JPS6023452Y2 - 内燃機関の二次空気供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関の排気系に二次空気を供給するための
、特に負圧応動式二次空気制御弁を具えた二次空気供給
装置に関する。

従来の技術 内燃機関（エンジン）の排気ガス中の有害成分をエンジ
ン排気系にて例えば触媒コンバータにより処理するため
に排気系に二次空気を供給することが一般に行われてい
る。

二次空気の供給遮断をエンジンの運転状態に応じて制御
するために吸気負圧に応動する二次空気制御弁が用いら
れる。

そしてこの二次空気制御弁は一般には所定のエンジン温
度に感応する感温式負圧切換弁を介して吸気マニホルド
あるいは吸気系に連結されそれにより例えばエンジンの
暖機前後で二次空気の供給遮断を制御し触媒コンバータ
の保護（過熱防止）及び排気ガスの有害成分の低減を計
っている。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら従来のこのような単純な制御では特に減速
時のアフタファイヤという問題には対処し得なかった。

即ち減速時のアフターファイヤを防止するためには減速
開始時に一時的に二次空気の供給をカットする必要があ
るがその必要カット時間は一方で排気ガスの浄化という
要請も満足させる必要があるためにエンジンの暖機状態
において相異させるのが望ましい。

即ち、エンジン高温時にエンジン低温時と同様に長時間
二次空気をカットすると排気ガスの有害分が多くなるの
でエンジンの温度状態に応じてカット時間を短かくない
しは零いにする必要がある。

またエンジン冷温時には例えば触媒コンバータの過熱溶
損を防止するために二次空気の供給は停止するのが望ま
しい。

従来技術ではこのような要望を充足せんとする配慮は施
されていなかった。

以上の如き点に鑑み本考案の目的は二次空気の遮断時間
をエンジン温度に応じて可変に制御することにより排気
ガスの有害成分を増大させることなく減速のアフタファ
イヤを有効に防止し得る二次空気供給装置を提供するこ
とである。

問題点を解決するための手段 上記の目的を遠戚するために本考案によれば、吸気負圧
に応動して排気系への二次空気の供給及び遮断を制御す
る二次空気制御弁を有する内燃機関の二次空気供給装置
において、上記二次空気制御弁にはダイヤフラムを介し
て境接する２つの負圧作動室が設けられその一方の第１
負圧作動室は吸気負圧系に直結されかつ他方の第２負圧
作動室は機関の低温時を代表する設定温度Ｔ□を境とし
て開閉して上記第２負圧作動室を大気あるいは負圧領域
のいずれかに切換連通せしめる感温式負圧切換弁並びに
該感温式負圧切換弁と直列に連結され機関の暖機完了時
を代表する設定温度Ｔ２ （Ｔ２〉Ｔ１）を境として開
閉する遅延用オリフィス付き感温式負圧切換弁を介して
吸気負圧系に連結される。

上記感温式負圧切換弁はその設定温度Ｔ工よりも低温時
には開弁じて二次空気制御弁の第２負圧作動室を大気に
開放せしめることにより二次空気制御弁を閉弁位置にも
たらすとともに設定温度Ｔ、になると閉弁して上記第２
負圧作動室を感温式負圧切換弁を介して吸気負圧系に連
結せしめることにより二次空気制御弁を開弁位置にもた
らす。

上記感温式負圧切換弁はその設定温度Ｔ２よりも低温時
には閉弁して上記遅延用オリフィスにより吸気負圧系の
負圧を所定時間だけ遅延させて上記第２負圧作動室に伝
達せしめると共に設定温度Ｔ２になると開弁して遅延用
オリフィスによる遅延作用を無効にせしめる。

実施例 以下、添付図面に従って本考案の好ましい実施例につき
詳細に説明する。

それ自体公知の二次空気制御弁１はエアクリーナ（図示
せず）からの二次空気を矢印で示す如く弁口通路１１を
介して排気マニホルドあるいは排気管（Ｅｘ）に供給す
る。

１７は排気ガス逆流防止用のリード弁で排気脈動に応じ
て開閉し二次空気供給を行う。

弁口通路１１の通路面積、従って二次空気の流量を制御
する弁体１３の弁棒９は２つの負圧作動室３，５を仕切
るダイヤフラム４に固定され、ダイヤプラムの動きに応
じて上下動する。

第１の負圧作動室５は吸気管マニホルドあるいは吸気管
（図示せず）等の吸気負圧系に通路２１を介して直結さ
れる。

第２の負圧室３は通路１９を介してバイメタル式感温式
負圧切換弁３１に連結される。

ダイヤフラム４は第１負圧室５内に配置されたばね７に
より常時第２負圧室３側に押圧される。

バイメタル式感温式負圧切換弁（ＢＶＳＶ） ３ ｉの
構成自体も公知であるので詳述しない。

負圧切換弁３１はバイメタル３７の作用により所定温度
以上になると弁体３５が弁口３９を閉鎖するようになっ
ている。

従って、この所定温度に達するまでは弁体３５は開弁状
態にあり弁口３９はポート３３を介して大気に開放され
る。

負圧切換弁３１が感知すべき温度はエンジン温度であり
その例としてはシリンダブロック温度、ラジェータ水温
等が考えられる。

負圧切換弁３１はエンジン温度が低温であることを感知
するためのものであるからその設定温度Ｔ１は約１０℃
である。

斯くして負圧切換弁３１は二次空気制御弁１の第２負圧
室３をエンジン温度に応じて後述の負圧遅延弁５１を介
して負圧領域に連通ずるかあるいは大気に開放し、第２
負圧室３の負圧あるいは大気への連通を切換制御する。

負圧切換弁３１は通路４１を介して、それ自体公知の感
温式負圧切換弁（ＴＶＴＶ）５１のポート６５に直列に
連結される。

負圧遅延弁５１の弁口５７も同様に例えばバイメタル６
１によって作動される弁体５９によって開閉せしめられ
る。

また弁口５７を形成する壁５８には小型のオリフィスな
いしは絞り通路５５及び逆止弁５２が形成される。

負圧遅延弁５１は通路４３を介して吸気マニホルドルあ
るいは吸気管等の吸気負圧系に連結される。

負圧遅延弁５１はエンジンの暖機完了を感知するための
ものであるから設定作動温度Ｔ２は例えば約５０℃とす
る。

即ち、負圧遅延弁５１の弁口５７は例えば５０℃の所定
温度以上になると開放する。

また負圧遅延弁５１の作動温度としては例えばライザ部
温度が好適であろう。

あるいはまた負圧切換弁３１の感知温度と同一場所の温
度を感知するようにしてもよい。

以上の如く構成した二次空気供給装置は次の如く作動す
る。

■ エンジン低温時 エンジン温度が負圧切換弁３１の設定温度Ｔ（例えばＴ
＝１０℃）以下のときは、負圧切換弁３１は開放位置に
あるので二次空気制御弁１の第２負圧作動室３には大気
圧が作用し、弁体１３は閉鎖位置にもたらされる。

即ち弁口１１は閉鎖され二次空気の供給は完全にカット
される。

斯くしてエンジン低温時には二次空気の供給を停止して
触媒コンバータ等の排気ガス浄化装置の過熱を防止する
という要求を充足する。

＠ エンジン暖機途中 エンジンが暖機されエンジン温度が負圧切換弁３１の設
定温度Ｔ（例えば１０°Ｃ）以上になると負圧切換弁３
１は閉鎖せしめられる。

一方、エンジン温度はまだ負圧切換弁３１の設定温度Ｔ
２よりは低いので負圧遅延弁５１は閉鎖状態のままであ
る。

従って吸気負圧は通路４３、負圧遅延弁５１、通路４１
、及び通路１９を介して二次空気制御弁１の第２負圧作
動室３に伝えられる。

このとき負圧遅延弁５１には絞り５５が設けられている
ので吸気負圧はこの絞り５５の存在により遅延されて第
２負圧作動室３に伝えられる。

一方、二次空気制御弁１の第１負圧作動室５には直接的
に吸気負圧が伝えられるので、絞り５５による遅延時間
に相当する間だけ弁体１３は閉鎖せしめられ二次空気の
供給をカットする。

遅延時間経過後は第１負圧作動室５と第２負圧作動室３
の負圧は等しくなり弁体１３はばね７の力により持ち上
げられ二次空気の供給が行われる。

即ち、減速時に吸気負圧が上昇するともの直後だけ一時
的に二次空気の供給がカットされ、特に減速直後に多発
するアフタファイヤを有効に防止することができる。

その後は二次空気が再び供給されるので排気ガスの有害
成分の増加も実質上防止される。

遅延時間は絞り５５の径により任意に決定されるが普通
は数秒間で十分である。

また、逆止弁５２は二次空気制御弁側にかさ部を有する
構造となっているため減速からの加速時に運転状態が変
化しても急速に第２負圧作動室３を第１負圧作動室５と
同様の負圧レベルにするため次の減速状態に備えて二次
空気の供給のカットが行える。

０ 暖機完了後 エンジン温度が更に上昇して暖機が完了すると、エンジ
ン度は負圧遅延弁５１と設定温度Ｔ２（例えば５０℃）
よりも高くなるのて負圧遅延弁５１の弁体５９は開放位
置にもたらされ、その結果吸気負圧は負圧遅延弁５１の
大径の弁口５７を通して遅延することなく第２負圧作動
室３に伝えられる。

そのため二次空気制御弁１は開放位置を占め二次空気は
排気系に供給される。

即ち、暖機完了後は二次空気の供給をカットすることな
く排気ガスの浄化を行う。

また特に図示はしないが、暖機完了後にも減速時のアフ
タファイヤの防止をする必要がある場合には弁ロ５７自
体を絞り通路とすることにより負圧遅延弁５１の開放位
置においても二次空気制御弁１の第２負圧作動室３への
負圧伝達を遅延させることができる。

その結果上述の暖機途中の場合と同様に弁口５７の絞り
及びオリフィス５５による遅延時間に相当する間だけ二
次空気の供給をカットすることが可能となる。

尚、負圧切換弁３１及び負圧遅延弁５１は度感知式ので
あれば図示の如きバイメタル式に限らず例えばワックス
等の感温剤を利用する型の弁でもよい。

考案の効果 以上に記載した如く本考案によれば特に減速直後に問題
となるアフタファイヤを一時的な二次空気のカットによ
り有効に防止するとかできる。

また長時間に亘る二次空気のカットは排気ガス浄化の点
からみて好ましくないので必要な二次空気のカットが完
了したら直ちに二次空気の供給を再開するのが好ましい
が本考案によればこのような要求も充足できるので排気
ガスの有害成分の増大という問題も実質上回避すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る二次空気供給装置の図解図。 １・・・・・・二次空気制御弁、 ３・・・・・・第２負圧作動 室、５・・・・・・第１負圧作動室、３１・・・・・・
負圧切換弁、５１・・・・・・負圧遅延弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気負圧に応動して排気系への二次空気の供給及び遮断
   を制御する二次空気制御弁を有する内燃機関の二次空気
   供給装置において、上記二次空気制御弁にダイヤプラム
   を介して境接する２つの負圧作動室を設けてその一方の
   第１負圧作動室を吸気負圧系に直結すると共に他方の第
   ２の負圧作動室を機関の低温豪を代表する設定温度Ｔ１
   を境として開閉して上記第２負圧作動室を大気あるいは
   負圧領域のいずれかに切換連通せしめる感温式負圧切換
   弁並びに該感温式負圧切換弁と直列に連結され機関の暖
   機完了時を代表する設定温度Ｔ２（Ｔ２＞ＴＩ）を境と
   して開閉する遅延用オリフィス付き感温式負圧切換弁を
   介して吸気負圧系に連結し、上記感温式負圧切換弁はそ
   の設定温度Ｔ１よりも低温時には開弁じて二次空気制御
   弁の第２負圧作動室を大気に開放せしめることにより二
   次空気制御弁を閉弁位置にもたらすとともに設定温度Ｔ
   １になると閉弁して上記第２負圧作動室を感温式負圧遅
   延弁を介して吸気負圧系に連結せしめることにより二次
   空気制御弁を開弁位置にもたらし、上記感温式負圧切換
   弁はその設定温度Ｔ２よりも低温時には閉弁して上記遅
   延用オリフィスにより吸気負圧系の負圧を所定時間だけ
   遅延させて上記第２負圧作動室に伝達せしめると共に設
   定温度Ｔ２になると開弁じて遅延用オリフィスによる遅
   延作用を無効にせしめることを特徴とする内燃機関の二
   次空気供給装置。