JPS62206223A - エンジンの排気制御装置 - Google Patents

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、エンジンの排気口から膨張室に至る複数の排
気管にそれぞれ排気制御弁を設けたエンジンの排気制御
装置に関するものである。

（発明の背景） ４サイクルエンジン、２サイクルエンジン等では、排気
弁の開閉により排気が間欠的に排気管に導かれ、排気管
内に排気の慣性効果および脈動効果が発生することが知
られている。これらの効果（動的効果という）は、エン
ジン回転速度により変化する。従って成る回転速度でこ
の動的効果を最大にして容積効率を高めると、他の回転
速度では動的効果が逆に作用して容積効率が著しく低下
する。このため、高回転域でこの動的効果が最適になる
ように排気系の諸元（排気管長、排気管系など）を設定
した場合には、中速域でトルクの著しい減少（トルク谷
）が発生するという問題があった。

そこで排気管の膨張室への開口端付近に排気流路面積を
変える排気制御弁を設け、容積効率が低下する回転速度
域では流路面積を減少し、他の回転速度域では流路面積
を増大させるようにすることが考えられている。

また多気筒エンジンでは各排気管の下流側を膨張室で合
流させると、気筒間の排気干渉による容積効率の低下お
よびトルクの低下を引き起こすることがある。そこで各
排気管毎に排気制御弁を設け、排気干渉による悪影響が
生じる回転速度域でこの制御弁を閉じて排気流路面積を
減少させることが考えられている。

また排気管の途中に排気制御弁を設け、背圧を制御する
ことにより燃焼を改善したり自己ＥＧＲ（排気再循環）
を制御して排気成分の制御を行ったりすることも考えら
れている。

このように、容積効率の向上、燃焼改善、排気成分制御
などの種々の目的で排気管に排気流路面積を変える排気
制御弁を設けることが考えられるが、多気筒エンジン等
で複数の排気管を有する場合には、各排気管にそれぞれ
排気制御弁を設けなければならず、それぞれを独立に制
御したのではその制御装置が複雑になるという問題が生
じる。

また各排気制御弁の弁軸を共通にした場合には、弁軸が
長くなるためその熱による伸びが大きくなり、弁軸に設
けた弁体と排気管とがエンジンの高温時または冷間時に
干渉するという問題も生じる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、複
数の排気管にそれぞれ排気制御弁を設ける場合に制御装
置を単純化でき、また弁軸が熱により伸縮しても弁軸に
設けた弁体が排気管に干渉することを防止できるエンジ
ンの排気制御装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 木゛発明によればこの目的は、一端がエンジンの排気口
に他端が膨張室にそれぞれ接続された複数の排気管と、
前記各排気管に設けられ各排気管の排気流路面積を変え
る排気制御弁とを備えるエンジンにおいて、前記各排気
制御弁は、各排気管を横断する１本の弁軸と、各排気管
に対応して前記弁軸に固定された複数の弁体と、前記弁
軸の軸方向への移動を規制する１個のスラスト受けとを
備え、前記弁体の幅を排気管内径よりも小さく設定する
一方、前記エンジンの冷間状態における前記弁体の中心
の排気管中心からの前記スラスト受け方向への偏位量を
、前記スラスト受けから離れるにつれて大きく設定した
ことを特徴とするエンジンの排気制御装置により達成さ
れる。

（作用） 弁軸をエンジンの運転状態に対応して回転させれば、各
排気管の排気流路面積はエンジンの運転状態に基づいて
変化する。

エンジンの温度上昇に伴って弁軸は伸び、弁体は排気管
の中心からスラスト受けの反対方向へ偏位してゆく。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例である排気制御弁組立体の一
部断面した後面図、第２図は同じく平面図、第３図はこ
れを用いた自動二輪車の排気系の平面図、第４図は同じ
く側面図、第５図はこの排気系を用いた自動二輪車の側
面図である。

第４．５図において符号１０は４サイクル４気筒エンジ
ンであり、車体中央付近に搭載されている。このエンジ
ン１０はクランクケース１２から斜め上前方へのびるシ
リンダ１４を有する。排気系は、シリンダ１４の前面か
らクランクケース１２の下方にのびる４木の排気管１６
（１６ａ〜１６ｄ）と、各排気管１６の後端に接続され
た排気制御弁組立体１８と、°この排気制御弁組立体１
８の後面に接続され２本の排気管１６ａ。

１６ｂおよび１６ｃ、１６ｄの排気をそれぞれ集合して
２本の消音器２０　（２０ａ、２０ｂ）に導く２つの膨
、張室２２（２２ａ、２２ｂ）とを備える。

なお第５図において、２４は前輪、２６は操向ハンドル
、２８は後輪、３０は吸気清浄器および燃料タンクを覆
うカバー、３２は運転シートである。

排気制御弁組立体１８は、各排気管１６の排気通路面積
を変える複数の排気制御弁３４（３４ａ〜３４ｄ）を一
体化したものであり、排気管ｌ６の後端に固定される本
体３６と各排気管１６に連通ずるよう横方向に並設され
た円孔３８（３８ａ〜３８ｄ）と、各円孔３８を貫通す
る１本の弁軸４０と、弁軸４０に固定された弁体として
の弁板４２（４２ａ〜４２ｄ）とを備えている。

弁軸４０の右端はスラスト受け４４によりその軸方向へ
の移動が規制されている。すなわち弁軸４０の右端に固
定された止め輪４６を、本体３６の右面に設けた凹室４
８の底面と、この凹室４８に圧入された蓋材５０との間
に挾持することにより、スラスト受け４４を形成してい
る。

弁板４２は排気管１６内径よりも小径な円形であり、そ
の中心ＡＩ”Ａ４はエンジン１０の冷間時には排気管１
６の中心Ｂ１〜Ｂ４よりもスラスト受け４４側に偏位し
、その偏位量１＋−１４はスラスト受け４４から離れる
につれて大きくなるように設定されている（第１図）。

すなわち文１〉文？〉文３〉文４ と設定されている。

弁軸４０の左端にはプーリ５２が固定され、このプーリ
５２はワイヤ５４を介してサーボモータ５６により強制
的に両方向に回動される。このサーボモータ５６は１例
えば点火装９５８（＠３図参照）から検出したエンジン
回転速度に基づき、容積効率が悪化する回転領域で各制
御弁３４を閉じ、その他の回転領域で開くように制御回
路６０により制御される。

従って排気管１６の径および長さなどを、エンジン１０
が高速域で容積効率が高くなるように設定した場合には
、制御回路６０は中速域で排気制御弁３４を閉じるよう
にサーボモータ５６を駆動する。各排気制御弁３４は１
本の弁軸４０により同期して同一開度に制御される。

エンジン１０の排気弁の開弁による正の圧力波は音速で
排気管１６内を伝播し、その開口端における急激な膨張
により発生する負の圧力波が排気管１６を音速で逆方向
に伝播してエンジンｌＯの排気弁に引き返す、この開口
端付近に位置する排気制御弁３４を閉じておけば、排気
弁の開弁による正の圧力波はこの排気制御弁３４で反射
され正の圧力波として音速で排気弁に引き返す。従って
排気流路面積を１／２とするように排気制御弁３４を制
御すれば、排気管の開口端により発生して引き返す負の
圧力波と、排気制御弁３４により反射される正の圧力波
との和は零となる。この時には脈動効果が打ち消され、
中速域での容積効率の低下（トルク谷の発生）を抑制で
きる。

またこの排気制御弁３４を気筒間の排気干渉によるトル
ク低下の防止の目的で用いる場合には、排気干渉による
トルク低下の著しい回転領域でこの排気制御弁３４を閉
じればよい、なお低速域で排気制御弁３４を閉じる場合
には、排気制御弁３４は排気流路面積を９０％程度絞っ
て１０％程度とするものが使用可能である。

エンジン１０の冷間時には、第１図に示すように弁板４
２はスラスト受け４４側に偏位している。エンジンｌＯ
の暖機の進行につれてスラスト弁軸４０は第１図で左方
向へ伸びる。すなわちスラスト受け４４から遠くなるに
つれて弁軸４０の偏位量は大きくなる。弁板４２はスラ
スト受け４４から遠くなるにつれて冷間時の排気管１６
中心からの偏位ｍｌは大きく設定されているから、弁板
４２がエンジンの熱間時に排気管１６に内面に干渉する
ことがない。

以上の実施例では排気制御弁３４は排気管１６の膨張室
２２への開口端付近に設けたが、排気制御弁の目的に応
じて排気管１６の他の位置に設けてもよい０例えば背圧
制御や自己ＥＧＲのためであればエンジン１０に近い位
置に設けるのが望ましい、また排気管１６の開口端の下
流側に近接して配置してもよい。

（発明の効果） 本”発明は以上のように、排気管を横断するように１本
の弁軸を設け、この弁軸の軸方向の移動を１個のスラス
ト受けで規制すると共に、弁体の排気管中心からの偏位
量をエンジン冷圃状態でスラスト受けから遠くなるに従
いスラスト受け側へ大きくなるようにしたものである。

従ってエンジン温度が上昇して弁軸が伸びても、弁体と
排気管との干渉を防止することができる。また各排気制
御弁は１つのサーボモータなどの駆動手段により制御で
き、制御装置が単純になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である排気制御弁組立体の一
部断面した後面図、第２図は同じく平面図、第３図はこ
れを用いた自動二輪車の排気系の平面図、第４図は同じ
く側面図、第５図はこの排気系を用いた自動二輪車の側
面図である。　　　　　区ｌＯ・・・エンジン、１６・
・・排気管、　　　　　　　　リ１８・・・排気制御弁
組立体、　　　　　　　　　　　派２２・・・膨張室、 ３４・・・排気制御弁、４０・・・弁軸、４２・・・弁
体としての弁板、 ４４・・・スラスト受け、 Ａ・・・弁板の中心、 Ｂ・・・排気管の中心、 文・・・偏位量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一端がエンジンの排気口に他端が膨張室にそれぞれ接続
   された複数の排気管と、前記各排気管に設けられ各排気
   管の排気流路面積を変える排気制御弁とを備えるエンジ
   ンにおいて、 前記各排気制御弁は、各排気管を横断する１本の弁軸と
   、各排気管に対応して前記弁軸に固定された複数の弁体
   と、前記弁軸の軸方向への移動を規制する１個のスラス
   ト受けとを備え、前記弁体の幅を排気管内径よりも小さ
   く設定する一方、前記エンジンの冷間状態における前記
   弁体の中心の排気管中心からの前記スラスト受け方向へ
   の偏位量を、前記スラスト受けから離れるにつれて大き
   く設定したことを特徴とするエンジンの排気制御装置。