JPH0584817B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、排気時期制御装置を備えた２サイク
ルエンジンに係わり、詳しくは、排気通路の上部
に弁体を設け、この弁体をエンジンの回転速度に
応じて揺動操作することによりシリンダ内部と排
気通路との連通時期を変化させるようにした２サ
イクルエンジンに関するものである。

「従来の技術」 第１図は本発明者等が先に実願昭60−97274号
として出願した２サイクルエンジンの一部を示す
ものである。

このエンジンにおいては、排気通路１の上部で
あつてシリンダ内面への開口（排気ポート）１ａ
近傍に、シリンダ軸線に直交するように軸２を設
け、この軸２に弁体３を一体的に取り付け、か
つ、弁体３に相対する排気通路１の上面に弁体３
を収納するための凹所４を設けている。

また、排気ポート１ａの上縁には、弁体３が凹
所４内に収納された際、同弁体３の揺動先端とシ
リンダ内との間にデツドスペースを形成させない
よう、排気通路１の上面から垂れ下がるエツジ部
５を設けている。このエツジ部５の角度は、弁体
３の先端上縁の揺動軌跡の弁体３が弁体収納凹所
４内に収納されたときの接線とシリンダ内面との
成す角度とぼほ同じになるように設定している。

このエンジンによれば、エンジンの回転速度に
応じて駆動機構により弁体３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、弁体３
を図中実線で示すようにその先端が排気ポート１
ａの上縁から下方へ突出する箇所に位置させ、他
方、エンジンが高速で回転する場合には、図中２
点鎖線で示すように弁体３を排気通路の上部に設
けた凹所４内に収納するよう操作する。このよう
にエンジンの回転速度に応じて排気ポート１ａの
上縁位置を実質的に上下動させ、これにより、エ
ンジンが低速あるいは高速いずれで回転する場合
でも、掃気ポートが閉じた後であつて排気ポート
１ａが閉じる寸前に排気反射波が排気ポート１ａ
に戻るように排気時期の制御を行い、排気通路１
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は、弁体収
納凹所とシリンダ内面との間に形成されるエツジ
部５が鋭く尖つた形状となつており、この部分は
熱容量が極めて小さいこと、また、高温状態の排
気ガスが最初に流れ込む箇所であることから、シ
リンダブロツク等を冷却水で強制的に冷却する場
合でも、同エツジ部５が異常に昇温するという不
具合があることがわかつた。

上記不具合を解決するための一手段として、弁
体３を薄くしエツジ部５の突出量を小さくするこ
とも考えられるが、この場合、弁体５が薄く成り
すぎることから、本来の機能である排気時期制御
が行えなくなるという問題が生じる。

「発明の目的」 本発明は上記事情に鑑みてなされてもので、所
望する排気時期制御が行え、かつ、弁体収納凹所
とシリンダ内面との間に形成されるエツジ部が異
常に昇温するのを防止することができる２サイク
ルエンジン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」 本発明では前述した目的を達成するため、弁体
の揺動先端にシリンダの内面と略同一曲率に成さ
れて同シリンダ内面と整合する制御面が設けら
れ、かつ、制御面の上部には制御面の上縁に連続
しかつ同制御面上縁の揺動軌跡よりも揺動中心側
へ傾斜する傾斜部を有する凸部が設けられ、排気
通路の上部には閉弁時において弁体を収納する凹
所が設けられ、該凹所とシリンダ内周との間に形
成されるエツジ部の角度は、弁体の制御面上縁の
揺動軌跡の、弁体が弁体収納凹所内に収納された
ときの接線とシリンダ内面との成す角度よりも大
きく設定された構成としている。

「実施例」 以下、本発明の一実施例について第２図〜第４
図を参照して説明する。

第２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３図は第
２図の−線に沿う断面図である。

図において符号１１はシリンダブロツク、１２
はシリンダヘツド、１３はシリンダ内に摺動自在
に嵌挿されたピストン、１４は掃気通路、１５は
排気通路である。排気通路１５の左右方向中央に
は補強用リブ１６が、シリンダ内面への開口（排
気ポート）１５ａから排気通路１５の下流側へ所
定箇所まで延びて設けられている。このリプ１６
は排気通路１５のシリンダ内面への開口近傍を補
強するとともに、ピストンリングがそれ自体の弾
性により径方向外方へ広がつて排気ポート１５ａ
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１５の上部であつて排気ポート１５ａ
の若干下流側には、後述する弁体を収納するため
の凹所１７が形成されている。凹所１７には軸１
８がシリンダの中心線と直交する方向に延在する
ように回転自在に設けられている。軸１８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１９，１９が間にリプ１６を挟むよう
に、リプ１６の両側に位置して設けられている。
また、軸１８の弁体１９を支持する部分の外側に
はリング溝１８ａが形成されている（第３図参
照）。

前記両弁体１９，１９は互いに左右対称となつ
ている。弁体１９は、第４図に示すように軸１８
が挿通される軸挿通部２０と、軸挿通部２０から
一側に延びる平板部２１と、平板部２１の先端
（揺動端）に設けられかつシリンダの内面とほぼ
同一曲率とされてシリンダ内面と整合する制御面
２２と、制御面２２の上部に設けられ、制御面２
２の上縁に連続するとともに制御面２２の上縁の
揺動軌跡よりも揺動中心側へ傾斜する傾斜部２３
ａを有する凸部２３とを備えている。また、弁体
１９の平板部２１には、前記弁収納凹所１７に相
対する上面から排気通路の内周面となる下面に達
する貫通孔２４が、凸部２３側に位置して複数設
けられている。貫通孔２４の上部は径が孔２４の
直径の２倍程度となるよう面取り処理が施されて
いる。上述のように構成された弁体１９はシリン
ダブロツク１１に組み付けれる際、シリンダ内面
と制御面２２との間に若干の〓間ｘを形成するよ
うに組み付けられる。

前記凹所１７の下面は弁体１９の上面に対応し
た形状、すなわち、開口側から奥方に向かつて断
面略３角形状の凹部、平坦部、断面円弧状の凹部
が順に設けられた形状と成つている。凹所１７と
シリンダ内面との間にはエツジ部２５が形成さ
れ、該エツジ部２５の角度θ₁は、弁体１９の制御
面２２上縁の揺動軌跡の、弁体１９が弁体収納凹
所１７内に収納されたときの接線とシリンダ内面
との成す角度θ₂よりも大きく設定されている。

弁体１９，１９はエンジンの回転速度に応じ軸
１８を介して駆動機構３０により揺動操作される
ようになつている。すなわち、弁体１９、軸１
８、駆動機構３０によつて、排気通路１５の上部
を開放あるいは閉塞操作する排気時期制御装置が
構成されている。駆動機構３０は第３図に示すよ
うに、軸１８の一端であつてシリンダブロツク１
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３１と、該ワイヤーガイド３１にワイヤ
ー３２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１８のシリンダブロツク１１から
突出する部分およびワイヤーガイド３１は、シリ
ンダブロツク１１に取り付けられたワイヤーケー
ス３３およびワイヤーケース３３にねじ止めされ
るケースカバー３４によつて覆われている。な
お、軸１８の一端側には中央部から端部に向かつ
てブツシユ３５、位置決め用コツター３６、シー
ル部材３７が順に配設されている。また、第２図
および第３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２サイクルエ
ンジンによれば、弁体１９が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１８を所定方向へ回転させて弁体１
９，１９を揺動させ、同弁体１９，１９を排気通
路１５内に突出させる。このような弁体１９，１
９の移動により、その制御面２２を排気ポート１
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ポート１５ａの上部を
閉塞し、同排気ポート１５ａの上縁を見掛け上弁
体１９，１９の制御面２２の下端縁までの距離ｌ
分下げる。したがつて、制御面２２を距離ｌ下げ
た分、ピストン１３の移動により開閉される排気
ポート１５ａ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１３の上下動周期が長いのに対応させて排
気ポート１５ａを遅く開かせかつ遅く閉じせ、こ
れにより、排気ポート１５ａが閉じられる寸前に
排気反射波を排気ポート１５ａ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１９，１９を前述とは逆向きに移動させて第
２図中２点鎖線で示すように凹所１７内に収納す
る。すなわちこの場合にあつては、ピストン１３
の上下動周期が短くなるのに対応して、排気ポー
ト１５ａ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１５ａが閉じられる寸前に排気反
射波を排気ポート１５ａ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１９の
制御面２２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。

なお、上記弁体１９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例制御
のいずれであつてもよい。

また、上記２サイクルエンジンにおいて、凹所
１７とシリンダ内面との間に形成されるエツジ部
２５の角度θ₁は、弁体１９の制御面２２上縁の揺
動軌跡の、弁体１９が凹所１７内に収納されたと
きの接線とシリンダ内面との成す角度θ₂よりも大
きく設定されており、したがつて、その分エツジ
部２５は強度的に強く、かつ熱容量が大きく成つ
ている。この結果、エツジ部２５は第１図に示す
従来のものに比べて変形し難く、かつ、異常に昇
温することもない。

また、この２サイクルエンジンでは、弁体１９
が閉じた際に、排気ガスが制御面２２の上側空間
を通つて弁体１９と凹所１７との間の〓間に至
り、そこからさらに、弁体１９の貫通孔２４を通
つて排気通路１５へ抜ける現象が生じ、これがた
めに、排気時期制御が行えなくなるおそれがあ
る。ところが、実験の結果、上記２サイクルエン
ジンでは所望通り排気時期制御が行えることが分
かつた。

また、上述のように弁体１９の上側をガスが通
る場合であると、同ガスの流れにより、弁体１９
や弁体収納凹所１７を掃除することができ、それ
らにカーボンが付着するのを防止し得るという利
点が得られる。

なお、弁体１９としては、上記実施例のものに
限られることなく、例えば第５図に示すように、
長軸が弁体の長さ方向に延びる長方形状の貫通孔
を並列に並べたもりであつてもよい。このような
弁体１９によれば、貫通孔２４の上縁部に形成さ
れるエツジ部２４ｂを長くとることができ、仮に
凹所１７上面にカーボンが付着し固化した場合で
あつても、同カーボンを前記エツジ部２４ｂでた
たき落とし、孔２４を介して排気通路１５へ排出
することができるといつた利点が得られる。

「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、弁体の揺動先端にシリンダの内
面と略同一曲率に成されて同シリンダ内面と整合
する制御面が設けられ、かつ、制御面の上部には
制御面の上縁に連続しかつ同制御面上縁の揺動軌
跡よりも揺動中心側へ傾斜する傾斜部を有する凸
部が設けられ、排気通路の上部には閉弁時におい
て弁体を収納する凹所が設けられ、該凹所とシリ
ンダ内周との間に形成されるエツジ部の角度は、
弁体の制御面上縁の揺動軌跡の、弁体が弁体収納
凹所内に収納されたときの接線とシリンダ内面と
の成す角度よりも大きく設定された構成であるか
ら、所望する排気時期制御が行えるのは勿論、そ
れに加えて、弁体収納凹所とシリンダ内面との間
に形成されるエツジ部が異常に昇温するのを防止
することができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気時期制御装置を備えた従来の２サ
イクルエンジンを示す一部の縦断面図、第２図は
本発明にかかる２サイクルエンジンの縦断面図、
第３図は第２図の−線に沿う断面図、第４図
は弁体の斜視図、第５図は弁体の変形例を示す斜
視図である。 １１……シリンダブロツク、１２……シリンダ
ヘツド、１４……掃気通路、１５……排気通路、
１５ａ……開口（排気ポート）、１７……弁体収
納凹所、１８……軸、１９……弁体、２２……制
御面、２３……凸部、２３ａ……傾斜部、２５…
…エツジ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダ内面に開口する排気ポートから外方
   へ延びる排気通路の上部を、シリンダ軸線に直交
   して配設された軸、該軸によつて支持された弁
   体、および前記弁体を揺動操作する弁体駆動機構
   とからなる排気時期制御装置により開放あるいは
   閉塞して、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２サイクルエンジンであ
   つて、前記弁体の揺動先端にはシリンダの内面と
   略同一曲率に成されて同シリンダ内面と整合する
   制御面が設けられ、かつ、制御面の上部には制御
   面の上縁に連続しかつ同制御面上縁の揺動軌跡よ
   りも揺動中心側へ傾斜する傾斜部を有する凸部が
   設けられ、前記排気通路の上部には閉弁時におい
   て弁体を収納する凹所が設けられ、該凹所とシリ
   ンダ内面との間に形成されるエツジ部の角度は、
   弁体の制御面上縁の揺動軌跡の、弁体が弁体収納
   凹所内に収納されたときの接線とシリンダ内面と
   の成す角度よりも大きく設定されていることを特
   徴とする排気時期制御装置を備えた２サイクルエ
   ンジン。