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JPH0730705B2 - 内燃機関用低速トルク発生装置 - Google Patents

内燃機関用低速トルク発生装置

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JPH0730705B2
JPH0730705B2 JP62323593A JP32359387A JPH0730705B2 JP H0730705 B2 JPH0730705 B2 JP H0730705B2 JP 62323593 A JP62323593 A JP 62323593A JP 32359387 A JP32359387 A JP 32359387A JP H0730705 B2 JPH0730705 B2 JP H0730705B2
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movable valve
valve body
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の特に低速運転時に大きなトルクを発
生させる装置に関するものである。
（従来の技術） 例えばモーターサイクル用のエンジンのように高回転域
での運転に適するものでは低速トルクが小さく、安定性
を欠くことがある。しかしそうしたタイプ以外の例えば
四輪車用ガソリンエンジンでもアイドル時に安定した状
態を保つのはそれほど容易ではない。また低速回転時の
トルクが小さいことの影響は例えば発進時に表面化し、
ローギヤでも回転数を上げないとエンストつまり運転の
停止を起し易いことで理解できる。低速運転時のトルク
を向上させるにはエンジンに負荷がかかった状態にすれ
ば良く、これは排気ガス流量を絞ることで或る程度達成
されるがそれだけでは不十分であり、排気ガスのエネル
ギーが増したときに対応できない。
（技術的課題） 本発明は前記の点に着目したもので、その課題はエンジ
ンの低速回転時に大きなトルクを得ることができ、しか
もアイドル時のみならずアイドル時より次第に回転数が
上昇してもその上昇に応じたトルクと安定な運転状態を
維持することができるようにすることにある。
（技術的手段） 前記課題を解決するため本発明は内燃機関の排気系管20
の最下流に取り付けられる本体30と、多量の排気ガスの
通過が可能なように前記本体に設けられた主流路32と、
排気ガス流のエネルギーが小さいときは主流路を閉じ、
かつ排気ガス流のエネルギーの増減に応動して位置を変
えるように前記主流路内に組み込まれた可動弁体37と、
前記可動弁体が当接可能であり、かつ当接時に前記主流
路を閉塞するようにする主流路45の周縁部に形成された
座面38と、前記可動弁体を前記閉塞位置に弾性的に付勢
し、かつ内燃機関のアイドル回転時に主流路を閉塞する
位置から内燃機関の回転の増大に比例的に可動弁体が位
置を変えるように予め設定された可動弁体に対する付勢
部材41と、複数の調節口を有し、排気ガスエネルギーの
増大に応動する前記可動弁体の位置により、主流路を通
過する排気ガス流量が増大するように主流路に形成され
た調節口手段と、主流路とは別に前記本体に設けられ、
低速回転時に内燃機関の回転を停止させない範囲で排気
ガスを流出させる小流量に設定されかつ常に開いている
アイドル流路35とによって内燃機関のトルクを高めるよ
うにしたものである。
この装置に不可欠な主流路とアイドル流路の設置箇所は
排気系の内、なるべく下流好ましくは最下流に設けら
れ、マフラーに組込みのが良い。というのは低速トルク
を得るには問題がないが、高速回転時に負荷となるマフ
ラーがより下流に存在すると、抵抗となり出力を低下さ
せるからである。
主流路はエンジンから排出される排気ガスの殆んどを主
として高回転時に放出するもので、１個または複数個設
けられる。
アイドル流路は主流路とは独立に、つまり主流路が閉じ
た状態でも排気ガスを流出させることができるように設
けられ、常に開いている。これは主流路が完全に閉じた
状態でもアイドル時に排出される小流量の排気ガスを放
出するもので、無抵抗に流すのでなく、アイドル時の排
気ガスをエンストを起さない程度にさらに絞って放出す
るように設定され、それによりエンジンからトルクを引
き出すように設定される。
主流路に内蔵する可動弁体は、排気エネルギーの弱いと
きは主流路を閉じ、或いは主流路の調節流域を僅か開い
て排気ガスを小量排出させエネルギーの大小に応じて主
流路を通る排気ガス流量を調節する機能を有し、可動弁
体を押し開くために消費される排気エネルギーの一部に
より低速回転時のトルクを増大させるための部材であ
る。
そのために排気ガス流に対抗して可動弁体を支えるばね
又はそれと同等の蓄力部材を併用する。また可動弁体は
排気ガス流が衝突する前面の受圧面形状を平面状、半球
状、円錘状、凹面状等に変えることにより抵抗が変わる
ので、可動態様も変化する。従って受圧面はその形状に
より、排気エネルギーの変化に応じた可動弁体の移動
量、応答性等を変えるための構成であるといえる。
（実施例） 以下図示の例を参考に説明すると、第１図に本発明の低
速トルク発生装置を装備した内燃機関のシステムが示さ
れており、10はガソリンエンジン、20はその排気系管、
30はマフラーを有する筒状の本体を示す。
例示のマフラーは排気系管20との接続口31を前部に開口
し、中心に接続口31より小径の主流路32を設けたもの
で、本装置の本体30に一体に組み込まれている。接続口
31から主流路32の入口絞部33までは下流に向ってテーパ
状の壁面34となっており、そこにアイドル流路35の入口
が複数個開口している。
主流路32の構造体である内筒44は後方開口36まで貫通し
ているが、そこに可動弁体37が後退位置から絞り部座面
38までの調節流域39で前進後退可能に嵌挿されているの
で、排気ガス流はそのエネルギーの大小に応じて開閉さ
れる。可動弁体37は後方の主流路32の壁面に固定された
固定子40に嵌挿されているコイルばねからなる可動弁体
付勢部材41によって前記絞り部の座面38に当接してい
る。例示の可動弁体37は正面にやや偏平な半球状の受圧
面42を有し、固定子40は後端に円錐状の整流覆43を有す
る。
主流路32の構造体である内筒44は内外を貫通する多数の
小孔を有し、調節流域39のものは調節口45で高回転時に
排気ガス流を流す通路となり、後方小孔46は後方開口36
へ流出する排気ガスの通路となる。それらの中間部分に
は断熱部47、その外周に断熱層48が設けてありコイル状
のばねからなる付勢部材41を加熱から保護している。な
お可動弁体37等にも断熱対策を施すと良い。
内筒44の外周には有孔筒49、断熱筒50、有孔カバー51が
同心に設けられており、断熱筒50の内側に２重のバイパ
ス路52、53形成され、そこに前記アイドル流路35の出口
が開口し、また後方にはバイパス加速出口54が開口して
いる。55は環状壁、56は排気ガス流の加速整流子、57は
同排出路を示す。
而して前述の固定子40はねじ部58によって内筒44に位置
調整可能に取付けられ、それによって主にばね41の強さ
を変え可動弁体37の移動量、応答性等を調整することが
できる。この応答性等はばね41のみならず受圧面42の形
態によっても変化し、第４図に示す例では（ａ）に鎖線
図示した凹面形が最も鋭敏で、平面形がそれに次ぎ、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）ほどエネルギー変化に対する安
定性が増す。逆にいえば付勢部材41として同じコイルば
ねを用いても円錐受圧面の場合は平面受圧面等よりばね
定数が強いように作用し、応答性も変化する。（ａ）、
（ｄ）の鎖線は凸面と平面の組合せにより所要の応答性
等を得る受圧面の例を示す。
なお例示の本体30の後方には、本体30を通過した排気ガ
ス流の加速装置60が設けられており、これはテーパ管部
61と第１、第２の加速部62、63により排気ガス流をさら
に多段加速し強力な負圧を形成するもので、その負圧に
より両加速部62、63の直後に設けた第１、第２空気導入
口64、65に通じた吸引管70を介してエンジン10を冷却し
た空気流を吸引する構成を有し、極めて強力な強制空冷
をエンジンの回転数に応じて得られるため、例えば水冷
エンジンのウォータジャケットをそのままエアジャケッ
トとしただけでも十分な冷却効果が得られる。66は冷却
空気の取入口、67は排気音の逆行と瞬間的な圧力の脈動
を防止する逆サイレンサ、68はケーシング、69はテイル
チューブ、71は外部冷却ファンで必要に応じ設けられ
る。
（発明の作用） 以上の構成に於て、エンジン10が始動していない状態で
は可動弁体37は付勢部材41によって前方に付勢され絞り
部座面38に接しており、故に主流路32は閉じている。
エンジン10が始動すると排気系管20を流れる排気ガス流
は接続口31より本体30に流入するが、排気ガスエネルギ
ーが小さいので主流路は32は閉じたままであり、アイド
ル流路35からバイパス路52、53を経て加速装置へ流入し
てテイルチューブ69から大気放出される。
このときアイドル流路35はアイドル時の排気ガス流量に
対して小流量に設定されているのでテーパ状壁面34で囲
まれた室の内圧は高まり、その結果エンジン10に負荷が
加わったのと同じ状態となるので、エンジン10は負荷に
対抗するために出力を上げ、トルクが向上する。
エンジンの回転数が高まると増大した排気ガス流のエネ
ルギーは付勢部材41の弾力に打勝って可動弁体37を後退
させ釣合った位置で停まるので主流路32が開かれるよう
になる。即ち排気ガス流が衝突する受圧面42と座面38間
の調節流域39に於る調節口45が可動弁体37の後退量に応
じた範囲だけ開口し、排気ガス流を主流路32からもバイ
パス路52、53へ流すようになる。
この場合には可動弁体37の受圧面42が付勢部材41の弾力
により排気ガス流のエネルギーの対抗しているのでエン
ジン10に対して負荷となる割合はアイドル時よりは減少
しているが、依然低速トルクを向上させる方向に作用し
ている。
さらにエンジンの回転数が高まり定常運転域に達すると
可動弁体37は完全に後退して調節流域39の調節口45を全
開とするので、このときの排気ガス流のエネルギーに対
する負荷は相対的に極少となり、スムーズに排気ガスを
通過させる。このような状態では排気ガス流はバイパス
路52、53に流入し環状の障壁55に衝突し、主として後方
開口36より流出する、と同時に膨脹、う回、共鳴等消音
作用により消音され、回転数が或る一定値以上に高まり
パワーバンド領域に達すると加速出口54を通る排気ガス
流量が高まり、排気音が高調する。
なお、アクセルが全閉のアイドル状態では加速装置60か
ら吸引管70への逆流は起らない。また高回転時からアク
セルを全閉にしたときは排気ガスの流出がアイドル流路
35により制限される結果、排気ブレーキの機能を発揮
し、エンジンブレーキの作用を高めるのに寄与する。
（発明の効果） 従って本発明によれば内燃機関のアイドル運転時に、大
きなトルクを得ることができるので、アイドリングが非
常に安定し、しかもアイドル時より次第に回転数を上昇
させても、排気ガス流のエネルギーの増大に応じて可動
弁体が連続的に位置を変え、主流路を通過する排気ガス
流量が増加してトルクを増大させ、安定な運転状態を全
回転域に亘り維持する効果を奏する。このためアイドル
回転数を著しく低く設定しても、運転停止等の事態に到
ることがなく回転が安定し、例えば自動車等をローギヤ
で多少出力不足気味にしても十分発進させることができ
る効果がある。また、中速、高速回転時には可動弁体が
移動して主流路を全開まで可変するので中速、高速運転
領域にもトルクが増大するため運転状態全域にわたって
大きなトルクを発生させる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る内燃機関用低速トルク発生装置の実
施例を示すもので、第１図は本発明の装置を実施した内
燃機関の概念図、第２図はマフラーの一部縦断側面図、
第３図は要部拡大断面図、第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）は可動弁体の形態を例示する側面図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の排気系管（20）の最下流に取り
    付けられる本体（30）と、 多量の排気ガスの通過が可能なように前記本体に設けら
    れた主流路（32）と、 排気ガス流のエネルギーが小さいときは主流路を閉じ、
    かつ排気ガス流のエネルギーの増減に応動して位置を変
    えるように前記主流路内に組み込まれた可動弁体（37）
    と、 前記可動弁体が当接可能であり、かつ当接時に前記主流
    路を閉塞するように主流路の周縁部に形成された座面
    （38）と、 前記可動弁体を前記閉塞位置に弾性的に付勢し、かつ内
    燃機関のアイドル回転時に主流路を閉塞する位置から内
    燃機関の回転の増大に比例的に可動弁体が位置を変える
    ように予め設定された可動弁体に対する付勢部材（41）
    と、 複数の調節口を有し、排気ガスエネルギーの増大に応動
    する前記可動弁体の位置により、主流路を通過する排気
    ガス流量が増大するように主流路に形成された調節口手
    段と、 主流路とは別に前記本体に設けられ、低速回転時に内燃
    機関の回転を停止させない範囲で排気ガスを流出させる
    小流量に設定されかつ常に開いているアイドル流路（3
    5）と からなることを特徴とする内燃機関用低速トルク発生装
    置。
  2. 【請求項２】可動弁体（37）は主流路内に前後動可能に
    組込まれたシリンダー状で、はねからなる付勢部材（4
    1）により排気ガス流に抗する方向へ付勢されており、
    可動弁体の前後動方向に沿った主流路の壁面にアイドル
    流路へ通じる調節孔（25）が設けられている特許請求の
    範囲第１項記載の内燃機関用低速トルク発生装置。
  3. 【請求項３】主流路（32）とアイドル流路（35）が排気
    系のマフラーに設けられている特許請求の範囲第１項記
    載の内燃機関用低速トルク発生装置。
  4. 【請求項４】可動弁体（37）は正面に凸面状の受圧面を
    有する特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用低速トル
    ク発生装置。
JP62323593A 1987-12-21 1987-12-21 内燃機関用低速トルク発生装置 Expired - Lifetime JPH0730705B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62323593A JPH0730705B2 (ja) 1987-12-21 1987-12-21 内燃機関用低速トルク発生装置
US07/219,248 US4909034A (en) 1987-12-21 1988-07-15 Low speed back pressure generator for affecting torque of an internal combustion engine

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JP62323593A JPH0730705B2 (ja) 1987-12-21 1987-12-21 内燃機関用低速トルク発生装置

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JPH01167409A JPH01167409A (ja) 1989-07-03
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JP62323593A Expired - Lifetime JPH0730705B2 (ja) 1987-12-21 1987-12-21 内燃機関用低速トルク発生装置

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