JPS63189618A - 車輌の排気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｖ型多気筒エンジンを搭載した自動二輪車な
どの車輛に適用され、排気管に排気制御弁を装着した排
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、排気
管がエンジン速度に対応した適切な長さに設定されてい
る時に特に有効であり、この効果はまたエンジン回転速
度により変化する。従って高速域でこの動的効果を最大
にして体積効率を高めると、他の低・中速域では動的効
果が逆に作用して体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）が発生ずると
いう問題があった。

そこでこの排気管に排気流路面積を変える排気制御弁を
設け、体積効率が低下する低・中速域では流路面積を減
少し、他の高速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型室で合
流させると、気筒間の排気干渉による体積効率の低下お
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、体積効率の向上、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。しかしＶ型多気筒エ
ンジンを搭載した自動二輪車などの車輛では、各気筒の
排気管ごとに別々の排気制御弁を設けることはその駆動
装置を含めて装置の大型化を招き、その装着スペースの
確保が困難になる。特にクランク軸を車体幅方向に配置
した前後Ｖ型エンジンではＶ型を形成する各バンクの排
気管は遠く離れた互いに異なるルートを通って膨張室に
接続されるため、前記の問題は一層顕著になる。

（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
気制御弁およびその駆動装置の小型化を図りそれらの装
着性を向上させることができ、特に排気制御弁の装着ス
ペースを別途用意する必要が無く外観を損なうこともな
い車輛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、車体中央付近に搭載された
Ｖ型多気筒エンジンと、このエンジンの各気筒にそれぞ
れ接続された複数の排気管と、前記エンジンの後方に配
設され前記各排気管の下流側が接続された膨張室とを備
える車輛において、前記各排気管の下流側を前記膨張室
内へ延ばし各排気管の各開口端を近接して配置する一方
、これら各開口端の排気流路面積を一体となって弄誹制
御する共通１個の排気制御弁を設けたことを特徴とする
車輛の排気制御装置により達成される。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例である自動二輪車用排気系
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図と第４図はそれぞれ第１図における■−■線断面
図とＩＶ−ＩＶ線断面図である。

第２図において符号ｌＯは４サイクル２気筒Ｖ型エンジ
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はクランク軸（図示せず）が車体幅方向に配設さ
れ、Ｖ型を形成する２つのバンク１２．１４は前後方向
に分かれていわゆる前後Ｖ型エンジンが形成される。こ
のエンジンｌＯは各バンク１２．１４の上端と、クラン
クケース１６の後端とで車体フレーム１８に取付けられ
ている。

エンジン１０の排気系は、前バンク１２の前面からクラ
ンクケース１６の右下方を通って後方へのびる排気管２
０と、後バンク１４の後面から下方へのびさらにエンジ
ンｌＯの後方で車体右方向へループを描きつつ後方への
びる排気管２２と、これら両排気管２０．２２の下流側
が接続される膨張室２４と、２木の排気マフラ２６．２
８とを備える。なお膨張室２４はエンジンｌＯの下部後
方に位置する。また排気マフラ２６．２８はブラケット
３０（第１図）により互いに一体的に結合され、上ので
フラ２６の前端は接続管３２により膨張室２４の右側上
面に接続され、下のマフラ２８の前部左側面には膨張室
２４の右端が直接接続されている（第３図参照）、排気
管２０．２２の下流側は第１図に示すように膨張室２４
の右側前部から膨張室２４内に十分に長く延びている。

排気管２０．２２の膨張室２４内の開口端付近は互いに
平行かつ隣接して配設され、これら開口端には排気制御
弁３４が配設されている。

この排気制御弁３４はクランク状の弁体３６を備え、こ
の弁体３６の両端は膨張室２４の前壁および後壁に固着
された軸受板３８．４０に保持されている。弁体３６の
中間部分は第３図に示すように断面弧状に形成される一
方、前記排気管２０．２２の開口端はこの中間部分に近
接して対向するように弧状に切欠かれている。弁体３６
の一端は軸受板３８を貫通して前方へ突出し、この突出
端にプーリ４２が固定されている。このプーリ４２には
ワイヤ（図示せず）が巻掛けられ、このワイヤを介して
サーボモータ（図示せず）などの駆動装置によりプーリ
４２、弁体３６は回動される。この結果排気管２０．２
２の下流側開口端の排気流路面積が制御される。

なお第２図において５０は前フオーク、５２は前輪、５
４はハンドルバー、５６は後輪、５８は燃料タンク、６
０は運転シートである。

次に本実施例の動作を説明する。排気管２０．２２の径
および長さなどを、エンジン１０が高速域で体積効率が
高くなるように設定した場合には、排気制御弁３４は低
中速域で閉じ、高速域で開くようにサーボモータで駆動
される。

エンジンｌＯの排気弁の開弁による正の圧力波は音速で
排気管２０．２２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２０．２２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、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、従って動的効果が逆
に作用する低中速域においては排気流路面積が約１７２
になるように排気制御弁３４を制御すれば、排気管２０
．２２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が打ち消
し合う、この時には脈動効果が打ち消され、中速域での
体積効率の低下（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３４を
閉じればよい。

排気管２０．２２の下流側開口端は膨張室２４で一体と
なって倒閉する共通１個の排気制御弁３４により開閉さ
れるから、各排気管２０゜２２に別々に排気制御弁を設
けるのに比べ小型化と軽量化が図れる。またこの排気制
御弁３４を開閉するサーボモータなどの駆動装置は１個
ですみ、装置全体としての大幅な小型化と軽量化が図れ
る。

なお排気管２０．２２は膨張室２４内に長く延びている
ので排気管２０．２２の全長が十分長くなり排気系の動
的効果を有効に利用して高速域のトルクおよび出力を増
大させることができる。

第５図は本発明の第２の実施例の排気系を示す平面図、
第６図と第７図はそれぞれｖｔ−ＶＩ線断面図と■−■
線断面図、また第８図は第７図における■−■線断面図
である。この実施例および以後説明する各実施例は前記
実施例と同様に前後Ｖ型２気筒エンジンを搭載した自動
二輪車に適用されるものである。

この実施例の排気制御弁３４Ａは、平面視コ字状の鋳造
製ボデー７０を備える。このポデー７０は膨張室２４Ａ
の前壁と後壁とに固着され、排気管２０Ａ、２２Ａの開
口端はこのポデー７０を貫通して保持される一方、この
開口端に対向する弁体３６Ａがこのボデー７０の前・後
端面に固定された軸受板３８Ａ、４ＯＡに回動自在に保
持されている。弁体３６Ａは前記第１実施例の弁体３６
と同様に構成され、プーリ４２Ａに巻掛けたワイヤ（図
示せず）により回動される。

この第２実施例によればボデー７０に排気管２０Ａ、２
２Ａおよび弁体３６Ａが共に保持されるから、両者の相
対的位置決め精度が向上するという効果が得られる。

第９図は第３実施例の排気系を示す平面図、第１θ図は
そのＸ−Ｘ線断面図である。

この実施例の排気制御弁３４Ｂは、膨張室２４Ｂの左壁
に固定した軸受板３８Ｂに、略長方形の板状の弁体３６
Ｂを回動自在に保持し、この弁体３６Ｂに排気管２０Ｂ
、２２Ｂの開口端を対向させたものである。

この実施例によればプーリ４２Ｂによって弁体３６Ｂが
回動すれば、各排気管２０Ｂ、２２Ｂの開口端と弁体３
８Ｂとの重なり面積が変化して排気流路面積が制御され
る。またこの実施例では弁体３６Ｂの形状を適切に決定
すれば、排気管２０Ｂ、２２Ｂの長さや径の相違に対応
して各排気流路面積の変化特性を容易に変更することが
可能である。

第１１図は第４実施例の排気系の一部を断面した平面図
、第１２図はその側面図、第１３図は排気制御弁３４Ｃ
の分解図である。

この実施例の排気制御弁３４Ｃでは、膨張室２４Ｇの上
半体を鋳造品とし、ここに上下割りのポデー７２の上半
体７２ａを一体成形する一方、この上半体７２ａに下半
体７２ｂを下方から固定する。そしてこれら上下半休７
２ａ、７２ｂ間に排気管２０Ｃ，２２Ｃの開口端および
蝶型弁からなる弁体３６Ｃを挾持するものである。なお
この弁体３８Ｃは第１３図に示すようにその弁軸７４方
向の幅が開口端より狭い長ダ円形の弁板７６．７６を備
える。この弁板７６．７６をｌ８１３図上で開口端の右
側へ寄せて弁軸７４をポデー７２の上半体７２ａ下面に
位置合せし、弁体３６Ｃを左方向へ移動させることによ
り弁軸７４を膨張室２４Ｃの壁を貫通させて外部へ突出
させ、その抜工半休７２ｂを装着するように組立てる。

そしてこの弁軸７４はプーリ４２Ｃにより回動される。

第１４図は第５実施例の排気系要部を一部断面した平面
図、第１５図はその原理説明図である。

この実施例の排気制御弁３４Ｄは、排気管２００．２２
Ｄの開口端を保持するポデー７８に、これら開口端を横
断するスライド式の板状の弁体３６Ｄを備え、プーリ４
２Ｄの回動をリンク８０を介して往復動に変えてこの弁
体３６Ｄを往復動させるものである。なお弁体３６Ｄは
その左端付近が排気管２０Ｄの開口端に臨み、また弁体
３６Ｄに設けた窓８２が排気管２２Ｄの端に臨んでいる
。

第１６図は第６実施例の排気系の要部を一部断面した平
面図、第１７図はそのＸ■−Ｘ■線断面図である。

この実施例の排気制御弁３４Ｅは、排気管２０Ｂ、２２
Ｂの開口端に向って進退動するように膨張室２４Ｈに保
持した板状の弁体３６Ｅを備え、プーリ４２Ｅの回動を
リンク８４により往復動に変えてこの弁体３６Ｅを進退
動させるものでる。なお排気管２０Ｅ、２２Ｅはこの弁
体３６Ｈに斜めに対向している。このため弁体３６Ｅを
後退させたときには、弁体は排気流の外に出ることにな
って高速域での性能に悪影響を及ぼすことがない。

第１８図は第７実施例の排気系の平面図。

第１９図は側面図、第２０図は要部の拡大平面図、第２
１図はそのＸＸ　Ｉ−ＸＸ　Ｉ線断面図、第２２図は第
２１図におけるｘＸ■−ｘｘ■線断面図である。

この実施例は２本の排気管２０Ｆ、２２Ｆを膨張室２４
Ｆで集合し、この膨張室２４Ｆから排気を左右に振り分
けてマフラ２６Ｆ、２８Ｆに導くものである。ここに一
方の排気管２０Ｆは膨張室２４Ｆの右前部から膨張室２
４Ｆ内へのびる一方、他方の排気管２２Ｆは膨張室２４
Ｆの中央付近上方から膨張室２４Ｆ内へのびている。こ
れら両排気管２０Ｆ、２２Ｆは膨張室２４Ｆ内で互いに
ほぼ直交して隣接し、各開口端は両排気管２０Ｆ、２２
Ｆとほぼ４５°をなす平面で裁断したダ円形となってい
る。１１張室２４Ｆ内の底面には支持台８６が突設され
、各排気管２０Ｆ、２２Ｆの開口端縁部がこの支持台８
６に保持されている。またこの実施例の排気制御弁３４
Ｆは、膨張室２４Ｆ内に前後方向に配設された弁軸８８
と、この弁軸８８に固着され各排気管２０Ｆ、２２Ｆの
開口端へ近接・離隔する弁板９０．９２とで構成される
弁体３８Ｆを備える。

弁軸８８は膨張室２４Ｆの前壁および後壁に固着された
軸受板３８Ｆ、４０Ｆに軸支され、弁軸８８の前端は前
方へ突出しここにプーリ４２Ｆが固定されている。

従ってプーリ４２Ｆの回動により弁体３６Ｆは回動し、
弁体９０．９２は一体となって開口端に近接・離隔して
排気流路面積を制御する。なお前記支持台８６には排気
の流動を円滑にするため大きな窓９４が形成されている
。

第２３図は第８実施例の排気系の分解斜視図、第２４図
はその要部を断面した拡大平面図、第２５図はソ（７）
Ｘ　Ｘ　Ｖ−Ｘ　Ｘ　Ｖ線断面図。

第２６図は排気制御弁３４Ｇの分解図である。

この実施例では２つの排気管２０Ｇ、’２２Ｇは膨張室
２４Ｇ内で車体幅方向に配置され、各開口端は互いに前
後に隣接する。排気制御弁３４Ｇは膨張室２４Ｇの底面
に溶接などで固着された中央ポデー９６と、この中央ポ
デー９６を前後から挟む軸受板９８．１００と、これら
に保持された蝶弁型の弁体３６Ｇとを備える。各排気管
２０Ｇ、２２Ｇの開口端はこれら中央ポデー９６と軸受
板９８．１００との間に挾持されている。弁体３６Ｇは
中央付近で軸方向に分割可能な継手により接続される弁
軸１０２．１０４と、各弁軸１０２．１０４に一体形成
された弁板１０６゜１０８とを備える。この排気制御弁
３４Ｇは第２６図に示すように各弁軸１０２．１０４を
中央ポデー９６に前後から挿入して結合し、さらに軸受
板９８．１００を膨張室２４Ｇの前・後壁に固着するこ
とにより組立てられる。この排気制御弁３４Ｇは弁軸１
０２の前端に固定したプーリ４２Ｇによって回動され、
両弁軸１０２．１０４および弁板１０６．１０８が一体
となって回動する。

以上第２〜８実施例の動作は前記第１実施例とほぼ同じ
であるから、そ説明は繰り返さない。

（発明の効果） 本発明は以上のように、各排気管を膨張室内にのばし各
排気管の開口端を互いに隣接させ、これらの開口端を共
通１個の排気制御弁により一体的に開閉制御するから、
各排気管に個別に排気制御弁を設けるのに比べて排気制
御弁の装着スペースが小さくなり、その駆動装置も１つ
で足りる。また排気制御弁は本来必要な膨張室内に位置
するので排気制御弁のための装着スペースを別途用意す
る必要がなくなり、装置全体の大幅な小型化と軽量化が
可能になる。さらに排気制御弁は膨張室内にあるから、
外観を損うこともない。

【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用排気系の
平面図、第２図はこれを用いた自動二輪車の側面図、第
３図と第４図はそれぞれ第１図における■−■線断面図
とＩＶ−ＩＶＶ線断面図ある。 第５図は本発明の第２実施例の排気系を示す平面図、第
６図はそのＶＩ−ＶＩＩ線断面図第７図は■−■線断面
図、第８図は第７図における■−■線断面図である。 第９図は第３実施例の排気系を示す平面図、第１Ｏ図は
そのＸ−Ｘ線断面図である。第１１図は第４実施例の排
気系の一部を断面した平面図、第１２図はその側面図、
第１３図は排気制御弁３４Ｇの分解図である。 第１４図は第５実施例の排気系要部を一部断面した平面
図、第１５図はその原理説明図である。 第１６図は第６実施例の排気系を要部を一部断面した平
面図、第１７図はそのＸ■−Ｘ■線断面図である。 第１８図は第７実施例の排気系の平面図、第１９図は側
面図、第２０図は要部の拡大平面図、第２１図はそのＸ
Ｘ　Ｉ−ＸＸ　Ｉ線断面図、第２２図は第２１図におけ
るＸｘ■−ＸＸ■線断面図である。 第２３図は第８実施例の排気系の分解斜視図、第２４図
はその要部を断面した拡大平面図、第２５図はそのｘｘ
ｖ−ｘＸｖ断面図、第２６図、は排気制御弁３４Ｇの分
解図である。 ｌＯ・・・Ｖ型多気筒エンジン、 ２０．２ＯＡ−Ｇ　、２．２２Ａ−Ｇ・・・排気管、２
４．２４Ａ−Ｇ・・・膨張室。 ３４．３４Ａ−Ｇ・・・排気制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体中央付近に搭載されたＶ型多気筒エンジンと、この
   エンジンの各気筒にそれぞれ接続された複数の排気管と
   、前記エンジンの後方に配設され前記各排気管の下流側
   が接続された膨張室とを備える車輛において、 前記各排気管の下流側を前記膨張室内へ延ばし各排気管
   の各開口端を近接して配置する一方、これら各開口端の
   排気流路面積を一体となって制御する共通１個の排気制
   御弁を設けたことを特徴とする車輛の排気制御装置。