JPH09264141A - ２サイクルエンジンの排気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２サイクルエンジンの排気制御装置を提供する
にある。 【解決手段】シリンダブロック３に形成されたシリンダ
５の内周面に、ピストン６の往復ストロークによって開
閉される排気ポート１８と副排気ポート１９とを有し、
運転状況に応じて排気ポート１８の上死点側開口上縁部
１８ａの高さを変化させる排気バルブ２２と副排気ポー
ト１９が備える副排気通路２０を開閉する副排気バルブ
２４とを備えた２サイクルエンジン１の排気制御装置２
１において、排気バルブ２２はガイド部材２３を介して
揺動可能に保持され、このガイド部材２３に副排気バル
ブ２４を取り付け、この副排気バルブ２４を排気バルブ
２２に連動させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２サイクルエンジン
の排気制御装置に係り、特に運転状況に応じて排気タイ
ミングを変更可能にした２サイクルエンジンの排気制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンの内周面にはピスト
ンの往復ストロークによって開閉される掃気ポートおよ
び排気ポートが形成され、爆発行程時にピストンが下死
点側へ下降した際、掃気ポートと排気ポートとが開き、
シリンダ内の排気ガスが排気ポートから排出されると同
時に掃気ポートから一次圧縮された混合気がシリンダ内
に充填されるようになっている。

【０００３】一般に、排気ポートをシリンダ内の上死点
寄りに設けるほど排気タイミングが早くなりエンジンの
高速回転時における出力の向上を図ることができるが、
反面、エンジンの低速回転時には排気タイミングが早す
ぎてトルクが減少したり混合気が吹き抜けを起こして燃
費が悪化するなどの問題点があった。

【０００４】この問題点を解決する手段としてシリンダ
内周面に開設された排気ポート近傍に排気のタイミング
を制御する装置を設け、この排気制御装置に備えられた
排気バルブをエンジンの運転状況に応じて作動する作動
機構によって進退させ、排気ポートの開口上縁部の高さ
をに変化させることにより高速回転時におけるエンジン
出力の向上を図る方法が考えられた。

【０００５】さらに、例えば特公平７−９１９８１号公
報に示すように、排気ポートの他に開閉自在の副排気通
路を備えた副排気ポートを設け、エンジンの高速回転時
にこの副排気通路を開放して排気通路全体の断面積を広
くすることにより高速回転時のエンジン出力の向上を図
った排気制御装置もある。

【０００６】そして、この様な排気制御装置には副排気
通路を開閉する副排気バルブが設けられ、この副排気バ
ルブを排気バルブの作動機構に連結することにより副排
気バルブを排気バルブに連動させている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような副排気バルブを備えた排気制御装置では、副排
気バルブを収納する収納孔がバルブの作動機構収納室ま
で貫通しているため、排気漏れが起こりやすく、エンジ
ンの出力低下が起こる虞がある。

【０００８】また、副排気バルブは作動機構に連結させ
るためにその外形が必然的に大きくなり、重量と接触面
積の増加による作動抵抗が大きくなってしまい、好まし
くない。

【０００９】さらに、副排気バルブは排気バルブの作動
機構に連結されているので、両方のバルブの作動タイミ
ングを変化させることは不可能であり、異なるエンジン
特性を得ることが困難である。

【００１０】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、小型軽量で、作動抵抗が小さく、また、排気漏
れの少ない２サイクルエンジンの排気制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】この発明の他の目的は、排気バルブおよび
副排気バルブの作動タイミングを変化可能とした２サイ
クルエンジンの排気制御装置を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る２サイクル
エンジンの排気制御装置は、上述した課題を解決するた
めに、請求項１に記載したように、シリンダブロックに
形成されたシリンダの内周面に、ピストンの往復ストロ
ークによって開閉される排気ポートと副排気ポートとを
有し、運転状況に応じて上記排気ポートの上死点側開口
上縁部の高さを変化させる排気バルブと上記副排気ポー
トが備える副排気通路を開閉する副排気バルブとを備え
た２サイクルエンジンの排気制御装置において、上記排
気バルブはガイド部材を介して揺動可能に保持され、こ
のガイド部材に上記副排気バルブを取り付け、この副排
気バルブを上記排気バルブに連動させたものである。

【００１３】また、上述した課題を解決するために、請
求項２に記載したように、上記ガイド部材にリンク機構
を介して上記副排気バルブを取り付け、この副排気バル
ブを上記排気バルブに位相差を持たせて連動させたもの
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１５】図１は、この発明の第一実施形態を適用し
た水冷２サイクルエンジン１の一例を示す縦断面図であ
る。このエンジン１は、例えば自動二輪車等の小型車両
に用いられる単気筒水冷エンジンであり、そのクランク
ケース２上にはシリンダブロック３とシリンダヘッド４
とが固定される。

【００１６】シリンダブロック３内にはシリンダ５が形
成され、このシリンダ５内に摺動自在に挿入されたピス
トン６と、クランクケース２内で回転自在に軸支された
クランクシャフト７のクランクピン８とがコンロッド９
によって連結されており、ピストン６の往復ストローク
がクランクシャフト７の回転運動に変換されるようにな
っている。

【００１７】シリンダヘッド４には、シリンダ５に整合
する燃焼室１０が形成され、その中央部には外方から点
火プラグ１１がネジ結合される。また、シリンダ５およ
び燃焼室１０の周囲にはエンジン冷却水のウォータジャ
ケット１２が形成される。

【００１８】クランクケース２にはリードバルブハウジ
ング１３が形成され、内部にリードバルブ装置１４が設
けられる。このリードバルブハウジング１３の外側開口
部には図示しないキャブレータが接続され、内側開口部
はクランクケース２の内部に繋がっている。また、クラ
ンクケース２とシリンダ５とはシリンダブロック３に形
成された掃気通路１５により連通され、シリンダ５の内
周面に掃気ポート１６が開口している。

【００１９】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図
である。図１および図２に示すように、シリンダブロッ
ク３には排気通路１７が形成され、その外側開口部には
図示しないエキゾーストパイプが接続される一方、シリ
ンダ５の内周面には排気ポート１８が開口される。ま
た、排気ポート１８の左右には一対の副排気ポート１９
が開口され、副排気通路２０を介して排気通路１７の途
中に接続される。

【００２０】排気通路１７の上方には排気ポート１８の
上死点側開口上縁部１８ａの高さを変化させることによ
り排気のタイミングを制御する排気制御装置２１が配置
される。この排気制御装置２１は、主に排気バルブ２２
と、この排気バルブ２２を保持するガイド部材２３と、
副排気バルブ２４と、排気バルブ２２の作動機構２５と
から構成される。

【００２１】ガイド部材２３は、排気通路１７の上方に
この排気通路１７に直交する方向に配置された円柱状の
ものであって、周方向に回動自在に配置される。このガ
イド部材２３に排気バルブ２２が固定され、排気バルブ
２２はガイド部材２３の周方向に揺動可能に保持され
る。

【００２２】図３は、図２のIII −III 線に沿う断面図
である。図１〜図３に示すように、ガイド部材２３の両
端部には副排気バルブ２４が取り付けられ、ガイド部材
２３と一体的に回動する。そして、この副排気バルブ２
４はその形状が副排気通路２０を遮断可能に設定され
る。

【００２３】排気バルブ２２の後方、例えば図１におけ
る右側には排気バルブ２２の作動機構２５が配置され
る。作動機構２５は、図示しないアクチュエータにより
回動される水平方向に配置されたバルブシャフト２６
と、このバルブシャフト２６に固着され、このバルブシ
ャフト２６の回動に伴って上下に揺動するバルブアーム
２７とを有し、このバルブアーム２７の自由端が排気バ
ルブ２２後端部に設けられたバルブピン２８に係合す
る。

【００２４】ここで、この発明の第一実施形態の排気制
御装置２１の作動を説明する。図４に示すように、エン
ジン回転数が上昇して図示しないアクチュエータの作動
によりバルブアーム２７が下方に揺動すると、排気バル
ブ２２がガイド部材２３を支点に揺動し、排気バルブ２
２の先端部を排気ポート１８の上部に位置させる。これ
により排気ポート１８の上死点側開口上縁部１８ａの高
さが高い状態となって排気タイミングが早くなり、エン
ジン１の高速回転時における出力の向上を図ることがで
きる。

【００２５】また、上述した排気バルブ２２の状態では
ガイド部材２３も図における時計方向に回動し、同時に
副排気バルブ２４も回動して副排気通路２０を開放す
る。これにより排気通路１７全体の断面積が広くなって
高速回転時のエンジン１の出力が向上する。

【００２６】一方、エンジン１の低速回転時に排気バル
ブ２２および副排気バルブ２４が上述した状態のままで
は排気タイミングが早すぎて、また、排気通路１７全体
の断面積が広すぎて適切ではない。

【００２７】そこで、図５に示すように、エンジン１の
回転数が下降すると図示しないアクチュエータの作動に
よりバルブアーム２７を上方に揺動させる。すると、排
気バルブ２２がガイド部材２３を支点に揺動し、排気バ
ルブ２２の先端部を排気ポート１８の中間部付近に位置
させる。これにより排気ポート１８の上死点側開口上縁
部１８ａの高さが低い状態となって排気タイミングが遅
くなり、エンジン１の低速回転時における出力の向上を
図ることができる。

【００２８】また、上述した排気バルブ２２の状態では
ガイド部材２３も図における半時計方向に回動し、同時
に副排気バルブ２４も回動して副排気通路２０を遮断す
る。これにより低速回転時のエンジン１の出力が向上す
る。

【００２９】図６は、この発明の第二実施形態を適用し
た水冷２サイクルエンジン１の一例を示す縦断面図であ
る。また、図７は図６のVII −VII 線に沿う断面図であ
り、図８は図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。

【００３０】なお、両実施形態の構造は基本的に同一の
ため、同一の部材には同一の符号を付す。

【００３１】両実施形態の相違点は副排気バルブ２４の
ガイド部材２３への取付け方法にあって、第一実施形態
に示す副排気バルブ２４はガイド部材２３にこのガイド
部材２３と一体的に回動可能に固定されているのに対
し、第二実施形態に示す副排気バルブ２９は、図６〜図
８に示すように、ガイド部材３０にリンク機構３１を介
して取り付けられる。

【００３２】ここで、リンク機構３１について説明す
る。図７および図８に詳細に示すように、ガイド部材３
０の端面には副排気バルブ２９嵌合用の凹陥部３２が形
成される。また、この凹陥部３２には、副排気バルブ２
９の回動を所定の位置で規制する上下のストッパ部３３
ａ，３３ｂと、後述するリンクレバー３４の係合突起３
５が係合する上下に細長い係合部３６が設けられる。さ
らに、ガイド部材３０端面の中心には突起部３７が設け
られる。

【００３３】ガイド部材３０端面の突起部３７には長円
形のリンクピン３８の一端が回動自在に嵌合される。ま
た、このリンクピン３８の他端には係止ピン３９が突設
される。

【００３４】ガイド部材３０端面の凹陥部３２には副排
気バルブ２９が嵌合される。なお、副排気バルブ２９に
は上記リンクピン３８が移動可能なピン孔４０が形成さ
れる。

【００３５】一方、ガイド部材３０の軸方向外側には長
円形のリンクレバー３４が設けられる。このリンクレバ
ー３４は、シリンダブロック３に固定されるホルダ４１
にボルト４２等で回動自在に軸支される。リンクレバー
３４の一端にはリンクピン３８の係止ピン３９に係止す
るＵ字状の係止溝４３が形成さると共に、リンクレバー
３４の他端にはガイド部材３０端面の凹陥部３２に形成
された係合部３６に係合する係合突起３５が設けられ
る。

【００３６】ここで、この発明の第二実施形態の排気制
御装置２１の作動を説明する。図９（ａ）に示すよう
に、エンジン回転数が上昇して図示しないアクチュエー
タの作動によりバルブアーム２７が下方に揺動すると、
排気バルブ２２がガイド部材３０を支点に揺動し、排気
バルブ２２の先端部を排気ポート１８の上部に位置させ
る。これにより排気ポート１８の上死点側開口上縁部１
８ａの高さが高い状態となって排気タイミングが早くな
り、エンジン１の高速回転時における出力の向上を図る
ことができる。

【００３７】また、上述した排気バルブ２２の状態では
ガイド部材３０も図における時計方向に回動する。この
ときの副排気バルブ２９の状態は、図９（ｂ）に示すよ
うに、ガイド部材３０が時計方向に回動するとリンクレ
バー３４の係合突起３５が凹陥部３２の係合部３６上側
に当接し、リンクレバー３４を時計方向に回動させる。
すると、リンクレバー３４他端の係止溝４３がリンクピ
ン３８を時計方向に回動させ、副排気バルブ２９の下端
面を凹陥部３２の下側ストッパ部３３ｂに当接させて副
排気バルブ２９を図の位置で固定する。そして、ガイド
部材３０が時計方向に回動すると同時に副排気バルブ２
９も回動して副排気通路２０を開放する。これにより排
気通路１７の断面積が広くなって高速回転時のエンジン
１の出力が向上する。

【００３８】次に、図１０（ａ）に示すように、エンジ
ン１の回転数が下降し始めると図示しないアクチュエー
タの作動によりバルブアーム２７を上方に向かって揺動
させる。すると、排気バルブ２２がガイド部材３０を支
点に揺動し、排気バルブ２２の先端部を排気ポート１８
の中間部付近に向けて移動させる。これにより排気ポー
ト１８の上死点側開口上縁部１８ａの高さがやや低くな
って排気タイミングがそれに応じてやや遅くなり、例え
ばエンジン１の中速回転時における出力の向上を図るこ
とができる。

【００３９】また、上述した排気バルブ２２の状態では
ガイド部材３０も図における半時計方向に回動し始め
る。このときの副排気バルブ２９の状態は、図１０
（ｂ）に示すように、ガイド部材３０が半時計方向に回
動し始めても、リンクレバー３４の係合突起３５が凹陥
部３２の係合部３６下側に当接するまではリンクレバー
３４を半時計方向に回動させない。そして、副排気バル
ブ２９の上端面が凹陥部３２の上側ストッパ部３３ａに
当接するまで副排気バルブ２９は現状の位置を維持す
る。すなわち、ガイド部材３０が半時計方向に回動して
も副排気バルブ２９は暫くの間（係合部３６の上下スト
ローク分）回動しないので副排気通路２０は開放された
ままとなる。これにより排気タイミングは遅くなっても
排気通路１７の断面積は広いままなので中速回転時のエ
ンジン１の出力が向上する。

【００４０】そして、図１１（ａ）に示すように、エン
ジン１の回転数が下降すると図示しないアクチュエータ
の作動によりバルブアーム２７を上方に揺動させる。す
ると、排気バルブ２２がガイド部材３０を支点に揺動
し、排気バルブ２２の先端部を排気ポート１８の中間部
付近に位置させる。これにより排気ポート１８の上死点
側開口上縁部１８ａの高さが低い状態となって排気タイ
ミングが遅くなり、エンジン１の低速回転時における出
力の向上を図ることができる。

【００４１】また、上述した排気バルブ２２の状態では
ガイド部材３０も図における半時計方向に回動する。こ
のときの副排気バルブ２９の状態は、図１１（ｂ）に示
すように、ガイド部材３０が半時計方向に凹陥部３２の
係合部３６のストローク分以上回動するとリンクレバー
３４の係合突起３５が凹陥部３２の係合部３６下側に当
接し、リンクレバー３４を半時計方向に回動させる。す
ると、リンクレバー３４他端の係止溝４３がリンクピン
３８を半時計方向に回動させ、副排気バルブ２９の下端
面を凹陥部３２の下側ストッパ部３３ｂに当接させて副
排気バルブ２９を図の位置で固定する。そして、ガイド
部材３０が半時計方向に回動すると同時に副排気バルブ
２９も回動して副排気通路２０を遮断する。これにより
低速回転時のエンジン１の出力が向上する。

【００４２】上述したように、ガイド部材２３，３０に
副排気バルブ２４，２９を取り付け、この副排気バルブ
２４，２９を排気バルブ２２に連動させて副排気通路２
０を開閉するようにすれば、従来のように副排気バルブ
２４，２９を排気バルブ２２の作動機構２５に連結させ
なくてもよく、その結果、副排気バルブ２４，２９を収
納する収納孔が作動機構２５収納室まで貫通しなくな
り、排気漏れが起こりにくく、エンジン１の出力低下が
起こらない。

【００４３】また、副排気バルブ２４，２９を排気バル
ブ２２の作動機構２５に連結させなくてもよいので、そ
の配置位置や移動角度の自由度が増すと共に、その外形
を小さくすることができる。その結果、従来のものに比
べて重量と接触面積が減少して作動抵抗が小さくなる。

【００４４】さらに、副排気バルブ２４，２９は排気バ
ルブ２２の作動機構２５に連結されていないので、ガイ
ド部材２３，３０にリンク機構３１を介して副排気バル
ブ２４，２９を取り付ければ、この副排気バルブ２４，
２９を排気バルブ２２を異なるタイミングで、すなわち
位相差を持って連動させることができ、異なるエンジン
１特性を得ることが容易になる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る２サ
イクルエンジンの排気制御装置によれば、シリンダブロ
ックに形成されたシリンダの内周面に、ピストンの往復
ストロークによって開閉される排気ポートと副排気ポー
トとを有し、運転状況に応じて上記排気ポートの上死点
側開口上縁部の高さを変化させる排気バルブと上記副排
気ポートが備える副排気通路を開閉する副排気バルブと
を備えた２サイクルエンジンの排気制御装置において、
上記排気バルブはガイド部材を介して揺動可能に保持さ
れ、このガイド部材に上記副排気バルブを取り付け、こ
の副排気バルブを上記排気バルブに連動させたため、上
記副排気バルブを小型軽量化できると共に、その作動抵
抗も小さくでき、さらに、排気漏れも減少できるので、
エンジンの出力低下を防止できる。

【００４６】また、上記ガイド部材にリンク機構を介し
て上記副排気バルブを取り付け、この副排気バルブを上
記排気バルブに位相差を持たせて連動させたため、排気
バルブおよび副排気バルブの作動タイミングが変化可能
となり、異なるエンジン特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２サイクルエンジンの排気制御装
置の第一実施形態を示す水冷２サイクルエンジンの縦断
面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。

【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図。

【図４】エンジンの高速回転時における排気制御装置の
作動状態を示すシリンダブロックの縦断面図。

【図５】エンジンの低速回転時における排気制御装置の
作動状態を示すシリンダブロックの縦断面図図。

【図６】本発明に係る２サイクルエンジンの排気制御装
置の第二実施形態を示す水冷２サイクルエンジンの縦断
面図。

【図７】図６のVII −VII 線に沿う断面図。

【図８】図７のVIII−VIII線に沿う断面図。

【図９】（ａ）および（ｂ）は、エンジンの高速回転時
における排気制御装置の作動状態を示すシリンダブロッ
クの縦断面図およびガイド部材の側面図。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は、エンジンの中速回転
時における排気制御装置の作動状態を示すシリンダブロ
ックの縦断面図およびガイド部材の側面図。

【図１１】（ａ）および（ｂ）は、エンジンの低速回転
時における排気制御装置の作動状態を示すシリンダブロ
ックの縦断面図およびガイド部材の側面図。

【符号の説明】

１ エンジン ３ シリンダブロック ５ シリンダ ６ ピストン １７ 排気通路 １８ 排気ポート １８ａ 排気ポートの上死点側開口上縁部 １９ 副排気ポート ２０ 副排気通路 ２１ 排気制御装置 ２２ 排気バルブ ２３，３０ ガイド部材 ２４，２９ 副排気バルブ ２５ 排気バルブ作動機構 ３１ リンク機構 ３２ 副排気バルブ嵌合用の凹陥部 ３４ リンクレバー ３５ リンクレバーの係合突起 ３６ リンクレバーの係合突起が係合する係合部 ３８ リンクピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックに形成されたシリンダ
   の内周面に、ピストンの往復ストロークによって開閉さ
   れる排気ポートと副排気ポートとを有し、運転状況に応
   じて上記排気ポートの上死点側開口上縁部の高さを変化
   させる排気バルブと上記副排気ポートが備える副排気通
   路を開閉する副排気バルブとを備えた２サイクルエンジ
   ンの排気制御装置において、上記排気バルブ２２はガイ
   ド部材２３を介して揺動可能に保持され、このガイド部
   材２３に上記副排気バルブ２４を取り付け、この副排気
   バルブ２４を上記排気バルブ２２に連動させたことを特
   徴とする２サイクルエンジンの排気制御装置。
2. 【請求項２】 上記ガイド部材３０にリンク機構３１を
   介して上記副排気バルブ２９を取り付け、この副排気バ
   ルブ２９を上記排気バルブ２２に位相差を持たせて連動
   させた請求項１記載の２サイクルエンジンの排気制御装
   置。