JPH0718340B2 - 排気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は２サイクルエンジンの排気制御装置に関する。

（従来技術） （従来技術及びその課題） 従来の排気制御装置としては、例えば第７図に示すよう
に排気通路31の先端上部に膨脹室32の入口部を臨ませる
と共に回転開閉バルブ33を備え、開閉バルブ33をガバナ
に連動連結している。そして低速回転時には図示のよう
に膨脹室32を開くと共に排気通路31のシリンダー34内に
対する排気断面積を小さくし、高速回転時には矢印Ａ方
向に回転して排気断面積を広げると共に排気タイミング
も上げ、しかも膨脹室32を閉じる。

即ち低速回転時には膨脹室32を利用して出力を向上さ
せ、高速回転時には排気通路31の排気断面積を広げて出
力を向上させている。

しかしながら排気断面積を増加させる過程において同時
に膨脹室32を徐々に閉じていくので、膨脹室32による低
速回転時の出力向上効果と排気断面積の増加による高速
時の出力向上効果を双方とも充分に発揮できるとはいえ
ない。

（発明の目的） 本発明の目的は、低速回転においては膨脹室による出力
向上効果を充分に発揮でき、中速回転時においては膨脹
室及び排気補助ポートによる出力への悪影響を排除し、
高速回転時には排気補助ポートの出力向上効果を充分に
発揮できるようにすることにより、回転域全域にわたっ
て良好な出力特性を得ようとすることである。

また、排気補助ポート、開閉バルブ及び膨脹室の数及び
その配置位置，並びに開閉バルブの駆動機構を工夫する
ことにより、排出作用及び共鳴作用の向上等を図ること
も目的の１つである。

（目的を達成するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、シリンダー内に開
口する主排気通路の左右両側に、１対の排気補助ポー
ト、１対の排気補助通路及び１対の膨脹室をそれぞれ略
左右対称に形成し、各排気補助ポートの一端をシリンダ
ーに開口すると共に他端を各排気補助通路を介して略左
右対称位置で主排気通路の途中部分に臨ませ、排気補助
ポートにつながる排気補助通路の主排気通路側の出口端
部に、膨脹室の入口部を臨ませると共にエンジン回転数
の変化によって回動する開閉バルブを略左右対称に備
え、両開閉バルブを鏡面対称で回動自在とし、低速回転
時には膨脹室を主排気通路に開くと同時に排気補助通路
を主排気通路に対して閉じ、中速回転時には主排気通路
に対して排気補助通路の閉じ状態を保つと同時に膨脹室
を主排気通路に対して閉じ、高速回転時には排気補助通
路を主排気通路に対して開くと同時に主排気通路に対す
る膨脹室の閉じ状態を保つように構成している。

（実施例） 本発明を適用した２サイクルエンジンの水平断面図を示
す第１図において、シリンダーブロック５に形成された
主排気通路１は、シリンダー２に開口すると共に前方に
延び、その前端部は排気管（図示せず）に接続してい
る。主排気通路１の左右両側には排気補助ポート６及び
排気補助通路がそれぞれ形成されると共に、膨脹室８が
形成され、排気補助ポート６の後端部はシリンダー２に
開口し、排気補助ポート６の前端部は排気補助通路を介
して主排気通路１の途中部分に臨んでいる。排気補助ポ
ート６につながる排気補助通路の主排気通路側の出口端
部には膨脹室８の入口部が臨むと共に、円柱状の開閉バ
ルブ10が回転自在に配置されている。１対の排気補助ポ
ート６及び排気補助通路は、主排気通路１に対して略左
右対称に形成されており、１対の膨脹室８も、主排気通
路１に対して略左右対称に形成されており、さらに１対
の開閉バルブ10も、主排気通路１に対して略左右対称に
形成されている。

開閉バルブ10は閉止壁部13と、該閉止壁部13を外周一側
に残して切り欠き通路12が形成されている。また各開閉
バルブ10には同一軸心にそれぞれ駆動ピニオン14が一体
的に設けられており、駆動ピニオン14は駆動ラック15に
噛合っている。駆動ラック15は両開閉バルブ10間を斜め
に（袈裟掛け状に）通過すると共に、ラック長さ方向移
動自在にシリンダーブロック５に支持されており、ラッ
ク15の軸方向の移動により両開閉バルブ10を同時に反対
方向に回転するようになっている。例えばラック15の矢
印Ｓ方向の移動により、右側の開閉バルブ10はＯ方向
に、左側の開閉バルブ10はＯ′方向に回転するようにな
っている。すなわち、両開閉バルブ10は、主排気通路１
を対称面として、略鏡面対称に回動するようになってい
る。

駆動ラック15はシリンダーブロック５から外方に延び出
しており、その先端にはラックスリーブ16を備えてい
る。ラックスリーブ16にはラック駆動軸18の揺動ピン19
が係合し、ラック駆動軸18はガバナ機構（図示せず）の
ガバナスリーブ（図示せず）に係合し、回転速度が高く
なるとガバナの作用によりラック15を矢印Ｓ方向に移動
するようになっている。

出力特性を示す第４図において、グラフX1は開閉バルブ
10を仮に第１図の状態に固定した場合の出力特性を示
し、グラフX2は開閉バルブ10を仮に第２図の状態に固定
した場合の出力特性を示し、グラフX3は開閉バルブ10を
仮に第３図の状態に固定した場合の出力特性を示してい
る。第１図は膨脹室８が全開状態で、排気補助通路が全
閉状態であり、第２図は膨脹室８及び排気補助通路が共
に全閉状態であり、第３図は膨脹室８が全閉状態で排気
補助通路が全開状態である。

開閉バルブ10は、始動後第４図の低速回転値ａまでの間
では第１図の状態を保つように構成され、第４図の低速
回転値ａから中速回転値ｂまでの間は、第１図の状態か
ら両開閉バルブ10がそれぞれ矢印Ｏ、Ｏ′方向に回転し
て、排気補助通路の閉じ状態を維持しながら、第２図の
ように膨脹室８を完全あるいは略完全に閉じてしまうよ
うに構成され、第４図の中速回転ｂから高速回転ｃに至
る間は、第２図の状態から両開閉バルブ10はさらに矢印
Ｏ、Ｏ′方向に回転し、膨脹室８の閉じ状態を保ちなが
ら排気補助通路を開いてゆき、第４図の高速回転時ｃで
は第３図のように排気補助通路は完全に開いた状態に維
持されるように構成されている。

また第４図のP1、P2、P3の各箇所では各開閉バルブ10は
丁度第１、第２、第３図の状態に対応する位置にきてい
る。

従って本発明によるエンジンの出力特性は、第５図の実
線のグラフＸで示すようになり、エンジン始動後低速回
転時ａまでは、グラフX1の出力特性を得、低速回転ａか
ら中速回転ｂまではグラフX2の出力特性に近い出力特性
を得、中速回転ｂから高速回転ｃまではグラフX3に近い
出力特性を得、各回転速度ａ、ｂ、ｃにおいてはそれぞ
れP1、P2、P3の特性を得るようになっている。

第６図は第１図のVI矢視展開図を示しており、排気補助
ポート６の上端は主排気通路１の上端縁と略同じに揃え
られている。

（作用） エンジン始動後第５図の低速回転時ａまでの間は、第１
図のように排気補助ポート６につながる排気補助通路は
閉じており、膨脹室８は全開しているので、主排気通路
１からの圧力波を膨脹室８で共鳴させ、低速回転時にお
ける高出力が得られる。

第５図の低速回転ａから中速回転ｂまでの間は、第１図
の状態から各開閉バルブ10が矢印Ｏ、Ｏ′方向にそれぞ
れ回動することにより、排気補助通路の閉じ状態を保ち
ながら膨脹室８を閉じてゆき、最終的に第５図の中速回
転ｂの点では第２図のように膨脹室８及び排気補助通路
を完全に閉じ、中速回転ｂでの膨脹室８による出力低下
の影響はなくなる。

第５図の中速回転ｂから高速回転ｃの間は、第２図の状
態から各開閉バルブ10はさらに矢印Ｏ、Ｏ′方向に回転
して、膨脹室８の閉じ状態を保って出力低下の影響をな
くすと共に、排気補助通路が開くことにより排気断面積
を増加させて高速回転時の出力を向上させている。最終
的に高速回転ｃの点では排気補助通路は全開しており、
理想的な高出力をえられる。

なお第５図の破線のグラフＹは最も理想的な出力特性グ
ラフである。

（別の実施例） （１）第６図の排気補助ポート６の上端縁が排気通路１
の上端縁よりも少し高くなるように形成してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本願発明によると、 （１）排気補助ポート６、排気補助通路及び膨脹室８を
備え、排気補助ポート６につながる排気補助通路及び膨
脹室８を主排気通路１に対して開閉する開閉バルブ10を
備え、低速回転時には膨脹室８を開くと共に排気補助通
路を閉じ、中速回転時におい膨脹室８を略完全に閉じて
から、高速回転に至る間に排気補助通路を全開させるよ
うに構成しているので、低速回転域において膨脹室８に
よる出力向上を充分に発揮でき、中速回転ｂにおいては
排気補助ポート６及び膨脹室８による出力低下の影響を
排除でき、高速回転域においては膨脹室８による出力低
下の圧力影響を完全に排除できると共に排気補助ポート
６により出力を向上させることができる。

従ってエンジン始動後高速回転ｂまでの全回転数域に亘
って効果的に出力を向上させることができ、エンジン性
能が向上する。

（２）膨脹室８の開閉と排気補助ポート６につながる排
気補助通路の開閉を同じ開閉バルブ10で行なうようにし
ているので、構造が簡単である。

（３）左右１対の排気補助ポート６、排気補助通路、開
閉バルブ10及び膨脹室８は、主排気通路１に対してそれ
ぞれ略左右対称に配置され、上記略左右対称配置の１対
の開閉バルブ10に対して、両開閉バルブ10を、鏡面対称
で回動させるようになっているので、排気補助ポート６
から排気補助通路を介しての排出作用、並びに膨脹室８
による共鳴作用が、略左右対称な状態で行なわれ、円滑
な流れの排気流れが維持される。

また、１対の排気補助ポート６、１対の排気補助通路、
１対の膨脹室８及び１対の開閉バルブ10がそれぞれ略左
右対称の配置構造となっているので、シリンダーブロッ
ク等の製作も容易となる。

さらに、エンジン運転中における温度分布の均一化を達
成することができる。

（４）主排気通路１の左右両側に１対の排気補助ポート
６、１対の排気補助通路及び１対の膨脹室８をそれぞれ
形成し、各排気補助ポート６の排気補助通路に開閉バル
ブ10を配置し、左右の開閉バルブ10を、左右均等に鏡面
対称で開閉するようにしているので、シリンダーの主排
気通路両側のスペースを有効に利用して、エンジンのコ
ンパクト性を保ちながらも、低速時における膨脹室容量
の確保と共に、高速時における大きな排気断面積の確保
が達成でき、エンジン性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した２サイクルエンジンの低速回
転時の状態を示す水平断面図、第２図は中速回転時の状
態を示す水平断面図、第３図は高速回転時の状態を示す
水平断面図、第４図は開閉バルブを第１、第２、第３図
の状態にそれぞれ固定した場合の出力特性を示すグラ
フ、第５図は本発明による２サイクルエンジンの出力特
性を示すグラフ、第６図は第１図のVI矢視展開図、第７
図は従来例の縦断面図である。１……主排気通路、２…
…シリンダー、６……排気補助ポート、８……膨脹室、
10……開閉バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダー内に開口する主排気通路の左右
   両側に、１対の排気補助ポート、１対の排気補助通路及
   び１対の膨脹室をそれぞれ略左右対称に形成し、各排気
   補助ポートの一端をシリンダーに開口すると共に他端を
   各排気補助通路を介して略左右対称位置で主排気通路の
   途中部分に臨ませ、排気補助ポートにつながる排気補助
   通路の主排気通路側の出口端部に、膨脹室の入口部を臨
   ませると共にエンジン回転数の変化によって回動する開
   閉バルブを略左右対称に備え、両開閉バルブを鏡面対称
   で回動自在とし、低速回転時には膨脹室を主排気通路に
   開くと同時に排気補助通路を主排気通路に対して閉じ、
   中速回転時には主排気通路に対して排気補助通路の閉じ
   状態を保つと同時に膨脹室を主排気通路に対して閉じ、
   高速回転時には排気補助通路を主排気通路に対して開く
   と同時に主排気通路に対する膨脹室の閉じ状態を保つよ
   うに構成したことを特徴とする排気制御装置。