JPS6233943Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の排気浄化装置に関するも
のであり、とくに酸素センサへの排出ガスあたり
を良好にした排気浄化装置に関するものである。

現今の排気浄化装置においては、排気通路途中
における熱損失によつて触媒コンバータの暖機性
が低下することを避けるために、排気マニホルド
の直下に触媒コンバータを配設した触媒コンバー
タ付排気マニホルドが用いられる傾向にある。こ
の触媒コンバータ付排気マニホルドにおいては、
通常、左右からの集合ポートの合流部に通路面積
の拡大された拡張室が設けられ、各集合ポートか
ら流れてくる排出ガスを、拡張室で良く混合させ
るとともに、触媒との十分な接触面積が得られる
ように通路面積を拡大して拡張室直下の触媒コン
バータに流すように配慮されている。排出ガスの
酸素濃度を検知する酸素センサは、拡張室内に設
けられ、各ポートからの排出ガスの酸素濃度を検
知するようになつている。

拡張室はほぼ半球状をしており、酸素センサの
拡張室内における位置は、半球状の球形中心近傍
にある。左右の集合ポートは機器の配設上の関係
から半球状の拡張室の上部にほぼ水平に接続して
いるので、左右のポートから拡張室に流入する排
気ガスの主流を酸素センサにあてるように流路を
設計することは難しい。とくに、排気マニホルド
の中央部にライザ部が位置し、一方の集合ポート
の拡張室への開口部にヒートコントロールバルブ
が配設され、そのために拡張室がライザ部から偏
つた位置にある排気浄化装置では、流れが左右非
対称になるので、排出ガスの流れを酸素センサに
均一にあてることは、益々難しくなる。

しかし、酸素センサによる排出ガスの酸素濃度
検出を良好にし排気浄化性能を向上させるために
は、左右の集合ポートから拡張室に流入してくる
排出ガスの主流を酸素センサにあて、各ポートか
らの排出ガスの酸素濃度を片寄りなく検出させる
とともに応答性を高めることが重要である。

本考案は、とくに排気マニホルドにヒートコン
トロールバルブが配設かれ拡張室がライザ部に対
し偏らせて設けられた排気浄化装置において、左
右ポートからの排出ガスの主流を確実に酸素セン
サにあてて酸素センサへの排出ガスあたりを改良
し、酸素センサによる排出ガスの酸素濃度検出性
能を高めてより精度の高いかつ応答性の良好な排
気浄化制御を可能とすることを目的とする。

この目的を達成するために、本考案の排気浄化
装置においては、排気マニホルド内に配設された
ヒートコントロールバルブの全開時の角度を、ラ
イザ部上面に対して拡張室内の酸素センサ側に傾
斜するように設定するとともに、ライザ部のヒー
トコントロールバルブ取付側と反対側の上部内面
に、下方に向かつて延びるリブを設けたものから
構成される。このような構造の排気浄化装置にお
いては、拡張室に流入する排出ガスのうち、ヒー
トコントロールバルブが設けられている側の集合
ポートから拡張室に流入する排出ガスは、機関暖
機後のヒートコントロールバルブ全開時に、ヒー
トコントロールバルブ弁体に沿つて拡張室内に案
内された流れの主流が酸素センサの方向に向けら
れ、酸素センサへのガスあたりが良好となる。一
方、ヒートコントロールバルブが設けられていな
い側の集合ポートから拡張室に流入する排出ガス
は、前記ヒートコントロールバルブの全開角度が
斜めに設定されることにより、拡張室に流入する
際に弁体裏側すなわち吸気マニホルドのライザ部
下面側に廻り込もうとするのを阻止され、しかも
リブが下方に向けて突出されているので、排出ガ
スはリブに沿つて下方に向けられ、排出ガスの主
流は酸素センサ側に向けられ、酸素センサへのガ
スあたりが良好となる。すなわち、左右ポートか
らの排出ガスは、共に酸素センサ方向に向けら
れ、酸素センサによる排出ガス検知性能が高めら
れる。

以下に本考案の排気浄化装置の望ましい実施例
を図面を参照しながら説明する。

第１図ないし第３図は本考案の一実施例に係る
排気浄化装置を４気筒エンジンの場合について示
している。第１図において、１は排気マニホル
ド、２は吸気マニホルドであり、両者はそのライ
ザ部を上下に合せて配設されている。排気マニホ
ルド１の左右に延びる集合ポートは、通路断面積
の拡大されたほぼ半球状の拡張室３にて互いに集
合しており、その直下に触媒コンバータ４が接続
されている。

排気マニホルド１は、第２図に示すように、
＃１ないし＃４気筒に接続する＃１ないし＃４排
気ポート５，６，７，８を有しており、＃１およ
び＃２排気ポート５，６からなる双管部９が一方
の集合ポート１０に、＃３および＃４排気ポート
７，８からなる双管部１１が他方の集合ポート１
２に接続している。集合ポート１０，１２は双管
部９，１１からの接続部の直後の部分１０ａ，１
２ａで拡張室３側に湾曲し、それに続く部分１０
ｂ，１２ｂで拡張室３に向かつて直線状に延びて
いる。

左右の集合ポート１０，１２が開口する拡張室
３は、排気マニホルド１の左右方向の中心部より
＃１，＃２排気ポート５，６側に片寄らせて配設
されている。集合ポート１０，１２の直線部１０
ｂ，１２ｂの通路中心線は、平面的には拡張室３
内で交叉しており、この交叉部位に酸素センサ１
４の検知部１４ａが位置するように検知部１４ａ
を拡張室３内に突入させて酸素センサ１４が拡張
室３の壁１３に取付けられている。

排気マニホルド１の左右方向の中央部には、上
方に向かつて開口するすなわち上部に取付けられ
る吸気マニホルド２の下面に向けて開口する開口
部１５を有するライザ部１６が設けられている。
ライザ部１６、開口部１５、拡張室３および酸素
センサ１４の検知部１４ａの縦断面方向の位置関
係は、第３図に示すようになつており、ライザ部
１６の斜め下方に拡張室３が位置している。ま
た、酸素センサ１４の検知部１４ａはほぼ半球状
の拡張室３の球形の中心近傍にあり、左右の集合
ポート１０，１２の直線部１０ｂ，１２ｂの延長
線より下方にある。

集合ポート１２の拡張室３への開口部には、ヒ
ートコンロールバルブ１７が設けられており、ヒ
ートコントロールバルブ１７の弁体１８の回転中
心１７ａは、集合ポート１０，１２上面の延長線
上かまたはそれとほぼ同じ高さで、かつ拡張室３
の一端の上方に設けられている。ヒートコントロ
ールバルブ１７の弁体１８は、暖機前は集合ポー
ト１２から拡張室３への排出ガスの通路を閉じる
位置Ａにあり、このときには排出ガス弁体１８の
上側を迂回して吸気マニホルド２のライザ部底面
を暖めながら拡張室３に流れ込む。暖機後は、弁
体１８は開かれ、全開時にはＢの位置まで開かれ
る。弁体１８の全開角度は、ライザ部上面１６ａ
と平行な平面Ｃに対して支点１７ａより下端側の
弁体先端１８ａが酸素センサ１４に近づく方向に
傾斜する角度に設定されている。この傾斜角は、
本実施例ではライザ部上面１６ａに対して５度な
いし15度に設定されているが、後述のリブとの関
係によつては、この範囲に限る必要はない。

ライザ部１６のヒートコントロールバルブ１７
取付側と反対側の上部内面には、集合ポート１０
の拡張室３への開口部に、下方に向かつて延びる
リブ１９が設けられている。リブ１９は、ヒート
コントロールバルブ１７が全開時の弁体先端１８
ａの直近で、ただし弁体先端１８ａと干渉しない
位置で上下方向に延びている。リブ１９の下方に
向けての長さは、ライザ部上面１６ａからリブ１
９の下方までの距離h₂がライザ部上面１６ａから
ヒートコントロールバルブ全開時の弁体先端１８
ａまでの距離h₁に等しいか若干大きくなるよう
に、設定されている。

上記のように構成された本考案の排気浄化装置
においては、排出ガスは左右の排気ポート５，
６，７，８から集合ポート１０，１２を通り、拡
張室３で混合して触媒コンバータ４へと流入す
る。

一方の集合ポート１２から送られてくる排出ガ
スは、暖機後のヒートコントロールバルブ１７全
開時には、拡張室３に流入するときにヒートコン
トロールバルブ１７の弁体１８の下面に沿つて弁
体１８に案内される。弁体１８は、全開時酸素セ
ンサ１４側に傾斜しているので、弁体１８に案内
される排出ガスの主流の方向は、酸素センサ１４
方向に向けられる。すなわち、弁体１８の傾斜に
よつて排出ガスの酸素センサ１４への直接的なあ
たりが強められる。

他方の集合ポート１０内を送られてくる排出ガ
スは、集合ポート１０上部に沿う流れがヒートコ
ントロールバルプ１０の全開角度が斜めに設定さ
れているため、第３図の矢印Ｄの如く弁体１８の
上面側で吸気マニホルド２の下面側へ廻り込もう
とするが、実際はリブ１９が設けられているの
で、廻り込もうとする排出ガスの流れがリブ１９
により堰止められて廻り込みが防止され、円滑に
リブ１９壁面に沿つて下方に流される。リブ１９
の下方には、酸素センサ１４の検知部１４ａが設
けられているので、リブ１９によつて下方に案内
された排出ガスは、流れの方向Ｅが酸素センサ１
４方向に向けられる。集合ポート１０から送られ
てきた排出ガスのうち上部の流れがリブ１９によ
つて下方に向けられることにより、上部以外の部
分の流れも下方に向けられ、排出ガスの主流が下
向きとなる。すなわちリブ１９は、前記の吸気マ
ニホルド２下面側への廻り込みを防止するととも
に、集合ポート１０から排出ガスの主流を酸素セ
ンサ１４の方向に向ける案内機能を果し、排出ガ
スの酸素センサ１４への直接的なあたりを強め
る。

集合ポート１０からの排出ガスの主流がリブ１
９によつて、集合ポート１２からの排出ガスの主
流がヒートコントロールバルブ１７の弁体１８の
傾斜によつて、それぞれ酸素センサ１４に直接的
にあてられるので、各排気ポート５，６，７，８
からの排気ガスは酸素センサ１４に強くあてら
れ、酸素センサ１４の排出ガス酸素濃度検知性能
が向上する。

以上説明したように、本考案の排気浄化装置に
よるときは、ヒートコントロールバルブ全開時の
弁体角度をライザ部上面に対して傾斜させるとと
もに排気マニホルドライザ部内面上部に下方に向
けて延びるリブを設け、排出ガスの吸気マニホル
ド下面側への廻り込みを防止しながら左右ポート
からの排出ガスの主流を酸素センサ方向に向ける
ようにしたので、排出ガスの酸素センサへのあた
りを強めることができ、これによつて酸素センサ
による排出ガス検知の精度と応答性を良好にで
き、適正な排気浄化制御を行なうことができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る排気浄化装置
の斜視図、第２図は第１図の排気浄化装置のうち
排気マニホルド部分の一部を断面にして示した平
面図、第３図は第２図の排気マニホルドの−
線に沿う縦断面図、である。 １……排気マニホルド、２……吸気マニホル
ド、３……拡張室、４……触媒コンバータ、５，
６，７，８……排気ポート、１０，１２……集合
ポート、１４……酸素センサ、１５……ライザ部
の開口部、１６……ライザ部、１７……ヒートコ
ントロールバルブ、１８……弁体、１９……リ
ブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気マニホルドの中央部にライザ部を設けると
   ともに中央部から一方に偏らせて拡張室を設け、
   該拡張室に左右から排気マニホルド集合ポートを
   開口させ、管長の長い集合ポートの拡張室への開
   口部にヒートコントロールバルブを配設し、前記
   拡張室内に酸素センサを突入させた排気浄化装置
   において、前記ヒートコントロールバルブをライ
   ザ部上面に対して酸素センサ側に傾斜するように
   全開角度を設定するとともに、前記ライザ部のヒ
   ートコントロールバルブ取付側と反対側の上部内
   面に下方に向かつて延びるリブを設けたことを特
   徴とする排気浄化装置。