JP2622958B2 - ２サイクルデイーゼルエンジン - Google Patents
２サイクルデイーゼルエンジンInfo
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- JP2622958B2 JP2622958B2 JP61209653A JP20965386A JP2622958B2 JP 2622958 B2 JP2622958 B2 JP 2622958B2 JP 61209653 A JP61209653 A JP 61209653A JP 20965386 A JP20965386 A JP 20965386A JP 2622958 B2 JP2622958 B2 JP 2622958B2
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- Japan
- Prior art keywords
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- sectional area
- fuel injection
- operation range
- exhaust
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はクランク室圧縮式の２サイクルディーゼルエ
ンジンに関するものである。
ンジンに関するものである。
ディーゼルエンジンは、空気のみをシリンダ内に吸入
し、圧縮工程終わり付近で高温高圧となった空気中に燃
料を噴射することによって、燃料を自己着火させるもの
である。したがって、従来、ディーゼルエンジンは、圧
縮温度を高めるために、高圧縮比とされている。
し、圧縮工程終わり付近で高温高圧となった空気中に燃
料を噴射することによって、燃料を自己着火させるもの
である。したがって、従来、ディーゼルエンジンは、圧
縮温度を高めるために、高圧縮比とされている。
このため、圧縮温度が比較的低いときにはエンジン運
転上の問題が生ずる。すなわち、始動時やエンジン運転
域が低負荷運転域にあるときには、圧縮温度が低い関係
から始動し難かったり、燃焼が不安定になってしまう。
転上の問題が生ずる。すなわち、始動時やエンジン運転
域が低負荷運転域にあるときには、圧縮温度が低い関係
から始動し難かったり、燃焼が不安定になってしまう。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、始動
性およびエンジン回転域が低負荷運転域にあるときの燃
焼安定性を高めることができる２サイクルディーゼルエ
ンジンを提供するものである。
性およびエンジン回転域が低負荷運転域にあるときの燃
焼安定性を高めることができる２サイクルディーゼルエ
ンジンを提供するものである。
本発明に係る２サイクルディーゼルエンジンは、吸気
通路に連通する掃気孔と、掃気通路の端部となる排気孔
とをシリンダの周面に開口させ、吸気通路から燃焼室を
介して排気通路へ至る吸排気経路がピストンによって開
閉される構造とし、この吸排気経路の途中に、シリンダ
上方の燃料噴射弁での燃料噴射量を制御する制御部材と
連動して通路断面積を変える掃気効率変更手段を設けて
なり、この掃気効率変更手段を、吸気通路の途中に介装
された逆止弁およびこの逆止弁より上流側に位置する通
路断面積制御弁とによって構成するとともに、エンジン
運転域が高負荷運転域にあり燃料噴射量が比較的多くな
るときに前記制御弁が通路断面積増大側へ制御され、か
つエンジン運転域が低負荷運転域にあり燃料噴射量が比
較的少なくなるときに前記制御弁が通路断面積減少側へ
制御される構造としたものである。
通路に連通する掃気孔と、掃気通路の端部となる排気孔
とをシリンダの周面に開口させ、吸気通路から燃焼室を
介して排気通路へ至る吸排気経路がピストンによって開
閉される構造とし、この吸排気経路の途中に、シリンダ
上方の燃料噴射弁での燃料噴射量を制御する制御部材と
連動して通路断面積を変える掃気効率変更手段を設けて
なり、この掃気効率変更手段を、吸気通路の途中に介装
された逆止弁およびこの逆止弁より上流側に位置する通
路断面積制御弁とによって構成するとともに、エンジン
運転域が高負荷運転域にあり燃料噴射量が比較的多くな
るときに前記制御弁が通路断面積増大側へ制御され、か
つエンジン運転域が低負荷運転域にあり燃料噴射量が比
較的少なくなるときに前記制御弁が通路断面積減少側へ
制御される構造としたものである。
本発明においては、始動時やエンジン回転域が低負荷
運転域にあるときには掃気効率変更手段によって吸排気
通路が絞られて掃気効率が低下する。このため、排気孔
から排出されずにシリンダ内に残る残留ガスが多くなる
から、行行程で新気が圧縮されるときの圧縮温度が高く
なる。
運転域にあるときには掃気効率変更手段によって吸排気
通路が絞られて掃気効率が低下する。このため、排気孔
から排出されずにシリンダ内に残る残留ガスが多くなる
から、行行程で新気が圧縮されるときの圧縮温度が高く
なる。
先ず、具体的な実施例の説明に入る前に、本発明がな
されるに至った経緯について説明する。一般にディーゼ
ルエンジンにおいては、機関に加わる負荷の大きさや圧
縮比、給気比、燃料の噴射量などさまざまな要因によっ
て燃焼状態が微妙に変化することが知られている。
されるに至った経緯について説明する。一般にディーゼ
ルエンジンにおいては、機関に加わる負荷の大きさや圧
縮比、給気比、燃料の噴射量などさまざまな要因によっ
て燃焼状態が微妙に変化することが知られている。
そこで、本出願人は、ディーゼルエンジンにおいて、
これらさまざまな要因の燃焼に及ぼす影響について考察
ならびに考察に基づいて実験を繰返し行った。その結
果、低負荷運転域においては燃料の噴霧密度が小さく、
始動時においては燃料噴射量は多いが燃焼室温度が低い
ために、圧縮比を高くして噴射開始時の圧縮温度を十分
に高くしないと安定した燃焼が得られないが、高負荷運
転域においては、始動時や低負荷運転域に比較して圧縮
比を低くしても安定した燃焼が得られることを見出した
のである。これは、霧化した燃料の量が多い程自己着火
温度が低くなることによる。すなわち、低負荷運転域で
は、燃料の噴射量が少なく噴射された燃料が十分霧化し
ないで着火遅れが大きくなるために、不完全燃焼を起こ
しやすいが、高負荷運転域においては、燃料の噴射量が
多いために、直ちに燃料が自己着火し、自己着火した燃
料は発熱して温度を上昇させながら燃焼するため、続い
て噴射される燃料が速やかに蒸発しながら良好に燃焼す
ると考えられる。
これらさまざまな要因の燃焼に及ぼす影響について考察
ならびに考察に基づいて実験を繰返し行った。その結
果、低負荷運転域においては燃料の噴霧密度が小さく、
始動時においては燃料噴射量は多いが燃焼室温度が低い
ために、圧縮比を高くして噴射開始時の圧縮温度を十分
に高くしないと安定した燃焼が得られないが、高負荷運
転域においては、始動時や低負荷運転域に比較して圧縮
比を低くしても安定した燃焼が得られることを見出した
のである。これは、霧化した燃料の量が多い程自己着火
温度が低くなることによる。すなわち、低負荷運転域で
は、燃料の噴射量が少なく噴射された燃料が十分霧化し
ないで着火遅れが大きくなるために、不完全燃焼を起こ
しやすいが、高負荷運転域においては、燃料の噴射量が
多いために、直ちに燃料が自己着火し、自己着火した燃
料は発熱して温度を上昇させながら燃焼するため、続い
て噴射される燃料が速やかに蒸発しながら良好に燃焼す
ると考えられる。
次に、本発明の一実施例を図により詳細に説明する。
第１図は本発明に係る２サイクルディーゼルエンジンを
示す断面図で、同図において符号１で示すものはクラン
ク室圧縮式の２サイクルディーゼルエンジンを示す。こ
のエンジン１はクランク軸２のジャーナル部2aを回転自
在に軸承し、クランク腕2bおよびクランクピン部2cを収
容するクランク室を形成しているクランクケース３と、
このクランクケース３の上方に配設されたピストン４を
収容したシリンダ本体５と、このシリンダ本体５で形成
されたシリンダ６の上方を覆って燃焼室７を形成するシ
リンダヘッド８などから構成されている。９は前記クラ
ンク軸２とピストン４とを連結する連接棒、10はピスト
ン４の環状溝に嵌着されたピストンリングである。
第１図は本発明に係る２サイクルディーゼルエンジンを
示す断面図で、同図において符号１で示すものはクラン
ク室圧縮式の２サイクルディーゼルエンジンを示す。こ
のエンジン１はクランク軸２のジャーナル部2aを回転自
在に軸承し、クランク腕2bおよびクランクピン部2cを収
容するクランク室を形成しているクランクケース３と、
このクランクケース３の上方に配設されたピストン４を
収容したシリンダ本体５と、このシリンダ本体５で形成
されたシリンダ６の上方を覆って燃焼室７を形成するシ
リンダヘッド８などから構成されている。９は前記クラ
ンク軸２とピストン４とを連結する連接棒、10はピスト
ン４の環状溝に嵌着されたピストンリングである。
前記シリンダ本体５は、アルミ合金製で外周面に冷却
フィン11が一体に形成されたシリンダケーシング5aと、
このシリンダケーシング5aに鋳込まれた円筒状のシリン
ダライナ5bとからなり、このライナ5bによってピストン
４を摺動自在に保持するシリンダ６が形成されている。
フィン11が一体に形成されたシリンダケーシング5aと、
このシリンダケーシング5aに鋳込まれた円筒状のシリン
ダライナ5bとからなり、このライナ5bによってピストン
４を摺動自在に保持するシリンダ６が形成されている。
前記シリンダヘッド８はアルミ合金製で外周面に冷却
フィン11が一体に形成されている。15は副燃焼室で、シ
リンダヘッド８に固定された鋳鋼製の副燃焼室形成部材
16と鋳鉄やセラミック等からなるホットプラグ17によっ
て、シリンダ６上の中央部に形成されている。18は副燃
焼室15と前記燃焼室７とを連通する連絡通路、19は先端
部を副燃焼室15に臨ませるようにシリンダヘッド８に装
着された燃焼噴射弁であり、噴射管21燃料噴射ポンプ22
に接続されている。燃料噴射ポンプ22はカム23でプラン
ジャを突き上げることによって燃料を燃料噴射弁19に送
出する周知のものである。前記カム23は、チェーン等の
動力伝達部材24を介してクランク軸２の回転が伝達され
るカム軸25上に設けられている。
フィン11が一体に形成されている。15は副燃焼室で、シ
リンダヘッド８に固定された鋳鋼製の副燃焼室形成部材
16と鋳鉄やセラミック等からなるホットプラグ17によっ
て、シリンダ６上の中央部に形成されている。18は副燃
焼室15と前記燃焼室７とを連通する連絡通路、19は先端
部を副燃焼室15に臨ませるようにシリンダヘッド８に装
着された燃焼噴射弁であり、噴射管21燃料噴射ポンプ22
に接続されている。燃料噴射ポンプ22はカム23でプラン
ジャを突き上げることによって燃料を燃料噴射弁19に送
出する周知のものである。前記カム23は、チェーン等の
動力伝達部材24を介してクランク軸２の回転が伝達され
るカム軸25上に設けられている。
31は前記シリンダ６の周面に開口された一個の排気
孔、32はその両側に開口された複数個の掃気孔である。
排気孔31は排気孔31から斜め下方へ向かって延びる排気
通路33のシリンダ側開口端であり、掃気孔32は掃気通路
でクランク室に連通されている。35は排気孔31の反対側
のシリンダ周面に開口された吸気孔で、吸気孔35から斜
め下方へ向かって延びる吸気通路36に連通されている。
すなわち、掃気口32は掃気通路およびクランク室を介し
て吸気通路36に連通されている。
孔、32はその両側に開口された複数個の掃気孔である。
排気孔31は排気孔31から斜め下方へ向かって延びる排気
通路33のシリンダ側開口端であり、掃気孔32は掃気通路
でクランク室に連通されている。35は排気孔31の反対側
のシリンダ周面に開口された吸気孔で、吸気孔35から斜
め下方へ向かって延びる吸気通路36に連通されている。
すなわち、掃気口32は掃気通路およびクランク室を介し
て吸気通路36に連通されている。
37は吸気通路36の途中に設けられた本発明に係る逆止
弁としてのリード弁で、ピストン４の下側が負圧のとき
に吸気通路36を開いて新気をクランク室に供給するもの
である。ここで、この排気孔31の上縁の高さ、燃焼室７
の容積および副燃焼室15の容積は、高負荷運転域におい
て安定した燃焼を可能とする最低限あるいはそれよりも
僅かに大きい圧縮圧（13〜16kg/cm2程度）が得られる圧
縮比となるように設定されている。換言すれば、一般的
なディーゼルエンジンに比較して低い圧縮比とされてい
る。
弁としてのリード弁で、ピストン４の下側が負圧のとき
に吸気通路36を開いて新気をクランク室に供給するもの
である。ここで、この排気孔31の上縁の高さ、燃焼室７
の容積および副燃焼室15の容積は、高負荷運転域におい
て安定した燃焼を可能とする最低限あるいはそれよりも
僅かに大きい圧縮圧（13〜16kg/cm2程度）が得られる圧
縮比となるように設定されている。換言すれば、一般的
なディーゼルエンジンに比較して低い圧縮比とされてい
る。
41はシリンダケーシング5aと一体的に形成された吸気
通路形成壁42の開口端側に接続された円筒状の通路形成
部材である。この通路形成部材41は図示しないエアクリ
ーナからシリンダ周面に至る一連の吸気通路36の一部を
形成している。43は本発明に係る吸気通路側の通路断面
積制御弁としての絞り弁で、この絞り弁43は吸気通路36
における前記リード弁37の上流側に介装されている。こ
の絞り弁43は第２図に示すように、通路形成部材41に直
径方向に回転自在に軸支された支持軸44上に固定されて
いる。45は支持軸44の一端部に突設された駆動アーム
で、この駆動アーム45の先端部と前記燃料噴射ポンプ22
において燃料の噴射量を制御する制御部材としての燃料
調節棒22aの一端部との間には、リンク部材46がピン47,
47を介して連結されている。一方、燃料調節棒22aの他
端側は図示しないガバナ等の制御装置に連結されてい
る。すならち、絞り弁43および燃料調節棒22aは互いに
連動するようにはリンク部材46を介して連結されてい
る。ここで、リンク部材46の長さやカム23の形状は、給
気量が燃料噴射量に対応した適正な空気過剰率の範囲内
となるように、絞り弁43の開度を制御するように設定さ
れている。これは、空気過剰率が小さくなり過ぎると、
燃料消費量や排気煙濃度の増大を招くからである。
通路形成壁42の開口端側に接続された円筒状の通路形成
部材である。この通路形成部材41は図示しないエアクリ
ーナからシリンダ周面に至る一連の吸気通路36の一部を
形成している。43は本発明に係る吸気通路側の通路断面
積制御弁としての絞り弁で、この絞り弁43は吸気通路36
における前記リード弁37の上流側に介装されている。こ
の絞り弁43は第２図に示すように、通路形成部材41に直
径方向に回転自在に軸支された支持軸44上に固定されて
いる。45は支持軸44の一端部に突設された駆動アーム
で、この駆動アーム45の先端部と前記燃料噴射ポンプ22
において燃料の噴射量を制御する制御部材としての燃料
調節棒22aの一端部との間には、リンク部材46がピン47,
47を介して連結されている。一方、燃料調節棒22aの他
端側は図示しないガバナ等の制御装置に連結されてい
る。すならち、絞り弁43および燃料調節棒22aは互いに
連動するようにはリンク部材46を介して連結されてい
る。ここで、リンク部材46の長さやカム23の形状は、給
気量が燃料噴射量に対応した適正な空気過剰率の範囲内
となるように、絞り弁43の開度を制御するように設定さ
れている。これは、空気過剰率が小さくなり過ぎると、
燃料消費量や排気煙濃度の増大を招くからである。
51は本発明に係る排気通路側の通路断面積制御弁とし
ての弁装置で、この弁装置51は排気孔31直近の排気通路
33の上部に設けられている。この弁装置51はシリンダケ
ーシング5aの保持孔52に挿通されることによってシリン
ダ６の軸線に対して傾斜した状態に進退自在に保持され
た弁体52と、この弁体53を駆動するＬ字状の駆動アーム
54などから構成されている。弁体53は板状に形成され、
先端部は第３図に第１図のIII−III線断面図を示すよう
に円弧面を有している。これは、排気孔31内に臨んでシ
リンダライナ内面の一部を形成し、排気孔31の上縁より
も下方においてシリンダ６内と排気通路33とを仕切るた
めである。すなわち、排気通路33の端部の通路断面積を
小さくする。ここで、弁体53は前進したときに、段差部
53aが凹陥部55の底面に係合することによって、先端が
シリンダライナ内面と等しくなるように設定されてい
る。また、先端の高さは容易な始動および低負荷運転域
において安定した燃焼を可能とする最低限の圧縮圧（18
kg/cm2程度）が得られる圧縮比となるように設定されて
いる。
ての弁装置で、この弁装置51は排気孔31直近の排気通路
33の上部に設けられている。この弁装置51はシリンダケ
ーシング5aの保持孔52に挿通されることによってシリン
ダ６の軸線に対して傾斜した状態に進退自在に保持され
た弁体52と、この弁体53を駆動するＬ字状の駆動アーム
54などから構成されている。弁体53は板状に形成され、
先端部は第３図に第１図のIII−III線断面図を示すよう
に円弧面を有している。これは、排気孔31内に臨んでシ
リンダライナ内面の一部を形成し、排気孔31の上縁より
も下方においてシリンダ６内と排気通路33とを仕切るた
めである。すなわち、排気通路33の端部の通路断面積を
小さくする。ここで、弁体53は前進したときに、段差部
53aが凹陥部55の底面に係合することによって、先端が
シリンダライナ内面と等しくなるように設定されてい
る。また、先端の高さは容易な始動および低負荷運転域
において安定した燃焼を可能とする最低限の圧縮圧（18
kg/cm2程度）が得られる圧縮比となるように設定されて
いる。
駆動アーム54は支持軸56で揺動自在に支持され、一端
側には弁体53の側部に固定された駆動ピン57と係合する
係合爪58が設けられ、他端部には駆動アーム54を図中反
時計方向に付勢するばね59および、このばね59の弾撥力
に抗して駆動アーム54を時計方向に揺動させる駆動ワイ
ヤ61の一端部が係止されている。この駆動ワイヤ61は、
シリンダヘッド８の上方に回転自在に支持されたプーリ
62,62に添接して張設され、他端部は燃料噴射ポンプ22
の燃料調節棒22aの一端部に係止されている。
側には弁体53の側部に固定された駆動ピン57と係合する
係合爪58が設けられ、他端部には駆動アーム54を図中反
時計方向に付勢するばね59および、このばね59の弾撥力
に抗して駆動アーム54を時計方向に揺動させる駆動ワイ
ヤ61の一端部が係止されている。この駆動ワイヤ61は、
シリンダヘッド８の上方に回転自在に支持されたプーリ
62,62に添接して張設され、他端部は燃料噴射ポンプ22
の燃料調節棒22aの一端部に係止されている。
すなわち、この弁装置51は弁体53でシリンダ６内と排
気通路33との間を排気孔31の上縁よりも下方において仕
切られた状態とし、実質的に排気孔31の上縁を弁体53の
前端縁とすることによって、排気孔31の上縁の高さを選
択的に上下させるように構成されている。
気通路33との間を排気孔31の上縁よりも下方において仕
切られた状態とし、実質的に排気孔31の上縁を弁体53の
前端縁とすることによって、排気孔31の上縁の高さを選
択的に上下させるように構成されている。
このように構成された２サイクルディーゼルエンジン
においては、クランク室圧縮式の２サイクルディーゼル
エンジンと同様に作動する。そして、燃料調節棒22aが
図中左方向へ移動して燃料噴射量が多くなると、絞り弁
43が反時計方向に回動し第１図中鎖線で示すように吸気
が流れる方向と平行になり開度が大きくなると共に、駆
動ワイヤ61が弛められるため、駆動アーム54が反時計方
向に回動し弁体53は排気孔31内から後退する。
においては、クランク室圧縮式の２サイクルディーゼル
エンジンと同様に作動する。そして、燃料調節棒22aが
図中左方向へ移動して燃料噴射量が多くなると、絞り弁
43が反時計方向に回動し第１図中鎖線で示すように吸気
が流れる方向と平行になり開度が大きくなると共に、駆
動ワイヤ61が弛められるため、駆動アーム54が反時計方
向に回動し弁体53は排気孔31内から後退する。
このため、高負荷運転域においては吸気は絞られるこ
とがないので、シリンダ内は適正に掃気される。また、
ピストン上面と排気孔31の上縁とが一致したときから圧
縮が開始されるので、圧縮比を低くすることができる。
すなわち、圧縮開始タイミングが遅くなり、第１図中Ａ
で示す短いストロークにおいて圧縮が行われるからであ
る。その結果、圧縮圧力を低くすることができるので、
その分燃料噴射後にシリンダ内圧力が上昇するのを抑え
ることができる。ここで、高負荷運転域においては、燃
料の噴射量が多く自己着火しやすい状態となっているの
で、圧縮比を低くしても燃料が不安定になることはな
い。
とがないので、シリンダ内は適正に掃気される。また、
ピストン上面と排気孔31の上縁とが一致したときから圧
縮が開始されるので、圧縮比を低くすることができる。
すなわち、圧縮開始タイミングが遅くなり、第１図中Ａ
で示す短いストロークにおいて圧縮が行われるからであ
る。その結果、圧縮圧力を低くすることができるので、
その分燃料噴射後にシリンダ内圧力が上昇するのを抑え
ることができる。ここで、高負荷運転域においては、燃
料の噴射量が多く自己着火しやすい状態となっているの
で、圧縮比を低くしても燃料が不安定になることはな
い。
一方、燃料調節棒22aが図中右方向へ移動して燃料噴
射量が少なくなると、絞り弁43が吸気が流れる方向と平
行な状態から時計方向に回動し第１図中実線で示すよう
に吸気通路36を絞った状態となると共に、駆動ワイヤ61
が張られるため、駆動アーム54が時計方向に回動し弁体
53は排気孔31内に進出する。
射量が少なくなると、絞り弁43が吸気が流れる方向と平
行な状態から時計方向に回動し第１図中実線で示すよう
に吸気通路36を絞った状態となると共に、駆動ワイヤ61
が張られるため、駆動アーム54が時計方向に回動し弁体
53は排気孔31内に進出する。
このため、始動時や低負荷運転域においては、吸気通
路36が絞られると共に排気通路33の排気孔31側端部も絞
られて排気抵抗が増すことによって、掃気効率が悪くな
ってシリンダ内の残留ガスが多くなると共に、弁体53の
前端とピストン上面とが一致したときから圧縮を開始さ
せることができるので、圧縮比を高くすることができ
る。すなわち、圧縮開始タイミングが早くなり、第１図
中Ｂで示す長いストロークで圧縮が行われるからであ
る。そのため、残留ガスの熱および圧縮熱によって圧縮
温度を効果的に高めることができ、噴射された燃料油粒
の蒸発を促進することができる。その結果、着火遅れを
小さく不完全燃焼が起こりにくくすることができるの
で、容易な始動ならびに安定した燃焼を得ることができ
る。ここで、低負荷運転域においては燃料の噴射量が少
なく、始動時においては燃焼室温度が低いために、燃料
噴射後のシリンダ内圧力は高負荷運転域のように上昇す
ることがない。
路36が絞られると共に排気通路33の排気孔31側端部も絞
られて排気抵抗が増すことによって、掃気効率が悪くな
ってシリンダ内の残留ガスが多くなると共に、弁体53の
前端とピストン上面とが一致したときから圧縮を開始さ
せることができるので、圧縮比を高くすることができ
る。すなわち、圧縮開始タイミングが早くなり、第１図
中Ｂで示す長いストロークで圧縮が行われるからであ
る。そのため、残留ガスの熱および圧縮熱によって圧縮
温度を効果的に高めることができ、噴射された燃料油粒
の蒸発を促進することができる。その結果、着火遅れを
小さく不完全燃焼が起こりにくくすることができるの
で、容易な始動ならびに安定した燃焼を得ることができ
る。ここで、低負荷運転域においては燃料の噴射量が少
なく、始動時においては燃焼室温度が低いために、燃料
噴射後のシリンダ内圧力は高負荷運転域のように上昇す
ることがない。
このとき、燃料噴射量に対応した適正な空気過剰率の
範囲内において給気量を少なくするように吸気通路36を
絞っているので、燃料消費量や排気煙濃度が増大するこ
とがない。また、残留ガスに含まれる二酸化炭素で、燃
焼温度の上昇が抑えられるから、窒素酸化物が発生しに
くくなっている。
範囲内において給気量を少なくするように吸気通路36を
絞っているので、燃料消費量や排気煙濃度が増大するこ
とがない。また、残留ガスに含まれる二酸化炭素で、燃
焼温度の上昇が抑えられるから、窒素酸化物が発生しに
くくなっている。
したがって、吸気通路36からクランクケース内および
シリンダ内を介して排気通路33へ至る吸排気通路の途中
に絞り弁43、弁装置51（掃気効率変更手段）を設けて始
動時やエンジン回転域が低負荷運転域にあるときに掃気
効率を低下させるように構成したため、始動時や低負荷
運転域においては排気孔31から排出されずにシリンダ６
内に残る残留ガスが多くなるから、次行程で新気が圧縮
されるときの圧縮温度が高くなる。このため、始動時や
低負荷運転域のときに燃料の自己着火性が向上し、回転
が安定するようになる。
シリンダ内を介して排気通路33へ至る吸排気通路の途中
に絞り弁43、弁装置51（掃気効率変更手段）を設けて始
動時やエンジン回転域が低負荷運転域にあるときに掃気
効率を低下させるように構成したため、始動時や低負荷
運転域においては排気孔31から排出されずにシリンダ６
内に残る残留ガスが多くなるから、次行程で新気が圧縮
されるときの圧縮温度が高くなる。このため、始動時や
低負荷運転域のときに燃料の自己着火性が向上し、回転
が安定するようになる。
また、シリンダ内の圧力上昇が大きい高負荷運転域に
おいて圧力上昇を抑えることができるので、実質的にシ
リンダ内圧力が上昇するのを抑えることができる。
おいて圧力上昇を抑えることができるので、実質的にシ
リンダ内圧力が上昇するのを抑えることができる。
そのため、シリンダ内圧力の低下に伴って要求される
機関強度も小さくなり、機関の軽量化がはかれる。そし
て、この軽量化によって往復動部品や回転部品に加わる
慣性力を軽減でき、エンジン回転速度を高くすることが
できるので、エンジン出力の向上がはかれる。また、ガ
ソリンを混合した空気を圧縮する場合に比較して圧縮温
度を高くすることができるので、ガソリンエンジンに比
較して熱効率が高められ、燃料消費量が低くなる。さら
に、ディーゼルエンジンの機関強度をガソリンエンジン
の機関強度に近づけることも可能になるから、ガソリン
エンジンを構成する部品の多くを、そのままの状態であ
るいは材質を変更したり簡単な加工を施したりすること
によってディーゼルエンジンに転用し、ガソリンエンジ
ンの生産設備の多くを流用したディーゼルエンジンの構
造が可能になるという実用上の効果も期待できる。因
に、本発明に係る２サイクルディーゼルエンジンを実験
したところガソリンエンジンようのシリンダ本体を使用
しても強度的に充分耐え得ることが確認された。
機関強度も小さくなり、機関の軽量化がはかれる。そし
て、この軽量化によって往復動部品や回転部品に加わる
慣性力を軽減でき、エンジン回転速度を高くすることが
できるので、エンジン出力の向上がはかれる。また、ガ
ソリンを混合した空気を圧縮する場合に比較して圧縮温
度を高くすることができるので、ガソリンエンジンに比
較して熱効率が高められ、燃料消費量が低くなる。さら
に、ディーゼルエンジンの機関強度をガソリンエンジン
の機関強度に近づけることも可能になるから、ガソリン
エンジンを構成する部品の多くを、そのままの状態であ
るいは材質を変更したり簡単な加工を施したりすること
によってディーゼルエンジンに転用し、ガソリンエンジ
ンの生産設備の多くを流用したディーゼルエンジンの構
造が可能になるという実用上の効果も期待できる。因
に、本発明に係る２サイクルディーゼルエンジンを実験
したところガソリンエンジンようのシリンダ本体を使用
しても強度的に充分耐え得ることが確認された。
なお、上記実施例においては、吸気孔35をシリンダ周
面に開口した例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、クランク室に開口してもよい。
また、燃料調節棒22aと絞り弁43および弁体53とを連動
させる部材としては、ワイヤやリンク部材の他、ベルト
やチェーン機構など種々変更することができる。
面に開口した例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、クランク室に開口してもよい。
また、燃料調節棒22aと絞り弁43および弁体53とを連動
させる部材としては、ワイヤやリンク部材の他、ベルト
やチェーン機構など種々変更することができる。
以上説明したように本発明に係る２サイクルディーゼ
ルエンジンは、吸気通路に連通する掃気孔と、排気通路
の端部となる排気孔とをシリンダの周面に開口させ、吸
気通路から燃焼室を介して排気通路へ至る吸排気経路が
ピストンによって開閉される構造とし、この吸排気経路
の途中に、シリンダ上方の燃料噴射弁での燃料噴射量を
制御する制御部材と連動して通路断面積を変える掃気効
率変更手段を設けてなり、この掃気効率変更手段を、吸
気通路の途中に介装された逆止弁およびこの逆止弁より
上流側に位置する通路断面積制御弁とによって構成する
とともに、エンジン運転域が高負荷運転域にあり燃料噴
射量が比較的多くなるときに前記制御弁が通路断面積増
大側へ制御され、かつエンジン運転域が低負荷運転域に
あり燃料噴射量が比較的少なくなるときに前記制御弁が
通路断面積減少側へ制御される構造としたため、始動時
やエンジン回転域が低負荷運転域にあるときには掃気効
率変更手段によって吸排気通路が絞られて掃気効率が低
下する。
ルエンジンは、吸気通路に連通する掃気孔と、排気通路
の端部となる排気孔とをシリンダの周面に開口させ、吸
気通路から燃焼室を介して排気通路へ至る吸排気経路が
ピストンによって開閉される構造とし、この吸排気経路
の途中に、シリンダ上方の燃料噴射弁での燃料噴射量を
制御する制御部材と連動して通路断面積を変える掃気効
率変更手段を設けてなり、この掃気効率変更手段を、吸
気通路の途中に介装された逆止弁およびこの逆止弁より
上流側に位置する通路断面積制御弁とによって構成する
とともに、エンジン運転域が高負荷運転域にあり燃料噴
射量が比較的多くなるときに前記制御弁が通路断面積増
大側へ制御され、かつエンジン運転域が低負荷運転域に
あり燃料噴射量が比較的少なくなるときに前記制御弁が
通路断面積減少側へ制御される構造としたため、始動時
やエンジン回転域が低負荷運転域にあるときには掃気効
率変更手段によって吸排気通路が絞られて掃気効率が低
下する。
したがって、排気孔から排出されずにシリンダ内に残
る残留ガスが多くなるから、行行程で新気が圧縮される
ときの圧縮温度が高くなる。このため、燃料の自己着火
性が向上し、容易な始動ならびに安定した燃焼が得られ
る。
る残留ガスが多くなるから、行行程で新気が圧縮される
ときの圧縮温度が高くなる。このため、燃料の自己着火
性が向上し、容易な始動ならびに安定した燃焼が得られ
る。
これとともに、上述したように掃気効率を低下させる
に当たって損失仕事量を減らすことができる。
に当たって損失仕事量を減らすことができる。
これは、吸気通路の制御弁が逆止弁より上流側に位置
しているためにクランク室を圧縮するときの上昇圧力が
小さく、しかも、掃気通路は抵抗となる部材が介装され
ていないので、掃気行程においてピストンがクランク室
内の新気を圧縮して掃気通路に圧送する際の仕事量が少
なくて済むからである。
しているためにクランク室を圧縮するときの上昇圧力が
小さく、しかも、掃気通路は抵抗となる部材が介装され
ていないので、掃気行程においてピストンがクランク室
内の新気を圧縮して掃気通路に圧送する際の仕事量が少
なくて済むからである。
また、排気通路に通路断面積制御弁を介装し、エンジ
ン運転域が高負荷運転域にあるときにこの制御弁を前記
吸気通路の制御弁とともに通路断面積増大側へ制御し、
エンジン運転域が低負荷運転域にあるときに前記両制御
弁を通路断面積減少側へ制御する構成を採ると、エンジ
ン運転域が低負荷運転域にあるときには、吸気通路が絞
られることに加えて排気抵抗が増えてシリンダ内の残留
ガスが多くなる。このため、この残留ガスの熱を有効に
利用して新気の圧縮温度を高めることができ、排気煙濃
度を低く抑えることができる。
ン運転域が高負荷運転域にあるときにこの制御弁を前記
吸気通路の制御弁とともに通路断面積増大側へ制御し、
エンジン運転域が低負荷運転域にあるときに前記両制御
弁を通路断面積減少側へ制御する構成を採ると、エンジ
ン運転域が低負荷運転域にあるときには、吸気通路が絞
られることに加えて排気抵抗が増えてシリンダ内の残留
ガスが多くなる。このため、この残留ガスの熱を有効に
利用して新気の圧縮温度を高めることができ、排気煙濃
度を低く抑えることができる。
第１図は本発明に係る２サイクルディーゼルエンジンを
示す断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図
は第１図のIII−III線断面図である。 ５……シリンダ本体、８……シリンダヘッド、22……燃
料噴射ポンプ、22a……燃料調節棒、23……カム、31…
…排気孔、36……吸気通路、43……絞り弁、46……リン
ク部材、53……弁体、54……駆動アーム、61……駆動ワ
イヤ。
示す断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図
は第１図のIII−III線断面図である。 ５……シリンダ本体、８……シリンダヘッド、22……燃
料噴射ポンプ、22a……燃料調節棒、23……カム、31…
…排気孔、36……吸気通路、43……絞り弁、46……リン
ク部材、53……弁体、54……駆動アーム、61……駆動ワ
イヤ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 9/02 Ｆ０２Ｄ 9/02 Ｒ 9/04 9/04 Ｈ 33/00 ３０１ 33/00 ３０１Ｂ (56)参考文献 特開 昭54−123616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−138914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−123616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−23708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−126619（ＪＰ，Ａ) 実公 昭59−30166（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (2)
- 【請求項１】ピストンが掃気孔および排気孔を閉塞し、
燃焼室内の新気を圧縮する一方、圧縮され昇温した新気
中に噴射された燃料が自己着火することにより燃焼が開
始されるクランク室圧縮式２サイクルディーゼルエンジ
ンであって、吸気通路に連通する掃気孔と、排気通路の
端部となる排気孔とをシリンダの周面に開口させ、吸気
通路から燃焼室を介して排気通路へ至る吸排気経路がピ
ストンによって開閉される構造とし、この吸排気経路の
途中に、シリンダ上方の燃料噴射弁での燃料噴射量を制
御する制御部材と連動して通路断面積を変える掃気効率
変更手段を設けてなり、この掃気効率変更手段を、吸気
通路の途中に介装された逆止弁およびこの逆止弁より上
流側に位置する通路断面積制御弁とによって構成すると
ともに、エンジン運転域が高負荷運転域にあり燃料噴射
量が比較的多くなるときに前記制御弁が通路断面積増大
側へ制御され、かつエンジン運転域が低負荷運転域にあ
り燃料噴射量が比較的少なくなるときに前記制御弁が通
路断面積減少側へ制御される構造としたことを特徴とす
る２サイクルディーゼルエンジン。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の２サイクルデ
ィーゼルエンジンにおいて、掃気効率変更手段を、吸気
通路の途中に介装された逆止弁およびこの逆止弁より上
流側に位置する通路断面積制御弁と、排気通路に介装さ
れた通路断面積制御弁とによって構成するとともに、エ
ンジン運転域が高負荷運転域にあり燃料噴射量が比較的
多くなるときに前記両制御弁が通路断面積増大側へ制御
され、かつエンジン運転域が低負荷運転域にあり燃料噴
射量が比較的少なくなるときに前記両制御弁が通路断面
積減少側へ制御される構造としたことを特徴とする２サ
イクルディーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209653A JP2622958B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | ２サイクルデイーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209653A JP2622958B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | ２サイクルデイーゼルエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6365124A JPS6365124A (ja) | 1988-03-23 |
| JP2622958B2 true JP2622958B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=16576367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61209653A Expired - Fee Related JP2622958B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | ２サイクルデイーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622958B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101219622B1 (ko) * | 2010-08-04 | 2013-01-08 | 김석중 | 예혼합 압축 자기착화형 2행정 엔진 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5930166U (ja) * | 1982-08-18 | 1984-02-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 複写機のクリ−ニング装置 |
-
1986
- 1986-09-08 JP JP61209653A patent/JP2622958B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101219622B1 (ko) * | 2010-08-04 | 2013-01-08 | 김석중 | 예혼합 압축 자기착화형 2행정 엔진 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6365124A (ja) | 1988-03-23 |
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