JPH0825503B2 - 車輌の排気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｖ型４気筒エンジンを搭載した自動二輪車
などの車輌に適用され、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、エ
ンジン回転速度により変化する。従って或る回転速度で
この動的効果を最大にして体積効率を高めると、他の回
転速度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）が発生するという問題があった。

そこで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回転速度域では流路面積を減少
し、他の回転速度域では流路面積を増大させるようにす
ることが提案されている（特願昭60-263752号）。

また多気筒エンジンでは各排気管の下流側を膨張室で
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
減少させることが提案されている（特願昭60-263753
号）。

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。

しかし特に前後Ｖ型４気筒エンジンを搭載した自動二
輪車などの車輌では、Ｖ型を形成する前、後各バンクの
排気管は互いに離れた異なるルートを通って膨張室に接
続されるため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。

（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、
特に前後Ｖ型４気筒エンジンを搭載した場合に、排気制
御弁およびその駆動装置の小型化を図り、装着スペース
を小さくすることができる車輌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、車両中央付近に搭載され
前バンクと後バンクとが側面視Ｖ型を形成するＶ型４気
筒エンジンと、前記エンジンの下後方に配設され前記４
本の排気管の下流側が接続された膨張室とを備える車輌
において、前記前バンクの２本の排気管を車体幅方向に
間隔をもってエンジン下方から前記膨張室へ接続する一
方、前記後バンクの２本の排気管を車体幅方向に接近さ
せつつ下降させて前記膨張室に接続して、各排気管の開
口端を車体幅方向に並置するとともに、前記膨張室内に
前記各排気管の開口端に臨む共通一軸の排気制御弁を設
けたことを特徴とする車輌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実施例を一部断面した平面図、
第２図はこれを用いた自動二輪車の側面図、第３図はこ
の排気系の平面図、第４図は同じく側面図である。

第２図において符号10は４サイクル４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型を形成する前記筒12と後気筒14とは前後方向に
分かれていわゆる前後Ｖ型エンジンが形成される。

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の左右下方を通って後方へのびる排気管20、
22と、後バンク14の後面からエンジン10の後方で車体幅
方向に接近しつつ下方へのびる排気管24、26と、これら
両排気管20、22、24、26の下流側が接続される膨張室28
と、２本の排気マフラ30、32とを備える。なお膨張室28
はエンジン10の下後方に位置する。前バンク12の排気管
20、22は車体幅方向に互いに離隔し、後バンク14の排気
管24、26の下部はこれら前バンク12の排気管20、22の間
で後方へ向かうように折曲され、各排気管20〜26は膨張
室28の前面に平行に接続されている。

膨張室28内には各排気管20〜26の開口端に臨む排気制
御弁34が配設されている。

この排気制御弁34は第１図に示すように、鋳造製のボ
デー36と、このボデー36に左側面から挿抜可能なホルダ
38とを備える。ボデー36の前面には各排気管20〜26が平
行に接続されると共に、各排気管20〜26の開口端と弁ホ
ルダ38との間をつなぐ３つの仕切壁40が一体成形されて
いる。弁ホルダ38にはそのボデー36への取付状態で各排
気管20〜26に連通する排気通路20a〜26aが形成され、こ
れら排気通路20a〜26aを貫通する１本の弁軸42にはそれ
ぞれ蝶型弁を形成する弁板44（44a〜44d）が固定されて
いる。弁軸42の左端は弁ホルダ38から外へ突出し、この
突出端にプーリ46が固定されている。このように形成さ
れた弁ホルダ38はボデー36に設けた装着孔へ左側面から
挿入され、弁ホルダ38の左端のフランジ部をボデー36に
ボルト止めすることによりボデー36に組付けられる。プ
ーリ46にはワイヤ（図示せず）が巻掛けられ、このワイ
ヤを介して弁軸42はサーボモータなどの駆動装置（図示
せず）により回動される。

なお第２図において50は前フォーク、52は前輪、54は
ハンドルバー、56はピボット軸58により上下揺動自在に
取付けられたリヤアーム、60はこのリヤアーム56の後端
に取付けられた後輪、62はクッションユニット、64は燃
料タンク、66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20〜26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10の排気弁の開弁による正の圧力波は音速で
排気管20〜26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20〜26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
速域では排気流路面積が1/2になるように排気制御弁34
を制御すれば、排気管20〜26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、中速域での容積効率の低下（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20〜26の開口端は膨張室24内で後方へ向って平
行に配設され、この水平に並んだ開口端に共通１軸の排
気制御弁34を配設したから、各排気管20〜26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。

また前バンク12の排気管20、22を車体幅方向に間隔を
もって配置したから、エンジン10との干渉を避けつつ必
要に応じてエンジン下部のオイルパン等を両排気管20、
22間に突出させることができる。

特にこの実施例ではすべての排気管20〜26を膨張室28
の前方から後方へ向けて平行に接続したので、排気の流
動が極めて円滑になるという効果も得られる。

第５図は本発明の第２実施例の膨張室を一部断面した
平面図、第６図は左側面図である。

この実施例の膨張室128は左右側面にビス止めされた
軸受板100、102と、これら軸受板100、102に軸支された
弁軸142と、この弁軸142に固定された弁板144（144a〜1
44d）とを備える。これら弁板144はそれぞれ前バンクの
排気管120、122と後バンクの排気管124、126の開口端に
臨み、共通一軸の蝶型の排気制御弁134が形成される。
なおこの実施例では排気管120、122は排気制御弁134に
前方から、また排気管124、126は排気制御弁134に後方
から開口している。また弁軸142の左端は軸受板100を貫
通して突出し、ここにプーリ146が固定されている。排
気制御弁134はこのプーリ146を介してモータ等により回
動される。

第７図は本発明の第３実施例の膨張室を一部断面した
平面図、第８図は同じく一部をVIII-VIII線で断面した
側面図である。

この実施例の排気制御弁234は、軸受板200、202に弁
体242を軸支し、この弁体242を円筒の一部を切欠いた断
面円弧状に形成し、前バンク12の排気管220、222を前方
からこの弁体242に対向させ、後バンク14の排気管224、
226を斜め上後方からこの弁体242に対向させたものであ
る。なお弁体242には、各排気管220〜226の開口位置に
応じて開閉タイミングが揃うように適宜の切欠きＡ、
Ｂ、Ｂが設けられている。また弁体242の左端は軸受板2
00を貫通し、ここにプーリ246が固定されている。この
プーリ246を介し弁体242は回動される。

これら第２、第３実施例の動作は、前記第１実施例と
同様であるから、その説明は繰り返さない。

（発明の効果） 本発明は以上のように、前バンクの２本の排気管を車
体幅方向に間隔をもって膨張室に接続し、後バンクの２
本の排気管を互いに接近させて膨張室に接続して、各排
気管の開口端を車体幅方向に並置するとともに、膨張室
内には各排気管の開口端に臨む共通一軸の排気制御弁を
設けたので、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つで足りるから装置全体の大幅な小型化と軽
量化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を一部断面した平面図、第
２図はこれを用いた自動二輪車の側面図、第３図はこの
排気系の平面図、第４図は同じく側面図である。また第
５図は本発明の第２実施例の膨張室を一部断面した平面
図、第６図はその左側面図、第７図は第３実施例の膨張
室を一部断面した平面図、第８図は同じく一部をVIII-V
III線で断面した側面図である。 10……Ｖ型４気筒エンジン、12……前バンク、14……後
バンク、20〜26,120〜126,220〜226……排気管、24,12
4,224……膨張室、34,134,234……排気制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体中央付近に搭載され前バンクと後バン
   クとが側面視Ｖ型を形成するＶ型４気筒エンジンと、前
   記エンジンの下後方に配設され前記４本の排気管の下流
   側が接続された膨張室とを備える車輌において、 前記前バンクの２本の排気管を車体幅方向に間隔をもっ
   てエンジン下方から前記膨張室へ接続する一方、前記後
   バンクの２本の排気管を車体幅方向に接近させつつ下降
   させて前記膨張室に接続して、各排気管の開口端を車体
   幅方向に並置するとともに、前記膨張室内に前記各排気
   管の開口端に臨む共通一軸の排気制御弁を設けたことを
   特徴とする車輌の排気制御装置。