JPH0988617A - ２サイクルエンジン - Google Patents

２サイクルエンジン

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JPH0988617A
JPH0988617A JP7238427A JP23842795A JPH0988617A JP H0988617 A JPH0988617 A JP H0988617A JP 7238427 A JP7238427 A JP 7238427A JP 23842795 A JP23842795 A JP 23842795A JP H0988617 A JPH0988617 A JP H0988617A
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JP
Japan
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scavenging
cycle engine
fuel
vertical vortex
exhaust port
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JP7238427A
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English (en)
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Kiminaga Otome
公修 乙▲め▼
Osamu Tamura
修 田村
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F02B25/14—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
    • F02B25/16—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke the charge flowing upward essentially along cylinder wall opposite the inlet ports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合気の吹き抜けを抑制できる２サイクルエ
ンジンを提供する。 【解決手段】 排気ポート９ａの両側に開口するよう形
成された主掃気ポート２９ａ，３０ａを有する一対の主
掃気通路２９，３０を備えたクランク室圧縮式２サイク
ルエンジン１において、掃気時に空気をシリンダボア３
ａの上記排気ポート９ａに対向する部分にて排気方向と
交差する方向に吹き出すことによりシリンダ内面に沿っ
てシリンダ軸方向に流れる縦渦を発生する縦渦発生手段
として機能する補助掃気通路３１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２サイクルエンジ
ンの吹き抜けを防止するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】２サイクルエンジンは、クランク室内で
一次圧縮された空気，燃料の混合気をシリンダボア内に
導入することによりシリンダボア内のガスを排気通路か
ら排出する掃気行程を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に掃気行程では、混合気により排気ガスを排気通路に押
し出すようにしているため、混合気の一部が排気通路よ
り排出される吹き抜けが発生するという問題がある。
【０００４】本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、混合気の吹き抜けを防止できる２サイクルエ
ンジンを提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、排気
ポートの両側に開口する主掃気ポートを有する一対の主
掃気通路を備えたクランク室圧縮式２サイクルエンジン
において、掃気時に空気をシリンダボアの上記排気ポー
トに対向する部分にて排気方向と交差する方向に吹き出
すことによりシリンダ内面に沿ってシリンダ軸方向に流
れる縦渦を発生する縦渦発生手段を設けたことを特徴と
している。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１において、上
記縦渦発生手段が、シリンダボアの排気ポートに対向す
る部分とクランク室とを連通するとともに、シリンダボ
アへの開口部に排気方向と交差する方向に延びる直線部
を有する補助掃気通路で構成されていることを特徴とし
ている。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１において、上
記縦渦発生手段が、上記一対の主掃気ポートの形状，又
は面積が非対称となるよう形成することにより構成され
ていることを特徴としている。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１において、上
記縦渦発生手段が、シリンダボアの排気ポートに対向す
る部分に排気方向と交差する方向に向けて開口する送風
通路と、該送風通路に送風する送風機とで構成されてい
ることを特徴としている。
【０００９】請求項５の発明は、請求項１ないし３の何
れかにおいて、上記空気の吹き出し方向に燃料を噴射す
る燃料噴射弁を備えていることを特徴としている。
【００１０】請求項６の発明は、請求項１ないし４の何
れかにおいて、上記縦渦内に燃料を噴射する燃料噴射弁
を備えていることを特徴としている。
【００１１】請求項７の発明は、請求項２又は４におい
て、補助掃気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁と、上記
排気ポートの閉タイミングから上記主掃気ポートの閉タ
イミングまでの期間内に燃料を噴射するよう上記燃料噴
射弁を制御する噴射制御手段とを備えていることを特徴
としている。
【００１２】請求項８の発明は、請求項１ないし４の何
れかにおいて、上記空気の吹き出し強さを制御する絞り
弁を備えていることを特徴としている。
【００１３】請求項９の発明は、請求項８において、上
記絞り弁の絞り量をエンジンの負荷状態に応じて制御す
る絞り弁制御手段を備えていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明による２サイクルエ
ンジンを図に基づいて説明する。図１〜図４は請求項
１，２，５，６，７の発明の第１の実施形態による２サ
イクルエンジンを説明するための図であり、図１は上記
２サイクルエンジンの断面側面図（図２のＩ−Ｉ線断面
図）、図２は図１のII−II線断面図、図３は上記２サイ
クルエンジンにおける燃料噴射時期を説明するための
図、図４は上記２サイクルエンジンのシリンダ内の掃気
状態を模式的に示す図である。
【００１５】図において、１は、クランク室圧縮式２サ
イクルエンジンであり、このエンジン１は、クランクケ
ース２と、その上部のシリンダブロック３と、シリンダ
ヘッド４とにより構成されている。
【００１６】上記シリンダブロック３のシリンダボア３
ａ内にはピストン５が摺動可能に挿入配置され、連接棒
６を介してクランク軸７に連結されている。また、上記
シリンダヘッド４には点火プラグ２６ａが取り付けられ
ており、該点火プラグ２６ａの点火タイミングは制御装
置（不図示）により制御される。
【００１７】上記クランクケース２内のクランク室２ｂ
に開口する吸気口２ａには吸気管（吸気通路）１４が接
続されている。そして、該吸気通路１４の接続口にはリ
ードバルブ１５が、また、このリードバルブ１５の上流
側にはスロットル弁２１がそれぞれ介設されている。
【００１８】上記スロットル弁２１はスロットルグリッ
プ（不図示）に連結されており、該グリップの回動によ
りスロットル開度が調整され、該スロットル開度がスロ
ットル開度センサー（不図示）により検出されて、エン
ジン負荷情報として上記制御装置に入力されるようにな
っている。
【００１９】上記シリンダブロック３には燃焼ガスを排
出する排気通路９と、上記シリンダボア３ａとクランク
室２ｂとを連通する主掃気通路２９，３０，対向掃気通
路２８，及び縦渦発生用補助掃気通路３１とが形成され
ている。
【００２０】上記主掃気通路２９，３０のシリンダボア
３ａへの開口である主掃気ポート２９ａ，３０ａは上記
排気通路９の排気ポート９ａの左，右側部に位置し、ま
た対向掃気通路２８の掃気ポート２８ａは上記排気ポー
ト９ａと対抗するように位置しており、これらの掃気ポ
ート２８ａ，２９ａ，３０ａはシリンダヘッド４の下面
に凹設された燃焼室８に指向しており、これにより掃気
行程において上記クランク室２ｂ内で圧縮された空気は
上記各掃気ポート２８ａ，２９ａ，３０ａから燃焼室８
に向かって吹き出される。
【００２１】また、上記補助掃気通路３１の補助掃気ポ
ート３１ａは上記シリンダボア３ａの排気ポート９ａと
対向する部分，つまり対向掃気ポート２８ａ側寄り部分
に位置し、排気方向ａと交差する方向ｂに向かって開口
しており、かつ該補助掃気通路３１のポート３１ａに連
なる部分はシリンダボア３ａの内周面と接線方向、つま
り上記交差方向ｂに延びる直線部３１ｂとなっている。
【００２２】そして、上記補助掃気通路３１の直線部３
１ｂには燃料噴射弁３２が上記交差方向ｂに向けて燃料
を噴射するように取り付けられている。該燃料噴射弁３
２は上記制御装置により燃料の噴射時期，噴射時間が制
御される。
【００２３】なお、上記燃料噴射弁３２は、図１に２点
鎖線で示すように、シリンダブロック３やシリンダヘッ
ド４にシリンダボア３ａ内の縦渦Ｋ内に直接噴射される
ように取り付けても良く、このようにしたのが請求項６
の発明である。
【００２４】次に、図３に基づいて燃料噴射時期及び期
間の制御について説明する。図３において、矢印Ａは上
記エンジン１の回転方向を示しており、破線Ｂ，Ｃは上
記排気ポート９ａの開，閉時期を、破線Ｅ，Ｆは上記各
掃気ポート２８ａ，２９ａ，３０ａ，３１ａの開，閉時
期をそれぞれ示している。そして、上記破線Ｃ〜Ｆの範
囲Ｈ、即ち上記排気ポート９ａの閉タイミングから上記
掃気ポート２８ａ，２９ａ，３０ａ，３１ａの閉タイミ
ングまでの期間内のいずれかにおいて、上記燃料噴射弁
３２より燃料が噴射される。
【００２５】本実施形態によるエンジン１では、ピスト
ン５の下降に伴なってクランク室２ｂ内の圧力が高まる
とともに、まず排気ポート９ａが開き、燃焼ガスの排気
ポート９ａからの排出が開始され、ピストン５がさらに
下降すると、上記主掃気ポート２９ａ，３０ａ及び対向
掃気ポート２８ａが開き、上記クランク室２ｂ内で昇圧
された空気が図４に示すように、該主掃気ポート２９
ａ，３０ａ及び対向掃気ポート２８ａから燃焼室８に向
かって吹き出し、該燃焼室８部分で反転して排気ポート
９ａへ向かう掃気流Ｉ，Ｊが形成される。
【００２６】一方、上記補助掃気通路（縦渦発生手段）
３１の補助掃気ポート３１ａからの空気は直線部３１ｂ
によってシリンダボア３ａの接線方向（排気方向ａと直
交する方向ｂ）に方向付けされて吹き出し、シリンダボ
ア３ａの内面に沿って軸方向に流れる縦渦Ｋとなる。そ
して、上記燃料噴射弁３２からの燃料は上記補助掃気通
路３１の直線部３１ｂ内に空気の吹き出し方向に沿って
噴射されることから、該噴射燃料は上記縦渦Ｋに沿って
流れることとなる。
【００２７】このように、クランク室２で圧縮された空
気を補助掃気ポート３１ａから排気方向ａと交差する方
向（シリンダボア接線方向）ｂに向けて吹き出すことに
より、主，対向掃気ポート２９ａ，３０ａ，２８ａから
の掃気流Ｊ，Ｉが排気ポート９ａに向かうのに対し、シ
リンダ軸方向に向かう縦渦Ｋを発生させ、該縦渦Ｋに沿
うように燃料を噴射したので、上記掃気流Ｉ，Ｊによっ
て排出される燃料量を削減でき、燃料の吹き抜けを抑制
できる。
【００２８】次に、図５に基づいて、請求項１，２，７
の発明の第２の実施形態による２サイクルエンジンを説
明する。図５は上記２サイクルエンジンの要部断面平面
図であり、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２９】本実施形態は、上記燃料噴射弁３２を、補
助掃気通路３１の直線部３１ｂ内に空気流と直交する方
向に取り付けたものである。
【００３０】このように、補助掃気通路３１に直線部３
１ｂを設け、該直線部３１ｂに燃料噴射弁３２を空気の
流れと直角方向に取り付けたので、上記第１の実施形態
と同様に、シリンダボア３ａ内に縦渦を発生させること
ができ、燃料の吹き抜けを抑制できるとともに、空気と
燃料との混合を促進できる。
【００３１】次に、図６，７に基づいて、請求項１，
３，５，７の発明の第３の実施形態による２サイクルエ
ンジンを説明する。図６，７は上記２サイクルエンジン
の要部断面平面図であり、図２と同一符号は同一又は相
当部分を示す。
【００３２】本実施形態は、上記主掃気通路２９，３０
をそれぞれの形状（図６の場合），面積（図７の場合）
が非対称となるよう形成することにより縦渦発生手段と
するとともに、上記主掃気通路２９に燃料噴射弁３２を
取り付けたものである。即ち、図６の場合は、主掃気通
路２９の対向掃気通路２８寄り部分２９ｂを通る空気流
が排気方向と交差する方向に吹き出し、これにより縦渦
が発生する。また図７の場合は、主掃気通路２９を流れ
る空気量が多いことから、縦渦が発生する。
【００３３】このように本実施形態では、主掃気通路２
９，３０の形状，面積を非対称としたので、上記各通路
２９，３０から吹き出す掃気流に流量，方向の違いが発
生して、上記シリンダボア２ａ内に縦渦が形成され、こ
の縦渦内に燃料を噴射するようにしたので、上記と同様
にして燃料の吹き抜けを抑制することができる。
【００３４】次に、図８に基づいて、請求項１，４，７
の発明の第４の実施形態による２サイクルエンジンを説
明する。図８は上記２サイクルエンジンの要部断面平面
図であり、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３５】図において、３７は、上記補助掃気通路
（送風通路）３１の直線部３１ｂの途中に配設されたル
ーツ送風機を示している。上記送風機３７は、ケース３
８内に回転自在に、かつ互いに噛合するよう配設された
ロータ３９，４０を備えており、該各ロータ３９，４０
が図示しない駆動装置により駆動されて、上記補助掃気
ポート３１ａから空気流を吹き出すようになっている。
【００３６】本実施形態でも、掃気行程において、掃気
ポート３１ａから空気と燃料との混合気が吹き出し、図
４に示すような縦渦Ｋが形成される。この場合、上記送
風機３７により混合気の吹き出し速度が増大されるの
で、上記、縦渦Ｋをより強力に形成することができ、そ
れだけ燃料の吹き抜けをより確実に防止することができ
る。
【００３７】次に、図９，１０に基づいて、請求項１，
２，７，８，９の発明の第５の実施形態による２サイク
ルエンジンを説明する。図９は上記２サイクルエンジン
の断面側面図、図１０はエンジン負荷と掃気絞り量との
関係を示す特性図であり、図１と同一符号は同一又は相
当部分を示す。
【００３８】図において、４２は、主掃気通路２９内に
取り付けられた掃気絞り弁を示しており、上記掃気絞り
弁４２は上記制御装置（絞り弁制御手段）によりその開
度が制御されるようになっている。なお、上記掃気絞り
弁は主掃気通路３０又は対向掃気通路２８内に取り付け
ても良い。
【００３９】上記制御装置には、図１０に示すエンジン
負荷−掃気絞り量特性がマップデータとして記憶されて
おり、エンジン負荷として検出された上記スロットル弁
２１の開度に応じて即ち、エンジン負荷が小さいほど上
記補助掃気流量が減少しないよう上記掃気絞り弁２８の
絞り量が制御される。
【００４０】本実施形態では、上記同様に図４に示すよ
うに、掃気行程においてシリンダボア３ａ内に補助掃気
ポート３１ａからの掃気流により縦渦Ｋが形成される。
この場合、上記掃気絞り弁２８の開度がスロットル開度
に応じて制御されるため、低負荷域においても上記掃気
流ひいては縦渦Ｋが弱くならないことから、低負荷域に
おいても吹き抜けを確実に抑制することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明に係る２
サイクルエンジンによれば、シリンダボアの排気ポート
に対向する部分にて排気方向と交差する方向に空気を吹
き出すようにしたので、シリンダボア内に縦渦を形成で
き、排気ポートへの燃料の吹き抜けを抑制できる効果が
ある。
【００４２】請求項２の発明によれば、補助掃気通路を
形成し、該通路のシリンダボア開口部分に排気方向と交
差する方向に延びる直線部を設けたので、掃気がこの直
線部を通ることで、シリンダボア内に縦渦を形成でき、
また請求項３の発明によれば、一対の主掃気ポートの形
状，又は面積を非対称に形成したので、各主掃気ポート
からシリンダボア内に噴出する掃気流に、強さ，方向の
違いが生じることから、シリンダボア内に縦渦を形成で
き、簡単な構造によって燃料の吹き抜けを抑制できる効
果がある。
【００４３】請求項４の発明によれば、シリンダボアの
排気ポートと対向する部分に連通する送風通路に送風機
を配設したので、空気を排気方向と交差する方向により
強く吹き出すことができ、縦渦をより確実に形成できる
ことから、燃料の吹き抜けをより一層確実に抑制できる
効果がある。
【００４４】請求項５の発明によれば、シリンダボア内
への空気の吹き出し方向に燃料を噴射するようにしたの
で、該燃料が上記縦渦と共に流れることから、燃料の吹
き抜けを抑制できる効果がある。
【００４５】請求項６の発明によれば、縦渦内に燃料を
噴射するようにしたので、また請求項７の発明によれ
ば、排気ポートの閉タイミングから主掃気ポートの閉タ
イミングまでの期間内において燃料を噴射するようにし
たので、燃料噴射可能時間が長くなってそれだけダイナ
ミックレンジを拡大でき、かつ燃料の霧化を促進するこ
とができる効果がある。
【００４６】請求項８の発明によれば、絞り弁により空
気の吹き出し強さを制御するようにしたので、シリンダ
内に形成される縦渦の強さを制御でき、例えば請求項９
の発明のように、絞り弁の絞り量をエンジンの負荷状態
に応じて制御することにより、運転状態に応じて、例え
ば掃気量の少ない低負荷運転時でも縦渦を強く保つ等、
燃料の吹き抜け抑制を運転状態に応じて調整できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による２サイクルエン
ジンの断面側面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】上記第１の実施形態エンジンにおける燃料噴射
時期を説明するための図である。
【図４】上記第１の実施形態エンジンのシリンダ内の掃
気状態を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による２サイクルエン
ジンの断面平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による２サイクルエン
ジンの断面平面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による２サイクルエン
ジンの断面側面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態による２サイクルエン
ジンの断面側面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態による２サイクルエン
ジンの断面側面図である。
【図１０】上記第５の実施形態エンジンのエンジン負荷
と掃気絞り量との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ ２サイクルエンジン ２ｂ クランク室 ３ａ シリンダボア ９ａ 排気ポート ２９，３０ 主掃気通路 ２９ａ，３０ａ 主掃気ポート ３１ 補助掃気通路（送風通路） ３１ｂ 直線部 ３２ 燃料噴射弁 ３７ 送風機 ４２ 絞り弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/10 Ｆ０２Ｍ 69/10

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気ポートの両側に開口する主掃気ポー
    トを有する一対の主掃気通路を備えたクランク室圧縮式
    ２サイクルエンジンにおいて、掃気時に空気をシリンダ
    ボアの上記排気ポートに対向する部分にて排気方向と交
    差する方向に吹き出すことによりシリンダ内面に沿って
    シリンダ軸方向に流れる縦渦を発生する縦渦発生手段を
    設けたことを特徴とする２サイクルエンジン。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記縦渦発生手段
    が、シリンダボアの排気ポートに対向する部分とクラン
    ク室とを連通するとともに、シリンダボアへの開口部に
    排気方向と交差する方向に延びる直線部を有する補助掃
    気通路で構成されていることを特徴とする２サイクルエ
    ンジン。
  3. 【請求項３】 請求項１において、上記縦渦発生手段
    が、上記一対の主掃気ポートを形状，又は面積が非対称
    となるよう形成することにより構成されていることを特
    徴とする２サイクルエンジン。
  4. 【請求項４】 請求項１において、上記縦渦発生手段
    が、シリンダボアの排気ポートと対向する部分に排気方
    向と交差する方向に向けて開口する送風通路と、該送風
    通路に送風する送風機とで構成されていることを特徴と
    する２サイクルエンジン。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし３の何れかにおいて、上
    記空気の吹き出し方向に燃料を噴射する燃料噴射弁を備
    えていることを特徴とする２サイクルエンジン。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし４の何れかにおいて、上
    記縦渦内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えていること
    を特徴とする２サイクルエンジン。
  7. 【請求項７】 請求項２又は４において、補助掃気通路
    へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、上記排気ポートの閉タ
    イミングから上記主掃気ポートの閉タイミングまでの期
    間内に燃料を噴射するよう上記燃料噴射弁を制御する噴
    射制御手段とを備えていることを特徴とする２サイクル
    エンジン。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし４の何れかにおいて、上
    記空気の吹き出し強さを制御する絞り弁を備えているこ
    とを特徴とする２サイクルエンジン。
  9. 【請求項９】 請求項８において、上記絞り弁の絞り量
    をエンジンの負荷状態に応じて制御する絞り弁制御手段
    を備えていることを特徴とする２サイクルエンジン。
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