′……負圧室、３７……負圧
遅延弁、４１……開閉弁、４６……流量制御弁、
４８……第一通路、５１……バイパス通路、５７
……ダイヤフラム、６１……負圧室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 二次空気を機関に排気系に導く第一の通路と
   該第一の通路をバイパスする常に開放した第二の
   通路と、第一の通路を開閉する弁体と、弁体に連
   結されて弁体が第一の通路を閉鎖するようにばね
   付勢されるダイヤフラムとより成る二次空気流量
   制御弁を具備し、ダイヤフラムは負圧通路によつ
   て吸気管負圧源に連通されていて、機関の負荷の
   増大に応じて減少する、ばねに抗して弁体を開弁
   させる方向の負圧力が得られ、前記二次空気流量
   制御弁の下流側に、排気系内の圧力脈動に応じて
   開閉されるリード弁を配置するようにした二次空
   気制御装置において、二次空気流量制御弁とリー
   ド弁との間に二次空気制御弁が配置され、該二次
   空気制御弁はリード弁に開口する弁座と、該弁座
   を開閉する弁体と、該弁体に連結され弁体が弁座
   から離れるようにばね付勢されるダイヤフラムと
   より成り、二次空気制御弁のダイヤフラムの一側
   は負圧通路によつて吸気管負圧源に連通されて、
   二次空気制御弁の弁体をばねに抗して閉鎖方向に
   付勢する負圧力が発生され、二次空気制御弁のダ
   イヤフラムの他側は該ダイヤフラムに負圧を遅延
   して伝達する負圧遅延弁を介して吸気管負圧源に
   接続されるとともに、負圧遅延弁の上流に位置す
   る開閉弁を介して大気圧源に連通され、開閉弁は
   通常時は閉鎖され低温時に開放される二次空気制
   御装置。