JPS6233059Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の排気浄化装置に関するもの
であり、とくに酸素センサへの排出ガスあたりを
良好にした排気浄化装置に関するものである。

現今の排気浄化装置においては、排気通路途中
における熱損失によつて触媒コンバータの暖機性
が低下されることを避けるために、排気マニホル
ドの直下に触媒コンバータを配設した触媒コンバ
ータ付排気マニホルドが用いられる傾向にある。
この触媒コンバータ付排気マニホルドは、通常、
排気マニホルドの中央部に、通路断面積が拡大さ
れかつ左右から排気マニホルドの湾曲通路部が開
口する拡張室を有しており、各排気ポートから流
れてくる排出ガスを拡張室で拡散して良く混合さ
せ、均一な流れにして拡張室直下の触媒コンバー
タへ流すように配慮されている。しかし、このよ
うに構成された従来の排気浄化装置においては、
排出ガスが壁面に沿つて流れて拡散するので拡散
は良好になるものの、この拡散によつて酸素セン
サへの排気ガスの直接的なあたりが悪くなり、酸
素センサの排出ガス検知性能が悪化する。

本考案は、この点を改良すること、すなわち酸
素センサへの排出ガスあたりを良くして酸素セン
サの酸素濃度検知性能を高めることを目的とす
る。

この目的を達成するために、本考案の排気浄化
装置においては、排気マニホルドの中央部に拡張
室が設けられてこの拡張室に左右から排気マニホ
ルドの湾曲通路部が開口されるとともに、該拡張
室に酸素センサが取付けられており、拡張室の酸
素センサが取付けられている側の壁面は、湾曲通
路部の拡張室内への延長線迄凸化されている。ま
た、拡張室のうち、左右の湾曲通路部の前記拡張
室内へ延びる延長線の交点近傍の壁は凹化されて
副室が形成されており、この副室に酸素センサが
取付けられている。このように構成することによ
つて、壁面の凸化によつて拡張室内における酸素
センサ到達までの排出ガスの拡散が防止され、し
たがつて酸素センサへの排出ガスが誘導され、酸
素センサへの排出ガスあたりが改良される。ま
た、副室の形成により、該副室部において排出ガ
スが渦流を生じ、このために酸素センサ素子部へ
の排出ガスのあたりが良くなり、かつ副室部が低
圧になることにより排出ガスの吸引効果により酸
素センサへのガスあたりがさらに助長されること
になる。これによつて酸素センサの応答性が向上
する。

以下に、本考案の排気浄化装置の望ましい実施
例を図面を参照しながら説明する。

第１図ないし第４図は本考案の実施例に係る排
気浄化装置を４気筒エンジンの場合について示し
ている。第１図において、１は排気マニホルド、
２は吸気マニホルドであり、両者はそのライザ部
を上下に合わせて配設されている。排気マニホル
ドの左右に延びる湾曲通路部は、通路断面積の拡
大されたほゞ半球状の拡張室３にて互いに集合し
ており、その直下に触媒コンバータ４が接続され
ている。

排気マニホルド１は、＃１ないし＃４気筒に接
続する＃１ないし＃４排気ポート５，６，７，８
を有しており、＃１および＃２排気ポート５，６
からなる双管部９が一方の湾曲通路部１０に、
＃３および＃４排気ポート７，８からなる双管部
１１が他方の湾曲通路部１２に接続している。湾
曲通路部１０，１２は双管部９，１１からの接続
部の直後の部分１０ａ，１２ａで拡張室３側に湾
曲し、それに続く部分１０ｂ，１２ｂで拡張室３
に向かつて直線状に延びている。

拡張室３はほゞ半球状をしており、この半球状
の壁１３に左右から湾曲通路部１０，１２の直線
部１０ｂ，１２ｂが開口している。直線部１０
ｂ，１２ｂの通路中心線は第２図に示すように平
面的には交叉しており、この交叉部位に酸素セン
サ１４の素子部１４ａが位置するように、酸素セ
ンサ１４が拡張室３の壁１３に取付けられてい
る。また、第３図に示すように、一方の湾曲通路
部１２の拡張室３への開口部には、たとえばバイ
メタルによつて回動されるヒートコントロールバ
ルブ１５が取付けられており、該ヒートコントロ
ールバルブ１５は、冷間始動時に通路開口部を閉
じて排出ガスを吸気マニホルドライザ部底面に沿
わせて流し、通常時は第３図に実線で示した位置
になるように通路開口部を開くようになつてい
る。第１図において、１６は上記の酸素センサ１
４の取付座を、また１７は上記のヒートコントロ
ールバルブ１５の回動軸の取付ボスを示しいる。

拡張室３内部の壁１３は、第２図にとくに明き
らかに示されているように、酸素センサ１４の取
付けられている側の壁面１３ａが湾曲通路部１
０，１２の通路壁面の拡張室３内への延長線１
８，１９まで、凸化されている。この凸化は肉盛
りによりまたは、製作において鋳型により始めか
ら凸化させて形成することにより、容易に形成さ
れる。この凸化された部分２０の壁面は、湾曲通
路部１０，１２の通路壁面に滑らかに接続してお
り、酸素センサ１４の取付部近傍迄滑らかに延び
て、そこで拡張室３の壁１３に交わつて終つてい
る。

湾曲通路部１０，１２の通路壁面の延長線１
８，１９の交点近傍の拡張室３の壁１３は拡張室
３の半球状面より更に拡張室内側に対して部分的
に凹化されており、この凹化された部分２１が副
室２２を形成している。そして、前記酸素センサ
１４はこの凹化部２１に壁１３を貫通して取付け
られており、素子部１４ａの先端は拡張室３の内
部に向かつて延びている。したがつて、素子部１
４ａは副室２２の中央近傍を貫通して半球状の球
中心に向かつて延びている。

また、拡張室３内部の壁１３のうち、酸素セン
サ１４の取付けられている側の壁面１３ａと反対
側の壁面１３ｂは、湾曲通路部１０，１２の拡張
室３への開口部に角部２３，２４，２５が形成さ
れて、エツジ化されている。たとえば、ヒートコ
ントロールバルブ１５の取付けられている側の湾
曲通路部１２の開口部は段状に拡大されていて、
その角部２３は鋭角状にエツジ化されている。ま
た、他方の湾曲通路部１０の開口部は２段に折れ
曲がつていて、それぞれの角部２４，２５もエツ
ジ化されている。

なお、拡張室３の直下の位置に取付けられた触
媒コンバータ４は、その軸線をガス流の流れの方
向に傾斜させて取付けられており、排出ガスが均
一に触媒に流れるように配慮されている。

上記のように構成された排気浄化装置において
は、排出ガスは排気マニホルド１から拡張室３を
経て触媒コンバータ４へと流入する。第２図はヒ
ートコントロールバルブ１５が開で湾曲通路部１
２が拡張室３に向けて開かれている状態における
拡張室３に流入する排出ガスの流れも示してい
る。図に示すように、湾曲通路部１０，１２を通
る排出ガスは、直線部１０ｂ，１２ｂを通ること
により指向性を強められて、拡張室３内に酸素セ
ンサ１４の素子部１４ａに向かつて流入する。こ
の場合、拡張室３壁面１３ａが凸化されているの
で、第２図に示した圧力波からも分かるように、
酸素センサ１４の部分に到達する迄排出ガスの拡
散は防止され、左右の湾曲通路部１０，１２から
の流れは効果的に酸素センサにあたる。このた
め、酸素センサ１４は時々刻々変化する排出ガス
の酸素濃度を応答性良く検知する。

また、拡張室３の酸素センサ１４と対向する壁
面１３ｂの角部２３，２４，２５のエツジ化によ
つて、排出ガスの壁面１３ｂに沿う流れが壁面１
３ｂから剥離し、酸素センサ１４と反対側への排
出ガスの誘導を防ぎ、排出ガスの酸素センサ１４
に向かうガスの流れを助長し、酸素センサ１４の
排出ガスあたりはさらに良くなる。

酸素センサ１４部位に導かれた排出ガスは副室
２２の部分で、壁が凹化されているために渦流を
生成する。この渦流によつて酸素センサ１４まわ
りに流れが乱れ、酸素センサ１４の全体に排出ガ
スがあたり、検知性能が向上する。

さらに、副室２２に形成された渦流により、副
室２２の圧力は拡張室３内の他の部位より低圧と
なり、この低圧によつて排出ガスが副室２２側に
引かれることにより、酸素センサ１４への排出ガ
スあたりはなお一層助長される。

なお、拡張室３は部分的に凸化されてはいるも
のの本質的には概略半球状であるので、通路断面
積の拡大による排出ガスの拡散効果は維持されて
おり、十分に拡散、混合されて均一な流れとなつ
て触媒コンバータ４へと流入していく。

以上の通りであるから、本考案の排気浄化装置
によるときは、拡張室壁面の凸化形成と酸素セン
サ取付部の壁の凹化形成により酸素センサの排出
ガスあたりが改良され、これによつて排気浄化制
御の応答性を改良することができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る排気浄化装置
の斜視図、第２図は第１図の排気浄化装置のうち
排気マニホルド部分の一部を断面にして示した平
面図、第３図は第２図の排気マニホルドの一部を
断面にして示した正面図、第４図は第２図の排気
マニホルドの−線に沿う部分断面図、であ
る。 １……排気マニホルド、３……拡張室、４……
触媒コンバータ、１０，１２……湾曲通路部、１
３……拡張室壁面、１３ａ……酸素センサ取付側
の拡張室壁面、１３ｂ……酸素センサ取付側と反
対側の拡張室壁面、１４……酸素センサ、２０…
…凸化部分、２１……凹化部分、２２……副室、
２３，２４，２５……エツジ化された角部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気マニホルド中央部に拡張室を設けて左右か
   ら排気マニホルドの湾曲通路部を開口させ、該拡
   張室内に酸素センサを取付けた排気浄化装置にお
   いて、前記拡張室の酸素センサを取付けた側の壁
   面を湾曲通路部の拡張室内への延長線まで凸化さ
   せ、かつ左右の湾曲通路部の前記延長線の交点近
   傍の壁面を拡張室内面より凹化させ、該凹部に酸
   素センサを設置したことを特徴とする排気浄化装
   置。