JPH0830419B2 - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、内燃機関の回転速度に応じて２系統の排
気管を切り替える内燃機関の排気装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 内燃機関の出力特性は、排気管の容積に左右されると
ころが大きいため、排気管の容積を回転速度に応じて変
化させて、中低速を重点とした内燃機関や、高速重点の
内燃機関が得られることが知られている。

そこで、一つの内燃機関で低速から高速までの出力特
性が得られるように、例えば、実公昭58−49381号公報
に開示されるように、排気管の側部に別体の分岐排気管
を設けたり、実開昭60−139034号公報に開示されるよう
に２系統の排気管を備え、接続管に設けた切替弁を操作
して、中低速回転域では排気ガスを分岐排気管に流し、
高速回転域では分岐排気管を閉じて排気管を流れるよう
にしたものがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、複数気筒に２系統の排気管を接続し、切替
弁により切り替える構造では、切替弁機構が簡単で、か
つ正確に作動できることが要求される。

また、２系統の排気管を設ける場合には、それぞれ別
に配置しており、配置スペースの確保が容易でなく、し
かも２系統の排気管では排気の反射波による悪影響を抑
える構造が要求される。

さらに、排気系には排気を浄化させるために触媒を備
える場合があり、触媒は低速側の排気通路に配置される
が、特に低速側の配置通路で触媒の活性温度を維持でき
るような構造が好ましい。

この発明はかかる実情に鑑みなされたもので、並列多
気筒エンジンにおいて、排気管の切替弁の構造が簡単
で、かつ作動性に優れ、しかも排気管の配置スペースの
確保が容易で、排気の反射波の悪影響を抑え、さらに触
媒の配置にも対応できる内燃機関の排気装置を提供する
ことを目的としてしている。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、この発明の内燃機関の排
気装置は、複数の気筒の前方に、それぞれ排気管が接続
されている並列多気筒エンジンを搭載する自動二輪車に
おいて、前記気筒とは別体の接続管を介して前記排気管
がそれぞれの気筒に接続され、前記接続管は、複数の気
筒間に一体に跨がり、一方前記排気管は大径排気管内に
小径排気管を配置し、さらに小径排気管は大径排気管の
中において車両後方側に変位して構成され、前記接続管
の排気管接続部に前記小径排気管と大径排気管との間に
形成される排気管路を開閉する切替弁が前記排気管の前
端部に近接して配置され、この排気管の後端部のマフラ
ーが接続されるマフラー側接続部では、その前後で排気
通路の断面積が同じであり、さらに前記切替弁は各排気
通路を貫通するように配置された駆動軸に各気筒毎に取
り付けられ、この駆動軸の操作で前記切替弁は内燃機関
の所定回転速度未満では閉じ前記小径排気管により排気
させ、所定回転速度以上で開き前記小径排気管と大径排
気管により排気させるように構成したことを特徴として
いる。

［作用］ この発明では、切替弁を内燃機関の所定回転速度未満
では閉じ小径排気管により排気させ、所定回転速度以上
では開き小径排気管と大径排気管により排気させ、２系
統の排気管構造とすることで一つの内燃機関で低速から
高速までの出力特性が得られる。

また、大径排気管内に配置された小径排気管には、走
行風が直接当たらず冷やされ、小径排気管側に触媒を設
ける場合、触媒の活性温度を維持できる。

また、排気管の後端部のマフラー側接続部では、切替
弁が開である場合には、その前後で排気通路の断面積が
同じであり、大径排気管と小径排気管との間と、小径排
気管の長短の排気管に伴うに二種類の反射波が生じると
言う悪影響がないため、小径排気管は、高・低速の何れ
の場合にも排気通路として用いることができる。

また、気筒とは別体の接続管により熱伝導で切替弁に
達する内燃機関の熱を少なく抑えることができ、さらに
気筒の前側に排気管が接続されており、接続管には走行
風が当たり易く、切替弁の周囲は冷やれ易い。

さらに、切替弁は各排気通路を貫通するように配置さ
れた駆動軸に各気筒毎に取り付けられ、各気筒毎の切替
弁同士の間隔等の寸法精度が良く、良好な冷却性と相ま
って連動が支障なく行われる。

［実施例］ 以下、この発明を自動二輪車に適用した一実施例を添
付図面に基づいて詳細に説明する。

第１図において符号１は車体フレームで、この車体フ
レーム１にはフロントサスペンションを介して前輪２
が、またリヤサスペンションを介して後輪３がそれぞれ
設けられている。この車体フレーム１には並列多気筒の
内燃機関４が搭載されている。

この内燃機関４は第２図に示すように、シリンダブロ
ック５のシリンダ６にはピストン７が設けられ、このピ
ストン７とシリンダブロック５に載置されたシリンダヘ
ッド８との間に燃焼室９が形成されている。このそれぞ
れの燃焼室９にはシリンダヘッド８に形成した吸気通路
10と排気通路11とが連通され、この吸気通路10と排気通
路11はカムシャフト12,13の作動で上下動する吸気弁14
と排気弁15とで開閉される。

シリンダブロック５の排気通路１には、気筒とは別体
の接続管16が設けられ、この接続管16に大径排気管17が
接続され、この大径排気管17は内燃機関４の前側から下
方を通り、下方で屈曲して後方へ延びて、内燃機関に２
系統の排気管を備えている。

大径排気管17内には小径排気管18が接続管16とマフラ
ー19とのマフラー側接続部19a間に挿通され、排気管は
大径排気管17内に小径排気管18を配置し、さらに小径排
気管18は大径排気管17の中において同心状ではなく車両
後方側に変位して構成されている。この小径排気管18は
大径排気管17内の内燃機関４側の内壁に、所定箇所を溶
接20により固定されている。また、排気管の後端部のマ
フラー19が接続されるマフラー側接続部19aでは、その
前後で排気通路の断面積が同じである。

接続管16は複数の気筒間に一体に跨がり、接続管16の
排気管接続部に切替弁21が排気管の前端部に近接して配
置され、切替弁21は内燃機関４の回転速度に応じて小径
排気管18と大径排気管17との間に形成される排気管路を
開閉し、２系統の排気管の切り替えを行なう。切替弁21
は第３図に示すように、それぞれ駆動軸22に固定されて
いる。この切替弁21は三日月状に形成され、その内周部
21aは小径排気管18の外周面に密接し、外周部21bは大径
排気管17の内周面に密接して、駆動軸22と連動して作動
し、小径排気管18の外周と大径排気管17の内周とによっ
て平静される排気管路23を開閉するようになっている。

駆動軸22は接続管16に各排気通路を貫通するように回
動可能に軸支して配置され、この駆動軸22に切替弁21が
各気筒毎に取り付けられ、駆動軸22の端部にはプーリ24
がねじ止めされている。このプーリ24はハウジング25で
覆われており、このプーリ24はサーボモータユニット26
のプーリ27とワイヤ28で連結されている。サーボモータ
ユニット26は第１図に示すように内燃機関４の上方位置
で車体フレーム１に載置され、シート29の下方に配置さ
れたコントロールユニット30からのモータ駆動信号で作
動する。このコントロールユニット30には近傍に設けら
れたバッテリ31から電源電圧が与えられ、コンデンサ放
電式点火装置（CDI）ユニット32からのエンジン回転速
度信号に基づいてサーボモータユニット26を駆動するよ
うになっている。

このサーボモータユニット26及びコントロールユニッ
ト30は第５図に示すように構成されている。

サーボモータユニット26はモータ33、減速機34、プー
リ27及びポテンションメータ35とから構成され、モータ
33はコントロールユニット30のモータ駆動信号で正転方
向及び逆転方向に回転し、その回転力を減速機34で減速
してプーリ27へ伝達する。

ポテンションメータ35は減速機34を介して回転するプ
ーリ27に回転位置を検出しており、このプーリ27の回転
位置からワイヤ28、プーリ24を介して開閉される切替弁
21のバルブ開度を検知し、このバルブ開度信号をコント
ロールユニット30へ出力するようになっている。

コントロールユニット30は入力インタフェース36,3
7、出力インタフェース38、マイクロコンピュータ39及
び電源安定化回路40とから構成され、メインスイッチ41
が投入されると、バッテリ31が電源安定化回路40に接続
される。この電源安定化回路40から電源電圧が前記入力
インタフェース36,37、出力インタフェース38、マイク
ロコンピュータ39に与えられる。

マイクロコンピュータ39にはCDIユニット32からエン
ジン回転速度信号が入力インタフェース37を介して入力
され、また、ポテンションメータ35からのバルブ開度信
号が入力インタフェース36を介して入力される。マイク
ロコンピュータ39はこのエンジン回転速度信号と、バル
ブ開度信号とからモータ33を駆動するモータ駆動信号を
出力インタフェース38を介して出力する。

これにより、モータ33は第６図に示すように、中低速
回転域では切替弁21を閉じて小径排気管18から排気ガス
を排出し、エンジン回転速度が切替点ａ以上になると、
切替弁21を開いて排気ガスの流速と平行方向に維持し、
小径排気管18と、この小径排気管18と大径排気管17との
間に形成された排気管路23からも排出されるようにし
て、低速から高速まで広範囲のエンジントルクＴを得る
ようになっている。

次に、この実施例の作用について説明する。

内燃機関４の運転によって、混合気が燃焼室９で燃焼
し、その排気ガスが大径排気管17と小径排気管18とで構
成された排気管を介して排出される。この時の内燃機関
４の回転速度はCDIユニット32で検出されており、エン
ジン回転速度信号はコントロールユニット30のマイクロ
コンピュータ39に入力される。

一方、マイクロコンピュータ39にはサーボモータユニ
ット26のポテンションメータ35からのバルブ開度信号が
入力されており、このバルブ開度信号に基づいて切替弁
21の開閉位置を監視している。

今、切替弁21が開いており、内燃機関４の運転状態が
中低速回転域にあると、マイクロコンピュータ39から閉
じ方向のモータ駆動信号が出力され、モータ33を閉じ方
向へ駆動して減速機34、プーリ27、ワイヤ28及びプーリ
24を介して切替弁21を閉じ方向へ作動する。これによ
り、切替弁21が、大径排気管17と小径排気管18との間の
排気管路23を閉じて、小径排気管18のみから排気ガスを
排出する。

そして、内燃機関４の回転速度が上昇して所定の回転
速度になると、マイクロコンピュータ39から開方向のモ
ータ駆動信号が出力され、モータ33、減速機34、プーリ
27、ワイヤ28及びプーリ24を介して切替弁21を開き、排
気ガスを小径排気管18内と、この小径排気管18と大径排
気管17との間の排気管路23から排出され、低速から高速
まで広範囲のエンジントルクＴを得ている。

このように、切替弁21を内燃機関４の所定回転速度未
満では閉じ小径排気管18により排気させ、所定回転速度
以上で開き小径排気管18と大径排気管17により排気さ
せ、２系統の排気管構造とすることで一つの内燃機関で
低速から高速までの出力特性が得られる。

また、小径排気管18は大径排気管17内に挿着されて、
同形状になるように屈曲されているから、切替弁21の開
いた場合でも、閉じた場合でも排気ガスの流れの方向が
大きく変化することがない。

また、大径排気管17内に配置された小径排気管18に
は、走行風が直接当たらず冷やされ難いので、小径排気
管18側に触媒を設ける場合、触媒の活性温度を維持でき
る。

また、排気管の後端部のマフラー19が接続されるマフ
ラー側接続部19aでは、切替弁21が開である場合には、
その前後で排気通路の断面積が同じであり、大径排気管
17と小径排気管18との間と、小径排気管18の長短の排気
管に伴うに二種類の反射波が生じると言う悪影響がない
ため、小径排気管18は、高・低速の何れの場合にも排気
通路として用いることができ、スペース効率がよく排気
管の配置スペースの確保が容易である。そして、小径排
気管18は大径排気管17内に挿着されているから、外部か
ら排気管が２重に形成されていることを認識することが
できず、外観上も好ましい形状になっている。

また、気筒とは別体の接続管16により熱伝導で切替弁
21に達する内燃機関４の熱を少なく抑えることができ、
さらに気筒の前側に排気管が接続されており、接続管16
には走行風が当たり易く、切替弁21の周囲は冷やされ易
い。

さらに、各排気通路を貫通するように配置された駆動
軸22に、切替弁21が各気筒毎に取り付けられており、各
気筒毎の切替弁21同士の間隔等の寸法精度が良く、良好
な冷却性と相まって連動が支障なく行われる。

さらに、接続管16の排気管接続部に切替弁21が排気管
の前端部に近接して配置され、切替弁21が大径排気管17
の端部を直接開閉するから接続管16の内部を特別な通路
構造にする必要がない。

［発明の効果］ 前記のように、この発明は、切替弁を内燃機関の所定
回転速度未満では閉じ小径排気管により排気させ、所定
回転速度以上で開き小径排気管と大径排気管により排気
させ、２系統の排気管構造とするから、一つの内燃機関
で低速から高速までの出力特性が得られる。

また、小径排気管は大径排気管の中において車両後方
側に変位させたから、小径排気管には走行風が直接当た
らず冷やされ難いので、低速側通路即ち小径排気管側に
触媒を設ける場合、触媒の活性温度を維持できる。

また、排気管の後端部のマフラー側接続部では、切替
弁が開である場合には、その前後で排気通路の断面積が
同じであり、大径排気管と小径排気管との間と、小径排
気管の長短の排気管に伴うに二種類の反射波が生じると
言う悪影響がないため、小径排気管は、高・低速の何れ
の場合にも排気通路として用いることができ、スペース
効率がよく排気管の配置スペースの確保が容易である。

また、気筒とは別体の接続管を介して排気管がそれぞ
れの気筒に接続されるから、熱伝導で切替弁に達する内
燃機関の熱を少なく抑えることができ、さらに気筒の前
側に排気管が接続されており、接続管には走行風が当た
り易く、切替弁の周囲は冷やされ易い。

さらに、各排気通路を貫通するように配置された駆動
軸に、切替弁を各気筒毎に取り付けたから、各気筒毎の
切替弁同士の間隔等の寸法精度が良く、良好な冷却性と
相まって連動が支障なく行われ、各気筒毎にモータ等の
駆動手段を設ける必要がなく、装置が簡潔になる。

また、接続管の排気管接続部に切替弁を排気管の前端
部に近接して配置したから、接続管の内部を特別な通路
構造にする必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した自動二輪車の側面図、第２
図は要部の拡大断面図、第３図は第２図のIII−III断面
図、第４図は第２図のIV−IV断面図、第５図はサーボモ
ータユニットとコントロールユニットの回路図、第６図
は出力特性を示す図である。 ４…内燃機関 16…接続管 17…大径排気管 18…小径排気管 21…切替弁 23…排気管路 26…サーボモータユニット 30…コントロールユニット 32…CDIユニット 33…モータ 39…マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の気筒の前方に、それぞれ排気管が接
   続されている並列多気筒エンジンを搭載する自動二輪車
   において、前記気筒とは別体の接続管を介して前記排気
   管がそれぞれの気筒に接続され、前記接続管は、複数の
   気筒間に一体に跨がり、一方前記排気管は大径排気管内
   に小径排気管を配置し、さらに小径排気管は大径排気管
   の中において車両後方側に変位して構成され、前記接続
   管の排気管接続部に前記小径排気管と大径排気管との間
   に形成される排気管路を開閉する切替弁が前記排気管の
   前端部に近接して配置され、この排気管の後端部のマフ
   ラーが接続されるマフラー側接続部では、その前後で排
   気通路の断面積が同じであり、さらに前記切替弁は各排
   気通路を貫通するように配置された駆動軸に各気筒毎に
   取り付けられ、この駆動軸の操作で前記切替弁は内燃機
   関の所定回転速度未満では閉じ前記小径排気管により排
   気させ、所定回転速度以上で開き前記小径排気管と大径
   排気管により排気させるように構成したことを特徴とす
   る内燃機関の排気装置。