JPH09287457A - ２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気制御バルブの作動量に応じて燃焼ガスの
リーク量を可変とすることによって、排気制御バルブに
高い作動性を確保しつつ、エンジン出力の向上を図るこ
とができる２サイクルエンジンの排気タイミング制御装
置を提供すること。 【構成】 シリンダボディ１に組み込まれたホルダー１
３に摺動自在に枢支されて排気ポート２ａの上部を開閉
する排気制御バルブ１１を備え、該排気制御バルブ１１
をエンジン回転速度に応じて回動させて排気タイミング
を制御する２サイクルエンジンの排気タイミング制御装
置において、前記ホルダー１３と排気制御バルブ１１の
摺動面１３ｂ，１１ｂ−２を排気制御バルブ１１の回動
中心である支点ピン１２を中心とする円弧曲面状とする
とともに、シール面１３ｂに開口してシリンダ４内と排
気通路２とを連通せしめる排気圧リーク用孔１３ｃをホ
ルダー１３に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン回転速度
に応じて排気タイミングを制御する２サイクルエンジン
の排気タイミング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ピストン自体が排気バルブとして機能す
る２サイクルエンジンにおいては、シリンダの内周面に
開口する排気ポートの上縁位置によって排気タイミング
が決定されるが、排気タイミングをエンジン回転速度に
応じて最適なものとしてエンジン出力の向上を図るため
に、排気ポートの上部を開閉する排気制御バルブを設
け、この排気制御バルブをエンジン回転速度に応じて開
閉させて排気タイミングを制御する排気タイミング制御
装置が従来より採用されている。

【０００３】上記排気タイミング制御装置としては、シ
リンダボディに組み込まれたホルダーにフラッパ式の排
気制御バルブを摺動自在に枢支せしめ、該排気制御バル
ブをエンジン回転速度に応じて回動させて排気ポートの
上部を該排気制御バルブで部分的に開閉することによっ
て、排気タイミングをエンジン回転速度に応じて最適に
制御するものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記排気タ
イミング制御装置においては、排気制御バルブが全開状
態から閉じるとシリンダボディのバルブ収納部に空間が
発生し、ピストンが下降する膨張行程時に高圧の燃焼ガ
スが前記空間に流入してホルダーと排気制御バルブの間
の隙間から排気通路側へリークするため、排気制御バル
ブによるエンジン出力向上の効果が低減するという問題
が発生する。このため、ホルダーと排気制御バルブの間
の隙間を詰めて燃焼ガスのリーク量を小さく抑える必要
があるが、ホルダーをシリンダボディと一体に鋳造によ
って成形する場合には、該ホルダーと排気制御バルブの
間の隙間を詰めることは事実上不可能である。

【０００５】一方、排気制御バルブの作動時に該排気制
御バルブに作用する燃焼ガス圧に基づく力は大きく、作
動機構によっては排気制御バルブの作動が不可能となる
場合がある。

【０００６】そこで、燃焼ガスを排気通路に積極的にリ
ークさせるためのリーク用孔を排気制御バルブに形成す
る提案がなされているが、これによれば、排気制御バル
ブの作動量に拘らず燃焼ガスのリーク量が常に一定にな
ってしまう。

【０００７】ところで、排気制御バルブの作動量が小さ
い全開付近）では該排気制御バルブに作用するガス圧に
基づく力は小さく、要求されるエンジン性能も高いた
め、燃焼ガスのリーク量を小さく抑えなければ排気制御
バルブによるエンジン出力向上の効果が薄れてしまう。

【０００８】他方、排気制御バルブの作動量が大きい全
閉付近においては、該バルブに作用するガス圧に基づく
力は最大となり、この状態からエンジン回転速度が上昇
したために排気制御バルブが開き側に作動する場合に
は、該排気制御バルブはこれに作用する大きな力のため
にその作動性が害されるという問題が発生する。又、排
気制御バルブの作動量が大きい全閉付近においては、エ
ンジン回転速度は低い領域にあり、バルブの作動性を害
しないレベルで或る程度の量の燃焼ガスをリークさせて
も、排気制御バルブによるエンジン出力向上の効果が大
きく損なわれることはない。

【０００９】しかしながら、前述のように従来はリーク
用孔が排気制御バルブに設けられていたために燃焼ガス
のリーク量は排気制御バルブの作動量とは無関係に一定
であり、従って、特に排気制御バルブの作動量が小さい
領域での排気制御バルブによるエンジン出力向上の効果
が損なわれるという問題があった。

【００１０】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、排気制御バルブの作動量に応
じて燃焼ガスのリーク量を可変とすることによって、排
気制御バルブに高い作動性を確保しつつ、エンジン出力
の向上を図ることができる２サイクルエンジンの排気タ
イミング制御装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、シリンダボディに組み込ま
れたホルダーに摺動自在に枢支されて排気ポートの上部
を開閉する排気制御バルブを備え、該排気制御バルブを
エンジン回転速度に応じて回動させて排気タイミングを
制御する２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置
において、前記ホルダーと排気制御バルブとの摺動面を
排気制御バルブの回動中心を中心とする円弧曲面状とす
るとともに、該摺動面に開口してシリンダ内と排気通路
とを連通せしめる排気圧リーク用孔をホルダーに形成し
たことを特徴とする。

【００１２】又、請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記排気通路をリブによって左右に２
分割し、２分割された各排気通路に対して前記ホルダー
と排気制御バルブをそれぞれ設けることを特徴とする。

【００１３】従って、本発明によれば、ホルダーと排気
制御バルブとの摺動面が共に排気制御バルブの回動中心
を中心とする円弧曲面状に成形されるため、両摺動面の
間の隙間は排気制御バルブの作動量に拘わらず一定とな
り、この隙間を詰めることによってシリンダ内の燃焼ガ
スの排気通路へのリーク量を最小限に抑えることができ
る。

【００１４】又、排気圧リーク用孔がホルダー側に設け
られ、このリーク用孔は排気制御バルブによって開閉さ
れてその開口面積が変化し、排気制御バルブが全開状態
にあるときにリーク用孔の開口面積が最小値を示し、排
気制御バルブの作動量の増大と共にリーク用孔の開口面
積も増大して排気制御バルブが全閉状態となったときに
開口面積は最大値を示す。従って、排気制御バルブの作
動量が小さい全開付近であって、該排気制御バルブに作
用するガス圧に基づく力も小さくて排気制御バルブの作
動性が害されない領域においては、燃焼ガスのリーク量
が絞られて排気制御バルブによるエンジン出力向上の効
果が確保される。

【００１５】又、排気制御バルブの作動量が大きく、該
排気制御バルブに作用するガス圧に基づく力も大きくて
当該排気制御バルブの作動性が害される可能性がある領
域においては、燃焼ガスのリーク量が増大して排気制御
バルブに高い作動性が確保される。尚、この領域はエン
ジン回転速度が低い領域であり、この低回転速度域では
排気制御バルブによるエンジン出力向上の効果が元来大
きいため、排気制御バルブの作動性を阻害しないレベル
で燃焼ガスを或る程度リークさせても、所望のエンジン
出力向上の効果を確保することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１７】図１は本発明に係る排気タイミング制御装
置を備える２サイクルエンジンのシリンダボディの縦断
面図、図２は図１の矢視Ａ方向の図、図３及び図４は排
気制御バルブの作用を示す部分断面図（図５の−Ｃ線断
面図）、図５は図４の矢視Ｂ方向の図である。

【００１８】本実施の形態に係る２サイクルエンジン
は、図１に示すように、シリンダボディ１にセンターリ
ブ１ａによって左右に２分割された排気通路２と掃気通
路３を備えており、これらの排気通路２と掃気通路３は
排気ポート２ａ、掃気ポート３ａとしてシリンダ４にそ
れぞれ開口している。ここで、各排気ポート２ａの上縁
は掃気ポート３ａの上縁よりも上方に位置している。

【００１９】尚、シリンダボディ１にはウォータジャケ
ット５，６，７が形成されており、同シリンダボディ１
の上部には不図示のシリンダヘッドが被着され、下部に
は不図示のクランクケースが取り付けられており、シリ
ンダボア４にはピストン８が上下摺動自在に嵌装されて
いる。

【００２０】而して、上記シリンダボディ１には本発明
に係る排気タイミング制御装置１０が設けられており、
該排気タイミング制御装置１０は前記各排気通路２で開
閉する計２つの排気制御バルブ１１と、各排気制御バル
ブ１１を支点ピン１２によって回動自在に収納保持する
ホルダー１３を含んで構成されている。

【００２１】上記各ホルダー１３はシリンダボディ１に
シリンダ中心方向に向かって下方に傾斜して形成された
バルブ挿入孔１ｂに組み込まれており、これにはブッシ
ュ（オイレスメタルブッシュ）１４が略水平に嵌着され
ている。そして、各ブッシュ１４にはロッド１５が摺動
自在に挿通しており、該ロッド１５の一端には長孔１５
ａが形成され、この長孔１５ａには前記排気制御バルブ
１１に突設された結合ピン１６が係合している。又、ロ
ッド１５の他端はホルダー１３の外方へ延出しており、
その延出端には結合ピン１７が挿通保持されている。

【００２２】一方、シリンダボディ１の前記排気通路２
の上方であって、且つ、前記ロッド１５の延出端近傍に
は、不図示のサーボモータによって回転駆動される駆動
軸１８がその両端を軸受１９によって回転自在に支承さ
れて設けられており、該駆動軸１８の中間部には左右２
つのクランク２０が一体に形成されている。そして、各
クランク２０には凹溝２０ａが部分的に形成されてお
り、該凹溝２０ａには前記ロッド１５の端部に挿通保持
された結合ピン１７が係合している。又、各クランク２
０の端面にはプレート状のバネ部材２１が左右２本のビ
ス２２によって結着されており、該バネ部材２１の一体
に形成された左右一対の板バネ２１ａは前記結合ピン１
７に当接してロッド１５を図１の右方（排気制御バルブ
１１を閉じる方向）に付勢している。

【００２３】ところで、前記排気制御バルブ１１は、幅
の狭い弁軸１１ａと幅の広い弁体１１ｂとで構成されて
おり、図５に示すように、弁軸１１ａはホルダー１３の
溝１３ａに嵌合され、前記支点ピン１２によってホルダ
ー１３に回動自在に枢着されている。又、弁体１１ｂの
一端面１１ｂ−１は機械加工によってシリンダ４に沿う
円弧曲面状に成形されており、他端面１１ｂ−２はホル
ダー１３との摺動面を構成しており、該摺動面１１ｂ−
２も機械加工によって支点ピン１２を中心とする半径
（Ｒ＋δ）の円弧曲面状に成形されている。

【００２４】他方、ホルダー１３の端面１３ｂも支点ピ
ン１２を中心とする半径Ｒの円弧曲面状に機械加工され
て摺動面を構成しており、該摺動面１３ｂと排気バルブ
１１の前記摺動面１１ｂ−２との間には一定の微小隙間
δが形成されている。又、ホルダー１３には、摺動面１
３ｂに開口する矩形状の排気圧リーク用孔１３ｃが部分
的に形成されており、排気制御バルブ１１が全開状態か
ら閉じ側に作動した際、該リーク用孔１３ｃによってシ
リンダ４内と排気通路２とが相連通せしめられる。

【００２５】次に、本発明に係る排気タイミング制御装
置１０の作用を説明する。

【００２６】不図示のサーボモータによって駆動軸１８
が所定角度回動せしめられると、該駆動軸１８の回転は
各クランク２０によって各ロッド１５のブッシュ１４に
沿う直線運動に変換され、このロッド１５の直線運動は
排気制御バルブ１１の支点ピン１２を中心とする揺動運
動に変換され、該排気制御バルブ１１が支点ピン１２を
中心として揺動して排気ポート２ａの上部を部分的に開
閉することによって排気タイミングが制御される。

【００２７】而して、排気制御バルブ１１はエンジン回
転速度に応じて開閉動作され、エンジン回転速度が所定
値よりも高い高回転速度域においては、図３に示すよう
に排気制御バルブ１１は全開状態にあり、排気タイミン
グが早められる。即ち、膨張行程においてピストン８
（図１参照）が下降し、該ピストン８の頂面が排気ポー
ト２ａの上縁に達した時点から排気が開始される。この
とき、排気圧リーク用孔１３ｃは排気制御バルブ１１に
よって閉じられている。

【００２８】その後、エンジン回転速度の低下と共に排
気制御バルブ１１が支持ピン１２を中心として図３の時
計方向に揺動せしめられて排気ポート２ａの上部が該排
気制御バルブ１１によって閉じられ、排気タイミングが
次第に遅延されるとともに、排気圧リーク用孔１３ｃが
排気制御バルブ１１によって開けられてその開口面積が
次第に大きくなる。そして、エンジン回転速度が所定値
以下に下がると、図４に示すように排気制御バルブ１１
の作動量（回動量）は最大となって排気タイミングが最
も遅延されるとともに、排気圧リーク用孔１３ｃの開口
面積は最大となる。

【００２９】以上のように、エンジン回転速度の低下と
共に排気制御バルブ１１は図３に示す全開状態から図４
に示す全閉状態まで作動して排気タイミングを次第に遅
延せしめるとともに、排気圧リーク用孔１３ｃを開けて
その開口面積を次第に増大せしめるが、全開状態を含め
て排気制御バルブ１１の作動量が小さい高回転速度域に
おいては、排気制御バルブ１１に作用する燃焼ガス圧に
基づく力（排気制御バルブ１１の上面に作用する力）は
小さいため、排気圧リーク用孔１３ｃの開口面積が小さ
く、シリンダ４から排気圧リーク用孔１３ｃを通って排
気通路２へリークする燃焼ガスの量が絞られていても、
排気制御バルブ１１の作動性（開き方向への作動性）が
害されることがない。

【００３０】ところで、排気制御バルブ１１が図３に示
す全開状態から次第に閉じると、シリンダボディ１には
空間Ｓが形成され、この空間Ｓは図４に示す排気制御バ
ルブ１１の全閉状態において最大となり、シリンダ４内
の高圧の燃焼ガスはこの空間Ｓから排気制御バルブ１１
とホルダー１３の摺動面１１ｂ−２，１３ｂの間の隙間
δを通って排気通路２へとリークするが、前述のように
排気制御バルブ１１とホルダー１３の摺動面１１ｂ−
２，１３ｂは共に排気制御バルブ１１の回動中心である
支点ピン１２を中心とする円弧曲面状に成形されている
ため、両摺動面１１ｂ−２，１３ｂの間の隙間δは排気
制御バルブ１１の作動量（開度）に拘わらず一定とな
り、しかも、この隙間δは微小であるため、燃焼ガスの
排気通路２へのリーク量は最小限に抑えられる。

【００３１】従って、排気制御バルブ１１の作動量が小
さく、該排気制御バルブ１１に作用するガス圧に基づく
力も小さくて当該排気制御バルブ１１の作動性が害され
ない低回転速度域においては、前述のように排気圧リー
ク用孔１３ｃからの燃焼ガスのリーク量が絞られるた
め、排気制御バルブ１１による排気タイミングの制御に
よってエンジン出力の向上が図られる。

【００３２】一方、排気制御バルブ１１の全閉時を含め
て該排気制御バルブ１１の作動量が大きく、該排気制御
バルブ１１に作用するガス圧に基づく力も大きくて当該
排気制御バルブ１１の作動性（開き方向への作動性）が
害される可能性がある低回転速度域においては、排気圧
リーク用孔１３ｃの開口面積が大きくなって該リーク用
孔１３ｃを通って排気通路２へと流れる燃焼ガスのリー
ク量が増大するため、排気制御バルブ１１の上下両面に
作用するガス圧がバランスされ、該排気制御バルブ１１
に高い作動性が確保される。そして、この低回転速度域
では排気制御バルブ１１によるエンジン出力向上の効果
が元来大きいため、排気制御バルブ１１の作動性を阻害
しないレベルで燃焼ガスを排気圧リーク用孔１３ｃから
排気通路２へと或る程度リークさせても、所望のエンジ
ン出力向上の効果を確保することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、シリンダボディに組み込まれたホルダーに摺動
自在に枢支されて排気ポートの上部を開閉する排気制御
バルブを備え、該排気制御バルブをエンジン回転速度に
応じて回動させて排気タイミングを制御する２サイクル
エンジンの排気タイミング制御装置において、前記ホル
ダーと排気制御バルブとの摺動面を排気制御バルブの回
動中心を中心とする円弧曲面状とするとともに、該摺動
面に開口してシリンダ内と排気通路とを連通せしめる排
気圧リーク用孔をホルダーに形成したため、排気制御バ
ルブの作動量に応じて燃焼ガスのリーク量を可変とする
ことによって、排気制御バルブに高い作動性を確保しつ
つ、エンジン出力の向上を図ることができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気タイミング制御装置を備える
２サイクルエンジンのシリンダボディの縦断面図であ
る。

【図２】図１の矢視Ａ方向の図である。

【図３】排気制御バルブの作用（全開状態）を示す部分
断面図（図５のＣ−Ｃ線断面図）である。

【図４】排気制御バルブの作用（全閉状態）を示す部分
断面図（図５のＣ−Ｃ線断面図）である。

【図５】図４の矢視Ｂ方向の図である。

【符号の説明】

１ シリンダボディ １ａ センターリブ ２ 排気通路 ２ａ 排気ポート ４ シリンダ １０ 排気タイミング制御装置 １１ 排気制御バルブ １１ｂ−２ 排気制御バルブの摺動面 １２ 支点ピン（排気制御バルブの回動中心） １３ ホルダー １３ｂ ホルダーの摺動面 １３ｃ 排気圧リーク用孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボディに組み込まれたホルダー
   に摺動自在に枢支されて排気ポートの上部を開閉する排
   気制御バルブを備え、該排気制御バルブをエンジン回転
   速度に応じて回動させて排気タイミングを制御する２サ
   イクルエンジンの排気タイミング制御装置において、 前記ホルダーと排気制御バルブとの摺動面を排気制御バ
   ルブの回動中心を中心とする円弧曲面状とするととも
   に、該摺動面に開口してシリンダ内と排気通路とを連通
   せしめる排気圧リーク用孔をホルダーに形成したことを
   特徴とする２サイクルエンジンの排気制御装置。
2. 【請求項２】 前記排気通路はリブによって左右に２分
   割され、２分割された各排気通路に対して前記ホルダー
   と排気制御バルブがそれぞれ設けられることを特徴とす
   る請求項１記載の２サイクルエンジンの排気タイミング
   制御装置。