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JP3194197B2 - 2サイクルエンジンの排気装置 - Google Patents

2サイクルエンジンの排気装置

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Publication number
JP3194197B2
JP3194197B2 JP18012091A JP18012091A JP3194197B2 JP 3194197 B2 JP3194197 B2 JP 3194197B2 JP 18012091 A JP18012091 A JP 18012091A JP 18012091 A JP18012091 A JP 18012091A JP 3194197 B2 JP3194197 B2 JP 3194197B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
exhaust pipe
catalyst
pipe passage
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP18012091A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH051527A (ja
Inventor
義治 井坂
洋未 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP18012091A priority Critical patent/JP3194197B2/ja
Publication of JPH051527A publication Critical patent/JPH051527A/ja
Application granted granted Critical
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、2サイクルエン
ジンの排気装置に係り、詳しくは低負荷、低速回転域で
の運転を改善する2サイクルエンジンの排気装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】特に、2サイクルエンジンは、低負荷、
低速回転域から高負荷、高速転域までの広範囲の運転領
域で、運転安定性が要求される。このような2サイクル
エンジンでは中高負荷、中高速回転域にエンジンチュー
ニングされると、低負荷、低速回転域では排気系にかか
る排気圧力の正圧、負圧が中高負荷、中高速回転域での
排気系にかかる排気圧力の正圧、負圧と逆になり、圧力
排気ガスの吹き抜けが生じたり、押し戻しが生じる等の
原因で運転が不安定になり、特に排気管の脈動による排
気圧力波の非同調低回転域で圧力が低下する現象が生じ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、例えばエン
ジンの排気通路にエンジン回転数に応じて排気時期を変
化させる排気制御バルブを備え、中高負荷、中高速回転
域で排気制御バルブを開いて排気時期を進めて排気ガス
の排出を早め、一方低負荷、低速回転域では排気制御バ
ルブを閉じて排気時期を遅らせるものがある。
【0004】ところで、アイドル近傍の低負荷、低速回
転域でも排気制御バルブを開いて排気時期を進めると、
燃焼室の排気ガスを早く出すことができ、燃焼室での燃
料の入換えがスムーズになり、しかも爆発でのピストン
の下りのとき排気ガスを早く排出することでポンピング
ロスが少なくなり好ましい。
【0005】しかし、低負荷、低速回転域で、排気制御
バルブを開いて排気時期を進めると、エンジンチューニ
ングの関係上、前記したような排気ガスの吹き抜けが生
じたり、押し戻しが生じる等の原因で運転が不安定にな
る等の問題がある。
【0006】この発明はこのような実状に鑑みてなされ
たもので、装置を複雑化することなく、低負荷、低速回
転域での運転の出力及び安定性を向上させるエンジンの
排気装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項1記載の2サイクルエンジンの排気装置の発
明は、エンジンの排気通路にエンジン回転数に応じて排
気時期を変化させる排気制御バルブを備えるとともに、
前記排気通路に接続した排気管の排気管通路に設けた触
媒ハウジングの一部にチャンバを形成し、この触媒ハウ
ジングの内部に取付フレームを移動可能に取り付け、こ
の取付フレームに前記排気管通路の一部をなす枠部を一
対並設し、一方の枠部内に可動触媒を取付け、他方の枠
部内を空にし、前記取付けフレームは、前記可動触媒が
前記排気管通路に位置したとき前記空の枠部が前記排気
管通路より退却し、前記チャンバを前記排気管通路に連
通するとともに、前記空の枠部が前記排気管通路に位置
したとき前記可動触媒が前記排気管通路より退却し、前
記チャンバを遮断し排気が前記空の枠部内を通過するよ
う動作して連通バルブを構成し、低負荷、低速回転域で
前記排気制御バルブを開くとともに前記可動触媒を排気
管通路に進出し、この排気管通路を前記チャンバに連通
させたことを特徴としている。
【0008】この請求項1記載の発明では、エンジンの
低負荷、低速回転域で排気制御バルブを開くとともに、
チャンバを排気管通路と連通させるから、排気管の脈動
による排気負圧をチャンバで減少させ、体積効率低下を
防止し、希薄空燃費での運転性を向上させることができ
る。しかも、低負荷、低速回転域で排気時期を進めて、
圧縮圧力を軽減し、運転を安定させることができる。
【0009】また、低負荷、低速回転域で可動触媒を排
気管通路に進出させるから、触媒活性を促進して排気浄
化を向上できる。一方、高負荷時、後退させることがで
きるので触煤の過熟を防ぎ耐久性を増大できる。
【0010】また、触媒を進退させるための部材である
取付フレームを有効に利用し、連通バルブを構成させる
ので、連通バルブを特別に設ける必要がなくなり装置の
複雑化を防ぐことができる。
【0011】
【実施例】次に、この発明の実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。
【0012】図1はエンジンの排気装置の断面図、図2
はエンジンの排気装置の要部の拡大図、図3は低負荷及
び低速回転域における可動触媒の作動位置を示す図、図
4は高負荷時及び高速回転域における可動触媒の作動位
置を示す図、図5はチャンバ開閉及び排気制御バルブ開
閉とエンジン回転数との関係を示す図である。筒内噴射
式2サイクルエンジン1は、クランクケース2上にシリ
ンダボディ3及びシリンダヘッド4を載置して締結し、
このシリンダヘッド4に点火プラグ5及び空気燃料噴射
装置6を備えた構造である。
【0013】シリンダボディ3内にはシリンダライナ7
が挿入され、このシリンダライナ7内にはピストン8が
摺動自在に設けられている。このピストン8にはコンロ
ッド9の小端部9aがピストンピン10で連結され、こ
のコンロッド9の大端部9bはクランク軸11のクラン
クアーム12にクランクピン13で連結されている。ま
た、クランクアーム12はクランクケース2のクランク
室14内に収容されており、このクランク室14はシリ
ンダボディ3に形成された掃気通路15を介してシリン
ダライナ7の中程に開口した掃気ポート7aに連通して
いる。
【0014】掃気通路15の下方位置のクランクケース
2にはクランク室14に連通する吸気通路16が形成さ
れており、この吸気通路16にはリード弁17がジョイ
ント18と共締めによって装着されている。このリード
弁17は導入口19aが形成された弁座19と、導入口
19aを開閉するばね剛板製の弁板20と、この弁板2
0の開度を規制するストッパ21とから構成されてい
る。また、ジョイント18にはスロットル弁22を有す
るスロットルボディ23が接続されている。
【0015】シリンダボディ3のシリンダライナ7には
掃気ポート7aと対向する位置に排気ポート7bが形成
され、この排気ポート7bはシリンダボディ3の排気通
路24に連通している。排気通路24には排気ポート7
bの近傍に排気制御バルブ25が回動自在に配設されて
おり、この排気制御バルブ25は排気ポート7bの上縁
位置を変化させることによって排気時期を制御する。
【0016】シリンダボディ3の排気通路24には排気
管26が接続され、この排気管26は可動触媒部27、
マフラ部28及びサイレンサ部29からなっている。マ
フラ部29の後部には固定触媒30が設けられ、排気管
下流側通路に位置しており、排気は固定触媒30を通っ
てサイレンサ部29に導かれる。
【0017】可動触媒部27は触媒ハウジングを構成す
る分割触媒ハウジング31,32が接合固定され、この
分割触媒ハウジング31はシリンダボディ3側に接続さ
れ、分割触媒ハウジング32はマフラ部28側に接続さ
れている。
【0018】この分割触媒ハウジング31,32でチャ
ンバ33が形成されている。このチャンバ33は分割触
媒ハウジング31,32の一部を外方へ延出して形成さ
れ、分割触媒ハウジング31に形成されたガイド壁31
aで、排気ガスを排気管通路34の上流側34aから開
口部33aを介してチャンバ33側へ流す流路が形成さ
れる。
【0019】可動触媒部27の分割触媒ハウジング3
1,32には回転軸35が支持され、この回転軸35に
取付フレーム36がキー37で取付られ、取付フレーム
36は回転軸35と一体に回転可能になっている。この
取付フレーム36には分割触媒ハウジング31,32の
排気管通路34と同径の一対の枠部36a,36bが形
成され、一方の枠部36aに可動触媒38が取付られ、
他方の枠部36bは空になっている。可動触媒38が取
付られた枠部36aには切欠部36cが形成されてお
り、この切欠部36cはチャンバ33の開口部33aと
対向し、可動触媒38が排気管通路34に位置するとき
に、開口部33aを介して排気管通路34とチャンバ3
3を連通し、取付フレーム36が連通バルブを構成して
いる。
【0020】取付フレーム36は回転軸35の回動で作
動し、可動触媒38が排気管通路34に位置したとき空
の枠部36bが排気管通路34より退却し、チャンバ3
3を排気管通路34に連通するとともに、空の枠部36
bが排気管通路34に位置したとき可動触媒38が排気
管通路34より退却し、チャンバ33を遮断し排気が空
の枠部36b内を通過するようになっている。
【0021】可動触媒部27の回転軸35にはプーリ3
9が設けられ、このプーリ39に取付られたワイヤ4
0,41がサーボモータ42に接続され、このサーボモ
ータ42は制御装置43で制御される。制御装置43に
はスロットル開度検出手段44、排気バルブ開度検出手
段45、排気温度検出手段46及びエンジン回転数検出
手段47からの情報が入力されており、これらの情報に
よるエンジン運転状態からサーボモータ42を制御し
て、可動触媒38をエンジン運転状態に応じて排気管上
流側通路から退却可能としている。
【0022】なお、排気温度検出手段46は可動触媒3
8の近傍上流側に設けているが、可動触媒38の近傍下
流側に設けてもよく、或いは固定触媒30の近傍上流側
に設けてもよい。また、可動触媒38及び固定触媒30
は例えばモノリス触媒、セラミック触媒、布状触媒等が
用いられるが、特に限定されず種々の触媒を用いること
ができ、また可動触媒38及び固定触媒30で異なる触
媒を用いることもでき、この場合可動触媒38には耐熱
性を有する触媒を用いることが好ましい。
【0023】このエンジンの排気装置では、スロットル
開度検出手段44、排気バルブ開度検出手段45、排気
温度検出手段46及びエンジン回転数検出手段47から
の情報により、制御装置43で、エンジン運転状態を例
えば低負荷または低速回転域、或いは低温始動時の判断
が行なわれると、サーボモータ42を制御して可動触媒
38を排気管通路34に位置させる。これにより、シリ
ンダボディ3の排気管通路24を出た直後の排気は高温
であるため、可動触媒38は速かに活性化温度に上昇し
て、その浄化による発熱によって排気はさらに高温にな
り、さらに固定触媒30で浄化する。
【0024】一方、制御装置43で、例えば高負荷また
は高速回転域の判断が行なわれると、サーボモータ42
を制御して回転軸35を回転させると、取付フレーム3
6に設けられた可動触媒38が排気管通路34から退却
し、可動触媒38が過熱することがないようにして、固
定触媒30のみで浄化させる。従って、高負荷または高
回転域で、可動触媒38が熱による影響を受けないよう
にして耐久性を増大させている。
【0025】次に、この実施例の作動を説明する。エン
ジンの運転で、排気制御バルブ25及び可動触媒38は
図5に示すように作動する。エンジンはアイドル近傍で
稀薄空燃比で運転され、このエンジンの低負荷、低速回
転域N1で排気制御バルブ25を開くとともに、可動触
媒38を排気管通路34に進出させてチャンバ33をと
連通させる。そして、可動触媒38を排気管通路34に
進出させたままで、所定のエンジン回転数域N2で排気
制御バルブ25を閉じて、さらに所定の中高負荷、中高
速回転域N3のエンジン回転数で排気制御バルブ25を
開き、また、この中高負荷、中高速回転域N3で可動触
媒38を排気管通路34から退去させる。
【0026】このように、エンジン回転数に応じて排気
時期を変化させる排気制御バルブ25は、中高負荷、中
高速回転域N3で開いて排気時期を進めるため、排気ガ
スの排出を早めることができ、一方低負荷、低速回転域
N1でも排気制御バルブ25を開いて排気時期を進めて
いる。このアイドル近傍の低負荷、低速回転域N1で排
気制御バルブ25を開いて排気時期を進めることによ
り、燃焼室の排気ガスを早く出すことができ、燃焼室で
の燃料の入換えがスムーズになり、しかも爆発でのピス
トンの下りのとき排気ガスを早く排出することでポンピ
ングロスが少なくなり好ましい。
【0027】しかも、このとき、エンジンの低負荷、低
速回転域N1に排気制御バルブ25を開くとともに、可
動触媒38を排気管通路34に位置させ、チャンバ33
を排気管通路34に連通させており、排気負圧をチャン
バ33で軽減することで、体積効率低下を防止し、稀薄
空燃比運転での運転性を向上させる。しかも、低負荷、
低速回転域N1で排気時期を進めて、燃焼室の排気ガス
を早く出して、燃料の入換えをスムーズにしており、圧
縮圧力を軽減し、運転を安定し、稀薄空燃比での運転を
可能にする。
【0028】また、エンジンの低負荷、低速回転域N1
で排気制御バルブ25を開くとともに、可動触媒38を
排気管通路34に進出させてチャンバ33を排気管通路
34と連通させ、このようにチャンバ33と排気管通路
34との連通に可動触媒38を用いており、排気性能を
低下させることなく触媒活性を促進して排気浄化を向上
させている。
【0029】なお、この実施例は、筒内噴射式2サイク
ルエンジンに適用しているが、燃料噴射式以外のエンジ
ンにも同様に適用することができる。
【0030】
【発明の効果】前記のように、この請求項1記載の発明
は、エンジンの低負荷、低速回転域で排気制御バルブを
開くとともに、チャンバを排気管通路と連通させるか
ら、排気管の脈動による排気負圧をチャンバで減少さ
せ、体積効率低下を防止し、希薄空燃費での運転性を向
上させることができる。しかも、低負荷、低速回転域で
排気時期を進めて、圧縮圧力を軽減し、運転を安定させ
ることができる。
【0031】また、低負荷、低速回転域で可動触媒を排
気管通路に進出させるから、触媒活性を促進して排気浄
化を向上できる。一方、高負荷時、後退させることがで
きるので触煤の過熟を防ぎ耐久性を増大できる。
【0032】また、触媒を進退させるための部材である
取付フレームを有効に利用し、連通バルブを構成させる
ので、連通バルブを特別に設ける必要がなくなり装置の
複雑化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エンジンの排気装置の断面図である。
【図2】エンジンの排気装置の要部の拡大図である。
【図3】低負荷及び低速回転域における可動触媒の作動
位置を示す図である。
【図4】高負荷時及び高速回転域における可動触媒の作
動位置を示す図である。
【図5】チャンバ開閉及び排気制御バルブ開閉とエンジ
ン回転数との関係を示す図である。
【符号の説明】
3 シリンダボディ 24 排気通路 26 排気管 31,32 分割触媒ハウジング 33 チャンバ 34 排気管通路 38 可動触媒 43 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−91414(JP,A) 特開 平2−271023(JP,A) 実開 平1−78232(JP,U) 実開 平2−105519(JP,U) 実開 昭61−62219(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/38 F01N 9/00 - 11/00 F02B 25/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの排気通路にエンジン回転数に応
    じて排気時期を変化させる排気制御バルブを備えるとと
    もに、前記排気通路に接続した排気管の排気管通路に設
    けた触媒ハウジングの一部にチャンバを形成し、この触
    媒ハウジングの内部に取付フレームを移動可能に取り付
    け、この取付フレームに前記排気管通路の一部をなす枠
    部を一対並設し、一方の枠部内に可動触媒を取付け、他
    方の枠部内を空にし、前記取付けフレームは、前記可動
    触媒が前記排気管通路に位置したとき前記空の枠部が前
    記排気管通路より退却し、前記チャンバを前記排気管通
    路に連通するとともに、前記空の枠部が前記排気管通路
    に位置したとき前記可動触媒が前記排気管通路より退却
    し、前記チャンバを遮断し排気が前記空の枠部内を通過
    するよう動作して連通バルブを構成し、低負荷、低速回
    転域で前記排気制御バルブを開くとともに前記可動触媒
    を排気管通路に進出し、この排気管通路を前記チャンバ
    に連通させたことを特徴とする2サイクルエンジンの排
    気装置。
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