JPS6320808Y2 - - 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、とくに酸素センサ部位に到るまでの排
出ガスのミキシングを改良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、通路断面積の拡大さ
れた拡張室を有しており、この拡張室に左右から
排気マニホルドのポートが開口している。そして
中央の拡張室に通常酸素センサが設置されて、左
右の排気ポートから拡張室を通つて触媒コンバー
タへと流れる排気ガスの酸素濃度を検出するよう
になつている。

ところで、左右の排気ポートを流れる各気筒か
ら排気ガスは、気筒の点火順序に従つて互いに若
干の時間的ずれをもつて流れるので、酸素センサ
は各気筒からの排出ガスの酸素濃度のばらつきの
影響を受け易く、すなわち各気筒からの排出ガス
の酸素濃度の平均の濃度を検出し難く、このため
酸素センサの酸素濃度検出特性が低下し、排気ガ
ス浄化制御にとつて好ましくないという問題があ
つた。

本考案は、このような問題を解消するために、
拡張室に到るまでの各気筒の排出ガスのミキシン
グを良好にし、酸素センサが各気筒からの排出ガ
スの平均的な酸素濃度を検出できるようにして、
排気浄化制御性能を向上させることを目的とす
る。

この目的を達成するための、本考案の排気浄化
装置は次の排気浄化装置から成る。すなわち、複
数管部および複数管部の下流側に接続する複数管
集合部を有する排気マニホルドの左右のポート
を、左右のポートの中間に設けた拡張室に左右か
ら開口させ、拡張室に酸素センサを取付けた排気
浄化装置において、左右ポートのうち少なくとも
一方のポートの複数管集合部の壁に、前記少なく
とも一方のポートの複数管集合部内を時間差をも
つて流れる、該ポートの上流に位置する複数管部
からの排出ガスの流れを、前記上流に位置する複
数管部の一部の管からの流れの一部を一時滞留さ
せる、通路断面積が拡大された副室を設けたこと
を特徴とする排気浄化装置。

このようにすることによつて、複数管部を若干
の時間差をもつて流れる排出ガスは一部が副室で
滞留されその後に流入してくる排出ガスに混合さ
れるので、拡張室に流入する前で混合が促進さ
れ、酸素センサは排出ガスの平均的酸素濃度を検
知することとなり、酸素濃度検知精度が大幅に向
上され、所期の目的が達成される。

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図は本考案の第１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。図中、１は排気マニホルドで、その左右方向
中間に、通路断面積の拡大された拡張室２を有し
ている。拡張室２の中央には酸素センサ３がその
素子部を拡張室２内に延して取付けられている。
拡張室２の直下には触媒コンバータ４が配設され
ており、触媒コンバータ４の中心部上流に酸素セ
ンサ３が位置している。

排気マニホルド１は、＃１および＃２排気ポー
ト５、６からなりセパレータ７によつて各ポート
が隔てられている複数管部８と、＃３および＃４
排気ポート９、１０からなりセパレータ１１によ
つて各ポートが隔てられている複数管部１２と、
複数管部８の下流に接続し拡張室２側に湾曲して
拡張室２に向かつて延びる湾曲通路部１３と、複
数管部１２の下流に接続し拡張室２側に湾曲して
拡張室２に向かつて延びる湾曲通路部１４とを有
しており、両湾曲通路部１３、１４は排気マニホ
ルド１の中間部の拡張室２に左右から開口してい
る。湾曲通路部１３、１４のうち複数管部８、１
２に接続する部分は、セパレータ７、１１がない
ので各複数管部の独立した排気ポートが互いに集
合する複数管集合部１３ａ、１４ａを形成してい
る。

一方の湾曲通路部、たとえば図示例では＃３、
＃４排気ポートに連なる湾曲通路部１４の拡張室
２へのポート開口部には、冷間始動時に図の２点
鎖線の閉位置を、暖機後には図の破線の開位置を
とるヒートコントロールバルブ１５が軸心１６を
中心に回動可能に取付けられている。１７はライ
ザ部の直下の位置に配設されるので、排気マニホ
ルド１の左右の中心に位置している。拡張室２、
触媒コンバータ４はヒートコントロールバルブ１
５が閉位置のときにヒートコントロールバルブ１
５と吸気マニホルドライザ部間を通つて流れる排
出ガスが円滑に流入するように、ライザ部１７に
対してヒートコントロールバルブ１５が取付けら
れているポート１４と反対側のポート１３側に偏
らせて配設されている。したがつて、ヒートコン
トロールバルブ１５取付側のポート１４は、他の
ポート１３にくらべて管長は長い。

このヒートコントロールバルブ１５が取付けら
れている側の湾曲通路部１４の複数管集合部１４
ａには通路断面積を拡大して形成した副室１８が
設けられている。この副室１８は＃４排気ポート
１０からの排出ガスが沿つて流れる下面側の通路
壁に、＃４排気ポート１０の直下の位置から＃３
排気ポート９の直下の位置までにわたつて形成さ
れている。なお、副室１８は他のポート１３側に
形成されてもよく、また、両方のポート１３、１
４に同時に形成されてもよい。

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２を
経て触媒コンバータ４へと流れる。

このうち、複数管部１２から湾曲通路部１４に
流入する排出ガスは、複数管集合部１４ａで一た
ん通路面積が拡大されるので流速が減少され、複
数管部１２の各排気ポート９、１０を通つて流入
してくる排出ガスのミキシングが良くなる。すな
わち、各気筒の点火順序が＃１、＃３、＃４、
＃２気筒であり、＃３排気ポート９からの排出ガ
スの流入の直後で流入する＃４排気ポート１０か
らの排出ガスはまだ残留している先行して流入し
た＃３排気ポート９からの排出ガスと混合する。
しかし、＃４排気ポート１０からの排出ガスの流
入の後＃２、＃１気筒からの排出ガスの流入の後
で＃３排気ポート９から流入する排出ガスは、時
間の経過により先行して流入した＃４排気ポート
１０からの排出ガスの残留量が少なくなつている
ので、＃４排気ポート１０から先行して流入して
流入した排出ガスと十分に混合することが通常難
しいが、本考案では副室１８の壁に沿つて流れる
流路長が増大されるので、＃４排気ポート１０か
ら先行して流入した排出ガスの一部が複数管部１
４ａに未だ残留しており、排出ガスの混合がよく
なる。

また、このように副室１８部で十分に混合され
た排出ガスは、再び通路断面積が副室に比べて絞
られた湾曲通路部１４を通るので、流速が増し、
かつ指向性も強められて、拡張室２内に流入し酸
素センサ３に到達する。したがつて、湾曲通路部
１４から流入する排出ガスは、副室部１８での混
合作用により＃３または＃４排気ポート９、１０
の何れか一方の影響を受けることはそれだけ少な
くなり、混合後の前記流速の増大と相剰的に作用
し合つて、酸素センサの適確な検知が促進され
る。

つぎに、本考案の第２の実施例に係る排気浄化
装置を第２図に示す。ただし、第２図において第
１の実施例に準じる部分は第１図と同一の符号を
付すことにより説明を省略し、第１の実施例と異
なる部分についてのみ説明する。

本実施例においては、副室１９は、湾曲通路部
１４の下面側の通路壁の、＃３排気ポート９の直
下の位置近傍に下方に向けて通路を凸化すること
により形成されている。

上記の構成を有する第２実施例の装置において
は、＃４排気ポート１０から複数管集合部１４ａ
に流入した排出ガスは、複数管集合部１４ａで副
室１９の存在も寄与して速度が弱まり、かつ副室
１９およびその近傍に一部残留し、つぎに流入し
てきた＃３排気ポート９からの排出ガスと良好に
混合する。この良好に混合された排出ガスは、第
１の実施例のときと同様に、拡張室２の入口で絞
られて流速を上げられ、酸素センサ３に触れ、下
方の触媒コンバータ４へと流れる。したがつて、
副室１９の存在により、排出ガスの混合が促進さ
れる。なお、副室１９は＃１、＃２ポートに連な
る排気ポート１３側に設けられていてもよく、ま
た、両方のポート１３、１４に設けられていても
よい。

つぎに、本考案の第３の実施例に係る排気浄化
装置を第３図に示す。本実施例においては、副室
２０は、湾曲通路部１４の複数管集合部１４ａの
酸素センサ３が取付けられている側のたて壁部２
１に、望ましくは＃４排気ポート１０を通る排出
ガスが沿つて流れるたて壁部に外方に向けて通路
を凸化することにより形成されている。なお、こ
の副室の構造は、第１の実施例の如き単に通路を
拡張する形式のものであつてもよい。

このような構成を有する第３実施例の装置にお
いては、＃４排気ポート１０から複数管集合部１
４ａに流入する排出ガスは、その噴出慣性力によ
りたて壁２１に沿つて流れるので、複数管集合部
１４ａで副室２０の存在も寄与して速度が弱まる
とともに流路長も長くなり、副室２０およびその
近傍に一部残留するので、つぎに流入してきた
＃３排気ポート９からの排出ガスと良好に混合す
る。したがつて、この場合も副室２０の存在によ
り、排出ガスの混合が促進される。なお、副室２
０は、排気ポート１３側に設けられていてもよ
く、また、両方のポート１３、１４に設けられて
いてもよい。

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、排気マニホルドの複数管集合部に
副室を設けたので、排出ガスの良好な混合を行な
うことができ、これにより酸素センサによる酸素
検知の適確化を促進することができ、より適正な
排気浄化制御を行なう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図は本考案の第１の実施例に係る排気浄化
装置の正面図、第２図は本考案の第２の実施例に
係る排気浄化装置の正面図、第３図は本考案の第
３の実施例に係る排気浄化装置の側面図、であ
る。 １……排気マニホルド、２……拡張室、３……
酸素センサ、８，１２……複数管部、１３，１４
……湾曲通路部、１３ａ，１４ａ……複数管集合
部、１５……ヒートコントロールバルブ、１８，
１９，２０……副室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数管部および複数管部の下流側に接続する複
   数管集合部を有する排気マニホルドの左右のポー
   トを、左右のポートの中間に設けた拡張室に左右
   から開口させ、拡張室に酸素センサを取付けた排
   気浄化装置において、左右ポートのうち少なくと
   も一方のポートの複数管集合部の壁に、前記少な
   くとも一方のポートの複数管集合部内を時間差を
   もつて流れる、該ポートの上流に位置する複数管
   部からの排出ガスの流れを、前記上流に位置する
   複数管部の一部の管からの流れの一部を一時滞留
   させる、通路断面積が拡大された副室を設けたこ
   とを特徴とする排気浄化装置。