JPH0674735B2 - ２サイクルエンジンにおける排気時期制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、エンジンの排気時期制御装置に係わり、特
に、２サイクルエンジンにおける排気ポートの上部（上
死点側）を開閉することにより、該排気ポートの上縁を
ピストンの摺動方向に変化させて、該ピストンの摺動に
伴うシリンダ内部と排気通路との連通時期を変化させる
ようにした排気時期制御装置に関するものである。

「従来の技術」 一般に、車両等に搭載されているエンジンは、低回転域
における動力特性に重点をおいた低回転型と、高回転域
における動力特性に重点をおいた高回転型とに大略２分
されており、前者はエンジン出力のピークが低回転域に
おいて得られるように、また、後者はエンジン出力のピ
ークが高回転域において得られるようになっているが、
前者にあっては、高回転域での出力が頭打ちとなり、後
者にあっては、低回転域での出力が前者に比して低くな
ってしまうといった特性をも合わせ持っていることか
ら、高回転域における高い出力を維持しつつ低回転域で
の出力を高めることにより、低回転域から高回転域に至
る広い範囲において動力特性を向上させることが検討さ
れている。

その具体的な一解決手段として、低回転域と高回転域と
でエンジンの排気時期を変えることが挙げられている
が、この手段を２サイクルエンジンに適用せんとした場
合、２サイクルエンジンにおける排気が、ピストンによ
る排気ポートの開放によって行なわれることから、排気
時期を変化させるために、該排気ポートの上縁（すなわ
ちピストンの上死点側の縁）をピストンの摺動方向に移
動させる必要がある。

そこで本発明者等は、前述したような排気ポート上縁を
変化させるための一手段として、第１図および第２図に
示す構造を提案した。

この提案においては、第１図に示すように、シリンダ１
に形成された排気通路２の上部（以下上部はピストンの
上死点側を、また、下部はピストンの下死点側を示すも
のとして説明する）であって、該排気通路２のシリンダ
１内面への開口部である排気ポート2aの近傍に、シリン
ダ１の中心線に直交するように軸３を回動自在に設け、
この軸３に弁体４を一体的に取り付け、かつ、弁体４に
相対する排気通路２の上面に弁体４を収納するための凹
部５を形成しておき、エンジンが低回転で運転されてい
る場合には、第１図に実線で示すように、前記弁体４を
軸３を中心に揺動させてその揺動端部によって排気ポー
ト2aの上部を閉塞することにより、該排気ポート2aの上
縁2bを弁体４の揺動端部の下端まで距離Ｌ分下死点側へ
移動させて排気時期を遅延させ、また、エンジンの回転
が高回転に至った場合には、第１図中鎖線で示すよう
に、弁体４を凹部５内に収納して排気ポート2aの上部を
開放することにより排気時期を早め、これによって全回
転域での出力特性の向上を図っている。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、前述した提案における次のような点を改善せ
んとするものである。

すなわち、前述した提案にあっては、弁体４の揺動を円
滑にするために、該弁体４と凹部５の内壁面との間にあ
る程度の隙間を設ける必要があり、また、弁体４を排気
ポート2aの上縁2bよりも上方まで揺動させなければなら
ないことから、凹部５を、第１図に示すように、シリン
ダ１の内面から排気通路２の下流側へ後退させた位置に
形成する必要があるが、凹部５のシリンダ１の周方向に
沿う幅を排気ポート2aの幅と同等に設定したことと相ま
って、第１図および第２図に示すように、弁体４が閉位
置に揺動させられた際に、弁体４の揺動端部でシリンダ
１の周方向に沿う両側部の端部と、前記排気ポート2aの
側縁との間に隙間Ｇが生じてしまい、これに伴い、突出
した弁体４によって設定された正規の排気時期に至る前
に、前記隙間Ｇを介してシリンダ１の内部と排気通路２
とが連通状態となされて、僅かながら排気時期にずれが
生じ、実際のエンジンの出力特性が目的とする出力特性
よりも下回ってしまうことが想定されるといった点であ
る。

「問題点を解決するための手段」 本発明は前述した改善すべき点を有効に解消し得る２サ
イクルエンジンにおける排気時期制御装置を提供せんと
するもので、該排気時期制御装置は、特に、２サイクル
エンジンのシリンダ内面に開口する排気ポートを備えた
排気通路の上部壁に、前記排気ポート近傍から下流側へ
向かって凹部を形成し、該凹部内に前記シリンダと直交
する方向に沿った揺動軸線を有する弁体を揺動自在に設
け、前記弁体を凹部から突出させる方向および収納する
方向に揺動させて、その揺動端部によって前記排気ポー
トの上部を開閉することにより、シリンダ内部と排気ポ
ートとの連通時期を変化させるようにした排気時期制御
装置であって、前記凹部のシリンダ周方向の幅を前記排
気ポートのそれよりも大きく形成するとともに、該排気
ポートの両側部まで延設したことを特徴とする。

「作用」 本発明に係わる２サイクルエンジンにおける排気時期制
御装置は、排気ポートの両側部まで延設した凹部によ
り、弁体の前述した構成とすることにより、弁体の揺動
端部でシリンダの周方向の側部を排気ポートの側縁に近
付けて、両者間の隙間を極力減少させ得るものである。

「実施例」 以下、本発明の一実施例について第３図〜第５図に基づ
き説明する。

第３図は本発明に係わる排気時期制御装置を備えた２サ
イクルエンジンの縦断面図である。

図において符号６はシリンダを示し、シリンダブロック
6aおよび該シリンダブロック6aに取り付けられて燃焼室
Ａを形成するシリンダヘッド6bを備えている。また、符
号７はシリンダ６内に摺動自在に嵌挿されたピストン
７、８は掃気通路、９は排気通路である。排気通路９の
内部には、シリンダ６内部への開口部である排気ポート
9aから下流側へ向かって所定長さを有し、かつ、シリン
ダ６の長さ方向に沿う補強用のリブ10が、排気通路９を
シリンダ６の周方向に２分割するように設けられてい
る。このリブ10は排気通路９の排気ポート9a近傍を補強
するとともに、ピストン７が摺動させられる際に、該ピ
ストン７に取り付けられたピストンリング11がそれ自体
の弾性により径方向外方へ広がって排気ポート9aの上縁
9bや下縁9cに突き当たるのを防止する機能を果たす。ま
た、該リブ10には、その長さ方向に沿って冷却水挿通用
の水通路Ｗが形成されて、リブ10の温度上昇を抑制する
ようになっている。

そして、前記排気通路９の上部でその排気ポート9aの近
傍に本実施例に係わる排気時期制御装置12が設けられて
いる。

次いで、該排気時期制御装置12について説明すれば以下
のとおりである。

該排気時期制御装置12は、排気通路９の上部壁に、前記
排気ポート9aの近傍から下流側へ向かって凹部13を形成
し、該凹部13内に前記シリンダ６と直交する方向に沿う
軸14を回動自在に配設するとともに、該軸14に一体に設
けられ、該軸14によって揺動させられる弁体15を配設
し、前記軸14に該軸14をエンジンの運転状態に対応して
所定角度往復回動させる駆動機構（図示略）を連設し、
前記凹部13のシリンダ６の周方向の幅を前記排気ポート
9aのそれよりも大きく形成するとともに、該排気ポート
9aの両側部まで延設した概略構成を有し、前記弁体15を
駆動機構により凹部13から突出させる方向および収納す
る方向に揺動させて、その揺動端部によって前記排気ポ
ート9aの上部を開閉することにより、シリンダ６の内部
と排気ポート9aとの連通時期を変化させるようになって
いる。

さらに詳述すれば、前記凹部13の前述したような排気ポ
ート9aの側部における延設長さは、第５図に示すよう
に、排気ポート9aの上縁9bから、閉位置まで揺動させら
れた弁体15の下端よりも若干下方までの距離に設定され
ている。

前記弁体15は、第４図および第５図に示すように、前記
リブ10をはさんでシリンダ６の周方向に２個配設されて
おり、それぞれ前記軸14に取り付けられて一体的に揺動
させられるようになっている。そして、各弁体15は、そ
の幅が、前記排気ポート9aの上部をシリンダ６の周方向
に全面に亙って覆い、かつ、前記リブ10と対向する側と
反対側の端部と前記凹部13の内面との間に所定の隙間を
形成し得る長さとなされており、これによって、前記凹
部13が排気ポート9aの幅よりも大きく形成されている
分、弁体15が該排気ポート9aの側縁部へ接近させられて
いる。

また、各弁体15の揺動端部の上部には、前記凹部13の内
方へ向かって延びる突部16が連設され、該突部16および
弁体15のシリンダ６の内部側のそれぞれの端面は連設さ
せられて、弁体15が閉位置に揺動させられた状態におい
て、シリンダ６の内面との間に微少間隙を形成する制御
面17となされている。

さらに、本実施例では、該制御面17の上部に、弁体15が
閉位置に揺動させられた際に、前記凹部13の内面とシリ
ンダ６の内面との間の壁18に揺動半径方向において重畳
させられるオーバーラップ部19が形成されている。該オ
ーバーラップ部19は、弁体15と壁18との間にラビリンス
状のシールを形成するために設けられるものであり、該
オーバーラップ部19における前記シリンダ６の壁18との
重畳量は、好ましくは、前記排気ポート9aの上縁9bと突
部16の上縁との間が最も狭い箇所において、約1.5mmの
重畳量が確保できるように設定されている。

しかして、このように構成された本実施例の排気時期制
御装置12が適用された２サイクルエンジンによれば、弁
体15がエンジンの運転状態に基づいて操作されることに
より、排気時期の制御が行なわれるとともに、燃焼ガス
の漏れ量が抑制されて、エンジンの出力特性が全回転域
において改善される。

すなわち、エンジンが低回転で運転されている場合に
は、軸14を所定方向へ回動させて弁体15を排気通路９内
に突出させる。このような弁体15の移動により、制御面
17をそのオーバーラップ部19を残して排気ポート9aの上
部に露出させ、これによって、第３図および第５図中実
線で示すように、排気ポート9aの上部を閉塞し、該排気
ポート9aの上縁9bを見掛け上弁体15の制御面17の下端縁
までの距離Ｌ分下げる。これに伴い、ピストン７の移動
による排気ポート9aの開閉時期が前記距離Ｌ分変化させ
られ、排気時期が遅延させられる。そして、エンジンが
高回転域に至った場合には、弁体15を前述とは逆向きに
揺動させて、該弁体15を第３図中鎖線で示すように凹部
13内に収納する。これによって排気ポート9aの上部が開
放されて、エンジンの排気時期が早められる。また、前
述したように、凹部13が排気ポート9aの幅よりも大きく
形成され、かつ、排気ポート9aの側部まで延設されてい
ることにより、弁体15が排気ポート9aの側縁に接近させ
られて、第４図に示すように、弁体15が排気通路９内に
突出させられた状態における排気ポート9aの側縁との隙
間ｇが減少させられているから、両者間からの燃焼ガス
の漏れが抑制される。

したがって、低回転域から高回転域に至る広い回転域で
適切な排気が行なわれるとともに、低回転域での排気が
設定された排気時期に近付けられて、全回転域での出力
特性の向上が図られる。

一方、本実施例では、弁体15のオーバーラップ部19にお
いて、該弁体15とシリンダ６の壁18とが弁体15の揺動半
径方向に重畳させられて、両者間にラビリンス状のシー
ルが形成されていることから、前記壁18と弁体15との間
からの燃焼ガスの漏れも抑制され、前述した排気時期の
適性化の向上が図られる。

なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状や
寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可
能である。

例えば、前記弁体15の側部を拡大された凹部13の内方に
位置させた例について図示したが、該弁体15の幅は、前
記排気ポート9aの幅と同等以上であればよく、また、弁
体15の揺動の制御方法は、全開と全閉との２位置制御、
あるいは、揺動位置を連続的に変化させる比例制御のい
ずれであってもよい。

「発明の効果」 以上説明したように本発明に係わる２サイクルエンジン
における排気時期装置は、シリンダ内面に開口する排気
ポートを備えた排気通路の上部壁に、前記排気ポート近
傍から下流側へ向かって凹部を形成し、該凹部内に前記
シリンダと直交する方向に沿った揺動軸線を有する弁体
を揺動自在に設け、前記弁体を凹部から突出させる方向
および収納する方向に揺動させて、その揺動端部によっ
て前記排気ポートの上部を開閉することにより、シリン
ダ内部と排気ポートとの連通時期を変化させるようにし
た排気時期制御装置であって、前記凹部のシリンダ周方
向の幅を前記排気ポートのそれよりも大きく形成すると
ともに、該排気ポートの両側部まで延設したことを特徴
とするもので、低回転域において弁体を排気通路内に突
出させ、また、高回転域において弁体を凹部内に収納す
ることにより、低回転域から高回転域に至る広い回転域
で適切な排気を行なうことができるとともに、凹部を排
気ポートの幅よりも大きく形成し、かつ、排気ポートの
側部まで延設したことにより、弁体を排気ポートの側縁
に接近させて、弁体が排気通路内に突出させられた状態
における排気ポートの側縁との隙間を小さくし、該隙間
からの燃焼ガスの漏れを抑制することができ、したがっ
て、低回転域での排気が設定された排気時期に近付け
て、全回転域での出力特性の向上を図ることができる等
の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は排気時期制御装置を備えた従来の
２サイクルエンジンを示すもので、第１図は一部の縦断
面図、第２図は第１図のII−II線に沿う矢視断面図、第
３図〜第５図は本発明の一実施例が適用された２サイク
ルエンジンの要部を示すもので、第３図は縦断面図、第
４図は第３図のIV−IV線に沿う一部を省略した矢視断面
図、第５図は第３図のＶ−Ｖ線に沿う矢視断面図であ
る。 ６……シリンダ、6a……シリンダブロック、 6b……シリンダヘッド、７……ピストン、 ８……掃気通路、９……排気通路、 9a……排気ポート、9b……上縁、 12……排気時期制御装置、 13……凹部、14……軸、 15……弁体、16……突部、 17……制御面、18……壁、 19……オーバーラップ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２サイクルエンジンのシリンダ内面に開口
   する排気ポートを備えた排気通路の上部壁に、前記排気
   ポート近傍から下流側へ向かって凹部を形成し、該凹部
   内に前記シリンダと直交する方向に沿った揺動軸線を有
   する弁体を揺動自在に設け、前記弁体を凹部から突出さ
   せる方向および収納する方向に揺動させて、その揺動端
   部によって前記排気ポートの上部を開閉することによ
   り、シリンダ内部と排気ポートとの連通時期を変化させ
   るようにした排気時期制御装置であって、前記凹部のシ
   リンダ周方向の幅を前記排気ポートのそれよりも大きく
   形成するとともに、該排気ポートの両側部まで延設した
   ことを特徴とする２サイクルエンジンにおける排気時期
   制御装置。