JP3235746B2 - 2サイクル筒内燃料噴射エンジンの潤滑構造及び潤滑方法 - Google Patents

2サイクル筒内燃料噴射エンジンの潤滑構造及び潤滑方法

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JP3235746B2 JP30327992A JP30327992A JP3235746B2 JP 3235746 B2 JP3235746 B2 JP 3235746B2 JP 30327992 A JP30327992 A JP 30327992A JP 30327992 A JP30327992 A JP 30327992A JP 3235746 B2 JP3235746 B2 JP 3235746B2
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逞 亀山
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    • 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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  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は船外機等に用いて好適な
2サイクル筒内燃料噴射エンジンの潤滑構造及び潤滑方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】2サイクルエンジンは、燃料の吹き抜
け、失火の発生等により、燃費、排ガス(特にHC)の
浄化が4サイクルエンジンよりも劣る。そこで従来、特
開平1-294936号公報に記載の如く、燃料を直接気筒内燃
焼室に噴射するとともに、空気供給経路に導入された空
気をクランク室で予圧縮した後に掃気通路から気筒内燃
焼室に供給する筒内燃料噴射エンジンが提案されてい
る。このものによれば、燃料とは別系統の空気供給経路
から供給される吸入空気にて掃気を行ない、燃料の吹き
抜けを防止できる。また、過剰な程に充分な空気を掃気
通路から燃焼室内に供給しながら、点火プラグ回りにて
燃え易い状態の燃料を成層化させて燃焼でき、失火発生
を防止できる。
【0003】ところで、上記の如くの筒内燃料噴射エン
ジンにおいて、クランク軸、連接棒、ピストン、気筒内
面等の相対移動部品を潤滑するため、上述の空気供給経
路に潤滑油を供給することが考えられる。即ち、潤滑油
を空気の流れにのせて運び、クランク室内で飛散、拡散
させ、各移動部品や気筒内面に付着せしめようとするも
のである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、筒内燃料
噴射エンジンにあっては、燃料が直接気筒内燃焼室に供
給されるため、上述の潤滑油が供給される空気供給経路
に燃料の供給がない。また、通常の2サイクルエンジン
オイルでは、40℃のときの粘度が30〜45CST 、100 ℃の
ときの粘度が5 〜 8CST の如くの高い粘度のものが一般
的であり、このために、潤滑油は燃料の流れの中に希釈
化されて低粘度化することなく、高粘度のままで供給さ
れることになり、結果としてクランク室内を広く、かつ
遠くにまで飛散、拡散、流動しにくく、潤滑不足を生じ
易い。
【0005】特に、ピストン外周部の燃焼室側直近に位
置するリング(圧縮リング)回りでは、(a) リング、気
筒内面の摩耗が増大し、(b) リングの熱負荷大によりス
カッフィング耐力が小となり、或いは(c) 潤滑油の流動
が悪く、劣化潤滑油の滞溜を生ずる等の問題点がある。
【0006】本発明は、筒内燃料噴射エンジンにおい
て、ピストン外周部の燃焼室側に位置するリング回りで
の潤滑不足を解消することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料を直接気
筒内燃焼室に噴射するとともに、空気供給経路に導入さ
れた空気をクランク室で予圧縮した後に掃気通路から気
筒内燃焼室に供給し、かつ空気供給経路に潤滑油を供給
し、更に気筒内を往復移動するピストン外周部に設けた
複数のリング溝のそれぞれにリングを装着してなる2サ
イクル筒内燃料噴射エンジンの潤滑構造において、ピス
トン外周部のクランク室側に位置するリングをピストン
軸方向に迂回し、ピストン外周部の上記リングに対する
上、下面を互いに連通するオイル経路をピストン内に設
けてなるようにしたものである。また、本発明は、燃料
を直接気筒内燃焼室に噴射するとともに、空気供給経路
に導入された空気をクランク室で予圧縮した後に掃気通
路から気筒内燃焼室に供給し、かつ空気供給経路に潤滑
油を供給してなる2サイクル筒内燃料噴射エンジンの潤
滑方法において、2サイクル筒内燃料噴射エンジンに供
給される潤滑油として、40℃のときの粘度が10〜20CST
、100 ℃のときの粘度が2 〜4 CST のものを用いるよ
うにしたものである。
【0008】
【作用】空気供給経路に供給された潤滑油は、空気の
流れにのってクランク室内で飛散し、クランク軸、連接
棒、気筒内面、ピストンスカート部外面に付着し、それ
らの相対移動部品を潤滑する。このとき、気筒内面、ピ
ストンスカート部外面に付着した潤滑油は、ピストンの
下降行程で、ピストン外周部のクランク室側に位置する
リングの下面から、該ピストンに設けたオイル経路を通
って上記リングの上面側に導入される。
【0009】これにより、上記潤滑油は、燃料に混合し
て希釈化されない比較的高粘度の粘度状態でありなが
ら、ピストン外周部のクランク室側に位置するリングを
迂回し、ひいては燃焼室側に位置するリング側へと流動
し、該燃焼室側に位置するリング回りでの潤滑不足を解
消する。
【0010】よって、(a) 燃焼室側に位置するリング、
気筒内面の摩耗を軽減し、(b) 該リングの熱負荷軽減に
よりスカッフィング耐力を向上し、かつ(c) 潤滑油の流
動を良くし、劣化潤滑油の滞溜を軽減し得る。
【0011】空気供給経路に供給される潤滑油とし
て、40℃のときの粘度が10〜20CST 、100 ℃のときの粘
度が 2〜 4CST のものを用いることにより、使用潤滑油
の粘度を当初から比較的低粘度とすることとなる。従っ
て、潤滑油は、燃料に混合されて希釈化されることがな
くても、空気供給経路において広く、かつ遠くにまで十
分に飛散し、クランク軸、連接棒、ピストン、気筒内燃
等の相対移動部品に付着し、相対移動部品の潤滑を良好
に保つものとなる。
【0012】
【実施例】図1は本発明が適用された船外機用エンジン
を示す縦断面図、図2は図1の平面図、図3はピストン
を示す模式図、図4は本発明の効果を示す線図、図5は
燃料供給系と潤滑油供給系を示す模式図である。
【0013】図1、図2は船外機用エンジン10に本発
明を適用したものであり、エンジン10は、不図示の推
進ユニットの上部に搭載され、シリンダブロック11、
クランクケース12、シリンダヘッド13、ピストン1
4、クランク軸15、連接棒15Aとを有する2サイク
ルエンジンである。尚、シリンダブロック11は気筒を
構成するスリーブ11Aを備えている。また、クランク
軸15の下端部には推進ユニットのドライブ軸16が連
結されている。
【0014】エンジン10にあっては、クランクケース
12に接続された吸気管17に設けられるスロットル弁
18、リード弁19、クランク室20、掃気通路21に
て形成される空気供給経路に導入される空気を、クラン
ク室20で予圧縮した後に掃気通路21から燃焼室22
に供給する。
【0015】また、エンジン10にあっては、シリンダ
ヘッド13に設けられる噴射装置23から空気混合燃料
を燃焼室22内の、点火プラグ回りに直接的に噴射可能
とする。
【0016】尚、噴射装置23は、当例では高圧空気ア
シスト式であり、図5に示す如く、(a) インジェクタ5
0への燃料供給系を構成する燃料タンク51、ストレー
ナ52、水分離装置53、気液分離装置54、燃料ポン
プ55を有するとともに、(b) インジェクタ50への高
圧空気供給系を構成するコンプレッサ56を有する。ま
た、インジェクタ50に供給された燃料、高圧空気の余
剰分は、それぞれ、レギュレータ57を経て、気液分離
装置54に環流せしめられる。尚、コンプレッサ56は
発電機58とともにクランク軸にて駆動される。
【0017】また、噴射装置23は、噴射制御装置60
を備えている。噴射制御装置60は、スロットルセンサ
61、クランク角センサ62、クランク圧センサ63の
検出結果に基づき、公知の方法により、インジェクタ5
0による燃料噴射時期、燃料噴射量を制御する。
【0018】更に、エンジン10にあっては、オイルポ
ンプ30によってオイルタンク32内の潤滑油を圧送
し、上記空気供給経路の吸気管17に設けたオイル吐出
口31に潤滑油を供給する。この潤滑油は、空気供給経
路に生ずる空気の流れにのってクランク室20内に飛
散、供給され、クランク軸15、連接棒15A、スリー
ブ11Aの内面、ピストン14のスカート部外面に付着
し、それらの相対移動部品を潤滑する。
【0019】このとき実施例1としては、上述の潤滑油
は、40℃のときの粘度が10〜20CST、100 ℃のときの粘
度が 2〜4CSTのものが用いられる。
【0020】また、エンジン10にあっては、図3に示
す如く、スリーブ11A内を往復移動するピストン14
の外周部に2本の環状をなす第1、第2リング溝41、
42を設け、各リング溝41、42のそれぞれに第1、
第2リング41A、42Aを装着している。第1リング
41Aは燃焼室22側に位置し、圧縮リングとして機能
する。第2リング42Aはクランク室20側に位置し、
オイルリングとして機能する。
【0021】ここで実施例2としては、ピストン14に
おいて、その周方向の4位置のそれぞれに溝状のオイル
経路43を備えている。各オイル経路43は、第2リン
グ溝42を上下に横切るように設けられて、第2リング
42Aをピストン軸方向に迂回し、第2リング42Aに
対する上、下面を互いに連通する。
【0022】具体的には、各オイル経路43は、第2リ
ング溝42の幅より大なる直径、かつ第2リング溝42
の深さより大なる深さの円形孔、もしくは楕円形孔を該
第2リング溝42を含む位置に穿設することにて、一挙
に加工形成され得る。
【0023】以下、本実施例の作用について説明する。
実施例2では空気供給経路の吸気管17に供給された潤
滑油は、空気の流れにのってクランク室20内で飛散
し、クランク軸15、連接棒15A、スリーブ11A内
面、ピストン14スカート部外面に付着し、それらの相
対移動部品を潤滑する。このとき、スリーブ11A内
面、ピストン14スカート部外面に付着した潤滑油は、
ピストン14の下降行程で、ピストン14外周部のクラ
ンク室20側に位置する第2リング42Aの下面から、
該ピストン14に設けたオイル経路43を通って上記第
2リング42Aの上面側に導入される。
【0024】これにより、上記潤滑油は、燃料に混合し
て希釈化されない比較的高粘度の粘度状態でありなが
ら、ピストン14外周部のクランク室20側に位置する
第2リング42Aを迂回し、ひいては燃焼室22側に位
置する第1リング41A側へと流動し、該第1リング4
1A回りでの潤滑不足を解消する。
【0025】よって、(a) 燃焼室22側に位置する第1
リング41A、スリーブ11A内面の摩耗を軽減し、
(b) 該第1リング41Aの熱負荷軽減によりスカッフィ
ング耐力を向上し、かつ(c) 潤滑油の流動を良くし、劣
化潤滑油の滞溜を軽減し得る。
【0026】また、実施例1では空気供給経路の吸気管
17に供給される潤滑油として、40℃のときの粘度が10
〜20CST 、100 ℃のときの粘度が 2〜4CSTのものを用い
ることにより、使用潤滑油の粘度を当初から比較的低粘
度とすることとなる。従って、潤滑油は、燃料に混合さ
れて希釈化されることがなくても、空気供給経路におい
て広く、かつ遠くにまで十分に飛散し、クランク軸1
5、連接棒15A、ピストン14、気筒内燃等の相対移
動部品に付着し、相対移動部品の潤滑を良好に保つもの
となる。
【0027】図4は、従来エンジンAと本発明エンジン
Bのそれぞれにおいて、エンジン回転数2000rpm 、 5時
間運転後の第1リング表面クロムメッキ摩耗量を測定し
た結果である。測定部位は、第1リング表面の合口反対
部である。図4によれば、ピストンにオイル経路を設け
た本発明エンジンによれば、第1リング表面の摩耗量
を、従来に比して格段に軽減できることが認められる。
また、実施例1での潤滑油を用いても同様の結果が得ら
れる。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、筒内燃料
噴射エンジンにおいて、ピストン外周部の燃焼室側に位
置するリング回りでの潤滑不足を解消することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明が適用された船外機用エンジンを
示す縦断面図である。
【図2】図2は図1の平面図である。
【図3】図3はピストンを示す模式図である。
【図4】図4は本発明の効果を示す線図である。
【図5】図5は燃料供給系と潤滑油供給系を示す模式図
である。
【符号の符号】 10 エンジン 11A スリーブ(気筒) 14 ピストン 17 吸気管(空気供給経路) 20 クランク室 21 掃気通路 22 燃焼室 41、42 リング溝 41A、42A リング 43 オイル経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02F 3/00 F01M 1/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料を直接気筒内燃焼室に噴射するとと
    もに、空気供給経路に導入された空気をクランク室で予
    圧縮した後に掃気通路から気筒内燃焼室に供給し、 かつ空気供給経路に潤滑油を供給し、 更に気筒内を往復移動するピストン外周部に設けた複数
    のリング溝のそれぞれにリングを装着してなる2サイク
    ル筒内燃料噴射エンジンの潤滑構造において、 ピストン外周部のクランク室側に位置するリングをピス
    トン軸方向に迂回し、ピストン外周部の上記リングに対
    する上、下面を互いに連通するオイル経路をピストン内
    に設けてなることを特徴とする2サイクル筒内燃料噴射
    エンジンの潤滑構造。
  2. 【請求項2】 燃料を直接気筒内燃焼室に噴射するとと
    もに、空気供給経路に導入された空気をクランク室で予
    圧縮した後に掃気通路から気筒内燃焼室に供給し、 かつ空気供給経路に潤滑油を供給してなる2サイクル筒
    内燃料噴射エンジンの潤滑方法において、 2サイクル筒内燃料噴射エンジンに供給される潤滑油と
    して、40℃のときの粘度が10〜20CST 、100 ℃のときの
    粘度が2 〜4 CST のものを用いる2サイクル筒内燃料噴
    射エンジンの潤滑方法。
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