JPH05256129A - 排気装置用マフラ - Google Patents
排気装置用マフラInfo
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- JPH05256129A JPH05256129A JP4222935A JP22293592A JPH05256129A JP H05256129 A JPH05256129 A JP H05256129A JP 4222935 A JP4222935 A JP 4222935A JP 22293592 A JP22293592 A JP 22293592A JP H05256129 A JPH05256129 A JP H05256129A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 小さい内燃エンジンの排気装置用マフラと、
触媒コンバータの組合せを提供することを目的とする。 【構成】 触媒コンバータ15は触媒コンバータを含む
ばかりでなく、音減衰も生じるよう作用するマフラ内に
形成された室の中に設けられる。マフラ/触媒コンバー
タの組合せは又排気ガス内に含まれた炭化水素、一酸化
炭素及び一酸化二窒素のような有害な非燃焼成分がマフ
ラに入る以前に更に燃焼されるよう触媒コンバータを含
むマフラ本体の内部に2次空気を導入する組立体を含
む。2次空気供給組立体17はマフラ本体の内部と大気
とを連通するマフラ本体に形成された開口と、この開口
に隣るマフラ本体に直接に取付けられたリード弁20と
を含む。リード弁は開口を閉じる常閉位置と、マフラ本
体の内部に大気空気が流れるのを可能にする開口を開す
る開位置間でマフラ間の排気ガス圧力脈動に応じて動作
可能である。
触媒コンバータの組合せを提供することを目的とする。 【構成】 触媒コンバータ15は触媒コンバータを含む
ばかりでなく、音減衰も生じるよう作用するマフラ内に
形成された室の中に設けられる。マフラ/触媒コンバー
タの組合せは又排気ガス内に含まれた炭化水素、一酸化
炭素及び一酸化二窒素のような有害な非燃焼成分がマフ
ラに入る以前に更に燃焼されるよう触媒コンバータを含
むマフラ本体の内部に2次空気を導入する組立体を含
む。2次空気供給組立体17はマフラ本体の内部と大気
とを連通するマフラ本体に形成された開口と、この開口
に隣るマフラ本体に直接に取付けられたリード弁20と
を含む。リード弁は開口を閉じる常閉位置と、マフラ本
体の内部に大気空気が流れるのを可能にする開口を開す
る開位置間でマフラ間の排気ガス圧力脈動に応じて動作
可能である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジン用排気装置
に係り、特に1又は2気筒を有するタイプの2又は4サ
イクルエンジン用マフラと触媒コンバータの組合せ及び
マフラ/触媒コンバータの組合せに直接取付けられたリ
ード弁を用いる2次空気供給装置に係る。
に係り、特に1又は2気筒を有するタイプの2又は4サ
イクルエンジン用マフラと触媒コンバータの組合せ及び
マフラ/触媒コンバータの組合せに直接取付けられたリ
ード弁を用いる2次空気供給装置に係る。
【0002】
【従来の技術】排気ガス中の有害な炭化水素、一酸化炭
素、一酸化二窒素成分を減らす為、マフラの上流のエン
ジンの排気装置に配置された酸化触媒を含む触媒コンバ
ータを用いることが知られている。排気ガス中の不燃焼
炭化水素、一酸化炭素、一酸化二窒素成分の酸化を促進
し、それによりかかる有害な炭化水素、一酸化炭素、一
酸化二窒素成分の大気への放出を減らす触媒コンバータ
の上流の排気装置へ2次空気を供給することは公知であ
る。
素、一酸化二窒素成分を減らす為、マフラの上流のエン
ジンの排気装置に配置された酸化触媒を含む触媒コンバ
ータを用いることが知られている。排気ガス中の不燃焼
炭化水素、一酸化炭素、一酸化二窒素成分の酸化を促進
し、それによりかかる有害な炭化水素、一酸化炭素、一
酸化二窒素成分の大気への放出を減らす触媒コンバータ
の上流の排気装置へ2次空気を供給することは公知であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】2次空気供給装置は一
般的に2つの異なる設計の1つからなる。第1のタイプ
は圧縮空気を空気射出マニホールドによりエンジンの排
気マニホールドに射出するよう従来の内燃エンジンに設
けられたベルト駆動ベーンポンプのような回転空気ポン
プである。或いは、2次空気を触媒コンバータの上流の
排気装置に射出する多気筒、例えば8気筒の自動車エン
ジンの排気マニホールドでの排気ガス脈動を利用するこ
とが提案された。排気マニホールドで発生した排気圧脈
動の作用により動作されるリードタイプチェック弁を用
いることで特に、排気装置の触媒コンバータの上流に導
入さるべき2次空気として大気空気を利用することは知
られている。空気ポンプはある可変の量の2次空気を排
気装置に供給することができる利点を有し、一方、ポン
ピング動作を発生するよう排気ガス脈動を用いる装置は
2次空気の供給が比較的に容易で、安価な構成により得
られる利点を有する。
般的に2つの異なる設計の1つからなる。第1のタイプ
は圧縮空気を空気射出マニホールドによりエンジンの排
気マニホールドに射出するよう従来の内燃エンジンに設
けられたベルト駆動ベーンポンプのような回転空気ポン
プである。或いは、2次空気を触媒コンバータの上流の
排気装置に射出する多気筒、例えば8気筒の自動車エン
ジンの排気マニホールドでの排気ガス脈動を利用するこ
とが提案された。排気マニホールドで発生した排気圧脈
動の作用により動作されるリードタイプチェック弁を用
いることで特に、排気装置の触媒コンバータの上流に導
入さるべき2次空気として大気空気を利用することは知
られている。空気ポンプはある可変の量の2次空気を排
気装置に供給することができる利点を有し、一方、ポン
ピング動作を発生するよう排気ガス脈動を用いる装置は
2次空気の供給が比較的に容易で、安価な構成により得
られる利点を有する。
【0004】
【課題を解決するための手段】1又は2気筒を有するタ
イプの2又は4サイクル内燃エンジン用マフラはそれ自
体マフラと結合された触媒コンバータを有する。触媒コ
ンバータは排気ガスの経路でのマフラ本体内に設けられ
る。望ましくは触媒コンバータは室が触媒コンバータを
含むようのみならず、音減衰も又生じるよう機能するよ
う多孔壁で形成された室内に設けられる。
イプの2又は4サイクル内燃エンジン用マフラはそれ自
体マフラと結合された触媒コンバータを有する。触媒コ
ンバータは排気ガスの経路でのマフラ本体内に設けられ
る。望ましくは触媒コンバータは室が触媒コンバータを
含むようのみならず、音減衰も又生じるよう機能するよ
う多孔壁で形成された室内に設けられる。
【0005】本発明の他の面では、マフラは排気ガスに
含まれた炭化水素、一酸化炭素及び一酸化二窒素のよう
な有害な非燃焼成分がマフラに入る前に更に燃焼するよ
う触媒コンバータを含むマフラ本体の内部に2次空気を
導入する組立体を含む。2次空気供給組立体は望ましく
はマフラ本体の内部と大気間を連通するマフラ本体に形
成された開口と、この開口に隣るマフラ本体に直接に取
付けられたリード弁とを含む。リード弁は開口を密封す
る常閉位置と、大気空気がマフラ本体の内部に流れるの
を許容する開口を開放する開位置との間でマフラ本体内
の排気ガス圧縮脈動に応じて動作可能である。
含まれた炭化水素、一酸化炭素及び一酸化二窒素のよう
な有害な非燃焼成分がマフラに入る前に更に燃焼するよ
う触媒コンバータを含むマフラ本体の内部に2次空気を
導入する組立体を含む。2次空気供給組立体は望ましく
はマフラ本体の内部と大気間を連通するマフラ本体に形
成された開口と、この開口に隣るマフラ本体に直接に取
付けられたリード弁とを含む。リード弁は開口を密封す
る常閉位置と、大気空気がマフラ本体の内部に流れるの
を許容する開口を開放する開位置との間でマフラ本体内
の排気ガス圧縮脈動に応じて動作可能である。
【0006】従って本発明は内燃エンジン用の単純で、
経済的なマフラ/触媒コンバータ組合せを提供する。2
次空気供給装置はマフラに直接に取付けられ、従って何
らの容積又は何らの重量をエンジンに加えない。又、空
気供給装置は自己作動的であり、即ちポンピング動作を
生じるようマフラの排気ガス脈動により作動可能であ
り、従って、従来技術ベルト駆動空気ポンプの如くエン
ジンパワーを減少させない。従って、この装置は何らの
外部機械的又は電気的エネルギー源を必要としない。
経済的なマフラ/触媒コンバータ組合せを提供する。2
次空気供給装置はマフラに直接に取付けられ、従って何
らの容積又は何らの重量をエンジンに加えない。又、空
気供給装置は自己作動的であり、即ちポンピング動作を
生じるようマフラの排気ガス脈動により作動可能であ
り、従って、従来技術ベルト駆動空気ポンプの如くエン
ジンパワーを減少させない。従って、この装置は何らの
外部機械的又は電気的エネルギー源を必要としない。
【0007】
【実施例】図面は本発明を実施する現在考えられる最良
の態様を示す。図面を参照するに、図1は本発明による
マフラ2を組込んだ数字1で概括的に示された内燃エン
ジンを示す。図示の如く、エンジン1は芝刈り機、ロー
タチラー、発電機、ポンプ等のような芝及び庭用機器と
接続して典型的に用いられてよい比較的に低馬力ポン
プ、即ち20馬力より少ない電力の1又は2気筒を有す
るものである。エンジン1はピストン及びシリンダ装置
(図示せず)により従来的に駆動されるクランクシャフ
ト3を含み、その速度は数字4で概括的に示されたスロ
ットル機構により制御される。スロットル機構はエンジ
ンの速度及び装置の動作を制御するよう運転者により用
いられるベール及びハンドル組立体(図示せず)に典型
的に導びく制御ケーブル5を含む。図示の如く、ガード
6は動作中運転者が熱金属マフラ本体に接触するのを防
ぐのを助けるマフラ2を囲む。
の態様を示す。図面を参照するに、図1は本発明による
マフラ2を組込んだ数字1で概括的に示された内燃エン
ジンを示す。図示の如く、エンジン1は芝刈り機、ロー
タチラー、発電機、ポンプ等のような芝及び庭用機器と
接続して典型的に用いられてよい比較的に低馬力ポン
プ、即ち20馬力より少ない電力の1又は2気筒を有す
るものである。エンジン1はピストン及びシリンダ装置
(図示せず)により従来的に駆動されるクランクシャフ
ト3を含み、その速度は数字4で概括的に示されたスロ
ットル機構により制御される。スロットル機構はエンジ
ンの速度及び装置の動作を制御するよう運転者により用
いられるベール及びハンドル組立体(図示せず)に典型
的に導びく制御ケーブル5を含む。図示の如く、ガード
6は動作中運転者が熱金属マフラ本体に接触するのを防
ぐのを助けるマフラ2を囲む。
【0008】図2及び図3を参照するに、マフラ組立体
2がより詳細に示されている。マフラ組立体2はエンジ
ン1のシリンダヘッド(図示せず)から一体フランジ8
により一端で排気出口に接続された排気管7を含む。管
7の他端は周クリンチ又はクリンプ12により共に固定
されたカップ状本体10はとカバー11を含む2ピース
中空筐体からなるマフラ9に接続される。ブラケット1
3はマフラ9をエンジンブロックに取付けるよう用いら
れる。マフラ9は音減衰目的の為に2つの別な室29及
び30を形成する直列の多孔金属壁14a,14b及び
14cと、壁14cに対向する固体壁14dを含む。図
3に最も良く示す如く、本体10の内部に突出するカラ
ー29は管7をマフラ9に案内し、取付けるのに用いら
れる。
2がより詳細に示されている。マフラ組立体2はエンジ
ン1のシリンダヘッド(図示せず)から一体フランジ8
により一端で排気出口に接続された排気管7を含む。管
7の他端は周クリンチ又はクリンプ12により共に固定
されたカップ状本体10はとカバー11を含む2ピース
中空筐体からなるマフラ9に接続される。ブラケット1
3はマフラ9をエンジンブロックに取付けるよう用いら
れる。マフラ9は音減衰目的の為に2つの別な室29及
び30を形成する直列の多孔金属壁14a,14b及び
14cと、壁14cに対向する固体壁14dを含む。図
3に最も良く示す如く、本体10の内部に突出するカラ
ー29は管7をマフラ9に案内し、取付けるのに用いら
れる。
【0009】図2及び図3に最も良く示す如く、触媒コ
ンバータ15はマフラ9の内部への管7の入口の下流で
あるがマフラ9の出口16からの上流でマフラ9内の室
29内に取付けられる。コンバータ15は温度絶縁及び
振動分離手段として作用するパッキング材31により囲
まれる。マフラ9の内部に入る全ての排気ガスは先ず壁
14aを通って下方に炭化水素、一酸化炭素及び一酸化
二窒素のような成分を酸化する為、コンバータ15を含
む第1の室29に流れる。これを達成する為、触媒コン
バータ15ははちの巣状セラミック構造の形である。構
造はエンジン変位及び所望の排気軽減に対して適切な寸
法とされ、図2に示す如く、図1に示す5馬力エンジン
1に対して略3インチ×1インチ×1インチの寸法とさ
れる。セラミック構成は公知の組成の酸化及び還元触媒
で被覆される。望ましくは白金、パラジウム、ロジウム
の組合せが用いられる。しかし、公知の酸化及び還元触
媒材のいかなる組合せが用いられてもよい。コンバータ
15を通った後、排気ガスは壁14bを通って第1の室
29を出て、次に壁14cを通って第2室30に入り、
最後に出口16を通ってマフラ9を出る。
ンバータ15はマフラ9の内部への管7の入口の下流で
あるがマフラ9の出口16からの上流でマフラ9内の室
29内に取付けられる。コンバータ15は温度絶縁及び
振動分離手段として作用するパッキング材31により囲
まれる。マフラ9の内部に入る全ての排気ガスは先ず壁
14aを通って下方に炭化水素、一酸化炭素及び一酸化
二窒素のような成分を酸化する為、コンバータ15を含
む第1の室29に流れる。これを達成する為、触媒コン
バータ15ははちの巣状セラミック構造の形である。構
造はエンジン変位及び所望の排気軽減に対して適切な寸
法とされ、図2に示す如く、図1に示す5馬力エンジン
1に対して略3インチ×1インチ×1インチの寸法とさ
れる。セラミック構成は公知の組成の酸化及び還元触媒
で被覆される。望ましくは白金、パラジウム、ロジウム
の組合せが用いられる。しかし、公知の酸化及び還元触
媒材のいかなる組合せが用いられてもよい。コンバータ
15を通った後、排気ガスは壁14bを通って第1の室
29を出て、次に壁14cを通って第2室30に入り、
最後に出口16を通ってマフラ9を出る。
【0010】周知の如く、触媒コンバータでの炭化水
素、一酸化炭素及び一酸化二窒素のような不燃焼排気ガ
ス成分を更に酸化する為、触媒コンバータへの追加的空
気が供給されなければならない。これを達成する為、図
4,図5は数字17で一般的に示されるリード弁組立体
を示す。リード弁組立体17はマフラ9の内部が大気と
連通するようマフラ9の本体10を通って形成された一
対の供給開口18及び19を含む。図4に最も良く示す
如く、開口18及び19は実質的に楕円形の形であり、
平行に互いに隣接して配置される。しかし、他の特定の
装置は2つの開口に対向するよう単一開口のように用い
られてよく、これらの開口に対する特定の位置及び大き
さは図4に示すものから変更されてよい。リード弁組立
体17は又空気開口18及び19と夫々協働する一対の
舌部材21及び22を有するリード弁20を含む。リー
ド弁20は薄い弾性金属等からなり、一対のリベット2
3により一端で本体10の内面に固定される。薄い金属
板の形の止め24は又リベット23を介して本体10に
取付けられ、図5に示す如く、本体10の内壁からわず
かに離間した角度を成す。止め24は以下に記載の如く
リード弁20の過度の曲げを防ぐよう機能する。
素、一酸化炭素及び一酸化二窒素のような不燃焼排気ガ
ス成分を更に酸化する為、触媒コンバータへの追加的空
気が供給されなければならない。これを達成する為、図
4,図5は数字17で一般的に示されるリード弁組立体
を示す。リード弁組立体17はマフラ9の内部が大気と
連通するようマフラ9の本体10を通って形成された一
対の供給開口18及び19を含む。図4に最も良く示す
如く、開口18及び19は実質的に楕円形の形であり、
平行に互いに隣接して配置される。しかし、他の特定の
装置は2つの開口に対向するよう単一開口のように用い
られてよく、これらの開口に対する特定の位置及び大き
さは図4に示すものから変更されてよい。リード弁組立
体17は又空気開口18及び19と夫々協働する一対の
舌部材21及び22を有するリード弁20を含む。リー
ド弁20は薄い弾性金属等からなり、一対のリベット2
3により一端で本体10の内面に固定される。薄い金属
板の形の止め24は又リベット23を介して本体10に
取付けられ、図5に示す如く、本体10の内壁からわず
かに離間した角度を成す。止め24は以下に記載の如く
リード弁20の過度の曲げを防ぐよう機能する。
【0011】図6はエンジン1のクランクシャフト角度
により決定される時間に関するマフラ圧力のグラフを示
す。図6の破線25は大気圧、即ち1平方インチ当たり
14.7ポンドを表わす。ピーク26はエンジン1の排
気弁(図示せず)の開口を表わす。最後に、27で示す
ようなピークはこれらのピークが大気圧線25以下であ
るのでマフラ9における負の圧力を表わす。その結果、
図6の線25以下に示す領域はそれらがマフラ9におい
て負の圧力を表わすようリード弁20を開放し、一方図
6の線25以上の領域はこれらが大気以上の圧力を表わ
すのでリード弁20を閉じさせることになる。従って閉
じられる時、リード弁20はマフラ9からの排出漏れを
防ぐ。
により決定される時間に関するマフラ圧力のグラフを示
す。図6の破線25は大気圧、即ち1平方インチ当たり
14.7ポンドを表わす。ピーク26はエンジン1の排
気弁(図示せず)の開口を表わす。最後に、27で示す
ようなピークはこれらのピークが大気圧線25以下であ
るのでマフラ9における負の圧力を表わす。その結果、
図6の線25以下に示す領域はそれらがマフラ9におい
て負の圧力を表わすようリード弁20を開放し、一方図
6の線25以上の領域はこれらが大気以上の圧力を表わ
すのでリード弁20を閉じさせることになる。従って閉
じられる時、リード弁20はマフラ9からの排出漏れを
防ぐ。
【0012】動作中、リード弁20はマフラ9内の圧力
が大気以下、即ち図6の線25以下である時、それらの
時間中空気開口18及び19を閉止しないよう曲げられ
るか開弁される。これらの時間中、大気からの2次空気
は空気開口18及び19を通ってマフラ9の内部に流
れ、出口16からの排気以前に一酸化炭素、酸化窒素及
び種々の他の炭化水素のような排気ガス成分の酸化を助
ける。他方で、リード弁20は閉じられ、従ってマフラ
9内の圧力が図6の線25以上になる度にマフラ9から
の排気漏れを防ぐよう開口18及び19を閉じる。従っ
て、リード弁20はエンジン1のクランクシャフトの完
全な1回転中種々の時間に2次空気がマフラ9に入るよ
う一定の状態の動作にある。従って2次空気を触媒コン
バータ15に供給する単純で、経済的組合せのマフラ/
触媒コンバータ構造及び手段が設けられる。
が大気以下、即ち図6の線25以下である時、それらの
時間中空気開口18及び19を閉止しないよう曲げられ
るか開弁される。これらの時間中、大気からの2次空気
は空気開口18及び19を通ってマフラ9の内部に流
れ、出口16からの排気以前に一酸化炭素、酸化窒素及
び種々の他の炭化水素のような排気ガス成分の酸化を助
ける。他方で、リード弁20は閉じられ、従ってマフラ
9内の圧力が図6の線25以上になる度にマフラ9から
の排気漏れを防ぐよう開口18及び19を閉じる。従っ
て、リード弁20はエンジン1のクランクシャフトの完
全な1回転中種々の時間に2次空気がマフラ9に入るよ
う一定の状態の動作にある。従って2次空気を触媒コン
バータ15に供給する単純で、経済的組合せのマフラ/
触媒コンバータ構造及び手段が設けられる。
【図1】本発明の原理により構成されたマフラ組立体を
組込んだ内燃エンジンの側面図である。
組込んだ内燃エンジンの側面図である。
【図2】マフラ組立体の平面図である。
【図3】図2の3−3線の面に沿って切截した断面図で
ある。
ある。
【図4】マフラ本体の内部を示す平面図である。
【図5】図4のマフラ本体の側面図である。
【図6】エンジンのクランクシャフトの角度により示す
時間に関するマフラ圧力のグラフである。
時間に関するマフラ圧力のグラフである。
1 エンジン 2,9 マフラ 3 クランクシャフト 4 スロットル機構 5 制御ケーブル 6 ガード 7 排気管 8 一体的フランジ 10 カップ形本体 11 カバー 12 クリンプ 13 ブラケット 14 壁 15 触媒コンバータ 16 出口 17 リード弁組立体 18,19 開口 20 リード弁 21,22 舌部材 23 リベット 24 止め 25 大気圧力 26,27 ピーク 28 カラー 29,30 室 31 パッキング材
Claims (10)
- 【請求項1】 エンジンの排気装置に接続された排気ガ
ス入口と、排気ガス出口とを有する中空マフラ本体と;
成分が該出口から排出される以前に不燃焼排気ガス成分
を酸化及び還元する該マフラ本体内に配置された触媒を
含む触媒コンバータと;該マフラ本体に設けられ、大気
空気が該マフラ本体の内部に流れるのを許容する常閉位
置又は開位置間で該マフラ本体内で排気ガス圧力に応じ
て動作する2次空気供給手段とからなる、内燃エンジン
の排気装置用マフラ。 - 【請求項2】 該2次空気供給手段は該マフラ本体に形
成された開口を含み、弁手段は該開口を開閉するよう動
作可能な請求項1記載のマフラ。 - 【請求項3】 該弁手段はリード弁からなる請求項2記
載のマフラ。 - 【請求項4】 エンジンの排気装置に接続された排気ガ
ス入口と、排気ガス出口と、該マフラ本体の内部と大気
間に連通するそこに形成された2次空気供給開口を有す
る中空マフラ本体と;該成分が該出口から排出する以前
に不燃焼排気ガス成分を酸化及び還元する該マフラ本体
内に配置された触媒を含む触媒コンバータと;該2次空
気供給開口の隣りの該マフラ本体に設けられ、該開口を
密閉する常閉位置と、大気空気が該マフラ本体の内部に
流れるのを許容するよう該開口を開放する開位置との間
で該マフラ本体内の排気ガス圧力に応じて動作可能であ
るリード弁とからなる内燃エンジンの排気装置用マフ
ラ。 - 【請求項5】 該リード弁は該マフラ本体の内面に設け
られる請求項4記載のマフラ。 - 【請求項6】 2つの2次空気供給開口と、該開口の両
方を同時に密閉及び開放する該リード弁とがある請求項
4記載のマフラ。 - 【請求項7】 該2次空気供給開口は互いに接近して位
置し、該リード弁は舌部材の一つが該開口の一つに協働
し、該舌部材の他方が該開口の他方に協働する一対の舌
部材を含む請求項6記載のマフラ。 - 【請求項8】 エンジンの排気装置に接続された排気ガ
ス入口と、排気ガス出口とを有する中空マフラ本体と;
該成分が該出口から排出する以前に非燃焼排気ガス成分
を酸化及び還元する該マフラ本体内に配置された触媒を
含む触媒コンバータとからなる内燃エンジンの排気装置
用マフラ。 - 【請求項9】 該マフラ本体は該マフラ本体内に形成さ
れた音減衰室を含み、該触媒コンバータは該室内に含ま
れる請求項8記載のマフラ。 - 【請求項10】 該室は該マフラ本体内に設けられた複
数の多孔板により形成される請求項9記載のマフラ。
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