JP2004340105A - ２サイクルエンジンの排気デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】膨張管の異なる位置に設けられた複数のブランチ排気管の内、その一つがエンジンの運転状態に応じて排気ガス排出のために選択されることで、排気管における排気脈動の同調を得てエンジン出力の向上を図る。
【解決手段】排気デバイスの膨張管１にはその口元からの距離を異にして、第１のブランチ排気管２と第２のブランチ排気管３が取付けられている。第１のブランチ排気管２と第２のブランチ排気管３は切換弁４により適宜排気ガス排出のために選択され、該選択のための切換弁４の切換え制御はエンジンの運転状態に応じてなされ、これにより、エンジン運転状態に応じた排気管における排気脈動の同調が得られ、エンジン出力の向上が図られる。また、第１のブランチ排気管２には、そのエンジン排気ポートに近い位置に触媒８，９が設けられ、この触媒はエンジン冷機運転時において早期反応が促進される。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、２サイクルエンジンにおける排気デバイスに関し、特に膨張管と、該膨張管への取付位置が互いに異なる複数のブランチ排気管を備えるサイドブランチ式の排気管構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２サイクルエンジンの排気管において、膨張管の後端部が閉塞され、該膨張管の最大径部周壁に取付けられたブランチ排気管から排気ガスを排出させることによって、その消音効果を向上させたサイドブランチ式排気管構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、エンジン排気ポートに接続される排気管の下流端に膨張管の上流端が接続され、該膨張管の下流側に内外を連通する排気排出用開口が形成され、該排気排出用開口に対抗して該膨張管の外周に通気可能な薄肉触媒が配設された構造の排気浄化装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５０−９５６３２号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開平８−１３５４３６号公報（第３頁−第４頁、第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載された従来のサイドブランチ式排気管構造は、図７に図示されるように、２サイクルエンジン０Ｅの排気ポート部０Ｅ１に円筒部を介して接続された膨張管０１は、その後端部０１ｅが閉塞されており、その最大径部０１ｃ周壁にブランチ排気管０２が取付けられ、このブランチ排気管０２から排気ガスが排出される構造を備えている。
【０００５】
そして、このサイドブランチ式排気管構造においては、排気管内において発生する排気慣性波（マスフロー）と排気反射波の脈動の同調効果を利用して２サイクルエンジンの出力の向上が図られている。
【０００６】
しかしながら、前記脈動の同調効果によるエンジン出力の向上は、エンジン速度との関係において、特定の設定エンジン速度域においては最大の効果がもたらされるものであるが、他のエンジン速度域においては逆にエンジン出力の低下を来たすものであり、エンジンの低速（低回転）運転域から高速（高回転）運転域の広い運転速度（回転）域にわたり安定したエンジン出力の向上を図るという視点からは課題を残すものである。
【０００７】
また、前記特許文献２に記載の排気浄化装置は、図８に図示されるように、内燃機関の排気ポートに接続される排気管（図示されず）の下流端に膨張管０１の上流端が接続され、該膨張管０１の下流側に内外を連通する排気排出用開口０２が形成され、該排気排出用開口０２に対抗して該膨張管０１の外周に通気可能な薄肉触媒０３が配設された構造を備えている。なお、０６は消音室、０９はモノリス型の触媒である。
【０００８】
そして、この排気浄化装置においては、エンジンの冷機運転区間における触媒の早期反応促進を如何に達成するかという点においてまだ課題が残されている。
【０００９】
ところで、エンジンの冷機運転区間における触媒の早期反応促進において最も効果的な方法は、触媒をエンジン排気ポート出口の近傍、すなわち、触媒をエンジン直下に設けることであるが、一方、特に自動２輪車やスポーツ系の自動車など、高出力エンジンの場合においては、エンジン直下に触媒が設けられると、エンジンの高負荷運転の連続により、該触媒が熱劣化してしまうことが考えられる。
【００１０】
したがって、上述したような状況の中で、エンジンの低速（低回転）運転域から高速（高回転）運転域にかけて安定したエンジン出力の向上が図られ、かつ、エンジンの冷機運転時から早期に触媒の反応促進がなされる排気デバイスの改良構造が求められている。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本願発明は、前記課題を解決するための、エンジンの低負荷、低速（低回転）運転域から高負荷、高速（高回転）運転域に亘る広い運転域において安定したエンジン出力の向上が図られ、また、エンジンの冷機運転時から早期に触媒の反応促進が図られる２サイクルエンジンの排気デバイスの改良構造に関し、２サイクルエンジンの排気ポートに接続される膨張管と、該膨張管に取付けられるブランチ排気管とを備えた２サイクルエンジンの排気デバイスにおいて、前記膨張管に取付けられるブランチ排気管は複数本であり、それらの取付けは、前記排気ポートからの距離を互いに異にする位置においてそれぞれなされており、これらブランチ排気管にはその排気ガス排出のために選択されるべきブランチ排気管を選択するための弁手段が具備されており、該弁手段による前記排気ガス排出のための選択されるべきブランチ排気管の選択は、前記エンジンの運転状態に応じてなされることを特徴とする。
【００１２】
また、前記膨張管に取付けられる前記複数ブランチ排気管の内、前記エンジン排気ポートに最も近い位置において前記取付けがなされるブランチ排気管の該取付部近傍位置の管路上と、他のブランチ排気管の適宜位置の管路上には触媒が設けられたことを特徴とし、さらに、前記複数ブランチ排気管の管路が集合されて一つの排気管路とされ、該一つの排気管路に触媒が設けられたことを特徴とする。
また、前記エンジン排気ポートに最も近い位置において前記膨張管に取付けられるブランチ排気管の該取付部近傍位置の管路上に設けられる前記触媒が、薄肉パイプ状触媒であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載された発明のものは、前記膨張管に取付けられるブランチ排気管は複数本であり、それらの取付けは、前記排気ポートからの距離を互いに異にする位置においてそれぞれなされており、これらブランチ排気管にはその排気ガス排出のために選択されるべきブランチ排気管を選択するための弁手段が具備されており、該弁手段による前記排気ガス排出のために選択されるべきブランチ排気管の選択は、前記エンジンの運転状態に応じてなされるから、前記エンジン排気ポートからの距離を互いに異にする位置にそれぞれ取付けられた複数本のブランチ排気管の中からエンジン運転（出力）状態に応じて該運転（出力）状態に適応した任意の取付位置のブランチ排気管が選択される。
【００１４】
そして、エンジンの運転（出力）状態に適応した前記任意のブランチ排気管が排気ガス排出のために選択され、これにより、エンジンの運転（出力）状態に対応して膨張管内における排気ガスの慣性効果と排気ガスの反射波による脈動効果の同調が得られるから、低負荷，低速（低回転）運転域から高負荷，高速（高回転）運転域までの広いエンジン運転域において、排気管における排気ガスの脈動効果の同調が得られ、エンジン出力の向上を図ることができる。
【００１５】
請求項２に記載された発明のものは、請求項１に記載の発明において、前記膨張管に取付けられる前記複数のブランチ排気管の内、前記エンジン排気ポートに最も近い位置において前記取付けがなされるブランチ排気管の該取付部近傍位置の管路上と、他のブランチ排気管の適宜位置の管路上には触媒が設けられているから、前記エンジン排気ポートに最も近い位置に取付けられた前記ブランチ排気管が排気ガス排出のために選択されることで、エンジン排気ポート近傍、すなわち、エンジン直下に設けられた触媒がエンジンの冷機運転時から早期に反応促進される。また、同時に、エンジン高負荷、高回転（高速）運転時には、他のブランチ排気管が排気ガス排出のために選択されることで、前記触媒の熱劣化が防止され、エンジンのエミッションが低減される。
【００１６】
請求項３に記載された発明のものは、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記複数ブランチ排気管の管路が集合されて一つの排気管路とされ、該一つの排気管路に触媒が設けられているから、分散配置されたそれぞれのブランチ排気管に触媒をそれぞれ設ける必要性がなく、集合された一つの排気管路にまとめて設ければよく、その分コストの低減が図られる。
【００１７】
請求項４に記載された発明のものは、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記エンジン排気ポートに最も近い位置において前記膨張管に取付けられるブランチ排気管の該取付部近傍位置の管路上に設けられる前記触媒が、薄肉パイプ状触媒であるから、エンジン冷機運転時から触媒が効果的に早期反応促進され、また、排気ガスがブランチ排気管の集合された一つの排気管路に設けられた触媒に到達するまでの間、薄肉パイプ状触媒の反応熱により該排気ガス温度が下がり過ぎることなく適温に保たれ、前記一つの排気管に設けられた触媒に有効接触させることができるので、さらにエンジンのエミッションを低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１には、本発明の排気デバイスの実施形態における膨張管（エキスパンションチャンバ）１０が図示されており、該膨張管１０は、その断面形状が円形である中空の筒状部材であり、その外形形状は図示のとおりその長手方向両端部の径が細く、該両端部からその長手方向中央部へ指向して次第に拡径し、全体として中太の形状を呈している。
【００１９】
膨張管１０は、図１における左方端の細径部が図示されない２サイクルエンジンの排気ポートに接続される接続部１０ａとして形成され、該接続部１０ａから次第にその管経を拡径しつつ延伸する拡径管部１０ｂ（ダイバジェットコーン）と、該拡径管部１０ｂに連接される膨張管１０の最大管径部を構成する同径で延伸する同径管部（ストレート管）１０ｃと、該同径管部１０ｃに連なり次第にその管経を縮径しつつ延伸して膨張管１０の閉塞された終端部１０ｅに至る縮径管部（コンバジェットコーン）１０ｄとを備えるものとして形成されており、このような膨張管１０は既に良く知られている。
【００２０】
そして、膨張管１０にはブランチ排気管２０が取付けられ、さらに図１には図示されない消音器等が装備されて、これにより実質的に排気デバイスが構成されている。
エンジン排気ガスは、図１には図示されないエンジン排気ポートから該ポートにその接続部１０ａを介して接続された膨張管１０、ブランチ排気管２０を経て、消音器に導かれテールパイプを介して排出される（図４等参照）。
【００２１】
図１には、膨張管１０の異なる位置に取付けられるブランチ排気管２０の３例が図示されている。そして、図１のＡに図示されたブランチ排気管２０Ａは、膨張管１０口元の前記エンジン排気ポートへの接続部１０ａ近傍位置に取付けられた例であり、より具体的には膨張管１０の口元から略５０ｍｍ程の位置に取付けられている（図２参照）。
【００２２】
また、Ｂに図示されたブランチ排気管２０Ｂは、前記口元から離れた略拡径管路部１０ｂの中間部近傍位置に取付けられた例であり、より具体的には前記膨張管１０の口元から略３００ｍｍ程の位置に取付けられ、さらに、Ｃに図示されたブランチ排気管２０Ｃは、拡径管路部１０ｂの中間部からやや終端寄りに取付けられた例であり、より具体的には前記膨張管１０の口元から略５００ｍｍ程の位置に取付けられているものである（図２も参照）。
【００２３】
ところで、膨張管１０の異なる位置に取付けられるブランチ排気管２０は、その取付位置、すなわち、膨張管１０の口元（エンジン排気ポート）からブランチ排気管２０の取付位置までの距離により、該排気管２０内を流れるエンジン排気ガスの温度特性がそれぞれ異なり、たとえば、図２には、前記図１のＡ，Ｂ，Ｃの３例に図示された膨張管１０の異なる位置に取付けられるブランチ排気管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの管内を流れるエンジン排気ガスの温度特性がその測定結果として図示されている。該測定結果は、一般的な２サイクルエンジンに上述の排気管を適用して任意の運転条件で運転した時における排気管内の温度分布である。
【００２４】
図２において、横軸は膨張管１０の口元からの距離（ｍｍ）であり、また、縦軸は排気ガス温度（°Ｃ）であり、そして、図１におけるＡの取付位置におけるブランチ排気管２０Ａが排気ガス排出管路として選択された時の排気ガス温度の測定結果はａ曲線により示され、また、Ｂの取付位置におけるブランチ排気管２０Ｂが排気ガス排出管路として選択された時の排気ガス温度の測定結果はｂ曲線により示され、さらに、Ｃの取付位置におけるブランチ排気管２０Ｃが排気ガス排出管路として選択された時の排気ガス温度の測定結果はｃ曲線により示されている。
【００２５】
図２におけるａ，ｂ，ｃの３曲線により示される排気管内を流れる排気ガスの温度特性は、エンジンの出力特性と関連するものである。
例えば、Ａの取付位置のブランチ排気管２０Ａの排気ガス排出のための選択においては、図示されるように、排気ガス温度は、ブランチ排気管２０Ａの取付部においては若干下がるが、該取付部から離れるに従い急激に温度降下し、その後は比較的低めに推移する。結局、排気ガスの排気慣性波は前記取付部から該ブランチ排気管２０Ａを通って排出され、膨張管１０内においては、排気ガスの透過反射波のみが存在することとなり、前記排気管２０Ａからの放熱により、膨張管１０内の排気ガス温度はその後端に行くほど急激に冷却され、排気管２０Ａ内における排気ガスの流速は低下し、膨張管１０における排気ガスの脈動による同調域はエンジンの低速域対応となる。
【００２６】
そして、Ｃの取付位置のブランチ排気管２０Ｃの排気ガス排出のための選択においては、該排気管２０Ｃ内における排気ガスの温度降下は比較的緩やかであり、排気ガス温度は比較的高めに推移する。結局、排気ガスの排気慣性波は比較的長い距離膨張管１０内を通るので、該膨張管１０内における排気ガスの温度降下は比較的小さく、排気管２０Ｃ内における排気ガスの流速は比較的早く、膨張管１０における排気ガスによる排気慣性効果と排気反射波による脈動の同調域はエンジンの高速域対応となる。
【００２７】
また、図１におけるブランチ排気管取付位置の３例、すなわち、Ａ，Ｂ，Ｃに対応する取付位置におけるブランチ排気管２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの排気ガス排出のための選択は、エンジントルク特性と密接に関連しており、該関連が図３に図示されている。
図３において、横軸はエンジン速度（ｒ／ｍｉｎ）であり、縦軸はトルク（Ｎｍ）である。
【００２８】
前記図１におけるＡの取付位置に対応するブランチ排気管２０Ａの排気ガス排出のための選択と、エンジントルク特性の関係は図３におけるａ曲線により示される状態となり、Ｂの取付位置のブランチ排気管２０Ｂの排気ガス排出のための選択と、エンジントルク特性の関係は図３におけるｂ曲線により示される状態となり、さらにＣの取付位置のブランチ排気管２０Ｃの排気ガス排出のための選択と、エンジントルク特性の関係は図３におけるｃ曲線により示される状態となる。
【００２９】
そして、図３においてエンジントルク特性を表すａ，ｂ，ｃの各曲線によれば、ａ曲線におけるトルクのピークは略４０００ｒ／ｍｉｎ付近であり、ｂ曲線におけるトルクのピークは略５０００ｒ／ｍｉｎ付近であり、ｃ曲線におけるトルクのピークは略６０００ｒ／ｍｉｎ付近である。すなわち、膨張管１０への取付位置が該膨張管１０の口元近傍であるブランチ排気管２０Ａの排気ガス排出のための選択は、エンジンの低速（低回転）、低負荷運転対応となり、膨張管１０へのその取付位置が該膨張管１０の口元から離れる位置にあるブランチ排気管２０Ｃの排気ガス排出のための選択は、エンジンの高速（高回転）、高負荷運転対応となる。
【００３０】
上述したように、エンジン出力特性（エンジン運転状態）と、膨張管１０への異なる取付位置のブランチ排気管２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの流通のための選択は、互いに密接な関係にある。
したがって、エンジン出力特性（エンジン運転状態）に適応する取付位置のブランチ排気管２０の選択により、すなわち、図１におけるＡ，Ｂ，Ｃのいずれかに対応する位置に取付けられたブランチ排気管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの選択がなされることにより、エンジン出力特性に対応する排気脈動波の同調が得られ、エンジン出力特性の向上が図られる。
【００３１】
例えば、エンジン出力特性の低速（低回転）、低負荷運転対応により膨張管１０の口元近傍の位置であるＡの取付位置のブランチ排気管２０Ａがその排気ガス排出のために選択され、エンジン出力特性の高速（高回転）、高負荷運転対応によりＣの取付位置、すなわち、膨張管１０の口元から離れた取付位置のブランチ排気管２０Ｃがその排気ガス排出のために選択され、また、エンジン出力特性が略両者の中間的な運転対応においては、Ｂの取付位置のブランチ排気管２０Ｂがその流通のために選択され、前記それぞれのエンジン出力特性に対応して低速、低負荷運転域から高速、高負荷運転域までの広い範囲に亘り排気脈動波の同調が得られ、エンジン出力の向上が図られる。
【００３２】
ここで、エンジン出力特性と、膨張管１０におけるブランチ排気管２０の取付位置との上述の特徴的な関係に基づいて開発された、エンジン出力特性（運転状態）に対応して膨張管１０の異なる位置にそれぞれ取付けられるブランチ排気管２０の流通のための選択が可能な排気デバイス（サイドブランチ式排気管）の具体的な実施形態を図４ないし図６に基づいて説明する。
【００３３】
図４に図示されるサイドブランチ式排気管の膨張管１は、図１に図示された既述の膨張管１０と同様の、所謂エキスパンションチャンバであり、図４における左方端に位置するエンジンＥの排気ポートＥ１に接続される膨張管１の口元における接続部１ａと、該接続部１ａから次第にその管径を拡径しつつ延伸する拡径管部（ダイバジェットコーン）１ｂと、該拡径管部１ｂに連なる管径が同径で延伸する最大径部となる短い同径管部（ストレート管）１ｃと、該同径管部１ｃに連なりその管径が縮径しつつ延伸する終端部１ｅが閉塞された縮径管部（コンバジェットコーン）１ｄと、を備えた全体として中太の形状のものである。
【００３４】
そして、前記膨張管１は、エンジン排気ポートＥ１から排出された高圧の排気ガスが、その拡径管部１ｂを進み、その容積が急激に拡大するため、該膨張管１内の排気ガス圧力は低くなり、図示されないエンジンシリンダ内の排気ガスの排出が促進され、混合気が該シリンダ内により多く吸収される。
【００３５】
前記排気ガスの伝播が同径管部１ｃを過ぎて縮径管部１ｄに達すると、この部分は容積が小さくなっていくため、再び膨張管１内の圧力が高くなり、この時掃気が終わり排気ポートＥ１が開いていれば、排気ガスと共に、膨張管１に吹きぬけようとする混合気が前記シリンダ内に押し戻されるので、充填効率を高めることができるという機能を備えるものであり、この膨張管１における機能は既によく知られたところである。
【００３６】
膨張管１には、２本のブランチ排気管２，３が取付けられており、その一つは、エンジン排気ポートＥ１への接続部１ａである口元近傍の細径部にその取付部２ａを介して取付けられる第１のブランチ排気管２であり、第１のブランチ排気管２は、膨張管１の周壁から該膨張管１の長手方向に対して略直交する方向へ向かって延伸する管路部２ｂと、該管路部２ｂに連なる膨張管１の長手方向に沿って比較的長い距離をもって延伸する平行管路部２ｃを備え、該平行管路部２ｃは、後述するブランチ排気管２の排気ガス排出のための選択手段である切換弁４に接続される。
【００３７】
また、他の一つは膨張管１の前記拡径管部１ｂの後部、すなわち、前記最大径部である同径管部１ｃへと連なる構造部の近傍にその取付部３ａを介して取付けられる第２のブランチ排気管３であり、第２のブランチ排気管３は、第１のブランチ排気管２同様、膨張管１の周壁から該膨張管１の長手方向に対して略直交方向へ向かって所定長さ延伸する管路部３ｂと、該管路部３ｂに連なる膨張管１の長手方向に沿って僅かな距離延伸し、前記切換弁４に接続される平行管路部３ｃを備えている。
【００３８】
そして、第１のブランチ排気管２と第２のブランチ排気管３は、前記切換弁４において互いに選択的に該切換弁４の切換制御によりその後方の一つの排気管５に流通接続されるようになされており、該排気管５には消音器６が設けられ、さらに該消音器６後方にはテールパイプ７が接続されている。
【００３９】
したがって、前記ブランチ排気管２，３は、その切換弁４の制御操作により、すなわち、エンジン負荷とエンジン回転数に基づく後述するサーボモータＭによるコントロールワイヤＷを介した制御手段により（図５参照）、エンジン出力特性に対応して、前記第１のブランチ排気管２もしくは第２のブランチ排気管３がその排気ガス排出のために選択され、該選択に基づくエンジン排気ガスの前記第１のブランチ排気管２もしくは第２のブランチ排気管３への導入を通して、該排気ガスは、切換弁４を経て、該切換弁４後方の排気管５に接続の消音器６、さらにテールパイプ７へと送気され、排出される。
【００４０】
第１のブランチ排気管２には、その膨張管１への前記取付部２ａの口元からその全長に亘り、すなわち、前記口元から上述の切換弁４に達する位置まで、その管路全長に亘り薄肉パイプ状の触媒８が設けられており、この触媒８は、エミッション評価モード等のエンジン冷機運転時における排気浄化促進に対応すべく機能を備えた触媒８であり、一種のヒートパイプとしての役割を果たす触媒である。
【００４１】
前記薄肉パイプ状触媒８としては、たとえば、図６に図示されるような多数の通気孔である小孔８ａを有するパンチング板をパイプ状にした部材８ｂに、触媒を担持させたものが使用され、該パイプ状部材８ｂが前記ブランチ排気管２の管内周面に沿い所定の間隙を存して配設されることで前記第１のブランチ排気管２に設けられている。
【００４２】
また、膨張管１口元部の第１のブランチ排気管２の取付部２ａ近傍位置には第２の触媒９ａが設けられ、この触媒９ａは、その断面が蜂巣状をしたモノリス型触媒であり、この触媒９ａも、前記第１の触媒８同様、エンジン冷機運転時における排気浄化促進に対応すべく機能を備えた触媒であり、この実施形態においては該触媒９ａが前記第１の触媒８と併用されている。
【００４３】
さらに、第１のブランチ排気管２と第２のブランチ排気管３が接続される前記切換弁４の後方に位置する一つの排気管５に接続された消音器６には、その断面が蜂巣状のモノリス型の触媒９ｂが設けられている。そして、この触媒９ｂにおける反応に必要な排気ガス温度を維持し、該排気ガスの効果的な浄化作用促進のために、上述の第１のブランチ排気管２内周面に沿って設けられた実質的なヒートパイプを構成する前記第１の触媒である薄肉パイプ状触媒８が寄与しているのである。
【００４４】
前記サイドブランチ式排気管は、上述のような構造であるから、既述のようにエンジンＥの出力特性（エンジン運転状態）に対応する取付位置のブランチ排気管、すなわち、前記第１のブランチ排気管２、もしくは第２のブランチ排気管３が前記切換弁４の切換制御により選択される。
【００４５】
そして、前記切換弁４の切換制御は、エンジンＥの運転状態、つまり、エンジンＥの負荷とエンジンの回転数が検出され、この検出結果に基づく図５に図示されるようなサーボモータＭの作動によりなされ、該サーボモータＭの作動が切換弁４の切換機構に連動されるコントロールワイヤＷを介して該切換弁切換機構に伝達され、該切換機構により該弁４の切換作動がなされ、これにより、前記ブランチ排気管２もしくは３が前記エンジンＥの運転状態に応じてその排気ガス排出のために選択される。
【００４６】
たとえば、エンジンＥの低負荷、低回転（低速）運転時には、エンジンＥの低負荷、低回転（低速）の運転状態が検出され、該検出に基づき膨張管１口元側の第１のブランチ排気管２がその排気ガス排出のための排気管として前記切換弁４の切換制御により選択される。
【００４７】
そして、前記第１のブランチ排気管２の前記選択により、上述の膨張管１内における排気ガスによる排気脈動の同調作用が、第１のブランチ排気管２の連通による排気ガス排出作用と相俟ってエンジンＥの低負荷、低回転運転対応における脈動波の同調を得るものとして調整される。
【００４８】
また、同時に、排気ガスは、第１のブランチ排気管２の取付部２ａを介して、該取付部２ａからその直角方向に向かって延伸する管路部２ｂ、彎曲管路部を経て、膨張管１の長手方向に沿って延伸する平行管路部２ｃを流れ、前記切換弁４の切換えを通して、該切換弁４後方の排気管５へと流れ、消音器６を経て外部へ排出される。
【００４９】
そして、上述のエンジン排気ガスの流れにおいて、該排気ガスは、前記口元近傍の取付部２ａから直角方向に向かって延伸する管路部２ｂに設けられたエンジン直下の断面蜂巣状のモノリス型触媒９ａと、前記ブランチ排気管２内周に、かつその管路全域に亘り設けられた薄肉パイプ状触媒８による早期反応によりエンジン低負荷、低回転（低速）運転時（冷機運転時等）においても良好な浄化反応が得られ、効果的な排気ガス浄化がなされ、そのエミッションが低減される。
【００５０】
また、第１ブランチ排気管２内を移動する排気ガスの温度は、該管２内に設けられた前記薄肉パイプ状触媒８による反応温度でその降下が抑制され、この一次浄化され、温度が下がり過ぎることなく維持された排気ガスは、さらに切換弁４後方の排気管５接続の消音器６内に設けられた断面蜂巣状のモノリス型触媒９ｂに適切な反応温度に保たれて接触し、効果的な２次浄化がなされ、テールパイプ７を経て排出される。
【００５１】
上述のように、エンジンＥの低負荷、低回転（低速）運転時におけるエンジン排気ポートＥ１への接続部１ａである膨張管１口元近傍の取付位置における第１ブランチ排気管２の排気ガス排出のための選択において、該排出のための選択と関連する膨張管１内における排気ガスによる排気脈動の調整作用で、エンジン低負荷、低回転運転に対応した排気脈動の同調が得られ、エンジン出力の向上が図られる。また、エンジン低負荷、低回転（低速）運転時における触媒８，９ａの早期反応による排気ガスの効率的な浄化作用が促進される。
【００５２】
そして、エンジンＥの高負荷、高回転（高速）運転時には、膨張管１の接続部１ａ口元から遠い位置に取付けられたブランチ排気管、すなわち、第２のブランチ排気管３が排気ガス排出のために選択され、該排気管３を通して排気ガスが排出されるように前記切換弁４が制御される。該切換弁４の制御は、前述と同様、エンジンＥの運転状態に連動したサーボモータＭとコントロールワイヤＷの作動を介してなされる。
【００５３】
第２のブランチ排気管３内を流れる比較的温度が高めの排気ガス（図２参照）は、その流れの過程において緩やかに温度降下して、該排気ガスが消音器６内のモノリス型触媒９ｂに到達し、接触する時点においてはほぼ適温まで下がり、触媒９ｂの熱劣化は防止されると同時に、適切な反応温度に保たれ排気ガスは効果的に浄化される。
【００５４】
また、このときは、膨張管１の接続部１ａ口元に取付けられた第１のブランチ排気管２は、その下流が前記切換弁４の切換えにより閉塞されており、排気ガスの流通が阻止され、該ガスの流れがないため、該排気管２内は触媒以上の高温になることは防止される。
【００５５】
図１ないし図６に図示の実施形態は前記のように構成されるので、第１、第２のブランチ排気管２，３の排気ガス排出のための選択は、エンジンＥの運転状態に応じてなされるから、エンジンＥの出力状態に応じて該出力状態に適応した前記第１もしくは第２のブランチ排気管２，３が選択される。
【００５６】
したがって、エンジンＥの運転状態に対応して排気管内における排気ガスの脈動効果の同調が得られ、低負荷，低回転（低速）運転域と高負荷，高回転（高速）運転域におけるエンジン運転域において、排気管における排気ガスの脈動効果の同調を得ることができ、エンジン出力の向上を図ることができる。
【００５７】
エンジン排気ポートＥ１に最も近い位置において取付けられる第１のブランチ排気管２の該取付部２ａ近傍の管路２ｂ上に触媒８，９ａが設けられているから、エンジン冷機運転時から早期に触媒８，９ａの反応が促進され、同時に、高負荷、高回転（高速）運転時の第２のブランチ排気管２の排気ガス排出のための選択により、前記触媒８，９ａの熱劣化が防止される。
【００５８】
第１、第２のブランチ排気管２，３の管路が集合されて一つの排気管（管路集合部）５とされ、該排気管５にモノリス型触媒９ｂが設けられているから、分散配置される第１、第２のそれぞれのブランチ排気管２，３に触媒をそれぞれ設ける必要性はなく、触媒９ｂは一つの排気管５にまとめて設ければよく、また、消音器も複数設ける必要性がないから、その分コストの削減を図ることができる。
【００５９】
第１のブランチ排気管２の薄肉パイプ状触媒８の反応熱により排気ガスの温度が下がり過ぎることなく適温に保たれ、管路２，３が集合された排気管（集合部）５に設けられたモノリス型触媒９ｂを有効に機能させることができるので、さらにエンジンＥのエミッションを低減できる。
【００６０】
本発明の前記実施形態に換えて他の実施形態が考えられる。
【００６１】
前記実施形態においては、ブランチ排気管は、第１，第２の排気管２，３の２本とされているが、これに限定される理由はなく、適宜必要に応じてその本数は選択することができ、該ブランチ排気管の膨張管１への取付位置も適宜選択できるものである。
【００６２】
前記実施形態においては、膨張管１へのブランチ排気管２，３の取付けがいずれも該膨張管１の周壁側面においてなされているが、該ブランチ排気管としては膨張管１の縮径管部１ｄ終端部１ｅの閉塞端部が開口されて、該部分がブランチ排気管とされるものをも含ませることが可能である。
【００６３】
前記実施形態においては、第１のブランチ排気管２に第１の触媒としての薄肉パイプ状触媒８と、第２の触媒としてのモノリス型触媒９ａが併用されているが、これら触媒８，９ａは、その排気ガス浄化機能の類似性からして、その一方のみが選択されて採用されてもよい。
【００６４】
前記実施形態においては、第１のブランチ排気管２に設けられる第１の触媒である薄肉パイプ状触媒８は、該ブランチ排気管２の全長に亘り設けられているが、必ずしも全長に亘り設けられる必要性はなく、該管において適宜部分的に設けられるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】膨張管の異なる位置に取付けられるブランチ排気管を示す説明用の図である。
【図２】図１における異なる位置に取付けられるブランチ排気管の管内における排気ガス温度の測定結果を示す図である。
【図３】図１における異なる位置に取付けられるブランチ排気管とエンジントルク特性との関係を示す図である。
【図４】本発明の排気デバイスの具体的実施形態を示す図である。
【図５】本発明の切換弁の切換機構が図示された排気デバイスの斜視図である。
【図６】本発明の薄肉パイプ状触媒の一例を示す図である。
【図７】従来の排気デバイスの主要部を示す図であり、（ａ）は、該主要部の全体図、（ｂ）は、（ａ）における０Ａ−０Ａ断面図である。
【図８】従来の別の排気デバイスの主要部を示す図である。
【符号の説明】
１，１０・・・膨張管、１ａ，１０ａ・・・接続部、１ｂ，１０ｂ・・・拡径管部、１ｃ，１０ｃ・・・同径管部、１ｄ，１０ｄ・・・縮径管部、１ｅ，１０ｅ・・・終端部、２・・・第１のブランチ排気管、２ａ・・・取付部、２ｂ・・・管路部、２ｃ・・・平行管路部、３・・・第２のブランチ排気管、３ａ・・・取付部、３ｂ・・・管路部、３ｃ・・・平行管路部、４・・・切換弁、５・・・排気管、６・・・消音器、７・・・、テールパイプ、８・・・薄肉パイプ状触媒、８ａ・・・小孔、８ｂ・・・パイプ状部材、９ａ，９ｂ・・・モノリス型触媒、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ・・・ブランチ排気管、Ｍ・・・サーボモータ、Ｗ・・・コントロールワイヤ。

Claims (4)

1. ２サイクルエンジンの排気ポートに接続される膨張管と、該膨張管に取付けられるブランチ排気菅とを備えた２サイクルエンジンの排気デバイスにおいて、
   前記膨張管に取付けられるブランチ排気管は複数本であり、それらの取付けは、前記排気ポートからの距離を互いに異にする位置においてそれぞれなされており、これらブランチ排気管にはその排気ガス排出のために選択されるべきブランチ排気管を選択するための弁手段が具備されており、該弁手段による前記排気ガス排出のために選択されるべきブランチ排気管の選択は、前記エンジンの運転状態に応じてなされることを特徴とする２サイクルエンジンの排気デバイス。
2. 前記膨張管に取付けられる前記複数ブランチ排気管の内、前記エンジン排気ポートに最も近い位置において前記取付けがなされるブランチ排気管の該取付部近傍位置の管路上と、他のブランチ排気管の適宜位置の管路上には触媒が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジンの排気デバイス。
3. 前記複数ブランチ排気管の管路が集合されて一つの排気管路とされ、該一つの排気管路に触媒が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の２サイクルエンジンの排気デバイス。
4. 前記エンジン排気ポートに最も近い位置において前記膨張管に取付けられるブランチ排気管の該取付部近傍位置の管路上に設けられる前記触媒が、薄肉パイプ状触媒であることを特徴とする請求項２または３に記載の２サイクルエンジンの排気デバイス。

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