JP6212453B2 - 2-stroke engine - Google Patents
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Description
本発明は、潤滑装置を有する2ストロークエンジンに関する。 The present invention relates to a two-stroke engine having a lubricating device.
2ストロークエンジンの潤滑方式として、クランク室を通過して燃焼室に流れる混合気に予め潤滑油を混合し、混合気によってエンジン内の摺接部分に潤滑油を供給するものがある。この潤滑方式では潤滑油が混合気と共に燃焼するため、潤滑油の消費量が多くなると共に、排気ガス中の汚染物質量が増加するという問題がある。一方、自動車等に使用される4ストロークエンジンでは、エンジン下部にオイルを貯留するオイルパンを設け、オイルパン内のオイルをオイルポンプによってエンジン内の摺接部分に圧送し、摺接部分を潤滑した後のオイルが再びオイルパンに還流するようにした強制潤滑方式が多く用いられている。この潤滑方式では、混合気はクランク室を通過せずに直接に燃焼室に供給されるため、潤滑油の燃焼が抑制され、潤滑油の消費量及び潤滑油の燃焼によって生じる汚染物質の量を低減することができる。しかしながら、この潤滑方式ではオイルポンプが必要となるため、エンジンが大型化するという問題がある。 As a lubrication system for a two-stroke engine, there is a system in which lubricating oil is mixed in advance with an air-fuel mixture flowing through a crank chamber and flowing into a combustion chamber, and the lubricating oil is supplied to a sliding contact portion in the engine by the air-fuel mixture. In this lubrication system, since the lubricating oil burns with the air-fuel mixture, there are problems that the amount of consumption of the lubricating oil increases and the amount of pollutants in the exhaust gas increases. On the other hand, in a four-stroke engine used for automobiles, an oil pan for storing oil is provided at the lower part of the engine, and the oil in the oil pan is pumped to the sliding contact portion in the engine by an oil pump to lubricate the sliding contact portion. A forced lubrication system in which later oil returns to the oil pan again is often used. In this lubrication method, the air-fuel mixture is supplied directly to the combustion chamber without passing through the crank chamber, so that the combustion of the lubricating oil is suppressed, and the consumption of the lubricating oil and the amount of pollutants generated by the combustion of the lubricating oil are reduced. Can be reduced. However, since this lubrication method requires an oil pump, there is a problem that the engine becomes large.
このような問題に対して、ピストンの昇降に伴うクランク室の圧力脈動を利用して、エンジンの各摺接部分に潤滑油を供給するようにした4ストロークエンジンがある(例えば、特許文献1)。このエンジンでは、ピストンの下降によってクランク室内の圧力が上昇したときに、クランク室と摺接部分が設けられた動弁室等との間に設けられた一方向弁が開かれ、クランク室から動弁室等にオイルミストが供給される。動弁室等はブリーザパイプを介して気化器の上流側のエアクリーナに連通し、大気圧となっているが、一方向弁によって動弁室等からクランク室へのガスの逆流が防止されている。 In order to solve such a problem, there is a four-stroke engine in which lubricating oil is supplied to each sliding contact portion of the engine using the pressure pulsation in the crank chamber accompanying the raising and lowering of the piston (for example, Patent Document 1). . In this engine, when the pressure in the crank chamber rises due to the lowering of the piston, the one-way valve provided between the crank chamber and the valve operating chamber provided with the sliding contact portion is opened and moves from the crank chamber. Oil mist is supplied to the valve chamber and the like. The valve chamber etc. communicates with the air cleaner upstream of the carburetor via the breather pipe and is at atmospheric pressure, but the one-way valve prevents the backflow of gas from the valve chamber etc. to the crank chamber. .
しかしながら、吸気がクランク室を通過してシリンダ内に供給される2ストロークエンジンでは、低負荷時にスロットルバルブが絞られることによって、スロットルバルブよりも下流側にある吸気ポート及びクランク室の圧力が低下し、ピストンの下降時にもクランク室の圧力が大気圧に達しない場合が発生する。そのため、上記の特許文献1に係る発明を、吸気がクランク室を通過してシリンダ内に供給される2ストロークエンジンに適用した場合には、クランク室から動弁室等に潤滑油を送ることができないという問題がある。
However, in a two-stroke engine in which intake air passes through the crank chamber and is supplied into the cylinder, the throttle valve is throttled at low loads, thereby reducing the pressure in the intake port and crank chamber on the downstream side of the throttle valve. In some cases, the crank chamber pressure does not reach atmospheric pressure even when the piston descends. Therefore, when the invention according to
本発明は、以上の背景を鑑み、2ストロークエンジンにおいて、クランク室の圧力脈動を利用して摺接部分に潤滑油を供給することを課題とする。 In view of the above background, an object of the present invention is to supply lubricating oil to a sliding contact portion using pressure pulsation in a crank chamber in a two-stroke engine.
上記課題を解決するために、本発明はピストン(23)が往復動可能に受容されたシリンダ(22)と、前記シリンダの下端に連通するクランク室(2A)と、前記クランク室に一端が連通すると共に、スロットルバルブ(55)が設けられた吸気通路(54)と、前記クランク室と前記シリンダの側部とを連通し、前記ピストンによって開閉される掃気ポート(58)と、前記シリンダに一端が連通した排気ポート(31)と、潤滑油が貯留されたオイル室(12)と、前記オイル室の潤滑油をミスト化するオイルミスト生成装置(41)と、前記クランク室と前記オイル室とを連通すると共に、前記クランク室から前記オイル室への流れを許容する第1一方向弁(63)が設けられた第1油路(64)と、前記オイル室と前記シリンダとを連通すると共に、前記オイル室から前記シリンダへの流れを許容する第2一方向弁(88)が設けられた第2油路(86)と、前記オイル室と前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも前記クランク室側の部分とを連通すると共に、前記吸気通路から前記オイル室への流れを許容する第3一方向弁(92)が設けられた新気導入通路(91)とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a cylinder (22) in which a piston (23) is reciprocally received, a crank chamber (2A) communicating with the lower end of the cylinder, and one end communicating with the crank chamber. In addition, an intake passage (54) provided with a throttle valve (55), a scavenging port (58) opened and closed by the piston, communicating with the crank chamber and a side portion of the cylinder, and one end of the cylinder An exhaust port (31) communicated with each other, an oil chamber (12) in which lubricating oil is stored, an oil mist generating device (41) for misting the lubricating oil in the oil chamber, the crank chamber, and the oil chamber And a first oil passage (64) provided with a first one-way valve (63) allowing flow from the crank chamber to the oil chamber, the oil chamber and the cylinder, A second oil passage (86) provided with a second one-way valve (88) that communicates and allows a flow from the oil chamber to the cylinder, and more than the throttle valve in the oil chamber and the intake passage. And a fresh air introduction passage (91) provided with a third one-way valve (92) for communicating with the crank chamber side portion and allowing a flow from the intake passage to the oil chamber. And
この構成によれば、新気導入通路が吸気通路のスロットルバルブよりも上流側部分ではなく、下流側部分とオイル室とを連通するため、スロットルバルブが絞られるエンジンの低負荷時にオイル室が負圧になる。このため、エンジンの低負荷時において、ピストンの下降時にクランク室が正圧とならない場合にも、ピストンの下降によって、クランク室よりも圧力が低いオイル室に潤滑油を送ることができる。ピストンが上昇し、クランク室の圧力がオイル室よりも低下するときには、吸気通路のスロットルバルブよりも下流側部分から新気導入通路を通ってオイル室に新気が導入され、オイル室において生成されたオイルミストと新気とが共にシリンダ内面に供給され、シリンダ内面を潤滑する。 According to this configuration, since the fresh air introduction passage communicates the downstream portion with the oil chamber rather than the upstream portion of the intake passage throttle valve, the oil chamber is negative at the time of low engine load where the throttle valve is throttled. Become pressure. For this reason, even when the crank chamber does not become a positive pressure when the piston is lowered when the engine is under a low load, the lubricant can be sent to the oil chamber whose pressure is lower than that of the crank chamber by the lowering of the piston. When the piston rises and the pressure in the crank chamber drops below that in the oil chamber, fresh air is introduced into the oil chamber from the downstream portion of the intake passage through the fresh air introduction passage and is generated in the oil chamber. Both oil mist and fresh air are supplied to the cylinder inner surface and lubricate the cylinder inner surface.
また、上記の発明において、前記オイルミスト生成装置は、クランクシャフトの回転に応じて回転し、動弁機構(34)を駆動するカム(41)を含み、前記カムが前記オイル室に貯留された潤滑油を撹拌することによってオイルミストを生成するとよい。 In the above invention, the oil mist generating device includes a cam (41) that rotates in response to rotation of a crankshaft and drives a valve operating mechanism (34), and the cam is stored in the oil chamber. Oil mist may be generated by stirring the lubricating oil.
この構成によれば、動弁機構を駆動するカムがオイルミストを撹拌するオイルミスト生成装置をなすため、部品点数を削減することができる。また、カムの潤滑が確実に行われる。 According to this configuration, since the cam that drives the valve mechanism forms an oil mist generating device that stirs the oil mist, the number of parts can be reduced. Further, the cam is reliably lubricated.
また、上記の発明において、前記第1油路には、動弁室(6)が設けられ、前記動弁室には、前記動弁機構の一部をなし、前記排気ポートを開閉する排気弁(32)を駆動するロッカアーム(43)が設けられているとよい。 In the above invention, the first oil passage is provided with a valve operating chamber (6), and the valve operating chamber forms part of the valve operating mechanism and opens and closes the exhaust port. A rocker arm (43) for driving (32) may be provided.
この構成によれば、第1油路の経路上に動弁室が設けられるため、動弁室内の動弁機構の潤滑がなされる。 According to this configuration, since the valve operating chamber is provided on the path of the first oil passage, the valve operating mechanism in the valve operating chamber is lubricated.
また、上記の発明において、前記第1油路は、前記第1油路から前記動弁室に供給される潤滑油が前記ロッカアーム上に落下する位置において前記動弁室に接続されているとよい。 In the above invention, the first oil passage may be connected to the valve operating chamber at a position where lubricating oil supplied from the first oil passage to the valve operating chamber falls on the rocker arm. .
この構成によれば、ロッカアームに潤滑油が確実に供給されるようになる。 According to this configuration, the lubricating oil is reliably supplied to the rocker arm.
また、上記の発明において、前記ロッカアームと前記カムとは、プッシュロッド(42)によって連結され、前記プッシュロッドを進退可能に受容すると共に、前記オイル室と前記動弁室とを連通するロッドケース(51)が、前記第1油路の一部を形成するとよい。 In the above invention, the rocker arm and the cam are connected by a push rod (42), receive the push rod so as to be able to advance and retreat, and communicate with the oil chamber and the valve operating chamber ( 51) may form part of the first oil passage.
この構成によれば、ロッドケースが、動弁室とオイル室とを連通する第1油路を兼ねるため、油路を形成するために新たな部品を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。 According to this configuration, since the rod case also serves as the first oil passage that communicates the valve operating chamber and the oil chamber, it is not necessary to provide new parts to form the oil passage, and the number of parts can be reduced. Can do.
また、上記の発明において、前記新気導入通路は、前記動弁室に接続され、前記動弁室及び前記第1油路を介して前記オイル室に連通するとよい。 In the above invention, the fresh air introduction passage may be connected to the valve operating chamber and communicate with the oil chamber via the valve operating chamber and the first oil passage.
この構成によれば、動弁室とオイル室とを連通する第1油路に、動弁室からオイル室に向うガスの流れが形成され、動弁室からオイル室に向う潤滑油の流れを促進することができる。 According to this configuration, the flow of gas from the valve chamber to the oil chamber is formed in the first oil passage that connects the valve chamber and the oil chamber, and the flow of lubricating oil from the valve chamber to the oil chamber is reduced. Can be promoted.
また、上記の発明において、前記第1油路は、前記クランク室の底部に連通しているとよい。 In the above invention, the first oil passage may communicate with the bottom of the crank chamber.
この構成によれば、重力によってクランク室の底部に捕集された潤滑油が第1油路に円滑に流れるようになる。 According to this configuration, the lubricating oil collected at the bottom of the crank chamber by gravity flows smoothly into the first oil passage.
以上の構成によれば、2ストロークエンジンにおいて、クランク室の圧力脈動を利用して摺接部分に潤滑油を供給することができる。 According to the above configuration, in the two-stroke engine, the lubricating oil can be supplied to the sliding contact portion using the pressure pulsation in the crank chamber.
以下、図面を参照して、本発明を単気筒のユニフロー2ストロークエンジン(以下、エンジンEという)に適用した実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a single-cylinder uniflow two-stroke engine (hereinafter referred to as engine E) will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、エンジンEの機関本体1は、内部にクランク室2Aを画成するクランクケース2と、クランクケース2の上部に接合されたシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上部に接合されたシリンダヘッド4と、シリンダヘッド4の上部に接合され、シリンダヘッド4との間に上部動弁室6(ロッカー室)を画成するヘッドカバー5とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
クランクケース2は、図2に示すように、上下に延びる面(シリンダ軸線Aを通る面)で左右に分割された一対のクランクケース半体によって構成される。左右のクランクケース半体は、ボルトによって互いに締結され、両半体間にクランク室2Aを形成する。クランクケース2の左右の側壁2B、2Cには、軸受を介してクランクシャフト8が回転可能に支持される。
As shown in FIG. 2, the
クランクシャフト8は、クランクケース2の側壁2B、2Cに支持される一対のジャーナル8Aと、両ジャーナル8A間に設けられた一対のウェブ8Bと、両ウェブ8Bによってジャーナル8Aから偏心した位置に支持されたクランクピン8Cとを有する。
The
右側壁2Cの外面側にはエンドプレート11が締結される。エンドプレート11は、周縁部において右側壁2Cの外面に締結され、右側壁2Cとの間に下部動弁室12を形成する。下部動弁室12は、後述するように潤滑油を底部に貯留し、オイル室として機能する。クランクシャフト8の左端部8Dは、クランクケース2の左側壁2Bを貫通して左方に延出する。クランクシャフト8の右端部8Eは、クランクケース2の右側壁2C及びエンドプレート11を貫通して右方へと延出する。クランクシャフト8の左端部8Dが左側壁2Bを貫通する部分、右端部8Eが右側壁2Cを貫通する部分、及び右端部8Eがエンドプレート11を貫通する部分には、クランク室2Aの気密性を確保するためのシール部材がそれぞれ設けられている。
The
クランクケース2の上部には、上下に延び、上端がクランクケース2の上端面に開口すると共に、下端がクランク室2Aに向けて開口する断面円形の第1スリーブ受容孔16が形成されている。
A first
シリンダブロック3は、上下に延在し、下端面においてクランクケース2の上端面に接合される。シリンダブロック3には、上端面から下端面に上下に貫通する第2スリーブ受容孔18が形成されている。第2スリーブ受容孔18は、上部が下部に対して段違いに拡径された円形断面の段付き孔であり、上部及び下部の境界部に上方を向く環状の肩面18Aを有する。第2スリーブ受容孔18の下端開口は、シリンダブロック3の第1スリーブ受容孔16の上端開口と同軸に対向し、互いに連通する。第1スリーブ受容孔16及び第2スリーブ受容孔18の下部の内径は等しく、連続した孔を形成する。
The
第1及び第2スリーブ受容孔16、18には、円筒状のシリンダスリーブ19が圧入される。シリンダスリーブ19は、外周部に径方向外方に突出する環状の凸部21を有する。凸部21が肩面18Aに当接することによって、シリンダスリーブ19の第1及び第2スリーブ受容孔16、18に対する位置が定まる。シリンダスリーブ19の下端は、第1スリーブ受容孔16の下端開口から下方に突出し、クランク室2Aの内部において突出端となっている。シリンダスリーブ19の上端はシリンダブロック3の上端面と面一となる位置に配置され、シリンダブロック3に接合されるシリンダヘッド4の下端面に当接する。これにより、シリンダスリーブ19は、肩面18Aとシリンダヘッド4の下面との間に挟持され、シリンダ軸線A方向において位置が定まる。シリンダスリーブ19の内孔は、シリンダ22を形成する。
A
シリンダ22には、往復動可能にピストン23が受容される。ピストン23は、クランクシャフト8と平行に延びるピストンピン23Aを有する。ピストンピン23Aには、軸受を介してコンロッド26の小端部が回動可能に支持される。コンロッド26の大端部は、軸受を介してクランクピン8Cに回動可能に支持される。ピストン23とクランクシャフト8とがコンロッド26によって連結されることによって、ピストン23の往復動がクランクシャフト8の回転運動に変換される。
The
図1及び図2に示すように、シリンダヘッド4の下端面におけるシリンダスリーブ19に対応する位置には、半球状の燃焼室凹部28が形成されている。シリンダ22の上部は、燃焼室凹部28及びピストン23の頂面と共に燃焼室29を形成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a hemispherical
シリンダヘッド4には、点火プラグ30が燃焼室29に臨むように設けられている。また、シリンダヘッド4には、排気ポート31が燃焼室29の頂部に開口するように形成されると共に、排気ポート31を開閉するポペット型の排気弁32が設けられている。排気弁32は、そのステムエンドが上部動弁室6に配置され、バルブスプリング33によって閉方向に付勢されている。排気弁32は、動弁機構34によって、クランクシャフト8の回転に同期して開閉駆動される。
A
図2に示すように、動弁機構34は、クランクシャフト8の回転に応じて回転するカム41と、カム41によって進退駆動されるプッシュロッド42と、プッシュロッド42によって駆動され、排気弁32を開方向に押すロッカアーム43とを有する。カム41は、下部動弁室12内に位置するクランクシャフト8に形成されている。カム41は、クランクシャフト8の径方向に突出した板カムである。
As shown in FIG. 2, the
プッシュロッド42は、両端が開口した管状のロッドケース51に進退可能に収容されている。ロッドケース51は、上下に延在し、下端がクランクケース2の右側壁2Cに接合されて下部動弁室12に連通すると共に、上端がシリンダブロック3に接合されて上部動弁室6に連通する。ロッドケース51の上端部は、上部動弁室6の底部に開口している。ロッドケース51の内径はプッシュロッド42の外径よりも大きく設定され、プッシュロッド42の外面とロッドケース51の内面との間には隙間が形成されている。これにより、ロッドケース51の内部は、上部動弁室6と下部動弁室12との間で流体の流通が可能な通路51Aを形成している。プッシュロッド42は、下端においてカム41に当接し、カム41の回転に応じて進退する。プッシュロッド42の下端にローラを設け、ローラにおいてカム41に転接するようにしてもよい。
The
ロッカアーム43は、シリンダヘッド4に支持されたロッカシャフト52に回動可能に支持される。ロッカシャフト52は、シリンダ軸線A及びクランクシャフト8の軸線と直交する方向に延在する。ロッカアーム43は、一端にプッシュロッド42の上端に当接する受け部43Aを有し、他端に排気弁32のステムエンドに当接するスクリュアジャスタ43Bを有する。
The
以上の構成の動弁機構34によって、クランクシャフト8が1回転する毎に、所定のタイミングで排気弁32が1回開かれる。
With the
図1に示すように、クランクケース2の前側壁2Dには、前方に突出した突出部2Fが形成されている。突出部2Fの内部は、前後に延びる通路2Gを形成し、後端においてクランク室2Aに連通し、前端が開口となっている。通路2Gの前端は、突出部2Fの前端に締結された蓋36によって閉塞されている。突出部2Fの左側壁部には、突出部2Fの外部と内部とを連通する貫通孔である吸気ポート53が形成されている。吸気ポート53の外端には、吸気通路54の下流端が接続される。吸気通路54は、上流側から順に、エアインレット(不図示)、エアクリーナ(不図示)、スロットルバルブ55を有する。吸気ポート53には、吸気ポート53側からクランク室2A側への流体の流れを許容する一方で、クランク室2A側から吸気ポート53側への流体の流れを阻止するリード弁である吸気弁56が設けられている。吸気弁56は、通常は閉弁しており、ピストン23の上昇によってクランク室2A内の圧力が低下すると開弁する。
As shown in FIG. 1, the
クランクケース2及びシリンダスリーブ19には、クランク室2Aとシリンダスリーブ19の内部とを連通する掃気ポート58が形成されている。掃気ポート58は、シリンダスリーブ19に形成された掃気口58Aと、掃気口58Aからクランク室2Aに延びる通路部58Bとを含む。通路部58Bは、クランクケース2の上部であって、第1スリーブ受容孔16の周囲に形成されている。本実施形態では、1つの掃気ポート58が、2つの掃気口58Aと1つの通路部58Bとを有する。掃気口58Aは、シリンダスリーブ19の第1スリーブ受容孔16内に対応する部分に、径方向に貫通するように形成されている。掃気口58Aの高さ寸法は、ピストン23の外周面の高さ寸法よりも小さく設定されている。
The
掃気口58A(掃気ポート58)は、ピストン23の往復動によって開閉される。具体的には、ピストン23が掃気口58Aと対応する位置にあるときには、掃気ポート58はピストン23の外周部によって閉じられ、ピストン23の下縁が掃気口58Aの下縁よりも上方(上死点側)にあるときには、掃気ポート58がシリンダ22のピストン23よりも下側部分と連通するように開かれ、ピストン23の上縁が掃気口58Aの上縁よりも下方(下死点側)にあるときには、掃気ポート58がシリンダ22のピストン23よりも上側部分(燃焼室29)と連通するように開かれる。
The scavenging
本実施形態では、エンジンEは2つの掃気ポート58を有する。2つの掃気ポート58及び掃気口58Aは、シリンダ軸線Aを中心として、回転対称形をなし、180°回転対称位置に配置されている。
In the present embodiment, the engine E has two scavenging
各掃気ポート58の上流側部分58Cは、クランク室2Aに連通する下端からシリンダスリーブ19の径方向外方をシリンダ軸線Aと平行に上方に延びる。図2に示すように、下流側部分58Dは、上流側部分58Cの上部から掃気口58Aに向けてシリンダスリーブ19の径方向外方を周方向に延在する。下流側部分58Dは、シリンダ軸線Aに沿った上側から見た場合に、上流側から下流側に向けてシリンダ軸線Aを中心とした反時計回り方向に延在している。下流側部分58Dの下流端は、2つの掃気口58Aと連通している。
The
図1及び図2に示すように、クランク室2Aと上部動弁室6とは、通路61によって互いに連通されている。通路61は、管状の通路部材62によって形成されている。通路61のクランク室側の端部は、クランク室2Aの底部であって最も低い位置に開口していることが好ましい。通路61の上部動弁室6側の端部は、ヘッドカバー5の上壁部であって、ロッカアーム43の直上方に位置する部分に開口していることが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
通路61の経路上には、クランク室2A側から上部動弁室6側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する第1一方向弁63が設けられている。第1一方向弁63は、初期状態においては閉じており、クランク室2A側の圧力が上部動弁室6の外部側の圧力よりも所定値以上高くなった場合に開く。本実施形態では、第1一方向弁63はリード弁である。
A first one-
上部動弁室6は、通路51Aを介して下部動弁室12と連通している。そのため、通路61、上部動弁室6、及び通路51Aを含む一連の通路である第1油路64は、クランク室2Aと下部動弁室12とを連通する。
The
図1〜図3に示すように、シリンダスリーブ19のクランク室2Aに突入した下端部の外周部は、他の部分に対して段違いに縮径された小径部19Aとなっている。小径部19Aの外周部には環状の油路形成部材70が装着されている。油路形成部材70の内周面は、小径部19Aの外周面と周方向にわたって面接触する。小径部19Aの外周面であって、油路形成部材70の内周面に対向する部分には、周方向に環状に延在する油溝71が凹設されている。油溝71は、油路形成部材70によって覆われ、環状の通路72を形成する。また、油溝71の上下には、油溝71と平行に環状に延在する一対のOリング溝73が凹設されている。各Oリング溝73には、Oリング74が装着され、通路72がシールされている。油路形成部材70には、径方向に貫通し、通路72に連通する油入口孔75が形成されている。シリンダスリーブ19には、径方向に貫通し、通路72と連通する油供給孔76が形成されている。油供給孔76は、シリンダスリーブ19の周方向において複数形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the outer peripheral portion of the lower end portion that has entered the
ピストン23の外周部には、それぞれ周方向に延在して環状をなすコンプレッションリング溝23B、及びオイルリング溝23Cが凹設されている。コンプレッションリング溝23Bは、オイルリング溝23Cよりも上方に配置されている。コンプレッションリング溝23Bには一部が開裂した環状のコンプレッションリング23Dが装着され、オイルリング溝23Cには一部が開裂した環状のオイルリング23Eが装着されている。油供給孔76は、ピストン23が下死点にあるときに、コンプレッションリング23Dとオイルリング23Eとの間に位置するように、シリンダスリーブ19に対する上下位置が設定されている。
A
下部動弁室12は、通路81、通路82、通路83によって油供給孔76に連通されている。通路82は、シリンダブロック3及びクランクケース2に形成された通路であり、一端がシリンダブロック3の外面に開口する一方、他端が掃気ポート58の上流側部分58Cの上端部に開口している。通路81は、管状の通路部材84の内側に形成され、一端が下部動弁室12の上部に開口する一方、他端がシリンダブロック3の外面に開口した通路82の一端に接続されている。通路83は、管状の通路部材85の内側に形成され、一端が掃気ポート58に開口した通路83の他端に接続される一方、他端が油供給孔76の外端に接続されている。
The lower
図4に示すように、通路81、通路82、通路83、油入口孔75、通路72、油供給孔76を含む一連の通路である第2油路86は、下部動弁室12とシリンダ22の内部とを連通する。
As shown in FIG. 4, the
図4に示すように、第2油路86を構成する任意の要素、又は任意の要素間には、下部動弁室12側からシリンダ22の内部側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する第2一方向弁88が設けられている。第2一方向弁88は、初期状態においては閉じており、下部動弁室12側の圧力がシリンダ22の内部側の圧力よりも所定値以上高くなった場合に開く。
As shown in FIG. 4, the flow of fluid from the
上部動弁室6は、新気導入通路91によって、吸気通路54のスロットルバルブ55よりも下流側部分(クランク室2A側の部分)に連通している。新気導入通路91は、管状の通路部材94によって形成されている。新気導入通路91には、吸気通路54側から上部動弁室6側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する第3一方向弁92が設けられている。第3一方向弁92は、初期状態においては閉じており、吸気通路54側の圧力が上部動弁室6側の圧力よりも所定値以上高くなった場合に開く。
The
図4に示すように、エンジンEの潤滑装置99は、第1油路64(上部動弁室6を含む)、下部動弁室12、第2油路86、新気導入通路91、第1一方向弁63、第2一方向弁88、第3一方向弁92を含む。後に詳述するが、潤滑装置99では、クランク室2A、第1油路64(詳細には、通路61、上部動弁室6、通路51A)、下部動弁室12、第2油路86、シリンダ22を順に通過し、クランク室2Aに戻る潤滑油の循環通路が形成される(図中の黒色矢印参照)。このとき、吸気通路54のスロットルバルブ55よりも下流側部分から、新気導入通路91、第1油路64(詳細には、上部動弁室6、通路51A)、下部動弁室12、第2油路86、シリンダ22を順に通過し、クランク室2Aに新気が流れる(図中の白色矢印参照)。
As shown in FIG. 4, the
図2に示すように、クランクケース2の左右側壁2B、2Cの内面には、互いに近接する方向に突出する鍔部95が設けられている。鍔部95は、クランクシャフト8と干渉しないように、ピストン23が上死点に位置するときのウェブ8Bの上端よりも上方に配置される。また、一対の鍔部95は、コンロッド26と干渉しないように、その先端同士が左右方向において所定の隙間を有するように配置されている。
As shown in FIG. 2,
図1に示すように、クランクケース2の後側壁2Eであって、鍔部95よりも上方に位置する部分には、燃料噴射弁96が取り付けられている。燃料噴射弁96の先端は、シリンダスリーブ19の下端を向いている。燃料噴射弁96は、所定のタイミングでクランク室2Aに燃料を噴射する。
As shown in FIG. 1, a
このように構成されたエンジンEは、始動後、次のように動作する。図1を参照すると、まず、ピストン23の上昇行程では、ピストン23の上昇に伴うクランク室2Aの膨張によって、クランク室2Aの圧力が低下する。これにより、吸気弁56が開弁し、新気が吸気ポート53を介してクランク室2Aに流入する。クランク室2Aに流入した新気には、燃料噴射弁96から燃料が噴射され、混合気が生成される。同時に、シリンダ22の上部(燃焼室29)の混合気はピストン23によって圧縮される。ピストン23が上死点近傍にあるときに、点火プラグ30による点火が行われ、燃料が燃焼する。
The engine E configured as described above operates as follows after starting. Referring to FIG. 1, first, in the upward stroke of the
その後、ピストン23が下降行程に移ると、ピストン23の下降に伴うクランク室2Aの収縮によって、クランク室2Aの圧力が上昇する。これにより、吸気弁56が閉じられ、クランク室2A内の混合気が圧縮される。ピストン23の下降が進むと、動弁機構34に駆動された排気弁32が排気ポート31を開く。これにより、燃焼室29内の膨張した排気ガス(既燃焼ガス)がブローダウン流となって排気ポート31に流れる。
Thereafter, when the
その後、ピストン23の下降が進み、ピストン23の上端縁が掃気口58Aの上縁より下がると(ピストン23が掃気ポート58を開くと)、燃焼室29と掃気ポート58とが連通する。このとき、燃焼室29内の既燃焼ガスの圧力は十分に低下し、クランク室2Aの圧力よりも低くなり、掃気ポート58から燃焼室29にガスが流れる。
Thereafter, when the
ピストン23が再び上昇行程に移ると、掃気ポート58がピストン23によって閉じられる。その後、ピストン23が更に上昇すると、カム41によって駆動された排気弁32が排気ポート31を閉じ、ピストン23の上昇に伴って燃焼室29内の混合気が圧縮される。同時に、クランク室2A内が減圧され、吸気弁56が開かれて新気が吸気ポート53からクランク室2A内に吸入される。
When the
このようにして、エンジンEは2サイクル動作を行う。掃気ポート58からシリンダ22を経由して排気ポート31へと流れる掃気及び排気の流れは、曲がりの少ないユニフローとなる。
In this way, the engine E performs a two-cycle operation. The flow of the scavenging and exhaust gas flowing from the scavenging
次に、潤滑装置99の作動について説明する。エンジンEの停止時には、クランク室2A、上部動弁室6、及び下部動弁室12のそれぞれの底部には潤滑油が貯留されている。エンジンEが駆動してクランクシャフト8が回転すると、クランクシャフト8に設けられたカム41が下部動弁室12内に貯留された潤滑油を撹拌し、潤滑油を飛散させてミスト化する。これにより、下部動弁室12の上部にはミスト化された潤滑油を含むガスが生成される。
Next, the operation of the
ピストン23が上昇し、クランク室2Aの体積が膨張するときには、クランク室2Aの圧力が上部動弁室6及び下部動弁室12の圧力よりも低くなる。上部動弁室6及び下部動弁室12は、比較的流路断面積が大きい通路51Aによって接続されているため、圧力は概ね等しくなる。また、上部動弁室6の圧力が、吸気通路54のスロットルバルブ55よりも下流側部分の圧力よりも低くなる。このように、ピストン23の上昇時には、クランク室2Aの圧力が上部動弁室6及び下部動弁室12の圧力よりも低くなり、上部動弁室6の圧力が吸気通路54のスロットルバルブ55よりも下流側部分の圧力よりも低くなるため、第1一方向弁63は閉じた状態に維持される一方、第2一方向弁88及び第3一方向弁92が開かれる。これにより、吸気通路54から、新気導入通路91、上部動弁室6、通路51Aを通過して下部動弁室12に新気が供給され、新気は下部動弁室12においてオイルミストと混合された後、第2油路86を通過してシリンダ22の内部に供給される。第2油路86からシリンダ22の内部に供給されたオイルミストは、一部がシリンダ22の内周面に付着し、シリンダ22とピストン23との摺接部分を潤滑する。
When the
シリンダ22の内周面に付着した潤滑油は、ピストン23のコンプレッションリング23D及びオイルリング23Eによって、シリンダ22の内周面上を上下に引き延ばされる。引き延ばされた潤滑油の一部は、シリンダ22の内周面の下端から重力によって下方に落下し、鍔部95上に落下する。その後、潤滑油は、鍔部95上を伝って鍔部95の先端側に流れ、鍔部95の先端からコンロッド26の大端部及びクランクピン8Cの摺接部に流れる。これにより、コンロッド26の大端部及びクランクピン8Cの摺接部が潤滑される。その後、潤滑油は重力及びクランクシャフト8の回転によって生じる遠心力によって落下し、クランク室2Aの底部に捕集される。
The lubricating oil adhering to the inner peripheral surface of the
また、第2油路86からシリンダ22の内部に供給されたオイルミストの内、シリンダ22の内周面に付着しなかったものは、ピストン23の裏側に流れてピストンピン23Aとコンロッド26の小端部との摺接部に付着すると共に、クランク室2Aに流れ、クランクシャフト8のジャーナル8Aと軸受との摺接部やクランクピン8Cとコンロッド26の大端部との摺接部に付着し、潤滑する。また、オイルミストはクランク室2Aの内壁やクランクシャフト8等に付着し、ガスから分離される。
Of the oil mist supplied from the
オイルミストと共に第2油路86からシリンダ22の内部に供給された新気は、クランク室2Aにおいて、吸気ポート53を通過してクランク室2Aに流入した新気と混合され、ピストン23の下降時に掃気ポート58を通過して、燃焼室29に流れる。
The fresh air supplied into the
クランク室2Aの体積が収縮するピストン23の下降時には、クランク室2Aの圧力が上部動弁室6及び下部動弁室12の圧力よりも高くなる。これにより、第1一方向弁63が開かれ、第2一方向弁88が閉じられる。第2一方向弁88が閉じられることによって第2油路86を介したガスの流れが遮断されるため、上部動弁室6と吸気通路54のスロットルバルブ55よりも下流側部分との圧力差が小さくなり、第3一方向弁92も閉じられる。
When the
クランク室2Aの圧力が上部動弁室6の圧力よりも高くなり、第1一方向弁63が開かれることによって、クランク室2Aの底部に溜まった潤滑油が通路61を通って上部動弁室6側に圧送される。通路61の上部動弁室6側の開口端が、ロッカアーム43の直上方に配置されているため、通路61を通過した潤滑油はロッカアーム43上に落下し、ロッカアーム43の表面を伝ってロッカアーム43と排気弁32、ロッカシャフト52、及びプッシュロッド42との各摺接部に流れる。ロッカアーム43の各摺接部に供給された潤滑油は、その後上部動弁室6の底部に捕集される。上部動弁室6の底部に捕集された潤滑油は、液面がロッドケース51の上端開口よりも高くなると、ロッドケース51内の通路51Aにオーバーフローし、重力によって通路51A内を下方に流れ、下部動弁室12に到達する。
When the pressure in the
以下、本実施形態に係るエンジンEの効果を説明する。吸気がクランク室2Aを通過して燃焼室29に供給される2ストロークのエンジンEでは、図5(A)に示すように、高負荷時のピストン23の下降時にはクランク室2Aの圧力が正圧となる。しかしながら、低負荷時にはスロットルバルブ55が絞られ、クランク室2Aに供給される吸気量が減少するため、図5(B)に示すようにピストン23の下降時にもクランク室2Aの圧力が正圧になる場合がある。そのため、上部動弁室6及び下部動弁室12に新気を取り入れるための新気導入通路91が吸気通路54の大気圧となる部分(例えば、スロットルバルブ55よりも上流側)に接続されている場合には、上部動弁室6及び下部動弁室12が大気圧となり、ピストン23の下降時に通路61を介してクランク室2Aから上部動弁室6に潤滑油を圧送することができなくなる。本実施形態に係るエンジンEでは、新気導入通路91が吸気通路54のスロットルバルブ55よりも下流側部分に接続されている。吸気通路54のスロットルバルブ55よりも下流側部分は、低負荷時にクランク室2Aと同様に圧力が低下するため、ピストン23の下降時において上部動弁室6及び下部動弁室12の圧力がクランク室2Aの圧力より高くなることがない。そのため、ピストン23の下降時にクランク室2Aから上部動弁室6に円滑に潤滑油を圧送することができる。
Hereinafter, the effect of the engine E according to the present embodiment will be described. In the two-stroke engine E in which intake air passes through the
本実施形態に係るエンジンEは、潤滑油が、クランク室2A、上部動弁室6、下部動弁室12を順に通過するため、エンジンEの各摺接部が効率良く潤滑される。
In the engine E according to the present embodiment, the lubricating oil sequentially passes through the
エンジンEでは、クランクシャフト8の回転に応じて回転し、プッシュロッド42を駆動するカム41がオイルミスト生成装置として機能するため、オイルミストを生成するための装置を別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。また、カム41の潤滑が確実に行われる。
In the engine E, the
また、プッシュロッド42を収容するためのロッドケース51の通路51Aが、上部動弁室6と下部動弁室12とを連通する第1油路64を兼ねるため、部品点数を削減することができる。
Further, since the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記の実施形態では、第1油路64及び第2油路86の一部が管状の通路部材62、84、85によって構成されているが、これらの通路部材62、84、85は、クランクケース2やシリンダブロック3等の機関本体1の一部として一体に形成されたものであってよい。換言すると、第1油路64及び第2油路86は、機関本体1に穿孔等によって形成された孔であってよい。また、上記実施形態では、新気導入通路91の第1油路64側の端部を上部動弁室6に連通させたが、他の例として新気導入通路91は下部動弁室12に連通させてもよい。また、上記の実施形態では、下部動弁室12においてオイルミストを生成するためにカム41を使用したが、他の例としてクランクシャフト8にオイルスリンガを設け、オイルスリンガによって下部動弁室12の潤滑油を撹拌、飛散させるようにしてもよい。また、上部動弁室6内にオイルミスト生成装置を設け、オイルミスト生成装置が上部動弁室6内に貯留された潤滑油をミスト化するようにしてもよい。この場合、オイルミスト生成装置は、例えばロッカアーム43に連結されたオイルスリンガであってよい。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above-described embodiment, a part of the
また、上記の実施形態では、潤滑油がクランク室21Aから上部動弁室6を経由して下部動弁室12に流れる構成としたが、クランク室21Aから上部動弁室6を経由せずに下部動弁室12に流れる構成としてもよい。この場合、第1油路64を構成する通路61がクランク室2Aと下部動弁室12とを直接に連通するように設けられるとよい。
In the above embodiment, the lubricating oil flows from the
また、本発明は、上記の実施形態のようなユニフロー2ストロークエンジンだけでなく、排気ポートがシリンダの側部に形成される2ストロークエンジンに適用することができる。本発明を2ストロークエンジンE2に適用した例を図6に示す。2ストロークエンジンE2は、上記のユニフロー2ストロークエンジンEと比較して以下の点が相違し、他の構成は同様である。2ストロークエンジンE2の構成で、ユニフロー2ストロークエンジンEと同様の構成は同一の符号を付して説明を省略する。 Further, the present invention can be applied not only to a uniflow two-stroke engine as in the above embodiment, but also to a two-stroke engine in which an exhaust port is formed on the side of a cylinder. An example in which the present invention is applied to a two-stroke engine E2 is shown in FIG. The two-stroke engine E2 is different from the above-described uniflow two-stroke engine E in the following points, and the other configurations are the same. In the configuration of the two-stroke engine E2, the same configuration as that of the uniflow two-stroke engine E is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted.
図6に示すように、排気ポート31は、シリンダ22の上部ではなく、シリンダ22の側部に形成され、ピストン23の往復動によって開閉される。排気弁32、動弁機構34、上部動弁室6、プッシュロッド42、ロッドケース51はエンジンE2から省略される。下部動弁室12は、潤滑油を貯留するオイル室12として構成され、ユニフロー2ストロークエンジンEと同様にクランク室2Aと区画された部屋に形成される。クランクシャフト8のオイル室12内における部分には、カム41ではなく、潤滑油を撹拌するためのオイルスリンガ101が設けられる。第1油路64を構成する通路61は、クランク室2Aと下部動弁室12とを連通するように設けられる。新気導入通路91は、吸気通路54のスロットルバルブ55の下流側部分とオイル室12とを連通するように設けられる。通路61に設けられる第1一方向弁63は、クランク室2A側からオイル室12側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する。新気導入通路91に設けられる第3一方向弁92は、吸気通路54側からオイル室12側への流体の流れを許容し、逆の流れを遮断する。
As shown in FIG. 6, the
以上のように構成された2ストロークエンジンE2では、潤滑油はクランク室2A、第1油路64、オイル室12、第2油路86、シリンダ22を順に通過してクランク室2Aに戻り、循環する。潤滑油は、オイル室12においてオイルスリンガ101に撹拌され、ミスト化する。オイル室12のミスト化された潤滑油は、ピストン23の上昇時のクランク室2Aの圧力低下を受けて、吸気通路54から流入する新気と共に第2油路86を通過してシリンダ22の内壁に供給される。シリンダ22に供給された潤滑油は、重力によって落下し、クランクシャフト8を伝い、クランク室2Aの底部に集められる。クランク室2Aの底部にある潤滑油は、ピストン23の下降時のクランク室2Aの圧力上昇によって、第1油路64を通過し、オイル室12に流れる。このように、潤滑油は2ストロークエンジンE2の各部を循環し、各摺接部分を潤滑する。
In the two-stroke engine E2 configured as described above, the lubricating oil passes through the
1...機関本体、2...クランクケース、2A...クランク室、3...シリンダブロック、4...シリンダヘッド、5...ヘッドカバー、6...上部動弁室、8...クランクシャフト、12...下部動弁室(オイル室)、22...シリンダ、23...ピストン、29...燃焼室、31...排気ポート、32...排気弁、34...動弁機構、41...カム、42...プッシュロッド、43...ロッカアーム、51...ロッドケース、51A...通路、52...ロッカシャフト、53...吸気ポート、54...吸気通路、55...スロットルバルブ、56...吸気弁、58...掃気ポート、61...通路、63...第1一方向弁、64...第1油路、70...油路形成部材、72...通路、75...油入口孔、76...油供給孔、81...通路、83...通路、86...第2油路、88...第2一方向弁91...新気導入通路92...第3一方向弁95...鍔部99...潤滑装置、E...ユニフロー2ストロークエンジン、E2...2ストロークエンジン
1 ... Engine body, 2 ... Crank case, 2A ... Crank chamber, 3 ... Cylinder block, 4 ... Cylinder head, 5 ... Head cover, 6 ... Upper valve chamber, 8 ... Crankshaft, 12 ... Lower valve chamber (oil chamber), 22 ... Cylinder, 23 ... Piston, 29 ... Combustion chamber, 31 ... Exhaust port, 32 ... Exhaust valve, 34 ... Valve mechanism, 41 ... Cam, 42 ... Push rod, 43 ... Rocker arm, 51 ... Rod case, 51A ... Passage, 52 ... Rocker shaft, 53 ... Intake port, 54 ... Intake passage, 55 ... Throttle valve, 56 ... Intake valve, 58 ... Scavenging port, 61 ... Passage, 63 ... First one-
Claims (7)
前記シリンダの下端に連通するクランク室と、
前記クランク室に一端が連通すると共に、スロットルバルブが設けられた吸気通路と、
前記クランク室と前記シリンダの側部とを連通し、前記ピストンによって開閉される掃気ポートと、
前記シリンダに一端が連通した排気ポートと、
潤滑油が貯留されたオイル室と、
前記オイル室の潤滑油をミスト化するオイルミスト生成装置と、
前記クランク室と前記オイル室とを連通すると共に、前記クランク室から前記オイル室への流れを許容する第1一方向弁が設けられた第1油路と、
前記オイル室と前記シリンダとを連通すると共に、前記オイル室から前記シリンダへの流れを許容する第2一方向弁が設けられた第2油路と、
前記オイル室と前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも前記クランク室側の部分とを連通すると共に、前記吸気通路から前記オイル室への流れを許容する第3一方向弁が設けられた新気導入通路とを有することを特徴とする2ストロークエンジン。 A cylinder in which a piston is reciprocally received;
A crank chamber communicating with the lower end of the cylinder;
An intake passage in which one end communicates with the crank chamber and a throttle valve is provided;
A scavenging port that communicates the crank chamber and the side of the cylinder and is opened and closed by the piston;
An exhaust port having one end communicating with the cylinder;
An oil chamber in which lubricating oil is stored;
An oil mist generating device for misting the lubricating oil in the oil chamber;
A first oil passage provided with a first one-way valve that allows the crank chamber and the oil chamber to communicate with each other and allows flow from the crank chamber to the oil chamber;
A second oil passage provided with a second one-way valve for communicating the oil chamber and the cylinder and allowing a flow from the oil chamber to the cylinder;
A fresh air introduction is provided in which a third one-way valve is provided that communicates the oil chamber with a portion of the intake passage closer to the crank chamber than the throttle valve and allows a flow from the intake passage to the oil chamber. And a two-stroke engine.
前記動弁室には、前記動弁機構の一部をなし、前記排気ポートを開閉する排気弁を駆動するロッカアームが設けられていることを特徴とする請求項2に記載の2ストロークエンジン。 The first oil passage is provided with a valve operating chamber,
The two-stroke engine according to claim 2, wherein a rocker arm that forms part of the valve mechanism and drives an exhaust valve that opens and closes the exhaust port is provided in the valve chamber.
前記プッシュロッドを進退可能に受容すると共に、前記オイル室と前記動弁室とを連通するロッドケースが、前記第1油路の一部を形成することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の2ストロークエンジン。 The rocker arm and the cam are connected by a push rod,
5. The rod case that receives the push rod so as to be able to advance and retreat and communicates the oil chamber and the valve operating chamber forms a part of the first oil passage. 2 stroke engine.
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