JP4878265B2 - 2-cycle engine - Google Patents
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Description
本発明は、2サイクルエンジンに関する。 The present invention relates to a two-cycle engine.
従来、2サイクルエンジンにおいて、混合気の排気ポートへの吹き抜けを抑制してTHC(全炭化水素)の排出量を低減するとともに、掃気効率を上昇させて燃焼室内に充填される混合気濃度を高め、燃焼を改善してエンジン出力を向上させる提案がなされている(特許文献1)。 Conventionally, in a two-cycle engine, the amount of THC (total hydrocarbons) emitted is reduced by suppressing the blow-through of the mixture to the exhaust port, and the scavenging efficiency is increased to increase the concentration of the mixture filled in the combustion chamber. A proposal has been made to improve combustion by improving engine output (Patent Document 1).
具体的には、掃気通路の掃気ポートに連なる上面とシリンダ中心に対して直角な方向線とがなす吹き上げ角を、シリンダの周方向において異なるように構成し、吸気ポート寄りの吹き上げ角を排気ポート寄りの吹き上げ角よりも大きくし、混合気を燃焼室内に充填させる際の上方への吹き上げ状態を周方向で異ならせるようにしている。 Specifically, the blow-up angle formed by the upper surface connected to the scavenging port of the scavenging passage and the direction line perpendicular to the cylinder center is configured to be different in the circumferential direction of the cylinder, and the blow-up angle near the intake port is set to the exhaust port. It is larger than the close-up blow angle, and the upward blow-up state when the air-fuel mixture is filled in the combustion chamber is made different in the circumferential direction.
ところで、従来の掃気通路としては、混合気を燃焼室の略接線方向から充填する形状になっている場合が多い。つまり、排気ポートに対して遠ざかる方向で略接線方向に混合気を充填させるのであり、こうすることで混合気の吹き抜けを抑制しているのである(特許文献2)。 By the way, as a conventional scavenging passage, the air-fuel mixture is often filled from a substantially tangential direction of the combustion chamber. That is, the air-fuel mixture is filled in a direction substantially tangential in a direction away from the exhaust port, and this prevents the air-fuel mixture from blowing through (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1では、混合気の充填方向がシリンダ中心に沿っており、略接線方向から充填されていない。従って、特許文献2に示すような略接線方向から充填するような形状の掃気通路では、特許文献1に記載したような吹き上げ角を適用すると、かえって十分に吹き抜けを抑制できず、出力の向上もさほど望めない可能性がある。
However, in
本発明の目的は、混合気を燃焼室に対して略接線方向から充填する場合でも、吹き抜けを良好に抑制でき、かつ出力を確実に向上させることができる2サイクルエンジンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a two-cycle engine capable of satisfactorily suppressing blow-through and reliably improving output even when an air-fuel mixture is charged from a substantially tangential direction with respect to a combustion chamber.
本発明の請求項1の2サイクルエンジンは、掃気通路を流れる混合気が排気ポート側から吸気ポート側に向かうように燃焼室に対して略接線方向から流入する2サイクルエンジンであって、前記掃気通路は、前記排気ポート寄りのメイン通路と、前記吸気ポート寄りのサブ通路とを備えているとともに、前記掃気通路内の前記吸気ポート側の位置には、前記混合気を前記接線方向よりも外方側に案内する案内面が設けられ、この案内面と前記燃焼室の内周面との間には、当該案内面で案内された混合気がぶつかる段差部が設けられ、前記段差部は前記燃焼室と外部とを連通する開口部の内面の一部で形成され、前記案内面は当該開口部に嵌め込まれるカバーの一部で形成されていることを特徴とする。
なお、ここでの「略接線方向」とは、厳密に接線方向である必要はなく、燃焼室の中心に向かう径方向に対して吸気ポート側にずれた方向をいう。
The two-cycle engine according to
Here, the “substantially tangential direction” does not need to be strictly tangential, but refers to a direction shifted toward the intake port side with respect to the radial direction toward the center of the combustion chamber.
本発明の請求項2の2サイクルエンジンは、請求項1に記載の2サイクルエンジンにおいて、前記メイン通路の通路断面積と前記サブ通路の通路断面積とは、互いに異なっていることを特徴とする。
2-cycle engine according to
本発明の請求項3の2サイクルエンジンは、請求項1または請求項2に記載の2サイクルエンジンにおいて、先導空気通路を備えた層状掃気2サイクルエンジンであることを特徴とする。 A two-cycle engine according to a third aspect of the present invention is the two-cycle engine according to the first or second aspect , wherein the two-cycle engine is a stratified scavenging two-cycle engine having a leading air passage.
以上において、請求項1の発明によれば、サブ通路から燃焼室に流入しようとする混合気は、接線方向から外方に外れて段差部にぶつかり、渦流を発生させる。この渦流はメイン通路からの混合気の流れを変化させ、掃気効率および燃焼状態を改善させる。従って、混合気の吹き抜けをより確実に抑制でき、燃焼効率も向上するので、混合気が燃焼室に対して接線方向から流入する2サイクルエンジンであっても、排ガスを綺麗にでき、出力をアップさせることができる。 In the above, according to the first aspect of the present invention, the air-fuel mixture that is about to flow into the combustion chamber from the sub-passage moves outward from the tangential direction and collides with the step portion to generate a vortex. This vortex changes the mixture flow from the main passage and improves scavenging efficiency and combustion conditions. Therefore, it is possible to more reliably suppress air-fuel mixture blow-through and improve combustion efficiency, so even in a two-cycle engine where the air-fuel mixture flows from the tangential direction to the combustion chamber, exhaust gas can be cleaned and the output increased. Can be made.
また、請求項1の発明によれば、掃気通路はカバー側と燃焼室側(すなわちシリンダ側)とで分割可能に形成されるため、案内面や段差部を容易に形成でき、製造が簡単である。
請求項2の発明によれば、通路断面積の大小により、通路を流れる混合気の流速を制御できる。従って、エンジンサイズや混合気等の燃焼室への流入角度に応じて通路断面積を適正に設定することで、渦流の発生を適正にでき、混合気の吹き抜けの防止、および出力向上をより確実に実現できる。
請求項3の発明によれば、層状掃気構造を有しているため、吹き抜ける際には、混合気に代わって先導空気が排出されるようになり、一層クリーンな排ガスにできる。
In addition, according to the invention of
According to the invention of
According to the invention of claim 3 , since it has a layered scavenging structure, when it blows through, the leading air is discharged instead of the air-fuel mixture, so that a cleaner exhaust gas can be obtained.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る2サイクルエンジン(以下、単にエンジンと称する)1の斜視図。図2は、エンジン1の一部を断面した斜視図。
図1、図2において、エンジン1は、層状掃気2サイクルエンジンであって、シリンダ3の側方には、クランクケース4内に混合気を供給する吸気通路5と、一対の掃気通路6内に先導空気を供給する先導空気通路7とが設けられ、これらの通路5,7の燃焼室8を挟んだ反対側には排気通路9が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a two-cycle engine (hereinafter simply referred to as an engine) 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view of a part of the
1 and 2, the
吸気通路5は、ピストン2の上下動(図中の上下の意)によって開閉する吸気ポート5Aを備え、ピストン2の上昇時に開いて、負圧となるクランクケース4内に混合気が吸引される。一方、ピストン2の外周には、ピストン2の上昇に伴って先導空気通路7と連通する一対の凹部10が設けられており、先導空気通路7からの先導空気が凹部10を通って掃気通路6内に掃気ポート6A側から充填される。
The
ピストン2が下降して掃気ポート6Aが燃焼室8内に開くと、クランクケース4内に供給された混合気が掃気通路6を通って燃焼室8内に供給される。この際、予め掃気通路6内の掃気ポート6A側に充填されていた先導空気が最初に燃焼室8に入り込み、この先導空気が排気ポート9A側に回り込んで吹き抜け側に流れるため、混合気が吹き抜けるのを抑制できる。
When the
図3には、掃気ポート6A部分の平断面図が示されている。図1〜図3に示すように、掃気ポート6Aを有する掃気通路6は、シリンダ3の径方向に対向して2箇所に設けられており、吸気通路5や排気通路9に対して略90°ずれた位置に設けられている。また、シリンダ3には、燃焼室8と外部と連通する開口部3Aが設けられている。そして、掃気通路6の大部分は、開口部3Aおよび燃焼室8の間を隔てる隔壁3Bと、開口部3Aに嵌め込まれるカバー11とによって区画される空間で形成されている。
FIG. 3 shows a plan sectional view of the
図3において、掃気通路6を形成する開口部3Aの内面のうち、排気ポート9Aに近い側の壁面12には、先導空気および混合気を燃焼室8に対して略接線方向から流入させる案内面121が設けられている。また、カバー11の内面(掃気通路6に臨む面)には、燃焼室8側に向けて突出したヒレ状の案内部13が設けられている。そして、この案内部13の両面を形成する案内面131も同様に、先導空気および混合気を燃焼室8に対して略接線方向から流入させる向きで形成されている。さらに、カバー11の内面には、案内部14が設けられている。
In FIG. 3, the guide surface that allows the leading air and the air-fuel mixture to flow into the
案内部14は、案内面131と略平行な第1案内面141と、図4に示すように、第1案内面141の図中の上部側に連続した第2案内面(本発明の案内面)142とからなり、この第2案内面142の上下寸法が掃気ポート6Aの上下寸法と略同じに設けられている。これらの案内面121,131,141,142により、掃気通路6からの先導空気および混合気は、排気ポート9A側から吸気ポート5A(図1、図2)側に向けて、燃焼室8に対して略接線方向から流入する。第2案内面142の下方は、隔壁3Bと近接対向する対向面143である。
The
なお、本実施形態での掃気通路6は、前記ヒレ状の案内部13により、排気ポート9A寄りに設けられて通路断面積が大きいメイン通路61と、吸気ポート5A寄りに設けられて通路断面積が小さいサブ通路62とに分かれており、通路断面積が小さいことで絞られたサブ通路62側からは、より流速の早い混合気が流入する。
In this embodiment, the
ところで、図4に示すカバー11において、各通路61,62を形成する部分の上面144,145は、混合気を上方に向けてスムース案内するように、R形状を伴って上方に拡開している。ただし、これら上面144,145の吹き上げ角は略同じであり、特許文献1で示されている程は異なっていない。また、図4に示す第2案内面142は、第1案内面141に対して外方側に大きく折曲している。
Incidentally, in the
従来において、混合気を燃焼室に対して略接線方向から流入させる形状の掃気通路では、本実施形態のような第1案内面141に対して大きく折曲した第2案内面142は存在せず、図3中に2点鎖線で示すように、第1案内面141を延設させた形状の案内面が存在するだけであった。つまり、そのような案内面と燃焼室の内周面との間には、製造上不可欠な段差は存在するものの、積極的に段差が設けられることはなく、混合気を燃焼室の内周面に沿うように流入させるのが一般的であった。
Conventionally, in the scavenging passage in which the air-fuel mixture flows into the combustion chamber from a substantially tangential direction, the
これに対して本実施形態では、第2案内面142が大きく折曲していることで、第2案内面142と燃焼室8の内周面との間には大きな段差部15が設けられている。この段差部15は、シリンダ3の開口部3A内面の一部で形成され、先導空気および混合気の流れに渦流を生じさせるために積極的に設けられている。この段差部15を有していることが、本発明の最も特徴的な構成である。
On the other hand, in the present embodiment, the
従って、本実施形態に設けられた掃気通路6では、第2案内面142で案内されたサブ通路62側からの先導空気および混合気は、図3中に二点鎖線で示す接線方向から外れてさらに外方側を流れ、この第2案内面142と燃焼室8の内周面との間に形成された段差部15にぶつかる。このことにより、サブ通路62からの流れに渦流が発生するとともに、その渦流がメイン通路61からの流れに変化を及ぼす。これにより、掃気効率および燃焼状態を改善することになり、THCやHC(排ガス値)の減少、および出力の向上を実現できる。
Therefore, in the
図5には、本実施形態のエンジン1、および段差部15が設けられていない従来のエンジンを用い、回転数に応じた修正出力、THC濃度、およびHC排出率を測定した。ここで、エンジン1と従来のエンジンとでは、最高出力点での燃料流量が同じになるように調整されている。
In FIG. 5, using the
この測定の結果、(A)に示すように、エンジン1の出力の方が従来のエンジンの出力よりも大きいと認められる。また、(B)、(C)に示すように、エンジン1のTHC濃度およびHC排出率の方が通常のエンジンよりも少ないと認められる。このことにより、本発明の効果を確認することができた。
As a result of this measurement, as shown in (A), it is recognized that the output of the
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
The best configuration, method, and the like for carrying out the present invention have been disclosed above, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described with particular reference to certain specific embodiments, but without departing from the spirit and scope of the invention, Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of quantity and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, quantity and the like disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such restrictions is included in this invention.
例えば、前記実施形態のエンジン1は層状掃気エンジンであったが、先導空気が掃気ポートに充填させることのない通常の2サイクルエンジンであってもよく、このような場合でも、程度の差はあるが、前記実施形態と同様な傾向の結果を得ることができ、本発明の目的を達成できる。
For example, although the
また、前記実施形態では、サブ通路62の通路断面積は、メイン通路61の通路断面積よりも僅かに小さかったが、これらが同程度あるいはサブ通路側の通路断面積を絞って一層小さくした場合でも、前記実施形態と同様な傾向の効果を得ることができ、本発明に含まれる。さらに、エンジンサイズや先導空気および混合気の流入方向によっては、メイン通路側の通路断面積をサブ通路の通路断面積より小さくすることも考えられ、このような場合でも本発明に含まれる。
In the above embodiment, the passage cross-sectional area of the
さらに、前記実施形態では、カバー11に本発明の案内面としての第3案内面143が設けられ、開口部3Aの内面の一部で段差部15が設けられていたが、製造手法によっては、そのようなカバー11や開口部3Aを設けることなく案内面および段差部を設けることも可能であり、そのような場合でも本発明に含まれる。
Furthermore, in the said embodiment, although the
本発明は、層状掃気構造を有した2サイクルエンジンの他、層状掃気構造を有しない通常の2サイクルエンジンにも利用できる。 The present invention can be used not only for a two-cycle engine having a stratified scavenging structure but also for an ordinary two-cycle engine not having a stratified scavenging structure.
1…2サイクルエンジン、3A…開口部、5A…吸気ポート、6…掃気通路、8…燃焼室、9A…排気ポート、11…カバー、15…段差部、61…メイン通路、62…サブ通路、142…案内面である第2案内面。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記掃気通路は、前記排気ポート寄りのメイン通路と、前記吸気ポート寄りのサブ通路とを備えているとともに、
前記掃気通路内の前記吸気ポート側の位置には、前記混合気を前記接線方向よりも外方側に案内する案内面が設けられ、
この案内面と前記燃焼室の内周面との間には、当該案内面で案内された混合気がぶつかる段差部が設けられ、
前記段差部は前記燃焼室と外部とを連通する開口部の内面の一部で形成され、
前記案内面は当該開口部に嵌め込まれるカバーの一部で形成されている
ことを特徴とする2サイクルエンジン。 A two-cycle engine in which an air-fuel mixture flowing in a scavenging passage flows from a substantially tangential direction to a combustion chamber so as to go from an exhaust port side to an intake port side;
The scavenging passage includes a main passage near the exhaust port and a sub-passage near the intake port,
A guide surface for guiding the air-fuel mixture to the outer side than the tangential direction is provided at a position on the intake port side in the scavenging passage,
Between this guide surface and the inner peripheral surface of the combustion chamber, there is provided a step portion where the air-fuel mixture guided by the guide surface collides ,
The step portion is formed by a part of the inner surface of the opening that communicates the combustion chamber with the outside.
The two-cycle engine, wherein the guide surface is formed by a part of a cover fitted in the opening .
前記メイン通路の通路断面積と前記サブ通路の通路断面積とは、互いに異なっている
ことを特徴とする2サイクルエンジン。 The two-stroke engine according to claim 1,
2-cycle engine wherein the cross-sectional area of the main passage and the passage sectional area of said sub-passage, characterized in that there I different from each other.
先導空気通路を備えた層状掃気2サイクルエンジンである
ことを特徴とする2サイクルエンジン。 The two-cycle engine according to claim 1 or 2 ,
A two-stroke engine characterized by being a stratified scavenging two-stroke engine having a leading air passage.
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