JPH08284697A - 排気制御装置を備えるエンジン - Google Patents

排気制御装置を備えるエンジン

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JPH08284697A
JPH08284697A JP7115109A JP11510995A JPH08284697A JP H08284697 A JPH08284697 A JP H08284697A JP 7115109 A JP7115109 A JP 7115109A JP 11510995 A JP11510995 A JP 11510995A JP H08284697 A JPH08284697 A JP H08284697A
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housing
valve
passage
variable valve
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Tatsuyuki Masuda
達之 桝田
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】弁駆動を正確に行える排気制御装置を備えるエ
ンジンを提供する。 【構成】燃焼室から排気を導く排気通路を設け、この排
気通路の通路断面積を可変とする排気制御装置Ｈを備え
るエンジン１において、燃焼室から排気を導く排気通路
の途中に、排気通路を形成する排気通路壁と別体で且つ
排気通路と連通する排気孔３０ａを貫通して形成したハ
ウジング３０を配置し、このハウジング３０内の排気孔
３０ａにバタフライ式通路面積可変弁３１を配置し、且
つバタフライ式通路面積可変弁３１を支持する軸３２を
ハウジング３０により回動自在に支持している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、２サイクルエンジン
において排気通路に圧縮比の可変制御を行う、あるいは
２サイクルあるいは４サイクルエンジンにおいて排気通
路の抵抗、長さ、容積、あるいは分岐の制御を行なう、
あるいは同様両タイプのエンジンにおいてデコンプ装置
を備えるエンジンに関し、詳しくは排気通路に配置する
弁の弁駆動を正確に行えるようにした排気制御装置を備
えるエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動二輪車用エンジンにおいて、
出力向上あるいは始動性向上等の観点から、燃焼室から
排気を導く排気通路（デコンプ装置は、デコンプ装置を
通過して燃料室方向及び逆方向に排気及び新気が流れる
が、排気行程中では排気が燃焼室から流入するのでこれ
も排気通路という。）の途中に、この排気通路と交差し
且つ少なくとも排気通路の一部を貫通し、排気通路の通
路断面積を可変とする円筒状の排気弁を配置した排気制
御装置を備えるものが提案されている。
【０００３】このようなエンジンを備えた自動二輪車で
は、一般に、排気弁の駆動用モータは排気弁から離れた
位置、例えばステアリング近辺に配置されており、ワイ
ヤ等を介して駆動用モータの駆動力を排気弁に伝達し回
動している。
【０００４】ところで、エンジンの運転中に円筒状の排
気弁の弁部と弁部が貫通する排気通路壁の円筒状内径部
との僅かな隙間から燃料の酸化に起因して形成されるタ
ール状物質あるいは炭素が侵入し、エンジンの停止後に
固着して排気弁がステックし作動しなくなることがあ
る。このため、例えば、エンジン始動前、又は、エンジ
ン停止後に排気弁を作動させて、排気弁の弁部と排気通
路壁の円筒状内径部との間で凝固したタール状物質ある
いは炭素を排気弁によって排気通路内に掻き出すことが
行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように排気弁弁部
と排気通路壁の円筒状内径部との間のタール状物質ある
いは炭素の掻き出しは、エンジン始動前、又は、エンジ
ン停止後に排気弁を回動させて実施しているため、エン
ジン運転中に排気弁が大きく作動しない限り、エンジン
運転中タール状物質あるいは炭素が溜り、特に高負荷長
期運転時には排気弁がステックする虞がある。
【０００６】この発明は、かかる点に実情に鑑みてなさ
れたもので、弁駆動を正確に行える排気制御装置を備え
るエンジンを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、請求項１記載の発明は、燃焼室
から排気を導く排気通路を設け、この排気通路の通路断
面積を可変とする排気制御装置を備えるエンジンにおい
て、前記燃焼室から排気を導く排気通路の途中に、排気
通路を形成する排気通路壁と別体で且つ前記排気通路と
連通する排気孔を貫通して形成したハウジングを配置
し、このハウジング内の排気孔にバタフライ式通路面積
可変弁を配置し、且つバタフライ式通路面積可変弁を支
持する軸を前記ハウジングにより回動自在に支持したこ
とを特徴としている。
【０００８】
【作用】請求項１記載の発明では、燃焼室から排気を導
く排気通路の途中にハウジングを配置し、このハウジン
グ内の排気孔にバタフライ式通路面積可変弁を配置して
おり、バタフライ式通路面積可変弁の外周においてハウ
ジングとの間でタール状物質あるいは炭素によって固着
することはなくなる。且つ、バタフライ式通路面積可変
弁を支持する軸をハウジングにより回動自在に支持し、
バタフライ式通路面積可変弁の軸を細くしているため、
回転駆動トルクが小さくなり、バタフライ式通路面積可
変弁がタール状物質あるいは炭素によってステックする
ことを防止し、弁駆動を正確に行うことができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の排気制御装置を備えるエン
ジンの実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は排
気制御装置を備える工ンジンの断面図、図２はシリンダ
ボディに設けたバタフライ式通路面積可変弁を示す図、
図３は図２のIII-III線に沿う断面図、図４はハウジン
グとバタフライ式通路面積可変弁の斜視図である。
【００１０】エンジン１は２サイクル単気筒ディーゼル
エンジンであり、このエンジン１は、クランクケース２
上にシリンダボディ３、シリンダヘッド４を重ねて締結
し、シリンダボディ３のシリンダボア３ａ内に摺動自在
に挿入されたピストン５をコンロッド６でクランクケー
ス２内のクランク軸７に連結した構造となっている。
【００１１】シリンダヘッド４は下へッド８と上ヘッド
９との２分割構造になっている。両者の境界部分に副燃
焼室１０ａが形成されており、この副燃焼室１０ａは小
径の通路８ａによってシリンダボア３ａの主燃焼室１０
ｂに連通している。副燃焼室１０ａには、始動点火用の
グロープラグ１１及び燃料噴射弁１２の各先端部が臨ん
でいる。
【００１２】クランクケース２とシリンダボディ３によ
ってクランク室２ａが形成され、シリンダボディ３には
クランク室２ａに連通する吸気開口３ｂが形成されてい
る。吸気開口３ｂには吸気管１３が接続されている。吸
気開口３ｂには、吸気夕イミングを制御するとともに、
逆流を防止するためのリード弁１４が配置されている。
【００１３】シリンダボディ３の高さ方向略中央には、
２つの第１掃気口１５ａ，１５ａ及び１つの第２掃気口
１５ｂが形成されており、それぞれ掃気通路１５を介し
てクランク室２ａに連通している。シリンダボディ３の
上部には主排気口１６ａが形成され、主排気口１６ａは
これに連なる主排気通路１６ｂでシリンダ外壁に導出さ
れている。主排気口１６ａのシリンダボア軸線方向やや
上側には一対の副排気口１７ａ，１７ａがシリンダボア
３ａの周方向に間隔を開けて形成されている。副排気口
１７ａに連なる副排気通路１７ｂはその下流側で主排気
通路１６ｂに合流し、排気管１８を介して排気される。
【００１４】シリンダボディ３の燃焼室壁に形成した主
燃焼室１０ｂから排気を導く副排気通路１７ｂの途中に
は、この副排気通路壁となるシリンダボディ３と別体で
且つ副排気通路１７ｂと連通するほぼ同一断面形状を有
する排気孔３０ａを貫通して形成したハウジング３０が
配置されている。ハウジング３０内の排気孔３０ａには
バタフライ式通路面積可変弁３１が配置され、このバタ
フライ式通路面積可変弁３１を支持する軸３２はハウジ
ング３０により回動自在に支持されている。バタフライ
式通路面積可変弁３１は軸３２を駆動装置２１で回転駆
動され、これらで排気制御装置Ｈが構成される。シリン
ダボディ３は、アルミニウム合金で構成され、またハウ
ジング３０及び軸３２は鉄、鉄系合金あるいは銅系合金
でそれぞれ構成され、バタフライ式通路面積可変弁３１
の弁体であるバタフライ３１ａは、アルミニウム合金、
鉄、鉄系合金、銅系合金等のいずれかで構成されてい
る。ハウジング３０の外形Ｄ１は、図２に示すように、
その排気孔３０ａの内径Ｄ２より大きく形成され、この
排気孔３０ａの内径Ｄ２より、軸３２の径Ｄ３が小さく
形成されている。
【００１５】ハウジング３０、バタフライ式通路面積可
変弁３１及び軸３２の組み付けは、軸３２をハウジング
３０の軸孔３０ｂから挿入し、この軸３２にバタフライ
式通路面積可変弁３１をビス３３で締付固定して弁ユニ
ットにする。この弁ユニットをシリンダボディ３の副排
気通路１７ｂに貫通して形成された取付孔１７ｃ，１７
ｄに差し込んで組み付けられている。バタフライ式通路
面積可変弁３１の軸の先端３２ａ側は、キャップ３４を
嵌合している。キャップ３４にはＯリング３５を設けて
シールしている。一方、軸３２の基部３２ｂ側は支持体
３６をＯリング３７を介して嵌合し、さらにシール部材
３８によってシールしている。軸３２の基部３２ｂが駆
動装置２１に接続され、駆動装置２１により軸３２が回
転駆動される。
【００１６】このように、主燃焼室１０ｂから排気を導
く副排気通路１７ｂの途中にハウジング３０を配置し、
このハウジング３０内の排気孔３０ａにバタフライ式通
路面積可変弁３１を配置した。ここで、ハウジング３０
内の排気孔３０ａの高さＡは図２（ｂ）に示すように内
径Ｄ２であり、この高さＡは副排気通路１７ｂの高さＨ
とほぼ同じであり、且つこの高さＡはハウジング３０の
外形Ｄ１より小さい。かつ、バタフライ式通路面積可変
弁３１の弁体であるバタフライ部の全高Ｃよりは小さ
い。また、バタフライ部の厚みｔは弁軸３２の外形Ｄ３
より小さい。これにより、バタフライ式通路面積可変弁
３１を全閉状態にする以外はバタフライの外周をハウジ
ング３０と接触する位置から離間することができる。特
に、全負荷あるいは高速時、低負荷あるいは低速時に比
ベ圧縮比を下げるためバタフライ式通路面積可変弁３１
の開度を全閉にしないエンジンにおいては、全負荷ある
いは高速運転のため排気ガス量が増え、それに伴いバタ
フライ式通路面積可変弁３１を通過するタール量が増加
するとともに、全負荷あるいは高速運転のため排気通路
の温度が上がり、タール状物質が炭化し易くても、バタ
フライの外周をハウジング３０と接触する位置から離間
することができ、タール状物質がバタフライの外周とハ
ウジング３０との接触位置に滞留することがない。よっ
て、バタフライ式通路面積可変弁３１を操作するととも
にエンジンを停止し、バタフライの外周をハウジング３
０と接触する位置にしても、この部分でタール状物質が
バタフライの外周をハウジング３０に固着させることは
ない。また、タール状物質がバタフライの外周をハウジ
ング３０に固着させる場合であっても、バタフライ部の
厚みｔは弁軸３２の外形Ｄ３より小さいので、固着面積
は小さく、固着力の総和は小さいものとなる。
【００１７】一方、従来のものすなわち、ハウジング３
０が無く弁体が円筒形状のものは常時弁体の円筒状外形
が、円筒状の排気通路壁と隣接し、この部分にタール状
物質あるいは炭素が進入しスティックを起こす虞れがあ
った。また、弁を全閉にする状態での弁体の円筒状と、
円筒状の排気通路壁との隣接部の面積が大きく、大きな
固着力が発生していた。
【００１８】なお、ハウジング３０は前記したように、
排気通路壁であるアルミニウム合金製のシリンダボディ
３より耐磨耗性あるいは及び高温強度、高温での耐へた
り性のある鉄あるいは鉄合金あるいは銅系合金により形
成されているので、バタフライ３１ａが度重なり全閉接
触しても変形することはない。また、ハウジング３０が
変形しても、シリンダボディ３を交換することなくハウ
ジング３０のみを交換するのみで良く安価に保守が可能
である。さらに、バタフライ３１ａが変形しても、小さ
な部材であり安価に交換できる。また、ハウジング３０
は前記と同様、アルミニウム合金製のシリンダボディ３
より耐磨耗性のある鉄、鉄系合金あるいは銅系合金製で
あり、弁軸３２が長期に渡り回動しても、磨耗変形しに
くいものである。また、ハウジング３０が磨耗しても、
同様安価に交換可能である。
【００１９】バタフライ式通路面積可変弁３１を支持す
る軸３２をハウジング３０により回動自在に支持し、バ
タフライ式通路面積可変弁３１の軸３２を細くしている
から、バタフライ式通路面積可変弁３１の軸３２の回転
駆動半径が小さくなるとともに、且つ、タール状物質や
炭素が侵入しても、軸の周長が短いので、固着力そのも
のが小さくなり、タール状物質や炭素の起因する固着ト
ルクは小さくなる。また、バタフライ式通路面積可変弁
３１は、タール状物質あるいは炭素が付着しても、バタ
フライ式通路面積可変弁３１の開閉については影響を受
けない。よって、ステックすることを防止し、弁駆動を
正確に行うことができる。
【００２０】次に、図５乃至図７は排気制御装置を備え
る工ンジンの他の実施例を示し、図５はシリンダボディ
の断面図、図６は図５のVI-VI線に沿う断面図、図７は
ハウジングとバタフライ式通路面積可変弁の弁ユニット
を示す図、図８は図６のVIII-VIII線に沿う断面図であ
る。
【００２１】エンジン１は２サイクル３気筒ディーゼル
エンジンであり、それぞれの気筒は前記と同様に構成さ
れるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２２】この実施例では、３気筒のそれぞれの副排
気通路１７ｂをハウジング３０が貫通して配置され、そ
れぞれのハウジング３０の間にジョイントカバー４０が
設けられている。それぞれのジョイントカバー４０の両
端部４０ａとハウジング３０の端部３０ｅには、凹凸が
設けられ、ジョイントカバー４０の端部４０ａとハウジ
ング３０の端部３０ｅを係合してサークリップ４１で両
者の抜け止めを行なってハウジング３０同士を連結して
いる。
【００２３】それぞれのハウジング３０内の排気孔３０
ａには、それぞれバタフライ式通路面積可変弁３１を配
置し、各バタフライ式通路面積可変弁３１の軸３２の端
部３２ｃ，３２ｃを対向させ、ジョイントカバー４０内
の位置で軸部３２の端部３２ｅ同士をジョント部材４２
に当てがい、ジョント部材４２をビス４３で締付固定し
て軸３２同士を連結している。
【００２４】なお、このような多気筒エンジンにおいて
は、図９及び図１０に示すように、複数の副排気通路１
７ｂに跨がる１個のハウジング３０を用い、それぞれの
バタフライ式通路面積可変弁３１を支持する軸３２は図
６と同様３個の軸で形成しても良い。この場合には、各
バタフライ式通路面積可変弁３１の間に軸支持体５０
を、ハウジング３０の切欠窓３０ｆからビス５１により
取り付けて３個の軸３２を一体として円滑に作動するよ
うに構成する。なお、この３個の軸３２を一体化して一
本の軸で形成しても良い。この場合切欠窓３０ｆ及びビ
ス５１は不要とできる。
【００２５】また、排気管の途中に弁からなる排気管断
面積可変手段を配置し、排気脈動の制御をするもの、排
気管の途中に共鳴箱を接続し、この接続部に弁を配置す
るもの、シリンダヘッドに大気と連通する小径の連通孔
を開け、この連通孔を始動時のみ開とするため弁を配置
するデコンプ装置、排気管を複数に分岐させ運転条件に
応じて使用排気管数を可変とするため、分岐した排気管
の途中に弁を配置するもの等において、本願発明を適用
しても良い。さらに、なお、デコンプ装置では、排気行
程中燃焼室から連通孔に排気ガスが入るので、連通孔は
本願特許請求の範囲に記載の排気通路となる。
【００２６】以上により分かる通り、この発明はディー
ゼルエンジンのみならずガソリンエンジンにもまた２サ
イクルエンジンのみならず４サイクルにも同様に適用で
きる。
【００２７】
【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明
は、燃焼室から排気を導く排気通路の途中にハウジング
を配置し、このハウジング内の排気通路にバタフライ式
通路面積可変弁を配置し、且つバタフライ式通路面積可
変弁を支持する軸をハウジングにより回動自在に支持し
たから、バタフライ式通路面積可変弁の外周での固着を
少なくし、且つバタフライ式通路面積可変弁の軸を細く
することができ、これにより軸のまわりに、タール状物
質や炭素が侵入した時でも回転駆動トルクが小さくな
り、バタフライ式通路面積可変弁はタール状物質あるい
は炭素が付着しても、バタフライ式通路面積可変弁の開
閉には影響を受けないのでスティックすることを防止
し、弁駆動を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気制御装置を備える工ンジンの断面図であ
る。
【図２】シリンダボディに設けたバタフライ式通路面積
可変弁を示す図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】ハウジングとバタフライ式通路面積可変弁の斜
視図である。
【図５】シリンダボディの断面図である。
【図６】図５のVI-VI線に沿う断面図である。
【図７】ハウジングとバタフライ式通路面積可変弁の弁
ユニットを示す図である。
【図８】図６のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図９】ハウジングとバタフライ式通路面積可変弁の弁
ユニットの他の実施例を示す図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ エンジン １０ｂ 主燃焼室 ３０ ハウジング ３０ａ 排気孔 ３１ バタフライ式通路面積可変弁 Ｈ 排気制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃焼室から排気を導く排気通路を設け、こ
    の排気通路の通路断面積を可変とする排気制御装置を備
    えるエンジンにおいて、前記燃焼室から排気を導く排気
    通路の途中に、排気通路を形成する排気通路壁と別体で
    且つ前記排気通路と連通する排気孔を貫通して形成した
    ハウジングを配置し、このハウジング内の排気孔にバタ
    フライ式通路面積可変弁を配置し、且つバタフライ式通
    路面積可変弁を支持する軸を前記ハウジングにより回動
    自在に支持したことを特徴とする排気制御装置を備える
    エンジン。
JP7115109A 1995-04-17 1995-04-17 排気制御装置を備えるエンジン Pending JPH08284697A (ja)

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JP7115109A JPH08284697A (ja) 1995-04-17 1995-04-17 排気制御装置を備えるエンジン
US08/633,903 US5660152A (en) 1995-04-17 1996-04-17 Exhaust control valve for engine
EP96106038A EP0738828B1 (en) 1995-04-17 1996-04-17 Internal combustion engine having a throttle valve in an exhaust gas passage
DE69611854T DE69611854T2 (de) 1995-04-17 1996-04-17 Brennkraftmaschine mit Drosselklappe in einem Abgaskanal

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