JPH06272579A - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】排気ポートと排気時期制御バルブとの間からの
排気ガス漏れを防止して排気時期を正確に保つととも
に、排気デバイスを並設してもエンジン構成を簡素に保
つことができるようにする。 【構成】シリンダボア５の内壁面に開口する排気ポート
１４の上死点側縁部の高さを可変させる排気時期制御バ
ルブ１７を備えた２サイクルエンジン１の排気時期制御
装置１６において、上記排気時期制御バルブ１７を、シ
リンダボア５の中心軸Ａに直交して排気ポート１４の中
心軸Ｂに沿う回転軸Ｃを中心に回転自在な円柱形のロー
タ状に構成し、排気時期制御バルブ１７の回転角度に応
じて排気ポート１４の上死点側縁部の高さを可変させる
排気導通孔２９を穿設するとともに、排気時期制御バル
ブ１７を回転駆動する駆動手段１８と、所定のエンジン
回転数になった時に駆動手段１８を作動させ、排気時期
を変更させる制御手段１９とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン回転数に応じ
て排気時期を変化させるようにした、２サイクルエンジ
ンの排気時期制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、２サイクルエンジンにおいて
は、低速回転時に排気時期を遅くし、回転数の上昇に応
じて排気時期を早めてゆけば、全回転数域に亘って高出
力が得られることが知られている。

【０００３】図６(a),(b) は、排気時期を変更させる従
来の排気時期制御装置の一例を示す縦断面図である。こ
の排気時期制御装置１００は、シリンダボア１０１の内
壁面に開く排気ポート１０２開口部の上死点側縁部の高
さを変化させる排気時期制御バルブ１０３を備えてい
る。上記排気時期制御バルブ１０３は、排気ポート１０
２に斜めに連通する摺動通路１０４内に摺動自在に保持
されている。

【０００４】排気時期制御バルブ１０３の後端部には、
回転軸１０５の回転によって回動する制御レバー１０６
が設けられており、この制御レバー１０６の回動によっ
て排気時期制御バルブ１０３が摺動するようになってい
る。上記回転軸１０５は、図示しないアクチュエータに
よって駆動される。

【０００５】図６(a) では、排気時期制御バルブ１０３
の先端部が摺動通路１０４から突出していないため、上
死点側から下降するピストン１０７の上面が排気ポート
１０２開口部の上死点側縁部（Ａ位置）まで下がった時
点で排気ポート１０２が開き始めることになり、排気が
開始される。

【０００６】一方、図６(b) では、、排気時期制御バル
ブ１０３の先端部が摺動通路１０４から突出し、そのエ
ッジがシリンダボア１０１の内壁面に一致するまで伸び
ている。したがって、排気ポート１０２開口部の上死点
側縁部の位置が、事実上、排気時期制御バルブ１０３の
エッジの位置（Ｂ位置）にまで下がり、前記Ａ位置から
の差の分だけ排気時期が遅められる結果となる。

【０００７】そして、この排気時期制御装置１００は、
２サイクルエンジンのエンジン回転数が高いときには図
６(a) の状態となり、エンジン回転数が低い時には、図
６(b) の状態となるように制御されるため、エンジン回
転数に応じた排気時期が設定され、各回転数域における
出力、トルク特性が良好になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の排気時期制御装置１００では、図６(b) に示す低速
状態において、排気ポート１０２と排気時期制御バルブ
１０３との間に、図７に示すような隙間１０８ができる
ため、上記隙間１０８から排気ガスが漏出して排気時期
が不正確となり、出力低下を来す恐れがあった。

【０００９】また、このような排気時期制御装置１００
を設けた２サイクルエンジンに、サブ排気ポート等の排
気デバイスを並設する場合、上記排気デバイスと排気ポ
ートとを連通あるいは遮断する弁装置を個別に設ける必
要が生じるため、エンジンが複雑化して著しいコストア
ップとなってしまう。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、排気ポートと排気時期制御バルブとの間
からの排気ガス漏れを防止して排気時期を正確に保つと
ともに、排気デバイスを並設してもエンジン構成を簡素
に保つことのできる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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る２サイクルエンジンの排気時期制御装
置は、シリンダボア内壁面に開口する排気ポートの上死
点側縁部の高さを可変させる排気時期制御バルブを備え
た２サイクルエンジンの排気時期制御装置において、上
記排気時期制御バルブを、シリンダボアの中心軸に直交
して排気ポートの中心軸に沿う回転軸を中心に回転自在
な円柱形のロータ状に構成し、排気時期制御バルブの回
転角度に応じて上記排気ポートの上死点側縁部の高さを
可変させる排気導通孔を穿設するとともに、この排気時
期制御バルブを回転駆動する駆動手段と、所定のエンジ
ン回転数になった時に上記駆動手段を作動させて排気時
期を変更させる制御手段とを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１２】また、特定の排気時期になった時に、排気
デバイスをシリンダボア内に連通させる連絡通路を上記
排気時期制御バルブに設けたものである。

【００１３】

【作用】上記構成による２サイクルエンジンの排気時期
制御装置では、エンジン回転数が所定の回転数になる
と、上記排気時期制御バルブが所定の角度まで回転駆動
され、排気ポートの上死点側縁部の高さが変化する。こ
のため、エンジン回転数に見合った排気時期がもたらさ
れ、２サイクルエンジンの出力、トルク特性が向上す
る。

【００１４】この排気時期制御装置の場合、排気ポート
と排気時期制御バルブとの間に隙間が発生しないため、
排気ガスが漏出する恐れがなく、排気時期を正確に保つ
ことができる。

【００１５】しかも、サブ排気ポート等の排気デバイス
を並設する場合、上記排気デバイスと排気ポートとを連
通あるいは遮断する弁装置を、排気時期制御バルブが兼
ねるため、専用の弁装置を個別に設ける必要がなくな
り、エンジン構成を簡素に保つことが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００１７】図１は、本発明が適用された２サイクルエ
ンジンのシリンダアッセンブリ部分を示す縦断面図であ
る。この２サイクルエンジン１は、例えば自動２輪車に
搭載される水冷単気筒型のものである。

【００１８】２サイクルエンジン１のシリンダアッセン
ブリ部分は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３と
を主体にして構成されている。

【００１９】上記シリンダブロック２内にはシリンダラ
イナ４が設けられ、このシリンダライナ４内にシリンダ
ボア５が形成されている。また、シリンダヘッド３には
シリンダボア５に整合する燃焼室６が形成され、その中
央部に点火プラグ７が螺合される。なお、シリンダボア
５の周囲と燃焼室６の周囲には、冷却水が循環する冷却
水通路８が形成されている。

【００２０】シリンダボア５にはピストン９が摺動自在
に挿入され、このピストン９に設けられたピストンピン
１１と、図示しないクランクケース内で回転自在に軸支
されたクランクシャフトとが、コンロッド１２によって
連結される。

【００２１】シリンダボア５の内壁面には、複数の掃気
ポート１３と、排気ポート１４とが開口している。上記
排気ポート１４は、例えば図２に示すような楕円形に穿
設されており、センタブリッジ１５によって左右に２分
割されている。

【００２２】排気ポート１４には、本発明に係る排気時
期制御装置１６が設けられている。この排気時期制御装
置１６は、排気時期制御バルブ１７と、駆動手段１８
と、制御手段１９とを有して構成されている。

【００２３】シリンダブロック２にはバルブホルダハウ
ジング２１が形成され、このバルブホルダハウジング２
１内に、バルブホルダ２２が設置されている。図３に示
すように、上記バルブホルダ２２には、バルブ収容室２
３と排気通路２４が形成され、上記バルブ収容室２３の
上部にはスリット２５が設けられている。

【００２４】バルブ収容室２３は、シリンダボア５の中
心軸Ａに直交して排気ポート１４の中心軸Ｂに沿う回転
軸Ｃを中心とする円筒状とされ、その内部に上記排気時
期制御バルブ１７が収容される。この排気時期制御バル
ブ１７は円柱形のロータ状に構成されており、ニードル
ベアリング２６を介することによって、上記回転軸Ｃを
中心にバルブ収容室２３内で回転自在となっている。ま
た、排気通路２４は、排気ポート１４の中心軸Ｂの延長
線上に形成されており、その外部にはガスケット２７を
介して排気マフラ２８が接続される。

【００２５】図４(a),(b) は、図１のIV-IV 線に沿う排
気時期制御バルブ１７の縦断面図である。排気時制御バ
ルブ１７には、排気導通孔２９が回転軸Ｃに平行して穿
設されている。この排気導通孔２９は、排気時期制御バ
ルブ１７の回転角度に応じて排気ポート１４の上死点側
縁部の高さを可変させるもので、例えば排気ポート１４
の形状に沿う楕円形をした高速側導通孔２９ａおよび低
速側導通孔２９ｂが一部重なって略８の字形をなしたも
のとされている。

【００２６】上記排気導通孔２９の中心線Ｄは、回転軸
Ｃに対して寸法Ｅだけ偏心している。そして、排気時期
制御バルブ１７が図４(a) の位置にある時に、上記高速
側導通孔２９ａが排気ポート１４に整合し、排気ポート
１４が全開にされるようになっている。この時、排気ポ
ート１４の上死点側縁部の高さはＦ点となる。

【００２７】また、排気時期制御バルブ１７が図４(a)
の位置から１８０゜回転して図４(b) の位置に来ると、
前記低速側導通孔２９ｂが排気ポート１４に重なる。こ
の時、排気ポート１４の上死点側縁部の高さは、排気導
通孔２９の中心線Ｄが中心軸Ｃに対して寸法Ｅだけ偏心
していることから、前記Ｆ点より寸法Ｅの分だけ下死点
側に下げられたＧ点となる。

【００２８】したがって、排気時期制御バルブ１７が１
８０゜回転することによって排気ポート１４の上死点側
縁部の高さがＦ点またはＧ点に変化する。排気ポート１
４の上死点側縁部の高さがＦ点になると、排気時期が早
められて２サイクルエンジン１の出力、トルク特性が高
速回転向きとなり、排気ポート１４の上死点側縁部の高
さがＧ点になると、排気時期が遅められて出力、トルク
特性が低速回転向きとなる。

【００２９】ところで、排気ポート１４の両側には、排
気デバイスとしてサブ排気ポート３１Ｌ，３１Ｒが開設
されている。一方、排気時期制御バルブ１７には、特定
の排気時期になった時に、上記サブ排気ポート３１Ｌ，
３１Ｒをシリンダボア５内に連通させる連絡通路３２
ａ，３２ｂが設けられている。この連絡通路３２ａ，３
２ｂは、例えば排気時期制御バルブ１７が図４(a) に示
す位置に来て排気時期が早められた時にサブ排気ポート
３１Ｌ，３１Ｒに整合され、サブ排気ポート３１Ｌ，３
１Ｒをシリンダボア５内に連通させるように穿設されて
いる。

【００３０】さて、前記駆動手段１８は、例えばバルブ
ホルダハウジング２２上に設置されたドライブハウジン
グ３３内の駆動装置３４と、この駆動装置３４の動力源
となるサーボモータ３５とから構成されている。上記ド
ライブハウジング３４内には、前記回転軸Ｃに平行する
ドライブシャフト３６が、軸受３７，３８によって回転
自在に軸支されており、このドライブシャフト３６に
は、図５にも示すようにバルブドリブンプーリ３９とバ
ルブドライブギヤ４１とが回転一体に固定されている。
上記バルブドライブギヤ４１の下部は、バルブホルダ２
２のスリット２５を通ってバルブ収容室２３内に突入
し、前記排気時期制御バルブ１７の一端外周に形成され
たバルブドリブンギヤ４２に噛合している。

【００３１】一方、前記サーボモータ３５は、２サイク
ルエンジン１に対して遠隔的に配置されており、サーボ
モータ３５の主軸３５ａには、バルブドライブプーリ４
３が回転一体に固定され、このバルブドライブプーリ４
３と前記バルブドリブンプーリ３９との間に、湾曲自在
なケーブル４４が巻装されている。上記ケーブル４４の
中間部にはケーブルストッパ４４ａが設けられており、
このケーブルストッパ４４ａがバルブドリブンプーリ３
９に嵌合されているため、ケーブル４４がバルブドリブ
ンプーリ３９に対してスリップしないようになってい
る。

【００３２】サーボモータ３５が回転すると、その回転
がケーブル４４を介してドライブシャフト３６に伝達さ
れ、さらにバルブドライブギヤ４１およびバルブドリブ
ンギヤ４２によって排気時期制御バルブ１７に伝達さ
れ、排気時期制御バルブ１７が回転駆動される。

【００３３】なお、サーボモータ３５の主軸３５ａをド
ライブシャフト３６に直結させる構成としても良い。

【００３４】ところで、前記制御手段１９は、所定のエ
ンジン回転数に到達した時にサーボモータ３５を作動さ
せて排気時期を変更させるものであり、２サイクルエン
ジン１の回転数がインプットされるようになっている。

【００３５】エンジン回転数が低い時には、制御手段１
９がサーボモータ３５を作動させて排気時期制御バルブ
１７を図４(b) の位置に回転駆動する。このため、排気
導通孔２９の低速側導通孔２９ｂが排気ポート１４に重
なり、排気ポート１４の上死点側縁部の高さがＧ点の位
置となって排気時期が遅められ、出力、トルク特性が低
速回転向きとなる。

【００３６】そして、エンジン回転数が所定の回転数
（例えば６５００〜７０００rpm ）まで上昇すると、制
御手段１９がサーボモータ３５を作動させて排気時期制
御バルブ１７を図４(b) の位置から図４(a) の位置に回
転駆動する。すると、排気導通孔２９の高速側導通孔２
９ａが排気ポート１４に重なって排気ポート１４が全開
にされ、その上死点側縁部の高さがＦ点となる。このた
め、排気時期が早められて出力、トルク特性が高速回転
向きとなる。

【００３７】この時、排気時期制御バルブ１７に設けら
れた連絡通路３２ａ，３２ｂが、それぞれサブ排気ポー
ト３１Ｌ，３１Ｒに整合し、サブ排気ポート３１Ｌ，３
１Ｒをシリンダボア５内に連通させる。したがって、排
気口の面積が増大し、排気効率が高められて出力アップ
が図られる。

【００３８】なお、排気時期制御バルブ１７が特に図４
(b) に示す低速位置にある時には、排気ポート１４の下
流部に容積の大きなチャンバ室４５が形成されるため、
このチャンバ室４５内において排気圧脈動波の反射がな
され、排気ポート１４からの混合気の吹き抜けが防止さ
れて低速トルクの向上が促される。

【００３９】以上のように構成された排気時期制御装置
１６によれば、従来のように排気ポート１４と排気時期
制御バルブ１７との間に隙間が発生することがないた
め、このような隙間から排気ガスが漏出する恐れがな
く、排気時期を正確に保つことができる。

【００４０】しかも、サブ排気ポート３２Ｌ，３２Ｒ等
の排気デバイスを並設する場合、上記排気デバイスと排
気ポート１４とを連通あるいは遮断する弁装置を、排気
時期制御バルブ１７が兼ねるため、専用の弁装置を個別
に設ける必要がなくなる。したがって、エンジン構成を
簡素に保ってコストアップを避けることが可能となる。

【００４１】なお、本実施例では、排気デバイスとして
サブ排気ポート３２Ｌ，３２Ｒを設けたが、他の排気デ
バイス、例えばサブチャンバ等を２サイクルエンジン１
に設け、このサブチャンバへ連通する通路を排気ポート
１４の近傍に開設し、この通路を排気時期制御バルブ１
７によって開閉させる構成としても良い。

【００４２】また、駆動装置３４は、バルブホルダハウ
ジング２１上に限らず、他の場所に設置しても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る２サ
イクルエンジンの排気時期制御装置は、シリンダボア内
壁面に開口する排気ポートの上死点側縁部の高さを可変
させる排気時期制御バルブを備えた２サイクルエンジン
の排気時期制御装置において、上記排気時期制御バルブ
を、シリンダボアの中心軸に直交して排気ポートの中心
軸に沿う回転軸を中心に回転自在な円柱形のロータ状に
構成し、排気時期制御バルブの回転角度に応じて上記排
気ポートの上死点側縁部の高さを可変させる排気導通孔
を穿設するとともに、この排気時期制御バルブを回転駆
動する駆動手段と、所定のエンジン回転数になった時に
上記駆動手段を作動させて排気時期を変更させる制御手
段とを備えたことを特徴とするものである。

【００４４】このため、排気ポートと排気時期制御バル
ブとの間に隙間が発生することがなく、したがって排気
ガスが漏出する恐れがなくなり、排気時期を正確に保つ
ことができる。

【００４５】また、本発明に係る２サイクルエンジンの
排気時期制御装置は、特定の排気時期になった時に、排
気デバイスをシリンダボア内に連通させる連絡通路を上
記排気時期制御バルブに設けたため、サブポート等の排
気デバイスを並設する場合に、上記排気デバイスと排気
ポートとを連通あるいは遮断する弁装置を、排気時期制
御バルブが兼ねる。したがって、専用の弁装置を個別に
設ける必要がなくなり、エンジン構成を簡素に保つこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、２サイクルエ
ンジンのシリンダアッセンブリ部分を示す縦断面図。

【図２】図１のII矢視図。

【図３】バルブホルダの側面図。

【図４】図１のIV-IV 線に沿う縦断面図で、(a) は排気
時期制御バルブが高速位置に置かれた状態を示す図、
(b) は排気時期制御バルブが低速位置に置かれた状態を
示す図。

【図５】図１のV-V 矢視図。

【図６】従来の技術を示す排気時期制御装置の縦断面図
で、(a) は高速状態を示す図、(b) は低速状態を示す
図。

【図７】図６(b) のVII 矢視図。

【符号の説明】

１ ２サイクルエンジン ２ シリンダブロック ３ シリンダヘッド ５ シリンダボア １４ 排気ポート １６ 排気時期制御装置 １７ 排気時期制御バルブ １８ 駆動手段 １９ 制御手段 ２８ 排気マフラ ２９ 排気導通口 ３１Ｌ，３１Ｒ 排気デバイスとなるサブ排気ポート ３２Ｌ，３２Ｒ 連絡通路 ３４ 駆動装置 ３５ サーボモータ Ａ シリンダボアの中心軸 Ｂ 排気ポートの中心軸 Ｃ 回転軸 Ｄ 排気導通孔の中心線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボア内壁面に開口する排気ポー
   トの上死点側縁部の高さを可変させる排気時期制御バル
   ブを備えた２サイクルエンジンの排気時期制御装置にお
   いて、上記排気時期制御バルブを、シリンダボアの中心
   軸に直交して排気ポートの中心軸に沿う回転軸を中心に
   回転自在な円柱形のロータ状に構成し、排気時期制御バ
   ルブの回転角度に応じて上記排気ポートの上死点側縁部
   の高さを可変させる排気導通孔を穿設するとともに、こ
   の排気時期制御バルブを回転駆動する駆動手段と、所定
   のエンジン回転数になった時に上記駆動手段を作動させ
   て排気時期を変更させる制御手段とを備えたことを特徴
   とする２サイクルエンジンの排気時期制御装置。
2. 【請求項２】 特定の排気時期になった時に、排気デバ
   イスをシリンダボア内に連通させる連絡通路を上記排気
   時期制御バルブに設けた、請求項１に記載の２サイクル
   エンジンの排気時期制御装置。