JPH0726548B2 - ２サイクルエンジンの排気制御装置 - Google Patents

Description

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

〔従来の技術〕

一般に、２サイクルエンジンの出力向上は、シリンダー
内に充填される混合気の充填効率の向上と、排気ガスと
混合気との迅速なガス交換が必要とされている。

２サイクルエンジンでは、排気ガスを混合気によって押
し出す、いわゆる掃気工程により排気ガスを排出する構
造であるため、排気の際に混合気の一部がエキゾ−スト
ポートから排気ガスと共に排出され、これにより混合気
の充填効率が低下して２サイクルエンジンの出力が低下
する難点があった（いわゆる吹き抜け現象）。

そこで従来は上述した排気時の吹き抜け現象を防止する
ため、排気管に膨脹室（サブチャンバ）を形成し、この
膨脹室を含めた排気管内に生ずる排気圧脈動を利用し
て、排気孔から排出される未燃焼の混合気を再びシリン
ダー内に押しもどし混合気の充填効率が向上させるよう
にしている。

また、２サイクルエンジンでは排気孔の形成位置によっ
て、排気タイミングが可変する。

そして、最も好ましい排気タイミングはエンジンの回転
域によって異っている。即ち、高回転で高出力を得るに
は、排気孔の形成位置を比較的シリンダーヘッド側に位
置させ、排気タイミングを早めることが望ましいが、こ
のように排気孔を排気タイミングの早い位置に設定する
と、低回転域では出力が低下したエンジンとなってしま
う。また、逆に排気孔の形成位置を下げ排気タイミング
を遅い位置に設定すると、今度は高回転域で出力が低下
するエンジンとなってしまう。

〔発明の目的〕

この発明は上述した事情に鑑み、低回転数域から高回転
数域に至る広範囲な回転数域に渡って出力を可及的に向
上させるようにした２サイクルエンジンの排気制御装置
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

上述した目的を達成するため、この発明の排気制御装置
では、主排気通路に開口する第１の副排気通路と、排気
管容積可変用のサブチャンバに開口する第２の副排気通
路と、前記主排気通路の排気孔上縁よりもシリンダヘッ
ド側のシリンダ周面に開口する第３の副排気通路と、前
記第１の副排気通路の開口位置よりもさらに下流の前記
主排気通路に開口する第４の副排気通路と、前記第１乃
至第４の副排気通路がそれぞれ連通する部分に回動自在
に配設された円柱状バルブであって、周面に３カ所開口
が形成され、内部で互いに連通する断面がＴ字形状の連
通孔を有する円柱状バルブとを具え、該円柱状バルブを
エンジン回転数域に応じて回動させ、それにより前記第
１及び第４の副排気通路と前記サブチャンバとの間を連
通させた回転位置と、前記第３の副排気通路と前記第１
及び第４の副排気通路との間を連通させた回転位置とを
選択させるようにしている。

〔実施例〕

以下、本発明に係る排気制御装置の一実施例を詳述す
る。

第１図は本発明の排気制御装置１を適用した２サイクル
エンジン２の要部断面図である。

この２サイクルエンジン２は主排気通路３に開口する第
１の副排気通路４を有している。

また、この２サイクルエンジン２のシリンダヘッド５お
よびシリンダブロック６には、該シリンダヘッド５とシ
リンダブロック６とに渡って排気管容積可変用のサブチ
ャンバ７が形成されており、このサブチャンバ７には、
第２の副排気通路８が開口している。

さらに、主排気通路３の排気孔3c上縁3aよりも上方、即
ち該主排気通路３とシリンダヘッド５との間に、一端を
シリンダ９の周面に開口した第３の副排気通路10が形成
されている。

また主排気通路３には一端を前記第１の副排気通路４よ
りも下流の主排気通路３に開口する第４の副排気通路11
が形成されている。

なお、これらの副排気通路10,11は、第１図BB断面で示
す第２図、および後述する第４図のように、シリンダブ
ロック６の２個所に形成されている。

一方、第１図で示すように、第１の副排気通路４、第２
の副排気通路８、第３の副排気通路10および第４の副排
気通路11とがそれぞれ連通する部分には、円柱状のバル
ブ12が回動自在に配置されている。

このバルブ12内には、その周面３ケ所に開口部12a,12b,
12cを有する断面Ｔ字形状の連通孔12dが形成されてい
る。

なお第１図で符号13はインレットポート、14はシリンダ
９周面に開口した掃気ポート、15はウォータジャケット
である。

次に上述した排気制御装置１の作用を説明し、併せて構
成をより詳細に説明する。

２サイクルエンジン２が始動し、その回転数が低・中回
転数域にあると、バルブ12は図示せぬ駆動装置（例え
ば、エンジンの回転数に応じて駆動されるサーボーモー
タあるいは、機械式ガバナー機構等の駆動装置）によっ
て回転し、第１図に示す位置に停止する。

この第１図に示すバルブ９の停止位置によると、バルブ
12の周面によって第３の副排気通路10が閉塞され、ま
た、バルブ12の開口部12a,12b,12cがそれぞれ、第１の
副排気通路４、第４の副排気通路11、および第２の副排
気通路８に臨むため、サブチャンバ７は、第２の副排気
通路８とバルブ12の連通孔12d介し、主排気通路３に開
口する２つの副排気通路、即ち第１の副排気通路４と第
４の副排気通路11を介し主排気通路３に連通する。

したがって、第１図に示すバルブ12の停止位置では排気
管容積が増大して低・中回転数域で好適な排気管容積が
確保されることとなる。

なお、その際、本願発明は、上述したように２つの副排
気通路、即ち第１の副排気通路４と第４の副排気通路11
を介しサブチャンバ７と主排気通路３とを連通させるよ
うにしたので、排気ガスが通過する通路の断面積が大き
くなって主排気通路３内からサブチャンバ７内へ排圧が
進入し易く、このため排気初期から低・中回転数域で好
適な排気圧脈動が発生し、混合気の充填効率を特に排気
初期から向上させることができることとなる。

一方、２サイクルエンジン２が高回転数域に至ると、図
示せぬ駆動装置によって、バルブ12は第１図に示す停止
位置から第３図に示す停止位置へ瞬時に回転する。

第３図に示すバルブ12の停止位置では、バルブ12の周面
によって、第２の副排気通路８が閉塞される。また、バ
ルブ12の開口部12a,12cがそれぞれ第３の副排気通路10
および第４の副排気通路11とに臨み、かつ開口部12bが
第１の副排気通路４に臨むため、第３の副排気通路10は
バルブ12の連通孔12d介し、主排気通路３に開口する２
つの副排気通路、即ち第１の副排気通路４と第４の副排
気通路11を介して主排気通路３に連通する。なお第４図
は第３図のEE断面図である。

したがって、第３図に示すバルブ12の停止位置では、排
気時に図示せぬピストンが下降すると、排気孔3cに先立
って第３の副排気通路10が開口し、このため排気タイミ
ングが早められることとなる。

なお、その際、本願発明では、上述したように２つの副
排気通路、即ち第１の副排気通路４と第４の副排気通路
11を介し第３の副排気通路10と主排気通路３とを連通さ
せようにしたため、排気ガスが通過する通路の断面積が
大きくなって、これらの副排気通路10,11、４内を通過
する排気ガスの排出抵抗が極めて小さくなり、このため
第３の副排気通路10から排出される排気ガスは排気初期
から迅速かつ円滑に主排気通路３へ排出され、このため
排気初期から高回転数域では好適な排気タイミングが確
保されることとなる。

また、サブチャンバ７と主排気通路３との間はバルブ12
の周面によって閉塞されているため、排気管容積は減少
し、高回転数域で好適な排気管容積も同時に確保される
こととなる。

なお、上記実施例では第１図に示すように、主排気通路
３の開口上縁3aを、第３の副排気通路10の開口10aの下
方に位置させて形成するようにしたが、勿論本発明は上
記実施例に限定されることなく、第１図および第２図と
同一部分を同一符号で示す第５図、およびそのFF断面で
示す第６図のように、断面略三角形状の切欠き3bを第３
の副排気通路10,10間に位置する排気孔3cの開口上縁3a
に形成し、さらに、その切欠き3bの上縁3b′を第３の副
排気通路10の開口10aの上縁10a′と一致させる位置に形
成するようにしても良い。

なお、この切欠き3bは、第５図に示すように主排気通路
３の下流に向うに従ってその断面積が減少するように形
成されている。

このように、排気孔3cの上縁3aに切欠き3bを形成する
と、高回転時における第３の副排気通路10と主排気通路
３との開口面積が増大し、さらに排気初期からの迅速な
排気ガスの排出が行なえることとなる。

また、上記各実施例では、サブチャンバ７をシリンダヘ
ッド５に形成するようにしたが、この発明は上記各実施
例に限定されることなく、図と同一部分を同一符号で示
す第７図のように、サブチャンバ７を２サイクルエンジ
ン２のクランクケース20前方に形成するようにしても良
い。

第７図に示す２サイクルエンジン２のシリンダブロック
６には、その側方に主排気通路３に連通する副排気通路
21が形成されており、その先端21aは、クランクケース2
0の前方に形成されたサブチャンバ７に連通している。
なお、この２サイクルエンジン２には、第７図のGG断面
で示す第８図のように、クランクケース20の側方に円柱
状の前記バルブ12を所定のエンジン回転数域で回動させ
る機械式ガバナー機構からなる駆動装置22が配置されて
いる。

なお、第７図および第８図で符号23はサブチャンバ７の
底部に形成されたオイル排出孔である。第７図および第
８図に示すようにサブチャンバ７をクランクケース20に
形成すると、サブチャンバ７をシリンダヘッド５に形成
する場合に比較してエンジン２の重心が下がることとな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明では、単純なバルブによ
って排気管容積と排気タイミングの双方をエンジンの回
転数域に応じて変化させるとともに、サブチャンバと主
排気通路との間を連通させる副排気通路の断面積、及び
排気タイミングを変化させる第３の副排気通路と主排気
通路との間を連通させる副排気通路の断面積とをそれぞ
れ大きく確保し、排気ガスの流通を迅速に行わせるよう
にしたため、その排気初期から排気管容積増大と排気タ
イミング変更に基づく作用が働き、このため低・中回転
数域と高回転数域とに好適な排気管容積と排気タイミン
グとをその排気初期から得て、低回転域から高回転域に
至る広範囲な回転数域に渡って２サイクルエンジンの出
力を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排気制御装置を示す２サイクルエンジ
ンの要部断面図、第２図は第１図のBB断面図、第３図は
本発明に係る排気制御装置の動作態様を示す２サイクル
エンジンの要部断面図、第４図は第３図のEE断面図、第
５図は本発明に係る排気制御装置の他の実施例を示す２
サイクルエンジンの断面図、第６図は第５図のFF断面
図、第７図は本発明に係る排気制御装置のさらに他の実
施例を示す２サイクルエンジンの断面図、第８図は第７
図のGG断面図である。 １……排気制御装置、２……２サイクルエンジン、３…
…主排気通路、3a……上縁、3c……排気孔、４……第１
の副排気通路、５……シリンダヘッド、７……サブチャ
ンバ、８……第２の副排気通路、９……シリンダ、10…
…第３の副排気通路、11……第４の副排気通路、12……
バルブ、12d……連通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主排気通路３に開口する第１の副排気通路
   ４と、 排気管容積可変用のサブチャンバ７に開口する第２の副
   排気通路８と、 前記主排気通路の排気孔3c上縁3aよりもシリンダヘッド
   ５側のシリンダ９周面に開口する第３の副排気通路10
   と、 前記第１の副排気通路４の開口位置よりもさらに下流の
   前記主排気通路３に開口する第４の副排気通路11と、 前記第１乃至第４の副排気通路がそれぞれ連通する部分
   に回動自在に配設された円柱状バルブ12であって、周面
   に３カ所開口が形成され、内部で互いに連通する断面が
   Ｔ字形状の連通孔12dを有する円柱状バルブ12とを具
   え、 該円柱状バルブ12をエンジン回転数域に応じて回動さ
   せ、それにより前記第１及び第４の副排気通路４、11と
   前記サブチャンバ７との間を連通させた回転位置と、前
   記第３の副排気通路10と前記第１及び第４の副排気通路
   ４、11との間を連通させた回転位置とを選択させるよう
   にしたことを特徴とする２サイクルエンジンの排気制御
   装置。