JPS5874826A - 2サイクル内燃機関の排気消音装置 - Google Patents

2サイクル内燃機関の排気消音装置

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JPS5874826A
JPS5874826A JP56173607A JP17360781A JPS5874826A JP S5874826 A JPS5874826 A JP S5874826A JP 56173607 A JP56173607 A JP 56173607A JP 17360781 A JP17360781 A JP 17360781A JP S5874826 A JPS5874826 A JP S5874826A
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sensor
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Masahiro Yamamoto
山本 正廣
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は2サイクル内燃機関の排気消音装置に関する
従来2サイクル内燃機関では排気管における圧力脈動を
利用して機関の性能を向上させる事が行われている。そ
れ′は一般的には排気管をディフュ−ザー及び複数の絞
り或は絞りが無限に連続したものと考えられる先細りの
テーパー管で構成する事により行われている。即ち、デ
ィフューザ一部は排気口から出る正の圧力波に対する開
口端としてその全長にわたって作用して、排気口に連続
する負の圧力波を反射する事によって掃気作用を助長し
、給気比を高める様に作用する。又絞り部或は先細りテ
ーパ一部は正圧波を反射して、掃気口閉止后排気口が閉
じるまでの間に排気出口の圧力を高めて新気の流出を防
ぎ給気効率を改善するように作用する。而して上述の正
負の圧力波は排気管内を、機関の回転数に関係なく、そ
の時の排気ガスの温度によって定まる音速度で伝播する
。従って、ディフューザー及び絞り或は先細りテーパー
管で構成される排気管中を伝播する正負の圧力波が排気
口に到達して前述した如く作用するのは、排気管に最初
に与えられる寸法形状即ち排気口からディフューザー及
び后端絞り迄の距離及びこれらの形状と、その一定の距
離を、その時の排気ガスの湿度によって定まる音速度に
より伝播する反射圧力波が、機関回転数により決まる排
気口の開閉時期と重り合って排気口に到達するある一定
の範囲のみであり、機関の使用範囲全域にわたって上述
の作用を得る事は出来なかった。その目的を達する方法
として排気管部の長さを機関回転数に合わせて変えてや
る事が提案されているが、ガスシール性、カーボン堆積
による作動不良等の問題から未だ実用化されていない。
そこで従来は上述の作用を−もっとも必要とする機関の
回転域に合わせて排気管の形状と長さく排気口からディ
フューザー、絞り間の距離、それらの形状)を決めるよ
うにしていた。
つまり音速で伝播する圧力波が、機関回転数によって決
まる排気口の開閉時期に同調して反射してくる為の通路
長さと形状(反射波の持続期間に影響する)を与えてい
た訳である。
この発明は以上の事情に鑑みなされたもので排気管内の
圧力波の伝播速度が排気ガスの温度により変化する事に
着目し、機関の回転数を常時検出して排気口の開閉時期
を知り、それに同調して反射圧力波が排気口に到達する
様に圧力波の速度即ち排気ガスの温度を制御することに
より、圧力波の反射の為の通路長さを機関回転数に合わ
せて変えたのと同等の効果を得て、最初に述べた如く給
気比、給気効率の向上を機関の運転範囲全域で果すこと
を可能とするものである。
口上本発明の第1の実施例を第1図にもとづき説明する
図中1はこの発明を適用した2サイクル内懲磯関、2は
同じく排気消音装置、3は排気口、4はシリンダブロッ
クに設けられた排気通路である。2aは排気消音装置2
のディフューザ一部で排気出口の通路4から遠ざかるに
つれて拡径している。2bは排気消音装置2の膨張部で
同径とされている。2cは同じく排気消音装置2の盾部
絞り部で先細のテーパー状に形成されている。2dは同
じくテールパイプである。5は排気消音装置2の膨張部
2bから機関1への接続部近傍の外周に捲きつけられた
冷却水導管であり、6は冷却水導管5の外側を覆う外被
である。5a、5bはそれぞれ冷却水導管5の冷却水の
流入口及び流出口である。7は冷却水流出口5bに設け
られたバルブであり、8は排り消音装政機関1への接続
部石層の排気管内に設けられた冷却水噴霧ノズルで、8
aはノズル8への冷却水注入口である。9は冷却水貯駁
タンク、10は冷却水給送用ポンプである。11は排気
温度センサー、12は機関回転数検出センサー、15.
14は増巾器、15は制御ttU16は機械ル気式のパ
ルプ駆動装置であり本実施例では制御装置からの電気信
号出力により冷却水制御バルブを機械的に開閉制御する
。17はピストン、18は吸入リード弁装置である。
尚排気消音装N2はその寸法形状を、機関の高回転域に
於て性能向上を果すように設定されている。
次に以上の様に構成された第1の実施例の作用につき説
明する。
機関1の排気口3から排出される高温の既炉排気ガスは
排気通路4から排気消音装置2に流入し、ディフューザ
一部2as膨張部2b、絞りとしての先細テーパ一部2
Cを通ってテールバイブ2dから排出される。この間に
、排気口3部に発生した正の圧力波は排気ガスの温度で
定まる音速度で排気消音装置2の内部を伝播しディフュ
ーザ一部2aの壁面から連続的に負圧波となって反射さ
れ、この負圧波は排気口へ音速で到達し、更に上記正の
圧力波は盾部の絞りテーパ一部2cで反射して正の圧力
波として矢張り音速度で排気口迄戻ってくる。そしてこ
れらの正負の反射圧力波が排気口の開閉時期に同訓して
排気口に到達する様に制御するために。
制御装w15にあらかじめ機関回転数とそれに対応する
最適の圧力波伝m速度即ち排気ガス温度データを気憶さ
せておく。機関運転中の実際の機関回転数及び排気ガス
温度はそれぞれ機関回転数センサー12及び排気温セン
サク塙よ快検出され、増巾器13.14を経て制御装置
15に遂次入力されている。。制御装置15内部であら
かしめ記憶させておいた機関回転数及び最適排ガス温度
と、センサーから入力される実際のデータが比較され、
環実の排ガス温度が最適排気ガス温度より高い場合には
制御装置15からパルプ駆動装置16に対して、パルプ
7を開いて噴霧ノズル8からの水噴射量を増す指令が出
力され、排気ガス温度はその時の機関回転数に見合った
所要温度にまで下げられる。排気ガスに貯えられ、給送
ポンプ10により注入口5aから冷却水導管5に送り込
まれ排気管部外周を冷却しつつ出口5bからパルプ7に
到り、このパルプ7により流量制御された冷却水が注入
口8&から噴霧ノズル8に入って排気ガス中に噴射され
排気ガス温度が制御される。以上の様にして機関回転数
に応じて変化する排気口の開閉時期に常に同調して、排
気引用しの為の負の反射圧力波及び新気流出阻止の正の
反射圧力波を排気口に到達させる事が可能となり、機関
の全運転域において性能向上をはかる事が出来る。
第2図はこの発明の第2実施例を示す図である。図中第
1実施例と同−或は類似の機能を有する部分は同一の符
号を付して謂明を省略する。
第2実施例では、この発明を適用した機関1は水冷相関
であり冷却水通路19、ラジェーター20及び冷却水循
環ポンプ21を備えている。
而して排気消音装W2のディフューザ一部2bの外周を
2重にして水密空間22を設け、この空間22に上記機
関の冷却水を通して排気ガス温度の制御をするものであ
る。冷却水はラジェータ−20から11の冷却水通路1
9への戻り口から分岐され、パルプ7で流量制御された
后前記空間22の一端に設けられた流入口22aから空
間22に流入し、排気ガスを所要温度に冷却した后、他
端の流出口22bからラジェーター20の冷却水流入口
20aからの分岐管20cを経てラジェーター20に〜
る。排気ガス温度と機関回転数を検出してパルプ7を制
御する機構は第1実施例と全く同一である。第2実施例
では第1実施例に比して別置きの冷却水タンク等が不要
である。
第3図はこの発明の第3実施例を示す図である。図中第
1及び第2実施例と同一か或は類憚の機能を有する部分
は同一の符号を付して炉開を省略する。この第3実施例
は排気管部外周を二重としその空間へ空気を導入する様
Km成して導入空気量の加減により排気ガス流度を制御
するものである。@中22は第2実施例と同じく排気管
部外周を二重にして設けられた気密空間であり、23は
こ−の空間22に空気を取入ねる複数の穴で、排気消音
装置・2のシリンダープ豐ツクへ17;l!li付部の
直盾部に設けられる。またこの空間22の、排気消音装
置2の絞り2cの外周の終端部附近には空気の流出管2
4が設けられ、この流出管24は空気の流出量(云いか
えれば穴23からの空気の流入量)を制御するパルプ7
を通して、テールパイプ2dに接続すれたエジェクター
25に接続されている。この様に構成した第3実施例で
は、排気ガス温度に応じてパルプ7が開閉制御され、そ
の絞り量に応じて、排気流により作動するエジェクター
25により、空気流出管25を通って空気が吸い川され
、その分が上流の空気流入穴23から流入する事により
排気ガスは所要の温度に冷却される。この第3実施例で
は第2実施例の如く水冷機関であることを要せず、又排
気流により作動するエジェクターにより冷却空気を吸入
するのでこの発明を最少の機器で実施する事が出来ると
いう利点がある。
第4!i4は本発明を適用した時のクランク角に応じた
排気ボート部の圧力線図で、EX、01SO,Oはそれ
ぞれ排気口開、掃気口開のクランク位置を示し、5O1
0、EX、Oはそれぞれ掃気口開、掃気口開のクランク
位置を示す。
図中掃気口開の5O10からBDOをはさんだ期間の負
圧はディフューザ一部から反射する負圧波であり、既燃
ガスの吸出しを促進して給気比を高め、掃気口開の5O
10から排気口開のEX、Oの間の正圧は、掃気口が閉
じた后で未だ開いている排気口から流れ出す新気を押し
戻して給気効率を高める。
以上詳説した様にこの発明は2サイクル内−機関におい
て、排気管中を、排気ガスの、温度によって定まる音速
で伝播する圧力波の脈動を、排気ガス温度を制御する事
により任意に変化せしめ、機関の全回転域において常に
既燃ガスの吸出し、新気の流用を抑える画に作用せしめ
る様にしたので、給気比が増大し給気効率が改善される
結果、機関の性能を高め熔費の経済をはかる事ができる
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図はそれぞれこの発明の第1実施
例、第2実施例及び第3実施例を示す図で、第4図はこ
の発明を実施した時の排気。 ボートの圧力を定性的に表わした図、第5図、第6図は
機関回転数と平均排気ガス温度及び排気管平均音速の関
係の一例を定性的に表わした図である。 1・・・2サイクル内燃機関 2・・・排気消音装デ3
・・・排気口° 5−冷却水導管 7・・・ノくルブ8
・・・冷却水噴霧ノズル 11・・・排気温度センサー 12・・・機関回転数十ンサー 13.14・・・増巾器 15・−制御装置16・・・
バルブ駆動装置 19・・・冷却水通路20・・・ラジ
ェーター 22 ・・・環状空間23・・・空気導入口
 24・・・空気吸出し管25・・・エジェクター 特許出願人 ヤマハ発動機株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2サイクル内燃機関において、排気消音装置の少くとも
    排気管部を冷却する冷却装置と、排気ガス温度を検知す
    るセンサーと、機関の回転数を検知するセンサーと、該
    両センサーからの入力により作動する制御装置とよりな
    り)該制御装置からの出力により前記冷却装置を作動或
    は停止せしめるようにした2サイクル内燃枦関の排気消
    音装置。
JP56173607A 1981-10-28 1981-10-28 2サイクル内燃機関の排気消音装置 Granted JPS5874826A (ja)

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JP56173607A JPS5874826A (ja) 1981-10-28 1981-10-28 2サイクル内燃機関の排気消音装置

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JP56173607A JPS5874826A (ja) 1981-10-28 1981-10-28 2サイクル内燃機関の排気消音装置

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JPS5874826A true JPS5874826A (ja) 1983-05-06
JPH021965B2 JPH021965B2 (ja) 1990-01-16

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ID=15963736

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2021025488A (ja) * 2019-08-07 2021-02-22 国立大学法人広島大学 対向ピストンエンジン

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