JP2701837B2 - 2サイクルエンジンの燃焼室 - Google Patents

2サイクルエンジンの燃焼室

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JP2701837B2 JP60107730A JP10773085A JP2701837B2 JP 2701837 B2 JP2701837 B2 JP 2701837B2 JP 60107730 A JP60107730 A JP 60107730A JP 10773085 A JP10773085 A JP 10773085A JP 2701837 B2 JP2701837 B2 JP 2701837B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、2サイクルエンジンに係り、特にその燃焼
室の構造に関する。 〔従来の技術〕 2サイクルエンジンの燃焼室においては、例えば「特
開昭51−29622号公報」に見られるように、点火プラグ
が臨むドームに、ピストン頂面の外周側に向って広がる
リング状のスキッシュゾーンを連続して設け、ピストン
が上死点付近に達した際に、混合気をスキッシュゾーン
で圧縮してドーム内に噴出させ、この混合気をドーム内
に集中させることで着火率と火災伝播速度を早め、高出
力化を押し進めることが行なわれている。 そして、従来、ドームの内周壁を熱効率的に最も良い
とされている球面状に形成し、燃焼効率をより一層高め
たものが知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、この種の2サイクルエンジンでは、燃焼に
よってドーム内の圧力が高くなると、このドーム内に圧
力波が発生する。この圧力波の一部は、ドームの内周壁
に衝突して跳ね返り、反射波となる。 この場合、上述の如くドームの内周壁を球面状に形成
すると、球面であるが故に上記反射波は球面の中心に向
って集まろうとする。 しかしながら、上記先行技術の燃焼室は、球面の中心
点が上死点付近におけるピストンの頂面よりも下死点側
に位置しているため、反射波の多くはピストンの頂面に
向って集まってくる。 しかも、この反射波が集まる部分では、当然圧力も大
きいため、ピストンの頂面は最も圧力の高い圧力波にさ
らされることになり、ピストンに加わる衝撃が一段と大
きくなってしまう。 したがって、この衝撃によってピストンが振動すると
ともに、このピストンの振動がシリンダブロックやクラ
ンクケースに伝わり、これらが共振して不快な共鳴音が
発生する等、エンジン回りからの騒音が大きくなるとい
った不具合がある。 本発明は、このような事情にもとづいてなされたもの
で、燃焼効率を良好に維持しつつ、エンジン騒音を小さ
く抑えることができ、静粛な運転が可能となる2サイク
ルエンジンの燃焼室を得ることにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明に係る2サイクルエ
ンジンの燃焼室は、 点火プラグが臨むとともに、シリンダの径方向に沿う
断面形状が円形のドームと; このドームの開口端に連続してピストン頂面の外周側
に向って広がり、ピストンが上死点付近に達した際に、
混合気を圧縮して上記ドーム内に噴出させるリング状の
スキッシュゾーンと;を備えている。 そして、本発明においては、上記ドームの内周壁を球
面状に形成し、この球面の中心点を上死点付近における
ピストンの頂面よりも上記点火プラグ側に偏った位置に
設けるとともに、 上記スキッシュゾーンに連なる上記ドームの開口端
を、上記球面の中心点を含む上記球面の最大径に対応す
る部分に位置させたことを特徴としている。 〔作用〕 この構成によれば、反射波の圧力が最大となる箇所に
ピストンの頂面がさらされずに済むことに加えて、ドー
ム自体が従来よりも深い半球形となって、そのピストン
と向い合う開口端が従来に比べてやや狭くなり、ピスト
ンの頂面におけるドーム内の圧力を受ける範囲が狭くな
る。したがって、ピストンの頂面に加わる衝撃が少なく
なるから、ピストンの振動が抑えられ、シリンダブロッ
クやクランクケース回りの共振を防止することができ
る。 また、ドームとスキッシュゾーンとは、球面の最大径
部分で互いに連通されるので、ドームの内周壁を球面と
したにも拘らず、このドームとスキッシュゾーンとの連
続部に圧力波の通過を妨げるような絞りが形成されずに
済む。このため、ドーム内で発生した圧力波は、急激に
絞られることなく滑らかにスキッシュゾーンへと拡散さ
れることになり、この圧力波がスキッシュゾーンに広が
る際に異音が発生し難くなる。よって、ドームの内周壁
を球面として燃焼効率を高めつつ、燃焼室回りからの騒
音を小さく抑えることができる。 〔発明の実施例〕 以下本発明の第1実施例を、自動二輪車用の2サイク
ルエンジンに適用した第1図ないし第5図にもとづいて
説明する。 第1図中符号1はシリンダブロック、2はシリンダヘ
ッドを示し、シリンダブロック1内には、シリンダ1aが
形成されている。シリンダ1aの内周面には、吸気口3、
排気口4および複数の掃気口5が開口されている。吸気
口3と排気口4とは、シリンダ1aの径方向に互いに向か
い合うような位置に配置されている。掃気口5は、吸気
口3と排気口4との間に位置されており、これら掃気口
5は、掃気通路7を通じて図示しないクランクケース内
のクランク室に連通されている。そして、これら吸気口
3、排気口4および掃気口5は、ピストン6によって開
閉されるようになっている。 上記シリンダ1aの頂部には、ピストン6が上死点付近
に達した際に、このピストン6の頂面6aとシリンダヘッ
ド2の対向面2aとの間で燃焼室8が形成される。この燃
焼室8は、シリンダ1aの径方向に沿う断面形状が円形の
ドーム9と、このドーム9の開口端に連続してピストン
6の頂面6aの外周側に向って広がるリング状のスキッシ
ュゾーン10とを備えている。このスキッシュゾーン10に
おけるピストン6の頂面6aと向かい合うスキッシュ面10
aは、径方向側に進むに従って頂面6aから離間する方向
に傾斜されている。 したがって、圧縮行程において、ピストン6が上死点
付近にまで上昇すると、スキッシュゾーン10で圧縮され
た混合気がドーム9内に噴出し、このドーム9内での混
合気の流動が促進される。 なお、ドーム9とスキッシュゾーン10との境界部分に
は、周方向に連続する段部11が形成され、この段部11の
燃焼室8に臨む面は、滑らかな曲面11aをなしている。 ところで、第1図に示すように、本実施例のドーム9
は、シリンダ1aの中心線O1−O1に対し、やや吸気口3側
に偏って位置されている。このドーム9の先端面9aに
は、点火プラグ12がねじ込まれている。点火プラグ12
は、上記中心線O1−O1に対し一定角度傾斜して設けられ
ており、その軸線X1−X1が燃焼室8内において上記中心
線O1−O1と交差されている。 このような構成の燃焼室8においては、第2図に示す
ように、ドーム9の内周壁が滑らかな球面状に形成され
ている。この球面13の中心点Aは、上記燃焼室8内にお
いて、上死点付近におけるピストン6の頂面6aよりも点
火プラグ12側に偏って位置されている。この中心点A
は、点火プラグ12の軸線X1−X1上に位置されており、ド
ーム9全体が深い半球形をなしている。そして、スキッ
シュゾーン10に連なるドーム9の開口端は、上記球面13
の中心点Aを通り、かつ、上記球面13の最大径に対応す
る部分に位置されており、このドーム9の開口端の内側
に上記球面13の中心点Aが位置されている。このため、
ドーム9は、その最大径部分においてスキッシュゾーン
10に連なっている。 このような構成によれば、ドーム9の球面13の中心点
Aを、上死点付近におけるピストン6の頂面6aよりも点
火プラグ12側に設けたので、反射波の集合箇所がピスト
ン6の頂面6aを外れることになり、反射波の圧力が最大
となる所にピストン6の頂面6aがさらされずに済む。 しかも、ドーム9の中心点Aが点火プラグ12側にずれ
ることから、ドーム9が従来よりも深い半球形となり、
ピストン6の頂面6aと向い合うドーム9の開口端がやや
狭くなる。このため、ピストン6の頂面6aにおけるドー
ム9内の圧力を受ける範囲が狭くなり、上記ピストン6
の頂面6aが反射波の集合箇所にさらされずに済むことと
相まって、ピストン6の頂面6aに加わる衝撃が少なくな
る。 したがって、ピストン6自体の振動が抑えられ、シリ
ンダブロック1やクランクケース回りの共振を防止する
ことができ、高出力を維持しつつ、エンジンの騒音を低
く抑えることができる。 また、上記構成によると、ドーム9は、その球面13の
最大径部分においてスキッシュゾーン10に連通されてい
るので、ドーム9の内周壁を球面13としたにも拘らず、
これらドーム9とスキッシュゾーン10との連続部に圧力
波の通過を妨げるような絞りが形成されずに済む。その
ため、ドーム9内で発生した圧力波は、急激に絞られる
ことなく滑らかにスキッシュゾーン10に拡散される。し
たがって、ドーム9内の圧力波がスキッシュゾーン10に
広がる際に異音が発生し難くなり、ドーム9の内周壁を
球面13として燃焼効率を高めつつ、燃焼室8の付近から
の騒音を小さく抑えることができる。 なお、本発明者は、内径×行程が56×50mmの2サイク
ル単気筒水冷エンジンにおいて、ドーム9の内周壁を球
面13とした場合に、その半径Rがエンジン騒音に及ぼす
影響を調べるため、スキッシュゾーン10を含む燃焼室8
の直径Dに対して半径Rの値を種々変化させてエンジン
騒音を測定する実験を行なった。但し、たの実験では、
騒音の測定位置をシリンダ1aの側方50mmとした。 第5図は、その測定結果を示しており、2R/Dの値が0.
58を下回った時点、特に0.52以下となった時点におい
て、エンジン騒音が従来レベルから急激に低下する事実
が認められる。したがって、ドーム9の内周壁を球面13
とするに当っては、 2R/D≦0.52 の関係に規定することが望ましいとの結論を得た。 なお、上述した第1実施例では、点火プラグ12をシリ
ンダ1aの中心線O1−O1に対し一定角度傾斜させて設けた
が、本発明はこれに限らず、例えば第6図に示す本発明
の第2実施例のように、点火プラグ12をシリンダ1aの中
心線O1−O1と平行に設けても良い。 また、第7図に示す本発明の第3実施例のように、ド
ーム9自体をシリンダ1aの中心線O1−O1上に同心的に設
けたり、あるいは第8図に示す本発明の第4実施例のよ
うに、ドーム9ををシリンダ1aの中心線O1−O1に対し排
気口4側に偏心させても良く、ドーム9の内周壁が球面
13であれば、ドーム9の位置や点火プラグ12のねじ込み
姿勢は適宜変化させることができる。 さらに、本発明に係る2サイクルエンジンは、自動二
輪車用に制約されず、その他の車両や車両以外の種々の
分野にも適用可能である。 〔発明の効果〕 以上詳述した本発明によれば、ピストン頂面に加わる
衝撃が少なくなるので、このピストンの振動が抑えら
れ、シリンダブロックやクランクケース回りの共振を防
止することができる。しかも、ドームの内周壁を球面と
したにも拘らず、ドームとスキッシュゾーンとの連続部
に圧力波の通過を妨げるような絞りが形成されずに済
み、ドーム内で発生した圧力波は、急激に絞られること
なく滑らかにスキッシュゾーンへと拡散される。 そのため、ドーム内に生じた圧力波がスキッシュゾー
ンに広がる際に異音が発生し難くなり、ドームの内周壁
を球面として燃焼効率を良好に維持しつつ、燃焼室回り
からの騒音を小さく抑えることができる。したがって、
上記シリンダブロックやクランクケース回りの共振を防
止できることと合わせて、静粛な運転が可能となるとい
った利点がある。
【図面の簡単な説明】 第1図ないし第5図は、本発明の第1実施例を示し、 第1図は、2サイクルエンジンの断面図、 第2図は、燃焼室の断面形状を示す構成図、 第3図は、シリンダヘッドの平面図、 第4図は、吸気口、排気口および掃気口の位置関係を示
す概略図、 第5図は、エンジン騒音の測定結果を示す特性図、 第6図は、本発明の第2実施例の燃焼室形状を示す構成
図、 第7図は、本発明の第3実施例の燃焼室形状を示す構成
図、 第8図は、本発明の第4実施例の燃焼室形状を示す構成
図である。 1a…シリンダ、6…ピストン、6a…頂面、8…燃焼室、
9…ドーム、10…スキッシュゾーン、12…点火プラグ、
13…球面、A…中心点。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.点火プラグが臨むとともに、シリンダの径方向に沿
    う断面形状が円形のドームと; このドームの開口端に連続してピストン頂面の外周側に
    向って広がり、ピストンが上死点付近に達した際に、混
    合気を圧縮して上記ドーム内に噴出させるリング状のス
    キッシュゾーンと;を備えている2サイクルエンジンの
    燃焼室において、 上記ドームの内周壁を球面状に形成し、この球面の中心
    点を上死点付近におけるピストンの頂面よりも上記点火
    プラグ側に偏った位置に設けるとともに、 上記スキッシュゾーンに連なる上記ドームの開口端を、
    上記球面の中心点を含む上記球面の最大径に対応する部
    分に位置させたことを特徴とする2サイクルエンジンの
    燃焼室。
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DE2232898A1 (de) * 1972-07-05 1974-01-17 May Michael G Verfahren zum spuelen eines wirbelkammer-brennraumes einer zweitakt-brennkraftmaschine und zweitakt-brennkraftmaschine zur durchfuehrung des verfahrens
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