JP2009085099A - Engine exhaust control device - Google Patents
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Abstract
【課題】排気通路を形成する排気通路形成手段に排気通路の開口面積を変化させ得る排気制御弁が配設されるエンジンの排気制御装置において、良好な排気制御を可能とする。
【解決手段】排気制御弁71が、閉弁時に排気通路67の内壁から排気通路67内に一部を突出させるようにしたロータリバルブであり、閉弁状態にあるロータリバルブのうち排気通路67内に突出して上流側を向く外面の少なくとも前記内壁からの突出先端側外面が、前記内壁からの突出量を排気通路67の上流側から下流側に向かうにつれて次第に増加せしめるように形成される。
【選択図】 図5An exhaust control device for an engine, in which an exhaust control valve capable of changing an opening area of an exhaust passage is provided in an exhaust passage forming means for forming an exhaust passage, enables good exhaust control.
An exhaust control valve 71 is a rotary valve in which a part of the exhaust control valve 71 projects into the exhaust passage 67 from the inner wall of the exhaust passage 67 when the valve is closed. The outer surface of the outer surface facing the upstream side and projecting from the inner wall is formed so that the amount of projection from the inner wall gradually increases from the upstream side to the downstream side of the exhaust passage 67.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、燃焼室に臨んでシリンダヘッドに設けられる排気弁口を開閉可能な排気弁が、前記シリンダヘッドに開閉作動可能に配設され、前記排気弁口に連なる排気通路を形成する排気通路形成手段に、前記排気通路の開口面積を変化させ得る排気制御弁が配設されるエンジンの排気制御装置に関する。 The present invention provides an exhaust passage in which an exhaust valve capable of opening and closing an exhaust valve port provided in a cylinder head facing the combustion chamber is disposed in the cylinder head so as to be capable of opening and closing, and forms an exhaust passage connected to the exhaust valve port The present invention relates to an exhaust control device for an engine in which an exhaust control valve capable of changing an opening area of the exhaust passage is disposed in a forming unit.
排気弁口に連なる排気通路に、バタフライバルブである排気制御弁が配置された自動二輪車用エンジンの排気制御装置が、特許文献1で知られている。 An exhaust control device for a motorcycle engine in which an exhaust control valve, which is a butterfly valve, is arranged in an exhaust passage connected to an exhaust valve port is known from Patent Document 1.
また流通路にバタフライバルブが配置され、バタフライバルブの形状を屈曲もしくは屈折させて、開弁時および閉弁時の負荷トルクを軽減させるようにしたものが、特許文献2で知られている。
ところが、上記特許文献1で開示されたものでは、流通路の略中央にバタフライバルブが配置されており、バルブ本体および軸が流通路内に常に露出しているので全開時でも通路断面積がバタフライバルブによって減少してしまう。一方、特許文献2で開示されたものでは、バタフライバルブの形状を屈曲もしくは屈折させて負荷トルクを軽減させるようにしているものの、通路断面積の減少については特許文献1の開示技術と同様である。
However, in the one disclosed in Patent Document 1, a butterfly valve is arranged at substantially the center of the flow passage, and the valve main body and the shaft are always exposed in the flow passage. Reduced by the valve. On the other hand, in the one disclosed in
また特許文献1および2のバタフライバルブは、通路の中央部の遮蔽面積を変更するものであるので、通路内壁およびバタフライバルブ間の間が狭くなり、流速が速い場合には乱流が生じて流れの制御が困難となる。
In addition, since the butterfly valves of
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、良好な排気制御を可能としたエンジンの排気制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine exhaust control device that enables good exhaust control.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、燃焼室に臨んでシリンダヘッドに設けられる排気弁口を開閉可能な排気弁が、前記シリンダヘッドに開閉作動可能に配設され、前記排気弁口に連なる排気通路を形成する排気通路形成手段に、前記排気通路の開口面積を変化させ得る排気制御弁が配設されるエンジンの排気制御装置において、前記排気制御弁が、閉弁時に前記排気通路の内壁から排気通路内に一部を突出させるようにしたロータリバルブであり、閉弁状態にある前記ロータリバルブのうち前記排気通路内に突出して上流側を向く外面の少なくとも前記内壁からの突出先端側外面が、前記内壁からの突出量を前記排気通路の上流側から下流側に向かうにつれて次第に増加せしめるように形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that an exhaust valve capable of opening and closing an exhaust valve port provided in the cylinder head facing the combustion chamber is disposed in the cylinder head so as to be openable and closable. In an exhaust control device for an engine, in which an exhaust control valve capable of changing an opening area of the exhaust passage is disposed in an exhaust passage forming means that forms an exhaust passage connected to an exhaust valve port. When the exhaust control valve is closed, A rotary valve configured to partially protrude from the inner wall of the exhaust passage into the exhaust passage, and at least from the inner wall of the outer surface of the rotary valve in a closed state that protrudes into the exhaust passage and faces the upstream side. The projecting tip side outer surface is formed so as to gradually increase the projecting amount from the inner wall from the upstream side to the downstream side of the exhaust passage.
また請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記ロータリバルブが、前記排気通路の中心からオフセットした位置に回動軸線を有するとともに該回動軸線を中心とする円柱状の外面形状を有するバルブ主体に、全開時に前記排気通路の一部を構成する通路部が前記バルブ主体の一部を切欠くようにして形成されて成ることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the rotary valve has a rotation axis at a position offset from the center of the exhaust passage and is centered on the rotation axis. The valve main body having a cylindrical outer surface shape is characterized in that a passage portion constituting a part of the exhaust passage is formed so as to cut out a part of the valve main body when fully opened.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明の構成に加えて、前記排気通路のうち少なくとも前記ロータリバルブが配置される部分が楕円形の横断面形状を有するように形成され、前記通路部が、全開時に前記排気通路の内壁の周方向一部に面一に連なるようにして前記バルブ主体に形成されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect of the present invention, at least a portion of the exhaust passage where the rotary valve is disposed has an elliptical cross-sectional shape, and the passage The portion is formed in the valve main body so as to be flush with a part of the circumferential direction of the inner wall of the exhaust passage when fully open.
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記ロータリバルブが、前記排気通路の中心からオフセットした位置に回動軸線を有して前記排気通路形成手段に回動可能に支承されるインナーロータと、該インナーロータに遅れて作動するようにしてインナーロータに連動、連結されるとともにインナーロータに回動可能に支承されるアウターロータとで構成されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the rotary valve has a rotation axis at a position offset from the center of the exhaust passage and rotates to the exhaust passage forming means. The inner rotor is configured to be supported, and the outer rotor is linked to and coupled to the inner rotor so as to operate behind the inner rotor, and is rotatably supported by the inner rotor. To do.
請求項5記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記排気通路の中心からオフセットした位置に回動軸線を有する複数のロータリバルブが相互に連動、連結されて前記排気通路形成手段に配設されることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, a plurality of rotary valves having rotational axes at positions offset from the center of the exhaust passage are linked and connected to each other to form the exhaust passage. It is arrange | positioned at a formation means, It is characterized by the above-mentioned.
さらに請求項6記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記ロータリバルブが、前記排気通路の中心に回動軸線を有して前記排気通路の内径よりも大径の円柱状に構成されるバルブ主体に、該バルブ主体の一直径線に沿って延びる通路孔がその両側に遮蔽部を形成するようにして穿設されて成り、前記通路孔の内径が前記ロータリバルブの全開時には前記排気通路の内面に面一に連なるように設定されることを特徴とする。 In addition to the configuration of the invention described in claim 1, the invention according to claim 6 is a circle in which the rotary valve has a rotation axis at the center of the exhaust passage and is larger in diameter than the inner diameter of the exhaust passage. A valve main body configured in a columnar shape is formed by forming a passage hole extending along one diameter line of the valve main body so as to form a shielding portion on both sides thereof, and the inner diameter of the passage hole is formed in the rotary valve. When fully opened, the exhaust passage is set to be flush with the inner surface of the exhaust passage.
請求項1記載の発明によれば、排気制御弁はロータリバルブであり、このロータリバルブは閉弁時に排気通路の内壁から排気通路内に一部を突出させるものであり、閉弁状態にある前記ロータリバルブのうち前記排気通路内に突出して上流側を向く外面の少なくとも前記内壁からの突出先端側外面が、前記内壁からの突出量を前記排気通路の上流側から下流側に向かうにつれて次第に増加せしめるように形成されるので、ロータリバルブの閉弁時でも排気通路の開口面積を比較的大きくすることができ、排気流速が速い場合でもロータリバルブ表面での乱流の発生を防止し、ロータリバルブの開閉による良好な排気制御を実現することができる。 According to the first aspect of the present invention, the exhaust control valve is a rotary valve, and the rotary valve projects a part from the inner wall of the exhaust passage into the exhaust passage when the valve is closed, and is in the closed state. The outer surface of the rotary valve that protrudes into the exhaust passage and faces the upstream side gradually increases the amount of protrusion from the inner wall as it protrudes from the inner wall toward the downstream side from the upstream side of the exhaust passage. Therefore, even when the rotary valve is closed, the opening area of the exhaust passage can be made relatively large, and even when the exhaust flow rate is high, the occurrence of turbulent flow on the rotary valve surface can be prevented. Good exhaust control by opening and closing can be realized.
請求項2記載の発明によれば、ロータリバルブのバルブ主体が、排気通路の中心からオフセットした位置に回動軸線と同軸の円柱状の外面形状を有するものであるので、ロータリバルブの加工性を高めることができる。
According to the invention described in
請求項3記載の発明によれば、排気通路のうち少なくともロータリバルブが配置される部分が楕円形の横断面形状を有するように形成され、ロータリバルブの通路部が、全開時に排気通路の内壁の周方向一部に面一に連なるようにしてバルブ主体に形成されるものであるので、排気通路の断面積ならびにロータリバルブで遮蔽する断面積を保持しつつ、バルブ主体のうち通路部が形成される部分を除く残余の部分を大きくしてロータリバルブの強度を高めることができる。 According to the third aspect of the present invention, at least a portion of the exhaust passage where the rotary valve is disposed is formed to have an elliptical cross-sectional shape, and the passage portion of the rotary valve is formed on the inner wall of the exhaust passage when fully opened. Since the valve main body is formed so as to be flush with a part of the circumferential direction, the passage portion is formed in the valve main body while maintaining the cross-sectional area of the exhaust passage and the cross-sectional area shielded by the rotary valve. It is possible to increase the strength of the rotary valve by enlarging the remaining portion excluding the portion to be removed.
請求項4記載の発明によれば、ロータリバルブが、排気通路形成手段に回動可能に支承されるインナーロータと、該インナーロータに遅れて作動するようにしてインナーロータに連動、連結されるとともにインナーロータに回動可能に支承されるアウターロータとで構成されるものであるので、ロータリバルブ全体として必要な通路部の面積のうち一部をインナーロータで負担するようにしてインナーロータの通路部を比較的小さくし、インナーロータの強度を高めるとともにアウターロータをインナーロータで補強するようにしてロータリバルブ全体の強度を高めることができる。 According to the invention of claim 4, the rotary valve is coupled to and coupled to the inner rotor so as to be operated behind the inner rotor, and the inner rotor is rotatably supported by the exhaust passage forming means. Since it is composed of an outer rotor that is rotatably supported by the inner rotor, the inner rotor passage is designed so that a part of the area of the passage required for the entire rotary valve is borne by the inner rotor. Can be made relatively small to increase the strength of the inner rotor and increase the strength of the entire rotary valve by reinforcing the outer rotor with the inner rotor.
請求項5記載の発明によれば、排気通路の中心からオフセットした位置に回動軸線を有する複数のロータリバルブが相互に連動するように連動、連結されて排気通路形成手段に配設されるので、各ロータリバルブでの通路部の断面積を小さく設定して各ロータリバルブの強度を高めつつ、各ロータリバルブの閉弁による排気通路の断面積の変更速度を速くして応答性を高めることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the plurality of rotary valves having the rotation axis at the position offset from the center of the exhaust passage are interlocked and connected to each other so as to be arranged in the exhaust passage forming means. The responsiveness can be increased by increasing the speed of changing the cross-sectional area of the exhaust passage by closing each rotary valve while increasing the strength of each rotary valve by setting the cross-sectional area of each passageway in each rotary valve small. it can.
さらに請求項6記載の発明によれば、ロータリバルブの閉弁時に該ロータリバルブの通路孔の両側の遮蔽部が排気通路の内壁から排気通路内に同時に突出するので、ロータリバルブの閉弁による排気通路の断面積の変更速度を速くして応答性を高めることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, when the rotary valve is closed, the shielding portions on both sides of the passage hole of the rotary valve project simultaneously from the inner wall of the exhaust passage into the exhaust passage. It is possible to increase the response speed by increasing the speed of changing the cross-sectional area of the passage.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図7は本発明の第1実施例を示すものであり、図1は自動二輪車の要部右側面図、図2は4サイクルエンジンの縦断左側面図であって図3の2−2線に沿う縦断側面図、図3は図2の3−3線拡大断面図、図4は図3の4−4線断面図、図5はロータリバルブの全開時(a)および全閉時(b)の状態を図4の5−5線に沿って示す断面図、図6はロータリバルブの制御系を示すブロック図、図7はロータリバルブの開度変化に伴う出力変化を示す図である。 1 to 7 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a right side view of a main part of a motorcycle, and FIG. 2 is a vertical left side view of a four-cycle engine. FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, and FIG. 5 is a fully opened (a) and fully closed position of the rotary valve. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the state of (b) along line 5-5 in FIG. 4, FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the rotary valve, and FIG. 7 is a diagram showing a change in output accompanying a change in the opening of the rotary valve. is there.
先ず図1において、小型の車両である自動二輪車の車体フレームFは、その前端のヘッドパイプ15と、該ヘッドパイプ15から後下がりに延びる左右一対のメインフレーム16…と、それらのメインフレーム16…の後部にそれぞれ連設されて下方に延びる左右一対のピボットプレート17…と、前記ヘッドパイプ15から下方に延びるダウンフレーム18と、ダウンフレーム18の下端および前記両ピボットプレート17…間を結ぶ左右一対のロアフレーム19…とを有し、4サイクルの水冷式である単気筒エンジンのエンジン本体24Aが、前記メインフレーム16…、前記ピボットプレート17…、前記ダウンフレーム18および前記ロアフレーム19…で囲まれる空間に配置されるようにして車体フレームFに支持される。またエンジン本体24Aの前方にはダウンフレーム18の左右に分かれたラジエータ25…が配置されており、それらのラジエータ25…が前記ダウンフレーム18で支持される。
1, a motorcycle body frame F, which is a small vehicle, includes a
図2を併せて参照して、前記エンジン本体24Aは、自動二輪車の左右方向に延びる軸線を有するクランクシャフト26を回転自在に使用するクランクケース27と、シリンダボア28を有して前記クランクケース27の上部に結合されるシリンダブロック29と、該シリンダブロック29の上部に結合されるシリンダヘッド30Aと、該シリンダヘッド30Aの上部に結合されるヘッドカバー31とを備える。しかも前記シリンダブロック29は、エンジン本体24Aの車体フレームFへの搭載状態では、前記シリンダボア28の軸線CBをわずかに前上がりに傾斜させるようにして前記クランクケース27に結合される。
Referring also to FIG. 2, the
前記シリンダボア28にはピストン32が摺動自在に嵌合されており、このピストン32はコネクティングロッド33を介して前記クランクシャフト26に連接される。また前記シリンダブロック29および前記シリンダヘッド30A間には、前記ピストン32の頂部を臨ませる燃焼室34が形成される。
A
ところで前記ピストン32のシリンダボア28内での往復摺動に応じて前記クランクシャフト26は矢印35で示す回転方向に回転するのであるが、前記シリンダボア28の軸線CBは、クランクシャフト26の軸線CCよりも前記回転方向35にオフセットするように設定されており、このようにシリンダボア28の軸線CBをクランクシャフト26の軸線CCに対してオフセットするように設定することにより、シリンダボア28の内面へのピストン32の摺接による摩耗を抑え、シリンダブロック29および燃焼室34が前記摩耗によって高温となることを防止することができる。
By the way, the
前記シリンダヘッド30Aには、前記燃焼室34に臨む一対の吸気弁口36…および一対の排気弁口37…が設けられる。前記両吸気弁口36…を個別に開閉する一対の吸気弁38…ならびに前記両排気弁口37…を個別に開閉する一対の排気弁39…がシリンダヘッド30Aに開閉作動可能に配設されており、両吸気弁38…は弁ばね40…でそれぞれ閉弁方向に付勢され、両排気弁39…は弁ばね41…でそれぞれ閉弁方向に付勢される。
The
図3をさらに併せて参照して、前記シリンダヘッド30Aおよび前記ヘッドカバー31間には、前記両吸気弁38…および前記両排気弁39…を開閉駆動する動弁装置44が収容されるものであり、この動弁装置44は、クランクシャフト26と平行な軸線を有して前記両吸気弁38…の上方に配置されるとともにシリンダヘッド30Aで回転自在に支承されるカムシャフト45と、該カムシャフト45に設けられる一対の吸気側カム48…および前記両吸気弁38…間にそれぞれ介在する一対のバルブリフタ46…と、前記カムシャフト45に設けられる一対の排気側カム49…に従動して揺動することで両排気弁39…を開閉駆動する一対のロッカアーム47…とを有してSOHC型に構成される。
With further reference to FIG. 3, a
前記両バルブリフタ46…は、上端を閉塞端とした有底円筒状に形成されており、前記吸気弁38…の作動軸線と同軸の軸線方向に摺動するようにしてシリンダヘッド30Aに嵌合される。前記吸気弁38…のステム38a…の上端は前記バルブリフタ46…の閉塞端内面に当接され、両バルブリフタ46…の閉塞端外面に前記吸気側カム48…が当接する。また前記燃焼室34に先端部を臨ませるようにしてシリンダヘッド30Aに螺合される点火プラグ(図示せず)を挿入せしめプラグ挿入筒50がシリンダヘッド30Aに取付けられており、プラグ挿入筒50の両側に配置される前記両ロッカアーム47…は、前記カムシャフト45と平行な軸線を有してシリンダヘッド30Aに支持されるロッカシャフト51で回動可能に支承される。しかも前記両ロッカアーム47…の一端部には前記排気側カム49…に転がり接触するローラ52…がそれぞれ軸支され、前記両ロッカアーム47…の他端部が前記排気弁39…のステム39a…の上端にそれぞれ当接される。
The valve lifters 46 are formed in a bottomed cylindrical shape with the upper end as a closed end, and are fitted into the
このようなSOHC型の動弁装置44では、クランクシャフト26の軸線に直交する平面への投影図上で吸気弁38…および排気弁39…の作動軸線がなす角度αを比較的小さく設定することが可能であり、吸気弁38…および排気弁39…をより近づけて配置してシリンダヘッド30Aの小型化を図ることができる。
In such a SOHC
エンジン本体24Aの車体フレームFへの搭載状態で左端部となる前記カムシャフト45の一端部には、前記クランクシャフト26の回転動力が調時伝動機構53によって1/2の減速比で伝達されるものであり、該調時伝動機構53は、クランクシャフト26に設けられる駆動スプロケット(図示せず)と、前記カムシャフト45の一端部に固定される被動スプロケット55とに無端状のカムチェーン56が巻き掛けられて成る。しかもシリンダブロック29およびシリンダヘッド30Aには、前記カムチェーン56を走行させるカムチェーン室57が形成されており、このカムチェーン室57は、エンジン本体24Aの車体フレームFへの搭載状態で前記シリンダブロック29および前記シリンダヘッド30Aの左側端部に位置することになる。
The rotational power of the
前記シリンダヘッド30Aには、前記両吸気弁口36…に共通に通じる単一の吸気ポート58が設けられており、この吸気ポート58の一部を形成してシリンダヘッド30Aの後部側面から後方に突出するようにしてシリンダヘッド30Aに一体に設けられる吸気側接続管部59には、前記吸気ポート58に通じる吸気路60を形成して前記シリンダヘッド30Aの後方に配置されるスロットルボディ61がインシュレータ62を介して接続される。このスロットルボディ61には、前記吸気路60の開口面積を変化させるスロットル弁63が回動可能に支承されるとともに、前記吸気ポート58に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁64が取付けられる。
The
またシリンダヘッド30Aには、前記両排気弁口37…に共通に通じる単一の排気ポート65が設けられており、この排気ポート65の一部を形成してシリンダヘッド30Aの前部側面から前方に突出する排気側接続管部66がシリンダヘッド30Aに一体に設けられる。この排気側接続管部66には、前記排気ポート65を含む排気通路67を形成するようにして排気ポート65に上流端を通じさせる排気管68が接続されており、この排気管68の下流端は排気マフラー69(図1参照)に接続される。而して排気側接続管部66を一体に有するシリンダヘッド30Aの一部および前記排気管68は排気通路67を協働して形成する排気通路形成手段70を構成する。
Further, the
前記排気側接続管部66は、一部にストレート部65aaを有するものの全体としては彎曲した彎曲部65aを排気ポート65の一部が形成するようにしてシリンダヘッド30Aに一体に連設されるものであり、前記彎曲部65aは、エンジン本体24Aの車体フレームFへの搭載状態では自動二輪車の左右方向の一方、この実施例では右方向に凸に膨らむようにして水平方向で彎曲するものであり、車体フレームFの一部を構成してシリンダヘッド30Aの前方に配置されるダウンフレーム18を避けるようにして、前記ダウンフレーム18の後方で左側に屈曲するように形成されてシリンダヘッド30Aに一体に連設される。
The exhaust side connecting
前記排気管68の上流端は排気側接続管部66に接続されるものであり、この排気管68は、その長さを長くするために、図1で示すように前記排気側接続管部66の延長方向に左側にわずかに延びてから前記ダウンフレーム18の前方に回り込むようにして下方に延びる垂下管部68aと、該垂下管部68aの下端から右側に屈曲して右側斜め上方に延びる第1上昇管部68bと、第1上昇管部68bの後端から左側に屈曲して車体フレームFの幅方向中央側に寄りつつわずかに後上がりとして後方に延びる第2上昇管部68cとを有する。
The upstream end of the
図4を併せて参照して、前記排気通路67のうち前記排気弁口37…に最も近い位置に配置される彎曲部すなわち排気ポート65の一部が形成する前記彎曲部65aの通路断面積は排気制御弁であるロータリバルブ71で変化せしめられるものであり、該ロータリバルブ71は、前記彎曲部65aのうち前記ストレート部65aaに配設される。
Referring also to FIG. 4, the curved cross-sectional area of the
前記ロータリバルブ71は、その閉弁時に排気通路67における排気ポート65の内壁から排気ポート65内に一部を突出させることで前記彎曲部65aの彎曲内側の一部通路断面積を変化させるようにして前記シリンダヘッド30Aの排気側接続管部66に配設されるものであり、前記彎曲部65aの中心CLから彎曲内側にオフセットした位置、この実施例では、前記ダウンフレーム18とは反対側で前記排気ポート65の中心CLから前記カムチェーン室57側にオフセットした位置でシリンダボア28の軸線CBと略平行として上下方向に指向した回動軸線CRを有するロータリバルブ71が排気側接続管部66に配設される。
The
前記ロータリバルブ71は、その回動軸線CRを中心とする円柱状の外面形状を有するバルブ主体72に、図4および図5(a)で示す全開時には前記排気通路67における排気ポート65の一部を構成する通路部73が前記バルブ主体72の一部を切欠くようにして形成されて成り、前記バルブ主体72の両端には、その回動軸線CRと同軸である回動軸部72a,72bが同軸にかつ一体に突設される。また前記ロータリバルブ71の閉弁時に、該ロータリバルブ71の外面すなわちバルブ主体72の外面の一部は、図5(b)で示すように、前記排気通路67における排気ポート65の内壁から突出する。しかもバルブ主体72は円柱状のものであるので、閉弁状態にあるロータリバルブ71のうち前記排気通路67内に突出して上流側を向く外面の少なくとも前記内壁からの突出先端側外面、この実施例ではロータリバルブ71の回動軸線CRが排気通路67を横切る位置にあるのでロータリバルブ71のうち前記排気通路67内に突出して上流側を向く外面の突出先端側外面が、前記内壁からの突出量を排気通路67の上流側から下流側に向かうにつれて次第に増加することになり、前記突出先端側の前記上流側に臨む部分は排気通路67における排気ポート65の彎曲方向と同じ方向で彎曲している。
When the
ロータリバルブ71は、シリンダヘッド30Aと一体である排気側接続管部66に一体に設けられるバルブハウジング74に収容される。このバルブハウジング74は、前記バルブ主体72を回動可能に収容する収容部74aと、該収容部74aの上部に一体に連なる函状部74bとから成るものであり、函状部74bは、収容部74aから前記カムチェーン室57とは反対側に延びて上部を開放した矩形状に形成される。
The
前記収容部74aには、前記カムチェーン室56寄りの部分で前記排気ポート65における彎曲部65aのストレート部65aaを上下に横切る収容孔75と、該収容孔75よりも小径に形成されて該収容孔75に同軸に連なる有底の下部支持孔76とが設けられ、収容孔75および下部支持孔76間には上方に臨む環状の下部支持面77が形成される。前記収容孔75の上端は、前記函状部74b内に臨んで収容部74aの上端に形成される平坦な結合面78に開口されており、この結合面78には、ロータリバルブ71のバルブ主体72を前記下部支持面77との間に挟む押さえ部材79が複数たとえば一対のボルト80,80で結合される。
The
すなわち前記バルブ主体72は、その回動軸部72aを下部支持孔76に回動可能に嵌合するようにして収容孔75に上方から挿入されるものであり、そのバルブ主体72を上方から押さえるようにして押さえ部材79が前記結合面78に締結される。しかも押さえ部材79には、前記バルブ主体72の回動軸部72bを回動可能に貫通せしめる上部支持孔81が設けられており、押さえ部材79および前記回動軸部72b間には環状のシール部材82が介装される。
That is, the valve
前記ロータリバルブ71の回動軸部72bおよび押さえ部材79間には戻しばね83が設けられており、回動軸部72bすなわちロータリバルブ71は、前記戻しばね83のばね力によって開弁側、すなわち図5で示すように通路部73が排気ポート65の内面に面一に連なる回動位置側に付勢される。
A
前記バルブハウジング74の上端面すなわち函状部74bの上端面は、シリンダヘッド30Aのヘッドカバー31への結合面84と面一となるように形成されており、函状部74bの上端面には、バルブハウジング74との間に作動室85を形成する蓋部材86が締結される。
The upper end surface of the
前記作動室85内で前記ロータリバルブ71の回動軸部72bにはドラム87が固定されており、このドラム87には、牽引時に前記ロータリバルブ71を閉弁側に回動する閉じ側ケーブル88の一端部と、牽引時に前記ロータリバルブ71を開弁側に回動する開き側ケーブル89の一端部とが相互に反対側から巻き掛け、係合される。
In the working
閉じ側ケーブル88および開き側ケーブル89は、アウターケーブル88a,89a内にインナーケーブル88b,89bが移動自在に挿通されて成るものであり、アウターケーブル88a,89aの一端部はドラム87から離隔した位置で前記函状部74bの側壁に固定され、アウターケーブル88a,89aの一端部から突出したインナーケーブル88b,89bの一端部が前記ドラム87に連結される。
The closing
一方、閉じ側ケーブル88および開き側ケーブル89の他端部は、正逆可能な電動モータを有して車体フレームFに支持されるアクチュエータ90に連結されており、該アクチュエータ90によって、閉じ側ケーブル88を牽引することでロータリバルブ71が閉弁方向に回動し、開き側ケーシング89を牽引することでロータリバルブ71が開弁側に回動することになる。
On the other hand, the other ends of the
ところで前記シリンダヘッド30Aの前部側面には、シリンダブロック29およびシリンダヘッド30Aに設けられたウォータジャケット91からの冷却水を、エンジン本体24Aの前方に配置されるラジエータ25…側に導くための水出口92が設けられており、この水出口92は、前記排気ポート65に関してカムチェーン室57とは反対側に配置される。
By the way, on the front side surface of the
図1において、前記クランクケース27の右側面に締結される右カバー93の外面には、前記クランクシャフト26から伝達される動力で駆動される水ポンプ94が取付けられており、この水ポンプ94には、前記ラジエータ25…の下部からの冷却水を導く管路95が接続される。一方、水ポンプ94から吐出される冷却水は、前記右カバー93、クランクケース27およびシリンダブロック29を経てウォータジャケット91の下部に導入されるものであり、ウォータジャケット91の上部に連なるようにしてシリンダヘッド30Aに設けられた前記水出口92および前記ラジエータ25…の上部間が管路96を介して接続される。
In FIG. 1, a
図6において、前記アクチュエータ90の作動は制御ユニット98で制御されるものであり、該制御ユニット98には、エンジン回転数検出器99で検出されるエンジン回転数NE、ならびにギヤポジション検出器100で検出される変速機のギヤポジションGPが入力され、制御ユニット98は、エンジン回転数NEおよびギヤポジションGPに基づいて前記ロータリバルブ71を開閉すべく前記アクチュエータ90の作動を制御する。なお前記エンジン回転数NEに代えてスロットル開度を用いるようにしてもよく、エンジン回転数NEおよびスロットル開度の両方を用いるようにしてもよい。
In FIG. 6, the operation of the
而して制御ユニット98は、エンジンの高速運転時にはロータリバルブ71を全開状態とし、エンジンの中低速運転には前記排気通路67における排気ポート65の通路断面積の半分以上(たとえば57%)を閉じた全閉状態とするように前記アクチュエータ90を制御する。
Thus, the
また制御ユニット98は、自動二輪車の減速時であるか否かをエンジン回転数NEおよびスロットル開度の少なくとも一方と、前記ギヤポジションとに基づいて判断し、減速時と判断したときにはエンジンブレーキをかけるべく前記ロータリバルブ71を閉じるように前記アクチュエータ90を作動せしめる。
The
さらに制御ユニット98は、自動二輪車の急加速時であるか否かをエンジン回転数NEおよびスロットル開度の少なくとも一方と、前記ギヤポジションとに基づいて判断し、急加速時と判断したときにエンジン出力の溜めを作るべく前記ロータリバルブ71を一時的に閉じるように前記アクチュエータ91を作動せしめる。
Further, the
次にこの第1実施例の作用について説明すると、排気通路形成手段70で形成される排気通路67のうち排気弁口37…に最も近い彎曲部すなわち排気ポート65の彎曲部65aでの通路断面積のうち彎曲内側の一部通路断面積が、ロータリバルブ71で変化せしめられるので、彎曲内側であっても燃焼室34に近く排気流速の速い部分にロータリバルブ71を配置することになり、ロータリバルブ71を大型化することなく、排気制御効果を最大限に発揮することができる。またロータリバルブ71を閉じた状態では彎曲部65aにおいて排気流速が速い彎曲外側だけを排気が流れることになり、排気流速を保ちつつロータリバルブ71で排気量を減少させることが可能であり、また彎曲外側を流れる排気の乱れを彎曲部で緩和するようにして乱流の発生を抑え、良好な排気制御が可能となる。またロータリバルブ71を燃焼室34に近い位置に配置することになり、ロータリバルブ71による燃焼室34内の圧力制御、排気弁39…および吸気弁38…の開弁時期のオーバーラップによる新気の吹き抜けを抑制することができる。
Next, the operation of the first embodiment will be described. Of the
しかも前記排気ポート65の彎曲部65aは、その一部に直線状に延びるストレート部65aaを有しており、ロータリバルブ71がストレート部65aaに配設されるので、ロータリバルブ71の形状を単純化してロータリバルブ71の加工を容易とするとともにロータリバルブ71による排気制御性の向上を図ることができる。
In addition, the
またロータリバルブ71は、その全開時には前記排気通路67における排気ポート65の内面に面一に連なるので、ロータリバルブ71の全開時に排気通路67における排気ポート65の断面積をロータリバルブ71が減少させることはない。またロータリバルブ71を開閉作動せしめるアクチュエータ90を制御する制御ユニット98は、エンジンの高速運転時にはロータリバルブ71を全開状態とし、エンジンの中低速運転には前記排気通路67における排気ポート65の通路断面積の半分以上(たとえば57%)を閉じた全閉状態とするように前記アクチュエータ90を制御する。
Further, since the
ここで前記排気ポート65を全開状態としたとき、ならびに排気ポート65の通路断面積の半分以上(たとえば57%)を閉じた全閉状態としたときに、エンジン出力はエンジンの運転状態の変化に伴って図7で示すように変化するものであり、高速運転時には排気通路67における排気ポート65の断面積を減少させることなく燃焼室34からの排気の排出を良好にし、燃焼室34内に新気を効果的に流入させて燃焼効率の向上を図ることができ、中低速運転時には燃焼室34からの排気の排出を遅くして新気の吹き抜けを防止しつつ燃焼室34内の圧力を高めて、エンジン出力の向上を図ることができる。
Here, when the
また制御ユニット98は、エンジン回転数NEおよびスロットル開度の少なくとも一方と、前記ギヤポジションとに基づいて、ロータリバルブ71を開閉すべくアクチュエータ90の作動を制御するので、燃焼室34の状態を表す指標すなわちスロットル開度およびエンジン回転数NEの少なくとも一方と、変速機のギヤポジションとに合わせて最適なロータリバルブ71の開閉制御を行うことができる。
Since the
また制御ユニット98が、自動二輪車の減速時か否かを判断し、減速時と判断したときにエンジンブレーキをかけるべく前記ロータリバルブ71を閉じるようにアクチュエータ90を作動せしめるので、エンジン出力の向上を図るロータリバルブ71で減速時にエンジンブレーキを効かせることができる。
Further, the
さらに制御ユニット98が、自動二輪車の急加速時か否かを判断し、急加速時と判断したときにエンジン出力の溜めを作るべく前記ロータリバルブ71を一時的に閉じるようにアクチュエータ90を作動せしめるので、急加速時にロータリバルブ71を一時的に閉じるようにして、加速操作感を損なうことなく出力を一時的に低下させて車輪のグリップを良好なものとすることができる。
Further, the
ところで、ロータリバルブ71は、閉弁時に前記排気ポート65の内壁から排気ポート65内に一部を突出させるようにして前記排気ポート65の中心Clからオフセットした位置に回動軸線CRを有するものであり、ロータリバルブ71の閉弁時でも排気ポート65の開口面積を比較的大きくすることができる。しかも閉弁状態にあるロータリバルブ71のうち前記排気通路67内に突出して上流側を向く外面の少なくとも前記内壁からの突出先端側外面、この実施例では突出先端側外面の前記内壁からの突出量が排気通路67の上流側から下流側に向かうにつれて次第に増加しており、前記突出先端側の前記上流側に臨む部分は排気通路67における排気ポート65の彎曲方向と同じ方向で彎曲しているので、排気流速が速い場合でも図5(b)の矢印で示すようにロータリバルブ71の表面に沿って排気を滑らかに流通せしめ、ロータリバルブ71の表面での乱流の発生を防止し、ロータリバルブ71の開閉による良好な排気制御を実現することができる。
Incidentally, the
またロータリバルブ71は、その回動軸線CRを中心とする円柱状の外面形状を有するバルブ主体72に、全開時に前記排気ポート65の一部を構成する通路部73がバルブ主体72の一部を切欠くようにして形成されて成るものであり、ロータリバルブ71の加工性を高めることができる。
Further, the
さらにロータリバルブ71は、シリンダヘッド30Aに設けられる排気ポート65の開口面積を変化させ得るものであり、排気ポート65の中心CLからカムチェーン室57側にオフセットした位置で前記シリンダヘッド30Aの排気側接続管部66に回動可能に配設されるので、比較的大重量であるロータリバルブ71がシリンダヘッド30Aに配設されても、空洞であるカムチェーン室57に近い側でロータリバルブ71をシリンダヘッド30Aに配設するので、エンジン本体24Aの重量バランスを適切に設定することができ、排気管68の交換時にもロータリバルブ71を交換する必要はない。
Further, the
しかもロータリバルブ71は、ダウンフレーム18とは反対側で排気側接続管部66に配設されるので、ロータリバルブ71のダウンフレーム18と干渉を避けることができる。さらにロータリバルブ71はカムチェーン室57に近い側でシリンダヘッド30Aに配設されるのであるが、動弁装置44は、前記両吸気弁38…の上方に配置されるカムシャフト45と、該カムシャフト45に設けられる一対の吸気側カム48…および両吸気弁38…間にそれぞれ介在する一対のバルブリフタ46…と、カムシャフト45に設けられる一対の排気側カム49…に従動して揺動することで両排気弁39…を開閉駆動する一対のロッカアーム47…とを有してSOHC型に構成されるものであり、ロータリバルブ71が、前記カムチェーン室57に対応して前記カムシャフト45に設けられる被動スプロケット55と干渉することはない。
Moreover, since the
またシリンダヘッド30Aからの冷却水をエンジン本体24Aの前方に配置されるラジエータ25…側に導くための水出口92が、排気ポート65に関して前記カムチェーン室57とは反対側でシリンダヘッド30Aの前部側面に設けられるので、水出口92に接続される管路96と干渉することがないようにしてロータリバルブ71を配置することが可能となる。
Further, a
ところで吸気弁38…および排気弁39…を開閉駆動する動弁装置44では、吸気弁38…の上方に配置されるカムシャフト45に設けられる排気側カム49…が、該排気側カム49…に従動して揺動するロッカアーム47…を介して排気弁39…に連動、連結されており、このような動弁装置44は、クランクシャフト26の軸線に直交する平面への投影図上で吸気弁38…および排気弁39…の作動軸線がなす角度αを比較的小さく設定することが可能であり、吸気弁38…および排気弁39…をより近づけて配置してシリンダヘッド30Aの小型化を図ることができるのであるが、ロータリバルブ71の回動軸線CRがシリンダブロック29におけるシリンダボア28の軸線CBと略平行に設定されるので、シリンダボア28およびクランクシャフト26の軸線に直交する方向でエンジン本体24Aをコンパクト化することができる。
By the way, in the
しかも前記ロータリバルブ71は、シリンダヘッド30Aと一体の排気側接続管部66に一体に設けられるバルブハウジング74に回動可能に収容されるので、ロータリバルブ71を収容するバルブハウジングを特別に用意することが不要であり、部品点数を低減することができる。
Moreover, the
前記排気側接続管部66は、エンジン本体24Aの車体フレームFへの搭載状態では自動二輪車の右方向に凸に膨らんで水平方向に彎曲した彎曲部65aを排気ポート65の一部が形成するようにしてシリンダヘッド30Aに一体に連設されるものであり、ロータリバルブ71は、その回動軸線CRを上下方向に指向させて前記バルブハウジング74に収容されるので、バルブハウジング74のシリンダヘッド30Aとの干渉を避けることが可能であり、ロータリバルブ71の回動軸部72a,72bを燃焼室34から離隔させて前記回動軸部72a,72bが高温になることを防止することができる。またロータリバルブ71を駆動する駆動機構であるドラム87や、閉じ側ケーブル88および開き側ケーブル89等をバルブハウジング74の上部に配設することによってドラム87や、閉じ側ケーブル88および開き側ケーブル89等を下方からの飛び石等から容易に保護することができる。
When the
またバルブハウジング74は、前記ロータリバルブ71を上方から組付けることを可能として上方に開放するようにしてシリンダヘッド30Aと一体の外気側接続管部66に一体に設けられ、バルブハウジング74の上端面が、前記シリンダヘッド30Aのヘッドカバー31への結合面84と面一に形成されているので、バルブハウジング74の加工性を良好にするとともにバルブハウジング74のロータリバルブ71の組付けを容易とすることができる。
Further, the
さらにエンジン本体24Aは、そのシリンダボア28の軸線CBが、クランクシャフト26の軸線CCから該クランクシャフト26の回転方向35にオフセットして配置されるように構成されるので、シリンダボア28の内面へのピストン32の摺接による摩擦を抑え、シリンダブロック29および燃焼室34がより高温となることを防止することができ、排気ポート65に配設されるロータリバルブ71への熱影響をより小さくすることができる。
Further, the engine
図8〜図10は本発明の第2実施例を示すものであり、図8は図2に対応した4サイクルエンジンの縦断左側面図、図9は図8の9−9線拡大断面図、図10はロータリバルブの全開時(a)および全閉時(b)の状態を説明するための図8の要部拡大図である。 8 to 10 show a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a longitudinal left side view of a four-cycle engine corresponding to FIG. 2, and FIG. 9 is an enlarged sectional view taken along line 9-9 in FIG. FIG. 10 is an enlarged view of the main part of FIG. 8 for explaining the state when the rotary valve is fully opened (a) and fully closed (b).
なお上記第1実施例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。 It should be noted that portions corresponding to the first embodiment are only given the same reference numerals for illustration, and detailed description thereof is omitted.
このエンジン本体24Bは、自動二輪車の左右方向に延びる軸線を有するクランクシャフト26を回転自在に使用するクランクケース27と、シリンダボア28を有して前記クランクケース27の上部に結合されるシリンダブロック29と、該シリンダブロック29の上部に結合されるシリンダヘッド30Bと、該シリンダヘッド30Bの上部に結合されるヘッドカバー31とを備える。
The
シリンダヘッド30Bには、両排気弁口37…に共通に通じる単一の排気ポート101が設けられており、この排気ポート101の一部を形成してシリンダヘッド30Bの前部側面から前方に突出する排気側接続管部102がシリンダヘッド30Bに一体に設けられる。前記排気側接続管部102には、前記排気ポート101を含む排気通路103を排気側接続管部102と協働して形成する排気管104の上流端が排気ポート101に通じるようにして接続されており、排気側接続管部102を一体に有するシリンダヘッド30Bの一部および前記排気管104は排気通路103を協働して形成する排気通路形成手段105を構成するものである。
The
前記排気側接続管部102は、彎曲部101aを排気ポート101の一部が形成するようにしてシリンダヘッド30Bに一体に連設されるものであり、前記彎曲部101aは、エンジン本体24Aの車体フレームFへの搭載状態では上方に凸に膨らんで上下方向に彎曲するものであり、排気側接続管部102は、車体フレームFの一部を構成する左右一対のロアフレーム19,19間で下方に屈曲するように形成されてシリンダヘッド30Bに一体に連設される。
The exhaust-side connecting
前記排気通路103のうち排気弁口37…に最も近い位置に配置される彎曲部すなわち排気ポート101の彎曲部101aでの彎曲内側の一部通路断面積は排気制御弁であるロータリバルブ71で変化せしめられる。
In the
前記ロータリバルブ71は、その閉弁時に排気通路103における排気ポート101の内壁から排気ポート101内に一部を突出させることで前記彎曲部65aの彎曲内側の一部通路断面積を変化させるようにして前記シリンダヘッド30Bの排気側接続管部102に配設されるものであり、前記彎曲部101aの中心CLからオフセットした位置で自動二輪車の左右方向に指向した回動軸線CRを有するようにして排気側接続管部102に配設される。
The
このロータリバルブ71は、その回動軸線CRを中心とする円柱状の外面形状を有するバルブ主体72に、図8および図10(a)で示す全開時には前記排気通路103における排気ポート101の一部を構成する通路部73が前記バルブ主体72の一部を切欠くようにして形成されて成る。また前記ロータリバルブ71の閉弁時に、該ロータリバルブ71の外面すなわちバルブ主体72の外面の一部は、図10(b)で示すように、前記排気通路103における排気ポート101の内壁から突出する。しかもバルブ主体72は円柱状のものであるので、ロータリバルブ71の外面のうち閉弁時に前記排気ポート101の内壁から突出して上流側を向く部分の先端側外面の前記内壁からの突出量は、排気ポート101の上流側から下流側に向かうにつれて次第に増加する。
When the
ロータリバルブ71は、シリンダヘッド30Bと一体である排気側接続管部102に一体に設けられるバルブハウジング106に収容される。このバルブハウジング106は、自動二輪車の左右方向に延びるようにして排気側接続管部102に一体に設けられ、蓋部材107がバルブハウジング106に締結される。
The
而してロータリバルブ71は、上記第1実施例と同様にアクチュエータ90(第1実施例参照)で開閉駆動される。
Thus, the
この第2実施例によれば、上下方向に彎曲した排気ポート101の彎曲内側の開口面積を制御するロータリバルブ71を収容するバルブハウジング106がシリンダヘッド30Bに一体に突設された排気側接続管部102に一体に形成されるので、シリンダヘッド30Bおよびシリンダブロック29と排気側接続管部102との間のスペースを有効に利用して、シリンダヘッド30Bおよびシリンダブロック29との干渉を避けつつバルブハウジング106を配置することができ、ロータリバルブ71を燃焼室34から離隔させて前記ロータリバルブ71が高温になることを防止することができる。
According to the second embodiment, an exhaust-side connecting pipe in which a
また複数の排気ポート101がシリンダヘッド30Bに並設される場合には、単一の回動軸で複数のロータリバルブ71…を回動することができ、部品点数を低減するとともに各排気ポート101…の排気制御構造を簡素化することができる。
Further, when a plurality of
図11は第3実施例のシリンダヘッドおよびシリンダブロックの簡略化した正面図、図12は図11の12−12線断面図であり、上記第1および第2実施例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。 FIG. 11 is a simplified front view of the cylinder head and cylinder block of the third embodiment, and FIG. 12 is a sectional view taken along line 12-12 of FIG. 11, and the same parts as those in the first and second embodiments are the same. These are only shown with reference numerals and detailed description is omitted.
エンジン本体24Cの一部を構成してシリンダブロック29に結合されるシリンダヘッド30Cの前部側面には、排気ポート110の一部を形成して前方に突出する排気側接続管部111が一体に設けられる。この排気側接続管部111には、前記排気ポート110を含む排気通路112を排気側接続管部111と協働して形成する排気管113の上流端が排気ポート110に通じるようにして接続されており、排気側接続管部111を一体に有するシリンダヘッド30Cの一部および前記排気管113は排気通路112を協働して形成する排気通路形成手段114を構成する。
An exhaust side connecting
前記排気側接続管部111は、彎曲部110aを排気ポート110の一部が形成するようにしてシリンダヘッド30Cに一体に連設されるものであり、前記彎曲部110aは、自動二輪車の左右いずれか一方(この実施例では右方)かつ上方に膨らむように彎曲するものであり、前記排気通路112のうち排気弁口37…(第1および第2実施例参照)に最も近い位置に配置される彎曲部すなわち排気ポート110の彎曲部110aの通路断面積が排気制御弁であるロータリバルブ71で変化せしめられる。
The exhaust side connecting
前記ロータリバルブ71の回動軸線CRは、下方に向かうにつれて車両の左右いずれか他方(この実施例では右方)側に位置するように上下方向で傾斜して設定されるものであり、前記彎曲部110aの彎曲内側で前記排気側接続管部111に一体に設けられたバルブハウジング115に回動可能に収容される。
The rotational axis CR of the
この第3実施例によれば、バルブハウジング115のシリンダヘッド30Cおよびシリンダブロック29との干渉を避けることが可能であり、ロータリバルブ71を燃焼室34(第1実施例参照)から離隔させて前記ロータリバルブ71が高温になることを防止することができる。
According to the third embodiment, it is possible to avoid interference with the
図13は本発明の第4実施例を示すものであって図3に対応する断面図であり、上記第1実施例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。 FIG. 13 shows a fourth embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3, and the parts corresponding to the first embodiment are only shown with the same reference numerals. Detailed description is omitted.
エンジン本体24Dのシリンダヘッド30Dには、排気弁口37…(第1実施例参照)に共通に通じる単一の排気ポート116が設けられており、この排気ポート116の一部を形成してシリンダヘッド30Dの前部側面から前方に突出する排気側接続管部117がシリンダヘッド30Dに一体に設けられる。この排気側接続管部117には、前記排気ポート116を含む排気通路118を形成するようにして排気ポート116に上流端を通じさせる排気管119が接続される。而して排気側接続管部117を一体に有するシリンダヘッド30Dの一部および前記排気管119は排気通路118を協働して形成する排気通路形成手段120を構成する。
The
前記排気側接続管部117は、一部にストレート部116aaを有するものの全体としては彎曲した彎曲部116aを排気ポート116の一部が形成するようにしてシリンダヘッド30Dに一体に連設されるものであり、前記彎曲部116aは、エンジン本体24Dの車体フレームFへの搭載状態では自動二輪車の左右方向の一方、この実施例では左方向に凸に膨らむようにして水平方向で彎曲するものであり、排気側接続管部117は右側に屈曲するように形成されてシリンダヘッド30Dに一体に連設される。
The exhaust side connecting
前記排気通路118のうち前記排気弁口37…に最も近い位置に配置される彎曲部すなわち排気ポート116の一部が形成する前記彎曲部116aの通路断面積は排気制御弁であるロータリバルブ71で変化せしめられるものであり、該ロータリバルブ71は、前記彎曲部116aのうち前記ストレート部116aaに配設される。
A curved cross-sectional area of the
前記ロータリバルブ71は、その閉弁時に排気通路118における排気ポート116の内壁から排気ポート116内に一部を突出させることで前記彎曲部116の彎曲内側の一部通路断面積を変化させるようにして前記シリンダヘッド30Dの排気側接続管部117に配設されるものであり、前記彎曲部116aの中心CLから彎曲内側にオフセットした位置、この実施例では、排気ポート116の中心CLからカムチェーン室57とは反対側にオフセットした位置で上下方向に指向した回動軸線CRを有するロータリバルブ71が排気側接続管部117に配設される。
The
ロータリバルブ71は、シリンダヘッド30Dと一体である排気側接続管部117に一体に設けられるバルブハウジング74に収容される。このバルブハウジング74は、第1実施例とは反対にカムチェーン室57側に延びるように構成されるものであるが、第1実施例のバルブハウジング74とは基本的に同一の構造を有するものであるので、第1実施例に対応する部分に同一の参照符号を付して図示するのみで詳細な説明は省略する。
The
この第4実施例によれば、排気ポート116にロータリバルブ71が配置されるので、ロータリバルブ71の全開時に排気ポート116の通路断面積が減少することはなく、また比較的大きなロータリバルブ71がシリンダヘッド30Dの排気側接続管部117に配設されても、排気ポート116の中心CLからカムチェーン室57とは反対側にオフセットした位置で排気側接続管部117にロータリバルブ71が配設されるので、調時伝動機構53の一部を構成するようにしてカムシャフト45に設けられる被動スプロケット55とのロータリバルブ71の干渉を回避することが容易であり、それによってシリンダヘッド30Dの小型化を図ることができる。
According to the fourth embodiment, since the
図14は本発明の第5実施例のエンジン本体の要部を示す縦断面図であり、このエンジン本体24Eの一部を構成するシリンダブロック121およびシリンダヘッド30E間には、シリンダブロック121のシリンダボア124に摺動可能に嵌合されるピストン125の頂部を臨ませる燃焼室126が形成され、前記シリンダヘッド30Eには、前記燃焼室126に臨む一対の吸気弁口127…および一対の排気弁口128…が設けられる。前記両吸気弁口127…を個別に開閉する一対の吸気弁129…ならびに前記両排気弁口128…を個別に開閉する一対の排気弁130…がシリンダヘッド30Eに開閉作動可能に配設されており、両吸気弁129…は弁ばね131…でそれぞれ閉弁方向に付勢され、両排気弁130…は弁ばね132…でそれぞれ閉弁方向に付勢される。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing an essential part of an engine main body according to a fifth embodiment of the present invention. Between the
前記シリンダヘッド30Eと、該シリンダヘッド30Eに結合されるヘッドカバー123との間には、両吸気弁129…および両排気弁130…を開閉駆動する動弁装置134が収容されるものであり、この動弁装置134は、前記両吸気弁129…および前記両排気弁130…間に配置されるとともにシリンダヘッド30Eで回転自在に支承されるカムシャフト135と、該カムシャフト135に設けられる一対の吸気側カム136…に従動して揺動することで両吸気弁129…を開閉駆動する一対の吸気側ロッカアーム138…と、前記カムシャフト135に設けられる一対の排気側カム137…に従動して揺動することで両排気弁130…を開閉駆動する一対の排気側ロッカアーム139…とを有してSOHC型に構成され、前記の吸気側ロッカアーム138…および前記両排気側ロッカアーム139…は、前記カムシャフト135と平行なロッカシャフト140,141でそれぞれ揺動可能に支承され、前記カムシャフト135には、調時伝動機構の一部を構成する被動スプロケット170が固定される。
Between the
このようなSOHC型の動弁装置134では、クランクシャフトの軸線に直交する平面への投影図上で吸気弁129…および排気弁130…の作動軸線がなす角度βを比較的大きくして、シリンダボア124の軸線に沿う方向でシリンダヘッド30Eを小型化することが可能である。
In such a SOHC type
シリンダヘッド30Eには、両排気弁口128…に共通に通じる単一の排気ポート142が設けられており、この排気ポート142の一部を形成してシリンダヘッド30Eの前部側面から前方に突出する排気側接続管部147がシリンダヘッド30Eに一体に設けられる。前記排気側接続管部147には、前記排気ポート142を含む排気通路143を排気側接続管部147と協働して形成する排気管144の上流端が排気ポート142に通じるようにして接続されており、排気側接続管部147を一体に有するシリンダヘッド30Eの一部および前記排気管144は排気通路143を協働して形成する排気通路形成手段145を構成するものである。
The
前記排気側接続管部147は、彎曲部142aを排気ポート142の一部が形成するようにしてシリンダヘッド30Eに一体に連設されるものであり、前記彎曲部142aは、エンジン本体の車体フレームへの搭載状態では上方に凸に膨らんで上下方向に彎曲するものであり、排気側接続管部147は下方に屈曲するように形成されてシリンダヘッド30Eに一体に連設される。
The exhaust-side connecting
前記排気通路143のうち排気弁口128…に最も近い位置に配置される彎曲部すなわち排気ポート142の彎曲部142aでの彎曲内側の一部通路断面積は排気制御弁であるロータリバルブ71で変化せしめられる。
In the
前記ロータリバルブ71は、その閉弁時に排気通路143における排気ポート142の内壁から排気ポート142内に一部を突出させることで前記彎曲部142aの彎曲内側の一部通路断面積を変化させるようにして前記シリンダヘッド30Eの排気側接続管部147に配設されるものであり、前記彎曲部142aの中心CLからオフセットした位置で自動二輪車の左右方向に指向した回動軸線CRを有するようにして排気側接続管部147に配設される。而してロータリバルブ71は、シリンダヘッド30Eと一体である排気側接続管部147に一体に設けられるバルブハウジング146に収容される。
The
この第5実施例によれば、シリンダボア124の軸線に沿う方向でエンジン本体24Eの小型化を図ることができる。また前記動弁装置134は、排気弁130…専用の被動スプロケットを有しないSOHC型に構成されており、両吸気弁129…および両排気弁130…間に配置されるカムシャフト135に被動スプロケット170が固定されるので、シリンダヘッド30Eにバルブハウジング146が一体に設けられる構成であっても、シリンダヘッド30Eの小型化を図りつつ、ロータリバルブ71の被動スプロケット170との干渉を回避することができる。
According to the fifth embodiment, the
なおDOHC型に動弁装置が構成される場合には、排気側カムシャフトに被動スプロケットが設けられるが、上下方向に彎曲した排気通路を形成する排気通路形成手段の彎曲内側にロータリバルブを配設することで、ロータリバルブおよび前記被動スプロケットの干渉を回避することができる。 When a DOHC type valve is configured, a driven sprocket is provided on the exhaust camshaft, but a rotary valve is disposed inside the exhaust passage forming means that forms an exhaust passage bent in the vertical direction. By doing so, interference between the rotary valve and the driven sprocket can be avoided.
なお上記第1〜第5実施例では、閉弁状態にあるロータリバルブ71の吸気通路に突出した部分の外面の吸気通路内の上流側に臨む部分が、吸気通路の内壁になだらかに連接されてはいないが、ロータリバルブ71の回動軸線CRの設定位置を適宜選択することによって吸気通路の内壁になだらかに連なるようにすることも可能であり、そうすれば閉弁状態にあるロータリバルブ71の表面を排気が滑らかに流通するようにして乱流の発生を効果的に抑えることができる。
In the first to fifth embodiments, the portion of the outer surface of the portion of the
図15および図16は第6実施例を示すものであり、図15はロータリバルブの図5に対応した断面図、図16は図15の16−16線断面図である。 15 and 16 show a sixth embodiment. FIG. 15 is a sectional view of the rotary valve corresponding to FIG. 5, and FIG. 16 is a sectional view taken along line 16-16 of FIG.
このロータリバルブ148は、その閉弁時に排気通路形成手段154で形成される排気通路149における排気ポート150の彎曲部150aの内壁から排気ポート150内に一部を突出させることで前記彎曲部150aの彎曲内側の一部通路断面積を変化させるものであり、前記排気ポート150の一部を形成して前記排気通路形成手段154の一部を構成する排気側接続管部151に配設されるものであり、前記彎曲部150aの中心CLから彎曲内側にオフセットした位置に回動軸線CRを有するようにして排気側接続管部151に配設される。
The
前記ロータリバルブ148は、その回動軸線CRを中心とする円柱状の外面形状を有するバルブ主体152に、ロータリバルブ148の全開時には前記排気ポート150の一部を構成する通路部153が前記バルブ主体152の一部を切欠くようにして形成されて成り、前記バルブ主体152の両端には、その回動軸線CRと同軸である回動軸部152a,152bが同軸にかつ一体に突設される。
The
しかも前記排気通路149のうち少なくとも前記ロータリバルブ148が配置される部分、すなわち排気ポート150の彎曲部150aの横断面形状は楕円形に形成されており、ロータリバルブ148の前記通路部153は、全開時に前記排気ポート150の内壁の周方向一部に面一に連なるように形成される。
In addition, at least a portion of the
このようなロータリバルブ148によれば、排気通路149における排気ポート150の断面積ならびにロータリバルブ148で遮蔽する断面積を保持しつつ、バルブ主体152のうち通路部153が形成される部分を除く残余の部分を大きくしてロータリバルブ148の強度を高めることができる。
According to such a
図17は第7実施例のロータリバルブの図15に対応した断面図である。 FIG. 17 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 15 of the rotary valve of the seventh embodiment.
このロータリバルブ157は、その閉弁時に排気通路形成手段158で形成される排気通路159における排気ポート160の彎曲部160aの内壁から排気ポート160内に一部を突出させることで前記彎曲部160aの彎曲内側の一部通路断面積を変化させるものであり、前記排気ポート160の一部を形成して前記排気通路形成手段158の一部を構成する排気側接続管部161に配設されるものであり、前記彎曲部160aの中心CLから彎曲内側にオフセットした位置に回動軸線CRを有するようにして排気側接続管部161に配設される。
The
しかもロータリバルブ148は、排気側接続管部161に回動可能に支承されるインナーロータ162と、該インナーロータ162に遅れて作動するようにしてインナーロータ162に連動、連結されるとともにインナーロータ162に回動可能に支承されるアウターロータ163とで構成される。
In addition, the
インナーロータ162は、その回動軸線CRを中心とする円柱状の外面形状を有するバルブ主体164に、全開時には前記排気通路159における排気ポート160の一部を構成する通路部165が前記バルブ主体164の一部を切欠くようにして形成されて成り、またアウターロータ163は、インナーロータ162の略半周を囲む円弧状の横断面形状を有するように形成される。
The
インナーロータ162およびアウターロータ163を連動、連結するために、たとえばインナーロータ162におけるバルブ主体164の前記通路部165とは反対側の外周には突部166が突設される。一方、アウターロータ163の内周には前記突部166をスライド可能に嵌合せしめる凹部167がインナーロータ162の周方向に沿って長く延びるようにして設けられる。
In order to interlock and connect the
而してロータリバルブ148の全開時には、図17(a)で示すように、インナーロータ162はその通路部165を排気ポート160の内面に面一に連ならせる位置にあり、前記突部166は前記凹部167の周方向一端に当接した状態にあり、アウターロータ163は排気ポート160に突出することはない。またロータリバルブ148の閉弁時には、先ずインナーロータ162がその一部を排気ポート160内に突出させるようにして回動軸線CRまわりに回動するが、図17(b)で示すように、前記突部166が前記凹部167の周方向他端に当接するまではアウターロータ163が排気ポート160内に突出することはない。さらにインナーロータ162が、図17(b)の状態からさらに閉弁方向に回動すると、突部166が凹部167の周方向他端に当接しているので突部166で押されるようにしてアウターロータ163が排気ポート160内に突出するように回動し、排気ポート160の閉塞面積がインナーロータ162の全閉時よりもさらに大きくなる。
Thus, when the
このような第7実施例のロータリバルブ157によれば、ロータリバルブ157全体として必要な通路部の面積のうち一部をインナーロータ162で負担するようにしてインナーロータ162の通路部165を比較的小さくし、インナーロータ162の強度を高めるとともにアウターロータ163をインナーロータ162で補強するようにしてロータリバルブ157全体の強度を高めることができる。
According to the
図18は第8実施例のロータリバルブの図15に対応した断面図である。 FIG. 18 is a sectional view corresponding to FIG. 15 of the rotary valve of the eighth embodiment.
排気通路170を形成する排気通路形成手段171には、排気通路170の中心CLからオフセットした位置に回動軸線CRを有する複数たとえば一対のロータリバルブ172,172が相互に連動、連結されるようにして配設されており、両ロータリバルブ172…は、第1実施例のロータリバルブ71と同様に、前記排気通路170の中心CLからオフセットした位置に回動軸線CRを有し、その回動軸線CRを中心とする円柱状の外面形状を有するバルブ主体173…に、図18(a)で示す全開時に前記排気通路170の一部を構成する通路部174…が前記バルブ主体173…の一部を切欠くようにして形成されて成り、図18(b)で示す閉弁時には排気通路170の内壁から排気通路170内に一部を突出させることで排気通路170の一部通路断面積を変化させるものである。
A plurality of, for example, a pair of
しかも両ロータリバルブ172…は排気通路170の流通方向で同一位置に配置されており、たとえば両ロータリバルブ172…にそれぞれ同軸に設けられた歯車175,175を相互に噛合せしめることによって連動、連結される。
Moreover, the
このような第8実施例によれば、各ロータリバルブ172…での通路部174…の断面積を小さく設定して各ロータリバルブ172…の強度を高めつつ、各ロータリバルブ172…の閉弁による排気通路170の断面積の変更速度を速くして応答性を高めることができる。
According to the eighth embodiment, the
本発明の第9実施例として、図19で示すように、一対のロータリバルブ172,172が、排気通路170の流通方向に沿って離隔するようにして千鳥配置に配置されるようにしてもよく、この第9実施例によっても、図19(a)で示す全開時に排気通路170の一部が両ロータリバルブ172…の通路部174…によって構成されることになり、また図19(b)で示す閉弁時には排気通路170の内壁から排気通路170内に両ロータリバルブ172…の一部が突出することになる。
As a ninth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 19, a pair of
図20は本発明の第10実施例を示すものであり、排気通路178を形成する排気通路形成手段179には、排気通路178の中心CLに回動軸線CRを有するロータリバルブ180が配設される。このロータリバルブ180は、排気通路178の中心CLに回動軸線CRを有して排気通路178の内径D1よりも大径の外径を有する円柱状に構成されるバルブ主体181に、該バルブ主体181の一直径線に沿って延びる通路孔182がその両側に遮蔽部183,183を形成するようにして穿設されて成るものであり、前記通路孔182の内径はロータリバルブ180の全開時には排気通路178の内面に面一に連なるべく、排気通路178の内径D1と同一に設定される。
FIG. 20 shows a tenth embodiment of the present invention. An exhaust passage forming means 179 that forms the
而してロータリバルブ180の全開時には、図20(a)で示すように、通路孔181が排気通路178の一部を構成するように両遮蔽部183,183が排気通路178におけるロータリバルブ180の上流側および下流側内面に面一に連なることになり、閉弁時には、図20(b)で示すように、両遮蔽部183,183が排気通路178の内面から内方に同時に突出することになる。
Thus, when the
この第10実施例によれば、ロータリバルブ180の閉弁時に該ロータリバルブ180の通路孔182の両側の遮蔽部183…が排気通路178の内壁から排気通路178内に同時に突出するので、ロータリバルブ180の閉弁による排気通路178の断面積の変更速度を速くして応答性を高めることができる。
According to the tenth embodiment, when the
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is.
30A,30B,30C,30D,30E・・・シリンダヘッド
34,126・・・燃焼室
37,128・・・排気弁口
39,130・・・排気弁
67,103,112,118,143,149,159,170,178・・・排気通路
70,105,114,120,145,154,158,171,179・・・排気通路形成手段
71,148,157,172,180・・・排気制御弁であるロータリバルブ
72,152,181・・・バルブ主体
73,153・・・通路部
162・・・インナーロータ
163・・・アウターロータ
182・・・通路孔
183・・・遮蔽部
CL・・・排気通路の中心
CR・・・ロータリバルブの回動軸線
30A, 30B, 30C, 30D, 30E ...
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007256533A JP2009085099A (en) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | Engine exhaust control device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007256533A JP2009085099A (en) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | Engine exhaust control device |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007256533A Pending JP2009085099A (en) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | Engine exhaust control device |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009085099A (en) |
-
2007
- 2007-09-28 JP JP2007256533A patent/JP2009085099A/en active Pending
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