JP3342483B2 - ２ストロークの内燃機関 - Google Patents
２ストロークの内燃機関Info
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- chamber
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- F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
- F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
- F02B25/04—Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
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- F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
- F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
- F02B25/08—Engines with oppositely-moving reciprocating working pistons
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- F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、内燃機関、特に、２サイクルにて作動する
内燃機関に関する。本発明は、従来のクランクシャフ
ト、コネクチングロッド及びクランクレスエンジンを備
える任意の２ストロークの内燃機関に適用可能である。
内燃機関に関する。本発明は、従来のクランクシャフ
ト、コネクチングロッド及びクランクレスエンジンを備
える任意の２ストロークの内燃機関に適用可能である。
背景技術 ２ストロークの内燃機関は、一世紀以上も前から公知
であるが、依然、重大な欠点があり、その適用には、限
界がある。２ストロークの内燃機関に、通常、経験され
る加熱上の問題点がある。更に、かかるエンジンからの
排気ガスは、一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物のよ
うな幾つかの大気汚染物質を含む。
であるが、依然、重大な欠点があり、その適用には、限
界がある。２ストロークの内燃機関に、通常、経験され
る加熱上の問題点がある。更に、かかるエンジンからの
排気ガスは、一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物のよ
うな幾つかの大気汚染物質を含む。
一酸化炭素は、無色無臭で空気よりも僅かに軽い有害
な気体である。この有害な気体が排気ガス中に存在する
のは、燃料が不完全燃焼して、その炭素が完全に酸化さ
れて二酸化炭素とならず、一部酸化されて一酸化炭素に
なるためである。これは、燃焼室内の酸素の量が不十分
なためである。大抵の従来型式の燃焼室は、酸素の過剰
供給、即ち、通常、称される「希薄混合体」に対する応
答性が良くない。
な気体である。この有害な気体が排気ガス中に存在する
のは、燃料が不完全燃焼して、その炭素が完全に酸化さ
れて二酸化炭素とならず、一部酸化されて一酸化炭素に
なるためである。これは、燃焼室内の酸素の量が不十分
なためである。大抵の従来型式の燃焼室は、酸素の過剰
供給、即ち、通常、称される「希薄混合体」に対する応
答性が良くない。
また、排ガス中に炭化水素が存在することは、燃料が
燃焼されずに、燃料が無駄にされていることを意味す
る。一般に、２ストロークエンジンからの排ガス中の炭
化水素の比率が高く、これは、特に、エンジンの掃気方
法が原因である。大気中に通常、見られる濃度による気
体状の炭化水素は、有害ではないが、これらは光化学ス
モッグを形成する働きをする点で主たる汚染物質であ
る。
燃焼されずに、燃料が無駄にされていることを意味す
る。一般に、２ストロークエンジンからの排ガス中の炭
化水素の比率が高く、これは、特に、エンジンの掃気方
法が原因である。大気中に通常、見られる濃度による気
体状の炭化水素は、有害ではないが、これらは光化学ス
モッグを形成する働きをする点で主たる汚染物質であ
る。
窒素酸化物は、酸素の存在下で燃料が高温にて燃焼さ
れるときに形成される。窒素酸化物は、炭化水素と組み
合わさって、スモッグの形成に寄与する光化学酸化物と
称する複雑な種類の二次的汚染物質を形成する。排ガス
中に窒素酸化物が存在することは、従来の全ての２スト
ローク内燃機関において、特に、稀薄混合体を燃焼させ
ることにより、一酸化炭素を少なくしようとする場合
に、大きな問題となる。一部の実験装置は、稀薄混合体
の燃焼に成功しているが、燃焼室内の余剰酸素は、窒素
酸化物に転換し、この窒素酸化物は、従来、高価な触媒
式転換装置を設置しなければ除去することが不可能であ
った。
れるときに形成される。窒素酸化物は、炭化水素と組み
合わさって、スモッグの形成に寄与する光化学酸化物と
称する複雑な種類の二次的汚染物質を形成する。排ガス
中に窒素酸化物が存在することは、従来の全ての２スト
ローク内燃機関において、特に、稀薄混合体を燃焼させ
ることにより、一酸化炭素を少なくしようとする場合
に、大きな問題となる。一部の実験装置は、稀薄混合体
の燃焼に成功しているが、燃焼室内の余剰酸素は、窒素
酸化物に転換し、この窒素酸化物は、従来、高価な触媒
式転換装置を設置しなければ除去することが不可能であ
った。
大気汚染物質を形成する窒素酸化物の内、一酸化窒素
酸化物（NO）及び二酸化窒素酸化物（NO2）が最も多く
生じる。一酸化窒素酸化物は、窒素及び酸素から高温に
て形成される無色の有害ガスである。この一酸化窒素酸
化物は、内燃機関の排ガス中で、刺激性があり有害な二
酸化窒素酸化物に転換する。
酸化物（NO）及び二酸化窒素酸化物（NO2）が最も多く
生じる。一酸化窒素酸化物は、窒素及び酸素から高温に
て形成される無色の有害ガスである。この一酸化窒素酸
化物は、内燃機関の排ガス中で、刺激性があり有害な二
酸化窒素酸化物に転換する。
この窒素酸化物の形成は、余剰酸素、燃焼室の温度が
1650℃であること、及びピストンが上死点に停止する時
間の長さの結果である。従来のクランクシャフトエンジ
ンでは、この停止時間を短縮することは出来ない。しか
し、余剰酸素の位置から高温領域を除去したならば、窒
素酸化物の形成が防止されることが判明した。
1650℃であること、及びピストンが上死点に停止する時
間の長さの結果である。従来のクランクシャフトエンジ
ンでは、この停止時間を短縮することは出来ない。しか
し、余剰酸素の位置から高温領域を除去したならば、窒
素酸化物の形成が防止されることが判明した。
発明の開示 本発明の一つの目的は、２ストロークの内燃機関から
の有害な排ガスの排出を最小にすることである。
の有害な排ガスの排出を最小にすることである。
本発明のもう一つの目的は、公知の２ストロークの内
燃機関に通常、伴う加熱上の問題点を最小にすることで
ある。
燃機関に通常、伴う加熱上の問題点を最小にすることで
ある。
本発明は、シリンダと、該シリンダ内の圧縮室と、該
圧縮室内で往復運動し得るようにした少なくとも一つの
ピストンと、前記圧縮室に連通する少なくとも一つの入
口ポートと、該入口ポートを通じて前記圧縮室に高圧の
掃気を供給する手段と、掃気及び燃焼生成物を前記圧縮
室から排出する少なくとも一つの排出ポートと、前記圧
縮室と制限された連通を有する小さい燃焼室と、濃い燃
料空気混合体を前記小さい燃焼室に導入する手段と、前
記燃焼室に取り付けられ、その内部の濃い燃料空気混合
体を着火する着火手段とを備えた、２ストローク内燃機
関であって、前記小さい燃焼室が、前記シリンダの外部
にあって、前記圧縮室から離間し、着火前、前記小さい
燃焼室に導入された前記濃い燃料空気混合体の一部が該
小さい燃焼室を通過して前記圧縮室に進み、前記排出ポ
ートを閉塞した後、前記圧縮室に残留する掃気を伴う希
薄燃料混合体を形成し、該希薄燃料混合体は引き続き前
記小型燃焼室からの燃焼燃料により着火され、前記希薄
燃料混合体は全ての燃料を確実に完全燃焼させるのに十
分な酸素を含むことを特徴とし、また前記掃気が、高圧
で、前記圧縮室から全ての燃焼生成物を取り除き、前記
シリンダを冷却するのに十分な量で、前記入口ポートを
介して供給されて、前記圧縮室での動作温度が1650℃よ
りも下にとどまり、窒素酸化物の形成を防止することを
特徴とする、２ストローク内燃機関を提案するものであ
る。
圧縮室内で往復運動し得るようにした少なくとも一つの
ピストンと、前記圧縮室に連通する少なくとも一つの入
口ポートと、該入口ポートを通じて前記圧縮室に高圧の
掃気を供給する手段と、掃気及び燃焼生成物を前記圧縮
室から排出する少なくとも一つの排出ポートと、前記圧
縮室と制限された連通を有する小さい燃焼室と、濃い燃
料空気混合体を前記小さい燃焼室に導入する手段と、前
記燃焼室に取り付けられ、その内部の濃い燃料空気混合
体を着火する着火手段とを備えた、２ストローク内燃機
関であって、前記小さい燃焼室が、前記シリンダの外部
にあって、前記圧縮室から離間し、着火前、前記小さい
燃焼室に導入された前記濃い燃料空気混合体の一部が該
小さい燃焼室を通過して前記圧縮室に進み、前記排出ポ
ートを閉塞した後、前記圧縮室に残留する掃気を伴う希
薄燃料混合体を形成し、該希薄燃料混合体は引き続き前
記小型燃焼室からの燃焼燃料により着火され、前記希薄
燃料混合体は全ての燃料を確実に完全燃焼させるのに十
分な酸素を含むことを特徴とし、また前記掃気が、高圧
で、前記圧縮室から全ての燃焼生成物を取り除き、前記
シリンダを冷却するのに十分な量で、前記入口ポートを
介して供給されて、前記圧縮室での動作温度が1650℃よ
りも下にとどまり、窒素酸化物の形成を防止することを
特徴とする、２ストローク内燃機関を提案するものであ
る。
窒素酸化物の形成が防止されるのみならず、圧縮室内
の酸素が十分であるため、燃料が略完全に燃焼され、こ
のため、一酸化炭素及び炭化水素の排出が最小とされ
る。燃焼室を通る多量の掃気空気は、シリンダを効果的
に浄化し且つ冷却するのに十分である。燃料を分割し
て、小さい燃焼室内の濃い燃料混合体と燃焼室内の希薄
燃料混合体とにする結果、本発明の２ストロークの内燃
機関は、燃料経済性が顕著であるという特徴が得られ
る。
の酸素が十分であるため、燃料が略完全に燃焼され、こ
のため、一酸化炭素及び炭化水素の排出が最小とされ
る。燃焼室を通る多量の掃気空気は、シリンダを効果的
に浄化し且つ冷却するのに十分である。燃料を分割し
て、小さい燃焼室内の濃い燃料混合体と燃焼室内の希薄
燃料混合体とにする結果、本発明の２ストロークの内燃
機関は、燃料経済性が顕著であるという特徴が得られ
る。
図面の簡単な説明 図１は本発明の一実施例による単一ピストン、２スト
ロークの内燃機関のシリンダ組立体の断面図である。
ロークの内燃機関のシリンダ組立体の断面図である。
図２は本発明の第二の実施例による対向するピストン
を備える２ストロークの内燃機関のシリンダ組立体の断
面図である。
を備える２ストロークの内燃機関のシリンダ組立体の断
面図である。
図３は図１及び図２に対して直角な断面図である。
図４は図２に対して直角な別の断面図である。
実施例の詳細な説明 以下、添付図面を参照しつつ、本発明について詳細に
説明する。
説明する。
図１には、シリンダ４内で往復運動し得るようにした
単一のピストン８を有する２ストローク内燃機関のシリ
ンダ組立体が示してある。該ピストン８は、通常のコネ
クティングロッド及びクランクシャフト（図示せず）に
接続される。シリンダ４の外側に位置するのは、主圧縮
室６に加えて、小さい燃焼室３である。該外部燃焼室３
は、圧縮室６から離間されているが、狭い通路９に沿っ
て該圧縮室６と制限された状態で連通している、図３に
示すように、通路９は、略接線方向に圧縮室６に入るよ
うにずらして配置されている。
単一のピストン８を有する２ストローク内燃機関のシリ
ンダ組立体が示してある。該ピストン８は、通常のコネ
クティングロッド及びクランクシャフト（図示せず）に
接続される。シリンダ４の外側に位置するのは、主圧縮
室６に加えて、小さい燃焼室３である。該外部燃焼室３
は、圧縮室６から離間されているが、狭い通路９に沿っ
て該圧縮室６と制限された状態で連通している、図３に
示すように、通路９は、略接線方向に圧縮室６に入るよ
うにずらして配置されている。
点火プラグ１が該燃焼室３にその内部の燃空混合体を
着火し得るように取り付けられる。燃料空気混合体は、
ポペット弁２により制御される入口ポートを通じて燃焼
室３に噴射される。この空気はブロア（図示せず）によ
り供給される。
着火し得るように取り付けられる。燃料空気混合体は、
ポペット弁２により制御される入口ポートを通じて燃焼
室３に噴射される。この空気はブロア（図示せず）によ
り供給される。
ポペット弁５により制御される入口ポートを通じて高
圧の掃気が圧縮室６内に勢いよく導入される。この掃気
は、燃焼生成物と共に、一又は複数の排出ポート７を通
って圧縮室６から出る。排出ポート７の開閉は、シリン
ダ４内を往復運動するピストン８によって行われる。
圧の掃気が圧縮室６内に勢いよく導入される。この掃気
は、燃焼生成物と共に、一又は複数の排出ポート７を通
って圧縮室６から出る。排出ポート７の開閉は、シリン
ダ４内を往復運動するピストン８によって行われる。
高圧の掃気を多量に供給するため、ブロア（図示せ
ず）が設けられる。同一のブロアを使用して、燃料空気
混合体に空気を供給し且つ掃気の目的のために空気を供
給し、更に、所望であれば、過給用の空気を供給するこ
とも出来る。該ブロアは、エンジンにより駆動すること
が出来、又、所望であれば、ターボ排気装置により支援
することも出来る。高圧の空気を多量に供給する結果、
シリンダをパージするのみならず、該シリンダを冷却す
るのに十分な量の掃気を供給することが確実となる。効
果的な冷却は、掃気が圧縮室６の内壁に沿って略ら旋状
の経路内を高速で移動することに一部起因する。この圧
縮室６内の掃気の渦巻き状の動きは、掃気の入口ポート
を適当に設計することで実現される。ポペット弁５によ
りポートの制御を行う場合、フィン（図示せず）のよう
な手段を設けて、圧縮室６に入る掃気を適正に偏向させ
ることが出来る。
ず）が設けられる。同一のブロアを使用して、燃料空気
混合体に空気を供給し且つ掃気の目的のために空気を供
給し、更に、所望であれば、過給用の空気を供給するこ
とも出来る。該ブロアは、エンジンにより駆動すること
が出来、又、所望であれば、ターボ排気装置により支援
することも出来る。高圧の空気を多量に供給する結果、
シリンダをパージするのみならず、該シリンダを冷却す
るのに十分な量の掃気を供給することが確実となる。効
果的な冷却は、掃気が圧縮室６の内壁に沿って略ら旋状
の経路内を高速で移動することに一部起因する。この圧
縮室６内の掃気の渦巻き状の動きは、掃気の入口ポート
を適当に設計することで実現される。ポペット弁５によ
りポートの制御を行う場合、フィン（図示せず）のよう
な手段を設けて、圧縮室６に入る掃気を適正に偏向させ
ることが出来る。
燃料空気混合体の入口ポートは、その他のポートに比
べて比較的小さい。この掃気用の入口ポート及び排出ポ
ート７は、同一寸法の従来のエンジンに採用されるもの
より大きくすることが望ましい。大きい空気入口ポート
及び排出ポートは、十分な量の掃気の供給を容易にす
る。
べて比較的小さい。この掃気用の入口ポート及び排出ポ
ート７は、同一寸法の従来のエンジンに採用されるもの
より大きくすることが望ましい。大きい空気入口ポート
及び排出ポートは、十分な量の掃気の供給を容易にす
る。
該エンジンは、次のようにして完全な２ストロークの
サイクルに亙って作動する。このサイクルは、ピストン
８が下死点にあり、シリンダ４内を上昇するときに開始
されると仮定する。ポペット弁５が閉じられると、掃気
の流入が遮断される。次に、圧縮室６には、略清浄な空
気が満たされる。ポペット弁２は、開放するか、又は開
放しつつある。掃気中に燃料が大気に逃げるのを阻止す
るため、ピストン８が排出ポート７を閉じ又は略閉じる
まで、ポペット弁２は開放しない。
サイクルに亙って作動する。このサイクルは、ピストン
８が下死点にあり、シリンダ４内を上昇するときに開始
されると仮定する。ポペット弁５が閉じられると、掃気
の流入が遮断される。次に、圧縮室６には、略清浄な空
気が満たされる。ポペット弁２は、開放するか、又は開
放しつつある。掃気中に燃料が大気に逃げるのを阻止す
るため、ピストン８が排出ポート７を閉じ又は略閉じる
まで、ポペット弁２は開放しない。
ポペット弁２が開放すると、僅かに濃い燃料空気混合
体が該燃焼室３に噴射される。この燃料空気供給量の一
部は、通路９に沿って該燃焼室３から圧縮室６内に進
む。図３に図示するように、通路９の略接線方向に配置
した形態により、その供給された燃料空気混合体がその
内部の空気の渦巻き動作と同一方向に向けて圧縮室６に
入り、この渦巻き動作により分散される。圧縮室６に入
ることを許容される供給量は、エンジンの作動中に必要
とされる動力及び回転数に依存する。しかし、燃料空気
混合体が圧縮室６内のその箇所まで下降し得る前に、ピ
ストン８が上昇すると、排出ポート７が閉じる。何れの
場合でも、燃料が圧縮室６に入る唯一の目的は、残る掃
気により希釈し、希薄混合体を提供し得るようにするこ
とであるから、燃料空気混合体は、約中間点よりも下降
する必要はない。圧縮室６内の余剰酸素を有する希薄混
合体は、全ての燃料の完全燃焼を促進する。過給が必要
である場合、ピストン８が排出ポート７を完全に遮断す
るまで、ポペット弁２は、開放したままであることを要
する。
体が該燃焼室３に噴射される。この燃料空気供給量の一
部は、通路９に沿って該燃焼室３から圧縮室６内に進
む。図３に図示するように、通路９の略接線方向に配置
した形態により、その供給された燃料空気混合体がその
内部の空気の渦巻き動作と同一方向に向けて圧縮室６に
入り、この渦巻き動作により分散される。圧縮室６に入
ることを許容される供給量は、エンジンの作動中に必要
とされる動力及び回転数に依存する。しかし、燃料空気
混合体が圧縮室６内のその箇所まで下降し得る前に、ピ
ストン８が上昇すると、排出ポート７が閉じる。何れの
場合でも、燃料が圧縮室６に入る唯一の目的は、残る掃
気により希釈し、希薄混合体を提供し得るようにするこ
とであるから、燃料空気混合体は、約中間点よりも下降
する必要はない。圧縮室６内の余剰酸素を有する希薄混
合体は、全ての燃料の完全燃焼を促進する。過給が必要
である場合、ピストン８が排出ポート７を完全に遮断す
るまで、ポペット弁２は、開放したままであることを要
する。
ポペット弁２が閉じた後、ピストン８は、圧縮ストロ
ークにてシリンダ４内で上昇を続ける。シリンダ４内の
空気は、圧縮室６、通路９及び燃焼室３内で圧縮され
る。しかし、通路９の寸法は、次のようにする。即ち、
点火プラグ１に隣接する燃空混合体が火花により着火す
るのに十分、濃厚な状態を保ち、その後の爆発により点
火され、その燃焼する燃料が通路９に沿って圧縮室６内
に導入されるような寸法にする。掃気と混合することに
より希薄状態とされた残りの供給量は、より濃厚な供給
量の燃焼により着火され、デトネーションせずに燃焼す
る。燃焼する燃料がその内部の空気の渦巻き動作と同一
方向に向けて圧縮室６内に導入されると、空気の移動速
度が増し、燃焼が促進される。
ークにてシリンダ４内で上昇を続ける。シリンダ４内の
空気は、圧縮室６、通路９及び燃焼室３内で圧縮され
る。しかし、通路９の寸法は、次のようにする。即ち、
点火プラグ１に隣接する燃空混合体が火花により着火す
るのに十分、濃厚な状態を保ち、その後の爆発により点
火され、その燃焼する燃料が通路９に沿って圧縮室６内
に導入されるような寸法にする。掃気と混合することに
より希薄状態とされた残りの供給量は、より濃厚な供給
量の燃焼により着火され、デトネーションせずに燃焼す
る。燃焼する燃料がその内部の空気の渦巻き動作と同一
方向に向けて圧縮室６内に導入されると、空気の移動速
度が増し、燃焼が促進される。
燃焼室３と圧縮室６との関係は、著しい温度差のある
二つの別個の領域が形成されるような関係にする。第一
に、燃焼室３内の爆発中心付近に高温領域が形成され
る。第二に、圧縮室６内に十分に低い低温領域が形成さ
れる。その結果、燃焼室３内の高温領域と圧縮室６内の
より希薄な混合体からの余剰酸素とを効果的に分離する
ことが出来る。余剰酸素の温度は、窒素酸化物の防止す
るように、1650℃よりも低い。更に、余剰酸素のため、
略完全燃焼が行われ、その結果、排気ガス中に一酸化炭
素及び炭化水素が存在しなくなる。別の結果は、シリン
ダ４内のピストン８の往復運動が比較的低温の作動であ
り、このため、エンジンは２ストロークのエンジンに通
常、伴う従来の加熱上の問題を回避出来ることである。
二つの別個の領域が形成されるような関係にする。第一
に、燃焼室３内の爆発中心付近に高温領域が形成され
る。第二に、圧縮室６内に十分に低い低温領域が形成さ
れる。その結果、燃焼室３内の高温領域と圧縮室６内の
より希薄な混合体からの余剰酸素とを効果的に分離する
ことが出来る。余剰酸素の温度は、窒素酸化物の防止す
るように、1650℃よりも低い。更に、余剰酸素のため、
略完全燃焼が行われ、その結果、排気ガス中に一酸化炭
素及び炭化水素が存在しなくなる。別の結果は、シリン
ダ４内のピストン８の往復運動が比較的低温の作動であ
り、このため、エンジンは２ストロークのエンジンに通
常、伴う従来の加熱上の問題を回避出来ることである。
次に、出力ストロークが行われ、シリンダ８が排出ポ
ート７を露出させると、吹き出しが生じる。これで、ポ
ペット弁５が開放し、掃気が圧縮室６内に導入されて、
清浄な空気で圧縮室を完全に浄化し、シリンダ４を冷却
する。
ート７を露出させると、吹き出しが生じる。これで、ポ
ペット弁５が開放し、掃気が圧縮室６内に導入されて、
清浄な空気で圧縮室を完全に浄化し、シリンダ４を冷却
する。
図２に示したシリンダの構造は、水平方向に対向する
ピストンに使用するものである。この図に使用する参照
符号及び作動原理は、図１のものと同一であるが、図１
のポペット弁５に代えて、開放ポート15が使用され、往
復運動するピストン８の一つにより該開放ポート15の開
閉が行われる点が異なる。ポート15はシリンダ４に配置
され、このため、排出ポート７は、ポート15の直前に開
放されて、吹き出しを許容するように配置される。図４
に示すように、掃気の入口ポート15は、空気が略接線方
向に圧縮室６に入り、その内部に掃気の渦巻き動作を生
じさせるように角度が付けられている。
ピストンに使用するものである。この図に使用する参照
符号及び作動原理は、図１のものと同一であるが、図１
のポペット弁５に代えて、開放ポート15が使用され、往
復運動するピストン８の一つにより該開放ポート15の開
閉が行われる点が異なる。ポート15はシリンダ４に配置
され、このため、排出ポート７は、ポート15の直前に開
放されて、吹き出しを許容するように配置される。図４
に示すように、掃気の入口ポート15は、空気が略接線方
向に圧縮室６に入り、その内部に掃気の渦巻き動作を生
じさせるように角度が付けられている。
このエンジンの一つの利点は、排出ポート７がシリン
ダ４の外周に沿って自由な状態にある点である。これ
は、殆どの従来の２ストロークのエンジンの排出ポート
に必要とされる供給ポートが本発明の設計では不要であ
り、存在しないからである。これは、より効率的な給気
を可能にする。
ダ４の外周に沿って自由な状態にある点である。これ
は、殆どの従来の２ストロークのエンジンの排出ポート
に必要とされる供給ポートが本発明の設計では不要であ
り、存在しないからである。これは、より効率的な給気
を可能にする。
また、本発明の装置は、燃料中に潤滑油を必要としな
いため、従来の２ストロークのエンジンを湿潤な油だめ
の潤滑で作動することを可能にする。これは、エンジン
の寸法が４ストロークのエンジンと同等であることを可
能にする。
いため、従来の２ストロークのエンジンを湿潤な油だめ
の潤滑で作動することを可能にする。これは、エンジン
の寸法が４ストロークのエンジンと同等であることを可
能にする。
上述の２ストロークのエンジンは、石油、ガス及びデ
ィーゼル油のような広範囲の燃料の任意の一つを採用可
能であるようにすることが出来、特別な添加剤は一切、
不要である。
ィーゼル油のような広範囲の燃料の任意の一つを採用可
能であるようにすることが出来、特別な添加剤は一切、
不要である。
図１に関して上述した実施例は、排出ポート７及び入
口弁５を相互に交換可能にし、これにより、掃気の流れ
パターンを反対にすることを可能にする。この構造は、
膨張ストローク中にピストン８から排出された残留する
排ガス及び全てのガスを燃焼室３に戻すという利点があ
る。
口弁５を相互に交換可能にし、これにより、掃気の流れ
パターンを反対にすることを可能にする。この構造は、
膨張ストローク中にピストン８から排出された残留する
排ガス及び全てのガスを燃焼室３に戻すという利点があ
る。
別の変形例において、図１及び図２の実施例には、ポ
ペット弁により制御され、掃気を燃焼室３内に導入する
追加的な入口ポートを設けることが出来る。これは、燃
焼室３及び通路９の掃気を可能にする。この構造は、よ
り大型のエンジンに適している。
ペット弁により制御され、掃気を燃焼室３内に導入する
追加的な入口ポートを設けることが出来る。これは、燃
焼室３及び通路９の掃気を可能にする。この構造は、よ
り大型のエンジンに適している。
更に別の変形例において、燃焼室の追加的なポート
は、排出ポートとして機能することが出来る。このよう
に、膨張ストローク中にピストン８から漏れる全てのガ
スを燃焼室３に戻すことが可能となる。更に、未燃焼の
炭化水素は、高温の燃焼室３を通過する間に酸化され
る。
は、排出ポートとして機能することが出来る。このよう
に、膨張ストローク中にピストン８から漏れる全てのガ
スを燃焼室３に戻すことが可能となる。更に、未燃焼の
炭化水素は、高温の燃焼室３を通過する間に酸化され
る。
更に別の実施例において、圧縮室６にポペット弁によ
り制御される大形の排出ポートを設けると、圧縮室６の
その他のポート、又、燃焼室３の追加的なポートが設け
られるならば、これらポートを掃気に対する入口ポート
として機能するように配置することも可能である。
り制御される大形の排出ポートを設けると、圧縮室６の
その他のポート、又、燃焼室３の追加的なポートが設け
られるならば、これらポートを掃気に対する入口ポート
として機能するように配置することも可能である。
上述の何れの実施例においても、特に、大型エンジン
の場合、複数の外部燃焼室３を設けることが出来る。そ
の各々が通路９を備える燃焼室３は、圧縮室６の周囲に
離間させることが出来る。更に、エンジンは、複数のシ
リンダ４を採用することも可能である。
の場合、複数の外部燃焼室３を設けることが出来る。そ
の各々が通路９を備える燃焼室３は、圧縮室６の周囲に
離間させることが出来る。更に、エンジンは、複数のシ
リンダ４を採用することも可能である。
上述のように、図３に示したように通路９を略接線方
向に配置する結果、供給燃料がその内部の空気の渦巻き
動作と同一方向に圧縮室６に入り、該渦巻き動作により
分散されるようになる。これは、一般的な場合である。
しかし、特定の容量のエンジンの場合、空気の過度の渦
巻き動作を減衰させるため、供給燃料が渦巻き方向と反
対方向に圧縮室６に入ることが必要な場合もある。その
場合でも、供給燃料は、依然、効果的に分散される。
向に配置する結果、供給燃料がその内部の空気の渦巻き
動作と同一方向に圧縮室６に入り、該渦巻き動作により
分散されるようになる。これは、一般的な場合である。
しかし、特定の容量のエンジンの場合、空気の過度の渦
巻き動作を減衰させるため、供給燃料が渦巻き方向と反
対方向に圧縮室６に入ることが必要な場合もある。その
場合でも、供給燃料は、依然、効果的に分散される。
上記の詳細のその他の変形例は、当業者に容易に明ら
かであろうし、本明細書に記載した本発明の広い概念か
ら逸脱せずに多数の変更を加えることが可能である。例
えば、シリンダの外面には、冷却を支援する放射フィン
を設けることが出来る。
かであろうし、本明細書に記載した本発明の広い概念か
ら逸脱せずに多数の変更を加えることが可能である。例
えば、シリンダの外面には、冷却を支援する放射フィン
を設けることが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−109706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−4403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−142108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−132403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−83209（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−54316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−130709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−93815（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−13803（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−2922（ＪＰ，Ｂ１) 特許29175（ＪＰ，Ｃ２) 特許148718（ＪＰ，Ｃ２) 特許148737（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 1/00 - 25/28 F02B 57/06
Claims (11)
- 【請求項１】シリンダと、該シリンダ内の圧縮室と、該
圧縮室内で往復運動し得るようにした少なくとも一つの
ピストンと、前記圧縮室に連通する少なくとも一つの入
口ポートと、該入口ポートを通じて前記圧縮室に高圧の
掃気を供給する手段と、掃気及び燃焼生成物を前記圧縮
室から排出する少なくとも一つの排出ポートと、前記圧
縮室と制限された連通を有する小さい燃焼室と、濃い燃
料空気混合体を前記小さい燃焼室に導入する手段と、前
記燃焼室に取り付けられ、その内部の濃い燃料空気混合
体を着火する着火手段とを備えた、２ストローク内燃機
関であって、 前記小さい燃焼室が、前記シリンダの外部にあって、前
記圧縮室から離間し、着火前、前記小さい燃焼室に導入
された前記濃い燃料空気混合体の一部が該小さい燃焼室
を通過して前記圧縮室に進み、前記排出ポートを閉塞し
た後、前記圧縮室に残留する掃気を伴う希薄燃料混合体
を形成し、該希薄燃料混合体は引き続き前記小型燃焼室
からの燃焼燃料により着火され、前記希薄燃料混合体は
全ての燃料を確実に完全燃焼させるのに十分な酸素を含
むことを特徴とし、 前記掃気が、高圧で、前記圧縮室から全ての燃焼生成物
を取り除き、前記シリンダを冷却するのに十分な量で、
前記入口ポートを介して供給されて、前記圧縮室での動
作温度が1650℃よりも下にとどまり、窒素酸化物の形成
を防止することを特徴とする、２ストローク内燃機関。 - 【請求項２】請求項１に記載の内燃機関にして、前記入
口ポートが、圧縮室内の掃気に渦巻き動作を生じさせる
ように形成されることを特徴とする内燃機関。 - 【請求項３】請求項２に記載の内燃機関にして、前記入
口ポートには、流入する掃気を偏向して、前記渦巻き動
作を生じさせるフィンが設けられることを特徴とする内
燃機関。 - 【請求項４】請求項２に記載の内燃機関にして、前記入
口ポートが、空気が略接線方向に圧力室に入って渦巻き
動作を生じさせるような角度にて配置されることを特徴
とする内燃機関。 - 【請求項５】請求項１に記載の内燃機関にして、狭い通
路によって前記燃焼室と前記圧縮室との間に制限された
連通を構成することを特徴とする内燃機関。 - 【請求項６】請求項５に記載の内燃機関にして、前記通
路が、該通路が前記圧縮室に略接線方向に入るようにず
らして配置されることを特徴とする内燃機関。 - 【請求項７】請求項２に記載の内燃機関にして、前記通
路が、燃料がその内部の空気の渦巻き動作と同一方向に
前記圧縮室に入るように配置されることを特徴とする内
燃機関。 - 【請求項８】請求項１に記載の内燃機関にして、その掃
気を許容し得るように燃焼室に追加的なポートを備える
ことを特徴とする内燃機関。 - 【請求項９】請求項１に記載の内燃機関にして、前記圧
縮室に高圧の掃気を供給する外部ブロアが設けられるこ
とを特徴とする内燃機関。 - 【請求項１０】請求項９に記載の内燃機関にして、前記
ブロアが、前記燃焼室に噴射すべき燃料混合体に空気を
供給することを特徴とする内燃機関。 - 【請求項１１】請求項１に記載の内燃機関にして、前記
圧縮室の周囲に離間され且つ該圧縮室に連通する複数の
外部燃焼室を備えることを特徴とする内燃機関。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPK849291 | 1991-09-23 | ||
| AU8492 | 1991-09-23 | ||
| PCT/AU1992/000507 WO1993006348A1 (en) | 1991-09-23 | 1992-09-23 | Two stroke internal combustion engine |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06510831A JPH06510831A (ja) | 1994-12-01 |
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Family Applications (1)
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| JP50563493A Expired - Fee Related JP3342483B2 (ja) | 1991-09-23 | 1992-09-23 | ２ストロークの内燃機関 |
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| JP (1) | JP3342483B2 (ja) |
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| DE2227440A1 (de) * | 1972-06-06 | 1973-12-20 | Daimler Benz Ag | Mehrstufiges brennverfahren fuer mit interner verbrennung arbeitende brennkraftmaschinen |
-
1992
- 1992-09-23 WO PCT/AU1992/000507 patent/WO1993006348A1/en active IP Right Grant
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- 1992-09-23 AU AU26474/92A patent/AU652673B2/en not_active Ceased
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- 1992-09-23 ES ES92920595T patent/ES2098542T3/es not_active Expired - Lifetime
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- 1992-09-23 JP JP50563493A patent/JP3342483B2/ja not_active Expired - Fee Related
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