JP2001140650A

JP2001140650A - ２サイクルエンジン

Info

Publication number: JP2001140650A
Application number: JP32983399A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Nemoto; 俊久根本; Terutake Yasuda; 輝毅安田
Original assignee: Maruyama Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Maruyama Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】シュニーレ方式２サイクルエンジン10におい
て、吹き抜けガス中のＨＣ量を低減する。【解決手段】ピストン33が上死点近辺になると、ピス
トン33の下端部の溝40の両端部はそれぞれ排出口16及び
第１の掃気口18へ臨み、排出口16の排気ガスを第１の掃
気口18の上端部へ導き、そこに所定量、充填させる。掃
気行程では、１対の第１の掃気口18が、先に燃焼室14へ
開口して、排気ガスを燃焼室14へ導入してから、１対の
第２の掃気口19は、燃焼室14へ開口し、燃料含有ガスを
燃焼室14へ導入する。リリーフ弁60は、クランク室28の
圧力Ｐが１４２ｋＰａ以上になると、開いて、圧力Ｐの
最大値Ｐｍを１４２ｋＰａ以下に保持する。結果、燃焼
室14において第１の掃気口18からの排気ガスと第２の掃
気口19からの燃料含有ガスとの混合が抑制され、燃料含
有ガス中の燃料分が第１の掃気口18からの排気ガスに混
入して、排出口16へ吹き抜けてしまうのが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば刈払機や
背負動力散布機等に装備される２サイクルエンジンに係
り、詳しくはＴＨＣ（ＴｏｔａｌＨｙｄｒｏＣａｒ
ｂｏｎ：総炭化水素量）の低減を実現する２サイクルエ
ンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】刈払機や背負動力散布機に装備される２
サイクルエンジンでは、クランク室内の燃料及び空気の
燃料含有ガスが、掃気行程時に掃気口より燃焼室へ導入
され、燃焼室を掃気しつつ、燃焼室に充填されるように
なっている。従来の２サイクルエンジンの設計傾向は、
短時間で掃気を行うために、クランク室の圧力をなるべ
く増大するものになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の２サイクルエン
ジンでは、掃気口より燃焼室へ導入された燃料含有ガス
が、燃焼室へ留まらず、そのまま、排出口へ抜け出る吹
き抜けがあり、その吹き抜けた燃料含有ガス中の燃料分
が、排気ガスと共に大気中へ放出され、大気汚染の原因
になっている。

【０００４】燃料含有ガス自体の燃料重量濃度を小さく
すると、吹き抜けガスとして排気系へ導出される燃料分
は低下するが、燃焼室に残留する燃料含有ガスの燃料重
量濃度も低下し、２サイクルエンジンの出力が低下して
しまう。これを克服するために、燃料重量濃度の小さい
ガスＢを先に燃焼室へ導入し、燃料重量濃度の大きいガ
スＡを後から燃焼室へ導入して、燃焼室に残留するガス
は主にＡに、又は排出口へ吹き抜けてしまうガスは主に
Ｂになるようにする方策が考えられるが、燃焼室におい
てガスＡ，Ｂが混合してしまうと、ガスＡ，Ｂに分けて
燃焼室へ導入する効果が低下してしまう。

【０００５】この発明の目的は、吹き抜けガス中の燃料
分を効果的に低減できる２サイクルエンジンを提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の２サイクルエ
ンジン(10)によれば、吸入口(15)、掃気口(18,19)、及
び排出口(16)が、シリンダ(11)内を往復動するピストン
(23)によりシリンダ(11)内への開口時期を制御され、燃
焼室(14)及びクランク室(28)が、ピストン(23)の両側に
それぞれ設けられ、かつピストン(23)の往復動により容
積を増減され、燃料含有ガスが吸入口(15)からクランク
室(28)へ導入され、クランク室(28)内の燃料含有ガスが
掃気通路を経て掃気口(18,19)から燃焼室(14)へ導入さ
れ、燃焼室(14)における燃料含有ガスの燃料分の燃焼に
より生じたガスは排気ガスとして排出口(16)から排出さ
れるようになっている。この２サイクルエンジン(10)に
おいて、燃料重量濃度の大きい及び小さいガスをそれぞ
れガスＡ及びガスＢとし、ガスＡ及びガスＢを掃気口(1
8,19)から燃焼室(14)へ導入するに当たり、ガスＢをガ
スＡより先に導入することにより、又はガスＢをガスＡ
より排出口(16)に近い方から燃焼室(14)へ導入すること
により、吹き抜けガスが主にガスＢからなるようにし、
クランク室(28)の圧力Ｐの最大値Ｐｍが１４２ｋＰａ以
下になるように設定されている。なお、１ｋＰａ＝１０
００Ｐａである。

【０００７】ガスの燃料重量濃度Ｇとは、燃料の重量Ｇ
１、及びその燃料を含むガスの重量をＧ２とそれぞれ定
義するとき、Ｇ＝Ｇ１／（Ｇ１＋Ｇ２）で定義する。２
サイクルエンジン(10)には、特にシュニーレ方式２サイ
クルエンジンを含む。シュニーレ方式２サイクルエンジ
ンとは、激突反転型とも言われ、燃焼室(14)の横断面に
おいて対称位置に設けられた１対の掃気口から燃焼室(1
4)内へ導入されたガス流が相互に衝突し、反転渦となる
２サイクルエンジンである。

【０００８】１個のシリンダ(11)における掃気口の合計
個数は、通常は複数個、好ましくは偶数個（複数対の場
合の偶数個を含む。）であるが、奇数個や１個でも可と
する。

【０００９】ガスＢは、燃料分の含有量が０であるガス
を含む。ガスＡは、例えば吸入行程時に吸入口(15)を介
して気化器からクランク室(28)へ導入されたガス（以
下、このガスを「ガスＣ」と言う。）が掃気口(18)へ導
かれたものであるが、ガスＣそのものでなくてもよく、
例えば排気中のＨＣを低減するために、ガスＣに排気ガ
スや外気（＝空気）や不活性ガス（例：窒素、Ｎｅ、及
びＨｅ等）を適当に混合したもの（ただし、ガスＢより
は燃料重量濃度が大であるもの。）であってもよい。

【００１０】Ｐｍがあまりに小さくなると、クランク室
(28)から燃焼室(14)へのガスの導入に支障が生じる。Ｐ
ｍの下限は好ましくは１３２ｋＰａ以上とする。

【００１１】ガスＡ及びガスＢを前記掃気口(18,19)か
ら前記燃焼室(14)へ導入するに当たり、ガスＢをガスＡ
より先に導入することにより、又はガスＢをガスＡより
前記排出口(16)に近い方から前記燃焼室(14)へ導入する
ことにより、吹き抜けガスを主にガスＢとなる。これに
より、排気系への燃料分の排出量を抑制できる。一方、
ガスＡ，Ｂが燃焼室(14)において混合し、ガスＡ中の燃
料分が吹き抜けガスに取り込まれ、排気系への燃料分の
排出量が増大してしまうことが考えられる。この２サイ
クルエンジン(10)では、圧力Ｐｍは１４２ｋＰａ以下に
設定されるので、燃焼室(14)におけるガスＡ，Ｂの混合
は抑制され、ガスＡの燃料分が、ガスＢへ混入して、排
出口(16)へ吹き抜けるのを適切に抑制できる。

【００１２】この発明の２サイクルエンジン(10)によれ
ば、クランク室(28)の圧力Ｐの最大値Ｐｍが１４２ｋＰ
ａ以下になる設定は、クランク室(28)の圧力Ｐが１４２
ｋＰａ以上になると、クランク室(28)を大気空間へ連通
させる開放弁(60)により、実現するようにしている。

【００１３】燃料重量濃度は、クランク室(28)の圧力が
１４２ｋＰａ以上になると、開いて、クランク室(28)を
大気空間へ連通させ、これにより、クランク室(28)の圧
力の最大値Ｐｍは１４２ｋＰａ以下に保持される。

【００１４】この発明の２サイクルエンジン(10)によれ
ば、クランク室(28)の圧力Ｐの最大値Ｐｍが１４２ｋＰ
ａ以下になる設定は、クランク室(28)の容積の設定によ
り、実現するようにしている。

【００１５】クランク室(28)の容積が増大する程、最大
値Ｐｍは減少する。クランク室(28)の容積を適当に増大
させることにより、最大値Ｐｍが１４２ｋＰａ以下にな
るように、設定できる。

【００１６】この発明の２サイクルエンジン(10)によれ
ば、ガスＡ及びガスＢは、同一の掃気口から燃焼室(14)
へ導入することとされ、その掃気口から先にガスＢが、
その後にガスＡが燃焼室(14)へ導入されるようになって
いる。

【００１７】同一の掃気口(18,19)から時間差を付け
て、ガスＡ，Ｂを燃焼室(14)へ導入することにより、ガ
スＡ，Ｂを、相互に分離して、燃焼室(14)へ導入できる
とともに、Ｐｍ≦１４２ｋＰａの条件により、燃焼室(1
4)におけるガスＡ，Ｂの良好な分離を保持できる。

【００１８】この発明の２サイクルエンジン(10)によれ
ば、第１の対の掃気口(18)からガスＢが、また、第２の
対の掃気口(19)からガスＡが、それぞれ燃焼室(14)へ導
入されるようにし、第１の対の掃気口(18)及び第２の対
の掃気口(19)は、同一対同士の掃気口から燃焼室(14)へ
の導入ガス流が燃焼室(14)において相互に衝突するよう
に、位置及び向きを設定され、第１の対の掃気口(18)
は、第２の対の掃気口(19)より先に燃焼室(14)へ開口す
るように、設定されている。

【００１９】第１の掃気口(18)は、燃焼室(14)への第２
の掃気口(19)からのガスＡの導入に先立って、燃焼室(1
4)へガスＢを導入すれば十分であり、掃気行程の全期間
にわたり、ガスＢを燃焼室(14)へ導入し続けなくてもよ
い。すなわち、掃気口から排出口(16)へのガスの吹き抜
け率が低下する掃気行程の後期では、例えば、第２の掃
気口(19)と同様に、第１の掃気口(18)から燃焼室(14)へ
ガスＡを導入するようになっていてもよい。

【００２０】燃焼室(14)へ先に導入されるガスＢは、第
１の掃気口(18)の対から燃焼室(14)へ導入されて、燃焼
室(14)内の燃焼済みガスを排出口(16)から掃気する。第
２の掃気口(19)の対からのガスＡは、ガスＢから遅れて
燃焼室(14)へ導入される。掃気初期において掃気口から
燃焼室(14)へ供給されるガスは、吹き抜けとなり易い。
そこで、第１の掃気口(18)が第２の掃気口(19)に先立っ
て燃焼室(14)へ開口し、燃料重量濃度の小さいガスとし
てのガスＢがガスＡより先に燃焼室(14)へ導入され、燃
焼室(14)内を掃気することにより、燃焼室(14)内の適切
な掃気を実施しつつ、吹き抜けガス中の燃料分の量を低
減して、排気系へのＨＣ排出量を抑制できる。この２サ
イクルエンジン(10)では、最大値Ｐｍ≦１４２ｋＰａの
条件により、燃焼室(14)におけるガスＡ，Ｂの混合は抑
制され、ガスＡの燃料分が、吹き抜けガス中へ混入する
のを極力抑制できる。

【００２１】この発明の２サイクルエンジン(10)によれ
ば、第１の対の掃気口(18)からガスＢが、また、第２の
対の掃気口(19)からガスＡが、それぞれ燃焼室(14)へ導
入されるようにし、第１の対の掃気口(18)及び第２の対
の掃気口(19)は、同一対同士の掃気口から燃焼室(14)へ
の導入ガス流が燃焼室(14)において相互に衝突するよう
に、位置及び向きを設定され、第１の対の掃気口(18)か
ら燃焼室(14)へのガス流は、第２の対の掃気口(19)から
燃焼室(14)へのガス流に対して排出口(16)に近い側に生
成されるようになっている。

【００２２】第１の掃気口(18)の対から燃焼室(14)へ導
入されたガスＢは、相互に衝突して、反転渦となる。第
２の掃気口(19)からの対から燃焼室(14)へ導入されたガ
スＡは、相互に衝突して、反転渦となる。ガスＡの反転
渦は、その排出口(16)側にガスＢの気流及び反転渦が存
在するので、排出口(16)の方への流れ、すなわち吹き抜
けガスとなるのを抑制される。さらに、この２サイクル
エンジン(10)では、最大値Ｐｍ≦１４２ｋＰａの条件に
より、燃焼室(14)におけるガスＡ，Ｂの混合は抑制さ
れ、ガスＡの燃料分が、吹き抜けガス中へ混入するのを
極力抑制できる。なお、この２サイクルエンジン(10)で
は、第１の対の掃気口(18)が第２の対の掃気口(19)と同
時に開口するようになっていてもよい。同時に開口する
ようにしても、第２の対の掃気口(19)からガスＡが流れ
ても第１の対の掃気口(18)からのガスＢのガス流が排出
口(16)側に存在し、ガスＡは排出口(16)の方への流れを
抑制されて、吹き抜けガスは主にガスＢになるからであ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１はシュニーレ方式２サイ
クルエンジン10の縦断面図である。図１では、ピストン
33はほぼ下死点にある。シュニーレ方式２サイクルエン
ジン10は例えば刈払機や背負動力散布機に装備される。
シリンダブロック11において、円柱空間12は、シリンダ
ブロック11の中心線に沿ってシリンダブロック11内を延
び、シリンダブロック11の下端面に開口している。頂部
凹所13は、円柱空間12の頂面に形成され、図示しない点
火プラグの放電電極を配置される。円柱空間12の内、ピ
ストン33より上側の部分、及び頂部凹所13は、燃焼室14
を形成する。吸入口15及び排出口16は、円柱空間12の周
方向へ第１の掃気口18０°離れた位置で、円柱空間12の
高さ方向へは排出口16が吸入口15より少し高い位置とな
るように、シリンダブロック11の周壁に形成され、シリ
ンダブロック11の外部と円柱空間12内とを連通させてい
る。複数個の冷却フィン17は、シリンダブロック11の外
面の上半部においてシリンダブロック11の放射方向へ相
互に平行に外方へ張出している。第１の掃気口18及び第
２の掃気口19は、ピストン33が下死点へ近づくと、燃焼
室14へ開口する位置に形成される。カバー24はシリンダ
ブロック11の上部及び冷却フィン17を外側から覆う。ク
ランクケース27は、その上面をシリンダブロック11の下
面へ接合され、内部にクランク室28を画定する。クラン
ク室28は、第１の掃気口18及び第２の掃気口19へは常
時、連通しているとともに、ピストン33が上死点の方へ
接近すると、吸入口15へ連通する。クランク軸29はクラ
ンクケース27の両端壁に回転自在に軸支され、ピストン
33は、円柱空間12内へ摺動自在に嵌挿され、往復動によ
り燃焼室14の容積を増減する。コンロッド35は、小端部
においてピストン33へピストンピン36により回転自在に
結合し、大端部においてクランク軸29のクランクピン37
へ回転自在に結合している。

【００２４】リリーフ弁60はクランクケース27の外部に
配設され、圧力逃がし孔61はクランクケース27の端壁に
穿設されている。リリーフ弁60は、大気開放ポート62を
備えるとともに、連通孔63介して圧力逃がし孔61へ接続
されており、クランクケース27の圧力Ｐが、１４２ｋＰ
ａ以上になると、開いて、クランク室28を大気空間へ連
通させ、クランク室28の最高圧Ｐｍを１４２ｋＰａ以下
に保持する。なお、クランク室28の圧力が最高圧Ｐｍに
なるのは、第１の掃気口18が燃焼室14へ開口開始する直
前である。

【００２５】溝40は、ピストン33の周面の下端部に形成
され、周方向へは排出口16から第１の掃気口18までの範
囲に延びている。ピストン33の上死点を含む所定クラン
ク角範囲では、溝40は、両端をそれぞれ排出口16及び第
１の掃気口18へ臨ませ、排出口16及び第１の掃気口18を
相互に連通させる。

【００２６】図２は第１の掃気口18及び第２の掃気口19
の高さにおけるシリンダブロック11の横断面図である。
シリンダブロック11の横断面において吸入口15及び排出
口16は、円柱空間12の円形横断面の同一直径上において
円柱空間12の横断面の中心46に対して相互に反対側に位
置しつつ、円柱空間12に開口している。第１の直線44
は、シリンダブロック11の横断面において吸入口15及び
排出口16の開口中心を結ぶ中心線と定義する。第２の直
線45は、中心46を通りかつ第１の直線44に対して直角な
直線と定義する。第１の掃気口18及び第２の掃気口19は
各１対ずつかつ第２の直線45に対してそれぞれ排出口16
側及び吸入口15側に配置されている。また、第１の掃気
口18同士、及び第２の掃気口19同士は、共に第１の直線
44に対して対称であるとともに、第１の掃気口18及び第
２の掃気口19共に吸入口15の方へ向けられている。

【００２７】図３はピストン33を省略して図２の第１の
直線44を通る垂直面で切断したシリンダブロック11の断
面図、図４はピストン33を省略して両第１の掃気口18を
通る垂直面で切断したシリンダブロック11の断面図であ
る。第１の掃気口18及び第２の掃気口19は、開口が共に
横長長方形となっており、縦寸法は第１の掃気口18の方
が第２の掃気口19より大となっており、この結果、開口
面積は第１の掃気口18の方が第２の掃気口19より大とな
っている。第１の掃気口18及び第２の掃気口19の下辺の
高さは、相互にほぼ等しく、ほぼ排出口16の下端に一致
し、第１の掃気口18及び第２の掃気口19の上辺の高さは
第１の掃気口18の方が第２の掃気口19より少し高く、第
１の掃気口18の上辺の高さは排出口16の上端の高さより
少し低くなっている。また、第１の掃気口18及び第２の
掃気口19は、図４から分かるように、円柱空間12の垂直
方向への中心線に対して円柱空間12の頂部の方へ斜めに
傾斜した向きとなっており、第１の掃気口18及び第２の
掃気口19から燃焼室14へのガスの流入は円柱空間12の垂
直断面では円柱空間12の頂部の方へ向かう。

【００２８】シュニーレ方式２サイクルエンジン10の作
用について説明する。以下、シュニーレ方式２サイクル
エンジン10の運転の位相はクランク軸29の回転角、すな
わちクランク角に換算して、説明する。

【００２９】ピストン33がその下死点から上死点の方へ
移動する行程では、燃焼室14の容積が減少し、クランク
室28の容積が増大する。クランク角がＣ１になると、排
出口16はピストン33により閉じられ、燃料含有ガス（燃
料と空気との燃料含有ガス）は、燃焼室14に密封状態に
なって、圧縮される。さらに、クランク角がＣ２（Ｃ２
＞Ｃ１）になると、吸入口15はクランク室28へ連通し、
燃焼室14における燃料含有ガスの圧縮に並行して、気化
器からの燃料−空気の燃料含有ガスは吸入口15を介して
クランク室28へ導入される。

【００３０】ピストン33が上死点近くになると、点火プ
ラグの放電が起こり、燃焼室14内の燃料含有ガス中の燃
料は、着火されて、爆発し、ピストン33を下方へ駆動す
る。一方、ピストン33が上死点近辺において、ピストン
33の下端は排出口16及び第１の掃気口18の高さに達し、
溝40が排出口16及び第１の掃気口18を相互に連通する。
第１の掃気口18は、この時、吸気行程のクランク室28と
同圧状態にあり、低圧となっているので、排出口16の排
気ガスは溝40を介して第１の掃気口18へ導入され、第１
の掃気口18に所定量、充填される。

【００３１】ピストン33が、上死点を越え、上死点から
下死点の方へ移動するのに伴い、クランク室28の容積は
減少し、吸気口15がピストン33により閉じられ、クラン
ク室28が密封状態になると、クランク室28の圧力（以
下、クランク室28の圧力を「圧力Ｐ」と言う。）は増大
する。圧力Ｐが所定値１４２ｋＰａ以上になると、リリ
ーフ弁60が開き、これにより、クランク室28内がリリー
フ弁60の大気開放ポート62へ連通して、クランク室28の
圧力が大気空間へ逃がされ、圧力Ｐの最大値Ｐｍは１４
２ｋＰａ以下に維持される。

【００３２】クランク角がＣ３（Ｃ３＞Ｃ２）になる
と、排出口16が燃焼室14へ開口し、燃焼室14において燃
料分が燃焼されたガスは、排気ガスとして排出口16から
マフラ（図示せず）へ排出される。さらに、クランク角
がＣ４（Ｃ４＞Ｃ３）になると、第１の掃気口18が燃焼
室14へ開口開始する。これに伴い、第１の掃気口18に充
填されていた排気ガスが燃焼室14へ導入される。両第１
の掃気口18から燃焼室14内への排気ガスは、円柱空間12
の横断面において少し吸入口15の方へ向かって、燃焼室
14内へ流入し、第１の直線44上において相互に衝突し、
反転渦となって、今度は排出口16の方へ向かい、燃焼室
14を掃気して、燃焼室14内の燃焼済みガス（＝燃料含有
ガスの中の燃料分の燃焼されて生成されたガス）を排出
口16から排出する。両第１の掃気口18から燃焼室14の排
気ガスの大部は、吹き抜けガスとして、燃焼済みガスと
共に排出口16から排出される。クランク角がＣ５（Ｃ５
＞Ｃ４）になると、第２の掃気口19が、燃焼室14へ開口
開始し、今度は、クランク室28内の燃料含有ガスが、両
第２の掃気口19から燃焼室14内へ円柱空間12の横断面に
おいて少し吸入口15の方へ向かって、燃焼室14内へ流入
し、ほぼ第１の直線44上で相互に衝突し、反転渦とな
る。この燃料含有ガスの反転渦は、その排出口16側に第
１の掃気口18からの排気ガスの気流及び相互衝突部が存
在し、排出口16の方への移動を抑制されるので、ガスＡ
内の燃料分が排出口16へ吹き抜けるのが抑制される。ま
た、前述したように、クランク室28の圧力Ｐの最大値Ｐ
ｍが１４２ｋＰａ以下に維持されて、第１の掃気口18及
び第２の掃気口19から燃焼室14へ導入される結果、第１
の掃気口18及び第２の掃気口19からの導入ガスの燃焼室
14内で混合が抑制されるので、ガスＡ内の燃料分が、吹
き抜けガスに混入して、排出口16へ排出されるのが抑制
される。

【００３３】このように、（ａ）燃焼室14を掃気して、
吹き抜けるガスを、燃料重量濃度の小さい方のガスとし
ての、燃焼室14へ先に開口する第１の掃気口18からの排
気ガスとすること、（ｂ）１対の第１の掃気口18からの
排気ガスは、１対の第２の掃気口19からの燃料含有ガス
に対して排出口16側に気流及び衝突部を生成し、１対の
第２の掃気口19からの燃料重量濃度の大きい方のガスと
しての燃料含有ガスの吹き抜けを阻止すること、及び
（ｃ）クランク室28の圧力Ｐの最大値Ｐｍを１４２ｋＰ
ａ以下に維持して、燃焼室14における第１の掃気口18及
び第２の掃気口19からの導入ガスＡ，Ｂの混合を抑制す
ることの（ａ）〜（ｃ）により、排気系へ吹き抜ける燃
料分を抑制して、排気中のＨＣを大幅に低減できる。

【００３４】図８はシュニーレ方式２サイクルエンジン
10における排気ガス中のＨＣ量の低減を示す図である。
縦軸の排気中のＨＣ重量濃度比Ｒとは、Ｐｍ＝１５２ｋ
Ｐａのときの排気中のＨＣの重量濃度Ｄ１とし、クラン
ク室28の各最大圧における排気中のＨＣの重量濃度をＤ
とすると、Ｒ＝Ｄ／Ｄ１である。図８からＰｍが１５２
ｋＰａから１４２ｋＰａへ減少するに連れて、排気中の
ＨＣ重量濃度比Ｒは漸減し、Ｐｍ＝１４２ｋＰａでは、
排気中のＨＣ重量濃度が、Ｐｍ＝１５２ｋＰａのときに
比し、約１６（＝１００−８４)％低下することが分か
る。そして、Ｐｍ≦１４２ｋＰａの範囲では、Ｐｍをさ
らに減少しても、排気中のＨＣ重量濃度比Ｒはほぼ一定
となることが分かる。Ｐｍが減少するのに連れて、クラ
ンク室28から燃焼室14への燃料含有ガスの導入速度が低
下すると言う問題もあるので、また、Ｐｍ≦１４２ｋＰ
ａでは、Ｐｍを減少させても、ＨＣの低減効果はほとん
ど向上しないので、Ｐｍの下限は１３２ｋＰａとする。
すなわち、リリーフ弁60がクランク室28の圧力に対して
開く圧力は、１４２ｋＰａ〜１３２ｋＰａの範囲内の所
定値に設定され、これにより、クランク室28の最大圧力
Ｐｍは１４２ｋＰａ≧Ｐｍ≧１３２ｋＰａとなる。

【００３５】図５は第１の掃気口18から燃焼室14へ導入
するガスとして排気ガスの代わりに大気を使用するシュ
ニーレ方式２サイクルエンジン10の要部構造図である。
逆止弁51は、シリンダブロック11の外部としての大気空
間側から第１の掃気口18の上端部への一方向のガスの流
れを許容し、その逆方向へのガスの流れは阻止する。シ
ュニーレ方式２サイクルエンジン10の吸気行程では、ク
ランク室28内が負圧となり、この負圧期間において、大
気空間の大気がフィルタ52及び逆止弁51を介して第１の
掃気口18へ流入する。なお、この第１の掃気口18への大
気の流入量は、クランク室28が正圧に近づいて吸入口15
からクランク室28への燃料含有ガスの流入に支障を来た
さない程度の量とされる。この結果、次の掃気行程で
は、第１の掃気口18の大気が第１の掃気口18から燃焼室
14へ導入され、燃焼室14内を掃気し、吹き抜けガスとな
り、これにより、第２の掃気口19から燃焼室14へ導入さ
れる燃料分が、吹き抜けガスに含まれて、未燃のまま排
気系へ導出されるのを防止する。

【００３６】図６は第１の掃気口18から燃焼室14へ導入
するガスとして不活性ガスを使用するシュニーレ方式２
サイクルエンジン10の要部構造図である。ガスボンベ55
は、例えばＨｅ、Ａｒ、Ｎｅ等の不活性ガスを加圧状態
で充填され、制御弁56を介して第１の掃気口18の上端部
へ連通している。制御弁56は、クランク軸29に同期して
開閉し、シュニーレ方式２サイクルエンジン10の吸入行
程後期では開位置になり、ガスボンベ55内の不活性ガス
が第１の掃気口18へ導入され、第１の掃気口18に所定
量、充填する。この結果、次の掃気行程では、第１の掃
気口18の不活性ガスが第１の掃気口18から燃焼室14へ導
入され、燃焼室14内を掃気し、吹き抜けガスとなり、こ
れにより、第２の掃気口19から燃焼室14へ導入される燃
料分が、吹き抜けガスに含まれて、未燃のまま排気系へ
導出されるのを防止する。

【００３７】図６では、不活性ガスを充填されたガスボ
ンベ55が使用されるが、ガスボンベ55の代わりに、加圧
空気を貯留するエアタンクを利用することも可能であ
る。加圧空気は、所定のポンプにより生成して、エアタ
ンクへ適宜、補給することとし、これにより、ガスボン
ベ55の交換やガスボンベ55へのガスの詰め替えを省略で
きる。

【００３８】図７は図１のリリーフ弁60に代えてクラン
ク室28の最大圧力を制御する構造を示す図である。クラ
ンクケース27の半径寸法が、図１のものに比して増大さ
せ、クランク室28の容積を約１５０％増大させて、最大
圧力１４２ｋＰａ≧Ｐｍ≧１３２ｋＰａを実現してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】シュニーレ方式２サイクルエンジンの縦断面図
である。

【図２】第１の掃気口及び第２の掃気口の高さにおける
シリンダブロックの横断面図である。

【図３】ピストンを省略して図２の第１の直線を通る垂
直面で切断したシリンダブロックの断面図である。

【図４】ピストンを省略して両第１の掃気口を通る垂直
面で切断したシリンダブロックの断面図である。

【図５】第１の掃気口から燃焼室へ導入するガスとして
排気ガスの代わりに大気を使用するシュニーレ方式２サ
イクルエンジンの要部構造図である。

【図６】第１の掃気口から燃焼室へ導入するガスとして
不活性ガスを使用するシュニーレ方式２サイクルエンジ
ンの要部構造図である。

【図７】図１のリリーフ弁に代えてクランク室の最大圧
力を制御する構造を示す図である。

【図８】シュニーレ方式２サイクルエンジンにおける排
気ガス中のＨＣ量の低減を示す図である。

【符号の説明】

１０シュニーレ方式２サイクルエンジン（２サイク
ルエンジン）１１シリンダブロック（シリンダ）１４燃焼室１５吸入口１６排出口１８第１の掃気口（掃気口）１９第２の掃気口（掃気口）２８クランク室３３ビストン６０リリーフ弁（開放弁）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．
１５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】２サイクルエンジン

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００３】

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の２サイクルエ
ンジン(10)によれば、吸入口(15)、掃気口(18,19)、及
び排出口(16)が、シリンダ(11)内を往復動するピストン
(33)によりシリンダ(11)内への開口時期を制御され、燃
焼室(14)及びクランク室(28)が、ピストン(33)の両側に
それぞれ設けられ、かつピストン(33)の往復動により容
積を増減され、燃料含有ガスが吸入口(15)からクランク
室(28)へ導入され、クランク室(28)内の燃料含有ガスが
掃気通路を経て掃気口(18,19)から燃焼室(14)へ導入さ
れ、燃焼室(14)における燃料含有ガスの燃料分の燃焼に
より生じたガスは排気ガスとして排出口(16)から排出さ
れるようになっている。この２サイクルエンジン(10)に
おいて、燃料重量濃度の大きい及び小さいガスをそれぞ
れガスＡ及びガスＢとし、ガスＡ及びガスＢを掃気口(1
8,19)から燃焼室(14)へ導入するに当たり、ガスＢをガ
スＡより先に導入することにより、又はガスＢをガスＡ
より排出口(16)に近い方から燃焼室(14)へ導入すること
により、吹き抜けガスが主にガスＢからなるようにし、
クランク室(28)の圧力Ｐの最大値Ｐｍが１４２ｋＰａ以
下になるように設定されている。なお、１ｋＰａ＝１０
００Ｐａである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１はシュニーレ方式２サイ
クルエンジン10の縦断面図である。図１では、ピストン
33はほぼ下死点にある。シュニーレ方式２サイクルエン
ジン10は例えば刈払機や背負動力散布機に装備される。
シリンダブロック11において、円柱空間12は、シリンダ
ブロック11の中心線に沿ってシリンダブロック11内を延
び、シリンダブロック11の下端面に開口している。頂部
凹所13は、円柱空間12の頂面に形成され、図示しない点
火プラグの放電電極を配置される。円柱空間12の内、ピ
ストン33より上側の部分、及び頂部凹所13は、燃焼室14
を形成する。吸入口15及び排出口16は、円柱空間12の周
方向へ１８０°離れた位置で、円柱空間12の高さ方向へ
は排出口16が吸入口15より少し高い位置となるように、
シリンダブロック11の周壁に形成され、シリンダブロッ
ク11の外部と円柱空間12内とを連通させている。複数個
の冷却フィン17は、シリンダブロック11の外面の上半部
においてシリンダブロック11の放射方向へ相互に平行に
外方へ張出している。第１の掃気口18及び第２の掃気口
19は、ピストン33が下死点へ近づくと、燃焼室14へ開口
する位置に形成される。カバー24はシリンダブロック11
の上部及び冷却フィン17を外側から覆う。クランクケー
ス27は、その上面をシリンダブロック11の下面へ接合さ
れ、内部にクランク室28を画定する。クランク室28は、
第１の掃気口18及び第２の掃気口19へは常時、連通して
いるとともに、ピストン33が上死点の方へ接近すると、
吸入口15へ連通する。クランク軸29はクランクケース27
の両端壁に回転自在に軸支され、ピストン33は、円柱空
間12内へ摺動自在に嵌挿され、往復動により燃焼室14の
容積を増減する。コンロッド35は、小端部においてピス
トン33へピストンピン36により回転自在に結合し、大端
部においてクランク軸29のクランクピン37へ回転自在に
結合している。

【図面の簡単な説明】

【符号の説明】１０シュニーレ方式２サイクルエンジン（２サイク
ルエンジン）１１シリンダブロック（シリンダ）１４燃焼室１５吸入口１６排出口１８第１の掃気口（掃気口）１９第２の掃気口（掃気口）２８クランク室３３ビストン６０リリーフ弁（開放弁）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸入口(15)、掃気口(18,19)、及び排出
口(16)が、シリンダ(11)内を往復動するピストン(23)に
よりシリンダ(11)内への開口時期を制御され、燃焼室(14)及びクランク室(28)が、前記ピストン(23)の
両側にそれぞれ設けられ、かつ前記ピストン(23)の往復
動により容積を増減され、燃料含有ガスが前記吸入口(15)からクランク室(28)へ導
入され、前記クランク室(28)内の燃料含有ガスが前記掃気通路を
経て前記掃気口(18,19)から前記燃焼室(14)へ導入さ
れ、前記燃焼室(14)における燃料含有ガスの燃料分の燃焼に
より生じたガスは排気ガスとして前記排出口(16)から排
出されるようになっている２サイクルエンジン(10)にお
いて、燃料重量濃度の大きい及び小さいガスをそれぞれガスＡ
及びガスＢとし、ガスＡ及びガスＢを前記掃気口(18,19)から前記燃焼室
(14)へ導入するに当たり、ガスＢをガスＡより先に導入
することにより、又はガスＢをガスＡより前記排出口(1
6)に近い方から前記燃焼室(14)へ導入することにより、
吹き抜けガスが主にガスＢからなるようにし、前記クランク室(28)の圧力Ｐの最大値Ｐｍが１４２ｋＰ
ａ以下になるように設定されていることを特徴とする２
サイクルエンジン。
【請求項２】前記クランク室(28)の圧力Ｐの最大値Ｐ
ｍが１４２ｋＰａ以下になる設定は、クランク室(28)の
圧力Ｐが１４２ｋＰａ以上になると、前記クランク室(2
8)を大気空間へ連通させる開放弁(60)により、実現する
ようにしていることを特徴とする請求項１記載の２サイ
クルエンジン。
【請求項３】前記クランク室(28)の圧力Ｐの最大値Ｐ
ｍが１４２ｋＰａ以下になる設定は、前記クランク室(2
8)の容積の設定により、実現するようにしていることを
特徴とする請求項１記載の２サイクルエンジン。開放す
る解放して
【請求項４】ガスＡ及びガスＢは、同一の掃気口から
前記燃焼室(14)へ導入することとされ、その掃気口から
先にガスＢが、その後にガスＡが前記燃焼室(14)へ導入
されるようになっていることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の２サイクルエンジン。
【請求項５】第１の対の掃気口(18)からガスＢが、ま
た、第２の対の掃気口(19)からガスＡが、それぞれ前記
燃焼室(14)へ導入されるようにし、第１の対の掃気口(1
8)及び第２の対の掃気口(19)は、同一対同士の掃気口か
ら前記燃焼室(14)への導入ガス流が前記燃焼室(14)にお
いて相互に衝突するように、位置及び向きを設定され、
第１の対の掃気口(18)は、第２の対の掃気口(19)より先
に前記燃焼室(14)へ開口するように、設定されているこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２サイ
クルエンジン。
【請求項６】第１の対の掃気口(18)からガスＢが、ま
た、第２の対の掃気口(19)からガスＡが、それぞれ前記
燃焼室(14)へ導入されるようにし、第１の対の掃気口(1
8)及び第２の対の掃気口(19)は、同一対同士の掃気口か
ら前記燃焼室(14)への導入ガス流が前記燃焼室(14)にお
いて相互に衝突するように、位置及び向きを設定され、
第１の対の掃気口(18)から前記燃焼室(14)へのガス流
は、第２の対の掃気口(19)から前記燃焼室(14)へのガス
流に対して前記排出口(16)に近い側に生成されるように
なっていることを特徴とする請求項１，２，３、又は５
記載の２サイクルエンジン。