JP2006183482A - ２ストローク内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃費／出力のトレードオフが解消された２ストローク内燃機関を提供する。
【解決手段】 シリンダブロック１に設けられてピストン下死点位置近傍で開口する掃気ポート７を有する２ストローク内燃機関において、機関運転条件に応じてピストン４の下死点位置を可変制御する。これによって、広範囲の運転条件に対応して、掃気効率及び膨張仕事を有効に取り出すことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２ストローク内燃機関に関する。

２ストローク機関（２サイクル機関）において排気弁のリフト・作動角を変化させて、掃気効率を向上させる狙いについては既に同一出願人から提案されており、公知（特許文献１を参照）である。
特開平１１−９３７１０号公報

しかしながら、特許文献１のように、掃気ポートの開口特性が固定の場合には、掃気ポートが閉じる時期によって実圧縮比が決まってしまうため、低速・低負荷での掃熱効率を低下させない設定では、開口期間が比較的短くなり、高速高負荷時に十分な過給のための開口面積（期間）が取れないなど、主に燃費／出力のトレードオフが残るという問題がある。

そこで、本発明は、シリンダブロックに設けられてピストン下死点位置近傍で開口する掃気ポートを有する２ストローク内燃機関において、機関運転条件に応じてピストンの下死点位置を可変制御することを特徴としている。

本発明によれば、ピストンの下死点位置を機関運転条件に応じて可変制御することができるため、広範囲の運転条件に対応して、掃気効率及び膨張仕事を有効に取り出すことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係るユニフロー型の２ストローク内燃機関の概略構成を模式的に示している。シリンダブロック１とシリンダヘッド２により大略構成されたエンジン本体内には、複数のシリンダ３が直列に形成されている。これらのシリンダ３内には、それぞれピストン４が摺動可能に配置されている。

シリンダヘッド２には、排気弁５によって開閉される排気ポート６が各シリンダ３毎に形成されている。シリンダブロック１には、ピストン４によって開閉される掃気ポート７が、各シリンダ３毎に形成されている。掃気ポート７に接続された吸気系としての吸気通路８には、吸気コレクタ９が介装されていると共に、吸気コレクタ９の上流側に過給機１０が配置されている。

また、掃気ポート７は、ピストン４の下死点近傍の反スラスト側となる位置に設けられている。ここで、シリンダ３の内周面には、ピストン４がシリンダ３内を往復動する際に、後述する複リンク式ピストン−クランク機構６１のアッパリンク６６の傾きに応じて、ピストン往復軸線に対して直交方向のスラスト荷重が作用する。すなわち、掃気ポート７は、下死点近傍でこのスラスト荷重が作用しない位置のシリンダ３の内周面、換言すれば下死点近傍でこのスラスト荷重が作用するシリンダ３の内周面に対向する位置に設けられているのである。

図２は、ピストン４の駆動機構である複リンク式ピストン−クランク機構６１を示している。この複リンク式ピストン−クランク機構６１は、リンク構成の一部の回転中心を動かすことによりピストン４の上死点位置及び下死点位置を同時に可変制御可能となものであって、ピストン位置可変手段に相当するものである。

また、この複リンク式ピストン−クランク機構６１は、ピストン上死点位置を変化させることで機関圧縮比つまり公称圧縮比を変化させることができ、いわゆる可変圧縮比機構としての機能を発揮するものである。尚、この複リンク式ピストン−クランク機構６１は、本出願人が先に提案した特開２００１−２２７３６７号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。

クランクシャフト６２は、複数のジャーナル部６３とクランクピン部６４とを備えており、シリンダブロック１の主軸受（図示せず）に、ジャーナル部６３が回転自在に支持されている。クランクピン部６４は、ジャーナル部６３から所定量偏心しており、ここに第２リンクとなるロアリンク６５が回転自在に連結されている。

ロアリンク６５は、クランクピン部６４を挟持するように本体６５ａへキャップ６５ｂを取り付けて構成されたものであって、この挟持部分でクランクピン部６５に対して回転自在に連結されている。

第１リンクとなるアッパリンク６６は、下端側が第１連結ピン６７によりロアリンク６５の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン６８によりピストン４に回動可能に連結されている。ピストン４は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック１のシリンダ３内を往復動する。

第３リンクとなるコントロールリンク６９は、上端側が第２連結ピン７０によりロアリンク６５の他端に回動可能に連結され、下端側が制御軸７１を介して機関本体の一部となるシリンダブロック１の下部に回動可能に連結されている。詳しくは、制御軸７１は、回転可能に機関本体に支持されているとともに、その回転中心から偏心している偏心カム部７１ａを有し、この偏心カム部７１ａにコントロールリンク６９下端部が回転可能に嵌合している。制御軸７１は、電動モータ等を用いた図示しない圧縮比制御アクチュエータによって回動位置が制御される。

上記のような複リンク式ピストン−クランク機構６１においては、制御軸７１が圧縮比制御アクチュエータによって回動されると、偏心カム部７１ａの中心位置、特に、機関本体に対する相対位置が変化する。これにより、コントロールリンク６９の下端の揺動支持位置が変化する。そして、コントロールリンク６９の揺動支持位置の変化により、ピストン４の行程が変化して、機関圧縮比を変えることが可能となる。すなわち、ピストン４の上死点位置及び下死点位置を変化させることができる。

図３は、上述した複リンク式ピストン−クランク機構６１により、機関圧縮比を高くした場合（高ε）と、機関圧縮比を低くした場合（低ε）と、のピストンストロークを対比したものである。図３から明らかなように、機関圧縮比を変化させることにより、ピストン下死点におけるピストン最下点位置が変化する。そのため、機関圧縮比を変化させることにより、図４に示すように掃気ポート７の開口高さが変化する。また、図３に示したピストンストローク特性から、機関圧縮比の変化に伴い掃気ポート７の開口期間も変化することになる。すなわち、複リンク式ピストン−クランク機構６１によりピストン下死点位置を高くすることで機関圧縮比を高圧縮比側に変化させると、図４（ａ）に示すように掃気ポート７の開口高さは小さくなり、かつ掃気ポート７の開口期間は短くなる。一方、ピストン下死点位置を低くすることで機関圧縮比を低圧縮比側に変化させると、図４（ｂ）に示すように掃気ポート７の開口高さは大きくなり、かつ掃気ポート７の開口期間は長くなる。

また、複リンク式ピストン−クランク機構６１においては、リンクディメンジョンを適切に選定することにより、単振動に近いピストンストローク特性が得られるよう設定されている。この単振動に近いストローク特性は振動騒音の上でも有利ではあるが、特に、上死点付近のピストン速度が、一般的な単リンク式ピストン−クランク機構に比べて、２０％前後緩やかとなる。これは、特に冷機時のような燃焼速度が遅い条件下で、初期の火炎核の生成、成長の上で有利となる。尚、複リンク式ピストン−クランク機構６１において、ピストンストローク特性を単振動に近づけるように設定する技術は、本出願人が先に提案した特開２００１−２２７３６７号公報等によって公知となっているものである。

そして、本発明の第１実施形態においては、排気弁５のリフト・作動角を所定のリフト・作動角に固定として、機関負荷（機関運転条件）に応じてピストン４の下死点位置を制御する。

図５は、排気弁５のリフト・作動角を固定としたの場合の掃気ポート７の開口特性と排気弁５のバルブリフト特性を示している。

機関低負荷時（機関部分負荷時）には、ピストン４の下死点位置を高くすることで、機関圧縮比を高くすると共に、掃気ポート７の開口期間及び開口高さを相対的に縮小している。この結果、排気弁５と掃気ポート７が共に開いているオーバラップ期間は小さくなるため、掃気ポート７からの新気が排気ポート６に抜けることを抑制できる。一方、機関高負荷時には、ピストン４の下死点位置を低くすることで、機関圧縮比を低くすると共に、掃気ポート７の開口期間及び開口高さを相対的に拡大している。つまり、機関高負荷時には、掃気ポート７が十分に開き、早い時期から掃気を開始すると共に、排気弁５が閉じた後に新気を過給することも可能となる。

また、２サイクル機関においては、機関低負荷時の燃焼が問題となり、特にガソリン機関では、大量の残留ガスを含む混合気の燃焼かリーンバーンの燃焼の２者択一を迫られる。このような場面で、機関圧縮比を高く設定できることは、このいずれの条件においても大きな燃焼改善効果がある。

尚、この第１実施形態では、機関高負荷時に、排気弁５が閉弁してから掃気ポート７が閉弁するまでの期間に、過給機１０による過給を行っている。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、上述した第１実施形態における構成が、排気弁５のリフト・作動角を連続的に拡大・縮小制御するリフト・作動角可変機構３０（後述）を備えたものである。尚、この第２実施形態は、このリフト・作動角可変機構３０以外は上述した第１実施形態と同一構成である。

図６を用いて上述したリフト・作動角可変機構３０を説明する。尚、このリフト・作動角可変機構３０は、本出願人が先に提案した特開２００２−８９３０３号公報や特開２００２−８９３４１号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。

排気弁５のリフト・作動角を拡大・縮小するリフト・作動角可変機構３０は、シリンダヘッド１上部の図示せぬカムブラケットに回転自在に支持された中空状の駆動軸１３と、この駆動軸１３に、圧入等により固定された偏心カム１５と、駆動軸１３の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持されるとともに駆動軸１３と平行に配置された制御軸１６（前述の制御軸７１とは別物）と、この制御軸１６の偏心カム部１７に揺動自在に支持されたロッカアーム１８と、各排気弁５の上端部に配置されたタペット１９に当接する揺動カム２０と、を備えている。偏心カム１５とロッカアーム１８とはリンクアーム２５によって連係されており、ロッカアーム１８と揺動カム２０とは、リンク部材２６によって連係されている。

駆動軸１３は、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動されている。

偏心カム１５は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸１３の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム２５の環状部２５ａが回転可能に嵌合している。

ロッカアーム１８は、略中央部が偏心カム部１７によって支持されており、その一端部に、リンクアーム２５の延長部２５ｂが連係しているとともに、他端部に、リンク部材２６の上端部が連係している。偏心カム部１７は、制御軸１６の軸心から偏心しており、従って、制御軸１６の角度位置に応じてロッカアーム１８の揺動中心は変化する。

揺動カム２０は、駆動軸１３の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部２０ａに、リンク部材２６の下端部が連係している。この揺動カム２０の下面には、駆動軸１３と同心状の円弧をなす基円面２４ａと、該基円面２４ａから上記端部２０ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面２４ｂと、が連続して形成されており、これらの基円面２４ａならびにカム面２４ｂが、揺動カム２０の揺動位置に応じてタペット１９の上面に当接するようになっている。

すなわち、基円面２４ａはベースサークル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム２０が揺動してカム面２４ｂがタペット１９に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。尚、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。

制御軸１６は、一端部に設けられたリフト・作動角制御用油圧アクチュエータ（図示せず）によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用油圧アクチュエータへの油圧供給は、エンジンコントロールユニット（図示せず）からの制御信号に基づき制御されている。

このリフト・作動角可変機構３０の作用を説明すると、駆動軸１３が回転すると、偏心カム１５のカム作用によってリンクアーム２５が上下動し、これに伴ってロッカアーム１８が揺動する。このロッカアーム１８の揺動は、リンク部材２６を介して揺動カム２０へ伝達され、該揺動カム２０が揺動する。この揺動カム２０のカム作用によって、タペット１９が押圧され、排気弁５がリフトする。

ここで、リフト・作動角制御用油圧アクチュエータを介して制御軸１６の角度が変化すると、ロッカアーム１８の初期位置が変化し、ひいては揺動カム２０の初期揺動位置が変化する。

例えば偏心カム部１７が図６（Ａ）のように上方へ位置しているとすると、ロッカアーム１８は全体として上方へ位置し、揺動カム２０の端部２０ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム２０の初期位置は、そのカム面２４ｂがタペット１９から離れる方向に傾く。従って、駆動軸１３の回転に伴って揺動カム２０が揺動した際に、基円面２４ａが長くタペット１９に接触し続け、カム面２４ｂがタペット１９に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。

逆に、偏心カム部１７が図６（Ｂ）のように下方へ位置しているとすると、ロッカアーム１８は全体として下方へ位置し、揺動カム２０の端部２０ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム２０の初期位置は、そのカム面２４ｂがタペット１９に近付く方向に傾く。従って、駆動軸１３の回転に伴って揺動カム２０が揺動した際に、タペット１９と接触する部位が基円面２４ａからカム面２４ｂへと直ちに移行する。従って、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。

偏心カム部１７の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図７に示すように、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。尚、この第２実施形態では、リフト・作動角の大小変化に伴い、排気弁５の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。

そして、本発明の第２実施形態においては、機関運転状態に応じて、排気弁５のリフト・作動角と、ピストン４の下死点位置とを可変制御する。

図８は、排気弁５のリフト・作動角の可変制御と、複リンク式ピストン−ストローク機構６１による圧縮比可変技術と、を組合わせ第２実施形態における掃気ポート７の開口特性と排気弁５のバルブリフト特性とを示している。

機関低負荷時（機関部分負荷時）には、ピストン４の下死点位置を高くすることで、機関圧縮比を高くすると共に、掃気ポート７の開口期間及び開口高さを相対的に縮小している。そして、排気弁５のリフト・作動角を相対的に縮小している。この結果、機関低負荷時には排気弁５のリフト・作動角が大幅に縮小されているため、排気弁５の開時期は遅くなり、膨張比が大きくなるため、熱効率は大幅に向上する。また、掃気ポート７のみ開いている期間が増えているが、これは過給圧を上げなければ過給されることはない。

一方、機関高負荷時には、ピストン４の下死点位置を低くすることで、機関圧縮比を低くすると共に、掃気ポート７の開口期間及び開口高さを相対的に拡大している。そして、排気弁５のリフト・作動角を相対的に拡大している。そのため、機関高負荷時には掃気ポート７、排気弁５のいずれも、開弁（開口）期間が長くなるため、十分な掃気期間、過給期間を確保する事が可能となる。換言すれば、掃気ポート７が十分に開き、早い時期から掃気を開始すると共に、排気弁５が閉じた後に新気を過給することも可能となる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、上述した第２実施形態における構成が、排気弁５のリフトの中心角の位相を可変させる位相可変機構３１（後述）を備えたものである。尚、第３実施形態は、この位相可変機構３１以外は上述した第２実施形態と同一構成である。

図９を用いて、排気弁５のリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角する位相可変機構３１について説明する。

この第３実施形態における位相可変機構３１は、上述したリフト・作動角可変機構３０の駆動軸１３の一端側に設けられたものである。

ブラケット４２を介してシリンダヘッド側に回転可能に支持された駆動軸１３の一端側には、その外周上にカムプーリ（又はカムスプロケット）４３が同軸上に配置されている。このカムプーリ４３は、チェーン又はタイミングベルトを介してクランクシャフトからの回転動力が伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。

位相可変機構３１は、上記のカムプーリ４３と駆動軸１３との間の回転伝達経路に設けられ、両者の回転位相を連続的かつ多段階に変化させるようになっている。具体的には、位相可変機構３１は、カムプーリ４３の内周側に一体的に形成された外筒部４４と、駆動軸１３にボルト４５を介して締結固定され、駆動軸１３と一体的に回転する内筒部４６と、外筒部４４と内筒部４６との間に介装されたリング状のプランジャ４７と、プランジャ４７を一方向（図９における左方向）へ常時付勢するリターンスプリング４８と、を有している。外筒部４４の内周側にはスリーブ４９が固定されており、このスリーブ４９がベアリング５０を介して軸受けブラケット４２に回転可能に支持されている。

ここで、プランジャ４７内、外周面と内筒部４６の外周面及び外筒部４４の内周面との噛合部分５１はヘリカルスプラインとなっている。従って、プランジャ４７が内、外筒部４６、４４の軸方向（図９における左右方向）へ移動することにより、この軸方向の運動が内筒部４６と外筒部４４との相対回転運動に変換され、外筒部４４と内筒部４６との相対回転位相が連続的に変化する。この結果、図１０に示すように、排気弁５の作動角が一定のままで、その排気弁５のリフトの中心角が進角側（ａ）から遅角側（ｂ）へ連続的に変化する。例えば、プランジャ４７が図９の最も左方向へ配置されている状態（図９の状態）では、図１０中の波形（ｂ）で示すように、排気弁５のリフト中心角及び開閉時期は最も遅角側に設定される。一方、プランジャ４７が図９の最も右側に配置されている状態では、図１０中の波形（ａ）で示すように、排気弁５のリフト中心角及び開閉時期が最も進角側に設定される。

尚、この位相可変機構３１は、プランジャ４７の一端と、外筒部４４にピン５２を介して固定されるエンドキャップ５３と、の間に液密に画成された油圧室５４への作動油圧を制御することでプランジャ４７を所定の軸方向位置に移動、保持し、排気弁５のリフト中心角の位相を可変することを実現させている。また、油圧室５４には、エンドキャップ５３、ボルト４５及び駆動軸１３に形成された油通路５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄを介して、図外の油圧供給源から油圧が供給されている。尚、油圧室５４への油圧の供給はエンジンコントロールユニット（図示せず）からの制御信号に基づき制御されている。

そして、本発明の第３実施形態においては、機関運転状態に応じて、排気弁５のリフト・作動角、排気弁５のリフト中心角の位相及びピストン４の下死点位置と、を可変制御する。

図１１は、排気弁５のリフト・作動角及びリフトの中心角の位相の可変制御と、複リンク式ピストン−ストローク機構６１による圧縮比可変技術と、を組合わせ第３実施形態における掃気ポート７の開口特性と排気弁５のバルブリフト特性とを示している。

機関低負荷時（機関部分負荷時）には、ピストン４の下死点位置を高くすることで、機関圧縮比を高くすると共に、掃気ポート７の開口期間及び開口高さを相対的に縮小している。そして、排気弁５のリフト・作動角を相対的に縮小し、かつ排気弁５のリフト中心角の位相を相対的に進角させている。一方、機関高負荷時には、ピストン４の下死点位置を低くすることで、機関圧縮比を低くすると共に、掃気ポート７の開口期間及び開口高さを相対的に拡大している。そして、排気弁５のリフト・作動角を相対的に拡大し、かつ排気弁５のリフト中心角の位相を相対的に遅角させている。

このような第３実施形態においては、機関低負荷時には、膨張仕事も最大限回収可能であり、排気弁５の開弁期間と掃気ポート７の開口期間とのオーバーラップも小さくなっている。このオーバーラップは、機関高負荷時には十分に拡大される。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。この第４実施形態は、上述した第１〜第３実施形態に対して適用されるものであって、図１２に示すように、シリンダ３の内周面に開口した掃気ポート７の開口部７５の形状を工夫した場合の実施例である。

すなわち、この第４実施形態においては、図１２（ｂ）に示すように、掃気ポート７の開口部７５が、シリンダヘッド側に向かって（図１２における下側から上側に向かって）小さくなるよう形成されている。換言すれば、排気ポート７は、ピストン４の下死点位置が高くなるにつれてその開口面積の減少率が大きくなるよう、開口部７５の形状が設定されている。

図１３は、掃気ポート７の開口部形状をシリンダ周方向に細長い長方形とした比較例をである。

図１４は、掃気ポート７の開口部形状による開口面積特性を示したものであって、図中の特性線Ａは第４実施形態における掃気ポート７に関するものであり、図中の特性線Ｂは図１３に示した比較例における掃気ポートに関するものである。この図１４からも明らかなように、第４実施形態においては、ピストン４の下死点位置の変化に対し、掃気ポート７の開口面積の変化を大きくとることができる。

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１） シリンダブロックに設けられてピストン下死点位置近傍で開口する掃気ポートを有する２ストローク内燃機関において、機関運転条件に応じてピストンの下死点位置を可変制御する。これによって、広範囲の運転条件に対応して、掃気効率及び膨張仕事を有効に取り出すことができる。

（２） ２ストローク内燃機関は、シリンダブロックに設けられてピストン下死点位置近傍で開口する掃気ポートと、機関運転条件に応じてピストンの下死点位置を可変制御するピストン位置可変手段と、を有する。

（３） 上記（１）または（２）に記載の２ストローク内燃機関は、具体的には、シリンダヘッドに開閉作動可能に設けられた排気弁を有する。

（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載の２ストローク内燃機関は、具体的には、吸気系に過給機を有する。

（５） 上記（１）〜（４）のいずれかに記載の２ストローク内燃機関は、具体的には、ピストンの上死点位置及び下死点位置が同時に可変制御可能となっている。

（６） 上記（１）〜（５）のいずれかに記載の２ストローク内燃機関は、具体的には、機関部分負荷時にピストンの下死点位置が高くなるように制御する。

（７） 上記（１）〜（６）のいずれかに記載の２ストローク内燃機関は、具体的には、機関高負荷時にピストンの下死点位置が低くなるように制御する。

（８） 上記（１）〜（７）のいずれかに記載の２ストローク内燃機関は、排気弁のリフト・作動角を拡大・縮小する排気弁リフト・作動角可変機構を有する。これによって、一層、掃気効率及び膨張仕事を有効に取り出すことができる。

（９） 上記（１）〜（８）のいずれかに記載の２ストローク内燃機関は、排気弁のリフトの中心角の位相を遅進させる排気弁位相可変手段構を有する。これによって、一層、掃気効率及び膨張仕事を有効に取り出すことができる。

（１０） 上記（１）〜（９）のいずれかに記載の２ストローク内燃機関において、ピストンは、ピストンにピストンピンを介して連結された第１リンクと、この第１リンクに揺動可能に連結されるとともにクランクシャフトのクランクピン部に回転可能に連結された第２リンクと、第２リンクに揺動可能に連結されるとともに機関本体に揺動可能に支持された第３リンクと、を備えた複リンク式ピストン−クランク機構によってクランクシャフトから駆動されている。

（１１） 上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の２ストローク内燃機関において、掃気ポートは、ピストンの下死点位置が高くなるにつれてその開口面積の減少率が大きくなるように、開口部の形状が設定されている。これによって、ピストンの下死点位置の変化に対し、掃気ポートの開口面積の変化を大きくとることができる。

（１２） 上記（１０）または（１１）に記載の２ストローク内燃機関において、掃気ポートは、ピストン下死点近傍の反スラスト側となる位置に設けられている。

本発明に係る２ストローク内燃機関の概略構成を模式的に示した説明図。 複リンク式ピストン−クランク機構の概略構成を示す説明図。 複リンク式ピストン−クランク機構のピストンストローク特性を示す特性図。 ピストンストローク特性による掃気ポートの開口高さの変化を模式的に示した説明図。 本発明の第１実施形態における掃気ポートの開口特性と、排気弁のリフト特性とを示す特性図。 リフト・作動角可変機構の動作説明図。 リフト・作動角可変機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図。 本発明の第２実施形態における掃気ポートの開口特性と、排気弁のリフト特性とを示す特性図。 位相可変機構の概略構成を示す説明図。 位相可変機構による排気弁のバルブリフト特性の位相変化を示す説明図。 本発明の第３実施形態における掃気ポートの開口特性と、排気弁のリフト特性とを示す特性図。 本発明の第４実施形態における掃気ポートの開口部形状を模式的に示した説明図。 比較例における掃気ポートの開口部形状を模式的に示した説明図。 ピストン下死点位置の変化に対する掃気ポートの開口面積の変化を示す説明図。

符号の説明

４…ピストン
５…排気弁
６…排気ポート
７…掃気ポート

Claims (12)

1. シリンダブロックに設けられてピストン下死点位置近傍で開口する掃気ポートを有する２ストローク内燃機関において、
   機関運転条件に応じてピストンの下死点位置を可変制御することを特徴とする２ストローク内燃機関。
2. シリンダブロックに設けられてピストン下死点位置近傍で開口する掃気ポートと、
   機関運転条件に応じてピストンの下死点位置を可変制御するピストン位置可変手段と、を有することを特徴とする２ストローク内燃機関。
3. シリンダヘッドに開閉作動可能に設けられた排気弁を有することを特徴とする請求項１または２に記載の２ストローク内燃機関。
4. 吸気系に過給機を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２ストローク内燃機関。
5. ピストンの上死点位置及び下死点位置が同時に可変制御可能となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の２ストローク内燃機関。
6. 機関部分負荷時には、ピストンの下死点位置が高くなるように制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の２ストローク内燃機関。
7. 機関高負荷時には、ピストンの下死点位置が低くなるように制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の２ストローク内燃機関。
8. 排気弁のリフト・作動角を拡大・縮小する排気弁リフト・作動角可変機構を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の２ストローク内燃機関。
9. 排気弁のリフトの中心角の位相を遅進させる排気弁位相可変手段構を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の２ストローク内燃機関。
10. ピストンは、ピストンにピストンピンを介して連結された第１リンクと、この第１リンクに揺動可能に連結されるとともにクランクシャフトのクランクピン部に回転可能に連結された第２リンクと、第２リンクに揺動可能に連結されるとともに機関本体に揺動可能に支持された第３リンクと、を備えた複リンク式ピストン−クランク機構によってクランクシャフトから駆動されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の２ストローク内燃機関。
11. 掃気ポートは、ピストンの下死点位置が高くなるにつれてその開口面積の減少率が大きくなるように、開口部の形状が設定されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の２ストローク内燃機関。
12. 掃気ポートは、ピストン下死点近傍の反スラスト側となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の２ストローク内燃機関。

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