JPH0561452B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、エンジンの排気時期制御装置に係わ
り、特に、２サイクルエンジンに用いられる排気
時期制御装置に関するものである。

「従来の技術およびその問題点」 ２サイクルエンジンにおいて、燃焼ガス充填効
率を高めるための手段として、排気通路内の反射
波を利用し、掃気時燃焼室から排気通路へ吹き抜
けるガス（いわゆる吹き抜けガス）を燃焼室へ押
し戻す技術が知られている。

この技術を実際のエンジンに適用する上で留意
しなければならない点は、掃気ポートが閉じられ
た後であつてしかも排気ホートが閉じられる寸前
に排気反射波を排気ポートに戻すようにしなけれ
ればならない点である。

ところで、自動二輪車や自動車に搭載される２
サイクルエンジンの場合では、回転速度を変えて
使用することから、ある回転速度においては反射
波を排気ポート閉塞寸前に戻すことができて、燃
焼ガス充填効率を高めることができる場合であつ
ても、他の回転速度ではそれができなくなるとい
う現象が生ずる。

このような問題に対処するものとして、実公昭
47−36047号公報に、エンジンの回転速度に応じ
て排気ポート開閉タイミングを変える技術が提案
されている。

この技術は、排気通路の内壁の上部でシリンダ
内面への開口（排気ポート）から下流側に離間し
た位置に支持軸を設け、該支持軸に、その長さ方
向と直交する方向に沿つて揺動自在に取り付けら
れかつ前記開口へ向かつて延びる棒状のシヤンク
部と、該シヤンク部の揺動先端部に一体に取り付
けられ、前記シリンダの内壁面とほぼ同様に湾曲
させられた作用部とから成る制御部材（弁体）を
設け、前記排気通路の下部で前記開口の近傍に、
前記制御部材の作用部を収納する凹所を形成した
ものである。

上記エンジンによれば、エンジンの回転速度に
応じてシヤンク部を揺動操作し、例えば、エンジ
ンが低速で回転する場合には、作用部を排気通路
の開口上部に位置させて該開口上部を閉塞し、他
方、エンジンが高速で回転する場合には、作用部
を排気通路の開口から後退させて排気通路下部の
凹所内に位置させて、排気通路の開口上部を開放
する操作を行う。このようにエンジンの回転速度
に応じて排気通路の開口上縁位置を実質的に上下
動させ、これにより、エンジンが低速で回転する
場合あるいは高速で回転する場合のいずれであつ
ても、掃気ポートが閉じた後であつて排気ポート
が閉じる寸前に排気反射波が排気ポートに戻るよ
う排気時期の制御を行い、排気通路に吹き抜けた
ガスをシリンダ内に押し戻してガス充填効率の向
上を図り、もつて、全回転域における出力の向上
を図つている。

「発明が解決しようとする問題点」 前述した２サイクルエンジンにあつては、排気
通路のシリンダへの開口上部を開放する際に、棒
状シヤンク部が排気通路の上部から下部に達する
ように配され、同シヤンク部が高温の排気ガスに
さらされることによつて異常に昇温し、材質的に
変化するといつた不具合が生じるおそれがあつ
た。

上記不具合を解決するためには、シヤンク部の
熱容量を大きく採る意味から、制御部材全体を所
定厚さの板状とすることが考えられるが、この場
合、開弁時において制御部材が排気通路の中央部
分を塞いでしまつたり、制御部材の重量が増すこ
とにより制御部材をより大きな駆動力で駆動させ
なければならない等の問題が生じてしまう。

また、制御部材の揺動中心部が排気ガスにさら
されることから、この揺動中心部において、制御
部材と排気通路の内面との間にカーボンが付着
し、制御部材の揺動操作に影響を与えてしまうこ
とも想定される。

「発明の目的」 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、排
気通路上部を開閉操作する弁体が熱の影響を受け
難く、かつ、弁体の揺動中心部におけるカーボン
の付着を抑制し、しかも同弁体を小さい駆動力で
操作することができる２サイクルエンジンの排気
時期制御装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 前述した目的を達成するため、本発明にかかる
排気時期制御装置では、排気通路の上部に設けら
れ弁開放時において弁体を収納する弁体収納凹所
を設ける一方、弁体には揺動中心からシリンダ内
面側へ延びるように腕部を設け、該腕部の揺動先
端には上方へ延びるつば部を設け、該つば部のシ
リンダ内面に対抗する面をシリンダの内面とほぼ
同一の曲率を有してシリンダ内面と整合する制御
面とし、さらに、前記弁体収納凹所のシリンダ内
面側に、前記弁体のつば部が嵌合させられて、こ
のつば部との間に屈曲した〓間を形成する凹部を
形成した構成とした。

「実施例」 以下、本発明の一実施例について第１図〜第３
図を参照して説明する。

第１図は本発明に係わる排気時期制御装置を備
えた２サイクルエンジンの縦断面図、第２図は第
１図の−線に沿う断面図である。

図において符号１はシリンダブロツク、２はシ
リンダヘツド、３はシリンダ内に摺動自在に嵌挿
されたピストン、４は掃気通路、５は排気通路で
ある。排気通路５の左右方向中央には補強リブ６
が、シリンダ内面への開口（排気ポート）５ａか
ら下流側所定箇所まで延びて設けられている。こ
のリブ６は排気通路５のシリンダ内面への開口近
傍を補強するとともに、ピストンリングが径方向
外方へ広がつて排気ポート５ａの上縁や下縁に突
き当たるのを防止する機能を果たす。

排気通路５の上部であつてシリンダ内面への開
口５ａの若干下流側には、後述する弁体を収納す
るための凹所７が形成されている。凹所７には軸
８がシリンダの中心線と直交する方向に延在され
て回転自在に設けられている。軸８の中央部分は
断面方形状とされ、そこには排気時期制御用の弁
体９，９が間にリブ６を挟むように、リブ６の両
側に位置して設けられている。

前記両弁体９，９は互いに左右対称となつてい
る。弁体９は、第３図に示すように軸８が挿通さ
れる軸挿通部１０と、軸挿通部１０から一側（弁
体９）がシリンダブロツク１に組み付けられる際
シリンダの内面側）へ延びる腕部１１と、該腕部
１１の揺動先端に設けられかつ腕部１１に対して
ほぼ直交するよう上方へ延びるつば部１２とから
構成されている。つば部１２のシリンダ内面に相
対する面は、シリンダの内面とほぼ同一の曲率を
有するように設けられてシリンダ内面と整合する
制御面１３とされている。上述のように構成され
た弁体９はシリンダブロツク１に組み付けられる
際、シリンダ内面と制御面１３との間に若干の〓
間を形成するように組み付けられる。

前記凹所７の下面は弁体９の上面に対応した形
状、すなわち、開口側から下流側に向かつて断面
略３角形状の凹部７ａ、平坦部７ｂ、断面円弧状
の凹部７ｃが順に設けられた形状と成つている。

そして、前記凹部７ａは、前記弁体９に形成さ
れている前記つば部１２が嵌合させられた際に、
該つば部１２との間に屈曲した〓間を形成して、
ラビリンス構造を形成するように成つており、ま
た、前記円弧状の凹部７ｃと前記弁体９の軸挿通
部１０の表面との間には、円弧状の〓間が形成さ
れている。

弁体９，９はエンジンの回転速度に応じ、軸８
を介して駆動機構２０によつて駆動操作されるよ
うになつている。駆動機構２０は第２図に示すよ
うに、軸８の一端であつてシリンダブロツク１の
外部に突出する部分に取り付けられたワイヤーガ
イド２１と、該ワイヤーガイド２１にワイヤー２
２を介して接続されたモータ（図示せず）と、該
モータをエンジンの回転速度に応じて正・逆回転
操作する制御器（図示せず）とから成つている。

また、前記軸８のシリンダブロツク１から突出
する部分およびワイヤーガイド２１は、シリンダ
ブロツク１に取り付けられたワイヤーケース２３
およびワイヤーケース２３にねじ止めされるケー
スカバー２４によつて覆われている。なお、軸８
の一端側には中央部から端部に向かつてブツシユ
２５、位置決め用コツター２６、シール部材２７
が順に配設されている。また、第１図および第２
図中Ｒは冷却水を通すための通路を示す。

しかして、このように構成された排気時期制御
装置は、エンジンの運転状態に基づいて操作され
ることにより、エンジンの出力特性を全回転域に
おいて高めることができる。

すなわち、エンジンが低回転で運転されている
場合には、軸８を所定方向へ回転させて弁体９を
揺動させ、同弁体９，９を排気通路５内に突出さ
せる。このような弁体９，９の移動により、その
制御面１３を排気通路の開口５ａの上部途中に位
置させ、これによつて、第１図中実線で示すよう
に排気通路５の開口５ａの上部を閉塞し、同開口
５ａの上縁を見掛け上弁体９，９の制御面１３の
下端縁までの距離ｌ分下げる。したがつて、制御
面１３を距離ｌ分下げた分、ピストン３の移動に
より開閉される排気ポート５ａは、遅く開かれか
つ早く閉じられる。

このように、エンジンが低回転のときには、ピ
ストン３の上下動周期が長いのに対応して排気ポ
ート５ａを遅く開かせかつ遅く閉じせ、これによ
り、排気ポート５ａが閉じられる寸前に排気反射
波を排気ポート５ａに戻し、燃焼ガス充填効率を
高めている。

一方、エンジンが高回転域に至つた場合には、
弁体９，９を前述とは逆向きに移動させて第１図
中２点鎖線で示すように凹所７内に収納する。す
なわちこの場合にあつては、ピストン３の上下動
周期が短くなるのに対応して、排気ポート５ａを
前述した場合に比べて早く開かせかつ遅く閉じら
せる。したがつて、この場合においても、排気ポ
ート５ａが閉じられる寸前に排気反射波を排気ポ
ート５ａに戻し、前述と同様、反射波の有効利用
によつて燃焼ガスの充填効率を高めている。

このように、エンジンの排気時期を弁体９，９
の下端縁によつて制御し、全回転域における出力
特性の向上を図つている。

一方、排気ガスが排気通路５内に流れ込むとき
に、上記弁体９の制御面１３に接触させられる
が、この制御面１３が形成されているつば部１２
が、腕部１１に対して略直交するように形成され
ていることから、上記排気ガスから弁体９に与え
られる外力がほぼ腕部１１の長さ方向に沿わせら
れることとなり、これによつて、排気ガスが制御
面１３に作用している状態においても、弁体９の
駆動力の増加が抑制される。

しかも、上記弁体９の制御面１３に接触した排
気ガスが、制御面１３の上端面から弁体９の上部
へ吹き抜けようとした場合、弁体９のつば部１２
と凹部７ａとの間に屈曲した〓間が形成されてい
ることから、ラビリンス作用により、上記排気ガ
スの弁体９上方への吹き抜けが抑制される。

したがつて、その後方に存在する軸挿通部１０
と円弧状の凹部７ｃの内面との間にカーボンが蓄
積されることが抑制され、この点からも、弁体９
の操作力の増加が抑制される。

なお、上記弁体９の制御方法は、２位置制御等
のステツプ式制御、あるいは連続する比較制御い
ずれであつてもよい。

また、上記排気時期制御装置にあつては、開弁
時において弁体９は全体が排気通路５の上部に設
けた凹所７に収納されるため、高温状態に排気ガ
スにさらされることがなく熱の影響を受け難い。
また、弁体９には揺動先端につば部１２を設け、
これによつて、制御面１３に必要な高さｈを確保
しており、弁体全体を厚さｈの板形状とするのに
比べて軽量比が図れ、小さい駆動力で弁体９を揺
動操作できるといつた利点が得られる。また、上
述の弁体９では軸挿通部１０とつば部１２とを腕
部１１によつてつないでおり、従来の作用部を棒
状のシヤンク部で支持する構造のものに比べて構
造上強度が増している。

第４図は本発明の他の実施例を示している。こ
の実施例では、弁体９の腕部１１に複数の貫通孔
３１が形成されている。これら貫通孔３１の上部
は面取り処理が施され、隣合う貫通孔３１同士間
にエツジ部Ｅが形成されている。

このような弁体９を用いれば、弁体９の上面に
付着する排気ガス中に含まれているカーボンを、
弁体９の揺動に伴いエツジ部Ｅによつて細かく分
割し、それらカーボン小片を貫通孔３１を介して
排気通路へ排出することができる。すなわち、弁
体上面に付着して閉弁状態となるのを妨げるカー
ボンを、速やかに外部へ排出することができ、も
つて、弁体９の作動安定化を図ることができるの
である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明にかかる排気時期弁
体装置によれば、開弁時において弁体が排気通路
の上部に設けた凹所に収納されるため、高温状態
の排気ガスにさらされることがなく熱の影響を受
け難い。

また、弁体には揺動先端につば部を設け、これ
によつて、制御面に必要な高さを確保するように
しており、弁体の軽量化が図れることから、小さ
い駆動力で弁体を操作することができる。

さらに、弁体のつば部を上方に設けることによ
り、つば部に形成された制御面に排気ガスが衝突
させられた場合に、弁体に生じる揺動中心回りの
モーメントを極力小さくして、この点からも、弁
体の駆動力を軽減することができる。

さらにまた、弁体収納凹所と弁体のつば部とで
屈曲した〓間を形成することにより、両者にラビ
リンス作用を生じさせ、これによつて、排気ガス
が制御面を経て弁体収納凹所へ流れ込むことを抑
制し、弁体の揺動中心部におけるカーボンの堆積
を抑制して、弁体の円滑な揺動操作を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる排気時期制御装置を備
えた２サイクルエンジンの縦断面図、第２図は第
１図の−線に沿う断面図、第３図は弁体の斜
視図、第４図は本発明の他の実施例を示す斜視図
である。 １……シリンダブロツク、２……シリンダヘツ
ド、４……掃気通路、５……排気通路、５ａ……
（排気ポート）開口、７……弁体収納凹所、９…
…弁体、１１……腕部、１２……つば部、１３…
…制御面、２０……駆動機構、３１……貫通孔、
Ｅ……エツジ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２サイクルエンジンのシリンダの内部へ連通
   された排気通路の開口上部を開閉して、シリンダ
   の内部に摺動自在に嵌挿されたピストンによるシ
   リンダ内部と排気通路との連通時期を変化させる
   ようにした排気時期制御装置であつて、前記排気
   通路の上部の軸線を中心として揺動自在に取り付
   けられた弁体と、前記排気通路の上部に設けられ
   弁開放時において弁体を収納する弁体収納凹所
   と、エンジンの回転数に応じて弁体を開閉操作す
   る弁体駆動機構とを備えて成り、前記弁体には揺
   動中心からシリンダ内面側へ延びるように腕部が
   設けられ、該腕部の揺動先端には上方へ延びるつ
   ば部が設けられ、該つば部のシリンダ内面に相対
   する面はシリンダの内面とほぼ同一の曲率を有す
   るように設けられてシリンダ内面と整合する制御
   面とされ、前記弁体収納凹所のシリンダ内面側に
   は、前記つば部が嵌合されて、このつば部との間
   に屈曲した〓間を形成する凹部が形成されている
   ことを特徴とする２サイクルエンジンの排気時期
   制御装置。