JP4153643B2 - Layered scavenging two-cycle engine and disc valve device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランク室圧縮式層状掃気2サイクルエンジン、特に掃気空気を用いて先行掃気を行なうようにした空気先導式層状掃気2サイクルエンジン及び2サイクルエンジンのディスクバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の2サイクルエンジンにおいては、ピストンが上死点へ移動するときにクランクケース内に形成されたクランク室が負圧になることを利用して、該クランク室に混合気を吸い込み、ピストンが下死点方向に移動するときに該クランク室で圧縮された混合気が掃気ポート開口時にクランク室から燃焼室内に導入され、燃焼ガスを押し出しながら燃焼室内に充填される。この掃気行程では、掃気ポートと排気ポートとの開いている区間が広範囲でオーバーラップしているため、燃焼ガスとともに約30%もの混合気が吹き抜けてしまい、このことが過大なTHC(全炭化水素)排出の主原因となり、燃料の浪費を招いている。
【0003】
かかる混合気の吹き抜けを減少させるために、空気先導式層状掃気方式が提供されている。かかる掃気方式においては、ピストンが上死点に向かう吸気行程時にクランク室に混合気が充填され、同時に空気が掃気ポートに連なる掃気通路を通してクランク室に吸い込まれて掃気通路に充填され、次いで、ピストンが上死点から下降する燃焼、排気行程中の掃気ポート開口時に、掃気通路内の空気が燃焼室内に混合気に先立って導入されて、燃焼排ガスを掃気し、その後に続いて混合気が燃焼室内に導入される。かかる掃気方式では、混合気の吹き抜けが、従来エンジンの3分の1程度まで大幅に低減される。
【0004】
かかる空気先導式層状掃気2サイクルエンジンについて、気化器の燃料制御弁と空気制御弁とが一体になった構造のものが、特開平10−252565号において開示されている。
【0005】
前記従来技術に係る空気先導式層状掃気エンジンにおいて、空気制御弁から導入された先導空気をシリンダ及びクランク室に供給する通路を空気制御弁の下流で掃気口と同数(2〜3個)に分岐し、ゴム等のチューブでシリンダの掃気口通路に連結し、それぞれの掃気通路に備えられたリードバルブを通って、シリンダ及びクランクケースに設けられた通路に通じるように構成されている。
【0006】
前記空気制御弁から導入された空気は、ピストンのシリンダ圧縮行程で一旦クランク室内に吸い込まれ、ピストンの下降行程の掃気時において、掃気ポートから燃焼室内に掃気空気を先導する。
【0007】
また、特開平7−139358号で提案されている従来技術は、掃気通路内に掃気ポートに近接する位置に開口する空気通路を設け、該空気通路に逆止弁を設け、さらに前記空気通路に制御弁を設け、該制御弁をエンジンのスロットル操作と連動している。かかるエンジンでは、ピストンが上昇するときにクランク室が負圧になり、混合気が混合気供給口からクランク室に吸引されると同時に、空気通路から逆止弁を開いて空気が吸引され、掃気通路の全部あるいは一部に空気が進入する。ついで燃焼、排気行程におけるピストン下降時に、掃気ポートが開くと、先ず空気が燃焼室内に噴出し、続いて混合気が供給される。
【0008】
かかる従来技術においては、混合気の排気ポートへの吹き抜けを少なくするように、掃気過程の初期に掃気ポートから空気を早めに燃焼室内に供給して掃気し、この掃気用空気よりも若干遅らせてクランク室内の混合気を掃気ポートから燃焼室内に送入する供給手段が講じられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
かかる空気先導式層状掃気2サイクルエンジンは、燃焼ガスとともに吹き抜ける混合気の量を減らし、過大なTHC(全炭化水素)の排出をなくし、燃料の浪費を抑制することが可能となる。
しかしながら、特開平10−252565号にて提案されている空気先導式層状掃気2サイクルエンジンにあっては、先導空気通路の構造は、掃気口と同数のゴム等のチューブとリードバルブが設けられた構造となっている。このため、部品点数が多く、組立工数が多くなってコスト高となる。また、このような空気通路配管がシリンダの外部に設けられるために、エンジンの軸方向寸法が大きくなる。
【0010】
また、2サイクルエンジンにおいては、アイドリング運転を含む低負荷運転時には空気量を抑えて濃混合比として燃焼を安定させ、高負荷運転時においては比較的薄い混合比として燃料消費率の低減や排気ガス中の有害な排出物の低減をなすことが要求されるが、特開平7−139358号にて提案されている従来技術では、掃気作用時に空気供給通路から供給される空気の流量がエンジンの運転状態に適正に対応するように制御されていない。
【0011】
このため、アイドリング運転を含む低負荷運転時には空気量が増大気味となるので、空気量を制限して濃混合比として燃焼を安定させることが困難となり、また、高負荷運転時には排気ガス中の有害な排出物を低減するように、薄い混合比に維持して燃料消費率を下げるように運転をすることが困難となる。
【0012】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、層状掃気2サイクルエンジンの掃気通路の構造を簡単化して、エンジンを小型軽量化し、部品点数及び組立工数を減じて製造コストを低減することを第1の目的とする。
【0013】
【0014】
また、クランクウェブにより開閉されるディスクバルブを用いることにより、掃気用先導空気の吸入開始、終了のタイミングを最適化して、燃焼を改善し、排気ガス中の有害な排出物を低減することを第2の目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項1記載の発明として、シリンダ側部に排気ポートと掃気ポートとが設けられ、ピストンの上昇時に開口してクランク室内に混合気を供給する吸気口と、前記掃気ポートに接続される掃気通路と、該掃気通路にエアクリーナからの掃気用空気を供給する空気供給口とを備えた空気先導式層状掃気2サイクルエンジンにおいて、前記空気供給口に接続される空気通路と前記吸気口に連通される混合気通路とが内部に並設されたインシュレータと、該インシュレータの空気通路の前記掃気通路への接続部側に設けられて、該掃気通路側に向かう空気の流れのみを許容する逆止弁とを備え、前記掃気通路は、前記クランクケースの両側部の壁内に設けられて、前記クランク室に開口する対をなす掃気通路開口部に接続されるクランクケース側の掃気通路に、前記シリンダの両側部の壁内に形成されて一端が前記掃気ポートに接続される左右の分岐通路を接続してなり、さらに、前記シリンダの両側部の壁内には前記逆止弁の出口側に設けられた空気供給通路と、前記左右の掃気分岐通路とを接続する左右の空気分岐通路とが形成され、前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面を、クランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成してなり、前記掃気通路開口部の形状が前記クランクウェブの回転に従い、該クランクウェブによって開口される面積が大きくなるようにクランクウェブの回転方向に沿って徐々に幅広となるように拡開して形成されてなることを特徴とする層状掃気2サイクルエンジンを提案する。
さらに、請求項2記載の発明として、シリンダ側部に排気ポートと掃気ポートとが設けられ、ピストンの上昇時に開口してクランク室内に混合気を供給する吸気口と、前記掃気ポートに接続される掃気通路と、該掃気通路にエアクリーナからの掃気用空気を供給する空気供給口とを備えた空気先導式層状掃気2サイクルエンジンにおいて、前記空気供給口に接続される空気通路と前記吸気口に連通される混合気通路とが内部に並設されたインシュレータと、該インシュレータの空気通路の前記掃気通路への接続部側に設けられて、該掃気通路側に向かう空気の流れのみを許容する逆止弁とを備え、前記掃気通路は、前記クランクケースの両側部の壁内に設けられて、前記クランク室に開口する対をなす掃気通路開口部に接続されるクランクケース側の掃気通路に、前記シリンダの両側部の壁内に形成されて一端が前記掃気ポートに接続される左右の分岐通路を接続してなり、さらに、前記シリンダの両側部の壁内には前記逆止弁の出口側に設けられた空気供給通路と、前記左右の掃気分岐通路とを接続する左右の空気分岐通路とが形成され、前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面を、クランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成してなり、前記掃気通路開口部を前記クランクウェブの回転方向に沿ってほぼ同一幅を有する円弧状に開口され、さらに、該開口から反回転方向に延びて前記開口端面を凹設した切り欠き部を有して全体として大きな開口面積を有してなることを特徴とする層状掃気2サイクルエンジンを提案する。
【0016】
請求項1、2にかかる発明によれば、掃気通路をクランクケースの側部壁内及びシリンダの側部壁内に対をなして形成しているので、長さの長い掃気通路となり、かかる長い掃気通路に充満した空気によって先導掃気作用が行なわれるので、空気による掃気作用が充分になされた後に混合気が供給されることとなり、混合気の吹き抜けが抑制される。
【0017】
また、クランクケース内及びシリンダ内に全ての掃気通路及び空気通路を形成するので、空気通路形成用の外部配管及びその付属部品が不要となり、部品点数が低減されるとともに、組立工数が低減される。
【0018】
請求項6記載の発明は請求項1または2において、前記シリンダ両側部に形成された前記掃気分岐通路及び空気分岐通路を、同一方向の略平行な通路壁で囲んで形成してなる。
【0019】
かかる発明によれば、前記掃気及び空気の分岐通路の通路壁をシリンダと一体に、かつ略平行に形成したので、シリンダ用金型のスライド型を一体とすることができ、これによって金型構造が簡単化され、金型の製造コストを低減できる。
【0020】
請求項1、2記載の発明は、前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面を、クランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成してなる。
【0021】
かかる構成によれば、クランク室内に開口し、クランクケースの側面とクランクのウェブとの隙間を小さくして、クランク室内に開口するクランクケースの掃気通路開口部とクランクウェブとでディスクバルブを形成しているので、掃気ポートからの掃気吹出し速度を抑制し、排気ガスに巻き込まれる混合気量をさらに減少させることができる。
【0022】
また、前記ディスクバルブの掃気通路開口部の開閉動作により、掃気ポート開後に掃気通路開口部を開として掃気始めタイミングを遅らせ、掃気ポート閉前に掃気通路開口部を閉として掃気終りタイミングを早めることができるので、掃気ポートの形状、大きさを最適値に保持しつつ掃気タイミングを最適化できる。
【0023】
そして、請求項1記載の発明は、前記掃気通路開口部は、前記クランクウェブの回転に従い、該クランクウェブによって開口される面積が大きくなるように回転方向に拡開して形成されてなる。
【0024】
かかる発明によれば、クランクウェブの回転に従い掃気通路開口部の開口面積が徐々に拡大するようになり、これによって該開口部から掃気通路を経て掃気ポートから燃焼室内に流出される掃気速度を抑制することにより、排気ガスに巻き込まれる混合気量が減少し、混合気の吹き抜けを抑制できる。
【0025】
請求項2記載の発明は、前記掃気通路開口部は、前記クランクウェブの回転方向にほぼ同一幅を有する円弧状に開口されてなり、さらに、該開口から反回転方向に延びて前記開口端面を凹設した切り欠き部を有して全体として大きな開口面積を有してなる。
【0026】
かかる発明によれば、ディスクバルブのクランク室内に占める体積割合が増加し、圧縮率が向上する。
【0027】
請求項3記載の発明は、請求項1、2において、前記ディスクバルブは、前記掃気通路開口部の開閉時期により前記掃気用空気(先導空気)のシリンダへの吸入開始及び終了タイミングを制御可能に構成されてなる。
【0028】
かかる発明によれば、従来技術のようなクランク室の負圧により先導空気を吸入するものでは先導空気の量と吸入タイミングは制御困難であったが、かかる発明によれば、ディスクバルブにて先導空気のシリンダへの吸入開始及び終了タイミングを制御することにより、先導空気の量と吸入タイミングの制御が可能となり、排ガス中の未燃炭化水素を低減できるとともに、燃料消費率を低減できる。
【0029】
請求項4、5記載の発明は、前記空気先導式層状掃気2サイクルエンジンに加えて、ピストンバルブ式2サイクルエンジンにも適用されるディスクバルブ装置の発明に係り、請求項4記載の発明は、シリンダ側部に排気ポートと掃気ポートとが設けられ、ピストンの上昇時に開口してクランク室内に混合気を供給する吸気口と、前記掃気ポートに接続される掃気通路とを備え、前記掃気通路が、前記クランクケースの両側部の壁内に設けられて前記クランク室に開口する対をなす掃気通路開口部に接続されるクランクケース側の掃気通路に、前記シリンダの両側部の壁内に形成されて一端が前記掃気ポートに接続される左右の分岐通路を接続して形成された2サイクルエンジンにおいて、前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面をクランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成し、該ディスクバルブは、前記掃気通路開口部の開閉時期により前記掃気のシリンダへの吸入開始及び終了タイミングを制御可能に構成され、前記掃気通路開口部の形状が前記クランクウェブの回転に従い、該クランクウェブによって開口される面積が大きくなるようにクランクウェブの回転方向に沿って徐々に幅広となるように拡開して形成されてなることを特徴とする層状掃気2サイクルエンジンのディスクバルブ装置にある。
また、請求項5記載の発明は、シリンダ側部に排気ポートと掃気ポートとが設けられ、ピストンの上昇時に開口してクランク室内に混合気を供給する吸気口と、前記掃気ポートに接続される掃気通路とを備え、前記掃気通路が、前記クランクケースの両側部の壁内に設けられて前記クランク室に開口する対をなす掃気通路開口部に接続されるクランクケース側の掃気通路に、前記シリンダの両側部の壁内に形成されて一端が前記掃気ポートに接続される左右の分岐通路を接続して形成された2サイクルエンジンにおいて、前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面をクランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成し、該ディスクバルブは、前記掃気通路開口部の開閉時期により前記掃気のシリンダへの吸入開始及び終了タイミングを制御可能に構成され、前記掃気通路開口部を前記クランクウェブの回転方向にほぼ同一幅を有する円弧状に開口され、さらに、該開口から反回転方向に延びて前記開口端面を凹設した欠き部を有して全体として大きな開口面積を有してなることを特徴とする層状掃気2サイクルエンジンのディスクバルブ装置にある。
【0030】
請求項4、5にかかる発明においても、請求項1、2記載の発明と同様に、排ガス中の未燃炭化水素の低減及び燃料消費率の低減を実現できる。
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【0038】
図1は本発明の実施形態に係る空気先導式層状掃気2サイクルエンジンのシリンダ中心軸を含むクランク軸心に直角な断面図、図2はシリンダ及びクランクケースに設けられる掃気通路及び空気通路の構造を示す斜視構成図、図3は図2に対応する作用説明図、図4はディスクバルブの第1実施例におけるクランクウェブと掃気通路との関係を示す説明図、図5は図1のA−A線断面図である。図6はディスクバルブの第2実施例を示す図4対応図、図7は図5対応図(図1のA−A線断面図)である。
【0039】
図1〜図5において、2はシリンダ、4はピストン、6はクランク軸、6aは該クランク軸6を構成するクランクウェブ、5はクランクケース、3はピストン4とクランク軸6とを連結するコネクティングロッド、7はシリンダヘッド、8は点火プラグ、11はエアクリーナ、12は気化器である。また、25は燃焼室、5aはクランクケース5の内部に形成されたクランク室、15b、15は前記気化器12とクランク室5aとを接続する混合気通路である。13aはシリンダ2の側部に開口した排気ポートで、排気管13に接続される。
【0040】
9aはシリンダ2の排気ポート13aの左右に排気ポート13aとほぼ直角方向の部位に2個対向するように設けられた掃気ポートである。対をなす該掃気ポート9aの夫々には、図2に示すように、シリンダ2に斜め方向に設けられた対をなす掃気分岐通路109e、各掃気通路の合流場所である対をなす掃気通路109f、クランクケース5の両側面の壁内に弧状に形成された対をなす掃気通路109d及び対をなす掃気通路開口部109b、109bを介して前記クランク室5aと連通されている。
【0041】
前記掃気通路開口部109b、109bは、クランク軸6のクランクウェブ6aによって開閉可能になるように、図5に示すようにクランク軸心60方向においては、該開口部109b、109bの端面109gとクランクウェブ6aの端面6dとが微小隙間を存して近接し、該クランクウェブ6aの端面6dにより該開口部109b、109bを開閉制御するディスクバルブを構成している。また、該掃気通路開口部109b、109bは、クランク軸心60に直角方向においては、図4に示すように、クランク軸6の回転方向Nに対して、クランクウェブ6aによって徐々に開口面積が増大して開口するように、クランクウェブ6aによって最初に開かれる側の幅が小さく、徐々に幅広となる下方に先細の形状に形成されている。
【0042】
図6〜7は前記ディスクバルブの第2実施例を示している。この実施例においては、前記掃気通路開口部109bは、前記クランク室5aと同心でクランクウェブ6aの回転方向にほぼ同一幅を有する円弧状に開口されて構成されている。
そして、該開口部109bは、図7に示すように、掃気通路109dへの連通部から反回転方向に延びる切欠部109cを有し、全体として大きな開口面積を有する開口部を形成している。
【0043】
10はシリンダ2の側部の内部に設けられた空気供給室で、上流側が後述するインシュレータ30内の空気通路10bに接続され、下流側が対をなす空気分岐通路10aに接続されている。該空気分岐通路10aは、図2に示すように、対をなす掃気通路109fと対をなす掃気分岐通路109eに連通している。
また、該空気供給室10には、左右の空気分岐通路10a、10aへの開口部に、空気分岐通路10a、10a側に向かう流れのみを許容する逆止弁16が設けられている。
【0044】
また、図2〜図3に示すように、前記対をなす空気分岐通路10a、10aと掃気分岐通路109eとは、シリンダ2の側部から該シリンダ2と一体に突設された通路壁109h、109i内にシリンダ中心軸50に略対称に形成されている。そして、該双方の通路壁109h、109iは互いに平行に形成されて、一体の金型をシリンダ2側から側方に抜き出し可能としている。
【0045】
30はエンジン本体側と吸気系とを熱的に遮断するためのインシュレータであり、該インシュレータ30はシリンダ2の側面にボルト締めされている。該インシュレータ30内部の上側には前記空気通路10b、下側には混合気通路15bが形成されている。
該混合気通路15bの上流側は、気化器12内の混合気流量制御用の絞り弁14に連通され、下流側は吸気口15aを介してクランク室5aと連通されている。
110はエアクリーナ11とインシュレータ30を接続する気化器12と一体の空気通路管で、該空気通路管110には空気通路面積を変化させる空気制御弁20が設けられており、該空気制御弁20は気化器12の絞り弁14と連動するようになっている。
【0046】
かかる構成からなる空気先導式層状掃気2サイクルエンジンの運転時において、図3に示すように、燃焼室25内の燃焼圧力によりピストン4が下降し、排気ポート13aが開くと、該燃焼室25内の燃焼ガス(排気ガス)は排気ポート13aを通って排気管13へ排出され、マフラ(図示省略)を通って外気中へ放出される。
ピストン4がさらに下降すると、左右の掃気ポート9a、9aが開口し、図3の矢印に示すように、掃気分岐通路109eに溜められていた空気が、燃焼室25内に流入して燃焼ガスを排気ポート13a側へ押し出す。
【0047】
次いで、クランク室5a内に溜められていた混合気がそれぞれ対をなす掃気通路開口部109b及び109b、掃気通路109d及び109d、掃気分岐通路109e及び109eを経て、掃気ポート9a、9aから燃焼室25内に流入する。
ピストン4が下降して、図3のように、下死点にある状態では、排気ポート13a、2つの掃気ポート9a、9aは開口していて、燃焼室25内への空気及び混合気の供給は終了、あるいは終了しようとしている。そして、ピストン4が下死点から上昇すると、該ピストン4によって掃気ポート9a、9aが閉じてクランク室5a内が密閉空間となり、膨張即ち圧力の低下が始まる。
【0048】
ピストン4がさらに上昇すると、排気ポート13aが閉じられ、燃焼室25内の混合ガスの圧縮が始まる一方、ピストン4の上昇によるクランク室5aの容積増大により該クランク室5a内の圧力はさらに低下する。図2に示すように、ピストン4がさらに上昇するとシリンダ2側面に形成された吸気口15aが開口し、気化器12で生成され絞り弁14で流量制御された混合気が図2の矢印で示すように、混合気通路15b及び15から吸気口15aを経てクランク室5a内に供給される。
【0049】
前記クランク室5a内の圧力の低下は、掃気通路開口部109b、109b、掃気通路109d、109d、及び掃気分岐通路109e、109eを経て左右の空気分岐通路10a、10aにも伝わるので、逆止弁16が開弁し、後述する作用によって逆止弁16を経て空気供給室10内に供給された空気がクランク室5a内に流入する。
【0050】
ここで、前記掃気ポート9a、9aからクランク室5aに至る夫々対をなす掃気分岐通路109e、109e、掃気通路109f、109f、及び掃気通路109d、109dは、図2に示すように、長さの長い掃気通路を構成しているため、該掃気通路に供給された空気はこのような長い掃気通路に充填される。
【0051】
ピストン4が圧縮上死点近傍に達すると、点火プラグ8によって燃焼室25内に火花放電され、圧縮された混合気に着火、燃焼が行なわれる。この燃焼により、発生する圧力でピストン4が押し下げられ、クランク軸6に回転トルクが生じる。
【0052】
ピストン4が下降して排気ポート13aが開口すると、燃焼室25内の燃焼ガスは排気ポート13aから排気管13に流れ、次いでマフラ(図示省略)を経て外部に排出される。
一方、ピストン4の下降により、クランク室5a内の気体はピストン4の裏側で圧縮される。そして、ピストン4がさらに下降して側部の掃気ポート9a、9aが開口すると、前記のようにしてクランク室5a内に供給されていた混合気がそれぞれ対をなす掃気通路開口部109b、109b、掃気通路109d、109d、掃気通路109f、109f、及び掃気分岐通路109e、109eを経て、掃気ポート9a、9aから燃焼室25内に吹き込まれ、該燃焼室25内の燃焼ガス(排気ガス)を排気ポート13aから押し出す掃気作用がなされる。
【0053】
かかる掃気作用時において、前記のような逆止弁16の開弁により、掃気通路109d、109d、掃気通路109f、109f、掃気分岐通路109e、109eの内部には、当初は空気が充満しているため、掃気作用の始まりから一定期間内においては、掃気ポート9a、9aから燃焼室25内へは空気によって掃気作用がなされ、その後にクランク室5a内の混合気が、掃気通路109d、109f、掃気分岐通路109eを経て、掃気ポート9a、9aから燃焼室25内に吹き込まれる。
上記のような工程が繰り返し行なわれてエンジンが運転され、動力を発生する。
【0054】
かかる空気先導式層状掃気2サイクルエンジンには、図1〜図3に示すように、クランクケース5に設けた掃気通路109d、109dはクランクケース5の両側側面にシリンダ中心軸50に関して対称に設けられ、また掃気通路開口部109b、109bもシリンダ中心軸50に関して対称にクランク室5aに開口している。
【0055】
そして、図5に示すように、前記開口部109bの端面109gとクランクウェブ6aの端面6dとの隙間を小さくしてクランクケース5側の掃気通路開口部109b、109bとクランクウェブ6a、6aとでディスクバルブを形成している。図4はクランク室5a内のクランクウェブ6aの回動位置により掃気通路開口部6bが徐々に開かれる状態を示している。該掃気通路開口部109b、109bの位置をクランク軸6の回転方向Nに沿って変化させることにより、また掃気ポート9a、9aからの掃気吹き出しのタイミングを変えることにより、さらには、図4に示すように、掃気通路開口部109b、109bの形状をクランクウェブ6a、6aが回転移動するときに徐々に開口面積が拡大するように、先細形状として、からの掃気速度を抑制することにより、排気ガスに巻き込まれる混合気量を、さらに減少させることが可能となる。
【0056】
また、前記ディスクバルブを、掃気ポート9a、9aの開後に前記掃気通路開口部109b、109bを開として掃気始めタイミングを遅らせ、掃気ポート9a、9aの閉前に掃気通路開口部109b、109bを閉として掃気終りタイミングを早めるように構成することにより、掃気ポート9a、9aの形状、大きさを最適値に保持しつつ掃気タイミングを最適化できる。
【0057】
さらに、前記ディスクバルブは、前記掃気通路開口部109b、109bの開閉時期により前記先導空気(掃気用空気)のシリンダ2への吸入開始及び終了タイミングを制御可能となる。
即ち、前記クランクウェブ6a、6aが掃気通路開口部109b、109bを開く時期により前記先導空気の吸入始めタイミングを制御し、閉じる時期により前記掃気用空気の吸入終了タイミングを制御することが可能となる。
【0058】
然るに、従来技術のようなクランク室の負圧により先導空気を吸入するものでは、先導空気の量と吸入タイミングは制御困難であったが、かかる実施例によれば、ディスクバルブにて先導空気のシリンダ2への吸入開始及び終了タイミングを制御することができるので、先導空気の量と吸入タイミングの制御が可能となり、排ガス中の未燃炭化水素を低減できるとともに、燃料消費率を低減できる。
【0059】
前記ディスクバルブを、図4〜5に示される第1実施例のように構成すれば、クランクウェブクランクウェブ6a、6aの回転に従い掃気通路開口部109b、109bの開口面積が徐々に拡大するようになり、これによって該開口部109b、109bから掃気通路109d、109dを経て掃気ポート9a、9aから燃焼室25内に流出される掃気速度を抑制することにより、排気ガスに巻き込まれて吹き抜ける混合気量が減少する。
【0060】
また、ディスクバルブを、図6〜7に示される第2実施例のように構成すれば、該ディスクバルブは全体として大きな開口面積を有する開口部を形成しているので、ディスクバルブのクランク室5a内に占める体積割合が増加し、圧縮率が向上する。
【0061】
また、かかる実施例による空気先導式層状掃気2サイクルエンジンにおいては、シリンダ2に設けられた空気分岐通路10aとシリンダ2の掃気ポート9aへの掃気分岐通路109eとを、図2に示すように、同一方向の平行な通路壁109h及び109iで囲った構造となっているので、シリンダ用金型のスライド型を一体にすることができ、これによって金型構造が簡素化されて、製造コストを低減することができる。
【0062】
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
【0077】
【0078】
【0079】
【0080】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、クランクケース内及びシリンダ内に全ての掃気通路及び空気通路を形成するので、空気通路形成用の外部配管及びその付属部品が不要となり、部品点数を低減するとともに組立工数を低減することができ、また、エンジンを軽量、小型化することができる。
【0081】
また、掃気通路をクランクケースの側部壁内及びシリンダの側部壁内に対をなして形成しているので、長さの長い掃気通路となり、かかる長い掃気通路に充満した空気によって先導掃気作用が行われるので、空気による掃気作用が十分になされた後に混合気が供給されることとなり、混合気の吹き抜けが抑制され、燃料の浪費を低減できる。
【0082】
また、本発明によれば、クランクケースの両側側面に設けた掃気通路の開口部は、クランク室内に開口し、クランクケースの側面とクランクのウェブとの隙間を小さくしてクランクケースの開口部とクランクウェブとでディスクバルブを形成しているので、掃気ポートからの掃気吹出し速度を抑制し、排気ガスに巻き込まれる混合気量をさらに減少させる効果がある。
【0083】
また、前記ディスクバルブの掃気通路開口部の開閉動作により、掃気ポート開後に掃気通路開口部を開として掃気始めタイミングを遅らせ、掃気ポート閉前に掃気通路開口部を閉として掃気終りタイミングを早めることができるので、掃気ポートの形状、大きさを最適値に保持しつつ掃気タイミングを最適化できる。
【0084】
また、請求項3のように構成すれば、前記ディスクバルブで先導空気のシリンダへの吸入開始及び終了タイミングを制御することにより、先導空気の量と吸入タイミングの制御が可能となり、排ガス中の未燃炭化水素を低減できるとともに、燃料消費率を低減できる。
【0085】
さらに請求項6の発明によれば、シリンダに設けてある空気分岐通路と掃気ポートへの分岐通路を同じ方向の略平行な通路壁で囲った構造としているので、シリンダのダイキャスト金型のこの掃気通路部分のスライド型を一体にすることができ、金型構造を簡素化し、製造コストを低減できる。
【0086】
【0087】
【0088】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る層状掃気2サイクルエンジンのシリンダ中心軸を含むクランク軸心に直角な断面図である。
【図2】 本発明の第1実施形態における掃気通路及び空気通路の配置を示す斜視図である。
【図3】 本発明の第1実施形態における作用説明用の図2対応図である。
【図4】 本発明の第1実施形態におけるディスクバルブの第1実施例におけるクランクウェブと掃気通路との関係を示す説明図である。
【図5】 図1のA−A線断面図である。
【図6】 ディスクバルブの第2実施例を示す図4対応図である。
【図7】 前記第2実施例における図5対応図(図1のA−A線断面図)である。
【符号の説明】
2 シリンダ
3 コネクティングロッド
4 ピストン
5 クランクケース
5a クランク室
6 クランク軸
6a クランクウェブ
6d クランクウェブ端面
7 シリンダヘッド
8 点火プラグ
9a 掃気ポート
10 空気供給室
10a 空気分岐通路
10e 気体通路
11 エアクリーナ
12 気化器
13 排気管
13a 排気ポート
14 絞り弁
15、15b 混合気通路
15a 吸気口
16 逆止弁
20 空気制御弁
25 燃焼室
30 インシュレータ
50 シリンダ中心軸
60 クランク軸心
109b 掃気通路開口部
109c 切欠部
109d、109f 掃気通路
109e 掃気分岐通路
109g 開口部端面
109h、109i 通路壁
110 空気通路管 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a crankcase compression type stratified scavenging two-cycle engine, and more particularly, to an air-leading stratified scavenging two-cycle engine configured to perform pre-scavenging using scavenging air and a disk valve of the two-cycle engine.
[0002]
[Prior art]
In a conventional two-cycle engine, when the piston moves to the top dead center, the crank chamber formed in the crankcase becomes negative pressure, and the air-fuel mixture is sucked into the crank chamber, and the piston is lowered. When moving in the direction of the dead center, the air-fuel mixture compressed in the crank chamber is introduced from the crank chamber into the combustion chamber when the scavenging port is opened, and is filled into the combustion chamber while pushing out the combustion gas. In this scavenging stroke, since the open sections of the scavenging port and the exhaust port overlap in a wide range, about 30% of the air-fuel mixture is blown out together with the combustion gas, which is an excessive amount of THC (total hydrocarbons). ) This is the main cause of emissions and waste of fuel.
[0003]
In order to reduce the blow-through of the air-fuel mixture, an air-leading laminar scavenging method is provided. In such a scavenging system, the air-fuel mixture is filled into the crank chamber during the intake stroke toward the top dead center, and at the same time, air is sucked into the crank chamber through the scavenging passage connected to the scavenging port and then filled into the scavenging passage. When the scavenging port opens during the combustion and exhaust stroke, the air in the scavenging passage is introduced into the combustion chamber prior to the air-fuel mixture, scavenging the combustion exhaust gas, and then the air-fuel mixture burns. It is introduced indoors. In such a scavenging system, the blow-through of the air-fuel mixture is greatly reduced to about one third of that of the conventional engine.
[0004]
Japanese Laid-Open Patent Application No. 10-252565 discloses a structure in which a fuel control valve of a carburetor and an air control valve are integrated with respect to such an air lead type stratified scavenging two-cycle engine.
[0005]
In the air-driven stratified scavenging engine according to the prior art, the passage for supplying the leading air introduced from the air control valve to the cylinder and the crank chamber is branched downstream from the air control valve to the same number (2 to 3) as the scavenging ports. And, it is connected to the scavenging port passage of the cylinder with a tube such as rubber, and is configured to lead to a passage provided in the cylinder and the crankcase through a reed valve provided in each scavenging passage.
[0006]
The air introduced from the air control valve is once sucked into the crank chamber during the cylinder compression stroke of the piston, and leads the scavenged air from the scavenging port into the combustion chamber during the scavenging of the piston downward stroke.
[0007]
In addition, in the conventional technique proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-139358, an air passage that opens at a position close to the scavenging port is provided in the scavenging passage, a check valve is provided in the air passage, and the air passage is further provided in the air passage. A control valve is provided, and the control valve is interlocked with the throttle operation of the engine. In such an engine, when the piston moves up, the crank chamber becomes negative pressure, and the air-fuel mixture is sucked into the crank chamber from the air-fuel mixture supply port, and at the same time, air is sucked by opening the check valve from the air passage. Air enters all or part of the passage. Next, when the scavenging port is opened during the lowering of the piston in the combustion and exhaust strokes, air is first jetted into the combustion chamber, and then the air-fuel mixture is supplied.
[0008]
In such prior art, air is supplied from the scavenging port earlier into the combustion chamber and scavenged early in the scavenging process so as to reduce the blow-through of the air-fuel mixture to the exhaust port, and is slightly delayed from this scavenging air. Supply means for feeding the air-fuel mixture in the crank chamber from the scavenging port into the combustion chamber is provided.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Such an air-leading stratified scavenging two-cycle engine can reduce the amount of air-fuel mixture blown off with the combustion gas, eliminate excessive THC (total hydrocarbons) emission, and suppress waste of fuel.
However, in the air leading type stratified scavenging two-cycle engine proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-252565, the structure of the leading air passage is provided with the same number of rubber tubes and reed valves as the scavenging ports. It has a structure. For this reason, the number of parts is large, the number of assembly steps is increased, and the cost is increased. In addition, since such an air passage pipe is provided outside the cylinder, the axial dimension of the engine is increased.
[0010]
Also, in a two-cycle engine, during low load operation including idling operation, the amount of air is suppressed to stabilize combustion as a rich mixture ratio, and during high load operation, a relatively thin mixture ratio is used to reduce fuel consumption and exhaust gas. However, in the prior art proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-139358, the flow rate of air supplied from the air supply passage during the scavenging action depends on the engine operation. It is not controlled to respond appropriately to the condition.
[0011]
For this reason, the air amount tends to increase during low load operation including idling operation, so it is difficult to stabilize the combustion as a rich mixture ratio by limiting the air amount, and harmful in exhaust gas during high load operation. It is difficult to operate in such a way as to reduce the fuel consumption rate while maintaining a low mixing ratio so as to reduce unnecessary emissions.
[0012]
In view of the problems of the prior art, the first aspect of the present invention is to simplify the structure of the scavenging passage of the stratified scavenging two-cycle engine, reduce the size and weight of the engine, reduce the number of parts and the number of assembly steps, and reduce the manufacturing cost. The purpose.
[0013]
[0014]
Also,By using a disc valve that is opened and closed by the crank web, the timing of starting and ending the intake of the scavenging leading air is optimized to improve combustion and reduce harmful emissions in the exhaust gas.2The purpose.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention provides, as an invention according to claim 1, an exhaust port and a scavenging port provided on the side of the cylinder, and an intake port that opens when the piston rises and supplies air-fuel mixture into the crank chamber. In the air-leading stratified scavenging two-cycle engine having a scavenging passage connected to the scavenging port and an air supply port for supplying scavenging air from an air cleaner to the scavenging passage, the scavenging passage is connected to the air supply port. An air passage and an air-fuel mixture passage communicating with the intake port are provided in parallel inside the air passage, and the air that is provided on the connection portion side of the air passage of the insulator to the scavenging passage and is directed to the scavenging passage side And a scavenging passage that is provided in walls on both sides of the crankcase and that forms a pair that opens into the crank chamber. The scavenging passage on the crankcase side connected to the part is connected to the left and right branch passages formed in the walls on both sides of the cylinder and connected to the scavenging port at one end. An air supply passage provided on the outlet side of the check valve and a left and right air branch passage connecting the left and right scavenging branch passages are formed in the wall of the section.An opening end face of the scavenging passage opening of the crankcase is formed at an end face perpendicular to the crank shaft center, and a minute gap is formed between the end face perpendicular to the crank shaft center of the crank web of the crank shaft and the open end face. Forming a disc valve in which the area of the scavenging passage opening is changed by rotation of the crank web, and the shape of the scavenging passage opening is formed by the crank web according to the rotation of the crank web. It is formed so as to gradually widen along the rotation direction of the crank web so that the area to be opened becomes large.A stratified scavenging two-cycle engine is proposed.
According to a second aspect of the present invention, an exhaust port and a scavenging port are provided on the side of the cylinder, connected to the scavenging port, and an intake port that opens when the piston rises to supply air-fuel mixture into the crank chamber. In an air lead type stratified scavenging two-cycle engine having a scavenging passage and an air supply port for supplying scavenging air from an air cleaner to the scavenging passage, the air passage is connected to the air supply port and communicates with the intake port An air-fuel mixture passage arranged in parallel inside, and a check that is provided on the connection portion side of the air passage of the insulator to the scavenging passage and allows only the air flow toward the scavenging passage The scavenging passage is provided in a wall on both sides of the crankcase, and is connected to a pair of scavenging passage openings that open to the crank chamber. In the scavenging passage on the gas side, left and right branch passages are formed in the walls on both sides of the cylinder and one end is connected to the scavenging port, and further, in the walls on both sides of the cylinder An air supply passage provided on the outlet side of the check valve and a left and right air branch passage connecting the left and right scavenging branch passages are formed, and an opening end face of the scavenging passage opening of the crankcase is formed. The scavenging passage is formed on an end surface perpendicular to the crank shaft center, and a minute gap is formed between the end surface perpendicular to the crank shaft center of the crank web of the crank shaft and the open end surface. The disc valve is configured to change the area of the opening, and the scavenging passage opening is opened in an arc shape having substantially the same width along the rotation direction of the crank web, and further from the opening. Extend in the direction of rotation proposes a stratified scavenging two-cycle engine and characterized by having a large opening area as a whole have the cutout portion recessed to the open end face.
[0016]
Claims 1 and 2According to this invention, since the scavenging passage is formed in a pair in the side wall of the crankcase and the side wall of the cylinder, it becomes a scavenging passage having a long length, and the air filled in the long scavenging passage As a result of the leading scavenging action, the air-fuel mixture is supplied after the air scavenging action is sufficiently performed, and the air blow-through of the air-fuel mixture is suppressed.
[0017]
Further, since all the scavenging passages and air passages are formed in the crankcase and the cylinder, the external piping for forming the air passage and its accessory parts are not required, the number of parts is reduced and the number of assembly steps is reduced. .
[0018]
Claim6The invention described in claim 1Or 2The scavenging branch passages and the air branch passages formed on both sides of the cylinder are surrounded by substantially parallel passage walls in the same direction.
[0019]
According to this invention, since the passage walls of the scavenging and air branch passages are formed integrally and substantially in parallel with the cylinder, the slide mold of the cylinder mold can be integrated with the mold structure. Can be simplified and the manufacturing cost of the mold can be reduced.
[0020]
Claim1, 2The described invention,in frontThe opening end surface of the scavenging passage opening of the crankcase is formed at an end surface perpendicular to the crank shaft center, and a minute gap is formed between the end surface perpendicular to the crank shaft center of the crank web of the crank shaft and the open end surface. The disk valve is formed so that the area of the scavenging passage opening is changed by the rotation of the crank web.
[0021]
TakeConstitutionAccording to the present invention, the disc valve is formed by the crankcase scavenging passage opening and the crank web that are open in the crank chamber, reduce the gap between the side surface of the crankcase and the crank web, and open to the crank chamber. Therefore, the scavenging air blowing speed from the scavenging port can be suppressed, and the amount of air-fuel mixture caught in the exhaust gas can be further reduced.
[0022]
Also, by opening / closing the scavenging passage opening of the disc valve, after the scavenging port is opened, the scavenging passage opening is opened to delay the scavenging start timing, and before the scavenging port is closed, the scavenging passage opening is closed to advance the scavenging end timing. Therefore, the scavenging timing can be optimized while maintaining the shape and size of the scavenging port at the optimum values.
[0023]
And claims1Described inventionBeforeThe scavenging passage opening is opened by the crank web as the crank web rotates.mouthIt is formed to expand in the rotation direction so that the area to be formed becomes large.
[0024]
According to this invention, the opening area of the scavenging passage opening gradually increases with the rotation of the crank web, thereby suppressing the scavenging speed flowing from the opening through the scavenging passage into the combustion chamber from the scavenging port. By doing so, the amount of air-fuel mixture caught in the exhaust gas is reduced, and blow-through of the air-fuel mixture can be suppressed.
[0025]
Claim2Described inventionBeforeThe scavenging passage opening is not opened in an arc shape having substantially the same width in the rotation direction of the crank web.Furthermore, it has a notch part extending in the counter-rotating direction from the opening and having the opening end face recessed, and has a large opening area as a whole.
[0026]
According to this invention, the volume ratio in the crank chamber of the disc valve increases, and the compression rate is improved.
[0027]
Claim3The described invention is claimed.1,2, the disk valve is configured to be able to control the start and end timings of the scavenging air (leading air) to the cylinder according to the opening and closing timing of the scavenging passage opening.
[0028]
According to such an invention, it is difficult to control the amount and timing of the leading air when the leading air is sucked by the negative pressure of the crank chamber as in the prior art. By controlling the start and end timing of the intake of air into the cylinder, it is possible to control the amount of leading air and the intake timing, thereby reducing unburned hydrocarbons in the exhaust gas and reducing the fuel consumption rate.
[0029]
Claim4, 5The described invention relates to an invention of a disc valve device that is applied to a piston valve type two-cycle engine in addition to the air-leading stratified scavenging two-cycle engine,The invention according to claim 4An exhaust port and a scavenging port are provided on the side of the cylinder, and includes an intake port that opens when the piston rises and supplies an air-fuel mixture into the crank chamber, and a scavenging passage connected to the scavenging port. A scavenging passage on the crankcase side provided in a wall on both sides of the crankcase and connected to a pair of scavenging passage openings opening in the crank chamber is formed in a wall on both sides of the cylinder. In the two-cycle engine formed by connecting the left and right branch passages, one end of which is connected to the scavenging port, the opening end surface of the scavenging passage opening of the crankcase is formed as an end surface perpendicular to the crankshaft center, A minute gap is formed between an end surface of the crank web of the crank shaft perpendicular to the crank shaft center and the open end surface, and the scavenging passage is opened by rotation of the crank web. Configure the disk valve area parts is made to change, the disc valve, the opening and closing timing of the scavenging passage opening is capable of controlling the suction start and end timing to the scavenging of the cylinder,The shape of the scavenging passage opening is formed so as to gradually widen along the rotation direction of the crank web so that the area opened by the crank web increases as the crank web rotates. BecomeIt is in the disk valve apparatus of the stratified scavenging two-cycle engine characterized by this.
According to a fifth aspect of the present invention, an exhaust port and a scavenging port are provided on the side of the cylinder, connected to the scavenging port, and an intake port that opens when the piston rises and supplies an air-fuel mixture into the crank chamber. A scavenging passage, and the scavenging passage is provided in a wall on both sides of the crankcase and connected to a scavenging passage opening that forms a pair that opens into the crank chamber. In the two-cycle engine formed in the walls on both sides of the cylinder and connected to the left and right branch passages, one end of which is connected to the scavenging port, the opening end surface of the scavenging passage opening of the crankcase is cranked. The crank web is formed on an end face perpendicular to the shaft center, and a minute gap is formed between the end face perpendicular to the crank shaft center of the crank web of the crankshaft and the open end face. The disc valve is configured such that the area of the scavenging passage opening is changed by rotation, and the disc valve is configured to be able to control the start and end timing of the scavenging of the scavenging gas to the cylinder according to the opening / closing timing of the scavenging passage opening. The scavenging passage opening is opened in an arc shape having substantially the same width in the rotation direction of the crank web, and further has a notch that extends from the opening in the counter-rotation direction and has the opening end face recessed. The disk valve device of a stratified scavenging two-cycle engine is characterized by having a large opening area as a whole.
[0030]
Claims 4 and 5Also in such an invention, the claims1, 2Similar to the described invention, it is possible to reduce unburned hydrocarbons in the exhaust gas and reduce the fuel consumption rate.
[0031]
[0032]
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified. Absent.
[0038]
FIG. 1 shows the present invention.The fruitFIG. 2 is a perspective view showing a structure of a scavenging passage and an air passage provided in the cylinder and the crankcase, FIG. Figure 32FIG. 4 is an explanatory view showing the relationship between the crank web and the scavenging passage in the first embodiment of the disc valve, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. Figure6FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 4, showing a second embodiment of the disk valve.7FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 5 (a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1).
[0039]
1 to 5, 2 is a cylinder, 4 is a piston, 6 is a crankshaft, 6 a is a crank web constituting the crankshaft 6, 5 is a crankcase, and 3 is a connecting connecting the piston 4 and the crankshaft 6. A rod, 7 is a cylinder head, 8 is a spark plug, 11 is an air cleaner, and 12 is a vaporizer.
[0040]
[0041]
As shown in FIG. 5, the scavenging
[0042]
Figure6-7Shows a second embodiment of the disk valve. In this embodiment, the scavenging
The
[0043]
The
[0044]
As shown in FIGS. 2 to 3, the paired
[0045]
Reference numeral 30 denotes an insulator for thermally shutting off the engine body side and the intake system, and the insulator 30 is bolted to the side surface of the
The upstream side of the
Reference numeral 110 denotes an air passage pipe integrated with the carburetor 12 that connects the air cleaner 11 and the insulator 30. The air passage pipe 110 is provided with an air control valve 20 that changes the air passage area. The throttle valve 14 of the vaporizer 12 is interlocked with the throttle valve 14.
[0046]
When the air-leading stratified scavenging two-cycle engine having such a configuration is operated, when the piston 4 is lowered by the combustion pressure in the
When the piston 4 is further lowered, the left and right scavenging
[0047]
Next, the air-fuel mixture accumulated in the
When the piston 4 is lowered and is at the bottom dead center as shown in FIG. 3, the
[0048]
When the piston 4 is further raised, the
[0049]
The pressure drop in the
[0050]
Here, the scavenging
[0051]
When the piston 4 reaches the vicinity of the compression top dead center, a spark is discharged into the
[0052]
When the piston 4 descends and the
On the other hand, as the piston 4 descends, the gas in the
[0053]
During the scavenging action, the
The above process is repeated to operate the engine and generate power.
[0054]
In such an air lead type stratified scavenging two-cycle engine, as shown in FIGS. 1 to 3, scavenging
[0055]
Then, as shown in FIG. 5, the clearance between the end surface 109g of the
[0056]
In addition, the scavenging
[0057]
Further, the disk valve can control the start and end timings of the leading air (scavenging air) to the
That is, it is possible to control the start timing of the leading air intake by the timing when the
[0058]
However, when the leading air is sucked by the negative pressure of the crank chamber as in the prior art, the amount and leading timing of the leading air are difficult to control. Since the start and end timing of intake into the
[0059]
If the disc valve is configured as in the first embodiment shown in FIGS. 4 to 5, the opening areas of the
[0060]
Also, the disc valve6-7If the disk valve is configured as shown in the second embodiment, the disk valve forms an opening having a large opening area as a whole, so that the volume ratio of the disk valve in the
[0061]
Further, in the air-leading stratified scavenging two-cycle engine according to the embodiment, an
[0062]
[0063]
[0064]
[0065]
[0066]
[0067]
[0068]
[0069]
[0070]
[0071]
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since all the scavenging passages and air passages are formed in the crankcase and in the cylinder, the external piping for air passage formation and its accessory parts are not required, and the number of parts is reduced. The number of assembly steps can be reduced, and the engine can be reduced in weight and size.
[0081]
In addition, since the scavenging passages are formed in pairs in the side wall of the crankcase and the side wall of the cylinder, the scavenging passage becomes a long length, and the leading scavenging action is caused by the air filled in the long scavenging passage. Therefore, the air-fuel mixture is supplied after the scavenging action by the air is sufficiently performed, and the blow-through of the air-fuel mixture is suppressed, and the waste of fuel can be reduced.
[0082]
Also, in the present inventionAccording to this, the openings of the scavenging passages provided on both side surfaces of the crankcase are opened in the crank chamber, and the gap between the side surface of the crankcase and the crank web is made small so that the disc between the crankcase opening and the crank web Since the valve is formed, there is an effect of suppressing the scavenging air blowing speed from the scavenging port and further reducing the amount of air-fuel mixture caught in the exhaust gas.
[0083]
Also, by opening / closing the scavenging passage opening of the disc valve, after the scavenging port is opened, the scavenging passage opening is opened to delay the scavenging start timing, and before the scavenging port is closed, the scavenging passage opening is closed to advance the scavenging end timing. Therefore, the scavenging timing can be optimized while maintaining the shape and size of the scavenging port at the optimum values.
[0084]
Claims3With this configuration, by controlling the start and end timing of leading air to the cylinder with the disc valve, it becomes possible to control the amount of leading air and the suction timing, thereby reducing unburned hydrocarbons in the exhaust gas. In addition, the fuel consumption rate can be reduced.
[0085]
Further claims6According to the invention, since the air branch passage provided in the cylinder and the branch passage to the scavenging port are surrounded by substantially parallel passage walls in the same direction, this scavenging passage portion of the die-cast mold of the cylinder is provided. The slide mold can be integrated, the mold structure can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
[0086]
[0087]
[0088]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view perpendicular to a crankshaft center including a cylinder central axis of a stratified scavenging two-cycle engine according to a first embodiment of the present invention.The
FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of scavenging passages and air passages in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 for explaining the operation in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a crank web and a scavenging passage in the first example of the disc valve in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[Fig. 6]FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 4 showing a second embodiment of the disk valve.
[Fig. 7]FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 5 in the second embodiment (a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1).
[Explanation of symbols]
2 cylinders
3 Connecting rod
4 Piston
5 Crankcase
5a Crank chamber
6 Crankshaft
6a Crank web
6d Crank web end face
7 Cylinder head
8 Spark plug
9a Scavenging port
10 Air supply chamber
10a Air branch passage
10e Gas passage
11 Air cleaner
12 Vaporizer
13 Exhaust pipe
13a Exhaust port
14 Throttle valve
15, 15b Mixture passage
15a Inlet
16 Check valve
20 Air control valve
25 Combustion chamber
30 InsleyT
50 Cylinder center axis
60 Crankshaft center
109b Scavenging passage opening
109c Notch
109d, 109f Scavenging passage
109e Scavenging branch passage
109g Opening end face
109h, 109i passage wall
110 Air passagetube
Claims (6)
前記空気供給口に接続される空気通路と前記吸気口に連通される混合気通路とが内部に並設されたインシュレータと、該インシュレータの空気通路の前記掃気通路への接続部側に設けられて、該掃気通路側に向かう空気の流れのみを許容する逆止弁とを備え、前記掃気通路は、前記クランクケースの両側部の壁内に設けられて、前記クランク室に開口する対をなす掃気通路開口部に接続されるクランクケース側の掃気通路に、前記シリンダの両側部の壁内に形成されて一端が前記掃気ポートに接続される左右の分岐通路を接続してなり、さらに、前記シリンダの両側部の壁内には前記逆止弁の出口側に設けられた空気供給通路と、前記左右の掃気分岐通路とを接続する左右の空気分岐通路とが形成され、前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面を、クランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成してなり、前記掃気通路開口部の形状が前記クランクウェブの回転に従い、該クランクウェブによって開口される面積が大きくなるようにクランクウェブの回転方向に沿って徐々に幅広となるように拡開して形成されてなることを特徴とする層状掃気2サイクルエンジン。An exhaust port and a scavenging port are provided on the cylinder side, an intake port that opens when the piston rises and supplies air-fuel mixture into the crank chamber, a scavenging passage connected to the scavenging port, and an air cleaner to the scavenging passage In an air lead type stratified scavenging two-cycle engine having an air supply port for supplying scavenging air of
An air passage connected to the air supply port and an air-fuel mixture passage communicating with the air intake port are provided inside the insulator, and the air passage of the insulator is provided on the connection side to the scavenging passage. And a check valve that allows only the flow of air toward the scavenging passage, and the scavenging passages are provided in the walls on both sides of the crankcase and form a pair of scavenging openings in the crank chamber. A scavenging passage on the crankcase side connected to the passage opening is connected to left and right branch passages formed in walls on both sides of the cylinder and connected to the scavenging port at one end, and further to the cylinder The air supply passages provided on the outlet side of the check valve and the left and right air branch passages connecting the left and right scavenging branch passages are formed in the walls on both sides of the check valve, and the scavenging of the crankcase Passage open An opening end surface of the portion is formed on an end surface perpendicular to the crank shaft center, and a minute gap is formed between the end surface perpendicular to the crank shaft center of the crank web of the crank shaft and the opening end surface, The disc valve is configured such that the area of the scavenging passage opening is changed by the rotation, and the shape of the scavenging passage opening is increased by the crank web according to the rotation of the crank web. A stratified scavenging two-cycle engine characterized by being formed so as to be gradually widened along the rotation direction of the crank web .
前記空気供給口に接続される空気通路と前記吸気口に連通される混合気通路とが内部に並設されたインシュレータと、該インシュレータの空気通路の前記掃気通路への接続部側に設けられて、該掃気通路側に向かう空気の流れのみを許容する逆止弁とを備え、前記掃気通路は、前記クランクケースの両側部の壁内に設けられて、前記クランク室に開口する対をなす掃気通路開口部に接続されるクランクケース側の掃気通路に、前記シリンダの両側部の壁内に形成されて一端が前記掃気ポートに接続される左右の分岐通路を接続してなり、さらに、前記シリンダの両側部の壁内には前記逆止弁の出口側に設けられた空気供給通路と、前記左右の掃気分岐通路とを接続する左右の空気分岐通路とが形成され、前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面を、クランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成してなり、前記掃気通路開口部を前記クランクウェブの回転方向に沿ってほぼ同一幅を有する円弧状に開口され、さらに、該開口から反回転方向に延びて前記開口端面を凹設した切り欠き部を有して全体として大きな開口面積を有してなることを特徴とする層状掃気2サイクルエンジン。 An exhaust port and a scavenging port are provided on the cylinder side, an intake port that opens when the piston rises and supplies air-fuel mixture into the crank chamber, a scavenging passage connected to the scavenging port, and an air cleaner to the scavenging passage In an air lead type stratified scavenging two-cycle engine having an air supply port for supplying scavenging air of
An air passage connected to the air supply port and an air-fuel mixture passage communicating with the air intake port are provided inside the insulator, and the air passage of the insulator is provided on the connection side to the scavenging passage. And a check valve that allows only the flow of air toward the scavenging passage, and the scavenging passages are provided in the walls on both sides of the crankcase and form a pair of scavenging openings in the crank chamber. A scavenging passage on the crankcase side connected to the passage opening is connected to left and right branch passages formed in walls on both sides of the cylinder and connected to the scavenging port at one end, and further to the cylinder The air supply passages provided on the outlet side of the check valve and the left and right air branch passages connecting the left and right scavenging branch passages are formed in the walls on both sides of the check valve, and the scavenging of the crankcase Passage open An opening end surface of the portion is formed on an end surface perpendicular to the crank shaft center, and a minute gap is formed between the end surface perpendicular to the crank shaft center of the crank web of the crank shaft and the opening end surface, The disc valve is configured such that the area of the scavenging passage opening is changed by the rotation, the scavenging passage opening is opened in an arc shape having substantially the same width along the rotation direction of the crank web, and A stratified scavenging two-stroke cycle engine having a large opening area as a whole, having a cutout portion extending in a counter-rotating direction from the opening and having the opening end face recessed .
前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面をクランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成し、該ディスクバルブは、前記掃気通路開口部の開閉時期により前記掃気のシリンダへの吸入開始及び終了タイミングを制御可能に構成され、前記掃気通路開口部の形状が前記クランクウェブの回転に従い、該クランクウェブによって開口される面積が大きくなるようにクランクウェブの回転方向に沿って徐々に幅広となるように拡開して形成されてなることを特徴とする層状掃気2サイクルエンジンのディスクバルブ装置。 An exhaust port and a scavenging port are provided on the side of the cylinder, and includes an intake port that opens when the piston rises and supplies an air-fuel mixture into the crank chamber, and a scavenging passage connected to the scavenging port. A scavenging passage on the crankcase side provided in a wall on both sides of the crankcase and connected to a pair of scavenging passage openings opening in the crank chamber is formed in a wall on both sides of the cylinder. In a two-cycle engine formed by connecting left and right branch passages, one end of which is connected to the scavenging port,
An opening end surface of the scavenging passage opening of the crankcase is formed at an end surface perpendicular to the crank shaft center, and a minute gap is formed between the end surface perpendicular to the crank shaft center of the crank web of the crank shaft and the opening end surface. Then, a disk valve is configured in which the area of the scavenging passage opening is changed by rotation of the crank web, and the disc valve starts and starts the suction of the scavenging into the cylinder according to the opening and closing timing of the scavenging passage opening. The end timing is configured to be controllable, and the shape of the scavenging passage opening gradually becomes wider along the rotation direction of the crank web so that the area opened by the crank web increases as the crank web rotates. A disk valve device for a stratified scavenging two-cycle engine, wherein the disk valve device is formed so as to expand .
前記クランクケースの前記掃気通路開口部の開口端面をクランク軸心に直角な端面に形成し、クランク軸のクランクウェブの前記クランク軸心に直角な端面と前記開口端面との間に微小隙間を形成して、該クランクウェブの回転により、前記掃気通路開口部の面積が変化せしめられるディスクバルブを構成し、該ディスクバルブは、前記掃気通路開口部の開閉時期により前記掃気のシリンダへの吸入開始及び終了タイミングを制御可能に構成され、前記掃気通路開口部を前記クランクウェブの回転方向にほぼ同一幅を有する円弧状に開口され、さらに、該開口から反回転方向に延びて前記開口端面を凹設した欠き部を有して全体として大きな開口面積を有してなることを特徴とする層状掃気2サイクルエンジンのディスクバルブ装置。An opening end face of the scavenging passage opening of the crankcase is formed on an end face perpendicular to the crankshaft center, and a minute gap is formed between the end face perpendicular to the crankshaft center of the crank web of the crankshaft and the opening end face. Then, a disk valve is configured in which the area of the scavenging passage opening is changed by rotation of the crank web, and the disc valve starts and starts the suction of the scavenging into the cylinder according to the opening and closing timing of the scavenging passage opening. The scavenging passage opening is formed in an arc shape having substantially the same width in the rotation direction of the crank web, and further, the opening end face is recessed from the opening in the counter-rotation direction. A disc valve device for a stratified scavenging two-cycle engine, characterized by having a large opening area as a whole.
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