ポートタイミングとは?各ポートの開閉時期を設定すること【バイク用語辞典:2ストロークエンジン編】

■4ストロークエンジンの弁開閉時期に相当するのがポートタイミング

●目標とする性能に合わせて、各ポートの開口部の位置や大きさを設定

2ストロークエンジンの基本的な特性は、吸気・排気・掃気ポートの開閉タイミング(ポートタイミング)で決まります。シリンダーやクランク室に設けられた各ポートは、ピストンがシリンダー内を往復運動することによって開閉します。

2ストロークエンジンの吸気・排気・掃気のポートタイミングについて、解説していきます。

●吸気・排気・掃気ポート

吸気・排気・掃気のポートタイミング
吸気・排気・掃気のポートタイミング

2ストロークエンジンには、4ストロークエンジンのような吸・排気弁はなく、シリンダーやクランク室の壁面に設けられたポートによって、混合気の吸入や燃焼ガスの排出を行います。

4ストロークエンジンの弁開閉時期に相当するのがポートタイミングで、シリンダー上端部(上死点位置)から各ポート開口部までの長さで決まります。

・吸気ポート
2ストロークエンジンの吸気ポートは、まずクランク室に混合気を吸入します。吸気ポートは、シリンダーやクランク室に設けられており、通常は混合気の吹き返しを防止するためにリードバルブが装着されています。リードバルブは、吸気ポートの断面形状の土台に弾力のある薄い強化プラスチック製プレートの片側を固定したものです。片方へは気体を通しますが逆方向へは通さないため、逆流を防止する逆止弁の働きをします。

・排気ポート
シリンダー周面に設けられ、燃焼ガスをシリンダーの外へ排出します。混合気が燃焼してピストンが下死点に向かって下降すると、排気ポートが開いて高圧の燃焼ガスが排気ポートから排出されます。

・掃気ポート
シリンダー周面に2~4箇所(吸気ポートを兼用している場合は3~5箇)設けられ、ピストンが下死点近くになるとポートが開き、ピストンによって加圧されたクランク室内の混合気が燃焼室内に吸入されるとともに、燃焼室内に残留している燃焼ガスを排気ポートから押し出します。

●エンジンの特性を決めるポートタイミング

4ストロークエンジンの基本特性が弁開閉タイミングで決まるように、2ストロークエンジンの基本特性は各ポートのポートタイミングで決まります。

各ポートのシリンダー上端からの開口部上端までの長さが4ストロークエンジンの開弁時期に、開口部下端までの長さが閉弁時期に相当します。シリンダー上端部からポート開口部上端までの長さが短いとポートの開く時期が早く、同じく開口部下端までが長いとポートの閉じる時期が遅くなります。基本的には、開き始めるタイミングが早くポートの開口面積が大きければ、高回転型エンジンとなります。

●吸・排気効率を向上させるには

4ストロークエンジンでは、多弁化や弁リフト量の増大によって吸・排気効率を向上させます。

一方の2ストロークエンジンでは、弁リフト量に相当するのは各ポートの開口部の横幅なので、開口部の横幅を広げることで吸・排気の効率を高めます。

ただし、ポート開口部の幅が広すぎるとピストンリングがポート開口部に引っかかりやすくなり破損する恐れがあるため、開口部の幅にはシリンダーの内径(ボア径)に応じた限界があります。


2ストロークエンジンの混合気の吸入や燃焼、燃焼ガスの排出は、シリンダーやクランク室に設けられた吸気・排気・掃気の3つのポートによって行われます。

ピストンがシリンダー内を往復することによって各ポートの開閉が行われ、ポートタイミングはシリンダー上端部から各ポートの開口部上端と下端までの長さ、また吸・排気の効率は開口部の横幅で制御します。

(Mr.ソラン)