JPH02199223A - 内燃機関の排圧制御装置 - 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） 本発明は内燃ｖ１間の排気圧力を制御して排気騒音の低
減や排気性能の向上を図るようにした装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関の排気効率を高めるために、ｆＪＦ気通路の途
中にレゾネータ室を設け、切換弁により機関負荷の小さ
いときにレゾネータ室を排気通路と連通し、高負荷時に
は遮断するようにした装置が、たとえば特開昭６２−７
０６１８号に提案されている。排気通路は礎免許の下流
から２つに分岐し、このうち一方の排気通路を選択的に
レゾネータ室と連通させている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、この装置では単一のレゾネータ室により、排
気性能を高めるようにしているので、低回転域から高回
転域までの幅広い運転領域をきめ細かくカバーすること
はできなかった。これはレゾネータ室の有効容積により
吸収できる排気圧力周波数域が特定されてしまうためで
ある。

また、排気通路をレゾネータ室と連通させるものと、そ
れ以外のものとに分岐するので、各気筒に２個の排気弁
を備えているタイプの内燃機関に適用すると、排気通路
構造が著しく複雑化してしまうという問題もあった。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、各気筒について２個の排気弁と、これ
らに対応して２個の独立した排気通路を備え、さらに各
排気通路を下流で互いに合流させた内燃機関において、
各気筒の一方の排気通路を相互に連通させる大、小２個
のレゾネータ室をそれぞれ形成し、かつ各レゾネータ室
と排気通路との連通を運転条件に応じて選択的に遮断す
る弁手段を設けた。

（作用） したがって、運転条件に応じて大小のレゾネータ室と、
排気通路とが選択的に連通し、幅広い運転領域で効果的
に排気圧力を下げ、排気騒音の低減と、排気効率の向上
を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図に示すように、機関の各気筒＃１〜＃４
には２個づつの排気弁１ａ、１ｂが設けられ、かつこれ
ら排気弁１ａ、１ｂに対応して独立した排気ボート２ｍ
、２ｂが形成される。

これら排気ボート２ａ、２ｂには排気管３が接続さ、れ
るが、排気管３の内部には排気ボート２ａ、２ｂに対応
して２つの排気通路３ａ、３ｂが形成されている。ただ
し、これら排気通路３ａ、３ｂは下流において互いに合
流して合流通路３ｅを形成する。

ただしこの実施例では、排気管３は＃１、＃４気筒に対
応するものと、＃２、＃３気筒に対応するものとが、互
いに独立して構成され、相互の排気干渉の影響をできる
だけ小さくするようになっている。

排気管３の上部には排気管３を横断する方向に延びる、
有効容積の異なる２つのレゾネータ室４．５が形成され
る。各レゾネータ室４．５は排気管３と一体的に形成し
たレゾ４−タハウジング６の内部に形成され、前記各気
筒の排気通路３ａ、３ｂのうち、一方とのみそれぞれ連
通路７を介して連通する。

レゾネータ室の圧力共鳴により、排気圧力脈動を減衰し
て排気騒音、振動を低減するもので、共鳴周波数は周知
のように、次の式に基づいて決められる。

ｐ　＝　ａ　／　２　ｘ　・ｆＴ７ｖ７−　（１）ただ
し、Ｆ：共鳴周波数　ａ：音速　ｆ：連通路断面積　■
：レゾネータ室容積　１：連通路長さしたがって、各レ
ゾネータ室４．５の容積は排気音を低減したい機関回転
数領域との関係に基づいて設定される。

そして上記連通路７を運転条件に応じてＷ１４関するた
めに、ロータリ型の切換弁８．９が設けられる。切換弁
８（９）は第３図、第４図にも示すように、弁軸１０の
各排気通路３ｍまたは３ｂに対応した位置に、弁口１１
が貫通形成してあり、弁軸１０の回転位置により、連通
路７を開閉するようになっている。各弁軸１０の突出端
には互いに噛合する同一歯数の歯車１２が設けられ、か
つ一方に取付けた駆動モータ１３により連動回転する。

この場合、各弁軸１０は回転角にして９０”の位相差を
もたせてあり、一方が閉じたときに他方が開く関係に設
定しである。なお、弁軸１０の摺動面にはシール１５が
介装され、また軸方向への移動を阻止するために、スナ
ップリング１６がはめられる。

前記駆動モータ１３の回転を制御するためのコントロー
ラ１４が備えられ、このコントローラ１４は運転条件を
表す機関回転数や負荷に応じて、駆動モータ１３の回転
位置を制御する。この実施例では、機関回転数が２，８
００ｒｐｍ以下で容積の大きいレゾネータ室４の切換弁
８を開き、それ以上では逆に容積の小さいレゾネータ室
５の切換弁９をＩＭ＜ようになっている。

以上のように構成され、次に作用について説明すると、
たとえば機関回転数が２，８００ｒｐｍ＋以下の運転領
域では、図示するように、コントローラ１４を介して作
動する駆動モータ１３により、大容積のレゾネータ室４
の切換弁８が開き、小容積のレゾネータ室５の切換弁９
が閉じる。同じく回転数が２，８００ｒｐｍ以上の運転
領域では、駆動モータ１３の回転により、各切換弁８．
９が図示状態から９０°だけ回転して切換弁８が閉じ、
切換弁９が開く。

このようにして、連通路７を介して各排気通路３ａまた
は３ｂとレゾネータ室４または５が相互に連通ずること
により、排気ボー）２ａまたは２ｂに排出された排気ガ
スの圧力は、とくに対応する回転数領域において、レゾ
ネータ室４まなは５による共鳴作用により、吸収緩和さ
れる。

この状態を表したのが第５図であるが、図中の実線はレ
ゾネータ室の無い場合の排気圧力変化、点線が本発明に
よる排気圧力変化を示しており、排気弁が開き始めるＥ
、Ｏにおいて排気圧力は急激に上昇し、ピーク後に低下
していき、さらに排気弁が閉じるＥ、Ｃの前に負圧化し
、閑じた後は正圧と負圧との間で脈動を縁り返しながら
減衰していくのであるが、本発明では相対的に圧力脈動
が減゛喪していることが分かる。

そして、第６図にも示すように、機関回転数に対しての
排気圧力は、レゾネータ室４と連通ずる（ａ）範囲と、
レゾネータ室５と連通ずる（ｂ）範囲とで、従来に比較
して大きく低下している。（なお実線は従来例、点線は
本発明を示す） また、レゾネータ室４、うに連通するのは排気通路３ａ
または３ｂのうち一方であって、このため、他方の排気
通路３ａまたは３ｂの排気圧力波との間に位相差を生じ
るようになる。これにより、各排気通路３ａと３ｂから
の圧力波が合流する排気通路３ｃの入口付近での圧力を
低下させ、排気圧力の反射波による影響を少なくして、
排気効率の向上も図れる。

次ぎに第７図の実施例を説明すると、これはレゾネータ
室４．５の形状を、断面が円形となるように形成すると
共に、内周にスペーサ２０を配設したもので、スペーサ
２０は断熱材や遮音材などで構成し、レゾネータ室４．
５の軸方向端部から挿入したりする。

このように断面を円形にすることにより、排気中に含ま
れるオイルミスト、カーボン、金属粉等がレゾネータ室
４．５の内部に付着しても、機関停止時などに内周面に
沿って落下し、連通路７から排出されるので、連通路７
の目詰まりを防ぐ゛ことができる。また、スペーサ２０
により断熱性や遮音性を高めることもできる。

第８図の実施例は、２つのレゾネータ室４．５を単一の
レゾネータハウジング６の内部に形成したもので、これ
により、レゾネータの小型化、軽量化が図れる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、各気筒の一方の排気通路
を相互に連通させる大小２個のレゾネータ室をそれぞれ
形成し、かつ各レゾネータ室と排気通路との連通を運転
条件に応じて選択的に遮断する弁手段を設け、各レゾネ
ータ室が吸収できる周波数帯域を異ならせるようにした
ので、内燃機関の幅広い運転領域で排気圧力を下げ、排
気騒音や振動を効果的に低減でき、また、排気効率を高
めて機関出力性能の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す横断面図、第２図
はそのＩ−１線断面図、第３図は切換弁の正面図、第４
図は第１図の■−■線断面図、第５図は排気弁の＋ｍ　
Ｏｆ＆の排気通路圧力を本発明と従来と比較して示す説
明図、第６図は機ｒｘＪ回転数と排気音圧との関係を本
発明と従来と比較して示す説明図、第７図、第８図はそ
れぞれ第２、第３実施例の断面図である。 １　ａ、　１　ｂ・・・排気弁、２ａ、２ｂ・・・排気
ボート、３・・・排気管、３　ａ、　３　ｂ・・・排気
通路、４．５・・・レゾネータ室、７・・・連通路、８
．９・・・切換弁、１４・・・コントローラ。 第３図 第１図 第４図 第２図 第５図 銅６図 周波数（機関回転如

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　各気筒について２個の排気弁と、これらに対応して２
   個の独立した排気通路を備え、さらに各排気通路を下流
   で互いに合流させた内燃機関において、各気筒の一方の
   排気通路を相互に連通させる大小２個のレゾネータ室を
   それぞれ形成し、かつ各レゾネータ室と排気通路との連
   通を運転条件に応じて選択的に遮断する弁手段を設けた
   ことを特徴とする内燃機関の排圧制御装置。