JPH0361612A - ２サイクルエンジンの排気ロータリ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２サイクルエンジンの排気ロータリ弁に関し
、詳しくは、排気ポート下流の排気通路に設置したロー
タリ弁の設定可能な開閉タイミングを拡げ、広い回転数
の範囲で高トルクが得られる２サイクルエンジンに関す
る。

〔従来の技術〕

一般に２サイクルエンジンにおいて、ピストンによって
所定のタイミングで開閉される掃気ボートと排気ポート
とを備えているピストンボート掃気方式のものでは、掃
気・排気のタイミングがピストンの下死点に対して対称
となっており、掃気ボート閉後も排気ポートがまだ開い
ているために、ガスが圧縮されず吹き抜けが発生して、
出力、熱効率の低下および燃費の悪化と共に、排気ガス
エミッションが悪化する等の問題がある。

そこで、これらの対策として、排気ボート下流側の排気
通路にロータリ弁を設置し、排気ポートの閉じタイミン
グを早めるようにしたものが種々提案されている。

上記ロータリ弁は、第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（
ｃ）に示すような形状のものが一般的であり、毎サイク
ルの排気閉じタイミングが正しく同一になるように、ク
ランク軸の１回転に対してロータリ弁も１回転するよう
に駆動しているため、第５図（ａ）のタイプでは第６図
から明らかなように第７図に示すように、ロータリ弁の
１回転で排気通路が２回開いてしまう。

すなわちクランク角Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄの間に２回、排気ポ
ートは開き、クランク角Ｂ−Ｃ，Ｄ−Ａの間は通路を閉
じる。ここで第５図（ａ）の場合は、クランク角Ａ−Ｂ
の開き角は１４０°前後であり、一方、排気ポートの開
閉タイミングは通常７０〜９０°　（下死点前後）であ
り、掃気タイミングは通常５０〜８０”　　（下死点前
後）であるから、例えば排気ポートの開閉タイミングを
７０＠、掃気ボートの開閉タイミングを５５６とした時
、第８図のようになる。このボートタイミングに対して
排気ロータリ弁を取付け、掃気ボートが閉じるより早く
排気ポートを閉じるようにするためには、排気ロータリ
弁は破線のようなタイミングとなる。ここでＢが実際の
排気閉じタイミングとなる。

このタイミングを可変にすることにより、広い回転域で
高いトルクが得られるが、排気ロータリ弁の位相の可変
範囲、または固定式としてもその設定可能な範囲は、早
める側はＣが排気ボート閉と重なる点、遅らせる側はＡ
が７０°　（下死点前）と重なる点が、それぞれ限界と
なる。これは、排気ロータリ弁の１回転で排気ロータリ
弁が２回開いてしまうためである。

また、上記排気ロータリ弁の開き角１４０’を、更に拡
げるとＣ側の限界、狭めるとＡ側の限界が悪化するので
、排気ロータリ弁の開き角１４０°がほぼ適当な値とな
る。

排気ロータリ弁の１回転により排気ポートが１回だけ開
くよう構成したものには、例えば第９図および第１０図
、あるいは特開昭５９−２５０３０号公報に示す先行技
術が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来例において、第８図の排気
ロータリ弁の開き角を１４０’とした場合、第５図（ａ
）の例では、排気ボート径に対して排気ロータリ弁の径
が約２倍程度であるのに対し、約５倍位になるなど排気
ロータリ弁が大きくなって実現性に乏しい。また、第１
０図の例では、ディスク型弁であって、開き角の設定範
囲を決める自由度は広いが、ディスク径が排気ボート径
の約４倍となるなど組付上のスペースが増大するという
問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもの
で、排気ロータリ弁を扇形ロータとし、上記ロータが設
置される排気通路を屈曲させることにより、ロータリ弁
をコンパクトに形威し、ロータリ弁の開閉タイミングを
拡大して、広い回転数の範囲で高トルクが得られるよう
にした２サイクルエンジンの排気ロータリ弁を提供する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、排気ボート下流側
の排気通路に、エンジンのクランク軸に同期して駆動さ
れるロータリ弁を設置し、上記ロータリ弁の１回転にて
上記排気通路を１回開閉してなる２サイクルエンジンに
おいて、上記ロータリ弁を、所定の角度からなる扇形形
状とし、上記排気通路の排気ボート下流側に、上記ロー
タリ弁の所定扇形角度より大きい所定角度で屈曲させた
屈曲部を形成し、上記排気通路の屈曲部に上記ロータリ
弁を配設し、上記ロータリ弁の閉時期を上記排気ポート
の閉時期よりも早く、かつ上記ロータリ弁の開時期を上
記排気ポートの閉時期よりも遅くなるよう設定して上記
ロータリ弁の閉じ角度が上記所定扇形角度に略等しいこ
とを特徴とするものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、本発明による２サイクルエンジンの
排気ロータリ弁では、ロータリ弁がＩＥ転するのに対し
て排気通路の開閉は１回となり、ロータリ弁の閉時期が
、排気ポートの閉時期よ（も早く、かつ上記ロータリ弁
の開時期を上記排負ボートの閉時期よりも遅くなるよう
設定して上ｇｉロータリ弁の閉じ角度が上記所定扇形角
度に略美しくされるため、ロータリ弁の作動範囲が広く
畠定され、ロータリ弁の閉じタイミングの設定範田を可
変にすることができる。

従って、ロータリ弁の開閉タイミングを自由に設定して
エンジンの出力および燃費の向上を図２ことができると
共に、触媒層により排気エミッションを低減させること
ができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて熱明する。

第１図は本発明の一実施例を示す２サイクルニンジンの
全体構成図である。図において、符号ｉはエンジンの本
体であり、シリンダ２にピストン３が往復動自在に挿入
され、クランク室４のクランク軸５に対し偏心してコネ
クティングロッド８によりピストン３が連結されている
。

上記エンジン本体ｌの燃焼室７の頂部には、点火プラグ
８がおよびインジェクタ９が取付けられており、シリン
ダ２には、ピストン３によって所定のタイミングで開閉
される掃気ボート１０および排気ポート＋１が開口し、
この掃気ボート１ｏには掃気系が設けられると共に、排
気ポート１１の下流側に取付けた排気通路１２には、触
媒装置１８．排気チャンバ１４．マフラーＩ５が配設さ
れている。

ここで、上記掃気ボート１０に連通する掃気系は、掃気
ボートｌＯの上流側の掃気通路１６に、掃気ボートＩＯ
の開閉時の掃気圧力波を減衰させる掃気チャンバ１７．
掃気を冷却するインタークーラ１８を介して容積型の掃
気ポンプ１９が連設されている。また、掃気ポンプ１９
のエアクリーナ２ｏ側とインタークーラ１８の下流側と
の間には、バイパス通路２１が連通し、このバイパス通
路２１に負荷制御用の制御弁２２が設けられている。

上記制御弁２２は、開度変更手段２４を介してアクセル
ペダル２３に連結され、アクセルペダル２３のアクセル
開度に対して反比例的に開閉制御される。

またインジェクタ９には、燃料通路２Ｔが連通されてお
り、フィルタ２８．燃料ポンプ２９を介して燃料タンク
３０に連通し、燃料通路２７の途中に調圧弁３１が設け
られ、常に一定の燃圧を生じている。

さらに上記掃気ポンプ１９は、クランク軸５に取付けた
クランクプーリ３２とポンププーリ３３との間に巻掛け
たベルト３４を介して駆動されるものである。

一方、上記排気ポートｌ】に近接して排気通路１２には
、第２図に示すように下向きに屈曲する屈曲部１２ａが
形成され、上記排気通路１２の屈曲部１２ａに、外側屈
曲点３８の近傍に回転中心Ｏを有するロータリ弁３５が
設置されている。

上記ロータリ弁３５は、エンジンのクランク軸５より図
示しない巻掛伝動装置を介して駆動され、クランク軸５
に対して１：１で同期回転するようになっている。そし
てその回転方向は、図示するように排気ポートに先立っ
てロータリ弁３５を閉じる「閉じ開始側」で、ロータリ
弁３５の上流のボリュームが小さくなるように回転制御
される。

上記ロータリ弁３５は、第２図に示すように、所定の閉
じ角θ１を１８０’以下、例えば本実施例では１２０＠
を有する扇形筒形のロータ３５ａとケーシング８５ｂと
からなり、上記ロータ８５ａの外周面は、耐熱性、断熱
性および耐摩耗性の優れたセラミックスまたは耐熱鋼で
形成されている。

また、上記ロータ３５ａの外周面が接する排気通路１２
の内側接触面には、吹き抜けを防止するために円弧状の
シール部３６が形成されると共に、上記ケーシング８５
ｂの内周面には、触媒層３７がコーティングされ、ロー
タリ弁３５を通る排気ガスの浄化をも行なうよ・）にな
っている。

さらに排気通路Ｉ２の屈曲部１２ａの角度θ２は、ロー
タリ弁３５の閉じ角θ１（１２０’　）より若干大きい
角度θ２寓θ１＋αで屈曲されている。

第３図は本発明による他の実施例を示す要部の断面図で
あり、排気ポート１１に近接して排気通路１２を上向き
に屈曲させた屈曲部１２ｃに、外側屈曲点３８′の近傍
を回転中心Ｏとするロータリ弁３５が設置されている。

なお上記の実施例は、第２図に示した本発明による排気
通路１２の屈曲部１２ａとロータリ弁３５との位置関係
を上下方向に逆にした構造のものであり、ロータリ弁３
５の回転方向は逆でもよい。またロータリ弁３５は、中
空な筒状に限らず中実でもよい。

このように槽底された実施例では、ロータリ弁３５が回
転すると、排気通路１２の開き角を約２４０゜とするこ
とが可能であり、ロータリ弁３５の１回転で、排気通路
１２の開閉は１回となる。

従って、ロータリ弁３５の作動範囲は、第４図（ａ）に
示すように、ロータリ弁８５が最も早い時期に閉じるこ
との可能なりランク角Ｒｃ１では排気ポー）１１が閉じ
、しかもロータリ弁３５が開き始めるクランク角Ｒ，と
重ならない直後のクランク角で規制される。そこで、ロ
ータリ弁３５の早い閉時期のクランク角Ｒｅは、Ｒｅ−
（Ｒ（、−１Ｅｃ）−０１で設定される。

また、ロータリ弁８５が最も遅く閉じることの可能なり
ランク角Ｒｃ２は、第４図（ｂ）に示すように、排気ポ
ートｌｌが閉じるクランク角Ｅｃの直前のクランク角Ｒ
ｃ２まで持ってくることができる。

以上の条件からロータリ弁８５の閉じ角作動範囲はθ３
となり、この作動範囲内でロータリ弁３５の開閉タイミ
ングが適宜に定められ、広い回転数の範囲で高トルク特
性を得ることができると共に、可変タイミング方式への
適用が可能になる。

そしてロータリ弁３５は排気通路１２の屈曲部１２ａへ
配設したので、ロータリ弁３５の径は排気通路Ｉ２の径
に対し略２倍程度に抑えられ、コンパクトにまとめるこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による２サイクルエンジン
の排気ロータリ弁では、排気ロータリ弁を、所定の角度
からなる扇形形状とし、排気通路の排気ボート下流側に
、ロータリ弁の所定扇形角度より大きい所定角度で屈曲
部を形成し、排気通路の屈曲部にロータリ弁を配設した
ので、ロータリ弁をコンパクトに形成することができる
。

さらに、ロータリ弁の閉時期を、排気ポートの閉時期よ
りも早く、かつ上記ロータリ弁の開時期を上記排気ポー
トの閉時期よりも遅くなるよう設定して上記ロータリ弁
の閉じ角度が上記所定扇形角度に略等しいので、ロータ
リ弁の作動範囲を広くすることができるため、可変タイ
ミング方式に適用することができる。

さらにまた、可変タイミングのエンジンに適用すること
により、広い回転数の範囲で高いトルクが得られる。

また、ロータリ弁はロータとケーシングとの間で、ケー
シング内馬面に触媒層を形成したので、排気エミッショ
ンの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示す２サイクルエンジ
ンの全体構成図、第２図は同要部の拡大断面図、第３図
は他の実施例を示す要部の断面図、第４図は掃、排気ポ
ートの開閉タイミングの設定範囲を示す説明図、第５図
（ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）は従来のロータリ弁を示す
図、第６図Ａ−Ｄは従来のロータリ弁の作動説明図、第
７図は従来のロータリ弁の開き角を示す説明図、第８図
は従来の掃、排気ポートの開閉タイミングを示す説明図
、第９図および第１０図は他の従来のロータリ弁を示す
説明図である。 １・・・エンジン本体、ＩＯ・・・掃気ボート、１１・
・・排気ポート、１２・・・排気通路、１２ａ・・・屈
曲部、３５・・・ロータリ弁、８５ａ・・・ロータ、８
５ｂ・・・ケーシング、３６・・・シール部、３７・・
・触媒層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ポート下流側の排気通路に、エンジンのクラ
   ンク軸に同期して駆動されるロータリ弁を設置し、上記
   ロータリ弁の１回転にて上記排気通路を１回開閉してな
   る２サイクルエンジンにおいて、上記ロータリ弁を、所
   定の角度からなる扇形形状とし、 上記排気通路の排気ポート下流側に、上記ロータリ弁の
   所定扇形角度より大きい所定角度で屈曲させた屈曲部を
   形成し、上記排気通路の屈曲部に上記ロータリ弁を配設
   し、 上記ロータリ弁の閉時期を上記排気ポートの閉時期より
   も早く、かつ上記ロータリ弁の開時期を上記排気ポート
   の閉時期よりも遅くなるよう設定して上記ロータリ弁の
   閉じ角度が上記所定扇形角度に略等しいことを特徴とす
   る２サイクルエンジンの排気ロータリ弁。
2. （２）上記ロータリ弁は、ロータとケーシングとの間で
   、上記ケーシング内周面に触媒層を形成したことを特徴
   とする請求項（１）記載の２サイクルエンジンの排気ロ
   ータリ弁。