JP3778317B2 - ２サイクル内燃機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、燃焼室内混合気の吹抜けを阻止して、燃費および排気浄化性能を高めた２サイクル内燃機関に関し、さらに詳しくは、燃焼室と該燃焼室に隣接するチャンバー部との連通路に、該連通路を開閉自在に制御する制御弁を配設するとともに、該連通路を介して前記燃焼室に燃料または混合気を、前記チャンバーに高圧縮ガスを、それぞれ噴出もしくは充填する２サイクル内燃機関において、広い回転域と負荷範囲にわたって燃料の供給が適正に行なわれるようにして、燃焼の安定と機関出力の適用範囲の拡大を図った２サイクル内燃機関に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の２サイクル内燃機関では、気化器等により供給された燃料が吸入空気と混合され、この混合気がクランク室内に吸入された後、掃気開口を介して燃焼室に供給され、排気開口の開放時期が掃気開口の開放時期よりも早く（排気開口の開口上縁が掃気開口の開口上縁より高い）設定されているため、燃焼室内に供給された混合気が排気通路に排出され、いわゆる、吹抜けが生じ易かった。
【０００３】
この吹抜けは、排気チャンバーの排気脈動効果により、抑制されるものの、全運転域に亘っては、抑制は困難であり、その結果、燃費と排気浄化性能とに影響が出ていた。
【０００４】
これを解決するものとして、特開平３−１００３１８号公報および特開平５−３０２５２１号公報の２サイクル内燃機関があった。
【０００５】
特開平３−１００３１８号公報に記載された２サイクル内燃機関では、クランク室に逆止弁を介して高圧室が接続され、該高圧室と燃焼室とは空気通路でもって接続され、該空気通路の下端に電磁弁が介装され、該空気通路の上端には、燃焼室に向って燃料を噴射し得る燃料噴射弁が設けられている。
【０００６】
また、特開平５−３０２５２１号公報に記載された２サイクル内燃機関では、クランクケースとシリンダブロックとに隣接してチャンバーが配設され、クランク室とチャンバーとの間に吸気制御弁が介装されるとともに、該チャンバーとシリンダの燃焼室との間に掃気制御弁が介装され、該チャンバー内に向って燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられている。
【０００７】
【解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３−１００３１８号公報記載の２サイクル内燃機関においては、シリンダ側壁に燃焼室に臨んで燃料供給用開口を設け、該開口に向けて垂直に直に燃料噴射弁を配設しているため、噴霧は反対側の排気開口側のシリンダ壁に衝突して、そこに付着し易い。
【０００８】
また、ピストンと噴霧が干渉しないように、噴霧時期を早めると、排気開口に吹き抜け易くなり、逆に噴霧時期を遅らせるために燃料供給用開口を高い位置に配設すると、燃料噴射弁が直接高温の燃焼ガスに曝され、噴射弁に高い耐熱性が要求される。
【０００９】
また、特開平５−３０２５２１号公報記載の２サイクル内燃機関においては、掃気制御弁から噴射される混合気は、全ての掃気開口を介して燃焼室に供給される構造とされているため、混合気の排気開口からの吹抜けが避けられない。
【００１０】
本出願人は、これら従来のものが有する問題点を解決したものとして、先に特願平８−２６９３６６号の出願をした。このものにおいては、図１４および図１５に図示されるように、燃焼室013 の側方に燃料噴射装置に連なるチャンバー020 が並設され、該チャンバー020 と燃焼室013 との連通路021 に、該連通路021 を開閉自在に制御する制御弁が配設され、該連通路021 を介して燃焼室013 に燃料が、チャンバー020 に高圧縮ガスが、それぞれ噴出もしくは充填されるようになっている。
【００１１】
そして、前記連通路021 は、共通の連通路021 からなり、該連通路021 は、制御弁の制御部をはさんで、燃焼室013 側の連通路021aと、チャンバー020 側の斜上方に向いた連通路021bと、該連通路021bに対し直角に折曲され斜上方に向いた連通路021cとの３つの部分から構成されており、該連通路021cの端部が開口042 を介してチャンバー020 と連接されている。そして、チャンバー020 側の連通路021b、021c、開口042 からなる連通路系は、制御弁の制御部を起点にして後方に広がるようにして左右対称に一対形成されている（図１４参照）。
【００１２】
チャンバー020 の左右両側に配置された図示されない２つの燃料噴射装置から噴射された燃料は、左右両翼の前記連通路021bを通って、チャンバー020 内の高圧縮ガスを連通路021cを介して吸引しながら、濃混合気となって、制御弁の制御部、連通路021a、開口022 を介して燃焼室013 へと噴射される。044 は前記燃料噴射装置の取付け孔である。
【００１３】
制御弁は、一定の深さの周方向切欠き032aをもった回転弁032 として構成され、該回転弁032 は、掃気開口015 、041 閉塞時に連通路021 を連通させて、チャンバー020 から燃焼室013 への燃料の供給を開始させ、圧縮工程途中で連通路021 を閉塞させて、燃焼室013 からチャンバー020 への高圧縮ガスの充填を停止させ、該連通路021 の閉塞時点より前に、チャンバー020 と燃焼室013 との圧力バランスに基づいて、チャンバー020 から燃焼室013 への燃料の供給と、燃焼室013 からチャンバー020 への高圧縮ガスの充填とが入れ替わるようになっている。03はシリンダブロック、016 は排気通路、017 は排気開口、022 は混合気供給用（燃料供給用）兼高圧縮ガス取入れ用開口である。
【００１４】
本出願人による前記出願のものは、前記のように構成されているので、掃気初期に空気のみによる掃気が行なわれ、混合気がそのまま燃焼室013 内を通過して排気通路016 へ排出される吹抜けが未然に阻止される。また、燃焼室013 に供給される燃料（濃混合気）は、燃焼室013 内で適正な濃度の混合気となり、良好な燃焼が得られるので、高水準の燃費と、高い排気浄化性能が達成され得る。
【００１５】
しかしながら、本出願人による前記出願のものは、連通路021 が共用の連通路とされていたので、連通路021 （連通路021b）中に燃料が噴射され、これがチャンバー020 内の高圧縮ガスに搬送されて、混合気を形成しながら、前記のとおり、燃焼室013 へと噴射され、その後、該連通路021 内の流れが逆転して、高圧縮ガスがチャンバー020 に充填される場合、特にエンジンの高回転時、高負荷時等、燃料の供給量が多い時に、連通路021 内に残った燃料が高圧縮ガスの流れでチャンバー020 に押し戻され、燃焼室013 に噴霧される混合気の空燃比を適正にコントロールすることができにくくなるという難点があった。
【００１６】
逆に、燃料の供給量が減って、チャンバー020 に押し戻される燃料がなくなると、今度は、チャンバー020 内に溜まった燃料が大量に燃焼室013 へと搬送、噴射され、オーバーリッチとなって、エンジンの安定作動の障害となるという難点があった。
【００１７】
また、制御弁を構成する回転弁032 の周方向切欠き032aの深さが一定とされていたので、燃焼室013 に燃料が流れる時と、チャンバー020 に高圧縮ガスが流れる時とで、通路断面積は同じであった。
【００１８】
この通路断面積は、燃料供給時、燃焼室013 内での燃料の霧化を良くするため、必要以上に大きくすることはできない。そこで、必要量の燃料を供給するのに、この通路断面積で不足する場合には、燃料が供給されている間のクランク回転角度を大きくして、すなわち、燃料供給時間を長くして、燃料供給の時間面積を稼ぐことにより、対処することができた。
【００１９】
これに対して、燃焼室013 からチャンバー020 への高圧縮ガスの充填時には、高圧縮ガスが充填されている間のクランク回転角度を大きくとることができず、特に高回転域では、時間面積が足りなくなり、チャンバー020 への高圧縮ガスの充填量が不足することがあった。この結果、燃焼室013 への燃料（混合気）供給に必要とされる空気量を広い回転域にわたって確保することができにくいという難点があった。
【００２０】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような難点を克服した２サイクル内燃機関の改良に係り、その請求項１に記載された発明は、燃焼室と該燃焼室に隣接するチャンバー部との連通路に、該連通路を開閉自在に制御する制御弁を配設するとともに、前記連通路を介して前記燃焼室に燃料または混合気を、前記チャンバーに高圧縮ガスを、それぞれ噴出もしくは充填する２サイクル内燃機関において、前記連通路は、第１連通路と第２連通路とからなり、前記第１連通路は、前記制御弁を挟んで、前記燃焼室側の共用連通路と、前記チャンバー側の高圧縮ガス充填用分岐連通路とからなり、前記第２連通路は、前記制御弁を挟んで、前記燃焼室側の共用連通路と、前記チャンバー側の混合気供給用分岐連通路とからなり、前記制御弁は、第１制御弁と第２制御弁とからなり、前記第１制御弁は、前記第１連通路を開閉自在に制御して、排気工程終了後所定のタイミングで該第１連通路を連通させ、圧縮工程途中で該第１連通路を閉塞させ、前記第２制御弁は、前記第２連通路を開閉自在に制御して、掃気開口閉塞時に該第２連通路を連通させ、略前記第１制御弁が前記第１連通路を連通させる時点において該第２連通路を閉塞させ、前記第１制御弁と前記第２制御弁とは、回転体の軸方向に並設された回転弁として構成されたことを特徴とする２サイクル内燃機関である。
【００２１】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、制御弁を挟んでチャンバー側の連通路は、高圧縮ガス充填用の連通路と混合気供給用の連通路とに分岐され、それぞれの分岐連通路を流れる流れは一方向流れとなるので、混合気供給用の連通路内に残留する燃料を高圧縮ガスがチャンバーに押し戻すようなことがなくなり、燃焼室内に噴霧される混合気の空燃比のコントロールを確実なものにすることができる。これにより、高回転、高負荷まで安定した燃焼が可能になり、エンジン出力の適用範囲を広げることが可能になる。
【００２２】
また、シリンダ孔に臨む開口の数を増やすことなく、前記のとおり、燃焼室内に噴霧される混合気の空燃比を確実にコントロールできる構造を得ることができるので、製造の容易さと、信頼性の向上のメリットをそのままに維持することができる。
【００２３】
また、請求項２記載のように請求項１記載の発明を構成することにより、混合気の燃焼室内への噴射初期のみ、共用連通路端の開口の全幅から噴射できるので、混合気の供給量が噴射時間にわたって均一化され、適正な量の混合気が供給されるとともに、混合気の噴霧が燃焼室の広い範囲にわたって拡散され、良好な燃焼が得られる。
【００２４】
さらに、請求項３記載のように請求項１または請求項２記載の発明を構成することにより、第１制御弁を構成する回転弁部の通路断面積を、第２制御弁を構成する回転弁部の通路断面積より大きくすることができ、第１制御弁が連通路を連通させている間のクランク回転角度が、第２制御弁が連通路を連通させている間のクランク回転角度より小さくても、燃焼室からチャンバーへの高圧縮ガスの充填の時間面積を稼ぐことができるので、十分な量の高圧縮ガスがチャンバーに充填されて、燃焼室への燃料（混合気）供給に必要とされる空気量を広い回転域にわたって確保することができ、適正な燃料の供給と良好な噴霧が得られて、良好な燃焼が行なわれる。
【００２５】
また、前記制御弁が設けられる部位は、シリンダ孔に至るシリンダ壁厚が比較的薄い部位であるが、該部位に形成される連通路を必要以上に大きくすることなく、前記のとおり、燃焼室からチャンバーへの高圧縮ガスの充填の時間面積を稼ぐことができるので、各種開口や部品のレイアウト上の自由度が向上し、製造が容易になる。
【００２６】
さらにまた、請求項４記載のように請求項１ないし請求項３記載の発明を構成することにより、特に混合気供給用分岐連通路のレイアウトの自由度が向上する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、先ず、図１ないし図７、図９ないし図１３に図示される本願の請求項１ないし請求項３に記載された発明の一実施形態（実施形態１）について説明する。
図１は、本実施形態における火花点火式２サイクル内燃機関の縦断側面図であって、シリンダブロックおよび制御弁部分について、図２のＩ−Ｉ線の位置で切断した図、図２はシリンダブロックの平面図、図３は図１の要部の拡大図、図４は図３のIV−IV線で切断した縦断側面図、図５は回転弁の縦断面図であって、図６のＶ−Ｖ線で切断した図、図６は回転弁の平面図、図７は図５のVII −VII 線で切断した断面図、図９ないし図１２は、本火花点火式２サイクル内燃機関の各工程時の状態を示した図、図１３は、本火花点火式２サイクル内燃機関の運転サイクルを示した説明図である。
【００２８】
これらの図において、火花点火式２サイクル内燃機関１は、図示されない自動二輪車に搭載されるもので、該火花点火式２サイクル内燃機関１では、クランクケース２の上方にシリンダブロック３およびシリンダヘッド４が順次重ねられて、相互に一体に結合されている。
【００２９】
また、シリンダブロック３に形成されたシリンダ孔５にピストン６が上下に摺動自在に嵌装され、該ピストン６とクランク軸８とは連接棒７によって相互に連結されており、ピストン６の昇降に伴なってクランク軸８が回転駆動されるようになっている。
【００３０】
さらに、車体後方から前方に指向した吸気通路10がクランクケース２の吸気通路10に接続され、該吸気通路10にはスロットル弁（図示されず）とリード弁12とが直列に介装され、スロットル弁は図示されない連結手段を介してスロットルグリップ（図示されず）に連結されており、スロットルグリップを一方向へ捩ると、スロットル弁の開度が増大するようになっている。
【００３１】
さらにまた、クランクケース２およびシリンダブロック３には、シリンダ孔５の上部とクランク室９とを連通する左右２本ずつ、合計４本の図示されない空気供給用掃気通路と、後述する混合気供給用（燃料供給用）兼高圧縮ガス取入れ用開口22下方に開口する後方の空気供給用掃気通路40との、全部で５本の空気供給用掃気通路が形成され、それらのシリンダ孔５側の端部は、開口15、41とされて、該シリンダ孔５に開口している。空気供給用掃気通路40は、リード弁12の後流側のクランクケース２の吸気通路10に直接連なっている。
【００３２】
排気通路16のシリンダ孔５側排気開口17は、これら空気供給用掃気通路の開口15、41より高い位置にまで延びて、後述する混合気供給用（燃料供給用）兼高圧縮ガス取入れ用開口22と対抗する位置に配置されている。18は排気通路16の排気開口17上縁近くに設けられた、排気断面積ならびに排気タイミングを可変とする排気制御弁である。
シリンダ孔５の上方の略半球形状の燃焼室13は、排気開口17寄りにオフセットされ、該燃焼室13に点火栓19が配設されている。
【００３３】
車体後方寄りに位置して、燃焼室13側方のシリンダブロック３には、チャンバー20が並設されている。そして、該チャンバー20と燃焼室13（シリンダ孔５の上方部分）とを連通する連通路21の途中の弁収納孔23には、回転弁（制御弁）32が回転自在に嵌装され、該回転弁32は、図示されない伝動機構により、クランク軸８と反対方向 (図１で時計方向) に同一回転速度で回転駆動されるようになっている。
【００３４】
前記連通路21には、燃焼室13からチャンバー20に高圧縮ガスが、また、チャンバー20から燃焼室13に混合気もしくは高圧縮ガスが流れる。そして、該連通路21における高圧縮ガスと混合気の流れは、回転弁32により、それぞれ所定のタイミングで連通・遮断制御される。
【００３５】
前記連通路21の燃焼室13との連通部位である混合気供給用（燃料供給用）兼高圧縮ガス取入れ用開口22は、充分な量の高圧縮ガスのチャンバー20への取り込みを容易にするため、また、燃料の霧化をよくするために、その縦方向長さが大きくされ、通路断面積が通路途中のそれよりかなり大きくされて、燃焼室13に向けて大きく広がった形状とされている（図１および図３参照）。
【００３６】
前記連通路21は、本実施形態においては、図２および図３に図示されるように、回転弁32の制御部をはさんで、燃焼室13側の連通路21ａと、チャンバー20側の斜上方に向いた連通路21ｂと、該連通路21ｂの中途において該連通路21ｂに対し直角に折曲され、斜上方に向いた連通路21ｃとの３つの部分から構成されており、該連通路21ｃの端部が開口42を介してチャンバー20と連接されている。
【００３７】
チャンバー20側のこれら連通路21ｂ、連通路21ｃ、開口42からなる連通路系は、回転弁32の制御部を起点にして後方に広がるようにして分岐されて、図２において上下対称に一対形成されている。そして、上方の連通路系（混合気供給用分岐連通路）の連通路21ｂの後端は、図示されない燃料噴射装置の取付け孔44に連なり、下方の連通路系（高圧縮ガス充填用分岐連通路）の連通路21ｂの後端は、盲栓45により閉鎖されている。
【００３８】
また、上下方の連通路系の連通路21ｂの各先端は、２本の加工孔46の先端部の回転弁32下方に形成される各空間46a をそれぞれ含み、図４に図示されるように、回転弁32の収納孔23にそれぞれ独立して開口されており、回転弁32の後述する２種類の周方向切欠き43a 、43b のいずれか一方と連通路21ａとを介して、それぞれ燃焼室13に臨む開口22に連通されている。なお、図４において、47は回転弁32の両端の軸受部への給油通路である。
【００３９】
図５ないし図７には、回転弁32の構造が図示されている。
回転弁32の素材をなす回転体（回転弁本体）43の外周には、所定幅、所定長の深さの異なる２種類の周方向切欠き43a 、43b が、深い方の切欠き43a は回転弁32の回転方向後方に、浅い方の切欠き43b は回転弁32の回転方向前方に、それぞれ位置するようにして、軸方向に並んで形成されている。
【００４０】
ここで、深い方の切欠き43a により形成される回転弁32の回転弁部が第１制御弁（高圧縮ガス充填制御弁）32a を、また、浅い方の切欠き43b により形成される回転弁32の回転弁部が第２制御弁（混合気噴射制御弁）32b を、それぞれ構成している。
【００４１】
両切欠き43a 、43b は、回転体43の周方向にわずかの距離重なるようにして形成され、また、浅い方の切欠き43b の回転方向前方の周方向所定幅ａが、深い方の切欠き43a の軸方向幅ｂにまたがって延長して形成されている。
【００４２】
この所定幅ａは、最大でも、回転弁32が回転して、浅い方の切欠き43b の前縁が連通路21ａにかかるまでには、該所定幅ａからなる浅い切欠きが、後述する第１連通路（高圧縮ガスが流れる）を構成する一部をなす連通路21ｂと隔絶される程の短い長さである。
【００４３】
第１、第２制御弁32a 、32b の通路断面積は、前記のとおり、各切欠き43a 、43b の深さが異なるので、第１制御弁32a の通路断面積の方が、第２制御弁32b の通路断面積より大きい。
第２制御弁32b の回転方向先端部は、混合気の噴霧が円滑になされるように、段差をなくして形成されている（図７参照）。
【００４４】
本実施形態において、連通路21、回転弁32は、前記のように構成されているので、図示されない燃料噴射装置から噴射された燃料は、図２において上方の連通路系の連通路21ｂ内に噴射され、開口42、連通路21ｃを介して流入するチャンバー20内の高圧縮ガスにより搬送されながら連通路21ｂ内を流れ、濃混合気となって、第２制御弁32b の制御部、連通路21ａ、開口22を介して燃焼室13へと供給される。
【００４５】
他方、高圧縮ガスは、開口22から取り入れられ、連通路21ａ、第１制御弁32a の制御部、図２において下方の連通路系の連通路21ｂ、連通路21ｃ、開口42を介してチャンバー20へと供給される。
【００４６】
前記のようにして高圧縮ガスをチャンバー20へと運ぶ連通路21ａ、図２において下方の連通路系（高圧縮ガス充填用分岐連通路）の一部をなす連通路21ｂ、同連通路21ｃは、第１連通路を構成しており、また、濃混合気もしくは高圧縮ガスを燃焼室13へと運ぶ、図２において上方の連通路系（混合気供給用分岐連通路）の一部をなす連通路21ｃ、同連通路21ｂ、連通路21ａは、第２連通路を構成している。
【００４７】
したがって、これら第１連通路、第２連通路は、回転弁（制御弁）32より燃焼室13側寄りの連通路21ａを共通にしており、それぞれ高圧縮ガスもしくは濃混合気が流れる専用の連通路であり、しかも、それぞれの流体は、一方向にのみ流れる。
【００４８】
第１制御弁32a 、第２制御弁32b の開閉、すなわち、各第１連通路、第２連通路の連通・遮断のタイミングは、次のようになされる。
図１３をも参照して、第２制御弁32b は、掃気開口15、41の閉塞時に第２連通路（図２において上方の連通路系の連通路21ｃ、連通路21ｂ、連通路21ａ）を連通させ、チャンバー20から燃焼室13内に混合気を供給、噴射せしめる。そして、排気工程の終了後所定のタイミングをおいて該第２連通路を閉塞させ、前記混合気の供給、噴射を停止させる。
【００４９】
また、第１制御弁32a は、排気開口17の閉塞による排気工程の終了後前記第２制御弁32b による燃焼室13への混合気の供給、噴射の停止直前に、第１連通路（連通路21ａ、図２において下方の連通路系の連通路21ｂ、連通路21ｃ）を連通させ、燃焼室13からチャンバー20に高圧縮ガスを供給、充填せしめる。そして、圧縮工程途中所定のタイミングにて該第１連通路を閉塞させ、前記高圧縮ガスの供給、充填を停止させる。
【００５０】
ここで、図１３から明らかなとおり、第１連通路が連通されて、燃焼室13からチャンバー20に高圧縮ガスが充填されている間は短く、この間のクランク回転角度は小さいのに対して、第２連通路が連通されて、チャンバー20から燃焼室13に混合気が供給されている間は長く、この間のクランク回転角度は大きい。
【００５１】
しかしながら、前記のとおり、第１制御弁32a の通路断面積の方が、第２制御弁32b の通路断面積より大きいので、第１制御弁32a を介した第１連通路の連通状態において、該第１連通路を流れる高圧縮ガスの量は、第２制御弁32b を介した第２連通路の連通状態において、該第２連通路を流れる混合気の量に見合った量となり、容積流量に相当する時間面積でみると、燃焼室13への混合気の供給の時間面積と、チャンバー20への高圧縮ガスの充填の時間面積とを、略バランスさせることができる。これにより、燃焼室13への燃料（混合気）供給に必要とされる空気量を広い回転域にわたって確保することができ、適正な燃料の供給と良好な噴霧が得られて、良好な燃焼が行なわれる。
【００５２】
また、第２制御弁32b を構成する回転弁部の切欠き43b の回転方向先端部は、前記のとおり、段差をなくして先細に形成されているが、当該部分の周方向所定幅ａが、第１制御弁32a を構成する回転弁部の切欠き43a の軸方向幅ｂにまたがって延長して形成されているので、混合気の燃焼室13内への噴射初期、共通連通路21ａ端の開口22の全幅から噴射できることになり、十分な混合気の噴射量が確保できて、混合気の供給量が噴射時間にわたって略均一化され、適正な量の混合気が供給されるとともに、混合気の噴霧が燃焼室13の広い範囲にわたって拡散されて、良好な燃焼が得られる。
【００５３】
図示の火花点火式２サイクル内燃機関１は、前記のように構成されているので、次のように作動する。
図示されないスタータモータにより、クランク軸８が図１にて反時計方向に回転駆動されると、図１３に図示されるように、上死点（ＴＤＣ）前90°の時点にて排気開口17がピストン６により閉塞されて圧縮工程に入る。
【００５４】
そして、上死点（ＴＤＣ）前略75°の時点にて、第２制御弁32b が第２連通路（図２において上方の連通路系の連通路21ｃ、連通路21ｂ、連通路21ａ）を閉塞して、チャンバー20から燃焼室13内への混合気の供給、噴射が停止される。
【００５５】
また、その直前に、第１制御弁32a は、第１連通路（連通路21ａ、図２において下方の連通路系の連通路21ｂ、連通路21ｃ）を連通させ、燃焼室13からチャンバー20に高圧縮ガスが供給、充填される。そして、圧縮工程途中所定のタイミングにて開口22がピストン６により閉塞され、略同時に第１連通路が第１制御弁32a により閉塞されて、前記高圧縮ガスのチャンバー20への供給、充填が停止される。
【００５６】
さらに燃焼室13が圧縮され、上死点前所定のタイミングにて点火栓19が点火され、また、ピストン６の上昇によりクランク室９は膨張を続けて、吸気が続行される（図９）。
【００５７】
そして、上死点（ＴＤＣ）に達した以後、燃焼室13内の混合気が燃焼して膨張するとともに、ピストン６の下降によりクランク室９は圧縮され、クランク室９内の空気は圧縮される（図１０）。
さらに、上死点（ＴＤＣ）から90°経過した時点 (排気制御弁18の上下位置で変動する) で、排気開口17が開放され、燃焼ガスが排気通路16より排出される。
【００５８】
さらにまた、上死点（ＴＤＣ）から約122 °経過した時点で、ピストン６の下降により掃気開口15、41が開口され、クランク室９内の圧縮された空気 (燃料を含んでいない) が空気供給用掃気通路を介して掃気開口15、41より燃焼室13内に流入し、燃焼室13内の既燃焼ガスが排気開口17の方に向って押し出され、空気のみによる掃気が行なわれ、それと同時に燃料噴射装置（図示されず）から燃料が連通路21ｂに向けて噴出される（図１１）。
【００５９】
次に、下死点（ＢＤＣ）から約58°経過した時点で掃気開口15、41がピストン６の上昇により閉塞され、掃気開口15、41からの空気の流入による掃気が停止されるとともに、ほぼこの時点から、第２制御弁32b が第２連通路を連通させ、混合気が開口22から燃焼室13内に噴射され、残留既燃ガスを掃気し、同時に、ピストン６の上昇によるクランク室９の膨張でもって、吸気通路10よりリード弁12を介してクランク室９内に空気が吸入される。なお、前記残留既燃ガスの掃気に際し、混合気の吹抜けはほとんどない（図１２）。
【００６０】
本実施形態における火花点火式２サイクル内燃機関１は、前記のように構成され、前記のように作動するので、さらに次のような効果を奏することができる。
本火花点火式２サイクル内燃機関１では、掃気初期に空気のみによる掃気が行なわれるので、混合気がそのまま燃焼室13内を通過して排気通路16へ排出される吹抜けが未然に阻止され、燃費の向上と未燃ガスによる大気汚染の防止が達成され得る。
【００６１】
また、チャンバー20に充填された空気と燃料噴射装置より噴射された燃料とにより第２連通路（連通路21ｂ、連通路21ａ）内において生成される混合気は、濃い混合気であり、これが、空気供給用掃気通路を通過した燃料を含まない空気によって充分に掃気された燃焼室13内に流入するので、該燃焼室13内で適正な濃度の混合気となり、良好な燃焼が得られて、高水準の燃費と、高い排気浄化性能が達成され得る。
【００６２】
また、前記回転弁（制御弁）32が設けられる部位は、シリンダ孔５に至るシリンダ壁厚が比較的薄い部位であるが、該部位において、シリンダ孔５に臨む開口の数を増やすことなく、前記のとおり、燃焼室13に噴霧される混合気の空燃比を確実にコントロールできる構造を得ることができ、また、連通路21を必要以上に大きくすることなく、前記のとおり、燃焼室13からチャンバー20への高圧縮ガスの充填の時間面積を稼ぐことができるので、２サイクル内燃機関１の製造の容易さと信頼性の向上のメリットをそのままに維持することができるとともに、各種開口や部品のレイアウト上の自由度を向上させることができる。
【００６３】
さらに、回転弁32を挟んでチャンバー20側の連通路は、高圧縮ガス充填用の連通路（図２において下方の連通路21ｂ、連通路21ｃ）と混合気供給用の連通路（図２において上方の連通路21ｂ、連通路21ｃ）とに分岐され、それぞれの分岐連通路を流れる流れは一方向流れとなるので、混合気供給用の連通路内に残留する燃料を高圧縮ガスがチャンバー20に押し戻すようなことがなくなり、燃焼室13内に噴霧される混合気の空燃比のコントロールを確実なものにすることができ、これにより、高回転、高負荷まで安定した燃焼が可能になり、機関出力の適用範囲を広げることが可能になる。
【００６４】
次に、図８に図示される本願の請求項４に記載された発明の一実施形態（実施形態２）について説明する。
図８は、本実施形態における火花点火式２サイクル内燃機関の要部の縦断側面図であって、図３と同様の図である。
【００６５】
図８において、回転弁（制御弁）32を挟んで燃焼室13側の共通の連通路21a と対する側にあるチャンバー20側の高圧縮ガス充填用分岐連通路21d と、同混合気供給用分岐連通路（実施形態１におけると同様に、図２において上方の連通路21ｂ、連通路21ｃからなる）とは、該制御弁32を挟んで略反対側の上方の位置と下方の位置とに、それぞれ配置されており、本実施形態の場合、前者の高圧縮ガス充填用分岐連通路21d が、上方のシリンダヘッド４側の位置に配置されている。
【００６６】
そして、回転弁32の素材をなす回転体（回転弁本体）43の外周に形成される深さの異なる２種類の周方向切欠き43a 、43b のうち、深い方の切欠き43a は、第１制御弁32a による高圧縮ガスの充填と停止のタイミングが実施形態１と同じになるように、その形成位置が、回転弁32の回転方向前方にずらされている。この形成位置は、幾何学的に決定される。
その他の構成は、実施形態１におけると同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００６７】
本実施形態は、前記のように構成されているので、特に混合気供給用分岐連通路のレイアウトの自由度が向上し、例えば、連通路21ｂ、連通路21ｃ、開口42の位置をチャンバー20の略中央付近にもってくることが容易になる。そして、この結果、燃料噴射装置を略中央に配置して、回転弁32の軸線に対し略直交する方向から燃料を噴射するように取り付けることができるようになるので、車両の左右方向（図２において上下方向）の幅を節約することができ、本火花点火式２サイクル内燃機関を小型化することができる。
【００６８】
また、従来例（図１４参照）のように、チャンバー20の左右両側に２本の燃料噴射装置を装備して、出力の増強を図ることも容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１ないし請求項３に記載された発明の一実施形態（実施形態１）における火花点火式２サイクル内燃機関の縦断側面図であって、シリンダブロックおよび制御弁部分について、図２のＩ−Ｉ線の位置で切断した図である。
【図２】図１の実施形態において、シリンダブロックの平面図である。
【図３】図１の要部の拡大図である。
【図４】図３のIV−IV線で切断した縦断側面図である。
【図５】図１の実施形態において、回転弁の縦断面図であって、図６のＶ−Ｖ線で切断した図である。
【図６】同回転弁の平面図である。
【図７】図５のVII −VII 線で切断した断面図である。
【図８】本願の請求項４に記載された発明の一実施形態（実施形態２）における火花点火式２サイクル内燃機関の要部の縦断側面図であって、図３と同様の図である。
【図９】図１の実施形態において、火花点火式２サイクル内燃機関の運転状態を示した図である。
【図１０】図１の実施形態において、火花点火式２サイクル内燃機関の他の運転状態を示した図である。
【図１１】図１の実施形態において、火花点火式２サイクル内燃機関のさらに他の運転状態を示した説明図である。
【図１２】図１の実施形態において、火花点火式２サイクル内燃機関のさらに他の運転状態を示した説明図である。
【図１３】図１の実施形態において、火花点火式２サイクル内燃機関の運転サイクルを示した説明図である。
【図１４】従来例を示す図であって、図２と同様の図である。
【図１５】従来例を示す図であって、図３と同様の図である。
【符号の説明】
１…火花点火式２サイクル内燃機関、２…クランクケース、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…シリンダ孔、６…ピストン、７…連接棒、８…クランク軸、９…クランク室、10…吸気通路、12…リード弁、13…燃焼室、15…掃気開口、16…排気通路、17…排気開口、18…排気制御弁、19…点火栓、20…チャンバー、21、21a 、21b 、21c …連通路、21d …高圧縮ガス充填用分岐連通路、22…混合気供給用（燃料供給用）兼高圧縮ガス取入れ用開口、23…弁収納孔、32…回転弁（制御弁）、32a …第１制御弁（高圧縮ガス充填制御弁）、32b …第２制御弁（混合気噴射制御弁）、40…空気供給用掃気通路、41…掃気開口、42…開口、43…回転体（回転弁本体）、43a …周方向切欠き、43b …周方向切欠き、44…取付け孔、45…盲栓、46…加工孔、46a …空間、47…給油通路。

Claims (4)

1. 燃焼室と該燃焼室に隣接するチャンバー部との連通路に、該連通路を開閉自在に制御する制御弁を配設するとともに、前記連通路を介して前記燃焼室に燃料または混合気を、前記チャンバーに高圧縮ガスを、それぞれ噴出もしくは充填する２サイクル内燃機関において、
   前記連通路は、第１連通路と第２連通路とからなり、
   前記第１連通路は、前記制御弁を挟んで、前記燃焼室側の共通の連通路と、前記チャンバー側の高圧縮ガス充填用分岐連通路とからなり、
   前記第２連通路は、前記制御弁を挟んで、前記燃焼室側の共通の連通路と、前記チャンバー側の混合気供給用分岐連通路とからなり、
   前記制御弁は、第１制御弁と第２制御弁とからなり、
   前記第１制御弁は、前記第１連通路を開閉自在に制御して、排気工程終了後所定のタイミングで該第１連通路を連通させ、圧縮工程途中で該第１連通路を閉塞させ、
   前記第２制御弁は、前記第２連通路を開閉自在に制御して、掃気開口閉塞時に該第２連通路を連通させ、略前記第１制御弁が前記第１連通路を連通させる時点において該第２連通路を閉塞させ、
   前記第１制御弁と前記第２制御弁とは、回転体の軸方向に並設された回転弁として構成されたことを特徴とする２サイクル内燃機関。
2. 前記第２制御弁を構成する回転弁部の周方向切欠きの回転方向前方の周方向所定幅ａが、前記第１制御弁を構成する回転弁部の周方向切欠きの軸方向幅ｂにまたがって延長して形成されたことを特徴とする請求項１記載の２サイクル内燃機関。
3. 前記第１制御弁を構成する回転弁部の周方向切欠きの深さが、前記第２制御弁を構成する回転弁部の周方向切欠きの深さより深くされたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の２サイクル内燃機関。
4. 前記チャンバー側の高圧縮ガス充填用分岐連通路と混合気供給用分岐連通路とは、前記制御弁を挟んで略反対側に配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の２サイクル内燃機関。

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