JPH0826774B2 - 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
- Publication number
- JPH0826774B2 JPH0826774B2 JP16969587A JP16969587A JPH0826774B2 JP H0826774 B2 JPH0826774 B2 JP H0826774B2 JP 16969587 A JP16969587 A JP 16969587A JP 16969587 A JP16969587 A JP 16969587A JP H0826774 B2 JPH0826774 B2 JP H0826774B2
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- Japan
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- exhaust
- valve
- engine
- exhaust pipes
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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、エンジンの排気口から膨張室に至る複数の
排気管にそれぞれ蝶型弁からなる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。
排気管にそれぞれ蝶型弁からなる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、排気管径など）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。
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、排気管径など）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。
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。
この場合排気制御弁を蝶型弁で構成すると、弁板に当
たる排気の圧力（排気圧）のために弁軸に回転力が発生
する。すなわち弁板は通常各弁軸の回動中心から偏心し
て固定されているからである。従ってこの回転力がワイ
ヤ等の伝動系を介してモータ等の駆動手段に伝わること
になる。このため、駆動モータ等の駆動手段の大容量化
が必要になったり、モータ等の回転を弁軸に伝えるワイ
ヤ等の伝動系に振動が発生し易い、等の問題が生じ得
る。
たる排気の圧力（排気圧）のために弁軸に回転力が発生
する。すなわち弁板は通常各弁軸の回動中心から偏心し
て固定されているからである。従ってこの回転力がワイ
ヤ等の伝動系を介してモータ等の駆動手段に伝わること
になる。このため、駆動モータ等の駆動手段の大容量化
が必要になったり、モータ等の回転を弁軸に伝えるワイ
ヤ等の伝動系に振動が発生し易い、等の問題が生じ得
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、
排気制御弁を蝶型弁とした場合に、排気圧が弁軸に発生
させる回転力を打消し、駆動手段にこの回転力が伝わら
ないようにして駆動手段の小容量化を可能にすると共
に、この駆動手段の回転を弁軸に伝えるワイヤ等の伝動
系にこの回転力による振動が発生しにくくすることがで
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。
排気制御弁を蝶型弁とした場合に、排気圧が弁軸に発生
させる回転力を打消し、駆動手段にこの回転力が伝わら
ないようにして駆動手段の小容量化を可能にすると共
に、この駆動手段の回転を弁軸に伝えるワイヤ等の伝動
系にこの回転力による振動が発生しにくくすることがで
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複数の排気管と、
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
る蝶型弁からなる排気制御弁を備えるエンジンにおい
て、一部の前記排気管を貫通する弁軸と他の前記排気管
を貫通する弁軸とを互いに非同軸かつ略平行に配設し、
各弁軸には排気管毎に弁板を固定すると共に各弁軸を連
動機構により連動させ、排気圧が各弁板に作用して各弁
軸に発生させる回転力が前記連動機構で互いに打消し合
うようにした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。
に他端が膨張室にそれぞれ接続された複数の排気管と、
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
る蝶型弁からなる排気制御弁を備えるエンジンにおい
て、一部の前記排気管を貫通する弁軸と他の前記排気管
を貫通する弁軸とを互いに非同軸かつ略平行に配設し、
各弁軸には排気管毎に弁板を固定すると共に各弁軸を連
動機構により連動させ、排気圧が各弁板に作用して各弁
軸に発生させる回転力が前記連動機構で互いに打消し合
うようにした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。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例である自動二輪車の排気系
の正面図、第２図と第３図は同じく側面図と平面図、第
４図はこの排気系を用いた自動二輪車の側面図、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、第７図と第８図は平面図と左側面図である。
の正面図、第２図と第３図は同じく側面図と平面図、第
４図はこの排気系を用いた自動二輪車の側面図、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、第７図と第８図は平面図と左側面図である。
第４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〜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。
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〜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。
第４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
び排気制御分組立体18の左右側方および下方を覆ってい
る。
後輪、30は燃料タンク、32は運転シートである。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
び排気制御分組立体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、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（38a〜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２本の弁軸40a,40bと、上
の弁軸40aの左端に固定されたプーリ42と、両弁軸40a、
40bの左端に固定されたセクタ歯車44a,44bとを備える。
両セクタ歯車44a、44bは、両弁軸40を同期して回動させ
る連動機構Ａを構成する。なお下段のセクタ歯車44bは
第５、８図等から明らかなように弁軸40bより下方へは
ほとんど突出することがない。各弁軸40の上側には各円
孔38内に位置する円形の弁板48（48a〜48d）が固定され
ている。すなわち弁軸40は第５、６図から明らかなよう
に上下縁が面取りされる一方、これら弁板48は段面略逆
台形に形成され、弁板48の下面に設けた凹部を２本の弁
軸40の面取りした上側の面にビス止めしたものである。
従って弁板48は弁軸40の中心に対し上方に偏位し、この
結果弁板48に加わる排気圧は、弁軸40に回転力を付与す
ることになる。すなわちセクタ歯車44によって弁板48は
第５図に仮想線で示す方向に回動するが、弁板48が弁軸
40の中心を通る水平面Ｂ、Ｂに対し上方に偏位している
ために、両弁軸40には排気圧により第５図で時計方向へ
の回転力が発生する。従ってセクタ歯車44aは第８図で
時計方向に回動しようとするのに対し、セクタ歯車44b
も同方向に回動しようとするから両歯車44a、44bの回転
力は伝動機構Ａで互いに打消されることになる。
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（38a〜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２本の弁軸40a,40bと、上
の弁軸40aの左端に固定されたプーリ42と、両弁軸40a、
40bの左端に固定されたセクタ歯車44a,44bとを備える。
両セクタ歯車44a、44bは、両弁軸40を同期して回動させ
る連動機構Ａを構成する。なお下段のセクタ歯車44bは
第５、８図等から明らかなように弁軸40bより下方へは
ほとんど突出することがない。各弁軸40の上側には各円
孔38内に位置する円形の弁板48（48a〜48d）が固定され
ている。すなわち弁軸40は第５、６図から明らかなよう
に上下縁が面取りされる一方、これら弁板48は段面略逆
台形に形成され、弁板48の下面に設けた凹部を２本の弁
軸40の面取りした上側の面にビス止めしたものである。
従って弁板48は弁軸40の中心に対し上方に偏位し、この
結果弁板48に加わる排気圧は、弁軸40に回転力を付与す
ることになる。すなわちセクタ歯車44によって弁板48は
第５図に仮想線で示す方向に回動するが、弁板48が弁軸
40の中心を通る水平面Ｂ、Ｂに対し上方に偏位している
ために、両弁軸40には排気圧により第５図で時計方向へ
の回転力が発生する。従ってセクタ歯車44aは第８図で
時計方向に回動しようとするのに対し、セクタ歯車44b
も同方向に回動しようとするから両歯車44a、44bの回転
力は伝動機構Ａで互いに打消されることになる。
弁軸40aの左端に固定されたプーリ42はワイヤ50を介
してサーボモータ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、例えば点火装
置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。
してサーボモータ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、例えば点火装
置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。
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。
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。
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。
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こともでき、この場合に
は、排気干渉によるトルク低下の著しい低速回転領域で
この排気制御弁36を閉じればよい。なお場合には、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。
ク低下を防止する目的で用いることもでき、この場合に
は、排気干渉によるトルク低下の著しい低速回転領域で
この排気制御弁36を閉じればよい。なお場合には、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。
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７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60
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）。
たアウタ受け58に保持されている（第７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60
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）。
この実施例は自動二輪車に本発明を適用したものでエ
ンジン10の下方に各２本の排気管16a、16dおよび16b、1
6cを上下二段に配設したから、エンジン下方における排
気系の横幅が小さくなり、車体のバンク角を大きくする
ことができる。
ンジン10の下方に各２本の排気管16a、16dおよび16b、1
6cを上下二段に配設したから、エンジン下方における排
気系の横幅が小さくなり、車体のバンク角を大きくする
ことができる。
またプーリ42は上段の弁軸40aに設けたのでワイヤや
ワイヤのアウタ受けの位置も高くなり、さらに連動機構
Ａの下段のセクタ歯車44bは弁軸40bより下方へ突出する
こともないので、排気制御弁組立体18下部の横幅を小さ
く抑えることができる。このためこれらを覆うフェアリ
ングを装着した場合にもバンク角を大きく確保できる。
ワイヤのアウタ受けの位置も高くなり、さらに連動機構
Ａの下段のセクタ歯車44bは弁軸40bより下方へ突出する
こともないので、排気制御弁組立体18下部の横幅を小さ
く抑えることができる。このためこれらを覆うフェアリ
ングを装着した場合にもバンク角を大きく確保できる。
第９図と第10図はそれぞれ他の実施例の排気制御弁組
立体18Aの断面図と右側面図である。この実施例は前記
実施例と同様に自動二輪車のエンジンの下方に排気制御
弁36を配設するものであるが、連動機構Ａをリンク機構
で形成する点と、上・下段の弁板48を２本の弁軸40に対
し上下異なる面に固定した点とが前記第１〜８図の実施
例と異なる。すなわち上段の弁板48a、48dは弁軸40aの
中心を通る水平面Ｂに対して上方に位置するので排気圧
は弁軸40aを第９図で時計方向に回動させようとする。
これに対し下段の弁板48b、48cは弁軸40bの中心を通る
水平面Ｂに対し下方に位置するので排気圧は弁軸40bを
反時計方向に回動しようとする。両弁軸40の回転力はリ
ンク機構Ａのリンク60に圧縮する方向に加わって互いに
打消される。
立体18Aの断面図と右側面図である。この実施例は前記
実施例と同様に自動二輪車のエンジンの下方に排気制御
弁36を配設するものであるが、連動機構Ａをリンク機構
で形成する点と、上・下段の弁板48を２本の弁軸40に対
し上下異なる面に固定した点とが前記第１〜８図の実施
例と異なる。すなわち上段の弁板48a、48dは弁軸40aの
中心を通る水平面Ｂに対して上方に位置するので排気圧
は弁軸40aを第９図で時計方向に回動させようとする。
これに対し下段の弁板48b、48cは弁軸40bの中心を通る
水平面Ｂに対し下方に位置するので排気圧は弁軸40bを
反時計方向に回動しようとする。両弁軸40の回転力はリ
ンク機構Ａのリンク60に圧縮する方向に加わって互いに
打消される。
また上段の排気制御弁を下段の排気弁よりも前後方向
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
位置に配置できる。さらに各排気管は実施例では略正方
形に配置したが本発明はこれに限られず、各排気管の幅
方向の配置間隔を変更すれば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。
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
位置に配置できる。さらに各排気管は実施例では略正方
形に配置したが本発明はこれに限られず、各排気管の幅
方向の配置間隔を変更すれば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。
（発明の効果） 本発明は以上のように、非同軸かつ略平行に配設され
た複数の弁軸を連動させる一方、排気圧が弁軸中心に対
して弁板に不均等に当たる結果弁軸に発生する回転力を
この連動機構で打消すように構成したものである。従っ
て排気制御弁を駆動するためのモータ等の駆動力を小さ
くでき、モータ等の駆動力を小さくでき、モータ等の小
容量化が図れる。またこのモータ等の回転を弁軸に伝え
るワイヤ等に加える力が小さくなり、弁軸の回転力がワ
イヤ等を振動させるおそれが少なくなる。
た複数の弁軸を連動させる一方、排気圧が弁軸中心に対
して弁板に不均等に当たる結果弁軸に発生する回転力を
この連動機構で打消すように構成したものである。従っ
て排気制御弁を駆動するためのモータ等の駆動力を小さ
くでき、モータ等の駆動力を小さくでき、モータ等の小
容量化が図れる。またこのモータ等の回転を弁軸に伝え
るワイヤ等に加える力が小さくなり、弁軸の回転力がワ
イヤ等を振動させるおそれが少なくなる。
第１図は本発明の一実施例である自動二輪車の排気系の
正面図、第２図と第３図は同じく側面図と平面図、第４
図はこの排気系を用いた自動二輪車の側面図、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、第７図と第８図は平面図と側面図である。また第
９、10図は他の実施例の排気制御弁組立体の断面図と左
側面図である。 10……エンジン、 16……排気管、 18,18A……排気制御弁組立体、 20……膨張室、 36……排気制御弁、 40……弁軸、 44……セクタ歯車、 48……弁板、 60……リンク、 Ａ……連動機構。
正面図、第２図と第３図は同じく側面図と平面図、第４
図はこの排気系を用いた自動二輪車の側面図、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、第７図と第８図は平面図と側面図である。また第
９、10図は他の実施例の排気制御弁組立体の断面図と左
側面図である。 10……エンジン、 16……排気管、 18,18A……排気制御弁組立体、 20……膨張室、 36……排気制御弁、 40……弁軸、 44……セクタ歯車、 48……弁板、 60……リンク、 Ａ……連動機構。
Claims (4)
- 【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複数の排気管と、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蝶型弁からなる
排気制御弁とを備えるエンジンにおいて、 一部の前記排気管を貫通する弁軸と他の前記排気管を貫
通する弁軸とを互いに非同軸かつ略平行に配設し、各弁
軸には排気管毎に弁板を固定すると共に各弁軸を連動機
構により連動させ、排気圧が各弁板に作用して各弁軸に
発生させる回転力が前記連動機構で互いに打消し合うよ
うにしたことを特徴とするエンジンの排気制御装置。 - 【請求項２】前記エンジンはクランクケースから斜め上
前方へのびるシリンダを有する自動二輪車用エンジンで
あり、前記複数の排気管は前記シリンダの前面からクラ
ンクケース下方を通って後方にのびるように並設され、
前記各排気制御弁は前記クランクケースの下方に配設さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
エンジンの排気制御装置。 - 【請求項３】４本の排気管をその中心がクランクケース
下方で略正方形を形成するように配設し、上下段の各２
本づつの排気管を貫通する上下２本の弁軸を、一組のセ
クタ歯車からなる連動機構で連動させる一方、各弁板は
両弁軸の上下同側に固定されていることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載のエンジンンの排気制御装置。 - 【請求項４】４本の排気管をその中心がクランクケース
下方で略正方形を形成するように配設し、上下段の各２
本づつの排気管を貫通する上下２本の弁軸を、リンク機
構からなる連動機構で連動させる一方、各弁板は両弁軸
の上下異なる側面に固定されていることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載のエンジンンの排気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16969587A JPH0826774B2 (ja) | 1987-07-09 | 1987-07-09 | エンジンの排気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16969587A JPH0826774B2 (ja) | 1987-07-09 | 1987-07-09 | エンジンの排気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6415428A JPS6415428A (en) | 1989-01-19 |
| JPH0826774B2 true JPH0826774B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=15891175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16969587A Expired - Fee Related JPH0826774B2 (ja) | 1987-07-09 | 1987-07-09 | エンジンの排気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826774B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005061375A (ja) | 2003-08-20 | 2005-03-10 | Yamaha Motor Co Ltd | 多気筒エンジンの排気装置及びこれを備える鞍乗型車両 |
| JP4609166B2 (ja) * | 2005-04-08 | 2011-01-12 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気装置 |
| JP2006214300A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | 多気筒内燃機関の排気装置 |
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