JPH04132823A - エンジンの吸排気構造 - 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、燃料噴射式２サイクルエンジンの吸排気構造
に関するものである。

［従来の技術］ 従来の２サイクルエンジンにおいては、吸気ポートと排
気ポートとが下死点近傍の燃焼室の内周面（シリンダ内
周面）に設けられ、両ポートかピストンの側面によって
開閉されるようになっていた（例えば、特開昭６２−１
１３８２０号公報参照）。

しかしながら、このような従来の２サイクルエンジンに
おいては、エンジンの高回転化が容易であるといった利
点があるものの、 ■吸気ポートと排気ポートとがいずれも下死点近傍に配
置されているので、燃焼室上部がプツト′スペースとな
りやすく、この部分に燃焼ガスが残留して体積効率が低
下する、 ■シリンダ内のオイルか、排気ガスの流れによって排気
ポートに押し出され、オイル消費量（ＬＯＣ）が増える
、なとといった問題があった。

そこで、上記問題点を解消するため、排気ポートを燃焼
室の天井面（ノリングヘッド）に設け、この排気ポート
を排気弁で開閉するようにした２サイクルエンジンが提
案されている。かかる２サイクルエンジンにおいては、
吸気（新気）と燃焼ガスとがともに燃焼室内を一方的に
上向きに流れるといったいわゆるユニフローが形成され
るのでデッドスペースが発生せず、掃気を完全に行なう
ことができ、かつ排気ポートへのオイルの漏出を防止す
ることができる。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、排気ポートを排気弁で開閉するようにし
た上記２サイクルエンジンにおいては、混合気の着火性
が悪いといった問題がある。また、一般に２サイクルエ
ンジンでは排気ポートまわりの熱負荷が高くなるので、
熱害により排気弁の耐久性が低下するといった問題があ
る。

本発明は上記従来の問題点を解消するｆコめになされ１
こものであって、排気ポートを排気弁で開閉するように
した上方流れユニフロー式の２サイクルエンジンにおい
て、混合気の着火性を高めることができ、かつ排気弁の
耐久性を高ぬることかできるエンジンの吸排気構造を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達するため、第１の発明は、燃焼室の天井
面に排気ポートが設けられ、排気ポートが排気弁によっ
て開閉され、シリンダ側壁に吸気ポートが設けられ、吸
気ポートがピストンによって開閉されるようになった上
方流れユニフロー式の２サイクルエンジンにおいて、燃
焼室の天井面に、シリンダ縦断面に沿った吸気渦流の進
行方向に沿って順に、排気弁と点火プラグとインジェク
タとを配置したことを特徴とするエンジンの吸排気構造
を提供する。

第２の発明は、第１の発明にかかるエンジンの吸排気構
造において、インジェクタの燃料噴射口を、燃料噴射方
向が排気弁を指向するように形成したことを特徴とする
エンジンの吸排気構造を提供する。

第３の発明は、第１の発明にかかるエンジンの吸排気構
造において、吸気ポートを、タンブル生成を促進するよ
うに、燃焼室の内周面の周方向の一部に配置したことを
特徴とするエンジンの吸排気構造を提供する。

［発明の作用・効果］ 第■の発明によれば、インジェクタと点火プラグと排気
弁とがほぼ一列に並んでおり、インジェクタから噴射さ
れた燃料粒子の一部は点火プラグを超えて排気弁の筒部
下面に衝突する。このとき、燃料粒子のもつ運動エネル
ギによって燃料粒子が微細化され、燃料の気化が促進さ
れる。また、燃料粒子との接触あるいは燃料の気化熱に
よって排気弁が冷却されるので、熱害が防止され排気弁
の耐久性が高められる。

そして、排気弁まわりで気化された燃料は、吸気と混和
して濃厚な混合気を形成しつつ、シリンダ縦断面に沿っ
た吸気渦流、すなわちタンブル（燃焼室内を上昇した後
燃焼室天井面に沿って流れる縦スワール）によって、点
火プラグ側に戻される。

なお、燃料粒子はタンブルによる吸気流れとの接触によ
っても気化か促進される。そして、このような濃厚な混
合気が点火プラグまわりに集まり、点火プラグまわりの
混合気が層状化され、混合気の着火性が大幅に高められ
る。

第２の発明によれば、まずもって第１の発明と同様の作
用・効果が得られる。さらに、インジェクタの噴射口が
排気弁方向に向けられているので、大部分の燃料粒子が
排気弁の筒部下面に衝突し、燃料の気化・霧化が一層促
進され、着火性の一層の向上が図られる。また、排気弁
の冷却効果がさらに高まり、排気弁の耐久性が一層高ぬ
られる。

第３の発明によれば、まずもって第１の発明と同様の作
用・効果が得られる。さらに、吸気ポートが燃焼室の側
面（シリンダ内周面）の一部に配置されるので、タンブ
ルの生成が促進され、上記着火性の向上効果と排気弁の
耐久性の向上効果とが−層高められる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第２図に示すように、２サイクルエンジンＣＥには、シ
リンダブロック１と、該シリンダプロ・ツク１の上側に
締結されるシリンダへ・ソド２とか設けられている。そ
して、シリンダブロックｌ内にはシリンダ３が配置され
、このシリンダ３内には、ピストン４が上死点と下死点
との間をシリンダ軸線方向に自在に往復摺動できるよう
にして嵌入されている。ここで、シリンダヘッド２の下
端面と、シリンダ３の内側面と、ピストン４の上端面と
によって燃焼室５が画成されている。

そして、下死点位置におけるピストン４の上端面よりや
や上側となる位置において（第２図はこの状態を示して
いる）、シリンダ３の側面には吸気ポート６が設けられ
、この吸気ポート６はピストン４の側面によって開閉さ
れるようになっている。また、燃焼室５の天井面には排
気ポート７が設けられ、この排気ポート７は排気弁８に
よって開閉されるようになっている。排気弁８は、ＨＬ
Ａ９（ハイドロ・ラッシュ・アジャスタ）を介して、排
気弁用カム１１によって所定のタイミングで開閉される
ようになっている。

ここで、ピストン４か上昇する行程においては、吸気ポ
ート６が閉じられた後燃焼室５内の吸気がピストン４に
よって圧縮されるとともに吸気中に燃料噴射弁１２から
燃料が噴射されて混合気か形成され、この混合気が点火
プラグ１３によって着火・燃焼させられるようになって
いる。そして、上死点通過後、混合気の燃焼によって生
じる圧力によってピストン４が押し下げられ、この仕事
がコンロッド１４を介してクランク軸１５の回転動力に
変換されるようになっている。

このようにピストン４が下降する行程において、ピスト
ン４が所定の位置まで下降したときには排気弁８が開か
れ、燃焼ガスが排気ポート７を介して排気通路１６に排
出されるようになっている。

さらにピストン４か下死点近傍まで下降すると吸気ポー
ト６が開かれ、この吸気ポート６と連通する吸気通路１
７から燃焼室５内に吸気が供給される。この吸気は吸気
通路１７に介設された過給機１８によって過給されてい
る。そして、燃焼室５内に流入した吸気（新気）が、残
留している燃焼ガスを排気ポート７に押し出し、掃気を
行なうようになっている。このとき、吸気と燃焼ガスと
はともに上向きに一方的に流れるユニフローを形成し、
デッドスペースが生じない。

第１図に示すように、吸気ポート６は、シリンダ３の側
面の内周方向の一部のみに設けられている。なお、以下
では便宜上シリンダ直径方向にみて、吸気ポート６が設
けられた側（第１図では左側）を「左」といい、反対方
向（第１図では右側）を「右」という。また、吸気通路
１７は上向きに傾斜して吸気ポート６に接続されている
。このため、吸気ポート６から燃焼室５内に流入した吸
気は、矢印Ａで示すように、基本的には上向きに一方的
に流れるユニフローとなるが、燃焼室下部近傍において
はやや右向きに流れ、はぼ中央部で反転してやや左向き
に流れ、燃焼室５の天井面に沿って大きく左に湾曲して
流れるといった、タンブル（縦スワール）を生成する。

なお、従来の上方流れユニフロー２サイクルエンジンで
は、吸気ポートがシリンダの全周にわたって設けられて
いるので、十分なタンブルが生成されない。

燃焼室５の天井面（シリンダヘッド２の下面）には、こ
のタンブルが流れる方向に沿って、すなわち右側から左
側に向かって、順にほぼ一列に、排気弁８と点火プラグ
１３とインジェクタ１２とが配置されている。

そして、第３図に示すように、インジェクタ１２自体は
、その軸線ｇ、を排気弁８の筒部８ａのやや下方に向け
て配置されているが、インジェクタ１２の燃料噴射口＋
２ａは矢印１２．で示すように、筒部８ａの下面のほぼ
中央部に向けて形成されている。

したがって、再び第１図に示すように、インジェクタ１
２から噴射される燃料粒子の大部分は、矢印Ｂ方向に進
み筒部８ａの下面に衝突する。このとき、燃料粒子のも
つ運動エネルギによって燃料粒子が微細化され、燃料の
気化が促進される。また、このとき燃料粒子との接触に
よって、あるいは燃料の気化熱によって排気弁８が冷却
されるので、２サイクルエンジン特宵の熱害が防止され
、排気弁８の耐久性が高められる。

一方、前記したタンブルによって、燃焼室５内では吸気
が矢印Ａ方向に流れるので、筒部８ａまわりの燃料粒子
は、この吸気の流れと激しく混ざり合い、これによって
も燃料粒子の気化が促進される。このように、排気弁８
の筒部８ａまわりで燃料の気化が促進され、このように
気化した燃料は、矢印へ方向に流れる吸気と混和して高
濃度の混合気を形成しつつ点火プラグ１３側に戻される
。

このため、点火プラグ１３まわりに濃厚な混合気が集ま
り、点火プラグＩ３まわりの混合気が層状化され、混合
気の着火性が高められる。また、インジェクタ１２を燃
焼室５の天井面に配置しているので、圧縮行程後半に燃
料噴射を行なうことができる。このため、燃料が燃焼室
５の比較的上部に集まり、混合気の層状化が一層促進さ
れる。

なお、複数の排気弁が設けられている場合は、インジェ
クタに複数の噴射口を設け、各噴射口を夫々対応する排
気弁の筒部の下面に向くようにするのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる吸排気構造を備えた２サイク
ルエンジンの燃焼室まわりの縦断面説明図である。 第２図は、本発明にかかる吸排気構造を備えた２サイク
ルエンジンの一部断両立面説明図である。 第３図は、インジェクタと排気弁の位置関係を示す模式
図である。 ＣＥ・・エンジン、ｌ・・・ンリンタフロック、２・・
・シリンダヘッド、３・・・シリンダ、４・・・ピスト
ン、５・・・燃焼室、６・・・吸気ポート、７・・・排
気ポート、訃・・排気弁、１２・・インジェクタ、１３
・・・点火プラグ、１６・・・排気通路、１７・・吸気
通路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室の天井面に排気ポートが設けられ、排気ポ
   ートが排気弁によって開閉され、シリンダ側壁に吸気ポ
   ートが設けられ、吸気ポートがピストンによって開閉さ
   れるようになった上方流れユニフロー式の２サイクルエ
   ンジンにおいて、燃焼室の天井面に、シリンダ縦断面に
   沿った吸気渦流の進行方向に沿って順に、排気弁と点火
   プラグとインジェクタとを配置したことを特徴とするエ
   ンジンの吸排気構造。
2. （２）請求項１に記載されたエンジンの吸排気構造にお
   いて、 インジェクタの燃料噴射口を、燃料噴射方向が排気弁を
   指向するように形成したことを特徴とするエンジンの吸
   排気構造。
3. （３）請求項１に記載されたエンジンの吸排気構造にお
   いて、 吸気ポートを、タンブル生成を促進するように、燃焼室
   の内周面の周方向の一部に配置したことを特徴とするエ
   ンジンの吸排気構造。