JPH05156921A - エンジンの排気装置 - Google Patents

エンジンの排気装置

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JPH05156921A
JPH05156921A JP3349176A JP34917691A JPH05156921A JP H05156921 A JPH05156921 A JP H05156921A JP 3349176 A JP3349176 A JP 3349176A JP 34917691 A JP34917691 A JP 34917691A JP H05156921 A JPH05156921 A JP H05156921A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonance chamber
state
valve
exhaust pipe
water injection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3349176A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Ikenotani
保男 池ノ谷
Yumi Yamaguchi
由美 山口
Masakazu Tanaka
正和 田中
Hitoshi Kurosaka
斉 黒坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Priority to ITTO920986A priority patent/IT1257433B/it
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広範囲な回転数域で出力低下を改善する。 【構成】 排気管2に注水管10と共鳴室15を接続
し、注水管10に注水バルブ11を、共鳴室15には共
鳴室バルブ17を設け、それぞれを制御装置12の出力
する制御信号で制御する。共鳴室バルブ17が開いた共
鳴室15の作動状態で注水管10から排気管2内へ注水
されると、排気温度が下がるため実質的に共鳴室15の
容量が大きくなったと同様になる。このため、共鳴周波
数が可変となり、圧力脈動状態をより広範囲なエンジン
の回転数域で整合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、排気管内の圧力脈動
を利用して出力向上を図ったエンジンにおける排気装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】このようなものとして例えば特公平2−
1965号公報記載のものがある。このものは、2サイ
クルエンジンの排気管部に排気ガスを注水等により冷却
するための冷却装置を設け、圧力脈動状態が充填効率向
上に寄与しにくい不整合状態になるとき、冷却装置を作
動させて排気温度を下げることにより、圧力脈動状態を
充填効率向上に貢献できる整合状態に保つようになって
いる。
【0003】また、特公昭63−24130号公報に
は、2サイクルエンジンの排気管に共鳴室を接続し、か
つ共鳴室の入口に共鳴室バルブを設け、圧力脈動状態が
不整合状態になる所定条件のとき、共鳴室バルブを開い
て実質的に排気管長を変化させることにより、圧力脈動
状態の整合状態を保つものが示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで図4に示すよ
うに、注水せずかつ共鳴室を設けない場合には低・中速
域に注水のみによる場合並びに共鳴室のみを作動(共鳴
室バルブを開いた状態、以下同)させた場合のいずれで
も、エンジンの回転数によっては若干の出力低下が残
る。そのうえ、共鳴室を設けた従来例では共鳴室の容積
が一定であれば、共鳴周波数も一定になるので出力低下
を改善し得るエンジンの回転数域が限られてしまう。そ
こで共鳴室の容量を可変にできれば出力低下を一層改善
できると予想されるが、このためには極めて複雑な機構
を必要とするので現実的な方法でなかった。そこで本発
明は複雑な機構を必要とすることなく、広範囲の回転数
域でエンジンの出力低下を改善することを目的にする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るエンジンの排気装置は、排気管に連通
する共鳴室と、この共鳴室の開口部を開閉するための共
鳴室バルブと、エンジンの運転状態を検出するセンサ
と、このセンサによって検知されたセンサ信号が入力さ
れる制御装置とを備え、この制御装置が前記センサ信号
に基づいて出力する制御信号により、冷却装置もしくは
共鳴室バルブのいずれか一方又は双方を同時に制御する
ことを特徴とする。
【0006】
【作用】エンジンの運転状態を検知するセンサによって
検知されたセンサ信号が制御装置へ入力されると、制御
装置は、冷却装置もしくは共鳴室バルブのいずれか一方
又は双方を同時に制御することが要求される所定の条件
になると、冷却装置もしくは共鳴室バルブのいずれか一
方又は双方へ制御信号を出力して作動を制御する。
【0007】まず、共鳴室バルブを開けば共鳴室が排気
管内と連通する作動状態になり、実質的に排気管長を長
くしたと同じになるので、所定の回転数域では排気管内
の圧力脈動状態は整合状態になり、エンジンの出力低下
が改善される。
【0008】この状態でエンジンの回転数域が変化し、
共鳴室の作動によっても圧力脈動状態を整合状態に保て
なくなった場合、制御装置が冷却装置を作動させると、
排気ガスを冷却し排気温度を下げる。このため、排気管
及び共鳴室内の音速が遅くなるので、共鳴室の容量が実
質的に拡大したと同様になり、共鳴周波数が変化して圧
力脈動状態を整合状態にする。
【0009】なお、冷却装置及び共鳴室は単独で作動す
る場合がある。すなわち、冷却装置のみの作動があって
も、排気温度低下により圧力脈動状態を整合状態にする
ことが可能な回転数域が存在するためである。ゆえに、
冷却装置乃至共鳴室バルブを作動制御することにより、
広範囲におけるエンジンの回転数域で出力低下を改善す
る。
【0010】
【実施例】図1乃至図4に基づいて一実施例を説明す
る。図1は2サイクルエンジンに適用された本実施例の
システム図である。
【0011】このエンジンのシリンダ1の側壁から排気
管2が延出している。また、クランク室3には吸気管4
が接続している。
【0012】シリンダ1内を摺動するピストン5がコン
ロッド6を介して連結されるクランクシャフト7の近傍
には、回転センサ8が設けられている。回転センサ8は
クランクシャフト7の回転数NE を検知するための公知
のものである。
【0013】排気管2は大径のチャンバ部をなし、後端
は絞られてサイレンサ9へ接続している。排気管2の管
壁には、注水用の注水管10の一端部が接続して排気管
2内と連通している。
【0014】注水管10の途中には開閉等して注水開始
並びに停止を行うための注水バルブ11が設けられ、そ
の開閉等は制御装置12によって作動制御されている。
注水管10の他端は送水ポンプ13を介して水タンク1
4へ接続している。なお、送水ポンプ13は注水バルブ
11と無関係に常時作動して注水バルブ11が開いたと
きのみ送水するか、又は、注水バルブ11と同調して注
水バルブ11が開くと同時に注水バルブ11が作動して
送水するようにもできる。
【0015】さらに、排気管2の管壁には、注水管10
の接続部よりも下流位置に共鳴室15が設けられてい
る。共鳴室15の入口である開口端16には、これを開
閉するためのバタフライ式等任意の共鳴室バルブ17が
設けられている。
【0016】共鳴室バルブ17の開閉はソレノイド等か
らなるアクチュエータ18を制御装置12により駆動制
御することにより行われ、共鳴室バルブ17が開くと共
鳴室15と排気管2の各内部が連通して、共鳴室15の
作動状態になる。共鳴室バルブ17が閉じると共鳴室1
5と排気管2の連通が断たれ、共鳴室15は不作動状態
になる。
【0017】吸気管4にはキャブレタ19が設けられ、
その内部にスロットル開度θTHを検知するための公知の
スロットルセンサ20が設けられている。スロットルセ
ンサ20は増幅器21を介して、センサ信号としてのス
ロットル開度θTHを制御装置12へ入力する。
【0018】回転センサ8もスロットルセンサ20と同
様に、増幅器22を介してセンサ信号としての回転数N
E を制御装置12へ入力する。
【0019】制御装置12はマイコン式であり、回転セ
ンサ8及びスロットルセンサ20から信号として入力さ
れる回転数NE 及びスロットル開度θTHに基づいて注水
バルブ11及び共鳴室バルブ17の制御条件であるか否
かを判断し、必要があれば注水量などの他の制御内容も
決定する。
【0020】図2は注水バルブ11に対する制御方法を
示すグラフであり、図中の斜線部であるA、B2つのゾ
ーンが制御条件にある。すなわち、Aゾーンは回転数N
E がa(例えば3000rpm)〜b(例えば6500
rpm)の低・中速域にあって、かつスロットル開度θ
THがd(例えば10%)以上の範囲である。
【0021】Bゾーンは回転数NE がb〜c(例えば8
000rpm)でかつスロットル開度θTHがd〜e(例
えば30%)の範囲内にある不整燃焼ゾーンである。
【0022】これらA、Bゾーン内に回転数NE 及びス
ロットル開度θTHがあるときのみ制御装置12は注水バ
ルブ11を開く指令を出し、注水管10から排気管2内
へ注水を行う。なお、スロットル開度θTHが0%〜dの
範囲では回転数NE に関係なく注水を行わない。水がシ
リンダ内へ侵入することを防止するためである。
【0023】図3は共鳴室バルブ17に対する制御方法
を示すグラフである、図中の斜線部が共鳴室の作動ゾー
ンである。この作動ゾーンは回転数NE のみに依存し、
回転数NE がf(例えば4000rpm)〜g(例えば
7000rpm)のとき、スロットル開度θTHがいかな
る値であるかに関係なく、作動条件となり、制御装置1
2は共鳴室バルブ17を開くようアクチュエータ18へ
指令を出し、共鳴室15と排気管2内を連通させる。
【0024】なお、制御装置12は注水バルブ11と共
鳴室バルブ17の制御に共通で用いられ、図2及び図3
の制御方法を互いに関連づけて、注水バルブ11及び共
鳴室バルブ17を同時に制御するようになっている。し
たがって、制御装置12を一つだけで済ませることがで
きる。但し、注水バルブ11及び共鳴室バルブ17をそ
れぞれに別々の制御装置12を設けて、各制御装置12
が図2又は図3の制御を個別に行うこともできる。
【0025】次に、本実施例の作用を説明する。まず、
エンジンの運転状態が図2又は図3の制御条件になる
と、制御装置12は回転センサ8及びスロットルセンサ
20からそれぞれセンサ信号として入力される回転数N
E 及びスロットル開度θTHに基づき、これを判断して注
水バルブ11又は共鳴室バルブ17のいずれか一方又は
双方同時に制御するため、必要に応じて注水バルブ11
又はアクチュエータ18のいずれかもしくは双方へ制御
信号を出力する。
【0026】制御装置12の出力する制御信号により、
注水バルブ11又は共鳴室バルブ17が単独でもしくは
双方同時に開く。注水バルブ11が開くと注水管10か
ら排気管2内へ注水されて排気ガスが冷却され排気温度
が下がる。このため、排気管2内の音速が遅くなり、圧
力脈動状態が整合状態に戻る。
【0027】また、制御装置12が開くと共鳴室15と
排気管2が連通するので、排気管長が実質的に長くな
り、同様に排気管2内の圧力脈動状態が整合状態にな
る。
【0028】さらに、注水バルブ11と共鳴室バルブ1
7が同時に開いた場合、注水管10からの注水に伴う排
気温度の低下により、排気管2及び共鳴室15内の音速
が遅くなるので、共鳴室15の容量が実質的に拡大され
たと同じ状態になる。このため、回転数域が変化して、
通常では共鳴室15の作動によって圧力脈動状態を調整
できない範囲になっても、共鳴周波数の値が変化するの
で、再び圧力脈動状態を整合状態に戻すことが可能にな
る。
【0029】図4は本実施例の効果を示すグラフであ
り、横軸に回転数NE 、縦軸に出力トルクTQをそれぞ
れとり、かつ注水と共鳴室の作動を同時に行う場合、注
水のみ行う場合並びに共鳴室の作動のみ行う場合をそれ
ぞれ併記してある。
【0030】この図から明らかなように、注水及び共鳴
室の作動を併用した場合、ほとんど出力トルクの谷間が
生じず、全回転数域で滑らかな曲線をなし、出力低下が
十分に改善されていることが判る。
【0031】一方、他の場合は、前述したように、所定
の回転数域において出力トルクに若干の谷間が残るの
で、出力低下の改善がまだ十分でないことが分かる。
【0032】また、本実施例では、制御装置12へ入力
するエンジンの運転状態を示すセンサ信号として、回転
数NE とスロットル開度θTHを用いた。したがって、ス
ロットルセンサの代わりに排気管へ温度センサを取付け
て直接排気温を検出する場合と比べれば、制御の応答性
並びにセンサの耐久性が共に向上する。
【0033】但し、スロットル開度θTHに代えて又はス
ロットル開度θTHと共に排気温をセンサ信号として用い
ることは任意であり、さらに他の適当なセンサ信号を併
用することもできる。
【0034】なお、本発明は前記実施例に限定されな
い。例えば、排気ガスの冷却方法として、実施例のよう
に排気ガスを直接冷却するのでなく、排気管2の周囲へ
冷却水等を流すことにより間接的に冷却することもでき
る。
【0035】また、冷却方法の直接、間接を問わず、冷
却に使用する物質は走行風のような冷たい空気や、気化
潜熱により冷却する種々の冷媒であってもよい。
【0036】そのうえ、注水バルブ11及び共鳴室バル
ブ17の制御方法はオン・オフ式の単純な開閉制御又は
連続もしくは段階的な開度制御が可能である。また、注
水バルブ11の場合はエンジンの一回転当りの開閉時間
を変化させることにより、注水量を任意に制御すること
もできる。
【0037】さらに、適用対象となるエンジンは2サイ
クル式に限定されず、排気管の圧力脈動状態を利用して
出力向上を図るものであれば、4サイクル式等にも適用
できる。
【0038】
【発明の効果】本発明に係るエンジンの排気装置は、排
気管に共鳴室と排気ガスを冷却するための冷却装置を設
け、共鳴室及び冷却装置の作動をエンジンの運転状態を
検知するセンサ信号に基づいて制御した。ゆえに、冷却
装置単独でもある程度の回転数域内で圧力脈動状態の整
合状態を図ることができるとともに、共鳴室と冷却装置
を同時に作動させた場合、複雑な機構を要さずに共鳴室
の容積を実質的に変化させたと同様にすることができ、
エンジンの広範囲な回転数域において圧力脈動状態を整
合状態させることができる。ゆえに、低・中速域を中心
とする出力低下を著しく改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のシステム図
【図2】冷却装置の制御方法を示すグラフ
【図3】共鳴室バルブの制御方法を示すグラフ
【図4】実施例の効果を示すグラフ
【符号の説明】
2 排気管 8 回転センサ 10 注水管 11 注水バルブ 12 制御装置 15 共鳴室 17 共鳴室バルブ 20 スロットルセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒坂 斉 埼玉県新座市野火止8丁目18番4号 株式 会社ホンダレーシング内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管内の圧力脈動を利用して出力向上
    を図るエンジンの排気装置であって、排気管内の排気ガ
    スを冷却することにより圧力脈動状態を制御する冷却装
    置を備えたものにおいて、排気管に連通する共鳴室と、
    この共鳴室の開口部を開閉するための共鳴室バルブと、
    エンジンの運転状態を検出するセンサと、このセンサに
    よって検知されたセンサ信号が入力される制御装置とを
    備え、この制御装置が前記センサ信号に基づいて出力す
    る制御信号により、冷却装置もしくは共鳴室バルブのい
    ずれか一方又は双方を同時に制御することを特徴とする
    エンジンの排気装置。
JP3349176A 1991-12-06 1991-12-06 エンジンの排気装置 Withdrawn JPH05156921A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3349176A JPH05156921A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 エンジンの排気装置
ITTO920986A IT1257433B (it) 1991-12-06 1992-12-04 Dispositivo di scarico per un motore a combustione interna.
FR9214704A FR2684720B1 (fr) 1991-12-06 1992-12-07 Dispositif d'echappement pour un moteur a combustion interne.

Applications Claiming Priority (1)

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JP3349176A JPH05156921A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 エンジンの排気装置

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JPH05156921A true JPH05156921A (ja) 1993-06-22

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ID=18401987

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JP3349176A Withdrawn JPH05156921A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 エンジンの排気装置

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JP (1) JPH05156921A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6158215A (en) * 1998-11-12 2000-12-12 Polaris Industries Inc. Varible exhaust resonance chamber valve system for two-cycle engines
KR100375523B1 (ko) * 2000-12-13 2003-03-10 주식회사 경동보일러 콘덴싱 보일러용 배기 가스 정화 장치
US6840037B2 (en) * 2000-02-14 2005-01-11 Epu Limited Exhaust pulse control unit
US10113452B2 (en) 2016-01-31 2018-10-30 Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg Exhaust valve assembly for a two-stroke internal combustion engine and method for cleaning same

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US10371021B2 (en) 2016-01-31 2019-08-06 Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg Exhaust valve assembly for a two-stroke internal combustion engine and method for cleaning same

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990311