JPH0343621A - Two-cycle engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce blowing-by of scavenging air at the time of low speed or partial load driving, so as to improve fuel consumption by arranging an air port in the middle of exhaust and scavenging ports, and by opening the air port in the vicinity of a bottom dead center of a piston. CONSTITUTION:When a piston 16 is elevated by the rotation of a crank shaft 14 through a connecting rod 18, an air-fuel mixture is blown in a crank chamber 22 from an intake path 24. When the piston 16 is lowered, the air-fuel mixture pre-loaded in the crank chamber 22 is flown in a combustion chamber, from scavenging air ports 36, 38. By the scavenging air, the gas already burned in the combustion chamber is exhausted from an exhausting port 26. At the time of low speed or partial load driving of an eingine, a negative pressure of cyclic pressure variation due to the pulsation of the exhaust that works at the final stage of exhausting process, or to inertia, is worked on an air port arranged in the middle of each port 26;36, 38, and air is thus inhaled in the combustion chamber.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポート掃気式の２サイクルエンジンに関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a port scavenging two-stroke engine.

（発明の背景） シリンダに排気ポートおよび掃気ポートを開口させ、ピ
ストンによってこれら排気ポート、掃気ポートを開閉し
て排気および掃気を行うポート掃気式２サイクルエンジ
ンが周知である。この種のエンジンでは、一般に低速運
転時や部分負荷運転時における掃気が悪くなる。その理
由は、このような運転状態では掃気ポートから燃焼室に
流入する混合気（新気あるいは掃気ともいう）の流速が
遅くなり、燃焼室内での新気の流れが乱れて新気と既燃
焼ガスとの置換が円滑に行われなくなったり、ピストン
頂面付近に新気が滞留してこの滞留する新気がピストン
の上昇時に排気ポートへ押し出されるからと考えられて
いる。このため未燃混合気の排気ポートへの吹き抜けが
起って燃費を悪くしたり、既燃焼ガスが燃焼室内に残留
して不整燃焼を起こして運転が不安定になる、等の問題
があった。(Background of the Invention) A port scavenging two-stroke engine is well known in which an exhaust port and a scavenging port are opened in a cylinder, and a piston opens and closes these ports for exhaust and scavenging. This type of engine generally suffers from poor scavenging during low speed or part load operation. The reason for this is that under these operating conditions, the flow velocity of the air-fuel mixture (also called fresh air or scavenging air) flowing into the combustion chamber from the scavenging port slows down, and the flow of fresh air in the combustion chamber is turbulent, causing a separation between fresh air and burned air. It is believed that this is because the replacement with gas is not performed smoothly, or because fresh air accumulates near the top surface of the piston, and this accumulated fresh air is pushed out to the exhaust port when the piston rises. This caused problems such as unburned air-fuel mixture blowing into the exhaust port, which worsened fuel efficiency, and burnt gas remaining in the combustion chamber, causing irregular combustion and resulting in unstable operation. .

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたちのであり、低
速運転時や部分負荷運転時における新気（混合気）の吹
き抜けが少な（なり、燃費の向上と円滑な運転とが可能
になる２サイクルエンジンを提供することを目的とする
。(Objective of the Invention) The present invention was developed in view of the above circumstances, and aims to reduce the blow-through of fresh air (air-fuel mixture) during low-speed operation or partial load operation, thereby improving fuel efficiency and smooth operation. The purpose is to provide a two-stroke engine that enables

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、ピストンにより開閉される
排気ポートおよび掃気ポートを有するポート掃気式２サ
イクルエンジンにおいて、前記排気ポートと掃気ポート
との間に位置し、前記ピストンの下死点付近で開かれて
燃焼室に空気を導く空気ポートを備えることを特徴とす
る２サイクルエンジン、により達成される。(Structure of the Invention) According to the present invention, in a port scavenging two-stroke engine having an exhaust port and a scavenging port that are opened and closed by a piston, the engine is located between the exhaust port and the scavenging port, This is achieved by a two-stroke engine characterized by having an air port that opens near bottom dead center and introduces air into the combustion chamber.

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図はその一
部を断面したシリンダボデーのＩＩ　−ＩＩ線端面図、
第３図はこの第２図におけるＩＩＩ　−ＩＩＩ線断面図
、第４図は吸気系を接続した状態を示す平面図である。(Embodiment) Fig. 1 is a side sectional view of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an end view taken along the line II-II of the cylinder body with a part thereof cut away,
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III--III in FIG. 2, and FIG. 4 is a plan view showing a state in which the intake system is connected.

第１図において符号１０はシリンダボデー１２はクラン
クケース、１４はクランク軸、１６はピストン、１８は
このピストン１６とクランク軸１４のクランクビン２０
とを連結するコンロッドである。クランクケース１２の
クランク室２２にはクランク軸１４に直交する方向へ吸
気通路２４が開口し、シリンダボデー１０のシリンダ内
面には平面から見てこの吸気通路２４と対称な方向に排
気ポート２６が開口している。吸気通路２４にはり−ド
弁２８および断熱材３０を介して気化器３２が接続され
、この気化器３２はさらにエアクリーナ３４に接続され
ている。第４図で３２ａは絞り弁である。なおこの気化
器３２は従来のエンジンよりもやや濃い混合気を生成す
るように設定されている。In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a cylinder body 12, a crankcase, 14 a crankshaft, 16 a piston, and 18 a crank bin 20 of the piston 16 and the crankshaft 14.
This is a connecting rod that connects the An intake passage 24 opens in the crank chamber 22 of the crankcase 12 in a direction perpendicular to the crankshaft 14, and an exhaust port 26 opens in the inner surface of the cylinder of the cylinder body 10 in a direction symmetrical to the intake passage 24 when viewed from above. are doing. A carburetor 32 is connected to the intake passage 24 via a bridge valve 28 and a heat insulator 30, and this carburetor 32 is further connected to an air cleaner 34. In FIG. 4, 32a is a throttle valve. Note that this carburetor 32 is set to produce a slightly richer air-fuel mixture than in conventional engines.

シリンダボデー１０のシリンダ内面には、排気ポート２
６に対向する位置に補助掃気ポート３６が開口し、この
補助掃気ポート３６の両側に一対の主掃気ポート３８．
３８が開口している。これらの各掃気ポート３６．３８
．３８は、それぞれ掃気通路３６ａ、３８ａ、３８ａに
よってクランク室２２に開口している。また排気ポート
２６は排気通路２６ａによって排気管（図示せず）に接
続される。An exhaust port 2 is provided on the inner surface of the cylinder of the cylinder body 10.
An auxiliary scavenging air port 36 opens at a position opposite to the auxiliary scavenging air port 38 .6, and a pair of main scavenging air ports 38 .
38 is open. Each of these scavenging ports 36.38
．． 38 open into the crank chamber 22 through scavenging passages 36a, 38a, and 38a, respectively. Further, the exhaust port 26 is connected to an exhaust pipe (not shown) through an exhaust passage 26a.

次に空気ポート４０．４０を説明する。空気ポート４０
．４０は、前記排気ポート２６と主掃気ポート３８との
間からシリンダ内面に開口し、ピストン１６の下死点付
近で掃気ポートとほぼ同じタイミングで開く。このよう
に主掃気ポート３８と排気ポート２６との間に空気ポー
ト４０が設けられたため、掃気ポート３６．３８．３８
の合計の掃気ポート面積は、従来のエンジンすなわち空
気ポート４０を持たないエンジンに比較して大幅に小さ
くなっている。Next, the air port 40.40 will be explained. air port 40
．． 40 opens to the inner surface of the cylinder from between the exhaust port 26 and the main scavenging port 38, and opens near the bottom dead center of the piston 16 at approximately the same timing as the scavenging port. Since the air port 40 is provided between the main scavenging port 38 and the exhaust port 26 in this way, the scavenging ports 36, 38, 38
The total scavenging port area is significantly smaller compared to conventional engines, ie, engines without air ports 40.

この空気ポート４０．４０は、シリンダボデー１０内の
空気通路４０ａ、４０ａを介し、接続バイブ４２．４２
に接続されている。この接続バイブ４２．４２はリード
弁４４．４４、サイレンサ４６．４６を介してエアクリ
ーナ３４に接続されている。リード弁４４はエアクリー
ナ３４から空気ポート４０へ向う空気の流れを許容し、
その反対方向への流れを規制する。サイレンサ４６はリ
ード弁４４の開閉者がエアクリーナ３４に伝わり外部へ
漏れるのを防止する。This air port 40.40 is connected to a connecting vibrator 42.42 via air passages 40a, 40a in the cylinder body 10.
It is connected to the. This connecting vibe 42.42 is connected to the air cleaner 34 via a reed valve 44.44 and a silencer 46.46. Reed valve 44 allows air to flow from air cleaner 34 toward air port 40;
Regulate the flow in the opposite direction. The silencer 46 prevents the person who opens and closes the reed valve 44 from being transmitted to the air cleaner 34 and leaking to the outside.

次にこの実施例の動作を説明する。クランク軸１４の回
転によりピストン１６が上昇すると、クランク室２２内
が負圧になって混合気がクランク室２２内に吸入される
。すなわちクランク室２２の負圧によって、外気がエア
クリーナ３４を介して気化器３２に入り、ここで燃料が
混合されて混合気とされた後、さらにリード弁２８を通
りクランク室２２内に流入する。このピストン１６の上
昇行程においては、燃焼室内に前のサイクルで吸入され
た混合気が圧縮され、上死点を過ぎると点火栓により着
火される。ピストン１６は燃焼に伴って下降して行き、
排気ポート２６を開くと既燃焼ガスの排出が始まる。ピ
ストン１６の下降時には、ピストン１６はクランク室２
２を加圧し、さらにピストン１６が下死点付近に来て掃
気ポート３６．３８．３８を開くと、クランク室２２で
予圧された混合気は掃気ポート３６．３８．３８から燃
焼室内に流入する。この掃気ポート３６．３８．３８か
ら流入する混合気（掃気）は、燃焼室内の既燃焼ガスを
排気ポート２６に押し出してガスの置換を行い、以下こ
の動作を繰り返す。Next, the operation of this embodiment will be explained. When the piston 16 rises due to the rotation of the crankshaft 14, the pressure inside the crank chamber 22 becomes negative and the air-fuel mixture is sucked into the crank chamber 22. That is, due to the negative pressure in the crank chamber 22, outside air enters the carburetor 32 via the air cleaner 34, where fuel is mixed to form an air-fuel mixture, and then further flows into the crank chamber 22 through the reed valve 28. During the upward stroke of the piston 16, the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber in the previous cycle is compressed, and when it passes the top dead center, it is ignited by the ignition plug. The piston 16 descends with combustion,
When the exhaust port 26 is opened, exhaust of the burned gas begins. When the piston 16 descends, the piston 16 moves into the crank chamber 2.
2 is pressurized, and when the piston 16 reaches near the bottom dead center and opens the scavenging port 36.38.38, the air-fuel mixture pre-pressurized in the crank chamber 22 flows into the combustion chamber from the scavenging port 36.38.38. . The air-fuel mixture (scavenging air) flowing in from the scavenging ports 36, 38, and 38 pushes out the burnt gas in the combustion chamber to the exhaust port 26 to replace the gas, and this operation is repeated thereafter.

ここにエンジンの高速運転時においては、掃気ポート３
６．３８．３８から燃焼室内に流入する掃気流速も十分
に高く、掃気は勢い良く燃焼室の頂部付近に向って流れ
、既燃焼ガスを排気ポート２６に良好に押し出すことが
できる。しかし低速運転時や部分負荷運転時においては
、掃気ポート３６．３８．３８から燃焼室内に向って噴
き出す掃気流速が遅くなる。When the engine is running at high speed, the scavenging port 3
The flow rate of the scavenging air flowing into the combustion chamber from 6.38.38 is also sufficiently high, and the scavenging air flows vigorously toward the top of the combustion chamber, allowing the burned gas to be pushed out to the exhaust port 26 well. However, during low speed operation or partial load operation, the flow rate of scavenging air blown into the combustion chamber from the scavenging ports 36, 38, 38 becomes slow.

本発明の空気ポート４０を持たない従来のエンジンにお
いては、この時には掃気が燃焼室頂部に到達することが
できないため、新しい掃気はピストン１６の頂面付近に
滞留し、燃焼室頂部付近に滞留する既燃焼ガスと置換す
ることができない。In conventional engines that do not have the air port 40 of the present invention, scavenging air cannot reach the top of the combustion chamber at this time, so new scavenging air stays near the top surface of the piston 16 and stays near the top of the combustion chamber. Cannot replace burnt gas.

この状態でピストン１６が上昇して行くと、ピストン１
６頂面付近に滞留する新気が排気ポート２６に押し出さ
れ、燃費が悪くなると共に燃焼が不安定になる。また排
気中に未燃焼ガスが含まれるのでＨＣ（炭化水素）濃度
も上昇する。When the piston 16 rises in this state, the piston 1
Fresh air that remains near the top surface of the engine 6 is pushed out to the exhaust port 26, resulting in poor fuel efficiency and unstable combustion. Furthermore, since the exhaust gas contains unburned gas, the HC (hydrocarbon) concentration also increases.

これに対し本発明のように空気ポート４０を設けた場合
には、次のような動作となる。すなわち低速運転時や部
分負荷運転時においては、排気タイミングの終期付近で
排気の脈動や慣性による周期的な圧力変動が強く作用し
、この圧力変動のうち負圧波は空気ポート４０．４０に
作用して空気を燃焼室内に吸引する。一方空気ボー）−
４０を設けたことにより掃気ポート３６．３８．３８の
総面積は従来のエンジンよりも大幅に小さくなっている
から、掃気流速は低速運転時や部分負荷運転時でも十分
に高く保たれ、燃焼室頂部へ向う高速の掃気により、燃
焼室頂部付近の既燃焼ガスとの置換も良好に行われる。On the other hand, when the air port 40 is provided as in the present invention, the following operation occurs. In other words, during low speed operation or partial load operation, periodic pressure fluctuations due to exhaust pulsation and inertia act strongly near the end of the exhaust timing, and negative pressure waves of this pressure fluctuation act on the air port 40.40. to draw air into the combustion chamber. On the other hand, air bow) −
40, the total area of the scavenging ports 36, 38, 38 is significantly smaller than in conventional engines, so the scavenging air flow rate remains sufficiently high even during low-speed or part-load operation, and the combustion chamber The high-speed scavenging air toward the top also effectively replaces the burned gas near the top of the combustion chamber.

またピストン１６頂面付近の特に排気ポート２６に近い
位置には、空気ポート４０から流入した空気が多く滞留
することになるから、ピストン１６の上昇時にはこのピ
ストン１６頂面付近の空気の一部が排気ポート２６に排
出されることになる。この結果新気の排出が少なくなる
と共に新気は良好に燃焼室頂部に導かれ、層状燃焼の効
果ら生じて安定して燃焼を行わせることが可能になる。In addition, a large amount of the air flowing in from the air port 40 stays near the top surface of the piston 16, especially in a position close to the exhaust port 26, so when the piston 16 rises, some of the air near the top surface of the piston 16 is It will be exhausted to the exhaust port 26. As a result, the amount of fresh air discharged is reduced, and the fresh air is well guided to the top of the combustion chamber, resulting in the effect of stratified combustion, making it possible to perform stable combustion.

また燃費の向上と排気の清浄化が図れる。It also improves fuel efficiency and purifies exhaust gas.

高速高負荷運転時には掃気の一部が燃焼室を吹き抜けて
排気ポート２６内に入るが、排気ポート２６に作用する
排気の正圧波を利用して燃焼室に押し戻す。また掃気は
掃気ポート３６．３８から高速で燃焼室の頂部に向って
流入し既燃焼ガスとの置換が良好に行われる。During high-speed, high-load operation, part of the scavenging air blows through the combustion chamber and enters the exhaust port 26, but is pushed back into the combustion chamber using the positive pressure wave of the exhaust gas acting on the exhaust port 26. Further, the scavenging air flows toward the top of the combustion chamber from the scavenging ports 36 and 38 at high speed, and is effectively replaced with burned gas.

以上の実施例では、空気ポート４０にはリード弁４４を
介してエアクリーナ３４がら空気を導くが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、気化器３２から独立した
他の専用のエアクリーナから空気を供給したり、別途用
意した空気ポンプによって所定圧力に加圧した空気を空
気ポートに供給するようにしてちよい。In the above embodiment, air is introduced into the air port 40 from the air cleaner 34 via the reed valve 44, but the present invention is not limited to this, and air is introduced from another dedicated air cleaner independent from the carburetor 32. Alternatively, air pressurized to a predetermined pressure by a separately prepared air pump may be supplied to the air port.

空気ポートの開くタイミングは、前記の実施例では第１
図から明らかなように掃気ポートと同時に設定している
。しかし空気ポートのタイミングは掃気ポートと同一で
ある必要はなく、掃気ポートより遅れて開くようにして
ちよい。リード弁４４は既燃焼ガスの逆流を防止するた
めに有効であるが、加圧空気を供給する場合や、空気ポ
ートを掃気ポートより遅れて開くように設定した場合に
はこれを省くことができる。In the above embodiment, the opening timing of the air port is the first timing.
As is clear from the figure, the scavenging port is set at the same time. However, the timing of the air port does not need to be the same as that of the scavenging port, and may be opened later than the scavenging port. The reed valve 44 is effective in preventing backflow of burned gas, but it can be omitted when pressurized air is supplied or when the air port is set to open later than the scavenging port. .

また本実施例では、空気ポート４０を排気ポート２６を
挟んで対称に２つ設けたが、いずれか−方のにのみ空気
ポートを設けたものも本願は包含するものである。Further, in this embodiment, two air ports 40 are provided symmetrically with the exhaust port 26 in between, but the present application also includes a structure in which an air port is provided in only one of them.

（発明の効果） 本発明は以上のように、排気ポートと掃気ポートとの間
に空気ポートを設け、ピストンの下死点付近でこの空気
ポートを開いて空気を供給するものであるから、低速時
や部分負荷運転時における掃気の吹き抜けが減少し、燃
費の向上と円滑な運転とが可能になる。(Effects of the Invention) As described above, the present invention provides an air port between the exhaust port and the scavenging port, and opens this air port near the bottom dead center of the piston to supply air. This reduces the amount of scavenging air blowing through during partial load operation and improves fuel efficiency.

４、4,

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図はその一
部を断面したシリングボデーのＩＩ　−ＩＩ　１ｍ端面
図、第３図はこの第２図におけるＩＩＩ　−ＩＩＩ線断
面図、第４図は吸気系を接続した状態を示す平面図であ
る。 １６・・・ピストン、 ２６・・・排気ポート、 ３６．３８・・・掃気ポート、 ４０・・・空気ポート。Fig. 1 is a side sectional view of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a partially sectioned II-II 1m end view of the silling body, and Fig. 3 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 2. , FIG. 4 is a plan view showing a state in which the intake system is connected. 16...Piston, 26...Exhaust port, 36.38...Scavenging port, 40...Air port.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ピストンにより開閉される排気ポートおよび掃気ポート
を有するポート掃気式２サイクルエンジンにおいて、 前記排気ポートと掃気ポートとの間に位置し、前記ピス
トンの下死点付近で開かれて燃焼室に空気を導く空気ポ
ートを備えることを特徴とする２サイクルエンジン。[Scope of Claims] In a port scavenging two-stroke engine having an exhaust port and a scavenging port that are opened and closed by a piston, the port is located between the exhaust port and the scavenging port, and is opened near the bottom dead center of the piston. A two-stroke engine characterized by having an air port that guides air into the combustion chamber.