JPH02207131A - ２サイクル多気筒エンジンの弁駆動機構 - 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、２サイクル多気筒エンジンのシリンダ毎に設
けられる開閉弁を一体的に駆動する弁駆動機構に関する
。

（従来の技術） 例えば、２サイクルデイーゼルエンジンの中には、圧縮
比可変機構を有しているものかあり、斯かるエンジンで
は圧縮比可変機構によって始動時及び低負荷域における
圧縮比を高め、以て始動性の改善と高負荷運転域でのシ
リンダの内圧上昇の抑制を図っている。そして、上記圧
縮比可変機構としては、シリンダボディに形成される主
排気ポートの上方に、該主排気ポートに連通ずる副排気
ポート（バイパス通路）を形成し、該副排気ポートにこ
れを開閉する開閉弁を設けたものが知られており（特開
昭６３−６５１２１号公報参照）、これによれば、始動
時及び低負荷域において上記開閉弁が閉じられ、圧縮比
が高められる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、斯かる圧縮比可変機構を多気筒エンジンに適
用する場合は、前記開閉弁を如何に設けるかが問題とな
る。即ち、シリンダボディは組付時のボルト締め付けや
エンジン始動後の熱膨張によって変形するため、多気筒
エンジンにおいて例えば全開閉弁を一体的に形成すると
、エンジン運転時に該開閉弁かスティック等によって円
滑に駆動されない場合がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
する処は、複数の開閉弁を常に円滑に駆動することがで
きる２サイクル多気筒エンジンの弁駆動機構を提供する
にある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、複数のシリンダを一体
のシリンダボディに並設して成る２サイクル多気筒エン
ジンの各シリンダ毎に設けられ。

排気ポートの少なくとも一部を開閉し、且つ排気ポート
を閉じる第１の位置と同排気ポートを開く第２の位置に
切り換えられる開閉弁を一体的に駆動する駆動弁機構に
おいて、隣接する開閉弁の両端を、これら開閉弁に空隙
を介して係合するジヨイントにて互いに連結し、全開閉
弁をシリンダ並設方向に一体的に連結したことを特徴と
する。

（作用） 本発明によれば、開閉弁が設けられるシリンダボディ等
に変形か生じても、この変形は開閉弁とジヨイント間の
空隙によって有効に吸収されるため、開閉弁は常に円滑
に駆動される。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明に係る２サイクルデイーゼルエンジンの
縦断面図、第２図は同エンジンの排気ポート周辺の拡大
断面図、第３図は第２図の■−ｍ線断面図、第４図は開
閉弁の連結構造を示す斜視図である。

第１図に示すエンジン１は３気筒の２サイクルデイーゼ
ルエンジンであって、第３図に示すようにそのシリンダ
ボディ２には３つのシリンダ３・・・が並設されており
、該シリンダボディ２の上部にはシリンダヘット４が被
着されている。そして、前記各シリンダ３内にはピスト
ン５か上下摺動自在に嵌装されており、該ピストン５は
コンロッド６を介してクランク軸７に連結されている。

尚。

クランク軸７は第１図の紙面垂直方向（シリンダ３・・
・の並設方向）に長く、これはクランクケース８内のク
ランク室９に回転自在に収容されている。

又、前記シリンダヘッド４には各気筒毎に渦室式の副燃
焼室Ｓが形成されており、この副燃焼室Ｓにはシリンダ
ヘッド４に螺着された燃料噴射弁ｌＯとグロープラグ１
１の各先部か臨んている。

更に、前記シリンダボディ２には各気筒毎に掃気ポート
１２，１３、主排気ポート１４及び副排気ポート１５が
各々形成されており、これらはその一端がシリンダ３内
に開口しており、掃気ボー）−１２，１３の他端は前記
クランク室９に開口している。

ところで、上記主排気ポート１４は第２図に詳細に示す
ように下流（出口）に行くに従って上方へ向かうよう形
成されており、該主排気ポート１４の上方に前記副排気
ポート１５が形成されている。そして、これら主・副排
気ポート１４゜１５の各一端はシリンダ３内に開口して
おり、主排気ポート１４の他端には不図示の排気管か接
続されており、副排気ポート１５の他端は図示のように
主排気ポート１４に開口している。

而して１本実施例においては、上記各副排気ポート１５
は第２図に示すように側面視てシリンダ３の中心縁立に
対して直角、且つ直線状に形成され、第３図に示すよう
に平面視ては下流側に向かって幅狭となる直線テーバ状
に形成されている。

そして、シリンダボディ２の副排気ポート１５・・・の
中間位置には円孔１６かクランク軸方向（シリンダ３・
・・の並設方向）に貫設されており、この円孔１６内に
は第３図に示すように各気筒毎に、即ち各排気ポート１
５毎に０Ｎ−ＯＦＦバルブの一種である円柱状の開閉弁
１７が回動自在に嵌装されており、各開閉弁１７の両端
部外周と円孔１６の内周とはＯリング１８．１８によっ
て気密にシールされている。

上記開閉弁１７には第４図にも示すように断面長円形の
連通孔１７ａが貫設されており、該開閉弁１７はその回
動によって副排気ポート１５を閉じる第１の位置（第１
図参照）と同副排気ポートｌ５を開く第２の位置（第２
図及び第３図参＠）に切り換えられる。而して、各気筒
毎に設けられる計３つの開閉弁１７・・・は第３図に示
すようにジヨイント１９．１９によってシリンダ３・・
・の並設方向に一体的、且つ直線状に連結されており、
これら一体に連結された開閉弁１７・・・の一端は円孔
１６の一端開口部を塞ぐプラグ２０に当接しており、他
端はこれら開閉弁１７・・・を一体的に回動せしめるス
テップモータ２１の出力軸２１ａにカップリング２２に
て連結されている。尚、第３図に示すように当該エンジ
ンｌのスロットル開度と回転数のデータはコントローラ
２３に送られ、コントローラ２３はこれらのデータに基
づいて開閉弁１７・・・の開閉を決定し、その決定に基
づいてＯＮ、ＯＦＦ信号を前記ステップモータ２１に送
って該ステップモータ２１の駆動を制御する。

ここで、開閉弁１７・・・の連結構造を第４図に基づい
て説明するに、各開閉弁１７の両端部には軸部１７ｂ、
１７ｂと嵌合凸部１７ｃ、１７ｃが突設されており、各
嵌合凸部１７ｃには平坦面１７ｃｍ１．１７ｃｍ１か形
成されている。

一方、前記各ジヨイント１９の両端部には凹部１９ａ、
１９ａが形成されており、該ジヨイント１９の中央部に
は凹部１９ａ、１９ａに開口する円孔１９ｂが軸方向に
貫設されている。

而して、開閉弁１７の一端に形成された軸部１７ｂ、凸
部１７ｃはジヨイント１９の円孔１９ｂ、凹部１９ａに
適当な空隙を介してそれぞれ嵌合せしめられ、第３図に
示すように開閉弁１７・・・はジヨイント１９．１９に
よって軸方向及び周方向に若干の空隙をもって一体的に
連結される。

尚、以上の副排気ポート１５、開閉弁１７．ステップモ
ータ２１、コントローラ２３等が圧縮比可変機構を構成
する。

ところで、第１図に示すようにシリンダボディ２の側部
には吸気ポート２４が形成されており。

該吸気ポート２４の一端は前記クランク室９に開口して
おり、同吸気ポート２４の他端には吸気管２５が接続さ
れている。そして、吸気ポート２４には空気のクランク
室９方向への流れのみを許容するリートバルブ２６が設
けられており、このリードバルブ２６の上流側にはオイ
ル噴射ノズル３４が設けられている。このオイル噴射ノ
ズル３４はパイプ３５及び逆止弁３６を介して前記クラ
ンク室９の下部に接続されており、クランク室９の下部
に溜ったオイルは逆止弁３６及びバイブ３５を経てオイ
ル噴射ノズル３４に至り、ここから噴射されてリードバ
ルブ２６に付着するため。

該す・−ドハルブ２６の打音が低減せしめられる。

次に１本２サイクルデイーゼルエンジン１の作用を説明
する。

該エンジン１の始動時及び低負荷域においては、第１図
に示すように各開閉弁１７は閉状態にあり、各副排気ボ
ー）１５はこの開閉弁１７によって閉じられている。こ
の状態でピストン５かシリンダ３内を上昇すると、クラ
ンク室９内に負圧が発生し、この負圧に引かれて吸気（
空気）が吸気管２５からリートバルブ２６を経てクラン
ク室９に導入される。そして、この吸気は爆発・掃気行
程で下降するピストン５によって１次圧縮されるが、ピ
ストン５が主排気ポート１４を開け、続いて掃気ポート
１２．１３を開けると、この１次圧縮された吸気は掃気
ポート１２．１３からシリンダ３内に流入し、シリンダ
３内での燃料の燃焼によって生じた排気ガスを主排気ポ
ート１４側へ押し出す０次に、ピストン５か掃気ポート
１２゜１３及び主排気ポート１４を閉じると、シリンダ
３内の吸気は上昇するピストン５によって圧縮されるが
、このときのピストン５の圧縮ストロークＡは大きく、
このときの当該エンジンｌの圧縮比が高められる。

而して、ピストン５が上死点近くに達すると。

シリンダ３内の吸気は高温、高圧となり、燃料噴射弁ｌ
Ｏからは適量の燃料が副燃焼室Ｓに噴射され、この燃料
は高温、高圧の吸気によって着火、燃焼せしめられる。

この燃焼によって生じた高温、高圧の排気ガスの圧力を
頭部に受けてピストン５は下降を開始し、このピストン
５によって主排気ポート１４、掃気ポート１２．１３が
開くと、前述のようにクランク室９で１次圧縮された吸
気が掃気ポート１２．１３からシリンダ３内に流入し、
以後は上述と同様の作用が繰り返される。

一方、エンジンｌの上記以外の運転状態においては、コ
ントローラ２３はこれに入力されるスロットル開度１回
転数のデータに基づいてＯＮ信号をステップモータ２１
に送り、ステップモータ２１はこの信号に基づいて開閉
弁１７−・・を一体重に回動せしめてこれらを第２図及
び第３図に示すように開き、各副排気ポート１５を開く
。

而して、このように各副排気ポート１５が開いた状態で
は、圧縮行程におけるピストン５の圧縮ストロークＢは
第１図に示すように小さくなるため（Ｂ＜Ａ）、当該エ
ンジンｌの圧縮比は低く抑えられる。

又、ピストン５が下降する爆発・掃気行程においては、
先ず副排気ポート１５が開けられ、シリンダ３内の排気
ガスはこの副排気ボー）１５を通って主掃気ポート１４
へ流れ、主掃気ボー）−１４から不図示の排気管及びマ
フラーを経て大気中に排出される。そして、主排気ポー
ト１４も開くと、排気ガスは主・副排気ポート１４．１
５を流れて大気中に排出される。

ところで、エンジンｌの圧縮比は、始動時と第５図の領
域Ｃにて示される低負荷・低回転域において高められ、
それ以外の領域りでは低く抑えられる。尚、第５図はエ
ンジン１の性能特性図であって、同図中、Ｔはトルクカ
ーブを示す。

次に、成る回転数での負荷に対するＨＣ（Ｃｏ）やＮＯ
ｘ濃度、黒煙発生量、燃料消費率を圧縮比を変えて実測
した結果を第６図に示す。

尚、第６図中、実線カーブは圧縮比（＝２０の実測結果
を、破線カーブは圧縮比ε＝１５の実測結果をそれぞれ
示す。

第６図から明らかなように境界線ａにて区画される低負
荷域Ｃでは圧縮比が高い方がＨＣ（ＣＯ）濃度が下がる
ため、この領域では各開閉弁１７が閉じられて圧縮比が
高く保たれる。又、第６図の領域りにて表わされる高負
荷域では、圧縮比か低い方がＮＯ１濃度、黒煙発生量及
び燃料消費率が下がるため、各開閉弁１７が開けられて
圧縮比か低く抑えられる。

尚、第５図から明らかなように、エンジン回転数が下が
ると領域Ｃの境界線すは高負荷側へ移動するため、エン
ジン回転数が低い程高負荷域まで圧縮比を高める必要が
ある。

以上において、開閉弁１７・・・は前述のようにジヨイ
ント！９．１９によって軸方向及び周方向に若干の空隙
をもって一体的、且つ直線状に連結されているため、こ
れらバルブ１７・・・が設けられるシリンダボディ２に
変形が生じても、この変形は各開閉弁１７とジヨイント
１９間の空隙によって有効に吸収される。従って、開閉
弁１７・・・がスティックを生じて円滑に動くことがで
きないという事態が起こらず、これら開閉弁１７・・・
は常に円滑に駆動され得、本実施例においては圧縮比可
変機構が常に円滑に作動してその機能を十分果たす。

尚、以上の実施例では、特に２サイクルデイーゼルエン
ジンに設けられる圧縮比可変機構の弁駆動機構について
述べたか、本発明は例えば２サイクルガソリンエンジン
の主排気ポート或いは副排気ポートに設けられる排気時
期可変機構の弁駆動機構もその適用対象に含むものであ
る。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く本発明によれば、開閉弁が設
けられるシリンダボディ等に変形が生しても、この変形
は開閉弁とジヨイント間の空隙によって有効に吸収され
るため、開閉弁は常に円滑に駆動され得るという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る２サイクルデイーゼルエンジンの
縦断面図、第２図は同エンジンの排気ポート周辺の拡大
断面図、第３図は第２図の田−■線断面図、第４図は開
閉弁の連結構造を示す斜視図、第５図はエンジンの性能
特性図、第６図は負荷に対する各種測定値を圧縮比をパ
ラメータとして示した図である。 １・・・２サイクルデイーゼルエンジン（２サイクル多
気筒エンジン）、２・・・シリンダボディ、３・・・シ
リンダ、 １７・・・開閉弁、 １９・・・ジョイン ト。 特 許 出 願 人 ヤマハ発動機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のシリンダを一体のシリンダボディに並設して成る
   ２サイクル多気筒エンジンの各シリンダ毎に設けられ、
   排気ポートの少なくとも一部を開閉し、且つ排気ポート
   を閉じる第１の位置と同排気ポートを開く第２の位置に
   切り換えられる開閉弁を一体的に駆動する機構であって
   、隣接する開閉弁の両端を、これら開閉弁に空隙を介し
   て係合するジョイントにて互いに連結し、全開閉弁をシ
   リンダ並設方向に一体的に連結したことを特徴とする２
   サイクル多気筒エンジンの弁駆動機構。