JP6075086B2 - ユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法 - Google Patents

Description

本発明は、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射して生成される予混合気を燃焼させるユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法に関する。

船舶の機関としても用いられるユニフロー掃気式２サイクルエンジン（２ストロークエンジン）は、シリンダにおけるピストンのストローク方向一端部に排気ポートが設けられ、シリンダにおけるピストンのストローク方向他端部側に掃気ポートが設けられている。そして、吸気（給気）行程において掃気ポートから燃焼室に活性ガスが吸入されると、燃焼作用によって生じた排気ガスが、吸入される活性ガスによって排気ポートから押し出されるようにして排気される。特許文献１に記載の構成においては、排気ポートの両側に配されたインジェクタが、吸入された活性ガスに燃料ガスを噴射して予混合気を生成する。そして、当該生成された予混合気を圧縮することにより燃焼作用が得られ、この燃焼作用によって生じる爆発圧力によってピストンがシリンダ内で往復運動することとなる。

こうしたユニフロー掃気式２サイクルエンジンにおいては、燃料ガスと活性ガスの混合が不十分な場合、局所的に燃料ガスの濃度が高くなってしまい、過早着火や未燃ガスの排出といった問題が生じる。そこで、例えば、特許文献２に示されるように、燃料ガスを噴射するインジェクタを掃気ポート内に設け、活性ガスがシリンダ内に吸入される前に燃料ガスとの混合を開始することで、シリンダ内における燃料ガスと活性ガスの混合時間を確保する構成が考えられる。

特開２０１２−１６７６６６号公報 特開平１０−２９９５７８号公報

しかしながら、上述した特許文献２の構成では、活性ガスおよび燃料ガスが掃気ポートから燃焼室に向かう過程で、シリンダの中心側に、外周側よりも流速が遅い領域が形成される。そのため、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室内には、予混合気の薄い領域、すなわち、燃焼ガスの薄い領域が残ってしまい、燃焼室内において予混合気（燃焼ガス）が不均一となり、効率的な燃焼が為されないおそれがある。

本発明は、このような課題に鑑み、燃焼室に予混合気（燃料ガス）を均一に供給して、効率的な燃焼を実現することが可能なユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、内部に燃焼室が形成されるシリンダと、前記シリンダ内を摺動するピストンと、前記シリンダにおける前記ピストンのストローク方向の一端側に設けられ、前記ピストンの摺動動作に応じて前記燃焼室に活性ガスを吸入する掃気ポートと、前記シリンダにおける前記ストローク方向の他端側に設けられた排気ポートと、前記排気ポートを開閉する排気弁と、前記掃気ポートに設けられ、該掃気ポートに吸入される前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第１燃料噴射部と、前記シリンダのうち、前記掃気ポートより前記ストローク方向の他端側に設けられ、前記排気弁が前記排気ポートを閉弁する前に、該掃気ポートから前記シリンダに吸入された前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第２燃料噴射部と、を備えることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の他のユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、内部に燃焼室が形成されるシリンダと、前記シリンダ内を摺動するピストンと、前記シリンダにおける前記ピストンのストローク方向の一端側に設けられ、前記ピストンの摺動動作に応じて前記燃焼室に活性ガスを吸入する掃気ポートと、前記シリンダにおける前記ストローク方向の他端側に設けられた排気ポートと、前記排気ポートを開閉する排気弁と、前記掃気ポートに設けられ、該掃気ポートに吸入される前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第１燃料噴射部と、前記シリンダのうち、前記掃気ポートより前記ストローク方向の他端側に設けられ、前記排気弁が前記排気ポートを閉弁した後に、該掃気ポートから前記シリンダに吸入された前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第２燃料噴射部と、を備えることを特徴とする。

前記第２燃料噴射部は、前記排気弁が前記排気ポートを閉じたときの前記ピストンにおける前記ストローク方向の他端側の端部よりも、前記シリンダにおける該ストローク方向の他端側に設けられていてもよい。

前記第２燃料噴射部は、前記排気弁が前記排気ポートを閉じたときの前記ピストンにおける前記ストローク方向の他端側の端部よりも、前記シリンダにおける該ストローク方向の一端側に設けられていてもよい。

上記課題を解決するために、本発明のユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法は、内部に燃焼室が形成されたシリンダ内におけるピストンの摺動過程で、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射するユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法であって、前記掃気ポートから前記シリンダ内に活性ガスが吸入される過程で、該活性ガスに燃料ガスを噴射し、前記シリンダ内に吸入された後の前記活性ガスに、排気ポートを閉じる前に、さらに燃料ガスを噴射することを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明のユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法は、内部に燃焼室が形成されたシリンダ内におけるピストンの摺動過程で、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射するユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法であって、前記掃気ポートから前記シリンダ内に活性ガスが吸入される過程で、該活性ガスに燃料ガスを噴射し、前記シリンダ内に吸入された後の前記活性ガスに、排気ポートを閉じた後に、さらに燃料ガスを噴射することを特徴とする。

本発明のユニフロー掃気式２サイクルエンジンによれば、燃焼室に予混合気（燃料ガス）を均一に供給して、効率的な燃焼を実現することが可能となる。

ユニフロー掃気式２サイクルエンジンの全体構成を示す説明図である。 掃気ポートの外観図である。 クランク角度に応じた各制御部の動作を示す説明図である。 ピストンの動作を示す概略図である シリンダ内における予混合気の流れを説明するための説明図である 第１変形例におけるクランク角度に応じた各制御部の動作を示す説明図である。 第２変形例におけるピストンの動作を示す概略図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の全体構成を示す説明図である。本実施形態のユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、例えば、船舶等に用いられる。具体的に、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、シリンダ１１０（シリンダヘッド１１０ａ、シリンダブロック１１０ｂ）と、ピストン１１２と、パイロット噴射弁１１４と、排気ポート１１６と、排気弁駆動装置１１８と、排気弁１２０と、掃気ポート１２２と、掃気室１２４と、第１燃料噴射部１２６と、第２燃料噴射部１２８と、ロータリエンコーダ１３０と、燃焼室１４０と、を含んで構成され、ガバナー（調速機）１５０、燃料噴射制御部１５２、排気制御部１５４等の制御部によって制御される。

ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００では、吸気（給気）、圧縮、燃焼、排気といった４つの連続する行程を通じて、不図示のクロスヘッドに連結されたピストン１１２がシリンダ１１０内を摺動自在に往復移動する。このようなクロスヘッド型のピストン１１２では、シリンダ１１０内でのストロークを比較的長く形成することができ、ピストン１１２に作用する側圧をクロスヘッドに受けさせることが可能なので、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の高出力化を図ることができる。さらに、シリンダ１１０とクロスヘッドが収まる不図示のクランク室とが隔離されるので、低質燃料油を用いる場合においても汚損劣化を防止することができる。

パイロット噴射弁１１４は、シリンダ１１０の上端側（ピストン１１２におけるストローク方向の他端側）である、ピストン１１２の上死点側の端部１１２ａより上方のシリンダヘッド１１０ａに設けられる。そして、パイロット噴射弁１１４は、エンジンサイクルにおける所望の時点で適量の燃料油を噴射する。かかる燃料油は、シリンダヘッド１１０ａと、シリンダブロック１１０ｂにおけるシリンダライナと、ピストン１１２とに囲繞された燃焼室１４０の熱で自然着火し、僅かな時間で燃焼して、燃焼室１４０の温度を極めて高くするので、燃料ガスを含む予混合気を所望のタイミングで確実に燃焼することができる。

排気ポート１１６は、シリンダ１１０の上端側、すなわち、ピストン１１２の上死点における端部１１２ａより上方のシリンダヘッド１１０ａに設けられた開口部であり、シリンダ１１０内で生じた燃焼後の排気ガスを排気するために開閉される。排気弁駆動装置１１８は、所定のタイミングで排気弁１２０を上下に摺動させ、排気ポート１１６を開閉する。このようにして排気ポート１１６を介して排気された排気ガスは、例えば、不図示の過給機のタービン側に供給された後、外部に排気される。

掃気ポート１２２は、シリンダ１１０の下端側（ピストン１１２のストローク方向の一端側）の内周面（シリンダブロック１１０ｂの内周面）から外周面まで貫通する孔であり、シリンダ１１０の全周囲に亘って、複数設けられている。そして、掃気ポート１２２は、ピストン１１２の摺動動作に応じてシリンダ１１０内に活性ガスを吸入する。かかる活性ガスは、酸素、オゾン等の酸化剤、または、その混合気（例えば空気）を含む。掃気室１２４には、不図示の過給機のコンプレッサによって加圧された活性ガス（例えば空気）が封入されており、掃気室１２４とシリンダ１１０内の差圧をもって掃気ポート１２２から活性ガスが吸入される。掃気室１２４の圧力は、ほぼ一定とすることができるが、掃気室１２４の圧力が変化する場合には、掃気ポート１２２に圧力計を設け、その計測値に応じて燃料ガスの噴射量等、他のパラメータを制御してもよい。

図２は、掃気ポート１２２の外観図であり、図２（ｂ）には、図２（ａ）の破線で囲まれた部分の拡大図を示す。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、掃気ポート１２２のうち、シリンダ１１０の外周面１１０ｃ側には、掃気室１２４から流入する活性ガスの流れを整流するためのテーパ１２２ａが形成されている。

第１燃料噴射部１２６は、不図示の燃料噴射弁と連通する燃料噴射ポートで構成され、掃気ポート１２２それぞれに設けられ、掃気ポート１２２を形成する内周面のうち、テーパ１２２ａよりもシリンダ１１０の内側の壁部１２２ｂに開口する。すなわち、第１燃料噴射部１２６は、掃気ポート１２２の壁部１２２ｂに開口する開口部１２６ａを有する。

第１燃料噴射部１２６に連通する燃料噴射弁は、図１に示すように、燃料噴射制御部１５２からの指令を受けて、例えば、ＬＮＧ（液化天然ガス）をガス化した燃料ガスを噴射する。すると、掃気ポート１２２に吸入される活性ガスに向けて、第１燃料噴射部１２６から当該燃料ガスが噴射されることとなる。

第２燃料噴射部１２８は、燃料噴射弁１２８ａと連通する燃料噴射ポートで構成され、シリンダ１１０のうち、掃気ポート１２２より上端側に、シリンダ１１０の全周囲に亘って複数設けられている。燃料噴射弁１２８ａは、燃料噴射制御部１５２からの指令を受けて、燃料ガスを噴射する。つまり、掃気ポート１２２からシリンダ１１０に吸入された活性ガスに、第１燃料噴射部１２６および第２燃料噴射部１２８から、順次、燃料ガスが噴射されることとなる。

本実施形態において、第１燃料噴射部１２６および第２燃料噴射部１２８から噴射される燃料ガスは、ＬＮＧ（液化天然ガス）をガス化したものとするが、ＬＮＧに限らず、例えば、ＬＰＧ（液化石油ガス）、軽油、重油等をガス化したものを適用することもできる。

ロータリエンコーダ１３０は、不図示のクランク機構に設けられ、クランクの角度信号（以下、クランク角度信号と言う。）を検出する。

ガバナー１５０は、上位の制御装置から入力されたエンジン出力指令値と、ロータリエンコーダ１３０からのクランク角度信号によるエンジン回転数に基づいて、燃料噴射量を導出し、燃料噴射制御部１５２に出力する。

燃料噴射制御部１５２は、ガバナー１５０から入力された燃料噴射量を示す情報と、ロータリエンコーダ１３０からのクランク角度信号に基づいて、第１燃料噴射部１２６に連通する燃料噴射弁、および、第２燃料噴射部１２８に連通する燃料噴射弁１２８ａを制御する。

排気制御部１５４は、燃料噴射制御部１５２からの燃料噴射量にかかる信号、および、ロータリエンコーダ１３０からのクランク角度信号に基づいて、排気弁駆動装置１１８に排気弁操作信号を出力する。以下、上述したユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００のエンジンサイクルにおける各制御部の動作について説明する。

図３は、クランク角度に応じた各制御部の動作を示す説明図であり、図４は、ピストン１１２の動作を示す概略図である。燃焼行程後の排気行程では、排気ポート１１６および掃気ポート１２２が燃焼室１４０に対して連通しておらず、燃焼室１４０（シリンダ１１０内）には排気ガスが充満している（図３に示すクランク角度ａ、図４（ａ）参照）。

燃焼室１４０の燃焼作用によって生じる爆発圧力により、ピストン１１２が下降し下死点に近づくと、排気制御部１５４は排気弁駆動装置１１８を通じて排気弁１２０を開弁する（図３に示すクランク角度ｂ、図４（ｂ）参照）。その後、ピストン１１２の摺動動作に応じて掃気ポート１２２が開口する（図３に示すクランク角度ｃ、図４（ｃ）参照）。すると、掃気ポート１２２からシリンダ１１０内に活性ガスが吸入される。

このとき、燃焼室１４０（シリンダ１１０内）に充満した排気ガスの層は、掃気ポート１２２から流入した活性ガスの層によって、排気ポート１１６から押し出されていく。

そして、ピストン１１２が下死点から上死点に向けて上昇する圧縮行程に移行する。燃料噴射制御部１５２は、ガバナー１５０から入力された燃料噴射量を示す情報や、ロータリエンコーダ１３０からのクランク角度信号によって導出されるエンジン回転数等に基づいて、第１燃料噴射部１２６に連通する燃料噴射弁を開弁する。こうして、第１燃料噴射部１２６の開口部１２６ａから掃気ポート１２２内に燃料ガスを噴射させる。これにより、掃気ポート１２２に吸入される活性ガスに燃料ガスが噴射され、予混合気が生成される。

上記の排気ガスの層および活性ガスの層よりシリンダ１１０の下端側に、この予混合気の層が形成され、予混合気は、スワール（旋回流）を形成しながらシリンダ１１０内を上昇する。

続いて、燃料噴射制御部１５２は、第１燃料噴射部１２６に連通する燃料噴射弁を閉弁し、第１燃料噴射部１２６から掃気ポート１２２内への燃料ガスの噴射が停止する。その後、掃気ポート１２２が閉口され、活性ガスの吸入が停止される（図３に示すクランク角度ｄ、図４（ｄ）参照）。

そして、第２燃料噴射部１２８が、ピストン１１２（端部１１２ａ）よりもシリンダ１１０の下端側に位置するうちに、燃料噴射制御部１５２は、第２燃料噴射部１２８に連通する燃料噴射弁１２８ａを開弁する。そして、第２燃料噴射部１２８から、シリンダ１１０内における、掃気ポート１２２からシリンダ１１０に吸入された活性ガスに、燃料ガスが噴射される（図３におけるクランク角度ｅ、図４（ｅ）参照）。

続いて、燃料噴射制御部１５２は、第２燃料噴射部１２８に連通する燃料噴射弁１２８ａを閉弁し、第２燃料噴射部１２８からシリンダ１１０内への燃料ガスの噴射が停止する。

ここまで、排気制御部１５４は、排気弁１２０を開弁状態に維持しており、ピストン１１２の上昇によって、引き続き、燃焼室１４０（シリンダ１１０内）の排気ガスは、排気ポート１１６から排出されている。そして、排気制御部１５４は、排気弁１２０を閉弁する（図３におけるクランク角度ｆ、図４（ｆ）参照）。

このようにして、燃焼室１４０において予混合気が燃焼することにより、上記のとおりに、排気、吸気、圧縮、燃焼行程が繰り返されることとなる。

ところで、第２燃料噴射部１２８を設けずとも、掃気ポート１２２に設けられた第１燃料噴射部１２６による燃料ガスの供給によって、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００を稼動させることは可能である。しかし、シリンダ１１０内における予混合気（燃料ガス）の不均一さに起因する燃焼効率の低下において改善の余地がある。具体的に図５を用いて詳述する。

図５は、シリンダ１１０内における予混合気ｑの流れを説明するための説明図である。図５では、理解を容易とするため、シリンダヘッド１１０ａおよびシリンダブロック１１０ｂの構造を簡略的に一体化して示し、シリンダ１１０の上端側を抽出して示す。

まず、図５（ｅ）〜（ｇ）に示す比較例について説明する。図５（ｅ）に示すように、排気弁１が開いている間、排気ガス（図５（ｅ）中、クロスハッチングで示す）が、掃気ポート２から流入した活性ガスｐによって、排気弁１から押し出される。

また、活性ガスｐの層よりシリンダ３の下端側には、活性ガスｐに第１燃料噴射部４から噴射された燃料ガスが混合された予混合気ｑの層が形成されている。このとき、シリンダ３内の気体は、シリンダ３の壁面に近接する部位において、壁面との摩擦および粘性の影響によってやや速度が低下するものの、全般に、シリンダ３の内径側よりも外径側の方が、上昇速度が速い。

これは、スワールｓの影響により、シリンダ３の外径側の流速が速められているためである。また、排気弁１は、排気ポート５に対向して、シリンダ３の内径側に位置している。これにより、排気ポート５と排気弁１の隙間がシリンダ３の外径側に開口していることも、シリンダ３の外径側の流速を内径側よりも速める要因となっている。

そして、ピストン６が上死点に向かって上昇するうち、図５（ｆ）に示すように、シリンダ３内においては、排気ガスの排出を終え活性ガスｐと予混合気ｑが残ったまま、図５（ｇ）に示す燃焼室７における爆発の直前の状態となる。しかし、上記のように予混合気ｑの流速に偏りがあることから、図５（ｇ）に示すように、シリンダ３の内径側に活性ガスｐのみの領域、または、予混合気ｑが含まれていたとしても、その濃度が薄い領域（以下、単に活性ガスｐのみの領域と称す）が残ってしまう。

そこで、本実施形態においては、図５（ａ）にクロスハッチングで示す排気ガスが排出された後、図５（ｂ）に示すように、活性ガスｐの層に対し、シリンダ１１０の上端側に設けた第２燃料噴射部１２８から燃料ガスを噴射する。すると、活性ガスｐと燃料ガスが混合され予混合気ｑが生成されて、図５（ｃ）に示すように、活性ガスｐのみの領域がなくなる。そのため、図５（ｄ）に示すように、燃焼室１４０で爆発を生じさせる直前において、燃焼室１４０内に活性ガスｐのみの領域が残らず、燃焼室１４０の全体に燃料ガスが充填され、効率的な燃焼作用を実現することができる。

また、掃気ポート１２２から流入させることが可能な活性ガスｐの量には限界があり、その活性ガスｐで燃焼させることが可能な燃料ガスの量も限られる。上記の比較例のように、燃焼室７において活性ガスｐのみの領域が残ると、その領域の活性ガスｐは十分に燃焼に寄与することなく排出されるおそれがあった。本実施形態では、活性ガスｐのみの領域がほとんど残らず、燃焼室１４０に含まれるほとんどの活性ガスｐを燃焼に寄与させることができる。そのため、燃焼に寄与する活性ガスｐの量が増え、その分、投入可能な燃料ガスの量を増やして出力を高めることが可能となる。

（第１変形例）
上述した実施形態では、排気弁１２０が閉じる前に第２燃料噴射部１２８から燃料ガスを噴射する場合について説明した。第１変形例においては、排気弁１２０を閉じた後に、第２燃料噴射部１２８から燃料ガスの噴射を開始する。なお、上述した実施形態と実質的に機能が等しい構成については、説明を省略する。

図６は、第１変形例におけるクランク角度に応じた各制御部の動作を示す説明図である。図６に示すように、第１変形例においては、掃気ポート１２２が閉口され、活性ガスｐの吸入が停止された後（図６に示すクランク角度ｄ）、排気制御部１５４は、排気弁１２０を閉弁する（図６におけるクランク角度ｆ）。

そして、排気弁１２０が閉じられた後、燃料噴射制御部１５２は、第２燃料噴射部１２８に燃料ガスの噴射を開始させる。

なお、排気弁１２０が閉じられた後に燃料ガスの噴射を開始できるように、第２燃料噴射部１２８は、排気弁１２０が排気ポート１１６を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａよりも、シリンダ１１０の上端側に設けられている。また、上述した実施形態においても、第２燃料噴射部１２８の配置は第１変形例と同様とする。

このように第２燃料噴射部１２８を配する構成により、排気弁１２０が閉じられた後、第２燃料噴射部１２８から燃料ガスの噴射を開始することで、少なくとも第２燃料噴射部１２８から噴射された燃料ガスが排気弁１２０から排出される吹き抜けを確実に回避することが可能となる。

（第２変形例）
上述した実施形態および第１変形例では、第２燃料噴射部１２８は、排気弁１２０が排気ポート１１６を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａよりも、シリンダ１１０の上端側に設けられている場合について説明した。第２変形例においては、第２燃料噴射部１２８は、排気弁１２０が排気ポート１１６を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａよりも、シリンダ１１０の下端側に設けられている。なお、上述した実施形態および第１変形例と実質的に機能が等しい構成については、説明を省略する。

図７は、第２変形例におけるピストン１１２の動作を示す概略図である。図７（ａ）〜（ｆ）は、上述した実施形態における図４（ａ）〜（ｆ）に対応するタイミングのピストン１１２の位置を示す。

図７に示すように、第２変形例においては、第２燃料噴射部１２８は、上述した実施形態および第１変形例よりもシリンダ１１０の下端側に設けられている。

具体的には、図７に示すように、排気弁１２０が排気ポート１１６を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａの位置よりも、第２燃料噴射部１２８が、シリンダ１１０の下端側に設けられている。

そして、燃料噴射制御部１５２は、上述した実施形態と同様、少なくとも第１燃料噴射部１２６からの燃料噴射が開始した後であって、排気弁１２０が閉じる前、かつ、ピストン１１２で第２燃料噴射部１２８が閉塞される前（図７（ｄ）の状態から図７（ｅ）の状態に遷移する間）に、第２燃料噴射部１２８から燃料ガスを噴射させる。

このように、排気弁１２０を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａの位置よりも、第２燃料噴射部１２８をシリンダ１１０の下端側に設けても、燃焼室１４０において爆発作用が生じる前に、活性ガスｐのみの領域に燃料ガスが混合されて予混合気ｑとなっており、全体として燃焼効率を向上することが可能となる。また、第２燃料噴射部１２８から噴射された燃料ガスは、シリンダ１１０の下端側において、活性ガスｐのみの領域に混ざる。そのため、燃焼室１４０において爆発するまでに、当該燃料ガスが活性ガスｐと混合される時間を十分に確保することが可能となる。

上述した実施形態および変形例においては、第２燃料噴射部１２８が、シリンダ１１０に、ピストン１１２のストローク方向の位置を同じくして、シリンダ１１０の全周囲に亘って複数設けられる場合について説明した。しかし、第２燃料噴射部１２８は、１つであってもよいし、ピストン１１２のストローク方向の位置を異にして複数、設けられてもよい。

また、上述した実施形態および変形例においては、第１燃料噴射部１２６が、掃気ポート１２２毎に５つ設けられる場合について説明したが、掃気ポート１２２毎の第１燃料噴射部１２６の数は、１つでもよいし、５つ以外の複数であってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射して生成される予混合気を燃焼させるユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法に利用することができる。

１００ …ユニフロー掃気式２サイクルエンジン
１１０ …シリンダ
１１２ …ピストン
１１２ａ …端部
１１６ …排気ポート
１２０ …排気弁
１２２ …掃気ポート
１２６ …第１燃料噴射部
１２８ …第２燃料噴射部

Claims (6)

1. 内部に燃焼室が形成されるシリンダと、
   前記シリンダ内を摺動するピストンと、
   前記シリンダにおける前記ピストンのストローク方向の一端側に設けられ、前記ピストンの摺動動作に応じて前記燃焼室に活性ガスを吸入する掃気ポートと、
   前記シリンダにおける前記ストローク方向の他端側に設けられた排気ポートと、
   前記排気ポートを開閉する排気弁と、
   前記掃気ポートに設けられ、該掃気ポートに吸入される前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第１燃料噴射部と、
   前記シリンダのうち、前記掃気ポートより前記ストローク方向の他端側に設けられ、前記排気弁が前記排気ポートを閉弁する前に、該掃気ポートから前記シリンダに吸入された前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第２燃料噴射部と、
   を備えることを特徴とするユニフロー掃気式２サイクルエンジン。
2. 内部に燃焼室が形成されるシリンダと、
   前記シリンダ内を摺動するピストンと、
   前記シリンダにおける前記ピストンのストローク方向の一端側に設けられ、前記ピストンの摺動動作に応じて前記燃焼室に活性ガスを吸入する掃気ポートと、
   前記シリンダにおける前記ストローク方向の他端側に設けられた排気ポートと、
   前記排気ポートを開閉する排気弁と、
   前記掃気ポートに設けられ、該掃気ポートに吸入される前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第１燃料噴射部と、
   前記シリンダのうち、前記掃気ポートより前記ストローク方向の他端側に設けられ、前記排気弁が前記排気ポートを閉弁した後に、該掃気ポートから前記シリンダに吸入された前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第２燃料噴射部と、
   を備えることを特徴とするユニフロー掃気式２サイクルエンジン。
3. 前記第２燃料噴射部は、前記排気弁が前記排気ポートを閉じたときの前記ピストンにおける前記ストローク方向の他端側の端部よりも、前記シリンダにおける該ストローク方向の他端側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のユニフロー掃気式２サイクルエンジン。
4. 前記第２燃料噴射部は、前記排気弁が前記排気ポートを閉じたときの前記ピストンにおける前記ストローク方向の他端側の端部よりも、前記シリンダにおける該ストローク方向の一端側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のユニフロー掃気式２サイクルエンジン。
5. 内部に燃焼室が形成されたシリンダ内におけるピストンの摺動過程で、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射するユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法であって、
   前記掃気ポートから前記シリンダ内に活性ガスが吸入される過程で、該活性ガスに燃料ガスを噴射し、
   前記シリンダ内に吸入された後の前記活性ガスに、排気ポートを閉じる前に、さらに燃料ガスを噴射することを特徴とするユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法。
6. 内部に燃焼室が形成されたシリンダ内におけるピストンの摺動過程で、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射するユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法であって、
   前記掃気ポートから前記シリンダ内に活性ガスが吸入される過程で、該活性ガスに燃料ガスを噴射し、
   前記シリンダ内に吸入された後の前記活性ガスに、排気ポートを閉じた後に、さらに燃料ガスを噴射することを特徴とするユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法。

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