JPH0549811B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気バルブを備えて排気タイミング
および排気ポート開口面積を調整可能な排気時期
可変式２サイクルエンジンの改良に関する。

〔従来の技術〕

従来より、２サイクルエンジンにおいては、高
回転時の出力および燃焼効率の向上と、低回転時
のトルクの向上および回転安定性とを両立させる
ため、排気ポートに排気バルブを設け、回転数に
応じて排気ポートを一部遮断して排気タイミング
や排気ポート開口面積を加減することがなされて
いる。

例えば、第５図および第６図に示すように、シ
リンダ５１の排気ポート５２の上死点側には回動
自在な板状の排気バルブ５３が設けられ、その回
転軸である駆動軸５４の一端にはワイヤ５５を捲
かれたプーリ５６が取付けられており、ワイヤ５
５およびプーリ５６によつて排気バルブ５３を回
動させ、排気バルブ５３の先端縁５３Ａを排気ポ
ート５２の開口面内に進退させることにより、排
気ポート５２の開口面積を変化させ、かつ排気ポ
ート５２の上死点側端縁の位置を移動させて排気
タイミングを変化させている。

また、特開昭59−101534号公報に記載された二
行程エンジンの排気装置では、排気バルブとして
ロータリーバルブを用いて排気タイミング制御を
行うとともに、主排気ポートに隣接して、副排気
ポートを設け、この副排気ポートからの副排気通
路を前記ロータリーバルブ弁体に形成された弁口
で開閉することで排気ポート開口面積の加減を行
つている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、エンジン性能の向上のためには、特
に高回転時において、排気ポート５２の開口面積
をより広くとり、排気効率を向上することが望ま
しい。

しかし、排気ポート５２の開口の上死点側端縁
の位置は排気タイミングとの兼ね合いから変更が
困難であり、排気ポート５２の拡張は専らシリン
ダ５１の周方向に限られる。

このため、前述のような回動自在な板状の排気
バルブ５３においては、排気ポート５２がシリン
ダ５１の周方向に拡張された場合、排気ポート５
２に対応する先端縁５３Ａの両端部分５３Ｂと中
央部分５３Ｃとでは駆動軸５４からの距離の差が
大きくなるため、両端部分５３Ｂと中央部分５３
Ｃとでの端縁の高さが異なる恐れがあるととも
に、両端部分５３Ｂにおいて、排気バルブ５３の
収容部とシリンダ５１の内壁とにより形成される
エツジ部分（通称ナイフエツジ）が薄くなる恐れ
があり、周方向への拡張は制限されるという問題
があつた。

また、前述したロータリーバルブを用いる場合
においても、副排気ポートにより排気ポート面積
が拡張されるものの、さらなる拡張には同様の問
題がある。つまり、主排気ポートを一層大きくし
ようとするとロータリーバルブ径が大きくならざ
るを得ず、前述の副排気ポート用の弁口の加工が
困難となつてくる。さらに、ロータリーバルブを
収容保持するためにシリンダブロツクに形成され
る空洞部分とロータリーバルブ自体の回動摺接面
に排気ガスが貫流するため、排気熱によりロータ
リーバルブが膨張して空調部分との摺接回動が円
滑でなくなり易く、副排気通路の存在により所期
の排気タイミング制御に影響を及ぼすという問題
がある。

本発明の目的は、排気タイミングを常に最適か
つ正確に設定できるとともに、排気ポート開口面
積を回転数などに応じて調整して排気効率を向上
でき、かつ排気ポート開口の総面積を拡大できる
排気時期可変式２サイクルエンジンを提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、シリンダ内面に開口された排気ポー
トに連通された排気通路内に、前記排気ポートの
上死点側を一部遮断可能にして排気タイミングを
可変にする排気バルブを設けるとともに、前記排
気ポート側方のシリンダ内面に副排気ポートを開
口させ、この副排気ポートを副排気通路によつて
前記排気通路内に連通させ、かつ前記排気バルブ
の動作に応じて前記排気通路を開閉する手段を備
え、さらに前記排気バルブは排気通路下流側に揺
動軸心を備え、シリンダ側の先端縁で排気タイミ
ングを可変可能とされるとともに、前記副排気通
路の排気通路側の開口排気バルブが下死点側に揺
動した状態で当該排気バルブの側面で閉塞される
位置に配置されたことを特徴とする排気時期可変
式２サイクルエンジンである。

〔作 用〕

このような本発明においては、低回転時には、
排気バルブにより排気ポートを一部遮断して排気
タイミングを遅らせるとともに、排気バルブの側
面で副排気通路を閉塞して副排気ポートを閉じ
る。一方、高回転時には、排気バルブによる排気
ポートの一部遮断をなくして排気タイミングを早
めるともに、副排気通路を開放して副排気ポート
を排気通路に連通させ、排気タイミングを変化さ
せることなしに実質的な排気ポート開口面積を拡
張し、排気効率を向上させる。

ここで、本発明では、排気下流側に軸を有する
揺動式の排気バルブを用いるため、排気タイミン
グを低速に合わせて副排気通路を閉塞した際には
新気の吹き抜けを確に防止でき、かつ排気熱によ
る膨張等による排気タイミング制御への影響とい
つた障害を確実に防止でき、高出力化を図るため
に主排気口を大きくしても問題を生じにくくでき
ることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図および第２図に示すように、本実施例の
排気時期可変式２サイクルエンジン１０は、シリ
ンダ１１内を往復移動するピストン１２を有し、
シリンダ１１の内側面には複数の掃気ポート１３
および２つの排気ポート１４が開口されている。

排気ポート１４は、シリンダ１１のブロツクを
貫通する排気通路１５を介して外部に連通されて
いるとともに、排気通路１５の上死点側内面の形
成された凹部１５Ａには板状の排気バルブ１６が
回動自在に設けられている。

ここで、排気バルブ１６は一端側を排気バルブ
駆動軸１７に固定されており、排気バルブ駆動軸
１７はシリンダ１１のブロツクを貫通して外部に
露出され、その先端にはワイヤ１８Ａを捲かれた
プーリ１８Ｂが取付られている。このため、排気
バルブ１６は、ワイヤ１８Ａを介して図示しない
サーボモータ等でエンジン回転数などに応じて回
動可能である。

また、排気バルブ１６の他端側に排気ポート１
４の上死点側端縁に沿う形状の先端縁１６Ａが形
成されており、この先端縁１６Ａは排気バルブ１
６の回動により第２図中上下に移動して排気ポー
ト１４内に進退し、その開口面の上死点側を部分
的に遮断し得るように構成されており、この先端
縁１６Ａの排気ポート１４内への最大進出位置は
エンジン１０の抵回転時の排気タイミングに応じ
た位置に設定されている。

なお、排気バルブ１６には、その両面を連通す
る通気孔１９が設けられており、排気バルブ１６
あるいはこれを収容する排気通路１５の凹部１５
Ａ等へのカーボン等の付着を防止しうるように構
成されている。

一方、第３図にも示すように、シリンダ１１の
内側面には排気ポート１４の両側に副排気ポート
２１が開口されており、この副排気ポート２１は
副排気通路２２によつて排気通路１５に連通さ
れ、さらに副排気通路２２の排気通路１５側の開
口２３は排気通路１５の凹部１５Ａの側面に形成
され、凹部１５Ａ内で回動する排気バルブ１６の
側面１６Ｂによつて開閉可能とされている。

すなわち、第４図に示すように、排気バルブ１
６が凹部１５Ａ内に収容された状態における下面
位置をL₁、排気ポート１４内に進出した状態に
おける下面位置をL₂とすると、副排気通路２２
の開口２３は図中L₂より上部に配置されており、
開口２３は排気バルブ１６が排気ポート１４内に
進出した場合にのみ閉塞されるように構成されて
いる。

このように構成された本実施例においては、エ
ンジン１０の運転に伴つてシリンダ１１内に生じ
る排気ガスを、掃気ポート１３からの掃気により
排気ポート１４および排気通路１５を介して外部
に排出する。ここで、シリンダ１１における排気
タイミングは、排気ポート１４の上死点側端縁に
よつて決定されるが、エンジン１０の回転数など
に応じて排気バルブ１６を回動させ、先端縁１６
Ａにより排気ポート１４を一部遮断し、その上死
点側端縁位置を変化させて常に最適に維持する。
このとき、副排気通路２２の開口２３は、排気バ
ルブ１６が下死点側に回動した状態では側面１６
Ｂによつて閉塞されるが、上死点側に回動した際
には開放され、副排気ポート２１および副排気通
路２２を開いてシリンダ１１と排気通路１５とを
連通させ、排気ポート開口面積を拡張する。

このような本実施例によれば、次に示すような
効果がある。

すなわち、高回転時は排気バルブ１６を上死点
側に回動させて排気タイミングを早めるととも
に、副排気ポート２１を開いて排気ポート開口面
積を拡張し、排気効率を高めることができる。

また、低回転時は排気バルブ１６を下死点側に
回動させ、排気タイミングを遅らせるとともに、
副排気ポート２１を閉じて排気ポート開口面積を
縮小し、掃気ポート１３からの混合気の外部への
漏れだしを防止することができる。

従つて、本実施例によれば、排気バルブ１６に
よつて常に最適な排気タイミングおよび排気ポー
ト開口面積を維持し、排気効率の向上によるエン
ジン１０の高回転時の高出力化と低回転時の高出
力化といつた相反する要素を同時に満足できるた
め、総合的な性能向上を実現できる。

さらに、副排気ポート２１、副排気通路２２お
よび開口２３によりエンジン１０の状態に応じた
排気ポート開口面積の拡張を実現でき、従来のエ
ンジンに比べて構造が複雑化することもなく、製
造工程が増加または複雑化するといつた不都合も
防止できる。

また、排気バルブ１６および排気ポート１４を
シリンダ１１の周方向に拡張した際のように、回
動中心からの距離が過大となることがないため、
排気バルブ１６の先端縁１６Ａの軌跡の曲率を小
さくでき、シリンダ１１と凹部１５Ａとによつて
排気ポート１４の上死点側端縁部分に形成される
ナイフエツジ形状に厚みを持たせることができ、
それ自体の熱伝導効率を向上でき、かつ冷却水通
路等を配置することも可能となる。

なお、本発明は前記実施例の態様に限定される
ものではなく、以下に示すような変形をも含むも
のである。

すなわち、副排気ポート２１の位置は排気ポー
ト１４の両脇の２カ所に限らず、どちらか一方で
あつてもよい。あるいは各々に複数づつ配置して
もよく、これらを排気ポート１４から離れた位置
に配置してもよい。しかし、前記実施例のように
構成すれば排気通路２２を短くでき、かつ排気ポ
ート開口面の拡張に最も効果的である。

また、副排気ポート２１の上死点側端縁を排気
ポート１４の上死点側端縁と略同じ位置とするこ
とは特に必要ではない。

さらに、排気バルブ１６としては、前記実施例
に示された形状に限らず動作に伴つて副排気通路
２２の開口２３を閉塞しうる側１６Ｂを備えた形
状であればよく、要するに、副排気通路２２の開
口２３をこのような側面１６Ｂによつて閉塞可能
な位置に配置するということである。

また、排気バルブ１６および排気バルブ駆動軸
１７を回動させる機構はワイヤ１８Ａおよびプー
リ１８Ｂに限らず、歯車による伝達機構を用いる
構造、ソレノイドあるいはモータ等を直接連結す
る構造等であつてもよく、その他の細部の形状、
寸法等は実施にあたつて適宜変更しうるものであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の排気時期可変式２サイ
クルエンジンによれば、排気タイミングを常に最
適かつ正確に設定できるとともに、排気ポート開
口面積を回転数などに応じて調整して排気効率を
向上でき、かつ排気ポート開口の総面積を拡大で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す横断面図、第
２図は第１図の−線に沿つた縦断面図、第３
図は前記実施例のシリンダ内側面を示す展開図、
第４図は前記実施例の排気ポート周辺部を示す一
部破断した斜視図、第５図は従来例を示す横断面
図、第６図は第５図の−線に沿つた縦断面図
である。 １０……排気時期可変式２サイクルエンジン、
１１……シリンダ、１４……排気ポート、１５…
…排気通路、１６……排気バルブ、１６Ｂ……排
気バルブの側面、２１……副排気ポート、２２…
…副排気通路、２３……副排気通路の排気通路側
の開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ内面に開口された排気ポートに連通
   された排気通路内に、前記排気ポートの上死点側
   を一部遮断可能にして排気タイミングを可変にす
   る排気バルブを設けるとともに、前記排気ポート
   側方のシリンダ内面に副排気ポートを開口させ、
   この副排気ポートを副排気通路によつて前記排気
   通路内に連通させ、かつ前記排気バルブの動作に
   応じて前記排気通路を開閉する手段を備える排気
   時期可変式２サイクルエンジンであつて、 前記排気バルブは排気通路下流側に揺動軸心を
   備え、シリンダ側の先端縁で排気タイミングを可
   変可能とされるとともに、前記副排気通路の排気
   通路側の開口は排気バルブが下死点側に揺動した
   状態で当該排気バルブの側面で閉塞される位置に
   配置されたことを特徴とする排気時期可変式２サ
   イクルエンジン。