JP6212453B2 - 2-stroke engine - Google Patents
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Description
本発明は、潤滑装置を有する２ストロークエンジンに関する。 The present invention relates to a two-stroke engine having a lubricating device.
２ストロークエンジンの潤滑方式として、クランク室を通過して燃焼室に流れる混合気に予め潤滑油を混合し、混合気によってエンジン内の摺接部分に潤滑油を供給するものがある。この潤滑方式では潤滑油が混合気と共に燃焼するため、潤滑油の消費量が多くなると共に、排気ガス中の汚染物質量が増加するという問題がある。一方、自動車等に使用される４ストロークエンジンでは、エンジン下部にオイルを貯留するオイルパンを設け、オイルパン内のオイルをオイルポンプによってエンジン内の摺接部分に圧送し、摺接部分を潤滑した後のオイルが再びオイルパンに還流するようにした強制潤滑方式が多く用いられている。この潤滑方式では、混合気はクランク室を通過せずに直接に燃焼室に供給されるため、潤滑油の燃焼が抑制され、潤滑油の消費量及び潤滑油の燃焼によって生じる汚染物質の量を低減することができる。しかしながら、この潤滑方式ではオイルポンプが必要となるため、エンジンが大型化するという問題がある。 As a lubrication system for a two-stroke engine, there is a system in which lubricating oil is mixed in advance with an air-fuel mixture flowing through a crank chamber and flowing into a combustion chamber, and the lubricating oil is supplied to a sliding contact portion in the engine by the air-fuel mixture. In this lubrication system, since the lubricating oil burns with the air-fuel mixture, there are problems that the amount of consumption of the lubricating oil increases and the amount of pollutants in the exhaust gas increases. On the other hand, in a four-stroke engine used for automobiles, an oil pan for storing oil is provided at the lower part of the engine, and the oil in the oil pan is pumped to the sliding contact portion in the engine by an oil pump to lubricate the sliding contact portion. A forced lubrication system in which later oil returns to the oil pan again is often used. In this lubrication method, the air-fuel mixture is supplied directly to the combustion chamber without passing through the crank chamber, so that the combustion of the lubricating oil is suppressed, and the consumption of the lubricating oil and the amount of pollutants generated by the combustion of the lubricating oil are reduced. Can be reduced. However, since this lubrication method requires an oil pump, there is a problem that the engine becomes large.
このような問題に対して、ピストンの昇降に伴うクランク室の圧力脈動を利用して、エンジンの各摺接部分に潤滑油を供給するようにした４ストロークエンジンがある（例えば、特許文献１）。このエンジンでは、ピストンの下降によってクランク室内の圧力が上昇したときに、クランク室と摺接部分が設けられた動弁室等との間に設けられた一方向弁が開かれ、クランク室から動弁室等にオイルミストが供給される。動弁室等はブリーザパイプを介して気化器の上流側のエアクリーナに連通し、大気圧となっているが、一方向弁によって動弁室等からクランク室へのガスの逆流が防止されている。 In order to solve such a problem, there is a four-stroke engine in which lubricating oil is supplied to each sliding contact portion of the engine using the pressure pulsation in the crank chamber accompanying the raising and lowering of the piston (for example, Patent Document 1). . In this engine, when the pressure in the crank chamber rises due to the lowering of the piston, the one-way valve provided between the crank chamber and the valve operating chamber provided with the sliding contact portion is opened and moves from the crank chamber. Oil mist is supplied to the valve chamber and the like. The valve chamber etc. communicates with the air cleaner upstream of the carburetor via the breather pipe and is at atmospheric pressure, but the one-way valve prevents the backflow of gas from the valve chamber etc. to the crank chamber. .
しかしながら、吸気がクランク室を通過してシリンダ内に供給される２ストロークエンジンでは、低負荷時にスロットルバルブが絞られることによって、スロットルバルブよりも下流側にある吸気ポート及びクランク室の圧力が低下し、ピストンの下降時にもクランク室の圧力が大気圧に達しない場合が発生する。そのため、上記の特許文献１に係る発明を、吸気がクランク室を通過してシリンダ内に供給される２ストロークエンジンに適用した場合には、クランク室から動弁室等に潤滑油を送ることができないという問題がある。
However, in a two-stroke engine in which intake air passes through the crank chamber and is supplied into the cylinder, the throttle valve is throttled at low loads, thereby reducing the pressure in the intake port and crank chamber on the downstream side of the throttle valve. In some cases, the crank chamber pressure does not reach atmospheric pressure even when the piston descends. Therefore, when the invention according to
本発明は、以上の背景を鑑み、２ストロークエンジンにおいて、クランク室の圧力脈動を利用して摺接部分に潤滑油を供給することを課題とする。 In view of the above background, an object of the present invention is to supply lubricating oil to a sliding contact portion using pressure pulsation in a crank chamber in a two-stroke engine.
上記課題を解決するために、本発明はピストン（２３）が往復動可能に受容されたシリンダ（２２）と、前記シリンダの下端に連通するクランク室（２Ａ）と、前記クランク室に一端が連通すると共に、スロットルバルブ（５５）が設けられた吸気通路（５４）と、前記クランク室と前記シリンダの側部とを連通し、前記ピストンによって開閉される掃気ポート（５８）と、前記シリンダに一端が連通した排気ポート（３１）と、潤滑油が貯留されたオイル室（１２）と、前記オイル室の潤滑油をミスト化するオイルミスト生成装置（４１）と、前記クランク室と前記オイル室とを連通すると共に、前記クランク室から前記オイル室への流れを許容する第１一方向弁（６３）が設けられた第１油路（６４）と、前記オイル室と前記シリンダとを連通すると共に、前記オイル室から前記シリンダへの流れを許容する第２一方向弁（８８）が設けられた第２油路（８６）と、前記オイル室と前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも前記クランク室側の部分とを連通すると共に、前記吸気通路から前記オイル室への流れを許容する第３一方向弁（９２）が設けられた新気導入通路（９１）とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a cylinder (22) in which a piston (23) is reciprocally received, a crank chamber (2A) communicating with the lower end of the cylinder, and one end communicating with the crank chamber. In addition, an intake passage (54) provided with a throttle valve (55), a scavenging port (58) opened and closed by the piston, communicating with the crank chamber and a side portion of the cylinder, and one end of the cylinder An exhaust port (31) communicated with each other, an oil chamber (12) in which lubricating oil is stored, an oil mist generating device (41) for misting the lubricating oil in the oil chamber, the crank chamber, and the oil chamber And a first oil passage (64) provided with a first one-way valve (63) allowing flow from the crank chamber to the oil chamber, the oil chamber and the cylinder, A second oil passage (86) provided with a second one-way valve (88) that communicates and allows a flow from the oil chamber to the cylinder, and more than the throttle valve in the oil chamber and the intake passage. And a fresh air introduction passage (91) provided with a third one-way valve (92) for communicating with the crank chamber side portion and allowing a flow from the intake passage to the oil chamber. And
この構成によれば、新気導入通路が吸気通路のスロットルバルブよりも上流側部分ではなく、下流側部分とオイル室とを連通するため、スロットルバルブが絞られるエンジンの低負荷時にオイル室が負圧になる。このため、エンジンの低負荷時において、ピストンの下降時にクランク室が正圧とならない場合にも、ピストンの下降によって、クランク室よりも圧力が低いオイル室に潤滑油を送ることができる。ピストンが上昇し、クランク室の圧力がオイル室よりも低下するときには、吸気通路のスロットルバルブよりも下流側部分から新気導入通路を通ってオイル室に新気が導入され、オイル室において生成されたオイルミストと新気とが共にシリンダ内面に供給され、シリンダ内面を潤滑する。 According to this configuration, since the fresh air introduction passage communicates the downstream portion with the oil chamber rather than the upstream portion of the intake passage throttle valve, the oil chamber is negative at the time of low engine load where the throttle valve is throttled. Become pressure. For this reason, even when the crank chamber does not become a positive pressure when the piston is lowered when the engine is under a low load, the lubricant can be sent to the oil chamber whose pressure is lower than that of the crank chamber by the lowering of the piston. When the piston rises and the pressure in the crank chamber drops below that in the oil chamber, fresh air is introduced into the oil chamber from the downstream portion of the intake passage through the fresh air introduction passage and is generated in the oil chamber. Both oil mist and fresh air are supplied to the cylinder inner surface and lubricate the cylinder inner surface.
また、上記の発明において、前記オイルミスト生成装置は、クランクシャフトの回転に応じて回転し、動弁機構（３４）を駆動するカム（４１）を含み、前記カムが前記オイル室に貯留された潤滑油を撹拌することによってオイルミストを生成するとよい。 In the above invention, the oil mist generating device includes a cam (41) that rotates in response to rotation of a crankshaft and drives a valve operating mechanism (34), and the cam is stored in the oil chamber. Oil mist may be generated by stirring the lubricating oil.
この構成によれば、動弁機構を駆動するカムがオイルミストを撹拌するオイルミスト生成装置をなすため、部品点数を削減することができる。また、カムの潤滑が確実に行われる。 According to this configuration, since the cam that drives the valve mechanism forms an oil mist generating device that stirs the oil mist, the number of parts can be reduced. Further, the cam is reliably lubricated.
また、上記の発明において、前記第１油路には、動弁室（６）が設けられ、前記動弁室には、前記動弁機構の一部をなし、前記排気ポートを開閉する排気弁（３２）を駆動するロッカアーム（４３）が設けられているとよい。 In the above invention, the first oil passage is provided with a valve operating chamber (6), and the valve operating chamber forms part of the valve operating mechanism and opens and closes the exhaust port. A rocker arm (43) for driving (32) may be provided.
この構成によれば、第１油路の経路上に動弁室が設けられるため、動弁室内の動弁機構の潤滑がなされる。 According to this configuration, since the valve operating chamber is provided on the path of the first oil passage, the valve operating mechanism in the valve operating chamber is lubricated.
また、上記の発明において、前記第１油路は、前記第１油路から前記動弁室に供給される潤滑油が前記ロッカアーム上に落下する位置において前記動弁室に接続されているとよい。 In the above invention, the first oil passage may be connected to the valve operating chamber at a position where lubricating oil supplied from the first oil passage to the valve operating chamber falls on the rocker arm. .
この構成によれば、ロッカアームに潤滑油が確実に供給されるようになる。 According to this configuration, the lubricating oil is reliably supplied to the rocker arm.
また、上記の発明において、前記ロッカアームと前記カムとは、プッシュロッド（４２）によって連結され、前記プッシュロッドを進退可能に受容すると共に、前記オイル室と前記動弁室とを連通するロッドケース（５１）が、前記第１油路の一部を形成するとよい。 In the above invention, the rocker arm and the cam are connected by a push rod (42), receive the push rod so as to be able to advance and retreat, and communicate with the oil chamber and the valve operating chamber ( 51) may form part of the first oil passage.
この構成によれば、ロッドケースが、動弁室とオイル室とを連通する第１油路を兼ねるため、油路を形成するために新たな部品を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。 According to this configuration, since the rod case also serves as the first oil passage that communicates the valve operating chamber and the oil chamber, it is not necessary to provide new parts to form the oil passage, and the number of parts can be reduced. Can do.
また、上記の発明において、前記新気導入通路は、前記動弁室に接続され、前記動弁室及び前記第１油路を介して前記オイル室に連通するとよい。 In the above invention, the fresh air introduction passage may be connected to the valve operating chamber and communicate with the oil chamber via the valve operating chamber and the first oil passage.
この構成によれば、動弁室とオイル室とを連通する第１油路に、動弁室からオイル室に向うガスの流れが形成され、動弁室からオイル室に向う潤滑油の流れを促進することができる。 According to this configuration, the flow of gas from the valve chamber to the oil chamber is formed in the first oil passage that connects the valve chamber and the oil chamber, and the flow of lubricating oil from the valve chamber to the oil chamber is reduced. Can be promoted.
また、上記の発明において、前記第１油路は、前記クランク室の底部に連通しているとよい。 In the above invention, the first oil passage may communicate with the bottom of the crank chamber.
この構成によれば、重力によってクランク室の底部に捕集された潤滑油が第１油路に円滑に流れるようになる。 According to this configuration, the lubricating oil collected at the bottom of the crank chamber by gravity flows smoothly into the first oil passage.
以上の構成によれば、２ストロークエンジンにおいて、クランク室の圧力脈動を利用して摺接部分に潤滑油を供給することができる。 According to the above configuration, in the two-stroke engine, the lubricating oil can be supplied to the sliding contact portion using the pressure pulsation in the crank chamber.
以下、図面を参照して、本発明を単気筒のユニフロー２ストロークエンジン（以下、エンジンＥという）に適用した実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a single-cylinder uniflow two-stroke engine (hereinafter referred to as engine E) will be described in detail with reference to the drawings.
図１及び図２に示すように、エンジンＥの機関本体１は、内部にクランク室２Ａを画成するクランクケース２と、クランクケース２の上部に接合されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上部に接合されたシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上部に接合され、シリンダヘッド４との間に上部動弁室６（ロッカー室）を画成するヘッドカバー５とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
クランクケース２は、図２に示すように、上下に延びる面（シリンダ軸線Ａを通る面）で左右に分割された一対のクランクケース半体によって構成される。左右のクランクケース半体は、ボルトによって互いに締結され、両半体間にクランク室２Ａを形成する。クランクケース２の左右の側壁２Ｂ、２Ｃには、軸受を介してクランクシャフト８が回転可能に支持される。
As shown in FIG. 2, the
クランクシャフト８は、クランクケース２の側壁２Ｂ、２Ｃに支持される一対のジャーナル８Ａと、両ジャーナル８Ａ間に設けられた一対のウェブ８Ｂと、両ウェブ８Ｂによってジャーナル８Ａから偏心した位置に支持されたクランクピン８Ｃとを有する。
The
右側壁２Ｃの外面側にはエンドプレート１１が締結される。エンドプレート１１は、周縁部において右側壁２Ｃの外面に締結され、右側壁２Ｃとの間に下部動弁室１２を形成する。下部動弁室１２は、後述するように潤滑油を底部に貯留し、オイル室として機能する。クランクシャフト８の左端部８Ｄは、クランクケース２の左側壁２Ｂを貫通して左方に延出する。クランクシャフト８の右端部８Ｅは、クランクケース２の右側壁２Ｃ及びエンドプレート１１を貫通して右方へと延出する。クランクシャフト８の左端部８Ｄが左側壁２Ｂを貫通する部分、右端部８Ｅが右側壁２Ｃを貫通する部分、及び右端部８Ｅがエンドプレート１１を貫通する部分には、クランク室２Ａの気密性を確保するためのシール部材がそれぞれ設けられている。
The
クランクケース２の上部には、上下に延び、上端がクランクケース２の上端面に開口すると共に、下端がクランク室２Ａに向けて開口する断面円形の第１スリーブ受容孔１６が形成されている。
A first
シリンダブロック３は、上下に延在し、下端面においてクランクケース２の上端面に接合される。シリンダブロック３には、上端面から下端面に上下に貫通する第２スリーブ受容孔１８が形成されている。第２スリーブ受容孔１８は、上部が下部に対して段違いに拡径された円形断面の段付き孔であり、上部及び下部の境界部に上方を向く環状の肩面１８Ａを有する。第２スリーブ受容孔１８の下端開口は、シリンダブロック３の第１スリーブ受容孔１６の上端開口と同軸に対向し、互いに連通する。第１スリーブ受容孔１６及び第２スリーブ受容孔１８の下部の内径は等しく、連続した孔を形成する。
The
第１及び第２スリーブ受容孔１６、１８には、円筒状のシリンダスリーブ１９が圧入される。シリンダスリーブ１９は、外周部に径方向外方に突出する環状の凸部２１を有する。凸部２１が肩面１８Ａに当接することによって、シリンダスリーブ１９の第１及び第２スリーブ受容孔１６、１８に対する位置が定まる。シリンダスリーブ１９の下端は、第１スリーブ受容孔１６の下端開口から下方に突出し、クランク室２Ａの内部において突出端となっている。シリンダスリーブ１９の上端はシリンダブロック３の上端面と面一となる位置に配置され、シリンダブロック３に接合されるシリンダヘッド４の下端面に当接する。これにより、シリンダスリーブ１９は、肩面１８Ａとシリンダヘッド４の下面との間に挟持され、シリンダ軸線Ａ方向において位置が定まる。シリンダスリーブ１９の内孔は、シリンダ２２を形成する。
A
シリンダ２２には、往復動可能にピストン２３が受容される。ピストン２３は、クランクシャフト８と平行に延びるピストンピン２３Ａを有する。ピストンピン２３Ａには、軸受を介してコンロッド２６の小端部が回動可能に支持される。コンロッド２６の大端部は、軸受を介してクランクピン８Ｃに回動可能に支持される。ピストン２３とクランクシャフト８とがコンロッド２６によって連結されることによって、ピストン２３の往復動がクランクシャフト８の回転運動に変換される。
The
図１及び図２に示すように、シリンダヘッド４の下端面におけるシリンダスリーブ１９に対応する位置には、半球状の燃焼室凹部２８が形成されている。シリンダ２２の上部は、燃焼室凹部２８及びピストン２３の頂面と共に燃焼室２９を形成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a hemispherical
シリンダヘッド４には、点火プラグ３０が燃焼室２９に臨むように設けられている。また、シリンダヘッド４には、排気ポート３１が燃焼室２９の頂部に開口するように形成されると共に、排気ポート３１を開閉するポペット型の排気弁３２が設けられている。排気弁３２は、そのステムエンドが上部動弁室６に配置され、バルブスプリング３３によって閉方向に付勢されている。排気弁３２は、動弁機構３４によって、クランクシャフト８の回転に同期して開閉駆動される。
A
図２に示すように、動弁機構３４は、クランクシャフト８の回転に応じて回転するカム４１と、カム４１によって進退駆動されるプッシュロッド４２と、プッシュロッド４２によって駆動され、排気弁３２を開方向に押すロッカアーム４３とを有する。カム４１は、下部動弁室１２内に位置するクランクシャフト８に形成されている。カム４１は、クランクシャフト８の径方向に突出した板カムである。
As shown in FIG. 2, the
プッシュロッド４２は、両端が開口した管状のロッドケース５１に進退可能に収容されている。ロッドケース５１は、上下に延在し、下端がクランクケース２の右側壁２Ｃに接合されて下部動弁室１２に連通すると共に、上端がシリンダブロック３に接合されて上部動弁室６に連通する。ロッドケース５１の上端部は、上部動弁室６の底部に開口している。ロッドケース５１の内径はプッシュロッド４２の外径よりも大きく設定され、プッシュロッド４２の外面とロッドケース５１の内面との間には隙間が形成されている。これにより、ロッドケース５１の内部は、上部動弁室６と下部動弁室１２との間で流体の流通が可能な通路５１Ａを形成している。プッシュロッド４２は、下端においてカム４１に当接し、カム４１の回転に応じて進退する。プッシュロッド４２の下端にローラを設け、ローラにおいてカム４１に転接するようにしてもよい。
The
ロッカアーム４３は、シリンダヘッド４に支持されたロッカシャフト５２に回動可能に支持される。ロッカシャフト５２は、シリンダ軸線Ａ及びクランクシャフト８の軸線と直交する方向に延在する。ロッカアーム４３は、一端にプッシュロッド４２の上端に当接する受け部４３Ａを有し、他端に排気弁３２のステムエンドに当接するスクリュアジャスタ４３Ｂを有する。
The
以上の構成の動弁機構３４によって、クランクシャフト８が１回転する毎に、所定のタイミングで排気弁３２が１回開かれる。
With the
図１に示すように、クランクケース２の前側壁２Ｄには、前方に突出した突出部２Ｆが形成されている。突出部２Ｆの内部は、前後に延びる通路２Ｇを形成し、後端においてクランク室２Ａに連通し、前端が開口となっている。通路２Ｇの前端は、突出部２Ｆの前端に締結された蓋３６によって閉塞されている。突出部２Ｆの左側壁部には、突出部２Ｆの外部と内部とを連通する貫通孔である吸気ポート５３が形成されている。吸気ポート５３の外端には、吸気通路５４の下流端が接続される。吸気通路５４は、上流側から順に、エアインレット（不図示）、エアクリーナ（不図示）、スロットルバルブ５５を有する。吸気ポート５３には、吸気ポート５３側からクランク室２Ａ側への流体の流れを許容する一方で、クランク室２Ａ側から吸気ポート５３側への流体の流れを阻止するリード弁である吸気弁５６が設けられている。吸気弁５６は、通常は閉弁しており、ピストン２３の上昇によってクランク室２Ａ内の圧力が低下すると開弁する。
As shown in FIG. 1, the
クランクケース２及びシリンダスリーブ１９には、クランク室２Ａとシリンダスリーブ１９の内部とを連通する掃気ポート５８が形成されている。掃気ポート５８は、シリンダスリーブ１９に形成された掃気口５８Ａと、掃気口５８Ａからクランク室２Ａに延びる通路部５８Ｂとを含む。通路部５８Ｂは、クランクケース２の上部であって、第１スリーブ受容孔１６の周囲に形成されている。本実施形態では、１つの掃気ポート５８が、２つの掃気口５８Ａと１つの通路部５８Ｂとを有する。掃気口５８Ａは、シリンダスリーブ１９の第１スリーブ受容孔１６内に対応する部分に、径方向に貫通するように形成されている。掃気口５８Ａの高さ寸法は、ピストン２３の外周面の高さ寸法よりも小さく設定されている。
The
掃気口５８Ａ（掃気ポート５８）は、ピストン２３の往復動によって開閉される。具体的には、ピストン２３が掃気口５８Ａと対応する位置にあるときには、掃気ポート５８はピストン２３の外周部によって閉じられ、ピストン２３の下縁が掃気口５８Ａの下縁よりも上方（上死点側）にあるときには、掃気ポート５８がシリンダ２２のピストン２３よりも下側部分と連通するように開かれ、ピストン２３の上縁が掃気口５８Ａの上縁よりも下方（下死点側）にあるときには、掃気ポート５８がシリンダ２２のピストン２３よりも上側部分（燃焼室２９）と連通するように開かれる。
The scavenging
本実施形態では、エンジンＥは２つの掃気ポート５８を有する。２つの掃気ポート５８及び掃気口５８Ａは、シリンダ軸線Ａを中心として、回転対称形をなし、１８０°回転対称位置に配置されている。
In the present embodiment, the engine E has two scavenging
各掃気ポート５８の上流側部分５８Ｃは、クランク室２Ａに連通する下端からシリンダスリーブ１９の径方向外方をシリンダ軸線Ａと平行に上方に延びる。図２に示すように、下流側部分５８Ｄは、上流側部分５８Ｃの上部から掃気口５８Ａに向けてシリンダスリーブ１９の径方向外方を周方向に延在する。下流側部分５８Ｄは、シリンダ軸線Ａに沿った上側から見た場合に、上流側から下流側に向けてシリンダ軸線Ａを中心とした反時計回り方向に延在している。下流側部分５８Ｄの下流端は、２つの掃気口５８Ａと連通している。
The
図１及び図２に示すように、クランク室２Ａと上部動弁室６とは、通路６１によって互いに連通されている。通路６１は、管状の通路部材６２によって形成されている。通路６１のクランク室側の端部は、クランク室２Ａの底部であって最も低い位置に開口していることが好ましい。通路６１の上部動弁室６側の端部は、ヘッドカバー５の上壁部であって、ロッカアーム４３の直上方に位置する部分に開口していることが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
通路６１の経路上には、クランク室２Ａ側から上部動弁室６側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する第１一方向弁６３が設けられている。第１一方向弁６３は、初期状態においては閉じており、クランク室２Ａ側の圧力が上部動弁室６の外部側の圧力よりも所定値以上高くなった場合に開く。本実施形態では、第１一方向弁６３はリード弁である。
A first one-
上部動弁室６は、通路５１Ａを介して下部動弁室１２と連通している。そのため、通路６１、上部動弁室６、及び通路５１Ａを含む一連の通路である第１油路６４は、クランク室２Ａと下部動弁室１２とを連通する。
The
図１〜図３に示すように、シリンダスリーブ１９のクランク室２Ａに突入した下端部の外周部は、他の部分に対して段違いに縮径された小径部１９Ａとなっている。小径部１９Ａの外周部には環状の油路形成部材７０が装着されている。油路形成部材７０の内周面は、小径部１９Ａの外周面と周方向にわたって面接触する。小径部１９Ａの外周面であって、油路形成部材７０の内周面に対向する部分には、周方向に環状に延在する油溝７１が凹設されている。油溝７１は、油路形成部材７０によって覆われ、環状の通路７２を形成する。また、油溝７１の上下には、油溝７１と平行に環状に延在する一対のＯリング溝７３が凹設されている。各Ｏリング溝７３には、Ｏリング７４が装着され、通路７２がシールされている。油路形成部材７０には、径方向に貫通し、通路７２に連通する油入口孔７５が形成されている。シリンダスリーブ１９には、径方向に貫通し、通路７２と連通する油供給孔７６が形成されている。油供給孔７６は、シリンダスリーブ１９の周方向において複数形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the outer peripheral portion of the lower end portion that has entered the
ピストン２３の外周部には、それぞれ周方向に延在して環状をなすコンプレッションリング溝２３Ｂ、及びオイルリング溝２３Ｃが凹設されている。コンプレッションリング溝２３Ｂは、オイルリング溝２３Ｃよりも上方に配置されている。コンプレッションリング溝２３Ｂには一部が開裂した環状のコンプレッションリング２３Ｄが装着され、オイルリング溝２３Ｃには一部が開裂した環状のオイルリング２３Ｅが装着されている。油供給孔７６は、ピストン２３が下死点にあるときに、コンプレッションリング２３Ｄとオイルリング２３Ｅとの間に位置するように、シリンダスリーブ１９に対する上下位置が設定されている。
A
下部動弁室１２は、通路８１、通路８２、通路８３によって油供給孔７６に連通されている。通路８２は、シリンダブロック３及びクランクケース２に形成された通路であり、一端がシリンダブロック３の外面に開口する一方、他端が掃気ポート５８の上流側部分５８Ｃの上端部に開口している。通路８１は、管状の通路部材８４の内側に形成され、一端が下部動弁室１２の上部に開口する一方、他端がシリンダブロック３の外面に開口した通路８２の一端に接続されている。通路８３は、管状の通路部材８５の内側に形成され、一端が掃気ポート５８に開口した通路８３の他端に接続される一方、他端が油供給孔７６の外端に接続されている。
The lower
図４に示すように、通路８１、通路８２、通路８３、油入口孔７５、通路７２、油供給孔７６を含む一連の通路である第２油路８６は、下部動弁室１２とシリンダ２２の内部とを連通する。
As shown in FIG. 4, the
図４に示すように、第２油路８６を構成する任意の要素、又は任意の要素間には、下部動弁室１２側からシリンダ２２の内部側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する第２一方向弁８８が設けられている。第２一方向弁８８は、初期状態においては閉じており、下部動弁室１２側の圧力がシリンダ２２の内部側の圧力よりも所定値以上高くなった場合に開く。
As shown in FIG. 4, the flow of fluid from the
上部動弁室６は、新気導入通路９１によって、吸気通路５４のスロットルバルブ５５よりも下流側部分（クランク室２Ａ側の部分）に連通している。新気導入通路９１は、管状の通路部材９４によって形成されている。新気導入通路９１には、吸気通路５４側から上部動弁室６側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する第３一方向弁９２が設けられている。第３一方向弁９２は、初期状態においては閉じており、吸気通路５４側の圧力が上部動弁室６側の圧力よりも所定値以上高くなった場合に開く。
The
図４に示すように、エンジンＥの潤滑装置９９は、第１油路６４（上部動弁室６を含む）、下部動弁室１２、第２油路８６、新気導入通路９１、第１一方向弁６３、第２一方向弁８８、第３一方向弁９２を含む。後に詳述するが、潤滑装置９９では、クランク室２Ａ、第１油路６４（詳細には、通路６１、上部動弁室６、通路５１Ａ）、下部動弁室１２、第２油路８６、シリンダ２２を順に通過し、クランク室２Ａに戻る潤滑油の循環通路が形成される（図中の黒色矢印参照）。このとき、吸気通路５４のスロットルバルブ５５よりも下流側部分から、新気導入通路９１、第１油路６４（詳細には、上部動弁室６、通路５１Ａ）、下部動弁室１２、第２油路８６、シリンダ２２を順に通過し、クランク室２Ａに新気が流れる（図中の白色矢印参照）。
As shown in FIG. 4, the
図２に示すように、クランクケース２の左右側壁２Ｂ、２Ｃの内面には、互いに近接する方向に突出する鍔部９５が設けられている。鍔部９５は、クランクシャフト８と干渉しないように、ピストン２３が上死点に位置するときのウェブ８Ｂの上端よりも上方に配置される。また、一対の鍔部９５は、コンロッド２６と干渉しないように、その先端同士が左右方向において所定の隙間を有するように配置されている。
As shown in FIG. 2,
図１に示すように、クランクケース２の後側壁２Ｅであって、鍔部９５よりも上方に位置する部分には、燃料噴射弁９６が取り付けられている。燃料噴射弁９６の先端は、シリンダスリーブ１９の下端を向いている。燃料噴射弁９６は、所定のタイミングでクランク室２Ａに燃料を噴射する。
As shown in FIG. 1, a
このように構成されたエンジンＥは、始動後、次のように動作する。図１を参照すると、まず、ピストン２３の上昇行程では、ピストン２３の上昇に伴うクランク室２Ａの膨張によって、クランク室２Ａの圧力が低下する。これにより、吸気弁５６が開弁し、新気が吸気ポート５３を介してクランク室２Ａに流入する。クランク室２Ａに流入した新気には、燃料噴射弁９６から燃料が噴射され、混合気が生成される。同時に、シリンダ２２の上部（燃焼室２９）の混合気はピストン２３によって圧縮される。ピストン２３が上死点近傍にあるときに、点火プラグ３０による点火が行われ、燃料が燃焼する。
The engine E configured as described above operates as follows after starting. Referring to FIG. 1, first, in the upward stroke of the
その後、ピストン２３が下降行程に移ると、ピストン２３の下降に伴うクランク室２Ａの収縮によって、クランク室２Ａの圧力が上昇する。これにより、吸気弁５６が閉じられ、クランク室２Ａ内の混合気が圧縮される。ピストン２３の下降が進むと、動弁機構３４に駆動された排気弁３２が排気ポート３１を開く。これにより、燃焼室２９内の膨張した排気ガス（既燃焼ガス）がブローダウン流となって排気ポート３１に流れる。
Thereafter, when the
その後、ピストン２３の下降が進み、ピストン２３の上端縁が掃気口５８Ａの上縁より下がると（ピストン２３が掃気ポート５８を開くと）、燃焼室２９と掃気ポート５８とが連通する。このとき、燃焼室２９内の既燃焼ガスの圧力は十分に低下し、クランク室２Ａの圧力よりも低くなり、掃気ポート５８から燃焼室２９にガスが流れる。
Thereafter, when the
ピストン２３が再び上昇行程に移ると、掃気ポート５８がピストン２３によって閉じられる。その後、ピストン２３が更に上昇すると、カム４１によって駆動された排気弁３２が排気ポート３１を閉じ、ピストン２３の上昇に伴って燃焼室２９内の混合気が圧縮される。同時に、クランク室２Ａ内が減圧され、吸気弁５６が開かれて新気が吸気ポート５３からクランク室２Ａ内に吸入される。
When the
このようにして、エンジンＥは２サイクル動作を行う。掃気ポート５８からシリンダ２２を経由して排気ポート３１へと流れる掃気及び排気の流れは、曲がりの少ないユニフローとなる。
In this way, the engine E performs a two-cycle operation. The flow of the scavenging and exhaust gas flowing from the scavenging
次に、潤滑装置９９の作動について説明する。エンジンＥの停止時には、クランク室２Ａ、上部動弁室６、及び下部動弁室１２のそれぞれの底部には潤滑油が貯留されている。エンジンＥが駆動してクランクシャフト８が回転すると、クランクシャフト８に設けられたカム４１が下部動弁室１２内に貯留された潤滑油を撹拌し、潤滑油を飛散させてミスト化する。これにより、下部動弁室１２の上部にはミスト化された潤滑油を含むガスが生成される。
Next, the operation of the
ピストン２３が上昇し、クランク室２Ａの体積が膨張するときには、クランク室２Ａの圧力が上部動弁室６及び下部動弁室１２の圧力よりも低くなる。上部動弁室６及び下部動弁室１２は、比較的流路断面積が大きい通路５１Ａによって接続されているため、圧力は概ね等しくなる。また、上部動弁室６の圧力が、吸気通路５４のスロットルバルブ５５よりも下流側部分の圧力よりも低くなる。このように、ピストン２３の上昇時には、クランク室２Ａの圧力が上部動弁室６及び下部動弁室１２の圧力よりも低くなり、上部動弁室６の圧力が吸気通路５４のスロットルバルブ５５よりも下流側部分の圧力よりも低くなるため、第１一方向弁６３は閉じた状態に維持される一方、第２一方向弁８８及び第３一方向弁９２が開かれる。これにより、吸気通路５４から、新気導入通路９１、上部動弁室６、通路５１Ａを通過して下部動弁室１２に新気が供給され、新気は下部動弁室１２においてオイルミストと混合された後、第２油路８６を通過してシリンダ２２の内部に供給される。第２油路８６からシリンダ２２の内部に供給されたオイルミストは、一部がシリンダ２２の内周面に付着し、シリンダ２２とピストン２３との摺接部分を潤滑する。
When the
シリンダ２２の内周面に付着した潤滑油は、ピストン２３のコンプレッションリング２３Ｄ及びオイルリング２３Ｅによって、シリンダ２２の内周面上を上下に引き延ばされる。引き延ばされた潤滑油の一部は、シリンダ２２の内周面の下端から重力によって下方に落下し、鍔部９５上に落下する。その後、潤滑油は、鍔部９５上を伝って鍔部９５の先端側に流れ、鍔部９５の先端からコンロッド２６の大端部及びクランクピン８Ｃの摺接部に流れる。これにより、コンロッド２６の大端部及びクランクピン８Ｃの摺接部が潤滑される。その後、潤滑油は重力及びクランクシャフト８の回転によって生じる遠心力によって落下し、クランク室２Ａの底部に捕集される。
The lubricating oil adhering to the inner peripheral surface of the
また、第２油路８６からシリンダ２２の内部に供給されたオイルミストの内、シリンダ２２の内周面に付着しなかったものは、ピストン２３の裏側に流れてピストンピン２３Ａとコンロッド２６の小端部との摺接部に付着すると共に、クランク室２Ａに流れ、クランクシャフト８のジャーナル８Ａと軸受との摺接部やクランクピン８Ｃとコンロッド２６の大端部との摺接部に付着し、潤滑する。また、オイルミストはクランク室２Ａの内壁やクランクシャフト８等に付着し、ガスから分離される。
Of the oil mist supplied from the
オイルミストと共に第２油路８６からシリンダ２２の内部に供給された新気は、クランク室２Ａにおいて、吸気ポート５３を通過してクランク室２Ａに流入した新気と混合され、ピストン２３の下降時に掃気ポート５８を通過して、燃焼室２９に流れる。
The fresh air supplied into the
クランク室２Ａの体積が収縮するピストン２３の下降時には、クランク室２Ａの圧力が上部動弁室６及び下部動弁室１２の圧力よりも高くなる。これにより、第１一方向弁６３が開かれ、第２一方向弁８８が閉じられる。第２一方向弁８８が閉じられることによって第２油路８６を介したガスの流れが遮断されるため、上部動弁室６と吸気通路５４のスロットルバルブ５５よりも下流側部分との圧力差が小さくなり、第３一方向弁９２も閉じられる。
When the
クランク室２Ａの圧力が上部動弁室６の圧力よりも高くなり、第１一方向弁６３が開かれることによって、クランク室２Ａの底部に溜まった潤滑油が通路６１を通って上部動弁室６側に圧送される。通路６１の上部動弁室６側の開口端が、ロッカアーム４３の直上方に配置されているため、通路６１を通過した潤滑油はロッカアーム４３上に落下し、ロッカアーム４３の表面を伝ってロッカアーム４３と排気弁３２、ロッカシャフト５２、及びプッシュロッド４２との各摺接部に流れる。ロッカアーム４３の各摺接部に供給された潤滑油は、その後上部動弁室６の底部に捕集される。上部動弁室６の底部に捕集された潤滑油は、液面がロッドケース５１の上端開口よりも高くなると、ロッドケース５１内の通路５１Ａにオーバーフローし、重力によって通路５１Ａ内を下方に流れ、下部動弁室１２に到達する。
When the pressure in the
以下、本実施形態に係るエンジンＥの効果を説明する。吸気がクランク室２Ａを通過して燃焼室２９に供給される２ストロークのエンジンＥでは、図５（Ａ）に示すように、高負荷時のピストン２３の下降時にはクランク室２Ａの圧力が正圧となる。しかしながら、低負荷時にはスロットルバルブ５５が絞られ、クランク室２Ａに供給される吸気量が減少するため、図５（Ｂ）に示すようにピストン２３の下降時にもクランク室２Ａの圧力が正圧になる場合がある。そのため、上部動弁室６及び下部動弁室１２に新気を取り入れるための新気導入通路９１が吸気通路５４の大気圧となる部分（例えば、スロットルバルブ５５よりも上流側）に接続されている場合には、上部動弁室６及び下部動弁室１２が大気圧となり、ピストン２３の下降時に通路６１を介してクランク室２Ａから上部動弁室６に潤滑油を圧送することができなくなる。本実施形態に係るエンジンＥでは、新気導入通路９１が吸気通路５４のスロットルバルブ５５よりも下流側部分に接続されている。吸気通路５４のスロットルバルブ５５よりも下流側部分は、低負荷時にクランク室２Ａと同様に圧力が低下するため、ピストン２３の下降時において上部動弁室６及び下部動弁室１２の圧力がクランク室２Ａの圧力より高くなることがない。そのため、ピストン２３の下降時にクランク室２Ａから上部動弁室６に円滑に潤滑油を圧送することができる。
Hereinafter, the effect of the engine E according to the present embodiment will be described. In the two-stroke engine E in which intake air passes through the
本実施形態に係るエンジンＥは、潤滑油が、クランク室２Ａ、上部動弁室６、下部動弁室１２を順に通過するため、エンジンＥの各摺接部が効率良く潤滑される。
In the engine E according to the present embodiment, the lubricating oil sequentially passes through the
エンジンＥでは、クランクシャフト８の回転に応じて回転し、プッシュロッド４２を駆動するカム４１がオイルミスト生成装置として機能するため、オイルミストを生成するための装置を別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。また、カム４１の潤滑が確実に行われる。
In the engine E, the
また、プッシュロッド４２を収容するためのロッドケース５１の通路５１Ａが、上部動弁室６と下部動弁室１２とを連通する第１油路６４を兼ねるため、部品点数を削減することができる。
Further, since the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記の実施形態では、第１油路６４及び第２油路８６の一部が管状の通路部材６２、８４、８５によって構成されているが、これらの通路部材６２、８４、８５は、クランクケース２やシリンダブロック３等の機関本体１の一部として一体に形成されたものであってよい。換言すると、第１油路６４及び第２油路８６は、機関本体１に穿孔等によって形成された孔であってよい。また、上記実施形態では、新気導入通路９１の第１油路６４側の端部を上部動弁室６に連通させたが、他の例として新気導入通路９１は下部動弁室１２に連通させてもよい。また、上記の実施形態では、下部動弁室１２においてオイルミストを生成するためにカム４１を使用したが、他の例としてクランクシャフト８にオイルスリンガを設け、オイルスリンガによって下部動弁室１２の潤滑油を撹拌、飛散させるようにしてもよい。また、上部動弁室６内にオイルミスト生成装置を設け、オイルミスト生成装置が上部動弁室６内に貯留された潤滑油をミスト化するようにしてもよい。この場合、オイルミスト生成装置は、例えばロッカアーム４３に連結されたオイルスリンガであってよい。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above-described embodiment, a part of the
また、上記の実施形態では、潤滑油がクランク室２１Ａから上部動弁室６を経由して下部動弁室１２に流れる構成としたが、クランク室２１Ａから上部動弁室６を経由せずに下部動弁室１２に流れる構成としてもよい。この場合、第１油路６４を構成する通路６１がクランク室２Ａと下部動弁室１２とを直接に連通するように設けられるとよい。
In the above embodiment, the lubricating oil flows from the
また、本発明は、上記の実施形態のようなユニフロー２ストロークエンジンだけでなく、排気ポートがシリンダの側部に形成される２ストロークエンジンに適用することができる。本発明を２ストロークエンジンＥ２に適用した例を図６に示す。２ストロークエンジンＥ２は、上記のユニフロー２ストロークエンジンＥと比較して以下の点が相違し、他の構成は同様である。２ストロークエンジンＥ２の構成で、ユニフロー２ストロークエンジンＥと同様の構成は同一の符号を付して説明を省略する。 Further, the present invention can be applied not only to a uniflow two-stroke engine as in the above embodiment, but also to a two-stroke engine in which an exhaust port is formed on the side of a cylinder. An example in which the present invention is applied to a two-stroke engine E2 is shown in FIG. The two-stroke engine E2 is different from the above-described uniflow two-stroke engine E in the following points, and the other configurations are the same. In the configuration of the two-stroke engine E2, the same configuration as that of the uniflow two-stroke engine E is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted.
図６に示すように、排気ポート３１は、シリンダ２２の上部ではなく、シリンダ２２の側部に形成され、ピストン２３の往復動によって開閉される。排気弁３２、動弁機構３４、上部動弁室６、プッシュロッド４２、ロッドケース５１はエンジンＥ２から省略される。下部動弁室１２は、潤滑油を貯留するオイル室１２として構成され、ユニフロー２ストロークエンジンＥと同様にクランク室２Ａと区画された部屋に形成される。クランクシャフト８のオイル室１２内における部分には、カム４１ではなく、潤滑油を撹拌するためのオイルスリンガ１０１が設けられる。第１油路６４を構成する通路６１は、クランク室２Ａと下部動弁室１２とを連通するように設けられる。新気導入通路９１は、吸気通路５４のスロットルバルブ５５の下流側部分とオイル室１２とを連通するように設けられる。通路６１に設けられる第１一方向弁６３は、クランク室２Ａ側からオイル室１２側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する。新気導入通路９１に設けられる第３一方向弁９２は、吸気通路５４側からオイル室１２側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する。
As shown in FIG. 6, the
以上のように構成された２ストロークエンジンＥ２では、潤滑油はクランク室２Ａ、第１油路６４、オイル室１２、第２油路８６、シリンダ２２を順に通過してクランク室２Ａに戻り、循環する。潤滑油は、オイル室１２においてオイルスリンガ１０１に撹拌され、ミスト化する。オイル室１２のミスト化された潤滑油は、ピストン２３の上昇時のクランク室２Ａの圧力低下を受けて、吸気通路５４から流入する新気と共に第２油路８６を通過してシリンダ２２の内壁に供給される。シリンダ２２に供給された潤滑油は、重力によって落下し、クランクシャフト８を伝い、クランク室２Ａの底部に集められる。クランク室２Ａの底部にある潤滑油は、ピストン２３の下降時のクランク室２Ａの圧力上昇によって、第１油路６４を通過し、オイル室１２に流れる。このように、潤滑油は２ストロークエンジンＥ２の各部を循環し、各摺接部分を潤滑する。
In the two-stroke engine E2 configured as described above, the lubricating oil passes through the
１...機関本体、２...クランクケース、２Ａ...クランク室、３...シリンダブロック、４...シリンダヘッド、５...ヘッドカバー、６...上部動弁室、８...クランクシャフト、１２...下部動弁室（オイル室）、２２...シリンダ、２３...ピストン、２９...燃焼室、３１...排気ポート、３２...排気弁、３４...動弁機構、４１...カム、４２...プッシュロッド、４３...ロッカアーム、５１...ロッドケース、５１Ａ...通路、５２...ロッカシャフト、５３...吸気ポート、５４...吸気通路、５５...スロットルバルブ、５６...吸気弁、５８...掃気ポート、６１...通路、６３...第１一方向弁、６４...第１油路、７０...油路形成部材、７２...通路、７５...油入口孔、７６...油供給孔、８１...通路、８３...通路、８６...第２油路、８８...第２一方向弁９１...新気導入通路９２...第３一方向弁９５...鍔部９９...潤滑装置、Ｅ...ユニフロー２ストロークエンジン、Ｅ２...２ストロークエンジン
1 ... Engine body, 2 ... Crank case, 2A ... Crank chamber, 3 ... Cylinder block, 4 ... Cylinder head, 5 ... Head cover, 6 ... Upper valve chamber, 8 ... Crankshaft, 12 ... Lower valve chamber (oil chamber), 22 ... Cylinder, 23 ... Piston, 29 ... Combustion chamber, 31 ... Exhaust port, 32 ... Exhaust valve, 34 ... Valve mechanism, 41 ... Cam, 42 ... Push rod, 43 ... Rocker arm, 51 ... Rod case, 51A ... Passage, 52 ... Rocker shaft, 53 ... Intake port, 54 ... Intake passage, 55 ... Throttle valve, 56 ... Intake valve, 58 ... Scavenging port, 61 ... Passage, 63 ... First one-
Claims (7)
前記シリンダの下端に連通するクランク室と、
前記クランク室に一端が連通すると共に、スロットルバルブが設けられた吸気通路と、
前記クランク室と前記シリンダの側部とを連通し、前記ピストンによって開閉される掃気ポートと、
前記シリンダに一端が連通した排気ポートと、
潤滑油が貯留されたオイル室と、
前記オイル室の潤滑油をミスト化するオイルミスト生成装置と、
前記クランク室と前記オイル室とを連通すると共に、前記クランク室から前記オイル室への流れを許容する第１一方向弁が設けられた第１油路と、
前記オイル室と前記シリンダとを連通すると共に、前記オイル室から前記シリンダへの流れを許容する第２一方向弁が設けられた第２油路と、
前記オイル室と前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも前記クランク室側の部分とを連通すると共に、前記吸気通路から前記オイル室への流れを許容する第３一方向弁が設けられた新気導入通路とを有することを特徴とする２ストロークエンジン。 A cylinder in which a piston is reciprocally received;
A crank chamber communicating with the lower end of the cylinder;
An intake passage in which one end communicates with the crank chamber and a throttle valve is provided;
A scavenging port that communicates the crank chamber and the side of the cylinder and is opened and closed by the piston;
An exhaust port having one end communicating with the cylinder;
An oil chamber in which lubricating oil is stored;
An oil mist generating device for misting the lubricating oil in the oil chamber;
A first oil passage provided with a first one-way valve that allows the crank chamber and the oil chamber to communicate with each other and allows flow from the crank chamber to the oil chamber;
A second oil passage provided with a second one-way valve for communicating the oil chamber and the cylinder and allowing a flow from the oil chamber to the cylinder;
A fresh air introduction is provided in which a third one-way valve is provided that communicates the oil chamber with a portion of the intake passage closer to the crank chamber than the throttle valve and allows a flow from the intake passage to the oil chamber. And a two-stroke engine.
前記動弁室には、前記動弁機構の一部をなし、前記排気ポートを開閉する排気弁を駆動するロッカアームが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の２ストロークエンジン。 The first oil passage is provided with a valve operating chamber,
The two-stroke engine according to claim 2, wherein a rocker arm that forms part of the valve mechanism and drives an exhaust valve that opens and closes the exhaust port is provided in the valve chamber.
前記プッシュロッドを進退可能に受容すると共に、前記オイル室と前記動弁室とを連通するロッドケースが、前記第１油路の一部を形成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の２ストロークエンジン。 The rocker arm and the cam are connected by a push rod,
5. The rod case that receives the push rod so as to be able to advance and retreat and communicates the oil chamber and the valve operating chamber forms a part of the first oil passage. 2 stroke engine.
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