JP2001504567A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 加工工具、好ましくはチェーンソー又はトリマーに向けられ、軽量で小型のマフラ（２）を備えたクランクケースの掃気された２ストロークエンジン（１）。このエンジンは、少なくとも一つの充填部材（３、４、５、６）が、エンジンのピストン（８）の下における圧縮領域（７）において、充填された釣合部材（３）及び／又はピストン充填部材（４）及び／又はピストンワッシャ（５）及び／又は静止した充填部材（６）という形態で配置され、同時にエンジンはエンジンの排気側すなわち排気ポート（９）及び／又はあるいは排気ダクト（１０）及び／又はマフラ内に、特に強いスロットルを備えることにより、生成される特に高い圧縮でクランクケースが配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関 技術分野 本発明は、加工工具、好ましくはチェーンソー又はトリマーに向けられ、軽量 かつ小型のマフラを備えたクランクケースの掃気された２ストローク型の内燃機 関に関する。 発明の背景 内燃機関による加工工具の運転のために、主に軽量かつ簡単な形状により、一 般に２ストロークエンジンが使用されている。さらに、クランクケースの掃気に より、エンジンがクランクケースを通して掃気された空気燃料混合物に足される 油によって潤滑される位置（姿勢）とは独立して潤滑装置は機能する。潤滑装置 は多数の異なる加工姿勢において使用されるので、全姿勢型の潤滑装置が、例え ばチェーンソーにおいて必要である。エンジン付自転車用及びオートバイ用の２ ストロークエンジンは、いわゆる調整（同調）された排気装置を有する。排気装 置からの圧力波の反射は、掃気された気体をシリンダ内に戻し、エンジンの掃気 の損失は減じられる。全体として、これは、動力出力及び燃料消費の両方は、調 整されていない排気装置と比較して改良されることができるということを意味す る。しかしながら、機能するために、排気ダクトにおいて非常に長いパイプを調 整は必要とする。このようなチェーンソー用のマフラは、高くて半メートルであ り、約８°の第一の円錐形状で拡張するダクト部分と、約１２°の第二の円錐形 状で狭くなる部分とからなる。以後、吸収マフラが、合理的な音レベルに到達す るために接続 されなければならない。前述のように、このようなマフラは、圧力の低い全体的 降下と同様に、反射する圧力波に基づいて形成される。加工工具に関して、この ようなマフラは非常に大きくかつ重いということがわかる。これは、パイプ装置 が多数の曲線を備えていても同じである。というのは、加工工具は、加工工具の 目的を満足させるために、非常に軽量で小型で扱いやすくなければならないから である。従って、調整された排気装置は、通常、加工工具のために使用されない 。代わりに、排気装置は、軽量で小型のマフラを有し、マフラ内で絞ることによ って音は弱められる。より大きなシリンダ容積が好適な効果を達成するために使 用される。調整された排気装置を有する２ストロークエンジンの配置と、調整さ れた排気装置のない２ストロークエンジンの配置との大きな違いがあるという事 実のために、経験を他の分野に適用することは難しい。 ２ストロークエンジンに関するよく知られた問題は、高い掃気損失によって引 き起こされる比較的に高い燃料消費、すなわち、排気装置内へ真っ直ぐ進む掃気 気体である。これはさらに、特に炭化水素からの高い排出という結果を生じる。 前述のように、この問題を克服するための困難さは、軽量で小型マフラを有する ２ストロークエンジンにとって特に大きい。高い程度の炭化水素の排出はさらに 、触媒コンバーターを有するマフラを使用する時に特定の問題を生み出すという 結果を生じる。というのは、排気気体の非常に高いエネルギは、取り囲むマフラ 内と同様に、触媒コンバーター内において非常に高い熱発生をもたらすからであ る。この高い程度の熱発生は、触媒コンバーターにおける変換比は下げて保たれ なければならないということを意味する。従って、高い掃気損失が排気触媒コン バーターとの協働を複雑にする可能性があるので、高い掃気損失は、同時に燃料 消費を増加させる。 発明の目的 発明の目的は、軽量で小型のマフラを備えたクランクケース掃気された２スト ロークエンジンについての前述の問題を実質的に少なくすることである。 発明の要約 前述の目的は、添付された請求の範囲から明らかである本発明による装置にお いて達成される。 本発明によるクランクケースの掃気されたエンジンは、少なくとも一つの充填 部材が、エンジンのピストンの下における圧縮領域において、充填された釣合部 材及び／又はピストン充填部材及び／又はピストンワッシャ及び／又は静止した 充填部材という形態で配置され、同時にエンジンはエンジンの排気側すなわち排 気ポート及び／又はあるいは排気ダクト及び／又はマフラ内に、特に強いスロッ トルを備えることにより、エンジンは特に高いクランクケースの圧縮が生成され るということを特徴とする。したがって、二つの段階（手段）が同時に採用され る。第一の段階は、エンジンのピストンの下の圧縮領域において一つ又はいくつ かの充填部材によって特に高いクランクケースの圧縮を生成する段階である。こ の第一段階のみを使用した試験は、完全に許容できないエンジンの性能をもたら し、それゆえ有用でない。第二段階は、エンジンの排気側における特別に強いス ロットル（絞り）を形成することである。この絞りは非常に強く、この種のエン ジンの標準の調整において使用される絞りの変化の範囲を完全に越えている。こ のような絞りのみを使用すると、許容不可能な程低いエンジンの動力、すなわち エンジンの半分の動力をもたらす。しかしながら、これらの二つの段階を組み合 わせると、約１０〜１５％減少された燃料消費及び炭化水素に関す る約４０％減少された排気排出を付与するエンジンが形成される。これは、許容 できる形状のトルク曲線及び保持された動力を有するこの種のエンジンによって 達成される。さらに、減少された掃気損失は、このエンジンは、通常のエンジン よりも、触媒の排気変換とより良好に協働することができるということを意味す る。さらに、本発明の特徴及び利点は、好適な実施例の詳細な記述及び図面の支 援によってより明らかになる。 図面の簡単な説明 本発明は、添付図面を参照して本発明の種々の実施例によって以下により詳細 に記述され、異なる図面における同一の参照番号は、互いの対応部分を示す。 図１は、本発明によるクランクケースの掃気された２ストロークエンジンを略 図的に示す。エンジンは二つの異なる種類のクランクケース充填部材を備えてい る。 図２は、図１によるエンジンを示すが、エンジンは二つのさらなる異なる種類 のクランクケース充填部材を備えている。 図３は、エンジンのシリンダ容積の関数としてエンジンの排気側におけるスロ ットル面積の図を示す。この図から、本発明による多数のエンジンが、対応する 従来のエンジンと比較されることができる。 略図１において、参照番号１は、２ストロークエンジンを示す。この２ストロ ークエンジンは、クランクケースが掃気される、すなわちキャブレタ１５又は燃 料噴射装置からの空気１３及び燃料１４の混合物１２がエンジンのクランクケー スへ供給されている。クランクケースから、混合物１２が一つ又はいくつかの掃 気ダクト１６を通ってエンジン燃焼室１７へ供給される。燃焼室は点火プラグを 備え、点火プラグは圧縮された混合気を点火する。掃気気体１８は、排気ポート ９及びマフラ２を通って外に出る。エンジンはピストン１９を有する。ピストン １９はピストンロッド２０を介して釣合おもりを有するクランク部２１へ取り付 けられる。このように、クランク軸は回転可能に駆動される。この全てはエンジ ンについて全く従来通りであり、それゆえさらには審査されない。図１において 、ピストン１９は、流れが入口ポート２２、排気ポート９及び掃気ダクト１６を いずれも通ることが可能になる中間位置を取る。シリンダ内の入口ダクト１１の 口部は、入口ポート２２と呼ばれる。結果として、このように、入口ダクト１１ はピストン１９によって閉鎖される。 吸気装置のより精密な図において、空気１３は入口２４を介してフィルタ２５ を備えたフィルタカバー２３内へ流入するということを我々は理解することがで きる。フィルタ２５を通過する時、吸気１３は清掃される。さらに、吸気が入口 ２４に到達する前の段階において、吸気が通常遠心力清掃又は偏向清掃によって 清潔にされるということがしばしばある。フィルタカバー２３から、吸気１３が 入口ダクト１１内へ流入する。流れ方向における断面積は、フィルタカバー２３ から入口ダクト１１への切換によって急激に変化せしめられる。入口ポート２２ への面積の急激な変化から入口ダクト１１の長さＬは、いわゆるヘルムホルツの 共振に影響を及ぼす。共振周波数は、入口ダクトの長さＬとクランクケース容積 の関係によって本質的に確定される。クランクケースの容積はシリンダ行程Ｓに 反映されている。共振周波数は、吸気供給が可能な限り有効である速度に対応す る。この速度において、エンジンは最大のトルクの程度に到達する。一定のクラ ンクケース容積において、最大のトルクにおけるエンジンの速度は、入口ダクト １１の長さＬが増加すると 、減少せしめられ、その一方でこのエンジン速度は、長さＬが減少すると、増加 せしめられる。クランクケースの容積は、クランクケース内のピストン１９の下 に位置する容積である。全体的に、クランクケースの容積はシリンダ行程Ｓに比 例し、シリンダ行程Ｓは、明確さのために図面において水平方向において示され ている。釣合重りを有するクランクケース２１は部分的にクランクケース自身の 容積を充填する。図１において、まさにクランクケースにおける容積は、充填さ れた釣合部材３によってほとんど充填されている。この示された例において、こ の釣合部材は、クランク部２１と、クランク軸中心に中心を有する円２６との間 の空間を充填する。この図において、この領域は影を付けられている。この図は さらに静止充填部材６を示す。静止充填部材は、クランク部２１の上方に位置し かつ一つ又はいくつかのステイロッド２８によってシリンダ壁２７へ取り付けら れている。ピストンにおいて、これらのステイロッドのために穴が形成されてい る。しかし、明確さのために、穴はここでは示されていない。こうして、静止部 ６は、静止したままであり、往復運動するピストン１９と回転クランク部２１と の間の容積を充填する。明らかに、静止充填部材６は、ピストンが最も下の位置 、すなわちクランク軸の中心に最も隣接している時にピストンの任意の部分が接 触しないように形成されている。両方の充填部材は、単独で又は互いと組み合わ せて使用されることができる。図２において、二つのさらなる異なる種類のクラ ンクケース充填部材が追加されている。これらはピストン１９内に位置し、示さ れている静止充填部材６と組み合わせて使用されることができない。それゆえ、 この充填部材５及び４は、一点鎖線によって示されている。示されている例にお いて、ピストンがさらに下方に移動する時に充填部材４及び５が静止充填部材６ に簡単に接触することができる。図２に おいて、異なる充填部材が教授しているように示されてより明らかになる。実際 の場合において、一つ又はいくつかの示されている充填部材は、充填部材が必要 とする空間の調節によって互いに組み合わされることができる。技術的な観点か ら、ちょうど図１に示されているように、充填部材６なしで、充填された釣合部 材３だけを使用するのが適切である。充填された釣合部材３は、好ましくは、ク ランク部２１とクランク部を取り囲むクランクケース壁との間の空間を充填する 充填胴体部からなり、当然、適切な運動をする。充填胴体部のクランク軸の平衡 （釣り合い）への影響を可能な限り減じるために、充填胴体部は、好ましくはガ ラス繊維強化プラスチック、又はアルミニウム又はマグネシウム等の軽金属から 製造される。充填胴体部の取り付けが、多くの異なる方法でなされることができ る。特に簡単な違いは、充填胴体部がボウル形状のホルダ内に配置され、ホルダ は、クランク部２１を取り囲むことが意図されているリング形状の周辺壁と、ク ランク軸の受入れに意図された中心穴を有する端壁とを示すということである。 この装置はエンジンに取り付けるのが簡単であり、それゆえ、合理的な連続した 製造に適している。ボウル形状のホルダは、各側からクランク部に対して押圧さ れ、充填された釣合部材が容易につくり出される。クランク軸の軸受は標準の方 法で、すなわち、ボウル形状のホルダそれぞれの各側で取り付けられる。外径２ ６を有するボウル形状のホルダは好ましくはガラス繊維強化プラスチック、又は アルミニウム又はマグネシウム等の軽金属からなる。ホルダは、外周部２６が適 切に適合してクランク部２１を取り囲むような直径を有する。別の実施例として 、充填胴体部及びホルダは、例えば鋳造によって軽金属から製造されることがで き、又は前述のように、射出成形又は真空成形によってプラスチック材料から一 体で製造されることができる。充填され た釣合部材３、すなわち完全に又は部分的に充填された釣合部材３は、クランク 部２１が、プラスチック又はアルミニウム等の軽量材料で釣合部材３内で成形又 は鋳造されるか、又は釣合部材３上で成形されることにより形成されることがで きる。鋳造／成形手続きはさらに、重量を減じるために材料内にキャビティを含 むことができ、例えば、プラスチックで射出成形又はアルミニウムでダイカスト 鋳造方法で形成されることができる。少なくとも一つの充填部材は、一つで又は 、ピストン充填部材４、ピストンワッシャ５又は静止充填部材６の少なくともい ずれか一つと組み合わせて、本質的に完全に充填された釣合部材３の形態で圧縮 領域へ配置されるということを経験は示す。この組み合わせによって、クランク ケースの圧縮がさらに増加されることができる。 充填部材６は、充填部材６が静止しているという点において特徴的である。そ れは、充填部材６の重量がピストン又はクランク軸の運動に影響を及ぼさず、そ れゆえ、充填部材の重量は他の充填部材の重量ほど過酷ではないということを意 味する。当然、それにもかかわらず、エンジンの望まれている低い全重量を考慮 すると、充填部材は軽量でなければならない。明確さのために、図１における充 填部材６は、効率の観点から好ましいものよりも幾分小さく示されている。掃気 気体１２が充填部材６を冷却するためにピストン内部の部分に到達することがで きるので、ピストンの冷却は充填部材６によって必ずしも否定的に影響を及ぼさ れるわけではない。あるいは、ピストンの冷却が積極的に影響されることができ る。というのは、ピストン１９が下側の位置にある時、放射熱は充填部材６を通 過することができ、ステイロッド２８を介してエンジンのより冷えた部分に導か れることができる。充填部材６は、ステイロッド２８と一体で、ダイカスト鋳造 方法で軽金属から製造されることができ る。ステイロッド２８は適切な個所でシリンダ壁２７へ取り付けられる。図２に おいて、ピストン充填部材４は、単にピストンの内側キャビティの特定の部分の 充填部材である。当然、ピストンロッド２０の運動が考慮されなければならない 。原則的に、ピストンロッドの運動のために意図されたスリットとは別に、ピス トンの全内側空間が充填されることができる。好ましくは、非常に軽量で同時に 耐熱性のある材料が充填のために使用されることができる。充填部材は大きい必 要がなく、充填部材は包囲されたキャビティを有する外側シェルからなることが できる。ピストン充填部材４の不利な点は、ピストン充填部材４が容易にピスト ンの冷却を減じる可能性があり、それがエンジンの焼きつきの危険を増加させる 可能性があるということである。さらに、充填部材の重量は、ピストンの重量を 増加させ、それは不利な点である。 充填部材５は蓋部と比較されることができる。蓋部はピストンの下側に配置さ れる。明らかに、ピストンロッド２０が充填部材５を通して前方又は後方に角度 を付けられることを可能にする蓋においてスリットがある。このスリットは、多 少精巧なシーリングを備えることができるか、又はこのスリットは、全くシール されないこともできる。それらの場合において、スリットは、シールされず、ス リットを通して内へ及び外へいくらかの漏れが存在する可能性がある。これは、 充填部材５又はピストンワッシャ５は力学的特性を得、この力学的特性はこの充 填部材５と他の充填部材を分離するということを意味する。示されている例にお いて、ピストンワッシャ５は、一つの湾曲した円筒（アーチ）形状を有し、この 円筒形状はクランク部２１の形状と適合する。充填部材５がこの形状で使用され る時、充填部材６は使用されない。しかし、明らかに、充填部材５はピストン内 でより高く配置されかつ充填部材６は減じられること ができ、充填部材５及び６は実際に同時に使用されることができる。もし多分個 々に各充填部材を使用することがより明らかであっても、充填部材５は充填部材 ４と共に使用されることができる。ピストンワッシャが好ましくは軽量でかつ強 い金属又はプラスチック材料からなる。それは、ピストンの冷却を減じるという 結果を生じる可能性がある。 示された充填部材３、４、５及び６に共通することは、それら充填部材がそれ ら自身又は一緒でクランクケースの圧縮の実質的な増加を生成することができる ということである。最も適切な充填部材は、実際的な観点から判断すると、充填 された釣合部材３である。ここで、特別に高いクランクケースの圧縮という結果 を生じる実質的に減少されたクランクケースの容積は、比較的に簡単な方法でな される。この配置が、この種のエンジン、すなわち小さくかつ小型のマフラに適 用されるという場合、エンジンの運動量曲線が大きく移動するという結果を生じ る。このエンジンは、低速でトルクを損失し、高速でより高いトルクを得る。ト ルク曲線は、より高い速度に向かって単に移動される。同時に、超過速度の値が 増加している。これは、エンジンが完全に望ましくない特性を得るという事実に よって、この手段が単独になされることができないということを意味する。出願 人の知るかぎり、このようなエンジンは以前に提供されていない。 エンジンの排気側は、マフラ２へ導く排気ダクト１０によって続かれる排気ポ ート９を具備する。もし排気ダクト１０が排除されるならば、マフラ２はしばし ば直接的に排気ポート９へ取り付けられる。長い間、軽量かつ小型のマフラ２は 、加工工具のために使用されてきた。それは、加工工具は、許容できる音のレベ ルに到達するためにこの場合では約４５０ｍｍの非常に長いパイプと、補助的に 取り付けられたマフラとを必要とするので、いわゆる調整された排気装置は問題 ないということを意味する。これは、使用するのに非常に大きくかつ重い排気装 置にもたらす。本質的に、このような排気装置は、エンジンの動力を増加させ、 より小さなシリンダが使用されることができる。しかし、この利点は、全体的に 見て軽量で小型の手動の加工工具を形成するには全く満足できない。代わりに、 分野内で使用される軽量で小型のマフラ２は、マフラにおいて絞ることによって 音が主に弱められるという事実に基づいて形成される。強い絞りは、減じられた 動力をもたらす。しばしば、マフラにおいて支配的な（抑制的な）スロットルが 使用される。この図面において、これは、マフラ内に取り付けられたじゃま板２ ９においてスロットル３０として印を付けられている。図３は、支配的なスロッ トル３0における平方センチの単位の面積が、２０ｃｃ〜約１００ｃｃの間のエ ンジンについてのエンジンのシリンダ容積の関数として示されている図を示す。 上側の直線の上方に、多数の従来のが示されている。この図から明らかなように 、点が比較的に小さく広がっており、それらの点全ては、示された線の上方に位 置する。単に、この直線に関して高いレベルに位置する点はより多くの動力及び 悪い騒音減少を与え、その一方で、この直線に関して低いレベルに位置する点は 逆の結果を与えるということである。示された線の下に位置する点がない理由は 、全く、これがシリンダ容積に関して許容不可能に低い動力をもたらすという事 実による。 実質的にクランクケースの圧縮を増加させることの完全に許容できない手段と 、排気装置におけるスロットルの実質的な増加の完全に許容できない手段との二 つの各々を結び付ける考えが生まれた。それゆえ、エンジンの排気側に形成され た特別に強いスロットルと組み合わされて、充填された釣合部材３が付与されて いるエンジン で試験がなされた。排気触媒コンバーターを有するエンジンがない。スロットル は、支配的なスロットル３０としてマフラ内に配置されている。スロットル３０ におけるスロットル面積は、図における従来のエンジンに対応するエンジンにつ いて示されている。図から明らかなように、スロットル面積は、従来のエンジン に使用されているスロットル面積のほんの一部分である。全ての場合において、 面積は、対応する従来のエンジンにおいて使用されている面積の半分より絶対的 に小さい。充填された釣合部材３と組み合わせて、これはエンジンの性能の興味 ある改良をもたらした。充填された釣合部材と組み合わせないと、スロットルは 、代わりに、許容不可能的に低い動力、従来のエンジンの動力の半分をもたらす 。というのは、試験の結果は、保持された動力で、エンジンの燃料消費は１０〜 １５％だけ減少せしめられ、炭化水素に関して４０％まで排気排出が減少せしめ られることができることを示すからである。これらの結果は、図３によると２０ 〜約１００ｃｃの間のシリンダ容積を有する多数の異なるエンジンのために成し 遂げられてきた。同時に、エンジンの最大の速度は、超過速度と同様に、両方と も許容可能な速度範囲内にある。これらの速度範囲はさらに、入口ダクトＬの延 長によって幾分影響されることができ、それにより、ヘルムホルツの共振はおさ まる。共振のおさまりは好ましくは、エンジンの入口ダクト１１は、シリンダ行 程Ｓの３．５倍より長い、好ましくは４倍より長い長さを有することにより成し 遂げられる。 良好な結果の説明は、より強いスロットル（絞り）と共に掃気装置におけるよ り効率的なポンピングが、排気ポート９を通して外へ出る未燃焼炭化水素を減少 させるという事実の結果とみなされなければならない。この事実の背後のより正 確な仕組みははっきりとはわからない。両方の手段から知られた以前の経験、す なわちクラン クケースにおいて充填部材を利用する及び強く絞ることは、一方の手段は動力を 本質的に増加させ、他方の手段は動力を本質的に減少させるという事実を示した 。他方で、両方の手段の組み合わせは、不変の動力において、減少された燃料消 費及び減少された排気排出をもたらす。一つずつでは、当該手段は、標準的に理 解されている許容不可能なエンジン性能をもたらす。特別に高いクランクケース の圧縮を与える他の充填部材４、５、６は、充填された釣合部材３で成し遂げら れたのと同じ有利な効果を与えることができるはずである。これは、高いクラン クケースの圧縮が掃気装置においてより効果的なポンピングの背後の最も重要な 要因であるという見解に基づいている。しかしながら、同時に、効率は、疑いな くクランクケース内の流れによって影響され、結果として、充填部材３〜６の組 み合わせと同様に異なる充填部材３〜６によって影響される。図１〜３に示され ているように、エンジンの排気側におけるスロットルは、マフラ内の一つのスロ ットル内に主に位置し、立方センチメートルで表されるスロットル面積は、立方 センチメートルで表されるエンジンのシリンダ容積の０．０１倍以下であり、好 ましくは０．００８倍である。表面及び容積についての単位は、それぞれ平方イ ンチ及び立方インチとすることもできる。この場合において、前述の関係は、代 わりに０．０２５及び０．０２０となる。関係０．０１及び０．００８は、図３ を分析することによって明らかになる。マフラ内における強い局地的なスロット ル３０のようなスロットルを形成することは有利であるということがわかる。し かし、明らかに、スロットルはマフラの出口又は入口において位置することがで きる。最良の効果を付与することができるようになるために、スロットルは、長 手方向において短い延長部分を有しなければならない。スロットルは、あるいは 排気ダクト１０内又はエンジンの排気ポ ート９内に位置することもできる。この機能を成し遂げるための主な考慮は、排 気側にかなりの背圧を形成することである。これは、実質的に支配的なスロット ル３０内又は多数の協働するスロットル内に形成することができる。エンジンの 排気側におけるスロットルは、立方センチメートルで表されるエンジンの容積の ０．０１倍以下、好ましくは０．００８倍以下である平方センチメートルで表さ れる同等なスロットル面積を有する。シリンダ表面及び容積についての単位は、 それぞれ平方インチ及び立方インチとすることもできる。この場合において、前 述の関係は、代わりに０．０２５及び０．０２０となる。絞り効果は、排気ポー ト９には、排気気体がほとんど出ることができないピストンの作用方向において このような高さが与えられることにより形成されることができる。結果として、 短い排気期間は確実なスロットル効果をもたらす。エンジンの排気側におけるス ロットルの標準寸法として、好ましくは、排気側で測定されることができる平均 背圧が使用される。通常、この測定は、支配的スロットル３０の上流のマフラ２ においてなされる。しかし、明らかに、平均背圧は、あるいは排気ダクト１０内 又は排気ポート９内／において完全にさらに上流で測定されることができる。平 均背圧は、各エンジンの回転数それぞれにわたっての圧力の平均値の構成として 測定される。それらの測定の場合において、支配的スロットルは排気ポート９自 身内にあり、圧力測定はシリンダ内の排気ポート９の入口でなされなければなら ない。スロットル効果の基準として平均背圧を使用することの利点は、これがい かに生成されようとも平均背圧が考慮されるということである。というのは、触 媒コンバーターあり及びなしの両方でなされる試験は、触媒コンバーターが背圧 を形成する助けをするということを示す。それゆえ、主な理由は、触媒コンバー ターにおける加熱が排気体積を増加させ るということである。触媒コンバーターなしで、これは、関連した温度でスロッ トル面積の約１５％の減少に対応する。試験から得られた経験は、エンジンの排 気側の絞りが強すぎて排気側における最大の平均背圧１３ｋＰａより大きい、好 ましくは２０ｋＰａより大きいという事実を示す。標準のエンジンは、３〜１０ ｋＰａの範囲の平均背圧を有し、それゆえ、これは実質的な増加を意味する。こ の最大の平均背圧は、十分な絞り操作及び最大のエンジンの動力に対応する速度 で発生する。 エンジンのクランクケースの圧縮比は、ピストン下のクランクケース内の最大 容積と最小容積との関係である。明らかに、容積は上死点において最大であり、 下死点において最小である。以上の試験において、図３によれば、クランクケー スの圧縮比は、約１３％、１．４から１．６へ増加せしめられる。増加された圧 縮比は、１．５３から１．６８へ変化する。増加は小さく見えるが、それにもか かわらず、前述のように、この増加は実質的にエンジンの性能に影響を与える。 クランクケースの圧縮比は、本発明を利用することによって、好ましくは１．５ より大きく、さらに好ましくは１．６より大きい。 マフラ２には、触媒コンバーターが付与されることもできる。触媒コンバータ ーは多数の異なる方法で配置されることもできる。例えば、触媒コンバーター要 素は、マフラ内の流路内へ配置されるか、又はじゃま板２９等の中間部分に、排 気気体が通過しなければならない多数の小さな穴が付与されることもできる。し たがって、じゃま板２９は、好ましくは完全に又は部分的に触媒層で被覆される 。穴における全スロットル面積は、全スロットル面積が、一つのスロットル３０ 内の適切で同等のスロットル面積に一致するように適合されている。穴における 面積は、平均背圧が２０ｋＰａより大き くなるように好ましくは確定される。基本的なエンジン性能の改良は、触媒コン バーターを使用する時に特に有利になる。というのは、従来のツーストロークエ ンジンの問題は、高い程度の未燃焼の炭化水素素がマフラ及びマフラの触媒コン バーターに到達することであるからである。というのは、高い程度の未燃焼炭化 水素は、触媒コンバーターにおける非常に実質的な温度の発展をもたらすからで ある。この温度発展は、一方で触媒要素自身についての問題となり、他方でハウ ジング部の加熱によるマフラについての問題となる可能性がある。従って、本発 明によって形成されるより効果的な燃焼の結果として、排気気体は、より低量の 未燃焼炭化水素を有し、燃料消費が減少されるので、それは、同時に触媒コンバ ーターを非常に促進する。多くの場合において、触媒コンバーターにおける変換 比は、触媒コンバーターの極端な加熱によって含まれる危険な要因を考慮して制 限されなければならない。これは、もし同じ量の排気気体が本発明による改良さ れたエンジンにおいて燃焼せしめられるならば、排気気体はより清潔になるとい うことを意味する。別の実施例として、より簡単な触媒コンバーターが、従来の エンジンの触媒コンバーターにおけるより少なく燃焼して使用されることができ 、同時に、最終結果は同じ量の排気気体である。明らかに、この場合における利 点は、一方でより簡単な触媒コンバーターであり、他方で、より少ない燃料消費 と共に、触媒コンバーターにおけるより少ない温度発展である。本発明は、シリ ンダ内への直接噴射又は掃気ダクト内への噴射によるクランクケースの掃気され た２ストロークエンジンとして使用されることができる。排気ポートの前で噴射 を開始するので、本発明は、これらの場合においてより少ない掃気損失、すなわ ちより少ない燃料消費及びより少ない排気排出に寄与する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｆ 1/22 Ｆ０２Ｆ 1/22 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 スベンソン，ウルフ スウェーデン国，エス―443 94 レルム, オクセリーズベーゲン ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．軽量で小型のマフラ（２）を備えた加工工具好ましくはチェーンソー又は トリマーに向けられたクランクケースの掃気された２ストロークエンジン（１） において、少なくとも一つの充填部材（３、４、５、６）が、エンジンのピスト ン（８）の下における圧縮領域（７）において、充填された釣合部材（３）及び ／又はピストン充填部材（４）及び／又はピストンワッシャ（５）及び／又は静 止した充填部材（６）という形態で配置され、同時にエンジンはエンジンの排気 側すなわち排気ポート（９）及び／又はあるいは排気ダクト（１０）及び／又は マフラ内に、特に強いスロットルを備えることにより、前記エンジンは特に高い クランクケースの圧縮が生成されるということを特徴とするクランクケースの掃 気された２ストロークエンジン（１）。 ２．少なくとも一つの充填部材が、本質的に完全に充填された釣合部材の形態 で、単独で又はピストン充填部材（４）、ピストンワッシャ（５）又は静止充填 部材（６）の一つと組み合わせて、圧縮領域内に配置されることを特徴とする請 求項１に記載のクランクケースの掃気されたエンジン（１）。 ３．前記排気側における最大の平均背圧が１３ｋＰａより大きく、好ましくは ２０ｋＰａより大きくなるように、前記排気側における絞りが強いことを特徴と する請求項１又は２に記載のクランクケースの掃気されたエンジン（１）。 ４．前記クランクケースの圧縮比が１．５より大きい、好ましくは１．６より 大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のクランクケースの掃 気されたエンジン（１）。 ５．前記エンジンの排気側におけるスロットルは、立方センチメ ートルで表されるエンジンのシリンダ容積の０．０１倍より小さく、好ましくは ０．００８倍より小さい平方センチメートルで表される同等のスロットル面積を 有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のクランクケースの掃 気されたエンジン（１）。 ６．前記エンジンの排気側におけるスロットルは、立方インチで表されるエン ジンのシリンダ容積の０．０２５倍より小さく、好ましくは０．０２０倍より小 さい平方インチで表される同等のスロットル面積を有することを特徴とする請求 項１から５のいずれかに記載のクランクケースの掃気されたエンジン（１）。 ７．前記エンジンの排気側におけるスロットルは、前記マフラ（２）内の一つ のスロットルにおいて主に配置され、平方センチメートルで表される前記スロッ トル面積は、立方センチメートルで表される前記エンジンのシリンダ容積の０． ００１倍より小さい、好ましくは０．００８倍より小さいことを特徴とする請求 項１から６のいずれかに記載のクランクケースの掃気されたエンジン（１）。 ８．前記エンジンの排気側におけるスロットルは、前記マフラ（２）内の一つ のスロットルにおいて主に配置され、平方インチで表される前記スロットル面積 は、立方インチで表される前記エンジンのシリンダ容積の０．０２５倍より小さ い、好ましくは０．０２０倍より小さいことを特徴とする請求項１から７のいず れかに記載のクランクケースの掃気されたエンジン（１）。 ９．前記エンジンの入口ダクト（１１）は、前記シリンダの行程（Ｓ）の３倍 より長い、好ましくは４倍より長いことを特徴とする請求項１から８のいずれか に記載のクランクケースの掃気されたエンジン（１）。 １０．前記マフラ（２）は触媒の排気変換装置を備えたことを特徴とする請求 項１から９のいずれかに記載のクランクケースの掃気 されたエンジン（１）。 １１．前記クランク部（２１）がプラスチック又はアルミニウム等の軽量材料 によって、前記釣合部材内へ成形又は鋳造されるか又は、前記釣合部材上で成形 されることにより前記充填された釣合部材（３）が形成されることを特徴とする 請求項１から１０のいずれかに記載のクランクケースの掃気されたエンジン（１ ）。