JPH0563605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は２サイクル内燃機関に関し、更に詳し
くは空気掃気を備えた２サイクル内燃機関に関す
る。 〔従来の技術及その問題点〕 ２サイクル内燃機関のシリンダーは通例、ピス
トンの圧縮すなわち上昇工程の間はピストンによ
り塞がれ、ピストンの膨張すなわち下降工程の間
は露出する１または２以上の排気口と１または２
以上の燃料吸気口を有する燃焼室を備えている。 排気口は、燃焼ガスが燃焼室から排気されるよ
うにするため、ピストンの下降工程の間の最初に
開かれる。燃料吸気口が、ピストンの下降工程
中、エンジンのクランクケース内で圧縮された空
気−燃料混合気を燃焼室へ入れるために続いて開
かれる。流入してくる加圧された空気−燃料混合
気は排気口に向つて流れ、そして残留していた燃
焼ガスを燃焼室から掃気、一掃する。 横断掃気式機関においては、排気口と燃料吸気
口とは通常直径方向に向い合つており、ピストン
の上端部は流入する空気−燃料混合気の流れを上
方に導くよう配列されたバツフルを備えている。 ループ掃気式機関は、渦巻現象を引き起すよう
な角度で空気−燃料混合気の一部を燃焼室の中へ
導くように配列された側方燃料吸気口を備えてい
る。いずれの型でも、少なくない量の未燃焼の空
気−燃料混合気が、燃焼室からの燃焼ガスの掃気
の間に排気口を通して失なわれ、その結果として
非効率と放出物汚染の増加となる。 過掃気を最小にするために、ピストンの下降工
程の大部分または全工程の間、空気のみで燃焼室
を掃気しその後燃料を燃料室に噴射するという試
みが提案されている。この試みは燃料噴射装置と
高価な制御装置を必要とする。また、燃焼に先立
つて燃料と空気が混合するための時間が不十分な
ため、高速高負荷時のエンジンの出力が従来のエ
ンジンの出力より小さくなる。 もう１つの提案されている試みは、空気−燃料
混合気を気化器から直接燃焼室へ、排気口からず
つと遠く離れて位置させられた燃料吸気口を通し
て導き、空気をエンジンのクランクケース内に吸
引し、それから空気をクランクケースから燃焼室
へ排気口の近くに位置させられた１または２以上
の吸気口を通して導く必要がある。更にもう１つ
の提案されている試みは、クランクケースの外部
にあり、１または２以上の吸気口に空気をポンプ
供給するための可撓性の膜によりクランクケース
から分離された燃焼室を用いる必要がある。 以下の米国特許に関連した技術が開示されてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、クランクケースと、排気口、燃料吸
気口、排気口に対して燃料吸気口より近い位置に
ある空気吸気口とを有する燃焼室と、全ての吸、
排気口を塞ぐ圧縮工程と全ての吸、排気口を露出
する膨張工程の間、燃焼室に対し相対的に運動可
能なピストンを備えた２サイクル内燃機関を提供
するものである。クランクケースは、空気吸入口
と、燃料吸入口と、クランクケースの空気吸入口
と空気吸気口とに連通する空気通路すなわちクラ
ンクケース部を形成し、かつクランクケースの燃
料吸入口と燃料吸気口とに連通する分離された燃
料通路すなわちクランクケース部を形成する内部
分割手段を備えている。燃料−空気混合気をクラ
ンクケースの燃料吸入口へ入れるための手段及び
空気をクランクケースの空気吸入口へ入れるため
の手段が備わつている。 一の実施例においては、燃焼室の横断掃気を提
供することとなるように、燃料吸気口と空気吸気
口とが相互にまた排気口と関連して配置されてい
る。 一の実施例においては、１対の空気吸気口が設
けられ、これらの空気吸気口は燃料吸気口の両側
部から円周状に一定の距離を置かれてあり、燃焼
室のループ掃気を提供することとなるように燃料
吸気口と空気吸気口とは相互にまた排気口と関連
して配置されている。 一の実施例では、クランクケースの分割手段
は、燃料用クランクケース部の一部を形成するた
めエンジンクランクシヤフトと共働する仕切り手
段を備えている。 一の実施例においては、エンジンは燃料吸気口
に連通し吸入用開口を有する燃料移送路を備え、
クランクシヤフトは各々が円形の外周面と半径方
向に拡がつた内表面とを有する１対の軸方向に一
定距離で置かれた平衡錘りを備え、そしてクラン
クケース分割手段は、通常はクランクシヤフトの
軸心に対し直角方向に伸び、各々が平衡錘りの１
つの外周面と密接する弓形の穴を有し、クランク
ケース内部で横方向に一定距離にある壁を備え、
該壁は平衡錘りと共働してクランクケースの燃料
吸入口と移送路の入口と連通する燃料用クランク
ケース部を形成し、また該壁は平衡錘りの内側表
面の間の間隙を備えている。 一の実施例においては、分割手段はピストンと
一体の運動をするようにピストンの上に一定距離
を置いて装着された一対のスカートを備え、該ス
カートは連接棒の両側面上を平衡錘りの間の空隙
の中へ向かつて伸び、平衡錘りの内表面とクラン
クケースの内部と密接している。スカートの間の
空隙は燃料移送路の入口に連通している。 本発明の主なる特徴の１つは、燃料−空気混合
気の新たな充填が燃焼室の中へ導入される前に、
燃焼室から排気ガスを掃気するために燃焼室の中
へ空気を導入するための手段を備えた２サイクル
内燃機関の提供である。 本発明の主なる特徴のもう１つは、別個の燃料
噴射装置を必要としないそしてまたは高価な制御
装置を必要としない２サイクルエンジンの提供で
ある。 本発明の主なる特徴のもう１つは、ピストンの
上昇工程の間に空気と燃料−空気混合気の両方が
エンジンのクランクケース内に吸引され、ピスト
ンの下降工程の間に複雑な制御装置を必要としな
いで、別々に保たれ別々の吸気口を通つて燃焼室
へ供給されるように配列された２サイクル内燃機
関を提供することである。 〔実施例〕 第１図及び第２図に、燃焼室２０及び頭端部２
２を有するシリンダー１８を形成するブロツク１
６を備えた２サイクル内燃機関が示されている。
頭端部２２には、燃焼室２０に導かれた燃料−空
気混合気を点火するためのスパークプラグ２３が
装着されている。 クランクケース２４が燃焼室２０から延びてい
る。上縁部２８を有するピストン２６が往復運動
をするためにシリンダー１８内に装着されてお
り、該ピストンはクランクケース２４内を通つて
延長するクランクシヤフト３２に連接棒３０を介
して連結されている。圧縮すなわち上昇工程と膨
張すなわち下降工程の間のピストンの往復運動
は、それぞれ相対的に低い又は高い圧力状態をク
ランクケース２４内に生成する。最大クランクケ
ース圧力は、ピストン２６が下死点（第１図にお
いて実線で示されている）にあるときに生じ、最
小クランクケース圧力はピストン２６が上死点
（第１図において仮想線で示されている）にある
ときに生じる。 燃料−空気混合気は、以下により詳細に述べら
れる如く、クランクケース圧力の変化に応じてク
ランクケース２４内に導かれる。クランクケース
２４はエンジンブロツク１６内を延長している燃
料移送路３４（第２図）により燃焼室２０と連結
されている。燃料移送路３４は吸入口３５を備
え、またシリンダ壁の部分では、シリンダー１８
の頭端部２２から予め定められた距離に配置され
た上縁部３８を有する燃料吸気口３６で終端とな
つている。燃料−空気混合気の充填、すなわち移
送路３４を通つてのクランクケース２４からの流
れは、上死点から下死点へ向つての運動中ピスト
ン２６の上縁部２８が燃料吸気口３６を露出して
いるときに、燃焼室２０へ導かれる。 エンジンブロツク１６は、シリンダー壁におい
て、シリンダー頭端部２２から予め定められた距
離に配置された上縁部４４を有する排気口４２と
なつて終つている排気通路４０を備えている。燃
焼生成物すなわち排気ガスは、上死点から下死点
へ向つての運動中にピストン２６の上縁部２８が
排気孔４２を露出させているときに、燃焼室２０
から排気され、排気通路４０を通つて排出され
る。 排気口４２は、一般的には燃料吸気口３６に対
し直径的に向い合つている。燃料吸気口３６より
前に排気口４２が露出させられるようにするため
に、排気口４２の上縁部４４は好ましくは、シリ
ンダー上端部２２に対して燃料吸気口３６の上縁
部よりも、近くに位置させられる。 排気口４２を通して排気ガスを排出、一掃する
ため空気を燃焼室に導びき、これにより流入する
燃料−空気混合気の排気口４２を通つての喪失を
減少するための手段が設けられている。第１図乃
至第４図に示された実施例においては、クランク
ケース２４は燃料移送路３４の両側においてエン
ジンブロツク１６内を延長する一対の空気移送路
４６，４８（第１図）により、燃焼室２０と連結
されている。空気移送路４６，４８はそれぞれ吸
入口５０，５２を有し、シリンダ壁においては燃
料吸気口３６の両側部から円周状に一定の距離を
置かれたそれぞれの空気吸気口５４，５６で終
る。空気吸入孔口５４，５６は、好ましくはシリ
ンダー頭端部に対して燃料吸気口３６の上縁部３
８より近く、しかしシリンダー頭端部２２から
は、排気口４２の上縁部４４より遠い予め定めら
れた距離に位置させられた上縁部５８を有する。 第１図乃至第４図に示された実施例において
は、空気吸気口５４，５６と燃料吸気口３６及び
排気口４２との配置の関係は、空気吸気口５４，
５６を通して導かれた空気がループ掃気を行なう
こととなる如きものである。 ピストン２６の上死点への向つての上昇工程の
間に、クランクケース内に低い圧力状態が生成さ
れたときに、従来型の気化器（図示せず）から供
給された燃料−空気混合気が、従来型のリードバ
ルブ６２を備えた燃料吸入口６０を通つてクラン
クケース２４内に吸引される。同時に、大気中ま
たは他の適当な供給源からの空気が、従来型のリ
ードバルブ６６を備えた空気吸入口６４を通つて
クランクケース２４内に吸引される。 流入する燃料−空気混合気と空気とを互いに
別々に保持し、ピストン２６の下死点へ向つての
下降工程の間にクランクケース２４内に高い圧力
状態が生成されたときに、燃料−空気混合気を燃
料移送路３４内へ、空気を空気移送路４６，４８
内へ導くために、クランクケース２４の内部に存
する手段が備えられている。更に詳細には、クラ
ンクケースの空気吸入口６４と空気移送路の入口
５０，５２とに連通する空気通路すなわちクラン
クケース部９２と、クランクケースの燃料吸入口
６０と燃料移送路の入口３５とに連通する別個の
燃料通路すなわちクランクケース部８４を形成す
るために、クランクケース２４の内部に存する分
割手段が備えられている。図示された特定の構造
においては、クランクシヤフト３２は軸方向に一
定距離を置いて設けられた１対の平衡錘り７２を
有し、その各々は円形の外周面７４と半径方向に
拡がる内表面７６を有している。連接棒３０の一
端が平衡錘りの間に配置されピン７８等により平
衡錘りに回転可能に連結され、反対側の一端はピ
ストン２６に回転可能に連結されている。 クランクケース２４は、横方向に距離を置かれ
た１対の仕切すなわち壁８０を備え、該壁はクラ
ンクシヤフトの軸線に対しほぼ直角方向に延び、
また平衡錘り７２とほぼ同じ位置で半径方向に延
びている。壁８０の各々は、円形の穴を有し、該
穴は平衡錘り７２の外周面７４に密接する。燃料
用のクランクケース部８４は壁８０の間の空間を
含み、リードバルブ６２を介してクランクケース
の燃料吸入口６０と、そして燃料移送路の入口３
５と連通している。 ピストン２６の底部から、平衡錘り７２と連接
棒３０の間を１対の板状のスカート８６が延長し
ており、それらは平衡錘り７２の内表面７６と壁
８０の上部の内表面８９に密接する外表面８８
（第３図）を有している。ピストンスカート８６
は向い合つた縁９０（第２図及び第３図）を有
し、該縁はクランクケース２４内側の対応する形
状の表面９１に密接している。ピストンスカート
８６は、ピストン２６と共に運動し、ピストンが
下死点から上死点へ運動する間燃料通路８４をク
ランクケース２４の内部の残部から隔てておく働
きをする。 クランクケース２４は、リードバルブ６６を介
してクランクケースの空気吸入口６４と、及び二
つの空気移送路の入口５０，５２と連通する前に
も述べた空気通路すなわちクランクケース部９２
をも含む。空気用のクランクケース部９２は、た
とえばクランクケースの空気吸入口６４が１つで
あつても、ピストン２６の下死点へ向つての下降
工程の間の掃気のために、両方の空気吸気口４
６，４８を通して釣合いのとれた圧力が与えられ
るように配置されている。 エンジンの作動中、ピストン２６の上死点へ向
つての上昇工程の間に、空気と燃料−空気混合気
の両方が別々に、クランクケースの空気吸入口６
４と燃料吸入口６０を通してクランクケース２４
内へ吸引される。クランクケースの壁８０とピス
トンスカート８６とにより形成される燃料用のク
ランクケース部８４により、燃料−空気混合気は
空気から分離して保たれる。下死点へ向つてのピ
ストン２６の下降工程の間に、排気口４２、空気
吸気口５４，５６そして燃料吸気口３６が露出さ
れる。空気が空気用のクランクケース部９２から
両方の空気移送路４６，４８の中へ流れ込む。燃
料−空気混合気は、それが燃料用のクランクケー
ス部８４から燃料移送路３４の中へ流れ込んでい
る間は、空気とは分離されている。上縁３８，４
４そして５８の相対位置に起因して、先ず排気口
４２が開き、次に空気吸気口５４，５６が開き、
そして排気口４２を通して排気ガスを排気するた
めに空気を空気移送路４６，４８から燃焼室２０
の中へ入れる。そして最後に新たな燃料−空気混
合気の充填量を燃料移送路３４から燃焼室２０の
中へ入れるために、燃料吸気口３６が開く。 上死点へ向つての移動の間、空気吸気口５４，
５６がピストン２６により塞がれる迄該空気吸気
口を通して流入し続ける追加の空気を償うため、
燃料−空気混合気の混合比は調整されている。 空気用のクランクケース部９２内の空気の圧力
及び燃料用クランクケース部８４内の燃料−空気
混合気の圧力は、通常、第１図に示される如く平
衡錘り７２の外周面７４とクランクケースの壁の
穴８２との間、ピストンスカート８６の外表面８
８とクランクケースの壁８０の内表面８９との
間、そしてまたはピストンスカート８６の縁９０
とクランクケース表面９１との間で余分のシーリ
ング手段を必要とするほどには差異はない。 本発明は、第１図乃至第４図に示された実施例
中にあるループ掃気を提供することに加えて、横
断掃気を提供するのに用いることもできる。第５
図は横断掃気を提供するための吸、排気口の配置
を示す。第１図乃至第４図に示される実施例にお
ける部品と同じ機能を果す部品は、同じ引用数字
と文字“ａ”で示されている。 エンジンブロツク１６ａは、燃料通路８４に連
通し燃料吸気口３６ａで終る燃料移送路３４ａ、
燃料吸気口３６ａに対し直径的に反対側にある排
気口４２ａで終る排気通路４０ａ、そして空気通
路９２に連通し、空気吸気口５４ａ，５６ａで終
るとともに、燃料吸気口３６の両側近くに位置さ
せられた一対の空気移送路４６ａ，４８ａを備え
ている。これらの口の上縁は、第１図乃至第４図
に示された実施例に関して上述されたのと同様の
方式で相互に関連を持つて位置させられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の種々の特徴を具体化し、ル
ープ掃気を供給するよう構成された内燃機関の部
分側断面図、第２図は、第１図の２−２線断面
図、第３図は、第２図の３−３線断面図、第４図
は、第２図の４−４線断面図、第５図は、横断掃
気を供給するよう構成された他の実施例の平断面
図である。 １８……シリンダー、２０……燃焼室、２４…
…クランクケース、２６……ピストン、３０……
連接棒、３２……クランクシヤフト、３６……燃
料吸気口、４２……排気口、５４，５６……空気
吸気口、６０……燃料吸入口、６４……空気吸入
口、７２……平衡錘り、８０……壁、８６……ピ
ストンスカート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランクケースと、 該クランクケースから延長し燃焼室を有するシ
   リンダーと、 該シリンダー内にあり前記燃焼室に連通する燃
   料吸気口と、 前記シリンダー内にあり前記燃焼室と連通する
   空気吸気口と、 前記クランクケース内にある空気吸入口と、 前記クランクケース内にある燃料吸入口と、 前記クランクケース内の空気吸入口と前記空気
   吸気口とに連通する空気用クランクケース部を形
   成し、更に前記クランクケースの燃料吸入口と前
   記燃料吸気口とに連通する別の燃料用クランクケ
   ース部を形成する、前記クランクケースの内部に
   設けられた分割手段とを備えた２サイクル内燃機
   関。 ２ 前記燃料吸気口と空気吸気口とはそれぞれ上
   縁を有し、前記空気吸気口の上縁は、前記燃焼室
   の上端部に対し前記燃料吸気口の上縁よりも近く
   に配置されている特許請求の範囲第１項に記載の
   ２サイクル内燃機関。 ３ 前記シリンダーに排気口を設け、該排気口は
   前記燃焼室に連通しており、 前記排気口は、前記燃焼室の頭端部に対し前記
   空気吸気口の上縁より近くに配置された上縁を有
   する特許請求の範囲第２項に記載の２サイクル内
   燃機関。 ４ 前記燃料吸気口と空気吸気口とは、前記燃焼
   室の横断掃気を供給するように相互に及び前記排
   気口と関連して配置されている特許請求の範囲第
   １項に記載の２サイクル内燃機関。 ５ 前記燃料吸気口の両側部から各々が円周状に
   一定距離を置いて配置された一対の前記空気吸気
   口を備え、前記燃料吸気口と前記空気吸気口とは
   前記燃焼室のループ排気を提供するように相互に
   及び前記排気口と関連して配置されている特許請
   求の範囲第１項に記載の２サイクル内燃機関。 ６ 前記クランクケースの分割手段は、燃料通路
   の一部を形成するために前記クランクシヤフトと
   共働する仕切り手段を備えた特許請求の範囲第１
   項に記載の２サイクル内燃機関。 ７ 前記クランクシヤフトは、軸方向に間隔をお
   いて設けられた１対の平衡錘りを有しており、 該平衡錘りは、円形の外周面と、半径方向に伸
   びる内表面とを有しており、 前記２サイクル内燃機関は、また、前記燃料吸
   気口に連通し吸入用開口を有する燃料移送路と、
   全ての前記口を塞ぐ圧縮行程と全ての前記口を露
   出する膨脹行程を通じて往復運動するよう前記シ
   リンダー内に装着されたピストンとを備え、 前記ピストンは、その一端が前記ピストンに回
   転可能に連結され、逆側の一端が前記平衡錘りの
   間で回転可能に前記クランクシヤフトに連結され
   ている連結棒により、前記平衡錘りに連結されて
   おり、 前記仕切り手段は、前記クランクケース内で横
   方向に一定距離におかれ、クランクシヤフトの軸
   心に対し略直角方向に伸びそれぞれが前記平衡錘
   りの前記外周面に密接する弓状の穴を有する壁を
   備え、 該壁は前記平衡錘りと共働して前記燃料用クラ
   ンクケース部を形成しており、この燃料用クラン
   クケース部は、前記クランクケースの燃料吸入口
   と前記燃料移送路の開口部と連通し、また前記平
   衡錘りの前記内側表面の間の前記空〓を含んでい
   る特許請求の範囲第６項の２サイクル内燃機関。 ８ 前記分割手段は、前記ピストンと一体に運動
   するように前記ピストンに一定距離をおいて装着
   され、前記連接棒の両側において前記平衡錘りの
   間の前空〓の中に向かつて伸び、前記平衡錘りの
   前記内側表面と前記クランクケースの内部に密接
   する１対のスカートを備え、 該スカートの間の空〓は前記燃料移送路の開口
   部に連通する特許請求の範囲第７項に記載の２サ
   イクル内燃機関。