JPS6145055B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、内燃機関の排気ガス中に含まれる有
害成分、すなわち一酸化炭素（CO）、炭化水素
（HC）、および窒素酸化物（NOx）を総合的に低
減させる排気ガス浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification device that comprehensively reduces harmful components contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, namely carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx). be.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、排気ガス中のCO、HCを浄化する方法と
して排気系にリアクタを設けたものが知られてい
る。一般にリアクタ方式は、触媒コンバータ方式
に比べて、有害成分を充分反応させるには排気ガ
ス温度を相当高温に維持してリアクタへ送り込ま
なければならない。そのために、排気管やリアク
タを断熱構造にすることは勿論のこと、排気弁か
ら排出される排気ガスそのものの温度をできるだ
け高くする必要があり、この手段として吸入混合
気を濃厚にしたり、点火時期を遅らせたりしてい
る（特開昭50−58434号公報参照）。特に機関がア
イドリングや低負荷の場合は燃焼温度も低く、排
出ガス量も少ないのでリアフタで反応を持続する
だけの熱慣性がなくなる関係から、例えばアイド
リングの気化器セツトを相当濃厚にして反応を持
続させておくのが通例であり、このようにして低
負荷でも反応を持続させるようにしないと、中負
荷、高負荷へ移行するときの反応が悪くなりエミ
ツシヨンを悪化させることになる。 Conventionally, as a method for purifying CO and HC in exhaust gas, a method in which a reactor is provided in the exhaust system is known. In general, in the reactor system, compared to the catalytic converter system, exhaust gas must be maintained at a considerably high temperature before being sent to the reactor in order to sufficiently react harmful components. To achieve this, it is necessary not only to insulate the exhaust pipe and reactor, but also to raise the temperature of the exhaust gas itself discharged from the exhaust valve as high as possible.To achieve this, it is necessary to enrich the intake air-fuel mixture and adjust the ignition timing. (Refer to Japanese Unexamined Patent Publication No. 50-58434). Especially when the engine is idling or under low load, the combustion temperature is low and the amount of exhaust gas is low, so there is no thermal inertia sufficient to sustain the reaction at the rear lid. If the reaction is not sustained even at low loads in this way, the reaction will be poor when shifting to medium or high loads, which will worsen the emission.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

そのため従来のリアクタ方式では、アイドリン
グ時におけるCO排出濃度が高く、７〜８％程度
になることもあり、燃料の無駄な浪費が多いから
燃料消費が増大し不経済である。更には濃厚セツ
トのため、万一、一部気筒でも燃焼が不調になつ
たり失火（不燃焼）をおこすと、未燃成分が排出
ガス濃度を更に高めてリアクタ内で過激な反応を
おこすことになり、大規模な過熱構造を施した
り、警報装置を設けたりしなければならないか
ら、コスト高になることを免れなかつた。また点
火時期を遅らせることも、燃料消費の増大や出力
の低下につながるなどの欠点もある。このように
従来のリアクタ方式では排気浄化に重点をおくあ
まり、経済性や機関出力の面ではある程度犠性に
なつていたといつても過言ではない。 Therefore, in the conventional reactor system, the CO emission concentration during idling is high, sometimes as high as 7 to 8%, and there is a lot of unnecessary waste of fuel, which increases fuel consumption and is uneconomical. Furthermore, due to the rich set, if combustion becomes poor or a misfire (non-combustion) occurs in some cylinders, the unburned components will further increase the exhaust gas concentration and cause a radical reaction within the reactor. As a result, it is necessary to construct a large-scale heating structure and install an alarm device, which inevitably increases costs. Delaying the ignition timing also has drawbacks, such as increasing fuel consumption and reducing output. It is no exaggeration to say that the conventional reactor system places too much emphasis on exhaust gas purification, resulting in some sacrifices in terms of economy and engine output.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

本発明は、上述の事情に鑑み、従来のリアクタ
方式の欠点を改良することによつて排気有害成分
を充分に低減し、かつ燃料消費ならびに出力低下
が少なく、しかも安全性の高い内燃機関の排気ガ
ス浄化装置を提供しようとするものである。 なお、排気ガス浄化装置に関しては、EGRお
よび空燃比を機関温度に応じて制御するものが、
特開昭49−100418号公報にみられる。 In view of the above-mentioned circumstances, the present invention has been devised to improve the shortcomings of the conventional reactor system, thereby sufficiently reducing exhaust harmful components, reducing fuel consumption and output reduction, and providing highly safe internal combustion engine exhaust gas. The purpose is to provide a gas purification device. Regarding exhaust gas purification devices, those that control EGR and air-fuel ratio according to engine temperature are
Seen in Japanese Unexamined Patent Publication No. 100418/1983.

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。 図において１はエンジン本体で、排気弁２以降
の排気ポート３には排気ポートライナ４などによ
る断熱手段が施されている。また、それに続く排
気管５，５も断熱構造で構成され、その下流側に
同じく断熱構造を施した反応室６が設けられてお
り、反応室６はマフラを介して大気側へと連通さ
れている。上記排気ポート３あるいは排気管５に
は２次空気導入装置７が設けられる。これは排気
ポート３、排気管５内の圧力変動でエアフイルタ
１０、逆止弁９、空気導入管８を経て２次空気を
導入し、排気ポート３、排気弁５内で排気ガスと
混合することによつて再燃焼させ、更に反応室６
で有害成分を分解するための反応に供する。 また１１は気化器、１２はその吸入通路１４の
上流側に連設されるエアクリーナ、１３は吸入通
路１４内に図示しないアクセルペダルに連動する
ように設けられたスロツトル弁、１５はフロート
室、１６はメインジエツト、１７は燃料通路で、
該通路１７から分岐してスロー系１８が、スロー
エアブリード１８′を伴つて構成され、メイン通
路は燃料通路１７から、図示しないメインエアブ
リレードを伴つてベンチユリ１９部に連通されて
いる。また気化器１１には、混合気濃度を制御す
るための補助燃料供給装置２０が設けられる。こ
の装置２０は、ピストン２１がピストン室２２の
圧力状態によつて、負圧が所定以上になつたとき
には上方へ引かれることで、バルブ２３が上方へ
移動して通路１７を閉じることにより補助燃料の
供給を停止し、負圧が所定以下になつたときは下
方へ移動してバルブ２３を開くことにより補助燃
料を燃料通路１７へ追加供給するようになつてい
る。 このピストン室２２は、通路２４、電磁開閉弁
２５、通路２６を経てスロツト弁１３のアイドリ
ング開度位置の上流（大気側）で、所定開度以上
ではその下流側に位置する負圧口２７に連通され
ている。なお電磁開閉弁２５は、エンジン負荷、
エンジン温度および車速（またはエンジン回転
数）によつて切換え作動し、温度が所定値以下、
または車速が所定値以上のときに通路２４と２６
が連通して、スロツトル弁１３が開くと負圧をピ
ストン室２２に供給してピストン２１を引上げて
バルブ２３を閉じる。但しこの状態のときスロツ
ト弁１３の開度が所定値以下のときは、ピストン
室２２はスロツト弁１３の上流の負圧口２７から
大気圧がかかりバルブ２３が開くが、メイン系は
作動しないので補助燃料は供給されない。そして
温度が所定値以上でかつ車速が所定値以下のとき
には、通路２４と２６とを遮断すると共に通路２
６を、オリフイス２８を設けた通路２９を介して
大気口３０に連通して、ピストン室２２を大気圧
にし、ピストン２１の下降でバルブ２３が開かれ
るようになつている。 つぎに点火時期制御装置の構成について説明す
ると、３１はデイストリビユータで、真空進角装
置３２を有し、これは進角側作動負圧室３３と遅
角側作動負圧室３４によつて構成される。 上記進角側作動負圧室３３は、負圧遅角弁３５
を介して通路３６により前記通路２４に連通さ
れ、また電磁開閉弁２５を介して通路２６にも連
通されている。一方、遅角側作動負圧室３４は、
通路３７によつて通路２９に連通され、また電磁
開閉弁２５を介して通路２６も連通されている。 そして温度が所定値以下、または高速が所定値
以上のとき電磁開閉弁２５に通電して通路３６を
通路２６に連通し、スロツトル弁１３の所定開度
以上でその開度に応じた負圧が進角側作動負圧室
３３に供給されると同時に通路３７が通路２９に
連通し、大気圧が遅角側作動負圧室３４に供給さ
れる。これによつて点火時期は運転状態に応じた
適正な進角作用が行なわれる。 また温度が所定値以上で、かつ車速が所定値以
下のときには電磁開閉弁２５が非通電となり、通
路３６は通路２４にのみ連通してピストン室２２
から自然リークして通路３７は通路２９と連通状
態を維持するが通路２６にも連通する。これによ
つてスロツトル弁１３の開度に応じて負圧がオリ
フイス２８によつてモジユレートされ、遅角側作
動負圧室３４に供給されて適度な遅角作用が行な
われる。 このように点火時期制御は、１つの負圧口２７
によつて電磁開閉弁２５を介して進角、遅角作用
を行なうようにしている点に特徴を有している。
なお負圧遅延弁３５は、遅角状態から進角状態に
移行するときの緩衝作用のために設けられたもの
である。 つぎにEGR装置の構成について説明すると、
排気ポート３または排気管５から排気ガスの一部
を管４１、EGRバルブ４２を介して管４３から
吸入系（吸入管９０等）に還流するようにしてい
る。このEGRバルブ４２は、バルブ作動負圧室
４４が通路４５によつてスロツトル弁１３のアイ
ドリング位置の直上流で、所定開度以上では下流
に位置する負圧口４６に連通されている。また通
路４５は、通路４７によつて電磁開閉弁４８を介
して通路４９によつて通路２９のオリフス２８の
左側に連通されている。このように構成すること
によつて、エンジン負荷（スロツトル開度）に応
じて、アイドリングと全開を除いてはEGR作用
を行なうのであるが、温度が所定値以下、または
車速が所定値以上のときには、電磁開閉弁４８の
通電により負圧口４６の負圧はオリフイス２８を
介して通路２９から大気口３０へリークして、モ
ジユレートされた負圧となつてEGRバルブ４２
のバルブ作動負圧室４４に供給されるので、
EGRバルブ４２の開きは制限され、還流排気ガ
ス量も運転状態に応じて少量となる。 また、温度が所定値以上で、かつ車速が所定値
以下のときには、電磁開閉弁４８が非通電とな
り、通路４７は電磁開閉弁４８で遮断されるの
で、スロツトル弁１３の開度に応じた負圧がその
ままEGRバルブ４２のバルブ作動負圧室４４に
供給され、バルブは大きく開き還流排気ガス量も
大量となる。 以上の補助燃料供給装置、点火時期制御装置、
EGR装置の作動制御を行なう電磁開閉弁２５と
４８は、エンジン冷却水温度を感知して開閉する
水温スイツチ５０および車速スイツチ５１によつ
て切換動作が行なわれる。 すなわち、水温が所定値以下のときは水温スイ
ツチ５０が開いており、リレーコイル５２は非通
電で、リレースイツチ５３が閉じているので電源
５４から電磁開閉弁２５および４８を介して電気
回路が閉じて通電する。また、車速が所定値以上
の場合は、車速スイツチ５１が閉じるので水温に
かかわりなく電磁開閉弁２５および４８は通電す
るよう構成される。なお水温スイツチ５０は、他
の部分のエンジンに依存する温度を感知するスイ
ツチにしてもよい。 以上述べた構成以外に、特定の運転状態におい
て作動する補助装置として、吸気温度自動制御装
置６０、アイドルコンペンセータ７０およびアル
チアフタバーン装置８０を設けることもできる。
吸気温度自動制御装置６０は、吸気温度を温度セ
ンサ部６１で感知して、所定温度以下のとき、吸
入管９０の負圧をバキユームモータ６２に供給し
空気制御弁６３を開き、排気管５周囲の暖気をエ
アストーブ６４から暖気吸入口６５を経て吸入す
る装置で、空気制御弁６３の開度によつて吸気温
度を略一定にして排気有害成分の浄化機能を維持
させる。 アイドルコンペンセータ７０は、気化器１１の
スロー１８に連通して補助エアブリード７１を設
け、これをエアクリーナ１２に設けた空気口７２
と連通させる空気口７２部に、高温時に開くバイ
メタル弁７３を設けて構成し、高温時に補助空気
をスロー系１８に供給することにより過濃になる
のを防止し、アイドル回転の安定化、有害成分排
出を防止するものである。 さらにアンチアフタバーン装置８０は、吸入管
９０の負圧が所定値より大きくなると所定時間大
気を吸入管１４〜９０に供給する装置であり、急
激速時などに排気有害成分が悪化するのを防止す
る。 以上の構成によつて、 (1) エンジン水温が所定値以下のときは、水温ス
イツチ５０が開いておりリレースイツチ５３が
閉じているので、電磁開閉弁２５，４８は共に
通電される。これにより通路２６は、通路２
４，３６と連通すると共に通路２９とは遮断さ
れると同時に、通路２９と３７が連通してい
る。 よつて、アイドリング時は、通路２６に負圧
は発生しないので、点火時期は進角側、遅角側
の両作動負圧室３３，３４が共に同一圧力なの
で、アイドリングに適したMBTに近い点火時
期セツトで運転されている。 また、補助燃料供給装置２０のピストン室２
２も大気圧になつているが、メイン系が非作動
のため補助燃料は供給されないので、予めセツ
トした理論空燃比より希薄な混合気で運転され
る。 このときは通路４５にも負圧は発生しないの
で、EGRも作動せず、運転性や暖機特性を損
うことがない。なお冬期や寒冷地においてチヨ
ークを操作して起動し暖機する場合、チヨーク
弁に連動してスロツトル弁１３も少し開くの
で、通路２６には吸入負圧が発生し、点火時期
が更に進角側で作動するので起動性がより良く
なる。 つぎに水温が所定値以下の状態で走行する場
合は、点火時期は進角側で作動するので、暖機
未完でも運転性は損われず、補助燃料も追加さ
れないので過濃化も防げる。更にスロツトル開
度に応じて通路４５にも負圧が発生してEGR
バルブ４２のバルブ作動負圧室４４に供給され
るが、通路４７から電磁開閉弁４８を介して通
路４９、オリフイス２８、通路２９、大気口３
０と、大気ヘリークするので、EGRバルブ４
２の作動は制御されて還流排気ガス量は少量で
あり、運転性悪化は、前記点火時期の進角作用
との相互作用によつて防がれ、希薄化、点火進
角、少量EGRによつて、CO、HC、NOxの排
出が低減される。 この状態（電磁開閉弁２５，４８が連通して
いる状態）は、第２図のＡゾーンである。 (2) エンジン水温が所定値以上、車速が所定値以
下のときは、水温スイツチ５０が閉じリレース
イツチ５３を開くので、電磁開閉弁２５，４８
は共に非通電状態となる。これにより通路２６
は、オリフイス２８を介して通路２９、大気口
３０に連通すると共に通路３７にも連通する同
時に、通路２４および３６とは遮断される。 よつて、アイドリング時は、通路２６に負圧
は発生しないので、点火時期は進角側、遅角側
の両作動負圧室３３，３４が共に同一なので、
アイドリングに適しMBTに近い点火時期セツ
トで運転されている。 また、補助燃料供給装置２０のピストン室２
２も大気圧になつているが、メイン系が非作動
のため補助燃料は供給されないので、予めセツ
トした理論空燃比より希薄な混合気で運転され
る。 このときは通路４５にも負圧は発生せず
EGRバルブ４２は作動しない。このようにし
て通常温度でのアイドリング運転は、従来の排
気ガス対策、特にリアクタ方式のもののように
過濃ではなく、かつての排気対策が施されてい
なかつた従前のエンジンのように、希薄で、し
かも点火時期も同様MBT付近まで進角して運
転されるので、COも少なく燃費も良好であ
る。しかも排気系は、ポートライナ４、保温排
気管５で構成されているのでガスの保温がよ
く、排気脈動で逆止弁９から大気を導入して適
度に反応しながら反応室６へ流入して行くので
ガス温度も維持されて、反応室６での燃慣性が
維持でき、走行へ移行するときの反応も直ちに
行なわれるようになる。 つぎに、所定車速以下での走行においては、
スロツトル弁１３の開きに応じて通路２６，４
５に負圧が発生する。通路２６の負圧は、電磁
開閉弁２５から通路３７を経てデイストリビユ
ータ３１の遅角側作動負圧室３４へ供給される
が、オリフイス２８を介して大気口３７へも連
通するので制御された負圧となり、適度な遅角
作用が行なわれる。 このとき通路３６は、電磁開閉弁２５によつ
て通路２６との連通を断たれ、通路２４からピ
ストン室２２にリークするので、進角側作動負
圧室３３には負圧は作用しない。したがつて補
助燃料供給装置２０のピストン室２２も大気圧
となり、メイン系の燃料に補助燃料がバルブ２
３から追加され、理論空燃比付近の濃度の混合
気となり、エンジンへ供給される。また、通路
４５の負圧は、電磁開閉弁４８が通路４７を閉
塞しているので、そのままEGRバルブ４２の
バルブ作動負圧室４４に供給され。バルブ開度
が大きく還流排気ガス量が多くなる。 このような状態（電磁開閉弁２５，４８が非
通電の状態）は、第２図のＢゾーンであり、暖
機完了で、しかも所定車速以下の最も多く車が
使われる運転状態において、負荷に応じた適度
な点火時期によつて燃焼温度を抑え燃焼時間を
長くして排出ガス温度を高めにし、燃料をやや
濃いめにして排気系で２次空気と共に反応させ
つつ、更に反応室６内で充分有害成分、特に
CO、HC、を処理できるようになる。また、
EGRを負荷に応じて多めに行なうことにより
燃焼温度を抑制してNOxの発生を抑えている
ので、排出されるガス中のNOxを低減するこ
とができる。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to the drawings. In the figure, 1 is an engine body, and an exhaust port 3 after an exhaust valve 2 is provided with heat insulation means such as an exhaust port liner 4. Further, the exhaust pipes 5, 5 following the exhaust pipes 5, 5 are also constructed with a heat insulating structure, and a reaction chamber 6, which is also provided with a heat insulating structure, is provided on the downstream side thereof, and the reaction chamber 6 is communicated with the atmosphere through a muffler. There is. A secondary air introduction device 7 is provided in the exhaust port 3 or the exhaust pipe 5. This is because secondary air is introduced through the air filter 10, check valve 9, and air introduction pipe 8 due to pressure fluctuations within the exhaust port 3 and exhaust pipe 5, and is mixed with exhaust gas within the exhaust port 3 and exhaust valve 5. Re-combustion is performed in the reaction chamber 6.
is subjected to a reaction to decompose harmful components. Further, 11 is a carburetor, 12 is an air cleaner connected to the upstream side of the suction passage 14, 13 is a throttle valve provided in the suction passage 14 so as to be linked to an accelerator pedal (not shown), 15 is a float chamber, 16 is the main jet, 17 is the fuel passage,
A slow system 18 is branched from the passage 17 and includes a slow air bleed 18', and the main passage communicates from the fuel passage 17 to a bench lily 19 with a main air bleed (not shown). Further, the carburetor 11 is provided with an auxiliary fuel supply device 20 for controlling the mixture concentration. In this device 20, the piston 21 is pulled upward when the negative pressure exceeds a predetermined level due to the pressure state of the piston chamber 22, and the valve 23 moves upward to close the passage 17, thereby providing auxiliary fuel. When the negative pressure becomes lower than a predetermined value, the auxiliary fuel is additionally supplied to the fuel passage 17 by moving downward and opening the valve 23. This piston chamber 22 is connected to a negative pressure port 27 located upstream (atmospheric side) of the idling opening position of the slot valve 13 via a passage 24, an electromagnetic on-off valve 25, and a passage 26, and at a predetermined opening or more, to a negative pressure port 27 located downstream of the idling opening position of the slot valve 13. It is communicated. In addition, the electromagnetic on-off valve 25 is operated by the engine load,
Switching is activated depending on the engine temperature and vehicle speed (or engine rotation speed), and when the temperature is below a predetermined value,
Or when the vehicle speed is above a predetermined value, the passages 24 and 26
When the throttle valve 13 is opened, negative pressure is supplied to the piston chamber 22, the piston 21 is pulled up, and the valve 23 is closed. However, in this state, if the opening degree of the slot valve 13 is below a predetermined value, atmospheric pressure will be applied to the piston chamber 22 from the negative pressure port 27 upstream of the slot valve 13 and the valve 23 will open, but the main system will not operate. No auxiliary fuel is provided. When the temperature is above a predetermined value and the vehicle speed is below a predetermined value, the passages 24 and 26 are cut off, and the passage 2
6 is communicated with an atmospheric port 30 through a passage 29 provided with an orifice 28, the piston chamber 22 is brought to atmospheric pressure, and the valve 23 is opened when the piston 21 descends. Next, the configuration of the ignition timing control device will be explained. Reference numeral 31 denotes a distributor, which has a vacuum advance device 32, which is controlled by an advance-side operating negative pressure chamber 33 and a retard-side operating negative pressure chamber 34. configured. The advance side operating negative pressure chamber 33 includes a negative pressure retard valve 35
It communicates with the passage 24 through a passage 36, and also with the passage 26 through an electromagnetic on-off valve 25. On the other hand, the retard side operation negative pressure chamber 34 is
The passage 37 communicates with the passage 29, and the passage 26 also communicates with the electromagnetic on-off valve 25. When the temperature is below a predetermined value or the high speed is above a predetermined value, the electromagnetic on-off valve 25 is energized to connect the passage 36 to the passage 26, and when the opening of the throttle valve 13 is above a predetermined opening, a negative pressure corresponding to the opening is generated. At the same time as the atmospheric pressure is supplied to the advance side working negative pressure chamber 33, the passage 37 communicates with the passage 29, and atmospheric pressure is supplied to the retarding side working negative pressure chamber 34. As a result, the ignition timing is appropriately advanced depending on the operating condition. Further, when the temperature is above a predetermined value and the vehicle speed is below a predetermined value, the electromagnetic on-off valve 25 is de-energized, the passage 36 communicates only with the passage 24, and the piston chamber 22
Through natural leakage, passage 37 maintains communication with passage 29 but also communicates with passage 26. As a result, the negative pressure is modulated by the orifice 28 in accordance with the opening degree of the throttle valve 13, and is supplied to the retard side operation negative pressure chamber 34, thereby performing an appropriate retard action. In this way, ignition timing control is performed using one negative pressure port 27.
It is characterized in that the advance and retard actions are performed via the electromagnetic on-off valve 25.
It should be noted that the negative pressure delay valve 35 is provided for a buffering effect when transitioning from a retarded angle state to an advanced angle state. Next, we will explain the configuration of the EGR device.
Part of the exhaust gas from the exhaust port 3 or the exhaust pipe 5 is returned to the suction system (suction pipe 90, etc.) from the pipe 43 via the pipe 41 and the EGR valve 42. In this EGR valve 42, a valve operating negative pressure chamber 44 is communicated via a passage 45 with a negative pressure port 46 located immediately upstream of the idling position of the throttle valve 13 and downstream at a predetermined opening degree or more. Further, the passage 45 is connected to the left side of the orifice 28 of the passage 29 by a passage 49 via an electromagnetic on-off valve 48 through a passage 47 . With this configuration, EGR is performed depending on the engine load (throttle opening degree) except when idling and at full throttle, but when the temperature is below a predetermined value or the vehicle speed is above a predetermined value. When the electromagnetic on-off valve 48 is energized, the negative pressure in the negative pressure port 46 leaks from the passage 29 to the atmospheric port 30 via the orifice 28, becomes a modulated negative pressure, and is applied to the EGR valve 42.
The valve operation is supplied to the negative pressure chamber 44, so that
The opening of the EGR valve 42 is restricted, and the amount of recirculated exhaust gas also becomes small depending on the operating state. Further, when the temperature is above a predetermined value and the vehicle speed is below a predetermined value, the electromagnetic on-off valve 48 is de-energized and the passage 47 is blocked by the electromagnetic on-off valve 48, so that the negative The pressure is directly supplied to the valve operation negative pressure chamber 44 of the EGR valve 42, and the valve opens wide and the amount of recirculated exhaust gas becomes large. The above auxiliary fuel supply device, ignition timing control device,
The electromagnetic on-off valves 25 and 48, which control the operation of the EGR system, are switched by a water temperature switch 50 and a vehicle speed switch 51, which open and close by sensing the engine coolant temperature. That is, when the water temperature is below a predetermined value, the water temperature switch 50 is open, the relay coil 52 is de-energized, and the relay switch 53 is closed, so the electric circuit is closed from the power source 54 via the electromagnetic on-off valves 25 and 48. Turn on the power. Further, when the vehicle speed is above a predetermined value, the vehicle speed switch 51 is closed, so that the electromagnetic on-off valves 25 and 48 are configured to be energized regardless of the water temperature. Note that the water temperature switch 50 may be a switch that senses the temperature of other parts of the engine. In addition to the configuration described above, an automatic intake air temperature control device 60, an idle compensator 70, and an afterburn device 80 may be provided as auxiliary devices that operate in specific operating conditions.
The automatic intake air temperature control device 60 detects the intake air temperature with a temperature sensor section 61, and when the intake air temperature is below a predetermined temperature, supplies the negative pressure of the intake pipe 90 to the vacuum motor 62, opens the air control valve 63, and controls the temperature around the exhaust pipe 5. This device sucks warm air from an air stove 64 through a warm air intake port 65, and maintains the purification function of harmful exhaust gas components by keeping the temperature of the intake air substantially constant depending on the opening degree of the air control valve 63. The idle compensator 70 is connected to the throw 18 of the carburetor 11 and provided with an auxiliary air bleed 71, which is connected to an air port 72 provided in the air cleaner 12.
A bimetallic valve 73 that opens when the temperature is high is provided in the air port 72 communicating with the air port 72, and by supplying auxiliary air to the slow system 18 at high temperatures, it prevents overconcentration, stabilizes idle rotation, and prevents harmful This prevents component discharge. Furthermore, the anti-afterburn device 80 is a device that supplies atmospheric air to the suction pipes 14 to 90 for a predetermined period of time when the negative pressure in the suction pipe 90 becomes greater than a predetermined value, and prevents the harmful components of the exhaust from worsening during sudden speeds. do. With the above configuration, (1) When the engine water temperature is below a predetermined value, the water temperature switch 50 is open and the relay switch 53 is closed, so both the electromagnetic on-off valves 25 and 48 are energized. As a result, the passage 26 becomes the passage 2
4 and 36 and are blocked from the passage 29, while at the same time the passages 29 and 37 are in communication. Therefore, during idling, since no negative pressure is generated in the passage 26, the ignition timing is set at the same pressure in the negative pressure chambers 33 and 34 on both the advance and retard sides, so the ignition timing is close to MBT suitable for idling. It is operated according to the timing set. In addition, the piston chamber 2 of the auxiliary fuel supply device 20
2 is also at atmospheric pressure, but since the main system is inactive, no auxiliary fuel is supplied, so it is operated with a mixture leaner than the preset stoichiometric air-fuel ratio. At this time, since no negative pressure is generated in the passage 45, EGR is also not activated, and drivability and warm-up characteristics are not impaired. In addition, when starting and warming up by operating the throttle valve in winter or in a cold region, the throttle valve 13 also opens slightly in conjunction with the throttle valve, so negative suction pressure is generated in the passage 26 and the ignition timing is further advanced. The start-up performance is improved because it operates with Next, when driving with the water temperature below a predetermined value, the ignition timing is advanced, so drivability is not impaired even if warm-up is not completed, and auxiliary fuel is not added, preventing overconcentration. Furthermore, negative pressure is generated in the passage 45 according to the throttle opening, causing EGR.
The valve is supplied to the valve operation negative pressure chamber 44 of the valve 42, and is supplied from the passage 47 via the electromagnetic on-off valve 48 to the passage 49, the orifice 28, the passage 29, and the atmospheric port 3.
0 and leaks to the atmosphere, so EGR valve 4
2 operation is controlled and the amount of recirculated exhaust gas is small, and deterioration of drivability is prevented by interaction with the ignition timing advance effect, and is prevented by dilution, ignition advance, and a small amount of EGR. As a result, CO, HC, and NOx emissions are reduced. This state (the state in which the electromagnetic on-off valves 25 and 48 are in communication) is zone A in FIG. 2. (2) When the engine water temperature is above a predetermined value and the vehicle speed is below a predetermined value, the water temperature switch 50 closes and the relay switch 53 opens.
Both are in a non-energized state. This allows passage 26
communicates with the passage 29 and the atmospheric port 30 via the orifice 28, and also with the passage 37, while being blocked from the passages 24 and 36. Therefore, during idling, no negative pressure is generated in the passage 26, so the ignition timing is the same in both the operating negative pressure chambers 33 and 34 on the advance side and the retard side.
It is operated with an ignition timing set close to MBT, which is suitable for idling. In addition, the piston chamber 2 of the auxiliary fuel supply device 20
2 is also at atmospheric pressure, but since the main system is inactive, no auxiliary fuel is supplied, so it is operated with a mixture leaner than the preset stoichiometric air-fuel ratio. At this time, no negative pressure is generated in the passage 45 either.
EGR valve 42 does not operate. In this way, idling at normal temperatures is not as rich as with conventional exhaust gas countermeasures, especially those with reactor systems, but as lean and lean as in previous engines without previous exhaust gas countermeasures. Moreover, the ignition timing is similarly advanced to around MBT, resulting in less CO and better fuel efficiency. Moreover, the exhaust system is composed of a port liner 4 and a heat-insulating exhaust pipe 5, so the gas is well kept warm, and atmospheric air is introduced from the check valve 9 with the exhaust pulsation and flows into the reaction chamber 6 while reacting appropriately. As the vehicle moves forward, the gas temperature is maintained, the fuel inertia in the reaction chamber 6 can be maintained, and the reaction can be carried out immediately when the vehicle starts traveling. Next, when driving below a specified vehicle speed,
Passages 26 and 4 depending on the opening of the throttle valve 13.
Negative pressure is generated at 5. Negative pressure in the passage 26 is supplied from the electromagnetic on-off valve 25 through the passage 37 to the retard-side operation negative pressure chamber 34 of the distributor 31, but it is also controlled because it communicates with the atmosphere port 37 via the orifice 28. This creates a negative pressure and provides an appropriate retardation effect. At this time, the passage 36 is disconnected from the passage 26 by the electromagnetic on-off valve 25 and leaks from the passage 24 to the piston chamber 22, so that no negative pressure acts on the advance side operation negative pressure chamber 33. Therefore, the piston chamber 22 of the auxiliary fuel supply device 20 also becomes atmospheric pressure, and the auxiliary fuel is added to the main system fuel at the valve 2.
3, the mixture becomes a mixture with a concentration near the stoichiometric air-fuel ratio, and is supplied to the engine. Further, since the electromagnetic on-off valve 48 closes the passage 47, the negative pressure in the passage 45 is supplied as is to the valve operation negative pressure chamber 44 of the EGR valve 42. The valve opening is large and the amount of recirculated exhaust gas increases. This state (the electromagnetic on-off valves 25 and 48 are de-energized) is Zone B in Figure 2, where the vehicle has warmed up and is below a predetermined speed, in the operating state in which the vehicle is used most of the time. By adjusting the appropriate ignition timing, the combustion temperature is suppressed, the combustion time is extended, and the exhaust gas temperature is raised, and the fuel is made slightly richer so that it reacts with the secondary air in the exhaust system. Harmful ingredients, especially
Becomes able to process CO and HC. Also,
By performing more EGR depending on the load, combustion temperature is suppressed and NOx generation is suppressed, so NOx in the exhaust gas can be reduced.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上述べたように、本発明によれば、排気系を
保温構造の通路と反応室で構成し、アイドリング
時には、理論空燃比より稀薄な混合気で、点火時
期も進角側へセツトすることでCO濃度を低減
し、しかもアイドル回転も充分下げることができ
るから、これらが相俟つて無駄な燃料浪費が少な
くなり燃費を大幅に向上することができる。更に
排気ガスを保温して反応室の温度を高温に維持
し、走行に移行してガス量が増加しても直ちに反
応が行なわれるようにしたので、所定のエミツシ
ヨン効果を維持しつつ燃費の節減をはかることが
できる。また万一、特定気筒が失火しても排気系
が過熱する程、過濃にならないようにしたから、
遮熱構造や警報など特別な配慮は不要となり安価
で簡単な構造にできる。更に、前述の補助装置を
追加すれば、寒暖、加減速、低高速などあらゆる
運転状態で排気有害成分を抑制することができ、
実用性高い排気ガス浄化装置を提供することがで
きる。 As described above, according to the present invention, the exhaust system is composed of a passage with a heat-retaining structure and a reaction chamber, and during idling, the air-fuel mixture is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition timing is also set to the advanced side. Since the CO concentration can be reduced and the idle speed can also be sufficiently lowered, these things work together to reduce wasteful fuel consumption and significantly improve fuel efficiency. Furthermore, the temperature of the reaction chamber is maintained at a high temperature by insulating the exhaust gas, so that even if the amount of gas increases during driving, the reaction can occur immediately, reducing fuel consumption while maintaining the desired emission effect. can be measured. Also, in the unlikely event that a particular cylinder misfires, the exhaust system will not become so rich that it will overheat.
There is no need for special consideration such as a heat shield structure or an alarm, resulting in a simple and inexpensive structure. Furthermore, by adding the aforementioned auxiliary equipment, harmful exhaust components can be suppressed under all driving conditions, including cold and warm, acceleration and deceleration, and low and high speeds.
A highly practical exhaust gas purification device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明による内燃機関の排気ガス浄化
装置の一実施例を示す構成図、第２図はエンジン
温度、車速と運転状態との関係を示す図である。 １……エンジン本体、２……排気弁、３……排
気ポート、４……ポートライナ、５……排気管、
６……反応室、７……２次空気導入装置、８……
空気導入路、９……逆止弁、１０……エアフイル
タ、１１……気化器、１２……エアクリーナ、１
３……スロツトル弁、１４……吸入通路、１５…
…フロート室、１６……メインジエツト、１７…
…燃料通路、１８……スロー系、１９……ベンチ
ユリ、２０……補助燃料供給装置、２１……ピス
トン、２２……ピストン室、２３……バルブ、２
４，２６，２９……通路、２５……電磁開閉弁、
２７……負圧口、２８……オリフイス、３０……
大気口、３１……デイストリビユータ、３２……
真空進角装置、３３……進角側作動負圧室、３４
……遅角側作動負圧室、３５……負圧遅延弁、３
６，３７……通路、４１，４３……管、４２……
EGRバルブ、４４……バルブ作動負圧室、４
５，４７，４９……通路、４６……負圧口、４９
……電磁開閉弁、５０……水温スイツチ、５１…
…車速スイツチ、５２……リレーコイル、５３…
…リレースイツチ、５４……電源。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the relationship between engine temperature, vehicle speed, and operating conditions. 1...Engine body, 2...Exhaust valve, 3...Exhaust port, 4...Port liner, 5...Exhaust pipe,
6... Reaction chamber, 7... Secondary air introduction device, 8...
Air introduction path, 9... Check valve, 10... Air filter, 11... Carburetor, 12... Air cleaner, 1
3...Throttle valve, 14...Suction passage, 15...
...Float chamber, 16...Main jet, 17...
... Fuel passage, 18 ... Slow system, 19 ... Bench lily, 20 ... Auxiliary fuel supply device, 21 ... Piston, 22 ... Piston chamber, 23 ... Valve, 2
4, 26, 29... passage, 25... electromagnetic shut-off valve,
27... Negative pressure port, 28... Orifice, 30...
Air vent, 31... Day distributor, 32...
Vacuum advance angle device, 33...Advance side operation negative pressure chamber, 34
... Retard side operation negative pressure chamber, 35 ... Negative pressure delay valve, 3
6, 37... passage, 41, 43... tube, 42...
EGR valve, 44...Valve operation negative pressure chamber, 4
5, 47, 49... passage, 46... negative pressure port, 49
...Solenoid on/off valve, 50...Water temperature switch, 51...
...Vehicle speed switch, 52...Relay coil, 53...
...Relay switch, 54...Power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の排気ガス中の有害成分を低減させ
る手段として、 Ａ アイドリング時および所定負荷以下の低負荷
時には理論空燃比より希薄な混合気を生成し、
所定エンジン温度、所定負荷以上では燃料を増
量して理論空燃比付近の混合気を生成するよう
にした燃料供給系と、 Ｂ 排気弁以降の排気通路の所定区間を保温構造
とし、その区間の所定位置に保管構造の反応室
を設けた排気系と、 Ｃ 排気系の脈動を利用して大気を排気系に導入
する２次空気供給装置と、 Ｄ 排気ガスの一部を排気系より取出して吸入系
に還流させる排気還流装置と、 Ｅ アイドリング時に最適点火時期付近にセツト
され、スロツトル弁がアイドル開度ではその直
上流で、所定開度以上に開くとその下流に位置
する混合気通路からの圧力によつて点火時期を
進角側、遅角側に制御する点火時期調整装置、 とを備え、主としてアイドリング時は最適点火時
期に近い点火時期セツトで、かつ理論空燃比より
希薄な混合気により一酸化炭素の発生を抑制し、
燃焼過程では点火時期調整と排気還流とで窒素酸
化物の発生を抑制しつつ排出ガス温度を高め、か
つ排気系への２次空気導入により排気系において
一酸化炭素、炭化水素の酸化処理をはかるように
したことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装
置。 ２ 燃料供給系は、エンジン温度が所定値以下の
ときは吸入管負圧を作用させて補助燃料の追加を
停止し、エンジン温度が所定値以上のときは所定
車速以下では吸入管負圧の作用を停止して補助燃
料を追加、所定車速以上では吸入管負圧に応じて
補助燃料を停止あるいは追加するようにした特許
請求の範囲第１項記載の内燃機関の排気ガス浄化
装置。 ３ 点火時期制御装置は、デイストリビユータに
進角側作動負圧室と遅角側作動負圧室をもつ圧力
応動装置を備え、それぞれの室へ１つの信号負圧
通路から開閉弁を介して連通し、該開閉弁によ
り、エンジン温度が所定値以下のときは進角側作
動負圧室に負圧を供給して進角させ、エンジン温
度が所定値以上のときは所定車速以下では遅角側
作動負圧室に制御負圧を供給して遅角作用をさ
せ、所定車速以上では進角側作動負圧室に負圧を
供給して進角させるようにした特許請求の範囲第
１項記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。[Claims] 1. As a means for reducing harmful components in the exhaust gas of an internal combustion engine, A. Generates a mixture leaner than the stoichiometric air-fuel ratio during idling and at low loads below a predetermined load;
B. A fuel supply system that increases the amount of fuel when the engine temperature and load exceed a predetermined load to produce an air-fuel mixture near the stoichiometric air-fuel ratio; C. A secondary air supply device that uses the pulsation of the exhaust system to introduce atmospheric air into the exhaust system; D. A portion of the exhaust gas is extracted from the exhaust system and inhaled. An exhaust gas recirculation device that recirculates the exhaust gas into the system, and E. When idling, the pressure is set near the optimum ignition timing, and when the throttle valve opens at idle, it is immediately upstream of it, and when it opens beyond a predetermined opening, the pressure from the mixture passage is located downstream. The engine is equipped with an ignition timing adjustment device that controls the ignition timing to advance or retard the ignition timing, and mainly when idling, the ignition timing is set close to the optimum ignition timing, and the air-fuel mixture is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Suppresses the generation of carbon oxide,
During the combustion process, ignition timing adjustment and exhaust gas recirculation suppress the generation of nitrogen oxides while raising exhaust gas temperature, and oxidize carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust system by introducing secondary air into the exhaust system. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, characterized in that: 2. The fuel supply system applies negative pressure to the suction pipe to stop adding auxiliary fuel when the engine temperature is below a predetermined value, and applies negative pressure to the suction pipe when the engine temperature is above a predetermined value and at a predetermined vehicle speed. 2. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the auxiliary fuel is stopped or added depending on the negative pressure in the intake pipe when the vehicle speed exceeds a predetermined speed. 3. The ignition timing control device is equipped with a pressure responsive device having an advance side operating negative pressure chamber and a retarded side operating negative pressure chamber in the distributor, and a signal is sent to each chamber from one negative pressure passage via an on-off valve. When the engine temperature is below a predetermined value, negative pressure is supplied to the advance side negative pressure chamber to advance the angle, and when the engine temperature is above a predetermined value, the valve is retarded when the vehicle speed is below a predetermined vehicle speed. Claim 1, wherein control negative pressure is supplied to the side operating negative pressure chamber to retard the angle, and at a predetermined vehicle speed or higher, negative pressure is supplied to the advance side operating negative pressure chamber to advance the angle. The exhaust gas purification device for the internal combustion engine described above.