JPH05302521A - ２サイクルエンジンの掃気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】クランクケース内への吸気量を増大させると共
に、掃気口からの排気の吹返しを防止して、クランクケ
ースポンプの効率を向上させる。 【構成】クランクケース１２内からシリンダ１３内部へ
掃気通路１５および掃気口２６を経て混合気が供給され
る掃気装置において、掃気通路１５の途中にサージタン
ク１６が配設され、クランクケース１２とサージタンク
１６との間の掃気通路３１に吸気制御バルブ２８が、サ
ージタンク１６とシリンダ１３との間の掃気通路３２に
掃気制御バルブ２９がそれぞれ設置され、吸気制御バル
ブ２８は、ピストン１４が上死点から下死点へ向って往
動する略全区間にわたって開操作され、掃気制御バルブ
２９は、ピストン１４が上記往動中に掃気口２６を開い
てから、下死点から上死点へ向ってピストン１４が復動
する初期段階まで開操作されるよう制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、クランクケースポン
プの性能を向上させることができる２サイクルエンジン
の掃気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０に示す２サイクルエンジン１で
は、シリンダ２内の混合気を圧縮するピストン３の上昇
中（下死点から上死点へ向う復動中）に、クランクケー
ス４内が負圧になってリードバルブ５が開き、クランク
ケース４内へ混合気が吸入される。また、混合気の燃焼
によってピストン３が下降（上死点から下死点へ向い往
動）するときに、クランクケース４内の混合気が掃気通
路６および掃気口７を経てシリンダ２内へ導かれる。

【０００３】この２サイクルエンジン１では、クランク
ケース４が上述のように、ピストン３の往復運動によっ
てクランクケースポンプの機能を果す。なお、図１０中
の符号８は排気口を示し、符号９はクランクシャフトを
示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記掃気口７の開閉は
ピストン３によってなされるため、掃気口７の開閉タイ
ミングは図２の（ｂ）に示すように、ピストン３の下死
点に対し対称になる。したがって、ピストン３の上昇過
程の初期段階では、掃気口７が開口されているため、ク
ランクケース４内の負圧が低く、リードバルブ５が充分
開弁されないので、クランクケース４内への混合気の吸
入量が少ない。

【０００５】また、ピストン３の上昇過程の初期段階で
は掃気口７が開口されているため、クランクケース４内
の混合気が掃気通路６を経てシリンダ２内へ圧送された
後に、シリンダ２内の排気がクランクケース４内の負圧
によって、掃気通路６を経て吹き返されてしまうおそれ
もある。

【０００６】この発明は、上述の事情を考慮してなされ
たものであり、クランクケース内への吸気量を増大させ
ると共に、掃気口からの排気の吹返しを防止して、クラ
ンクケースポンプの効率を向上させることができる２サ
イクルエンジンの掃気装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上死点およ
び下死点間を往復運動するピストンを収容したシリンダ
と、このシリンダを設置するクランクケースとのそれぞ
れの内部空間が掃気通路を介して連通されて、上記クラ
ンクケース内から上記シリンダ内部へ上記掃気通路およ
び掃気口を経て混合気が供給される２サイクルエンジン
の掃気装置において、上記掃気通路の途中にサージタン
クが配設され、上記掃気通路には、上記クランクケース
と上記サージタンクとの間に吸気制御バルブが、上記サ
ージタンクと上記シリンダとの間に掃気制御バルブがそ
れぞれ設置され、上記吸気制御バルブは、上記ピストン
が上死点から下死点へ向って往動する略全区間にわたっ
て開操作され、上記掃気制御バルブは、上記ピストンが
上記往動中に上記掃気口を開いてから、上記下死点から
上記上死点へ向って上記ピストンが復動する初期段階ま
で開操作されるよう制御されたものである。

【０００８】

【作用】したがって、この発明に係る２サイクルエンジ
ンの掃気装置によれば、吸気制御バルブは、ピストンが
下死点から上死点へ向う復動中の略全区間で閉操作する
よう制御されたので、クランクケース内は、ピストンの
復動初期段階で未だ掃気口が開いているときから負圧が
高くなり、リードバルブ等が開弁されてクランクケース
内へ吸気が導かれる。このため、クランクケース内への
吸気量が増大する。

【０００９】また、掃気制御バルブは、ピストンの復動
初期段階で閉操作される。これは、掃気口が未だ開口さ
れている掃気過程の最終段階において、掃気口が掃気制
御バルブにより閉じられることを意味する。したがっ
て、掃気過程の最終段階において排気が掃気口および掃
気通路を経てサージタンクやクランクケース内へ吹き返
される現象を防止できる。

【００１０】クランクケースは、ピストンの往復運動に
よって、掃気通路およびサージタンクを経てシリンダ内
へ混合気を供給するクランクケースポンプ機能を有する
が、上記クランクケース内への吸気量の増大および排気
の吹返し防止によって、上記クランクケースポンプの効
率を向上させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１２】図１は、この発明に係る２サイクルエンジ
ンの掃気装置の一実施例を示す概略断面図であり、図２
は図１の吸気制御バルブおよび掃気制御バルブの開閉作
動をクランクシャフト回転角を基準にして示したグラフ
である。図５は図１の２サイクルエンジンの掃気装置を
適用した実際の２サイクルエンジンを示す断面図であ
る。

【００１３】図１および図５に示すように、２サイクル
エンジン１０は、クランクシャフト１１を回転自在に収
容するクランクケース１２にシリンダ１３が設置され、
このシリンダ１３内にピストン１４が、上死点および下
死点間を往復運動可能に収容され、上記クランクケース
１２およびシリンダ１３が掃気通路１５を介して連通さ
れ、この掃気通路１５にサージタンク１６が配設して構
成される。

【００１４】上記ピストン１４およびクランクシャフト
１１は、図示しないコンロッドによって連結され、ピス
トン１４の往復運動がクランクシャフト１１の回転運動
に変換される。シリンダ１３の上部にはシリンダヘッド
１７が配置され、このシリンダヘッド１７に点火プラグ
１８が設置される。ピストン１４が上死点に到達したと
きに、シリンダヘッド１７およびピストン１４に囲まれ
て燃焼室１９が構成される。

【００１５】クランクケース１２には吸気通路２０が形
成され、この吸気通路２０はエアチューブ２１を介して
エアクリーナ２２に接続される。クランクケース１２内
には、エアクリーナ２２からの空気が吸気として吸入さ
れる。この吸気は、吸気通路２０に配設されたリードバ
ルブ２３と、エアチューブ２１に配設された吸気スロッ
トルバルブ２４とにより制御される。

【００１６】つまり、リードバルブ２３は、ピストン１
４が下死点から上死点へ復動してシリンダ１３内の混合
気を圧縮する過程で、クランクケース１２内が負圧にな
るので、この負圧によりリードバルブ２３が開弁され、
吸気がクランクケース１２内へ吸入される。また、燃焼
室１９内での混合気の燃焼によってピストン１４が上死
点から下死点へ往動する間にクランクケース１２内の吸
気が圧縮されて、このクランクケース１２内が正圧とな
り、リードバルブ２３は閉弁される。なお、上述のよう
にクランクケース１２は、内部に吸気を吸入し、圧縮し
てサージタンク１６内へ吐出するクランクケースポンプ
機能を有する。

【００１７】一方、吸気スロットルバルブ２４は、エン
ジン低回転時や、後述の掃気スロットルバルブ３０が長
期間閉弁されるエンジンブレーキ作動時等に閉操作され
て、エンジン低回転時においてクランクケース１２内へ
の吸気量を最適に調整したり、エンジンブレーキ作動時
等にサージタンク１６内の内圧が過大になるのを防止す
る。

【００１８】シリンダ１３には、１つの排気口２５と複
数例えば５つの掃気口２６とが形成される。排気口２５
はエキゾーストパイプ２７に接続され、図２（ａ）に示
すように、ピストン１４の往動途中にこのピストン１４
によって開口されて、燃焼室１９およびシリンダ１３内
の排気を排出する。また、掃気口２６も、図２（ｂ）に
示すように、ピストン１４の往動途中にこのピストン１
４により排気口２５よりも若干遅れて開口され、排気過
程にあるシリンダ１３内へ掃気通路１５から混合気を導
入する（掃気）。この掃気の制御が吸気制御バルブ２
８、掃気制御バルブ２９および掃気スロットルバルブ３
０によって実施される。

【００１９】掃気通路１５は、第１掃気通路３１および
第２掃気通路３２から構成され、これらの第１掃気通路
３１および第２掃気通路３２は、それらのサージタンク
１６側が漸次拡径するファンネル形状に形成される。第
２掃気通路３２の他端側は、クランクケース１２に通路
として穿設されて、このクランクケース１２内に連通さ
れる。また、第２掃気通路３２の他端側は、クランクケ
ース１２およびシリンダ１３に通路として穿設されて、
掃気口２６に連通される。上記第１掃気通路３１に吸気
制御バルブ２８が、第２掃気通路３２に掃気制御バルブ
２９がそれぞれ配設される。さらに、掃気スロットルバ
ルブ３０は、図７にも示すように、第２掃気通路３２に
おいて掃気制御バルブ２９の上流側、つまりサージタン
ク１６内に配設される。

【００２０】吸気制御バルブ２８および掃気制御バルブ
２９は、図６および図８に示すように、円柱形状のバル
ブエレメント３３の側周面からその軸心を通り直径方向
に貫通した貫通孔として構成されたものであり、吸気制
御バルブ２８はバルブエレメント３３の軸方向中央に、
掃気制御バルブ２９はバルブエレメント３３の軸方向両
側にそれぞれ形成される。このバルブエレメント３３
は、バルブギア３４および３５を介してクランクシャフ
ト１１に連結され、クランクシャフト１１の１回転につ
き１／２回転するよう設定される。

【００２１】吸気制御バルブ２８は、図２および図３の
それぞれの（ｃ）に示すように、ピストン１４の往動中
の略全区間において開操作され、それ以外の区間で閉操
作される。また、掃気制御バルブ２９は、図２および図
４のそれぞれ（ｄ）に示すように、ピストン１４が往動
途中で掃気口２６を開口すると同時に開操作され、ピス
トン１４の復動初期段階まで開状態に保持され、それ以
外の区間で閉操作される。

【００２２】吸気制御バルブ２８の開操作により、クラ
ンクケースポンプ機能によってクランクケース１２内で
圧縮された吸気（空気）がサージタンク１６内へ吐出さ
れる。このサージタンク１６内に吐出された空気に、サ
ージタンク１６に設置されたフューエルインジェクタ３
６から燃料が噴射されて、このサージタンク１６内で混
合気が生成される。また、掃気制御バルブ２９の開操作
により、上記サージタンク１６内の混合気が第２掃気通
路３２および掃気口２６を経てシリンダ１３内へ導かれ
る（掃気）。このシリンダ１３内への掃気量は、上記掃
気スロットルバルブ３０により制御され、エンジン負荷
に対応して決定される。

【００２３】上記実施例によれば、図２（ｃ）に示すよ
うに、吸気制御バルブ２８がピストン１４の往動最初期
段階から開操作されたので、クランクケースポンプによ
り図３の実線に示すように圧縮されるクランクケース１
２内の吸気は、滞ることなく迅速にサージタンク１６内
へ導入される。このため、サージタンク１６内における
吸気が充分に圧縮状態となる。

【００２４】また、図２（ｃ）に示すように、吸気制御
バルブ２８がピストン１４の復動の略全区間に亘り閉操
作されたので、ピストン１４の復動初期段階で未だ掃気
口２６が開口されているときから、クランクケース１２
内は負圧になる。この結果、リードバルブ２３が吸気制
御バルブ２８の閉操作と略同時に開き始めるので、図３
の（ｅ）が示す区間、つまり従来、掃気口２６が開口さ
れていたためクランクケース１２内の負圧が低く、リー
ドバルブ２３が開操作されない区間が無くなり、クラン
クケース１２内への吸気量を増大できる。

【００２５】さらに、図２（ｄ）に示すように、掃気制
御バルブ２９は、ピストン１４の復動初期段階におい
て、未だ掃気口２６が開口されているときから閉操作さ
れる。このため、図４の二点鎖線で示すように、従来、
ピストン１４により掃気口２６が閉じる以前の掃気過程
の最終段階において、第２掃気通路３２内にてクランク
ケース１２の方向へ流れていた吹返しを、図４の実線に
示すように無くすことができる。このため、シリンダ１
３内の排気がサージタンク１６内へ流れ込む排気の吹返
しを防止できる。

【００２６】上述のようなサージタンク１６内への吸気
の迅速な導入、クランクケース１２内への吸気量の増
大、および排気のサージタンク１６内への吹返しの防止
によって、クランクケース１２が有するクランクケース
ポンプの効率を向上させることができる。

【００２７】また、掃気口２６とクランクケース１２と
の間にサージタンク１６が介在されたことから、シリン
ダ１３内における圧力変動やクランクケース１２内のク
ランクケースポンプによる圧力変動を上記サージタンク
１６にて吸収でき、さらに掃気通路１５における吹返し
流の影響を低減できる。このため、掃気口２６の開閉タ
イミングやクランクケースポンプの制御を単純化でき
る。

【００２８】さらに、第１掃気通路３１および第２掃気
通路３２のサージタンク１６内におけるファンネル形状
の長さを変更することにより、エンジン回転数による吸
気を最適にチューニングできる。

【００２９】また、吸気制御バルブ２８および掃気制御
バルブ２９が１本のバルブエレメント３３に並設された
ので、各吸気制御バルブ２８および掃気制御バルブ２９
を個別に作動させる複雑な駆動機構が不要となり、吸気
制御バルブ２８および掃気制御バルブ２９の駆動系をコ
ンパクト化できる。

【００３０】なお、吸気制御バルブ２８および掃気制御
バルブ２９は、図９に示すように、板状のバルブとして
もよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る２サイク
ルエンジンの掃気装置によれば、掃気通路の途中にサー
ジタンクが配設され、上記掃気通路には、上記クランク
ケースと上記サージタンクとの間に吸気制御バルブが、
上記サージタンクと上記シリンダとの間に掃気制御バル
ブがそれぞれ設置され、上記吸気制御バルブは、上記ピ
ストンが上死点から下死点へ向って往動する略全区間に
わたって開操作され、上記掃気制御バルブは、上記ピス
トンが上記往動中に上記掃気口を開いてから、上記下死
点から上記上死点へ向って上記ピストンが復動する初期
段階まで開操作されるよう制御されたことから、上記ピ
ストンの復動過程の初期段階から上記クランクケース内
へ吸気を吸入できるので、クランクケース内への吸気量
を増大させることができると共に、掃気過程の最終段階
において掃気口からの排気の吹返しを防止できる。これ
らの結果、クランクケースの有するクランクケースポン
プの効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る２サイクルエンジンの掃気装置
の一実施例を示す概略断面図。

【図２】図１の吸気制御バルブおよび掃気制御バルブの
開閉作動をクランクシャフト回転角を基準にして示した
グラフ。

【図３】図１の吸気制御バルブの開作動を、クランクケ
ース内圧変化率との関係で示すグラフ。

【図４】図１の掃気制御バルブの開作動を、掃気通路内
の流れとの関係で示したグラフ。

【図５】図１の２サイクルエンジンの掃気装置を適用し
た実際の２サイクルエンジンを示す断面図。

【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図。

【図７】図６のVII −VII 線に沿う断面図。

【図８】図６の吸気制御バルブおよび排気制御バルブを
示す斜視図。

【図９】図８の吸気制御バルブ、排気制御バルブの他の
実施例を示す図。

【図１０】従来の２サイクルエンジンを示す概略断面
図。

【符号の説明】

１０ ２サイクルエンジン １２ クランクケース １３ シリンダ １４ ピストン １５ 掃気通路 １６ サージタンク ２３ リードバルブ ２６ 掃気口 ２８ 吸気制御バルブ ２９ 掃気制御バルブ ３１ 第１掃気通路 ３２ 第２掃気通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上死点および下死点間を往復運動するピ
   ストンを収容したシリンダと、このシリンダを設置する
   クランクケースとのそれぞれの内部空間が掃気通路を介
   して連通されて、上記クランクケース内から上記シリン
   ダ内部へ上記掃気通路および掃気口を経て混合気が供給
   される２サイクルエンジンの掃気装置において、上記掃
   気通路の途中にサージタンクが配設され、上記掃気通路
   には、上記クランクケースと上記サージタンクとの間に
   吸気制御バルブが、上記サージタンクと上記シリンダと
   の間に掃気制御バルブがそれぞれ設置され、上記吸気制
   御バルブは、上記ピストンが上死点から下死点へ向って
   往動する略全区間にわたって開操作され、上記掃気制御
   バルブは、上記ピストンが上記往動中に上記掃気口を開
   いてから、上記下死点から上記上死点へ向って上記ピス
   トンが復動する初期段階まで開操作されるよう制御され
   たことを特徴とする２サイクルエンジンの掃気装置。