JP2013213411A5 - - Google Patents

Description

内燃機関において、排気管内を流れる排気の慣性や脈動などの動的効果が、内燃機関の容積効率に影響を与えることが知られている。この動的効果を多気筒型内燃機関に応用し、互いに対応する気筒から延びる排気管を適宜長さの位置で集合させるとともに、それら気筒同士の排気タイミングをずらし（実際には点火タイミングをずらす）一方の排気管から得られる脈動等の動的効果を、排気管を介して他側の気筒に作用させて、他側の気筒の容積効率の向上を図ろうとしたものがある。
この場合、容積比率は内燃機関の回転数によって異なり、設定された排気系に適応した回転域においては、前掲の動的効果が有効に作用して容積効率が高められるが、ある回転域においては動的効果と排気時期とにズレが生じて逆に容積効率の低下を招いてしまうことがある。これは、高回転域において効果的な動的効果を得るように排気系の形状や寸法を設定すると、内燃機関の回転数が中回転域に達した際に、排気時期と動的効果との良好なマッチングが得られず内燃機関の容積効率が低下し、この結果、内燃機関の出力が中回転域において落ち込む現象が生じる。そこで従来では、排気管の集合部分に切換弁を設け、この切換弁を内燃機関の回転数に応じて切り替えることによって、排気系の集合方式を変え、出力の落ち込む回転域における排気の脈動効果を打ち消し、これによって出力の落ち込み現象を軽減する技術が提案されている。
この排気系の集合方式を変えるものとしては、例えば、特許文献１には、４気筒内燃機関の排気管が独立した領域にて、２つずつをそれぞれ連通させるバイパス管を設けてある。そして、これらのバイパス管の内部に開閉仕切弁を設けて、これを開閉駆動させる技術が開示されている。また、このバイパス管は前後に位置をずらして、相互干渉を避けるように配置され、開閉仕切弁は２個設けられ、駆動源も２個設けられた構造であった。

請求項４の発明によれば、バイパス集合部の開閉弁を設ける部分が円管で構成されると共に、開閉弁のフラップ部が円管の横断面形状に対応する円板状に構成されたことで、開閉弁が円板状という汎用性のある形状にて形成できるので、製作が容易でコストメリットが大きく、また、形状がシンプルなことから精度良く作成でき、バイパス路の高い閉塞性を確保することができる。

また、本実施形態においては、バイパス集合部１５における開閉弁３０を設ける部分を円管である円管胴部１５ａとしたことにより、開閉弁３０には円管の横断面形状に対応する円板状の単純形状のフラップ部３２とすることができる。このように、開閉弁３０の開閉構造部分が円板状という汎用性のある形状にて形成できるので、製作が容易である。また、形状もシンプルなことから精度良く作成でき、バイパス路f５，f６の高い閉塞性を確保しやすい。

このように、開閉弁３３の回転軸３１の回転軸線ＣＬが仕切内壁４４と交差する方向で貫通するように設けられることで、1つの回転軸３１で２枚のフラップ部３３ａ，３３ｂを動作させることができる。合わせて回転軸３１が仕切内壁４４を貫通するように構成されているので、仕切内壁４４により形成される各バイパス路ｆ５，ｆ６の閉塞性は確保しやすくバイパス路ｆ５，ｆ６の独立性を維持し易い。
また、本実施形態の開閉弁３３によれば、排気管の数がより多いエンジンの場合、フラップ部を３つ以上設けることもでき、バイパス路が３つ以上であっても１つの開閉弁にてバイパス路の開閉が可能である。
また、本実施形態のように、開閉弁３３の回転軸３１が複数バイパス路ｆ５，ｆ６を貫通する構成であると、例えば、複数バイパス路ｆ５，ｆ６を形成するバイパス集合部１５が、図１３に示す構造とは異なり、二本のバイパス管が所定箇所で接するように配置されていれば回転軸３１を設けることができ、複数バイパス路が平行に並んでいない構造であっても複数バイパス路の同時開閉が可能である。

１ 自動二輪車
４ エンジン（内燃機関）
７ シリンダヘッド
９ 排気口
１０ 排気装置
１１ 排気管
１２ バイパス部
１４ マフラー
１５ バイパス集合部
１５ａ 円管胴部
１６，１７，１８，１９ バイパス管
２０ アクチュエーター
２１ 軸受部
２２ 制御部
３０，３３ 開閉弁
３１ 回転軸
３２，３３ａ，３３ｂ フラップ部
３５，３６ 仕切内壁
４０ スリット
ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４ 排気路
ｆ５，ｆ６，ｆ８，ｆ９ バイパス路

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