JPS6235020A - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ろ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が、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。

そこで、高回転域における高い出力をＲイＬ持しつつ低
回転域での出力を高めることにより、低速↓待時から高
速走行時に至る全域において動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間を変えることが
挙げられており、その−従来例として、特開昭５６−９
２３１４号公報に示される技術が既に提案されている。

この技術は、第１図に示すように、２サイクルエンジン
ｌのシリンダ２の内部へ連通された排気通路３の上部で
、該排気通路３の開口３ａ近傍に、ピストン４の摺動方
向に対して傾斜させられかつ前記排気通路３に連通した
貫通孔２ａを形成し、該貫通孔２ａ内に、前記開口３ａ
の上部に進退させられる二とにより、該開口３ａの上縁
３ｂをピストン４の摺動方向に変化さＵ゛る制御弁５を
摺動自在に設けた構成となっており、高回転時７こおい
て、第１図に実線で示すように、前記制御弁５を排気通
路３の開口３ａから後退させた状態とすることにより、
開口３ａの全面を開放してその上縁３ｂを上昇させ、ま
た、低回転時において、第１図に鎖線で示すように、制
御弁５を排気通路３の開口３ａの上部に突出させて核間
［］３ａの」一部を閉塞するとと乙に、制御弁５の突出
端５ａをシリンダ２の内面の延長線とほぼ同一レベルに
位置させることにより、前記開口３ａの上縁３ｂを制御
弁５の突出端５ａまで見掛は上距離り、たけ下方へずら
し、これによって、ピストン４の下降に伴うシリンダ２
の内部と排気通路３との連通時期を前記距離り、分遅ら
せるようにしたしのである。

「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５が突出さ
せられた状態において、制御弁５の上面と排気通路３の
内壁面とによって開口３ａの上部近傍に凹部りが形成さ
れるが、該凹部りが排気通路における流路抵抗となって
排気効率の低下を招いてしまうおそれがあるといった問
題点であり、また、前記凹部りが大きいと、該凹部りが
排気ガスの膨張室として作用してしまことから、燃焼ガ
スの膨張パターンに悪影響を与えて、低回転域から高回
転域に切替イつる際における出力特性の変化を緩慢なら
のにしてしまうおそれがあるといった問題点である。

「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問題点を有効に解
決し得ろ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
通路の上部壁に、シリンダの半径方向に沿いかつ排気通
路の開口上部へ連通ずる貫通孔を形成し、該貫通孔内に
、前記開口の上部へ進退さｔ！−られて、該開口の上縁
を上下に変化させる制御弁を摺動可能に嵌装し、該制御
弁にその進退動をなす駆動手段を連設し、かつ、前記制
御弁は、シリンダの半径方向に沿って相対移動可能な第
１の制御弁と第２の制御弁とをピストンの摺動方向に積
層して成り、前記駆動手段は、前記両制御弁を連動状態
で進退動させる操作部を設けて成ることを特徴とする。

「作用Ｊ 本発明に係わる排気時期制御装置は、下方に位置する制
御弁と排気通路の内壁面との間に上方の制御弁を侵入さ
せることによって、排気通路の開口上部に形成される凹
部の容猜を極力減少させ、これによって、排気通路の流
路抵抗を軽減するととらに、出力特性の変化をよりメリ
ハリのあるものとするものである。

「実施例」 以下、本発明の第１実施例について第２図および第３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２図中、符号６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、シリンダ７、該シリンダ７内に摺
動自在に嵌挿されたピストン８、前記シリンダ７の周方
向に間隔をおいて設けられ、かつ、シリンダ７の内面に
開口した複数の掃気通路つと、シリンダ７の内面に開口
ＬＯａを存する排気通路ＩＯとを備え、該排気通路１０
の開口ＬＯａの上部近傍に、本実施例に係わる排気時期
制御装置１１か設けられている。

これらの詳細について説明すれば、前記シリンダ７には
、排気通路ｌＯの上部でその間口１０ａ近傍からシリン
ダ７の外部へかけて、シリンダ７の半径方向に沿った貫
通孔１２が形成されている。該貫通孔１２の内部側の端
部には貫通孔１２の長さ方向と直交する段部１２ａが形
成されている。

前記排気時期制御装置１１は、前記各貫通孔１２に嵌合
固定され、断面略矩形状のガイド孔１３ａを有するガイ
ド部４．−１１３と、該各ガイド部材１３内に摺動自在
に嵌装された制御弁１４と、該制御弁１４に連設された
駆動手段１５とによって構成されている。

前記各ガイド部材１３は、シリンダ７の一般的な形成材
料であるアルミニュウムよりも硬度や強度の高い材料、
例えば鉄等によって形成されており、シリンダ７の内側
に位置する一端部が、該シリンダ７の内周形状および排
気通路１０の内面形状に沿うような形状となされ、また
、その一端縁には、ガイド孔１３ａの長さ方向と直交し
た段部１６がガイド孔１３ａの内側に形成されている。

一方、前記ガイド部材１３のシリンダ７の外側の他端部
には、シリンダ７の外面に当接さＵられるフランツ１７
か一体に形成されており、前述したようにシリンダ７の
外面に当接さ且゛られることによって、ガイド部（Ａ１
３の一端面と前記ｒＹ通孔１２の段１１ζ１２ａとの間
に若干の間隙を形成する。１うに、カイト部材１３のシ
リンダ７に対する位置決めを行なうようになっている。

このようにガイド部材１３の一端面と貫通孔１２の段部
１２ａとの間に間隙を形成するのは、シリンダ７とガイ
ド部＋Ａ１３との間に熱膨張差が生じた場合にその差を
吸収するためである。

前記制御弁１４は、上下に積層された第１の制御弁１８
と第２の制御弁１９とによって（，１４成されている。

そして、各制御弁１８・１９の、シリンダ７の内部側に
位置する端部には、各制御弁１８・１９がカイト孔１？
、ａの内部に収容された状態において、前記排気通路１
０の内壁面とほぼ連続してその一部を形成する湾曲面１
８ａ・１９ａか形成され、また、本実施例では、下方に
位置さＵ−られた°第１の制御弁１８のシリンダ７の内
部側に位置する一端縁に、上下方向に微少幅を有しかつ
シリンダ７の内周面に沿う円弧状の制御面１８ｂが形成
されている。

一方、前記各制御弁１８・１９の他端部側には、制御弁
１８・１９の厚さ方向に沿う貫通孔２０・２１が形成さ
れているとともに、それぞれの貫通孔２０・２１内に突
出するピン２２・２３が一体に設けられており、該各ピ
ン２２・２３を介して制御弁１８・１９へ前記駆動手段
１５が連設されている。

該駆動手段１５は、エンジン６の運転状態に基づき作動
させられるガバナ、サーボモータあるいは流体圧シリン
ダ等のアクチュエータ２４と、該アクチュエータ２４に
よって駆動させられることにより前記各制御弁１８・１
９の進退動をなす操作部２５とから構成されている。

該操作部２５は、本実施例では、制御弁１８・１９の摺
動方向に対して直交した状態で前記シリンダ７に回動自
在に支持された駆動軸２６と、該駆動軸２６からその半
径方向に向かって一体に突設されるとともに、前記シリ
ンダ７およびガイド部材１３に亙って形成されたｎ通孔
２７を介して各制御弁１８・１９の貫通孔２０・２１内
へ挿入された揺動アーム２８とによって構成されており
、該揺動アーム２８にその長さ方向に沿って形成された
係合孔２９内に、前記各制御弁１８・１９のピン２２・
２３が摺動自在に嵌合させられることによって、各制御
弁１８・１９との連結がなされている。そして、前記揺
動アーム２８の揺動によって、各制御弁１８・１９を、
それぞれの一端縁がガイド部材１３の段部１６に当接す
る位置まで、シリンダ７の内部へ向けて連動状態で摺動
させるようになっている。また、前記駆動軸２６と係合
孔２９に嵌合させられた状態の各ピン２２・２３との距
離は、揺動アーム２８を揺動させて各制御弁１８・■９
をシリンダ７の内部へ向けて最も突出させた状態におい
て、両制御弁１８・１９の一端縁をガイド部材１３の段
部１６に同時に当接させるような関係のもとに設定され
ている。

一方、第２図および第３図中、符号３０は前記貫通孔２
７を覆ってシリンダ７に取り付けられたカバーを示し、
また、符号３１は前記ガイド部材１３の外部側の端部を
覆うとと乙に、フランジ１７をンリンダ７との間で挾持
するして、ガイド部［１３の離脱を防止する支持プレー
トを示すものである。

しかして、この上うな溝成を何する本実施例の排気時期
制御装置１１は、シリンダ７を鋳込む際に、排気通路ｌ
Ｏの上部の所定位置に貫通孔１２を同時成型し、該貫通
孔１２内にガイド部材Ｉ３を嵌合固定したのちに該ガイ
ド部材１２内に第１および第２の制御弁１８・１９を積
層した状態で挿入し、次いで、シリンダ７の貫通孔２７
が形成されている部分に、操作部２５の駆動軸２６を取
り付けるとともに、該駆動軸２６に設けられた揺動アー
ム２８の係合孔２９へ、各制御弁１８・１９のピン２２
・２３を挿入し、さらに、前記駆動軸２６にアクチュエ
ータ２４を、また、シリンダ７にカバー３０および支持
プレート３１を取り付けることによってエンジン６に装
着される。

そして、前記制御弁１４をエンジン６の運転状態に基づ
いて所定方向へ移動させることによって、エンジン６の
出力特性を全回転域において向上させろことができる。

すなわち、エンジン６が低回転域で運転されている場合
には、駆動手段！５のアクチュエータ２４に、１；って
駆動軸２６を回動させるとともに揺動アーム２８をシリ
ンダ７の内部へ向けて揺動さ仕、これによって、各制御
弁１８・１９を連動状態のらとに排気通路１０の開口１
０ａの上部に突出させ、各制御弁１８・１９の一端縁が
ガイド部材Ｉ３の段部１６に当接させられた時点でこれ
らの移動を停止さけてその位置に保持する。このような
各制御弁１８・１９の移動によって、第３図に示すよう
に、第１の制御弁１８の制御面ｔａｂがシリンダ７の内
面近傍に位置させられ、かつ、第２の制御弁Ｉ９が第１
の制御弁１８の上面と排気通路１０の内壁面との間に侵
入させられることにより、排気通路１０の開口１０ａの
上部が閉塞されて、開口１０ａの上縁１０ｂが、見掛は
上第１の制御弁１８の制御面１８ａの下端縁１８ｃまで
の距離Ｌ２分下げられるとともに、第２の制御弁Ｉ９に
よって、第１の制御弁１８の上面と排気通路ｌＯの内壁
面との間に゛形成される凹部Ｄ°の容積が減少させられ
る。

この結果、シリンダ７と排気通路１０との連通を行なう
ためのピストン８の位置が前述した距離り。

分ずらされることになり、低回転時における適切な排気
が得られるようにエンジン６の排気時期が遅延させられ
て、低回転域におけるエンジン６の出力向上が図られる
。しかも、第２の制御弁１９によって凹部Ｄ′の容積が
減少させられているから、排気通路ｌＯの流路抵抗の増
加が極力抑えられ、この点からもエンジン６の出力向上
が図られる。

一方、エンジン６が高回転域に至った場合にあっては、
アクチュエータ２４および操作部２５により各制御弁１
８・１９を前述した向きと逆向きに移動させる。これに
よって、第２図に示すように、両制御弁１８・１９がガ
イド部材１３内に収容されて開口１０ａの上部が開放さ
れることに伴い、シリンダ７の内部と排気通路１０との
連通が、開口１０ａの上縁１０ｂにおいて行なわれるこ
ととなり、エンジン６の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、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、全回転域においてエンジン６の出力特性を
向上させろことができるとともに、余分な膨張容積が減
少させられることによって、低回転域から高回転域へあ
るいは高回転域から低回転域への移行時においてメリハ
リのある出力特性の変化が得られる。

次いで、本発明の第２実施例について、第４図〜第７図
に基づき説明する。なお、以下の説明中、前記第１実施
例と共通ずる部分については同一符号を用いて説明を簡
略化する。

第２実施例は、第１実施例における駆動手段１５に代え
て、２つの制御弁１８・１９の作動タイミングに変化を
つけるための差動機能を備えた駆動手段３２を用いたも
のである。

すなわち、該駆動手段３２は、第４図および第５図に示
すように、駆動軸２６に一体に設けられ、その回動によ
ってシリンダ７の中心線を通る面内で揺動させられる駆
動アーム３３と、該駆動アーム３３の両側部で前記駆動
軸２６に相対回動自在に取り付けられ、一端部が第１お
よび第２の制御弁１８・１９にそれらのビン２２・２３
を介して係合させられる従動アーム３４・３５と、第１
の制御弁１８に係合させろれた従動アーム３４の他端部
に取り付けられて、該従動アーム３４を押圧回動させる
ことにより、前記第１の制御弁１８を後退方向へ向けて
常時弾発するセットスプリング３６と、前記駆動アーム
３３と第２の制御弁１９に係合させられた従動アーム３
５との間に設けられ、両者を一体回動させるように弾性
的に連結する連結部材３７と、駆動アーム３３と第１の
制御弁１８に係合させられた従動アーム３４との間に設
けられ、駆動アーム３３が所定角度以上回動させ・られ
だ際に、該駆動アーム３３の回動に従動アーム３４を追
従さＵ−る係合部材３８とによって、操作部２５を構成
したものである。

次いて、これらの詳細について説明すれば、前記駆動ア
ーム３３の揺動端部には、従動アーム３５へ向かうピン
３９が突設され、また、各従動アーム３４・３５の駆動
アーム３３と対向する面には、該駆動アーム３３へ向か
うピン４０・４１がそれぞれ突設されている。

前ε己連結部材３７は、本実施例ではコイルスプリング
か用いられており、前記駆動軸２６の駆動アーム３３と
従動アー１．３５との間に取り付けられ、その両端部３
７ａおよび３７ａか駆動アー１８３３の揺動り１°１シ
部へ向けて延長させられて、該駆動アーム３３および従
動アーム３５のピン３９・４１を弾性的に挾持するよう
になされている。そして、ｎ７工記連結部材３７の一端
部３７ａが、前記第１の制御弁１８に係合させらイまた
従動アーム３４に設けられたピン４０の回動１１ｕＬ跡
ヒに位１．ツさせられて、駆動アーム３３と１１１ｊ記
従動アーム３４との相対回動に伴って（１互に係合し得
るようになされており、本実施例では該連結部材３７の
一喘部３７ａとピン４０とによって前記係合部材３８か
構成されている。

一方、前記セットスプリング３６は、第、１図に示すよ
うに、第１の制御弁１８のピン４０の近傍に設（Ｊられ
たバネ座４２と、該バネ座４２と対向するノリンダ７の
壁（図示例ではカバー３０）に設（Ｊられたバネ座４３
との間に張架されていて、１７Ｉ述したように従動アー
ム３４を回動させて、前記第１の制御弁１８を常時後退
位置へ向けて弾発するようになっている。

しかして、このように構成された本実施例の排気時期制
御装置１１においては、前記第１実施例の作用に加えて
、エンジン６の排気時期を２段階に制御する作用が得ら
れる。

すなわち、アクチュエータ２４によって駆動軸２６を回
動させると、該駆動軸２６とともに駆動アーム３３が揺
動させられるが、該駆動アーム３３に一方の従動アーム
３５が連結部材３７を介して一体化されており、かつ、
該従動アーム３５にはピン２３を介して第２の制御弁１
９が係合させられているから、前記駆動アーム３３の揺
動に伴って、第２の制御弁１９が排気通路１０の開口１
０ａの上部へ向かって突出させられる。そして、該第２
の制御弁１９の移動は、第６図に示すように、その突出
側の端部がガイド部＋４’１３の段部１６に当接するこ
とによって停止させられてその位置に保持される。

一方、第２の制御弁１９が前述した位置に停止させられ
るまでの間、係合部材３８を構成する連結部材３７の一
端部３７ａとピン４０との係合は行なイつれないから、
従動アーム３４はセントスプリング３６により停止状態
に維持され、かつ、第１の制御弁１８は後退位置すなわ
ちガイド部材１３内に収容されｆこ状態に保持されてい
る。

したかって、開口１０ａの上縁１０ｂが、第２の制御弁
１９の突出端部まで下降させられて、両者間の距離１．
２分だけエンジン６の排気時期が遅延さけられることに
なり、第１実施例で示した所望の排気時期制御量の中間
での排気時期制御が行なわれる。

これよりさらに駆動軸２６を回動させて駆動アーム３３
の揺動角度を大きくすると、該駆動アーム３３のピン３
９によって連結部材３７の一端部３７ａが押圧されるが
、連結部材３７がコイルスプリングによって構成されて
いることから、連結部材３７の他端部３７ｂが停止状態
にあるピン４１によって係止されているにも拘わらず、
連結部材３７の弾性によってｉｆＩ紀一端部３７ａの移
動が許容されて従動アーム３４のピン４０へ係合さ仕ら
れる。これによって、従動アーム３４か駆動アーム３３
と一体化されてセットスプリング３６の弾発力に抗して
回動させられるとともに、その回動に伴い第１の制御弁
１８か、第７図に示すように、第２の制御弁１９と同様
に開口１０ａの上部へ突出させられる。そして、第２の
制御弁１９は、弾性変形させられた連結部材３７の弾発
力によって突出位置に保持されるから、該第２の制御弁
１９によって、第１の制御弁１８の上面と排気通路１０
の内壁部との間に形成される凹部Ｄ°の容積が減少させ
られる。

したがって、前述した第１実施例と同様に、排気通路１
０の開口１０ａの上縁１０ｂが第１の制御弁１８の突出
端部までの距離り３分下降させられて、所望の排気時期
が得られるとともに排気通路ｌＯの流路抵抗の増加が抑
えられ、もって、排気効率の低下が抑えられろ。

このように、本実施例では、第１の制御弁１８による所
望量の排気時期制御作用、および、第２の制御弁１９に
よる第１の制御弁１８と排気通路１０との間の容積を減
少させる作用に加えて、第２の制御弁１９を用いた中間
段階での排気時期制御作用を得ろことかできる。

なお、旧記各実施例において示した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。

例えば、前記実施例において、制御弁１４をガイド部材
１３を介してシリンダ７へ取り付けろようにしたが、ガ
イド部材１３を省略して、貫通孔１２に直接制御弁１４
を嵌装するようにしてもよい。

「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、排気通路の上部壁に、シリン
ダの半径方向に沿いかつ排気通路の開口上部へ連通ずる
貫通孔を形成し、該貫通孔内に、前記開口の上部へ進退
させられて、該開口の上縁を上下に変化させる制御弁を
摺動可能に嵌装し、該制御弁にその進退動をなす駆動手
段を連設し、かつ、前記制御弁は、シリンダの半径方向
に沿って相対移動可能な第１の制御弁と第２の制御弁と
をピストンの摺動方向に積層して成り、前記駆動手段は
、前記両制御弁を連動状態で摺動動させる操作部を設け
て成ることを特徴とするもので、制御弁を進退動させる
ことによって、エンジンの運転状態に対応して適切な排
気時期を設定するとともに、制御弁を積層された２つの
制御弁とすることにより排気通路の開口の上部近傍に形
成される四部の容積を極力小さくして排気通路の流路抵
抗の増加を抑え、これによって、エンジンの出力特性を
全回転域において向上させることができるとともに、膨
張工程における余分な膨張量を抑えて、メリハリのある
排気時期制御を行なうことかできる等の優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

図面中、第１図は従来の排気時期制御装置を備えた２サ
イクルエンンンの一構造例を示す縦断面図、第２図およ
び第３図は本発明の第１実施例を示すもので、第２図は
第１実施例が適用された第１図と同様の図、第３図は動
作を説明するための要部を示す第２図と同様の図、第４
図〜第７図は本発明の第２実施例を示すもので、第４図
は要部の拡大断面図、第５図は第４図の■−■線に沿う
矢視断面図、第６図および第７図は動作を説明するため
の第４図と同様の図である。 ６・・・・・・（２サイクル）エンジン、７・・・・・
・シリンダ、８・・・・・・ピストン、１０・・・・・
排気通路、１０ａ　　・・・・・開口、Ｊｏｂ・・・・
・・上縁、１１・・・・・・排気時期制御装置、１２・
・・・・・貫通孔、１３・・・・・ガイド部材、１３ａ
・・・・・・ガイド孔、１４・・・・・・制御弁、１５
・３２・・・・・・駆動手段、■６・・・・・・段部、
１８・・・・・・第１の制御弁、１８ａ・・・・・・湾
曲面、１８ｂ・・・・・・制御面、１８ｃ・・・・・・
下端縁、１９・・・・・・第２の制御弁、１９ａ・・・
・・・湾曲面、２２・２３・・・・・・ビン、２５・・
・・・・操作部、２６・・・・・・駆動軸、２７・・・
・・貫通孔、２８・・・・・・揺動アーム、２９・・・
・・係合孔、３３・・・・・駆動アーム、３４・３５・
・・・・・従動アーム、３６・・・・・・セットスプリ
ング、３７・・・・・・連結部材、３８・・・・・・係
合部材、３９・４０・４１・・・・・・ピン、３７ａ・
３７ｂ・・・・・・端部、４２・４３・・・・・・バネ
座。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   路の開口上部を開閉して、シリンダの内部に摺動自在に
   嵌装されたピストンによるシリンダ内部と排気通路との
   連通時期を変化させるようにした排気時期制御装置であ
   って、前記排気通路の上部壁に、シリンダの半径方向に
   沿いかつ排気通路の開口上部へ連通する貫通孔を形成し
   、該貫通孔内に、前記開口の上部へ進退させられて、該
   開口の上縁を上下に変化させる制御弁を摺動可能に嵌装
   し、該制御弁にその進退動をなす駆動手段を連設し、か
   つ、前記制御弁は、シリンダの半径方向に沿って相対移
   動可能な第１の制御弁と第２の制御弁とをピストンの摺
   動方向に積層して成り、前記駆動手段は、前記両制御弁
   を連動状態で進退動させる操作部を設けて成ることを特
   徴とする２サイクルエンジンの排気時期制御装置。