JP2001073761A - 2サイクル多気筒エンジン - Google Patents

2サイクル多気筒エンジン

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JP2001073761A
JP2001073761A JP25246199A JP25246199A JP2001073761A JP 2001073761 A JP2001073761 A JP 2001073761A JP 25246199 A JP25246199 A JP 25246199A JP 25246199 A JP25246199 A JP 25246199A JP 2001073761 A JP2001073761 A JP 2001073761A
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JP
Japan
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cylinder
exhaust
cylinders
exhaust pipe
engine
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JP25246199A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Tanaka
義信 田中
Seiichi Kai
誠一 甲斐
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各気筒に接続される個別排気管の長さが互い
に異なっていても、組立後に調整作業を要することなく
各気筒の出力性能を同一に揃えることができる2サイク
ル多気筒エンジンを提供する。 【解決手段】 複数の気筒13A〜13Cの排気ポート
20のそれぞれに接続された個別排気管9A〜9Cが、
集合排気管10の膨張部10aの上流側に接続され、少
なくとも2つの個別排気管の長さが互いに異なってい
る。気筒13A〜13Cの排気タイミングは、個別排気
管個別排気管9A〜9Cの長さの相違に応じて異なって
おり、これにより各気筒13A〜13Cの最大出力回転
数が同一に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の気筒の排気
ポートのそれぞれに接続された個別排気管が集合排気管
の膨張部の上流側に接続して、排気系をコンパクト化し
た2サイクル多気筒エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】2サイク
ル多気筒エンジンにおいて、排気系のコンパクト化のた
めに、各気筒からの個別排気管を共通の集合排気管に接
続して、集合排気管の膨張部で消音を図るものがある。
その場合、各個別排気管の長さが異なっていると、各気
筒の同調回転数が変わり、個別排気管の短い気筒では回
転数が高いところで最大出力が得られる高速型の出力性
能となり、また個別排気管の長い気筒では回転数が低い
ところで最大出力が得られる低速型の出力性能となる。
その結果、エンジン全体として、所望の回転数で所定出
力が得られるように出力性能を設定することが困難にな
る。
【0003】また、個別排気管の不等長に起因して各気
筒の出力性能が異なると、各気筒毎にキャブセッティン
グの変更を行ったり、点火時期を各気筒毎に最適なタイ
ミングに調整する必要があり、各気筒毎に異常燃焼域も
変わってくるために圧縮比が制約を受けるなど、自由度
の少ないエンジンになる。
【0004】そこで、各個別排気管の長さを同一にする
ことが考えられるが、そのためには一部の個別排気管を
大きく曲げる必要が生じ、例えば設置スペースの小さい
小型滑走艇に搭載するようなエンジンの場合、設置スペ
ースが制限される。
【0005】なお、各気筒の出力性能を調整する手段と
して、例えば気筒の掃気孔に移動自在なバルブを設け、
そのバルブの移動により掃気孔の開孔面積を変化させ
て、圧縮比、膨張比を制御するようにしたもの(実開平
3−73626号公報)を採用することもできるが、こ
の場合には、エンジンの構造が複雑になり、部品点数も
増加し、さらに制御装置が必要となり、これらがコスト
アップを招くことになる。
【0006】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、各気筒に接続される個別排気管の長さが互いに異
なっていても、組立後の調整作業を要することなく各気
筒の出力性能を同一に揃えることができる2サイクル多
気筒エンジンを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明の請求項1に係る2サイクル多気筒エン
ジンは、複数の気筒の排気ポートのそれぞれに接続され
た個別排気管が、集合排気管の膨張部の上流側に接続さ
れ、少なくとも2つの個別排気管の長さが互いに異なっ
ており、各気筒の最大出力回転数が同一に設定されてい
る。
【0008】この構成の2サイクル多気筒エンジンによ
れば、個別排気管の長さに差異があるにもかかわらず、
各気筒の最大出力回転数が同一に設定されているので、
組立後の調整作業を要することなく、各気筒の出力性能
を同一に揃えることができる。
【0009】また、本発明の請求項2に係る2サイクル
多気筒エンジンは、請求項1の構成において、前記個別
排気管の長さの相違に応じて気筒の排気タイミングが異
なっている。
【0010】この構成の2サイクル多気筒エンジンによ
れば、出力性能が高速型となる短い個別排気管が接続さ
れる気筒については、排気タイミングを遅らせて出力性
能を低速型へシフトさせ、出力性能が低速型となる長い
個別排気管が接続される気筒については、排気タイミン
グを早くして出力性能を高速型へシフトさせるので、組
立後の調整作業を要することなく、各気筒の出力性能を
同一に揃えることができる。
【0011】また、本発明の請求項3に係る2サイクル
多気筒エンジンは、請求項2の構成において、前記排気
タイミングの相違に応じて燃焼室容積が調整されて、各
気筒が同一の圧縮比に設定されている。
【0012】この構成の2サイクル多気筒エンジンによ
れば、個別排気管の長さの相違に応じて気筒の排気タイ
ミングが異なっていても、排気タイミングの相違に応じ
て燃焼室容積が調整されて、各気筒が同一の圧縮比に設
定されているので、排気タイミングの相違により、高圧
縮比となって異常燃焼を起こす気筒が生じるのを回避で
きる。ここで、燃焼室容積とは、シリンダとピストンと
で形成される作動室のうち、ピストンの上死点における
シリンダ内方空間の容積であり、圧縮比とは、排気ポー
トの開放開始時点(ピストンの上端と排気ポートの上縁
が一致した時点)における作動室の容積と前記上死点に
おける燃焼室の容積との比である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
2サイクル多気筒エンジンを図1ないし図6にしたがっ
て説明する。図1は、この実施形態の2サイクル多気筒
エンジンを搭載した小型滑走艇の側面図である。図1に
おいて、小型滑走艇1の船体2はハル2aの上にデッキ
2bを接合して構成され、デッキ2bには座席2cと足
台(床)2dとが設けられ、さらに、ハンドル2eを備
えている。船尾部の船底に設けたダクト9内には水ジェ
ット式の推進機3が装着されており、そのシャフト7は
カップリング6を介して船内の2サイクル多気筒エンジ
ン4のクランク軸5に連結されている。エンジン4によ
り推進機3が駆動され、船体2が推進する。
【0014】小型滑走艇1に搭載された2サイクル多気
筒エンジン4は、3つの気筒13A,13B,13C
(図2)を直列配置した3気筒のものであり、クランク
軸4の軸心が船体2の前後方向と合致する向きにして、
ハル2aの船底部に取り付けられている。エンジン4か
らの排気ガスは、排気管8により船体2内に配置された
水マフラ11に導かれ、消音された排気ガスがテールパ
イプ12を介して船体2の後方へ排出される。
【0015】図2は前記エンジン4を船首側から見た一
部破断した正面図である。同図に示すように、エンジン
4の各気筒13A〜13Cのシリンダ30内にはピスト
ン14が摺動自在に配置され、シリンダ30内における
ピストン14の上方に作動室15が形成されている。ま
た、気筒13A〜13Cのシリンダ下方のクランクケー
ス16内のクランク室17にはクランク軸5が配置さ
れ、このクランク軸5と前記ピストン14とがコンロッ
ド18で連結されている。シリンダ30には、掃気ポー
ト19と排気ポート20とが、掃気ポート19よりも排
気ポート20の上縁20aが高くなるように形成されて
いる。気化器21とその上流の吸気ボックス22とを含
む吸気装置23からの混合気は、ピストン14が下死点
から上死点に向かう圧縮工程でクランクケース16内へ
吸入され、ピストン14が上死点から下死点へ移動する
膨張過程で掃気ポート19を経て作動室15内に流入す
る。作動室15に流入した混合気は、圧縮過程で作動室
15内で圧縮され、その上部の燃焼室25において燃焼
し、膨張過程では前記混合気の作動室15への流入に先
立ち、排気ポート20から燃焼ガスの排出が開始され
る。
【0016】図3は前記エンジン4を左舷側から見た側
面図である。前記排気管8は、各気筒13A〜13Cの
排気ポート20に接続されて排気ガスを個別に導出する
複数(ここでは3本)の個別排気管9A,9B,9C
と、各個別排気管9A〜9Cを通った排気ガスを集合さ
せて導出する単一の集合排気管10とを有している。集
合排気管10は途中に膨張部10aを有し、個別排気管
9A〜9Cは、集合排気管10の前記膨張部10aの上
流側に接続されている。これにより、各気筒13A〜1
3Cからの排気ガスは、個別排気管9A〜9Cと集合排
気管10の膨張部10aとで脈動を生じて、円滑に排出
される。小型滑走艇1内のエンジン4の設置部はスペー
スに余裕がないので、例えば、二点鎖線で示すように、
最前部と中間の個別排気管9A,9Bを大きく曲げて、
前記各個別排気管9A〜9Cの集合排気管10までの長
さLa,Lb,Lcを同一にすることは困難であること
から、ここでは最前部の気筒13Aに対応する個別排気
管9Aの長さLaが最も短く、中間に位置する気筒13
Bに対応する個別排気管9Bの長さLbが次に長く、最
前部の気筒13Cに対応する個別排気管9Cの長さLc
が最も長く設定されている。
【0017】一方、エンジン4の各気筒13A〜13C
では、対応する個別排気管9A〜9Cの長さの相違に応
じて排気タイミングを異ならせてある。つまり、各気筒
13A〜13Cでは、図4に示すように排気ポート20
の上縁20aの高さ位置をそれぞれ異ならせてある。す
なわち、各気筒13A〜13Cのクランク軸心Cから燃
焼室25の下端に相当するピストン上死点Pまでの高さ
Hが同一であり、長さの最も短い個別排気管9Aが接続
される気筒13Aでは(図4(A))、クランク軸心C
から排気ポート20の上縁20aまでの高さHaが、2
番目に長い個別排気管9Bが接続される気筒13Bの高
さHb(図4(B))よりも低く設定されている。ま
た、長さが最も長い個別排気管9Cが接続される気筒1
3Cでは(図4(C))、クランク軸心Cから排気ポー
ト20の上縁20aまでの高さHcが、2番目に長い個
別排気管9Bが接続される気筒13Bの高さHbよりも
高く設定されている。すなわち、Ha<Hb<Hcとな
るように、排気ポート20の上縁20a高さが異ならせ
ている。これにより、図5に示すように、各気筒13A
〜13Cの最大出力回転数が同一となるように設定され
る。
【0018】これに対し、前記したように各気筒13の
排気タイミングを異ならせない場合には、図6に示すよ
うに、各気筒13A〜13Cの最大出力回転数が異なる
ことになる。すなわち、長さが最も短い個別排気管9A
が接続される気筒13Aでは、2番目に長い個別排気管
9Bが接続される気筒13Bに比べて最大出力回転数が
高速側にずれる。また、長さが最も長い個別排気管9C
が接続される気筒13Cでは、2番目に長い個別排気管
9Bが接続される気筒13Bに比べて最大出力回転数が
低速側にずれる。
【0019】さらに、この実施形態では、前記排気タイ
ミングの相違に応じて、燃焼室25の容積が調整され、
各気筒13A〜13Cが同一の圧縮比となるようにされ
ている。すなわち、排気タイミングを最も遅くした気筒
13Aでは(図4(A))、燃焼室25の頂面25aを
深く凹ませた形状とすることにより、燃焼室25の容積
が、2番目に排気タイミングの遅い気筒13Bの場合の
燃焼室25(図4(A)に鎖線で示す)よりも大きく設
定されている。また、排気タイミグを最も早くした気筒
13Cでは(図4(C))、燃焼室25の容積が2番目
に排気タイミングが遅い気筒13Bの場合の燃焼室25
(図4(C)に鎖線で示す)よりも小さく設定されてい
る。これにより、前記したように排気タイミングを各気
筒13A〜13C間で相違させたことで圧縮比が異なる
のを解消して、一部の気筒で高圧縮比のために燃焼タイ
ミングが早まるのを回避することができる。
【0020】燃焼室25の容積を変えて各気筒13A〜
13Cの圧縮比を同一にできない場合には、例えば高圧
縮比となる気筒の点火時期を遅らせることにより、燃焼
タイミングが早まるのを回避するようにしてもよい。
【0021】このように、前記構成の2サイクル多気筒
エンジン4では、個別排気管9A〜9Cの長さに差異が
あるにもかかわらず、各気筒13A〜13Cの最大出力
回転数が同一に設定されているので、組立後の調整作業
を要することなく、各気筒13A〜13Cの出力性能を
同一に揃えることができる。
【0022】前記実施形態では、図3に示すように、各
気筒13A〜13Cに対応する個別排気管9A〜9Cの
長さが互いに異なる場合について説明したが、図7に示
すように、3つの気筒13A〜13Cに対応する個別排
気管9A〜9Cのうち、前後の2つの気筒13A,13
Cに対応する個別排気管9A,9Cの長さLa,Lcが
同一で、中間に位置する気筒13Bに対応する個別排気
管9Bの長さLbだけが短い場合にも(La=Lc>L
b)、ほぼ同様にして、全気筒13A〜13Cの最大出
力回転数を同一に設定することができる。すなわち、こ
の場合には、例えば前後の2つの気筒13A,13Cの
排気タイミングを、中間に位置する気筒13Bの排気タ
イミングより早くするか、または中間位置の気筒13B
の排気タイミングを、他の2つの気筒13A,13Cの
排気タイミングより遅くすればよい。また、この場合に
も、排気タイミングの相違に起因する燃焼タイミングの
ずれは、前記したように、燃焼室25の容積を変えて圧
縮比を揃えたり、点火時期を変えることで回避すること
ができる。
【0023】また、図8に示すように、2気筒の2サイ
クルエンジン4の場合で、両気筒13A,13Bに対応
する個別排気管9A,9Bの長さLa,Lbが異なる場
合にも、先の実施形態の場合と同様に両気筒13A,1
3Bの排気タイミングを変えることで、各気筒13A,
13Bの最大出力回転数を同一に設定することができ
る。また、排気タイミングの相違に起因する燃焼タイミ
ングのずれを、燃焼室25の容積を変えて圧縮比を揃え
たり、点火時期を変えることで解消することができるこ
とも、先の実施形態の場合と同様である。
【0024】さらに、本発明は4気筒以上のエンジンに
ついても、同様に適用できる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明の2サイクル多気
筒エンジンによれば、複数の気筒の排気ポートのそれぞ
れに接続された個別排気管が、集合排気管の膨張部の上
流側に接続され、少なくとも2つの個別排気管の長さが
互いに異なっており、各気筒の最大出力回転数が同一に
設定されているので、エンジン組立後に調整作業を要す
ることなく各気筒の出力性能を同一に揃えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る2サイクル多気筒エ
ンジンを搭載した小型滑走艇を示す側面図である。
【図2】前記エンジンの部分破断正面図である。
【図3】同エンジンの側面図である。
【図4】同エンジンの各気筒の排気タイミングを異なら
せた例を示す断面正面図である。
【図5】同エンジンの出力特性図である。
【図6】同エンジンにおいて排気タイミングを異ならせ
ない場合の出力特性図である。
【図7】2サイクル多気筒エンジンの他の例を示す側面
図である。
【図8】2サイクル多数気筒エンジンのさらに他の例を
示す側面図である。
【符号の説明】
4…2サイクル多気筒エンジン、9A〜9C…個別排気
管、10…集合排気管、10a…膨張部、13A〜13
C…気筒、15…燃焼室、20…排気ポート、20a…
上縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G004 AA05 BA03 DA02 DA12 3G023 AA02 AA19 AB01 AC01 AD04 AF01 AF02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の気筒の排気ポートのそれぞれに接
    続された個別排気管が、集合排気管の膨張部の上流側に
    接続され、 少なくとも2つの個別排気管の長さが互いに異なってお
    り、 各気筒の最大出力回転数が同一に設定されている2サイ
    クル多気筒エンジン。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記個別排気管の長
    さの相違に応じて気筒の排気タイミングが異なっている
    2サイクル多気筒エンジン。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記排気タイミング
    の相違に応じて燃焼室容積が調整されて、各気筒が同一
    の圧縮比に設定されている2サイクル多気筒エンジン。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007093843A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-23 Supersprint S.R.L. Exhaust assembly for optimising the performances of internal combustion engines for motorcars

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007093843A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-23 Supersprint S.R.L. Exhaust assembly for optimising the performances of internal combustion engines for motorcars

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