(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンシリンダの壁面に設けられた排気ポートに連通する排気通路に対して、当該排気通路の断面積を可変にする排気制御弁を備えた２サイクルエンジンの排気制御弁構造であって、
前記排気通路は、前記排気ポートの中心軸線と交叉する方向に延在する第１通路部と、前記排気ポートと前記第１通路部とを連通する第２通路部と、から成り、
前記排気制御弁は、前記第１通路部と前記第２通路部とを連通させている連通開口を開放させる切欠開口が形成された円筒状の部材で構成されて、断面円形の前記第１通路内に当該第１通路部の延在方向と平行な軸を回転中心として回転可能に納められており、当該排気制御弁が回転変位することにより前記連通開口の面積を可変とし、また、前記第１通路部分では当該切欠開口を通して流入した排気が当該排気制御弁の内部をその回転中心軸方向へ流れ、
更に、前記排気制御弁は、前記排気ポートに接近して設けられ、当該排気制御弁が当該排気ポートの上縁側から閉動作を行うことによりエンジンの排気タイミングを可変にし、
更に、前記排気制御弁の排気経路へ繋がる開口とは他端側の開口には、排気脈動効果を得るための排気チャンバが接続されていることを特徴とする２サイクルエンジンの排気制御弁構造。
【請求項２】
請求項１に記載の２サイクルエンジンの排気制御弁構造において、
前記第２通路部内には当該第２通路部を比較的断面積が大きい上側通路部と比較的断面積が小さい下側通路部とに二分するリブが設けられており、
前記排気制御弁を回転変位させることにより、前記切欠開口で前記連通開口を完全に解放した全開状態、当該切欠開口の制御縁部を当該リブまで降ろして下側通路部だけが開通した中間状態、当該切欠開口の制御縁部を更に降ろして上側通路部と下側通路部とが閉塞された全閉状態、が得られることを特徴とする２サイクルエンジンの排気制御弁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ポートに通じる排気通路の断面積を可変にする排気制御弁を備えた２サイクルエンジンに関し、特に、２サイクルエンジンに対して排気制御弁を合理的に設けるための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクルエンジンは、構造や機構が比較的単純である等といったことから、小型にして高出力を得ることができるエンジンとして知られており、例えば自動二輪車や小型船舶の原動機として広く用いられている。
このような２サイクルエンジンでは、その排気ポート部分に弁を設け、当該弁を開閉することにより排気を制御し、エンジンを良好な状態で運転させる技術が知られている。
【０００３】
例えば、特開平７−７１２７９号公報、特開平７−１８０５５６号公報、特公平７−３５７２６号公報に記載される２サイクルエンジンでは、排気ポートの上縁付近の排気通路内壁に排気ポートを開閉する排気制御弁を設け、エンジンの低速・低負荷運転時には、排気制御弁で排気ポートを略全閉とすることにより、気筒内圧力を適正に制御して燃焼室内に残留した既燃ガスの熱エネルギーで燃焼室内の新気を活性化させて、自己着火燃焼を行わせる活性熱雰囲気燃焼を実現し、これによって、エンジンの燃費の向上及び排気ガスの浄化を実現している。
【０００４】
また、例えば特開昭５６−５６９１５号公報や特開平３−１５６１２２号公報に記載される２サイクルエンジンでは、排気ポートの上縁付近の排気通路内壁に排気タイミングを変化させる排気制御弁を設け、エンジンの高速運転時には排気制御弁を全開とし、排気ポートが開き始める時期（排気タイミング）を進めて掃気を促進させる一方、エンジンの低速運転時には排気制御弁を若干閉め気味とし、排気タイミングを遅らせて新気の吹き抜けを防止するようにしている。
【０００５】
上記のような２サイクルエンジンでは、排気制御弁を枢軸で支持して排気ポートの上縁付近に設け、排気制御弁を回転させることにより排気ポートの開口面積を可変にしている。
さらに、排気タイミングを制御する場合には、特に、排気制御弁はその制御縁（すなわち、排気ポートを開閉する縁部）が排気ポート内に臨むようにできるだけ排気ポートに接近して設けることが要求されることから、当該排気制御弁を支持する枢軸も排気ポートの近傍に配設することが要求される。なお、枢軸を排気ポートから離れた位置に配設する場合には、排気制御弁の回転半径が大きくなって、可動部の剛性が十分に得られないばかりか当該構造部分が大型化してしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の２サイクルエンジンの排気制御弁構造にあっては、シリンダブロックの排気ポートの近傍位置に排気制御弁を直接支持させているため、シリンダブロック自体に軸受部等といった複雑な加工を施さなければならず、また、排気制御弁の取付作業性も悪いという問題があった。また、シリンダブロック自体に軸受部や排気制御弁を納めるための窪み部を形成しなれればならないため、シリンダブロックの大型化を招いていた。また、これら軸受部や窪み部は、排気ポートに連なる排気通路に臨んで設けられることから、当該排気通路の内周面が凸凹となって、排気の円滑な流れを阻害し、また、排気脈動効果を利用して排気効率を向上させようとする場合には、排気が円滑に流れないことによって所期の効果が得られないという問題があった。
【０００７】
さらに、複数気筒のエンジンの場合には、各気筒の排気制御弁を同期して駆動するために制御弁間を連結させるが、各気筒の排気ポート近傍に各排気制御弁が設けられていることから、当該連結機構が複雑な構造となってしまうという問題があった。また、各気筒からの排気を排気マニホルドで集合させる場合には、排気制御弁を設けているスペースによって、排気を集合させることができる位置が排気ポートから離れた位置となってしまうことから、排気マニホルドがシリンダブロックから大きく張り出してパワーユニットが大型化してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、排気制御弁を合理的な構造にて取り付けた２サイクルエンジンの排気制御弁構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、排気制御弁の取付構造を単純化し、製作性及び取付作業性等を向上させた２サイクルエンジンの排気制御弁構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、複数の排気制御弁を一体物として構成して上記の目的を達成し、また、排気制御弁の内部を排気通路の一部に用いて、各気筒からの排気の集合を簡易な構造にて実現する２サイクルエンジンの排気制御弁構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る２サイクルエンジンの排気制御弁構造では、エンジンシリンダの壁面に設けられた排気ポートに連通する排気通路に、当該排気通路の断面積を可変にする排気制御弁を設けている。そして、この排気通路を、排気ポートの中心軸線と交叉する方向に延在する第１通路部と、排気ポートと第１通路部とを連通する第２通路部と、から構成し、排気制御弁を、第１通路部内に設けて、排気制御弁の回転中心を当該第１通路部の延在方向と平行としている。すなわち、本発明では、排気制御弁が回転変位することによって、第１通路部と第２通路部とを連通させている連通開口の面積を可変とし、活性熱雰囲気燃焼による制御や排気タイミングの制御等を行う。
【００１０】
したがって、シリンダブロックの排気ポート近傍位置には排気制御弁を設けるための軸受部や窪み部等といった複雑な加工を施す必要はなく、シリンダブロックを小型化できるとともに、排気制御弁の取付作業性が向上する。排気ポートに連なる排気通路の内周面を平滑なものとすることができ、排気を円滑に流し、排気脈動効果の利用効率を向上させることができる。
【００１１】
好適な一例として、本発明では、排気タイミングを制御する２サイクルエンジンに適用され、排気制御弁は、その回転軸線をエンジンシリンダの軸線と略直交する方向と平行に配して設けられるとともに、排気ポートに接近して設けられる。そして、排気制御弁が排気ポートの上縁側から閉動作を行うことにより、エンジンの排気タイミングを可変にする。
したがって、上記の作用効果を奏しつつ、更に、排気制御弁を排気ポートの接近させて設けたことにより、排気タイミング制御を精度よく行うことができる。
【００１２】
また、好適な他の一例として、本発明では、排気制御弁は、円筒状の部材で構成されて断面円形の第１通路内に回転可能に納められるとともに、第１通路部と第２通路部との間の連通開口を開放させる切欠開口が形成され、第１通路部分では排気が排気制御弁の内部をその回転中心軸方向へ流れる。
したがって、上記の作用効果を奏しつつ、更に、複数気筒のエンジンの場合には、円筒状の部材にそれぞれの切欠開口を形成するだけで各気筒の排気制御弁を構成することができ、これら排気制御弁の同期駆動も当該円筒状部材を回転させるだけで行うことができる。また、排気制御弁が排気ポートからの排気を外部へ導く排気経路の一部を構成していることから、複数気筒のエンジンの場合には、排気制御弁（第１通路部）が排気マニホルドを構成することとなり、あえて排気集合構造を設計しなくとも、シリンダブロックから排気経路をさほど張り出させない状態で排気集合を実現することができる。
【００１３】
なお、本発明は、排気制御弁を有した２サイクルエンジンであれば、単気筒であるか多気筒であるかを問わず、いずれの場合においても適用することができる。
また、本発明は、排気タイミングを変更するための排気制御弁を備えた２サイクルエンジンや、活性熱雰囲気燃焼を行わせるための排気制御弁を備えた２サイクルエンジンのみならず、例えば触媒による排気の浄化性能を向上させるために排気温度に応じて排気制御弁で排気ポートの開口面積を変更させる２サイクルエンジン（特開平７−９７９１２号公報）等、排気ポート開口面積を変更させるための排気制御弁を備えた２サイクルエンジンに広く適用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る並列３気筒の２サイクルエンジンを図面を参照して説明する。
なお、本実施形態では、特開昭６２−５９１９４号公報や特開平５−２４６３８５号公報に記載されるように、乗員が船体上に跨って乗船し、船体内に収容したエンジンの駆動力により船体を推進させる鞍乗り式のジェット推進ボートに搭載した３気筒２サイクルエンジンを例にとって説明する。
図１には本実施形態に係る鞍乗り式のジェット推進ボートをその一部を破断して示し、図２にはそのＡ−Ａ矢視断面の構造を示してある。
【００１５】
図示のように、船体１には、その略中央部に操舵ハンドル２が設けられ、この操舵ハンドル２の後部に鞍型の座席部３が設けられている。すなわち、乗員は座席部３上に跨って着座し（なお、図２に示すように乗員はステップ部７に足を載せた状態となる。）、操舵ハンドル２を操作することにより、当該ジェット推進ボートを操縦する。
船体１は強化プラスチック（ＦＲＰ）等から形成されたロアハルパネル４とアッパーハルパネル５とを上下から接合させた構造であり、内部に空間６が形成された浮力体構造となっている。なお、アッパーハルパネル５の座席部３の側部にあたる部分はステップ部７に形成され、空間６のステップ部７の下方にあたる部分には浮力体フロート８が充填されている。
【００１６】
船体１内の空間６にはエンジン９等から成るパワーユニットが納められており、良好な操舵感を得るための船体重心位置や船体の後端部に設けられるジェット推進機１０との配置関係等から、エンジン９は座席部３の下部に形成されている比較的狭い空間６に配設されている。
ジェット推進機１０は、船底に開口した取水口１１から船体後端に開口したジェットノズル１２に至る流路を形成して、当該流路内にインペラ１３を回転自在に収容し、このインペラ１３をドライブシャフト１４を介してエンジン９のアウトプットシャフト１５に接続した構造である。なお、図１中に示す、１６はドライブシャフト１４を水密性をもって回転自在に支持するシール部材である。
したがって、エンジン９によりインペラ１３が回転駆動されると、取水口１１から取り入れられた水がジェットノズル１２から勢いよく噴出され、これによって船体１が前方へ推進される。
【００１７】
エンジン９は３つ気筒をクランクシャフトに対して並列に配した２サイクルエンジンであり、クランクシャフトを船体１の前後方向へ延設させて、座席部３の下部に形成される断面略逆錐形の空間６内に各気筒のシリンダ軸線を船底中央の逆錐形の頂部に指向する態勢で配設されている。
エンジン９は、クランクケース２３の上方にシリンダブロック２４とシリンダヘッド２５とが順次重ねて一体に結合されており、クランクケース２３をエンジンハンガ２６に取り付け、エンジンハンガ２６をマウンティングブロック２７を介してロアハルパネル４に形成されたボス２８に取り付けることにより、船体１に取り付けられている。
【００１８】
図２及び図３に詳示すように、エンジン９のシリンダブロック２４に形成された３つのシリンダ孔２９にはそれぞれピストン３０が摺動自在に嵌装されており、各ピストン３０はクランクシャフト３１にコネクティングロッド３２を介して連結されている。したがって、ピストン３０の昇降に伴ってクランクシャフト３１が回転駆動され、この回転駆動力がアウトプットシャフト１５から出力されてインペラ１３が回転駆動される。
なお、図３に示すように、本例では、３気筒エンジン９の各気筒の行程位相角を１２０度ずつずらせてあり、例えば、中央の気筒のピストン３０が最上位置であれば、左側の気筒のピストン３０が最下位置から少し上まで上昇した位置、右側の気筒のピストン３０が最下位置から少し上まで下降した位置、といった行程位相角となる。このように１２０度の行程位相角をもたせることによって、排気チャンバを設けずとも、排気脈動効果を得ることができる。
【００１９】
シリンダブロック２４の一方の側面（図２中の左側面）には各気筒に対応して吸気ポート３３が設けられており、これら吸気ポート３３内にはそれぞれリード弁３４が設けられている。各吸気ポート３３には吸気マニホルド３５を介してそれぞれ気化器３６が接続されており、気化器３６の上流にはエアークリーナ３７が接続されている。なお、気化器３６には燃料タンク３８からの燃料が供給されるようになっている。
したがって、操舵ハンドル２に付設されたスロットルレバー（図示せず）を操作することにより気化器３６のスロットル弁開度が調整され、エアークリーナ３７からの空気に気化器３６で燃料が混合され、当該混合気がリード弁３４及び吸気マニホルド３５を介してクランクケース２３内に供給される。
【００２０】
図４及び図５に詳示するように、シリンダブロック２４の他方の側面（図２中の右側面）には各気筒に対応して排気ポート３９が設けられており、各気筒の排気ポート３９は、各気筒毎にシリンダブロック２４に形成された第２排気通路部４３にそれぞれ連通している。
また、シリンダブロック２４の側面部は若干膨出した形状となっており、当該膨出部４１の内部には排気ポート３９の中心軸線と交叉する方向に延在する第１排気通路部４４が形成されている。この第１排気通路部４４にはその側面から各第２排気通路部４３が連通しており、各気筒の排気ポート３９からの排気がそれぞれ第２排気通路部４３を通して第１排気通路部４４で集合されるようになっている。すなわち、第１排気通路部４４と第２排気通路部４３とにより、排気マニホルド構造が形成されている。
【００２１】
ここで、第１排気通路部４４と第２排気通路部４３との各連通部を連通開口４５と称し、後述するように、これら連通開口４５が排気制御弁で排気通路断断面積を変更する際の制御対象位置となる。
また、各第２排気通路部４３は一方が排気ポート３９で他方が連通開口４５であり、各第２排気通路部４３の形状は排気ポート３９の曲面と連通開口４５の曲面とをつなぐ鞍型となっている。
【００２２】
第１排気通路部４４は断面形状が円形の通路であり、この第１排気通路部４４内には円筒形状の部材で構成された排気制御弁４０が軸受４６を介して回転自在に納められている。
また、排気制御弁４０の円筒側面部には各連通開口４５に対応する３つの切欠開口４７が形成されており、第１排気通路部４４と第２排気通路部４３とは連通開口４５及び切欠開口４７を通して連通する。すなわち、第１排気通路部４４と第２排気通路部４３で構成される排気マニホルドの一部の通路部分（集合部）は、排気制御弁４０の内部通路によって構成されている。
【００２３】
なお、排気制御弁４０は後述するように駆動されてその円筒軸（第１排気通路部４４の延在方向と平行な軸）を中心として回転し、切欠開口４７の縁部（制御縁部）が連通開口４５を上方（すなわち、本例では排気ポート３９の上方）側から塞ぐことにより、連通開口４５を全開させた状態と全閉させた状態の間でその開口面積を変更する。すなわち、後述するシリンダ装置によって船速に応じて揺動駆動され、船艇の運転状況に応じた最適な排気開口率となるように排気制御弁４０が排気通路の開口面積を制御し、低速・低負荷運転時に排気通路（実質的には排気ポート）を略閉塞させて活性熱雰囲気燃焼を行わせ、燃費の向上や排気の清浄化を実現する。
【００２４】
上記のような構造で排気制御弁４０を設けたことにより、排気ポート３９の近傍部分に排気制御弁を設けるための窪み部や軸受部を設けることがなくなるため、これらを設けることによって生じていたシリンダブロック２４の大型化を回避し、また、排気の流れの阻害を防止することができる。すなわち、第２排気通路部４３は、少なくとも、シリンダ孔の内周面に沿った排気ポート３９の曲面と第１排気通路部４４の内周面に沿った連通開口４５の曲面を吸収するための空間として構成されることから、この最低限の要求を満たすように第２排気通路部４３の長さを極力短くして、シリンダブロック２４を小型化することができるとともに、排気の流れを阻害することなく排気制御弁４０の制御縁部４７を排気ポート３９の至近位置に設けることができる。
さらに、本例のように多気筒エンジンとした場合にあっても、従来のように個々の排気制御弁を連結する必要がなくなり、エンジン回りの構造を簡素化して、パワーユニットの小型化を実現することができる。
【００２５】
本例では、図４に示すように、第２排気通路部４３内に当該排気通路４３を比較的断面積が大きい上側通路部４３ａと比較的断面積が小さい下側通路部４３ｂとに二分するリブ６９を設けており、排気制御弁４０を回転変位させることにより、切欠開口４７で連通開口４５を完全に解放して上側通路部４３ａと下側通路部４３ｂとが開通した全開状態、切欠開口４７の制御縁部をリブ６９まで降ろして下側通路部４３ｂだけが開通した中間状態、切欠開口４７の制御縁部を更に降ろして上側通路部４３ａと下側通路部４３ｂとが閉塞された全閉状態、が得られる。
【００２６】
上記した第１排気通路部４４はその一端でシリンダブロック２４に形成した開口４８を介して排気チャンバ４２に接続されている。また、排気チャンバ４２は船体後端部に設けられたサイレンサ（図示せず）に接続されており、排気ポート３９からの排気が第２排気通路部４３、第１排気通路部４４（排気制御弁４０の内部通路）、排気チャンバ４２、サイレンサを介して図外の排気口から船体１の外部へ排出されるようになっている。すなわち、第１排気通路部４４では排気が排気制御弁４０の内部をその回転中心軸方向へ流れて排出される。
なお、本例では、シリンダブロック２４への加工が容易なように、第１排気通路部４４は膨出部４１を貫通する筒状に形成してあるが、排気制御弁４０を底板４０ａを有した有底な円筒管とし、この底板４０ａによって第１排気通路部４４の他端に形成されている開口４８ａを閉塞している。
【００２７】
また、図４に示すように、排気マニホルドの構成部分となるシリンダブロックの膨出部４１には冷却水を流通させるウオータジャケット５０が形成され、シリンダブロック２４にも当該ウオータジャケット５０に連通して冷却水を流通させるウオータジャケット５２が形成されている。これによって、排気制御弁の軸受４６や排気制御弁４０が極度に加熱されることが防止されている。
また、各シリンダ孔２９の上部には５つの掃気ポート５３が形成されており、各掃気ポート５３はシリンダブロック２４を縦方向に貫く掃気通路５４を介してクランクケース２３内に連通している。
したがって、クランクケース２３内に供給された混合気がピストン３０の下降によって圧縮され、掃気通路５４及び掃気ポート５３を介してシリンダ内の燃焼室に圧送されるといった２サイクルエンジンにおける掃気動作が行われる。
【００２８】
図５に示すように、シリンダブロック２４の外側壁には排気制御弁の駆動アクチュエータとなるシリンダ装置５５が取り付けられており、このシリンダ装置５５のピストンロッド５６はその先端で排気制御弁４０に連結されている。
図６に詳示するように、シリンダ装置５５は、シリンダ本体５７内にダイアフラム５８を介してピストン５９を摺動自在に収容し、このピストン５９にシリンダ本体５７から突出するピストンロッド５６を取り付けたものである。
【００２９】
そして、シリンダ本体５７にはピストン５９の受圧面が臨む圧力室６０に流体を供給する流入ポート６１と、圧力室から流体を排出する流出ポート６２とが形成されており、また、圧力室６０からの水圧に抗する方向へピストン５９を常に付勢するリターンスプリング６３が設けられている。
したがって、圧力室６０に或る一定以上の水圧がかかると、ピストン５９はリターンスプリング６３に抗して移動し、ピストンロッド５６を突出させる一方、当該水圧が或る一定未満に減少するとリターンスプリング６３による復帰力でピストンロッド５６を引込める動作を行う。
【００３０】
図５に示すように、排気制御弁４０には外部へ回動可能に突出するレバー６６が取り付けられ、また、ピストンロッド５６の先端に取り付けたピン６４が、レバー６６に形成した長孔６５に係合しており、この連結構造によって、ピストンロッド５６の移動によってレバー６６と共に排気制御弁４０がその中心軸回りに回転するようになっている。
すなわち、圧力室６０に或る一定以上の高水圧がかかってピストンロッド５６が突出すると、レバー６６が回転して排気制御弁４０が排気通路の連通開口４５を１００％の開口率にする一方、当該水圧が減少すると、ピストンロッド５６が引込んでレバー６６が反対方向へ回転し、遂には、排気制御弁４０が連通開口４５を全閉にして排気通路を閉塞する。そして、この全開状態と全閉状態との間の水圧では、ピストンロッド５６の突出量が中間となって、第２排気通路部４３の下側通路部４３ｂだけが通じた中間状態となる。
【００３１】
ここで、本実施形態では図７に示すように、シリンダ装置５５の圧力室６０にはジェット推進機１０によって加圧された水流が供給されており、インペラ１３の回転数が上昇して当該水流の圧力が上昇することにより、排気制御弁４０が開方向へ駆動されて排気通路面積を１００％の開口率にする。一方、インペラ１３の回転数があまり高くない状態（すなわち、低速・低負荷時運転の状態）では、圧力室６０に導かれる水流の圧力がかなり低い状態となり、リターンスプリング６３の付勢力によって排気制御弁４０が閉方向へ駆動され、排気通路面積を略全閉にして活性熱雰囲気燃焼の状態にする。そして、これらの中間的な運転状態では、圧力室６０に導かれる水流の圧力とリターンスプリング６３の付勢力とのバランスによって、排気制御弁４０が上側通路部４３ａだけを閉塞して、排気を或る程度制限した燃焼状態にする。
なお、同図中の、６７はサーモケースであり、６８は冷却水を船外へ排出するドレインプラグである。
【００３２】
また、図３に示すように、本実施形態のエンジン９は分離給油方式の２サイクルエンジンであり、そのクランクシャフト３１の先端部にオイルポンプ７０を設け、このオイルポンプ７０をクランクシャフト３１の回転で駆動することにより、シリンダブロック２４等に設けられた油路７１等を介して、潤滑油タンク７２からエンジン９の各所に潤滑オイルを圧送給油する。なお、油路７１は掃気通路５４からオイルシール７１ａの内側にあるクランクシャフト３１の軸受部へ通じており、エンジン内に供給された潤滑油の一部が掃気通路５４を戻る時に油路７１内に入り込んでクランクシャフト軸受部を潤滑する。
なお、図２中における７３は潤滑油タンク７２へ潤滑オイルを補給するためのオイルリッドであり、図１中における７４は燃料タンク３８へ燃料を補給するためのフューエルリッドである。また、図１乃至図３に示す７５は各気筒毎に設けられた点火プラグであり、これによって燃焼室内の圧縮気を点火する。
【００３３】
上記構成のジェット推進ボートは、ステップ部７に足を乗せて座席部３に跨って着座した乗員が操舵ハンドル２を操作することにより操縦される。
そして、高速運転の状態では、排気制御弁４０は連通開口４５を全開状態としており、吸気ポート３３からクランクケース２３内に供給された混合気をピストン３０の下降に伴って掃気通路５４を介して掃気ポート５３から燃焼室内に供給し、ピストン３０の上昇によって混合気を圧縮して点火プラグ７５により点火燃焼させ、再びピストン３０の下降によって既燃ガスを排気ポート３９から排気するとともに掃気を行うといった通常の２サイクル行程を繰り返し行い、インペラ１３を高速回転させる。
【００３４】
一方、本実施形態では活性熱雰囲気燃焼を行わせることから、インペラ１３の回転速度が低速となる低負荷運転の状態では、排気制御弁４０が連通開口４５を全閉状態とし、エンジン９に活性熱雰囲気燃焼で運転を維持させ、低速・低負荷運転における燃費の向上及び排気の浄化を実現する。
また、このような高速運転状態と低速運転状態との間の或る運転状態では、排気制御弁４０が連通開口４５を上側通路部４３ａの部分だけで閉状態とし、エンジン９からの排気を或る程度制限して、当該運転状態における燃費の向上及び排気の浄化を実現する。
【００３５】
このようなエンジン９の運転状態において、排気ポート３９から排出される排気は、円滑な内周面で連続する第２排気通路部４３及び第１排気通路部４４を通して外部へ排出されるため、排気の流れが円滑となって、排気チャンバ４２による所期の排気脈動効果を得ることができる。
【００３６】
ここで、本発明では、排気脈動効果を得るための排気チャンバは必須ではないが、排気脈動効果を得るための排気チャンバと、排気を流すための経路と排気脈動を得るための経路とを分離した排気系構造としてもよい。すなわち、図５中に仮想線で示すように、底板４０ａを廃止して排気制御弁４０の他端開口に排気脈動効果を得るための排気チャンバ１４２を接続するとともに、排気を流すための経路中に設けられていた排気チャンバ４２を廃止し、排気チャンバ１４２で得られる排気脈動効果によって、排気開口４８からの排気効率を向上させるようにしてもよい。そして、本発明の構造によれば第２排気通路部４３を極力短くすることができるため、このような排気チャンバ１４２内に設けられる排気触媒を排気ポート３９に接近させて配置することができ、高温な排気を触媒に接触させて排気浄化効率を向上させることができるとともに、触媒反応熱による排気ガス温度の変化がもたらす排気チャンバ適合のズレ、かつ、触媒本体によるチャンバ反射波の減衰を最少におさえる事ができ、高出力が得られる。
【００３７】
図８には、本発明を単気筒の２サイクルエンジンに適用し、また、排気制御弁４０を排気ポート３９に極力接近させて配置した他の一実施形態を示してある。なお、上記した実施形態と同一な機能部分には同一符号を付して、重複する説明は割愛する。
本例では、排気制御弁４０を、単純な円筒形状ではなく、切欠開口部４７を形成する部分がシリンダ孔２９の内周面に沿ったコマ型の形状にした有底４０ａな円筒形状としている。
【００３８】
そして、切欠開口４７が排気ポート３９に接するように、排気制御弁４０は排気ポート３９に接近して中心軸回りに回転自在に配置されている。すなわち、排気制御弁４０が回転することによって、切欠開口４７の制御縁がなぞる連通開口４５の一部（同図に示す断面位置の部分）が排気ポート３９に接しており、排気ポート３９と連通開口４５との間に形成される第２排気通路部４３は当該接触部分では長さを有しない鞍型の形状となっている。
なお、同図に示す断面位置では表れていないが、上記した実施形態と同様に、この排気制御弁４０にも回転駆動させるためのレバーが取り付けられており、当該レバーにはシリンダ機構５５と同様なアクチュエータが連結されている。
【００３９】
本例のように、排気制御弁４０を配置することにより、排気ポート３９を直接的に上縁側から閉じて、排気ポート３９が開口する上縁位置をピストン行程の下方側へ変更することができる。したがって、２サイクルエンジンの運転状況に応じて排気制御弁４０を回転変位させることにより、排気タイミングを変更することができ、エンジンを効率よく運転させることができる。
【００４０】
なお、上記した各実施形態では、シリンダブロック２４の膨出部４１に排気制御弁を納めるようにしたが、この膨出部４１はシリンダブロック２４とは別体の部品として形成して、シリンダブロック２４に取り付けるようにしてもよい。
また、上記した各実施形態では円筒形状の排気制御弁４０を示したが、排気制御弁は円筒形状でなくとも円筒の一部を成すような湾曲した板体であってもよい。
また、排気制御弁４０の切欠開口４７の形状或いは連通開口４５の形状は、排気制御弁４０の回転角度に対して変化する形状にすることもでき、このようにすることによって、容易に排気通路面積を非線形に変化させることができる。
【００４１】
また、上記した実施形態では、排気制御弁４０を水圧によって動作するシリンダ機構５５により駆動するようにしたが、エンジンの回転数、エンジン負荷、スロットル開度等に応じて動作するサーボモータやソレノイド等の種々なアクチュエータで駆動するようにしてもよい。
また、上記した実施形態では鞍乗り式小型船舶を示したが、本発明は自動二輪車等の車両に搭載される２サイクルエンジンに広く適用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、排気通路を、排気ポートの中心軸線と交叉する方向に延在する第１通路部と、排気ポートと第１通路部とを連通する第２通路部と、から構成し、排気制御弁を、第１通路部内に回転自在に設けて、排気制御弁が回転変位することによって、第１通路部と第２通路部とを連通させている連通開口の面積を可変とし、活性熱雰囲気燃焼による制御や排気タイミングの制御等を行うようにしたため、シリンダブロックの排気ポート近傍位置に排気制御弁を納めるための窪み部や排気制御弁を支持するための軸受部を設ける必要がなくなり、シリンダブロックの小型化、排気通路の内周面の円滑化による排気の円滑な流れを実現することができ、排気脈動効果を利用した排気効率の向上も実現することができる。
【００４３】
さらに、複数気筒のエンジンの場合にあっても、各気筒の排気制御弁を一体部品として構成することができることから、各排気制御弁を連結させるための特別な機構が不要となり、また、この排気制御弁（第１排気通路部）を利用して排気を集合化することができることから、排気ポートの近傍位置で排気を集合させることができて排気マニホルド構造をシリンダブロックからあまり張り出さずに構成することができ、総じて、エンジン回りの構造の簡素化によりパワーユニットを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るジェット推進ボートを一部破断して示す側面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンを示す縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの要部を示す縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンを横断面して示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る排気制御弁の駆動機構を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る冷却水の供給系路を説明する図である。
【図８】本発明の他の一実施形態に係る２サイクルエンジンを横断面して示す平面図である。
【符号の説明】
９・・・２サイクルエンジン、  ２４・・・シリンダブロック、
３９・・・排気ポート、  ４０・・・排気制御弁、  ４１・・・膨出部、
４３・・・第２排気通路部、  ４４・・・第１排気通路部、
４５・・・連通開口、  ４７・・・切欠開口、  ５５・・・シリンダ機構、
【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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【図７】
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【図８】
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