JP2002266609A - 内燃エンジン、特に２ストロークエンジンの燃焼室内に燃料混合気を供給する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの動作中に、エンジンのスムーズな
動作に有害な望ましくないノイズのみならず、付随的に
発生するバルブの開きを生じさせるバウンド現象が発生
することを防止する。 【解決手段】 内燃エンジン、特に２ストロークエンジ
ンのシリンダの室内に燃料混合気を圧力をかけた状態で
供給する装置は、燃料混合気供給管４０を止めるバルブ
３８と、バルブ３８に接続され、上側チャンバ５４と下
側チャンバ５６との境界を定めている可動性の軟質膜５
０を有している補助部材と、２つのチャンバの一方に加
圧空気を供給するパイプ６２と、２つのチャンバ５４，
５６の間の管６４とを有している。管６４は、２つのチ
ャンバ５４，５６の一方から流出する加圧空気の移動の
勢いを弱める制限部材７０とオリフィス７２とを有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジン、特
に２ストロークエンジンのシリンダの燃焼室内に燃料混
合気を圧力をかけた状態で供給する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼室内に圧力をかけた状態で燃料混合
気を供給する管を止めるバルブを有し、このバルブに接
続された補助部材を動かす上述のような装置を用いるこ
とが、特に本願出願人による仏国特許出願公開明細書第
２，６４１，３３６号から公知である。

【０００３】この補助部材は、バルブロッドに接続さ
れ、閉じたハウジング内の、特にエンジンのポンプクラ
ンクケースから来る加圧空気を送るパイプに接続された
上側チャンバと、大気圧のような一定の圧力、あるいは
圧力が定まらない流体が内部を循環する管に接続された
下側チャンバとの２つのチャンバの境界を定めている、
軟質膜のような可動の分離部材を有している。

【０００４】動作時における燃料混合気の噴射段階中、
ポンプクランクケースの圧力は、加圧空気パイプに通じ
ている補助部材の上側チャンバに面している膜の面と、
燃料混合気供給管に面しているバルブの面との両方に作
用し、バルブを開こうとする力を生じさせる。

【０００５】したがって、膜の両面に加えられた力の変
化によってバルブの開閉の変化が得られ、これにより、
エンジンの燃焼室内への燃料混合気の供給を制御するこ
とが可能になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本願出願人は、この装
置が些細ではない避けられない欠点を有していることに
気付いた。

【０００７】実際上、下側チャンバが圧力が変化する状
態の流体に接続されている場合には、特定の、かついく
つかの部分からなる装置が、この圧力を変化させるため
に、かつバルブの正確な閉じ時間を決めるために必要と
される。

【０００８】この下側チャンバが大気圧に接続されてい
る場合には、加圧空気パイプ内を循環している加圧流体
が上側チャンバ内に流入し、この圧力から生じる力がバ
ルブの開き動作を生じさせながら膜に加えられ、そし
て、この空気が通過してこの力が消失した後に、バルブ
が急に閉じて自身の弁座に衝突し、蓄積されたエネルギ
ーの作用を受けてバウンドして、バウンド現象と呼ばれ
る現象、すなわち振幅が時間と共に減少する連続する開
閉シーケンスを生み出す。

【０００９】このバウンド現象は、エンジンの動作中
に、エンジンのスムーズな動作に有害な望ましくないノ
イズのみならず、付随的に発生するバルブの開きを生じ
させる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料混合気供
給管を止めるバルブと、そのバルブに接続され、上側チ
ャンバと下側チャンバとの境界を定めている可動の分離
部材を有している補助部材と、その２つのチャンバの一
方に加圧空気を供給する手段と、２つのチャンバの間の
流体連通手段とを有し、流体連通手段は、２つのチャン
バの一方から流れてくる加圧空気の移動の勢いを弱める
手段を有していることを特徴とする、内燃エンジン、特
に２ストロークエンジンのシリンダの室内に燃料混合気
を圧力をかけた状態で供給する装置を提案することによ
って、上記の欠点を克服することを目的とする。

【００１１】他の特徴によれば、連通手段はパイプであ
ってもよい。

【００１２】勢いを弱める手段は連通手段の流れの横断
面を小さくする手段を含んでいてもよい。

【００１３】小さくする手段は調整されたオリフィスを
有していてもよい。

【００１４】調整されたオリフィスの径がパイプの径の
実質的に３分の１であってもよい。

【００１５】調整されたオリフィスと下側チャンバとの
間のパイプの長さが上側チャンバと調整されたオリフィ
スとの間の長さの実質的に２倍であってもよい。

【００１６】第１の変形例では、勢いを弱める手段は関
節式に連結された絞りからなっていてもよい。

【００１７】他の変形例では、勢いを弱める手段は開口
が制御された絞りからなっていてもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１において、ここでは２ストロ
ークエンジンである内燃エンジンは、シリンダヘッド１
２によって上側部分が閉じられたシリンダ１０と、ポン
プクランクケース２０内に収容されたピストンロッド１
６とクランク１８とからなり、シリンダ１０の下側部分
を閉じる組立体の作用によってシリンダ１０内で往復移
動運動するピストン１４とを有している。

【００１９】ポンプクランクケース２０は、逆止弁２４
を備えた空気入口２２と、シリンダ１０の下側部分に設
けられた移送口２８に開口している送気管２６とを有し
ている。

【００２０】排出パイプ３２に連通している排出口３０
が、移送口２８の高さに配置されている。

【００２１】シリンダヘッド１２は、スパークプラグ３
４、燃料混合物を入口オリフィス３６を経て圧力をかけ
た状態で供給する装置、およびバルブ３８に接続された
補助部材を有している。

【００２２】オリフィス３６の開閉は、燃料噴射装置４
２を含んでいる加圧空気管４０に連通するバルブ３８に
よって制御され、燃料噴射装置４２は、この加圧空気管
４０内のオリフィス３６の上流側であって燃料噴射装置
４２の下流側に配置されたベンチュリ型ノズル４４と組
み合わせることができる。

【００２３】加圧空気管４０内の加圧空気は、ポンプク
ランクケース２０、あるいは、多気筒エンジンの場合に
は他のシリンダのポンプクランクケースから送られてく
ることができる。

【００２４】バルブ３８は、閉じ位置では弁座を形成す
るオリフィス３６内に静止するヘッド４６と、封止され
た上側チャンバ５４を形成する上側半分のハウジング
と、封止された下側チャンバ５６を形成する下側半分の
ハウジングとを形成するために、閉じたハウジング５２
の２つの部分の間にしっかりと固定された軟質膜５０を
含んでいる補助部材に接続されたロッド４８とを有して
いる。

【００２５】このハウジング５２はオリフィス３６の上
のシリンダヘッド１２に固定されていることが好まし
く、また、軟質膜５０（すなわち、ロッド４８の端部）
とシリンダヘッド１２の上面６０との間に置かれている
間はロッド４８を囲んでいる戻しばね５８が、バルブ３
８の高さに配置されている。

【００２６】したがって、バルブ３８は、チャンバ５４
とチャンバ５６との間の圧力差によって、オリフィス３
６の開閉動作を行う。

【００２７】図２から、上側チャンバ５４は、上側半分
のハウジングの周囲壁に構成された加圧空気入口孔６３
に接続されたパイプ６２を介して、例えばポンプクラン
クケース２０からなり、このパイプ６２を加圧空気管４
０と送気管２６のどちらか一方に接続させているか、あ
るいはポンプクランクケース２０に直接接続させている
加圧空気生成手段に連通していることがわかる。

【００２８】この図からわかるように、流体連通手段が
上側チャンバ５４と下側チャンバ５６との間に設けられ
ており、これらの手段はハウジング５２の外側に管６４
を有している。

【００２９】この管６４は、上側半分のハウジングの水
平壁に、入口６３から距離をおいて設けられた加圧空気
出口６６に接続された第１の端部を有しており、この開
口６６は、加圧空気を、加圧空気を流出させるための入
口６３を経て上側チャンバ５４内に流入させることを可
能にしており、また、第２の端部が、チャンバ５４，５
６間の流体連通を可能にするために下側半分のハウジン
グの周囲壁に設けられた加圧空気入口６８に接続されて
いる。

【００３０】この管６４は、この管を流れる加圧空気の
移動の勢いを弱める手段を有しており、その手段は、調
整されたオリフィス７２が設けられた制限部材７０のよ
うな、管６４の流れの横断面を小さくする手段を含んで
いることが好ましいが、軸のまわりを回転するバルブ
や、流れの横断面を小さくすることができるアイリス型
の開口が制御された絞りのような他の装置を用いること
もできる。

【００３１】この調整されたオリフィス７２は、円形断
面である管６４の内径Ｄ２のほぼ３分の１である径Ｄ１
を有する円形断面を有していることが有利であり、ま
た、オリフィス７２は、内径がオリフィス７２の径に対
応し、外径が管６４の内径Ｄ２に近い円形管形状の制限
部材７０に属している。

【００３２】この調整されたオリフィス７２は、オリフ
ィス７２と下側チャンバ５６の開口６８との間に相当す
る管６４の長さＬ１が、このオリフィス７２と上側チャ
ンバ５４ぼ開口６６との間に相当する管６４の長さＬ２
の２倍とほぼ等しくなるように、管６４内に配置されて
いることが好ましい。

【００３３】例として、管６４の長さＬ２は５ｃｍで、
長さＬ１は１０ｃｍであるのに対して、調整されたオリ
フィス７２の径Ｄ１は２ｍｍで、管６４の内径Ｄ２は６
ｍｍである。

【００３４】したがって、動作時における、図１に示し
たような燃料混合気の噴射段階中に、パイプ６２から来
る加圧空気は入口孔６３を経てハウジング５２の上側チ
ャンバ５４内に流入する。

【００３５】この加圧空気は、圧力が異なる２つの流体
間の界面によってはっきりと表し示される圧力前線、す
なわち圧力波を生じる。

【００３６】図２からわかるように、パイプ６２は、点
線で示されたように、管２６に従来通りに接続されてい
る。

【００３７】したがって、シリンダ１０内の圧縮／爆発
段階の後に、ピストン１４は、前段階の間に空気入口２
２を経てポンプクランクケース２０内に流入し得た、圧
力が大気圧とほぼ一致している空気を圧縮するために、
上死点から下死点へ移動しようとする。

【００３８】ピストン１４がポンプクランクケース２０
内の空気を圧縮する前は、ポンプクランクケース２０は
管６４を介してチャンバ５６に連通するチャンバ５４に
連通しているパイプ６２に連通しているので、パイプ６
２、チャンバ５４，５６、および管６４内に存在する空
気も大気圧である。

【００３９】ポンプクランクケース２０内に収容された
空気は、ピストン１４が上死点から実質的に下死点に移
動するにつれてピストン１４によって圧縮され、そし
て、圧縮された状態で少なくともパイプ６２内に導入さ
せられる。

【００４０】この導入中に、圧力前線、すなわち圧力波
が圧縮空気とパイプ６２内に存在する空気との間に生
じ、その圧力波は、通常は音速とほぼ一致する速度であ
る所定の速度で、大気圧の空気を追いやりながらパイプ
６２を通り抜け、大気圧の空気を圧縮空気に置き換え、
そして、入口６３を経て上側チャンバ５４内に入り、こ
のチャンバ５４を圧縮空気で満たす。

【００４１】チャンバ５４内の圧力の作用によって、軟
性膜５０は、ばね５８に作用してバルブ３８を開くよう
にする力を受け、それにより、管４０から来る燃料混合
気が、圧力をかけられた状態で、オリフィス３６を経て
シリンダ１０の燃焼室内に供給される。

【００４２】この動作が所定の長さの時間の間にひとた
び行われると、圧縮空気は開口６６を経てチャンバ５４
から流出し、次の圧力前線が、この圧縮空気と開口６６
に接続されたパイプ６４内に存在する大気圧の空気との
間に生じる。

【００４３】前の圧力前線の速度とほぼ等しい伝播速度
を有するこの圧力前線は、パイプ６４の長さＬ２を、調
整されたオリフィス７２を備えた制限部材７０に到達す
るまで進み、そしてこのオリフィス７２を通り抜ける。

【００４４】この圧力前線およびこれに伴う圧縮空気
は、オリフィス７２を通り抜けることによって速度が落
ち、長さＬ２のパイプ６４内における速度よりもずっと
遅い伝播速度で、この調整されたオリフィス７２から流
出する。

【００４５】そして、移動速度が遅いこの圧力前線とこ
の圧縮空気は、パイプ６４の長さＬ１を進んで、開口６
８を通って下側チャンバ５６内に流入する。この圧力前
線と共に移動する圧縮空気は下側チャンバ５６を満た
し、ポンプクランクケース２０が大気圧にさらされてい
るときのエンジンの動作サイクル中に通常起こる、チャ
ンバ５４内に収容された圧縮空気が大気圧の空気に取っ
て代わることによって起こり得る、この圧力によって生
じる力が、バルブ３８を閉じるように膜５０上に作用す
る。

【００４６】力が下側チャンバ５６に面している膜５０
の面に及び、そしてこのバルブ３８を閉じた位置に維持
するので、バルブ３８の起こり得るバウンドが、この装
置によって防止される。

【００４７】戻しばね５８がバルブ３８に備えられてい
る場合には、膜５０の上における空気圧による力がばね
５８の力に有利に加わり、これにより、このバルブ３８
をずっと早く閉じることができる。

【００４８】したがって、下側チャンバ５６の膜５０の
面に加えられた圧力は、調整されたオリフィス７２を備
えたパイプ６４によって、上側チャンバ５４の膜５０の
面に加えられた圧力に対して、時間遅れでもって位相が
ずれており、これによって、同じ圧力がこの膜５０の両
面に同時に加わることを防いでいる。

【００４９】もちろん、本発明は上述した例に限定され
ず、任意の変更例を含む。

【００５０】特に、上記の径Ｄ１，Ｄ２と長さＬ１，Ｌ
２は例として示したにすぎず、他の任意の値を、バルブ
３８の持ち上げ法則に関する所望の調整を得るために決
めることができる。

【００５１】さらに、制限部材７０を用いずに、圧力前
線が自身の理論上の到達時間に対して時間遅れをもって
下側チャンバ５４に到達するように、圧力前線をパイプ
の一方の端部から他方の端部まで減速させることができ
る、適切な長さと径を有するパイプのみを用いることも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置を有している２ストロークエ
ンジンの構成配置を示す図である。

【図２】本発明による装置の、より拡大した図である。

【符号の説明】

１０ シリンダ １２ シリンダヘッド １４ ピストン １６ ピストンロッド １８ クランク ２０ ポンプクランクケース ２２ 空気入口 ２４ 逆止弁 ２６ 送気管 ２８ 移送口 ３０ 排出口 ３２ 排出パイプ ３４ スパークプラグ ３６ 入口オリフィス ３８ バルブ ４０ 加圧空気管 ４２ 燃料噴射装置 ４４ ベンチュリ型ノズル ４６ ヘッド ４８ ロッド ５０ 軟質膜 ５２ ハウジング ５４ 上側チャンバ ５６ 下側チャンバ ５８ 戻しばね ６０ 上面 ６２ パイプ ６３ 加圧空気入口孔 ６４ 管 ６６ 加圧空気出口 ６８ 加圧空気入口 ７０ 制限部材 ７２ 調整されたオリフィス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G016 AA03 AA18 CA36 GA04 3G018 AA02 AB13 AB16 DA49 DA53 GA31 GA32

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料混合気供給管（４０）を止めるバル
   ブ（３８）と、該バルブに接続され、上側チャンバ（５
   ４）と下側チャンバ（５６）との境界を定めている可動
   の分離部材（５０）を有している補助部材と、前記２つ
   のチャンバの一方に加圧空気を供給する手段（６２）
   と、２つのチャンバ（５４，５６）の間の流体連通手段
   （６４）とを有している、内燃エンジン、特に２ストロ
   ークエンジンのシリンダ（１０）の室内に燃料混合気を
   圧力をかけた状態で供給する装置において、 前記流体連通手段は、２つのチャンバ（５４，５６）の
   一方から流れてくる加圧空気の移動の勢いを弱める手段
   （７０，７２）を有していることを特徴とする、内燃エ
   ンジン、特に２ストロークエンジンのシリンダの室内に
   燃料混合気を圧力をかけた状態で供給する装置。
2. 【請求項２】 前記連通手段はパイプ（６４）である、
   請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記勢いを弱める手段は前記連通手段
   （６４）の流れの横断面を小さくする手段（７０，７
   ２）を有している、請求項１または２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記小さくする手段は調整されたオリフ
   ィス（７２）を有している、請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記調整されたオリフィス（７２）の径
   （Ｄ１）がパイプ（６４）の径（Ｄ２）の実質的に３分
   の１である、請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】 調整されたオリフィス（７２）と下側チ
   ャンバ（５６）との間のパイプ（６４）の長さ（Ｌ１）
   が上側チャンバ（５４）と前記調整されたオリフィスと
   の間の長さ（Ｌ２）の実質的に２倍である、請求項２か
   ら５のいずれか１項に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記勢いを弱める手段は関節式に連結さ
   れた絞りからなる、請求項１から６のいずれか１項に記
   載の装置。
8. 【請求項８】 前記勢いを弱める手段は開口が制御され
   る絞りからなる、請求項１から６のいずれか１項に記載
   の装置。