JPS63140816A - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - 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】 ＩＬ二匹五ユ１１ 本発明は、エンジンの排気時期し制御装置に関し、特に
、２サイクルエンジンにＪ３りる排気ポートの上部（上
死点側）を板状の弁体によって開閉することにより、該
排気ポートの上縁を実質的にピストンの摺動方向に変化
させで、該ピストンの１習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だ排気時期制御
装置に関するものである。

支求且Ｉ 一般に、車両等に搭載されているエンジンにおいては、
低回転域から高回転域に至る広い範囲において出力特性
を向上さゼるために、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行われている。この１段を２
サイクルエンジンに適用しようとする場合、２（ノイク
ルエンジンにおける損気が、ピストンにＪ：る損気ポー
トの１１８故によって行われることから、排気時期を変
化させるためには、該損気ポート上縁（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。

このように排気ポートの上縁を変化させるための一手段
として、本出願人はさきに特願１１１１１６１−１１５
６８７号により、第１図および第２図に示す排気時期１
１１１制御装置を提案した。

この排気時期制御装置は、排気通路０１５の上部の排気
ポート０１５ａ近傍に、シリンダ軸線に直交する軸０１
８を設け、この軸０１８にこれと一体的に回動するよう
に板状の弁体０１９が成句けである。

この弁体０１９の先端は初見ポート０１５ａの上部を閉
塞する制御面０２３となっており、弁体０１９が軸０１
８を中心として回動することにより、第２図（ａ）、（
ｂ）に示すように、排気ポート０１５ａの上部が制御面
０２３によって開閉されるにうになっている。軸０１８
の一端はシリンダブ［１ツク０１１から外力へ突出し、
その突出部分に、軸０１８を介して弁体０１９を開弁方
向すなわら第２図（ａ）の状態となる方向へ付勢するス
プリング０２５が設けられている。

排気通路０１５の上部内面と前記弁体０１９とに当接す
るカム０２６が設けられており、該カム０２６が回動す
ることにより、弁体０１９が上手に揺動して、排気ポー
ト０１５ａの上部を開閉するが、カム０２６は図示して
ないカム操作機構を介してエンジンの回転速度に応じて
回転操作される。すなわち、例えばエンジンが低速で回
転する場合には、弁体０１９を第２図（ｂ）に示すよう
にその先端が排気ポート０１５ａの上、縁から下方へ突
出する箇所に位置させ（閉弁状態）、他方、エンジンが
高速で回転する場合には、第２図（ａ）に承りように弁
体０１９を上方位置（閉弁状態）に位置させるように操
作される。

このようにしてエンジンの回転速度に応じて排気ポート
０１５ａの上縁位置を実質的に上下動させ、これにより
、エンジンが低速あるいは高速いずれで回転する場合で
も、掃気ポートが閉じた後であって排気ポート０１５　
ａが閉じる寸前に排気反射波が排気ボー１−０１５ａに
戻るように排気時期の制御を行い、排気通路０１５に吹
き抜けたガスをシリンダ内に押戻してガス充填効率の向
−［を図り、エンジンの全回転域にお１）る出力の向上
を図れるようになっている。

が　°しようと・　１１　″ しかし、上記排気時期制御装置においては、板状の弁体
０１９を揺動可能に支承するための軸０１８を必要とし
、さらにこの軸０１８を弁体０１９とともに開弁方向に
常時付勢するスプリング０２５を必要とするので、構造
が複雑になり、コストも高くなる。

口　を　′Ｉするための−および− このため、本発明においては、排気ポートの上部を板状
の弁体によって開閉することにより、該排気ポートの実
質的な上縁位置をピストンの摺動方向に変化させて排気
時期を制御する２サイクルエンジンの初気時期制Ｗ装置
において、前記弁体を、一端を排気通路の上部内面に固
定し、他方の自由端を前記排気ポートに臨ませた撓曲可
能な弾性部材により構成するとともに、この弁体の上面
に当接して該弁体をその弾性に抗して下方へ押圧する押
圧部材を設け、該押圧部材をエンジンの回転速度に応じ
て作動させて前記弁体を変位さゼる。

本発明によれば、弁体自体がこれを開弁方向に付勢する
スプリングとしての機能を有し、かつ弁体自体が撓曲す
ることにより上下に揺動できるので、前記従来の装置に
おけるようなスプリングおよび揺動軸を必要とけず、弁
体の一端を巾に排気通路に固定するたりてよく、従って
構造が簡単になり、コス１〜も低減する。さらに、排気
ボー１−の実質的な上縁が、弁体の撓曲によって形成さ
れる滑らかな曲面によって排気通路の後流側に連続的に
接続されるので、排気抵抗が減少する。

欠ＪＬＪ 以下本発明を、第３図ないし第７図に示す一実施例につ
いて説明する。

第３図は本発明による扶気時ＩＪ制御装置を備えた２υ
゛イクルエンジンの要部横断面図、第２図は同エンジン
の要部縦断面図で、１はシリンダブロック、２はシリン
ダヘッド、３はシリンダ、４はピストンである。シリン
ダブロック１には排気通路５および掃気通路６が形成さ
れており、それぞれ排気ポート５ａおよび掃気ポート６
ａを通じてシリンダの内部に連通している。排気通路５
の左右方向中央には補強用リブ７が排気ポート５ａから
排気通路５の壬流へ所定箇所まで延びて設けられている
。このリブ７は排気通路５の排気ポート５ａＭｔｉを補
強するとともに、ピストン４の外周に嵌合されるピスト
ンリングがそれ自体の弾性により径方向外方へ広がって
初見ポート５ａの上縁や下縁に突き当るのを防出する機
能を果たす。

排気通路５の上部かつ排気ポート５ａの若干下流側に凹
所８が設けられており、該凹所８内に排気時期制御用の
弁体９が、リブ７を挟むように該リブ７の両側に位置し
て左右対称に配されている。

弁体９は撓曲可能な板ばね状の弾性部材から成り、外端
部を排気通路５の上壁５ｂの内面に固定ねじ１０により
固定され、この固定部から前記凹所８に沿って内方へ延
び、自由な内端部は排気ポート５ａに臨んでいる。そし
て該端部に弁部材１１が固定されている。弁部材１１の
内端には弁体９に対してほぼｈ角に上方へ延びる制御面
１２が形成されている。この制御面１２はまた排気ポー
ト５ａの上部に沿ってシリンダ内面と整合する円筒面を
形成するように円周方向に延び、制御面１２によって排
気ポート５ａの上部が閉塞されるようになっている。

さらに、この制御面１２は、下側の制御面１２ａと、こ
れより若干後退した上側の制御面１２ｂとによって形成
されている。

弁体９はそれ自身の弾性により上方へ向かつて付勢され
ているが、この弁体９をその弾性に抗して上方へ押圧づ
゛る押圧部材、すなわち本実施例においてｔよりム軸１
３が設けられている。カム＠１３は、凹所８の拮気ポー
ト５ａ寄りに設Ｇノられた一段と深い四部８ａに、円柱
状の上部を該凹部８ａの壁部に回転自在に埋め込まれる
とともに、カム面１３ａを形成した下部を四部８ａ内に
露出さじで配置され、該カム面１３ａにより弁体９の上
面を下方へ押圧するようになされている。カム軸１３は
弁体９の上方をその［ＩＪ７ｉ向に横断して延長してお
り、前記カム面１３ａは弁体９の上面に巾方向全域に０
９て当接している。

カム軸１３はシリンダブロック１に回転自在に框支され
ており、その一端はシリンダブロック１の外方へ突出し
ている。そしてこの突出端部に同カム＠１３を回転操作
するアーム１４が取付けられている。アーム１４の揺動
先端には、例えばエンジンのクランク軸に連結されたガ
バナーもしくは発電機等によって検出されるエンジン回
転速度に応じて操作される図示してないアクチュエータ
が取付けられており、このアクチュエータ、アーム１４
等によってカム軸１３をエンジンの回転速度に応じて回
転操作するカム操作磯構が構成されている。

エンジンが高速回転している時には、上記アクチュエー
タによりアーム１４が第４図に示１位置に回動され、カ
ム面１３ａは半径が最小の部分で弁体９の上面に当接す
る。従って弁体９はその弾性により上昇し、図示の上方
位置（間弁位間）を占める。この時、前記上側の制御面
１２ｂはシリンダ３の背後に形成されている前記四部８
ａ内に収納され、比較的高さの低いＦ側の制御面１２ａ
だけが排気ポート５ａの上部を閉塞Ｊるので、該制御面
１２ａの下縁によって規定される排気ポート５ａの実質
的な上れ１５ａは、排気ポート５ａの構造的な上縁１５
ｂとはＩＳ合致した高い位置に設定される（第５図参照
）。この位置は、＾速回転時におけるピストン４の上昇
行程に際して、ピストン４の上端が掃気ポート６ａの上
縁を通過して上縁１５ａに達するまでの間に排気通路５
内の排気反射波が排気ポート５ａに達し、シリンダ３内
のガスの排気通路５への吹き抜けを阻止するように選定
されている。

エンジンの回転速度が低下りると、アーム１４は第４図
の位置から時δ１方向に回転し、回転速度に応じた位置
を占める。これとともにカム面１３ａは半径の大きい部
分で弁体９の上面に当接し、弁体９を下方に押下げる。

第６図および第７図は弁体９が最も押下けられた状態、
すなわち回転速度が最低の時の状態を示す。排気ポート
５ａの、下部は下側の制御面１２ａと上側の制御面１２
ｂとによって閉塞され、排気ボ°−ト５ａの実質的な上
縁１５ａは該ポート５ａの実際の上縁１５ｂよりもかな
り低い位置に設定されている。従って上昇するピストン
４の頭部が上縁１５ａを通過する時期すなわち排気ポー
ト５ａの開１時期は位相的に苧よる。しかしピストン４
の速度が近いので、排気反射波は上記閉止時期の１萌に
排気ポート５ａに達し、シリンダ内ガスの吹き抜けを有
効に阻止する。弁体９が第６図に示すような閉弁位置に
在る時には、排気ポート５ａの上１１５ｂに沿って形成
されたシリンダ３のエツジ部１６の内面と前記上側の制
御面１２ｂとの接触面積が小さいので、この接触部を通
してシリンダ内ガスが排気通路５側へ漏れる恐れがある
が、たとえ漏れても、凹部８ａ内にシリンダブロック１
の内壁面と弁体９の上面とに巾方向全域に亘って当接す
るカム軸１３が延在しているので、シリンダ内のガスが
上側の制御面１２ｂから排気通路５へ漏出することはな
い。

このようにして、弁体９により排気ポート５ａの上部を
可変的に閉塞し、排気終了の位相１ＩｉｉＩを高速回転
時には遅く、低速回転時には甲くすることにより、エン
ジンの全回転域に亘って良好な出力特性が得られるが、
本実施例においては、弁体９が撓曲可能な弾性部材から
成り、この弁体９をカム軸１３によって押圧して撓曲さ
せることにより、排気ポート５ａの上部が可変的に閉塞
される。従って弁体９はその一端を固定ねじ１０により
単純に排気通路５の土壁に固定するだｔ」でよく、弁体
を回動自在に支承する軸部材やこの軸部材を一方向に付
勢するスプリング等を必要としないので、構造が極めて
簡単であり、またコストも安くなる。

さらに、撓曲された弁体９はその弾性により排気通路５
の上方に滑らかな曲面を形成し、排気ガスがこの清かな
曲面に案内されて排気ポート５ａから排気通路５へ導か
れるので、排気抵抗が減少でる。

及ｔＶ弧里 以上の通り、本発明においては、ｉＪｌ気ポートの上部
を板状の弁体によって開閉することにより、該（Ａ気ポ
ートの実質的な上縁位ｒをピストンの目動方向に変化さ
せて排気時期を制ｉする２サイクルエンジンの排気時期
制御装置において、前記弁体を、一端を排気通路の上部
内面に固定し、他方の自由端を前記排気ポートに臨ませ
た撓曲可能な弾性部材により構成するとともに、この弁
体の上面に当接して該弁体をその弾性に抗して下方へ押
圧する押圧部材を設け、該押圧部材をエンジンの回転速
度に応じ一〇作動させて前記弁体を変位させるようにし
たので、弁体を支持する揺動軸および弁体を付勢するス
プリングを必要とせず、従って構造が簡単になり、コス
トも低減する。さらに、排気ポートの実質的な上縁が弁
体の撓曲によって形成される滑らかな曲面によって排気
通路の後流側に連続的に接続されるので、排気抵抗が減
少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排気時期制御ｌｌ装置を示す横断面図、
第２図（ａ）　、　（ｂ）はその部分的縦断面図、第３
図は本発明による排気時期制御装置を備えた２サイクル
エンジンの要部横断面図、第４図は高速回転時における
同エンジンの要部縦断面図、第５図は第４図における排
気ポートの正面図、第６図は低速回転時における同エン
ジンの排気時期制御装置を示す縦断面図、第７図は第６
図における排気ポートの正面図である。 １・・・シリンダブロック、２・・・シリンダヘッド、
３・・・シリンダ、４・・・ピストン、５・・・排気通
路、６・・・ｈ１気通路、７・・・リブ、８・・・凹所
、９・・・弁体、１゜・・・固定ねじ、１１・・・弁部
材、１２・・・制御面、１３・・・カム軸（押圧部材）
、１４・・・アーム、１５・・・上縁、１６・・・エツ
ジ部。 代即人　弁理士　江　原　　望 外２名 Ｍ　１　図 第２図 （ａｌ　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気ポートの上部を板状の弁体によつて開閉することに
   より、該排気ポートの実質的な上縁位置をピストンの摺
   動方向に変化させて排気時期を制御する２サイクルエン
   ジンの排気時期制御装置において、前記弁体を、一端を
   排気通路の上部内面に固定し、他方の自由端を前記排気
   ポートに臨ませた撓曲可能な弾性部材により構成すると
   ともに、この弁体の上面に当接して該弁体をその弾性に
   抗して下方へ押圧する押圧部材を設け、該押圧部材をエ
   ンジンの回転速度に応じて作動させて前記弁体を変位さ
   せることを特徴とする排気時期制御装置。