JPH0486324A - ２サイクルエンジンの圧縮比可変機構 - 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、回転数に応して圧縮比を変える２サイクルエ
ンジンの圧縮比可変機構に関する。

（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
可変機構を備えるものがあり、斯かるエンジンては圧縮
比可変機構によって始動時及び低負荷運転域における圧
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。

ところで、上記圧縮比可変機構としては、シリンダボデ
イに形成される主排気通路の上方に、該主排気通路に連
通ずる副排気通路（バイパス通路）を形成し、該副排気
通路にこれを開閉する排気制御弁を設けたものか知られ
ており（特開昭６３−６５１２１号公報参照）、これに
よれば、始動時及び低負荷運転域において」−記排気制
御弁が閉しられて圧縮比か高められる。

（発明か解決しようとする課題） ところか、従来の圧縮比可変機構にあっては、主排気通
路、副排気通路それぞれのシリンダ内周面への開口部、
即ち、第７図に示す主排気ポート１１８と副排気ポート
１１９かシリンダ１０３の周方向において同位置に開［
］シていたため、シリンダ１０３の内周面には主排気ポ
ート１１８と副排気ポート１１９を画成する幅の狭い部
分１０３ａか形成され、この部分１０３ａに熱負荷か集
中してピストンの焼付きか発生し易くなるという問題か
あった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものて、その目的と
する処は、シリンダ内周面の局部的な熱負荷の集中を避
けることによってピストンの焼付きを防ぐことかてきる
２サイクルエンジンの圧縮比可変機構を提供することに
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、シリンダ内周面に開口
する主排気ポートと、同シリンダ内周面の主排気ポート
より］二死点側に開口する副排気ポートを備える２サイ
クルエンジンの前記副排気ポートに連なる副排気通路を
排気制御弁で開閉することによって圧縮比を変える２サ
イクルエンジンの圧縮比可変機構において、前記副排気
ポートを前記主排気ポートに対してシリンダの周方向に
ズラして配置したことをその特徴とする。

（作用） 本発明によれば、主排気ポートと副排気ポートかシリン
ダの周方向においてラップする部分の長さか短くなるた
め、クランク内周面の主排気ポートと副排気ポートとの
間の幅の狭い部分、つまりは熱負荷か集中する部分の長
さか短くなり、シリンダ内周面の熱負荷を周方向におい
て略均−に分布せしめることかでき、ピストンの焼付き
を効果的に防ぐことかできる。

（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図は本発明に係る圧縮比可変機構を備える２サイク
ルデイ−セルエンジンの縦断面図、第２図は排気制御弁
の開状態における同エンジンの排気通路周辺の拡大断面
図、第３図は第２図の■−■線断面図、第４図は第２図
の矢視■方向の図、第５図は排気制御弁の斜視図、第６
図はエンジンの性能特性図である。

第１図に示すエンジンｌは３気筒の２サイクルデイーゼ
ルエンジンてあって、第３図に示すようにそのシリンダ
ボデイ２には３つのシリンダ３・・・が並設されており
、同シリンダボディ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］−下槽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、前記クランクヘット４には各気筒毎に渦室式の副燃
焼室Ｓか形成されており、この副燃焼室Ｓにはシリンダ
ヘット４に螺着された燃料噴射弁１０とグロープラグ１
１の各先部か臨んでいる。

更に、前記シリンダボディ２には各気筒毎に掃気通路１
２，１３、主排気通路１４及び副排気通路１５が各々形
成されており、これらはその一端かクランク３内に掃気
ポート１６，１７、主排気ポート１８、副排気ポート１
９としてそれぞれ開「１しており、掃気通路１２．１３
の他端は前記クランク室９に開口している。

ところて、」二記主排気通路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、該主排気通路１４の上方に前記副排気通
路１５が形成されている。そして、これら主、副排気通
路１４．１５の各−・端は前述のように主、副排気ポー
ト１８．１９を介してシリンダ３内にそれぞれ開口して
おり、主排気通路１４の他端には不図示の排気管か接続
されており、副排気通路１５の他端は図示のように主排
気通路１４に開口している。

而して、本実施例においては、第４図に示すように副排
気ポート１９は主排気ポート１８に対してシリンダ３の
周方向にズラして配置されており、これによりクランク
３の内周面の主排気ポート１８と副排気ポート１９との
間の幅の狭い部分３ａの長さ文、は第７図に示す従来の
ものの長さ文、よりも短＜Ｃ１，＜文、）なっている。

又、副排気ポート１９に連なる副排気通路１５は第２図
に示すように側面視てクランク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
ては同一幅て直線状に、且つクランク軸心ｍに対し゛Ｃ
直角に形成され、その一部は主排気通路１４にオーバー
ラツプしている。これに対し、主排気通路１４は各気筒
の掃気通路１２．１３内士の干渉を避けつつエンジン長
を小さく抑えるためにクランク軸心ｍに対して斜めに形
成されている。

更に、シリンダボディ２の副排気通路１５・・・の中間
位置には円孔２０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２０内には第
３図に示すように各気筒毎に、即ち各排気通路１５毎に
円柱状の排気制御弁２１か回動自在に嵌装されており、
各排気制御弁２１の両端部外周と円孔２０の内周とはＯ
リング２２゜２２によって気密にシールされている。

そして、上記排気制御弁２１には第５図にも示すように
切欠き状の連通溝２１ａが貫設されており、該排気制御
弁２１はその回動によって副排気通路１５を開閉する。

尚、副排気通路１５は、これかクランク軸７と直角にな
るように主排気通路１４と同方向にズラされているため
、クランク軸７と平行な排気制御弁２１に対して直角と
なり、排気制御弁２１の中間開度において当該副排気通
路１５の断面形状か幅方向において均一どなる。

而して、各気筒毎に設けられる計３つの排気制御弁２１
・・・は第３図に示すようにジヨイント２３．２３によ
ってクランク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排気制御弁
２１・・・の一端は円孔２０の一端開口部を塞ぐプラグ
２４に当接しており、他端はこれら排気制御弁２１・・
・を一体重に回動せしめるステップモータ２５の出力軸
２５ａにカップリング２６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１のスロットル開度と回
転数のデータはコントローラ２７に送られ、コントロー
ラ２７はこれらのデータに基づいて排気制御弁２工・・
・の開閉を制御する制御信号を前記ステップモータ２５
に送って該ステップモ〜り２５の駆動を制御する。

尚、以１−の副排気通路１５、ステップモータ２５、コ
ントローラ２７等か本発明に係る圧縮比可変機構を構成
している。

ところで、第１図に示すようにシリンダボディ２の側部
には吸気通路２８が形成されており、該吸気通路２８の
一端は前記クランク室９に開口しており、同吸気通路２
８の他端には吸気管２９か接続されている。そして、吸
気通路２８には空気のクランク室９方向への流れのみを
許容するり−トバルブ３０が設けられている。

次に、木２サイクルディーゼルエンジン１の作用を説明
する。

第１図に示すように排気制御弁２１を閉し状態とすると
、各副排気通路１５はこの排気制御弁２１によって閉じ
られている。この状態てピストン５がシリンダ３内を」
−昇すると、クランク室９内に負圧か発生し、この負圧
に引かれて吸気（空気）か吸気管２９からリートバルブ
３０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
圧縮されるか、ピストン５が主排気ポート１８を開け、
続いて掃気ポート１６．１７を開けると、この１次圧縮
された吸気は掃気ポート１６．１７からクランク３内に
流入し、シリンダ３内での燃料の燃焼によって生した排
気ガスを主排気ポート側１８へ押し出す。次に、ビス１
〜ン５か掃気ポート１６．１７及び主排気ポート１８を
閉じると、シリンダ３内の吸気は−Ｌ昇するピストン５
によって圧縮されるか、このときのピストン５の圧縮ス
トロークＡ（第１図参照）は大きく、このときの当該エ
ンジンｌの圧縮比か高められる。

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ｌＯからは
適量の燃料か副燃焼室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。そして、
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１８、掃気ポート１６．１７か開く
と、前述のようにクランク室９で１次圧縮された吸気か
掃気ポート１６．１７からシリンダ３内に流入し、以後
は上述と同様の作用か繰り返され、排気制御弁２１・・
・を全閉状態として全負荷運転すると第６図にカーフａ
にて示される性能か得られる。

一方、ステップモータ２５がコントローラ２７からの制
御信号に基づいて排気制御弁２１・・−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、
各副排気通路１５を開いた状態では、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図に示すように前
記ストロークＡよりも小さくなるため（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か下降する爆発・掃気行程においては、
先ず副排気ポート１９が開けられ、シリンダ３内の排気
ガスは副排気通路１５を通って主排気通路１４へ流れ、
主排気通路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１す る。そして、主排気ポート１８も開くと、排気ガスは主
、副排気通路１４．１５を流れて大気中に排出される。

而して、排気制御弁２１・・・を全開状態として全負荷
運転すると、第６図にカーフｂにて示される性能か得ら
れる。

ところて、例えば全負荷運転時について説明すると、コ
ントローラ２７はこれに入力されるエンジン回転数Ｎか
第６図に示すＮ１以下（Ｎ≦Ｎ、）である低速度域にお
いては、ステップモータ２５に対して排気制御弁２１・
・・を全開状態とする制御信号を出力し、エンジン回転
数ＮかＮ、を超えて図示のＮ２以下（Ｎ、＜Ｎ≦Ｎ２）
となる中速度域では、ステップモータ２５に対して排気
制御弁２１・・・の開度かそのときのエンジン回転数に
応して全閉から全開まての間の中間開度となるべき制御
信号を出力する。又、エンジン回転数ＮがＮ２を超える
（Ｎ＞Ｎ２）高速度域では、コントローラ２７はステッ
プ干−夕２５に対して排気制御弁２１・・・を全開状態
とする制御信号を出力する。

以」二の結果、全負荷運転時には第６図に実線カーブＣ
にて示される性能が得られ、特に中速度域において排気
制御弁２１・・・を中間開度に制御することによってこ
れを行なわない場合に比して第６図の斜線部分に相当す
る分たけトルクの向Ｉ−を図ることができる。

尚、排気制御弁２１・・・は、第６図の領域ＳＡては全
開、領域ＳＩｌでは全閉、領域Ｓｃては中間開度とされ
る。

以りにおいて、本実施例ては、前述のように副排気ポー
ト１９を主排気ポート１８に対してシリンダ３の周方向
にズラして配置したため、シリンダ３の内周面の主排気
ポート１８と副排気ポート１９との間の幅の狭い部分３
ａの長さ文、か第７図に示す従来のものの長さ文、より
も短く（父、〈文、）なり、この結果、シリンダ３の内
周面の熱負荷を周方向において略均−に保つことかでき
、シリンダ３の内周面の局部的な熱負荷の集中を避けて
ピストン５の続刊きを効果的に防ぐことかできる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く、本発明によれば、シリンダ
内周面に開口する主排気ポートと、同シリンダ内周面の
主排気ポートより上死点側に開口する副排気ポートを備
える２サイクルエンジンの前記副排気ポートに連なる副
排気通路を排気制御弁て開閉することによって圧縮比を
変える２サイクルエンジンの圧縮比可変機構において、
前記副排気ポートを前記主排気ポートに対してシリンダ
の周方向にズラして配置したため、シリンダ内周面の主
排気ポートと副排気ポートとの間の幅の狭い部分、つま
りは熱負荷が集中する部分の長さが短くなり、シリンダ
内周面の熱負荷を周方向において略均−に保ってピスト
ンの焼付きを防ぐことができるという効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧縮比可変機構を備える２サイク
ルデイーゼルエンジンの縦断面図、第２図は排気制御ｊ
ｒの開状態における同エンジンの排気通路周辺の拡大断
面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線断面図、第４図は第２
図の矢視■方向の図、第５図は排気制御弁の斜視図、第
６図はエンジンの性能特性図、第７図は従来の副排気ポ
ートの配置を示す第４図と同様の図である。 １・・・２サイクルエンジン、３・・・シリンダ、１４
・・・主排気通路、１５・・・副排気通路、１８・・・
主排気ポート、１９・・・副排気ポート、２１・・・排
気制御弁。 特許出願人　　　ヤマハ発動機株式会社代　理　人　　
　　弁理士　　山　下　亮第７図 第６図 エンジン回転数Ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ内周面に開口する主排気ポートと、同シリンダ
   内周面の主排気ポートより上死点側に開口する排気ポー
   トを備える２サイクルエンジンの前記副排気ポートに連
   なる副排気通路を排気制御弁で開閉することによって圧
   縮比を変える２サイクルエンジンの圧縮比可変機構にお
   いて、前記副排気ポートを前記主排気ポートに対してシ
   リンダの周方向にズラして配置したことを特徴とする２
   サイクルエンジンの圧縮比可変機構。