JPS6122123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関においてその排気ガス中に
おける有害成分を低減するための装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

最近のガソリンを燃料とする内燃機関において
は、排気ガス中におけるHC・CO等の未燃焼有害
成分の浄化には、例えば特開昭51−5411号公報に
記載されているように内燃機関からの排気系に二
次空気を供給することにより、この二次空気で未
燃焼有害成分を酸化反応させて浄化することが行
なわれている一方、排気ガス中におけるNOxに
対しては、例えば特開昭52−47130号公報に記載
されているように排気ガスの一部を吸気系に還流
することによつてNOxの発生を低減することが
行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこのように排気系に二次空気を供給する
と、排気系での酸化反応が捉進されるから、排気
ガスの未燃焼成分が特に多くなる機関の減速時又
は自動車の長い下り坂での運転域に、排気系にお
いてアフターバーンの発生が増大するのである。

一方、排気ガスのNOxを低減する目的で、排
気ガスの一部を吸気系に還流する場合、吸気系に
還流する排気ガスは、燃焼成分が出来る丈少ない
不活性な状態にすべきであるが、前記排気系に二
次空気を供給することに加えて、排気ガスの一部
を吸気系に還流する場合には、前記二次空気供給
通路より排気系に供給された二次空気の一部が、
吸気系に還流される排気ガスに混合するので、吸
気系に還流する排気ガスの不活性度が低下し、排
気ガスの吸気系への還流によるNOxの低減の効
果が削減されるのであつた。

本発明は、排気系に二次空気を供給すると共
に、排気ガスの一部を吸気系に還流した場合にお
ける前記の問題を解消することを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明は、多気筒内燃機関における各
気筒からの各排気通路のうち特定の排気通路又は
前記各排気通路の集合合流部若しくはこれより下
流に、二次空気供給通路を接続する一方、排気系
と吸気系との間に、排気ガスの一部を吸気系に還
流するようにした排気ガス還流通路を設けて成る
内燃機関において、前記各気筒からの各排気通路
には、前記二次空気供給通路の接続部より上流側
の部位に未燃焼成分の酸化反応用の蓄熱材を各々
設ける一方、前記各気筒からの各排気通路のうち
特定の排気通路には、前記蓄熱材より下流で且つ
前記二次空気供給通路の接続部より上流側の部位
に前記排気ガス還流通路を接続した構成にしたも
のである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する
と、図において符号１は、第１気筒２及び第２気
筒３を有する多気筒機関、図中符号４は、該機関
１の側面に取付く気化器５付き吸気マニホール
ド、図号符号６，７は前記内燃機関１の各気筒
２，３における排気ポート８，９に接続した排気
通路を各々示す。

前記各排気通路６，７は一本のメイン排気通路
１０に集合合流して、触媒コンバータ又はサーマ
ルリアクター等の排気ガス浄化装置２１に接続さ
れており両排気通路６，７のうちいずれか一方の
排気通路には、該両排気通路６，７の集合合流部
よりやや上流側の部位に二次空気供給孔１１を設
け（但し図面は第１気筒２の排気通路６に二次空
気供給孔１１を設けた場合を示す）、該二次空気
供給孔１１に、先端がエアクリーナ（図示せず）
等の大気連通箇所に開口し且つ逆止弁１２を備え
た適宜長さの二次空気供給通路１３を接続して、
両排気通路６，７内における排気ガスの脈動に応
じて逆止弁１２が開閉して、二次空気を吸引供給
するようになつている。この場合、二次空気供給
孔１１は両排気通路６，７の集合合流部又は両排
気通路６，７の集合合流後におけるメイン排気通
路１０に設けて、ここに二次空気を供給するもの
でも良い。

また、前記両排気通路６，７のうちいずれか一
方の排気通路には、前記二次空気供給孔１１より
適宜距離だけ上流側の部位に、還流排気ガスの取
出孔１４を設け（但し図面は第２気筒３の排気通
路７に、還流排気ガスの取出孔１４を設けた場合
を示す）、該還流排気ガス取出孔１４と前記吸気
マニホールド４の集合部１５との間には、排気ガ
ス還流制御弁１６及び排圧調節弁１７とからなる
排圧式排気ガス還流制御装置を備えた排気ガス還
流通路１８が設けられ、気化器５におけるスロツ
トル弁１９を部分的に開いての部分負荷運転域に
おいて、排気ガスの一部を吸気系に還流するよう
になつており、この場合、前記二次空気供給孔１
１がメイン排気通路１０に位置するときは、還流
排気ガス取出孔１４は両排気通路６，７の集合合
流部に設けても良い。

そして、本発明は前記の構成に加えて、前記両
排気通路６，７内には、前記二次空気供給孔１１
より上流側で、且つ、前記還流排気ガス取出孔１
４より更に上流側の部位に、排気ガス中の未燃焼
成分を酸化反応するための蓄熱材２０を各々設け
たものである。

なお、ここに蓄熱材２０としては未燃焼成分の
酸化反応を促進するものであれば粒状触媒・ハニ
カム触媒モノリス触媒等の触媒でも良いし、セラ
ミツクや金属繊維又は金属棒等の蓄熱作用のある
ものであれば何んでも良く、また、蓄熱材２０は
各気筒２，３の排気ポート８，９内に設ける等の
ように、各気筒２，３における燃焼室に近い箇所
に設けるのが好ましい。

ところで減速時や坂道を下つている時で、略ス
ロツトル弁が全閉の場合は、吸入しうる新気ガス
量が少ないため掃気が悪く燃焼室内には既燃焼ガ
スが多量に残つており失火を生じ、未燃焼ガスが
多量に含まれた状態のガスが排気系に排出され
る。そしてこのような状態の排気ガスに、前記の
ように、各気筒からの排気通路６，７の一方の排
気通路に二次空気を供給するとか、両排気通路
６，７の集合合部又はメイン排気通１０に二次空
気を供給する場合においては、前記未燃焼線分の
多い排気ガスと多量の二次空気が排気系内で積極
的に混合され、これが各排気通路６，７及びメイ
ン排気通路１０内で急激に爆発燃焼するいわゆる
アフターバーンとなるのである。

本発明は、内燃機関１の各気筒２，３からの各
排気通路６，７に、二次空気の供給箇所より上流
側の部位に、未燃焼成分の酸化反応用の蓄熱材２
０を各々設けたので、失火に伴つて各気筒からの
排気ガス中における未燃焼成分が多くなつても、
この未燃焼成分は二次空気と合流する以前の前記
蓄熱材２０の箇所において酸化反応して低減さ
れ、未燃焼成分が少なくなつた状態でこれに二次
空気が供給混合されるから、排気通路６，７及び
メイン排気通路１０における空燃比はアフターバ
ーンを発生しないリーン域まで下がるのであり、
また、通常の運転では各気筒からの排気ガスは、
先づ蓄熱材２０の箇所において未燃焼成分が酸化
反応され、次いでこれに二次空気が供給混合され
たのち更に排気ガス浄化装置２１にて酸化反応さ
れ、未燃焼成分の酸化浄化が２段にわたつて行な
われるのである。

また、吸気系に還流される排気ガスは、前記の
蓄熱材２０の下流で且つ二次空気の供給箇所より
上流側の部位から取出すもので、当該部位におけ
る排気ガスはこれより以前の蓄熱材にて未燃焼成
分が低減されていると共に、二次空気を含まない
から、不活性な排気ガスを吸気系に還流すること
ができるのである。

〔発明の作用・効果〕

以上の通り本発明は、多気筒内燃機関における
各気筒からの排気通路に、これら排気通路への二
次空気の供給部より上流側の部位に蓄熱材を設け
たことにより、二次空気が供給混合する前の排気
ガス中の未燃焼成分を該蓄熱材によつて低減でき
るから、内燃機関の減速時または自動車の下り坂
でのアフターバーンの発生を防止できると共に、
通常運転時において前記蓄熱材による未燃焼成分
の酸化反応と、二次空気による酸化反応との二段
にわたる浄化作用によつて、未燃焼成分の浄化率
を向上できるのであり、また、吸気系に還流する
排気ガスを、前記二次空気供給箇所より上流側
で、且つ前記蓄熱材の下流側の部位から取り出す
ようにしたことにより、吸気系に還流される排気
ガス中に含む未燃焼成分を前記蓄熱材にて低減で
きると共に、この還流排気ガスに二次空気が混入
することを回避できて、不活性度の高い排気ガス
を吸気系に還流できるから、吸気系に対する排気
ガスの還流によるNOxの低減の効果をより増大
できるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す図である。 １…機関、２，３…気筒、８，９…排気ポー
ト、４…吸気マニホールド、５…気化器、６，７
…排気通路、１０…メイン排気通路、１１…二次
空気供給孔、１３…二次空気供給通路、１４…還
流排気ガス取出孔、１８…排気ガス還流通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多気筒内燃機関における各気筒からの各排気
   通路のうち特定の排気通路又は前記各排気通路の
   集合合流部若しくはこれより下流に、二次空気供
   給通路を接続する一方、排気系と吸気系との間
   に、排気ガスの一部を吸気系に還流するようにし
   た排気ガス環流通路を設けて成る内燃機関におい
   て、前記各気筒からの各排気通路には、前記二次
   空気供給通路の接続部より上流側の部位に未燃焼
   成分の酸化反応用の蓄熱材を各々設ける一方、前
   記各気筒からの各排気通路のうち特定の排気通路
   には、前記蓄熱材より下流で且つ前記二次空気供
   給通路の接続部より上流側の部位に前記排気ガス
   還流通路を接続したことを特徴とする内燃機関の
   排気ガス中における有害成分の低減装置。