JPS627924A - 排気制御装置 - Google Patents
排気制御装置Info
- Publication number
- JPS627924A JPS627924A JP14387585A JP14387585A JPS627924A JP S627924 A JPS627924 A JP S627924A JP 14387585 A JP14387585 A JP 14387585A JP 14387585 A JP14387585 A JP 14387585A JP S627924 A JPS627924 A JP S627924A
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- JP
- Japan
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- exhaust
- engine
- open end
- shielding member
- exhaust pipe
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- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ｌ１上夏Ｍ朋溌１
本発明は往復式内燃機関の１」１気ボートに接続され、
排気を外部にＤ１出する排気管における排気制御装置に
関するものである。
排気を外部にＤ１出する排気管における排気制御装置に
関するものである。
」釆五韮
２サイクルまたは４サイクルの内燃機関において、排気
放出の際排気管中に生ずる圧力振動すなわち脈動を利用
して掃気効率、容積効率の向上を図ることが従来実施さ
れている。このような排気系の動的効果の有効利用は特
に２サイクル機関で重視されているが、４サイクル機関
においても管内脈動波の負の波が排気期間の後半に重な
るどｉｌｌｌｌ用が促進され、また弁口なり時期に一致
覆ると掃気作用が改善されて、容積効率が高まることが
知られている。
放出の際排気管中に生ずる圧力振動すなわち脈動を利用
して掃気効率、容積効率の向上を図ることが従来実施さ
れている。このような排気系の動的効果の有効利用は特
に２サイクル機関で重視されているが、４サイクル機関
においても管内脈動波の負の波が排気期間の後半に重な
るどｉｌｌｌｌ用が促進され、また弁口なり時期に一致
覆ると掃気作用が改善されて、容積効率が高まることが
知られている。
灯が １しようとする １瀘
しかし、このように排気管内に生ずる脈動波を利用して
出力向上を図った内燃機関においては、上記脈動波の周
期、換言すれば排気管の開放端部からの反射Ｉｔ力波が
弁口にまで達する時間が、機関の回転速度に無関係に一
定であるため、成る回転数域において上記脈動波が有効
に作用するように調整した時、他の回転数域においては
脈動波の到達時期が機関の所望の行程時期と一致しなく
なり、該脈動波がむしろ逆効果を及ぼすような不適回転
数域が生ずる。
出力向上を図った内燃機関においては、上記脈動波の周
期、換言すれば排気管の開放端部からの反射Ｉｔ力波が
弁口にまで達する時間が、機関の回転速度に無関係に一
定であるため、成る回転数域において上記脈動波が有効
に作用するように調整した時、他の回転数域においては
脈動波の到達時期が機関の所望の行程時期と一致しなく
なり、該脈動波がむしろ逆効果を及ぼすような不適回転
数域が生ずる。
ｈ を ′するための−および
従って本発明は、上記不適回転数域において脈動効果を
消すことにより、該不適回転数域において生ずる１〜ル
クの谷を解消しようとするものである。
消すことにより、該不適回転数域において生ずる１〜ル
クの谷を解消しようとするものである。
このため、本発明においては、内燃機関のＩＩ気ボート
に連接され断面積がほぼ一定の新気管において、開放端
部にその断面積を変化させ得る可動の遮蔽部材を設ける
。
に連接され断面積がほぼ一定の新気管において、開放端
部にその断面積を変化させ得る可動の遮蔽部材を設ける
。
なお、上記排気管の開放端部とは、排気の通路断面積が
広がる方に変化する部分を意味し、従って、排気管の後
部に大径の消音用マノラーを介在させた機関においては
、す１気管が前記マフラー内に開口している部分が該排
気管の開放端部である。
広がる方に変化する部分を意味し、従って、排気管の後
部に大径の消音用マノラーを介在させた機関においては
、す１気管が前記マフラー内に開口している部分が該排
気管の開放端部である。
かかる開放端部においては、ｖ１気管内を伝播して来た
圧力波が符号を変えて反射される。すなわち正圧波は負
圧波となり、負ｒｆ波は正圧波となって反射される。そ
してこの反射波の弁口への到達時期が機関の所望の行程
時期に合致するような回転数域においては、該反射波に
よる正圧または負圧が有利に作用して掃気効率、容積効
率等の向上が得られるが、前記不適回転数域においては
時期が一致せず、上記反射波が不利に作用してむしろ効
率の低下を招く。
圧力波が符号を変えて反射される。すなわち正圧波は負
圧波となり、負ｒｆ波は正圧波となって反射される。そ
してこの反射波の弁口への到達時期が機関の所望の行程
時期に合致するような回転数域においては、該反射波に
よる正圧または負圧が有利に作用して掃気効率、容積効
率等の向上が得られるが、前記不適回転数域においては
時期が一致せず、上記反射波が不利に作用してむしろ効
率の低下を招く。
本発明においては、前記開放端部に可動の遮蔽部材が設
けられているので、不適回転数域においては、この遮蔽
部材を移動さゼて、す１気管の断面を部分的に遮蔽する
ことができる。このようにすれば、開放端部に達した圧
力波は、遮蔽されていない断面部分においては符号を変
えた圧力波として反射され、遮蔽された部分においては
遮蔽部材が固定端となるので符号を変えない圧力波とし
て反射される。例えば開放端部に正圧波が到達した場合
、遮蔽されていない部分からは負圧波が反射され、遮蔽
された部分からは正圧波が反射される。
けられているので、不適回転数域においては、この遮蔽
部材を移動さゼて、す１気管の断面を部分的に遮蔽する
ことができる。このようにすれば、開放端部に達した圧
力波は、遮蔽されていない断面部分においては符号を変
えた圧力波として反射され、遮蔽された部分においては
遮蔽部材が固定端となるので符号を変えない圧力波とし
て反射される。例えば開放端部に正圧波が到達した場合
、遮蔽されていない部分からは負圧波が反射され、遮蔽
された部分からは正圧波が反射される。
従ってこれらの正負の反射波どうしが打消し合って、弁
口部分には排気の脈動効果が及ばず、不適回転数域にお
ける効率の低下を解消することができる。
口部分には排気の脈動効果が及ばず、不適回転数域にお
ける効率の低下を解消することができる。
１１」
以）、本発明を４サイクル内燃機関の排気管に適用した
実施例について説明する。第１図は内燃機関１とこれに
接続されたｖ１気管２を示す概略図である。内燃ｉ関１
は４サイクル機関で、頭部に排気ポート３および吸気ボ
ート４を備え、これらの各ボートはそれぞれ排気弁５お
よび吸気弁６を介してシリンダ室７に連通している。排
気管２は排気ポート３に接続されている。８は吸気管、
９は気化器である。排気管２はυＩ気ボート３からほぼ
同一断面積で下流側へ延び、その後端の開放端部１０は
大径の排気マフラー１１内に開口している。
実施例について説明する。第１図は内燃機関１とこれに
接続されたｖ１気管２を示す概略図である。内燃ｉ関１
は４サイクル機関で、頭部に排気ポート３および吸気ボ
ート４を備え、これらの各ボートはそれぞれ排気弁５お
よび吸気弁６を介してシリンダ室７に連通している。排
気管２は排気ポート３に接続されている。８は吸気管、
９は気化器である。排気管２はυＩ気ボート３からほぼ
同一断面積で下流側へ延び、その後端の開放端部１０は
大径の排気マフラー１１内に開口している。
内燃機関１の排気行程においてυ１気弁５が開くとシリ
ンダ室７内の燃焼ガスが新気ポート３および排気管２を
経て排気マフラー１１内に放出され、次いで排気出口１
２から大気中へ放出される。そして排気行程終期の上死
点付近において吸気弁６が開いて新気の吸入が開始され
、その後排気弁５が閉じる。
ンダ室７内の燃焼ガスが新気ポート３および排気管２を
経て排気マフラー１１内に放出され、次いで排気出口１
２から大気中へ放出される。そして排気行程終期の上死
点付近において吸気弁６が開いて新気の吸入が開始され
、その後排気弁５が閉じる。
排気管２の前記開放端部１０には可動の遮蔽部材１３が
設けられている。この遮蔽部材１３は通常の仕切弁と同
様な構造を備え、第２図に点線１３ａで示すように排気
管２の断面を前部開放させる開放位置と、同図に実線１
３ｂで示すように排気管２の断面を部分的に遮蔽する遮
蔽位置との間で、図において上下に移動することができ
る。本実施例においては遮蔽部材１３はソレノイド１４
のプランジャー１５に連結されており、遮蔽部材１３の
移動はソレノイド１４の作動により行われる。ソレノイ
ド１４は、図示してない機関回転数検知装置に電気的に
接続されており、機関回転数の成る領域例えば２５００
〜８０００ｒ、 ｐ、 ｒａの回転数域において前記検
知装岡からの電気出力により付勢され、プランジャー１
５を押し出して遮蔽部材１３を遮蔽位置１３ｂに移動さ
せる。
設けられている。この遮蔽部材１３は通常の仕切弁と同
様な構造を備え、第２図に点線１３ａで示すように排気
管２の断面を前部開放させる開放位置と、同図に実線１
３ｂで示すように排気管２の断面を部分的に遮蔽する遮
蔽位置との間で、図において上下に移動することができ
る。本実施例においては遮蔽部材１３はソレノイド１４
のプランジャー１５に連結されており、遮蔽部材１３の
移動はソレノイド１４の作動により行われる。ソレノイ
ド１４は、図示してない機関回転数検知装置に電気的に
接続されており、機関回転数の成る領域例えば２５００
〜８０００ｒ、 ｐ、 ｒａの回転数域において前記検
知装岡からの電気出力により付勢され、プランジャー１
５を押し出して遮蔽部材１３を遮蔽位置１３ｂに移動さ
せる。
あるいは、遠心力を利用した機械的な回転数検知装置に
遮蔽部材１３を連結し、上記のような回転数に応じた遮
蔽部材１３の移動を機械的に行わせることもできる。
遮蔽部材１３を連結し、上記のような回転数に応じた遮
蔽部材１３の移動を機械的に行わせることもできる。
以下、本実施例の作用を述べるに当り、上記内燃機関１
および排気管２は１００００ｒ、 ｐ、 ＩＩｌ付近の
回転数域（適合回転数域）において、前記遮蔽部材１３
を開放した状態で、排気の動的効果を有効に利用できる
ように設定されているものとする。第３図はこの適合Ｉ
ｎ１転数域内の回転数で運転中に排気ポート３に生ずる
圧力変動の時間的経過を示す線図で、横軸１は時間、縦
軸ｐは圧力を表わす。下死点ＢＤＣと上死点ＴＤＣとの
間の期間Ｅは排気行稈期 ゛間である。１）
期［０においてυ１気弁５が聞き、ｉＪＦ気ボー１−３
の圧力は急ト背して正圧パルスを生ずる。
および排気管２は１００００ｒ、 ｐ、 ＩＩｌ付近の
回転数域（適合回転数域）において、前記遮蔽部材１３
を開放した状態で、排気の動的効果を有効に利用できる
ように設定されているものとする。第３図はこの適合Ｉ
ｎ１転数域内の回転数で運転中に排気ポート３に生ずる
圧力変動の時間的経過を示す線図で、横軸１は時間、縦
軸ｐは圧力を表わす。下死点ＢＤＣと上死点ＴＤＣとの
間の期間Ｅは排気行稈期 ゛間である。１）
期［０においてυ１気弁５が聞き、ｉＪＦ気ボー１−３
の圧力は急ト背して正圧パルスを生ずる。
この正圧パルスは損気管２を音速で伝播し、開放端部１
０において負圧パルスが反射される。この負圧パルスが
υ１電気稈Ｆの後期に排気ボー１−３に達するので、上
死点ＴＤＣの付近で排気ボート３に、図に（−）で示し
である負圧が生ずる。従ってこの負圧によって排気作用
が促進され、またこの負圧期間中に先ずＳＯにおいて吸
気弁６が開き次いでＥＳにおいて排気弁５が閉じるので
掃気作用も改善され、容積効率が高まる。
０において負圧パルスが反射される。この負圧パルスが
υ１電気稈Ｆの後期に排気ボー１−３に達するので、上
死点ＴＤＣの付近で排気ボート３に、図に（−）で示し
である負圧が生ずる。従ってこの負圧によって排気作用
が促進され、またこの負圧期間中に先ずＳＯにおいて吸
気弁６が開き次いでＥＳにおいて排気弁５が閉じるので
掃気作用も改善され、容積効率が高まる。
しかし、遮蔽部材１３が開放位置に成る状態で機関回転
数が前記適合回転数域を外れ、例えば６０００ｒ、 ｐ
、 ｍ程度ｔ、： （Ｉｔ下した場合、負圧パルスの到
達特開は前と同じであるので、第４図に示すように、負
圧時期（−）が排気行程Ｅの中間期に生じ、上死点ＴＤ
Ｃ近傍では、排気ボート３の圧力は図に（＋）で示すよ
うに正圧となる。従ってこの正圧により排気作用および
掃気作用がｍ１され、容積効率はかえって低下する。こ
の結果、機関回転数Ｎｅに対する容積効率ηＶの変化を
線図で表わすと、第６図の曲線ａのようになる。同図に
おいてＡは第３図のように負几時期とυ１電気程時期と
が適合している適合回転数域であり、Ｂは第４図のよう
に負圧時期と排気行程時期とが適合していない不適回転
数域である。不適回転数域Ｂにおいては機関の出力トル
クが低下し、所謂トルクの谷どなる。
数が前記適合回転数域を外れ、例えば６０００ｒ、 ｐ
、 ｍ程度ｔ、： （Ｉｔ下した場合、負圧パルスの到
達特開は前と同じであるので、第４図に示すように、負
圧時期（−）が排気行程Ｅの中間期に生じ、上死点ＴＤ
Ｃ近傍では、排気ボート３の圧力は図に（＋）で示すよ
うに正圧となる。従ってこの正圧により排気作用および
掃気作用がｍ１され、容積効率はかえって低下する。こ
の結果、機関回転数Ｎｅに対する容積効率ηＶの変化を
線図で表わすと、第６図の曲線ａのようになる。同図に
おいてＡは第３図のように負几時期とυ１電気程時期と
が適合している適合回転数域であり、Ｂは第４図のよう
に負圧時期と排気行程時期とが適合していない不適回転
数域である。不適回転数域Ｂにおいては機関の出力トル
クが低下し、所謂トルクの谷どなる。
従って本実施例においては、機関回転数が不適回転数域
Ｂ内に在る時には、前記機関回転数検知装置からの電気
出力によりソレノイド１４が作動して遮蔽部材１３を遮
蔽位置１３ｂに移動させる。このようにして開放端部１
０が部分的に閉鎖された排気管２においては、第７図に
示すように、加振源Ｏすなわち排気弁位置から発した振
巾Ｐｏの正圧波ｐｏは１０の開口部分１０ａにおいて振
巾Ｐ２の負の開端波ｐ２となって反射するとともに、遮
蔽部分１０ｂにおいて振巾Ｐ１の正の閉端波ｐ１となっ
て反射する。そしてこの開端波ｐ２と閉端波ｐ＋は干渉
によってｎいに打消される。この結果、第５図に示すよ
うに、υ１電気ボート３生ずる負圧は小さくなり、以後
の二次波についても同様であるので、上死点丁ＤＣ付近
において第４図のような正圧は生じない。従ってこの１
斤による容積効率ηＶの低ｔがなく、第６図に破線すで
示すように不適回転数域Ｂにおいても比較的高い容積効
率ηＶが維持され、トルクの谷が解消される。点線Ｃは
適合回転数域Ａにおいても遮蔽部材１３を遮蔽位置に置
いた場合のηＶ凸曲線あるが、この領域においては遮蔽
部材１３は解放位置を占めるので、曲線ａに沿って高効
率が得られ、結局、同図に曲線伊で示すようなηＶ凸曲
線なる。
Ｂ内に在る時には、前記機関回転数検知装置からの電気
出力によりソレノイド１４が作動して遮蔽部材１３を遮
蔽位置１３ｂに移動させる。このようにして開放端部１
０が部分的に閉鎖された排気管２においては、第７図に
示すように、加振源Ｏすなわち排気弁位置から発した振
巾Ｐｏの正圧波ｐｏは１０の開口部分１０ａにおいて振
巾Ｐ２の負の開端波ｐ２となって反射するとともに、遮
蔽部分１０ｂにおいて振巾Ｐ１の正の閉端波ｐ１となっ
て反射する。そしてこの開端波ｐ２と閉端波ｐ＋は干渉
によってｎいに打消される。この結果、第５図に示すよ
うに、υ１電気ボート３生ずる負圧は小さくなり、以後
の二次波についても同様であるので、上死点丁ＤＣ付近
において第４図のような正圧は生じない。従ってこの１
斤による容積効率ηＶの低ｔがなく、第６図に破線すで
示すように不適回転数域Ｂにおいても比較的高い容積効
率ηＶが維持され、トルクの谷が解消される。点線Ｃは
適合回転数域Ａにおいても遮蔽部材１３を遮蔽位置に置
いた場合のηＶ凸曲線あるが、この領域においては遮蔽
部材１３は解放位置を占めるので、曲線ａに沿って高効
率が得られ、結局、同図に曲線伊で示すようなηＶ凸曲
線なる。
第８図は前記閉端波ｐ１の閉端反射率Ｐ＋／Ｐｏおよび
開端波ｐ２の開端反射率ＩＰ２／ｐＨ１と、開放端部遮
蔽率すなわら遮蔽部材１３により遮蔽される排気管２の
断面積Ｓ１ （第２図）が排気管２の全断面積Ｓｏに対
する比ＳＩ／Ｓｏとの関係を示した線図であり、加振圧
力Ｐａが０．２Ｋｙ／ｃ＃ｉから１．２に９／ｃ＃ｉま
での範囲内にある時のものである。閉端反射率と開端反
射率とが等しいと両反射波が互いに完全に打消し合われ
るので、−〇 −噌−噌 一 ８ − このような遮蔽率Ｍが最適点となる。しかしこの最適点
Ｍは加振圧力Ｐｏにより多少変動するので、遮蔽部１１
３による開放端部１０の遮蔽率は２０へ・４０％とする
のが良い。
開端波ｐ２の開端反射率ＩＰ２／ｐＨ１と、開放端部遮
蔽率すなわら遮蔽部材１３により遮蔽される排気管２の
断面積Ｓ１ （第２図）が排気管２の全断面積Ｓｏに対
する比ＳＩ／Ｓｏとの関係を示した線図であり、加振圧
力Ｐａが０．２Ｋｙ／ｃ＃ｉから１．２に９／ｃ＃ｉま
での範囲内にある時のものである。閉端反射率と開端反
射率とが等しいと両反射波が互いに完全に打消し合われ
るので、−〇 −噌−噌 一 ８ − このような遮蔽率Ｍが最適点となる。しかしこの最適点
Ｍは加振圧力Ｐｏにより多少変動するので、遮蔽部１１
３による開放端部１０の遮蔽率は２０へ・４０％とする
のが良い。
薙朋謝１
以十の通り、本発明においては、内燃機関のす１気ポー
］〜に連接され断面積がほぼ一定の損気管の開放端部に
、その断面積を変化さｔ！得る可動の遮蔽部材を設けた
ので、所定の機関回転数域において排気脈動効果を有効
に利用して機関出力の向上を図ることができるとともに
、上記排気脈動効果が不利に作用する不適回転数域にお
いては、該損気脈動効果を打消して機関出力の低下を防
止することができる。
］〜に連接され断面積がほぼ一定の損気管の開放端部に
、その断面積を変化さｔ！得る可動の遮蔽部材を設けた
ので、所定の機関回転数域において排気脈動効果を有効
に利用して機関出力の向上を図ることができるとともに
、上記排気脈動効果が不利に作用する不適回転数域にお
いては、該損気脈動効果を打消して機関出力の低下を防
止することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は排気
管開放端部に設けた遮蔽部材を示す端面図、第３図は遮
蔽部材開放時の適合回転数域における排気ボート圧力変
動を示す線図、第４図は同不適回転数域におけるｎ：力
変動を示す線図、第５図は遮蔽部材遮蔽時の不適回転数
域におＩＪる作力変動を示す線図、第６図は機関回転数
と容積効率との関係を示す線図、第７図は本発明の詳細
な説明するだめの図面、第８図は開放端部遮蔽率と圧力
波反射率との関係を示１線図である。 １・・・内燃機関、２・・・ＴＪ＋気管、３・・・排気
ボート、４・・・吸気ボート、５・・・１ノ１気弁、６
・・・吸気弁、７・・・シリンダ室、８・・・吸気管、
９・・・気化器、１０・・・開放端部、１１・・・排気
マフラー、１２・・・排気出口、１３・・・遮蔽部材、
１４・・・ソレノイド、１５・・・プランジャー。
管開放端部に設けた遮蔽部材を示す端面図、第３図は遮
蔽部材開放時の適合回転数域における排気ボート圧力変
動を示す線図、第４図は同不適回転数域におけるｎ：力
変動を示す線図、第５図は遮蔽部材遮蔽時の不適回転数
域におＩＪる作力変動を示す線図、第６図は機関回転数
と容積効率との関係を示す線図、第７図は本発明の詳細
な説明するだめの図面、第８図は開放端部遮蔽率と圧力
波反射率との関係を示１線図である。 １・・・内燃機関、２・・・ＴＪ＋気管、３・・・排気
ボート、４・・・吸気ボート、５・・・１ノ１気弁、６
・・・吸気弁、７・・・シリンダ室、８・・・吸気管、
９・・・気化器、１０・・・開放端部、１１・・・排気
マフラー、１２・・・排気出口、１３・・・遮蔽部材、
１４・・・ソレノイド、１５・・・プランジャー。
Claims (1)
- 内燃機関の排気ポートに連接され断面積がほぼ一定の排
気管の開放端部に、その断面積を変化させ得る可動の遮
蔽部材を設けたことを特徴とする排気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14387585A JPS627924A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 排気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14387585A JPS627924A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 排気制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187557A Division JPH0735728B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 内燃機関の排気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627924A true JPS627924A (ja) | 1987-01-14 |
| JPH0478816B2 JPH0478816B2 (ja) | 1992-12-14 |
Family
ID=15349035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14387585A Granted JPS627924A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 排気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627924A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62126222A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-08 | Yamaha Motor Co Ltd | ４行程エンジンの制御装置 |
| JPS62126223A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-08 | Yamaha Motor Co Ltd | 多気筒エンジンの排気装置 |
| EP0270121A2 (en) * | 1986-12-03 | 1988-06-08 | Yamaha Motor Co., Ltd. | Motor vehicle |
| JPS63189618A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-08-05 | Yamaha Motor Co Ltd | 車輌の排気制御装置 |
| JPS63208614A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-30 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンの排気制御装置 |
| JPS63208613A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-30 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンの排気制御装置 |
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| JPH0478816B2 (ja) | 1992-12-14 |
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