JPH0341055Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は吸気弁と排気弁を有する機械式過給機
付き２サイクルエンジンに関する。

［従来の技術］ 従来、機械式過給機付き２サイクルエンジン
は、過給機で送り出した空気をクランク室を経由
してシリンダボアに設けた掃気孔から燃焼室内に
導いていた（たとえば実開昭48−71204号公報）。
そのため、クランク室内のオイルミストが燃焼室
に入つて燃焼されオイル消費が大になるという問
題が生じる他、ピストンリングが掃気孔の角にあ
たつてリング磨耗が激しくなるという問題があつ
た。

これを解決するために、先に本出願人により、
吸気弁と排気弁の両弁を有する機械式過給機付き
２サイクルエンジンが提案された（実願昭60−
149180号）。そこでは、吸、排気弁をピストン摺
動域とは別位置に設けて、クランク室を通さずに
給気を燃焼室に導くようにしたため、オイル消費
は低減され、ピストンリングの磨耗も軽減され
た。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記の既提案の吸、排気弁を備えた機械式過給
機付き２サイクルエンジンでは、吸気通路に設け
た機械式過給機にバイパス通路を設けるとともに
該バイパス通路にバイパスバルブを設け、負荷に
応じてバイパスバルブを開閉して、過給量を制御
するようにしていた。すなわち、軽負荷時にはバ
イパス通路を開き、吸気通路内の過給圧を下げて
掃気を低下させ、残留ガスを増加させてNOxを
低減させ、高負荷時にはバイパス通路を閉じて掃
気を高め出力を上げるようにしていた。

２サクルエンジンでは、掃気効率によつて出力
が決まり、高出力化のためには、掃気効率を高く
する必要がある。掃気効率を高くする方法は、上
記のように高負荷時にバイパス通路を閉じて圧力
の高い新気を燃焼室に送り込むことが有効である
が、これだけでは限界があり、ポートや燃焼室の
構造を従来と変えて、さらに掃気効率を高くする
ことが望まれる。とくに吸・排気弁をもつ機械式
過給機付２サイクルエンジンでは、掃気時に吸入
空気がきのこ形弁の全周方向へ流れてしまうた
め、隣にある排気弁より吸入空気が吹き抜け易い
ため、その分だけ排気ガスの流出が妨げられ、掃
気効率が低下するという問題がある。

本考案は、上記要望を満足するために、２サイ
クルエンジンにおいて、吸気ポート形状を改善す
ることにより、掃気効率を高めることを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本考案に係る機械式
過給機付き２サイクルエンジンは、吸気弁と排気
弁を有し、吸気通路に機械式過給機を設けるとと
もに該機械式過給機をバイパスするバイパス通路
を設け、該バイパス通路にコンピユータによつて
開閉を制御されるバイパスバルブを設けて過給量
を制御するようにした２サイクルエンジンにおい
て、前記吸気弁より下流の吸気ポート形状を、該
吸気ポートが吸気を燃焼室の下端部にまで送り込
む形状としたものから成る。

上記において、吸気を燃焼室下端部にまで送る
ポート形状は、前記吸気弁下流の吸気ポート形状
を、シリンダ軸方向に並行したポート壁面をもつ
形状として達成してもよいし、または前記吸気弁
下流の吸気ポート形状を、吸気弁下流部に副室を
設けるとともに、副室出口を排気弁より最も遠い
シリンダ壁に向けた形状とした達成してもよい。

［作用］ 上記２サイクルエンジンでは、吸気は、吸気弁
下流の吸気ポートを流れるときにピストン頂面ま
ではシリンダ壁面に向かう下向きの流れに制御さ
れるので、吸気弁から燃焼室の下端部または中央
部を通らないで直接排気弁へと吹き抜ける吸気の
吹き抜けが防止され、かつ燃焼室下端部まで十分
に掃気するので、掃気効率が向上される。

［実施例］ 以下に、本考案に係る機械式過給機付き２サイ
クルエンジンの望ましい実施例を、図面を参照し
て説明する。

第１実施例 第１図ないし第３図は本考案の第１実施例を示
している。図において、１は往復動型２サイクル
エンジンであり、そのピストン摺動域以外の部
分、たとえば、シリンダヘツドに、吸気弁２と排
気弁３を有する。吸気弁２が設けられる吸気ポー
ト３０は、弁座３１より下流側に、シリンダの軸
芯を並行して延びる壁面３２を有しており、該ポ
ート３０は、シリンダヘツドの下端から上方に向
かつて短かい距離延びて燃焼室の一部を形成して
いる。吸気弁２はポート３０内にひつこめて設け
られている。吸気はポート３０の壁面２２と吸気
弁２の外周との間の環状スペースを通つて燃焼室
１５に流入する。

吸気弁２が装着される吸気ポート３０には吸気
通路４が接続され、該吸気通路４上に機械式過給
機５が配設されている。機械式過給機５はクラン
クプーリ６にベルト７を介して機械的に連結され
ている。吸気通路４には、機械式過給機５の上流
部と下流部を連通して機械式過給機５をバイパス
するバイパス通路８が設けられている。バイパス
通路８にはバイパスバルブ９が配設されている。
該バイパスバルブ９はバイパス通路８を開閉する
弁体１０と、該弁体１０を閉側に付勢するスプリ
ング１１と、スプリング１１に付勢に抗して弁体
１０を開にするソレノイド１２を有している。ソ
レノイド１２の励磁によるバイパスバルブ９の開
閉はコンピユータ１３によつて制御される。吸気
通路４の機械式過給機５より上流側にはエアクリ
ーナ１４が設けられている。

２サイクルエンジンの燃焼室１５は燃料噴射弁
１６が臨んでおり、該燃料噴射弁１６はピストン
１７の上下動のタイミングに対応して、噴射ポン
プ１８で計量、加圧された燃料を燃焼室１５に噴
射する。図は２サイクルエンジンとしてデイーゼ
ルエンジンの例を示しているが、スロツトバルブ
および点火プラグを具備することにより火花点火
式２サイクルエンジンとしてもよい。

排気弁３の装着される排気ポートはエキゾース
トマニホルド１９に接続され、さらに排気管を介
して外気に連通している。

バイパスバルブ９の開閉を制御するコンピユー
タ１３には、負荷センサ、たとえばアクセル開度
センサ２０からの信号、エンジン回転数センサ２
１からの信号が入力信号として送られる。

第３図はコンピユータ１３に持たされた機能を
ブロツク図で示している。まず、工程２３でスタ
ートし、工程２４でエンジン回転数Ｎが大か小か
が判断され、エンジン回転数Ｎが所定値ａより大
のときは工程２５に進み、Ｎがａより小のときは
始動時やアイドル時のようなときであるため工程
２８に進んでバイパス通路８が閉じるようにバイ
パスバルブ９を制御する。工程２５において、ア
クセル開度θが大か小かが判断され、アクセル開
度θが所定値ｂより低いときすなわち軽、中負荷
のときは工程２７に進み、θ＞ｂすなわち大負荷
のときは工程２８に進んでバイパス通路８が閉じ
るようにバイパスバルブ９を制御する。工程２５
においてθがｂ以下のときは工程２７に進み、バ
イパス通路８を開くようにバイパスバルブ９を制
御する。工程２７，２８から工程２９に進み、ル
ーチンを終了する。

つぎに、上記にように構成された本考案の第１
実施例における作用について説明する。

２サイクルエンジン１の場合、燃焼によつてピ
ストン１７が押し下げられ、まず、排気弁が開き
排気がエキゾーストマニホールド１９から排気管
に導かれるが、その後吸気弁２が開いて新気が燃
焼室１５に入り、燃焼室１５を充填するとともに
排気を追い出す。この掃気作用は燃焼室１５へ送
られる空気の圧力によつて大きく変わり、圧力が
大きい程燃焼室１５に残留する排気ガス量が少な
く、逆に圧力が低いと残留ガスが多くなる。

コンピユータ１３の制御により、始動時やアイ
ドル時のようなエンジン回転数Ｎが低いとき（Ｎ
＜ａ）は、機械式過給機５の空気を吐出する効率
が低いためバイパス通路８の連通を遮断し、機械
式過給機５で送り出される空気を全量燃焼室１５
へ圧送し、掃気を良くして、始動性やアイドル安
定性が良くされる。

エンジン回転数Ｎが低くないとき（Ｎ≧ａ）
は、アクセルペダル開度θが所定値ｂ以下のよう
な軽、中負荷域ではバイパス通路８を開き、掃気
を低下し、残留ガスを多くして、NOxエミツシ
ヨンを低減させ、アクセル開度θが所定値ｂ以上
のような高負荷域ではバイパス通路８を閉じ、十
分新気を送り込んで残留ガスを減らし、出力を増
大させる。

上記において、吸気弁２の下流からシリンダヘ
ツド下面までのポート３０燃焼室は、シリンダ軸
と平行の壁面３２を持つているので、吸入空気は
ピストン頂面に向かつて下向きの流れが形成さ
れ、掃気弁３への吹き抜けが防止され、掃気効率
が向上される。また、燃焼室１５の下端部迄十分
に新気によつて掃気され、この意味からも、掃気
効率が向上される。掃気効率の向上は、出力の向
上を可能にする。

第２実施例 第４図は本考案の第２実施例を示しており、吸
気弁近傍の構造を示している。第２実施例では、
第１実施例のきのこ型吸気弁２の代りに、ポペツ
ト３３をもつ場合を示している。吸気ポート３０
は吸気弁３３の下流に、シリンダの軸芯と平行な
壁面３４を有している。この場合も、吸気弁３３
の下流に下向きの吸気の流れが形成され第１実施
例と同様の作用が得られる。その他の構成、作用
は第１実施例に準じるので、第１実施例と同一の
符号を付して説明を省略する。

第３実施例 第５図は本考案の第３実施例を示しており、吸
気弁近傍の構造を示している。第３実施例では、
第１実施例のきのこ型吸気弁２の代りにロータリ
弁３５をもつ場合を示している。吸気ポート３０
は吸気弁３５自体に、連通時に、実質的にシリン
ダの軸芯と平行な壁面３６を有している。この場
合も吸気弁３５を通るときに吸気に下向きの流れ
が形成され、第１実施例と同様の作用が得られ
る。その他の構成、作用は第１実施例に準じるの
で、第１実施例と同一の符号を付して説明を省略
する。

第４実施例 第６図および第７図は本考案の第４実施例を示
している。第４実施例においては、吸気ポート３
０には、吸気弁３７の下流にほぼ球形の副室３８
が形成されており、該副室３８は主室１５と連通
孔３９によつて連通している。燃料噴射弁１６は
この副室３８に臨んでいる。連通孔３９は、排気
弁３から最も離れたシリンダ壁４０に向かつてお
り、吸気をシリンダ壁４０に沿つて燃焼室１５下
端部迄流すようにしている。その他の構成は第１
実施例に準じるので、準じる部分に第１実施例と
同一の符号を付して説明を省略する。

第４実施例の作用については、吸気が副室３８
に流入するとき、吸気弁３７によつて方向性が乱
されるが、連通孔３９を通るときに方向性を持た
され、主室の壁側面４０に沿つて矢印のように流
れ連通孔３９から排気ポートにじかに流れる吹き
抜けが防止されるとともに、燃焼室１５の下端部
まで十分に掃気され、排気ガスを追い出す掃気が
よくなる。その他の作用は第１実施例に準じる。

［考案の効果］ 本考案に係る機械式過給機付き２サイクルエン
ジンによるときは、吸気弁下流に吸気に方向性を
持たせる構造を付与したので、吸気の排気弁への
燃焼室中央部を通らない吹き抜けが防止され、掃
気効率が高まり、出力の向上がはかられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る機械式過給
式機付き２サイクルエンジンの系統図、第２図は
第１図の２サイクルエンジンの吸気弁近傍の概略
断面図、第３図は第１図の２サイクルエンジンの
制御用コンピユータのブロツク図、第４図は本考
案の第２実施例に係る機械式過給機付き２サイク
ルエンジンの吸気弁近傍の断面図、第５図は本考
案の第３実施例に係る機械式過給機付き２サイク
ルエンジンの吸気弁近傍の断面図、第６図は本考
案の第４実施例に係る機械式過給機付き２サイク
ルエンジンの系統図、第７図は第２図の２サイク
ルエンジンの吸気弁近傍の概略断面図、である。 １……２サイクルエンジン、２，３３，３５，
３７……吸気弁、３……排気弁、４……吸気通
路、５……機械式過給機、８……バイパス通路、
９……バイパスバルブ、１３……コンピユータ、
１５……燃焼室、３２，３４，３６……壁面、３
８……副室、３９……連通孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 吸気弁と排気弁を有し、吸気通路に機械式過
   給機を設けるとともに該機械式過給機をバイパ
   スするバイパス通路を設け、該バイパス通路に
   コンピユータによつて開閉を制御されるバイパ
   スバルブを設けて過給量を制御するようにした
   ２サイクルエンジンにおいて、前記吸気弁より
   下流の吸気ポート形状を、該吸気ポートが吸気
   を燃焼室の下端部にまで送り込む形状としたこ
   とを特徴とする機械式過給機付き２サイクルエ
   ンジン。 (2) 前記吸気弁下流の吸気ポート形状を、シリン
   ダ軸方向の並行したポート壁面をもつ形状とし
   た実用新案登録請求の範囲第１項記載の機械式
   過給機付き２サイクルエンジン。 (3) 前記吸気弁下流の吸気ポート形状を、吸気弁
   下流に副室を設けるとともに、副室出口を排気
   弁より最も遠いシリンダ壁に向けた形状とした
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の機械式過
   給機付き２サイクルエンジン。