JPS6233942Y2 - - 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気ガスあたり
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気性
が低下す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においては、
通常、左右からの集合ポートの合流部に通路面積
の拡大された拡張室が設けられ、各集合ポートか
ら流れてくる排出ガスを、拡張室で良く混合させ
るとともに、触媒との十分な接触面積が得られる
ように通路面積を拡大して拡張室直下の触媒コン
バータに流すように配慮されている。

拡張室付排気マニホルドでは、排出ガスの酸素
濃度を検知する酸素センサは、拡張室内に設けら
れ、各ポートからの排出ガスの酸素濃度を検知す
るようになつている。酸素センサによる酸素濃度
検出の精度および応答性を向上させるには、左右
の集合ポートから拡張室に流れ込む排出ガスの主
流を酸素センサに均等にあてることが重要であ
る。とくに、排気マニホルドの中央部にライザ部
が位置し、一方の集合ポートの拡張室への開口部
にヒートコントロールバルブが配置され、そのた
めに拡張室が排気マニホルドの中央部から偏つた
位置にある排気浄化装置では、流れが左右非対称
となるので、左右の集合ポートから拡張室に流入
する排出ガスの主流を酸素センサに均等にあてる
ことは難しい。

本考案は、拡張室排気マニホルドを有し、拡張
室が排気マニホルドの中央から偏つた位置に配設
された排気浄化装置において、左右ポートから拡
張室に流入する排出ガスを均等に酸素センサにあ
てることを目的とし、酸素センサによる排出ガス
の酸素濃度検出性能を高めてより精度の高いかつ
応答性の良好な排気浄化制御を可能とすることを
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、拡張室内に設けられる酸素セン
サは、左右の集合ポートより拡張室内に排出され
る排出ガスの流れの交点に向つて取付けられ、こ
の排出ガスの交点は左右の集合ポートの通路中心
線の拡張室内における交点よりも若干長い方の集
合ポート側に偏つた位置にあるので、その点に向
けて設けられている。左右の集合ポートから流入
する主流の実際の交点は、排気ガス量によつても
若干位置が変動するが、平均的な主流の交点を中
心として半径10mm程度の円内に常に流れの交点は
ありその位置に酸素センサ素子部に向けて酸素セ
ンサは取付けられる。そのため、酸素センサは実
際の流れの主流の支点に可能な限り近い位置の酸
素濃度を検出することにより、酸素センサへのガ
スあたりが実際上良好になり高精度でかつ応答性
の良い排気浄化制御を行なうことができる。

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図および第２図は本考案の一実施例に係る
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
ザ部を上下に合せて配設されている。排気マニホ
ルド１の左右に延びる集合ポートは、通路断面積
の拡大されたほぼ半球状の拡張室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、第２図に示すように、
＃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
の集合ポート１０に、＃３および＃４排気ポート
７，８からなる双管部１１が他方の集合ポート１
２に接続している。集合ポート１０，１２は双管
部９，１１に続く直後の部分１０ａ、１２ａで拡
張室３側に湾曲し、更にそれに続く部分１０ｂ，
１２ｂで拡張室３に向かつて直線上に延びてい
る。

左右の集合ポート１０，１２が開口する拡張室
３は、排気マニホルド１の左右方向の中心部より
一方に、たとえば＃１，＃２排気ポート５，６側
に片寄らせて配設されている。集合ポート１０，
１２の直線部１０ｂ、１２ｂの通路中心線は、平
面的には拡張室３内で交叉しており、この交点Ａ
は、拡張室３の半球中心よりも管長の短い集合ポ
ート１０側に片寄つた位置にある。

拡張室３には、酸素センサ１４がその素子部１
４ａを拡張室３内に突入させた状態で拡張室３の
壁１３に取付けられている。酸素センサ１４は、
その素子部１４ａの先端が前記左右の集合ポート
１０，１２の直線部１０ｂ，１２ｂの通路中心線
の交点Ａよりも若干長い方の集合ポート１２側に
片寄つた点Ｂに向けられて拡張室壁１３に取付け
られている。この点Ｂは左右の集合ポート１０，
１２から拡張室３内に流入する排出ガスの流れの
交点である。点Ｂは排気マニホルドの形状が一た
ん設定されると流れ試験により容易に求められ
る。ただし排出ガス量によつて点Ｂは位置が若干
変るが平均的流量時の排出ガスの流れの交点Bo
を中心として半径10mmの円内に存在する程度の変
化であり、酸素センサ１４の延長線がBoを中心
とする半径10mmの円Ｃを向くように取付けられ
る。なお、１６は排気マニホルド中央部に設けら
れたライザ部で、１５はその開口部である。

上記の構成を有する本考案の排気浄化装置にお
いては、各気筒から排出された排出ガスは、双管
部９，１１、集合ポート１０，１２を経て、拡張
室３に流入し、そこでミキシングした後、触媒コ
ンバータ４に送られる。集合ポート１０，１２を
送られてくる排出ガスは、集合ポート１０，１２
の湾曲に沿つて流れたのち、集合ポート１０，１
２の直線部１０ｂ，１２ｂに沿つて流れ、直線部
１０ｂ，１２ｂの通路中心線方向に沿つて拡張室
３内に流入する。拡張室３内に流入した排出ガス
は、それまで流れていた集合ポート直線部１０
ｂ，１２ｂにより流れの指向性が与えられている
ため、直線部１０ｂ，１２ｂの通路中心線の交点
Ａに向かつて流れようとする。しかし、実際には
短い集合ポート１０の曲がり部の内周側に圧力の
低い渦部が形成されるので短いポート１０を流れ
る排出ガスの流れの方向は集合ポート１０の直線
部１０ｂの中心線よりもさらに曲げられ左右から
の排出ガスの主流が交わる部分の位置は、前記通
路中心線の交点Ａよりも集合ポート１２側にずれ
た位置Ｂに移る。この交点Ｂに向つて酸素センサ
１４は取付けられているので、酸素センサ素子部
１４ａは、左右からの排出ガスが均等に強くあた
りかつ最もミキシングのよい位置Ｂの酸素濃度を
検出する。すなわち酸素センサ素子部１４ａに
は、左右の集合ポート１０，１２からの排出ガス
の主流が最も効果良くかつ均等にあたる。

したがつて、本考案の排気浄化装置によるとき
は、酸素センサ素子部の方向を、拡張室内におけ
る左右集合ポートの通路中心線の交点ではなく、
それより若干長い方の集合ポート側に偏つた実際
の排出ガス主流の交点に向けて設定したので、酸
素センサによる排出ガス酸素濃度検知精度を高め
ることができ、かつ応答性の良好な排気浄化制御
が可能となるという効果を得る。

【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排気
マニホルド部分の一部を断面にして示した平面図
である。 １……排気マニホルド、２……吸気マニホル
ド、３……拡張室、４……触媒コンバータ、５，
６，７，８……排気ポート、１０，１２……集合
ポート、１０ｂ，１２ｂ……集合ポートの直線
部、１４……酸素センサ、１４ａ……酸素センサ
の素子部、Ａ……集合ポートの通路中心線の交
点、Ｂ……集合ポートの通路中心線の交点Ａより
も集合ポート１２側に片寄つた点（左右からの排
出ガス主流の交点）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気マニホルドに該排気マニホルドの中央から
   一方に偏らせて拡張室を設け、該拡張室に左右か
   ら排気マニホルドの集合ポートを開口させ、前記
   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、前記酸素センサを、前記左右集合ポート
   の通路中心線の交点よりも若干長い方の集合ポー
   ト側に向けて取付けたことを特徴とする排気浄化
   装置。