JP2003193843A - 空気調節2サイクルエンジン - Google Patents

空気調節2サイクルエンジン

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JP2003193843A
JP2003193843A JP2001402948A JP2001402948A JP2003193843A JP 2003193843 A JP2003193843 A JP 2003193843A JP 2001402948 A JP2001402948 A JP 2001402948A JP 2001402948 A JP2001402948 A JP 2001402948A JP 2003193843 A JP2003193843 A JP 2003193843A
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exhaust port
air
rotary valve
piston
closed
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Toshikazu Kinoshita
敏二 木下
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮行程においてピストンで排気口を閉じる
までの間に排気口から押し出される混合気を皆無にする
ことにより、著しい燃費の向上および大気汚染の減少を
図ることができる、空気調節2サイクルエンジンを得
る。 【解決手段】 クランク軸の回転動作と連動して排気口
の開閉制御を行うためのロータリーバルブを排気口内の
押し出し防止壁の当接部に配設する。そして、ピストン
が排気口を開け始める時点にはロータリーバルブは排気
口を全開し、その後ロータリーバルブはピストンが下死
点に達するまでに押し出し防止壁と連通した排気口を閉
じ、更に圧縮行程でピストンが上昇し始め排気口を閉じ
るまで間、排気口をロータリーバルブで閉じるという一
連の動作を行わせる。

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
ンに関し、特に大気即ち空気をピストン内に吸入するた
めの空気吸入口や、排気口の開閉制御を行うためのロー
タリーバルブにより、著しい燃費の向上および大気汚染
の減少を図るための空気調節2サイクルエンジンに関す
るものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、2サイクルエンジンには4サ
イクルエンジンにあるようなバルブ類はなく、代わりに
排気口,掃気口および混合気吸気口がピストンにより開
閉され、唯一混合気吸気口にリードバルブまたはロータ
リーバルブが設けられている。該2サイクルエンジン
は、ピストンの下降により排気口が開かれると最高圧の
廃ガスは瞬時に流出し、次に掃気口が開かれるとクラン
ク室内の混合気が掃気通路を経てシリンダー内に圧入す
る。圧縮行程ではピストンが上昇を始めるが排気口が大
きく開けられているため、ピストンで排気口を閉じるま
での間に排気口から押し出される混合気の量が少なくな
かった。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】このため、圧縮行程に
おいてピストンで排気口を閉じるまでの間に排気口から
押し出される多量の混合気により、燃料の損失による燃
費の低下や大気汚染の増大を招くという問題点が発生し
ていた。 【0004】上記課題を解決するため、本願出願人によ
る特許第3035774号公報の「空気調節2サイクル
エンジン」においては、大気をピストン内に吸入するた
めの空気吸入口をシリンダーの側面に穿設し、更に空気
吸入口と対面するピストンスカートに縦方向に長穴を穿
設した構造の2サイクルエンジンを提唱した。該空気調
節2サイクルエンジンは、当該公報の実施例における計
測結果に示すように、廃ガス中のCo量やHC濃度の減
少および燃費の向上が見られ当面の目的が達せられた。 【0005】従来の2サイクルエンジンのシリンダー内
における排気口の大きさはシリンダーの容積に比較して
大きすぎるため、シリンダー内の混合気の30〜40%
は圧縮時に押し出され、60〜70%混合気の圧縮しか
できなかった。このため、上記特許第3035774号
公報の「空気調節2サイクルエンジン」においては空気
のみを押し出すような構造を採りながらも僅かに混合気
の流出も発生してしまうという問題点が残っていた。 【0006】本発明は、以上のような問題点に鑑み成さ
れたものであり、排気口内にロータリーバルブを配設す
ることにより、圧縮行程においてピストンで排気口を閉
じるまでの間に排気口から押し出される混合気を皆無に
することにより、著しい燃費の向上および大気汚染の減
少を図ることができる、空気調節2サイクルエンジンを
提供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の空気調節2サイクルエンジンでは、クラン
ク軸の回転動作と連動して排気口の開閉制御を行うため
のロータリーバルブを排気口内の押し出し防止壁の当接
部に配設する。そして、ピストンが排気口を開け始める
時点にはロータリーバルブは排気口を全開し、その後ロ
ータリーバルブはピストンが下死点に達するまでに押し
出し防止壁と連通した排気口を閉じ、更に圧縮行程でピ
ストンが上昇し始め排気口を閉じるまで間、排気口をロ
ータリーバルブで閉じるという一連の動作を行わせる。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を用いて
説明する。図1は本発明の空気調節2サイクルエンジン
の正面断面図である。同図はピストン3が上死点に達し
た時の状態を示しており、クランク軸8の回転動作と連
動して排気口5の開閉制御を行うためのロータリーバル
ブ19を排気口5内の押し出し防止壁24の当接部に配
設する。また、空気をピストン3内に吸入するための空
気吸入口10をシリンダー2の側面に穿設する。該空気
吸入口10の上端はピストン3が上死点に達した時のピ
ストンスカート13の下端と同じ位置にする。また、空
気吸入口10の前段部にはリードバルブ15,空気流量
調節弁11およびエアクリーナー12を配設し、エアク
リーナー12より吸入する空気の量を空気流量調節弁1
1により調節しながらピストン3内に吸入することがで
きる。また、前記空気吸入口10と連通して空気をピス
トン3内に吸入するための長穴14を対面するピストン
スカート13の側面に縦方向に穿設する。該長穴14の
上端はピストン3が下死点に達した時に空気吸入口10
の近辺まで穿設する。なお、同図では空気吸入口10と
長穴14の位置関係を判り易く表すため、掃気口6はシ
リンダー2の背面に画いている。 【0009】また、図2は本発明の空気調節2サイクル
エンジンの側面部分断面図であり、図3は本発明のロー
タリーバルブの一実施例図で(a)は正面図(b)は側
面図である。図3に示すように、ロータリーバルブ19
は略扇状もしくは三日月状の断面を有するバルブで、ロ
ータリーバルブ軸20の外周に配設する。また、排気口
5内には、該ロータリーバルブ19による排気口5の開
閉制御を行うため、該ロータリーバルブ19やロータリ
ーバルブ軸20が回転可能となるように削設する。ま
た、ロータリーバルブ19の一端側のロータリーバルブ
軸20の先端部にギア21を配設する。更に、該ギア2
1と平行したクランク軸8上にギア22を配設し、チェ
ーン又はタイミングベルト23をギア21およびギア2
2に張設し、クランク軸8の回転動作に連動してロータ
リーバルブ19を排気口5内の押し出し防止壁24の当
接部で回転可能とする。なお、該ロータリーバルブ19
における略扇状もしくは三日月状の角度や幅等はエンジ
ンの構造によって決められるものであり、図3の形状に
限定するものではない。 【0010】 【実施例】本発明の実施例を図を用いて説明する。図4
は本発明の空気調節2サイクルエンジンにおける上死点
時のピストンと空気吸入口とロータリーバルブとの関係
および混合気と空気の状態を示す図であり、図5は本発
明の空気調節2サイクルエンジンにおける下降行程時の
ピストンと空気吸入口とロータリーバルブとの関係およ
び混合気と空気の状態を示す図である。また、図6は本
発明の空気調節2サイクルエンジンにおける下死点時の
ピストンと空気吸入口とロータリーバルブとの関係およ
び混合気と空気の状態を示す図であり、図7は本発明の
空気調節2サイクルエンジンにおける上昇行程時のピス
トンと空気吸入口とロータリーバルブとの関係および混
合気と空気の状態を示す図である。各図において、
(a)はシリンダー2,ピストン3およびクランク室1
の各内部の混合気や空気の状態とロータリーバルブ19
による排気口5の開閉状態を示し、(b)はピストン3
の側面に穿設した長穴14と空気吸入口10の位置関係
を示している。なお、(b)において黒丸Aは対応する
空気吸入口10の位置を判り易く示すための印である。 【0011】図6および図7に示すように、ピストン3
が下死点より上昇し始めると、ピストン3内およびクラ
ンク室1内の負圧により空気吸入口10と連通した長穴
14の上部より、ピストン3内の上部に新空気16が吸
入され、下部即ちクランク室1内には同時に混合気吸入
口4より混合気18が吸入される。また、ピストン3内
の中央部には新空気16に押し下げられた前空気17の
層があり、掃気行程によりシリンダー2内の上部に混合
気18が、下部にピストン3内の前空気17が圧入され
る。なお、ピストン3が下死点より上昇し始め、図7の
ようにピストン3により排気口5が閉じられるまでは、
排気口5はロータリーバルブ19により閉じられてい
る。 【0012】また、図4および図5に示すように、爆発
によりピストン3が上死点より下降し始めると押し出し
防止壁24と連通した排気口5はロータリーバルブ19
により開かれ、該排気口5より廃ガスが瞬時に排出され
る。更に掃気口6が開かれる時点には押し出し防止壁2
4と連通した排気口5はロータリーバルブ19により閉
じられ始め、クランク室1内の混合気18が掃気通路を
経てシリンダー2内に圧入され、続いてピストン3の下
部にあった前空気17もシリンダー2内に圧入される。
このため、シリンダー2内は図6および図7に示すよう
に、上部に混合気18の層が、下部に前空気17の層が
できる。 【0013】ピストン3が下死点より上昇しシリンダー
2内を圧縮し始めても、シリンダー2内の下部は前空気
17の層であり、しかも排気口5内のロータリーバルブ
19により排気口5が閉じられているため、混合気18
および前空気17の排気口5よりの押し出しはない。以
上のように、図4から図7の過程を繰り返すことによ
り、圧縮時に吸入された新空気16が掃気時にシリンダ
ー2内に圧入され、爆発および排気時以外はシリンダー
2内の下部は空気層となり、更にはロータリーバルブ1
9による排気口5の開閉制御により燃料の損失がなくな
る。このため、シリンダー2内の混合気18を充分に爆
発させることができ、十分なトルクを得ることができ
る。更には燃費を向上させると共に、排気口5以外には
混合気18の漏れる穴がないため大気汚染を最大限に抑
えることができる。なお、圧縮時における空気の吸入量
は空気調節弁11の開閉により調節することができる。 【0014】 【発明の効果】本発明の空気調節2サイクルエンジンは
以上のように構成され、シリンダーの側面に穿設した空
気吸入口より空気をピストン内に吸入することで爆発お
よび排気時以外はシリンダー内の下部は空気層となり、
更にはロータリーバルブによる排気口の開閉制御により
燃料の損失がなくなる。このため、著しい燃費の向上と
共に、大気汚染を最大限に抑えることができるという絶
大な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の空気調節2サイクルエンジンの正面断
面図である。 【図2】本発明の空気調節2サイクルエンジンの側面部
分断面図である。 【図3】本発明のロータリーバルブの一実施例図であ
る。 【図4】本発明の空気調節2サイクルエンジンにおける
上死点時のピストンと空気吸入口とロータリーバルブと
の関係および混合気と空気の状態を示す図である。 【図5】本発明の空気調節2サイクルエンジンにおける
下降行程時のピストンと空気吸入口とロータリーバルブ
との関係および混合気と空気の状態を示す図である。 【図6】本発明の空気調節2サイクルエンジンにおける
下死点時のピストンと空気吸入口とロータリーバルブと
の関係および混合気と空気の状態を示す図である。 【図7】本発明の空気調節2サイクルエンジンにおける
上昇行程時のピストンと空気吸入口とロータリーバルブ
との関係および混合気と空気の状態を示す図である。 【符号の説明】 1 クランク室 2 シリンダー 3 ピストン 4 混合気吸入口 5 排気口 6 掃気口 7 点火プラグ 8 クランク軸 9 リードバルブ 10 空気吸入口 11 空気流量調節弁 12 エアクリーナー 13 ピストンスカート 14 長穴 15 リードバルブ 16 新空気 17 前空気 18 混合気 19 ロータリーバルブ 20 ロータリーバルブ軸 21 ギア 22 ギア 23 チェーン又はタイミングベルト 24 押し出し防止壁

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 クランク軸(8)の回転動作と連動して
    排気口(5)の開閉制御を行うためのロータリーバルブ
    (19)を排気口(5)内の押し出し防止壁(24)の
    当接部に配設し、ピストン(3)が排気口(5)を開け
    始める時点にはロータリーバルブ(19)は排気口
    (5)を全開し、その後ロータリーバルブ(19)はピ
    ストン(3)が下死点に達するまでに押し出し防止壁
    (24)と連通した排気口(5)を閉じ、更に圧縮行程
    でピストン(3)が上昇し始め排気口(5)を閉じるま
    での間、排気口(5)をロータリーバルブ(19)で閉
    じるという一連の動作が行えることを特徴とした、空気
    調節2サイクルエンジン。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109162821A (zh) * 2018-10-29 2019-01-08 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 发动机气缸、二冲程发动机及其工作循环的控制方法
US11236651B2 (en) 2017-11-24 2022-02-01 Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg Exhaust valve assembly for a two-stroke internal combustion engine

Cited By (3)

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US11891930B2 (en) 2017-11-24 2024-02-06 Brp-Rotax Gmbh & Co. Kg Exhaust valve assembly for a two-stroke internal combustion engine
CN109162821A (zh) * 2018-10-29 2019-01-08 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 发动机气缸、二冲程发动机及其工作循环的控制方法

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