JPH08170525A - 燃料供給装置および空気ブロアを必要としない火花点火機関用触媒加熱バーナ - Google Patents

燃料供給装置および空気ブロアを必要としない火花点火機関用触媒加熱バーナ

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JPH08170525A JP6333763A JP33376394A JPH08170525A JP H08170525 A JPH08170525 A JP H08170525A JP 6333763 A JP6333763 A JP 6333763A JP 33376394 A JP33376394 A JP 33376394A JP H08170525 A JPH08170525 A JP H08170525A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、火花点火機関において、専用の燃料
供給装置及び空気ブロアを必要とすることなく、触媒の
急速加熱を可能とした触媒加熱バーナを提供する。 【構成】多気筒火花点火機関の半数、4気筒機関の場
合、気筒#2と#3を空気過剰率が0.6以下の過濃混
合気で運転し、水素,一酸化炭素および未燃焼成分の可
燃ガスを生成させ、他の半数の気筒#1と#4は燃料の
供給を停止して空気ブロアとして利用し、半数の気筒#
2と#3で生成された可燃ガスと他の半数の気筒#1と
#4で供給された空気との混合による可燃混合気を排気
系の触媒6の上流に設置したスパークプラグ等の点火機
構9を内設している燃焼器8で燃焼させ、触媒7を急速
加熱するようにした構成を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、火花点火機関の排気触
媒の上流に設置した燃焼器を利用して冷間始動後の暖機
時に触媒を急速加熱して、触媒を早期活性化するように
した燃焼器専用の燃料供給装置及び空気ブロアの付加を
必要としない火花点火機関触媒加熱バーナに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の排出ガス規制の強化に伴い、
触媒を早期活性化させるため、様々な触媒の急速加熱装
置が提案されている。その一つに、触媒の上流に排気燃
焼器を設置し、排気燃焼器中に燃料を噴射して燃焼さ
せ、この燃焼エネルギーによって触媒を急速加熱する方
法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
排気燃焼器へ燃料を噴射する燃料噴射弁による専用の燃
料供給装置を用い、また、排気燃焼器への酸素供給につ
いては、専用の空気ブロアを付加する方法が採られてお
り、これがコストと信頼性の面で大きな障害となってい
る。
【0004】本発明の目的は、専用の燃料供給装置及び
専用の空気ブロアを必要とすることなく、触媒の急速加
熱を可能とし、排出ガスの低公害化を図ったことであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の特徴とする構成要旨は、多気筒火花点火機
関の半数の気筒を空気過剰率が0.6以下の過濃混合気
で運転し、水素,一酸化炭素および未燃焼成分の可燃ガ
スを生成させ、他の半数の気筒は燃料の供給を停止して
空気ブロアとして利用するようにした燃料供給装置と、
前記半数の気筒で生成された可燃ガスと他の半数の気筒
で供給された空気との混合による可燃混合気を排気系の
触媒の上流で燃焼させ前記触媒を加熱する点火機構を内
設した燃焼器とから成り、触媒の加熱終了後は全気筒に
通常の燃料供給量に前記燃料供給装置を制御するように
したことを特徴とするものである。
【0006】
【作用】上記の構成により、冷間始動後の暖機時に、半
数の気筒を空気過剰率が0.6以下の過濃混合気で運転
し、水素,一酸化炭素および未燃焼成分の可燃ガスを生
成させ、他の半数の気筒は燃料の供給を停止して空気ブ
ロアとして利用し、排気系の触媒の上流に設置された燃
焼器内で可燃混合気を生成し、これを燃焼させることに
より専用の燃料供給装置および空気ブロアを必要とする
ことなく触媒の急速加熱を可能にする。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1において、1は多気筒の火花点火機関であり、
2はシリンダで第1気筒#1〜第4気筒#4の4気筒エ
ンジンを一例とする。3は吸気マニホールド、4は前記
第1気筒#1〜第4気筒に燃料を噴射するフューエルイ
ンジェクタ、5は排気マニホールド、6は排気系に設置
された触媒、7は触媒層の温度センサ、10は前記フュ
ーエルインジェクタ4を制御するエンジン制御ユニット
である。
【0008】本発明は、前記触媒7の上流に点火機構9
(スパークプラグ等)を内設した燃焼器8を設置し、冷
間始動後の暖機時に、第2気筒#2と第3気筒#3若し
くは第1気筒#1と第4気筒#4の半数の気筒に空気過
剰率が0.6以下の過濃混合気で運転するよう前記フュ
ーエルインジェクタ4を介して燃料を供給し、他の半数
の第1気筒#1と第4気筒#4若しくは第2気筒#2と
第3気筒#3気筒は燃料の供給を停止しするよう前記エ
ンジン制御ユニット10により制御するものである。
【0009】ここで、第2気筒#2と第3気筒#3に燃
料を供給し、第1気筒#1と第4気筒#4は燃料の供給
を停止するものとして説明すると、第2気筒#2と第3
気筒#3のフューエルインジェクタ4の燃料供給量は空
気過剰率を0.6以下とし、第1気筒#1と第4気筒#
4は空気ブロアとしての機能を果たす。
【0010】燃料が供給された第2気筒#2と第3気筒
#3では過濃混合気の燃焼により可燃性ガスが生成さ
れ、排気マニホールド5に排出され、排気マニホールド
5の直下に配置された燃焼器8では前記生成された可燃
性ガスと第1気筒#1と第4気筒#4により供給された
空気が混合されて可燃混合気が形成される。この可燃混
合気は、燃焼器8において、点火機構9により点火され
て燃焼し、触媒6を急速に加熱する。
【0011】この燃焼器8の燃焼時にエンジン制御ユニ
ット10は、燃焼器8における可燃混合気の空気過剰率
が1.0以上となるよう第2気筒#2と第3気筒#3の
フューエルインジェクタ4の燃料供給量を制御し、酸化
雰囲気を形成することが望ましい。これにより、一酸化
炭素と未燃燃料の排出を極力低減する。
【0012】前記燃焼器8の燃焼による触媒6の温度上
昇は実験によると、冷間始動後20秒以内に400℃に
達し、触媒6は急速加熱される。この触媒6の温度は触
媒層に設置した温度センサ7で測定され、この温度が上
昇して急速加熱が完了したら、エンジン制御ユニット1
0の指令により、多量の燃料を供給していた第2気筒#
2と第3気筒#3のフューエルインジェクタ4の燃料供
給量を通常の状態に復帰させ、また、空気ブロアとして
利用していた第1気筒#1と第4気筒#4のフューエル
インジェクタ4へも燃料を供給して通常の運転を行な
う。
【0013】前記燃焼器8において燃焼を成立させるた
めには、水素,一酸化炭素および未燃焼成分で構成され
る可燃ガスと酸素の濃度をそれぞれ可燃範囲に入れるこ
とが必要である。そこで、実験によると、水素,一酸化
炭素および未燃焼成分の中で水素の可燃範囲が最も広い
ことから、生成されたこれらのガスの点火には水素の濃
度が最も重要な役割を果たし、その時の水素濃度は約5
%以上,酸素濃度は約9%以上が必要であることが判明
している。
【0014】可燃混合気の燃焼で生成される水素濃度
は、空気過剰率が0.6で約10%,0.5で約15
%,0.4で約20%である。これらの水素濃度の排ガ
スを20.6%の酸素濃度の空気で希釈すると、水素濃
度は空気過剰率が0.6で約5%,0.5で約7.5
%,0.4で約10%となり酸素濃度は約10.3%と
なる。この濃度は、水素および酸素とも前述した可燃範
囲以上の濃度であり、点火が成立する条件を満足する。
【0015】そこで、本発明は、多気筒火花点火機関の
半数の気筒を空気過剰率が0.6以下の過濃混合気で運
転し、他の半数の気筒は燃料の供給を停止して空気ブロ
アとして利用することにより、濃度10%以上の水素を
含む排気ガスを機械的に等量の空気で希釈し5%以上の
水素濃度と9%以上の酸素濃度を確保して可燃混合気を
生成するものである。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、多気
筒火花点火機関の半数の気筒を空気過剰率が0.6以下
の過濃混合気で運転し、水素,一酸化炭素および未燃焼
成分の可燃ガスを生成させ、他の半数の気筒は燃料の供
給を停止して空気ブロアとして利用し、半数の気筒で生
成された可燃ガスと他の半数の気筒で供給された空気と
の混合による可燃混合気を排気系の触媒の上流に設置し
た点火機構を内設している燃焼器で燃焼させるようにし
た火花点火機関用触媒加熱バーナにより専用の燃料供給
装置及び専用の空気ブロアを必要とすることなく、冷間
始動後の暖機時、触媒の急速加熱を可能とし、コストと
信頼性の面で格別な効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成図
【符号の説明】
1 多気筒の火花点火機関 2 シリンダ 3 吸気マニホールド 4 フューエルインジェクタ 5 排気マニホールド 6 触媒 7 温度センサ 8 燃焼器 9 点火機構 10 エンジン制御ユニット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒火花点火機関の半数の気筒を空気
    過剰率が0.6以下の過濃混合気で運転し、水素,一酸
    化炭素および未燃焼成分の可燃ガスを生成させ、他の半
    数の気筒は燃料の供給を停止して空気ブロアとして利用
    するようにした燃料供給装置と、前記半数の気筒で生成
    された可燃ガスと他の半数の気筒で供給された空気との
    混合による可燃混合気を排気系の触媒の上流で燃焼させ
    前記触媒を加熱する点火機構を内設した燃焼器とから成
    り、触媒の加熱終了後は全気筒に通常の燃料供給量に前
    記燃料供給装置を制御するようにしたことを特徴とする
    燃焼器専用の燃料供給装置および空気ブロアの付加を必
    要としない火花点火機関用触媒加熱バーナ。
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