(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体のシリンダと、このシリンダに設けられるピストンと、前記シリンダ本体に載置されるシリンダヘッドとで燃焼室を形成し、前記シリンダ本体の排気通路に排気管を接続し、前記排気管にマフラーを備える２サイクルエンジンにおいて、
前記排気通路は、シリンダ軸方向に区画してシリンダヘッド側から順に第2と第1の独立排気通路とし、
前記排気管は、前記第2と第1の独立排気通路に連通した独立排気管通路を備え、
前記ピストンの頭部の一部からシリンダ内壁に沿ってシリンダヘッド方向に延び前記ピストンの往復動によって前記第2と第1の独立排気通路のシリンダ側排気開口を開閉制御する制御部を設け、
前記制御部には、前記第2と第1の独立排気通路のシリンダ側排気開口を開き前記第2と第1の独立排気通路と前記燃焼室とを連通させる制御開口が形成され、
前記制御開口は、前記ピストンの下降で前記第２の独立排気通路のシリンダ側排気開口を開き始め、前記第1の独立排気通路のシリンダ側排気開口は閉じ、
さらに、前記ピストンの下降で前記第２の独立排気通路のシリンダ側排気開口と、前記第１の独立排気通路のシリンダ側排気開口とを開くように構成したことを特徴とする２サイクルエンジン。
【請求項２】
前記少なくとも１つの独立排気通路のシリンダ側排気開口は、掃気通路のシリンダ側掃気開口よりピストン上死点側に位置することを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジン。
【請求項３】
前記排気管の独立排気通路の下流側は、前記マフラーの前段で合流することを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジン。
【請求項４】
前記シリンダヘッドの内壁に前記制御部の逃げ凹部を形成し、
前記シリンダヘッドに前記燃焼室に臨むように点火プラグを取り付けると共に、前記逃げ凹部に臨むように補助点火プラグを取り付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車等の車両には、２サイクルエンジンが搭載され、この２サイクルエンジンには排気装置が備えられる。この排気装置として、例えばシリンダ本体の排気通路に排気管を接続し、この排気管にマフラーを備えるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような２サイクルエンジンでは、燃焼室内で圧縮された混合気が爆発し、ピストンを押し下げてピストンの下降で排気通路のシリンダ側排気開口が開き、排気ガスが排出され、さらにピストンの下降で掃気通路のシリンダ側掃気開口が開き、このシリンダ側掃気開口からピストンの下降によって圧縮されたクランク室内の混合気が燃焼室内に掃気され、燃焼室内の排気ガスをシリンダ側排気開口から追い出すが、このとき一部の混合気も一緒に排気されるため、燃焼効率が低下し、しかも排気ガス中のＨＣ（炭化水素）やＮＯｘ（窒素酸化物）が増加する。
【０００４】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、燃焼効率が向上し、しかも排気ガス中のＨＣ（炭化水素）やＮＯｘ（窒素酸化物）を軽減することが可能な２サイクルエンジンを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、  シリンダ本体のシリンダと、このシリンダに設けられるピストンと、前記シリンダ本体
に載置されるシリンダヘッドとで燃焼室を形成し、前記シリンダ本体の排気通路に排気管を接続し、前記排気管にマフラーを備える２サイクルエンジンにおいて、
前記排気通路は、シリンダ軸方向に区画してシリンダヘッド側から順に第2と第1の独立排気通路とし、
前記排気管は、前記第2と第1の独立排気通路に連通した独立排気管通路を備え、
前記ピストンの頭部の一部からシリンダ内壁に沿ってシリンダヘッド方向に延び前記ピストンの往復動によって前記第2と第1の独立排気通路のシリンダ側排気開口を開閉制御する制御部を設け、
前記制御部には、前記第2と第1の独立排気通路のシリンダ側排気開口を開き前記第2と第1の独立排気通路と前記燃焼室とを連通させる制御開口が形成され、
前記制御開口は、前記ピストンの下降で前記第２の独立排気通路のシリンダ側排気開口を開き始め、前記第1の独立排気通路のシリンダ側排気開口は閉じ、
さらに、前記ピストンの下降で前記第２の独立排気通路のシリンダ側排気開口と、前記第１の独立排気通路のシリンダ側排気開口とを開くように構成したことを特徴とする２サイクルエンジンである。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、ピストンの下降によって圧縮されたクランク室内の混合気が燃焼室内に掃気されると、燃焼室内の排気ガスがピストンの頭部に形成された制御部の制御開口によって開かれたシリンダ側排気開口から追い出され、混合気が排気ガスと一緒に排気されることが軽減され、燃焼効率が向上し、しかも排気ガス中のＨＣ（炭化水素）やＮＯｘ（窒素酸化物）を軽減することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記少なくとも１つの独立排気通路のシリンダ側排気開口は、掃気通路のシリンダ側掃気開口よりピストン上死点側に位置することを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジンである。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、シリンダ側掃気開口よりピストン上死点側に位置するシリンダ側排気開口から燃焼室内の排気ガスがピストンの頭部に形成された制御部の制御開口によって開かれたシリンダ側排気開口から追い出され、混合気が排気ガスと一緒に排気されることが軽減される。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記排気管の独立排気通路の下流側は、前記マフラーの前段で合流することを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジンである。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、排気管の独立排気通路の下流側がマフラーの前段で合流することで、排気音が消音される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記シリンダヘッドの内壁に前記制御部の逃げ凹部を形成し、
前記シリンダヘッドに前記燃焼室に臨むように点火プラグを取り付けると共に、前記逃げ凹部に臨むように補助点火プラグを取り付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の２サイクルエンジンである。
【００１３】
この請求項４に記載の発明によれば、シリンダヘッドに燃焼室に臨むように点火プラグを取り付けると共に、逃げ凹部に臨むように補助点火プラグを取り付けることで、排気側に設けられる逃げ凹部での燃焼効率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の２サイクルエンジンの排気装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は排気装置を備える２サイクルエンジンの縦断面図、図２は図１のＩＩーＩＩ線に沿う断面図、図３はシリンダ側排気開口の制御を示す図、図４は排気管及びマフラーを示す斜視図、図５は複数の独立排気通路の開閉タイミング図である。
【００１５】
この２サイクルエンジン１はクランクケース２を備えており、クランクケース２にはシリンダ本体３が載置され、さらにシリンダ本体３にはシリンダヘッド４が載置されている。クランクケース２にはクランク軸５が回動可能に軸支され、またクランクケース２とシリンダ本体３とでクランク室６が形成されている。
【００１６】
シリンダ本体３のシリンダ７にはピストン８が往復動可能に設けられ、このピストン８にはピストンリング８０が設けられている。また、ピストン８のピストンピン８１には、コンロッド９の小端部が連結され、クランク軸５のクランクピン５０にはコンロッド９の小端部が連結され、ピストン８はコンロッド９を介してクランク軸５に連結されている。このコンロッド９により、ピストン８の往復運動が回転運動に変換されてクランク軸５に伝達される。
【００１７】
シリンダ本体３のシリンダ７と、ピストン８の頭部と、シリンダヘッド４との間に燃焼室１０が形成され、シリンダヘッド４には点火プラグ１１が燃焼室１０に臨むように取り付けられている。
【００１８】
シリンダ本体３には吸気通路１２がクランク室６に連通して形成され、この吸気通路１２にはリードバルブ１３がキャブレタ１４を介して取り付けられている。リードバルブ１３はクランク室６が負圧になる吸気行程で開き、キャブレタ１４で燃料を空気に混合し、この混合気が吸気通路１２から吸入される。このようにリードバルブ１３は、吸気通路１２からクランク室６に向かう吸入空気の流れのみを許容し、クランク室６を吸入空気の一次圧縮室としている。
【００１９】
このシリンダ本体３には掃気行程でクランク室６と燃焼室１０とを連通する４個の主掃気通路１５が形成されると共に、吸気通路１２と燃焼室１０とを連通する副掃気通路１６が形成されている。
【００２０】
また、シリンダ本体３には排気行程で燃焼室１０の排気ガスを排出する排気通路１７が形成されている。この排気通路１７はシリンダ軸方向に隔壁１００により区画した複数の独立排気通路１７ａ，１７ｂとしている。
【００２１】
また、シリンダ本体３の排気通路１７には排気管１８を接続し、この排気管１８にマフラー１９が備えられている。この排気管１８は複数の独立排気通路１７ａ，１７ｂに連通した独立排気管通路１８ａ，１８ｂを備えている。
【００２２】
排気管１８の独立排気通路１８ａ，１８ｂの下流側は、マフラー１９の前段で合流し、マフラー１９で排気音が消音される。
【００２３】
ピストン８の頭部８ａには制御部８ｂが設けられ、この制御部８ｂには制御開口８ｃが形成されている。シリンダヘッド４の内壁にはピストン８の制御部８ｂに対応した位置に逃げ凹部４ａが形成されている。
【００２４】
ピストン８の往復動によって制御部８ｂが複数の独立排気通路１７ａ，１７ｂのシリンダ側排気開口１７ａ１，１７ｂ１を開閉制御する。独立排気通路１７ａのシリンダ側排気開口１７ａ１は、主掃気通路１５のシリンダ側掃気開口１５ａ及び副掃気通路１６のシリンダ側掃気開口１６ａよりピストン上死点側に位置している。
【００２５】
この実施の形態の２サイクルエンジンでは、図5に示すように、ピストン８が上死点ＴＤＣに位置する時には、ピストン８の制御部８ｂが逃げ凹部４ａに位置している。この状態で燃焼室１０内において圧縮された混合気が点火プラグ１１の着火によって爆発して燃焼し、ピストン８を押し下げてピストン８の下降で図5に示すように、制御部８ｂの制御開口８ｃが第２の独立排気通路１７ａのシリンダ側排気開口１７ａ１を開き始めて排気ガスが排出される。
【００２６】
さらに、ピストン８の下降で主掃気通路１５のシリンダ側掃気開口１５ａ及び副掃気通路１６のシリンダ側掃気開口１６ａが開き、このシリンダ側掃気開口１５ａ，１６ａからピストンの下降によって圧縮されたクランク室６内の混合気が燃焼室１０内に掃気され、燃焼室１０内の排気ガスをシリンダ側排気開口１７ａ１から追い出すが、このとき制御部８ｂによって第１の独立排気通路１７ｂのシリンダ側排気開口１７ｂ１が閉じられているから一部の混合気が一緒に排気されることが防止される。
【００２７】
そして、さらにピストン８の下降によって圧縮されたクランク室６内の混合気が燃焼室１０内に掃気されると、制御部８ｂの制御開口８ｃが独立排気通路１７ａ，１７ｂのシリンダ側排気開口１７ａ１，１７ｂ１を開き、燃焼室１０内の排気ガスがシリンダ側排気開口１７ａ１，１７ｂ１から追い出され、混合気が排気ガスと一緒に排気されることが軽減され、燃焼効率が向上し、しかも排気ガス中のＨＣ（炭化水素）やＮＯｘ（窒素酸化物）を軽減することができる。
【００２８】
図６は排気装置を備える２サイクルエンジンの他の実施の形態の縦断面図である。この実施の形態では、シリンダヘッド４の内壁に形成した逃げ凹部４ａに臨むように補助点火プラグ１１０が取り付けられ、補助点火プラグ１１０によって排気側に設けられる逃げ凹部４ａでの燃焼効率を向上させている。
【００２９】
【発明の効果】
前記したように、請求項１に記載の発明では、ピストンの下降によって圧縮されたクランク室内の混合気が燃焼室内に掃気されると、燃焼室内の排気ガスがピストンの頭部に形成された制御部の制御開口によって開かれたシリンダ側排気開口から追い出され、混合気が排気ガスと一緒に排気されることが軽減され、燃焼効率が向上し、しかも排気ガス中のＨＣ（炭化水素）やＮＯｘ（窒素酸化物）を軽減することができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明では、シリンダ側掃気開口よりピストン上死点側に位置するシリンダ側排気開口から燃焼室内の排気ガスがピストンの頭部に形成された制御部の制御開口によって開かれたシリンダ側排気開口から追い出され、混合気が排気ガスと一緒に排気されることが軽減される。
【００３１】
請求項３に記載の発明では、排気管の独立排気通路の下流側がマフラーの前段で合流することで、排気音が消音される。
【００３２】
請求項４に記載の発明では、シリンダヘッドに燃焼室に臨むように点火プラグを取り付けると共に、逃げ凹部に臨むように補助点火プラグを取り付けることで、排気側に設けられる逃げ凹部での燃焼効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気装置を備える２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図２】図１のＩＩーＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】シリンダ側排気開口の制御を示す図である。
【図４】排気管及びマフラーを示す斜視図である。
【図５】複数の独立排気通路の開閉タイミング図である。
【図６】排気装置を備える２サイクルエンジンの他の実施の形態の縦断面図である。
【符号の説明】
１  ２サイクルエンジン
３  シリンダ本体
８  ピストン
８ａ  ピストン８の頭部
８ｂ  制御部
１７  排気通路
１７ａ，１７ｂ  独立排気通路
１８  排気管
１８ａ，１８ｂ  独立排気管通路
１９  マフラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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