Motor de cuatro tiempos.

Un motor de cuatro tiempos en el que un tubo de escape (7) está conectado a un orificio de escape del motor,

ycatalizadores (9, 10) están dispuestos en el tubo de escape y se introduce aire secundario en él (7), donde un primercatalizador (9), que tiene principalmente una acción de reducción, está dispuesto en el tubo de escape (7), unsegundo catalizador (10), que tiene principalmente una acción de oxidación, está dispuesto separado un espaciopredeterminado del primer catalizador (9) en el tubo de escape (7) hacia abajo del primer catalizador (9), y el tubo deinducción de aire secundario (11) para introducir el aire secundario está conectado a una parte del tubo de escape(7) entre los catalizadores primero y segundo (9, 10) y a una posición donde el aire secundario introducido tambiénactúa en el primer catalizador (9) en un lado situado hacia arriba debido a pulsación de escape.

Motor de cuatro tiempos

La presente invención se refiere a un motor de cuatro tiempos en el que un tubo de escape está conectado a un orificio de escape del motor, y catalizadores están dispuestos en el tubo de escape y se introduce aire secundario en él.

El documento de la técnica anterior US 2001/0010804 A1 describe un aparato para purificar los gases de escape de un motor de combustión interna que tiene un catalizador situado hacia arriba en combinación con un catalizador situado hacia abajo. Dicho catalizador situado hacia arriba se divide en bloques de catalizador situados hacia arriba y hacia abajo para formar una porción de espacio entremedio, de modo que una pulsación de escape generada por un colector de escape sea transmitida a la porción de espacio. La disposición conocida por la técnica anterior proporciona el bloque de catalizador situado hacia arriba en el catalizador situado hacia arriba que es activado antes de que el bloque de catalizador situado hacia abajo del catalizador situado hacia arriba sea activado durante el calentamiento del catalizador. Con tal disposición, cuando tiene lugar pulsación de escape en el espacio entre los bloques de catalizador del catalizador situado hacia arriba, los gases de escape en el espacio fluyen en repetición a la porción situada hacia abajo del bloque de catalizador situado hacia arriba y la porción situada hacia arriba del bloque de catalizador situado hacia abajo, dando lugar a un aumento de la frecuencia de los gases de escape que entran en contacto con el metal precioso soportado en el catalizador en la porción situada hacia abajo del bloque de catalizador situado hacia arriba y la porción situada hacia arriba del bloque de catalizador situado hacia abajo. Según una realización específica descrita en el documento de la técnica anterior US 2001/0010804 A1, se introduce aire secundario en la porción de espacio entre los bloques de catalizador situados hacia arriba y hacia abajo por medio de un tubo de descarga de aire y una bomba de aire. Según esta estructura, el aire secundario introducido a la porción de espacio entre los bloques de catalizador situados hacia arriba y hacia abajo de la bomba de aire es dirigido por la pulsación de los gases de escape y se promueve la reacción entre los componentes (HC, CO) ricos en los gases de escape con oxígeno del aire secundario, de modo que se pueda obtener una alta relación de purificación de gases de escape.

En general, en una relación entre una relación de aire carburante (NF) y componentes de gases de escape de un motor de cuatro tiempos, como se representa en la figura 15, los componentes de gases de escape cambian de forma significativa con la relación de aire carburante de 14, 6 (relación teórica de aire carburante = relación estequiométrica) como límite. En otros términos, las cantidades de emisión de CO y HC son grandes cuando la relación de aire carburante es más grande en un lado rico que la relación estequiométrica y son pequeñas en un lado pobre. Por otra parte, a la inversa, cerca de la relación estequiométrica, una cantidad de emisión de NOx es pequeña en el lado rico y grande en el lado pobre.

Como dicho motor equipado con el purificador de gases de escape para realizar extracción de CO, HC, y NOx en los gases de escape, convencionalmente, se ilustra uno en las figuras 11 y 12. Hay un motor en el que un catalizador de tres vías 31 está dispuesto en el medio de un tubo de escape 30, y un sensor de O2 32 para detectar la concentración de oxígeno en los gases de escape está dispuesto en un lado situado hacia arriba del catalizador de tres vías 31 con el fin de controlar en realimentación una cantidad de inyección de carburante al motor de tal manera que una relación detectada de aire carburante, que se determina en base a la concentración de oxígeno, sea la relación teórica de aire carburante (14, 6) , por lo que se quitan CO, HC y NOx (véase, por ejemplo, el documento de Patente 1) .

Además, en un purificador de gases de escape según el control de realimentación de O2, dado que hay que controlar la cantidad de inyección de carburante de tal manera que la relación de aire carburante siempre sea la relación teórica de aire carburante, se puede afirmar que un purificador de gases de escape es desventajoso para incrementar la potencia de un motor. En consecuencia, por ejemplo, existe una preocupación porque no se pueda obtener una sensación de conducción satisfactoria en un vehículo, tal como una autobicicleta, que tenga un pequeño desplazamiento en comparación con un automóvil. Además, al objeto de realizar el control de realimentación de O2 se necesita un sistema de inyección de carburante que usa un inyector. Con el fin de realizar el sistema de inyección de carburante hay que añadir una bomba de carburante, un regulador de carburante, un controlador, y análogos, lo que origina un aumento del costo.

Por otra parte, como un motor equipado con otro purificador de gases de escape, como se ilustra en las figuras 13 y 14, existe un motor en el que catalizadores primero y segundo 35 y 36 están separados uno de otro en el tubo de escape 30, el tubo de inducción de aire secundario 37 para introducir aire secundario a una parte entre los catalizadores primero y segundo 35 y 36 del tubo de escape 30 para reducir NOx con el primer catalizador 35 y posteriormente oxidar CO y HC con el segundo catalizador 36 en un lado situado hacia abajo (véase, por ejemplo, el documento de Patente 2) .

En este purificador de gases de escape adaptado para introducir aire secundario en la parte entre los catalizadores primero y segundo 35 y 36, dado que la relación de aire carburante de la mezcla de aire carburante a suministrar al motor se puede poner de modo que sea más rica que la relación teórica de aire carburante, es posible aumentar la potencia del motor de la autobicicleta con pequeño desplazamiento, y tiene la ventaja de que se puede mejorar la sensación de conducción. Además, un carburador convencional puede adaptarse suficientemente a un purificador de gases de escape, lo que es ventajoso en términos de costo en comparación con el caso en el que se adopta un sistema de inyección de carburante.

Documento de Patente 1: JP-A-5-98955

Documento de Patente 2: JP-A-2002-161737

Sin embargo, en el motor convencional equipado con un purificador de gases de escape para introducir aire secundario en la parte entre los catalizadores primero y segundo, existe la preocupación de que la vida útil de los catalizadores se acorte dependiendo de una posición de inducción del aire secundario. En otros términos, los catalizadores se ponen en un estado de temperatura alta por la introducción del aire secundario, y si el estado de temperatura alta dura mucho tiempo, los catalizadores se deterioran fácilmente, y la vida útil tiende a ser corta.

Además, en el purificador convencional de gases de escape, por ejemplo, dado que la activación de los catalizadores tiende a retardarse al tiempo del arranque en frío del motor, la extracción de CO y HC no puede ser realizada suficientemente.

Consiguientemente, el objeto de la presente invención es proporcionar un motor de cuatro tiempos que puede controlar el deterioro de los catalizadores en el caso de que entre aire secundario a una parte entre dos catalizadores y facilitar la activación de los catalizadores al tiempo de arranque en frío.

Según la presente invención, dicho objetivo se logra con un motor de cuatro tiempos que tiene las características de la reivindicación independiente 1. Se exponen realizaciones preferidas en las reivindicaciones dependientes.

Los inventores trabajaron en investigaciones destinadas a hallar una constitución para controlar el deterioro de los catalizadores y dirigieron su atención al hecho de que cuando aumentaba la diferencia de temperatura entre los catalizadores primero y segundo después de su activación, la carga ejercida en los dos catalizadores se aplicaba solamente a uno de los catalizadores, y como resultado, el catalizador se deterioraba fácilmente. Entonces, los inventores observaron que el deterioro del catalizador podría ser controlado poniendo la posición de inducción de aire secundario de tal manera que la diferencia de temperatura después de la activación de los catalizadores primero y segundo estuviese dentro de un valor predeterminado, e idearon la presente invención.

Un primer aspecto se refiere a un motor de cuatro tiempos en el que un tubo de escape está conectado a un orificio de escape del motor,... [Seguir leyendo]

1. Un motor de cuatro tiempos en el que un tubo de escape (7) está conectado a un orificio de escape del motor, y catalizadores (9, 10) están dispuestos en el tubo de escape y se introduce aire secundario en él (7) , donde un primer catalizador (9) , que tiene principalmente una acción de reducción, está dispuesto en el tubo de escape (7) , un

segundo catalizador (10) , que tiene principalmente una acción de oxidación, está dispuesto separado un espacio predeterminado del primer catalizador (9) en el tubo de escape (7) hacia abajo del primer catalizador (9) , y el tubo de inducción de aire secundario (11) para introducir el aire secundario está conectado a una parte del tubo de escape

(7) entre los catalizadores primero y segundo (9, 10) y a una posición donde el aire secundario introducido también

actúa en el primer catalizador (9) en un lado situado hacia arriba debido a pulsación de escape. 10

2. Un motor de cuatro tiempos según la reivindicación 1, donde se ha previsto un silenciador (8) que rodea una parte del tubo de escape (7) , el primer catalizador (9) está dispuesto hacia arriba del silenciador (8) , y el segundo catalizador (10) está dispuesto dentro del silenciador (8) .

3. Un motor de cuatro tiempos según la reivindicación 1, donde se ha previsto un silenciador (8) que rodea una parte del tubo de escape (7) , el primer catalizador (9) está dispuesto hacia arriba del silenciador (8) , el segundo catalizador (10) está dispuesto dentro del silenciador (8) , y el tubo de inducción de aire secundario (11) está conectado a una parte del tubo de escape (7) situada hacia arriba del segundo catalizador (10) y dentro del silenciador (8) .