JPH08135441A - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

内燃機関の排気装置

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JPH08135441A
JPH08135441A JP6295733A JP29573394A JPH08135441A JP H08135441 A JPH08135441 A JP H08135441A JP 6295733 A JP6295733 A JP 6295733A JP 29573394 A JP29573394 A JP 29573394A JP H08135441 A JPH08135441 A JP H08135441A
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JP
Japan
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exhaust
catalyst
secondary air
internal combustion
combustion engine
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JP6295733A
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English (en)
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Hiroyuki Ideta
浩之 出田
Hiroyuki Niwa
啓之 丹羽
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、排気管の延長や消音器の
構造の複雑化を招くことなく二次空気量の増大を果たし
得て、排気管のレイアウトの大きな変更を回避し得て、
消音器の膨張室の容積減少や構造の複雑化を回避し得
て、消音効果の低下を回避し得て、消音器の構造のレイ
アウトの自由度を高め得て、重量軽減を果たし得て、コ
ストアップを回避し得て、触媒の排気浄化機能を十分に
機能させ得て、排気浄化性能の向上を果たすことにあ
る。 【構成】 このため、この発明は、内燃機関の排気通路
の途中に触媒を設け、この触媒よりも上流側の排気通路
に排気脈動を利用して二次空気を導入する二次空気導入
装置を設け、前記触媒の直上流の排気通路に共鳴周波数
を調整する拡張室を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の排気装置に
係り、特に、排気管の延長や消音器の構造の複雑化を招
くことなく二次空気量の増大を果たし得て、排気管のレ
イアウトの大きな変更を回避し得て、消音器の膨張室の
容積減少や構造の複雑化を回避し得て、消音効果の低下
を回避し得て、消音器の構造のレイアウトの自由度を高
め得て、重量軽減を果たし得て、コストアップを回避し
得て、触媒の排気浄化機能を十分に機能させ得て、排気
浄化性能を向上し得る内燃機関の排気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両等に搭載される内燃機関には、排気
通路の途中に触媒を設け、この触媒よりも上流側の排気
通路に排気脈動を利用して吸気通路から二次空気を導入
する二次空気導入装置を設け、触媒による排気浄化の効
率を向上させるものがある。
【0003】前記二次空気導入装置による二次空気の導
入は、排気脈動が一様でなくむらを生じることにより、
ある特定の機関回転数において二次空気量が減少して十
分な二次空気量を確保し得ないことがある。
【0004】そこで、従来の内燃機関の排気装置におい
ては、例えば、図5・図6に示す如く、排気通路を形成
する排気管の経路長を長くする対策を講じて、排気通路
の気柱の共鳴周波数を調整している。
【0005】図5・図6において、102は内燃機関、
104は燃焼室、106は吸気ポート、108は排気ポ
ートである。内燃機関102は、エアクリーナ110と
吸気管112とスロットルボディ114と吸気マニホル
ド116とを順次に接続し、吸気管112〜吸気マニホ
ルド116により形成される吸気通路118を吸気ポー
ト106に連通している。
【0006】また、内燃機関102は、排気マニホルド
120と排気管122と消音器124とを順次に接続
し、排気ポート106に排気マニホルド120〜排気管
122及び後述の消音器排気管140により形成される
排気通路126を連通している。
【0007】前記消音器124は、例えば、本体128
内を第1・第2隔壁130・132により第1〜第3膨
張室134〜138に区画している。消音器124は、
排気管122に一端側を接続されるとともに他端側を第
1膨張室134に開放される消音器排気管140を設
け、消音器排気通路142により排気通路126を第1
膨張室134に連通している。
【0008】また、消音器124は、第1膨張室134
と第2膨張室136とを第1連通孔144により連通す
るとともに、第2膨張室136と第3膨張室138とを
第2連通孔146により連通している。消音器124
は、一端側を第3膨張室138に開放されるとともに他
端側を大気側に開放される排出管148を設け、排出通
路150により第3膨張室130を大気側に連通してい
る。
【0009】これにより、内燃機関102には、燃焼室
104の排気弁(図示せず)から、排気ポート106、
排気マニホルド120、排気管122、消音器排気管1
40を介して、第1膨張室134に至る長さの排気通路
126を設けている。
【0010】前記内燃機関102は、排気通路118の
途中に触媒152を設けている。また、内燃機関102
には、この触媒152よりも上流側の排気通路126に
排気脈動により生じる負圧を利用して二次空気を導入す
る二次空気導入装置154を設けている。
【0011】二次空気導入装置154は、大気側のエア
クリーナ110と排気マニホルド120の集合部120
Aとを二次空気導入管156により接続し、排気通路1
26に連通する二次空気導入通路158を設けている。
二次空気導入管158の途中には、二次空気調整弁16
0を設けている。二次空気調整弁160は、排気脈動に
より生じる負圧によって開放動作され、エアクリーナ1
10側から排気通路126側へのみ二次空気を流通させ
る。
【0012】この内燃機関102の排気装置は、排気脈
動のむらによる特定機関回転数における二次空気量を確
保するために、排気通路126を形成する排気管の経路
長を長くすることにより、必要とする排気脈動を得る共
鳴周波数に調整している。図5に示す内燃機関102の
排気装置においては、消音器排気管140を消音器12
4の本体128内において延長している。図6に示す内
燃機関102の排気装置においては、排気管122を延
長している。
【0013】このような内燃機関の排気装置としては、
実公平1−14733号公報等に開示されるものがあ
る。この公報に開示される排気装置は、排気行程が重な
らない気筒同士を集合させる第1・第2排気管の合流部
に拡張室を設け、拡張室内部を有孔の第1バッフル板で
上流側室と下流側室とに隔離し、上流側室を有孔の第2
バッフル板で第1排気管に対応する第1区分室と第2排
気管に対応する第2区分室とに隔離することにより、第
2バッフル板と拡張室容積とにより排気脈動を減衰さ
せ、第1バッフル板により拡張室下流側の触媒や消音器
から反射してくる圧力変動を減衰させ、機関性能を向上
させるものである。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
図5に示す内燃機関102の排気装置は、消音器124
の本体128内において消音器排気管140を延長して
いることにより、消音器124の構造のレイアウトの自
由度が制限される不都合があり、第1〜第3膨張室13
4〜138の容積を減少させて消音効果を低下させる不
都合があり、構造の複雑化を招く不都合がある。
【0015】また、前記従来の図6に示す内燃機関10
2の排気装置は、排気管122を延長していることによ
り、従来の排気管の基本レイアウトの変更を必要とする
不都合があり、レイアウトの変更により排気系の占有す
る空間が増大する不都合があり、他部品(燃料タンク、
駆動系部品等)との干渉を招く不都合がある。
【0016】このため、排気管の延長は、上述不都合の
みならず、重量増加やコストアップを招く不都合があ
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、内燃機関の排気通路の途
中に触媒を設け、この触媒よりも上流側の排気通路に排
気脈動を利用して二次空気を導入する二次空気導入装置
を設け、前記触媒の直上流の排気通路に共鳴周波数を調
整する拡張室を設けたことを特徴とする。
【0018】
【作用】この発明の構成によれば、排気装置は、内燃機
関の排気通路の途中に設けた触媒よりも上流側の排気通
路に排気脈動を利用して二次空気を導入する二次空気導
入装置を設け、触媒の直上流の排気通路に共鳴周波数を
調整する拡張室を設けたことにより、排気管の延長を要
することなく拡張室によって排気通路の気柱の共鳴周波
数を必要とする共鳴周波数に調整することができ、ま
た、排気管を延長していないことにより消音器の膨張室
の容積減少や構造の複雑化を回避することができ、さら
に、触媒直上流の拡張室によって触媒に排気を均等に接
触させることができる。
【0019】
【実施例】以下図面に基づいて、この発明の実施例を説
明する。図1〜図4は、この発明の実施例を示すもので
ある。図1において、2は内燃機関、4は燃焼室、6は
吸気ポート、8は排気ポートである。内燃機関2は、エ
アクリーナ10と吸気管12とスロットルボディ14と
吸気マニホルド16とを順次に接続し、吸気管12〜吸
気マニホルド16により形成される吸気通路18を吸気
ポート6に連通している。
【0020】また、内燃機関2は、排気マニホルド20
と排気管22と消音器24とを順次に接続し、排気ポー
ト6に排気マニホルド20〜排気管22及び後述の消音
器排気管40により形成される排気通路26を連通して
いる。
【0021】前記消音器24は、例えば、本体28内を
第1・第2隔壁30・32により第1〜第3膨張室34
〜38に区画している。消音器24は、排気管22に一
端側を接続されるとともに他端側を第1膨張室34に開
放される消音器排気管40を設け、消音器排気通路42
により排気通路26を第1膨張室34に連通している。
【0022】また、消音器24は、第1膨張室34と第
2膨張室36とを第1連通孔44により連通するととも
に、第2膨張室36と第3膨張室38とを第2連通孔4
6により連通している。消音器24は、一端側を第3膨
張室38に開放されるとともに他端側を大気側に開放さ
れる排出管48を設け、排出通路50により第3膨張室
30を大気側に連通している。
【0023】これにより、内燃機関2には、燃焼室4の
排気弁(図示せず)から、排気ポート6、排気マニホル
ド20、排気管22、消音器排気管40を介して、消音
器24の第1膨張室34に至る長さの排気通路26を形
成している。
【0024】前記内燃機関2は、排気通路18の途中に
触媒52を設けている。触媒52は、図2〜図4に示す
如く、排気管22の途中に排気管22よりも大径の触媒
ケース54を介装し、触媒ケース54内の下流側に位置
させて保持室56を設け、この保持室56に前記触媒5
2を保持体58により保持している。なお、符号60
は、上流側の排気管22の端部に嵌装された筒体であ
る。この筒体60は、底部62と周壁64とにより有底
円筒形状に形成され、周壁64に排気の拡散孔66を設
けている。
【0025】また、前記内燃機関2には、この触媒52
よりも上流側の排気通路26に排気脈動により生じる負
圧を利用して二次空気を導入する二次空気導入装置68
を設けている。二次空気導入装置68は、大気側のエア
クリーナ10と排気マニホルド20の集合部70とを二
次空気導入管72により接続し、排気通路26に連通す
る二次空気導入通路74を設けている。二次空気導入管
72の途中には、二次空気調整弁76を設けている。二
次空気調整弁76は、排気脈動による負圧によって開放
動作され、エアクリーナ10側から排気通路26側への
み二次空気を流通させる。
【0026】この内燃機関2の排気装置は、排気脈動の
むらによって減少する特定機関回転数における二次空気
量を確保するために、触媒52の直上流の排気通路26
に、この排気通路26の気柱の共鳴周波数を特定機関回
転数における排気脈動の共鳴周波数に調整する拡張室7
8を設けている。この実施例においては、触媒ケース5
4内の触媒52よりも上流側に位置させて、保持室56
に連続する拡張室78を設けている。
【0027】この拡張室78は、排気脈動を利用して二
次空気を導入する二次空気導入装置68の必要とする排
気通路26の共鳴周波数を、特定機関回転数における排
気脈動の共鳴周波数に調整するためのものであり、この
共鳴周波数になるよう容積を設定する。
【0028】この排気装置は、特定機関回転数における
排気脈動の共鳴周波数に調整し得る容積の拡張室78に
よって、従来のように排気管を延長したり、消音器24
の構造を複雑化することなく、排気通路26の気柱の剛
性を下げることができ、この結果、共鳴周波数を下げる
ように調整することができるものである。
【0029】このように、この排気装置は、内燃機関2
の排気通路26の途中に設けた触媒52よりも上流側の
排気通路26に排気脈動を利用して二次空気を導入する
二次空気導入装置68を設け、触媒52の直上流の排気
通路26にこの排気通路26の気柱の共鳴周波数を必要
とする特定機関回転数の共鳴周波数に調整する拡張室7
8を設けている。
【0030】これにより、この排気装置は、排気管22
や消音器排気管40等の排気管の延長を要することなく
拡張室78によって共鳴周波数を調整することができ、
また、排気管を延長していないことにより消音器24の
第1〜第3膨張室34〜38の容積減少や構造の複雑化
を回避することができ、さらに、触媒52直上流の拡張
室78によって触媒72に排気を均等に接触させること
ができる。
【0031】このため、この排気装置は、排気管22・
40の延長や消音器24の構造の複雑化を招くことなく
特定機関回転数における二次空気量の増大を果たし得
て、排気管22・40のレイアウトの大きな変更を回避
することができる。また、この排気装置は、排気管22
・40を延長していないことにより、消音器24の第1
〜第3膨張室34〜38の容積減少や構造の複雑化を回
避することができ、消音効果の低下を回避し得て、消音
器24の構造のレイアウトの自由度を高め得て、重量軽
減を果たし得て、コストアップを回避することができ
る。
【0032】さらに、この排気装置は、触媒52直上流
の拡張室78によって触媒52に排気を均等に接触させ
得ることにより、触媒52の排気浄化機能を十分に機能
させ得て、排気浄化性能を向上することができる。な
お、この実施例においては、触媒ケース54の上流側に
接続される排気管22の端部に筒体60を嵌装し、筒体
60の周壁64に排気を拡散する拡散孔66を設けてい
ることにより、拡張室78内に排気を均等に拡散させる
ことができ、触媒52に排気をさらに均等に接触させ得
て、触媒52による排気浄化性能の向上に寄与すること
ができる。
【0033】
【発明の効果】このように、この発明によれば、排気装
置は、触媒の直上流の排気通路に共鳴周波数を調整する
拡張室を設けたことにより、排気管の延長を要すること
なく拡張室によって共鳴周波数を必要とする共鳴周波数
に調整することができ、また、排気管を延長していない
ことにより消音器の膨張室の容積減少や構造の複雑化を
回避することができ、さらに、触媒直上流の拡張室によ
って触媒に排気を均等に接触させることができる。
【0034】このため、この排気装置は、排気管の延長
や消音器の構造の複雑化を招くことなく二次空気量の増
大を果たし得て、排気管のレイアウトの大きな変更を回
避し得る。また、この排気装置は、排気管を延長してい
ないことにより、消音器の膨張室の容積減少や構造の複
雑化を回避することができ、消音効果の低下を回避し得
て、消音器の構造のレイアウトの自由度を高め得て、重
量軽減を果たし得て、コストアップを回避し得る。さら
に、この排気装置は、触媒直上流の拡張室によって触媒
に排気を均等に接触させ得ることにより、触媒の排気浄
化機能を十分に機能させ得て、排気浄化性能を向上する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す内燃機関の排気装置の
概略構成図である。
【図2】触媒ケースの概略断面図である。
【図3】触媒ケースの断面図である。
【図4】排気管及び触媒ケースの組立図である。
【図5】従来例を示す内燃機関の排気装置の概略構成図
である。
【図6】別の従来例を示す内燃機関の排気装置の概略構
成図である。
【符号の説明】
2 内燃機関 4 燃焼室 6 吸気ポート 8 排気ポート 10 エアクリーナ 12 吸気管 14 スロットルボディ 16 吸気マニホルド 18 吸気通路 20 排気マニホルド 22 排気管 24 消音器 26 排気通路 40 消音器排気管 42 消音器排気通路 52 触媒 54 触媒ケース 56 保持室 58 保持体 60 筒体 68 二次空気導入装置 72 二次空気導入管 74 二次空気導入通路 76 二次空気調整弁 78 拡張室
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年1月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】前記内燃機関102は、排気通路126の
途中に触媒152を設けている。また、内燃機関102
には、この触媒152よりも上流側の排気通路126に
排気脈動により生じる負圧を利用して二次空気を導入す
る二次空気導入装置154を設けている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】また、内燃機関2は、排気マニホルド20
と排気管22と消音器24とを順次に接続し、排気ポー
ト8に排気マニホルド20〜排気管22及び後述の消音
器排気管40により形成される排気通路26を連通して
いる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】これにより、内燃機関2には、燃焼室4の
排気弁(図示せず)から、排気ポート8、排気マニホル
ド20、排気管22、消音器排気管40を介して、消音
器24の第1膨張室34に至る長さの排気通路26を形
成している。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】前記内燃機関2は、排気通路26の途中に
触媒52を設けている。触媒52は、図2〜図4に示す
如く、排気管22の途中に排気管22よりも大径の触媒
ケース54を介装し、触媒ケース54内の下流側に位置
させて保持室56を設け、この保持室56に前記触媒5
2を保持体58により保持している。なお、符号60
は、上流側の排気管22の端部に嵌装された筒体であ
る。この筒体60は、底部62と周壁64とにより有底
円筒形状に形成され、周壁64に排気の拡散孔66を設
けている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 7/00 ZAB Z F02B 27/04 ZAB

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気通路の途中に触媒を設
    け、この触媒よりも上流側の排気通路に排気脈動を利用
    して二次空気を導入する二次空気導入装置を設け、前記
    触媒の直上流の排気通路に共鳴周波数を調整する拡張室
    を設けたことを特徴とする内燃機関の排気装置。
JP6295733A 1994-11-04 1994-11-04 内燃機関の排気装置 Pending JPH08135441A (ja)

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JP6295733A JPH08135441A (ja) 1994-11-04 1994-11-04 内燃機関の排気装置

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