JPH01227818A - ２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスロットル制御装置又は排ガスと層化空気と燃
料導入部を備えるように構成した２サイクルエンジンに
関する。

〔従来の技術〕

２サイクル式内燃機関の場合、エンジンのクランクケー
ス内に空気と燃料を導入し、シリンダの側部に沿う移送
口を介してシリンダの点火室に該空気及び燃料を移送す
るのが一般的であった。かかる移送は、排ガスがシリン
ダから出る際に実施される。かくて、燃料及び空気は、
降下中のピストンにより生じる圧力によってクランクケ
ースから強制的に送られる。空気はクランクケース内へ
出るのを押えられるので出力が損失し、能率が下がる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、エンジンの出力を制御する装置として
排ガスを制御するスロ・７トルを備える改食型サイクル
の空気及び燃料導入部を有するように構成した２サイク
ルエンジンを提供することである。

参考文献は、１９７９年２月２６日−３月２日に米国ミ
シガン州デトロイトのコポホール（ｃｏｂ。

Ｈａｌｌ）で開催された会議及び博覧会にてシゲルオオ
ニシ氏他により自動車技師協会（Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ
Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、　Ｉｎｃ
、）から発表された［内燃機関用活性熱−大気燃焼Ａの
新燃焼行程（Ａｃｔｉｖｅ　Ｔｈｅｒｍｏ−Ａｔｍｏｓ
ｐｈｅｒｅ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ａ　Ｎｅｗ　Ｃｏ
ｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　Ｉｎｔｅ
ｒｎａｌ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ＥｎｇｉｎｅｓＮと
称する刊行物第７９０５０１号である。

更に１９７９年３月３日付の特開昭第５４−２８９８１
６号（１９７７年８月８日付特願昭第５２−９４１３３
号、発明者−シゲル　オオニシ氏）及び１９７２年１０
月１３日付の特開昭第４７−２３７０８号（１９７１年
３月１１日付特願昭第４６−１３３８２号、発明者−シ
ゲル　オオニシ氏）を参照とする。

前述の参考文献の利点は、排ガススロットル行程を含む
排ガスと燃料及び空気混合体を層化供給する燃焼行程を
有することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的は、点火及び燃焼の効果を増強するように
排ガス、空気、及び燃料−空気混合体の層化を実施し、
極めて効果的に作動するように層化と排気又は掃気制御
を用いることを特徴とする完全なる構造のエンジンを提
供することである。

更に本発明の目的は、点火を増強するためにスパークプ
ラグに隣接して燃料を位置決めすべく該混合体に旋回運
動を伝えながら作動シリンダ壁を冷却するように導入さ
れる燃焼空気を用いるような構造のエンジンを提供する
ことである。

更にシリンダヘッドに大口弁と旋回パターン板を設け、
空気及び空気と燃料の混合体を層化する旋回運動を更に
与えるようにしたエンジンを提供するものである。

〔「作用Ｊおよび「実施例」〕

本発明の付加的な目的は、当業者が本発明の好適実施例
に関する全てを実施可能なように、添附の図面を参照し
て以下に詳述する。

第１図は２サイクルエンジンの垂直断面図である。３２
にてフランジを付けたクランクケース３０は、スパーク
プラグ４０を内部に取付けた閉鎖頂部３８を有するシリ
ンダジャケット３６のフランジ３４を支持する。エンジ
ンシリンダ５０は、クランクケース３０に入り込んだ開
口端５２と、シリンダヘッド５４を有し、該ヘッドの片
側にてスパークプラグ４０をボス５６にねじ込む。

シリンダヘッド５４の中央開口部５８の下方には、側部
開口部６２と、逆止弁板６６により開閉する凹形中央リ
セス６４とを有するケージ６０を取付ける。仮６６はシ
リンダ５０内の圧力に応答してシリンダヘッドの開口部
５８を閉鎖するように垂直運動するようにしである。第
３図に示す如く、ケージ６０内の弯曲羽根６８は導入さ
れる空気と導入される空気及び燃料に旋回運動を与える
。

ケージ６０と弁板６６及びフィン又は羽根は、燃焼サイ
クル中に燃料点火の熱に耐え得る熱抵抗を有する金属よ
り成る。

ジャケット３６とシリンダ壁５０の外部との間の環状室
には、７３にあるクランクケースからシリンダヘッド５
４の上方の室７４に到る螺旋通路７２を形成する螺旋形
パンフル旋回部７０を設ける。空気をクランクケースか
ら螺旋通路７２へ通すようにした該通路への入口にはリ
ード弁７６を位置決めする。

シリンダ５０は、一般型ピストン棒８０とクランク８４
と共にシリンダ５０内に摺動可能に取付けたピストン８
０を有する。

空気導入管９０は９２にてクランクケースに開口し、二
重又は四重り一ド弁９４により空気導入は一方向に制御
される。

第１図及び第２図に示す如く、シリンダ壁５０は１００
．１０２及び１０４にて短形管を設け、スロットル通路
１０８の方へ狭くしである排気室１０６に到り、該通路
内には制御軸１１２に取付けたスロットル板１１０を取
付ける。

螺旋通路７２に到る入ロア３のすぐ上方に設ける燃料噴
射装置１２０は、螺旋通路内に燃料を噴射するように電
子式に作動する。パンフル旋回部７０により伝えられる
通路７２内の旋回方向は、ケージ６０内の羽根６８によ
り伝えられる旋回方向と同じである。

クランクを回してエンジンを作動させると、ピストン８
０はシリンダ５０内で上下する。ピストンが上昇してク
ランクケース３０内に入った空気は、ピストンが降下す
るとリード弁７６を通って螺旋通路７２内へ上昇する。

この空気運動は、ピストンが降下する際のシリンダ内の
圧力降下及びピストンが降下する際のクランクケース内
の圧力上昇により生じる。同様にピストンが再度降下す
ると螺旋通路７２内に燃料が噴射され、燃焼室には燃料
と空気の混合体が送給される。ピストンの上昇運動中、
供給燃料は圧縮される。ピストンの上昇圧縮行程中にス
パークプラグの点火により混合燃料は加熱され、このサ
イクルが繰り返される。

点火中にピストンが降下すると、排気口１００゜１０２
．１０４が開口してピストン頂部は該排気口を通過し、
排ガスは室１０６に出て通路１０８に到る。

説明の如（、降下行程の終りには、排気口が露出し、ス
ロットル弁の位置に応じて測定容積の空気と空気及び燃
料の混合体がシリンダ内に入る。

スロットル弁が全開すると、排ガスの大部分は導入され
る空気の層によって排出される。かくて、空気及び燃料
混合体のすぐ下方に導入される空気が旋回供給されるの
で、該空気は主として空気ピストン型式の成層としての
役割を果す。

シリンダ内に配分される燃料及び空気は、通路７２から
の空気が口部５８に達して該シリンダに最初に入るよう
に層化される。燃料噴射装置が作動すると、燃料は通路
７２の空気中に噴射される。

これが燃料及び空気の混合体の第１給気であり、次いで
シリンダに到達する。ケージ６０内のフィン又は羽＄１
６８は、螺旋通路７２からの燃料及び空気混合体と空気
に更に旋回運動を与える。燃料は空気よりも重いので、
遠心力で外側にいってスパークプラグの区域に入り、そ
こで点火される。

ここで空気及び燃料の下方にある空気型式のピストンの
上方に層が形成される。排ガスは導入される燃料に熱を
伝え、スロットル弁の位置に応じてピストンの上昇行程
時に圧縮される燃料中にある程度存在する。

第４．５及び６図には燃料供給の各種段階を図示する。

いずれの場合も、ピストン８０は上昇圧縮行程にすぐ先
行する降下位置にあるものとして示す、第４図の場合ス
ロットルは全開位置にある。

かかる状況において、排ガス層１３０が僅かに残留し、
前述の如く空気と空気及び燃料混合体として層化可能な
空気と燃料が多量にある。実際には排ガスは完全に排出
される。給気は燃料供給に先行するので、調時により、
一般型２サイクルエンジンにありがちなように排出通路
に燃料が逃出することはない。同様に前述の如く、空気
と燃料−空気混合体は旋回するので層化と完全なる燃焼
が確実なものとなる。

第５図の場合、スロットル１１０の一部が閉鎖すると、
部分的に閉鎖したスロットルが逃出を限定する故にピス
トンの上方に多量の排ガス１３２が保持される。この残
留排ガスの上方に空気と燃料−空気混合体を供給する。

導入される空気がスロットルにより限定されることはな
く　（従来型エンジンとは異なり）、従ってピストンの
ポンプ運動による動力損失がない、排ガスの排出を押え
ると、混合供給が低下してエンジンの出力も低下する。

第６図の場合、スロットル１１０は閉鎖又は休止位置に
あり、排ガスの逃出が幾分可能となる。

かかる状況において、シリンダ内には多量の排ガスが存
在し、空気と層化した燃料−空気混合体は少量となる。

混合体内にはエンジンの運転を保持するだけの空気しか
ないが、点火地点にては燃料−空気混合体の濃度は高い
、いずれの場合も、シリンダヘッドの逆止弁６６は圧縮
行程及び点火行程中に閉鎖して降下中のピストンに充分
な出力を与える。

排ガスをスロットル制御する他に、本発明の装置には、
空気と燃料−空気混合体がシリンダ５０の周囲を旋回し
て熱を周囲の空気に伝達することによってシリンダを冷
却し、しかも空気と燃料−空気混合体がシリンダ壁を通
ることによって予熱されて燃焼特性を増強するという利
点がある。かくて、旋回通路７２は燃料と空気の完全混
合を可能にし、しかも予熱をも実施する。螺旋通路７２
の旋回運動はケージ６０内のフィンにより増加し、シリ
ンダ内に入る燃料−空気と空気とを所望通りに層化し、
スパークプラグに隣接する外側区域への燃料移動を確実
ならしめる。

前述の各種エレメントを複合作用させることによってよ
り完全なる燃焼、望ましからざる排ガスの減少及びエン
ジン効率の増加が可能となる。ファンや冷却ポンプのよ
うな外部冷却装置は全く必要なく、エンジンのポンプ損
失の原因となって従来型サイクルエンジンには生じるよ
うな吸気抑圧もない。

本発明のエンジンは通常のスパークプラグの点火装置が
作動する時の完全スロットル時以外は主として自動点火
式に作動可能である。同様に本発明のエンジンは、標準
ガソリンで作動する他に燃料混合体を使用するようにな
っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２サイクルエンジンを線図で示す垂直
断面図、 第２図は第１図の線２−２における断面図、第３図は第
１図の線３−３における断面図、第４．５及び６図はス
ロットル位置に対応する燃料混合体の各種段階を示す同
様な図である。 ３０・・・クランクケース、３６・・・シリンダジャケ
ット、４０・・・スパークプラグ、５０・・・シリンダ
、５４・・・シリンダヘッド、６０・・・ケージ、６６
・・・逆止弁、６８・・・羽根、７２・・・螺旋通路、
７６．９４・・・リード弁、８０・・・ピストン棒、８
４・・・クランク、１２０・・・燃料噴射装置。 特許出願人　　チャールズ　ヘンリイ　タラキイ　Ｉ　
Ｇ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）シリンダと、燃料及び空気導入口を有するシリンダ
   ヘッドと、シリンダ壁と、該シリンダ内のピストンと、
   該シリンダヘッド内のスパークプラグと、クランクケー
   スとを備える２サイクルエンジンにして、 （ａ）該クランクケースに到る単方向空気導入口と、 （ｂ）該クランクケースから該シリンダヘッド内の該導
   入口への空気移送通路と、 （ｃ）該クランクケースから該通路への通過を可能にす
   る該クランクケースと該移送通路との間に設ける単方向
   弁と、 （ｄ）該通路を通って移動する空気に燃料を噴射するた
   めに該移送通路に設ける装置と、 （ｅ）該シリンダの圧縮行程中に閉鎖すべく操作可能な
   ように該燃料及び空気導入口に位置決めする弁と、 （ｆ）該導入口を通過して該シリンダに到る空気及び燃
   料−空気混合体に旋回運動を伝えて残留する排気ガス、
   空気及び燃料−空気混合体の層を形成するように該シリ
   ンダヘッド内にて該導入口と協働する装置と、 （ｇ）該シリンダ壁の排出通路と、 （ｈ）排ガス用出口を直接制御し、又該シリンダに入る
   空気と燃料−空気混合体の量を間接的に制御する該排出
   通路に設けるスロットル装置とを包含し、 これによりエンジンの出力レベルを制御することを特徴
   とする該２サイクルエンジン。 ２）該燃料及び空気導入口が、該シリンダとほぼ同心と
   なるように該シリンダヘッド内に位置することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の２サイクルエンジン。 ３）導入される空気が該シリンダヘッドに到る際に該シ
   リンダを冷却するように該移送通路が該シリンダ壁を包
   囲することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２
   サイクルエンジン。 ４）該燃料噴射装置が該通路に燃料を導入し、燃料−空
   気混合体が該シリンダヘッドに到る際に該シリンダを冷
   却するように該移送通路が該シリンダを包囲することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２サイクルエン
   ジン。 ５）該移送通路が該シリンダ壁を包囲し、最初に供給す
   る空気と、次に供給する燃料及び空気が該通路を通過し
   て該シリンダを冷却することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の２サイクルエンジン。 ６）該シリンダ壁を包囲し、該クランクケースから該シ
   リンダヘッドまで上昇する旋回通路として該移送通路を
   形成し、該導入口と協働する該装置と同一方向にて空気
   と燃料−空気混合体に旋回運動を伝えることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の２サイクルエンジン。 ７）燃料を噴射する該装置が、該旋回通路を通過する空
   気に燃料を噴射するように位置決めされることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項記載の２サイクルエンジン。 ８）該シリンダの壁から隔設される壁を有するジャケッ
   ト内に該シリンダがあり、該クランクケースにてはじま
   って該シリンダヘッドにて終る螺旋通路を形成する該ジ
   ャケットと該シリンダの該壁との間の螺旋部によって該
   移送通路を形成することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の２サイクルエンジン。 ９）該ジャケットが、該シリンダヘッドを包囲してそこ
   から隔設される閉鎖端を有し、該シリンダヘッド上方に
   室を設け、該螺旋通路から空気及び燃料−空気を受ける
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の２サイク
   ルエンジン。 １０）該クランクケースから通じる該螺旋通路の導入部
   に単方向弁を位置決めすることを特徴とする特許請求の
   範囲第８項記載の２サイクルエンジン。 １１）該燃料噴射装置が、若干量の空気を該通路に導入
   した後で該通路に燃料を導入するように調時されること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の２サイクルエ
   ンジン。 １２）旋回運動を伝える該装置が、該シリンダヘッド内
   の該燃料と空気導入口の下方にある複数個の弯曲フィン
   と、該フィンを隔設関係に保持する装置とを包含するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２サイクル
   エンジン。 １３）該フィンを保持する該装置が、該シリンダヘッド
   内の該導入口下方の中央支持装置と、該エンジンの圧縮
   及び点火行程中に該シリンダヘッド導入部を閉鎖するよ
   うに該支持装置に取付けた一方向弁を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項記載の２サイクルエンジ
   ン。 １４）該シリンダから出る排ガスの量を制御すべく位置
   決めするように該スロットル弁を調節し、該ピストンの
   下り行程中に若干量の空気を該通路を介して送る段階に
   続いて該移送通路に燃料を放出し、若干量の排ガスと、
   若干量の空気と、若干量の燃料−空気を点火前に該シリ
   ンダ内にて層化させるように該燃料噴射装置を作動させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２サイ
   クルエンジンの作動方法。