2ストロークパワーバルブシステム

2 ストローク パワー バルブ システムは、従来の2 ストローク エンジンを改良したもので、より広いRPM範囲にわたって高い出力を実現します。

ストロークとは、ピストンがシリンダーの全長にわたって移動する動作です。2 ストローク エンジンでは、2 つのストロークのうちの 1 つは吸気行程と圧縮行程を組み合わせ、もう 1 つのストロークは燃焼行程と排気行程を組み合わせます。

ピストンがシリンダー内で上昇すると、クランクケース内に低圧領域が形成され、シリンダー壁の穴を通して、または直接クランクケース内に、キャブレターから新鮮な空気と霧状の燃料が引き込まれます。ピストンが上昇し続けると、移送ポートと排気ポートが閉じられ、燃焼室内に可燃性混合気が閉じ込められます。ピストンがシリンダーの上部に達すると、シリンダー内の混合気が点火点まで圧縮されます。

点火が起こると、2 番目のストロークが始まります。空気と燃料の混合気が点火されると、パワー ストロークが始まります。燃焼した燃料はピストン上部のシリンダー内に圧力を発生させ、シリンダーを下方に押し下げます。ピストンが下降ストロークの中間点を通過すると、シリンダー側面の排気ポートが開かれ、燃焼した燃料が膨張室またはマフラーに流れ込みます。

その後、ピストンは下方に移動し、前回の吸気・圧縮行程からの空気と燃料の混合気が残ります。ピストンの下方移動により排気ポートが露出するとすぐに、トランスファーポートが露出し始めます。トランスファーポートは、空気と燃料の混合気がクランクケースからピストン上部のシリンダーに移動する通路として機能します。ピストンが行程の底部に到達すると、2 番目の行程が完了し、プロセスが繰り返されます。

シンプルな 2 ストローク エンジン内部の可動部品は、クランクシャフト、コネクティング ロッド、ピストンだけです。しかし、設計がシンプルであるがゆえに、2 ストローク エンジンは燃費が悪く、望ましくない排気ガスの排出が大量に発生します。パワー ストロークの底部では、新鮮な燃料と空気の混合気を送るトランスファー ポートが排気ポートと同時に開きます。これにより、大量の新鮮な燃料が、動力生成の過程で燃焼されることなく、エンジンをまっすぐ通過できます。適切に設計された排気システムは、排気プロセスでの生の燃料損失を最小限に抑えるのに役立ちますが、キャブレター付きの 2 ストローク エンジンでは、常にいくらかの燃料が無駄になります (最新の直噴エンジンでは、これが回避されます)。

2 ストローク パフォーマンス バイクの多くのメーカーは、排気パワー バルブ システムをバイクに取り付けています。これらのバルブは、排気ポートの高さ (および幅) を変えるように機能し、より広い回転範囲でパワー供給を広げます。固定寸法の排気ポートは、狭い回転範囲でのみ使用可能なパワーを生み出し、燃料消費量と排出量にも影響します。

レースバイクでは、エンジンがほぼ常に高回転で作動するため、これは問題になりません。しかし、ロードバイクや通勤用バイクでは、パワー範囲が限られていることが問題になります。低回転でのパワーを高め、エンジンが高回転でのパワーを多く生み出せるようにするために、パワーバルブシステムが使用されます。

すべてのパワーバルブ システムは、排気ポートの開放時間を変化させ、エンジンに優れたトップエンド パワーと組み合わせた使用可能なローエンド パワーを提供します。メーカーは、拡張チャンバーの「調整長さ」を延長するサブ排気チャンバーも組み込んでいます。

パワーバルブの作動は、機械的（RPM 依存）または電気的（サーボモーター）手段で実行できますが、電子制御がますます普及しています。電子制御では、バルブの開度を変えたり、状況に合わせて調整したりできるだけでなく、精度も向上します。

AETC およびスーパー AETC スズキ エンジン、自動排気タイミング コントロール: 2 ブレード バージョンは VJ21 RGV250 に、3 ブレード バージョンは VJ22 RGV250 およびスズキ RG150に搭載されました。

AETC システムでは、パワーバルブ システムは通常、低回転数では部分的に閉じています。閉じているときは、エンジンのパワーを高めることができます。ただし、ある一定のレベルに達すると、エンジンが排気口から十分なガスを排出できなくなるため、パワーが低下します。パワーバルブが開くと、排気口からより多くのガスが排出されます。このシステムは、排気口の上にある小さなボックスで識別できます。パワーバルブはこのボックス内にあります。バルブによっては、2 枚 (旧バージョン) または 3 枚 (新バージョン) の独立したブレードで構成されている場合があります。

YPVS ヤマハ エンジン、ヤマハ パワー バルブ システム: ヤマハのエンジニアは、排気ポートの高さを変えることでエンジンのパワー伝達を効果的に変更し、回転範囲全体にわたって最適なパワーとトルクを実現できることに気付き、YPVS が誕生しました。バルブは、排気ポートの上部を横切る円筒形の「コットン リール」デザインで、 CDI (およびその他の場所) から情報を取得するコントロール ボックスから制御されるサーボ モーターによって回転します。バルブはわずかに楕円形です。これにより、さまざまなエンジン速度で排気ポートの高さとサイズが変わり、すべての回転範囲で利用可能なパワーが最大化されます。ほとんどの 125cc では、最初は 3k rpm で開いて低速パワーになり、3 ～ 6k の間で徐々に開き、6k rpm で完全に開いて最大パワーになります。これは、RZ/RD 2 ストローク ロード バイク (125、250、350、500 cc)、TZR シリーズの後期モデルすべてに装備されました。 1984年以降、DT(125lc 2/3)シリーズにも追加されました(ただし、1988-04年に完全に機能するYPVSバルブを備えた(R)まで、英国の学習者規制に準拠するために閉じられたままでした)。DT125Rはエンジンの設計が優れており、速度はあまり変わっていませんが、前モデルよりも信頼性が高くなっています。モトクロスバイクのYZシリーズには、RPM速度で作動する機械式パワーバルブがあります。YPVSは、空冷バージョンではなく、液冷バイクにのみあります。ヤマハは、1994年のTZR250 3XV SPモデルなどの後期モデルの一部や、後の多くのTZロードレースバイクにギロチンバージョンを使用しています。TZR250R 3XV SPRは、実際にはギロチンと「コットンリール」設計を組み合わせたトリプルYPVSを使用しています。

ヤマハは、実際にレースバイクにYPVSを搭載して安定した結果を出した最初の会社です。1977年のOW35Kは、パワーバルブシステムを組み込んだ最初のレースバイクで、1977年のフィンランドGPで優勝しました。カデナシー効果は、70年代後半から80年代半ばにかけて、ヤマハが他のすべてのメーカーに対して大きな優位性を持つほどに利用され、制御されました。YPVSを搭載した最初のストリートバイクは、RZ/RD350 YPVS（LC2以降）と、1983～84年のRZ/RD500 GPレプリカでした。

ATAC システム: ホンダの自動トルク増幅チャンバー システムは、排気接続部の直前にある小さなバタフライ バルブを使用して、排気システムのボリュームを効果的に増減することで機能します。低回転数では、遠心クランクシャフト駆動ギアがバルブを小さなチャンバーに開き、排気ガスがチャンバーを流れることで排気量が増加します。高回転数では、ATAC バルブが閉じられ、排気は膨張チャンバーに排出されます。膨張チャンバーが大きいほど、低回転数でもパワーが増します。これは、スーパーチャージャー効果のためにインパルスが「跳ね返る」のに余分な時間が必要になるためです。このシステムは、CR モトクロッサー、GP バイク、MTX、MVX、NS、NSR ロード バイクで使用されました。

HPPバルブ。遠心ガバナーが2枚羽根の排気バルブを開閉します（50以上の部品を使用）

「V-TACS」 - 可変トルク増幅チャンバーシステム - は、「ATAC システム」とは動作が異なり、調整されたマフラーと併用した場合にのみ機能します。調整されたマフラー/膨張チャンバーは、設計された RPM でのみパワーを増大させ、調整された RPM 外ではパワー損失を引き起こす可能性があります。「V-TACS システム」は、膨張チャンバーの調整された RPM 外ではパワーを失わずに膨張チャンバーを使用する利点を活用します。エンジンのヘッドとシリンダー内には、バルブで密閉されたチャンバーがあります。バルブが開いているとき、この密閉されたチャンバーは排気ポートに通気されます。低 RPM ではこのバルブが開いているため、排気マニホールドの容積が増加し、膨張チャンバーで低 RPM で通常明らかになるパワー損失が打ち消されます。中 RPM ではバルブが閉じているため、膨張チャンバーが機能します。ヘッドとシリンダーで識別され、排気量に対して通常よりもはるかに大きく、シリンダー壁には VTACS という文字も鋳造されています。

V-TACS は、ホンダ FC50などの一部の小型 2 ストローク バイクやスクーターに搭載されている、ホンダ製の足踏み式パワー バルブ システムです。

ホンダレボリューション コントロールバルブは、原理的には「AETC システム」と同様に設計され、機能します。小型コンピューターがエンジンの回転数を監視し、電動サーボで 2 枚ブレードの排気バルブを調整します。ホンダは、NSR125や NSR250 モデルなどの多くの 2 ストローク バイクに RC バルブ パワー プラントを搭載しました。

カワサキは、2 ストローク バイクに KIPS (Kawasaki Integrated Power Valve System) と呼ばれるパワー バルブ システムを採用しています。KIPS は、ポートの高さの変更、二次ポート ダクトの閉鎖、共鳴室の両方を活用します。KIPS は、単気筒マシンの機械式ガバナーによって操作されます。2 気筒および新しい単気筒モデルのバイクには、HI-KIPS と呼ばれるケーブルとリンケージを介して動きを伝達する電動モーターが搭載されています。