JPH0243008B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動２輪車等に搭載される２サイクル
エンジンの排気孔制御装置に関する。

（従来技術） 従来の２サイクルエンジンの排気孔制御装置
は、第１図に示すように主排気孔１の上側に副排
気孔２を備え、副排気孔２を主排気孔１の途中部
分にバルブ３を介して開閉自在に連通している。
即ち排気孔の排気断面積を、バルブ３の回動によ
る副排気孔２の開閉により変化させ、エンジンの
回転速度に合わせるようにしている。

ところが上記のような構造では、エンジン回転
の低速回転域における出力向上を期待することは
できない。即ち排気の脈動により、低速回転域で
の出力はあまり高くならない。

なお低速回転域での出力向上のために、排気孔
に膨張室を連通させるようにしたものも開発され
ているが、高速回転域での出力に問題が残る。

（発明の目的） 低速から高速に至るいずれのエンジン回転域に
おいても、１つのバルブの開閉動作により出力を
向上できるようにすることを目的としている。

（発明の構成） (イ) 主排気孔と副排気孔を備えると共に膨張室を
備え、 (ロ) 上記主排気孔と副排気孔をそれらの上端縁を
略同一高さに揃えてシリンダ内へ別々に開口
し、 (ハ) 主排気孔の途中部分を、副排気孔及び膨張室
に開閉調節バルブを介して開閉自在に連通し、 (ニ) エンジン回転が低速回転域のときには主排気
孔に対して膨張室が開くと共に副排気孔が閉
じ、エンジン回転が高速になるに従い主排気孔
に対して膨張室が閉じていくと共に副排気孔が
開いていくように上記バルブをガバナ装置に連
動連結している。

（実施例） 第２図において、１０はシリンダ、１１はクラ
ンクケース、１２はピストンであつて、シリンダ
１０には吸入孔１３及び掃気孔１４が形成される
と共に、主排気孔１５及び副排気孔１６が形成さ
れている。吸入孔１３はリードバルブ１７を備え
ており、ピストン１２の上下運動によりクランク
室１８に対して開閉するようになつている。掃気
孔１４は、その下端部がクランク室１８に開口
し、上端部がピストン１２の上下運動によりシリ
ンダ１０内に開閉するようになつている。主排気
孔１５と副排気孔１６とは互いにシリンダ円周方
向に隣り合う位置でシリンダ１０内に開口してお
り、しかも両排気孔１５，１６の各開口部の上端
縁はシリンダ１０の同一円周上、即ち同一高さに
揃えられている。また両排気孔１５，１６の各開
口部のシリンダ中心線方向の長さは互いに等し
い。なお副排気孔１６の円周方向の幅は主排気孔
１５の円周方向の幅よりも大幅に細くなつてい
る。

第２図の−断面を示す第３図において、シ
リンダ１０の主排気孔１５部分の近傍に、一定容
積を有する膨張室２０が形成されており、該膨張
室２０の入口部２０ａ及び副排気孔１６の出口部
１６ａは、１つの軸状の開閉調節バルブ（回動バ
ルブ）２１を介して、主排気孔１５の途中部分に
開閉自在に連通している。

バルブ２１はシリンダ中心線と平行に配置され
ると共に、シリンダ１０のバルブ支持部２２の内
周面に回動自在に嵌合しており、また円弧状に切
り欠かれた排気通路部２３を備えている。

第３図はエンジン回転が低速の場合を示してお
り、膨張室２０と主排気孔１５は排気通路部２３
を介して連通しており、一方副排気孔１６はバル
ブ２１の外周面によつて閉ざされている。バルブ
２１は例えばガバナ装置１９（第６図）に連動連
結されており、エンジン回転速度の上昇により第
３図の矢印Ａ方向へと回動し、主排気孔１５に対
して膨張室２０を閉じていくと共に副排気孔１６
を開いていく。そして最終的には第４図に示すよ
うに主排気孔１５に対して膨張室２０を完全に閉
じ、副排気孔１６を完全に開くようになつてい
る。またエンジン回転が高速から下がるに従い、
バルブ２１は第４図の状態から矢印Ｂ方向へと回
動する。

次にバルブ２１とガバナ装置１９とを連動連結
するための機構の一例を説明する。第２図のバル
ブ２１は下方へ延びる延長部２１ａを有し、該延
長部２１ａには第５図に示すようにレバー２５が
一体的に固着され、該レバー２５はリンク２６を
介して垂直回動軸２７のレバー２８に連動連結し
ている。即ち回動軸２７が矢印Ｃ方向へ回動する
と、バルブ２１は矢印Ａ方向へ回動するようにな
つている。回動軸２７の下端部には垂直なピン２
９を有するアーム３０が固着されており、上記ピ
ン２９はスライダ３１の１対の環状アジヤスタプ
レート３２に挾持されている。スライダ３１はガ
バナ回転軸３３に軸方向摺動自在に嵌合してお
り、該スライダ３１の軸方向の摺動により、プレ
ート３２、ピン２９及びアーム３０を介して回動
軸２７を回動させるようになつている。

第５図の−断面を示す第６図において、ガ
バナ装置１９は、１対の皿形球面板３５，３６
と、両球面板３５，３６に挾まれた複数の遠心ボ
ール３７と、ガバナスプリング３８等を備えてお
り、いわゆる遠心ボール式ガバナ装置である。一
方の球面板３５は前記スライダ３１を一体に備え
ている。ガバナスプリング３８はアジヤスタプレ
ート３２とガバナ駆動ギヤ３９の間に縮設されて
おり、上記プレート３２を介して球面板３５を逆
矢印Ｄ方向（第５図）へと押し付けている。上記
駆動ギヤ３９はガバナ回転軸３３に固着されると
共に、クランク軸２４のクランクギヤ２４ａに噛
み合つている。なお第６図において、４０は軸
受、４１は垂直回動軸２７を回動自在に支持する
ボス部材である。

（作用） エンジン回転が低速の場合には、第６図の遠心
ボール３７にはあまり遠心力が作用せず、スライ
ダ３１は矢印Ｄ方向へ摺動しない。そのために第
３図に示すような状態にバルブ２１は保たれる。
即ち膨張室２０は主排気孔１５の途中部分に対し
て全開しており、一方副排気孔１６は主排気孔１
５に対して完全に閉ざされている。従つて排気断
面積は主排気孔１５の断面積に相当し、低速時の
エンジン特性に見合つたものとなると共に、膨張
室２０によつて排気脈動を吸収し、出力が向上す
る。

エンジン回転が高くなつてくると、第６図のガ
バナ回転軸３３の回転速度が高くなつてくること
により、ボール３７にかかる遠心力が増加し、遠
心力がガバナスプリング３８の弾性力に打ち勝つ
てボール３７は外方へと移動し、球面板３５と一
体のスライダ３１を矢印Ｄ方向へ摺動させる。ス
ライダ３の摺動により第５図のピン２９及びアー
ム３０を介して垂直回動軸２７が矢印Ｃ方向へ回
動し、さらにレバー２８、リンク２６及びレバー
２５を介してバルブ２１が矢印Ａ方向へ回動す
る。バルブ２１の矢印Ａ方向の回動により、第３
図の膨張室２０が次第に閉じられていくと共に、
副排気孔１６が主排気孔１５に対して次第に開い
ていく。即ち排気断面積は主排気孔１５の断面積
に、開かれた副排気孔１６の断面積部分を加えた
ものとなつて拡大し、高速時のエンジン特性に見
合つたものとなり、出力が向上する。また膨張室
２０が次第に閉ざされていくので、回転速度の上
昇に伴う排気流の速度上昇に対して排気流を乱す
ことはない。即ち前記副排気孔１６が開いていく
ことによる出力向上の妨げになることはない。な
お排気脈動はエンジン回転の上昇に伴つて自然に
減少していくため、膨張室２０が閉ざされていく
ことにより排気脈動が増大するおそれもない。

エンジン回転がオーバーランあるいは最高速と
なると、第４図に示すように主排気孔１５に対し
て副排気孔１６が完全に開き、排気断面積は主排
気孔１５の断面積に副排気孔１６の全断面積を加
えた最大限のものとなり、オーバーランあるいは
最高速時のエンジンに見合つたものとなる。また
膨張室２０は主排気孔１５に対し完全に閉ざされ
ており、排気流を乱すことはない。

（第２実施例） 第７図に示すように開閉調節バルブとして円筒
形のピストンバルブ４４を用いることもできる。
ピストンバルブ４４は弁孔４５に軸方向摺動自在
に嵌合し、ロツド４６の先端部に放射状の連結棒
４７を介して固着されている。ロツド４６は塞栓
４８に摺動自在に支持されると共に、弁孔４５外
へ延び出している。ロツド４６の外端部には、１
対のアジヤスタナツト４９，４９が軸方向移動調
節自在に螺着されており、両アジヤスタナツト４
９間には垂直なピン５０が係合している。ピン５
０はレバー２８の先端部に固着されており、レバ
ー２８は垂直回動軸２７の上端に固着されてい
る。垂直回動軸２７から遠心ボール式ガバナ装置
までの連動機構としては、前述の第５、第６図で
説明した機構と同じ機構を採用する。要するに第
５図では回動軸２７の回動運動を回動バルブ２１
の回動運動に変換するようにしているのに対し、
第７図のものでは回動軸２７の回動運動をロツド
４６及びバルブ４４の軸方向の往復運動に変換す
るようにしている。

副排気孔１６の出口部１６ａや膨張室２０の入
口部２０ａは、弁孔４５に対してピストンバルブ
４４の外周面により開閉されるようになつてお
り、弁孔４５は主排気孔１５の側孔５１を介して
主排気孔１５に連通している。

（第２実施例の作用） 第７図はエンジン回転が低速の場合を示してお
り、膨張室２０は弁孔４５内、バルブ４４内及び
側孔５１を介して主排気孔１５に連通しており、
一方副排気孔１６はバルブ４４の外周面により閉
じられている。

エンジン回転が高速になつてくると、前述の第
１実施例の場合と同様に回動軸２７が矢印Ｃ方向
へ回動し、レバー２８及びロツド４６を介してバ
ルブ４４を矢印A′方向へと引く。バルブ４４の
矢印A′方向への移動により、副排気孔１６が開
いていくと同時に膨張室２０が閉じていく。

エンジン回転がオーバーランまたは最高速の場
合には、第８図に示すように膨張室２０は完全に
閉じ、副排気孔１６は完全に開く。

（別の実施例） (1) ガバナウエイト式ガバナ装置に本発明の制御
装置を採用する。

(2) シリンダ内に対する副排気孔の開口部を、主
排気孔のシリンダ円周方向両側に配置する。

（発明の効果） (1) エンジン回転が低速回転域のときには副排気
孔１６が閉じており、それにより排気断面積が
小さく、エンジン回転が高速になるに従い副排
気孔１６が開かれていつて排気断面積が大きく
なり、オーバーラン又は最高速時には副排気孔
１６が完全に開かれて排気断面積が最大となる
ので、エンジン特性が略一定すると共に、特に
高速回転域においては、副排気孔１６を効率的
に利用できることにより、出力向上が顕著であ
る。

(2) エンジン回転が低速回転域のときに膨張室２
０が主排気孔１５に対して開くようにしている
ので、一般に低速回転域で問題となる排気脈動
を吸収することができ、それにより低速回転域
での出力も向上する。またエンジン回転が高速
になるに従い膨張室２０が閉じてゆくので、高
速回転域における膨張室２０による排気流の乱
れの発生はなく、上述の副排気孔１６による出
力向上を妨げることはない。

要するに本発明の開閉調節バルブ２１，４４
は、ガバナ装置１９に連動連結しており、エン
ジン回転数の高、低に応じて副排気孔１６を開
閉して、例えば高速回転域での排気断面積を増
加させて高速回転域での出力向上を図ると共
に、膨張室２０を開閉して、例えば低速回転域
の出力向上を達成しているのである。即ち高
速、低速回転域に応じて、それぞれ出力向上を
達成しているのである。

(3) １つのバルブ２１（又は４４）により膨張室
２０と副排気孔１６を同時に開閉調節するよう
にしているので、必要部品点数が少なく、また
エンジンが大形化しない。

(4) 主排気孔１５と副排気孔１６の上端縁を略同
一高さに揃えている。従つて高速回転時と低速
回転時の排気タイミングのずれが少なくなり、
エンジン特性を略一定に保て、また圧縮比を常
に略一定に保つことができる。

さらに排気孔面積が広くなり、高速回転時に
排気ガスの排気孔が早くなり、新規ガスの吸入
量が増えて出力向上となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断面図、第２図は本発明を
適用した２サイクルエンジンの縦断面図、第３図
は低速回転域での状態を示す第２図の−断面
図、第４図は最高速回転の状態を示す第２図の
−断面図、第５図は第２図の−断面部分
図、第６図は第５図の−断面図、第７、第８
図は別の実施例の水平断面図（第３、第４図に相
当する図）であつて、第７図は低速回転域、第８
図は最高回転状態を示している。１０…シリン
ダ、１５…主排気孔、１６…副排気孔、２０…膨
張室、２１…回動バルブ（開閉調節バルブの一
例）、４４…ピストンバルブ（開閉調節バルブの
一例）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主排気孔と副排気孔を備えると共に膨脹室を
   備え、上記主排気孔と副排気孔をそれらの上端縁
   を略同一高さに揃えてシリンダ内へ別々に開口
   し、主排気孔の途中部分を、副排気孔及び膨脹室
   に開閉調節バルブを介して開閉自在に連通し、エ
   ンジン回転が低速回転域のときには主排気孔に対
   して膨脹室が開くと共に副排気孔が閉じ、エンジ
   ン回転が高速になるに従い主排気孔に対して膨脹
   室が閉じていくと共に副排気孔が開いていくよう
   に、開閉調節バルブをガバナ装置に連動連結した
   ことを特徴とする２サイクルエンジンの排気孔制
   御装置。