JPH01312A

JPH01312A - 触媒付き火花点火機関

Info

Publication number: JPH01312A
Application number: JP62-155011A
Authority: JP
Inventors: 夏目　祥宏
Original assignee: ヤンマーディーゼル株式会社
Filing date: 1987-06-22
Publication date: 1989-01-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はガスエンジンなどの火花点火機関に関し、特に
、エンジンの排気経路に排気ガス浄化用の触媒を備えた
火花点火機関に関する。

（従来の技術）従来、この種の機関は第７図のように構成されている。

第７図において、ガスエンジン本体１の吸気マニフォー
ルド２の入口にはスロットル３を有する通路を介してミ
キサー４が接続している。

ミキサー４には、空気人口５と燃料入口６とが設けであ
る。燃料人口６は、途中にガスレギュレータ７を有する
メインガス通路８を介して、燃料ガスの供給源（図示せ
ず）に接続している。ガスレギュレータ７よりも下流側
において、メインガス通路８には補助ガス通路９の入口
が接続している。

補助ガス通路９は途中にアクチュエータバルブ１０を備
えており、出口が、スロットル３とミキサー４の間にお
いて、混合気通路に接続している。

アクチュエータバルブ１０は吸気（混合気）の空燃比を
制御するためのもので、コントローラ１１からの電気信
号により開閉し、それにより、補助ガス通路９における
燃料の流量を制御して混合気の空燃比を制御するように
なっている。具体的には、ミキサー４は稀薄混合気を形
成し、それに対して、アクチュエータバルブ１０により
制御された燃料が補助ガス通路９から付加されるように
なっている。

上記コントローラ１１は種々のセンサからの信号により
補助ガス通路９の開度を制御する。上記センサは、具体
的には、エンジン本体１に設けられる回転検出センサ１
２、吸気マニフォールド２に設けられる負荷検出センサ
１３、エンジン排気経路に設けられる酸素センサ１４で
ある。

エンジン排気経路には、上流側から順に排気マニフォー
ルド１５、過給機１６、三元触媒１７が設けてあり、上
記酸素センサ１４は過給機１６と触媒１７をつなぐ排気
通路１８に設けである。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、一般に、触媒１７のウィンド（活性範囲）は
、第８図に示すごとく、理論空燃比λ−１，０（酸素セ
ンサ１４の反応空燃比限界、酸素量−０）よりもリッチ
（濃厚）側にある。従って、触媒１７の活性化を図るた
めには、混合気の空燃比を理論空燃比付近の狭い範囲に
設定することができず、触媒ウィンドを含む広い範囲に
わたって変化させる必要がある。その結果、従来のｔ１
１１成では、混合気空燃比の変動幅に対応してエンジン
本体１の出力や回転数が大きく変動するという問題があ
る。

（問題点を解決するための手段）上記問題を解決するために、本発明は、火花点火式エン
ジン本体と、エンジンの吸気経路に設けられる吸気空燃
比制御部と、エンジンの排気経路に設けられる排気浄化
用触媒と、該触媒よりも上流側において排気経路に接続
して排気ガスの空燃比を制御する排気空燃比制御部とを
設け、上記排気空燃比制御部により排気の空燃比を触媒
の活性範囲を含む範囲に設定することを特徴としている
。

上記排気空燃比制御部には、燃料の吹き込み手段を設け
ることもでき、又、空気の吹き込み手段を設けることも
できる。

（作用）上記構成によると、排気空燃比制御手段により、排気の
空燃比が触媒の活性範囲に設定されるので、吸気空燃比
制御部においては、触媒活性範囲を考慮せずに空燃比を
設定でき、従って、混合気の空燃比を、狭い範囲又は一
定の値に設定できる。

（実施例）第１図において、第７図の各部と対応する部分には同一
符号が付しである。図示の実施例は、第７図の従来構造
と比べ、排気空燃比制御部２０を付加した点だけが、基
本的構造の上で異なっている。

上記排気空燃比制御部２０は、燃料通路２１とその途中
に設けたアクチュエータバルブ２２とを備えている。燃
料通路２１は入口がガスレギュレータ７よりも下流側に
おいてメインガス通路８に接続している。燃料通路２１
の出口は燃料吹出部となっており、過給機１６と酸素セ
ンサ１４の間において、排気通路１８の内部に開口して
いる。

アクチュエータバルブ２２はコントローラ１１に電気的
に接続しており、コントローラ１１からの信号により燃
料通路２１の燃料流量、すなわち、排気ガスに付加され
る燃料の量を制御するようになっている。なお排気通路
１８には、通路２１の出口と過給機１６との間の部分に
も酸素センサ２３が設けてあり、このセンサ２３もコン
トローラ１１に電気的に接続している。

上記システムでは、ミキサー４及び補助ガス通路９から
エンジン本体１に供給される混合気の空燃比は、第２図
の如く、その変動幅が理論空燃比（λ−１，０）を含む
狭い範囲に設定されており、触媒のウィンドに対してリ
ーン（稀薄）側にずれている。従って、エンジン本体１
の出力は最高値付近に維持されるとともに、出力の変動
幅は狭くなり、又、回転数の変動幅も狭くなる。

一方、第１図の排気空燃比制御部２０は排気ガスに燃料
ガスを吹き込んでその空燃比を低下させるが、その排気
ガスの空燃比の変動幅は、第２図の如く、触媒のウィン
ドを含む広い範囲に設定されている。従って、排気ガス
を触媒１７により効集的に浄化することができる。

（発明の効果）以上説明したように本発明によると、排気経路に排気空
燃比制御部２０を併設したので、触媒１７を備えたシス
テムにおいて、エンジン本体１の出力及び回転数の変動
幅を狭く設定できる。

特に第１図の実施例のように、吸気空燃比の変動幅を理
論値（λ−１，０）を含む狭い幅に設定することができ
、それによりエンジンの出力変動を低減させることがで
きる。

（その他の実施例）第３図の実施例では、排気空燃比制御部２０が、空気通
路２５とアクチュエータバルブ２６とを備えている。空
気通路２５の入口はミキサー４の空気人口５に接続して
おり、出口は排気通路１８に接続している。又、アクチ
ュエータバルブ２６はコントローラ１１からの信号に応
じて空気通路２５の空気流量を制御する。なおこの実施
例では、第１図の酸素センサ２３に代えて、空燃比セン
サ２７が使用されている。

この構造では、第４図の如く、混合気の空燃比が触媒の
ウィンドよりもリッチ側の一定値に設定され、第３図の
排気空燃比制御部２０により排気ガスに空気を付加する
ことにより、排気空燃比か触媒のウィンドを含む範囲に
設定される。

第１図及び第３図の構造は、いずれも、過給機１６を含
んでおり、従って、排気通路１８の圧力が低いが、過給
機１６が廃止された場合には、排気通路１８の圧力が高
くなるので、そのままの構造では、燃料ガスや空気を排
気通路１８へ吹き込むことが不可能となる。その様な場
合には、第５図や第６図の如く、排気通路１８にエゼク
タ３０を設けてエゼクタ３０内に燃料通路２１や空気通
路２５の出口を位置させ、エゼクタ３０に生じる負圧を
利用して燃料通路２１や空気通路２５から燃料又は空気
を排気通路１８へ供給する。

無論、エゼクタ３０を廃止し、加圧装置（ブースタやブ
ロア）により燃料や空気を加圧して燃料通路２１や空気
通路２５から排気通路１８へ供給することができるが、
その様な構造と比べ、第５図及び第６図の構造では、燃
料や空気を加圧するための動力が不要であるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のレイアウト図、第２図は第１図
の構造の空燃比制御特性及び出力特性を示すグラフ、第
３図は本発明の別の実施例のレイアウト図、第４図は第
３図の構造の空燃比制御特性及び出力特性を示すグラフ
、第５図及び第６図は本発明の更に別の実施例のレイア
ウト図、第７図は従来例のレイアウト図、第８図は第７
図の構造の空燃比制御特性及び出力特性を示すグラフで
ある。１・・・エンジン本体、９．１０・・・補助ガス
通路とアクチュエータバルブ（吸気空燃比制御部）、１
７・・・触媒、１８・・・排気通路、２０・・・排気空
燃比制御部特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社第４図 −□　　− １・・エンジン本体９・・・補助ガス通路１０・・・アクチュエータバルブ１７・・・触媒２２・・・アクチュエータバルブ第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）火花点火式エンジン本体と、エンジンの吸気経路
に設けられる吸気空燃比制御部と、エンジンの排気経路
に設けられる排気浄化用触媒と、該触媒よりも上流側に
おいて排気経路に接続して排気ガスの空燃比を制御する
排気空燃比制御部とを設け、上記排気空燃比制御部によ
り排気の空燃比を触媒の活性範囲を含む範囲に設定する
ことを特徴とする触媒付き火花点火機関。
（２）上記排気空燃比制御部が燃料の吹き込み手段を備
えている特許請求の範囲第１項に記載の触媒付き火花点
火機関。
（３）上記排気空燃比制御部が空気の吹き込み手段を備
えている特許請求の範囲第１項に記載の触媒付き火花点
火機関。