JPS6361493B2

JPS6361493B2 -

Info

Publication number: JPS6361493B2
Application number: JP56023367A
Authority: JP
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1981-02-19
Publication date: 1988-11-29
Also published as: JPS57137614A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関の排気系内に二次空気を供給
して排気中の未燃有害成分を酸化除去するように
した排気浄化装置、特に排気系に連なる二次空気
導入路の途中に、該導入路を開閉し得るダイヤフ
ラムと、このダイヤフラムを作動する負圧室とを
備える負圧作動式エアコントロール弁を分装し、
このエアコントロール弁を内燃機関の負荷変化に
応じて制御できるように、内燃機関の吸気路に一
端が連なる負圧導管の他端を前記負圧室に連通さ
せてなる形式の装置に関する。

かかる形式の装置においては、機関運転中に、
吸気路内の未蒸発燃料が吸気負圧と共に負圧導管
内に浸入し、そこからエアコントロール弁の負圧
室に達してダイヤフラムに付着、浸潤することが
あるが、ダイヤフラムは一般に燃料に侵され易い
合成樹脂、ゴム等の材料で成形されるので、上記
燃料の付着、浸潤によりダイヤフラムが早期に劣
化し、ダイヤフラムひいてはエアコントロール弁
の作動に支障を及ぼす惧れがある。

本発明は、上記問題を解決し得る内燃機関の排
気浄化装置における二次空気供給制御装置を提供
することを目的とし、その特徴は、前記形式の内
燃機関の排気浄化装置における二次空気供給制御
装置において、吸気路の一側に設けられてその吸
気路内に連通し内部には前記負圧導管の一端が開
口する負圧取出チヤンバと、この負圧取出チヤン
バ内の貯留燃料が前記負圧導管の開口端よりも低
い所定レベル以上に増加するとその増加分を前記
吸気路内に吸引還流させる還流装置とを有するこ
とにある。

以下、図面により本発明を自動二輪車用内燃機
関に実施した場合の実施例について説明する。

第１図において自動二輪車Vhの車体フレーム
Ｆ上部には燃料タンクＴおよびシートＳが支承さ
れ、またその前、後には前、後車輪Wf，Wrが支
承されており、それらによつて囲まれる空間内に
おいて、車体フレームＦには後車輪Wrの駆動用
内燃機関Ｅが搭載されている。

第２図において機関本体１のシリンダヘツド２
には、その後半部にピストン３上の燃焼室４に連
通する吸気ポート５が、またその前半部に前記燃
焼室４に連通する排気ポート６が形成され、前記
吸気ポート５は、機関本体１の後面に開口し、ま
た排気ポート６は、機関本体１の前面に開口して
いる。吸気ポート５には、第１図に示すように機
関本体１の後方に配設されるキヤブレタ７、エア
クリーナ８等の吸気系が接続され、また前記排気
ポート６には排気管９、マフラー１０等の排気系
が接続され、マフラー１０の途中には排気浄化用
触媒コンバータ１１が介装されている。またシリ
ンダヘツド２には通常のように吸、排気ポート
５，６の、燃焼室４側開口端を開閉する、吸、排
気弁１２，１３が設けられ、それらは弁ばね１４
と動弁機構１５との協働によつて開閉作動され
る。

前記シリンダヘツド２の上部には、パツキン材
１６を介してヘツドカバー１７が被着されてい
る。ヘツドカバー１７の上面には、排気脈動圧応
動式のリード弁装置Ｌが設けられる。

リード弁装置Ｌの弁函１８は、ヘツドカバー１
７の上面左右中央部に形成した取付面１９上にパ
ツキン２０を介して固着されている。弁函１８内
にはリード弁２１が設けられ、そのリード弁２１
の上方には、上流室２２が形成され、またリード
弁２１の下方には下流室２３が形成されている。
リード弁２１の弁座体２４は、断面コ字状の耐熱
弾性パツキン２５を介して弁函１８に支持され、
弁座体２４には弁孔２６が穿設され、弁孔２６を
介して上流室２２と下流室２３とが連通されてい
る。弁座体２４の、下流室２３に対面する下面に
はリード座面２７が形成され、このリード座面２
７に、前記弁孔２６を開閉し得るリード２８が重
合され、さらにその上にこのリード２８の開度を
制限するリードストツパ２９が重合され、それら
リード２８およびリードストツパ２９の基端は弁
座体２４に止めねじ３０によつて止着される。

弁函１８には、上流室２２に通じる流入口３１
が開口される。前記流入口３１には、オリフイス
３３′を設けた接続管３３を介して二次空気導入
管３４が接続され、この二次空気導入管３４は、
その途中に後に詳述するエアコントロール弁Va
を介して前記エアクリーナ８（第１図）の空気清
浄室内に連通されている。

前記ヘツドカバー１７には、その前面に沿つて
二次空気通路３５が形成され、その通路３５は排
気ポート６に向つてそれぞれ延びている。二次空
気通路３５の上端は下流室２３の流出口３２に連
通され、その下端は、前記ヘツドカバー１７の下
面に開口している。またシリンダヘツド２には、
排気ポート６に連通する他の二次空気通路３６が
形成され、この通路３６は、前記二次空気通路３
５に、接続管３７を介して接続される。二次空気
通路３５と３６とは略等径に形成される。排気ポ
ート６内に生じる排気脈動圧によつて生じる吸引
力はリード弁２１を開弁し、上流室２２内の二次
空気を、前記二次空気通路３５，３６を通して排
気ポート６内に導入することができる。

前記接続管３７はシリンダヘツド２に対するヘ
ツドカバー１７を組付ける際の案内、位置決め部
材に兼用される。

前記ヘツドカバー１７の、二次空気通路３５の
背面側には、その通路３５を囲むように空隙３８
が形成され、前記二次空気通路３５の外周壁の前
部には冷却フイン３９が一体的に突設されてお
り、その二次空気通路３５が有効に冷却されるよ
うになつている。

次に二次空気導入路３４の途中に介装されるエ
アコントロール弁Vaの構造を説明すると、前記
弁Vaの弁函４０の入口通路４１には、エアクリ
ーナ８に連なる、二次空気導入路３４の上流側通
路３４₁が接続され、また弁函４０の出口通路４
２には、前記リード弁装置Ｌに連なる、二次空気
導入路３４の下流側通路３４₂が接続される。弁
函４０内において、前記上流側通路３４₁と下流
側通路３４₂は、弁室４３内に開口して互いに連
通されている。弁函４０内にはダイヤフラム４４
が張架されてその上方に負圧室４５が画成され、
そのダイヤフラム４４の中央部には弁体４６が止
着されている。負圧室４５内には、前記ダイヤフ
ラム４４を下方に変移させるためのダイヤフラム
ばね４７が設けられ、第２図に示すように弁体４
６は入口通路４１と出口通路４２の連通部を閉じ
るようになつている。また出口通路４２と弁室４
３間の隔壁には、リーク孔４８が穿設され、この
リーク孔４８は、弁体４６による入口通路４１と
出口通路４２の閉成時にもそれらの通路４１，４
２を連通して僅かな量の二次空気が流通されるよ
うになつている。

前記キヤブレタ７の絞り弁Vth直下には、その
気化器ボデイ５０と一体に負圧取出チヤンバ５１
が形成され、この負圧取出チヤンバ５１内の上部
には、前記エアコントロール弁Vaの負圧室４５
に下流端が連通する負圧導管５２の上流端が開口
している。気化器ボデイ５０には、キヤブレタ７
の吸気路５３と負圧取出チヤンバ５１とを連通す
る第１、第２連通路５４，５５が設けられ、第１
連通路５４の吸気路５３内に開口する第１ポート
p₁は、第１図、第３図ａに示すように絞り弁Vth
が全閉近傍にあるとき、その上流側に位置し、絞
り弁Vthが開きはじめると、その下流側に位置す
るようになつており、一方、第２連通路５５の吸
気路５３内に開口する第２ポートp₂は、絞り弁
Vthの開閉位置に関係なく常にその下流側に位置
するようになつている。第２連通路５５は負圧取
出チヤンバ５１内において、負圧導管５２の開口
端より下方に長くのびており、後述するように該
チヤンバ５１内に、負圧導管５２の開口端よりも
低い所定レベルを越えて燃料が貯留されたとき
は、その越えた分の燃料をその第２連通路５５を
通して吸気路５３内に吸引還流できるようになつ
ている。而して第１、第２連通路５４，５５は互
いに協働して本発明の還流装置Ｒを構成する。

次に上記のように構成される本発明の１実施例
の作用について説明する。

いま内燃機関が運転されると、排気ポート６に
排気脈動圧が発生し、この脈動圧は二次空気通路
３６，３５を通つてリード弁２１に達してこれを
開弁し、さらにエアコントロール弁Vaの開弁状
態でエアクリーナ８内の清浄空気の一部を、二次
空気導入路３４を通して弁函１８内の上流室２２
に導き、さらにリード弁２１の弁孔２６を通つて
下流室２２に流入させ、そこより二次空気通路３
５，３６を通して排気ポート６に導入する。

排気ポート６内の導入二次空気は排ガス内に混
入し、排気ポート６および排気管９内において排
ガス中に混在するHC，CO等の未燃有害成分を酸
化させる。さらに二次空気の混入した排ガスはマ
フラー１０内に流入し、そこに内蔵される触媒コ
ンバータ１１の反応を促進し、その中の未燃有害
成分を最終的に浄化した後、大気に放出される。

ところで排気ポート６に供給される二次空気の
流量は、内燃機関Ｅの運転状態によつて開閉制御
されるエアコントロール弁Vaによつて調整され
る。

いま機関Ｅがアイドリングあるいは低負荷運転
域にあるときは、第２図、第３図ａに示すように
絞り弁Vthは全閉近傍にあつて第１連通路５４の
第１ポートp₁は絞り弁Vthの、上流側に、また第
２連通路５５の第２ポートp₂は絞り弁Vthの下流
側にある。したがつて吸気路５３内の絞り弁Vth
下流側の吸気負圧は第２連通路５５を通つて負圧
取出チヤンバ５１に作用するが、一方絞り弁Vth
より上流側の大気圧に近い圧力も第１連通路５４
を通つて負圧取出チヤンバ５１に作用するので、
大気圧に近い空気が第３図ａ点線矢印で示すよう
に流れ、負圧取出チヤンバ５１内の負圧力が導管
５２を通つて負圧室４５内に作用しても、エアコ
ントロール弁Vaのダイヤフラムばね４７の弾発
力に打ち勝つことができず、エアコントロール弁
Vaは第２図に示すように閉じたまゝになる。し
たがつてエアクリーナ７からの排気浄化用二次空
気は、上流側通路３４₁よりエアコントロール弁
Va内の入口通路４１、弁室４３、リーク孔４８、
出口通路４２を通つて大幅に減量制御されたのち
下流側通路３４₂を通つてリード弁装置Ｌへと流
れ、前述のように排気ポート６へ供給される。

以上のように機関がアイドリングもしくは低負
荷運転域にあるときは、エアコントロール弁Va
によつて大幅に減量制御された排気浄化用二次空
気が排気ポート６へ供給され、前記運転域で排気
ポート６に過剰な量の二次空気が供給されること
なく、アフタバーニング現象の発生を未然に防止
することができる。

次に第３図ｂに示すように絞り弁Vthの開度が
増して機関Ｅが中負荷運転域に達すると、第１、
第２連通路５４，５５の第１、第２ポートp₁，p₂
は何れも絞り弁Vthよりも下流側の吸気路５３内
に開口し、吸気路５３内の高い吸気負圧は第１、
第２連通路５４，５５を介して負圧取出チヤンバ
５１に作用し、これが導管５２を介して弁函４０
内の負圧室４５に作用した際にはダイヤフラムば
ね４７の弾発力に打ち勝つに至り弁体４６を開
く。したがつてこの場合にはエアクリーナ８から
の二次空気は上流側通路３４₁よりエアコントロ
ール弁Vaの入口通路４１、弁室４３、出口通路
４２を通つてリード弁Ｌへと流入し、充分に増量
された二次空気を排気ポート６へ供給することが
でき、前述のように排気系中のHC，CO等の未燃
有害成分を酸化消去することができる。而して内
燃機関Ｅの中負荷運転域では自動二輪車の走行速
度も増すので、該機関Ｅに当る走行風も強くな
り、排気管９、マフラー１０等の排気系の冷却効
果が高められる。

さらに第３図ｃに示すように機関Ｅが高負荷運
転されて絞り弁Vthの開度が全開近くに達する
と、吸気路５３内の絞り弁Vthの下流側の吸気負
圧が低下するので、負圧取出チヤンバ５１内の負
圧力も弱くなり、これが負圧室４５に作用しても
ダイヤフラムばね４７の弾発力に打ち勝つことが
できず、弁体４６が再び閉じて、前述の機関Ｅの
低負荷運転域と同じように排気ポート６へ供給さ
れる二次空気流量は大幅に減量制御される。した
がつて機関が高負荷運転されて排ガス温度が上昇
してもそこへの二次空気流量が少ないので、排気
管９、マフラ１０等の排気系が過度に過熱される
ことがない。

而して前記低、中および高負荷運転域における
エアコントロール弁Vaの、ブースト負圧（PBmm
Hg）に対する、二次空気流量（Ｑ／min）の
供給特性の一例を示せば、第４図のようになる。

ところで機関Ｅの運転時には、キヤブレタ７の
吸気路５３内を流れる混合気中の未気化燃料の一
部が吸気負圧と共に第１、第２ポートp₁，p₂を通
つて負圧取出チヤンバ５１に流入貯留されるが、
機関Ｅの低負荷運転時には前述のように全閉近傍
にある絞り弁Vthの大気圧に近い上流側に第１連
通路５４の第１ポートp₁が、またその吸気負圧の
高い下流側に第２連通路５５の第２ポートp₂が開
口されるので、それらのポートp₁，p₂間の差圧に
よつて負圧取出チヤンバ５１内の貯留燃料は第２
連通路５５を通つて吸気路５３内に吸入される。
述つて負圧取出チヤンバ５１内の貯留燃料は常に
負圧導管５２の開口端よりも低い一定レベル下に
抑えられ、その貯留燃料が負圧導機５２を介して
エアコントロール弁Vaの負圧室４５内に吸い込
まれることがなく、ゴム、合成樹脂等よりなるダ
イヤフラム４４の燃料付着による劣化を未然に防
止し、その耐用年数が高くなる。

以上のように本発明によれば、内燃機関の排気
系に連なる二次空気導入路の途中に、該導入路を
開閉し得るダイヤフラムと、このダイヤフラムを
作動する負圧室とを備える負圧作動式エアコント
ロール弁を介装し、このエアコントロール弁を内
燃機関の負荷変化に応じて制御できるように、内
燃機関の吸気路に一端が連なる負圧導管の他端を
前記負圧室に連通させてなる、内燃機関の排気浄
化装置における二次空気供給制御装置において、
前記吸気路の一側に設けられてその吸気路内に連
通し内部には前記負圧導管の一端が開口する負圧
取出チヤンバと、この負圧取出チヤンバ内の貯留
燃料が前記負圧導管の開口端よりも低い所定レベ
ル以上に増加するとその増加分を前記吸気路内に
吸引還流させる還流装置とを有するので、機関運
転中、負圧導管内に吸気負圧と共に吸引されよう
とする、吸気路内の未蒸発燃料を負圧取出チヤン
バ内に集めてそこに一旦貯留しておくことがで
き、しかもその貯留油面を負圧導管の開口端より
も低い一定レベル以下に保つことができるから、
その開口端より燃料が負圧導管を介して負圧室に
浸入することを効果的に防止することができ、以
上の結果、エアコントロール弁内の合成樹脂ある
いはゴム等の、燃料に比較的侵され易い材料より
なるダイヤフラムに燃料が付着、浸潤することは
なくなり、ダイヤフラムの燃料による劣化を軽減
してその耐久性向上に寄与し得ると共に、ダイヤ
フラムひいてはエアコントロール弁を常に的確に
作動させることができる。また前記負圧取出チヤ
ンバ内の、所定レベルを越える分の燃料は吸気路
内に還流させることができるから、燃料の有効利
用が図られ、しかも負圧取出チヤンバは吸気路の
一側に配置されるから、上記燃料の還流経路の短
縮化、ひいては還流装置の簡単小型化を図る上で
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を備えた自動二輪車の側面
図、第２図は内燃機関の頭部の拡大縦断面図、第
３図ａ，ｂおよびｃは機関の低、中、高負荷運転
域における絞り弁と第１、第２連通路の第１、第
２ポートとの関係を示す第２図の部分図、第４図
はエアコントロール弁の特性を示すグラフであ
る。Ｅ…内燃機関、Va…エアコントロール弁、５
…排気系としての吸気ポート、９…排気系として
の排気管、１０…排気系としてのマフラー、３４
…二次空気導入路、４４…ダイヤフラム、４５…
負圧室、４６…弁体、５２…負圧導管、５３…吸
気路、５４，５５…第１、第２連通路、Ｒ…還流
装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１内燃機関Ｅの排気系に連なる二次空気導入路
３４の途中に、該導入路３４を開閉し得るダイヤ
フラム４４と、このダイヤフラム４４を作動する
負圧室４５とを備える負圧作動式エアコントロー
ル弁Vaを介装し、このエアコントロール弁Vaを
内燃機関Ｅの負荷変化に応じて制御できるよう
に、内燃機関Ｅの吸気路５３に一端が連なる負圧
導管５２の他端を前記負圧室４５に連通させてな
る、内燃機関の排気浄化装置における二次空気供
給制御装置において、前記吸気路５３の一側に設
けられてその吸気路５３内に連通し内部には前記
負圧導管５２の一端が開口する負圧取出チヤンバ
５１と、この負圧取出チヤンバ５１内の貯留燃料
が前記負圧導管５２の開口端よりも低い所定レベ
ル以上に増加するとその増加分を前記吸気路５３
内に吸引還流させる還流装置Ｒとを有することを
特徴とする、内燃機関の排気浄化装置における二
次空気供給制御装置。