JP2000064859A - ユニフロ−型２サイクルエンジン - Google Patents
ユニフロ−型２サイクルエンジンInfo
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- JP2000064859A JP2000064859A JP10233377A JP23337798A JP2000064859A JP 2000064859 A JP2000064859 A JP 2000064859A JP 10233377 A JP10233377 A JP 10233377A JP 23337798 A JP23337798 A JP 23337798A JP 2000064859 A JP2000064859 A JP 2000064859A
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- exhaust valves
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
- F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】シリンダに開口している掃気ポ−トをピストン
で開閉してシリンダ内への空気供給を図り、燃焼ガスは
シリンダヘッドの複数の排気ポ−トを経て排出され、各
排気ポ−トに排気弁が設置されている形式のユニフロ−
型２サイクルエンジンにおいては、排気弁の作動角が小
さいために、開閉加速度がおおきくなる。このような事
情によって、複数個の排気弁の着座音が大きくなり、エ
ンジンの静粛化にとって不利であった。 【解決手段】そのために、複数個の排気弁１２の着座時
期をずらせて、集中的な着座音を分散化させ、エンジン
の静粛化を図っている。
で開閉してシリンダ内への空気供給を図り、燃焼ガスは
シリンダヘッドの複数の排気ポ−トを経て排出され、各
排気ポ−トに排気弁が設置されている形式のユニフロ−
型２サイクルエンジンにおいては、排気弁の作動角が小
さいために、開閉加速度がおおきくなる。このような事
情によって、複数個の排気弁の着座音が大きくなり、エ
ンジンの静粛化にとって不利であった。 【解決手段】そのために、複数個の排気弁１２の着座時
期をずらせて、集中的な着座音を分散化させ、エンジン
の静粛化を図っている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ユニフロ−型２
サイクルエンジンにおける排気弁の作動に関するもの
で、ユニフロ−型２サイクルエンジンの作動特性に注目
して排気弁の作動制御を図るものである。 【０００２】 【従来の技術】ユニフロ−型２サイクルエンジンの形式
として、シリンダに開口している掃気ポ−トをピストン
で開閉してシリンダ内への空気供給を図り、燃焼ガスは
シリンダヘッドの複数の排気ポ−トを経て排出され、各
排気ポ−トを開閉する排気弁が設置されているものが知
られている。その一例として特開平６−３３８３０号公
報を挙げることができる。ここに開示されている技術
は、上記形式のユニフロ−型２サイクルエンジンであ
り、排気ポ−トは４個、それらを開閉する排気弁も４個
とされている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、ユニフロ−
型２サイクルエンジンにおいては、１ストロ−クに１回
排気弁が開閉するので、４サイクルエンジンとは異な
り、排気弁を短い期間で所要のリフト量（４サイクルエ
ンジンと同等）にわたって作動させなければならない。
このことは、排気弁の開閉加速度が大きくなって着座時
の衝撃エネルギ−が増大し、着座音も大きくなるという
本来的な問題を生むことになる。一方、排気効率を高め
てエンジンの動力性能を改善するために、排気弁を複数
個設置することが行われているが、これは全ての排気弁
が同時に開閉するものであるので、着座音の問題がます
ます大きくなる。前記公報のように４個の排気弁が設置
されているような場合においては、一層、本問題の解決
が迫られる。 【０００４】 【課題を解決するための手段とその作用】本発明は、上
述のようなユニフロ−型２サイクルエンジン固有の問題
に注目して発案されたものであり、請求項１の発明は、
シリンダに開口している掃気ポ−トをピストンで開閉し
てシリンダ内への空気供給を図り、燃焼ガスはシリンダ
ヘッドの複数の排気ポ−トを経て排出され、各排気ポ−
トを開閉する排気弁が設置されている形式のものにおい
て、各排気弁の着座時期がずらされていることを特徴と
している。したがって、着座時の衝撃エネルギ−を分散
させることができて、着座音の低減が図られる。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、図示の実施形態にしたがっ
て本発明を詳しく説明する。図１は、エンジンのクラン
ク軸方向のある面で切断したところを示す縦断側面図で
あって、シリンダブロック１にシリンダヘッド２が結合
され、シリンダ３内にピストン４が挿入されている。掃
気ポ−ト５がシリンダ３に開口しており、この開口部の
周囲に掃気チャンバ６が環状に配置されている。掃気チ
ャンバ６に掃気管７の一端が接続され、他端はブロック
状に小さく図示した掃気ポンプ８に接続されている。図
示のものは自動車用の比較的小型のエンジンであり、ピ
ストン頂面に設けた凹状の燃焼室９内へ燃料噴射ノズル
１０から燃料を噴射する。なお、図１の断面の取り方な
ら、掃気管７が同図紙面の手前もしくは奥側に向かって
開口しているのであるが、理解しやすくするために同図
のような向きに図示してある。 【０００６】両排気ポ−ト１１、１１はシリンダヘッド
２の下面に開口しており、図１の紙面に対して垂直方向
に伸びて一つの排気通路に合流している。両排気ポ−ト
１１、１１の間に前述の燃料噴射ノズル１０が配置して
ある。排気弁１２、１２は排気ポ−ト１１、１１の開口
部に着座するように設置され、バルブステム１３、１３
をロッカア−ム１４、１４で押さえて開弁するもので、
図２から明らかなようにロッカア−ム１４の一端はピボ
ット１５に支持され、他端がバルブステム１３の上端面
に当たっている。バルブステム１３、１３にはスプリン
グシ−ト１６、１６が固定され、それとシリンダヘッド
２の上面との間にリタ−ンスプリング１６Ｓ、１６Ｓが
取り付けてある。カム軸１７のカム１８、１８がロッカ
ア−ム１４、１４に接触しており、カム１８、１８のリ
フトによって排気弁１２、１２が開閉する。図示のもの
は、排気弁が２個の場合であり、両排気弁の着座時期が
後述のように設定されている。 【０００７】前述の着座音の問題を解決するために、一
方の排気弁１２と他方の排気弁１２との着座時期がずら
されている。この「ずれ」を実現する方法としては種々
な方法が考えられるが、ここでは両カム１８、１８のプ
ロフィルを全く同じものとしておき、図３のようにカム
１８、１８の位相をずらしている。その位相差は角度θ
で示されている。こうすることによって、両排気弁１
２、１２の着座時期に「ずれ」が付与されるのであり、
そのずれ角度は排気機能にとって支障がなく、しかも着
座音を分散させ得る値に設定してあり、それはクランク
角度で３〜５度に相当している。 【０００８】このエンジンの作動を図４と関連付けて説
明する。掃気ポ−ト５が開きはじめるのは、ピストン４
の頂面が掃気ポ−ト５の上端を通過するときであり、掃
気ポ−ト５が全開になるのはピストン頂面が掃気ポ−ト
５の下端と同じかそれよりも僅かに下がった位置、すな
わち下死点にきたときである。図４の曲線１９が掃気ポ
−ト５の開閉状態を示しており、ＢＤＣは下死点、ＳＯ
は掃気ポ−ト開口の開始時期、ＳＣは掃気ポ−トの閉じ
終わる時期であり、この実施形態においてはＳＯは下死
点前４５〜５０度、ＳＣは下死点後４５〜５０度であ
る。 【０００９】他方、排気弁１２、１２の開弁は、燃焼が
進行してピストン４が下降しその頂面が掃気ポ−ト５を
開きはじめるまでに開始され、この開弁によって燃焼ガ
スの排出が始まる。そのわずか後から掃気ポ−ト５が開
きはじめると、流入空気によって燃焼ガスを追い出すよ
うにしてさらに排気が進行する。そして、ピストン上昇
中に掃気ポ−ト５が閉じられるときに排気弁１２も閉じ
られて圧縮行程に入ってゆく。図４の曲線２０が排気弁
の開閉状態を示しており、ＥＯは開弁時期、ＥＣは閉弁
時期であり、この実施形態においてはＥＯは上死点後８
０〜８５度、ＥＣは下死点後４５〜５０度である。 【００１０】ここで一方の排気弁１２の曲線が符号２０
のものであるとし、これに対して図３の方法で着座時期
をずらせると、他方の排気弁１２の曲線は符号２１のよ
うになる。両曲線は位相が角度θ分だけずれていて曲線
の形状は同じである。 【００１１】図４の排気弁の曲線は、両カムを同じ形状
にしているために、排気弁は開いてゆく過程においても
同じ曲線がずれた状態になっている。しかし、着座時期
だけをずらすという主旨からすると、両排気弁の開弁は
同じ時期に同じ曲線にのっとって作動し、閉弁の途上で
「ずれ」を付与するようにしてもよい。これは図５の一
点鎖線２２で示されている。このような曲線は、一方の
カム１８の閉弁側のプロフィルを、他方のものに対して
遅らせる側か早める側に変形させることによって求める
ことができる。 【００１２】上述の実施形態は、排気弁が２個の場合で
あるが、排気弁を４個にすることも可能である。４個に
すると排気弁１個当たりの質量が小さくなるので、２個
ずつずらすことにすることができる。すなわち、第１・
第２の排気弁を１本カム軸で駆動し、第３・第４の排気
弁を他の１本のカム軸で駆動し、両カム軸のカム位相に
「ずれ」を付与しておくのである。こうすることによっ
て４個の排気弁が同時に着座することが回避できるので
ある。なお、上述のような２個ずつのグル−ピングを止
めて、第１から第４までの各排気弁の着座時期を順番に
ずらすことも可能である。 【００１３】 【発明の効果】本発明によれば、シリンダに開口してい
る掃気ポ−トをピストンで開閉してシリンダ内への空気
供給を図り、燃焼ガスはシリンダヘッドの複数の排気ポ
−トを経て排出され、各排気ポ−トを開閉する排気弁が
設置されている形式のユニフロ−型２サイクルエンジン
の特質、すなわち排気弁の加速度特性に注目して、各排
気弁の着座時期がずらされているものであるから、排気
弁の着座が一時に集中することがなく、したがって、着
座音も分散的に発散されることとなり、エンジン騒音の
静粛化にとって有効である。また、本発明の考え方であ
れば、４個の排気弁の場合であっても１個当たりの質量
が小さくなることによって、前述のように２個ずつグル
−プ化して、「ずれ」を付与することも可能となり、排
気弁の多弁化によって排気効率をより高める際において
も有効に活用することができる。
サイクルエンジンにおける排気弁の作動に関するもの
で、ユニフロ−型２サイクルエンジンの作動特性に注目
して排気弁の作動制御を図るものである。 【０００２】 【従来の技術】ユニフロ−型２サイクルエンジンの形式
として、シリンダに開口している掃気ポ−トをピストン
で開閉してシリンダ内への空気供給を図り、燃焼ガスは
シリンダヘッドの複数の排気ポ−トを経て排出され、各
排気ポ−トを開閉する排気弁が設置されているものが知
られている。その一例として特開平６−３３８３０号公
報を挙げることができる。ここに開示されている技術
は、上記形式のユニフロ−型２サイクルエンジンであ
り、排気ポ−トは４個、それらを開閉する排気弁も４個
とされている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、ユニフロ−
型２サイクルエンジンにおいては、１ストロ−クに１回
排気弁が開閉するので、４サイクルエンジンとは異な
り、排気弁を短い期間で所要のリフト量（４サイクルエ
ンジンと同等）にわたって作動させなければならない。
このことは、排気弁の開閉加速度が大きくなって着座時
の衝撃エネルギ−が増大し、着座音も大きくなるという
本来的な問題を生むことになる。一方、排気効率を高め
てエンジンの動力性能を改善するために、排気弁を複数
個設置することが行われているが、これは全ての排気弁
が同時に開閉するものであるので、着座音の問題がます
ます大きくなる。前記公報のように４個の排気弁が設置
されているような場合においては、一層、本問題の解決
が迫られる。 【０００４】 【課題を解決するための手段とその作用】本発明は、上
述のようなユニフロ−型２サイクルエンジン固有の問題
に注目して発案されたものであり、請求項１の発明は、
シリンダに開口している掃気ポ−トをピストンで開閉し
てシリンダ内への空気供給を図り、燃焼ガスはシリンダ
ヘッドの複数の排気ポ−トを経て排出され、各排気ポ−
トを開閉する排気弁が設置されている形式のものにおい
て、各排気弁の着座時期がずらされていることを特徴と
している。したがって、着座時の衝撃エネルギ−を分散
させることができて、着座音の低減が図られる。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、図示の実施形態にしたがっ
て本発明を詳しく説明する。図１は、エンジンのクラン
ク軸方向のある面で切断したところを示す縦断側面図で
あって、シリンダブロック１にシリンダヘッド２が結合
され、シリンダ３内にピストン４が挿入されている。掃
気ポ−ト５がシリンダ３に開口しており、この開口部の
周囲に掃気チャンバ６が環状に配置されている。掃気チ
ャンバ６に掃気管７の一端が接続され、他端はブロック
状に小さく図示した掃気ポンプ８に接続されている。図
示のものは自動車用の比較的小型のエンジンであり、ピ
ストン頂面に設けた凹状の燃焼室９内へ燃料噴射ノズル
１０から燃料を噴射する。なお、図１の断面の取り方な
ら、掃気管７が同図紙面の手前もしくは奥側に向かって
開口しているのであるが、理解しやすくするために同図
のような向きに図示してある。 【０００６】両排気ポ−ト１１、１１はシリンダヘッド
２の下面に開口しており、図１の紙面に対して垂直方向
に伸びて一つの排気通路に合流している。両排気ポ−ト
１１、１１の間に前述の燃料噴射ノズル１０が配置して
ある。排気弁１２、１２は排気ポ−ト１１、１１の開口
部に着座するように設置され、バルブステム１３、１３
をロッカア−ム１４、１４で押さえて開弁するもので、
図２から明らかなようにロッカア−ム１４の一端はピボ
ット１５に支持され、他端がバルブステム１３の上端面
に当たっている。バルブステム１３、１３にはスプリン
グシ−ト１６、１６が固定され、それとシリンダヘッド
２の上面との間にリタ−ンスプリング１６Ｓ、１６Ｓが
取り付けてある。カム軸１７のカム１８、１８がロッカ
ア−ム１４、１４に接触しており、カム１８、１８のリ
フトによって排気弁１２、１２が開閉する。図示のもの
は、排気弁が２個の場合であり、両排気弁の着座時期が
後述のように設定されている。 【０００７】前述の着座音の問題を解決するために、一
方の排気弁１２と他方の排気弁１２との着座時期がずら
されている。この「ずれ」を実現する方法としては種々
な方法が考えられるが、ここでは両カム１８、１８のプ
ロフィルを全く同じものとしておき、図３のようにカム
１８、１８の位相をずらしている。その位相差は角度θ
で示されている。こうすることによって、両排気弁１
２、１２の着座時期に「ずれ」が付与されるのであり、
そのずれ角度は排気機能にとって支障がなく、しかも着
座音を分散させ得る値に設定してあり、それはクランク
角度で３〜５度に相当している。 【０００８】このエンジンの作動を図４と関連付けて説
明する。掃気ポ−ト５が開きはじめるのは、ピストン４
の頂面が掃気ポ−ト５の上端を通過するときであり、掃
気ポ−ト５が全開になるのはピストン頂面が掃気ポ−ト
５の下端と同じかそれよりも僅かに下がった位置、すな
わち下死点にきたときである。図４の曲線１９が掃気ポ
−ト５の開閉状態を示しており、ＢＤＣは下死点、ＳＯ
は掃気ポ−ト開口の開始時期、ＳＣは掃気ポ−トの閉じ
終わる時期であり、この実施形態においてはＳＯは下死
点前４５〜５０度、ＳＣは下死点後４５〜５０度であ
る。 【０００９】他方、排気弁１２、１２の開弁は、燃焼が
進行してピストン４が下降しその頂面が掃気ポ−ト５を
開きはじめるまでに開始され、この開弁によって燃焼ガ
スの排出が始まる。そのわずか後から掃気ポ−ト５が開
きはじめると、流入空気によって燃焼ガスを追い出すよ
うにしてさらに排気が進行する。そして、ピストン上昇
中に掃気ポ−ト５が閉じられるときに排気弁１２も閉じ
られて圧縮行程に入ってゆく。図４の曲線２０が排気弁
の開閉状態を示しており、ＥＯは開弁時期、ＥＣは閉弁
時期であり、この実施形態においてはＥＯは上死点後８
０〜８５度、ＥＣは下死点後４５〜５０度である。 【００１０】ここで一方の排気弁１２の曲線が符号２０
のものであるとし、これに対して図３の方法で着座時期
をずらせると、他方の排気弁１２の曲線は符号２１のよ
うになる。両曲線は位相が角度θ分だけずれていて曲線
の形状は同じである。 【００１１】図４の排気弁の曲線は、両カムを同じ形状
にしているために、排気弁は開いてゆく過程においても
同じ曲線がずれた状態になっている。しかし、着座時期
だけをずらすという主旨からすると、両排気弁の開弁は
同じ時期に同じ曲線にのっとって作動し、閉弁の途上で
「ずれ」を付与するようにしてもよい。これは図５の一
点鎖線２２で示されている。このような曲線は、一方の
カム１８の閉弁側のプロフィルを、他方のものに対して
遅らせる側か早める側に変形させることによって求める
ことができる。 【００１２】上述の実施形態は、排気弁が２個の場合で
あるが、排気弁を４個にすることも可能である。４個に
すると排気弁１個当たりの質量が小さくなるので、２個
ずつずらすことにすることができる。すなわち、第１・
第２の排気弁を１本カム軸で駆動し、第３・第４の排気
弁を他の１本のカム軸で駆動し、両カム軸のカム位相に
「ずれ」を付与しておくのである。こうすることによっ
て４個の排気弁が同時に着座することが回避できるので
ある。なお、上述のような２個ずつのグル−ピングを止
めて、第１から第４までの各排気弁の着座時期を順番に
ずらすことも可能である。 【００１３】 【発明の効果】本発明によれば、シリンダに開口してい
る掃気ポ−トをピストンで開閉してシリンダ内への空気
供給を図り、燃焼ガスはシリンダヘッドの複数の排気ポ
−トを経て排出され、各排気ポ−トを開閉する排気弁が
設置されている形式のユニフロ−型２サイクルエンジン
の特質、すなわち排気弁の加速度特性に注目して、各排
気弁の着座時期がずらされているものであるから、排気
弁の着座が一時に集中することがなく、したがって、着
座音も分散的に発散されることとなり、エンジン騒音の
静粛化にとって有効である。また、本発明の考え方であ
れば、４個の排気弁の場合であっても１個当たりの質量
が小さくなることによって、前述のように２個ずつグル
−プ化して、「ずれ」を付与することも可能となり、排
気弁の多弁化によって排気効率をより高める際において
も有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】動弁機構を簡略的に示す正面図である。
【図３】カムをずらせた状態を示す正面図である。
【図４】排気弁と掃気ポ−トとの開閉タイミングを示す
曲線図である。 【図５】他の排気弁と掃気ポ−トとの開閉タイミングを
示す曲線図である。 【符号の説明】 ３ シリンダ ５ 掃気ポ−ト ４ ピストン ２ シリンダヘッド １１ 排気ポ−ト １２ 排気弁
曲線図である。 【図５】他の排気弁と掃気ポ−トとの開閉タイミングを
示す曲線図である。 【符号の説明】 ３ シリンダ ５ 掃気ポ−ト ４ ピストン ２ シリンダヘッド １１ 排気ポ−ト １２ 排気弁
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 シリンダに開口している掃気ポ−トをピ
ストンで開閉してシリンダ内への空気供給を図り、燃焼
ガスはシリンダヘッドの複数の排気ポ−トを経て排出さ
れ、各排気ポ−トを開閉する排気弁が設置されている形
式のものにおいて、各排気弁の着座時期がずらされてい
ることを特徴とするユニフロ−型２サイクルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10233377A JP2000064859A (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | ユニフロ−型２サイクルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10233377A JP2000064859A (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | ユニフロ−型２サイクルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000064859A true JP2000064859A (ja) | 2000-02-29 |
Family
ID=16954156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10233377A Pending JP2000064859A (ja) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | ユニフロ−型２サイクルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000064859A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012060000A1 (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンの制御装置 |
| WO2014054732A1 (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-10 | 株式会社Ihi | ユニフロー掃気式２サイクルエンジン |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0968060A (ja) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Suzuki Motor Corp | 内燃機関の動弁装置 |
-
1998
- 1998-08-20 JP JP10233377A patent/JP2000064859A/ja active Pending
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| A02 | Decision of refusal |
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