JPH0674733B2 - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - 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」 一般に、車両等に搭載されているエンジンは、低速走行
時（低回転域）における動力特性に重点をおいた低回転
型と、高速走行時（高回転域）における動力特性に重点
をおいた高回転型とに大略２分されており、前者はエン
ジン出力のピークがエンジンの低回転域において得られ
るように、また、後者はエンジン出力のピークが高回転
域で得られるようになっている。

しかしながら、前者にあっては、高回転域での出力が頭
打ちとなり、また、後者にあっては、低回転域での出力
が前者に比して低くなってしまうといった特性をも合わ
せ持っていることから、高回転域における高い出力を維
持しつつ低回転域での出力を高めることにより、低速走
行時から高速走行時に至る全域において出力特性を向上
させることが検討されており、その具体的な解決手段と
して、低回転時と高回転時とでエンジンの排気時期を変
えることが挙げられている。

そして、このような解決手段を２サイクルエンジンに適
用した従来の一構造例として、例えば、実開昭54-18515
号公報に示される技術が知られている。

この技術は、排気通路のシリンダ側の開口上部近傍に回
動自在に配設した制御弁を回動させて、その外周面の一
部を前記排気通路の開口上部に突出および後退させるこ
とにより、前記開口の上死点側の縁部をピストンの摺動
方向に移動させ、これによって、ピストンの下降動作時
おける排気通路とシリンダとの連通時期を変化させるよ
うにしたものである。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、前述した従来の技術における次のような問題
点を解決せんとするものである。

すなわち、前述した技術にあっては、制御弁を排気通路
の開口上部に進退させ、該制御弁の外表面によって直接
的に排気時期を変更するものであるから、該制御弁の外
表面をシリンダの内周面に沿わせた形状とする必要があ
り、かつ、制御弁の回動によってその外表面の進退を行
なわせるものであるから、制御弁の外径が両端部に行く
にしたがい大径化してしまうといった問題点であり、ま
た、これに伴って、シリンダに形成される取り付け孔も
必然的に大きくなってしまい、制御弁まわりのシリンダ
壁部の肉厚が減少させられて、最も冷却を必要とする排
気通路の開口近傍に冷却水の循環路が形成できなくなっ
てしまうといった問題点をも惹起する。そして、このよ
うな位置に冷却水循環路を形成せんとすると、シリンダ
の肉厚を厚くしなければならないから、シリンダの外形
が大きくなってしまうとともに、重量の増加を招いてし
まうといった問題点が発生してしまう。

一方、、エンジンにあっては、出力を向上させるため
に、排気通路の開口面積を拡大して排気効率を高めるこ
とが行なわれているが、このような対処を前述したよう
な形状の制御弁を有する従来のエンジンに適用せんとす
ると、開口面積の拡大に伴って、制御弁が長尺化すると
ともに、その両端部の外径がさらに大きくなって前述し
たような問題点を助長してしまうために、その対策が要
望されている。

「問題点を解決するための手段」 本発明は前述した従来の技術における諸問題点を有効に
解決し得る２サイクルエンジンの排気時期制御装置を提
供せんとするもので、該排気時期制御装置は、特に、排
気通路の上部に、該排気通路の開口近傍をピストンの摺
動方向に分割する隔壁を設け、前記排気通路の上部壁の
シリンダから離間した位置に前記隔壁と排気通路の上壁
との間の開閉をなすロータリーバルブを回動自在に設け
ることにより、該ロータリーバルブまわりのシリンダ壁
部に厚肉部を形成し、該厚肉部内に前記ロータリーバル
ブの軸支部分を周方向に沿う冷却水循環路を形成したこ
とを特徴とする。

「作用」 本発明に係わる排気時期制御装置は、前述した構成とす
ることにより、ロータリーバルブの小径化を図るととも
に、冷却水循環路を形成するに際しシリンダの大型化を
極力抑えるものである。

「実施例」 以下、本発明の好適な一実施例について第１図および第
２図に基づき詳細に説明する。なお、以下の説明中、ピ
ストンの上死点側を上とし、また、下死点側を下とす
る。

第１図中、符号１は本実施例が適用された２サイクルエ
ンジンを示すもので、エンジン２、該シリンダ２内に摺
動自在に嵌挿されたピストン３、前記シリンダ２の周方
向に間隔をおいて設けられ、かつ、シリンダ２の内面に
開口した複数の掃気通路４と、シリンダ２の内面に開口
5aを有する排気通路５とを備え、該排気通路５の上部壁
に、本実施例に係わる排気時期制御装置６が設けられて
いる。

前記排気時期制御装置６は、排気通路５の上部に、該排
気通路５の開口5a近傍をピストン３の摺動方向すなわち
上下方向に分割する隔壁７を設けるとともに、前記排気
通路５内に位置させられて、前記隔壁７と排気通路５の
上壁との間を開閉するロータリーバルブ８を回動自在に
設けることにより、該ロータリーバルブ８まわりのシリ
ンダ壁部に厚肉部Ａを形成し、該厚肉部Ａ内に前記ロー
タリーバルブ８の軸支部分を周方向に沿う冷却水循環路
Ｗを形成した概略構成となっている。

次いでこれらの詳細について説明すれば、前記隔壁７
は、前記開口5aの上縁5bから下方に所定間隔Ｇ離間した
位置に、シリンダ２と一体に設けられており、排気通路
５の下部壁面との間にメイン通路９を形成し、かつ、排
気通路５の上部壁との間にサブ通路10を形成するように
なっている。そして前記間隔Ｇは、エンジン１の出力特
性を設定する段階で設定される高回転時における排気時
期と低回転時における排気時期との差に基づいて設定さ
れる。また、前記隔壁７のシリンダ２の内部側の端面7a
は、第２図に示すように、シリンダ２の内周面2aから排
気通路５の下流側へ向かって距離ｇ後退させられた状態
で、かつ、該内周面2aに沿うように湾曲した形状に形成
されている。そして前記距離ｇは、0.5〜1.0mmの範囲内
に設定することが好ましい。

前記ロータリーバルブ８は、全体として円柱状に形成さ
れ、前記排気通路５の上部壁に該排気通路５を横断する
ように形成された貫通孔11に回動自在に取り付けられて
いる。そして該ロータリーバルブ８の長さ方向の中間部
は、排気通路５内に露出させられることにより、前記サ
ブ通路10の下流側の端部に重畳させられて該サブ通路10
を閉塞するようになっており、また、該サブ通路10との
重畳部分に、ロータリーバルブ８が所定角度回動させら
れた際に、サブ通路10の下流側の端部をメイン通路９へ
連通する連絡孔12が形成されている。したがって、該ロ
ータリーバルブ８は、前記サブ通路10の上下の間隔に若
干の厚みを加えた程度の小さな外径が全長に亙って維持
された形状となされ、これに伴い、該ロータリーバルブ
８を支持する前記貫通孔11の内径も同様に大径部を有せ
ず、全長に亙って小径となされるから、前記シリンダ２
の外形を一定とすると、ロータリーバルブ８まわりのシ
リンダ壁の肉厚が十分に確保されて厚肉部Ａが形成され
る。さらに、前記ロータリーバルブ８の一端部には、第
２図に示すように、揺動アーム13が一体に設けられてい
て、該揺動アーム13に回動自在に連結された操作ロッド
14を介して、図示しない駆動手段、例えば、ガバナ、サ
ーボモータや流体圧シリンダ等が連結されている。そし
て、該駆動手段は、エンジン１の運転状態に基づいて、
前記ロータリーバルブ８を全開全閉のいずれか一方へ回
動させるようになっている。

前記冷却水循環路Ｗは、第１図に示すように、前記厚肉
部Ａにロータリーバルブ８の軸支部分を取り囲むように
形成されており、その下部がエンジン１のクランクケー
ス15の壁部を経て図示しないウォーターポンプへ連絡さ
れ、また、上部がシリンダ２の周壁、シリンダヘッド16
の内部およびラジエタホース17を経て、図示しないラジ
エタへ連絡されている。

一方、第１図および第２図中、符号18は、排気通路５の
開口5aから下流側へ向かって設けられ、該排気通路５の
開口5a近傍をシリンダ２の周方向に２分割する補強用の
リブを示すものである。

しかして、このような構成を有する本実施例の排気時期
制御装置６は、シリンダ２を鋳込む際に、排気通路５の
上部の所定位置に隔壁７、リブ18、貫通孔11および冷却
水循環路Ｗを同時成型し、シリンダ２をクランクケース
15へ嵌合固定するとともに、該シリンダ２にシリンダヘ
ッド17を固定して、前記冷却水循環路Ｗをウォーターポ
ンプやラジエタへ連結し、さらに、前記貫通孔11内にロ
ータリーバルブ８を挿入して、該ロータリーバルブ８
に、揺動アーム13および操作ロッド14を介して駆動手段
を連結することによって、エンジン１に組み付けられ
る。

そして、前記シリンダ２を形成するに際して、ロータリ
ーバルブ８が円柱状に形成され、かつ、シリンダ２の内
周面2aから排気通路５の下流側へ離間して設けられてい
るから、該ロータリーバルブ８を支持する貫通孔11も全
長に亙って均一な半径となされ、これによって、排気通
路５の開口面積を大きくしたとしても、シリンダ２の大
型化を招くことなく貫通孔11まわりの肉厚が十分に確保
される。したがって、冷却水循環路Ｗを形成するための
肉厚部Ａが前記貫通孔11のまわりに十分に確保される。

また、エンジン１に供給される冷却水は、第１図に矢印
で示すように、肉厚部Ａに形成された冷却水循環路Ｗ
に、下方のクランクケース15側から送り込まれたのち
に、冷却水循環路Ｗからシリンダヘッド16およびラジエ
タホース17を経てラジエタへ循環させられる。そして、
前記冷却水が冷却水循環路Ｗを通過する間に、ロータリ
ーバルブ８の軸支部分まわり、および、排気通路５の開
口5aまわりのシリンダ２壁との熱交換が行なわれて、こ
れらの冷却が行なわれる。したがって、最も冷却を必要
としている部分が効率よく冷却されて、ロータリーバル
ブ８の円滑な作動が長期に亙って維持される。

一方、前記ロータリーバルブ８をエンジン１の運転状態
に基づいて所定方向へ回動させることによって、エンジ
ン１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１が低回転域で運転されている場合
には、その情報に基づいて駆動される駆動手段によりロ
ータリーバルブ８を閉方向へ回動させて、第１図に鎖線
で示すように、サブ通路10を閉塞する。

このように、サブ通路10が閉塞されると、該サブ通路10
からの排気ガスの流出が阻止されることになり、エンジ
ン１の排気が、下降工程にあるピストン３の上縁が隔壁
７の下端に至った時点から開始される。これによって、
エンジン１の排気時期が前記開口5aの上縁5bと隔壁７と
の間隔Ｇに相当する分遅延させられて、低回転時におけ
る適切な排気が得られ、低回転域におけるエンジンの出
力向上が図られる。

さらに、エンジン１が高回転域に至った場合にあって
は、前記ロータリーバルブ８が前述した方向と逆向きに
回動させられることにより、第１図に実線で示すよう
に、該ロータリーバルブ８の連絡孔12を介してサブ通路
10がメイン通路９へ連通させられる。この状態におい
て、サブ通路10からの排気ガスの排出が行なわれること
になり、排気が開始されるピストン３の位置が、隔壁７
から開口5aの上縁5bの位置まで上昇させられて、すなわ
ち排気時期が早められて、高回転時における適切な排気
が行なわれると同時に、高回転域におけるエンジン出力
の向上が図られる。

したがって、エンジン出力の特性向上が全回転域で得ら
れる。

なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状や
寸法あるいは組み合わせ等は一例であって、設計要求等
に基づき種々変更可能である。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わる２サイクルエンジ
ンの排気時期制御装置は、排気通路の上部に、該排気通
路の開口近傍をピストンの摺動方向に分割する隔壁を設
け、前記排気通路の上部壁のシリンダから離間した位置
に、前記隔壁と排気通路の上壁との間の開閉をなすロー
タリーバルブを回動自在に設けることにより、該ロータ
リーバルブまわりのシリンダ壁部に厚肉部を形成し、該
厚肉部内に、前記ロータリーバルブの軸支部分を周方向
に沿う冷却水循環路を形成したことを特徴とするもの
で、ロータリーバルブの軸支部分や排気通路の開口まわ
りの肉厚を十分に確保して、冷却水循環路のレイアウト
の自由度を高めることができ、これによって最も冷却を
必要とする部分を効率よく冷却することができるととも
にロータリーバルブの円滑な作動を長期に亙って維持す
ることができる。また、ロータリーバルブの特に軸支部
分を周方向に沿う冷却水循環路を形成しているから、ロ
ータリバルブの軸支部分はロータリバルブの端部を全周
に渡って囲むようになっている関係上、ロータリバルブ
の端部の下方、側方、並びに上方に至る如くロータバル
ブの軸支持部を囲むように冷却水循環路を形成すること
が可能となり、もって、ロータリバルブおよびそのまわ
りを効率の良く冷却できる。加えて、ロータリバルブの
軸支部分を直接冷却する構造であり、排気ガス中に含ま
れるオイルが高温のためカーボン化してロータリバルブ
の被軸支部分の外周に固着し、ロータリバルブの作動不
良を引き起こすといった事態を未然に防止することがで
き、常にロータリバルブを円滑に作動させることができ
る。しかも、排気通路の開口面積を大きくした場合にお
いても前述した効果を維持することができるので、排気
時期制御による出力向上に合わせて、排気効率を高める
ことによる出力向上をも達成することができる等優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は一実施例が適用された２サイクルエンジンの縦
断面図、第２図は第１図のII−II線に沿う矢視断面図で
ある。 １……（２サイクル）エンジン、２……シリンダ、 2a……内周面、３……ピストン、 ５……排気通路、5a……開口、 5b……上縁、 ６……排気時期制御装置、７……隔壁、 ８……ロータリーバルブ、９……メイン通路、 10……サブ通路、11……貫通孔、 12……連絡孔、Ａ……肉厚部、 Ｗ……冷却水循環路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２サイクルエンジンのシリンダ内部へ連通
   された排気通路の上部に、該排気通路の開口近傍をピス
   トンの摺動方向に分割する隔壁を設け、前記排気通路の
   上部壁のシリンダから離間した位置に、前記隔壁と排気
   通路の上壁との間の開閉をなすロータリーバルブを回動
   自在に設けることにより、該ロータリーバルブまわりの
   シリンダ壁部に厚肉部を形成し、該厚肉部内に、前記ロ
   ータリーバルブの軸支部分を周方向に沿う冷却水循環路
   を形成し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。