JP3299430B2 - 2サイクルエンジンの掃気装置 - Google Patents

2サイクルエンジンの掃気装置

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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18Other cylinders
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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
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は2サイクルエンジン
の掃気装置に関し、特に多気筒2サイクルエンジンにお
けるユニフロー掃気(単流掃気)方式の掃気装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】2サイクルエンジンの掃気方式として、
ユニフロー掃気方式がある。このユニフロー掃気方式の
2サイクルエンジンの基本構造は、図2に示すように構
成されている(実開昭63−115529号公報参
照)。すなわち、図2に示す2サイクルディーゼルエン
ジンは、気筒周壁23の中間高さ位置に複数の掃気孔2
4を形成し、掃気ポンプ38で加圧された新気を掃気孔
24から矢印で示すように気筒21内に導入し、燃焼ガ
スを開口状態にある排気バルブ32から排気口33に排
出するように構成されている。
【0003】このように気筒21内を一方向にガスが流
れて掃気が行われるユニフロー掃気方式の2サイクルエ
ンジンにおいて、複数の気筒21を有するものは、複数
の気筒21を直列に配設したシリンダブロック34の上
部に各気筒の周囲を取り囲むように水冷ジャケット35
を形成し、その下部に、図3に示すように、各気筒21
の周囲に互いに連通した単一室から成る掃気室22を形
成し、気筒周壁を形成するシリンダライナ23に形成し
た複数の掃気孔24を通して掃気室22から気筒21内
に新気を導入し、シリンダヘッド36に設けられた排気
口33から燃焼ガスを排出するように構成されている。
各掃気孔24は、気筒21内でスワールを形成させるた
めに、気筒21の半径方向の軸線に対して接線方向に同
じ向きに適当な角度傾斜させて形成されている。
【0004】また、複数の気筒21が順次掃気工程に移
行する度に掃気室22内の新気の流れが逆流を起こすと
掃気効率が低下するため、従来からそのような逆流が生
じないように掃気室22内に新気を導入する新気導入口
の配設位置を工夫したり、デフレクタを適当に配設した
ものが提案されている。
【0005】例えば実開昭63−115529号公報に
開示されている図3の例では、掃気室22の一側の一端
部と他側の他端部とに新気導入口25、26を配設する
とともに、各新気導入口25、26から導入された新気
が一方向にのみ流れるように適宜仕切突部27、28を
突設して一対の掃気通路29、30を形成し、かつ両掃
気通路29、30を流れる新気が混合して流れが攪乱し
ないようにシリンダライナ23、23間にも仕切壁31
を配設し、各気筒21が順次掃気工程に入っても新気の
流れに逆流等が生じないようにされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3の構成
では掃気効率の向上やスワールによる燃焼効率の向上を
図るために、掃気孔24を気筒21の半径方向の軸線に
対して掃気通路29、30における掃気の流れ方向に対
して順方向に適当角度傾斜させて形成しているが、種々
検討したところ、気筒21内での掃気の流れが終始掃気
孔24の傾斜方向に沿う一様な流れであるために気筒2
1の中央部に非掃気領域が出来てしまい、その結果逆に
掃気効率が低下してしまい、出力性能等も低下するとい
う問題があることが判明した。
【0007】また、新気導入口25、26が端部のシリ
ンダライナ23の中心に向かって開口しているので、新
気導入口25、26に対向する掃気孔24から相対的に
多量の新気が流入し、そのために不均等な筒内流れとな
って掃気効率が低下するという問題があり、さらにシリ
ンダブロックの両側に新気導入口25、26を配設する
ことは配置構成上も困難であるという問題もある。
【0008】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、気筒の中央部に非掃気領域ができず、かつ各掃気口
から均等に新気が流入して掃気効率を向上でき、また新
気導入口の配置構成も容易な2サイクルエンジンの掃気
装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の気筒を
直列に配設し、各気筒の周囲をそれぞれ取り囲むととも
に互いに連通した単一室から成る掃気室を形成し、掃気
室から気筒周壁に形成した複数の掃気孔を通して気筒内
に新気を導入するようにした2サイクルエンジンの掃気
装置において、気筒列の外周に沿って掃気通路を形成す
るとともに掃気室に新気を導入する新気導入口を気筒の
外周に対して接線方向に開口させ、かつ気筒周壁の掃気
孔を掃気室における掃気流れ方向に対して逆方向に傾斜
させて形成することにより、掃気孔の開口初期にまず一
定圧の静止状態の掃気室から掃気孔の傾斜方向で定まる
方向の掃気流が気筒内に形成され、その後掃気孔の開口
が中期以降になると気筒の外周に対して接線方向に開口
する新気導入口から送給される新気によって掃気通路に
強い一方向の掃気流を生じて、その掃気流が掃気孔を通
って気筒内に流入して掃気通路における掃気流れ方向で
定まる方向のスワール流が気筒内に形成されるように
し、かくして気筒内の掃気流の方向を変化させることに
より気筒中央部の非掃気領域を無くし、掃気効率を向上
するようにしている。
【0010】また、気筒列の外周に沿って形成された掃
気通路に一方向の掃気流が形成されるので、各気筒が順
次掃気工程に移行しても各気筒においてその周囲の各掃
気口から均等に新気が流入し、気筒中心と筒内スワール
中心が一致した最適なスワールが形成され、燃焼排ガス
と新気の混合が少ない状態で掃気が行われて最高の掃気
効率が達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
を参照して説明する。
【0012】図1において、10はユニフロータイプの
掃気方式の多気筒2サイクルエンジンのシリンダブロッ
クであり、その上部に2つの気筒1が直列に配設されて
いる。気筒1の上部には各々の周囲を取り囲むように水
冷ジャケット(図2参照)が形成され、その下部に各気
筒1の周囲をそれぞれ取り囲むとともに互いに連通した
単一室から成る掃気室2が形成されている。各気筒1に
はその周壁を構成するシリンダライナ3が嵌着されてい
る。このシリンダライナ3には、気筒1内と掃気室2を
連通するように周方向に適当間隔置きに複数の掃気孔4
が形成され、掃気室2から複数の掃気孔4を通して気筒
1内に新気を導入するように構成され、さらにこれら掃
気孔4は気筒1の半径方向の軸線に対して同じ向きに接
線方向に傾斜して形成され、気筒1内にスワールを形成
するように構成されている。
【0013】両気筒1、1は互いに近接して配設され、
かつ掃気室2の周壁5が両気筒1、1の外周に沿うとと
もに両気筒1、1間で凹む瓢箪形に形成されることによ
り、気筒1、1列の周囲に沿って通路断面積の変化の小
さい掃気通路6が形成され、掃気流が気筒1、1列の周
囲に沿ってほぼ一様に流れるように構成されている。
【0014】そして、掃気室2に新気を導入する新気導
入口7が掃気室2の一端部に配設された気筒1の外周に
対して接線方向に開口されている。新気導入口7には掃
気ポンプ8が接続されており、この掃気ポンプ8から新
気を供給することにより新気が掃気通路6を一方向にほ
ぼ一様に流れるように構成されている。また、シリンダ
ブロック10の上面には、排気弁や燃料噴射弁を装着し
たシリンダヘッドが接合されている。
【0015】そして、上記掃気孔4の気筒半径方向の軸
線に対する傾斜は、掃気通路6における掃気流の流れ方
向とは逆向きに傾斜されている。
【0016】次に作用を説明すると、掃気ポンプ8から
新気導入口7を経て掃気室2の掃気通路6に向けて新気
が圧送されている状態で、各気筒1において順次ピスト
ンが下降して掃気孔4が開口するとともにシリンダヘッ
ドに設けられた排気弁が開口することにより、気筒1内
の燃焼ガスが排気口から排出されるとともに気筒1内に
周囲の掃気孔4から新気が流入し、気筒1内の掃気が行
われる。
【0017】その際、各気筒1において、掃気孔4の開
口初期には掃気室2内は一定圧の静止状態となっている
ので、その掃気室2から掃気孔4を通ってその傾斜方向
に沿って新気が気筒1内に流入することにより、気筒1
内には掃気孔4の傾斜方向で定まる方向の掃気流が形成
され、その後、掃気孔4の開口が中期以降になると、新
気流量が増加するのに伴って気筒1、1列の外周に沿っ
て形成された掃気通路6に強い一方向の掃気流が生じ、
その掃気流がそのまま掃気孔4を通って気筒1内に流入
することにより、掃気通路6の掃気流れ方向で定まる方
向のスワール流が気筒1内に形成される。かくして、掃
気孔4の開口初期と中期以降で気筒1内の掃気流の方向
が変化することにより気筒1中央部の非掃気領域が無く
なり、掃気効率が向上する。
【0018】また、新気導入口7から掃気通路6に対し
て気筒1の外周に対して接線方向に新気が導入されるこ
とにより気筒1、1列の外周に沿って形成された掃気通
路6に一方向の掃気流が形成されるので、各気筒1が順
次掃気工程に移行しても各気筒1においてその周囲の各
掃気孔から新気が均等に流入し、気筒1中心と筒内スワ
ール中心が一致した最適なスワールが形成され、燃焼排
ガスと新気の混合が少ない状態で掃気が行われて最高の
掃気効率が達成され、さらに新気導入口7を気筒1、1
列の両側に設ける必要がなく、配置構成も容易となる。
【0019】
【発明の効果】本発明の2サイクルエンジンの掃気装置
によれば、以上のように複数の気筒を直列に配設した気
筒列の外周に沿って掃気通路を形成するとともに掃気室
に新気を導入する新気導入口を気筒の外周に対して接線
方向に開口させることにより掃気通路に一方向に一様に
掃気流が流れるようにし、かつ気筒周壁の掃気孔を掃気
室における掃気流れ方向に対して逆方向に傾斜させて形
成しているので、掃気孔の開口初期にはまず一定圧の静
止状態の掃気室から掃気孔の傾斜方向で定まる方向の掃
気流を気筒内に形成し、その後掃気孔の開口が中期以降
になると掃気通路に強い一方向の掃気流を生じてその掃
気流れ方向で定まる方向のスワール流を気筒内に形成す
ることができ、従って気筒内の掃気流の方向を変化させ
て気筒中央部の非掃気領域を無くすことができて掃気効
率を向上することができる。また、掃気通路に一方向に
一様に掃気流が流れるようにしているので、各気筒が順
次掃気工程に移行しても各気筒においてその周囲の各掃
気口から均等に新気が流入し、気筒中心と筒内スワール
中心が一致した最適なスワールを形成できて、燃焼排ガ
スと新気の混合が少ない状態で掃気を行え、最高の掃気
効率を達成することができ、さらに新気導入口を気筒列
の両側に設ける必要も無くなるので配置構成も容易とな
る等の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の2サイクルエンジンの掃気装置の一実
施形態における掃気室の構成を示す横断平面図である。
【図2】従来例の2サイクルエンジンの掃気装置の縦断
正面図である。
【図3】従来例の2サイクルエンジンの掃気装置におけ
る掃気室の構成を示す横断平面図である。
【符号の説明】
1 気筒 2 掃気室 3 シリンダライナ(気筒周壁) 4 掃気孔 6 掃気通路 7 新気導入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−189364(JP,A) 特開 平2−286820(JP,A) 特開 昭62−174534(JP,A) 特開 昭62−131915(JP,A) 実開 昭63−115529(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 25/00 - 25/08 F02B 31/02 F02F 1/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の気筒を直列に配設し、各気筒の周
    囲をそれぞれ取り囲むとともに互いに連通した単一室か
    ら成る掃気室を形成し、掃気室から気筒周壁に形成した
    複数の掃気孔を通して気筒内に新気を導入するようにし
    た2サイクルエンジンの掃気装置において、気筒列の外
    周に沿って掃気通路を形成するとともに掃気室に新気を
    導入する新気導入口を気筒の外周に対して接線方向に開
    口させ、かつ気筒周壁の掃気孔を掃気室における掃気流
    れ方向に対して逆方向に傾斜させて形成したことを特徴
    とする2サイクルエンジンの掃気装置。
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