JP2001098934A - 触媒付層状掃気2サイクルエンジン - Google Patents
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Abstract
54g/kW・h 以下という条件を満足できる触媒付層状
掃気2サイクルエンジンを提供する。 【解決手段】 クランク室が負圧になる吸入行程の間
に、混合吸気流路を流れる混合気給気量に対する空気供
給流路を流れる空気給気量の給気量比Rが、0.7≦R
≦1.4の範囲内である層状掃気2サイクルエンジンに
おいて、シリンダ4の内壁4aに設けた排気孔14の下
流の排気通路の途中に酸化触媒47を配設する。また、
シリンダに、又はシリンダとクランクケースに設けた掃
気流路と空気供給流路の逆止弁との間の掃気流路容積
が、全負荷定格出力回転数時で、かつクランク室が負圧
になる吸入行程の間に空気供給流路を流れる空気給気量
に対して70%以上である層状掃気2サイクルエンジン
において、排気通路の途中に酸化触媒47を配設する。
Description
ガスの浄化を行う層状掃気2サイクルエンジンに関す
る。
その構造上、シリンダ内に供給された燃料混合気(燃料
と空気の混合気)の一部が排気行程中にそのまま燃焼ガ
スと共に排出されるようになっており、排気ガス中に未
燃焼ガス(主に炭化水素HCが含まれている)が混入し
て大気汚染の原因の一つとなっている。この対策とし
て、排気通路上に触媒を配設して排気の浄化を図る方法
が知られている。
268912号公報に開示された2サイクルエンジンの
排気ガス浄化装置がある。同公報によれば、シリンダボ
アに開口する排気ポートに排気通路を接続し、この排気
通路の途中に触媒を配設し、排気ポート近傍に排気ポー
トから排出される吹き抜けガス量を減少させる開閉自在
な排気時期可変弁(触媒保護手段)を設けた構成として
いる。これにより、エンジン低回転時には排気ポートを
絞って吹き抜けガスの量を低減し、排気を浄化するとと
もに、触媒を保護しようとするものである。
03033号公報に開示された内燃エンジンの排気装置
用マフラが知られている。同公報によれば、マフラ内の
排気通路上に触媒コンバータを設け、触媒コンバータの
上流側のマフラ本体に排気ガス圧力に応じて開閉動作可
能な、2次通気供給用のリード弁を設けた構成としてい
る。これにより、排気ガス中の酸素濃度を高くして触媒
の浄化率を向上しようとするものである。
従来技術には以下のような問題がある。第1例の特開平
9−268912号公報に開示された排気ガス浄化装置
においては、通常(つまり非層状掃気型)の2サイクル
エンジンの排気通路上に触媒を配設したものであるた
め、排気ガス中の酸素濃度が低く、これにより触媒のT
HC(炭化水素HCと酸化窒素NOX とを含み、以後全
炭化水素と呼ぶ)浄化率が低い。なお、THC浄化率
は、数式「THC浄化率=(触媒前のTHC濃度(%)
−触媒後のTHC濃度(%))×100/触媒前のTH
C濃度(%)」で表されている。したがって、排気ガス
中のTHC(全炭化水素)の排出率が高く、近い将来規
制強化が予想される「THC(全炭化水素)排出率≦5
4g/kW・h 」という条件を満足することは極めて困難
である。また第2例の特許登録第2603033号公報
に開示された内燃エンジンの排気装置用マフラにおいて
は、リード弁を設ける必要があり、よって部品点数が増
加し、このための開口部の加工作業及びリード弁の取付
け作業が増加するという問題がある。
いてTHC(全炭化水素)排出率が54g/kW・h 以下
という条件 を満足できる触媒付層状掃気2サイクルエ
ンジンを提供することを目的としている。
的を達成するために、本発明に係る触媒付層状掃気2サ
イクルエンジンの第1発明は、ピストンと、ピストンが
上下方向に摺動自在に収納されたシリンダと、シリンダ
の下端部に接続され、内部にクランク室を有するクラン
クケースと、シリンダの側壁に形成した排気孔及び掃気
孔と、掃気孔とクランク室とを接続する掃気流路と、掃
気流路に接続されるとともに、逆止弁を経て空気を供給
する空気供給流路と、燃料供給手段から燃料が供給され
た混合気をクランク室に供給する混合気供給流路とを備
え、クランク室が負圧となる吸入行程の間に、混合気供
給流路を流れる混合気給気量に対する空気供給流路を流
れる空気給気量の給気量比Rが、0.7≦R≦1.4の
範囲内である層状掃気2サイクルエンジンにおいて、排
気孔の下流の排気通路の途中に酸化触媒を配設した構成
としている。
ンジンのクランク室が負圧になる吸入行程の間に、混合
気供給流路を流れる混合気給気量Qf[m3] に対する空
気供給流路を流れる空気給気量qa[m3]の給気量比R
(R=qa/Qf)が、0.7≦R≦1.4の範囲内である
こととしている。このとき、本出願人の提案による特開
平11−107761号公報に詳述したごとく、この層
状掃気2サイクルエンジンから放出されるTHC(全炭
化水素)の排出率は67g/kW・h 以下になることが確
認されている。又、層状掃気2サイクルエンジンは先導
空気が排気ガスを押し出すため、排気ガス中の酸素濃度
が非層状掃気式2サイクルエンジンに比して高くなると
ともに、炭化水素量が1/3となる。そして、本出願人
は、この層状掃気2サイクルエンジンの排気孔の下流に
設けられた排気流路の途中に酸化触媒を配設すると、排
気ガス中の酸素濃度が高いので炭化水素の再燃焼が促進
されて触媒の浄化率が向上し、THC(全炭化水素)排
出率が40g/kW・h 以下になることを確認している。
これにより、THC(全炭化水素)排出率を54g/kW
・h 以下にするという目標を充分に達成できる。また、
排気ガス中の炭化水素量が1/3になるため、酸化触媒
の炭化水素との反応による発熱量が少なくなるので異常
昇温が防止され、酸化触媒の耐久性を向上できる。さら
に、排気ガスの温度上昇が小さくなるので、オペレータ
の火傷や森林火災等の発生の可能性を低減できる。ま
た、エンジン自体の温度上昇も少なく、オーバ−ヒ−ト
等による耐久性の低下を防止できる。同時に、酸化触媒
の発熱量が少なく、小型の触媒により充分な浄化ができ
るので、エンジン装置全体を小型化できる。さらにま
た、従来技術のようなリード弁を設ける必要がないの
で、部品点数が少なくて、リード弁のための開口部の加
工作業も不要となる。
方向に摺動自在に収納されたシリンダと、シリンダの下
端部に接続され、内部にクランク室を有するクランクケ
ースと、シリンダの側壁に形成した排気孔及び掃気孔
と、掃気孔とクランク室とを接続する掃気流路と、掃気
流路に接続されるとともに、逆止弁を経て空気を供給す
る空気供給流路と、燃料供給手段から燃料が供給された
混合気をクランク室に供給する混合気供給流路とを備
え、シリンダ、又はシリンダとクランクケースに掃気流
路を設けるとともに、この掃気流路と空気供給流路の逆
止弁との間の掃気流路容積が、全負荷定格出力回転数時
で、かつクランク室が負圧となる吸入行程の間に空気供
給流路を流れる空気給気量に対して70%以上である層
状掃気2サイクルエンジンにおいて、排気孔の下流の排
気通路の途中に酸化触媒を配設した構成としている。
ンジンのシリンダ、又はシリンダとクランクケースに掃
気流路を設けるとともに、この掃気流路と空気供給流路
の逆止弁との間の掃気流路容積Vs[m3] が、全負荷定
格出力回転数時で、かつクランク室が負圧となる吸入行
程の間に空気供給流路を流れる空気給気量qa[m3]に対
して、70%以上であることとしている。このとき、本
出願人が提案した特開平11−107761号公報によ
り詳述したごとく、この層状掃気2サイクルエンジンか
ら排出されるTHC(全炭化水素)の排出率は54g/
kW・h 以下になることが確認されている。また、前述の
ように、層状掃気2サイクルエンジンでは排気ガス中の
酸素濃度が高くなり、炭化水素量が少なくなる。このた
め、上記のような層状掃気2サイクルエンジンの排気流
路の途中に酸化触媒を配設することにより、THC(全
炭化水素)排出率は40g/kW・h 以下になり、よって
THC(全炭化水素)排出率を54g/kW・h 以下にす
るという目標を充分に達成できる。尚、本発明者らはこ
のことを実験等により確認している。また、これによ
り、エンジン及び酸化触媒の耐久性を向上でき、小型の
触媒により充分な浄化ができ、エンジン装置全体を小型
化できる。さらにまた、従来技術のようなリード弁を設
ける必要がないので、部品点数が少なくて、リード弁の
ための開口部の加工作業も不要となる。
合わせるとさらに良い効果が得られる。特開平11−1
07761号公報にも詳述してあるように、第1発明と
第2発明とに係わる層状掃気2サイクルエンジンのTH
C(全炭化水素)の排出率は67g/kW・h 以下となる
ことが確認されている。そして、本出願人により、この
層状掃気2サイクルエンジンの排気流路の途中に酸化触
媒を配設することにより、THC(全炭化水素)排出率
は40g/kW・h 以下になることが確認されており、し
たがって目標を充分に達成できる。
掃気2サイクルエンジンの実施形態について、図面を参
照して詳述する。
1の側面図である。触媒付層状掃気2サイクルエンジン
1は層状掃気2サイクルエンジン30と触媒付消音器4
0とを有している。すなわち、層状掃気2サイクルエン
ジン30のシリンダ4の側壁4aに設けられた排気口1
4に接続する排気流路15の出口には、触媒付消音器4
0が取着されている。触媒付消音器40は表面に酸化触
媒47をコーティングしたメタルハニカム46を内設し
ている。
エンジン30の概要構成を示す側面断面図である。ピス
トン2が上下方向に摺動自在に枢密にシリンダ4内に収
納されている。シリンダ4の下端部にはクランクケース
6が接続されており、クランクケース6にはクランク室
8が形成されている。また、シリンダ4の上端部にはシ
リンダヘッド10が接続されている。ピストン2とシリ
ンダ4とシリンダヘッド10とにより、混合気が供給さ
れて燃焼・爆発するシリンダ室12を形成している。シ
リンダ4の側壁4aには、燃焼・爆発後の燃焼ガスを排
出する排気孔14と、シリンダ室12に掃気行程の初期
に先導空気を供給して燃焼ガスを押し出した後に混合気
を供給する掃気孔16とが設けられている。排気孔14
は、排気流路15により外部に連通している。また掃気
孔16は、掃気流路22によりクランク室8に連通して
いる。掃気流路22は、シリンダ4の側壁4aに設けら
れた流路22aと、シリンダ4の流路22aに連通し、
クランクケース6に設けられた溝、及びクランクケース
6の上端面より下方に延設されたシリンダ4下部外周面
により囲まれた孔22bとで形成されている。
る掃気流路22には、空気供給流路24が接続されてい
る。この接続部24aには、空気供給流路24から掃気
流路22への空気の流れを許容し、この反対の流れを阻
止する逆止弁26が配設されている。接続部24aは、
掃気流路22を空気供給流路24から供給された空気で
満たすように、掃気流路22の上部に位置している。
尚、この掃気流路22に形成される掃気流路容積Vs
は、シリンダ4の流路22aと、クランクケース6の孔
22bと、空気供給流路24に形成された逆止弁26と
で囲まれる容積を意味している。
クティングロッド29を介して連結されたクランク28
が回転自在に収納されており、前記クランク室8が形成
されている。クランクケース6には混合気吸気孔8aが
設けられており、この混合気吸気孔8aには混合気供給
流路20が接続され、混合気供給流路20にはガソリン
等の液体燃料を供給して混合気を生成する燃料供給装置
31が配設されている。また混合気供給流路20と混合
気吸気孔8aとの接続部には、混合気供給流路20から
クランク室8への流れのみを許容し、かつこの反対の流
れを阻止する混合気用逆止弁32が配設されている。
て、吸入行程のときに、掃気流路22およびクランク室
8に供給される空気量と混合気量との比、すなわち、混
合気供給流路20を流れる混合気給気量Qf[m3]に対す
る、空気供給流路24を流れる空気給気量qa[m3]の給
気量比R(R=qa/Qf)を、0.7≦R≦1.4と
し、好ましくは、0.8≦R≦1.2としている。その
結果、特開平11−107761号公報により説明され
ているように、THC(全炭化水素)排出率は、給気量
比Rが0.7≦R≦1.4の範囲内であれば67g/kW
・h 以下を満足し、0.8≦R≦1.2の範囲内であれ
ば47g/kW・h 以下を満足することが確認されてい
る。また、掃気流路22の掃気流路容積Vs[m3]は、空
気給気量qa[m3]に対して70%以上とし、好ましくは
80%以上としており、この場合には、特開平11−1
07761号公報により説明されているように、THC
(全炭化水素)排出率は、70%以上のときには、67
g/kW・h 以下を満足し、80%以上のときには、47
g/kW・h 以下を満足することが確認されている。
1に取着されている第1実施形態の触媒付消音器40の
断面図である。触媒付消音器40は、層状掃気2サイク
ルエンジン30の排気流路15に接続する吸入口42を
有する第1外板41と、排出口44を有する第2外板4
3と、隔壁45と、隔壁45に取着されたメタルハニカ
ム46とを備えている。メタルハニカム46の表面に
は、白金とロジウム、白金とパラジウム、あるいは白金
とロジウムとパラジウム等よりなる酸化触媒47がコー
ティングされている。第1外板41と隔壁45とは第1
室48を形成し、第2外板43と隔壁45とは第2室4
9を形成している。排気流路15から排出された排気ガ
スは、吸入口42から第1室48に入り、メタルハニカ
ム46を通過して第2室49を経て排出口44から大気
中に排出される。排気ガスは、メタルハニカム46の表
面の酸化触媒47により、THC(全炭化水素)が酸化
されて浄化される。
1の排気ガス浄化性能について説明する。図4は触媒付
層状掃気2サイクルエンジン1に用いた層状掃気2サイ
クルエンジン30の排気ガス中の酸素濃度特性を示すグ
ラフであり、横軸は空燃比を示し、縦軸は酸素濃度を示
している。図において、実線は層状掃気2サイクルエン
ジン30の酸素濃度を示し、破線は非層状掃気2サイク
ルエンジンの酸素濃度を示している。図に示すように、
前述の特性を持った層状掃気2サイクルエンジン30は
先導空気で排気ガスを押し出すため、排気ガス中の酸素
濃度は非層状掃気2サイクルエンジンの酸素濃度に比し
て高い値を示している。
排気通路上に酸化触媒を配設して構成した触媒付層状掃
気2サイクルエンジン1に設けられた酸化触媒47のT
HC(全炭化水素)の浄化特性を示すグラフであり、横
軸は空燃比を示し、縦軸はTHC(全炭化水素)浄化率
を示す。図において、実線は触媒付層状掃気2サイクル
エンジン1の酸化触媒47の浄化率を示し、破線は非層
状掃気2サイクルエンジンに触媒を設けた場合の触媒の
浄化率を示している。同図に示すように、触媒付層状掃
気2サイクルエンジン1の触媒の浄化率は、図4に示し
たように排気ガス中の酸素濃度が高いため、炭化水素の
再燃焼が促進されて浄化率が向上する。これにより、空
燃比が等しいときには、その浄化率は非層状掃気2サイ
クルエンジンの触媒の浄化率に比して数%から8%程度
高い値を示している。通常、空燃比は層状掃気2サイク
ルエンジン30の場合には13〜14であり、非層状掃
気2サイクルエンジンの場合には11〜12であるか
ら、浄化率は、層状掃気2サイクルエンジン30の場合
には約40%となり、非層状掃気2サイクルエンジンの
場合には約23%となる。このように、本発明による
と、非層状掃気2サイクルエンジンの浄化率に比して1
5%以上も向上できる。
イクルエンジンを用いることにより、非層状掃気2サイ
クルエンジンに比して排気ガス中の酸素濃度が高くな
り、炭化水素量が少なくなるため、酸化触媒の発熱量を
少なくできるとともに、THC(全炭化水素)の浄化特
性を向上できる。したがって、酸化触媒は小型でも十分
に浄化可能となり、又、排気通路を短くできるため、消
音器を小型にすることができる。例えば、容量22.5
×10-3(リットル)の2サイクルエンジンの場合、層状掃気
エンジンでは図3に示すメタルハニカム46の大きさ
は、直径20×10 -3(m)×長さ20×10-3(m)の円筒
型で、触媒付消音器40の容量は約190×10-6(m
3)でよい。しかるに、非層状掃気エンジンの場合は、
同一容量のエンジンに対し、メタルハニカムの大きさは
直径30×10-3(m)×長さ30×10- 3(m)の円筒型
で、触媒付消音器の容量は約250×10-6(m3)が必
要となる。
掃気2サイクルエンジン1は層状掃気2サイクルエンジ
ン30の排気通路上に酸化触媒47を配設したため、以
下のような効果を奏する。 1)層状掃気2サイクルエンジン30の給気量比Rが、
0.7≦R≦1.4の範囲内の場合、および/または、
掃気流路容積Vs/空気給気量qaが70%以上の場合
には、酸化触媒を設けないときのTHC(全炭化水素)
排出率が67g/kW・h 以下であり、かつ酸化触媒によ
る浄化率が約40%(図5参照)であることより、TH
C(全炭化水素)排出率は数式「67g/kW・h ×(1
−0.4)=40g/kW・h 」で求まり、約40g/kW
・h となる。また、給気量比Rが、0.8≦R≦1.2
の範囲内の場合、および/または、掃気流路容積Vs/
空気給気量qaが80%以上の場合には、酸化触媒を設
けないときのTHC(全炭化水素)排出率が47g/kW
・h 以下であり、かつ酸化触媒による浄化率が約40%
であることより、THC(全炭化水素)排出率は数式
「47g/kW・h ×(1−0.4)=28g/kW・h 」
で求まり、約28g/kW・h となる。したがって、十分
に目標を満足させることができる。 2)層状掃気式にしたことにより非層状掃気エンジンに
比して触媒前の炭化水素量が1/3になり、酸化触媒の
発熱量を少なくすることができる。又、THCの浄化率
が向上する。そのため、 a)酸化触媒の異常昇温が防止できて酸化触媒の耐久性
が向上する。 b)排ガス温度の上昇量が非層状掃気エンジンに比して
小さく、オペレータの火傷や森林火災の可能性を減少で
きる。 c)マフラからの伝熱によるエンジン自体の温度上昇を
少なくでき、オ−バヒ−ト等によるエンジンの耐久性の
低下を防止できる。 d)小型の酸化触媒で十分に浄化の目的を達成できる。 3)排ガス温度の上昇量が小さいため排気通路を短くす
ることができ、消音器を小型にすることができる。した
がって、酸化触媒の小型化とあいまって、エンジン装置
全体をコンパクトにすることができる。
の断面図である。第1実施形態と同一構成要素には同一
番号を付して説明は省略し、異なる部分についてのみ説
明する。第1外板41と第2外板43とにはバッフルプ
レート50が挾着されている。バッフルプレート50に
は複数個の排気通路孔51が設けられており、バッフル
プレート50の表面には酸化触媒47がコーティングさ
れている。排気ガスは第1室48からバッフルプレート
50の排気通路孔51を通り、酸化触媒47により浄化
されて第2室49に到り、排出口44から大気中に排出
される。尚、作用、効果は第1実施形態のものと同一な
ので説明は省略する。
ンの側面図である。
成を示す側面断面図である。
である。
気ガス中の酸素濃度特性グラフである。
媒のTHC(全炭化水素)の浄化特性グラフである。
である。
孔、20:混合気供給流路、22:掃気流路、24:空
気供給流路、30:層状掃気2サイクルエンジン、4
0,40a:触媒付消音器、45:隔壁、46:メタル
ハニカム、47:酸化触媒、50:バッフルプレート。
Claims (2)
- 【請求項1】 ピストン(2) と、ピストン(2) が上下方
向に摺動自在に収納されたシリンダ(4) と、シリンダ
(4) の下端部に接続され、内部にクランク室(8) を有す
るクランクケース(6) と、シリンダ(4) の側壁(4a)に形
成した排気孔(14)及び掃気孔(16)と、掃気孔(16)とクラ
ンク室(8) とを接続する掃気流路(22)と、掃気流路(22)
に接続されるとともに、逆止弁(26)を経て空気を供給す
る空気供給流路(24)と、燃料供給手段(31)から燃料が供
給された混合気をクランク室(8)に供給する混合気供給
流路(20)とを備え、クランク室(8) が負圧となる吸入行
程の間に、混合気供給流路(20)を流れる混合気給気量(Q
f)に対する空気供給流路(24)を流れる空気給気量(qa)の
給気量比(R) が、0.7≦R≦1.4の範囲内である層
状掃気2サイクルエンジンにおいて、 排気孔(14)の下流の排気通路の途中に酸化触媒(47)を配
設したことを特徴とする触媒付層状掃気2サイクルエン
ジン。 - 【請求項2】 ピストン(2) と、ピストン(2) が上下方
向に摺動自在に収納されたシリンダ(4) と、シリンダ
(4) の下端部に接続され、内部にクランク室(8) を有す
るクランクケース(6) と、シリンダ(4) の側壁(4a)に形
成した排気孔(14)及び掃気孔(16)と、掃気孔(16)とクラ
ンク室(8) とを接続する掃気流路(22)と、掃気流路(22)
に接続されるとともに、逆止弁(26)を経て空気を供給す
る空気供給流路(24)と、燃料供給手段(31)から燃料が供
給された混合気をクランク室(8)に供給する混合気供給
流路(20)とを備え、シリンダ(4) 、又はシリンダ(4) と
クランクケース(6) に掃気流路(22)を設けるとともに、
この掃気流路(22)と空気供給流路(24)の逆止弁(26)との
間の掃気流路容積(Vs)が、全負荷定格出力回転数時で、
かつクランク室(8) が負圧となる吸入行程の間に空気供
給流路(24)を流れる空気給気量(qa)に対して70%以上
である層状掃気2サイクルエンジンにおいて、 排気孔(14)の下流の排気通路の途中に酸化触媒(47)を配
設したことを特徴とする触媒付層状掃気2サイクルエン
ジン。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006075826A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-23 | Wc Heraeus Gmbh | 2サイクルエンジンまたは小型エンジンのための触媒 |
JP2011074874A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Koki Co Ltd | エンジンおよびそれを備えたエンジン工具 |
JP2020063700A (ja) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | 株式会社やまびこ | 層状掃気エンジン用マフラ |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7082910B2 (en) | 1999-01-19 | 2006-08-01 | Aktiebolaget Electrolux | Two-stroke internal combustion engine |
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RU2230913C2 (ru) | 2000-01-14 | 2004-06-20 | Актиеболагет Электролюкс | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания |
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JP4515688B2 (ja) | 2000-04-27 | 2010-08-04 | フスクバルナ アクティエボラーグ | 2ストローク内燃機関 |
US20040200665A1 (en) * | 2003-04-08 | 2004-10-14 | Adams Gar M | Exhaust system for V-twin engines |
US7331315B2 (en) * | 2005-02-23 | 2008-02-19 | Eastway Fair Company Limited | Two-stroke engine with fuel injection |
WO2008016916A2 (en) * | 2006-08-01 | 2008-02-07 | Pcrc Products | Small engine operation components |
US20110094894A1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-04-28 | Mason Dennis B | Generation of hydrogen on demand |
JP6265790B2 (ja) * | 2014-03-11 | 2018-01-24 | 本田技研工業株式会社 | 2ストロークエンジン |
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Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4075985A (en) | 1975-06-20 | 1978-02-28 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Two cycle internal combustion engines |
JPS57183520A (en) | 1981-05-06 | 1982-11-11 | Isao Oda | Device for preventing mixture from blowing through two-cycle engine |
JPS60108530A (ja) | 1983-11-17 | 1985-06-14 | Iwao Maeyama | 2サイクルエンジン |
JPS61149716U (ja) | 1985-03-07 | 1986-09-16 | ||
DE3871133D1 (de) * | 1987-09-04 | 1992-06-17 | Orbital Eng Pty | Abgasbehandlung fuer zweitaktmotor. |
JPH0325611A (ja) | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Nec Corp | プリンタの受信データ出力回路 |
JPH0385346A (ja) * | 1989-08-29 | 1991-04-10 | Fuji Heavy Ind Ltd | 2サイクルエンジンのアイドリング回転数制御装置 |
JPH03233127A (ja) | 1990-02-06 | 1991-10-17 | Yamaha Motor Co Ltd | 2サイクルエンジン及びその排気ガス浄化装置 |
JP2603033B2 (ja) | 1991-08-30 | 1997-04-23 | ブリッグス アンド ストラットン コーポレイション | 排気装置用マフラ |
DE19520944A1 (de) | 1995-06-05 | 1996-01-11 | Seebeck Norbert Dipl Ing | Luftspülung für Verbrennungsmotoren |
JP3143375B2 (ja) | 1995-10-27 | 2001-03-07 | 小松ゼノア株式会社 | 層状掃気2サイクルエンジン |
JPH09268912A (ja) | 1996-04-02 | 1997-10-14 | Sanshin Ind Co Ltd | 2サイクルエンジンの排気ガス浄化装置 |
JP3313373B2 (ja) * | 1997-06-11 | 2002-08-12 | 小松ゼノア株式会社 | 層状掃気2サイクルエンジン |
JPH11107761A (ja) | 1997-10-03 | 1999-04-20 | Komatsu Zenoah Co | 層状掃気2サイクルエンジン |
US6298811B1 (en) * | 1998-09-29 | 2001-10-09 | Komatsu Zenoah Co. | Stratified scavenging two-cycle engine |
JP2001295684A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Sanshin Ind Co Ltd | 筒内噴射エンジンの排気浄化方法 |
US6513464B1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-02-04 | BUSCH Frank | Two cycle stratified charge gasoline engine |
-
1999
- 1999-10-04 JP JP28269999A patent/JP2001098934A/ja active Pending
-
2000
- 2000-10-03 US US10/089,748 patent/US6647713B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-03 AU AU74540/00A patent/AU7454000A/en not_active Abandoned
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006075826A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-23 | Wc Heraeus Gmbh | 2サイクルエンジンまたは小型エンジンのための触媒 |
JP2011074874A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Koki Co Ltd | エンジンおよびそれを備えたエンジン工具 |
JP2020063700A (ja) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | 株式会社やまびこ | 層状掃気エンジン用マフラ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6647713B1 (en) | 2003-11-18 |
WO2001025604A1 (fr) | 2001-04-12 |
AU7454000A (en) | 2001-05-10 |
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