JPH0730703B2 - エンジンの排気制御装置 - Google Patents
エンジンの排気制御装置Info
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- JPH0730703B2 JPH0730703B2 JP61048493A JP4849386A JPH0730703B2 JP H0730703 B2 JPH0730703 B2 JP H0730703B2 JP 61048493 A JP61048493 A JP 61048493A JP 4849386 A JP4849386 A JP 4849386A JP H0730703 B2 JPH0730703 B2 JP H0730703B2
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- JP
- Japan
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- exhaust
- valve
- engine
- control valve
- exhaust control
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
- F02B27/04—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues in exhaust systems only, e.g. for sucking-off combustion gases
- F02B27/06—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues in exhaust systems only, e.g. for sucking-off combustion gases the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
- F02B61/02—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving cycles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1816—Number of cylinders four
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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3本以上
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。
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。従って或る回転速度でこ
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。
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。従って或る回転速度でこ
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。
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。
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ない。この場合、各排気
制御弁の弁軸を共通にすることが考えられるが、このよ
うにすると弁軸が長くなるため、その熱による伸びが大
きくなり、弁軸に設けた弁板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が生じる。
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ない。この場合、各排気
制御弁の弁軸を共通にすることが考えられるが、このよ
うにすると弁軸が長くなるため、その熱による伸びが大
きくなり、弁軸に設けた弁板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が生じる。
また排気管の配設場所によっては、排気管の配列の仕方
に制限が生じ、排気管の配置を決める際の設計自由度が
減るという不都合も生じる。
に制限が生じ、排気管の配置を決める際の設計自由度が
減るという不都合も生じる。
(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、容
積効率が低下して発生するトルクの谷を抑制しトルク特
性を向上させることができ、また弁軸が熱により伸縮す
ることによる不都合が少なくなり、各排気管の配列の自
由度も増やすことが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。
積効率が低下して発生するトルクの谷を抑制しトルク特
性を向上させることができ、また弁軸が熱により伸縮す
ることによる不都合が少なくなり、各排気管の配列の自
由度も増やすことが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) 本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3本以上の排気管
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の排気制御装置に
おいて、前記排気制御弁は、1または2本以上の排気管
の膨張室側開口端付近を貫通して横断する2つの弁軸
と、前記各排気管に対応してこれら各弁軸に固定されそ
の閉位置で各排気管の排気流路面積を絞る弁体と、エン
ジンの運転状態に応じてこれら両弁軸を独立に駆動する
駆動手段とを備える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。
他端が膨張室にそれぞれ接続された3本以上の排気管
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の排気制御装置に
おいて、前記排気制御弁は、1または2本以上の排気管
の膨張室側開口端付近を貫通して横断する2つの弁軸
と、前記各排気管に対応してこれら各弁軸に固定されそ
の閉位置で各排気管の排気流路面積を絞る弁体と、エン
ジンの運転状態に応じてこれら両弁軸を独立に駆動する
駆動手段とを備える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) 各弁軸をエンジンの運転状態に対応して回動または移動
させれば、各弁軸に固定された弁体は一体となって回動
または移動し各排気管の排気流路面積はエンジンの運転
状態に対応して変化する。このためトルク特性等の改善
が図られる。
させれば、各弁軸に固定された弁体は一体となって回動
または移動し各排気管の排気流路面積はエンジンの運転
状態に対応して変化する。このためトルク特性等の改善
が図られる。
エンジンの温度上昇に伴って弁軸は伸びるが、弁軸は2
以上に分割されているので短くなり、熱による伸縮量は
小さい。
以上に分割されているので短くなり、熱による伸縮量は
小さい。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を用いた排気系の平面図、第
2図はこれを用いた自動二輪車の側面図、第3図は排気
制御弁組立体の一部を断面した後面図、第4図は同じく
平面図である。
2図はこれを用いた自動二輪車の側面図、第3図は排気
制御弁組立体の一部を断面した後面図、第4図は同じく
平面図である。
第2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本の排気管16(16a〜16b)と、各
排気管16の後端に接続された排気制御弁組立体18(18a,
18b)と、これらの排気制御弁組立体18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。
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本の排気管16(16a〜16b)と、各
排気管16の後端に接続された排気制御弁組立体18(18a,
18b)と、これらの排気制御弁組立体18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2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。
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18aは、各排気管16a,16bの排気通路面
積を変える2つの排気制御弁34a,34bを一体化し、また
排気制御弁組立体18bは、各排気管16c,16dの排気通路面
積を変える2つの排気制御弁34c,34dを一体化したもの
である。各排気制御弁組立体18(18a,18b)は、排気管1
6a,16bおよび16c,16dの後端にそれぞれ固定される本体3
6a,36bと、各排気管16に連通するように各本体36a,36b
に設けられた円孔38(38a〜38d)と、各円孔38a,38bお
よび38c,38dをそれぞれ貫通する2本の弁軸40(40a,40
d)と、各弁軸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。
積を変える2つの排気制御弁34a,34bを一体化し、また
排気制御弁組立体18bは、各排気管16c,16dの排気通路面
積を変える2つの排気制御弁34c,34dを一体化したもの
である。各排気制御弁組立体18(18a,18b)は、排気管1
6a,16bおよび16c,16dの後端にそれぞれ固定される本体3
6a,36bと、各排気管16に連通するように各本体36a,36b
に設けられた円孔38(38a〜38d)と、各円孔38a,38bお
よび38c,38dをそれぞれ貫通する2本の弁軸40(40a,40
d)と、各弁軸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。
左側の弁軸40aの左端にはプーリ46aが、右側の弁軸40b
に右端にはプーリ46bがそれぞれ固定され、これらのプ
ーリ46a,46bはそれぞれワイヤ48a,48bを介して駆動手段
としてのサーボモータ50a,50bによりそれぞれ独立に強
制的に両方向に回動される。このサーボモータ50a,50b
は、倒えば点火装置52(第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54により制御される。
に右端にはプーリ46bがそれぞれ固定され、これらのプ
ーリ46a,46bはそれぞれワイヤ48a,48bを介して駆動手段
としてのサーボモータ50a,50bによりそれぞれ独立に強
制的に両方向に回動される。このサーボモータ50a,50b
は、倒えば点火装置52(第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54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54は中速域で排気制御弁34を閉じるようにサーボ
モータ50(50a,50b)を駆動する。各排気制御弁34は互
いに独立にサーボモータ50により駆動される2本の弁軸
40により同期して同一開度に制御される。
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54は中速域で排気制御弁34を閉じるようにサーボ
モータ50(50a,50b)を駆動する。各排気制御弁34は互
いに独立にサーボモータ50により駆動される2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10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。
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10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。なお低速域でこの排気制御弁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。
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。なお低速域でこの排気制御弁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。
以上の実施例は2つの弁軸40a,40bを同一中心軸線上に
配設したものであるが、本発明はこれに限られるもので
はなく、各弁軸を非同軸に配設したものも含む。
配設したものであるが、本発明はこれに限られるもので
はなく、各弁軸を非同軸に配設したものも含む。
本発明における排気制御弁は、実施例のように弁板を弁
軸に固定した蝶型の弁だけでなく、球状もしくは一部を
切欠いた円柱状の弁体を用いたものであってもよい。ま
た、弁軸と弁体とを一体の板状に形成したスライド弁と
してもよい。
軸に固定した蝶型の弁だけでなく、球状もしくは一部を
切欠いた円柱状の弁体を用いたものであってもよい。ま
た、弁軸と弁体とを一体の板状に形成したスライド弁と
してもよい。
なお本発明は3本の排気管を有するもので、一本の弁軸
には一個の弁体を、また他の一本の弁軸には二個の弁体
を固定したものであってもよい。
には一個の弁体を、また他の一本の弁軸には二個の弁体
を固定したものであってもよい。
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、排気管16の開口端の下流側に
近接して配置してもよい。
の開口端付近に設けたが、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、3本以上の排気管の膨張室側開
口端付近に設ける排気制御弁を、エンジン運転状態に応
じて開閉制御するから、容積効率を向上させトルク特性
の改善などが図れる。また、1または2以上の排気管を
横断する2本の弁軸をそれぞれ独立に駆動するから、弁
軸は2つに分割されることになるので、各弁軸が短くな
り、熱による伸縮変化量が小さくなる。このため伸縮に
対する対策が簡単または不用になる。
口端付近に設ける排気制御弁を、エンジン運転状態に応
じて開閉制御するから、容積効率を向上させトルク特性
の改善などが図れる。また、1または2以上の排気管を
横断する2本の弁軸をそれぞれ独立に駆動するから、弁
軸は2つに分割されることになるので、各弁軸が短くな
り、熱による伸縮変化量が小さくなる。このため伸縮に
対する対策が簡単または不用になる。
また2本の弁軸の位置を排気管の配設位置に応じて自由
に配置できるから、排気管を所定の収容空間に収容する
際の設計自由度が増えるという効果が得られる。
に配置できるから、排気管を所定の収容空間に収容する
際の設計自由度が増えるという効果が得られる。
第1図は本発明の一実施例を用いた排気系の平面図、第
2図はこれを用いた自動二輪車の平面図、第3図は排気
制御弁組立体の一部を断面した後面図、第4図は同じく
平面図である。 10……エンジン、 16……排気管、 18……排気制御弁組立体、 22……膨張室、 34……排気制御弁、 40……弁軸、 42……弁体としての弁板、
2図はこれを用いた自動二輪車の平面図、第3図は排気
制御弁組立体の一部を断面した後面図、第4図は同じく
平面図である。 10……エンジン、 16……排気管、 18……排気制御弁組立体、 22……膨張室、 34……排気制御弁、 40……弁軸、 42……弁体としての弁板、
Claims (1)
- 【請求項1】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3本以上の排気管と、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の排気制御装置において、 前記排気制御弁は、1または2本以上の排気管の膨張室
側開口端付近を貫通して横断する2つの弁軸と、前記各
排気管に対応してこれら各弁軸に固定されその閉位置で
各排気管の排気流路面積を絞る弁体と、エンジンの運転
状態に応じてこれら両弁軸を独立に駆動する駆動手段と
を備えることを特徴とするエンジンの排気制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61048493A JPH0730703B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | エンジンの排気制御装置 |
| US07/022,660 US4765137A (en) | 1986-03-07 | 1987-03-06 | Exhaust gas control means for engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61048493A JPH0730703B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | エンジンの排気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62206226A JPS62206226A (ja) | 1987-09-10 |
| JPH0730703B2 true JPH0730703B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=12804906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61048493A Expired - Lifetime JPH0730703B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | エンジンの排気制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4765137A (ja) |
| JP (1) | JPH0730703B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1316114C (en) * | 1988-02-05 | 1993-04-13 | Takashi Ichimura | Exhaust system for multi-cylinder internal combustion engines and method for controlling same |
| US4860538A (en) * | 1988-02-23 | 1989-08-29 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control means for motorcycle and the like |
| US5660154A (en) * | 1994-08-09 | 1997-08-26 | Fields; Martin C. | Crankangle dedicated sequential induction for multi-cylinder engines |
| DE69411008T2 (de) * | 1994-09-16 | 1998-10-15 | Fuji Valve | Durchflussregelventil |
| DE10309468A1 (de) * | 2003-03-03 | 2004-09-23 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag | Abgasleitung einer Brennkraftmaschine mit steuerbaren Abgasklappen |
| US7347045B2 (en) * | 2004-06-30 | 2008-03-25 | Harley-Davidson Motor Company Group, Inc. | Motorcycle dynamic exhaust system |
| US20060151238A1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-13 | Giordano Cal C | Tail gunner exhaust muffler |
| USD541718S1 (en) * | 2005-03-29 | 2007-05-01 | Emler Don R | Muffler for a rider-straddled vehicle |
| US7089731B1 (en) * | 2005-06-08 | 2006-08-15 | Corey Perry | Rotating motorcycle exhaust pipe |
| US7086224B1 (en) * | 2005-06-08 | 2006-08-08 | Corey Perry | Rotating motor vehicle tail pipe |
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