JP2006144798A - ２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】排ガス値の優れた２サイクルエンジンを提供する。
【解決手段】上下動するピストン（５）によって画成されている燃焼室（３）を内部に形成したシリンダ（２）と、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気を供給するための空気通路（８）と、燃料・空気混合気を供給するための混合気通路（２１）とを備え、空気通路（８）と混合気通路（２１）とがシリンダ（２）をエアフィルタ（４１）と結合させ、空気通路（８）の一部分と混合気通路（２１）の一部分とが共通の部材で案内されている２サイクルエンジンにおいて、作動時に空気通路（８）内に形成される圧力波（３０）が混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）に対し同位相で振動するように混合気通路（２１）の長さ（ａ）と空気通路（８）の長さ（ｂ）とを互いに同調させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の２サイクルエンジン、特にパワーチェーンソー、研削切断機等の手で操縦される作業機に使用される２サイクルエンジン、および請求項１１の上位概念に記載の２サイクルエンジン、並びに２サイクルエンジンをチューニングするための方法に関するものである。

特許文献１から公知の２サイクルエンジンのシリンダは、空気通路と混合気通路とを介してエアフィルタと結合されている。空気通路と混合気通路とは気化器内で一緒に案内され、仕切り壁によって互いに仕切られている。２サイクルエンジンの作動時に空気通路および混合気通路が開閉することにより、両通路内に圧力波が発生する。特に２サイクルエンジンの完全負荷作動時には、空気通路と混合気通路とが完全に分断されているのが望ましい。非密封性が存在すると、特に仕切り壁の領域において非密封性があると、空気通路内の負圧のために燃料が混合気通路から空気通路内へ吸い込まれることが起こりうる。空気通路を通じてシリンダに供給される空気は燃焼室の掃気に使用する。それ故、空気通路を通じて吸い込まれた燃料が燃焼せずに排気部を通じて漏れることがある。これにより２サイクルエンジンの排ガス値が悪化する。他方、仕切り壁の完全なシールを可能にするには構造的に高コストを要する。

２サイクルエンジンの作動時における燃料口から混合気通路内への燃料の排出は、混合気通路内に形成される圧力波によって悪化することがあることが判明した。燃料口からの燃料の排出が悪化することにより２サイクルエンジンの作動は不安定になり、加速挙動を悪化させる。

独国特許出願公開第１０１６０５３９Ａ１号明細書

本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載の２サイクルエンジンにおいて、排ガス値の優れた２サイクルエンジンを提供することである。さらに、請求項１４の上位概念に記載の２サイクルエンジンにおいて、作動が安定な２サイクルエンジンを提供することである。また、２サイクルエンジンの排ガス値を低下させることのできる２サイクルエンジンのチューニング方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１によれば、上下動するピストンによって画成されている燃焼室を内部に形成したシリンダと、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気を供給するための空気通路と、燃料・空気混合気を供給するための混合気通路とを備え、空気通路と混合気通路とがシリンダをエアフィルタと結合させ、空気通路の一部分と混合気通路の一部分とが共通の部材で案内されている２サイクルエンジンにおいて、作動時に空気通路内に形成される圧力波が混合気通路内に形成される圧力波に対し同位相で振動するように混合気通路の長さと空気通路の長さとが互いに同調していることを特徴とするものである。

さらに、請求項１１によれば、上下動するピストンによって画成されている燃焼室を内部に形成したシリンダと、シリンダをエアフィルタと結合させている混合気通路とを備え、混合気通路に、燃料を供給するための燃料口が開口し、該燃料口を介して燃料を混合気通路内へ吸い込むようにした２サイクルエンジンにおいて、混合気通路の長さが燃料口による最適な燃料吸い込みに同調していることを特徴とするものである。

また、２サイクルエンジンのチューニング方法においては、請求項１５によれば、上下動するピストンによって画成されている燃焼室を内部に形成したシリンダと、燃料口を開口させた混合気通路と、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気を供給するための空気通路とを備えた２サイクルエンジンであって、空気通路と混合気通路とがシリンダをエアフィルタと結合させている前記２サイクルエンジンをチューニングするための方法において、第１のステップで、混合気通路の長さを燃料口からの最適な燃料吸い込みに同調させ、第２のステップで、２サイクルエンジンの作動時に空気通路内の圧力波と混合気通路内の圧力波とが同位相で振動するように空気通路の長さを混合気通路の長さに同調させることを特徴とするものである。

空気通路内の圧力波と混合気通路内の圧力波とが２サイクルエンジンの作動時に同位相で振動することにより、混合気通路内と空気通路内との圧力の差を小さくさせることができる。これにより、空気通路と混合気通路との圧力差により混合気が混合気通路から空気通路へ吸い込まれることが阻止される。したがって、混合気通路と空気通路との間に配置されている仕切り壁に密封性に対する高度な要求を課す必要がない。これにより２サイクルエンジンを簡潔に構成することができる。

混合気通路と空気通路とがそれぞれ、圧力波が反射する壁を有しているのが有利である。この場合、混合気通路内に形成される圧力波と空気通路内に形成される圧力波とがほぼ同じ振幅を有するように、混合気通路内に形成される圧力波が反射する壁の位置と空気通路内に形成される圧力波が反射する壁の位置とは互いに同調している。ほぼ同じ振幅を有するとは、振幅の値が互いに２０％以下でずれているような振幅のことである。これにより、空気通路と混合気通路との圧力差をさらに小さくさせることができる。他方、混合気通路内に形成される圧力波と空気通路内に形成される圧力波とが異なる振幅を有するように、混合気通路内に形成される圧力波が反射する壁の位置と空気通路内に形成される圧力波が反射する壁の位置とが互いに同調しているのも有利である。この場合、特に、空気通路内に形成される圧力波の振幅は混合気通路内に形成される圧力波の振幅よりも小さい。これにより、特に負圧範囲で、空気通路内の圧力が混合気通路内の圧力よりも高く、その結果混合気が空気通路内へ吸い込まれるのではなく、空気が空気通路から混合気通路内へ吸い込まれることが達成される。

本発明は、特に、空気通路と混合気通路とが前記共通の部材のなかで仕切り壁により互いに仕切られているような２サイクルエンジンを対象としている。前記共通の部材とは気化器または中間フランジである。

２サイクルエンジンのサイズを小さくさせ、同時に空気通路と混合気通路との良好な同調を可能にするため、混合気通路および／または空気通路はエアフィルタ内へ延設されている。前記共通の部材はエアフィルタであるのが有利である。合目的には、エアフィルタがフィルタ材を有し、フィルタ部材が未処理側を処理側から切り離しているのがよい。この場合、仕切り壁はエアフィルタの処理側に配置される。

２サイクルエンジンのサイズを小さくさせるため、１つの通路の一部分は流動方向に対し横方向にエアフィルタからシリンダのほうへ延在している。これにより、シリンダとエアフィルタとの間で２サイクルエンジンのサイズを最小にすることができる。エアフィルタとシリンダとの距離が最小である場合、良好な同調のために補助的に必要な空気通路および／または混合気通路の長さは、エアフィルタとシリンダとを直接結合させる方向に対し横方向に設定することができ、したがって既存の空間を最適に活用できる。空気通路および／または混合気通路の長さを２サイクルエンジンに対し簡単に適合させることができるように、流動方向に対し横方向にエアフィルタからシリンダのほうへ延在している、前記通路の前記一部分は、チャンバー内で案内され、該チャンバー内へ壁部分がその自由端により突出し、この場合前記通路の前記一部分は前記自由端のまわりに延在している。前記通路の前記一部分の長さを変えるには、前記壁部分を延長または短縮させて前記自由端をさらに深くまたは浅くチャンバー内へ突出させるだけでよい。これにより、チャンバーの外寸を変更させることなく空気通路および／または混合気通路の長さを変化させることができる。したがって構造的に少ないコストで且つ製造に使用する工具に対する順応必要性も少なくして２サイクルエンジンに対し通路の長さを適合させることができる。

流動方向に対し横方向にエアフィルタからシリンダのほうへ延在している、１つの通路の一部分は、特にエアフィルタ内に配置されているのが有利である。有利には、圧力波が反射する壁がエアフィルタ内に配置されているのがよい。特に、圧力波が反射する壁はエアフィルタケースの壁である。前記両圧力波のうち一方の圧力波を反射させるためにエアフィルタケースのケース壁を使用することにより、エアフィルタを簡潔に構成できる。両圧力波を互いに同調させる作業は、エアフィルタ内での第２の壁の位置を適合させることにより行なうことができる。有利には、流動方向に対し横方向にエアフィルタからシリンダのほうへ延在している、前記１つの通路の前記一部分が、エアフィルタ底部とは逆の側で、仕切り壁と前記壁部分とに当接している中間カバーにより画成されているのがよい。これにより前記通路の前記一部分の画成を簡単に行なうことができる。この場合、中間カバーの、エアフィルタ底部とは逆の側には、特にフィルタ材が配置される。

本発明によれば、空気通路は空気取入れ口によってシリンダに開口し、混合気通路は混合気取入れ口によってシリンダに開口し、空気取入れ口と混合気取り入れ口とはピストンによって制御されている。これにより、付加的な部材を要することなく両通路の開閉制御を達成できる。同時にコンパクトな構成も実現できる。

上下動するピストンによって画成されている燃焼室を内部に形成したシリンダと、シリンダをエアフィルタと結合させている混合気通路とを備え、混合気通路に、燃料を供給するための燃料口が開口し、該燃料口を介して燃料を混合気通路内へ吸い込むようにした２サイクルエンジンに対しては、本発明によれば、混合気通路の長さは燃料口による最適な燃料吸い込みに同調している。

混合気通路の長さを同調させることにより、混合気通路内に形成される圧力波の位相状態を変化させることができる。これにより燃料口の領域で所定の負圧を達成でき、その結果燃焼室には、特に完全負荷時に、十分な量の燃料が供給される。したがって、混合気通路の長さを同調させることにより充分な燃料供給を簡単に保証することができる。

本発明によれば、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気を供給するための空気通路が設けられ、空気通路はシリンダをエアフィルタと結合させ、作動時に混合気通路内に形成される圧力波が空気通路内の圧力波と同位相で振動するように空気通路の長さは混合気通路の長さに同調している。空気通路を通じて供給される、燃料をほとんど含んでいない空気は、燃焼室からの排ガスの掃気に使用することができる。燃料をほとんど含んでいない空気は、流出する排ガスを、燃焼室内へ流入してくる混合気から分離させ、その結果不燃焼混合気が燃焼室から漏れることがない。排ガスを燃焼室からほとんど完全に除去することができるので、次のサイクルで良好な燃焼を達成できる。不燃焼混合気の掃気を回避することにより、２サイクルエンジンの排ガス値は低下する。空気通路の長さと混合気通路の長さとの同調により、空気通路と混合気通路との圧力差を最小にさせることができる。これにより、混合気が混合気通路から空気通路内へ吸い込まれ、燃焼せずに燃焼室から掃気され、これによって２サイクルエンジンの排ガス値が悪化するのが阻止される。

本発明によれば、混合気通路と空気通路とはそれぞれ、圧力波が反射する壁を有し、圧力波がほぼ同じ振幅を有するように前記壁の位置は互いに同調している。これにより空気通路と混合気通路との圧力差を小さくすることができる。他方、混合気通路と空気通路とがそれぞれ、圧力波が反射する壁を有し、一方の圧力波の振幅が、特に混合気通路内に形成される圧力波の振幅が、他方の圧力波の振幅よりも、特に空気通路内に形成される圧力波の振幅よりも大きいように、前記壁の位置が互いに同調しているのも有利である。これにより、混合気通路内への空気の所定の吸い込みが達成される。これによって混合気が空気通路内へ吸い込まれることはない。

上下動するピストンによって画成されている燃焼室を内部に形成したシリンダと、燃料口を開口させた混合気通路と、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気を供給するための空気通路とを備えた２サイクルエンジンであって、空気通路と混合気通路とがシリンダをエアフィルタと結合させている前記２サイクルエンジンをチューニングするための方法においては、本発明によれば、第１のステップで、混合気通路の長さを燃料口からの最適な燃料吸い込みに同調させる。第２のステップでは、２サイクルエンジンの作動時に空気通路内の圧力波と混合気通路内の圧力波とが同位相で振動するように空気通路の長さを混合気通路の長さに同調させる。

第１のステップで混合気通路の長さを同調させることにより、燃料口から燃料は好適に流出する。第２のステップで混合気通路の長さに対して空気通路の長さを同調させることにより、両通路の圧力差は最小になり、したがって混合気が空気通路内へ吸い込まれる危険が低減する。

次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１に概略的に図示した２サイクルエンジン１はシリンダ２を有し、シリンダ２内には燃焼室３が形成されている。燃焼室３は、シリンダ２と、該シリンダ２内を上下動するピストン５とによって画成されている。ピストン５は、連接棒６を介して、クランクケース４内に回転可能に支持されているクランク軸７を駆動する。シリンダ２は全部で４つの搬送通路１２，１５を有し、そのうち図１には２つの搬送通路が図示されている。他の２つの搬送通路は図示した搬送通路１２，１５に対して対向配置されている。排気口から遠い側の搬送通路１２は溢流窓１３によって燃焼室３に開口し、排気口に近い側の搬送通路１５は溢流窓１６によって燃焼室３に開口している。溢流窓１３と１６はピストン５の下死点領域において燃焼室３に開口している。搬送通路１２と１５はピストン５のこの下死点位置においてクランクケース４を燃焼室３と連通させる。燃焼室３からは排気部１０が延びている。

シリンダ２には、混合気通路２１が混合気取入れ口２０によって開口し、且つ空気通路８が空気取入れ口９によって開口している。空気取入れ口９は混合気取入れ口２０の燃焼室３側に配置されている。空気通路８と混合気通路２１とはシリンダ２をエアフィルタ４１と連通させる。ピストン５は少なくとも１つのピストン凹部１４を有し、ピストン凹部１４はピストン５の上死点領域において空気取入れ口９を溢流窓１３，１６と連通させる。

空気通路８と混合気通路２１とはシリンダ２とエアフィルタ４１との間で共通の中間フランジ２２内および気化器１７内で案内されている。中間フランジ２２内および気化器１７内で空気通路８と混合気通路２１とは仕切り壁１１によって互いに仕切られている。仕切り壁１１は流動方向３２に対しほぼ平行にエアフィルタ４１からシリンダ２へ延びている。

気化器１７内では、ベンチュリー部分２３において主燃料口２８が混合気通路２１に開口している。主燃料口２８の下流側には、混合気通路２１に開口する他の燃料口２７が配置されている。気化器１７内には、燃料口２７の高さとほぼ同じ高さでスロットルバルブ２４がスロットル軸２５で回動可能に支持されている。図１に図示した、スロットルバルブ２４が半分開口している位置では、スロットルバルブ２４と、仕切り壁１１の、スロットルバルブ２４に接続している部分との間に、スロットル軸２５の上流側と下流側とに位置するように開口部３４が形成される。これらの開口部３４を通じて部分負荷作動時に燃料が混合気通路２１から空気通路８内へ達する。完全負荷時にはスロットルバルブ２４が完全に開弁しており、仕切り壁１１のエッジ６３に当接している。これによって空気通路８は混合気通路２１から切り離される。

エアフィルタ４１は未処理側４３を処理側４４から切り離しているフィルタ材４２を有している。処理側４４には空気通路８と混合気通路２１とが接続されている。仕切り壁１１はエアフィルタ４１のなかへ延設されている。エアフィルタ４１内に配置されている仕切り壁部分１８はエアフィルタ４１の処理側４４を第１のチャンバー３５と第２のチャンバー３６とに分割している。第１のチャンバー３５内には混合気通路２１の一部分が延在し、第２のチャンバー３６内には空気通路８の一部分が延在している。エアフィルタケース４１内に配置されている、空気通路８の一部分と混合気通路２１の一部分とは、中間カバー４６（図４）の基板５２によって画成されている。中間カバー４６は気化器１７が固定されているエアフィルタ底部６１とフィルタ材４２との間に配置されている。基板５２は、第１のチャンバー３５を画成している部分に開口部５４を有し、第２のチャンバー３６を画成している部分に開口部５３を有している。開口部５３と５４を通じて空気を吸い込むことができる。なお、基板５２はフィルタ材４２に対しわずかな間隔を持って配置されている。基板５２とフィルタ材４２との間には、混合気通路２１を空気通路８から切り離すように基板５２に固定される仕切り壁部分４７が延在している。

フィルタ材４２は実質的に１つの面５８内に延在している。チャンバー３５と３６内で案内されている、空気通路８の一部分と混合気通路２１の一部分とは、実質的に、エアフィルタ底部６１に対し平行に且つフィルタ材４２の前記面５２に対し平行に延びている面５７内に延在している。

図２は２サイクルエンジンを混合気通路２１とともに図示したものである。図を簡単にするため、スロットルバルブ２４と燃料穴２７とは図示していない。空気通路８も図示していない。混合気通路２１は混合気取入れ口２０からフィルタ材４２まで長さａを有している。したがって長さａには、混合気通路２１の、エアフィルタ４１内の第１のチャンバー３５内に配置されている部分３８も含まれている。混合気取入れ口２０と中間フランジ２２との間において混合気通路２１は筒状フランジ１９内で案内されている。筒状フランジ１９は特にシリンダ２と一体に製造されている。２サイクルエンジン１の作動時には、混合気取入れ口２０を起点として圧力波２９が混合気通路２１内に形成される。圧力波２９はピストン５による混合気取入れ口２０の開閉により生じるものである。圧力波２９は混合気通路２１内全体に伝播する。したがって、主燃料口２８においても圧力は強く変動する。十分な量の混合気が２サイクルエンジン１のクランクケース４内に到達することができるようにするため、混合気通路２１の長さａは主燃料口２８による燃料の最適な吸い込みに同調している。これにより、混合気取入れ口２０が開口したときに主燃料口２８に一定の負圧を生成させることができる。混合気通路２１の長さａを変えることにより前記同調を簡単に行なうことができる。図３には空気通路８も概略的に図示してある。空気通路８は、２サイクルエンジン１において、混合気通路２１の、シリンダ２側であって図３には図示していないクランクケース４とは逆の側で案内されている。エアフィルタ４１においては、空気通路８は、混合気通路２１の、クランクケース４側であってシリンダ十分な大きさの空間が提供される。中間フランジ２２において両通路８と２１は互いに接近するように案内されている。

空気通路８は空気取入れ口９からフィルタ材４２まで長さｂを有している。長さｂは、空気通路８の、第２のチャンバー３６内に配置されている部分３１をも含んでいる。空気取入れ口９の開閉の際、空気通路８内には圧力波３０が形成され、圧力波３０は空気通路８内全体を前進する。空気通路８の長さｂは、混合気通路２１の長さａに対し、作動時に空気通路８内と混合気通路２１内に形成される圧力波２９と３０が同位相で振動するように同調している。圧力波２９と３０とが同位相であることにより、空気通路８内の圧力と混合気通路２１内の圧力との差は小さい。これにより、空気通路８と混合気通路２１の両方に案内されている部材においては、すなわち中間フランジ２２内と、気化器１７内と、エアフィルタ４１の処理側４４では、燃料が混合気通路２１から空気通路８内へ吸い込まれるのを阻止することができる。空気通路８の長さと混合気通路２１の長さとの差は、混合気取入れ口２０と空気取入れ口９との制御時間に依存している。この場合、混合気通路２１の長さａは必ずしも空気通路８の長さｂよりも短い必要はない。空気通路８と混合気通路２１とが同じ長さであっても、特定の制御時間で空気通路８と混合気通路２１との同位相を生じさせることができる。空気通路８と混合気通路２１とはエアフィルタ４１のケース４５内へ延設されている。エアフィルタ４１のケース４５内では、通路８，２１内での流動方向は図１に図示したエアフィルタ４１からシリンダ２への流動方向３２に対して横方向であり、特にほぼ垂直な方向である。これにより付加的な長さに対してはわずかな空間しか必要としない。特に通路８，２１はスパイラル状に案内されている。

図４はエアフィルタ４１のケース４５の分解図である。ケース４５は下部シェル６２を有し、下部シェル６２内には空気通路８の一部分３１と混合気通路２１の一部分とが案内されている。両一部分３１と３８は仕切り壁１８によって互いに仕切られている。仕切り壁１８は２つの部分１８ａ，１８ｂを有し、両部分１８ａ，１８ｂはねじ込みドーム２６の両側において下部シェル６２の壁４０まで延びている。ねじ込みドーム２６は図１に図示した前記面５７と５８に対し垂直であり、エアフィルタケース４５の図示していないカバーを固定するために用いる。第１のチャンバー３５内には壁部分３９が延在しており、該壁部分３９の自由端６０は第１のチャンバー３５内へ突出している。混合気通路２１の前記一部分３８は壁部分３９のまわりに案内されている。同様に第２のチャンバー３６内には壁部分３３が配置され、該壁部分３３の自由端５９は第２のチャンバー３６内へ突出している。壁部分３３，３９と仕切り壁１８とはほぼねじ込みドーム２６の高さの半分にわたって延びている。下部シェル６２は縁部５０を有し、縁部５０は下部シェル６２の壁４０に対して半径方向外側へずれており、したがって段部５５を形成している。段部５５は壁部分３３，３９および仕切り壁１８の上面と同一面内にある。段部５５から図４に図示していないエアフィルタ底部６１の方向へ突出しているねじ込みドーム５６の領域で段部５５は幅広に形成されている。

ケース４５は、基板５２と中央の開口部６４とを備えた中間カバー４６を有している。中間カバー４６を取り付ける際にねじ込みドーム２６が中央の開口部６４を貫通して突出する。基板５２は縁部５５と、縁部分３３．３９と、仕切り壁１８の上にあり、したがってチャンバー３５と３６を密封する。基板５２は第１のチャンバー３５の領域に開口部５４を有し、第２のチャンバー３６の領域に開口部５３を有する。中間カバー４６は、下部シェル６２とは逆の側に、周回するように延びる縁部５１を有している。下部シェル６２の上に中間カバー４６を取り付ける際、縁部５１は下部シェル６２の縁部５０に当接する。中間スバー４６は下部シェル６２とは逆の側に仕切り壁部分４７を有し、仕切り壁部分４７は開口部５３と５４の間に延在して完全に開口部６４のまわりに案内され、したがってねじ込みドーム２６のための案内部を形成している。縁部５１と仕切り壁４７の上には、下部シェル６２とは逆の側においてフィルタ材４２（図４には図示せず）が載置される。縁部５１と仕切り壁４７とによってフィルタ材４２と基板５２との間に間隔が形成されることにより、フィルタ面を完全に利用することができる。

図５が示すように、空気通路８はエアフィルタ底部６１に設けた流入開口部４９によって第２のチェンバー３６に開口している。流入開口部４９は中間カバー４６に設けた開口部５３（図１を参照）に対してほぼ対向しており、その結果空気通路８の前記一部分３１の一端に流入開口部４９が配置され、反対側の他端に開口部５３が配置されている。空気通路８の、第２のチャンバー３６に形成されている前記一部分３１は、長さｃを有している。第２のチャンバー３６に設けた壁部分３３の長さｅを長くすることにより、前記一部分３１の長さｃを長くすることができ、壁部分３３を短縮することにより短くすることができる。これにより、壁部分３３の長さｅを簡単に変えることにより、空気通路８の長さｃを適合化させることができる。

混合気通路２１は、中間カバー４６に設けた開口部５４に対し対向配置されている流入開口部４８によってエアフィルタ底部６１に開口している。第１のチャンバー３５に形成されている混合気通路２１の前記一部分３８の長さｄは、第１のチャンバー３５のなかへ突出している壁部分３９の長さｆを変えることによって変化させることができる。混合気通路２１の前記一部分３８は壁部分３９の自由端６０のまわりに案内されている。同様に空気通路８の前記一部分３１は壁部分３３の自由端５９のまわりに案内されている。したがって、壁部分３３と３９の長さｅ，ｆを変えることによって、エアフィルタ４１内で案内されている空気通路および混合気通路の前記一部分３１と３８の長さｃとｄを簡単に変えることができ、このようにして混合気通路および空気通路の長さａとｂを互いに同調させることができる。

図６は、混合気通路２１内での圧力経過６５と、空気通路８内での圧力経過６６とを、クランク軸７の一回転に関連づけて図示したグラフである。このグラフは混合気通路２１および空気通路８の長さａ，ｂを互いに同調させる前の圧力経過を示している。クランク軸７の角度が１２０゜を幾分越えているときに空気通路８と混合気通路２１とが開口すると、空気通路８内の圧力と混合気通路２１内の圧力は降下する。この場合空気通路８内での圧力降下のほうが幾分小さく、したがって曲線６６は曲線６５の上方にある。圧力はクランク軸の角度がほぼ１６０゜であるときから上昇する。クランク軸の角度がほぼ２４０゜になるまでは空気取り込み口９と混合気取り込み口２０とはピストン５により閉鎖されている。クランク軸の角度がほぼ２４０゜になって空気取入れ口９と混合気取入れ口２０とが開口すると、圧力は降下する。この場合空気通路内の圧力６６は混合気通路２１内の圧力６５よりも降下の度合いは小さい。空気通路８内の圧力６６はクランク軸の角度がほぼ２７０゜になったときに混合気通路２１内の圧力６５よりも低くなる。これにより、混合気通路２１からの混合気が非密封状態で空気通路８内へ吸い込まれる。

図７は、燃料穴を通じての燃料の最適な吸い込みに対して混合気通路２１の長さを同調させた後の混合気通路２１内の圧力６７と空気通路８内の圧力６８とを示したものである。空気取り込み口９と混合気取り込み口２０とが開口している間は、すなわちクランク軸がほぼ１２０゜ないし２４０゜の位置にあるときは、混合気通路２１内の圧力６７は空気通路８内の圧力６８よりも低い。しかしながら、クランク軸の角度がほぼ２４０゜になって空気通路８と混合気通路２１とが閉鎖すると、空気通路８内の圧力６８は混合気通路２１内の圧力６７よりも強く降下し、その結果空気通路８と混合気通路２１との間に大きな圧力差が生じ、混合気は混合気通路２１から空気通路８内へ吸い込まれる。クランク軸の角度がほぼ３００゜であるとき、空気通路８内の圧力６８はすでに再び上昇しており、他方混合気通路２１内にはまだ負圧が支配している。この場合空気通路８内の圧力波と混合気通路２１内の圧力波とはほぼ逆位相で振動し、その結果空気通路８と混合気通路２１との間に大きな圧力差が生じる。

図８は、空気通路８内の圧力波２９と混合気通路２１内の圧力波３０とが同位相で振動するように空気通路８の長さと混合気通路２１の長さとを同調させた後の混合気通路２１内の圧力６９と空気通路８内の圧力７０とを示したものである。このグラフからわかるように、混合気通路２１内の圧力６９と空気通路８内の圧力７０とはほぼ平行に変化し、その結果両通路の間にはわずかな圧力差しか生じない。空気通路８内の圧力７０は常に混合気通路２１内の圧力よりも上にあるか、或いは、わずかに下にあるにすぎない。したがって空気通路８内の圧力レベルと混合気通路２１内の圧力レベルとはほぼ同じレベルであるので、空気通路８内への混合気の吸い込みは阻止されている。

図９には、エアフィルタケース４５の下部シェル７２が図示されている。この下部シェル７２は図５の下部シェル６２にほぼ対応しているので、同一の符号はこれまでの図面と同じ部材を表わしているものとする。下部シェル７２内には、第１のチャンバー３５内に混合気通路２１の一部分３８が形成され、第２のチェンバー３６に空気通路８の一部分３１が形成されている。第１のチャンバー３５内には壁７３が配置され、壁７３は壁部分３９の端部を仕切り壁部分と結合させている。壁７３は混合気通路２１の一部分３８を画成している。壁７３は図９でハッチングで示した領域７４に延在していてもよい。壁７３で、混合気通路２１内に形成された圧力波２９が反射する。したがって壁７３の位置は混合気通路２１内に形成される圧力波２９の振幅に影響を与える。図９のハッチング領域７４で壁７３の位置を変えることにより、混合気通路２１内の圧力波２９の振幅を適合させることができる。

第２のチャンバー３６には他の壁は配置されていない。空気通路８内で形成される圧力波３０は、エアフィルタ内で、エアフィルタケース４５の下部シェル７２の壁８０で反射する。しかしながら、空気通路８内の圧力波３０の振幅を制御するため、図９でハッチングで示した領域７５に付加的な壁を配置することができる。この壁は特に壁部分３３と仕切り壁部分１８ａまたは壁８０との間に延在する。空気通路８内の圧力波３０が反射する壁の位置を選定することにより、圧力波３０の振幅を制御することができる。したがって、壁７３と８０の位置を同調させることにより圧力波２９と３０を互いに同調させることができる。

図１０は、図９の下部シェル７２を使用したときにクランク軸が１回転する間の空気通路内の圧力経過と混合気通路内の圧力経過とを示すグラフである。混合気通路２１内の圧力７６と空気通路８内の圧力７７とは同位相で変化する。混合気通路２１内の圧力７６の振幅と空気通路８内の圧力７７の振幅とはほぼ等しく、すなわち互いに２０％以下のずれである。これにより空気通路８と混合気通路２１との間にはわずかな圧力差しか生じない。空気通路８と混合気通路２１との間が非密封状態にあっても、空気通路８内への混合気の吸込み或いは混合気通路２１内への空気の吸込みを十分に回避することができる。

図１１は、壁７３と８０を別様に配置したときの混合気通路２１内の圧力８１の経過と空気通路８内の圧力８２の経過とを示したものである。混合気通路２１内の圧力波２９と空気通路８内の圧力波３０とが反射する壁７３と８０の位置は、空気通路８内の圧力波３０の振幅が混合気通路２１内の圧力波２９の振幅よりも小さくなるように互いに同調している。これにより圧力８２は特に負圧範囲にあり、すなわちクランク軸が１２０゜とほぼ２２０゜の間にあるときには混合気通路２１内の圧力８１よりも上にある。これにより、混合気が空気通路８内へ吸い込まれることが阻止される。しかしながら、空気通路内の振幅が混合気通路内の振幅よりも大きいのが有利な場合もある。

２サイクルエンジンのチューニングを行なうため、まず混合気通路２１の長さを、燃料口２８から燃料が最適に排出されるように設定する。次に空気通路８の長さを、空気通路８内の圧力波と混合気通路２１内の圧力波とが同位相で振動するように混合気通路２１の長さに同調させる。圧力波２９と３０の同位相振動は特に完全負荷作動時に望ましい。しかしながら、２サイクルエンジン１の回転数が変化すると、実質的に圧力波２９と３０の振動数が変化し、その結果２サイクルエンジン１のほぼ全回転数範囲にわたって空気通路８内の圧力波と混合気通路２１内の圧力波との同位相を達成できる。前記長さａ，ｂの同調は壁部分３３と３９の長さを変えることにより簡単に行なえる。しかしながら、中間フランジ２２内においても或いは気化器１７内においても長さの変更を行なえる。また、前記長さの同調を可能にするような他の部材を設けてもよい。

混合気通路２１内の圧力波２９の振幅と空気通路８内の圧力波３０の振幅とは、これら圧力波が反射する壁の配置によって変化させることができる。混合気通路２１内の圧力波２９の振幅と空気通路８内の圧力波３０の振幅とにほぼ同じ振幅を持たせるため、特に混合気通路２１内に配置されて圧力波２９が反射する壁の位置を、特にエアフィルタケース４５のケース壁であって空気通路８内の圧力波３０が反射する壁８０の位置に対して適合させる。これにより、空気通路と混合気通路との圧力差をさらに小さくさせることができる。

２サイクルエンジン全体の概略図である。 ２サイクルエンジンを混合気通路とともに図示した概略図である。 空気通路も併せて図示した２サイクルエンジンの概略図である。 ２サイクルエンジンのエアフィルタの分解図である。 エアフィルタのケースの下部シェルの平面図である。 空気通路内と混合気通路内での圧力経過をクランク軸の角度との関連で示したグラフである。 空気通路内と混合気通路内での圧力経過をクランク軸の角度との関連で示したグラフである。 空気通路内と混合気通路内での圧力経過をクランク軸の角度との関連で示したグラフである。 エアフィルタのケースの下部シェルの斜視図である。 空気通路内と混合気通路内での圧力経過をクランク軸の角度との関連で示したグラフである。 空気通路内と混合気通路内での圧力経過をクランク軸の角度との関連で示したグラフである。

符号の説明

１ ２サイクルエンジン
２ シリンダ
３ 燃焼室
５ ピストン
８ 空気通路
９ 空気取入れ口
１１ 仕切り壁
１７ 気化器
２０ 混合気取入れ口
２１ 混合気通路
２２ 中間フランジ
２８ 主燃料口
２９ 圧力波
３０ 圧力波
３３ 壁部分
３５ 第１のチャンバー
３６ 第２のチャンバー
４１ エアフィルタ
４２ フィルタ材
４３ エアフィルタの未処理側
４４ エアフィルタの処理側
４５ エアフィルタケース
６２ 下部シェル
６５ 混合気通路内での圧力経過
６６ 空気通路内での圧力経過
ａ 混合気通路の長さ
ｂ 空気通路の長さ

Claims (15)

1. 上下動するピストン（５）によって画成されている燃焼室（３）を内部に形成したシリンダ（２）と、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気を供給するための空気通路（８）と、燃料・空気混合気を供給するための混合気通路（２１）とを備え、空気通路（８）と混合気通路（２１）とがシリンダ（２）をエアフィルタ（４１）と結合させ、空気通路（８）の一部分と混合気通路（２１）の一部分とが共通の部材で案内されている２サイクルエンジンにおいて、
   作動時に空気通路（８）内に形成される圧力波（３０）が混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）に対し同位相で振動するように混合気通路（２１）の長さ（ａ）と空気通路（８）の長さ（ｂ）とが互いに同調していることを特徴とする２サイクルエンジン。
2. 混合気通路（２１）と空気通路（８）とがそれぞれ、圧力波（２９，３０）が反射する壁（７３，８０）を有してい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。
3. 混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）と空気通路（８）内に形成される圧力波（３０）とがほぼ同じ振幅を有するように、混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）が反射する壁（７３）の位置と空気通路（８）内に形成される圧力波（３０）が反射する壁（８０）の位置とが互いに同調していることを特徴とする、請求項２に記載の２サイクルエンジン。
4. 混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）と空気通路（８）内に形成される圧力波（３０）とが異なる振幅を有するように、混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）が反射する壁（７３）の位置と空気通路（８）内に形成される圧力波（３０）が反射する壁（８０）の位置とが互いに同調し、空気通路（８）内に形成される圧力波（３０）の振幅が混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）の振幅よりも小さいことを特徴とする、請求項２に記載の２サイクルエンジン。
5. 空気通路（８）と混合気通路（２１）とが前記共通の部材のなかで仕切り壁（１１，１８）により互いに仕切られていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。
6. 前記共通の部材が気化器（１７）または中間フランジ（２２）であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。
7. 混合気通路（２１）がエアフィルタ（４１）内へ延設されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。
8. 空気通路（８）がエアフィルタ（４１）内へ延設されていること、前記共通の部材がエアフィルタ（４１）であること、エアフィルタ（４１）がフィルタ材（４２）を有し、フィルタ部材（４２）が未処理側（４３）を処理側（４４）から切り離し、仕切り壁（１８）がエアフィルタ（４１）の処理側（４４）に配置されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。
9. １つの通路（８，２１）の一部分（３１，３８）が流動方向（３２）に対し横方向にエアフィルタ（４１）からシリンダ（２）のほうへ延在し、流動方向（３２）に対し横方向にエアフィルタ（４１）からシリンダ（２）のほうへ延在している、前記通路（８，２１）の前記一部分（３１，３８）が、チャンバー（３５，３６）内で案内され、該チャンバー（３５，３６）内へ壁部分（３３，３９）がその自由端（５９，６０）により突出し、前記通路（８，２１）の前記一部分（３１，３８）が前記自由端（５９，６０）のまわりに延在していることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。
10. 流動方向（３２）に対し横方向にエアフィルタ（４１）からシリンダ（２）のほうへ延在している、１つの通路（８，２１）の一部分（３１，３８）が、エアフィルタ（４１）内に配置されていること、圧力波（２９）が反射する壁（７３）がエアフィルタ（４１）内に配置されていること、流動方向（３２）に対し横方向にエアフィルタ（４１）からシリンダ（２）のほうへ延在している、前記１つの通路（８，２１）の前記一部分（３１，３８）が、エアフィルタ底部（６１）とは逆の側で、仕切り壁（１８）と前記壁部分（３３，３９）とに当接している中間カバー（４６）により画成されていることを特徴とする、請求項９に記載の２サイクルエンジン。
11. 上下動するピストン（５）によって画成されている燃焼室（３）を内部に形成したシリンダ（２）と、シリンダ（２）をエアフィルタ（４１）と結合させている混合気通路（２１）とを備え、混合気通路（２１）に、燃料を供給するための燃料口（２８）が開口し、該燃料口（２８）を介して燃料を混合気通路（２１）内へ吸い込むようにした２サイクルエンジンにおいて、
    混合気通路（２１）の長さ（ａ）が燃料口（２８）による最適な燃料吸い込みに同調していることを特徴とする２サイクルエンジン。
12. 燃料をほとんど含んでいない燃焼空気を供給するための空気通路（８）が設けられ、空気通路（８）がシリンダ（２）をエアフィルタ（４１）と結合させ、作動時に混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）が空気通路（８）内の圧力波（３０）と同位相で振動するように空気通路（８）の長さ（ｂ）が混合気通路（２１）の長さ（ａ）に同調していることを特徴とする、請求項１１に記載の２サイクルエンジン。
13. 混合気通路（２１）と空気通路（８）とがそれぞれ、圧力波（２９，３０）が反射する壁（７３，８０）を有し、圧力波（２９，３０）がほぼ同じ振幅を有するように前記壁（７３，８０）の位置が互いに同調していることを特徴とする、請求項１２に記載の２サイクルエンジン。
14. 混合気通路（２１）と空気通路（８）とがそれぞれ、圧力波（２９，３０）が反射する壁（７３，８０）を有し、混合気通路（２１）内に形成される圧力波（２９）の振幅が空気通路（８）内に形成される圧力波（３０）の振幅よりも大きいように、前記壁（７３，８０）の位置が互いに同調していることを特徴とする、請求項１２に記載の２サイクルエンジン。
15. 上下動するピストン（５）によって画成されている燃焼室（３）を内部に形成したシリンダ（２）と、燃料口（２８）を開口させた混合気通路（２１）と、燃料をほとんど含んでいない燃焼空気を供給するための空気通路（８）とを備えた２サイクルエンジンであって、空気通路（８）と混合気通路（２１）とがシリンダ（２）をエアフィルタ（４１）と結合させている前記２サイクルエンジンをチューニングするための方法において、
    第１のステップで、混合気通路（２１）の長さ（ａ）を燃料口（２８）からの最適な燃料吸い込みに同調させ、第２のステップで、２サイクルエンジン（１）の作動時に空気通路（８）内の圧力波（３０）と混合気通路（２１）内の圧力波（２９）とが同位相で振動するように空気通路（８）の長さ（ｂ）を混合気通路（２１）の長さ（ａ）に同調させることを特徴とする方法。

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