專利名稱：四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，排氣管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口，排氣管中設(shè)置有催化劑并導(dǎo)入有二次空氣。
背景技術(shù)：
一般來說，在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比(A/F)與排氣成分的關(guān)系中，如圖15所示，排氣成分隨著以14.6的空燃比(理論空燃比＝理論配比)為分界顯著變化。換句話說，CO和HC的排放量在空燃比比理論配比大的濃側(cè)大，在稀側(cè)小。另一方面，相反，在靠近理論配比處，NOx的排放量在濃側(cè)小，在稀側(cè)大。
圖11和12示出這樣一個(gè)配備有用于實(shí)現(xiàn)排氣中CO、HC和NOx的去除的排氣凈化器的常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)。在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，排氣管30中部布置有三元催化劑31，該三元催化劑31的上游側(cè)布置有用于檢測(cè)排氣中氧濃度的O2傳感器32，從而反饋控制向發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射量，使得根據(jù)氧濃度確定的所檢測(cè)的空燃比為理論空燃比(14.6)，從而去除CO、HC和NOx。(例如，參見專利文獻(xiàn)1)順便提及，在根據(jù)O2反饋控制的排氣凈化器中，由于必須控制燃料噴射量使得空燃比始終為理論空燃比，因此可以說，該排氣凈化器不利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率。因此，例如，排量比汽車小的車輛如自動(dòng)二輪車無法獲得駕駛的樂趣。此外，為了進(jìn)行O2反饋控制，必須有使用噴射器的燃料噴射系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)燃料噴射系統(tǒng)，必須增加燃料泵、燃料調(diào)節(jié)器、控制器等，這使得成本增加。
另一方面，在如圖13和14所示的配備有另一種排氣凈化器的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在排氣管30中有彼此間隔一定距離設(shè)置的第一催化劑35和第二催化劑36，二次空氣導(dǎo)入管37將二次空氣導(dǎo)入排氣管30的第一催化劑35與第二催化劑36之間的部分，以利用第一催化劑35還原NOx然后利用下游側(cè)的第二催化劑36氧化CO和HC(例如，參見專利文獻(xiàn)2)。
在所述適于將二次空氣導(dǎo)入第一催化劑35與第二催化劑36之間的部分的排氣凈化器中，由于可將供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣燃料混合物的空燃比設(shè)定成比理論空燃比濃，因此可提高小排量自動(dòng)二輪車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，從而一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是駕駛樂趣提高。此外，常規(guī)化油器足以應(yīng)付該排氣凈化器，因此與采用燃料噴射系統(tǒng)的情況相比在成本方面是有利的。
專利文獻(xiàn)1JP-A-5-98955專利文獻(xiàn)2JP-A-2002-161737發(fā)明內(nèi)容然而，在配備有用于將二次空氣導(dǎo)入第一催化劑與第二催化劑之間的部分的排氣凈化器的常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)中，一個(gè)問題是，催化劑的使用壽命由于二次空氣的導(dǎo)入位置而縮短。換句話說，二次空氣的導(dǎo)入使得催化劑處于高溫狀態(tài)，如果該高溫狀態(tài)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，催化劑容易惡化，從而使用壽命傾向于縮短。
此外，在常規(guī)排氣凈化器中，例如，由于在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)催化劑的活化傾向于延遲，因此無法充分去除CO和HC。
鑒于上述以往的實(shí)際情況提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種能在將二次空氣導(dǎo)入兩催化劑之間的部分的情況下抑制(控制)催化劑的惡化并有助于催化劑在冷起動(dòng)時(shí)活化的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。
發(fā)明人致力于發(fā)現(xiàn)抑制催化劑的惡化的結(jié)構(gòu)的研究，并注意到以下事實(shí)，在催化劑活化后當(dāng)?shù)谝淮呋瘎┡c第二催化劑之間的溫度差增加時(shí)，兩個(gè)催化劑上的負(fù)擔(dān)僅施加在一個(gè)催化劑上，因此該催化劑容易惡化。之后，發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，通過設(shè)定二次空氣導(dǎo)入位置使得第一催化劑與第二催化劑在活化之后的溫度差在預(yù)定值范圍內(nèi)，可抑制催化劑的惡化，據(jù)此設(shè)計(jì)了本發(fā)明。
因此，權(quán)利要求1的發(fā)明為這樣一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，排氣管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口，所述排氣管中設(shè)置有催化劑并且導(dǎo)入有二次空氣，其特征在于，在所述排氣管中布置有第一催化劑，在所述第一催化劑下游的所述排氣管中距離所述第一催化劑預(yù)定間隔處布置有第二催化劑，用于導(dǎo)入二次空氣的二次空氣導(dǎo)入管連接到所述排氣管的位于所述第一催化劑與所述第二催化劑之間的部分上，并連接到所述第一催化劑與所述第二催化劑從發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)到經(jīng)過預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間后在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中的溫度差在預(yù)定范圍內(nèi)的位置。
在本發(fā)明中，“測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域”指發(fā)動(dòng)機(jī)從冷態(tài)起動(dòng)開始行駛、第一催化劑和第二催化劑的溫度達(dá)到活化溫度(例如300℃)、經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后兩催化劑的溫度穩(wěn)定的工作區(qū)。更具體地，例如，“測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域”指發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)后約1000～1200秒的工作區(qū)。此外，“溫度差在預(yù)定范圍內(nèi)”這一概念更具體地指例如約100℃，盡管該溫度差視所采用的催化劑的耐熱性、要求的耐久性等而變。
權(quán)利要求2的發(fā)明為這樣一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，排氣管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口，所述排氣管中設(shè)置有催化劑并且導(dǎo)入有二次空氣，其特征在于，在所述排氣管中布置有第一催化劑，在所述第一催化劑下游的所述排氣管中距離所述第一催化劑預(yù)定間隔處布置有第二催化劑，用于導(dǎo)入二次空氣的二次空氣導(dǎo)入管連接到所述排氣管的位于所述第一催化劑與所述第二催化劑之間的部分上，并連接到所導(dǎo)入的二次空氣還由于排氣脈動(dòng)而作用在位于上游側(cè)的所述第一催化劑上的位置。
權(quán)利要求3的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求1或2中，設(shè)置有圍繞所述排氣管的一部分的消音器，所述第一催化劑設(shè)置在所述消音器的上游，所述第二催化劑設(shè)置在所述消音器的內(nèi)部。
權(quán)利要求4的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求1或2中，設(shè)置有圍繞所述排氣管的一部分的消音器，所述第一催化劑設(shè)置在所述消音器的上游，所述第二催化劑設(shè)置在所述消音器的內(nèi)部，所述二次空氣導(dǎo)入管連接到所述排氣管的位于比所述第二催化劑更遠(yuǎn)的上游并位于所述消音器的內(nèi)部的一部分。
根據(jù)依照權(quán)利要求1的發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)起動(dòng)時(shí)，首先，布置在上游側(cè)的第一催化劑的溫度開始上升，稍后，下游側(cè)的第二催化劑的溫度開始上升。然后，第一催化劑的溫度在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最高溫度然后漸漸下降以穩(wěn)定在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。此外，第二催化劑的溫度自發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后逐漸上升并穩(wěn)定在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。在這種情況下，二次空氣導(dǎo)入位置設(shè)定在第一和第二催化劑在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中的最高溫度之差在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的位置。從而，可將第一催化劑與第二催化劑的溫度差保持在預(yù)定范圍內(nèi)，可抑制由溫度差過大造成的負(fù)擔(dān)的偏差(deviation)，因此，能抑制催化劑的惡化以延長(zhǎng)其使用壽命。
更具體地，例如，隨著將二次空氣導(dǎo)入位置設(shè)置為更靠近下游的第二催化劑側(cè)，第二催化劑的溫度更大程度地上升，同時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)第一催化劑達(dá)到的最高溫度下降，因此，第一催化劑與第二催化劑的溫度差增大。另一方面，隨著將二次空氣導(dǎo)入位置設(shè)置為更靠近上游的第一催化劑側(cè)，第一催化劑的最高溫度上升，同時(shí)，第二催化劑的溫度上升得到抑制，因此，第一催化劑與第二催化劑的溫度差下降。
在權(quán)利要求2的發(fā)明中，二次空氣導(dǎo)入管連接到二次空氣由于排氣脈動(dòng)而作用在第一催化劑上的位置。因此，一部分二次空氣從第一催化劑的下游側(cè)回吹，CO和HC被回吹的二次空氣和第一催化劑氧化。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)，可通過由排氣脈動(dòng)回吹的二次空氣和第一催化劑進(jìn)行CO和HC的氧化，可促進(jìn)第一催化劑的活化，并可提高發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)的排氣凈化性能。
在權(quán)利要求3的發(fā)明中，第二催化劑設(shè)置在用于排氣管的消音器的內(nèi)部。因此，可在不損害整個(gè)排氣管的外觀的情況下提高第二催化劑的容量，從而可提高凈化性能。
此外，第二催化劑設(shè)置在消音器中。因此，排氣管的設(shè)置第二催化劑的部分不會(huì)被外部空氣冷卻，從而可大大縮短第二催化劑達(dá)到活化溫度所需的時(shí)間。
在權(quán)利要求4的發(fā)明中，二次空氣導(dǎo)入管連接到消音器內(nèi)的部分。因此，二次空氣導(dǎo)入管可由排氣管和消音器支承，并可提高二次空氣導(dǎo)入管的連接強(qiáng)度而不損害外觀。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是用于說明根據(jù)權(quán)利要求1、3和4的本發(fā)明一實(shí)施例的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
在該圖中，標(biāo)號(hào)1表示自動(dòng)二輪車如摩托車或小型摩托車中采用的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)氣通路2連接到發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣口(未示出)，用作燃料供給系統(tǒng)的化油器設(shè)置在進(jìn)氣通路2的中部，空氣濾清器4連接到進(jìn)氣通路2的上游端?？諝鉃V清器4的結(jié)構(gòu)為，濾清器殼4a的內(nèi)部被部件5分隔成空氣吸入側(cè)“a”和排出側(cè)“b”。
化油器3包括工作在怠速和低速行駛區(qū)的怠速系統(tǒng)和工作在中速和高速行駛區(qū)的主系統(tǒng)。在所有工作區(qū)中，空燃比設(shè)為比理論空燃比濃。
排氣通路6連接到發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣口(未示出)。該排氣通路6包括連接到排氣口的排氣管7和設(shè)置在排氣管7下游側(cè)的消音器8。排氣管7具有上游側(cè)半部7a和彎曲并形成為基本U形的下游側(cè)半部7b。下游側(cè)半部7b容納在消音器8中。
排氣凈化器添加到排氣通路6上。該排氣凈化器的結(jié)構(gòu)為，主要起還原作用的第一催化劑9設(shè)置在排氣管7的上游側(cè)半部7a中，主要起氧化作用的第二催化劑10設(shè)置在位于第一催化劑9下游的下游側(cè)半部7b中，第一催化劑9與第二催化劑10之間形成有二次空氣導(dǎo)入口7c。
排氣管7的布置第一催化劑9和第二催化劑10的部分的內(nèi)徑d1大于排氣管其余部分的內(nèi)徑d2，第一催化劑9和第二催化劑10容納在大直徑部分中。
此外，二次空氣導(dǎo)入口7c位于排氣管7的第一催化劑9與第二催化劑10之間的小直徑部分上。由于二次空氣導(dǎo)入口7c形成在容納第一催化劑9和第二催化劑10的大直徑部之間的小直徑部上，因此該部分中的排氣流速提高，通過所謂的文丘里效應(yīng)(Venturi effect)在導(dǎo)入口7c的部分中產(chǎn)生負(fù)壓，從而可增加二次空氣的吸入量。例如，如圖10所示，在二次空氣導(dǎo)入口7c形成在排氣管7中設(shè)置第一催化劑9的大直徑部d1上的情況下，不能充分獲得文丘里效應(yīng)，無法增加二次空氣的進(jìn)氣量。
二次空氣供給系統(tǒng)連接到二次空氣導(dǎo)入口7c。該二次空氣供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為，空氣濾清器4的排出側(cè)“b”通過二次空氣導(dǎo)入管11與二次空氣導(dǎo)入口7c連通地連接，用作止回閥(逆止閥)的導(dǎo)閥(lead valve)12設(shè)置在二次空氣供給管11的中部。
導(dǎo)閥12只允許二次空氣從空氣濾清器4側(cè)流向排氣通路6側(cè)，而禁止在相反方向上的流動(dòng)。更具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣門和排氣門(未示出)的開閉造成的排氣脈動(dòng)在排氣通路6中產(chǎn)生負(fù)壓，此負(fù)壓抽吸空氣濾清器4排出側(cè)“b”中的空氣。注意，可用空氣泵代替導(dǎo)閥12加壓供給二次空氣。
二次空氣導(dǎo)入管11連接到位于消音器8內(nèi)部的下游側(cè)半部7b的上游端部，并且由消音器8和下游側(cè)半部7b一起支承并固定到消音器8和下游側(cè)半部7b上。
第一催化劑9的布置位置設(shè)定在當(dāng)要求開始排氣凈化時(shí)進(jìn)入第一催化劑9的排氣的溫度，即進(jìn)入空氣溫度，上升到300℃或高于300℃的位置處。此進(jìn)入空氣溫度是確保能進(jìn)行第一催化劑9的活化所必需的標(biāo)準(zhǔn)溫度。更具體地，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排量為約50cc的情況下，將第一催化劑9布置在離排氣口300～500mm的位置處。
進(jìn)入第二催化劑10的排氣的溫度受位于上游的第一催化劑9以及導(dǎo)入的二次空氣的影響。在這種情況下，第二催化劑10的布置位置設(shè)定在當(dāng)要求開始排氣凈化時(shí)進(jìn)入第二催化劑10的排氣的進(jìn)入空氣溫度上升到300℃或高于300℃的位置處。更具體地，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排量為約50cc的情況下，將第二催化劑10布置在離第一催化劑9約200mm的位置處。
此外，二次空氣導(dǎo)入口7c設(shè)置在其中第一催化劑9和第二催化劑10在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的最高溫度之差在預(yù)定范圍內(nèi)、更具體地為100℃的位置處。注意，溫度差降低到100℃或低于100℃的連接位置通過實(shí)驗(yàn)得出。在此實(shí)施例中，二次空氣導(dǎo)入管11的連接范圍總體上約為從第一催化劑9到第二催化劑10的間隔的1/2，最希望連接到最靠近第一催化劑9的部分上。
根據(jù)此實(shí)施例的排氣凈化器，由于二次空氣導(dǎo)入管11連接到第一催化劑9與第二催化劑10在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的最高溫度差減小到100℃或低于100℃的位置，因此，由第一催化劑9與第二催化劑10的溫度差造成的負(fù)擔(dān)的偏差得以抑制，并且因此可抑制第二催化劑10的惡化，并能夠延長(zhǎng)其使用壽命。
換句話說，當(dāng)二次空氣導(dǎo)入管11靠近第一催化劑9一側(cè)或第二催化劑10一側(cè)時(shí)，二次空氣導(dǎo)入管11所靠近的該側(cè)的催化劑的溫度傾向于高于另一催化劑。因此，將二次空氣導(dǎo)入管11連接到第一催化劑9與第二催化劑10的溫度差盡可能小的位置，更具體地，其范圍總體上約為從第一催化劑9到第二催化劑10的間隔的1/2，從而防止高溫狀態(tài)長(zhǎng)期持續(xù)的情形。
在該實(shí)施例中，由于第二催化劑10設(shè)置在其中容納排氣管7的下游側(cè)半部7b的消音器8中，因此可在不損害外觀的情況下增加第二催化劑10的容量，并可提高凈化能力。
此外，由于第二催化劑10設(shè)置在消音器8中，因此，第二催化劑10不會(huì)被外部空氣冷卻，可縮短在發(fā)動(dòng)機(jī)1冷起動(dòng)時(shí)第二催化劑10達(dá)到活化溫度所需的時(shí)間。
在該實(shí)施例中，由于二次空氣導(dǎo)入管11連接到位于消音器8內(nèi)的下游側(cè)半部7b上，因此二次空氣導(dǎo)入管11可由排氣管7和消音器8支承并固定，可提高二次空氣導(dǎo)入管11的連接強(qiáng)度而不損害外觀。
下面說明為證實(shí)該實(shí)施例的效果進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。
為找出使第一催化劑9與第二催化劑10在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的最高溫度差減小到100℃或低于100℃的二次空氣導(dǎo)入管11的連接位置而進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中，采用與上述實(shí)施例相同結(jié)構(gòu)的排氣凈化器，并采用用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的行駛模式調(diào)節(jié)行駛時(shí)間和行駛速度的所謂的ECE40試驗(yàn)方法。更具體地，一摩托車重復(fù)其中行駛速度改變?yōu)榧s15km/h、30km/h和50km/h的200秒的行駛模式6次，總共行駛1200秒，并測(cè)量CO排放量以及第一催化劑和第二催化劑的溫度的變化(見圖3、5和7的(a)～(c))。此外，在1200秒中導(dǎo)入的二次空氣量設(shè)定為約370～400升。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)示例1，其中，二次空氣導(dǎo)入管11連接到在下游側(cè)離第一催化劑9的后端面20mm的位置上(見圖2)。此外，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)示例2，其中，二次空氣導(dǎo)入管11連接到在下游側(cè)離第一催化劑9的后端面60mm的位置上(見圖4)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)示例3，其中，二次空氣導(dǎo)入管11連接到在下游側(cè)離第一催化劑9的后端面120mm的位置上(見圖6)。此外，測(cè)量第一催化劑9和第二催化劑10中每個(gè)的溫度變化，并測(cè)量CO量。注意，在實(shí)驗(yàn)示例1～3中，假定第一催化劑9和第二催化劑10的容量以及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)條件不變。
圖8中(a)和(b)示出各催化劑9和10的溫度測(cè)量方法。從外部沿徑向在排氣管以及催化劑9和10上開一約3mmφ的孔，然后在該孔中插入并固定護(hù)套K型熱(電)偶15，使得該熱偶15的末端位于催化劑9和10的中心。此外，作為另一種測(cè)量方法，也可如圖8(b)中雙點(diǎn)劃線所示將熱偶15沿催化劑9和10的軸向插入。
在所有實(shí)驗(yàn)示例1～3中，第一催化劑與第二催化劑的最高溫度之差都在100℃內(nèi)，例如分別為20℃、60℃和90℃，也獲得令人滿意的CO排放量的值。換句話說，可以看出，根據(jù)要求催化劑活化的時(shí)間和進(jìn)入空氣溫度設(shè)定第一催化劑9和第二催化劑10的布置位置，然后將二次空氣導(dǎo)入管11的連接位置設(shè)定成使得第一催化劑9與第二催化劑10的最高溫度差在100℃之內(nèi)，從而可抑制催化劑的惡化。
比較實(shí)驗(yàn)示例1與實(shí)驗(yàn)示例3可看出，在二次空氣導(dǎo)入管11連接到最靠近第一催化劑9的下游側(cè)的部分的情況下，有利于CO的去除。看來這是因?yàn)槎慰諝鈴牡谝淮呋瘎?的下游側(cè)回吹，發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)排放的大量CO與回吹的空氣起氧化反應(yīng)，因此有利于CO的去除。
在第一催化劑9和第二催化劑10充分活化的狀態(tài)下，例如當(dāng)經(jīng)過1000秒或1000秒以上時(shí)，比較第一實(shí)驗(yàn)示例與第三實(shí)驗(yàn)示例可明顯看出，第一催化劑9的一部分有利于CO的去除。換句話說，實(shí)驗(yàn)示例1中的CO排放量約為200ppm(見圖3(b))，小于實(shí)驗(yàn)示例3中約為400ppm的CO排放量(見圖7(b))。在第一催化劑和第二催化劑的活化狀態(tài)基本相同且供給相同的二次空氣的狀態(tài)下，可認(rèn)為僅在催化劑的容量改變時(shí)CO的去除量才有差別。然后，由于實(shí)驗(yàn)示例1和3中第一催化劑相同，因此顯然第一催化劑的一部分對(duì)CO的去除具有貢獻(xiàn)。
圖9是布置根據(jù)實(shí)驗(yàn)示例1～3的模式排氣值的視圖。在該圖中，與不使用催化劑的情況相比，在所有實(shí)驗(yàn)示例1～3得出的結(jié)果中，CO和HC的去除率高達(dá)75～80％，NOx的去除率也高達(dá)70～75％。
應(yīng)該指出，在該實(shí)施例中，關(guān)于二次空氣導(dǎo)入管連接到第一催化劑與第二催化劑的最高溫度差在預(yù)定溫度范圍(例如100℃)內(nèi)的位置的情況給出說明。然而，在本發(fā)明中，二次空氣導(dǎo)入管也可連接到所導(dǎo)入的二次空氣由于排氣脈動(dòng)還對(duì)第一催化劑起作用的位置。權(quán)利要求2的發(fā)明正是這種結(jié)構(gòu)。
更具體地，二次空氣導(dǎo)入管連接到下游側(cè)最靠近第一催化劑的部分上或第一催化劑與第二催化劑之間間隔的第一催化劑側(cè)約1/3的范圍內(nèi)。在這種結(jié)構(gòu)下，一部分二次空氣從第一催化劑的下游側(cè)回吹，CO和HC被回吹的二次空氣和第一催化劑氧化。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以這種方式處于冷態(tài)時(shí)，可通過由排氣脈動(dòng)回吹的二次空氣和第一催化劑進(jìn)行CO和HC的氧化，有利于第一催化劑的活化，并可提高發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)排氣的凈化。從對(duì)第一實(shí)驗(yàn)示例與第三實(shí)驗(yàn)示例的比較說明中也可清楚看出這一點(diǎn)。
此外，在該實(shí)施例中，作為示例說明通過化油器在濃側(cè)測(cè)量燃料并供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的情況。然而，本發(fā)明也可用于檢測(cè)排氣中的氧濃度并反饋控制給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射量從而將根據(jù)氧濃度得出的空燃比設(shè)為目標(biāo)空燃比的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。簡(jiǎn)而言之，通過將二次空氣導(dǎo)入管連接到第一催化劑與第二催化劑的最高溫度之差在例如100℃內(nèi)的位置，可獲得與該實(shí)施例基本相同的效果。

圖1是配備根據(jù)權(quán)利要求1、3和4的本發(fā)明一實(shí)施例的排氣凈化器的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；圖2是為證實(shí)該實(shí)施例的效果而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)示例1的說明圖；圖3是示出實(shí)驗(yàn)示例1的特征的圖；圖4是為證實(shí)該實(shí)施例的效果而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)示例2的說明圖；圖5是示出實(shí)驗(yàn)示例2的特征的圖；圖6是為證實(shí)該實(shí)施例的效果而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)示例3的說明圖；圖7是示出實(shí)驗(yàn)示例3的特征的圖；圖8是示出在這些實(shí)驗(yàn)示例中采用的催化劑溫度測(cè)量方法的圖；圖9是示出這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的特性圖；圖10是示出該實(shí)施例的排氣通路的比較示例的圖；圖11是配備根據(jù)O2反饋控制的常規(guī)一般的排氣凈化器的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；圖12是該排氣凈化器的特性圖；圖13是根據(jù)第一催化劑和第二催化劑以及二次空氣的常規(guī)一般的排氣凈化器的示意圖；圖14是該排氣凈化器的特性圖；以及圖15是示出一般的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比與排氣之間的關(guān)系的特性圖。
附圖標(biāo)記1 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)6 排氣通路7 排氣管
8 消音器9 第一催化劑10 第二催化劑11 二次空氣導(dǎo)入管
權(quán)利要求
1.一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，排氣管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口，所述排氣管中設(shè)置有催化劑并且導(dǎo)入有二次空氣，其特征在于，在所述排氣管中布置有第一催化劑，在所述第一催化劑下游的所述排氣管中距離所述第一催化劑預(yù)定間隔處布置有第二催化劑，用于導(dǎo)入二次空氣的二次空氣導(dǎo)入管連接到所述排氣管的位于所述第一催化劑與所述第二催化劑之間的部分上，并連接到所述第一催化劑與所述第二催化劑從發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)到經(jīng)過預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間后在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中的溫度差在預(yù)定范圍內(nèi)的位置。
2.一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，排氣管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口，所述排氣管中設(shè)置有催化劑并且導(dǎo)入有二次空氣，其特征在于，在所述排氣管中布置有第一催化劑，在所述第一催化劑下游的所述排氣管中距離所述第一催化劑預(yù)定間隔處布置有第二催化劑，用于導(dǎo)入二次空氣的二次空氣導(dǎo)入管連接到所述排氣管的位于所述第一催化劑與所述第二催化劑之間的部分上，并連接到所導(dǎo)入的二次空氣還由于排氣脈動(dòng)而作用在位于上游側(cè)的所述第一催化劑上的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，設(shè)置有圍繞所述排氣管的一部分的消音器，所述第一催化劑設(shè)置在所述消音器的上游，所述第二催化劑設(shè)置在所述消音器的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，設(shè)置有圍繞所述排氣管的一部分的消音器，所述第一催化劑設(shè)置在所述消音器的上游，所述第二催化劑設(shè)置在所述消音器的內(nèi)部，所述二次空氣導(dǎo)入管連接到所述排氣管的位于所述第二催化劑的上游并位于所述消音器的內(nèi)部的一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。第一催化劑(9)設(shè)置在排氣管(6)中，第二催化劑(10)設(shè)置在排氣管(6)中，在第一催化劑(9)的下游側(cè)，與第一催化劑(9)隔開。用于導(dǎo)入二次空氣的二次空氣導(dǎo)入管(11)在第一與第二催化劑(9、10)在測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的最高溫度之差在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的位置處連接到第一與第二催化劑(9，10)之間的部分上。
文檔編號(hào)F01N3/22GK1809689SQ200480017159
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者西村英浩, 大場(chǎng)純一, 瀧井修 申請(qǐng)人:雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社