JP4912849B2

JP4912849B2 - 層状掃気２サイクルエンジン

Info

Publication number: JP4912849B2
Application number: JP2006325873A
Authority: JP
Inventors: 武平小林; 直寛秋山
Original assignee: Husqvarna Zenoah Co Ltd
Current assignee: Husqvarna Zenoah Co Ltd
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: JP2008138602A

Description

本発明は、層状掃気２サイクルエンジンに関する。

従来、一般的な２サイクルエンジンにおいて、掃気通路を排気ポート寄りのメイン通路と、吸気ポート寄りのサブ通路とで構成するとともに、サブ通路側の途中を絞ってノズル効果を付与することで流速が大きくなるように制御し、これにより掃気行程時の混合気の吹き抜けを抑制することが知られている（特許文献１）。

一方、２サイクルエンジンの中には、掃気ポート（燃焼室に開いた掃気通路の開口部分）側から掃気通路内に先導空気を充填し、掃気の際には先ず、混合気に先立って先導空気を掃気通路から燃焼室内に流入させ、よって混合気の吹き抜けを抑制する層状掃気２サイクルエンジンも知られている。

従って、層状掃気２サイクルエンジンに、メイン通路および絞りを有したサブ通路からなる掃気通路を採用すれば、流速制御による吹き抜け抑制効果と、先導空気による吹き抜け抑制効果とが得られることになるため、吹き抜けをより効果的に抑制できると考えられる。

特開昭６０−１５３４２８号公報

しかしながら、サブ通路に絞りが設けられていると、クランクケース内の負圧を利用して先導空気を掃気ポート側から掃気通路内に充填する際には、その絞りが流路抵抗となって先導空気の吸入量が減少してしまうため、先導空気による混合気の吹き抜け抑制効果を十分に発揮できないという問題がある。

本発明の目的は、サブ通路内に絞りが設けられている場合でも、先導空気による吹き抜け抑制効果を十分に発揮でき、よってＴＨＣ（全炭化水素）を大幅に低減できる層状掃気２サイクルエンジンを提供することにある。

本発明の請求項１の層状掃気２サイクルエンジンは、掃気通路内に掃気ポート側から先導空気を充填するように構成された層状掃気２サイクルエンジンであって、前記掃気通路は、排気ポート寄りのメイン通路と、吸気ポート寄りのサブ通路とを備えているとともに、これらメイン通路およびサブ通路は仕切部によって仕切られており、前記サブ通路には絞りが設けられ、前記仕切部には、前記サブ通路に充填される前記先導空気が前記絞りに達する直前で前記メイン通路側に流れる位置に開口が設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項２の層状掃気２サイクルエンジンは、請求項１に記載の層状掃気２サイクルエンジンにおいて、前記開口の前記先導空気の流れ方向の長さ寸法は、前記仕切部の全体の長さ寸法の５〜２０％であり、絞り面積に対して前記開口により形成される通路の開口面積の比が４５〜１５０％であることを特徴とする。

本発明の請求項３の層状掃気２サイクルエンジンは、請求項１または請求項２に記載の層状掃気２サイクルエンジンにおいて、前記開口は、前記仕切部に設けられた切欠部で形成されていることを特徴とする。

以上において、請求項１の発明によれば、メイン通路とサブ通路とを連通させる開口が設けられているので、サブ通路側に絞りを設けることでこの絞りが流路抵抗となる場合でも、充填させる先導空気を絞りの手前側から開口を通してサブ通路側に十分な量だけ吸引でき、掃気行程においては、先導空気による混合気の吹き抜けを確実に抑制できる。従って、絞りでの流速制御による吹き抜け抑制効果と、先導空気による吹き抜け抑制効果との両方を発揮させることができ、排気ガスを大幅にクリーンにできる。

請求項２の発明によれば、開口の大きさとして最適な値にできるため、吹き抜けをより効果的に抑制できる。
請求項３の発明によれば、開口を切欠部で形成するので、形状を簡素化でき、製造も簡単である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る層状掃気２サイクルエンジン（以下、単にエンジンと称する）１の斜視図。図２は、エンジン１の一部を断面した斜視図。
図１、図２に示すエンジン１において、シリンダ３の側方には、クランクケース４内に混合気を供給する吸気通路５と、一対の掃気通路６内に先導空気を供給する先導空気通路７とが設けられ、これらの通路５，７の燃焼室８を挟んだ反対側には排気通路９が設けられている。

吸気通路５は、ピストン２の上下動（図中の上下の意）によって開閉する吸気ポート５Ａを備え、ピストン２の上昇時に開いて、負圧となるクランクケース４内に混合気が吸引される。一方、ピストン２の外周には、ピストン２の上昇に伴って先導空気通路７と連通する一対の凹部１０が設けられており、先導空気通路７からの先導空気が凹部１０を通って掃気通路６内に掃気ポート６Ａ側から充填される。

ピストン２が下降して掃気ポート６Ａが燃焼室８内に開くと、クランクケース４内に供給された混合気が掃気通路６を通って燃焼室８内に供給される。この際、予め掃気通路６内の掃気ポート６Ａ側に充填されていた先導空気が最初に燃焼室８に入り込み、この先導空気が排気ポート９Ａ側に回り込んで吹き抜け側に流れるため、混合気が吹き抜けるのを抑制できる。

図３には、掃気ポート６Ａ部分の平断面図が示されている。図１〜図３に示すように、掃気ポート６Ａを有する掃気通路６は、シリンダ３の径方向に対向して２箇所に設けられており、吸気通路５や排気通路９に対して略９０°ずれた位置に設けられている。また、シリンダ３には、燃焼室８と外部と連通する開口部３Ａが設けられている。そして、掃気通路６の大部分は、開口部３Ａの内面と、この開口部３Ａに嵌め込まれるカバー１１とによって区画される空間で形成されている。

図３において、掃気通路６は、先導空気および混合気を燃焼室８に対して略接線方向から流入させる形状に設けられている。また、カバー１１の内面（掃気通路６に臨む面）には、燃焼室８側に向けて突出したヒレ状の仕切部１３が設けられている。そして、本実施形態での掃気通路６は、仕切部１３により、排気ポート９Ａ寄りに設けられて通路面積が大きいメイン通路６１と、吸気ポート５Ａ寄りに設けられて通路面積が小さいサブ通路６２とに分かれており、通路面積が小さいことで絞られたサブ通路６２側からは、流速が制御された混合気が流入する。

しかも、サブ通路６２においては、図１、図３に示すように、その流路面積をさらに絞る絞り６３が設けられている。この絞り６３により、サブ通路６２からは流速が制御された先導空気および混合気を燃焼室８に流入させることができ、混合気の吹き抜けを確実に抑制できるのである。ところが、この絞り６３を設けるだけでは、クランクケース４内の負圧により先導空気を掃気通路６内に充填する際に、この絞り６３が流路抵抗となり、先導空気を十分に充填できない。

そこで、図４に示すカバー１１において、仕切部１３の下端側（図示しないクランクケース側）にはメイン通路６１とサブ通路６２とを連通させる切欠部（開口）１４が設けられている。このようなカバー１１が開口部３Ａに嵌め込まれると切欠部１４は、絞り６３の掃気ポート６Ａ側に位置することになる。

この切欠部１４での先導空気の流れ方向に沿った長さ寸法ｌの最適値は、絞り６３の大きさや、エンジン１の排気量、マフラ容積、吸気から排気までの全流路抵抗などで異なるが、概略仕切部１３の長さ寸法Ｌの５〜２０％、より好ましくは約１６％程度である。また、この際の絞り６３部分の通路面積に対して切欠部１４により形成される通路の開口面積の比は４５〜１５０％、より好ましくは１２０％である。

切欠部１４が設けられていると、掃気ポート６Ａ側からサブ通路６２側に充填される先導空気は、絞り６３の手前で切欠部１４を通ってメイン通路６１側に流れる。従って、絞り６３が設けられている場合でも、より多くの先導空気を充填させることができ、掃気行程では、先導空気による混合気の吹き抜け抑制効果を十分に発揮させることができる。このため、絞り６３による流速制御での吹き抜け抑制効果と相俟って、ＴＨＣ（全炭化水素）を大幅に低減できる。

図５には、全体の長さ寸法Ｌが１２．５mmの仕切部１３に、長さ寸法ｌがそれぞれ０mm、１mm、２mm、３mm、４mmの切欠部１４を設けた場合のエンジンにおいてＨＣを測定し、その測定結果が示されている。０mmとは切欠部１４が存在しない場合である。また、表示データは、最高出力点（７５００rpm）での全開回転時のみのＴＨＣ（全炭化水素）である。燃料流量は各水準で同等となるように調整されている。

この測定の結果、２mmの長さ寸法ｌの切欠部１４を設けた場合が、ＨＣの値が最低となり、吹き抜け抑制効果を最も良好に発揮させることができた。このことにより、本発明の効果を確認できた。また、３mmおよび４mmの長さ寸法ｌの切欠部１４では、切欠部１４を設けない場合よりもかえってＨＣが多くなることがわかった。これは、切欠部１４の長さ寸法ｌに最適値が存在することを意味すると考えられ、本測定によれば、その最適値は長さ寸法Ｌの約１６％であると確認された。

なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、本発明の開口として、仕切部１３の下端に切欠部１４が設けられていたが、仕切部１３の下端よりも僅かに上側に角孔開口や丸孔開口など、任意の形状の開口部を設け、この開口部を本発明の開口としてもよい。

さらに、前記実施形態では、カバー１１に本発明の仕切部１３が設けられていたが、製造手法によっては、そのようなカバー１１を設けることなく仕切部や、その仕切部の開口を設けることも可能であり、そのような場合でも本発明に含まれる。

本発明は、層状掃気構造を有した２サイクルエンジンに有効に利用できる。

本発明の一実施形態に係る層状掃気２サイクルエンジンを示す斜視図。２サイクルエンジンを一部断面して示す斜視図。２サイクルエンジンの要部を断面して示す平断面図。２サイクルエンジンの構成部材の内面側を一部断面して示す図本発明の効果の確認を説明するための図。

符号の説明

１…層状掃気２サイクルエンジン、６…掃気通路、６Ａ…掃気ポート、１３…仕切部、１４…開口である切欠部、６１…メイン通路、６２…サブ通路。

Claims

掃気通路内に掃気ポート側から先導空気を充填するように構成された層状掃気２サイクルエンジンであって、
前記掃気通路は、排気ポート寄りのメイン通路と、吸気ポート寄りのサブ通路とを備えているとともに、
これらメイン通路およびサブ通路は仕切部によって仕切られており、
前記サブ通路には絞りが設けられ、
前記仕切部には、前記サブ通路に充填される前記先導空気が前記絞りに達する直前で前記メイン通路側に流れる位置に開口が設けられている
ことを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。
請求項１に記載の層状掃気２サイクルエンジンにおいて、
前記開口の前記先導空気の流れ方向の長さ寸法は、前記仕切部の全体の長さ寸法の５〜２０％であり、絞り面積に対して前記開口により形成される通路の開口面積の比が４５〜１５０％である
ことを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。
請求項１または請求項２に記載の層状掃気２サイクルエンジンにおいて、
前記開口は、前記仕切部に設けられた切欠部で形成されている
ことを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。