JP2014514480A - ２ストローク火花点火エンジン - Google Patents

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Abstract

シリンダヘッド内に貫通掃気式排気弁（７）、噴射ノズル（５）および点火プラグ（６）を伴う２ストローク火花点火エンジンは、シリンダ（２）内への空気の吸入をアイドリングからフルパワーまで漸進的にタイミング変更する可能性と共に、容積効率およびより高い容積出力をその特徴としている。過給機またはターボ過給機の使用が好適である。より高い容積効率は、シリンダ（２）に対する吸入断面の漸進的変更を介して吸気部分に戻る排気ガス流を制限することによって、ならびに、吸入断面の前により高い空気圧を保証することによって達成される。吸入断面の変更は、シリンダ（２）上の回転ブッシュ（４）またはシリンダ（２）のインサートを用いて達成され、ブッシュ（４）はスロットルペダルによりコントロールロッド（１４）を介して制御される。

Description

本発明は、自動車、オートバイ、スポーツ用または観光用航空機内でまたは工業ユニットの駆動機構として使用するための２ストローク火花点火エンジンに関する。
既存の２ストローク火花点火エンジンにおいて、シリンダは、吸気パイプラインまたはキャブレター内のスロットルバルブにより吸入空気を絞ることでクランクケースを介して充填される。技術的現状の欠点は、新鮮な空気または燃料と空気の新鮮な混合物によるシリンダの掃気が不完全であり、その結果、１リットルあたりの出力が低くなり、燃費が悪くなるという点にある。
本発明の原理は、シリンダ内への空気の吸入の開始および終了のタイミングを変更する可能性および過給機またはエンジンクランクケースにより占有される貯蔵部域内への燃焼生成物の吹込みの削減を伴って、シリンダ吸入口の直近において回転ブッシュにより吸入空気を絞ることである。過給機またはターボ過給機を使用してシリンダ進入前の新鮮な空気に充分高い圧力を作り出すことによって、シリンダの流路が完全に開放して新鮮な空気のシリンダへの充填が改善された場合でさえ、燃焼生成物の侵入は削減される。エンジンピストンが下死点を通過した時点での燃料ノズルを介しての燃料の噴射は、燃料の損失を防ぐとともに、シリンダヘッド内の点火プラグにおける良好な点火をともなう層状混合物の生成を可能にする。
以上で言及した本発明の一実施例が、添付図面に概略的に示されている。
エンジンの一断面を概略的に示す図である。 シリンダ内の吸入開口部とブッシュ内のスロットル調整用開口部の位置の一例を示す図である。 シリンダ内の吸入開口部とブッシュ内のスロットル調整用開口部の位置の他の例を示す図である。 完全に開放した流路（フルスロットルモード）の分布を示す図である。 ブッシュの部分的に絞られたスロットル開口部（アイドリングモード）の分布を示す図である。
２ストローク火花点火エンジンは、排気弁７が摺動する形で内部に組立てられているシリンダヘッド１と、噴射ノズル７とで構成され、点火プラグ６が取付けられている。シリンダブロック１３内には、シリンダ２が圧入され、その周囲に沿って吸入開口部１１が形成されている。シリンダ２内では、ピストン３が、摺動的に移動し、その運動はクランク機構から誘導される。吸入開口部１１の空間内には、シリンダ２の外側からブッシュ４が回転可能に設けられ、その周上にスロットル開口部１０が設けられている。ブッシュ４の底部には、それにしっかりと取付けられている歯車１５が存在し、この歯車１５の歯にコントロールロッド１４の歯が係合する。コントロールロッド１４を動かすことによりブッシュ４が回転調整される。コントロールロッド１４はシリンダブロック１３内に摺動する形で組立てられ、スロットルペダルによって制御される。シリンダブロック１３内には、過給機８またはクランクケースから新鮮な空気が充填される環状貯蔵空間９が形成されている。空気は、貯蔵空間９からスロットル開口部１０および吸入開口部１１を通って圧縮空間１２内に入り、ピストン３によって圧縮される。
２ストローク火花点火エンジンは、クランクケースまたは過給機８からの新鮮な空気が、加圧されて貯蔵空間９まで送られ、そこから吸入開口部１１が開放した場合に下死点への運動中のピストン３を通ってスロットル開口部１０および吸入開口部１１を介して圧縮空間１２まで流れ、排気ガスを強制的に排気弁７を介して排気管まで押しやるように作動する。ピストン３が下死点から移動しシリンダ２内の空気を圧縮し始め吸入開口部１１を閉鎖した時点で、噴射ノズル５は、排気弁７の閉鎖と同時に、細かい噴霧状態の燃料を圧縮空気内に噴射する。圧縮された均質な混合物は、上死点の前で点火プラグ６により点火される。層状混合物を作り出すため、点火混合物は、圧縮空間１２内への接線方向空気の吸入により回転せしめられることが必要である。
エンジンの出力は、吸入開口部１１の横断面、ひいては圧縮空間１２内の空気量を変更するブッシュ４を回転して調整することによって変更される。ブッシュ４を回転しての調整は、コントロールロッド１４によって行なわれ、このコントロールロッド１４の歯は歯車１５の歯に係合する。コントロールロッド１４は、スロットルペダルにより移動せしめられる。圧縮空間１２内への空気吸入の開始および終了のタイミング変更は、シリンダ２内の円形吸入開口部１１が、互いに重なる複数の横列状に周囲に均等に分布させられ、個別の横列が互いに対して一定の角度だけオフセットされるような形で行われる。横列は、底部横列が最初に開放されるものとなり、一方ピストン３の上死点に最も近い最後の横列が最後に開放されるべきものとなるような形でオフセットされる。
スロットル開口部１０は、絞りなくスロットルが完全に開放した状態で、全ての横列内の全ての吸入開口部１１の開放を保証する三角形の形状を有する。アイドリングモードでは、下死点に向かって底部横列内の吸入開口部１１のみが、さらにブッシュ４内のスロットル開口部１０によって部分的に閉鎖された状態で、開放している。ピストン３の膨張行程では、ピストンは、吸入開口部１１の底部横列のみを開放し、こうして吸入開始の遅延がひき起こされ、他の開口部横列がブッシュ４により被覆されているため、吸入の終了が加速される。
本発明に係る２ストローク火花点火エンジンは、自動車、オートバイおよび航空機製造業界で使用可能である。

Claims (5)

  1. シリンダヘッド内に貫通掃気式（ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ）排気弁、噴射ノズルおよび点火プラグを有する２ストローク火花点火エンジンであって、
    シリンダ（２）上に、ブッシュ（４）が回転可能に設けられており、該ブッシュ（４）の周上に形成されたスロットル開口部（１０）およびシリンダ（２）の周上に形成された吸入開口部（１１）を介して、貯蔵空間（９）とシリンダ（２）の圧縮空間（１２）とが相互連通される、
    ことを特徴とする２ストローク火花点火エンジン。
  2. 吸入開口部（１１）とスロットル開口部（１０）が同じであり、矩形形状を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の２ストローク火花点火エンジン。
  3. 吸入開口部（１１）が円形であり、横列をなしてシリンダ（２）の周上全体に沿って配列されており、
    スロットル開口部（１０）が矩形にされていて、横列内のすべての吸入開口部（１１）を垂直に相互連通している、
    ことを特徴とする請求項１に記載の２ストローク火花点火エンジン。
  4. 吸入開口部（１１）が円形であり、横列をなしてシリンダ（２）の周上全体に沿って配列されており、
    スロットル開口部（１０）が三角形にされていて、
    ブッシュ（４）を回転して調整をおこなうときに、横列の吸入開口部（１１）の内の底部のものが最初に開放され、横列の吸入開口部（１１）の内の頂部のものが最後に開放されるように、横列の各吸入開口部（１１）が互いに対して一定の角度だけオフセットされている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の２ストローク火花点火エンジン。
  5. ブッシュ（４）には歯車（１５）が取り付けられており、この歯車にシリンダブロック（１３）内に摺動可能に配設され、スロットルペダルによって制御される、コントロールロッド（１４）の歯が係合する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の２ストローク火花点火エンジン。
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