JPS63248914A - 排気時期制御装置を備えた２サイクルエンジン - 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、シリンダの内面に開口する排気ポートに連続
した排気通路の内壁に、前記排気ポートの上部を開閉す
ることにより、この排気ポートの上縁を前記シリンダ内
に嵌装されたピストンの摺動方向に変化させる制御弁を
揺動自在に設けてなる排気時期制御装置を備えた２サイ
クルエンジンに係わり、特に、シリンダ内に円筒状のス
リーブを一体に嵌装することにより前記ピストンの摺動
面を形成するようにした２サイクルエンジンに関するも
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
ークが高回転域で得られるようになっている。

しかしながら１．前者にあっては、高回転域での出力が
頭打ちとなり、また、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
推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全回転域において出力特性を向
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か
、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
排気ポートの開故によって行われることから、排気時期
を変化さ仕るためには、この排気ポートの上縁（すなわ
ちピストンの上死点側の縁）をピストンの摺動力向に変
化させる必要がある。

そこで本願出願人は、前述した２サイクルエンジンにお
ける排気ポートの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。

この提案は、第１図に示すように、シリンダＩに形成さ
れた排気通路２の上部（以下、上とはピストンの上死点
側を、また、下とはピストンの下死点側を示すものとし
セ説明する）であって、この排気通路２のシリンダＩ内
面への開口部である排気ポート２ａの近傍に、排気通路
２の長さ方向に対して直交するように輔３を回動自在に
設け、この軸３に、前記排気ポート２ａの上部を開閉す
るための制御弁４の一端部を固定して、この制御弁４を
揺動自在に支持し、この制御弁４に相対する排気通路２
の上部壁に、前記軸３および制御弁４を収容するための
凹部５を形成し、かつ、第２図に示すように、前記軸３
の一端部をシリンダ１の外部に突出させるとともに、そ
の突出側の端部に、この軸３を回動させることにより、
軸３に取り付けられた前記制御弁４を揺動させるための
駆動機構６を装着した構成としたものである。

そして、エンジンが低回転で運転されている場合には、
前記制御弁４を凹部５から突出さける方向に揺動させて
、第１図に実線で示すように、制御弁４の揺動側の端部
によって排気ボー）２ａの上部を閉塞することにより、
この排気ポート２ａの上縁２ｂを、見掛は上、前記制御
弁４の揺動端部の下９４ａまで移動させることにより、
この制御弁４の下縁４ａと前記排気ポート２ａの上縁２
ｂとの距離１７分、ピストン７の下降に伴う排気ポート
２ａの開放時期すなわち排気時期を遅延させ、また、エ
ンジンの回転か高回転域に至った場合には、前記制御弁
４を前述した方向と逆方向に揺動させるとともに、第１
図に鎖線で示すように、前記凹部５内に収容することに
より前記排気ポート２ａの上部を開放して排気時期を早
め、これらの操作によって、全回転域における排気時期
を適切なものとするとともに出力特性の向上を図ってい
る。

これは、排気時に排気通路２内に生じる圧力の脈動と、
排気ポート２ａの開閉時期とを制御することにより、前
記排気ポート２ａが閉じる直前において排気ボート２ａ
近傍の圧力を高め、これによって、排気ポート２ａから
排気通路２内へ吹き抜けろ混合気量を減少させて混合気
の充填効率を高めることができることによるものである
。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前述した構成の排気時期制御装置においては
、制御弁４を凹部５から排気通路２内に突出させる方向
に揺動させて、この制御弁４の下縁４ａによって排気の
開始点を設定することにより、排気時期を遅延させるよ
うにしているが、制御弁・１が突出させられて空洞状態
にある凹部５とシリンダｌの内部との間の遮蔽が不十分
であると、前述した正規の排気開始点に至る前に、シリ
ンダＩ内の燃焼ガスが四部５を経て排気通路２へ排出さ
れてしまい、この排出量の程度によっては排気時期の制
御精度が低下してしまうおそれがあり、これを抑制する
ために、前記制御弁４と凹部５の内壁面との隙間を極力
狭めるとともにその隙間の寸法を精度よく設定する必要
がある。

しかしながら、前述した提案においては、四部５の内壁
面の平滑度を後加工によって高めんとした場合、前記凹
部５が排気通路２の最も奥まった位置にあり、かつ、排
気通路２が上流に行くにしたがい漸次狭まる特殊な形状
となされて加工用の工具の挿入が困難で十分な加工が行
えないこと等の理由から、凹部５の内壁面の粗さに起因
して、四部５の内壁面と制御弁４の揺動端部の端部との
隙間を狭めることのできる範囲が制限されてしまうとい
った改善すべき点を有している。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前述した点を有効に解消し、さらなる動力特
性の向上を図ることを目的とし、この目的を達成するた
めに、本発明に係わる排気時期制御装置を備えた２サイ
クルエンジンは、特に、シリンダ内に一体に鋳込まれ１
こ円筒状のスリーブに排気ポートを形成するとともに、
前記シリンダに前記排気ポートに連続する排気通路を形
成し、この排気通路の内壁に、排気ポートの上縁を可変
とする制御弁を揺動可能に設けるとともに、前記スリー
ブの排気ポートの上縁から上方へ向かって、前記制御弁
の揺動端部が収容される収容部を形成したことを特徴と
する。

「作用」 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
ンジンは、シリンダの鋳込みの際にこのシリンダ内に装
着されるスリーブに、制御弁の揺動端部が収容される収
容部を排気ポートの上縁から上方に向かって形成し、シ
リンダを鋳込む際の場（すなわちアルミ等の溶融金属）
の染み出し位置を、制御弁の揺動端部の端面が対向させ
られる前記収容部の内壁面から離間しｆこ位置に設定し
て、鋳込み時における前記シール面の荒れを防止ずろと
ともに、染み出した湯の除去を容易にするものである。

「実施例」 以下、本発明の第１実施例を第３図および第４図に基づ
き説明する。

なお、以下の説明中、第１図および第２図と共通する部
分については同一符号を用いて説明を簡略化する。

第３図中、符号１０は本実施例に係わる２サイクルエン
ジン（以下、エンジンと略称する）を示し、シリンダ１
の内面に開口する排気ポート２ａに連続した排気通路２
の内壁に、前記排気ボート２ａ近傍から下流側へ向かっ
て凹部１１を形成し、この凹部１１内に、前記排気ポー
ト２ａの上部を開閉することにより、この排気ポート２
ａの上縁２ｂを前記シリンダｌ内に嵌装されたピストン
７の摺動方向に変化させる制御弁１２を揺動自在に設け
てなる排気時期制御装置１３を備え、かつ、前記ピスト
ン７が摺動自在に嵌装されるとともに前記排気ポート２
ａを構成する貫通孔１４ａが形成された円筒状のスリー
ブ１４が、前記シリンダ１の鋳込みの際にこのシリンダ
ｌ内に一体に取り付けられてなり、前記スリーブ１４の
外側部に、首記凹部１１の内壁面の一部を構成するとと
もに前記制御弁１２の揺動側の端面１２ａが対向させら
れるノール面１４ｂと、このシール面１４ｂの上端から
下方へ向かう垂下部１５とによって、前記制御弁１２の
揺動端部が収容される収容部１９を形成した概略構成と
なっている。

次いで、これらの詳細について説明ずれば、前記凹部■
１は本実施例では、前記シリンダ１の内周面（スリーブ
１４の内周面）近傍に形成された前記収容部１９となる
深底部１１ａと、この深底部１１ａに連続し排気通路２
の下流側へ向かって形成された浅底部１１ｂとによって
構成され、この浅底部１１ｂの下流側の端部に、ＩｉＮ
記制御弁１２を支持するための軸３が貫通させられてい
る。

前記制御弁１２は、その揺動側の端部に、上方に向かう
突出部１２ｂが形成されており、制御弁１２を前記凹部
１１内に収容した状態において、前記突出部１２ｂが凹
部１１の深底部１１＋ｌＬ（収容部１９）内に挿入され
るようになされ、また、この突出部１２ｂのシリンダ１
の内部側に位置する端面１２ａが前記軸３を中心として
円弧状に、かつ、シリンダｌの内周面に沿うように湾曲
した形状に形成されている。

前記スリーブ１４は、第３図に示すように、薄肉の円筒
状に形成されており、その長さ方向の中間部に厚肉部１
６が全周に亙って形成されているととらに、この厚肉部
１６と重畳する部分に、前記排気通路２に対応して、こ
の排気通路２のシリンダ１への開口部である前記排気ポ
ート２ａとなる貫通孔１４ａが、スリーブ１４の半径方
向に沿って形成され、また、この貫通孔１４ａから周方
向に間隔をおいた複数箇所に、前記シリンダＩに形成さ
れた掃気通路１７へ連通させられて、この掃気通路１７
のシリンダｌ内への開口部である掃気ボー）１７ａとな
る貫通孔１８が形成されている。

さらに、前記スリーブ１４には、前記排気ポート２ａを
形成する貫通孔１４ａの上部の厚肉部１６に、排気ポー
ト２ａの上縁２ｂから上方へ向かい、かつ、スリーブ１
４の周方向に沿って前記収容部１９が形成されており、
この収容部１９のシリンダＩの内面側の面が前記シール
面１４ｂとなされ、また、収容部１９の内面と厚肉部１
６の外周面との間の壁が前記垂下部１５となされている
。

そして、面記ンール面１４ｂは、制御弁１２の揺動側の
端面１２ａと同様に、前記軸３を中心とした円弧面とな
されており、制御弁１２の揺動位置に拘わらず、この制
御弁１２の揺動側の端面１２ａとの重畳部分において所
定の間隔を形成するように、両者の曲率半径の差が設定
されている。

しかしてこのように構成された本実施例のエンジン１０
は、スリーブ１４の周壁に、貫通孔１４ａ−１８を穿設
して排気ポート２ａおよび掃気ボート１７ａを形成し、
次いで、前者の貫通孔１４ａの上部に収容部１９を形成
して前記シール面１４ｂおよび垂下部１５を形成すると
ともに、前記シール面１４ａに仕上げ加工を施し、しか
るのちに、前記スリーブ１４を鋳型内に設置するととも
に、このスリーブ１４に前記排気通路２や凹部１１の浅
底部１１ｂおよび掃気通路１７を形成する中子を取り付
け、これらのまイっりに溶融金属（アルミあるいはその
合金）を鋳込んで固化させ、さらに、前記鋳型や中子を
取り除いたのちに洗浄等を行い、次いで、前記四部１１
内に制御弁１２を装着するとともに、シリンダ１に、そ
の他の構成部材を取り付けることによって形成される。

このような鋳込みによって、前記スリーブ１４のまわり
にシリンダｌが一体に形成されて全体としてシリンダブ
ロックが形成されるとともに、第４図に示すように、排
気通路２の上部壁に、前記スリーブ１４に形成された収
容部１９によって構成されている深底部１１ａに連続し
た浅底部１１ｂが形成されることにより、両者によって
凹部１１が形成される。

そして、前述した鋳込みに際して、前記スリーブ１４の
貫通孔１４ａまわりに鋳込まれる溶融金属（湯）は、前
記垂下部１５の下端部によってせき止められて、前記収
容部１９（深底部１１ａ　）内に染み込むことが抑制さ
れる。

また、仮に前記垂下部１５から収容部１９内へ向けて染
み込むような現象が生じたとしても、垂下部１５の内外
面間に垂下部１５の壁厚分の距離が設けられていること
から、前述した溶融金属の染み込みが、第・１図にＡで
示す位置、すなわち、垂下部１５の下端面の範囲内に抑
えられる。

ここで、前記垂下部１５の下端面は、排気通路２の内部
に向けられて、第３図に示すように、排気通路２の外部
からほぼ直線的に視認し得る位置であることから、加工
用の工具の挿入が容易で、前述した垂下部１５の下端面
に染み込んだ溶融金属の除去が容易に行われる。かつ、
前述した溶融金属の染み出し位置は、前記シール面１４
ｂから離間した位置で、排気時期の制御精度への関与の
度合いが小さい個所であることから、溶融金属の除去に
際し高精度の加工を必要と仕ず、もって、後加工の作業
が簡便なものとなる。

一方、エンジンＩＯが低回転域において運転されている
場合には、駆動機構６によって軸３を回動させることに
より、前記制御弁１２を揺動させて、第３図に示すよう
に、凹部１１から排気通路２内へ突出させるとともに、
この制御弁１２の端面１２ａによって、排気ポート２ａ
の上部を閉塞する。

このとき、前記制御弁１．２は、前記端面１２２Ｌの下
縁１２ｃが排気ポート２ａの上縁２ｂとほぼ平行となる
位置に停止させられる。

このような制御弁１２の揺動によって、前記排気ボー）
２ａの上縁２ｂが、見掛は上、前記端面１２ａの下縁１
２ｃまでピストン７の下死点側へ移動させられ、この移
動距ＭＬ分エンジン１０の排気時期が遅延させられて、
低回転域における排気が適切に行われる。

また、エンジン１０が高回転に至った場合においては、
駆動機構６により前記制御弁１２を前述した方向と逆方
向に揺動させて、この制御弁１２を前記凹部１１内に収
容する。

このようにして、制御弁１２を凹部１１内に収容するこ
とにより、閉塞されていた排気ボート２ａの上部が開放
されるとともに、排気ボート２ａの上縁がピストン７の
上死点側へ移動させられて、この分、エンジン１０の排
気時期が早められ、これによって、高回転域における排
気が適切に行われる。

したがって、低回転域から高回転域に至る回転域におい
て適切な排気が行われ、全回転域におけろ出力特性の向
上が図られる。

なお、前述した各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、適用するエンジンの種類
や設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、前記制御弁１２の設置数は、ｔｇあるいは複数
個と任意に設定することができる。

また、前記駆動軸３を回動させるための駆動手段として
は、ワイヤやリンク等の機械的な接続構造を有するもの
、あるいは、流体圧アクチュエータや電気的なアクチュ
エータによって直接駆動する構造のもの等適宜用いるこ
とができる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わる排気時期制御装置
を備えた２サイクルエンジンは、シリンダ内に一体に鋳
込まれた円筒状のスリーブに排気ボートを形成するとと
もに、前記シリンダに前記排気ボートに連続する排気通
路を形成し、この排気通路の内壁に、排気ボートの上縁
を可変とする制御弁を揺動可能に設けるとともに、前記
スリーブの排気ボートの上縁から上方へ向かって、前記
制御弁の揺動端部が収容される収容部を形成したことを
特徴とするもので、次のような優れた効果を奏する。

スリーブのまわりにシリンダを鋳込む際に、溶融金属を
スリーブに形成された収容部の外部側の壁部によってせ
き止めて、溶融金属が前記収容部内に染み込むことを防
止し、これによって、前記制御弁の揺動端部の端面が対
向させられる内壁面の荒れを防止するとともに、前述し
た効果と相俟って、前記内壁面と制御弁との間の隙間を
極力狭めて、両者間の隙間からの燃焼ガスの漏れを許容
範囲内に容易に抑えることができる。

したがって、排気時期の制御の精度向上が図られる。

また、仮に溶融金属の染み込み現象が生じたとしても、
前述した収容部の外部側の壁部の内外面間に、その壁厚
分の距離が設けられていることから、前述した溶融金属
の染み込みを前記壁部の下端面の範囲内に抑えるととも
に、前述した染み込み位置を排気通路の外部から直視で
きるような位置とし、これによって、加工工具の挿入を
容易にして、染み込んだ溶融金属の除去を容易にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は本願出願人の先の提案に係わる排
気時期制御装置を備えた２サイクルエンジン示すもので
、第１図は要部の縦断面図、第２図は横断面図、第３図
および第４図は本発明の一実施例を示すもので、第３図
は縦断面図、第４図は一部を省略した拡大縦断面図であ
る。 １・・・・・・シリンダ、　　　　　　２・・・・・・
・・・排気通路、２ａ・・・・・・排気ボート、　　　
　２ｂ・・・・・・・・・上縁、７・・・・・・ピスト
ン、 １０・・・・・・（２サイクル）エンジン、１１・・・
・・・凹部、　　　　　　　ｌｌａ・・・・・・深底部
、ｆｌｂ・・・浅底部、　　　　　　１２・・・・・・
・・・制御弁、１２ａ・・・端面、　　　　　　　１２
ｂ・・・・・・突出部、１２ｃ・・・下縁、 １３・・・・・・排気時期制御装置、　１４・・・・・
・・・・スリーブ、１４ａ・・・貫通孔、　　　　　　
１４ｂ・・・・・・シール面、１５・・・・・・垂下部
、　　　　　　　１６・・・・・・・・・厚肉部、１９
・・・・・・収容部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ内に一体に鋳込まれた円筒状のスリーブに排気
   ポートを形成するとともに、前記シリンダに前記排気ポ
   ートに連続する排気通路を形成し、この排気通路の内壁
   に、排気ポートの上縁を可変とする制御弁を揺動可能に
   設けるとともに、前記スリーブの排気ポートの上縁から
   上方へ向かって、前記制御弁の揺動端部が収容される収
   容部を形成したことを特徴とする排気時期制御装置を備
   えた２サイクルエンジン。