JP2762122B2 - 並列多気筒2サイクルエンジンの排気制御弁装置 - Google Patents

並列多気筒2サイクルエンジンの排気制御弁装置

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JP2762122B2 JP1207916A JP20791689A JP2762122B2 JP 2762122 B2 JP2762122 B2 JP 2762122B2 JP 1207916 A JP1207916 A JP 1207916A JP 20791689 A JP20791689 A JP 20791689A JP 2762122 B2 JP2762122 B2 JP 2762122B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、排気ポートの上縁付近に臨んで排気ポート
の開タイミングを可変とする排気制御弁を備えた並列多
気筒2サイクルエンジンの排気制御弁装置に関するもの
である。
(発明の背景) 2サイクルエンジンにおいては、排気ポートの開タイ
ミングを早くすることにより高回転域での高出力化が図
れるが、この時には低中速域での掃気が悪化して不整燃
焼が発生したり新気の吹き抜けにより燃費の悪化を招
く。そこで排気ポートの上縁付近に進退して排気ポート
の開タイミングを可変とする排気制御弁を設け、後続時
に開タイミングを早め、低中速時に遅らせるようにした
ものが実用化されている。
一方2サイクルエンジンではシリンダに排気通路や掃
気通路が設けられるため、並列多気筒化する場合にシリ
ンダ間隔が拡大し、エンジンが大型化するという不都合
がある。そこで、各気筒のシリンダ中心を通る平面(シ
リンダ中心面)に直交しかつ各気筒のシリンダ中心軸を
通る各平面に対して、各気筒の排気通路を同一方向に傾
けることが考えられる。この場合、各気筒の排気制御弁
を共通1本の弁軸に設けて排気制御弁の駆動機構を簡単
にすることが考えられる。しかしこうすると排気制御弁
の弁軸は、排気ポート中心とシリンダ中心とを通る平面
に直交しなくなる。このためピストンが実質的に排気ポ
ートを最初に開き始める位置が、排気制御弁の開閉によ
ってシリンダに直交する平面上で変動する。すなわち排
気制御弁の開度によって、排気が始まる位置が変動する
ことになる。排気ポートの位置や点火栓の位置、あるい
は燃料噴射方式の場合における燃料の噴射位置は固定さ
れているから、排気が始まる位置が変動すると、掃気・
排気・燃焼条件などが変化することになり、好ましくな
い。
(発明の目的) 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
各気筒の排気通路を、シリンダ中心面に直交しかつ各気
筒のシリンダ中心を通る平面に対して、同一方向に傾け
てエンジンの小型化を図る一方、各気筒の排気制御弁の
弁軸を共通な直線上に配置してこれらの駆動機構を簡素
化する場合において、排気制御弁の開度変化による排気
が始まる位置の変動が少なくなり、掃気・排気・燃焼条
件等の変動が少なく常に安定した運転を可能にする並列
多気筒2サイクルエンジンの排気制御弁装置を提供する
ことを目的とする。
(発明の構成) 本発明によればこの目的は、各気筒のシリンダ中心軸
を含むシリンダ中心面の一側に各気筒の排気通路が互い
に平行に設けられ、各排気通路の排気ポート上縁付近に
臨んで排気ポートの開くタイミングを可変とする排気制
御弁を備えた並列多気筒2サイクルエンジンにおいて、
各気筒のシリンダ中心を通りかつ前記シリンダ中心面に
直交する各平面に対して、前記各排気通路を同一方向に
傾け、前記各排気制御弁の弁軸部を前記シリンダ中心面
に平行な直線上で互いに連結する一方、前記排気ポート
の上縁を上方へ凸としてその中心付近を最も高く形成す
ると共に、この排気ポートの上縁外側に前記排気制御弁
の全開時に排気制御弁の下縁が排気ポートの上縁よりも
高くなるように進入する弁室を形成し、前記排気制御弁
の排気ポートに望む下縁を上方へ凸な略弧状として排気
制御弁の全閉時または半開時に排気制御弁の下縁中央付
近が最も高くなるようにしたことを特徴とする並列多気
筒2サイクルエンジンの排気制御弁装置、により達成さ
れる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例である3気筒エンジンの平
断面図、第2図はそのII−II線で断面したエンジン全体
の断面図である。なお第1図は第2図におけるI−I線
で断面したものである。また第3A、3B、3C図は燃焼室側
から見た排気ポートの形状を示す図であって、第3A図は
本発明の実施例ではない高速重視のものを、第3B図と第
3C図はそれぞれ本発明の実施例である中速および高速重
視のものと、低速および高速重視のものを示す。
第2図において符号10はシリンダボデー、12はクラン
クケース、14はシリンダヘッドであり、3つの気筒のシ
リンダ中心線A、B、C(第1図)は1つの平面すなわ
ちシリンダ中心面D上に位置している。第2図で16はク
ランク軸、18はピストン、20はコンロッドである。クラ
ンクケース12のクランク室22へはリード弁24を介して空
気が吸入され、ピストン18の下降により圧縮されたクラ
ンク室22内の空気は各気筒の3つの掃気通路26(26a、
b、c)に導かれて掃気ポート28(28a、b、c)から
燃焼室30に流入する。32は排気通路であり、中央の掃気
ポート28aに対向する排気ポート34に連通する。ここに
各気筒の掃気ポート28および排気ポート34は、第1図に
示すように、隣接する気筒の排気通路32および掃気通路
26が干渉しないようにシリンダ中心軸A、B、C上で同
一方向にそれぞれ同一角度回転された位置にある。すな
わち掃・排気通路26、32は、各気筒のシリンダ中心軸
A、B、Cを通りかつシリンダ中心面Dに直交する3つ
の平面E、F、Gに対して、同一方向すなわち第1図で
時計方向に同一角度傾いている。
36は排気制御弁である。この排気制御弁36の弁軸部38
は各気筒の排気通路32の上壁側に位置し、弁36の回動端
は排気ポート34の上縁付近で上下に移動する。すなわち
排気ポート34の上縁外側には第2、3A〜C図に示す弁室
40が形成され、弁軸部38を第2図で反時計方向に回動す
れば弁36の回動端はこの弁室40内に入って行き、第3A〜
C図に二点鎖線で示すように弁36の下縁は排気ポート34
の上縁の上方に位置する。この時排気ポート34の開タイ
ミングは最も早くなる。また弁軸部38を時計方向に回動
すれば弁36の回動端は弁室40から下方に退出して行き、
弁36の下縁は排気ポート34上縁より大きく下降し、第3A
〜C図に一点鎖線で示す位置に来る。このため実質的に
排気ポート34の開タイミングが最も遅れる。
ここに弁36の弁軸部38はシリンダ中心面Dと平行であ
り、弁36の回動端の下縁は上方に向って凸となるように
ほぼ弧状に形成されている。この下縁の形状は、高速用
エンジンの場合には、第3A図に示すように、弁36の開い
た高速時に排気ポート34の上縁にほぼ一致し、ピストン
が最初に開く位置αがポートの左右方向の中央に位置す
るように設定される。中速重視のエンジンでは、第3B図
に三点鎖線36aで示すように、弁36の半開時にピストン
が最初に開く位置βがポートの左右方向中央に位置する
ように設定される。さらに低速重視のエンジンでは、第
3C図に示すように、弁36の下降した低速時においてピス
トンが最初に開く位置γがポートの左右方向の中央に位
置するように設定される。この結果、弁36の回動により
ピストンがポートを最初に開く位置の変動範囲は、それ
ぞれla、lb、lcのように小さくなる。
以上の構成は各気筒に対して同一である。
各気筒の弁軸部38、38、38、は第1図に示すように、
シリンダ中心面Dと平行な直線上で連結されている。す
なわち第4図に示すように、弁軸部38にはその一端から
軸体38Aが貫挿され、この軸体38Aの先端が弁軸部38を貫
通して他端側の他の軸体38Bに嵌入されている。ここに
軸体38A、38Bと弁軸部38との対向面には、互いに係合し
て回転を伝えるための凸部38a、38bおよび凹部38c、38d
が形成されている。従って第1図に示すように各弁36の
弁軸部38は、順に軸体38A、38B、38C、38Dの間に挾持さ
れ、これらは一体に回動する。最上部の軸体38Aはシリ
ンダボデー10から上へ突出し、ここにプーリ42が固定さ
れている。このプーリ42はサーボモータ44に固定された
プーリ46にワイヤ48によって連動する。
第2図において50は点火栓、52は電磁式燃料空気噴射
弁である。点火栓50の着火部50Aは、第1図に示すよう
に、排気ポート34の中心とシリンダ中心Aとを結ぶ線よ
りも下方、すなわち排気通路32の傾き方向と反対方向に
偏位して点火と燃焼の向上が図られている。この噴射弁
52は燃料インジエクタ54から供給される燃料と、空気流
入口56から供給される高圧空気とを所定の混合比に混合
して燃焼室30内に噴射するものであり、噴射タイミング
は電磁ソレノイド58の励磁により制御される。
次に動作を説明する。クランク軸16の回転により空気
がクランク室22内に吸入されピストン18の下降によりク
ランク室22内の空気が予圧される。ピストン18が掃気ポ
ート28を開くとクランク室22内の空気が燃焼室30内に流
入する。ピストン18の上昇により燃焼室30内が加圧さ
れ、その後所定のタイミングでソレノイド58が励磁さ
れ、燃料と空気の混合流が燃焼室30内に噴射される。そ
して所定タイミングに点火栓50により点火される。爆発
行程でピストン18が下降して行きピストン18が排気ポー
ト34を開くと、排気は排気通路32に導かれる。
排気制御弁36はサーボモータ44によってその開度が制
御される。すなわち高速時には弁36は第3A〜C図の二点
鎖線の位置とされ、実質的に排気ポート34の開タイミン
グを早める。また低速時には弁36はそれぞれ一点鎖線の
位置とされて実質的に排気ポート34の開タイミングを遅
らせる。この結果全ての運転条件下で望ましい性能を得
ることができる。
この実施例では、弁36の弁軸は弁軸部38とこれを挟む
軸体38A〜Dとで形成されるが、この弁軸の構造は種々
のものが可能であり、例えば断面多角形の軸を弁軸部38
に形成した断面同形上の挿通孔に嵌合するものなどでも
よい。
(発明の効果) 本発明は以上のように、各気筒の排気通路を、シリン
ダ中心を通りかつシリンダ中心面Dに直交する各平面
E、F、Gに対し同一方向に傾ける一方、排気制御弁の
弁軸をシリンダ中心面に平行としたから、隣接する気筒
の排気通路や掃気通路を干渉されることなく気筒間隔を
狭くしてエンジンの小型化を図り、また各排気制御弁の
駆動機構を非常に簡単にすることができる。また排気ポ
ートの上縁を上方へ凸としてその中央付近を最も高くす
る一方、この排気ポート上縁外側に排気制御弁の全開時
に排気制御弁の下縁が排気ポートの上縁よりも高くなる
ように進入する弁室を形成し、排気制御弁の下縁を上方
へ凸な略弧状として排気制御弁の全閉時または半開時に
排気制御弁の下縁中央付近が最も高くなるようにしたも
のであるから、排気制御弁の回動に伴い、ピストンが排
気ポートを最初に開く位置が変動する範囲が小さくな
る。このため点火栓位置や掃気・排気ポート位置、ある
いは燃料噴射方式の場合にはその噴射位置等により決ま
る好ましい掃気・排気・燃焼条件を全ての運転条件にお
いて得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である3気筒エンジンの平断
面図、第2図はそのII−II線で断面したエンジン全体の
断面図である。なお第1図は第2図におけるI−I線で
断面したものである。また第3A、3B、3C図は燃焼室側か
ら見た排気ポートの形状を示す図であり、第3A図は本発
明の実施例でない高速重視のものを、第3B図と第3C図は
それぞれ本発明の実施例であって中速および高速重視の
ものと低速および高速重視のものを示す。また第4図は
排気制御弁の連結構造を示す分解斜視図である。 10……シリンダボデー、32……排気通路、 34……排気ポート、36……排気制御弁、 38……弁軸部、38A〜D……軸体、 40……弁室 42……プーリ、 A、B、C……シリンダ中心軸、 D……シリンダ中心面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02B 25/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各気筒のシリンダ中心軸を含むシリンダ中
    心面の一側に各気筒の排気通路が互いに平行に設けら
    れ、各排気通路の排気ポート上縁付近に臨んで排気ポー
    トの開くタイミングを可変とする排気制御弁を備えた並
    列多気筒2サイクルエンジンにおいて、 各気筒のシリンダ中心を通りかつ前記シリンダ中心面に
    直交する各平面に対して、前記各排気通路を同一方向に
    傾け、前記各排気制御弁の弁軸部を前記シリンダ中心面
    に平行な直線上で互いに連結する一方、前記排気ポート
    の上縁を上方へ凸としてその中央付近を最も高く形成す
    ると共に、この排気ポートの上縁外側に前記排気制御弁
    の全開時に排気制御弁の下縁が排気ポートの上縁よりも
    高くなるように進入する弁室を形成し、前記排気制御弁
    の排気ポートに望む下縁を上方へ凸な略弧状として排気
    制御弁の全閉時または半開時に排気制御弁の下縁中央付
    近が最も高くなるようにしたことを特徴とする並列多気
    筒2サイクルエンジンの排気制御弁装置。
JP1207916A 1989-08-14 1989-08-14 並列多気筒2サイクルエンジンの排気制御弁装置 Expired - Fee Related JP2762122B2 (ja)

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