JPH0378528A - ２ストローク内燃機関 - 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 この発明は、シリンダ側面に開口した掃気ポートおよび
排気ポートをピストンが開閉するポートスカベンジング
形式の２ストローク内燃機関の改良に関する。

従来の技術 シリンダ側面に開口した掃気ポートと排気ポートとをピ
ストンで開閉するようにした２ストローク内燃機関では
、爆発の後、ピストンが所定位置（通常ＡＴＤＣ９０°
前後）まで下降した時点で排気ポートが開かれて、シリ
ンダ内圧力により燃焼ガスの排出が開始される。そして
更にピストンが次の所定位置（通常ＡＴＤＣ１２０°前
後）まで下降して掃気ポートが開かれると、クランク室
で圧縮されていた新気が燃焼室内に流入し、残留してい
た燃焼ガスを掃気しつつシリンダ内に充満する。またピ
ストンが上昇に転じると、初めに掃気ポートが閉じ、続
いて排気ポートが閉じてガス交換が完了する。

このような２ストローク内燃機関においては、掃気ポー
トから流入した新気の一部が排気ポートへ吹き抜けてし
まうことから、ＨＣ排出量が多いという欠点があり、そ
のため排気系の触媒装置は必須のものとなる。

そして、この場合に、排気ポートが開いた初期の燃焼ガ
スは十分に高温であるのに対し、ピストンがかなり下が
った後期に排出される燃焼ガスは低温となり、触媒の温
度を低下させてしまう、という問題があるので、従来、
特開昭６４−１９１０８号公報において、排気ポートを
上下２個に分割し、上方の排気ポートから触媒装置へ高
温な排気のみを導入するとともに、下方の排気ポートか
ら出た排気は触媒装置下流に案内するように構成したも
のもある。

また２ストローク内燃機関においては、低速低負荷域に
おいて掃気効率が低下し、燃焼が不安定になるとともに
出力低下を生じる、という不具合が知られている。

この問題に対処するために、従来から、排気ポート上縁
部に、該排気ポートの開閉時期を変化させる排気制御弁
を配設したものがある（例えば特開昭６２−２３５２３
号公報等）。このものでは、弁体の先端下縁で実質的な
排気ポート開閉時期が定まるので、低速低負荷側で該排
気制御弁を下方位置に制御することによって、排気ポー
ト開時期が遅くなり、低速トルクの向上ならびに燃焼の
安定化が図れる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この排気制御弁を、上述した上下２分割
した排気ポートに適用した場合には、排気ポート開時期
を遅らせるべく排気制御弁を下方に位置させた際に、触
媒装置に導入される排気量が極端に少なくなってしまい
、燃焼ガスの殆どが下方の排気ポートから触媒装置を経
由せずに排出されてしま・）虞れがある。

課題を解決するための手段 そこで、この発明は、排気制御弁の弁体内部を通して初
期の高温燃焼ガスを触媒装置に導くようにしたものであ
る。すなわち、この発明は、シリンダ側面に開口した掃
気ポートと、同じくシリンダ側面に開口した排気ポート
とを備え、両ポートをピストンが開閉する２ストローク
内燃機関において、上記排気ポートの上縁部に、シリン
ダ上下方向に回動して該排気ポートの一部を覆う排気制
御弁を配設し、この排気制御弁の弁体先端に、副排気ポ
ートを開口形成するとともに、弁体内部に副排気通路を
貫通形成し、かつ該副排気通路の下流側に触媒装置を設
けたことを特徴としている。

作用 上記構成では、爆発後ピストンが下降して行くと、初め
に排気制御弁の副排気ポートが開き、比較的高温高圧な
燃焼ガスが弁体内の副排気通路を通して触媒装置に導か
れる。ピストンが更に下降すると、排気制御弁より下方
の排気ポートが開き、ある程度低温になった燃焼ガスが
流出するが、これは触媒装置を経由せずに排出される。

実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図はこの発明に係る２ストローク内燃機関の断面図
であって、シリンダブロックｌの下部にクランクケース
カバー２がボルト３により固定されて密閉されたクラン
ク室４が形成されているとともに、シリンダ部に別体の
シリンダライナ５が圧入等により装着され、かつその上
端をシリンダヘッド６が閉塞している。

７は、上記シリンダライナ５内を摺動するピストン、８
は上記クランク室４に収容されたクランクシャフト、９
は両者を連結したコネクティングロッドである。

上記クランク室４に接続形成された吸気ポート１０には
、クランク室４内に流入した新気の逆流を防止するリー
ドバルブ１１が配設されている。

またシリンダヘッド６には、ピストン７により画成され
る燃焼室１２へ向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁１
３および点火栓１４が装着されている。

そして、上記シリンダライナ５の側面には、上記ピスト
ン７によって開閉される排気ポート１５および掃気ポー
ト１６が略矩形に開口形成されている。上記掃気ポート
１６は、掃気通路１７を介してクランク室４に連通して
いる。

上記排気ポート１５の上縁部には、回動軸１８ａに固定
された弁体ｔｓｂからなる排気制御弁１８が配設されて
いる。この排気制御弁１８は、端の回動軸１８ａを中心
として上下に回動可能に構成されているもので、排気ポ
ート１５開口部の上端縁に連続する円弧面１８ｃが弁体
１８ｂ先端に形成されていて、排気ポート１５の上部を
部分的に覆うようになっている。

また上記弁体１８ｂの先端円弧面１８ｃに、副排気ポー
ト！９が開口形成されているとともに、この副排気ポー
ト１９から弁体１８ｂ内を通って副排気通路２０が形成
されている。この副排気通路２０は、図外の下流側位置
に排気浄化用の触媒装置を備えた第１排気通路２１に接
続されている。

そして、排気制御弁１８の下方に開口する排気ポート！
５は、第２排気通路２２に接続されている。

この第２排気通路２２は、上記第１排気通路２１に対し
触媒装置下流側で合流している。あるいは、そのまま第
１排気通路２１とは別に排気を外部へ導くように構成し
ても良い。

一ヒ記排気制御弁１８の回動軸１８ａは、第２図に示す
ように、排気ポート１５を貫通しており、その一端にサ
ーボモータ等からなるアクチュエータ２２が連係してい
る。尚、２３はシール部材である。上記アクチュエータ
２２は、制御回路２４が出力する制御信号によって制御
される。この制御回路２４には、図示せぬクランク角セ
ンサ等によって検出される機関の回転数信号とエアフロ
メータ等によって検出される負荷信号とが入力されてお
り、これらに基づいて排気制御弁１８を最適位置に制御
するようになっている。

すなわち、上記排気制御弁１８は、基本的な制御特性と
して、高速高負荷域で上方つまり上死点側に制御され、
かつ低速低負荷側で徐々に下方つまり下死点側に制御さ
れる（第３図参照）。

そして爆発後の燃焼ガスの排出は、ピストン７のトップ
リング２５が、排気制御弁１８の副排気ポート１９上縁
より下方に下がった時点で開始される。尚、この実質的
な排気ポート開時期は、排気制御弁１８が最も上方に位
置する高速高負荷域において９０°ＡＴＤＣ前後に設定
されており、低速低負荷域では当然のことながらこれよ
りも遅れたものとなる。

上記ピストン７の下動によって副排気ポート１９が開か
れた直後には、燃焼ガスはかなり高温。

高圧な状態であり、これが排気制御弁１８内部の副排気
通路２０および第１排気通路２１を通して触媒装置に導
かれる。従って、触媒装置が十分高温に保たれ、排気中
に含まれているＨＣ等の処理を良好に行える。

またピストン７が更に下動すると、排気制御弁１８下方
の排気ポート１５が開かれる。また、これと前後して掃
気ポートＩ６が開かれ、クランク室４から圧縮された新
気が供給されて、シリンダ内の残留燃焼ガスを掃気する
ので、この段階で燃焼ガスの温度は急激に低下するが、
このように低温となった燃焼ガスの多くは排気ポート１
５から第２排気通路２２を通して排出される。従って、
触媒装置を通ることはなく、その温度低下が回避される
。

そして、上記のように初期の高温燃焼ガスと後期の低温
燃焼ガスとを分離する作用は、排気制御弁１８の回動位
置に無関係に行われる。すなわち、第３図に示すように
、排気制御弁１８が下方に位置していても、初期に排出
される高温燃焼ガスは必ず副排気ポート１９から触媒装
置へ導かれ、かつ後期の低温燃焼ガスは第２排気通路２
２側に案内される。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る２ストロ
ーク内燃機関においては、排気ポート開時期の可変制御
と同時に、触媒装置に対し排気ポート開直後の高温燃焼
ガスのみを確実に案内することができる。従って、低速
低負荷域での掃気効率の向上を図りつつ安定した排気の
清浄化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る２ストローク内燃機関の一実施
例を示す断面図、第２図はその要部の断面図、第３図は
低速低負荷域での作動状態を示す説明図である。 ７・・・ピストン、１５・・・排気ポート、１６・・・
掃気ポート、１８・・・排気制御弁、１８ｂ・・・弁体
、１９・・・副排気ポート、 ２０・・・副排気通路。 第２図 第１ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ側面に開口した掃気ポートと、同じくシ
   リンダ側面に開口した排気ポートとを備え、両ポートを
   ピストンが開閉する２ストローク内燃機関において、上
   記排気ポートの上縁部に、シリンダ上下方向に回動して
   該排気ポートの一部を覆う排気制御弁を配設し、この排
   気制御弁の弁体先端に、副排気ポートを開口形成すると
   ともに、弁体内部に副排気通路を貫通形成し、かつ該副
   排気通路の下流側に触媒装置を設けたことを特徴とする
   ２ストローク内燃機関。