JPH0778368B2 - ２サイクルエンジンのための排気装置 - Google Patents

２サイクルエンジンのための排気装置

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JPH0778368B2
JPH0778368B2 JP2075347A JP7534790A JPH0778368B2 JP H0778368 B2 JPH0778368 B2 JP H0778368B2 JP 2075347 A JP2075347 A JP 2075347A JP 7534790 A JP7534790 A JP 7534790A JP H0778368 B2 JPH0778368 B2 JP H0778368B2
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diffusers
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ハンス・アルテン
ディートハルト・プローベルガー
クリストフ・デェー・フィッシャー
カール・ボイック
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    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
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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
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シリンダからの排気路に、並列接続された２
つのディフューザと、一組の触媒器及び吸音器が備えら
れている２サイクルエンジンの排気装置に関する。
〔従来の技術〕
この種の従来の排気装置において、エンジンの排気口に
所定の内径を有する排気管が接続され、吸引波を発生さ
せるためのディフューザがその排気管に接続されてい
る。このディフューザは図１に示すように、排気管２に
接続された円錐状に広がる部分１からなり、これに続く
短い円筒状の接続部２及び円錐状に狭まる部分４を介し
て触媒器等への管路５に接続されている。
シリンダ室の排気口が開けられると強い正の圧力波が排
気管へ伝播する。これがディフューザを通るときに逆向
きに伝播する吸引波（負の圧力波）が生じ、これがまだ
開いている排気口を通ってシリンダ室に達し、シリンダ
室の掃気を促進する。一方、ディフューザを通った正の
圧力波は円錐状に狭まる部分、つまり絞り部に達すると
反射し、上記吸引波より遅れてシリンダ室に達する。こ
れにより排気管にある新鮮な空気がシリンダ室に押し戻
される。このような作用によってシリンダ室の掃気及び
吸気が促進される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、高出力のエンジンにあっては、上記のディフュ
ーザによる効果が得られるのは狭い回転数の領域に限ら
る。このため、低回転数領域ではエンジンの大幅な出力
低下が避けられない。これは、掃気行程においてガス交
換、ひいてはエンジン性能に大きい影響を与える排気装
置のガス動特性に起因する。
そこで、本発明の目的は、単気筒又は多気筒の２サイク
ルエンジンにおいて、広い回転数領域にわたって出力性
能の向上に寄与しうる排気装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による２サイクルエンジンの排気装置の特徴は、
２つのディフューザが、長さが異なるそれぞれの管部材
を介してシリンダからの排気管の下流側端部に接続さ
れ、前記２つのディフューザの下流側端部が、一つの合
流管を介して触媒器及び吸音器（又は消音器）を有する
排ガス終端管に接続され、前記２つの管部材に同時に排
ガスが通される構成にある。他の好ましい構成について
は作用と共に後述する。
〔作用〕
上記の構成によれば、シリンダから出て排気管を伝播す
る圧力波は、長さが異なる２つの管部材に分岐して、そ
れぞれの管部材に接続されたディフューザに入る。ここ
で生じた吸引波は、異なる長さの管部材を通って時間的
なずれをもってまだ開いているシリンダの排気口に達す
る。これにより、従来の排気装置に比べて吸引波が長時
間持続する。
又、２つのディフューザの下流側端部が一つの合流管で
連通していることから、上記圧力波は両ディフューザを
通り抜けてシリンダの排気口に戻り、排気管にある新鮮
な空気をシリンダ室に押し戻す。
多気筒エンジンの場合、複数のシリンダからの排気管の
下流側端部を一つの小合流管を介して２つのディフュー
ザの管部材に接続することが好ましい。管部材（分岐
管）の長さを適切にすれば、第１のディフューザからの
吸引波が、排気口が開いたシリンダからの圧力波の他の
シリンダにおける反射を減衰させる。第２のディフュー
ザからの吸引波は掃気の処理量を増大させる。
長さが異なる２つの接続部材を２つのディフューザと上
記合流管との間に設けることにより、排気装置全体の寸
法設計が容易になる。
好ましくは、合流管は、所定長さの管路を介して接続さ
れた２つの部分から構成され、それぞれの部分に前記デ
ィフューザの一つが接続される。吸引波のタイミングは
管部材（分岐管）の長さによって決まり、圧力波の伝播
時間は合流管の２つの部分の接続管路を含む全管路長に
よって決まる。合流管の容積の変えることにより、圧力
波の強さを変えることも可能である。
触媒器を合流管と一体に構成することにより装置全体の
コンパクト化を図ることができる。又、両ディフューザ
を合流管内に配置することも可能であり、この場合、合
流管が２つのディフューザの出口同士の接続路を形成す
る。
触媒器による有害物質の還元作用には所定の排ガス温度
が必要であるが、負荷時や始動時において２サイクルエ
ンジンの排ガス温度は低い。さらに、ディフューザや合
流管等を通ることによって排ガスの温度はさらに低下す
る。そこで、上記の両ディフューザを合流管内に配置し
た構造において、合流管（ディフューザ）への流入路と
前記合流管からの流出路とが隣接して一体に形成され、
この部分に、排ガスの流れをディフューザ及び前記合流
管に通す位置と、これらをバイパスして触媒器へ直接接
続する位置とに切り換えられる切換弁が設けられている
構成が好ましい。これにより、排ガス温度が低い場合は
ディフューザ及び前記合流管に通すことによって排ガス
温度がさらに低下することを避けて排ガスを触媒器へ直
接通し、一方、通常運転時は排ガスをディフューザ及び
前記合流管を介して触媒器へ通す制御が可能になる。
他の実施態様として、２つの管部材のうちの長い方の管
部材とこれに接続されたディフューザとを、短い方の管
部材とこれに接続されたディフューザとの内部に、且
つ、同軸状に配置してもよい。これによって、排気装置
をコンパクト化し、エンジンの方向に関係なく狭いスペ
ースに配置することが容易になる。又、２つの管部材及
びディフューザが分離している場合に比べて排ガスの冷
却面積が狭いことから、より短い始動時間で触媒器が機
能し得る排ガス温度に達する。
上記の構造において、長い方の管部材に接続されたディ
フューザが管状の合流管の内部に収納され、短い方の管
部材及びこれに接続されたディフューザが長い方の管部
材を覆うと共に短い接続管によって合流管に接続してい
る構造が好ましい。
さらに、合流管を楕円形の断面とし、この楕円形断面の
中心部に、長い方の管部材に接続されたディフューザを
通し、楕円形断面の長軸に沿う両側の残余断面に、短い
方の管部材に接続されたディフューザからの排ガスを通
すようにすることができる。
〔発明の効果〕
本発明の排気装置によれば、２つのデフューザが長さの
異なる管部材である分岐管を介して排気管に並列接続さ
れており、両管部材に同時に排ガスが通されることか
ら、異なる伝播路長を有する２系統のデフューザが同時
に作用することになるので、従来の排気装置に比べて広
い回転数領域にわたってデフューザによるエンジン性能
が向上する。
［実施例］ 第１図で図示された公知の排気装置は、エンジンの排気
スリットに接続された一定断面を持つ管２に接続してい
るとともに短い円筒状のつなぎ部材３を介して逆円錐体
４と流れ路を形成すべく接続されているディフューザ１
から構成されている。この逆円錐体４は部分的にしか図
示されていない排ガス終端管５に開口している。
第２図による本発明の実施例では、全体として７で示さ
れている２サイクルエンジンのシリンダ７′の排気スリ
ット６に接続している管２が小容量の収集容器（即ち小
合流管）８に開口しており、この収集容器８には２つの
異なる管長さをもった管部材L IとL IIが接続されてい
る。短い方の管部材L IにはディフューザD Iが、長い方
の管部材L IIにはディフューザD IIが接続されている。
この２つのディフューザD IとD IIはそれぞれ異なった
長さを持つ管部材L1とL2を介して収集容器（即ち合流
管）９に開口しており、両管部材L IとL IIは小容量の
収集容器８及び収集容器９を介して連通している。収集
容器９には排気終端管５が触媒器10と短いノズル５′を
介して接続されている。排気終端管５には吸音器11が介
装されている。２サイクルエンジン７のピストン12は吸
気管14を通じてクランク室15に流れ込む空気燃料混合体
のための給気口13、及びピストンによって圧縮された空
気のためのシリンダの給気スリット16と排気スリット６
を制御する。
ピストン12の下降行程において、最初に排気スリット６
が開けられ、排ガスの大部分が排気装置を通って出てい
く。シリンダ７′のすすぎはさらにピストン12の下降行
程が進む際に行なわれ、管路16′を介してクランク室15
と接続している給気スリット16が開放され、ピストン12
によって圧縮されていたクランク室15の空気がシリンダ
７′内へ流れ込み、シリンダ７′になお残っていた排ガ
スはほんのわずかな空気損出をともなって排気スリット
６を通じて管２に追い出される。点火プラグは17で示さ
れている。
本発明による排気装置は勿論ディーゼルエンジンにも適
用され、その場合は点火プラグ17の代わりに噴射ノズル
が設けられ、吸気管を通じて燃焼空気が流れ込む。
第４図による本発明の排気装置は３気筒エンジン用のも
のである。このため管２以外にあと２つの管18と19が備
えられ、これらの管は一定断面を有し、個々のシリンダ
と接続されている。この３つの排気管２、18そして19
は、小容量の収集容器８に開口しており、この容器８に
管部材L IとL IIそしてその管部材L IとL IIにディフュ
ーザD IとD IIが接続されている。これらのディフュー
ザD I、D IIは、ここでも、管部材L1とL2を介して、こ
こでは２つのユニット９′と９″とから構成されている
収集容器に接続されている。この２つの収集容器ユニッ
ト９′と９″は管L3によって互いに接続されている。排
ガス終端管５は触媒器10と管部材５′を介して収集容器
ユニット９′に接続されており、排ガスは吸音器11を通
って外気に出される。
本発明の排気装置の作用・効果は第３図で示されたエン
ジン回転数と排気管内の平均圧力との関係から定量的に
示されている。図において、実線Ａは本発明のよる排気
装置を用いた場合、破線Ｃは従来のデフューザが一つだ
けの場合の最も良い状態を示す。本発明のによれば、従
来装置に比べて広い回転数領域にわたって吸引波による
圧力減少が得られることがわかる。尚、長い破線Ｂは最
大トルク曲線である。
第５図は、本発明による別実施例を示しており、ディフ
ューザD IとD II及び管部材L IとL IIが収集容器９に一
体的に構成されている。ここでは断面四角形の収集容器
９の長手部が排ガスの流れ方向に配置されている。触媒
器10も収集容器９に一体形成されている。勿論、この収
集容器９は他の形に形成することもできる。重要なこと
は、この収集容器９がディフューザD I、D IIの出口の
間を連通させていることである。
第６図による実施例は、第５図による実施例に較べ、収
集容器９が排ガスの主流れ方向に横断する方向に設けら
れ、触媒器10がノズル５′を介して収集容器９に接続さ
れている点で異なっている。
第７図と第８図による実施例では、触媒器10への排流室
20とディフューザD IとD IIへの排ガスの流入室21が隣
接して設けられている。この領域において支承されてい
る調節弁22は、点線位置において、ディフューザD IとD
IIの遮断と、直接触媒を通っての排ガスの排流を行な
い、これにより触媒器10は低い運転状態でもできるだけ
早くあたためられる。調節弁22が実線位置では、排ガス
は、通常通り、ディフューザD IとD IIを通り、そこか
ら収集容器９に入り、さらに触媒器10を通って流出す
る。
第９図〜第11図による実施例では、小容量の収集容器８
が２つの同軸芯上に配置された管L IとL IIに接続され
ており、この内側の管L Iは外側の管L IIよりはるかに
長くなっている。管L IにはディフューザD Iが、管L II
にはディフューザD IIが接続されている。両方のディフ
ューザD I、D IIは収集容器９に開口している。つまり
ディフューザD IIは短い接続部材23だけを有しているの
に対して、ディフューザD Iは全体を収集容器９に設け
ており、収集容器９よりは著しく短くなっている。収集
容器９は楕円断面24を有し、ディフューザD Iの領域に
おいて２つの長手壁25と26によって区画されており、こ
れにより楕円断面24の長軸24′に関して２つの流れ断面
25′と26′が形成される。この断面をディフューザD II
から接続部材23を介して収集容器９に流入する排ガスが
排出方向に流れる。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに番号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は公知の排気装置の概略図、第２図は本発明によ
る排気装置の概略図、第３図は本発明の排気装置の効率
を示す特性曲線、第４図から第８図はそれぞれ本発明の
別実施例を示す概略図、第９図は本発明によるさらに別
な実施例の軸方向断面図、第10図は第９図のＸ−Ｘ線に
沿った断面図、第11図は第10図のXI−XI線に沿った断面
図である。 （２）……排気管、（５）……排ガス終端管、（９）…
…合流管、（10）……触媒器、（11）吸音器、（D I、D
II）……ディフューザ、（L I、L II）……管部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディートハルト・プローベルガー オーストリア国 8010 グラーツ コスガ ッセ 10 (72)発明者 クリストフ・デェー・フィッシャー オーストリア国 8010 グラーツ シュテ イラーガッセ 96 (72)発明者 カール・ボイック オーストリア国 8045 グラーツ ヤーレ スベーク 27 (56)参考文献 特開 昭54−113715（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−139034（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭47−8247（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダからの排気路に、並列接続された
    ２つのディフューザ（D I、D II）と、一組の触媒器（1
    0）及び吸音器（11）が備えられている２サイクルエン
    ジンの排気装置であって、 前記２つのディフューザ（D I,D II）は、長さが異なる
    それぞれの管部材（L I,L II）を介してシリンダからの
    排気管（２）の下流側端部に接続され、前記２つのディ
    フューザ（D I、D II）の下流側端部は、一つの合流管
    （９）を介して前記触媒器（10）及び吸音器（11）を有
    する排ガス終端管（５）に接続され、前記２つの管部材
    （L I、L II）に同時に排ガスが通されることを特徴と
    する２サイクルエンジンの排気装置。
  2. 【請求項２】複数のシリンダからの排気管（2,18,19）
    の下流側端部が一つの小合流管（８）を介して２つのデ
    ィフューザ（D I,D II）の管部材（L I,L II）に接続さ
    れている請求項１記載の２サイクルエンジンの排気装
    置。
  3. 【請求項３】長さが異なる２つの接続部材（L1,L2）
    が、２つのディフューザ（D I,D II）と前記合流管
    （９）との間に設けられている請求項１又は２記載の２
    サイクルエンジンの排気装置。
  4. 【請求項４】前記合流管（９）は、所定長さの管路（L
    3）を介して接続された２つの部分（９′,9″）から構
    成され、それぞれの部分（９′,9″）に前記ディフュー
    ザ（D I,D II）の一つが接続されている請求項1,2又は
    ３記載の２サイクルエンジンの排気装置。
  5. 【請求項５】前記触媒器（10）が前記合流管（９）と一
    体に構成されている請求項1,2,3又は４記載の２サイク
    ルエンジンの排気装置。
  6. 【請求項６】前記２つのディフューザ（D I,D II）が共
    に前記合流管（９）の内部に配置されている請求項1,2,
    3,4又は５記載の２サイクルエンジンの排気装置。
  7. 【請求項７】前記合流管（９）が前記２つのディフュー
    ザ（D I,D II）の出口同士の接続路を形成している請求
    項６記載の２サイクルエンジンの排気装置。
  8. 【請求項８】前記合流管（９）への流入路（21）と前記
    合流管（９）からの流出路（20）とが隣接して一体に形
    成され、この部分に、排ガスの流れを前記ディフューザ
    （D I、D II）及び前記合流管（９）に通す位置と、こ
    れらをバイパスして前記触媒器（10）へ直接接続する位
    置とに切り換えられる切換弁（22）が設けられている請
    求項６又は７記載の２サイクルエンジンの排気装置。
  9. 【請求項９】２つの管部材（L1,L2）のうち長い方の管
    部材（L I）とこれに接続されたディフューザ（D I）と
    が、短い方の管部材（L II）とこれに接続されたディフ
    ューザ（D II）との内部に、且つ、同軸状に配置されて
    いる請求項１又は２記載の２サイクルエンジンの排気装
    置。
  10. 【請求項１０】前記長い方の管部材（L I）に接続され
    たディフューザ（D I）が管状の前記合流管（９）の内
    部に収納され、前記短い方の管部材（L II）及びこれに
    接続されたディフューザ（D II）が前記長い方の管部材
    （L I）を覆うと共に短い接続管（23）によって前記合
    流管（９）に接続している請求項９記載の２サイクルエ
    ンジンの排気装置。
  11. 【請求項１１】前記合流管（９）が楕円形の断面（24）
    を有し、この楕円形断面（24）の中心部に、前記長い方
    の管部材（L I）に接続されたディフューザ（D I）が通
    され、前記楕円形断面（24）の長軸（24′）に沿う両側
    の残余断面（25′、26′）に、前記短い方の管部材（L
    II）に接続されたディフューザ（D II）からの排ガスが
    通される請求項10記載の２サイクルエンジンの排気装
    置。
JP2075347A 1989-03-23 1990-03-23 ２サイクルエンジンのための排気装置 Expired - Lifetime JPH0778368B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0069589A AT399914B (de) 1989-03-23 1989-03-23 Auspuffanlage für zweitakt-brennkraftmaschinen mit einem auspuffrohr
AT695/89 1989-03-23
AT2058/89 1989-08-31
AT0205889A AT402324B (de) 1989-08-31 1989-08-31 Auspuffanlage für zweitakt-brennkraftmaschinen

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JPH02283814A JPH02283814A (ja) 1990-11-21
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EP (1) EP0389466B1 (ja)
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