JP2001140660A - エンジンの吸気及び排気制御装置 - Google Patents
エンジンの吸気及び排気制御装置Info
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Abstract
転域において出力性能をより向上させ得る,構成簡単
な,エンジンの吸気及び排気制御装置を提供する。 【解決手段】 エンジンEの吸気系Inに,エンジンE
の運転状態に応じて吸気態様を変える吸気制御弁35
を,またエンジンEの排気系Exに,エンジンEの運転
状態に応じて排気態様を変える排気制御弁55をそれぞ
れ設け,これら吸気制御弁35及び排気制御弁55に,
伝動ワイヤ75a〜75cを介して共通のアクチュエー
タ71を連結した。
Description
に,エンジンの運転状態に応じて吸気態様を変える吸気
制御弁を,またエンジンの排気系に,エンジンの運転状
態に応じて排気態様を変える排気制御弁をそれぞれ設け
て,運転状態の変化に対応して,所望の出力性能を確保
し得るようにした,エンジンの吸気及び排気制御装置に
関する。
低速側対応機能を付与する第1吸気制御位置と高速側対
応機能を付与する第2吸気制御位置との間を作動する吸
気制御弁を設けたものは,例えば特開昭58−1552
70号公報に開示されているように知られており,また
エンジンの排気系に,該排気系に低速側対応機能を付与
する第1排気制御位置と高速側対応機能を付与する第2
排気制御位置との間を作動する排気制御弁を設けたもの
は,例えば特公平6−76780号公報に開示されてい
るように知られている。
ジンの吸気系及び排気系に前記吸気制御弁及び排気制御
弁をそれぞれ設ければ,エンジンの広い回転域における
出力性能をより向上させることができる。この場合,各
制御弁を個別のアクチュエータにより駆動するようにす
ると,部品点数が増加してコスト増を招き,好ましくな
い。
ので,エンジンの吸気系及び排気系に吸気制御弁及び排
気制御弁をそれぞれ設けて,低速回転域から高速回転域
にわたりエンジンの出力性能をより向上させると共に,
両制御弁を簡単に駆動し得るようにして,性能と経済性
の両方を満足させることができる,エンジンの吸気及び
排気制御装置を提供することを目的とする。
に,本発明は,エンジンの吸気系に,エンジンの運転状
態に応じて吸気態様を変える吸気制御弁を,またエンジ
ンの排気系に,エンジンの運転状態に応じて排気態様を
変える排気制御弁をそれぞれ設け,これら吸気制御弁及
び排気制御弁を共通のアクチュエータにより駆動し得る
ようにしたことを第1の特徴とする。
排気制御弁をアクチュエータによりエンジンの運転状態
に応じて作動させて,運転状態の変化に拘らずエンジン
から所望の出力性能を効果的に引き出すことができる。
しかも,吸気制御弁及び排気制御弁は共通一個のアクチ
ュエータにより駆動されるので,その駆動系の構成の簡
素化を図り,エンジン性能の向上及びコストの低減を両
立させ,同時に軽量化にも寄与することができる。
前記吸気制御弁を,これが前記吸気系に低速側対応機能
を付与する第1吸気制御位置と高速側対応機能を付与す
る第2吸気制御位置との間を作動するするように構成
し,また前記排気制御弁を,これが前記排気系に低速側
対応機能を付与する第1排気制御位置と高速側対応機能
を付与する第2排気制御位置との間を作動するように構
成したことを第2の特徴とする。前記排気制御弁の第1
排気制御位置及び第2排気制御位置は,後述する本発明
の実施例における排気制御弁55の弁体57の中速制御
位置D及び高速制御位置Eに対応する。
側回転域では,アクチュエータにより吸気制御弁が第1
吸気制御位置に,また排気制御弁は第1排気制御位置に
それぞれ保持されるので,吸気系及び排気系の両方に低
速側対応機能が付与され,エンジンの低速側出力性能を
効果的に高めることができる。またエンジンが高速側回
転域に移ると,アクチュエータにより吸気制御弁が第2
吸気制御位置に,また排気制御弁は第2排気制御位置に
それぞれ作動されるので,吸気系及び排気系の両方に高
速側対応機能が付与され,エンジンの良好な高速側出力
性能を得ることができる。
に加えて,前記アクチュエータと吸気制御弁との間,又
は同アクチュエータと排気制御弁との間に,両制御弁の
作動量の差を吸収するロストモーション機構を設けたこ
とを第3の特徴とする。
排気制御弁の作動量に差があっても,その差をロストモ
ーション機構が吸収するので,共通のアクチュエータに
より両制御弁を確実に作動させることができる。
それぞれ連なる第1排気管及び第2排気管の途中に介裝
される共通の弁ハウジングと,この弁ハウジング内で装
着されて,低速制御位置,中速制御位置及び高速制御位
置の切換位置を持つ弁体とからなる排気制御弁を備え,
その弁体の低速制御位置では第1及び第2排気管を相互
に連通すると共に,その連通部より下流側で第1排気管
を閉塞し,中速制御位置では第1及び第2排気管を個別
に導通させ,高速制御位置では第1及び第2排気管をそ
れぞれ導通させると共に両排気管を中間部で相互に連通
するようにしたことを第4の特徴とする。前記第1排気
管は,後述する本発明の実施例における1番及び4番排
気管51a,51dに対応し,前記第2排気管は2番及
び3番排気管51b,51cに対応する。
位置に制御することにより,第1排気管を流れる排ガス
を途中で第2排気管側に進路を曲げさせ,これに伴い増
加する排気抵抗により,エンジンに低速回転域に相応し
い排圧が作用し,弁重合期間中,各気筒から排気系への
新気の吹き抜けを抑えて,低速出力性能の向上を図るこ
とができる。また弁体を中速制御位置に制御することに
より,第1及び第2排気管の有効管長をエンジンの中速
運転域に対応した最大長さにし,排気慣性効果及び/又
は排気脈動効果の利用により容積効率を高め,エンジン
の中速出力性能を高めることができる。さらに弁体を高
速制御位置に制御することにより,第1及び第2排気管
の有効管長をエンジンの高速運転域に対応した最小長さ
にし,排気慣性効果及び/又は排気脈動効果の利用によ
り容積効率を高め,エンジンの高速出力性能を高めるこ
とができる。
て,弁体を,これが低速制御位置,中速制御位置及び高
速制御位置間を回転し得るよう弁ハウジングに回転自在
に支持し,この弁体には,その軸線を横切る貫通孔と,
弁体の半径方向でこの貫通孔の一側面を開放する連通孔
とを設け,弁体の低速制御位置では,通連孔及び貫通孔
が第1及び第2排気管相互の連通に関与すると共に,弁
体の,連通孔と対向する弁壁が第1排気管の下流側の閉
鎖に関与し,中速制御位置では,貫通孔が第1排気管の
管路に合致すると共に,弁壁が第1及び第2排気管間の
遮断に関与し,高速制御位置では,貫通孔が第1排気管
の管路に合致すると共に,連通孔が第1及び第2排気管
間の連通に関与することを第5の特徴とする。
らず,各排気管の管路をエンジンの各運転域に対応した
有効管長にわたり均一な断面とすることができ,各運転
域に対応した効果的な排気慣性効果及び/又は排気脈動
効果を得ることができる。特に,弁体を中速制御位置に
制御した場合には,各排気管の全長にわたり,その管路
を均一な断面とすることができ,上記効果を顕著に得る
ことができ,エンジンの中速出力性能の向上に寄与する
ところが大である。
えて,弁ハウジングより下流の第1及び第2排気管のう
ち,第2排気管のみに1次排気浄化装置を接続し,この
1次排気浄化装置より下流で第1及び第2排気管を排気
集合管に接続し,この排気集合管に2次排気浄化装置を
設けたことを第6の特徴とする。前記排気集合管は,後
述する本発明の実施例における第2排気集合管53に対
応する。
比較的少ないエンジンの低速運転域では,弁体を低速制
御位置に制御することにより,弁ハウジングを通過した
全部の排ガスを1次及び2次排気浄化装置に順次誘導し
て,排ガスの浄化を良好に行うことができると共に,1
次排気浄化装置を早期に活性化温度に導くことができ
る。また第1排気管側に排気浄化装置を設けずに済む
分,排気浄化装置全体のコスト低減を図ることができ
る。しかも,エンジンの中速ないし高速運転域で弁体を
中速ないし高速制御位置に制御したときは,第1排気管
を通過した排ガスは1次排気浄化装置を通ることはない
が,この段階では排ガスの流量が比較的多くなっている
ことゝ,その全量が2次排気浄化装置を通るため,多量
の排気熱と反応熱とで2次排気浄化装置の浄化機能が充
分に高められ,排ガス全体を効果的に浄化することがで
きる。
に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
御装置を備えた自動二輪車の側面図,図2は吸気制御装
置の要部縦断側面図,図3は図2に対応した作用説明
図,図4は図2の4−4線断面図,図5は図4の5−5
線断面図,図6は図4の6−6線断面図,図7は排気系
の斜視図,図8は排気制御装置の側面図,図9は排気制
御弁を低速制御位置で示す,図8の9−9線断面図,図
10は図9の10−10線断面図,図11は排気制御弁
を中速制御位置で示す,図9に対応した断面図,図12
は排気制御弁を高速制御位置で示す,図9に対応した断
面図,図13は排気系の要部拡大平面図,図14は図1
3の14−14線断面図,図15は図14の15−15
線断面図,図16は図13の16−16線断面図,図1
7は図16の17−17線断面図,図18は吸気制御弁
及び排気制御弁の駆動装置の平面図,図19は図18の
19−19線断面図,図20は図18の20−20線断
面図である。
ム2は,前端にヘッドパイプ3を有して後下りに延び,
且つ後端相互を連結した左右一対のメインフレーム4,
4と,これらメインフレーム4,4の後端に結合されて
後上がり延びるシートレール5とからなっており,一対
のメインフレーム4,4に並列四気筒エンジンEnが取
付けられる。その際,エンジンEnは,そのシリンダブ
ロック8及びシリンダヘッド9をやゝ前傾させると共
に,そのシリンダヘッド9をメインフレーム4,4間に
挿入するようにして配置される。
フロントフォーク6fが操向可能に連結され,後輪7r
を支持するリアフォーク6rは,エンジンEnのクラン
クケース10後部に枢軸11を介して上下揺動可能に連
結されると共に,このリアフォーク6rとメインフレー
ム4,4間にリアクッションユニット12が介裝され
る。そして,枢軸11の前方に配置されるエンジンEn
の出力軸13がチェーン伝動装置14を介して後輪7r
を駆動するようになっている。
ク15が搭載され,シートレール5にはタンデムメイン
シート16が取付けられる。
8を含むエンジンEnの吸気系Inは,シリンダヘッド
9の上方で,燃料タンク15に覆われるように配置さ
れ,排気管51a〜51d及び排気マフラ54を含むエ
ンジンEnの排気系Exは,シリンダヘッド9及びシリ
ンダブロック8の前面からクランクケース10の下方を
通って,斜め上方へ延びように配置される。
nの吸気系Inについて説明する。
nのシリンダヘッド9には,四気筒に対応する4個のス
ロットルボディ18,18…が連結され,これらスロッ
トルボディ18,18…の吸気道18a入口にエアファ
ンネル21,21…がそれぞれ接続される。また4個の
スロットルボディ18,18…には,全部のエアファン
ネル21,21…を収容するエアクリーナ17のクリー
ナケース22が取付けられる。クリーナケース22は,
スロットルボディ18,18…に固着される下部ケース
半体22bと,この下部ケース半体22bにビス27に
より分離可能に接合される上部ケース半体22aとから
なっており,このクリーナケース22内を下部の未浄化
室23と上部の浄化室24とに仕切るエレメント取付け
板25が両ケース半体22a,22b間に挟持されるよ
うにして配設される。このエレメント取付け板25に設
けられた取付け孔25aにはクリーナエレメント26が
装着されている。
室23を大気に開放する空気取り入れ口28が設けら
れ,一方,エアファンネル21,21…は,下部ケース
半体22bの底壁を貫通して浄化室24に入口を開口す
るように配置される。したがって,エンジンEnの作動
中,空気取り入れ口28から未浄化室23に流入した空
気は,クリーナエレメント26で濾過された後,浄化室
24に移り,エアファンネル21,スロットルボディ1
8へと流入し,各スロットルボディ18内のスロットル
弁29により流量を調節されながらエンジンEnに吸入
されていく。その際,各スロットルボディ18の一側壁
に装着された燃料噴射弁32からエンジンEnの吸気ポ
ートに向けて燃料が噴射されるようになっている。
9は,その弁軸29a同士を連動,連結しており,その
外側の弁軸29aに固着されたプーリ30と,それに接
続された操作ワイヤ31を介して,自動二輪車1の操向
ハンドルに付設されたスロットルグリップにより開閉操
作される。
の中間部を下部の小断面積通路33aと,上部に大断面
積通路33bとに区画する隔壁34が一体に成形されて
おり,その大断面積通路33bを開閉する吸気制御弁3
5が隔壁34に軸支される。
36の一側端に一体成形された弁軸37とからなってお
り,上記隔壁34には,その弁軸37の一端部を回転自
在に支承する一つの軸受38と,弁軸37の他端部を回
転自在に支承する左右一対の軸受39,39とが設けら
れる。
を,図3に示すように,大断面積通路33bの天井面に
当接させて大断面積通路33bを全閉にする第1吸気制
御位置A(図2参照)と,弁板36を隔壁34に平行に
して同通路33bを全開にする第2吸気制御位置Bとの
間を回動するようになっており,その回動角度は図示例
の場合,略45°となっている。吸気制御弁35の第2
吸気制御位置Bでは,弁板36は先端を大断面積通路3
3bの上流側に向けた傾斜姿勢をとり,エンジンEnの
吸気負圧が弁板36を閉じ方向へ付勢すべく作用するよ
うになっている。
ム40には,これを介して弁板36を閉じ方向,即ち第
1吸気制御位置A側へ付勢する戻しばね41が接続され
る。また弁軸37の他端部には,一対の軸受39,39
間において,後述するアクチュエータ71の駆動プーリ
73に第1伝動ワイヤ75aを介して連結される被動プ
ーリ46が回転可能に取付けられ,この被動プーリ46
及び弁軸37間に,これらを相互に連結するロストモー
ション機構42が設けられる。ロストモーション機構4
2は,弁軸37の一側面に突設された伝動ピン43と,
この伝動ピン43を係合すべく被動プーリ46の内周面
に形成されて周方向に延びる円弧溝44と,被動プーリ
46を吸気制御弁35の第1吸気制御位置A側へ付勢す
るロストモーションばね45とからなっている。その円
弧溝44の中心角は,吸気制御弁35の開閉角度より大
きく設定され,被動プーリ46が後退位置から吸気制御
弁35の開き方向,即ち第2吸気制御位置B側へ回転し
たとき,所定の遊び角度αを過ぎてから円弧溝44の一
端面が伝動ピン43に当接して吸気制御弁35を第2吸
気制御位置B側へ動かし始めるようになっている。
ンジンEnの排気系Exについて詳述する。
の並列四気筒を,車両の左側から1番〜4番気筒50a
〜50dと呼ぶことにし,各気筒での点火は,1番気筒
50a,2番気筒50b,4番気筒50d,3番気筒5
0cの順序で行う。1番〜4番気筒50a〜50dにそ
れぞれ対応する1番〜4番排気管51a〜51dがシリ
ンダヘッド9の前面に接続され,これら排気管51a〜
51dは,エンジンEnの前面を下りて,その下方で後
方へ曲がる。そして,エンジンEnの下方において,1
番及び4番排気管51a,51dは左右に隣接配置さ
れ,これら1番及び4番排気管51a,51dの直下で
2番及び3番排気管51b,51cが隣接配置される。
そして,これら排気管51a〜51dの中間部に排気制
御弁55が設けられる。
5は,1番〜4番排気管51a〜51dの中間部に介裝
される共通の弁ハウジング56と,この弁ハウジング5
6に装着される弁体57とから構成される。弁ハウジン
グ56の前後両端に形成された前部及び後部フランジ5
6A,56Bに1番〜4番排気管51a〜51dの上流
側及び下流側がそれぞれ接続される。弁ハウジング56
には,前部及び後部フランジ56A,56Bの各端面に
開口して1番及び4番排気管51a,51dの上流側及
び下流側の管路に合致する各一対の入口ポート56a,
56a及び出口ポート56b,56bと,これら入口ポ
ート56a,56a及び出口ポート56b,56b間に
介在して上記各ポートの軸線と直交する方向に延びる円
筒状の弁室56cと,前部及び後部フランジ56A,5
6B間にわたり形成されて2番及び3番排気管51b,
51cの上流及び下流側の管路に合致する一対の連通ポ
ート56d,56dとが形成され,これら連通ポート5
6d,56dの上側には,これらを弁室56cに連通す
る一対の連通孔56e,56eが設けられる。
一体の端壁で閉塞されており,その端壁に軸受ブッシュ
59が装着される。また弁室56cの他端は開放されて
おり,それを閉鎖する軸受ブラケット58が弁ハウジン
グ56にボルト64で固着される。軸受ブラケット58
は上記軸受ブッシュ59と同軸の軸受ブッシュ60を備
えている。
装着されるもので,基本的には円筒状をなしおり,その
軸方向両端に一体に形成された弁軸61,62が前記軸
受ブッシュ59,60に回転自在に支承され,低速制御
位置C,中速制御位置D及び高速制御位置E間を回転す
るようになっている。
受ブッシュ60は,軸受ブラケット58の内端面より僅
かに突出していて,弁体57の端面をも支承するように
なっている。この軸受ブッシュ60は,軸受性のみなら
ずシール性にも優れた非金属材料,例えばカーボングラ
ファイトから成形される。
した先端部には被動プーリ67がナット67で固着さ
れ,この被動プーリ67は,後述するアクチュエータ7
1の駆動プーリ73から第2及び第3伝動ワイヤ75c
を介して駆動される。
側に開口する環状の保持凹部80aを持ったフランジ部
80が一体に形成され,その保持凹部80aには,環状
のリテーナ81と,このリテーナ81に相対回転自在に
保持される2枚のスラストワッシャ82,82′が収容
され,これらスラストワッシャ82,82′と軸受ブラ
ケット58との間にスラストスプリング83が一定の荷
重をもって縮設され,その荷重により弁体57の端面と
前記軸受ブッシュ60の端面とは圧接シール状態に保持
される。これに伴い弁ハウジング56の,軸受ブラケッ
ト58と反対側の端壁と弁体57との対向端面間には間
隙gが生ずるが,この間隙gにより弁体57の軸方向の
熱膨張が吸収される。
入口ポート56a及び出口ポート56bと合致し得る一
対の貫通孔57aと,弁体57の半径方向でこの貫通孔
57aの一側面を開放する連通孔57bとが設けられ
る。
(図9及び図10参照),連通孔57bが弁ハウジング
56の入口ポート56aと重なると共に貫通孔57aの
一端側が弁ハウジング56の連通孔56eと重なり,且
つ弁体57の,連通孔57bと対向する弁壁57Aが出
口ポート56bを閉鎖するようになっている。また中速
制御位置D(図10参照)では,貫通孔57aが入口及
び出口ポート56a,56bに合致すると共に,弁壁5
7Aが連通孔56eを閉じるようになっている。上記弁
壁57Aの外面には,この中速制御位置D(図12参
照)で連通ポート56dの内周面に連続する円弧状の凹
部57cが設けられる。さらに高速制御位置Eでは,貫
通孔57aが入口及び出口ポート56a,56bに合致
すると共に,連通孔57bが連通孔56eと合致するよ
うになっている。したがって,弁体57の中速制御位置
Dと高速制御位置Eの間は略180°離れており,その
中間点に低速制御位置Cが存在する。
番排気管51a〜51dが排気制御弁55を過ぎたとこ
ろで1番及び4番排気管51a,51dは,これらを集
合させる上部第1排気集合管52aに接続され,2番及
び3番排気管51b,51cは,これらを集合させる下
部第1排気集合管52bに接続される。その後,上記両
排気集合管52a,52bは,これらを集合させる第2
排気集合管53に接続され,その後端に排気マフラ54
が接続される。その際,上部及び下部第1排気集合管5
2a,52bのうち,排気制御弁55の連通ポート56
dに連なる側の下部第1排気集合管52bにのみ1次排
気浄化装置84が配設され,また第2排気集合管53に
は2次排気浄化装置85が配設される。
浄化装置84は,その形式を問うものではないが,図示
例の場合,周壁に無数の透孔88を有する円筒形の触媒
担体87を主体とする3元触媒コンバータで構成され
る。その触媒担体87は,一端部が下部第1排気集合管
52bの内壁に溶接して固定され,他端部が同内壁にグ
ラスウール,スチールウール等からなる断熱部材89を
介して摺動可能に保持され,この両端部以外の触媒担体
87の中間部と下部第1排気集合管52bとの間には筒
状の断熱空間90が設けられる。したがって,1次排気
浄化装置84の熱伸びは,それと断熱部材89間での滑
りによって許容され,1次排気浄化装置84及び下部第
1排気集合管52bの熱歪みの発生を抑えることがで
き,また断熱部材89及び断熱空間90により1次排気
浄化装置84の保温を図ると共に下部第1排気集合管5
2bの過熱を防ぐことができる。
集合管53は,その上流側に連なる外側管92と,下流
側に連なる内側管93とからなっており,内側管93は
筒状の断熱空間94を存して外側管92の内側に配置さ
れる。そして,外側管92の下流端は内側管93の外周
に溶接され,内側管93の上流端は,グラスウール,ス
チールウール等からなる断熱部材95を介して外側管9
2に相対摺動可能に支持される。また第2排気集合管5
3は中間部で僅かに屈曲しており,その屈曲部分で外側
管92の内周面には,内側管93を囲繞するガイドリン
グ96が溶接される。
ものではないが,図示例の場合,周壁に無数の透孔99
を有する円筒形の触媒担体98を主体とする3元触媒コ
ンバータで構成される。その触媒担体98は,軸方向中
央部において断熱部材100及び保持環101を介して
内側管93に取付けられる。断熱部材100は,グラス
ウール,スチールウール等からなっている。保持環10
1は,一対の半環体101a,101bの対向端部を相
互に重ね溶接して構成され,その際,断熱部材100に
圧縮力を加えて,断熱部材100及び触媒担体98間
に,触媒担体98を摺動可能に保持するための摩擦力を
付与する。内側管93には,それぞれ半径方向内方に突
出して直径方向で対向する一対の突起93aが形成され
ており,これら突起93aに保持環101の外周面が溶
接され,この溶接部を除いた部分では,保持環101及
び内側管93間に断熱空間102が設けられる。触媒担
体98の,保持環101で保持される中央部以外の部分
は,内側管93の内周面から充分に離れていて,排ガス
が無数の透孔99を通して触媒担体98の内外を流通し
得るようになっている。
を断熱部材100及び保持環101を介して内側管93
に摺動可能に保持されるので,2次排気浄化装置85の
熱伸びは,それと断熱部材100間での滑りによって許
容され,2次排気浄化装置85及び内側管93の熱歪み
の発生を抑えることができ,また断熱部材100,断熱
空間102,内側管93及び外側の断熱空間94により
2次排気浄化装置85の保温を効果的に図ると共に外側
管92の過熱を防ぐことができる。しかも2次排気浄化
装置85は,一箇所で安定良く保持される上,その保持
部以外の部分で排ガスが透孔88を通して触媒担体98
の内外を流通し得るので,排ガス浄化を効果的に行うこ
とができる。さらに第2排気集合管53を構成する外側
管92及び内側管93の熱伸びの差は,内側管93,断
熱部材95及び外側管92の各間の滑りにより許容さ
れ,さらに2次排気浄化装置85及び外側管92間に2
重に介在する断熱空間94,102により,2次排気浄
化装置58の熱害を効果的に防ぐことができる。
55の駆動装置について,図1,図18ないし図20を
参照しながら説明する。
nのクランクケース10の上方において,メインフレー
ム4の内側面に固設された一対のブラケット70,70
に共通のアクチュエータ71が弾性部材77を介してボ
ルト78により取付けられる。その際,アクチュエータ
71は,これから前記吸気制御弁35及び排気制御弁5
5までの各距離が略等しくなるように配置される。アク
チュエータ71は,図示例の場合,正逆転可能の電動モ
ータで構成され,その出力軸72に固着された駆動プー
リ73は小径の第1ワイヤ溝73aと,大径の第2及び
第3伝動ワイヤ溝73b,73cとを持っている。その
第1ワイヤ溝54aと,前記吸気制御弁35側の被動プ
ーリ46(図6参照)のワイヤ溝46aに第1伝動ワイ
ヤ75aが係合されると共に,その両端子が駆動及び被
動プーリ73,46に接続される。また第2及び第3ワ
イヤ溝73b,73cと前記排気制御弁55側の被動プ
ーリ67(図9参照)の一対のワイヤ溝67b,67c
に第2及び第3伝動ワイヤ75b,75cが巻き掛け方
向を反対にして係合されると共に,それらの両端子が駆
動プーリ73及び被動プーリ67にそれぞれ接続され
る。
ユニット76は,図示しないセンサから入力されるエン
ジンEnの回転数やブースト負圧等からエンジンEnの
低速回転域,中速回転域及び高速回転域を判別して,そ
れに応じてアクチュエータ71を制御するようになって
おり,それによりアクチュエータ71は,エンジンEn
の中速回転域では駆動プーリ73を初期位置イに保持
し,低速回転域では,その初期位置イから逆転方向Rへ
所定角度離れた第1駆動位置ロまで駆動プーリ73を駆
動し,高速回転域では第1駆動位置ロから正転方向Fへ
初期位置イを経由して所定角度離れた第2駆動位置ハま
で駆動プーリ73を駆動するようになっている。
る。
ータ71により駆動プーリ73が第1駆動位置ロまで駆
動されると,駆動プーリ73は第1及び第2伝動ワイヤ
75a,75bを牽引して,吸気制御弁35側の被動プ
ーリ46を開弁方向(図6で反時計方向)へ所定角度回
転させ,また排気制御弁35側の被動プーリ67を図8
で反時計方向へ所定角度回転させて排気制御弁35の弁
体57を図9及び図10の低速制御位置Cへ運ぶ。
角度の回転は,ロストモーション機構42における駆動
プーリ73及び吸気制御弁35間の遊び角度αの範囲で
行われるようになっており,したがって吸気制御弁35
の弁板36は,戻しばね41の付勢力により第1吸気制
御位置Aに保持されている。
2に示すように,弁板36により大断面積通路33bが
全閉されるので,エンジンEnに吸入される空気は,エ
アクリーナ17を通過するとき,小断面積通路33aを
通ることを余儀なくされる。したがって,この低速回転
域での加速操作時(スロットル弁29の急開時)でも,
混合気の希薄化を抑えて,適正な濃厚混合気をエンジン
Enに供給することができ,良好な加速性能を発揮させ
ることができる。
び図10の低速制御位置Cにくると,前述のように,弁
体57の連通孔57bが弁ハウジング56の入口ポート
56aと重なると共に弁体の貫通孔57aの一端側が弁
ハウジング56の連通孔56eと重なり,且つ弁体57
の弁壁57Aが出口ポート56bを閉鎖するため,第1
及び第2排気管51a,51bの上流側から弁ハウジン
グ56の入口ポート56aを経て弁室56cに進入した
排ガスは,弁体57の弁壁57Aに邪魔されて,連通ポ
ート56d側に進路を曲げ,2番及び3番排気管51
b,51cの上流側から連通ポート56dを通過する排
ガスと合流することになる。これに伴い増加する排気抵
抗により,各排気管51a〜51dからエンジンEnに
低速回転域に相応しい排圧が作用し,弁重合期間中,各
気筒50a〜50dから排気系への新気の吹き抜けを抑
えて,低速出力性能の向上を図ることができる。
過した排ガスは,2番及び3番排気管51b,51cの
下流側を経て下部第1排気集合管52bに流入して合流
し,そして1次排気浄化装置84によって浄化される。
したがって,エンジンEnの排ガスの全量が1次排気浄
化装置84を流れることになり,しかも1次排気浄化装
置84は前述のように保温されているので,エンジンE
nの始動直後でも,1次排気浄化装置84を排気熱と反
応熱により早期に活性化することができる。下部第1排
気集合管52bを通過した排ガスは,第2排気集合管5
3へと移行し,こゝで2次排気浄化装置85によって更
に浄化される。この2次排気浄化装置85も前述のよう
に保温されているので,活性化を早めることができる。
は,排ガスの全量が1次及び2次排気浄化装置84,8
5により浄化作用を受けるので,排ガス温度が比較的低
くともその浄化効率を高めることができる。
dの下流側は弁体57の弁壁57Aにより閉鎖され,上
部第1排気集合管52aへの排ガスの流れは阻止されて
いるので,上部第1排気集合管52aには排気浄化装置
を設ける必要がない。
り,アクチュエータ71により駆動プーリ73が初期位
置イに戻されると,駆動プーリ73は第1伝動ワイヤ7
5aを弛めると共に,第3伝動ワイヤ75cを牽引す
る。第1伝動ワイヤ75aの弛緩によれば,吸気制御弁
35側の被動プーリ46は,ロストモーションばね45
の付勢力で遊び角度αの範囲で図6の初期位置へ戻るだ
けであり,吸気制御弁35の第1吸気制御位置Aに変化
は起こらない。
排気制御弁35側の被動プーリ67の回転によれば,弁
体57を図9の中速制御位置Dへ運ぶ。その結果,前述
のように,弁体57の貫通孔57aが弁ハウジング56
の入口及び出口ポート56a,56bに合致すると共
に,弁壁57Aが連通孔56eを閉じるようになるた
め,1番〜4番排気管51a,51dは個別に導通状態
となり,特に,弁体57の貫通孔57aは入口ポート5
6a及び出口ポート56bを介して1番及び4番排気管
51a,51dの管路に合致するので,1番及び4番排
気管51a,51dの管路を全長にわたり均一な断面と
することができる。また弁ハウジング56の連通孔56
eに臨む弁体57の弁壁57A外面の円弧状の凹部57
cは,連通ポート56dの内周面に連続し,しかもこの
連通ポート56dは,元々,2番及び3番排気管51
b,51cの管路と合致させてあるので,2番及び3番
排気管51b,51cの管路も全長にわたり均一な断面
とすることができる。したがって,1番〜4番排気管5
1a〜51dでは,その全長を利用して効果的な排気慣
性効果及び/又は排気脈動効果を得ることができる。即
ち,各排気管51a〜51dの有効管長は,エンジンE
nから上部及び下部第1排気集合管52a,52bに至
る最大となり,これらの最大有効管長は,それによる排
気慣性効果及び/又は排気脈動効果が中速回転域におけ
るエンジンEnの容積効率を高めるように設定されてお
り,したがって,エンジンEnの中速出力性能を高める
ことができる。
り,アクチュエータ71により駆動プーリ73が第2駆
動位置ハまで駆動されると,駆動プーリ73は第1及び
第2伝動ワイヤ75a,75bを大きく牽引する。この
第1伝動ワイヤ75aの大きな牽引によれば,吸気制御
弁35側の被動プーリ46は遊び角度αを大きく超えて
開弁方向へ回転され,円弧溝44の一端壁を吸気制御弁
35の伝動ピン43に当接させて,吸気制御弁35の弁
板36を図3の第2吸気制御位置Bまで運ぶ。
よれば,排気制御弁35側の被動プーリ67は,中速制
御位置Dから低速制御位置Cを通過して略180°回転
して弁体57を図12の高速制御位置Eへと運ぶ。
吸気制御位置Bに達すると,図3に示すように,その弁
板36が大断面積通路33bを全開状態にするので,エ
ンジンEnに吸入される空気は,エアクリーナ17を通
過するとき,大断面積通路33b及び小断面積通路33
aの両方を通ることができ,したがって,吸気抵抗の減
少をもたらし,エンジンEnの容積効率を高め,高速出
力性能の向上に寄与する。
の高速制御位置Eに達すると,前述のように,弁体57
の貫通孔57aが弁ハウジング56の入口及び出口ポー
ト56a,56bに合致すると共に,弁体57の連通孔
57bが弁ハウジング56の連通孔56eと合致するよ
うになるため,1番〜4番排気管51a〜51dの導通
状態は変わらないが,1番及び4番排気管51a,51
dと2番及び3番排気管51b,51cの中間部がそれ
ぞれ連通孔56e,56e;57b,57bにより連通
されることになる。その結果,各排気管51a〜51d
の有効管長は,エンジンEnから排気制御弁55に至る
最小となる。これらの最小有効管長は,それによる排気
慣性効果及び/又は排気脈動効果が高速回転域における
エンジンEnの容積効率を高めるように設定されてお
り,したがって,エンジンEnの高速出力性能を高める
ことができる。
は,1番及び4番排気管51a,51dを通過した排ガ
スは上部第1排気集合管52aで合流して第2排気集合
管53へ向かい,2番及び3番排気管51b,51cを
通過した排ガスは下部第1排気集合管52bで合流し,
1次排気浄化装置84で浄化されてから第2排気集合管
53に向かう。そして,すべての排ガスは第2排気集合
管53で合流して2次排気浄化装置85によって浄化さ
れる。したがって,1番及び4番排気管51a,51d
を通過してきた排ガスは,2次排気浄化装置85によっ
てのみ浄化されることになるが,中速ないし高速運域で
は排ガスの流量が比較的多量となるため,その多量の排
気熱と反応熱とで2次排気浄化装置85の浄化機能が充
分に高められ,排ガス全体が効果的に浄化されるので,
支障がない。
xの両方にエンジンEnの運転状態に応じた機能が付与
されるので,エンジンEnの低速から高速回転域にわた
り,その出力性能を効果的に高めることができる。
2駆動位置ハから再び第1駆動位置ロ側へ戻す場合は,
排気制御弁35が高速制御位置Eから中間点の低速制御
位置に達する頃に,被動プーリ46及び吸気制御弁35
の弁板36はロストモーションばね45及び戻しばね4
1の付勢力をもって図2の第1吸気制御位置Aに戻り,
その後も被動プーリ46はロストモーション機構42の
遊び角度αの範囲で戻り回転を継続し得るので,排気制
御弁35は,前記低速制御位置を過ぎて,中速制御位置
Dまで回転することができる。
弁55の回転角度に大きな差があっても,その差をロス
トモーション機構42が吸収するので,両制御弁35,
55を共通のアクチュエータ71により的確に作動する
ことができる。特に,排気制御弁35を低速制御位置及
び中速制御位置D間で作動させる駆動プーリ73の回転
は,ロストモーション機構42により吸収して,第1吸
気制御位置Aの吸気制御弁35に影響を及ぼさないの
で,排気制御弁35の弁体57を低速制御位置C,中速
制御位置D及び高速制御位置E間で自由に作動させるこ
とができる。かくして,アクチュエータ71の両制御弁
35,55に対する共通化により,両制御弁35,55
の駆動系の構成は簡素化し,エンジン性能の向上及びコ
ストの低減を両立させ,同時に軽量化にも,もたらすこ
とができる。
ウジング56の,被動プーリ67側の軸受ブッシュ60
は,前述のように弁体57の一方の弁軸62を支承する
のみならず,スラストスプリング83の荷重によって上
記軸受ブッシュ60側に付勢される弁体57の一端面を
も受け,両者が圧接シール状態に保持されるため,弁体
57及び軸受ブッシュ60間を特別なシール部材を用い
ることなくシールして,軸受ブッシュ60からの排ガス
のリークを防ぐことができる。またシール部材を不要と
したことから,部品点数が削減され,コストの低減を図
ることができる。特に,軸受ブッシュ60をカーボング
ラファイト等の非金属材料で構成する場合には,良好な
シール性を確保し得ると共に,排気脈動による弁体57
のスラスト方向の振動を吸収して,異音の発生を抑える
ことができる。
はなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が
可能である。例えば,吸気制御弁35は,吸気系Inの
有効管長をエンジンEnの運転状態に応じて変化させる
ように構成することもできる。また本発明は,二気筒エ
ンジンに適用して,その2本の排気管を上記実施例の1
番,4番排気管51a,51d及び2番,3番排気管5
1b,51cと同様に排気制御弁55により制御するこ
ともできる。勿論,その他の多気筒エンジンへの適用も
可能である。
ば,エンジンの吸気系に,エンジンの運転状態に応じて
吸気態様を変える吸気制御弁を,またエンジンの排気系
に,エンジンの運転状態に応じて排気態様を変える排気
制御弁をそれぞれ設け,これら吸気制御弁及び排気制御
弁を共通のアクチュエータにより駆動し得るようにした
ので,吸気制御弁及び排気制御弁をアクチュエータによ
りエンジンの運転状態に応じて作動させることによっ
て,運転状態の変化に拘らずエンジンから所望の出力性
能を効果的に引き出すことができる。しかも,吸気制御
弁及び排気制御弁は共通一個のアクチュエータにより駆
動されるので,その駆動系の構成の簡素化を図り,エン
ジン性能の向上及びコストの低減を両立させ,同時に軽
量化にも寄与することができる。
気制御弁を,これが前記吸気系に低速側対応機能を付与
する第1吸気制御位置と高速側対応機能を付与する第2
吸気制御位置との間を作動するするように構成し,また
前記排気制御弁を,これが前記排気系に低速側対応機能
を付与する第1排気制御位置と高速側対応機能を付与す
る第2排気制御位置との間を作動するように構成したの
で,アクチュエータによる吸気制御弁の第1及び第2吸
気制御位置間での作動,並びに排気制御弁の第1及び第
2排気制御位置間での作動によって,低速回転域から高
速回転域にわたる,エンジンの広い運転域でその出力性
能を効果的に高めることができる。
アクチュエータと吸気制御弁との間,又は同アクチュエ
ータと排気制御弁との間に,両制御弁の作動量の差を吸
収するロストモーション機構を設けたので,吸気制御弁
及び排気制御弁の作動量に差があるにも拘らず,共通の
アクチュエータにより両制御弁を確実に作動させること
ができる。
期を異にする気筒にそれぞれ連なる第1排気管及び第2
排気管の途中に介裝される共通の弁ハウジングと,この
弁ハウジング内で装着されて,低速制御位置,中速制御
位置及び高速制御位置の切換位置を持つ弁体とからなる
排気制御弁を備え,その弁体の低速制御位置では第1及
び第2排気管を相互に連通すると共に,その連通部より
下流側で第1排気管を閉塞し,中速制御位置では第1及
び第2排気管を個別に導通させ,高速制御位置では第1
及び第2排気管をそれぞれ導通させると共に両排気管を
中間部で相互に連通するようにしたので,エンジンの低
速,中速及び高速運転域に応じて,弁体を低速,中速及
び高速制御位置に制御することにより,エンジンの背圧
を上げたり,排気管の有効管長を変えたりして,各運転
域での出力性能を向上させることができる。
を,これが低速制御位置,中速制御位置及び高速制御位
置間を回転し得るよう弁ハウジングに回転自在に支持
し,この弁体には,その軸線を横切る貫通孔と,弁体の
半径方向でこの貫通孔の一側面を開放する連通孔とを設
け,弁体の低速制御位置では,通連孔及び貫通孔が第1
及び第2排気管相互の連通に関与すると共に,弁体の,
連通孔と対向する弁壁が第1排気管の下流側の閉鎖に関
与し,中速制御位置では,貫通孔が第1排気管の管路に
合致すると共に,弁壁が第1及び第2排気管間の遮断に
関与し,高速制御位置では,貫通孔が第1排気管の管路
に合致すると共に,連通孔が第1及び第2排気管間の連
通に関与するので,弁体の存在に拘らず,各排気管の管
路をエンジンの各運転域に対応した有効管長にわたり均
一な断面とすることができ,各運転域に対応した効果的
な排気慣性効果及び/又は排気脈動効果を得ることがで
きる。特に,弁体を中速制御位置に制御した場合には,
各排気管の全長にわたり,その管路を均一な断面とする
ことができ,上記効果を顕著に得てエンジンの中速出力
性能の向上に大いに図ることができる。
ウジングより下流の第1及び第2排気管のうち,第2排
気管のみに1次排気浄化装置を接続し,この1次排気浄
化装置より下流で第1及び第2排気管を排気集合管に接
続し,この排気集合管に2次排気浄化装置を設けたの
で,排ガスの流量が比較的少ないエンジンの低速運転域
では,弁体を低速制御位置に制御することにより,弁ハ
ウジングを通過した全部の排ガスを1次及び2次排気浄
化装置に順次誘導して,排ガスの浄化を良好に行うこと
ができると共に,1次排気浄化装置を早期に活性化させ
ることができる。また第1排気管側に排気浄化装置を設
けずに済む分,排気浄化装置全体のコスト低減を図るこ
とができ,しかも第1排気管側に排気浄化装置を設けず
に済む分,排気浄化装置全体のコスト低減を図ることが
できる。またエンジンの中速ないし高速運転域では,弁
体を中速ないし高速制御位置に制御することにより,第
1排気管を通過した排ガスは1次排気浄化装置を通るこ
とはないが,この段階では排ガスの流量が比較的多くな
っていることゝ,その全量が2次排気浄化装置を通るた
め,多量の排気熱と反応熱とで2次排気浄化装置の浄化
機能が充分に高められ,排ガス全体を効果的に浄化する
ことができる。
えた自動二輪車の側面図。
9線断面図。
応した断面図。
応した断面図。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 エンジン(En)の吸気系(In)に,
エンジン(En)の運転状態に応じて吸気態様を変える
吸気制御弁(35)を,またエンジン(En)の排気系
(Ex)に,エンジン(En)の運転状態に応じて排気
態様を変える排気制御弁(55)をそれぞれ設け,これ
ら吸気制御弁(35)及び排気制御弁(55)を共通の
アクチュエータ(71)により駆動し得るようにしたこ
とを特徴とする,エンジンの吸気及び排気制御装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のエンジンの吸気及び排気
制御装置において,前記吸気制御弁(35)を,これが
前記吸気系(In)に低速側対応機能を付与する第1吸
気制御位置(A)と高速側対応機能を付与する第2吸気
制御位置(B)との間を作動するするように構成し,ま
た前記排気制御弁(55)を,これが前記排気系(E
x)に低速側対応機能を付与する第1排気制御位置
(D)と高速側対応機能を付与する第2排気制御位置
(E)との間を作動するように構成したことを特徴とす
る,エンジンの吸気及び排気制御装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のエンジンの吸気及
び排気制御装置において,前記アクチュエータ(71)
と吸気制御弁(35)との間,又は同アクチュエータ
(71)と排気制御弁(55)との間に,両制御弁(3
5,55)の作動量の差を吸収するロストモーション機
構(42)を設けたことを特徴とする,エンジンの吸気
及び排気制御装置。 - 【請求項4】 点火時期を異にする気筒にそれぞれ連な
る第1排気管(51a,51d)及び第2排気管(51
b,51c)の途中に介裝される共通の弁ハウジング
(56)と,この弁ハウジング(56)内で装着され
て,低速制御位置(C),中速制御位置(D)及び高速
制御位置(E)の切換位置を持つ弁体(57)とからな
る排気制御弁(55)を備え,その弁体(57)の低速
制御位置(C)では第1及び第2排気管(51a,51
d;51b,51c)を相互に連通すると共に,その連
通部より下流側で第1排気管(51a,51d)を閉塞
し,中速制御位置(D)では第1及び第2排気管(51
b,51c)を個別に導通させ,高速制御位置(E)で
は第1及び第2排気管(51a,51d;51b,51
c)をそれぞれ導通させると共に両排気管(51a,5
1d;51b,51c)を中間部で相互に連通するよう
にしたことを特徴とする,エンジンの排気制御装置。 - 【請求項5】 請求項4記載のエンジンの排気制御装置
において,弁体(57)を,これが低速制御位置
(C),中速制御位置(D)及び高速制御位置(E)間
を回転し得るよう弁ハウジング(56)に回転自在に支
持し,この弁体(57)には,その軸線を横切る貫通孔
(57a)と,弁体(57)の半径方向でこの貫通孔
(57a)の一側面を開放する連通孔(57b)とを設
け,弁体(57)の低速制御位置(C)では,連通孔
(57b)及び貫通孔(57a)が第1及び第2排気管
(51a,51d;51b,51c)相互の連通に関与
すると共に,弁体(57)の,連通孔(57b)と対向
する弁壁(57A)が第1排気管(51a,51d)の
下流側の閉鎖に関与し,中速制御位置(D)では,貫通
孔(57a)が第1排気管(51a,51d)の管路に
合致すると共に,弁壁(57A)が第1及び第2排気管
(51a,51d;51b,51c)間の遮断に関与
し,高速制御位置(E)では,貫通孔(57a)が第1
排気管(51a,51d)の管路に合致すると共に,連
通孔(57b)が第1及び第2排気管(51a,51
d;51b,51c)間の連通に関与することを特徴と
する,エンジンの排気制御装置。 - 【請求項6】 請求項4記載のエンジンの排気制御装置
において,弁ハウジング(56)より下流の第1及び第
2排気管(51a,51d;51b,51c)のうち,
第2排気管(51b,51c)のみに1次排気浄化装置
(84)を接続し,この1次排気浄化装置(84)より
下流で第1及び第2排気管(51b,51c)を排気集
合管(53)に接続し,この排気集合管(53)に2次
排気浄化装置(85)を設けたことを特徴とする,エン
ジンの排気制御装置。
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