JP2016089642A

JP2016089642A - ユニフロー掃気式２サイクルエンジン

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Publication number: JP2016089642A
Application number: JP2014221345A
Authority: JP
Inventors: 裕増田; Yutaka Masuda; 喬弘久下; Takahiro Kuge; 敬之山田; Noriyuki Yamada; 山田　剛; Takeshi Yamada; 剛山田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-05-23
Anticipated expiration: 2034-10-30
Also published as: JP6633270B2

Abstract

【課題】圧縮比に応じて適切な掃気を遂行するユニフロー掃気式２サイクルエンジンを提供する。【解決手段】ユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、掃気ポート１２６が、シリンダ１１０の外部から内部に向けて、シリンダの径方向に対して傾斜した方向に掃気ガスを導くスワールガイド部１２６ａと、スワールガイド部よりもシリンダのクランク側に設けられ、スワールガイド部よりも掃気ガスをシリンダの中心側に向けて導く中心ガイド部１２６ｂと、を備え、高圧縮比モード時にピストンが下死点にある場合（図７（ｂ））には、中心ガイド部の少なくとも一部がピストン１１２に対向するとともに、低圧縮比モード時にピストンが下死点にある場合（図７（ａ））には、中心ガイド部とピストンとが非対向となるか、もしくは、高圧縮比モード時よりもピストンと対向する面積が小さくなる。【選択図】図７

Description

本発明は、圧縮比が可変であるユニフロー掃気式２サイクルエンジンに関する。

船舶の機関としても用いられるユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、シリンダの一端側に排気ポートが設けられ、他端側に掃気ポートが設けられている。そして、吸気行程において掃気ポートから燃焼室に活性ガスが吸入されると、燃焼作用によって生じた排気ガスが、吸入される活性ガスによって排気ポートから押し出されるようにして排気される。

例えば、特許文献１では、シリンダの径方向に対して傾斜させた掃気ポートを設ける構成が記載されている。掃気ポートからシリンダ内に流入する掃気は、スワール流となることから、シリンダ内の排気ガス層と分離状態を維持しやすく、掃気効率が向上する。また、特許文献２では、掃気ポートを所謂スキュードポートとする構成が記載されている。ここでいうスキュードポートは、排気ポート側の部位をシリンダの径方向に対して傾斜させ、排気ポートと反対側の部位をシリンダの径方向に平行になるように歪ませた形状のポートである。掃気ポートをスキュードポートとすることで、掃気が燃焼室に向かう際の速度の平準化が図られる。

特許第４３９５４７４号公報特公平０２−２６７００号公報

ところで、例えば、液体燃料と燃料ガスとを使い分けるデュアルフューエルエンジンなどでは、圧縮比を可変とする場合がある。圧縮比が可変であるエンジンにおいて、掃気ポートを特許文献２に記載されているスキュードポートとしたとき、低圧縮比では、掃気の速度が平準化されていることから燃料ガスの吹き抜けが抑えられる。一方、高圧縮比では、液体燃料を噴射するため、燃料ガスの吹き抜けが生じるおそれがなく、掃気の速度を平準化する必要はない。そのため、高圧縮比においては、特許文献１に記載されているスワール流を生じさせるための掃気ポートとした場合に比べ、スワール流が弱くなり、掃気効率を無意味に低下させてしまうことになる。

本発明は、このような課題に鑑み、圧縮比に応じて適切な掃気を遂行することが可能なユニフロー掃気式２サイクルエンジンを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、ピストンが往復動するシリンダの一端側に排気ポートが形成されるとともに、シリンダの他端側に掃気ポートが形成され、低圧縮比モードと、低圧縮比モードよりもピストンの上死点および下死点が排気ポート側に位置する高圧縮比モードとの少なくとも２つの運転モードに切り替えられるユニフロー掃気式２サイクルエンジンであって、掃気ポートは、シリンダの外部から内部に向けて、シリンダの径方向に対して傾斜した方向に掃気ガスを導くスワールガイド部と、スワールガイド部よりもシリンダの他端側に設けられ、スワールガイド部よりも、掃気ガスをシリンダの中心側に向けて導く中心ガイド部と、を備え、高圧縮比モード時にピストンが下死点にある場合には、中心ガイド部の少なくとも一部がピストンに対向するとともに、低圧縮比モード時にピストンが下死点にある場合には、中心ガイド部とピストンとが非対向となるか、もしくは、高圧縮比モード時よりもピストンと対向する面積が小さくなることを特徴とする。

低圧縮比モードのとき、掃気ガスに気体燃料を噴射する第１燃料供給部と、高圧縮比モードのとき、第１燃料供給部よりも、シリンダの一端側において、シリンダ内に液体燃料を噴射する第２燃料供給部と、をさらに備えてもよい。

本発明のユニフロー掃気式２サイクルエンジンによれば、圧縮比に応じて適切な掃気を遂行することが可能となる。

ユニフロー掃気式２サイクルエンジンの全体構成を示す説明図である。第１燃料供給部を説明するための説明図である。補助燃料供給部を説明するための説明図である。圧縮比可変機構を説明するための説明図である。掃気ポートを説明するための説明図である。比較例における掃気の流れを説明するための説明図である。本実施形態における掃気の流れを説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

以下の実施形態では、気体燃料である燃料ガスを主に燃焼させるガス運転モードと、液体燃料である燃料油を燃焼させるディーゼル運転モードのいずれかの運転モードを選択的に実行することができる、所謂デュアルフューエル型のユニフロー掃気式２サイクルエンジンについて説明する。しかし、エンジンの種類は、デュアルフューエル型に限られず、ユニフロー掃気式２サイクルエンジンであればよい。

図１は、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の全体構成を示す説明図である。本実施形態のユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、例えば、船舶等に用いられる。ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、シリンダ１１０と、ピストン１１２と、クロスヘッド１１４と、連結棒１１６と、クランクシャフト１１８と、排気ポート１２０と、排気弁駆動装置１２２と、排気弁１２４と、掃気ポート１２６と、掃気室１２８と、第１燃料供給部１３０と、補助燃料供給部１３２と、主燃焼室１３４ａと、副燃焼室１３４ｂと、第２燃料供給部１３６と、ロータリエンコーダ１３８と、ガバナー１４０（調速機）と、燃料供給制御部１４２と、排気制御部１４４とを含んで構成される。

ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００では、吸気（給気）、圧縮、燃焼、排気といった４つの連続する行程を通じて、ピストン１１２がシリンダ１１０内を往復動する。ピストン１１２には、ピストンロッド１１２ａの一端が固定されている。ピストンロッド１１２ａの他端には、クロスヘッド１１４が固定されており、クロスヘッド１１４は、ピストン１１２とともに往復動する。クロスヘッド１１４はクロスヘッドシュー１１４ａによって、ピストン１１２のストローク方向に垂直な方向（図１中、左右方向）の移動が規制されている。

クロスヘッド１１４は、連結棒１１６の一端を軸支している。また、連結棒１１６の他端は、クランクシャフト１１８に連結され、連結棒１１６に対してクランクシャフト１１８が回転する構造となっている。その結果、ピストン１１２の往復動に伴いクロスヘッド１１４が往復動すると、その往復動に連動して、クランクシャフト１１８が回転することとなる。

このようなクロスヘッド型のレシプロエンジンでは、シリンダ１１０内でのストロークを比較的長く形成することができ、ピストン１１２に作用する側圧をクロスヘッド１１４に受けさせることが可能なので、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の高出力化を図ることができる。

排気ポート１２０は、ピストン１１２の上死点位置より図１中、上側に位置するシリンダヘッド１１０ａに設けられる。すなわち、排気ポート１２０は、シリンダ１１０のうち、ピストン１１２が往復動する一端側に形成されている。そして、排気ポート１２０は、シリンダ１１０内で生じた燃焼後の排気ガスを排気するために開閉される。排気弁駆動装置１２２は、所定のタイミングで排気弁１２４を上下に摺動させることで排気ポート１２０を開閉する。このようにして排気ポート１２０を介して排気された排気ガスは、例えば、不図示の過給機のタービン側に供給された後、外部に排気される。

掃気ポート１２６は、シリンダ１１０の下端側（他端側）の内周面（シリンダブロック１１０ｂの内周面）から外周面まで貫通する孔であり、シリンダ１１０の全周囲に亘って、複数設けられている。そして、掃気ポート１２６は、ピストン１１２の摺動動作に応じてシリンダ１１０内に活性ガスを吸入する。かかる活性ガスは、酸素、オゾン等の酸化剤、または、その混合気（例えば空気）を含む。掃気室１２８には、不図示の過給機のコンプレッサによって加圧された活性ガス（例えば空気）が封入されており、掃気室１２８とシリンダ１１０内の差圧をもって掃気ポート１２６から活性ガスが吸入される。掃気室１２８の圧力は、ほぼ一定とすることができるが、掃気室１２８の圧力が変化する場合には、掃気ポート１２６に圧力計を設け、その計測値に応じて燃料ガスの噴射量等、他のパラメータを制御してもよい。

第１燃料供給部１３０は、掃気ポート１２６よりシリンダ１１０の外周側に配置され、ガス運転モードにおいて、活性ガスとともに予混合気（燃料ガス）を、掃気ポート１２６からシリンダ１１０内に吸入させる。以下、図２を用いて、第１燃料供給部１３０について詳述する。

図２は、第１燃料供給部１３０を説明するための説明図であり、図２（ａ）には、シリンダ１１０の側面図のうち、第１燃料供給部１３０近傍の抽出図を示す。また、図２（ｂ）には、図２（ａ）の破線部分の拡大図を示す。

図２（ａ）に示すように、第１燃料供給部１３０は、シリンダ１１０とは別体に形成された混合管１３０ａ、１３０ｂを有する。混合管１３０ａ、１３０ｂは、それぞれ、シリンダ１１０の径方向外側を周方向に囲繞する環状部材である。混合管１３０ａは、掃気ポート１２６よりもピストン１１２のストローク方向の一端側（図２（ａ）中、上側）に配され、混合管１３０ｂは、掃気ポート１２６よりもピストン１１２のストローク方向の他端側（図２（ａ）中、下側）に配される。

混合管１３０ａ、１３０ｂそれぞれの内部には、環状に延在する混合室が形成されており、混合室において、燃料ガスおよび活性ガスが混合され予混合気が生成される。

そして、隣り合う流通管１３０ｃのうち、一方は混合管１３０ａに連通し、他方は混合管１３０ｂに連通している。そして、流通管１３０ｃには、混合管１３０ａまたは混合管１３０ｂから流入した予混合気が流通する。

そして、不図示の第１燃料噴射弁が開弁し、図２（ｂ）に示す噴射口１３０ｄから予混合気が噴出すると、掃気室１２８から掃気ポート１２６に向かって流れる活性ガスに向けて、第１燃料供給部１３０の噴射口１３０ｄから当該予混合気が吹きつけられることとなる。以下では、予混合気を燃料ガスと特に区別する場合を除いて、予混合気を単に燃料ガスと表記する。

図１に戻って、補助燃料供給部１３２は、シリンダヘッド１１０ａに設けられた噴射弁である。ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、燃焼室として、主燃焼室１３４ａおよび副燃焼室１３４ｂを備えている。主燃焼室１３４ａは、シリンダヘッド１１０ａと、シリンダブロック１１０ｂにおけるシリンダライナと、ピストン１１２とに囲繞される。副燃焼室１３４ｂは、シリンダヘッド１１０ａの内部に形成され、一端がシリンダヘッド１１０ａから主燃焼室１３４ａ側に突出している。

図３は、補助燃料供給部１３２を説明するための説明図である。図３では、理解を容易とするため、第２燃料供給部１３６の図示を省略する。補助燃料供給部１３２は、図３（ａ）に示すように、先端が副燃焼室１３４ｂに開口しており、ガス運転モードにおいて、副燃焼室１３４ｂに向かって燃料油を噴射する。

副燃焼室１３４ｂに噴射された燃料油は、図３（ｂ）に示すように、副燃焼室１３４ｂ内の熱によって着火する。そして、図３（ｃ）に示すように、副燃焼室１３４ｂで燃焼した燃料ガスや排気ガスが、火炎と共に主燃焼室１３４ａに噴出し、掃気ポート１２６からシリンダ１１０内に吸入された燃料ガスを燃焼させる。

図１に戻って、第２燃料供給部１３６は、シリンダヘッド１１０ａに設けられた噴射弁であり、先端が主燃焼室１３４ａに開口しており、ディーゼル運転モードにおいて、主燃焼室１３４ａに向かって燃料油を噴射する。

上記のように、ガス運転モードでは、第１燃料供給部１３０からシリンダ１１０内に燃料ガスを供給し、ディーゼル運転モードでは、第２燃料供給部１３６からシリンダ１１０内に燃料油を供給する。このとき、ガス運転モードとディーゼル運転モードとでは適切な圧縮比が異なる。具体的には、ガス運転モードでは低圧縮比であって、ディーゼル運転モードでは高圧縮比である。すなわち、ガス運転モード＝低圧縮比モードであって、ディーゼル運転モード＝高圧縮比モードである。ここでは、圧縮比を可変とするため、ピストンロッド１１２ａとクロスヘッド１１４との連結部分に圧縮比可変機構が設けられている。

図４は、圧縮比可変機構１４６を説明するための説明図であり、ピストンロッド１１２ａとクロスヘッド１１４との連結部分を抽出して示す。ガス運転モードにおいては、低圧縮比とするため、図４（ａ）に示すように、ピストンロッド１１２ａとクロスヘッドピン１１４ｂは、直接連結されている。

一方、ディーゼル運転モードにおいては、高圧縮比とするため、図４（ｂ）に示すように、ピストンロッド１１２ａとクロスヘッドピン１１４ｂとの間にシム板１４８を挟むことで、ピストン１１２の上死点および下死点の位置を、排気ポート１２０側にシフトさせる。こうして、圧縮比可変機構１４６によって、上死点における主燃焼室１３４ａの容積を縮小し圧縮比を高めることができる。

図１に戻って、ロータリエンコーダ１３８は、クランクシャフト１１８に設けられ、クランクシャフトの角度信号（以下、クランク角度信号と言う。）を検出する。

ガバナー１４０は、上位の制御装置から入力されたエンジン出力指令値と、ロータリエンコーダ１３８からのクランク角度信号によるエンジン回転数に基づいて、燃料噴射量を導出し、燃料供給制御部１４２に出力する。

燃料供給制御部１４２は、ガバナー１４０から入力された燃料噴射量を示す情報、運転モードを示す情報、および、ロータリエンコーダ１３８からのクランク角度信号に基づいて、第１燃料供給部１３０および第２燃料供給部１３６を制御する。

排気制御部１４４は、燃料供給制御部１４２からの燃料噴射量を示す情報、運転モードを示す情報、および、ロータリエンコーダ１３８からのクランク角度信号に基づいて、排気弁駆動装置１２２に排気弁操作信号を出力する。

図５は、掃気ポート１２６を説明するための説明図であり、図５（ａ）には、シリンダ１１０の側面図のうち、掃気ポート１２６近傍を抽出して示し、図５（ｂ）には、図５（ａ）におけるＩＶ（ｂ）‐ＩＶ（ｂ）線断面を示し、図５（ｃ）には、図５（ａ）におけるＩＶ（ｃ）‐ＩＶ（ｃ）線断面を示す。

掃気ポート１２６のうち、図５（ａ）中、破線で示す、ピストン１１２のストローク方向の中心よりも、ストローク方向の一端側（図５（ａ）中、上側）は、スワールガイド部１２６ａとなっている。また、スワールガイド部１２６ａよりもシリンダ１１０のストローク方向の他端側（図５（ａ）中、下側）は、中心ガイド部１２６ｂとなっている。

スワールガイド部１２６ａは、図５（ｂ）に示すように、シリンダ１１０の外部から内部に向けて、シリンダ１１０の径方向に対して傾斜した方向に掃気ガスを導く形状となっている。具体的には、スワールガイド部１２６ａは、シリンダ１１０の径方向に対して傾斜した方向に延在している。また、シリンダ１１０の全周に亘って設けられたいずれの掃気ポート１２６についても、スワールガイド部１２６ａの傾斜は大凡等しくなっている。その結果、図５（ｂ）中、矢印で示すように、掃気はスワール流となってシリンダ１１０内を上昇して排気ポート１２０側に流れる。

中心ガイド部１２６ｂは、図５（ｃ）に矢印で示すように、スワールガイド部１２６ａよりも掃気ガスをシリンダ１１０の中心側に向けて導く形状となっている。具体的には、中心ガイド部１２６ｂは、シリンダ１１０の中心に向かって開口しており、シリンダ１１０の径方向に延在している。その結果、図５（ｃ）中、矢印で示すように、掃気はシリンダ１１０の径方向中心側に向かいながら、シリンダ１１０内を上昇して排気ポート１２０側に流れる。

このように、掃気ポート１２６は所謂スキュードポートとなっている。掃気ポート１２６をスキュードポートとした場合の作用および課題について、図６を用いて説明する。

図６は、比較例における掃気の流れを説明するための説明図であり、ピストン１１２が下死点位置にある状態において、図６（ａ）には、第１比較例の掃気の流れを示し、図６（ｂ）には、第２比較例の掃気の流れを示す。第１比較例では、掃気ポートＳ_１全体がスワールガイド部Ｓ_１ａとなっており、第２比較例では、掃気ポートＳ_２がスキュードポートとなっているものとする。

図６（ａ）に示すように、第１比較例においては、掃気ポートＳ_１全体がスワールガイド部Ｓ_１ａであることから、掃気の流れにおいてスワール流（図６（ａ）中、矢印で示す）が強くなり、掃気がシリンダ１１０内の排気ガス層と分離状態を維持しやすく、掃気効率が向上する。

一方、図６（ａ）中、破線で示された、掃気の排気ポート１２０側への速度分布を見るとわかるように、シリンダ１１０の径方向中心部分において、速度低下が生じやすい。このとき、例えば、ガス運転モード（低圧縮比モード）の場合、掃気に燃料ガスを混入させることから、掃気の速度分布に偏りがあると、燃料ガスが未燃のまま排気ポート１２０から吹き抜けてしまうおそれがある。

そこで、第２比較例のように、掃気ポートＳ_２をスキュードポートとすると、中心ガイド部Ｓ_２ｂによって、掃気がシリンダ１１０の径方向中心側に向かうことから、シリンダ１１０の径方向中心側において、排気ポート１２０に向かう速度が向上する。その結果、図６（ｂ）中、破線で示すように、掃気の排気ポート１２０側への速度分布が、第１比較例よりも平準化され、燃料ガスの吹き抜けを抑えられる。

しかし、掃気ポートＳ_２をスキュードポートとすると、中心ガイド部Ｓ_２ｂが設けられている分、図６（ｂ）に矢印で示すように、スワール流が第１比較例よりも弱まってしまう。例えば、ディーゼル運転モード（高圧縮比モード）の場合、ガス運転モードのように第１燃料供給部１３０から燃料ガスが噴射されないので、吹き抜けの心配がなく、掃気ガスと排気ガスとの分離状態を維持することを優先すべきであるが、第２変形例ではスワール流が弱いことから、掃気効率が低下してしまう。

図７は、本実施形態における掃気の流れを説明するための説明図であり、図７（ａ）には、ガス運転モードにおいてピストン１１２が下死点位置にある状態を示し、図７（ｂ）には、ディーゼル運転モードにおいてピストン１１２が下死点位置にある状態を示す。

図７（ａ）に示すように、ガス運転モード（低圧縮比モード）においては、第２比較例と同様、中心ガイド部１２６ｂによって、掃気がシリンダ１１０の径方向中心側に向かう。そのため、図７（ａ）中、破線で示すように、掃気の排気ポート１２０側への速度分布が、第１比較例よりも平準化され、燃料ガスの吹き抜けを抑えられる。

一方、図７（ｂ）に示すように、ディーゼル運転モード（高圧縮比モード）においては、ガス運転モード（低圧縮比モード）よりもピストン１１２の上死点位置および下死点位置が、排気ポート１２０側にシフトしている。このシフトにより、ディーゼル運転モード（高圧縮比モード）においては、ピストン１１２が下死点にあるときに、中心ガイド部１２６ｂが、ピストン１１２の径方向にピストン１１２（ピストン１１２の側壁）と対向する位置関係となっている。そのため、中心ガイド部１２６ｂからは、シリンダ１１０内に掃気がほとんど流入せず、掃気は、大凡、スワールガイド部１２６ａからシリンダ１１０内に流入することとなる。その結果、図７（ｂ）に矢印で示すように、スワール流が強くなり、掃気効率が向上する。

このように、ピストン１１２の下死点位置によって、掃気ポート１２６（スキュードポート）の中心ガイド部１２６ｂの実質的な開口具合を調整することで、圧縮比に応じた適切な掃気を遂行することが可能となる。

上述した実施形態では、低圧縮比モード時にピストン１１２が下死点にある場合には、中心ガイド部１２６ｂとピストン１１２とが非対向となる場合について説明した。しかし、中心ガイド部１２６ｂは、低圧縮比モード時に、少なくとも高圧縮比モード時よりもピストン１１２と対向する面積が小さくなればよい。

また、上述した実施形態では、スワールガイド部１２６ａと中心ガイド部１２６ｂとで１つの掃気ポート１２６を形成する場合について説明したが、スワールガイド部１２６ａと中心ガイド部１２６ｂは、個別のポートとして形成されてもよいし、２つのポートが一部連結されて形成されてもよい。

また、上述した実施形態では、第１燃料供給部１３０は、燃料ガスと活性ガスを混合した予混合気を、噴射口１３０ｄから噴出する場合について説明したが、予混合気ではなく燃料ガスを噴射口１３０ｄから噴射する構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、第１燃料供給部１３０は、掃気ポート１２６よりもシリンダ１１０の外周側に配置され、掃気ポート１２６から燃料ガスをシリンダ１１０内に吸入させる場合について説明した。しかし、第１燃料供給部１３０は、シリンダ１１０内に燃料ガスを供給すれば、いずれに配置されてもよい。

また、上述した実施形態では、圧縮比可変機構１４６は、シム板１４８の有無によってピストン１１２の上死点および下死点の位置を可変とする構成である場合について説明したが、圧縮比が可変となる機構であれば、ピストン１１２やピストンロッド１１２ａの長さを油圧によって調整するなど、他の構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、燃焼室として、主燃焼室１３４ａおよび副燃焼室１３４ｂを備え、ガス運転モードにおいて、副燃焼室１３４ｂで燃焼した燃料ガスを主燃焼室１３４ａに噴射させる構成について説明した。しかし、副燃焼室１３４ｂを設けず、主燃焼室１３４ａにおいて、少量の燃料油を噴射するなどして、掃気ポート１２６から吸入された燃料ガスを着火させる構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、副燃焼室１３４ｂに少量の燃料油を噴射させて、副燃焼室１３４ｂ内の燃料ガスを着火させる場合について説明したが、副燃焼室１３４ｂ内の燃料ガスを点火プラグで着火させてもよい。

また、上述した実施形態では、低圧縮比モードと高圧縮比モードの２つのモードを設ける場合について説明したが、圧縮比の異なる３以上のモードを設けてもよく、３以上のモードのうち、少なくとも２つのモードが上述した低圧縮比モードと高圧縮比モードに対応すればよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、圧縮比が可変であるユニフロー掃気式２サイクルエンジンに利用することができる。

１００ユニフロー掃気式２サイクルエンジン
１１０シリンダ
１１２ピストン
１２０排気ポート
１２６掃気ポート
１２６ａスワールガイド部
１２６ｂ中心ガイド部
１３０第１燃料供給部
１３６第２燃料供給部

Claims

ピストンが往復動するシリンダの一端側に排気ポートが形成されるとともに、該シリンダの他端側に掃気ポートが形成され、低圧縮比モードと、該低圧縮比モードよりも該ピストンの上死点および下死点が該排気ポート側に位置する高圧縮比モードとの少なくとも２つの運転モードに切り替えられるユニフロー掃気式２サイクルエンジンであって、
前記掃気ポートは、
前記シリンダの外部から内部に向けて、該シリンダの径方向に対して傾斜した方向に掃気ガスを導くスワールガイド部と、
前記スワールガイド部よりも前記シリンダの他端側に設けられ、該スワールガイド部よりも、前記掃気ガスを該シリンダの中心側に向けて導く中心ガイド部と、
を備え、
前記高圧縮比モード時に前記ピストンが下死点にある場合には、前記中心ガイド部の少なくとも一部が該ピストンに対向するとともに、前記低圧縮比モード時に該ピストンが下死点にある場合には、該中心ガイド部と該ピストンとが非対向となるか、もしくは、該高圧縮比モード時よりも該ピストンと対向する面積が小さくなることを特徴とするユニフロー掃気式２サイクルエンジン。
前記低圧縮比モードのとき、前記掃気ガスに気体燃料を噴射する第１燃料供給部と、
前記高圧縮比モードのとき、前記第１燃料供給部よりも、前記シリンダの一端側において、該シリンダ内に液体燃料を噴射する第２燃料供給部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のユニフロー掃気式２サイクルエンジン。