JPH01273872A - ２サイクル内燃機関の燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２サイクル内燃機関の燃焼室に関する。

〔従来の技術〕

２サイクルデイ一ゼル機関において燃焼室内の良好なル
ープ掃気を確保するためにシリンダ軸線側に位置する給
気弁周縁部と弁座間の開口、およびシリンダ軸線側に位
置する排気弁周縁部と弁座間の開口を給気弁および排気
弁のリフト量が小さいときに閉鎖するマスク壁を設け、
更に給気ポートおよび排気ポートをシリンダ軸線と平行
に上方に向けて延設した２サイクルデイ一ゼル機関が公
知である（特開昭５２−１０４６１３号公報）。この２
サイクルデイ一ゼル機関では給気ポートから流入した吸
入空気がシリンダ内壁面に沿ってピストン頂面に向かい
、次いでピストン頂面上において向きを変えてシリンダ
内壁面に沿い排気ポートに向けて流れるのでループ掃気
を行なうことができる。

しかしながらこの２サイクルデイ一ゼル機関では給気弁
および排気弁のリフト量が大きくなると給気弁と弁座間
に形成される開口が給気弁の全周に亙って燃焼室内に開
口し、排気弁と弁座間に形成される開口が排気弁の全周
に亙って燃焼室内に開口する。その結果、シリンダ軸線
側に位置する給気弁の開口から流入した吸入空気がシリ
ンダ内壁面に沿って進み、排気弁の開口を通って排気ポ
ート内に流出する。従ってこの２サイクルデイ一ゼル機
関では一部の吸入空気のみしかループ掃気を行なうため
に使用されないので良好なループ掃気を確保できないと
いう問題がある。

そこで強力なループ掃気を得るためにシリンダヘッド内
壁面から燃焼室に向けて延びるマスク壁を給気弁と排気
弁との間に形成してこのマスク壁により排気弁側に位置
する給気弁周縁部と弁座間の開口を給気弁の全開弁期間
に亙って閉鎖するようにした２サイクル内燃機関の本出
願人により既に提案されている（特願昭６２−２８８３
９０号参照）。

この２サイクル内燃機関ではマスク壁に対して給気弁ど
反対側のシリンダヘッド内壁面中央部に点火栓が配置さ
れ、燃料を含んだ新気がマスク壁および点火栓と反対側
の給気弁開口から燃焼室内に流入し、次いでこの新気は
給気弁下方のシリンダ内壁面に沿って下降した後ピスト
ン頂面で反転して排気弁方向に流れるために強力なルー
プ掃気を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこの２サイクル内燃機関では上述したよう
に燃料を含んだ新気が点火栓から離れたシリンダ内壁面
に沿って下降せしめられるために特に低負荷運転時には
燃料が点火栓の周りに導びかれす、斯くして失火すると
いう問題を生ずる。

更に、この２サイクル内燃機関では強力なループ掃気が
得られるために高出力を得ることができるが燃焼温度が
高くなるために点火栓が過熱されてプレイグニツシヨン
を生ずるという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば、シリンダ
ヘッド内壁面から燃焼室に向けて延びるマスク壁を給気
弁と排気弁との間に形成してマスク壁により排気弁側に
位置する給気弁周縁部と弁座間の開口を給気弁の全開弁
期間に亙って閉鎖し、給気弁側のシリンダヘッド内壁面
周辺部に点火栓を配置すると共に給気ポート内に燃料を
供給するようにしている。更に本発明によれば上記問題
点を解決するためにシリンダヘッド内壁面、から燃焼室
に向けて延びるマスク壁を給気弁と排気弁との間に形成
してマスク壁により排気弁側に位置する給気弁周縁部と
弁座間の開口を給気弁の全開弁期間に亙って閉鎖し、給
気弁側のシリンダヘッド内壁面周辺部に点火栓を配置す
ると共に給気弁下方の燃焼室内に向けて燃料を噴射する
ようにしている。

〔実施例］ 第１図から第３図を参照すると、１はシリンダブロック
、２はシリンダブロック１内で往復動するピストン、３
はシリンダブロック１上に固定されたシリンダヘッド、
４はシリンダヘッド３の内壁面３ａとピストン２の頂面
間に形成された燃焼室を夫々示す。シリンダヘッド内壁
面３ａ上には凹溝５が形成され、この凹溝５の底壁面を
なすシリンダヘッド内壁面部分３ｂ上に一対の給気弁６
が配置される。一方、凹溝５を除くシリンダヘッド内壁
面部分３ｃはほぼ平坦をなし、このシリンダヘッド内壁
面部分３Ｃ上に一対の排気弁７が配置される。シリンダ
ヘッド内壁面部分３ｂとシリンダヘッド内壁面部分３Ｃ
は凹溝５の周壁９を介して互いに接続されている。この
凹溝周壁９は給気弁６の周縁部に極めて近接配置されか
つ給気弁６の周縁部に沿って円弧状に延びるマスク壁９
ａと、給気弁６間に位置する新気ガイド壁９ｂと、シリ
ンダヘッド内壁面３ａの周壁と給気弁６間に位置する新
気ガイド壁９ｃとにより構成される。

各マスク壁９ａは最大リフト位置にある給気弁６よりも
下方まで燃焼室４に向けて延びており、従って排気弁７
側に位置する給気弁６周縁部と弁座１０間の開口は給気
弁６の開弁期間全体に亙ってマスク壁９ａにより閉鎖さ
れることになる。また、各新気ガイド壁９ｂ、９ｃはほ
ぼ同一平面内に位置しており、更にこれらの新気ガイド
壁９ｂ。

９Ｃは両給気弁６の中心を結ぶ線に対してほぼ平行に延
びている。点火栓１１は給気弁６側のシリンダヘッド内
壁面３ａの周辺部、即ち一対の給気弁６の間であってシ
リンダ軸線に対し各給気弁６のかさ部中心よりも遠い位
置のシリンダヘッド内壁面部分３ｂ上に配置される。

シリンダヘッド３内には各給気弁６に対して夫々給気ポ
ート１２が形成され、各排気弁７に対して夫々排気ポー
ト１３が形成される。各給気ポート１２は例えば機関に
よって駆動される機械式過給機１４および給気ダクト１
５を介して図示しないエアクリーナに接続されており、
給気ダクト１５内にはスロットル弁１６が配置される。

各給気ポート１２の上壁面には夫々燃料噴射弁１７ａ。

１７ｂが配置され、各燃料噴射弁１７ａ、１７ｂからは
広がり角の小さい剛体状の燃料が対応する給気弁６のか
さ部背面に向けて噴射される。燃料噴射弁１７ａからは
機関低負荷運転時のみ燃料が噴射さね、或いは機関負荷
にかかわらずに少量の燃料が噴射される。燃料噴射弁１
７ａからの燃料噴射方向は噴射燃料が給気弁６の軸線に
関し排気弁７と反対側のハツチングで示すかさ部背面領
域に衝突するように定められている。一方、燃料噴射弁
１７ｂからは機関高負荷運転時に燃料が噴射される。こ
の燃料噴射弁１７ｂからの燃料噴射方向は噴射燃料が隣
接する給気弁６側に位置するハツチングで示す給気弁６
かさ部背面領域に衝突するように定められている。

第４図は給気弁６および排気弁７の開弁期間の一例を示
している。第４図に示す例においては給気弁６よりも排
気弁７が先に開弁し、給気弁６よりも排気弁７が先に閉
弁する。

ピストン２が下降して排気弁７が開弁すると燃焼室４内
の高圧燃料ガスが排気ポート１３内に流出する。次いで
給気弁６が開弁すると給気ポート１２から新気が流入す
る。このとき排気弁７側の給気弁６の開口に対してマス
ク壁９ａが設けられているので新気は第５図において矢
印Ｘで示すようにマスク壁９ａと反対側の給気弁６の開
口から燃焼室４内に流入する。今、機関低負荷運転が行
なわれているとすると新気量は少なく新気の流入速度が
遅いために新気は第５図において破線Ｙで示すように給
気弁６側の燃焼室４上方周辺部に滞留する。即ち、点火
栓１１の周りに集まることになる。一方、機関低負荷運
転時には上述したように燃料噴射弁１７ａから排気弁７
と反対側の給気弁６のかさ部費面に向けて燃料が噴射さ
れるのでこの燃料は給気弁６のかさ部背面に衝突して霧
化した後に新気と共にマスク壁９ａと反対側の給気弁６
の開口から燃焼室２内に流入して点火栓１１の周りに集
まる。このように機関低負荷運転時には点火栓１１周り
に確実に混合気が形成されるので良好な着火を確保する
ことができる。

一方、機関高負荷運転時には多量の新気が高速度でマス
ク壁９ａと反対側の給気弁６の開口から燃焼室４内に流
入する。次いでこの新気は第５図において矢印Ｓで示さ
れるようにピストンの頂面で向きを変えて排気弁７に向
かう。その結果、この掃気流によって燃焼室４内の既燃
ガスが排気ポート１３内に押し出され、斯くしてループ
掃気が行なわれることになる。ところで第１図から第３
図に示す実施例では円弧状に延びるマスク壁９ａの長さ
が比較的長く、給気弁６とその弁座１０間に形成される
開口のうちで排気弁７側に位置するほぼ１／３の開口が
マスク壁９ａにより閉鎖され、排気弁７と反対側に位置
するほぼ２／３の開口から新気が供給される。更にこの
実施例では給気弁６から流入した新気は新気ガイド壁９
ｂ、９ｃによりシリンダ内壁面に沿って下方に向かうよ
うに案内される。従ってこの実施例では給気弁６が開弁
じたときには大部分の新気がシリンダ内壁面に沿ってピ
ストン２の頂面に向かい、斯くして良好なループ掃気が
行なわれることになる。

一方、機関高負荷運転時には燃料噴射弁１７ｂから、場
合によっては燃料噴射弁１７ａからも燃料が噴射される
。燃料噴射弁１７ｂから噴射された燃料は給気弁６のか
さ部背面に衝突して霧化した後に一部の霧化した燃料は
点火栓１１の周りに供給され、残りの霧化した燃料は点
火栓１１とマスク壁９ａ間の給気弁６の開口を通って燃
焼室４内に流入する６次いでこれらの霧化した燃料は新
気と共に流れ、斯くして燃焼室４内には均一な混合気が
形成される。このように第１図から第３図に示す実施例
では流入したばかりの温度の低い新気が点火栓１１の周
りに導びかれしかも霧化した燃料が点火栓１１の周りに
導びかれるので点火栓１１はこれらの新気および燃料に
よって冷却され、斯くして点火栓１１によるプレイグニ
ツシヨンの発生を阻止することができる。

なお、燃料噴射弁ｉ７ａと１７ｂとの噴射方向を変えた
のは燃料噴射弁１７ｂから噴射された多量の燃料を燃料
噴射弁１７ａからの噴射燃料のように排気弁７と反対側
の給気弁６のかさ部背面に衝突させると多量の燃料がシ
リンダ内壁面に付着して潤滑油を洗い落してしまうから
である。

第６図から第７図に別の実施例を示す。この実施例でも
排気弁７側に位置する給気弁６の開口は給気弁６の全開
弁期間に亘ってマスク壁９ａにより閉鎖される。また、
この実施例では排気弁７周りのシリンダヘッド内壁面部
分３ｃが平坦に形成され、このシリンダヘッド内壁面部
分３ｃとピストン２の平坦頂面間にスキッシュエリアＫ
が形成される。一方、給気弁６周りのシリンダヘッド内
壁面部分３ｂに対面するピストン２の頂面はシリンダヘ
ッド内壁面部分３ｂとほぼ平行をなすように傾斜せしめ
られている。点火栓１１は第１図から第３図に示す実施
例と同様に給気弁６例のシリンダヘッド内壁面３ａ周辺
部に配置されているやこの実施例ではピストン２が上死
点に近づくとスキッシュエリアＫから矢印Ｆで示される
ようにスキッシュ流が噴出し、このスキッシュ流Ｆによ
って混合気が点火栓１１の方に押し寄せられるために更
に混合気を点火栓１１の周りに集めることができる。更
にスキッシュ流Ｆによって燃焼室４内に強力な乱れが発
生せしめられるので燃焼速度を速めることができる。

第９図から第１１図に更に別の実施例を示す。

この実施例においても給気弁６側のシリンダヘッド内壁
面３ａ上に点火栓１１が配置され、排気弁７側に位置す
る給気弁６の開口は給気弁６の全開弁期間に亘ってマス
ク壁９ａにより閉鎖される。

更にこの実施例ではシリンダヘッド内壁面３ａの中央部
に燃料噴射弁１８が配置され、第１１図に示されるよう
にこの燃料噴射弁１８から給気弁６下方の燃焼室４内に
向けて燃料が噴射される。従ってこの実施例では給気弁
６下方の燃焼室４内に燃料が集まるためにピストン２が
上死点に近づくと点火栓１１の周りに混合気が集まるこ
とになる。

従って機関低負荷運転時であっても良好な着火が得られ
、しかも点火栓１１が給気弁６から流入する新気と混合
気の双方によって冷却されるのでプレイブニラシランの
発生を阻止することができる。

第１２図に第９図から第１１図の更に別の実施例を示す
。この実施例では第１３図に示されるように主噴口１９
と副噴口２０とを具備した燃料噴射弁１８が用いられ、
副噴口２０は給気弁６下方の燃焼室４内に指向され、主
噴口１９は燃焼室４の中央部に指向される。噴射量の少
ない機関低負荷運転時にはニードル２１のリフト量が小
さく、この場合には第１３図（ａ）に示すように副噴口
２０のみから燃料が噴射される。これに対して噴射量の
多い機関高負荷運転時にはニードル２１のリフト量が大
きく、このときには副噴口２０から燃料が噴射されると
共に主に主噴口１９から燃料が噴射される。

従って副噴口２０からは機関負荷にかかわらずに燃料が
噴射されることになり、この噴射燃料によって点火栓１
１の周りに混合気が形成される。

一方、高負荷運転時には主噴口１９から燃焼室４の中央
部に向けて燃料が噴射されるので燃料室４内に均一な混
合気を形成することができる。

〔発明の効果〕

点火栓用りに混合気を集めることができるので良好な着
火を確保できると共に点火栓が新気および混合気によっ
て冷却されるのでプレイブニラシランの発生を阻止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２サイクル内燃機関の側面断面図、第２図はシ
リンダヘッドの内壁面を示す図、第３図はシリンダヘッ
ドの平面断面図、第４図は給排気弁の開弁期間を示す線
図、第５図はピストンが下降したところを示す図、第６
図は別の実施例のシリンダヘッド内壁面を示す図、第７
図は第６図の■−■線に沿ってみた断面図、第８図は第
６図の■−■線に沿ってみた断面図、第９図は更に別の
実施例のシリンダヘッド内壁面を示す図、第１０図は第
９図のＸ−Ｘ線に沿ってみた断面図、第１１図は第９図
のＸＩ−ＸＩ線に沿ってみた断面図、第１２図は更に別
の実施例を示す側面断面図、第１３図は燃料噴射弁の先
端部の側面断面図である。 ６・・・給気弁、　　　　　　　７・・・排気弁、９ａ
・・・マスク壁、　　　　　　１１・・・点火栓、１７
ａ　、　１７ｂ　、　１８−・・燃料噴射弁。 ７・・・排気弁 １８１　図　　　　９ｑ・・・−スフ壁１１・・・点火
咥 勿２図 第３回 第４図 懐５図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダヘッド内壁面から燃焼室に向けて延びるマ
   スク壁を給気弁と排気弁との間に形成して該マスク壁に
   より排気弁側に位置する給気弁周縁部と弁座間の開口を
   給気弁の全開弁期間に亙って閉鎖し、給気弁側のシリン
   ダヘッド内壁面周辺部に点火栓を配置すると共に給気ポ
   ート内に燃料を供給するようにした２サイクル内燃機関
   の燃焼室。
2. ２．シリンダヘッド内壁面から燃焼室に向けて延びるマ
   スク壁を給気弁と排気弁との間に形成して該マスク壁に
   より排気弁側に位置する給気弁周縁部と弁座間の開口を
   給気弁の全開弁期間に亙って閉鎖し、給気弁側のシリン
   ダヘッド内壁面周辺部に点火栓を配置すると共に給気弁
   下方の燃焼室内に向けて燃料を噴射するようにした２サ
   イクル内燃機関の燃焼室。