JPS6233060Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関等の排気浄化装置に関する
ものである。

従来、吸気マニホルドのライザ部に排気マニホ
ルドの一部を接触させ、この排気マニホルド内の
上記ライザ部近傍にヒートコントロールバルブを
回転自在に配設すると共に、排気マニホルドの拡
張室内に酸素センサの検出部を突設してなる排気
浄化装置が存在している。そして、内燃機関の、
特に、冷間始動時においては、排気マニホルドの
ライザ部に十分に霧化できなかつた液状燃料が溜
るため、バイメタル等の検温素子に連動して回転
するヒートコントロールバルブによつて排ガスを
ライザ部方向に案内し、排ガス温度によつて前記
液状燃料を気化して、内燃機関の各気筒に対する
混合気分配量を均一化しているのである。このよ
うに、内燃機関の冷間始動時に発生する液状燃料
を気化しなければならない理由は、液状燃料がそ
の慣性力によつて吸気マニホルド中の曲率の小さ
い方のポート方向へ流れようとするからであり、
例えば、４気筒内燃機関においては１気筒目と４
気筒目とに液状燃料が流入する結果、これらの気
筒に失火やプラグのかぶり等を生じ、ひいては排
ガス浄化機能が阻害されることとなるからであ
る。ちなみに、燃料が気化して混合気となつた状
態においては、各気筒内に生ずる負圧により、混
合気はほゞ均一に分配される。

一方、排ガス中の酸素濃度を測定して混合気の
空燃比制御を行い、これによつて排気浄化を図る
ために、排気マニホルドの拡張室内には酸素セン
サがその検出部を突出させて配されている。酸素
センサが十分な起電力を発生するには一定温度以
上にその検出部が加熱される必要があるが、この
ための時間（以下、活性化時間という。）を短縮
するためには酸素センサの検出部を伸長させて検
出部の排気マニホルド内への突出量を増大させる
と共に、検出部を高温度の排ガスと十分に接触さ
せるために排気マニホルドの拡張室中央に配する
ことが望ましい。排気マニホルド中に前述のヒー
トコントロールバルブを設けた場合には、酸素セ
ンサの検出部はヒートコントロールバルブの下流
側等の拡張室中央付近に配する。

しかし、このように酸素センサの検出部をヒー
トコントロールバルブ下流側に配した場合には、
冷間始動時等にヒートコントロールバルブが
“閉”の状態となつたときに、排ガス流はヒート
コントロールバルブによつてライザ部方向に案内
されるから、排ガスが検出部に直接当たることが
妨げられると同時に、排ガスはライザ部加熱後に
検出部に当たることになる。ライザ部加熱後の排
ガスは熱容量が低下しているから酸素センサの活
性化時間はいきおい増大し、ひいては内燃機関の
冷間始動時における排気浄化性能が低下すること
になる。

本考案の目的は、ヒートコントロールバルブ下
流側に酸素センサの検出部を配した場合にも酸素
センサの活性化時間の短縮を図ることができ、ひ
いては排ガス浄化機能の向上を図ることができる
排気浄化装置を提供することにある。

本考案の排気浄化装置の構成上、特徴となると
ころは、吸気マニホルドのライザ部を効果的に加
熱するために排気マニホルド中にヒートコントロ
ールバルブを配し、更に、このヒートコントロー
ルバルブの下流側に酸素センサの検出部を突設し
た排気浄化装置において、酸素センサの検出部を
ヒートコントロールバルブの回転域内に配すると
共に、この検出部を排気マニホルドの中心部付近
まで挿入させ、ヒートコントロールバルブには検
出部との干渉を避けるための切欠き部を形成した
ことにある。すなわち、酸素センサの検出部をヒ
ートコントロールバルブの回転域内に入れること
により、この検出部を排気マニホルドの中心付近
まで挿入することが可能となり、検出部に対する
排ガスの当りが良好となるのである。また、ヒー
トコントロールバルブが“閉”の状態にあるとき
には、酸素センサの検出部にはヒートコントロー
ルバルブの切欠き部からのジエツト流が直接当た
ることになる。したがつて、酸素センサの活性化
時間の短縮が可能となり、ひいては排ガス浄化性
能が向上することとなるのである。

以下、本考案の実施例を図に基づいて説明す
る。

第１図ないし第４図は本考案の第一実施例を示
し、４気筒内燃機関に本考案を適用した場合を示
している。排気マニホルド１は吸気マニホルド２
と加熱用のライザ部３で接触しており、排気マニ
ホルド１は１気筒目用の排気ポート１ａ、２気筒
目用の排気ポート１ｂ、３気筒目用の排気ポート
１ｃ、４気筒目用の排気ポート１ｄを有する。１
ｅ，１ｆはセパレータである。一方、吸気マニホ
ルド２は吸気ポート２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有
し、これらの吸気ポート２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
は排気ポート１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと同様にシ
リンダヘツド（図示せず。）に連結される。

排気マニホルド１のライザ部３の近傍には、バ
イメタル（図示せず。）等の検温素子によつて作
動するヒートコントロールバルブ４が軸４ａを中
心にＡ−A′方向へ回転自在に配設され、ヒート
コントロールバルブ４の下流側には酸素センサ５
が設けられている。酸素センサ５の検出部５ａは
ヒートコントロールバルブ４の回転域Ｂ内に位置
し、また、検出部５ａは排気マニホルド１の中心
部近傍まで挿入されている。そして、検出部５ａ
は排気マニホルド１の拡張室１ｇの中心位置から
は偏心した位置に設けられている。一方、ヒート
コントロールバルブ４の側縁４ｂの中途部には酸
素センサ５の検出部５ａとの干渉を避けるために
切欠き部４ｃが形成され、切欠き部４ｃの存在に
よりヒートコントロールバルブ４はＡ−A′方向
に回転可能であると共に、ヒートコントロールバ
ルブ４が“閉”の状態（第４図中、実線位置の状
態をいう。）にあるときには、酸素センサ５の検
出部５ａは切欠き部４ｃを介して排気マニホルド
１のポート１ｈに露出していることになる。

拡張室１ｇの直下には触媒コンバータ６が連結
され、触媒コンバータ６にはフロントパイプ７が
連結されている。ここで、触媒コンバータ６が第
１図ないし第３図に示すように一定角度傾斜して
いる理由は、拡張室１ｇから排出されたガス流の
中心軸を触媒コンバータ６の中心軸と一致させる
ことにより、触媒コンバータ６の一部の触媒の劣
化を防止し、また、触媒コンバータ６の有効利用
を図るためである。

以下、作用を説明する。

内燃機関の冷間始動時等において、ヒートコン
トロールバルブ４が“閉”の状態にあるときに
は、ポート１ｈから拡張室１ｇ内に流入しようと
していた排気ガスはヒートコントロールバルブ４
に案内されてライザ部３方向へ流れ、ライザ部３
を加熱した後、拡張室１ｇ内に流入する。ここ
で、ヒートコントロールバルブ４には切欠き部４
ｃが形成されているから、ポート１ｈから流出し
た排ガスはこの切欠き部４ｃを通つて直接、酸素
センサ５の検出部５ａに当たり、検出部５ａを加
熱した後、拡張室１ｇ内に流入することとなる。
切欠き部４ｃを通つて拡張室１ｇ内へ流入する排
ガスはジエツト流を形成するから、単位時間に運
ばれる熱エネルギは増大する。また、切欠き部４
ｃを通つて検出部５ａに当たる排ガスは、ライザ
部３を加熱した後の排ガスではないから大きな熱
容量を有し、検出部５ａを短時間で加熱すること
ができる。

次に、機関暖機後にはヒートコントロールバル
ブ４は“開”の状態（第４図中、想像線の状態を
いう。）に回転変位する。このとき、酸素センサ
５の検出部５ａは排気マニホルド１の中心位置付
近まで挿入されているから、ポート１ｈから流出
する排ガスと十分に接触し、検出部５ａは短時間
で加熱されることとなる。

第５図は、本考案の第二実施例を示し、本実施
例の特徴とするところは酸素センサ８を排気マニ
ホルド１の下方に配設し、ヒートコントロールバ
ルブ９の切欠き部９ａをヒートコントロールバル
ブ９の側縁９ｂの下端部に形成したことにある。
このように構成することによつて、ポート１ｈか
ら切欠き部９ａを介して流出する排ガス量が少な
くなるから、ライザ部３の加熱効果がより増大す
ると共に、酸素センサ８を下方に配することによ
りその検出部８ａは、各排気ポートの下側にかた
よつて流れる排気ガスがあたり易くなる。なお、
同図中、９ｂは回転軸、６は触媒コンバータ、７
はフロントパイプを示している。その他の構成は
前記第一実施例と同様である。

以上、説明したように、本考案の排気浄化装置
によれば、酸素センサの検出部をヒートコントロ
ールバルブの回転域内に配することにより、検出
部を拡張室の中心付近まで突出させることが可能
となるから、ヒートコントロールバルブが“開”
の状態においては、酸素センサの検出部は排ガス
と十分に接触することが可能となり、酸素センサ
の空燃比制御性は良好となる。

また、ヒートコントロールバルブが“閉”の状
態においては、ヒートコントロールバルブに形成
した切欠き部により、酸素センサの検出部はライ
ザ部の加熱に使用されなかつた大きな熱容量の排
ガスと直接接触するから、冷間始動時の酸素セン
サの活性化時間も極く短時間にすることが可能と
なる。しかも、ヒートコントロールバルブが
“閉”の状態においては、切欠き部の開口面積が
小さいためヒートコントロールバルブよりも上流
側の排ガス圧はヒートコントロールバルブが
“開”の状態にあるときよりも上昇する。したが
つて、切欠き部を流下する排ガスはジエツト流を
生じ、単位時間に運ばれる熱エネルギが増大する
から活性化時間はより短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例の概略構成を示す
平面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第２
図の右側面図、第４図イは第３図のヒートコント
ロールバルブ部分の拡大図、第４図ロはイの左側
面図、第５図は本考案の第二実施例の概略側面図
である。 １……排気マニホルド、２……吸気マニホル
ド、３……ライザ部、４，９……ヒートコントロ
ールバルブ、４ａ，９ｂ……軸、４ｃ，９ａ……
切欠き部、５，８……酸素センサ、５ａ，８ａ…
…検出部、６……触媒コンバータ、７……フロン
トパイプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 吸気マニホルドのライザ部に排気マニホルド
   の一部を接触させ、前記排気マニホルド内の前
   記ライザ部近傍にヒートコントロールバルブを
   配設すると共に、前記排気マニホルドの拡張室
   内に酸素センサの検出部を突設してなる排気浄
   化装置において、前記酸素センサの検出部を前
   記ヒートコントロールバルブの下流側で、か
   つ、前記ヒートコントロールバルブの回転域内
   に配し、前記検出部を前記排気マニホルドの中
   心部付近まで挿入させると共に、前記ヒートコ
   ントロールバルブに前記検出部との干渉を避け
   るための切欠き部を形成したことを特徴とする
   排気浄化装置。 (2) 前記ヒートコントロールバルブの前記検出部
   側の側縁中途部に前記切欠き部を形成してなる
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の排気浄化
   装置。 (3) 前記ヒートコントロールバルブの前記検出部
   側の側縁下端部に前記切欠き部を形成してなる
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の排気浄化
   装置。