KR800000110B1

KR800000110B1 - Exhaust gas cleaning device for internal combustion engine with multi-cylinder

Info

Publication number: KR800000110B1
Application number: KR7403555A
Authority: KR
Inventors: 요시토시 사쿠라이; 쇼오 이치로오 이리마지리
Original assignee: 카와시마 키요시; 혼다키켄코교 가부시기가이샤
Priority date: 1974-09-10
Filing date: 1974-09-10
Publication date: 1980-03-07

Abstract

An I.C. engine has an exhaust gas reaction chamber body(17) positioned between its two banks(A,B) of cylinders Each cylinder has a main combustion chamber(5) communicating with an auxiliary combustion chamber (7) by means of a torch opening (6). Exhaust passges (10) supply hot exhaust gases from the cylinders to exhaust gas conduits (27), each of which receives hot exhaust gases from two adjacent cylinders and projects through an insulated wall of the reaction chamber (16) to discharge into it toward an end wall thereof.

Description

Exhaust filter of multi-cylinder internal combustion engine

제1도는 본 발명 장치의 일 실시예의 횡단 정면도.1 is a cross-sectional front view of one embodiment of the device of the present invention.

제2도는 그 일부 평면도.2 is a partial plan view thereof.

제3도는 제2도의 III-III선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.

제4도는 제1도의 IV-IV선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.

본 발명은 내연 기관의 배기 가스를 배기통로의 도중에 개장한 재연소실 내에서 재연소시킴으로서 배기 가스중에 함유된 탄화수소, 일산화 탄소 등의 유해성분을 제거하여, 배기가스로 인한 대기 오염을 방지하는 다기통 내연 기관의 정화 장치에 관한 것으로서, 상기 재연소통을 모든 기통에 가능한한 접근시키고, 배기 가스의 열손실을 방지하여 엔진의 시동 후 조기에 재연소통이 활성 온도에 도달하도록 하고, 또 혼합기의 연소를 양호하게 하기 위하여 재연소층 내의 배기열을 유효하게 이용하여 엔진의 흡기 충전 효율을 과도하게 저하시키지 않고 혼합 기체를 확실하게 가열시키도록 한 다기통 내연 기관의 배기 정화 장치를 제공하려는 것이다.The present invention is a multi-cylinder that removes harmful components such as hydrocarbons and carbon monoxide contained in the exhaust gas by re-burning the exhaust gas of the internal combustion engine in the reburn chamber opened in the middle of the exhaust passage, thereby preventing air pollution from the exhaust gas. A purification apparatus of an internal combustion engine, the recombustion communication of which is to approach all cylinders as much as possible, to prevent heat loss of the exhaust gas so that the recombustion communication reaches the active temperature early after the engine is started, and the combustion of the mixer is prevented. The present invention aims to provide an exhaust purification apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine which effectively utilizes exhaust heat in the reburn layer to reliably heat the mixed gas without excessively lowering the intake charge efficiency of the engine.

본 발명의 일 실시예를 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다. 1은 소위 V형 8기통 내연 기관의 엔진 본체로서, 2열의 기통군 A, B로서 V자형으로 배열 구성되고 그 엔진 본체 1에는 냉각수 재킷 3이 형성되어 있다.An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an engine body of a so-called V-shaped eight-cylinder internal combustion engine, and is arranged in a V shape as two groups of cylinder groups A and B, and a coolant jacket 3 is formed in the engine body 1.

그 각기통 2의 실린더 헤드 4에는 주연소실 5와 거기에 통공 6을 개재하여 연통하는 부연소실 7이 형성되고, 그 부연소실 7에 실린더 헤드 2에 나착된 점화플럭 8의 전극이 위치되어 있다. 주연소실 5에는 주흡기통로 9 및 배기통로 10과, 부연소실 7에는 부흡기통로 11을 각각 개구시키고, 그들 개구부에 공지의 밸브 동작 장치(도시하지 않았음)에 의하여 개폐되는 주 흡기 밸브 12, 배기 밸브 13 및 부흡기 밸브 14를 형성시킨다. 엔진 본체 1의 중앙부에 형성된 V자 홈 15에는 내부에 재연소층 16을 수용시킨 배기 집합실체 17을 감합, 고정시켜 그 상부 개구를 뚜껑 18로써 폐쇄시킨다. 배기 집합실체 17에는, 주벽에 환상의 냉각수재킷 19가 형성되고, 저벽 하면에 단열판 20이 공간을 두고 피복되어 있고, 냉각수 재킷 19는 상기 엔진 본체 1의 냉각수 재킷 3에 연통된다. 또 뚜껑체 18에는, 상기 흡기 통로 9에 연통하는 주흡기 매니폴드 21 및 상기 부흡기 통로 11에 연통하는 부흡기 매니폴드 22가 일체로 형성되어 있고, 그들 매니폴드 21과 22의 상부 개구단에 각각 주 및 부기화기 23, 24를 접속시킨다. 그 주기화기 23은 이론 공연비보다 훨씬 희박한 혼합기체를 생성시키도록 하고 또 부기화기 24는 전기 착화되기 쉬운 농후 혼합기체를 생성할 수 있도록 각각 조정되어 있다.The cylinder head 4 of each cylinder 2 is formed with the main combustion chamber 5 and the subcombustion chamber 7 which communicates through the through-hole 6, and the electrode of the ignition block 8 attached to the cylinder head 2 is located in the subcombustion chamber 7. The main intake passage 9 and the exhaust passage 10 are opened in the main combustion chamber 5, and the sub intake passage 11 is opened in the subcombustion chamber 7, respectively, and the main intake valve 12 opened and closed by a known valve operating device (not shown) in the openings. The exhaust valve 13 and the intake valve 14 are formed. In the V-shaped groove 15 formed in the center of the engine main body 1, the exhaust assembly body 17 in which the reburn layer 16 is accommodated is fitted and fixed, and the upper opening is closed by the lid 18. In the exhaust assembly body 17, an annular cooling water jacket 19 is formed on the circumferential wall, a heat insulating plate 20 is covered with a space on the lower surface of the bottom wall, and the cooling water jacket 19 communicates with the cooling water jacket 3 of the engine body 1. In the lid 18, a main intake manifold 21 communicating with the intake passage 9 and a sub intake manifold 22 communicating with the sub intake passage 11 are integrally formed, and the upper opening ends of the manifolds 21 and 22 are integrally formed. The main and incubators 23 and 24 are connected respectively. The periodicizer 23 is adapted to produce a mixed gas that is much thinner than the theoretical air-fuel ratio, and the adder 24 is adapted to produce a rich mixed gas that is likely to be electrically ignited.

재연소통 16은 내통 16a와, 그것을 포위하는 외통 16b로 되어 있고, 외통 16b는 그 벽체의 중공부에 단열층 25를 개입하여 단열구조체로 구성하고, 그 상부 벽체에 상기 주 및 부흡기 매니폴드 21, 22의 각 분기부 21', 22'에 대향하도록 개구 26을 형성시킨다. 내통 16a내에는, 그 양측에 있어서, 4본의 상부 배기관 27이 개구되어 있고, 또 그 후부에는 1본의 하부 배기관 28이 개구되어 있다. 상부 배기관 27은 각각 엔진 본체 1의 길이 방향에 인접된 서로 배기시기가 다른 2개의 기통 2의 배기통로 10에 동시에 연통되고, 하부 배기관 28의 외단에는 도시하지 않은 소음기가 접속되어 있다. 또 내통 16의 상벽에는 상기 흡기 배니폴드 22의 분기부 22'에 지향하는 배기 분사구 29와 그 후방에 있어서 하부 배기관 28에 근접된 출구 30이 개설되어 있고, 그 출구 30과 거기에 가장 접근된 상부배기관 27 사이에는 배기 유도판 31에 의하여 구획된다.The recombustion tube 16 is composed of an inner cylinder 16a and an outer cylinder 16b surrounding the outer cylinder 16b, and the outer cylinder 16b is constituted by an insulating structure through an insulating layer 25 in the hollow portion of the wall, and the main and sub-intake manifolds 21, An opening 26 is formed to face each branch 21 ', 22' of 22. In the inner cylinder 16a, four upper exhaust pipes 27 are opened at both sides thereof, and one lower exhaust pipe 28 is opened at the rear part thereof. The upper exhaust pipe 27 is connected to the exhaust passage 10 of the two cylinders 2 which have mutually different exhaust timings adjacent to the longitudinal direction of the engine main body 1, respectively, and the silencer which is not shown in figure is connected to the outer end of the lower exhaust pipe 28. As shown in FIG. In the upper wall of the inner cylinder 16, an exhaust injection port 29 directed to the branch 22 'of the intake manifold 22 and an outlet 30 close to the lower exhaust pipe 28 are provided, and the outlet 30 and the upper part closest to it are provided. An exhaust guide plate 31 is partitioned between the exhaust pipes 27.

또, 도면중에서 미설명 부호 32는 피스톤, 33은 크랭크축 34는 크랭크 케이스이다.In the figure, reference numeral 32 denotes a piston, 33 denotes a crankshaft 34 denotes a crankcase.

다음에 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the present embodiment will be described.

엔진의 흡입 행정에 의하여 주기화기 23에서 생성된 희박 혼합기체는, 주흡기매니폴드 21에 의하여 각 주흡기 통로 9에 분배되어 각 주연소실 5로 흡입되고, 또 부기화기 24에서 생성된 농후 혼합기체는 부흡기 매니폴드 22에 있어서 각 흡기 통로 11로 분배되어 각 부연소실 7에 흡입된다. 그리고 압축 행정의 종기에 이루면, 면저 부연소실 7내의 농후 혼합기체가 점화 플럭 8의 방전 불꽃으로 착화되어 화염으로 바뀌고, 그 화염이 통공 6을 통하여 주연소실 5에 분출되어 거기에 대기하는 희박 혼합기체를 연소하고, 엔진은 팽창 행정으로 이행된다. 이렇게하여 엔진은 총합 공연비가 극히 희박한 혼합기체에 의하여 운전되므로, 그 배기가스 중에서 미연소 성분의 함유량은 매우 적은데, 다시 잔여의 미연소 성분은 다음과 같이하여 제거된다.The lean mixed gas generated by the intake stroke of the engine by the intake stroke of the engine is distributed to each main intake passage 9 by the intake manifold 21 and sucked into each main combustion chamber 5, and the rich mixed gas generated in the incubator 24. Is distributed to each intake passage 11 in the intake manifold 22 and sucked into each subcombustion chamber 7. At the end of the compression stroke, the rich mixed gas in the surface bottom subcombustion chamber 7 is ignited by the discharge flame of the ignition plug 8 and is converted into a flame, and the flame is ejected to the main combustion chamber 5 through the air permeation 6 and stands therein. Combustion, and the engine is shifted to an expansion stroke. In this way, since the engine is operated by a mixed gas having a very low total air-fuel ratio, the content of unburned components in the exhaust gas is very small, and the remaining unburned components are removed as follows.

즉 각기통 2에서의 배기 가스는 배기통로 10 및 상부 배기관 27을 거쳐 양기통군 A, B에 협지되는 재연소통 16의 내통 16a내에 온도를 조금도 저하시키지 않고 유입하여 팽창됨과 동시에 감속되므로, 내통 16a는 빨리 활성 온도로 가열되고 후속 배기 가스중의 미연소 성분은 동 배기가스에 균등하게 함유되는 고온의 잉여 공기와 잘 반응하여 연소 제거된다.In other words, the exhaust gas from each cylinder 2 flows in and expands and decelerates at the same time without lowering any temperature in the inner cylinder 16a of the recombustion cylinder 16, which is sandwiched by both cylinder groups A and B via the exhaust passage 10 and the upper exhaust pipe 27, Is quickly heated to the active temperature and the unburned components in the subsequent exhaust gas react well with the hot excess air contained in the exhaust gas to be burned off.

이렇게 하여 내통 16a 내에서 재연소된 배기 가스의 대부분은 배기유도관 31의 하측을 통과하여 하부배기관 28로 유출하여 가는데, 일부는 배기 분출구 29에서 분출하여 면저 부흡기 매니폴드 22의 분기부 22'를 가열하고, 그 후 주위로 확대되어 주흡기 매니폴드 21의 분기부 21'를 가열시키므로, 주 및 부기화기 23, 24에서 생성된 희박 혼합기체 및 농후 혼합기체는 상기 분기부 21', 22'를 통과시킬 때에 각각의 기화 잠열의 크기에 대응하여 재빨리 가열되고, 각 혼합기체중 연료의 기화가 촉진되는데, 주, 부흡기 매니폴드 21, 22의 분기부 21', 22'를 제외한 하면은 단열 구조를 가진 외통 16b의 상부벽에 의하여 고온의 내통 16a에서 단열되어 있으므로, 각 혼합기체는, 상기 분기부 21', 22'를 통과한 후에는 다시 강하게 가열되는 일이 없고, 또 엔진에 흡입된 때 충전 효율이 과도하게 저하되는 일이 없이, 각 혼합기의 연소가 고효율로 이루어진다.In this way, most of the exhaust gas reburned in the inner cylinder 16a passes through the lower side of the exhaust induction pipe 31 and flows out to the lower exhaust pipe 28. A part of the exhaust gas is discharged from the exhaust outlet port 29 and the branch 22 'of the surface bottom intake manifold 22 is discharged. Heats and then expands around to heat the branch 21 'of the main intake manifold 21, so that the lean and rich mixed gases produced in the main and incubators 23, 24 are subjected to the branch 21', 22 '. When passing through, the gas is quickly heated to correspond to the amount of latent heat of vaporization, and the vaporization of fuel in each gas mixture is promoted. The lower surface of the lower and lower parts except the branch parts 21 'and 22' of the main and intake air manifolds 21 and 22 is insulated. Since the mixed gas is insulated from the inner cylinder 16a at a high temperature by the upper wall of the outer cylinder 16b, the mixed gas is not heated again strongly after passing through the branch portions 21 'and 22' and is sucked into the engine. charge The combustion of each mixer is performed at high efficiency without excessively lowering the efficiency.

또, 재연소통 16의 외통 16b가 단열구조로 되어 있으면 어느 것이나, 재연소통 16에서의 배기 집합실체 17로 향하여 어느 정도 열전도는 면할 수 없지만, 배기 집합실체 17은 그 주벽의 냉각수 재킷 19내를 흐르는 냉각수에 의하여 냉각되어 있으므로 열팽창이 적고, 또 배기 집합실체 17의 저면에서 발산되는 복사열은 단열판 20으로 차단되어 엔진 본체 1을 가열할 수 없으므로 엔진 본체 1에 커다란 열 외곡(歪曲)을 발생시키는 일이 없다.In addition, as long as the outer cylinder 16b of the reburning cylinder 16 has a heat insulating structure, the heat conduction to some extent may not face the exhaust assembly 17 in the reburning passage 16, but the exhaust assembly 17 flows through the cooling water jacket 19 of the circumferential wall. Since it is cooled by the cooling water, thermal expansion is small, and radiant heat emitted from the bottom of the exhaust assembly body 17 is blocked by the insulation plate 20, so that the engine body 1 cannot be heated, so that a large heat distortion occurs in the engine body 1. none.

이상과 같이 본 발명에 의하면, V자상으로 배열된 2열의 기통군 A, B 사이의 V자홈 15에 배기집합체 17을 설치하고 그 내부에 모든 기통 2의 배기통로 10에 연통되는 재연소통 16을 수용하므로서, 각기통 2에서 재연소통 16에 이르는 사이의 거리가 매우 짧고 그 사이에 있어서 배기 가스의 온도 강하가 적으므로 엔진의 냉간 시동 직후에서도 재연소통 16은 빨리 활성온도로 도달하여 소기의 기능을 충분히 발휘시킬 수 있으므로, 배기 가스중의 유해한 미연소 성분을 현저히 감소된다.According to the present invention as described above, the exhaust assembly 17 is installed in the V-shaped groove 15 between the two groups of cylinders A and B arranged in a V-shape and accommodates the recombustion communication 16 communicating with the exhaust passages 10 of all the cylinders 2 therein. As a result, the distance from cylinder 2 to reburn 16 is very short and the temperature drop of the exhaust gas is small in between, so that reburn 16 quickly reaches the active temperature immediately after cold start of the engine, thereby achieving the desired function. Since it can exert, the harmful unburned component in exhaust gas is markedly reduced.

또 배기 집합실체 17의 상벽에는 흡기 매니폴드 21, 22를 일체로 형성시켰으므로 흡, 배기 계통이 상기 V자 홈 15내에 집약되고 엔진 전체를 소형화 할 수 있을뿐만 아니라 연소기통 16의 적어도 상벽에는 단열층 25를 중합시킴과 동시에 흡기 매니폴드 21, 22의 분기부 21', 22'에 대면하여 개구 26을 형성시키므로, 재연소통 16내의 배기열로서 엔진의 흡기 충전 효율의 저하를 초래하지 않고 혼합기체를 확실하게 가열시킬 수 있으며 따라서 엔진 출력의 저하도 없이, 양호한 연소를 얻을 수 있는 것이다.In addition, since the intake manifolds 21 and 22 are integrally formed on the upper wall of the exhaust assembly body 17, the intake and exhaust systems are concentrated in the V-shaped groove 15, and the entire engine can be miniaturized, and at least the upper wall of the combustion cylinder 16 is provided with an insulating layer. 25 is polymerized and the openings 26 are formed to face the branch portions 21 'and 22' of the intake manifolds 21 and 22, so that the mixed gas is assured without causing a decrease in the intake charging efficiency of the engine as exhaust heat in the recombustion 16. It can be heated so that good combustion can be obtained without degrading an engine output.

Claims

In a V-shaped multi-cylinder internal combustion engine in which two rows of cylinder groups are arranged in a V shape, an intake manifold communicating with the intake passages of each cylinder is integrally formed on the upper wall in a V-shaped groove formed between the two cylinder groups. An exhaust assembly body is provided, and the exhaust assembly body accommodates recombustion communication in communication with the exhaust passage of each cylinder, and polymerizes an insulating layer on at least an upper wall of the recombustion passage and simultaneously faces the branch of the intake manifold. Exhaust purifier of a multi-cylinder internal combustion engine, characterized in that formed.