JP2947962B2 - 2サイクルエンジン - Google Patents

2サイクルエンジン

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JP2947962B2
JP2947962B2 JP3081979A JP8197991A JP2947962B2 JP 2947962 B2 JP2947962 B2 JP 2947962B2 JP 3081979 A JP3081979 A JP 3081979A JP 8197991 A JP8197991 A JP 8197991A JP 2947962 B2 JP2947962 B2 JP 2947962B2
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羊一 石橋
茂 小林
修 工藤
真一 磯村
道男 大久保
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は2サイクルエンジンに
係り、特に掃気流に対して積極的に空燃比の濃度差をつ
けたものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の2サイクルエンジンにおける燃焼
室は一般的に単室構造を採用するが、実開平3−121
9号公報にはピストン上部に掃気ポートと連通可能な第
1容積部を設け、排気ポート側のシリンダヘッド又はピ
ストン上部のいずれかに第2容積部を設けたものが記載
されている。このようにすると、第1容積部内を新気で
掃気後、第1容積部に臨む位置へ燃料噴射を行うことに
より、成層給気を行うことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構造の
場合、燃料噴射に先立って新気による掃気が必要である
から、燃料噴射後、点火までの時間が極めて短くなる
(例えば、クランク角度で約100度)。このため、充
填される混合気の絶対量が少なくなる。これに対し、一
案として掃気流に対し積極的に空燃比の濃度差をつける
ことが考えられるが、この場合、少給気比時になると単
室構造では掃気流の拡散作用により成層給気が困難にな
って不整燃焼を招くことがある。そこで本発明の目的は
係る問題点の解決にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る2サイクルエンジンは、ピストンの上
死点近傍においてシリンダヘッドとの間に空燃比の薄い
(以下、リーンという)混合気からなるリーン燃焼室を
形成するためのリーン燃焼室形成部と、リーン燃焼室と
連通しかつ空燃比の濃い(以下、リッチという)混合気
からなるリッチ燃焼室を形成するためのリッチ燃焼室形
成部とをそれぞれピストンのクラウン部に設けるととも
に、ピストンの下死点近傍において、リーン燃焼室形成
部は排気ポート近傍に開口するリーン気体を供給可能な
主掃気ポートに臨み、リッチ燃焼室形成部は排気ポート
から離れて開口するリッチ混合気を供給可能な副掃気ポ
ートに臨むよう形成したことを特徴とする。
【0005】
【作用】掃気流には積極的に空燃比の濃度差がつけられ
ており、ピストンの下死点近傍において、リーン気体が
主掃気ポートからクラウン部に設けられたリーン燃焼室
形成部へ供給され、同時にクラウン部に設けられたリッ
チ燃焼室形成部へは副掃気ポートからリッチ混合気が供
給される。リッチ燃焼室形成部に供給されたリッチ混合
気はリッチ燃焼室形成部に溜り易くなっている。その
後、ピストンが上死点近傍まで移動すると、クラウン部
のリーン燃焼室形成部とシリンダヘッドとの間にリーン
燃焼室が、クラウン部のリッチ燃焼室形成部とシリンダ
ヘッドとの間にはリーン燃焼室と連通してリッチ燃焼室
が形成されるので、成層給気が行われる。このとき、ピ
ストンのクラウン部にリッチ燃焼室形成部とリーン燃焼
室形成部を設けたので、少給気比時であっても濃度差を
つけられた掃気流は相互に拡散混合しにくくなり、掃気
ポートから供給される混合気は予混合されているから、
十分な充填量が得られる。
【0006】
【実施例】図1及び図2に第1の実施例を示す。図1は
本実施例に係る2サイクルエンジンのピストンが下死点
時における断面構造であり、図2はその上死点状態を示
す。図1において、シリンダ1の側面には排気ポート
2、主掃気ポート3及び副掃気ポート4がそれぞれ開口
形成されている。主掃気ポート3は排気ポート2の近傍
に開口し、ピストン5のクラウン部一般面であるリーン
燃焼室形成部6に臨んでいる。副掃気ポート4は主掃気
ポート3と比べてより低く、かつ排気ポート2から離れ
た位置に開口し、ピストン5のクラウン部を一部分凹部
状に形成したリッチ燃焼室形成部7に臨んでいる。リッ
チ燃焼室形成部7とリーン燃焼室形成部6との間は湾曲
して凹面状に副掃気ポート4を囲む曲面8で接続してお
り、曲面8はリッチ燃焼室形成部7側からリーン燃焼室
形成部6側へリッチな混合気が拡散することを防止する
部分になっている。なお、副掃気ポート4は掃気通路4
aを介して図示省略のクランク室内側へ連通し、主掃気
ポート3も同様である。但し、両ポートによって形成さ
れるリッチ掃気流A及びリーン掃気流Bの空燃比には予
め適宜な手段で濃度差がつけられており、主掃気ポート
3には空気のみの場合を含むリーン気体とレシデュアル
ガスが供給され、副掃気ポート4には拡散時に理論混合
比となる程度に予混合されたリッチ混合気が供給され
る。また、副掃気ポート4によるリッチ掃気流Aは曲面
8に案内されて後述するリッチ燃焼室を指向してシリン
ダヘッド方向へ流れるように設定される。一方、主掃気
ポート3によるリーン掃気流Bの方向は副掃気ポート4
からのリッチ混合気が排気ポート2方向へ吹き抜けない
ようブロックできるような方向に設定されている。
【0007】一方、シリンダヘッド9には図2に示すよ
うに、ピストン5が上死点にあるときリーン燃焼室形成
部6の上方に臨む第1の段部10と、リッチ燃焼室形成
部7側へ突出する第2の段部11とが形成される。第1
の段部10とリーン燃焼室形成部6との間にはリーン燃
焼室12が形成され、かつこのリーン燃焼室12へ先端
が臨む第1のプラグ13が設けられている。また、第2
の段部11とリッチ燃焼室形成部7との間にはリッチ燃
焼室14が形成され、このリッチ燃焼室14へ臨む第2
のプラグ15が設けられている。リーン燃焼室12とリ
ッチ燃焼室14とは連通路16で相互に連通している。
なお、リッチ燃焼室14の容積VR とリーン燃焼室12
の容積VL との比は、VR /VL ≦1になっている。
【0008】次に、本実施例の作用を説明する。まず図
1に示すピストン5の下死点において、主掃気ポート3
からはリーン燃焼室形成部6上へリーン気体が供給され
る。同時に副掃気ポート4から供給されるリッチ混合気
は、その大部分が曲面8に遮られので、リーン燃焼室形
成部6へ拡散しにくくなり、まず凹部状をなすリッチ燃
焼室形成部7へ溜められる。このとき、副掃気ポート4
の掃気流Aはシリンダ軸線に対して略直交するようシリ
ンダ中心方向へ噴出するが、曲面8によってリッチ燃焼
室14方向へ向って略直角に曲がるよう方向づけられ易
くなる。したがって、曲面8は副掃気ポート4からのリ
ッチ掃気流Aをリッチ燃焼室14へ導くための一種の案
内板の役割をも果す。さらに、排気ポート2方向へ吹き
抜けようとしても、主掃気ポート3からの掃気流Bにブ
ロックされるので吹き抜けにくくなり、やはりリッチ燃
焼室14を指向することになる。これによりリーン燃焼
室形成部6上側へさらに拡散しにくくなっている。
【0009】この状態からピストン5がシリンダヘッド
9へ向って移動し、図2に示す上死点に至ると、リーン
燃焼室形成部6と第1の段部10の間にリーン燃焼室1
2が形成されるとともに、リッチ燃焼室形成部7と第2
の段部11との間にリッチ燃焼室14が形成される。リ
ーン燃焼室12とリッチ燃焼室14の間は連通路16で
連通している。このとき、リッチ燃焼室14内にはピス
トン5の上動中もあまり拡散せずにリッチ燃焼室形成部
7内へ溜っていたリッチ混合気が主体になって給気され
る。ゆえに、リッチ燃焼室14内にはリッチ混合気が、
リーン燃焼室12にはリーン混合気が、それぞれ濃度差
を持って供給される層状給気が実現される。そのうえ小
給気比状態であっても、リッチ燃焼室形成部7からリー
ン燃焼室形成部6側へ混合気が拡散しにくくなっている
から、リッチ燃焼室14内にはリッチ混合気が十分に供
給されるものと期待される。
【0010】そこで、第2のプラグ15によりリッチ燃
焼室14内のリッチ混合気へ着火すると、強力な火炎を
形成して連通路16からリーン燃焼室12側へ伝播す
る。このため、リーン燃焼室12のリーンな混合気は、
リッチ燃焼室14からのトーチ火炎と第1のプラグ13
の点火火花とで迅速に着火可能になり、着火性能が著し
く高まる。しかも効率よく燃焼することが可能になる。
特に小給気比状態であっても層状給気が維持されている
ので、不整燃焼が減少してリーン燃焼室12における燃
焼は効率的に行われことが期待できる。ゆえに、2サイ
クルエンジンであっても層状給気を可能にできる。な
お、副掃気ポート4から供給されるリッチ混合気はクラ
ンク室側で予混合されているため、副掃気ポート4が開
いている時間全てが混合気の充填に当てられるから、充
填量を十分に多くできる。
【0011】図3及び図4は第2の実施例であり、それ
ぞれ図1及び図2に対応する状態を示している。なお、
前実施例と共通する部分には共通符号を使用するものと
する。この実施例ではリーン燃焼室形成部6とリッチ燃
焼室形成部7とをより確実に区画するため、両者の境界
部にピストン5のクラウン部からシリンダヘッド9方向
へ突出する突部壁17が形成されている。突部壁17は
その断面が前実施例の曲面8を連続曲面でさらにシリン
ダヘッド9方向へ延長させたものに相当する。但し、突
部壁17の端部で副掃気ポート4と重なる部分は切欠部
18をなし、副掃気ポート4がリッチ燃焼室形成部7内
へ臨むようになっている。また、主掃気ポート3と副掃
気ポート4の高さはほぼ等しく、かつ図4に明らかなよ
うにリーン燃焼室12とリッチ燃焼室14も突部壁17
によって区画されてほぼ同じ高さに形成される。また、
リーン燃焼室12とリッチ燃焼室14は突部壁17先端
とシリンダヘッド9との間隙により形成された連通路1
6で連通している。
【0012】次に、本実施例の作用を説明する。副掃気
ポート4の掃気流Aはリーン燃焼室形成部6とリッチ燃
焼室形成部7の間に大きく突出して両者を区画する突部
壁17により、リーン燃焼室形成部6側への拡散をより
確実に防止されるから、リーン燃焼室形成部6上のリー
ン気体とさらに拡散混合しにくくなり、副掃気ポート4
を主掃気ポート3と同程度の高さに形成可能になる。ま
た、突部壁17と主掃気ポート3による掃気流Bによ
り、副掃気ポート4から排気ポート2への吹き抜けをよ
り効率的に防止できる。このため、副掃気ポート4から
供給される混合気の空燃比が前実施例と同じであれば、
リッチ燃焼室14内の混合気をよりリッチにできるた
め、さらに着火性能並びに燃焼効率を高め不整燃焼をよ
り少なくできる。
【0013】
【発明の効果】本発明の2サイクルエンジンは、ピスト
ンのクラウン部に、ピストンの上死点近傍においてシリ
ンダヘッドとの間にリーンな混合気からなるリーン燃焼
室を形成するためのリーン燃焼室形成部と、リーン燃焼
室と連通しかつリッチ混合気からなるリッチ燃焼室を形
成するためのリッチ燃焼室形成部とをそれぞれ設けると
ともに、ピストンの下死点近傍において、リーン燃焼室
形成部を排気ポート近傍に開口しリーン気体を供給可能
な主掃気ポート臨ませ、リッチ燃焼室形成部を排気ポー
トから離れて開口し、リッチ混合気を供給可能な副掃気
ポートに臨ませた。ゆえに、シリンダ内に複数の積極的
に濃度差をつけた掃気流を形成でき、層状給気すること
が可能になった。特に、小給気比状態のときでも濃度差
のついた掃気流を相互に拡散しにくくできるので、着火
性能を良好にでき、かつ不整燃焼を減少させることがで
きる。そのうえ、リッチ混合気は予混合されるので、副
掃気ポートの開いている間中リッチ混合気の供給可能で
あり、混合気の充填量を多くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例に係る下死点状態のエンジン要部
断面図
【図2】第1の実施例に係る上死点状態のエンジン要部
断面図
【図3】第2の実施例に係る図1相当図
【図4】第2の実施例に係る図2相当図
【符号の説明】
1 シリンダ 3 主掃気ポート 4 副掃気ポート 5 ピストン 6 リーン燃焼室形成部 7 リッチ燃焼室形成部 8 曲面(拡散防止部) 9 シリンダヘッド 12 リーン燃焼室 14 リッチ燃焼室 17 突部壁(拡散防止部) A リッチ掃気流 B リーン掃気流
フロントページの続き (72)発明者 磯村 真一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社 本田技術研究所内 (72)発明者 大久保 道男 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社 本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−159722(JP,A) 特開 平3−33424(JP,A) 特開 昭58−5424(JP,A) 実開 平3−1219(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02B 25/00 - 25/28 F02B 1/00 - 23/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストンの上死点近傍においてシリンダ
    ヘッドとの間に空燃比が比較的薄い混合気からなるリー
    ン燃焼室を形成するためのリーン燃焼室形成部と、リー
    ン燃焼室と連通しかつ比較的濃い混合気からなるリッチ
    燃焼室を形成するためのリッチ燃焼室形成部とをそれぞ
    れピストンのクラウン部に設けるとともに、ピストンの
    下死点近傍において、リーン燃焼室形成部は排気ポート
    近傍に開口する空燃比の薄い気体を供給可能な主掃気ポ
    ートに臨み、リッチ燃焼室形成部は排気ポートから離れ
    て開口する空燃比の濃い混合気を供給可能な副掃気ポー
    トに臨むことを特徴とする2サイクルエンジン。
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