JP3107764B2 - 掃気通路を備えた二サイクルエンジン - Google Patents
掃気通路を備えた二サイクルエンジンInfo
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Description
シリンダ内に形成された燃焼室と、シリンダ壁内に設け
られかつ燃焼室に開放する掃気通路の出口とを備え、燃
焼空気と燃料がこの掃気通路を経て燃焼室に供給され、
出口がほぼシリンダの垂直軸線方向に延びる画成エッジ
を備え、この画成エッジがシリンダ壁の円筒面内にあ
る、特に、エンジンチェーンソー、切断用研削機、刈払
機等のような携帯型作業機器のための二サイクルエンジ
ンに関する。
への混合気の供給がいわゆる掃気通路を経て行われる。
この掃気通路はクランクケースの方へ開放し、シリンダ
壁に設けられた出口に接続している。出口は排気口や吸
気口と同様に、シリンダ内での昇降するピストンによっ
て開閉される。その際、排気口は掃気通路の出口よりも
時間的に早く開放する。それによって、正圧下にある燃
焼ガスが逃げることができる。排気口が更に開放し、時
間的に遅れて掃気通路の出口が開放するので、新鮮な混
合気が燃焼室内に入り、残っている燃焼ガスを排気口に
押しやる。その際、新鮮混合気の一部が排気口から逃げ
ることが避けられない。これは排気の品質にとって不利
であるだけでなく、燃料消費が多くなる。従って、掃気
通路とその出口は、出口から燃焼室に流入する流れがほ
ぼ排気口と反対側の壁範囲に向くように、配置および配
向されている。それによって、掃気損失が少なくなる。
それにもかかわらず、新鮮混合気の少なからぬ部分が燃
焼しないで排気口から逃げ、多量のHCエミッションが
生じることが判った。
題は、排気中のHC成分が低減され、燃焼消費が少なく
なるように、冒頭に述べた種類の二サイクルエンジンを
改良することである。
い、シリンダ壁の円筒面内で周方向に測定した出口の幅
が、この出口に接続する掃気通路の横断面の、同じ方向
に測定した幅よりも大きく、掃気通路が接続区間によっ
て出口に接続し、掃気通路と接続区間の間に、ほぼシリ
ンダ垂直軸線方向に延びる流れ剥離エッジが形成されて
いることによって解決される。
成された流れ剥離エッジが掃気通路の通路壁に設けられ
ていることが重要である。この流れ剥離エッジにより、
掃気通路の配向および配置と出口とによって構造的に設
定された流れ方向が内燃機関の運転中迅速なガス交換の
ときにも保証される。混合気は構造的に設定された流れ
方向に燃焼室に流入し、それによって流れ方向の扇状の
拡がりに基づいて新鮮混合気が排気口から直接流出する
ことが避けられる。掃気通路内にある流れ剥離エッジは
簡単に形成可能であり、かつ形状的に安定している。な
ぜなら、この流れ剥離エッジが機械的な応力にさらされ
ないからである。シリンダの垂直軸線方向に延びる出口
の画成エッジはシリンダ壁の円筒面内にあり、昇降する
ピストンによって機械的な応力にさらされる。この画成
エッジは一方では角張った任意の形に形成することがで
きない。なぜなら、ピストンまたはピストンリングが損
傷する恐れがあるからである。他方では、出口の画成エ
ッジを丸めると、流れが大きく拡がり、それによって同
時に大きな掃気損失が生じる。本発明に従って掃気通路
内に形成された流れ剥離エッジとシリンダ壁の円筒面内
にある出口の画成エッジに分割することにより、一方で
はピストンの損傷の恐れなしに流れを剥離するための尖
ったエッジを形成することができ、他方では昇降するピ
ストンが機械的に損傷しないように出口の画成エッジを
形成することができる。
口の画成エッジの好ましい同時形成は、中ぐりのような
切削加工によってあるいはシリンダの鋳造時の中子の適
当な形成によって簡単に可能である。
ッジは、互いに接続する二つの面によって形成されてい
る。この面は120°よりも小さな角度、特に90°よ
りも小さな角度をなしている。この角度は特に鋭角であ
る。それによって、満足できる流れ剥離が保証される。
て設けられている。この場合、流れエッジは実質的に、
燃焼室を画成するピストンのストローク範囲にわたって
のみ延びている。それによって、製作コストが低減され
る。
気口に隣接する出口の画成エッジに形成されている。な
ぜなら、この個所で発生する流れの拡がりが大きな掃気
損失を生じ得るからである。
次の記載および図面から明らかになる。図には、次に詳
しく説明する本発明の実施の形態が示してある。
携帯型作業機器、例えばエンジンチェーンソー、切断用
研削機、刈払機等に組み込むために役立つ。新気で掃気
される二サイクルエンジン1は実質的に、シリンダ2と
クランクケース3からなっている。シリンダ内には燃焼
室4が形成されている。この燃焼室は周方向においてシ
リンダ壁5によって画成され、軸方向においてシリンダ
ヘッド6と昇降するピストン7によって画成されてい
る。シリンダ壁5には排気口8が設けられ、この排気口
には排気通路9が接続している。シリンダのクランクケ
ース側の端部には吸気口10が設けられ、この吸気口に
は吸気通路11が接続している。図示の実施の形態で
は、吸気通路11はクランクケース3に開口している。
吸引された燃料/空気混合気はこのクランクケースから
溢流通路すなわち掃気通路20,30を経て燃焼室4に
入る。掃気通路20,30はシリンダ壁5に開口した軸
方向スリットとして形成されている。シリンダヘッド6
寄りの掃気通路端部は出口21,31を形成している。
シリンダ2の周方向に延びる出口21,31の上側のエ
ッジ22,32は、図示実施の形態では同じ高さ位置に
ある。排気口から離れた掃気通路30を、排気口に近い
掃気通路20よりも、或るクランク軸角度だけ早く開放
すると合目的である。
ピストン7またはピストンスカートによって開閉され
る。ピストン7は連接棒12を介してクランク軸13に
連結されている。このクランク軸はクランク軸中心軸線
14回りに回転する。ピストンが破線で示した上側の位
置にあると、圧縮された混合気がシリンダヘッド6に設
けたプラグ16によって点火される。ピストンは上死点
を越えた後で下方へ移動し、その際先ず最初に排気口8
を開放するので、正圧下にある燃焼ガスは排気通路9に
流出する。ピストン7が更に下降すると、掃気通路2
0,30の出口21,31が開放する。ピストン7の下
降運動に基づいてクランクケース3内で正圧下にある新
しい混合気は、掃気通路20,30を経て燃焼室4に流
入し、そこにある残留ガスを押しやる。続いてピストン
7が上昇すると、クランクケース3内に負圧が発生す
る。従って、ピストン7の上昇運動に基づいて開放した
吸気口10と吸気通路11から次の燃焼室充填のための
新しい混合気がクランクケース3に流入する。
を通る中心平面15の各側に、それぞれ2つの掃気通路
20,30が設けられている。基本的には他の組み合わ
せも可能である。例えば各々1個の掃気通路あるいは各
々3個以上の掃気通路を中心平面15の各側に設けるこ
とができる。ダイヤフラム形モータの場合には第5の通
路が設けられる。
面15に対して次のような角度をなしている。すなわ
ち、流入する流れ23,33がほぼ排気口8に対向する
シリンダ壁5の壁領域18に向くような角度をなしてい
る。壁領域18の方向に向いた妨害されない流れを形成
するために、本発明に従って、排気口8に隣接する掃気
通路20または30の通路壁24または34に、ピスト
ン7のほぼ往復運動方向(昇降方向)に延びる流れエッ
ジ25または35が形成されている。この流れエッジは
図示の実施の形態では、互いに接続する2つの面によっ
て形成されている。この場合、一方の面は掃気通路20
または30の通路壁24または34であり、他方の面は
接続区間(移行区間)40の通路壁44である。互いに
接続する2つの面24または34と44とがなす角度5
0は、図2に示す実施の形態では、160°よりも小さ
く、特に120°よりも小さい。図3に示すように、角
度50は好ましくは90°である。図4,5の実施の形
態では、角度50は鋭角である、すなわち90°よりも
小さい。
通路20または30を接続する。この場合、排気口8に
隣接する接続区間40の通路壁44は、シリンダ壁5の
周方向に測定した出口21,31の幅Bを、掃気通路2
0または30の狭い幅bに狭める。従って、掃気通路2
0または30と出口21または31との間の接続区間4
0は、シリンダ壁5の周方向に測定した掃気通路20ま
たは30の幅bを、出口21または31の広い幅Bに拡
げるために役立つ。この場合、掃気通路20または30
と接続区間40との間に、シリンダ縦軸線17に対して
ほぼ平行な流れ剥離エッジ25または35が形成されて
いる。反対側の通路壁124または134は好ましくは
シリンダ壁5の円筒面19で終わっている。
排気口8に隣接するその画成エッジ26または36にお
いてのみ、掃気通路20または30の横断面よりも広く
なっている。その際、排気口8に隣接する画成エッジ2
6または36は曲率半径Rで丸められている。接続区間
40の通路壁44は好ましくは曲率半径Rでシリンダ壁
5の円筒面19に接続している。
隣接する掃気通路20の通路壁24と接続区間40との
間に、段部41が形成されている。この場合、段部の面
41′は通路壁24に対して直角50をなしている。通
路壁44は段部の面44′にほぼ直角に接続し、曲率半
径Rでシリンダ壁5の円筒面19に接続している。
0の通路壁24は接続区間40の通路壁44′に対して
90°よりも小さな鋭角50をなしている。図示実施の
形態ではこの角度50は70°である。通路壁44′は
出口21の画成エッジ26の方へ部分円状の接続部45
でもって延びている。この場合、接続部45はシリンダ
壁5の円筒面19に対して鈍角をなしている。
0の通路壁24は接続区間40の接線方向に延びる面4
4′に対して約70°の鋭角50をなしている。面4
4′は湾曲区間45がシリンダ壁5の円筒面19に接続
している。その際、約170°の鈍角が形成されてい
る。
0,30の出口21,31の手前に位置する流れ剥離エ
ッジ25,35は好ましくは排気口8に隣接する掃気通
路20または30の通路壁24または34内に設けられ
ているだけでなく、図2の掃気通路30とその壁134
の例で示すように、反対側の壁134にも設けられてい
る。
はシリンダ2の軸方向において、ピストン7のストロー
ク範囲の高さHにわたってのみ延びている。
る。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 シリンダ(2)と、このシリンダ内に形
成された燃焼室(4)と、シリンダ壁(5)内に設けら
れかつ燃焼室(4)に開放する掃気通路(20,30)
の出口(21,31)とを備える二サイクルエンジンで
あって、燃焼空気と燃料がこの掃気通路を経て燃焼室
(4)に供給され、出口(21,31)がほぼシリンダ
(2)の垂直軸線(17)方向に延びる画成エッジ(2
6,36)を備え、この画成エッジがシリンダ壁(5)
の円筒面(19)内にあり、シリンダ壁(5)の円筒面
(19)内で周方向に測定した出口(21,31)の幅
(B)が、この出口に接続する掃気通路(20,30)
の横断面の、同じ方向に測定した幅(b)よりも大き
く、掃気通路(20,30)が接続区間(40)によっ
て出口(21,31)に接続する二サイクルエンジンに
して、掃気通路(20,30)と接続区間(40)の間
に、ほぼシリンダ垂直軸線(17)方向に延びている且
つ互いに接続する二つの面(24,44)によって形成
されているエッジ(25,35)を備える二サイクルエ
ンジンにおいて、 エッジ(25,35)が流れ剥離エッジを形成するよう
に、前記二つの面(24,44)の間の角度(50)が
120°よりも小さく形成されており、流れ剥離エッジ
(25,35)が燃焼室(4)の排気口(8)に隣接す
る、出口(21,31)の側に配置されている ことを特
徴とする二サイクルエンジン。 - 【請求項2】 前記二つの面(24,44)の間の角度
(50)が、90°よりも小さく、すなわち鋭角に形成
されていることを特徴とする請求項1記載の二サイクル
エンジン。 - 【請求項3】 流れ剥離エッジ(25,35)が実質的
に、燃焼室(4)を画成するピストン(7)のストロー
ク範囲内で延びていることを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の二サイクルエンジン。 - 【請求項4】 シリンダ(2)の垂直軸線(17)の方
向に延びる出口(21,31)の画成エッジ(26,3
6)が丸められていることを特徴とする請求項1〜3の
いずれか一つに記載の二サイクルエンジン。 - 【請求項5】 出口(21,31)の画成エッジ(2
6,36)が曲率半径(R)でもって接続区間(40)
の通路壁(44)に接続していることを特徴とする請求
項1〜4のいずれか一つに記載の二サイクルエンジン。 - 【請求項6】 接続区間(40)の通路壁(44)と掃
気通路(20)の通路壁(24)との間に、段部(4
1)が形成されていることを特徴とする請求項1〜5の
いずれか一つに記載の二サイクルエンジン。
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