JPH06146895A

JPH06146895A - 予圧縮式２サイクルエンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH06146895A
Application number: JP32266292A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takeuchi; 隆武内
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1992-11-07
Filing date: 1992-11-07
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】リード弁予圧縮式２サイクルエンジンの吸気
装置において、高速回転域でも、リードの閉動作が遅れ
ないようにして、エンジン性能を向上させる。【構成】クランクケース２の外部からクランク室２ａ
に通じる吸気ポート１２を設ける。この吸気ポート１２
に、上記クランク室２ａに向かってのみ吸気２９の流入
を許容するリード弁１３を設ける。このリード弁１３
を、弁孔３５を有して上記クランクケース２側に取り付
けられる弁本体３０と、この弁本体３０に取り付けられ
て上記弁孔３５を開閉可能とする弾性のリード３６とで
構成する。上記リード３６をクランク軸に連動させて開
閉させる連動手段３８を設け、この連動手段３８によ
り、上記リード３６を所定のクランク角で閉動作させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動二輪車等に搭載
されるリード弁予圧縮式２サイクルエンジンの吸気装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記２サイクルエンジンの吸気装置で
は、通常、クランクケースの外部からクランク室に通じ
る吸気ポートが設けられ、この吸気ポートに、上記クラ
ンク室に向かってのみ吸気の流入を許容するリード弁が
設けられ、このリード弁が、弁孔を有してクランクケー
ス側に取り付けられる弁本体と、この弁本体に取り付け
られて上記弁孔を弾性力で開閉自在に閉じるリードとで
構成されている。そして、吸入、圧縮行程で、クランク
室の負圧が大きくなると、上記クランク室に流入しよう
とする吸気の運動エネルギーで、上記リードが弾性的に
撓ませられて開動作し、これにより開かれた弁孔を通し
て、上記吸気が上記クランク室に流入するようになって
いる。また、上記行程に続く爆発、掃気行程で、上記ク
ランク室の吸気が予圧縮され、これが掃気ポートを通っ
て燃焼室に送り込まれ、燃焼に供されるようになってい
る。上記の場合、クランク室における吸気の予圧縮時に
は、リードが弾性的に復元しようとすることと、クラン
ク室での吸気の圧力の上昇によって、上記リードが上記
弁孔を閉じ、上記クランク室の吸気が吸気ポートの上流
側に吹き返されることが防止される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特に、エン
ジンの高速域では、吸入、圧縮行程から爆発、掃気行程
に移る際、クランク室の負圧の変動が速いため、これに
リードの閉動作が迅速に追従できず、つまり、リードの
閉動作が遅れがちとなる。そして、このようなリードの
閉動作の遅れは、リード弁を通しての吸気の吹き返しを
起こし、吸入効率の低下を招いてエンジン性能の向上を
阻害させる原因となる。

【０００４】

【発明の目的】この発明は、上記のような事情に注目し
てなされたもので、リード弁予圧縮式２サイクルエンジ
ンの吸気装置において、高速回転域でも、リードの閉動
作が遅れないようにして、エンジン性能を向上させるこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の特徴とするところは、クランクケースの吸
気ポートにリード弁を設け、このリード弁を、弁孔を有
して上記クランクケース側に取り付けられる弁本体と、
この弁本体に取り付けられて上記弁孔を開閉可能とする
弾性のリードとで構成した場合に、上記リードをクラン
ク軸に連動させて開閉させる連動手段を設け、この連動
手段により、上記リードを所定のクランク角で閉動作さ
せるようにした点にある。

【０００６】

【作用】上記構成による作用は次の如くである。クラ
ンクケース２の吸気ポート１２にリード弁１３を設け、
このリード弁１３を、弁孔３５を有して上記クランクケ
ース２側に取り付けられる弁本体３０と、この弁本体３
０に取り付けられて上記弁孔３５を開閉可能とするリー
ド３６とで構成した場合に、上記リード３６をクランク
軸３に連動させて開閉させる連動手段３８を設け、この
連動手段３８により、上記リード３６を所定のクランク
角で閉動作させるようにしてある。このため、高速域に
おいて、リード３６の閉動作が遅れがちとなることが防
止される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。図１から図４において、符号１は自動二輪車に搭載
されるＶ型２気筒の２サイクルエンジンである。また、
図中矢印Ｆｒはその前方を示し、下記する左右とは、こ
の前方に向っての方向をいうものとする。上記エンジン
１のクランクケース２には軸心が左右に延びるクランク
軸３が支承され、このクランク軸３はクランクケース２
内のクランク室２ａに設けられている。同上クランクケ
ース２には、前方に向って上、下シリンダ４がＶ形状に
突設されると共に、各シリンダ４の突出端にそれそれシ
リンダヘッド５が取り付けられている。上記各シリンダ
４内にはピストン７がその軸方向に摺動自在に嵌入さ
れ、このピストン７は連接棒８により上記クランク軸３
に連結されている。

【０００８】上記シリンダ４内で上記シリンダヘッド５
とピストン７とで囲まれた空間が燃焼室９となってい
る。この燃焼室９に臨む点火プラグが設けられている。
上記各シリンダ４の基部に対応する部分のクランクケー
ス２には、吸気ポート１２が形成され、この吸気ポート
１２はクランクケース２の外部をクランク室２ａに連通
させている。上記吸気ポート１２にはリード弁１３が設
けられ、このリード弁１３に吸気管１４、および気化器
１５が連設されている。上記シリンダ４には、上記クラ
ンクケース２内を上記燃焼室９に向って連通させる掃気
通路１７が形成されている。また、同上シリンダ４には
燃焼室９を外部に向って連通させる排気通路１９が形成
されている。

【０００９】上記クランク軸３に平行にバランサ軸２０
とアイドル軸２１とが設けられている。上記バランサ軸
２０はバランサを支持してその軸心回りに回転自在に上
記クランクケース２に支承されている。上記バランサ軸
２０とアイドル軸２１とは、それぞれ上記クランク軸３
に歯車組２２によって連動連結されている。そして、上
記バランサ軸２０は上記クランク軸３に連動して同速回
転し、各ピストン７や連接棒８の往復動により生じよう
とする振動を吸収する。

【００１０】上記クランクケース２の後部には変速装置
２４が連設されている。この変速装置２４は出力軸２５
と、この出力軸２５を上記クランク軸３に連動連結させ
る歯車変速機構とを備えている。また、上記出力軸２５
には駆動鎖車２６が取り付けられ、この駆動鎖車２６に
伝動チェーン２７を介し後輪が連結されている。そし
て、上記エンジン１の動力は上記変速装置２４、駆動鎖
車２６、および伝動チェーン２７等を介して後輪に伝え
られ、自動二輪車が走行可能とされている。

【００１１】前記両リード弁１３，１３と、これに関連
するものは互いに同構成であるため、上側のシリンダ４
に対応するものについてのみ説明する。上記リード弁１
３は前記クランク室２ａに向かってのみ吸気２９の流入
を許容するものである。このリード弁１３の弁本体３０
は正面視矩形の筒状体３１と、この筒状体３１の後縁に
一体成形される外向きフランジ３２とを有している。こ
の外向きフランジ３２は前記クランクケース２における
吸気ポート１２の開口縁に取り付けられ、これによっ
て、リード弁１３がクランクケース２側に支持されてい
る。

【００１２】また、上記筒状体３１の前端はクランク室
２ａ内に突出し、この突出端は平面視（図１）で二等辺
三角形をなしている。上記筒状体３１内が吸気通路３４
となっており、この吸気通路３４は、その前端にクラン
ク室２ａに向って開口する左右一対の矩形の弁孔３５，
３５を有し、これら弁孔３５，３５は上記筒状体３１の
突出壁の左右各部に形成されている。また、上記リード
弁１３は左右一対のリード３６，３６を備えている。こ
れら各リード３６はこれに対応する上記各弁孔３５を開
閉可能とする。また、これら各リード３６は従来の一端
側固定式のリードと同じ材質のＣＦＲＰ等で成形され、
弾性変形可能なものである。

【００１３】上記各リード３６をクランク軸３に連動さ
せて、クランク軸３の所定のクランク角で開閉動作させ
る連動手段３８が設けられている。上記連動手段３８
は、上記筒状体３１の基部側壁に沿って延びる左右一対
の枢支軸３９，３９を有している。これら各枢支軸３９
は上下一対の軸受４０，４０によって、その軸心回りに
回転自在に上記筒状体３１の基部外側壁に支承されてい
る。

【００１４】上記各枢支軸３９の上下中途部にはボス部
４１が外嵌固着され、このボス部４１に各リード３６の
後縁がボルト４２によって着脱自在にねじ止めされてい
る。一方、上記各リード３６の前縁は自由端となってい
て、上記枢支軸３９と共に、この枢支軸３９の軸心回り
に左右回動自在とされている。そして、このリード３６
を筒状体３１側へ回動（閉動作）させると、各図中実線
で示すように弁孔３５が閉じられる。一方、同上筒状体
３１から離れるように回動（開動作）させると、図１と
図３中仮想線で示すように、上記弁孔３５が開かれるよ
うになっている。

【００１５】また、上記各ボス部４１の下部には、上記
枢支軸３９の径方向に少し離れてナット部４４が一体成
形されている。このナット部４４は上記枢支軸３９と軸
心が平行で、これにボルト４５がねじ付けられている。
このボルト４５の下端にこれと同軸上でカム係合軸４６
が突設され、このカム係合軸４６は上記ナット部４４よ
りも下側に突出している。

【００１６】上記した左右カム係合軸４６，４６の下方
近傍には、クランク軸３と平行に連動軸４７が設けら
れ、この連動軸４７は左右一対の軸受４８，４８によっ
て前記クランクケース２に支承されている。この連動軸
４７の左右中途部は、上記筒状体３１の下面に近接して
いるクランク室２ａの内面に形成された凹溝４３に嵌め
込まれている。

【００１７】上記連動軸４７の外周面には、左右一対の
環状のカム係合溝４９，４９が形成されている。これら
カム係合溝４９，４９は左右対称に形成され、それぞれ
互いに対応する上記カム係合軸４６とカム係合溝４９と
がカム係合している。上記連動軸４７は前記バランサ軸
２０に歯車組５０によって連動連結されている。そし
て、上記連動軸４７は前記バランサ軸２０に連動して同
速回転し、つまり、前記クランク軸３と同方向に同速回
転するようになっている（図中矢印Ｒ）。

【００１８】図５は、右側のカム係合溝４９を、連動軸
４７の軸心回りの一回転分（Ｌ）につき、平面上に展開
したものである。このカム係合溝４９は、連動軸４７の
軸方向中央側に偏位（左方に偏位）した閉溝５２と、同
上連動軸４７の軸端側に偏位（右方に偏位）した開溝５
３と、上記閉溝５２から前方に向って開溝５３に移ると
きの閉動作溝５４と、上記開溝５３から前方に向って閉
溝５２に移るときの開動作溝５５とで構成されている。

【００１９】また、上記の場合、閉溝５２、開溝５３、
および閉動作溝５４の溝幅はカム係合軸４６の径寸法よ
りもわずかに大きいだけであるが、開動作溝５５の溝幅
はカム係合軸４６の径寸法よりも十分大きくされてい
る。

【００２０】図１、図４、および図５中各実線で示す状
態では、カム係合軸４６にカム係合溝４９の閉溝５２が
係合し、これに伴って、枢支軸３９やボス部４１等を介
し、リード３６が筒状体３１側に回動させられて弁孔３
５を閉じている。上記の場合、枢支軸３９とカム係合軸
４６とは接近させられており、枢支軸３９回りにおける
ナット部４４、ボルト４５、およびカム係合軸４６の慣
性モーメントが小さく抑えられている。

【００２１】一方、図１中二点鎖線、および図５中二点
鎖線で示した状態では、カム係合軸４６にカム係合溝４
９の開溝５３が係合し、これに伴って、枢支軸３９やボ
ス部４１等を介しリード３６が回動させられて弁孔３５
を開いている。そして、上記クランク軸３に連動して連
動軸４７が回転する（矢印Ｒ）ときには、図５で実線、
一点鎖線、二点鎖線と順次示すように、カム係合軸４６
に対しカム係合溝４９が前進してカム係合する。つま
り、上記カム係合軸４６に上記カム係合溝４９の閉溝５
２、開動作溝５５、開溝５３、閉動作溝５４が、順次カ
ム係合して、上記リード３６の閉、開動作が繰り返され
る。

【００２２】次に、上記構成による作用を、全図により
説明する。図２で示された状態からシリンダ４内をシリ
ンダヘッド５側に向ってピストン７が移動するときが吸
入、圧縮行程である。この行程では、図５と図６中二点
鎖線で示すように、カム係合軸４６に開溝５３がカム係
合して、図１中仮想線で示すように、リード３６が開動
作させられ、これにより開かれた弁孔３５を通し、気化
器１５から供給された燃料を含む吸気２９がクランク室
２ａに吸入される。

【００２３】また、これと同時に、上記燃焼室９に予め
吸入されていた吸気２９が圧縮される。この場合、図７
で示すように、低、高速域のいずれにおいても、上記リ
ード３６が開動作した直後には、ピストン７によって掃
気通路１７と排気通路１９とが順次閉じられる。

【００２４】次に、ピストン７が上記クランク室２ａ側
へ移動するときが、爆発、掃気行程であり、この行程で
は、点火プラグが放電させられて、燃焼室９で吸気２９
が燃焼し、上記ピストン７が上記クランク室２ａ側に押
し戻される。

【００２５】また、この行程では、図５と図６中実線で
示すように、カム係合軸４６に閉溝５２がカム係合し
て、図１から図４中実線で示すようにリード３６が閉動
作させられて、弁孔３５が閉じられる。このため、クラ
ンク室２ａに吸気２９が閉じ込められて、これが吸気ポ
ート１２を通して吹き返すことが防止され、これによっ
て、クランク室２ａで吸気２９が十分に予圧縮される。

【００２６】また、この行程において、図７で示すよう
に、上記ピストン７によって排気通路１９が開かれ、こ
の排気通路１９を通って、上記燃焼による燃焼ガスが排
出される。次いで、ピストン７が更にクランク室２ａ側
に移動すると、掃気通路１７が開かれ、前記したように
クランク室２ａで予圧縮された吸気２９が、掃気通路１
７を通って燃焼室９に流入させられる。

【００２７】すると、ここに残留している上記燃焼ガス
の一部が排気通路１９を通り排出されると共に、上記吸
気２９が燃焼室９に充満することとなる。ここから、上
記ピストン７が再びシリンダヘッド５側に移動し、以
下、上記行程が繰り返されて、エンジン１が動力を出力
することとなる。

【００２８】図５中一点鎖線と、図７において、特に、
エンジン１の高速域では、前記両行程の一方から他方に
移る際、クランク室２ａの負圧の変動が速いため、これ
にリード３６の開、閉動作が迅速に追従できず、つま
り、リード３６の開、閉動作が遅れがちとなる。そこ
で、上記クランク室２ａの負圧だけにより、リード３６
が開動作する場合、この開動作する以前の所定のクラン
ク角で、カム係合軸４６にカム係合溝４９の開動作溝５
５をカム係合させて、リード３６を、強制的に早めに開
動作させるようにしてある。

【００２９】なお、前記したように、開動作溝５５の溝
幅はカム係合軸４６の径寸法よりも十分大きいため、カ
ム係合軸４６に開動作溝５５が合致したときには、カム
係合軸４６は開動作溝５５の左右溝幅内で左右に自由に
移動できるようになっている。つまり、この範囲は、リ
ード３６の開閉動作が連動手段３８による制御からある
程度解放される範囲（以下、これを解放範囲という。）
となっている。

【００３０】そして、図６中一点鎖線と、図７におい
て、低速域では、クランク室２ａの負圧だけによりリー
ド３６が開動作するときが、上記解放範囲に位置させら
れている。つまり、同上第６図中一点鎖線で示すよう
に、カム係合軸４６に開動作溝５５がカム係合する以前
に、つまり、非強制的に、クランク室２ａの負圧によ
り、クランク角からみてタイミングよくリード３６が開
動作させられる。上記の場合、リード３６が枢支軸３９
回りに自由な回動状態にあるため、クランク室２ａの負
圧に正確、かつ、迅速に応答して開動作する。

【００３１】一方、上記リード３６は枢支軸３９により
枢支されていて、この閉動作には、従来のリードのよう
な弾性的な復元力がないため、爆発、掃気行程に移ると
きにおいて、図７で示すように、クランク室２ａの圧力
上昇によりリード３６が閉動作するのは、上記復元力が
働かないこととも相俟って、高、低速域のいずれにおい
ても遅れがちとなり、これは、特に高速域において著し
い。

【００３２】そこで、上記クランク室２ａの圧力上昇だ
けでリード３６が閉動作する以前の所定のクランク角
で、カム係合軸４６にカム係合溝４９の閉動作溝５４と
閉溝５２とを順次、遊びのないようにカム係合させて、
リード３６を強制的に早めに閉動作させるようにしてあ
る。なお、このようにリード３６を早めに閉動作させた
ときでも、このリード３６が撓み易いものであると、ク
ランク室２ａに残っている負圧によって、上記リード３
６が大きく開動作してしまうこととなる。そこで、一端
が弁本体に固定された従来のリードよりも、上記リード
３６を少し撓みにくくし（少しばね定数を大きくし）、
従来のリードがクランク室２ａの圧力上昇で閉動作する
よりも少し以前に、上記リード３６が閉動作するよう連
動手段３８を作動させるようにしてあり、このようにし
て、リード３６の閉動作の遅れが確実に防止されてい
る。

【００３３】なお、上記構成では、リード３６の開、閉
動作のタイミングをとるために、カム係合軸４６に対し
カム係合溝４９がカム係合するようになっていて、これ
ら両者は相対的に圧接しながら摺動するが、この場合、
リード３６の開閉動作は、基本的にはクランク室２ａの
圧力によって行われるため、上記リード３６を開閉動作
させるためのカム係合軸４６とカム係合溝４９のカム係
合は補助的なものであり、よって、これら両者の圧接力
は小さくて済むこととなっている。

【００３４】また、上記の場合、連動手段３８がリード
３６を開動作させたときには、その分、上記リード３６
が弁孔３５を絞ることが少なくなるため、この弁孔３５
を通る吸気２９の抵抗が軽減され、リード弁１３を通し
てのクランク室２ａに対する吸気２９の流入が円滑にな
されて、吸入効率が向上する。

【００３５】以上は図示の例によるが、連動手段３８に
おける連動軸４７やカム係合軸４６は上下一対設けても
よく、このようにすれば、連動手段３８によるリード３
６の開閉時に、このリード３６にねじりの与えられるこ
とが防止される。また、連動軸４７はバランサ軸２０を
介さずにクランク軸３に直接的に連結させてもよい。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、クランクケースの吸
気ポートにリード弁を設け、このリード弁を、弁孔を有
して上記クランクケース側に取り付けられる弁本体と、
この弁本体に取り付けられて上記弁孔を開閉可能とする
リードとで構成した場合に、上記リードをクランク軸に
連動させて開閉させる連動手段を設け、この連動手段に
より、上記リードを所定のクランク角で閉動作させるよ
うにしてある。このため、高速域において、リードの閉
動作が遅れがちとなることが防止され、上記リードは吸
入、圧縮行程から爆発、掃気行程に移るときにタイミン
グよく閉動作し、よって、リード弁を通しての吸気の吹
き返しが防止されて、吸入効率を向上させることがで
き、つまり、エンジン性能の向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３で示したものの平面断面図である。

【図２】エンジンの全体側面断面図である。

【図３】図２の部分拡大図である。

【図４】連動手段の斜視展開図である。

【図５】カム係合溝を平面上に展開した図である。

【図６】カム係合溝を平面上に展開した図である。

【図７】クランク角と、リード弁の動作との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１エンジン２クランクケース２ａクランク室３クランク軸１２吸気ポート１３リード弁２９吸気３０弁本体３５弁孔３６リード３８連動手段４６カム係合軸４９カム係合溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クランクケースの外部からクランク室に
通じる吸気ポートを設け、この吸気ポートに、上記クラ
ンク室に向かってのみ吸気の流入を許容するリード弁を
設け、このリード弁を、弁孔を有して上記クランクケー
ス側に取り付けられる弁本体と、この弁本体に取り付け
られて上記弁孔を開閉可能とする弾性のリードとで構成
した予圧縮式２サイクルエンジンの吸気装置において、上記リードをクランク軸に連動させて開閉させる連動手
段を設け、この連動手段により、上記リードを所定のク
ランク角で閉動作させるようにした予圧縮式２サイクル
エンジンの吸気装置。