JPH0825505B2 - 鞍乗型自動二輪車の排気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車体中央付近のエンジン下方を前後方向に
通る複数の排気管に、それぞれ排気制御弁を設けた鞍乗
型自動二輪車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。

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。

ここに車体中央付近に多気筒エンジンを搭載した鞍乗
型自動二輪車でエンジンの下方にこの排気制御弁を設け
る場合には、この排気制御弁が下方に大きく突出するこ
とになるため車体の最低地上高が小さくなるという問題
があった。そこでエンジン下部のオイルパンに凹部を設
け、この下方に排気制御弁を配設することが考えられ
る。しかしこの場合オイルパン容積が減少しピストンの
ポンピングロスが増大するという問題が生じる。また特
に自動二輪車では旋回時に車体を左右に傾ける（バンク
させる）ため、この時に車体下部が路面に接触しないよ
うにバンク可能な角度（バンク角という）をできるだけ
大きく確保することも必要である。さらに排気制御弁は
高温になるため、冷却性を良くし周囲の部材にできるだ
け熱的悪影響を与えないようにすることも必要である。

（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、
車体中央付近のエンジン下方に排気制御弁を設ける場合
に、車体の最低地上高を大きく確保でき、オイルパン容
量も大きく確保でき、バンク角を大きく確保でき、排気
制御弁の冷却性を良くでき、また周囲の部材に極力熱的
悪影響を与えないようにした鞍乗型自動二輪車の排気制
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、車体上部に配設された跨
座式運転シートと、車体中央付近に搭載された多気筒エ
ンジンと、このエンジンの前方からエンジンの下方へ導
かれる複数の排気管と、これらの排気管に設けられ排気
流路面積を変える排気制御弁組立体とを備える鞍乗型自
動二輪車において、前記エンジン下部のオイルパン下面
に車体幅方向の中央付近を前後方向に通って下方に向っ
て開きその前端および後端が前後方向に開口する凹部を
形成し、この凹部に前記複数の排気管を上下２段に前方
から導いてこの凹部に前記オイルパン壁面と空間を介し
て配設された前記排気制御弁組立体に接続し、前記上段
の排気管および前記排気制御弁組立体の上部を前記凹部
内に収容し、前記排気制御弁組立体には前記上段および
下段の排気管をそれぞれ車体幅方向に横断する上下２本
の弁軸を貫通させ、下段の弁軸の一端に固定したプーリ
をワイヤを介してモータにより回動すると共に、下段の
弁軸の回動を連動機構により上段の弁軸に伝えることを
特徴とする鞍乗型自動二輪車の排気制御装置、により達
成される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例である自動二輪車の側面
図、第２図はその排気系の正面図、第３図と第４図は同
じく側面図と平面図、第５図は排気制御弁組立体の側断
面図、第６図はそのVI-VI線断面図である。

第１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の前面からエンジン10
下部のオイルパン12の下方を通って後方へのびる４本の
排気管16（16a〜16d）と、これら排気管16の後端に接続
されて排気を集合する排気制御弁組立体18と、この排気
制御弁組立体18の膨張室20（第５図参照）で集合された
排気を大気に導く１本の消音器22とを備える。オイルパ
ン12の下面には車体幅方向中央付近を前後方向に通って
下方に向って開きその前端および後端が前後方向に開口
する凹部12aが形成され（第２図参照）、この凹部12a内
に排気管16a、16dおよび排気制御弁組立体18の上部が位
置する。ここに排気管16は上下２段に分けて平行にこの
凹部12aに導かれる。また排気制御弁組立体18と凹部12a
の内壁面との間には走行風が通る空間が形成されてい
る。

第１図において、24は前輪、26は操向ハンドル、28は
後輪、30は燃料タンク、32は跨座式運転シートである。
また34はフェアリングであり、前記エンジン10、排気管
16および排気制御弁組立体18の左右側方および下方を覆
っている。

排気制御弁組立体18は、第５、６図に示すように各排
気管16の排気通路面積を変える複数の蝶型排気制御弁36
（36a〜36d）を備える。すなわちこの組立体18は、各排
気管16に連通してその中心が正方形を形成する円孔（38
a〜38d）を有するボデー本体18aと、前記膨張室20を形
成する集合管18bと、上段の円孔38a,38dおよび下段の円
孔38b、38cをそれぞれ非同軸かつ水平方向に貫通する上
下２本の弁軸40a,40bと、下の弁軸40bの右端にはオイル
パン12の凹部12aよりも下方へ出たプーリ42が固定さ
れ、両弁軸40a、40bの左端はリンク機構44からなる連動
機構により連結されている。各弁軸40には各円孔38内に
位置する円形の弁板48（48a〜48d）が固定されている。

弁軸40bに固定されたプーリ42はワイヤ50を介してモ
ータ52により強制的に両方向に回動される（第３図参
照）。このサーボモータ52は、例えば点火回路54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36を閉じ、その他の回転領域で開く
ように制御回路56により制御される。なおこの第３図で
52aは回転角検出器であり、モータ52の回転角を検出し
て制御回路56にフィードバックするものである。

なおワイヤ50のアウタチューブは集合管18bに固定し
たアウタ受け58に保持されている（第3,4図参照）。ま
たボデー本体18aには適宜の位置に適宜寸法の肉抜き孔6
0を形成し、ボデー本体18aの熱変形を減少させるのが望
ましい（第６図）。

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56は中・低速域で排気制御弁36を閉じるように
サーボモータ52を駆動する。このサーボモータ52により
ワイヤ50、プーリ42を介して下の弁軸40bが回動し、さ
らにこの回動はリンク機構44により上段の弁軸40aに仕
えられる。この結果、各排気制御弁36は同期して約45°
の範囲内で（第５図参照）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36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36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36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36を気筒間の排気干渉によるトル
ク低下を防止する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36を閉
じればよい。なお低速域でこの排気制御弁36を閉じる場
合には、排気制御弁34は排気流路面積を70〜90％程度絞
って開口率を30〜10％程度にするものが使用可能であ
る。

排気制御弁組立体18の上部は、上段の排気管16a、16d
と共に、オイルパン12に設けた凹部12a内に収容されて
いるから、この組立体18の位置が高くなり、その路面と
の間隔すなわち最低地上高を大きくすることができる。
また各排気制御弁36を開閉するための回転を入力する下
段の弁軸40bにプーリ42を設けたから、オイルパン12a下
面を弁軸40bおよびプーリ42に干渉させることなく低く
することができる。このためオイルパン容積を増大し、
エンジンのピストンの上下動に伴うポンピングロスも少
なくなる。

この発明は自動二輪車に本発明を適用したものである
から、車体のバンク角を大きくすることができ、旋回走
行性能を向上できる。

また上段の排気制御弁を下段の排気制御弁に対して前
後方向に偏位させれば、各排気管16の取りまわしによる
長さの差に対応して適宜の排気制御弁36を前後にずらし
て最適位置に配置でき、また各排気管の幅方向の位置を
変更することによりエンジンと排気制御弁との干渉を避
けることもでき、設計上の自由度が大きくなる。

第７図は排気制御弁の第２の実施例の側断面図、第８
図はそのVIII-VIII線断面図である。この排気制御弁組
立体118は、ボデー118aの外形を四角形とし、各排気制
御弁136（136a〜136d）の開口138（138a〜138d）および
弁板148（148a〜148d）を四角形としたものである。

この実施例によればボデー118aの外形が四角なので、
オイルパン12の凹部12aへ収まりが良くなり、開口138も
四角なので最低地上高の増大に一層適する。これらの図
では第５、６図と同一部分に同一符号を付したのでその
説明は繰り返さない。

以上の実施例は４本の排気管を有するが、本発明は２
本あるいは３本の排気管をオイルパン下方に上下段に前
後方向に通したエンジンにも適用できることが勿論であ
り、本発明はこのようなものも含む。

（発明の効果） 本発明は以上のように、オイルパン下面に車体幅方向
中央付近で前後方向に通って下方に向って開きその前端
および後端が前後方向に開く凹部を形成し、排気管を上
下２段にしてこの凹部へ前方から導き、この凹部に上部
が入るように配設した排気制御弁組立体に接続し、さら
に排気制御弁組立体の弁軸はワイヤを介してモータで駆
動するからエンジンの下にモータを設ける必要もなくな
り、車体の最低地上高を増大させつつ車体のバンク角も
大きく確保できる。またこの凹部は車体の前後方向に開
口し、排気制御弁組立体と凹部壁面との間に空間がある
から、走行風はこの凹部に入って後方へ円滑に流れ、排
気制御弁組立体の冷却性もよい。さらに下段の弁軸を駆
動するためのプーリ等の駆動系が低くなり、オイルパン
下面を下げることができ、オイルパン容量を増大するこ
とができる。このためピストンの上下動に伴うエンジン
のポンピングロスが減少する。一方オイルパンは本来高
温になるものであり、排気制御弁組立体自身も凹部を通
る走行風により良好に冷却され得るから、オイルパンは
熱的悪影響を受けるおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動二輪車の側面図、
第２図はその排気系の正面図、第３図と第４図は同じく
側面図と平面図、第５図は排気制御弁組立体の側断面
図、第６図はそのVI-VI線断面図である。また第７図は
排気制御弁の第２の実施例の側断面図、第８図はそのVI
II-VIII線断面図である。 10……エンジン、12……オイルパン、12a……凹部、16
……排気管、18,118,218……排気制御弁組立体、32……
跨座式運転シート、36……排気制御弁、40……弁軸、40
b……下段の弁軸、42……プーリ、44……連動機構とし
てのリンク機構、50……ワイヤ、52……モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体上部に配設された跨座式運転シート
   と、車体中央付近に搭載された多気筒エンジンと、この
   エンジンの前方からエンジンの下方へ導かれる複数の排
   気管と、これらの排気管に設けられ排気流路面積を変え
   る排気制御弁組立体とを備える鞍乗型自動二輪車におい
   て、 前記エンジンの下部のオイルパン下面に車体幅方向の中
   央付近を前後方向に通って下方に向って開きその前端お
   よび後端が前後方向に開口する凹部を形成し、この凹部
   に前記複数の排気管を上下２段に前方から導いてこの凹
   部に前記オイルパン壁面と空間を介して配設された前記
   排気制御弁組立体に接続し、前記上段の排気管および前
   記排気制御弁組立体の上部を前記凹部内に収容し、前記
   排気制御弁組立体には前記上段および下段の排気管をそ
   れぞれ車体幅方向に横断する上下２本の弁軸を貫通さ
   せ、下段の弁軸の一端に固定したプーリをワイヤを介し
   てモータにより回動すると共に、下段の弁軸の回動を連
   動機構により上段の弁軸に伝えることを特徴とする鞍乗
   型自動二輪車の排気制御装置。