JPH0740656Y2 - ２サイクルエンジンの排気制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、２サイクルエンジンの排気制御装置に関す
る。

従来技術 従来より２サイクルエンジンの高出力エンジンの場合、
低回転から高回転に至るまで出力トルクを高く維持する
ために排気口の上縁を一部塞いで排気時期を可変とする
ことは行われており、また２サイクルエンジンは特に中
低速域において不整燃焼が生じ易く、排気前にシリンダ
内の圧力を一部抜いて不整燃焼を抑制することが既に行
われている。

以上の排気時期制御と不整燃焼の抑制を考慮した例とし
て特開昭62-20621号公報記載の例がある。

同例は第１図に図示するように、シリンダ01の上部から
排気通路09の途中に抜けるバイパス路010を設けてお
り、その排気通路09を開口する部分にロータリ弁012を
設けている。このロータリ弁012は、エンジンの回転速
度または負荷に応じて回転制御され、高速域や高負荷域
ではａで示すようにバイパス路010を閉じた状態にし、
また中低速域、中低負荷域ではb,cで示すようにロータ
リ弁012の一部が排気ポート08の上端側を塞いだ状態に
なり、それによって吸気の吹き抜けを最小限に止め、燃
費や出力を向上するようにしている。特に、低負荷時の
中速域では、ｃのように開路010′をバイパス路010に連
通した状態にし、シリンダ01の上部域をリークさせるよ
うにしている。

解決しようとする課題 以上のように排気ガスを流出させるための特別の通路09
をシリンダ01に設けているため、シリンダ01に特に加工
を施す必要があり、またその通路09がデッドボリューム
となり、エンジンの出力特性に影響を与える。

さらにロータリ弁012自体にも開路010′を設ける必要が
あり、特別な加工が必要となる。

本考案は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的と
する処はシリンダーや排気時期制御部材に特別な加工を
加えることなくエンジンの出力特性を良好に維持でき、
不整燃焼を抑制することができる上に、カーボン溜りも
一層良好に除去できる２サイクルエンジンの排気制御装
置を供する点にある。

課題を解決するための手段および作用 上記目的を達成するために、本考案は、排気口近傍の上
縁に回動軸を介して枢支され、回動軸に対してシリンダ
側の先端面が揺動により排気口に臨んで出没する排気時
期制御部材を備え、同排気時期制御部材の枢支部から先
端面にかけての中間に小孔を有した２サイクルエンジン
において、エンジン回転数が中低速域内にある場合に前
記排気時期制御部材の先端面上縁が排気口上縁より低い
位置に駆動され排気口上縁との間に隙間を形成するよう
制御する制御手段を備え、前記隙間が形成されることで
シリンダ内の排気ガスが同隙間から抜け前記小孔を通っ
て排気通路に流出する２サイクルエンジンの排気制御装
置とした。

不整燃焼を生じ易い中低速域において排気時期制御部材
の先端面上縁と排気口上縁との間に隙間ができ排気ガス
が排気通路に抜けるので、不整燃焼を抑制することがで
きる。

さらにその為のシリンダーや排気時期制御部材に特別に
通路を設ける等の加工が不要であり、かかる通路がデッ
ドボリュームとなることもなくエンジンの出力特性に影
響を与えない。

不整燃焼の抑制のための排気ガスの抜けは、前記隙間か
ら排気時期制御部材が収納される凹部を通って、排気時
期制御部材が元々カーボン除去用に設けている小孔から
排気通路に抜けるので、凹部のカーボンの溜りを一層良
好に除去することができる。

実施例 以下第２図ないし第７図に図示した本考案の一実施例に
ついて説明する。

アルミダイキャスト製のシリンダブロック１のシリンダ
内周壁にスリーブ２が鋳込まれて同スリーブ２にピスト
ン３が摺動自在に嵌合している。

シリンダには、排気ポート４および掃気ポート５が開口
しており、ピストン３の上昇位置で両ポート4,5ともに
閉塞されており、ピストン３の下降によりまず排気ポー
ト４が開き、次いで掃気ポート５が開らく位置に排気ポ
ート４、掃気ポート５が設けられている。

排気ポート４の上部には、可変排気バルブ６が回動軸７
を介して揺動自在に枢支されており、可変排気バルブ６
が当たる排気ポート４の上縁部に収納凹部８が形成され
ていて、可変排気バルブ６が上方に揺動して収納凹部８
に完全収納されると、排気ポート４の開口上縁4aと可変
排気バルブ６の先端下縁6bとが略一致して排気ポート４
の通路が全開して滑らかに形成され、逆に可変排気バル
ブ６が下方に揺動すると排気ポート４内に可変排気バル
ブ６の先端が突出し、先端下縁6bが下降して排気時期を
遅らせることができる。

第２図は可変排気バルブ６が最も下方で突出したときの
状態を示しており、このとき可変排気バルブ６の先端上
縁6aは排気ポート４の開口上縁4aより0.5mm程下方に位
置して隙間９が形成されている。

第３図はかかる状態における排気ポート４の開口をシリ
ンダ内部から見た第２図におけるIII矢視図である。

開口の略上半部を可変排気バルブ６が塞いでいるが、開
口上縁4a近傍に僅かに0.5mmの隙間９が形成されてい
る。

可変排気バルブ６には排気ポート４と収納凹部８とを連
通するカーボン除去用の小孔10が穿設されており、前記
隙間９が形成されると排気ガスをシリンダ側から隙間
９、収納凹部８、小孔10を経て排気ポート４に流通させ
る通路がつくられる。

可変排気バルブ６の揺動は、可変排気バルブ６を軸支す
る回動軸７をモータ等駆動手段が駆動することによりな
され、同駆動手段は、マイクロコンピュータによる制御
手段により駆動を制御される。

すなわち制御手段により第４図に示すようにエンジン回
転数が4500rpmまでは可変排気バルブ６を完全に突出さ
せて可変排気バルブ６は最下位置にあって隙間９も形成
され、4500rpmから7000rpmまでは徐々に可変排気バルブ
６を上方へ揺動していき、7000rpm以上で排気ポート４
は全開となるよう制御している。

本実施例は、上記のように制御されるので、エンジン回
転数が低回転域にあるときの排気ポート４内の圧力波形
をみると、第５図に示すごとくである。

同第５図は横軸にクランク角θ、縦軸に排気ポート内圧
力Ｐを示したものである。

エンジン回転数が低回転域にあるときは、出力トルクを
得るために、排気時期を遅らせるべく排気ポート４を排
気ポート４内に突出させている。

特に不整燃焼が生じ易い約2000rpm〜4000rpmの回転数の
ときに、前記隙間９が形成されない場合には、破線で示
すごとく排気ポート４が開く時点（Ex.o）から急激に排
気ポート４内の圧力Ｐが増して、掃気ポート５が開く時
点（Sc.o）直前で最大の正圧を示し、以後大きく脈動し
て振幅の大きいまま排気ポート４の閉じる時点（Ex.c）
直線では割と大きな正圧を示し、この正圧により生ガス
を逆にシリンダ内に押戻すことになり不整燃焼を生じ
る。

これに対し本実施例のごとく可変排気バルブ６を突出さ
せ排気ポート４の開口上縁4aと可変排気バルブ６の上縁
6aとの間に隙間９を形成すると、実線で示すように排気
ポート４が開く時点（Ex.o）の前に、隙間９が開口して
シリンダ内の高圧排気ガスが下流のマフラ側に一部抜け
るので、排気ポート４が開いても、排気ポート４内の正
圧はそれ程高圧とならず、以後脈動幅も小さく、排気ポ
ート４の閉じる時点（Ex.c）直前の正圧も低い。

したがって生ガスをシリンダ側へ押戻す力が小さく、不
整燃焼を抑制することができる。

シリンダブロック１やスリーブ２および可変排気バルブ
６に排気ガスを抜く通路を特別に設ける必要がなく、排
気ポート４の開口上縁4aと可変排気バルブ６の先端上縁
6aとの間に隙間９を形成する極めて簡単な構成により、
不整燃焼を効果的に抑制することができ巡行走行時の騒
音も低減でき、小型軽量化および低コスト化が図れる。

シリンダブロック１やスリーブ２に通路を設けるとデッ
ドボリュームとなりエンジンの出力特性に影響すること
があるが、本案はその心配もない。

なお排気ポート４の開口上縁近傍に隙間を設けること
は、結局のところエンジン出力を低下させることになる
が、第６図に示すように該隙間の幅が0.5mm程度ならば
最大で0.4Ps程馬力が低下するだけで殆ど問題はない。

隙間を1.0mmにしても最大0.6Psの馬力低下で済むが、2.
0mmにすると馬力は大きく低下してしまうので、隙間は
1.0mm以下が好ましい。

第６図の出力特性は、エンジン回転数が4500rpmでは全
て隙間９が形成される制御を行なった場合のものであっ
たが、4500rpm以下の低回転数域であっても特に不整燃
焼が生じ易い2500rpmから4000rpmの間のみ隙間９を形成
する制御を行いできるだけ低回転域での出力の低下を防
止しようとすることも可能である。

すなわち第４図で破線で示すように、4500rpm以下の回
転数において、2500rpmから4000rpmまでの間以外は隙間
９が形成されない下方位置に可変排気バルブ６を位置さ
せておき、2500rpmから4000rpmの間では可変排気バルブ
６をさらに下げて隙間９を形成するように制御するもの
である。

また排気時期制御をエンジン回転数Neにのみ基づいて行
うのではなく、エンジン回転数Neと吸気絞り弁の開度θ
_THに基づき制御する場合でも、前記不整燃焼対策の制御
を行うことができ、第７図はその一例のNe-θ_TH排気時
期制御特性を示す図である。

同制御特性図において水平横軸はエンジン回転数Neを、
水平縦軸は吸気絞り弁の開度θ_THを垂直軸は可変排気バ
ルブの高さHvを示す。

かかるNe-θ_TH排気時期制御特性において、吸気絞り弁
の開度θ_THが０〜20％の場合であってエンジン回転数Ne
が3000rpm〜4500rpmのときに、可変排気バルブの高さHv
を特別に下げて（第７図で示す凹部Ａ）、排気ポートの
開口上縁近傍に隙間を形成し、低負荷低回転時の不整燃
焼の生じ易い状態のときに不整燃焼を抑制することがで
きる。

さらに、シリンダ内の圧力を検出するセンサを設け、同
圧力センサの指示圧力の変動が大きいときに不整燃焼と
判断して、可変排気バルブを駆動制御し隙間を形成する
ようにしてもよい。

なお以上のように制御されて隙間９を形成したときはシ
リンダー内の排気ガスが該隙間９から可変排気バルブ６
が収納される収納凹部８を通って元々カーボン除去用の
小孔10から排気ポート４に抜けるので、収納凹部８に溜
まり易いカーボンを一層良好に除去することができる。

考案の効果 本考案は、排気時期制御部材を制御する制御手段により
排気通路上縁から排気時期制御部材の突出部下縁までの
間に排気ガスをシリンダ側からマフラ側へ流通させる隙
間を形成させる構成としたので、簡単な構成でエンジン
出力に影響を与えずに不整燃焼を改善し走行感や巡行走
行時の騒音等を改善することができる上、制御時期制御
部材のカーボン除去を一層良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排気制御装置の断面図、第２図は本考案
に係る一実施例の排気制御装置の断面図、第３図は第２
図におけるIII矢視図、第４図は同実施例の可変排気バ
ルブの駆動制御特性を示す図、第５図は排気ポート内の
圧力波形を示す図、第６図は出力特性を示す図、第７図
は別のNe-θ_TH排気時期制御特性を示す図である。 １……シリンダブロック、２……スリーブ、３……ピス
トン、４……排気ポート、５……掃気ポート、６……可
変排気バルブ、７……回動軸、８……収納凹部、９……
隙間、10……小孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 新留 一也 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−309719（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気口近傍の上縁に回動軸を介して枢支さ
   れ、回動軸に対してシリンダ側の先端面が揺動により排
   気口に臨んで出没する排気時期制御部材を備え、同排気
   時期制御部材の枢支部から先端面にかけての中間に小孔
   を有した２サイクルエンジンにおいて、 エンジン回転数が中低速域内にある場合に前記排気時期
   制御部材の先端面上縁が排気口上縁より低い位置に駆動
   され排気口上縁との間に隙間を形成するよう制御する制
   御手段を備え、 前記隙間が形成されることでシリンダ内の排気ガスが同
   隙間から抜け前記小孔を通って排気通路に流出すること
   を特徴とする２サイクルエンジンの排気制御装置。