JPH045416A

JPH045416A - ２ストローク内燃機関

Info

Publication number: JPH045416A
Application number: JP10344490A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ishiwatari; 石渡　和比古; Mitsunori Ishii; 石井　光教
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1992-01-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野）本発明は２ストローク内燃機関の、特に排気浄化システ
ムの改良に関する。

（従来の技術〉２ストローク内燃機関の掃、排気方式として、シリンダ
の上方から新気を導入し、シリンダの下方から排気を流
出させる、いわゆる掃気弁型ユニフロ一方式のものがあ
る（特開昭６２−１３１．９１６号公報等）。

これらは２ストローク内燃機関の掃、排気効率を高め、
残留ガスの割合を減少させることによって、不整燃焼を
防止したり出力の向上を図るものである。

（発明が解決しようとする課題）ところが、このような２ストローク内燃機関にあっては
、排気行程と掃気行程とがオーバラップする期間が大き
いため、４ストローク内燃機関に比較して新気の吹き抜
けが多く、排気清浄化のため、排気系にＮＯｘの還元と
ＨＣ，ＣＯの酸化を同時に行う三元触媒を設置しても、
排気空燃比が希薄化して三元触媒を有効に機能させるこ
とができず、とくにＮＯｘの還元効率が著しく低下し、
効率のよい排気ガスの清浄化が難しくなっている。

本発明はこのような問題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段）そこで本発明は、排気行程初期に開く排気弁と、排気弁
の閉した後の掃気行程で開く掃気弁と、ピストン下死点
付近で開口して排気を流出させるようシリンダ周面に設
けた排気ポートと、排気弁につながる排気通路に介装し
た三元触媒と、排気ポートにつながる排気通路に介装し
た酸化触媒とを備える。

また、三元触媒と酸化触媒との上流で排気通路を互いに
連通ずるバイパス通路と、このバイパス通路を機関高回
転域で開く切換弁とを備える。

（作用）燃焼行程の後半で排気弁が開くと、新気と混じらない排
気のみが、排気通路から三元触媒へと流れ込み、排気中
のＮＯｘの還元とＨＣ，Ｃｏの酸化が効率よく行なわれ
る。

排気弁が閉した後に排気ポートが開くと、残りの排気が
排気通路から酸化触媒へと流れるが、同時に掃気弁かオ
ーバラップして開くため、導入された新気の一部も排気
ポートから流出し、酸化触媒への流入排気には酸素が多
く含まれ、排気中のＨＣ、ＣＯの酸化が効率よく行なわ
れる。

機関の高回転域では排気ポートへの新気の吹き抜けか少
なくなり、排気空燃比は燃焼ガスの空燃比とほぼ一致す
るようになる。このときには切換弁を開いて、排気ポー
トからの排気の一部を三元触媒にも流入させることによ
り、排圧を低下させつつ、排気の清浄化が図れる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図に示すように、機関本体１の各気筒＃１
〜＃６には、掃気弁２と排気弁３がそれぞれシリンダヘ
ッド４に取付けられる一方、シリンダ５には、ピストン
６の下死点を中心とした所定のクランク角度範囲で開く
排気ポート７が開口形成される。

掃気弁２の上流の掃気通路９には過給機１０が設置され
、掃気弁２の開弁に伴いシリンダに新気を圧送する。

排気弁３の下流の第１排気通路１１には、排気中のＮＯ
ｘの還元とＨＣ，ＣＯの酸化を同時に行う二元触媒１２
か設置され、また、排気ポート７の下流の第２排気通路
１３には、排気中のＨＣ，ＣＯの酸化を行う酸化触媒１
４が設置される。

なお、酸化触媒１４の上流に位置して膨張室１５か設け
られ、排気圧力波を緩衝して給気効率を高めるようにな
っている。

三元触媒１２と酸化触媒１４の上流を接続するバイパス
通路１６が形成され、このバイパス通路１６には第４図
にも示すように、機関低回転域で全閉し、高回転域で全
開する切換弁（ロータリバルブ）１８が介装される。

前記排気弁３は第３図にも示すように、燃焼行程の後半
に開いて排気ポート７が開く前に閉じ、また掃気弁２は
排気ポート７が開くと同時に開き、排気ポート７が閉じ
たしばらく後に閉じるように設定される。

この実施例では、シリンダヘッド４に点火栓２０と共に
、圧縮行程で燃料をシリンダ内に噴射する燃料噴射弁２
１が設置される。

以上のように構成され、次ぎに作用を説明すると、ピス
トン６の上昇する圧縮行程で燃料噴射弁２１から燃料が
噴射され、上死点付近で点火栓２０により混合気に点火
される。

混合気が着火、燃焼する燃焼行程の後半で排気弁３か開
くと、新気の混ざらない燃焼ガスが第１排気通路１１か
ら三元触媒１２へと流れる。

この燃焼ガスは新気が含まれないため、はぼ理論空燃比
に維持され、三元触媒１２において排気中のＮＯｘの還
元とＨＣ，Ｃｏの酸化が共に効率よく行なわれる。とく
に、排気弁３がらは、シリンダ上方のＮＯｘが多く含ま
れている高温燃焼ガスが流出するため、ＮＯｘの浄化効
率は高い。

ピストン６の下降に伴い排気弁１２が閉じた後に排気ポ
ート７が開き、同時に掃気弁２が開くと、排気ポート７
から残りの燃焼ガスが流出し始めると共に、掃気弁２が
らシリンダ内に新気が導入される。

この導入された新気はシリンダ内の燃焼ガスを追い出し
ながら、一部が燃焼ガスと共に排気ボー１へ７から第２
排気通路１３に排出される。

したがって膨張室１５を経由して酸化触媒１４に流入す
る排気は、新気（酸素）を含んだ理論空燃比よりも希薄
な排気となり、酸化雰囲気により排気中のＨＣ，Ｃ○が
効率よく酸化される。

このように排気中に新気を含まないものと、含むものと
を別々の排気通路１１．１３に流し、かつ、含まないも
のは三元触媒１２、含むものは酸化触媒１−４で浄化す
るようにしたなめ、それぞれ効率的に触媒を機能させる
ことができ、しかも、三元触媒１２に流れる排気は、シ
リンダ上方のＮＯｘを多く含む高温燃焼ガスであるため
、全体的にも高いＮＯｘの低減効果が得られる。

第４図のように、バイパス通路１６の切換弁１８は、機
関の低回転域では完全に閉じているが、高回転域に移行
するにしたがって、バイパス通路１６を開いていく。

このため、機関の回転数、負荷が高まるにしたかって、
排気弁３が閉じた後に排気ポート７から排出される排気
の一部が、バイパス通路１６から元触媒１２へも流入す
るようになる。

高回転、高負荷域では排気ポート７へと吹き抜ける新気
割合か減少するため、排気中の酸素濃度が低下し、理論
空燃比に近付き、三元触媒１２に排気を流しても十分に
高い浄化効率か得られる。

このようにして、排気流量が増大する機関高回転、高負
荷域では、第１排気通路１１と第２排気通路１３に排気
を分流するので、排圧が低下して、機関の出力効率が改
善される。

また、排気流量が大きい領域でこのように２つの触媒で
分担するため、各触媒の必要容量を小さくすることもで
きる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、燃焼カス中のＮＯｘを多
く含む排気を三元触媒で、主としてＨＣＣＯを含む新気
と混ざった排気は酸化触媒て、それぞれ浄化処理するよ
うにしたので、排気中のＮＯｘとＨＣ，Ｃ○を共に効率
よく低減することができる。また、機関高回転域等では
排圧の上昇を防いて、機関出力の改善も図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は平面図
、第３図は掃、排気弁等の開閉特性図、第４図は切換弁
の開閉特性図である。１−・機関本体、２−掃気弁、３・・・排気弁、５・シ
リンダ、６・・・ピストン、７・排気ポート、１１１３
・・・排気通路、１２・三元触媒、１４・・・酸化触媒
、１６・・・バイパス通路、１８・・切換弁。第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１．排気行程初期に開く排気弁と、排気弁の閉じた後の
掃気行程で開く掃気弁と、ピストン下死点付近で開口し
て排気を流出させるようシリンダ周面に設けた排気ポー
トと、排気弁につながる排気通路に介装した三元触媒と
、排気ポートにつながる排気通路に介装した酸化触媒と
を備えたことを特徴とする２ストローク内燃機関。
２．三元触媒と酸化触媒との上流で排気通路を互いに連
通するバイパス通路と、このバイパス通路を機関高回転
域で開く切換弁とを備えた請求項１記載の２ストローク
内燃機関。