JPH04314915A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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Publication number
JPH04314915A
JPH04314915A JP8268491A JP8268491A JPH04314915A JP H04314915 A JPH04314915 A JP H04314915A JP 8268491 A JP8268491 A JP 8268491A JP 8268491 A JP8268491 A JP 8268491A JP H04314915 A JPH04314915 A JP H04314915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
cylinder
piston
intake
intake passage
Prior art date
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Pending
Application number
JP8268491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kotaro Tanaka
田中広太郎
Kunio Hasegawa
長谷川国生
Norio Yanagi
柳 紀雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP8268491A priority Critical patent/JPH04314915A/en
Publication of JPH04314915A publication Critical patent/JPH04314915A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To exhaust residual gas in the corner of the vicinity of a top face of a piston, and reduce a rate of residual gas in a cylinder. CONSTITUTION:An intake valve 1 and a plurality of exhaust valves 2 are arranged in a cylinder head 3. A scavenging port 14 is formed on an intake side of a side wall 7a of a cylinder block 7. Air discharged from a supercharger 10 is supercharged into a cylinder 12 from the intake valve 1 and the scavenging port 14. The scavenging port 14 is opened in a direction along a top face 4a of a piston 4. An air system intake passage 15 communicated with the scavenging port 14 is formed on an upper portion than the scavenging port 14. Air inside the air system intake passage 15 flows from an upper to a lower portion, and introduced into the cylinder 12 from the scavenging port 14. A part of the air flows on the side of the top face 4a of the piston 4, to push out residual gas in a corner on an opposite side of the scavenging port 14. Emission and the like can be improved, and fuel consumption can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダヘッドに吸・
排気弁を有した内燃機関に関し、特にそのガス交換性の
改良に係るものである。
[Industrial Application Field] The present invention provides suction and
The present invention relates to an internal combustion engine having an exhaust valve, and particularly relates to an improvement in gas exchange performance thereof.

【0002】0002

【従来の技術】従来普及しているいわゆるクランク室圧
縮掃気方式の2サイクル・エンジンは、クランク室内に
潤滑系統を独立して配置することができないため、ピス
トンの焼き付きを有効に防止するのが難しい。また、混
合気内に潤滑オイルを混入させる関係で、オイル消費量
が多く、排気白煙の発生を招き易い。しかも、シリンダ
内に供給される新気に混入する残留ガスが多く、また、
新気の吹抜けも多いので、エミッションの悪化を招き易
い上に、始動姓や低速軽負荷時の安定性に問題がある。 すなわち、このようなものでは、本発明の先行技術とし
て、例えば、実開昭55−23436号公報に示される
ように、クランク室で与圧した混合気を掃気孔からシリ
ンダ内に導入し、その混合気でシリンダ内の残留ガスを
押出して掃気を行うため、前述のような不具合が発生し
易い。
[Prior Art] Conventionally popular two-stroke engines employing the so-called crank chamber compression scavenging system cannot have a separate lubrication system within the crank chamber, making it difficult to effectively prevent piston seizure. . Furthermore, since lubricating oil is mixed into the air-fuel mixture, oil consumption is large and white exhaust smoke is likely to occur. Moreover, there is a large amount of residual gas mixed in with the fresh air supplied into the cylinder, and
Since there is a lot of fresh air blowing through, it is easy to cause deterioration of emissions, and there are problems with starting performance and stability at low speeds and light loads. That is, in such a device, as shown in the prior art of the present invention, for example, as shown in Japanese Utility Model Application Publication No. 55-23436, the air-fuel mixture pressurized in the crank chamber is introduced into the cylinder through the scavenging hole, and the Since residual gas in the cylinder is scavenged using the air-fuel mixture, the above-mentioned problems are likely to occur.

【0003】かかる不具合を解消するために、近時、シ
リンダヘッドに吸・排気弁を設けておき、クランク角変
化に同期させて吸・排気弁を開閉駆動するとともに、過
給機の過給作用を利用してガス交換が行えるように構成
された2サイクル・エンジンが開発されている。シリン
ダブロックには、空気通路に連通する掃気孔が設けてあ
り、その掃気孔から空気のみを供給してシリンダ内の残
留ガスを押出すようになっている。
In order to solve this problem, recently, intake and exhaust valves are installed in the cylinder head, and the intake and exhaust valves are driven to open and close in synchronization with changes in the crank angle, and the supercharging action of the supercharger is also controlled. Two-stroke engines have been developed that are configured to perform gas exchange using The cylinder block is provided with a scavenging hole that communicates with the air passage, and only air is supplied through the scavenging hole to push out residual gas in the cylinder.

【0004】しかして、このようなものであれば、4サ
イクル・エンジンと同様に、燃料系統と潤滑系統とを分
離することができるので、ピストンの焼き付きを有効に
防止することができる。また、混合気中にオイルが混入
することによって発生する種々の不具合をも解消するこ
とができる。しかも、燃料分を含まない空気のみにより
ガス交換を行うことができるので、残留ガスの影響によ
る不斉燃焼や、混合気の吹抜けによるエミッションの悪
化等も抑制することが可能である。また、クランクシャ
フトの1回転毎に燃焼行程を有しているため、4サイク
ル・エンジンに比べて単位気筒容積あたりの出力(比出
力)が大きく、振動も少ない。そのため、小形軽量化を
図るには好都合である。
[0004] With this kind of engine, the fuel system and the lubrication system can be separated as in a four-stroke engine, so piston seizure can be effectively prevented. Furthermore, various problems caused by the mixing of oil into the air-fuel mixture can also be eliminated. Furthermore, since gas exchange can be performed using only air that does not contain fuel, it is possible to suppress asymmetric combustion due to the influence of residual gas and deterioration of emissions due to air-fuel mixture blow-through. Furthermore, since each revolution of the crankshaft has a combustion stroke, the output per unit cylinder volume (specific output) is greater than that of a four-stroke engine, and there is less vibration. Therefore, it is convenient for achieving reduction in size and weight.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、シリンダブ
ロックに掃気孔を開口させてあるだけでは、シリンダ内
の残留ガスを十分に排出することが難しい。シリンダ内
を掃気するにあたっては、先ず、排気弁が開弁している
ことが前提となる。このため、掃気孔が開成すると、掃
気孔から導入された空気が、加圧されているとはいえ、
シリンダ内を斜めに横切るようにして排気弁側に向かい
、排気弁を通して吹き抜けてしまう可能性がある。特に
、空気通路が掃気孔よりも下方に位置している場合には
、空気が下方から上向きにシリンダ内に導入される。 その結果、ピストンの頂面近傍における反掃気孔側の隅
部が吹き溜まり場となり易く、その部分に燃焼ガスが残
る可能性が高くなる。過給手段による十分な過給効果が
得られない低速軽負荷域においても、このような不具合
が発生し易くなる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, it is difficult to sufficiently exhaust the residual gas in the cylinder simply by opening the scavenging holes in the cylinder block. In scavenging the inside of the cylinder, it is first assumed that the exhaust valve is open. For this reason, when the scavenging hole opens, the air introduced through the scavenging hole, even though it is pressurized,
There is a possibility that the gas may diagonally cross the inside of the cylinder toward the exhaust valve and blow through the exhaust valve. In particular, when the air passage is located below the scavenging hole, air is introduced upward into the cylinder from below. As a result, the corner near the top surface of the piston on the opposite side of the scavenging hole tends to become a snowdrift area, and there is a high possibility that combustion gas will remain in that area. Such problems tend to occur even in low speed and light load ranges where a sufficient supercharging effect cannot be obtained by the supercharging means.

【0006】本発明は、このような課題を一挙に解消す
ることを目的としている。
The present invention aims to solve these problems all at once.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

【0008】すなわち、本発明に係る内燃機関は、吸気
弁と、排気弁とをシリンダヘッドに備え、シリンダブロ
ックの側壁における吸気側に掃気孔を有している。そし
て、過給手段から吐出される給気を、途中に燃料供給手
段を有し前記吸気弁を介してシリンダ内に連通する混合
気系吸気通路と、前記掃気孔を介してシリンダ内に連通
する空気系吸気通路との双方に導入し得るように構成す
るとともに、前記空気系吸気通路を前記掃気孔よりも上
方に設け、前記掃気孔をピストンの頂面に沿う方向に開
口したことを特徴とする。
That is, the internal combustion engine according to the present invention includes an intake valve and an exhaust valve in the cylinder head, and has a scavenging hole on the intake side of the side wall of the cylinder block. The intake air discharged from the supercharging means is communicated into the cylinder through the scavenging hole and a mixture system intake passage which has a fuel supply means in the middle and communicates into the cylinder through the intake valve. The piston is configured so that it can be introduced into both the air system intake passage and the air system intake passage, and the air system intake passage is provided above the scavenging hole, and the scavenging hole is opened in a direction along the top surface of the piston. do.

【0009】ここで、吸気弁や排気弁は単弁形式のもの
でもよいが、排気効率を高める上で、排気弁は複数弁形
式を採用するのが好ましい。
Although the intake valve and the exhaust valve may be of the single-valve type, in order to improve the exhaust efficiency, it is preferable to adopt the multiple-valve type of the exhaust valve.

【0010】多気筒エンジンの場合には、通常、前記混
合気系吸気通路および前記空気系吸気通路は、それぞれ
途中で分岐させて各々のシリンダに接続する。その際、
前記燃料供給手段は、前記混合気系吸気通路の分岐して
いない上流部分に設けてもよいし、分岐した後の各分岐
通路部分にそれぞれ設けてもよい。
In the case of a multi-cylinder engine, the mixture system intake passage and the air system intake passage are usually branched in the middle and connected to each cylinder. that time,
The fuel supply means may be provided at an upstream portion of the air-fuel mixture system intake passage where it is not branched, or may be provided at each branch passage portion after branching.

【0011】過給手段としては、低速回転域から過給効
果を発揮し得るス−パ−チャ−ジャ等の機械式のものを
採用してもよいし、他の形式のものを必要に応じて使用
し得る。
[0011] As the supercharging means, a mechanical type such as a supercharger that can exert a supercharging effect from a low rotational speed range may be used, or other types may be used as necessary. It can be used as

【0012】0012

【作用】このような構成によれば、シリンダ内に混合気
を導入するに先立って、掃気孔を開成させると、空気系
吸気通路を通過した空気のみがシリンダ内に導入される
。空気系吸気通路は掃気孔よりも上方に位置し、掃気孔
はピストンの頂面に沿う方向に開口させてあるため、空
気系吸気通路内の空気は上方から下方に流れ、掃気孔か
らシリンダ内に吐出される。そして、その一部がシリン
ダ内でピストンの頂面に沿って流れた後に、排気弁側に
向かうことになる。その際、ピストンの頂面付近の残留
ガスを排気弁を通して強制的に外部に押出すことになる
[Operation] According to such a structure, if the scavenging hole is opened before introducing the air-fuel mixture into the cylinder, only the air that has passed through the air system intake passage is introduced into the cylinder. The air system intake passage is located above the scavenging hole, and the scavenging hole is opened in the direction along the top surface of the piston, so the air in the air system intake passage flows from the top to the bottom and flows from the scavenging hole into the cylinder. is discharged. Then, after a part of it flows along the top surface of the piston within the cylinder, it heads toward the exhaust valve side. At this time, residual gas near the top surface of the piston is forced out through the exhaust valve.

【0013】吸気弁が開弁すると、混合気系吸気通路か
らシリンダ内に混合気が導入される。その際、吸気弁の
下方側の残留ガスを排気弁側や掃気孔側に押し、排気弁
を通して排出させることになる。排気弁が閉じた後は、
混合気が過給手段の過給作用により強制的にシリンダ内
に押し込められる。その際にも、空気系吸気通路からは
空気のみの過給が続けられるため、混合気と、空気とが
激しく衝突しながらシリンダ内に導入されることになり
、空気と燃料とが、さらに均一に混合される。混合気が
着火されると、その際の爆発燃焼圧力によりピストンが
押し下げられ、爆発行程を終了させるべき所定のクラン
ク角で排気弁が開弁し、シリンダ内の排気ガスが激しく
流出することになる。
When the intake valve opens, the air-fuel mixture is introduced into the cylinder from the air-fuel mixture system intake passage. At this time, the residual gas below the intake valve is pushed toward the exhaust valve or the scavenging hole, and is discharged through the exhaust valve. After the exhaust valve closes,
The air-fuel mixture is forced into the cylinder by the supercharging action of the supercharging means. At this time, only air continues to be supercharged from the air system intake passage, so the air-fuel mixture and air collide violently as they are introduced into the cylinder, making the air and fuel more even. mixed with When the air-fuel mixture is ignited, the piston is pushed down by the explosive combustion pressure, and the exhaust valve opens at a predetermined crank angle to end the explosion stroke, causing the exhaust gas in the cylinder to flow out violently. .

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を自動車のエンジン
に適用した場合について図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A case in which an embodiment of the present invention is applied to an automobile engine will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1に示したエンジンは、吸気弁1と、複
数の排気弁2をシリンダヘッド3に備えており、上死点
でピストン4の頂面4aが前記シリンダヘッド3の底面
3aに近接するとともに、前記吸気弁1側に燃焼室5が
形成されるようにしてある。吸気弁1は、シリンダヘッ
ド3に設けた動弁機構6によりピストン4の作動方向に
開閉駆動されるようになっており、図2に示すように、
1つの気筒に対して1個配置してある。排気弁2は、前
記動弁機構6によりピストン4の作動方向に開閉駆動さ
れるようになっており、図2に示すように、1つの気筒
に対して2個配置してあるとともに、吸気弁1よりも大
きくしてある。シリンダヘッド3は、シリンダブロック
7上に固設してあるとともに、底面3aを平坦に形成し
てある。ピストン4は、頂面4aを平坦に形成してある
。そして、このピストン4の頂面4aと、前記シリンダ
ヘッド3の底面3aに設けた凹部8とにより前記燃焼室
5が形成されるようになっている。凹部8は、図1およ
び図2に示すように、吸気弁1側に設けた半月状の凹み
であり、その上面8aの中央に前記吸気弁1を配置して
ある。吸気弁1の両側には、図2に示すように、点火栓
9をそれぞれ配置してある。
The engine shown in FIG. 1 includes an intake valve 1 and a plurality of exhaust valves 2 in a cylinder head 3, and the top surface 4a of the piston 4 approaches the bottom surface 3a of the cylinder head 3 at top dead center. At the same time, a combustion chamber 5 is formed on the intake valve 1 side. The intake valve 1 is driven to open and close in the direction of operation of the piston 4 by a valve operating mechanism 6 provided in the cylinder head 3, and as shown in FIG.
One is arranged for one cylinder. The exhaust valves 2 are driven to open and close in the direction of operation of the piston 4 by the valve operating mechanism 6, and as shown in FIG. 2, two exhaust valves are arranged for one cylinder. It is set larger than 1. The cylinder head 3 is fixed on the cylinder block 7 and has a flat bottom surface 3a. The piston 4 has a flat top surface 4a. The combustion chamber 5 is formed by the top surface 4a of the piston 4 and the recess 8 provided in the bottom surface 3a of the cylinder head 3. As shown in FIGS. 1 and 2, the recess 8 is a half-moon-shaped recess provided on the side of the intake valve 1, and the intake valve 1 is disposed in the center of the upper surface 8a. As shown in FIG. 2, spark plugs 9 are arranged on both sides of the intake valve 1, respectively.

【0016】また、過給手段たるス−パ−チャ−ジャ1
0から吐出される給気を、途中に燃料供給手段たるイン
ジェクタ11を有し前記吸気弁1を介してシリンダ12
内に連通する混合気系吸気通路13と、シリンダブロッ
ク7の側壁7aに設けた掃気孔14を介してシリンダ1
2内に連通する空気系吸気通路15との双方に導入する
ようにしている。
[0016] Also, a supercharger 1 serving as supercharging means
0 is supplied to the cylinder 12 via the intake valve 1, which has an injector 11 as a fuel supply means in the middle.
The air-fuel mixture system intake passage 13 communicates with the cylinder 1 through a scavenging hole 14 provided in the side wall 7a of the cylinder block 7.
2 and an air system intake passage 15 that communicates with the air system.

【0017】インジェクタ11は、電磁コイルを内蔵し
ており、その電磁コイルに図示しない電子制御装置から
パルス電圧が印加されると、パルス電圧の印加時間に相
当する量の燃料を吸気弁1付近に噴射するようになって
いる。混合気系吸気通路13と空気系吸気通路15は、
図1に示すように、共通の空気導入口16を有しており
、その空気導入口16からス−パ−チャ−ジャ10によ
り加圧された空気が導入されるようになっている。空気
系吸気通路15は、前記掃気孔14よりも上方に設けた
掃気用サ−ジタンク17および掃気用マニホ−ルド18
により構成してある。掃気孔14は、シリンダブロック
7の側壁7aにおける吸気側に位置させてピストン4の
下死点付近に設けてあり、ピストン4により開閉される
ようになっている。この掃気孔14は、図1に示すよう
に、ピストン4の頂面4aに沿う方向に向けて開口して
あるとともに、その上流部分は断面積を大きくしてある
。吸気弁1と、排気弁2と、掃気孔14とを、クランク
角変化に同期させて、次のようなタイミングでそれぞれ
開閉させるようにしている。ピストン4が上死点から下
死点に向かう途中で排気弁2を開弁させて、ブロ−ダウ
ンを開始させる。一定のブロ−ダウン期間を経た後、掃
気孔14を開き始めて掃気を開始させる。ピストン4が
下死点に達する直前に吸気弁1を開き始める。それと相
前後してインジェクタ11から燃料を供給開始するとと
もに、排気弁2を閉じる。一定期間空気系吸気通路15
から空気をシリンダ12内に過給しつつ、混合気系吸気
通路13から混合気をシリンダ12内に過給した後、掃
気孔14と吸気弁1を順次閉じて圧縮行程に移行する。 そして、ピストン4が上死点に達する直前に2つの点火
栓9により混合気に着火して、爆発行程に移行する。
The injector 11 has a built-in electromagnetic coil, and when a pulse voltage is applied to the electromagnetic coil from an electronic control device (not shown), an amount of fuel corresponding to the application time of the pulse voltage is injected into the vicinity of the intake valve 1. It is designed to spray. The mixture system intake passage 13 and the air system intake passage 15 are
As shown in FIG. 1, they have a common air inlet 16 through which air pressurized by the supercharger 10 is introduced. The air system intake passage 15 includes a scavenging surge tank 17 and a scavenging manifold 18 provided above the scavenging hole 14.
It is composed of: The scavenging hole 14 is located on the intake side of the side wall 7a of the cylinder block 7, near the bottom dead center of the piston 4, and is opened and closed by the piston 4. As shown in FIG. 1, the scavenging hole 14 is open in the direction along the top surface 4a of the piston 4, and has a large cross-sectional area at its upstream portion. The intake valve 1, exhaust valve 2, and scavenging hole 14 are opened and closed at the following timings in synchronization with changes in crank angle. When the piston 4 is moving from the top dead center to the bottom dead center, the exhaust valve 2 is opened to start blowdown. After a certain blowdown period, the scavenging holes 14 are opened to start scavenging. The intake valve 1 begins to open just before the piston 4 reaches the bottom dead center. Around this time, fuel is started to be supplied from the injector 11, and the exhaust valve 2 is closed. Air system intake passage 15 for a certain period of time
After supercharging the air mixture into the cylinder 12 from the air mixture system intake passage 13, the scavenging hole 14 and the intake valve 1 are sequentially closed to proceed to the compression stroke. Then, just before the piston 4 reaches the top dead center, the two spark plugs 9 ignite the air-fuel mixture, and the explosion stroke begins.

【0018】このような構成によれば、一定のブロ−ダ
ウン期間を経た後に、掃気孔14が開成すると、空気系
吸気通路15を通過した空気のみがシリンダ12内に導
入される。空気系吸気通路15は掃気孔14よりも上方
に位置し、掃気孔14はピストン4の頂面4aに沿う方
向に開口させてあるため、空気系吸気通路15内の空気
は上方から下方に流れ、さらに水平方向へと向きを変え
て掃気孔14からシリンダ12内に導入される。導入さ
れた空気の一部は、ピストン4の頂面4aに沿って流れ
た後に、排気弁2側に向かうことになる。その際、ピス
トン4の頂面4付近の残留ガスGを排気弁2側に押し、
排気弁2を通して強制的に外部に押出すことになる。
According to this configuration, when the scavenging hole 14 is opened after a certain blowdown period, only the air that has passed through the air system intake passage 15 is introduced into the cylinder 12. The air system intake passage 15 is located above the scavenging hole 14, and the scavenging hole 14 is opened in the direction along the top surface 4a of the piston 4, so the air in the air system intake passage 15 flows from above to below. Then, the air is turned horizontally and introduced into the cylinder 12 through the scavenging hole 14. A part of the introduced air flows along the top surface 4a of the piston 4 and then heads toward the exhaust valve 2 side. At that time, push the residual gas G near the top surface 4 of the piston 4 toward the exhaust valve 2 side,
It will be forcibly pushed out through the exhaust valve 2.

【0019】吸気弁1が開弁すると、混合気系吸気通路
13を通過した混合気がシリンダヘッド3側から凹部8
内に導入される。その際、凹部8内の残留ガスを排気弁
2側や掃気孔14側に押して外部に排出させることにな
る。排気弁2が閉じた後は、混合気がス−パ−チャ−ジ
ャ10の過給作用により強制的にシリンダ12内に押し
込められる。その際にも、空気系吸気通路15からは空
気のみの過給が続けられるため、混合気と、空気とが激
しく衝突しながらシリンダ12内に導入されることにな
り、空気と燃料とが、さらに均一に混合される。所定の
クランク角で2個の点火栓9により混合気が着火される
と、燃焼室5内に火炎が広がる。その際の爆発燃焼圧力
によりピストン4が上死点から下死点に向けて押し下げ
られると、火炎が凹部8側から排気弁2側のエンドガス
に急速に伝播することになる。爆発行程を終了させるべ
き所定のクランク角に達すると、2個の排気弁2が開弁
し、これらの排気弁2を介してシリンダ内の排気ガスが
激しく流出することになる。  したがって、以上のよ
うな構成によれば、ガス交換の際は、燃料分を含まない
加圧された空気をピストン4の頂面4aに沿うように導
入できるので、ピストン4の頂面4a近傍における反掃
気孔14側の燃焼ガスは勿論、シリンダ12内全体の残
留ガスを強制的に外部に押出すことができる。このため
、シリンダ12内の残留ガスを確実に低減することがで
き、残留ガスの影響による不斉燃焼や失火等を有効に防
止することができる。その結果、エミッションの悪化が
防止できるとともに、運転性を安定させることができる
When the intake valve 1 opens, the air-fuel mixture that has passed through the air-fuel mixture system intake passage 13 flows from the cylinder head 3 side to the recess 8.
be introduced within. At this time, the residual gas in the recess 8 is pushed toward the exhaust valve 2 side and the scavenging hole 14 side to be discharged to the outside. After the exhaust valve 2 is closed, the air-fuel mixture is forced into the cylinder 12 by the supercharging action of the supercharger 10. At that time, since supercharging of only air continues from the air system intake passage 15, the air-fuel mixture and air will be introduced into the cylinder 12 while violently colliding with each other. It is evenly mixed. When the air-fuel mixture is ignited by the two spark plugs 9 at a predetermined crank angle, a flame spreads within the combustion chamber 5. When the piston 4 is pushed down from the top dead center toward the bottom dead center by the explosion combustion pressure at that time, the flame will rapidly propagate from the recess 8 side to the end gas on the exhaust valve 2 side. When a predetermined crank angle at which the explosion stroke is to be completed is reached, the two exhaust valves 2 are opened, and the exhaust gas in the cylinder is forced to flow out through these exhaust valves 2. Therefore, according to the above configuration, during gas exchange, pressurized air that does not contain fuel can be introduced along the top surface 4a of the piston 4, so that the air near the top surface 4a of the piston 4 is Not only the combustion gas on the side opposite to the scavenging hole 14 but also the residual gas in the entire cylinder 12 can be forcibly pushed out to the outside. Therefore, the residual gas in the cylinder 12 can be reliably reduced, and asymmetric combustion, misfire, etc. due to the influence of the residual gas can be effectively prevented. As a result, deterioration in emissions can be prevented and drivability can be stabilized.

【0020】この実施例によると、吸気弁1は凹部8内
で開閉駆動され、排気弁2はシリンダヘッド3の底面3
a側でそれぞれ開閉駆動される。そのため、吸気弁1が
開弁してシリンダ12内に混合気が導入される場合は、
先ず、混合気が凹部8内に導入される。吸気弁1と排気
弁2との間には、凹部8の壁面8bが存在しているため
、オ−バラップ時に吸気弁1を介して導入された混合気
の一部が直ちに排気弁2を介して外部に吹き抜けること
がなく、HC等を含む未燃ガスの外部排出を抑制するこ
ともできる。また、ピストン4が下死点から上死点に達
すると、図4に示すように、排気弁2側ではシリンダヘ
ッド3の底面3aとピストン4の頂面4aとの間にスキ
ッシュエリア19が形成され、吸気弁1側では凹部8と
ピストン4の頂面4aとの間にコンパクトな燃焼室5が
形成される。この場合、スキッシュエリア19から押出
された混合気が燃焼室5内に押し込められるため、燃焼
室5内で空気と燃料とがさらに攪拌されることになる。 その結果、混合気の燃焼速度を速めることができるとと
もに、圧縮比を無理なく高めることができ、熱効率の向
上および低燃費が可能となる。しかも、前記凹部8には
点火栓9を配置することもできるので、点火栓9を新気
によって効果的に冷却することができると同時に、点火
栓9に常に新気を導くことができる。このため、プレイ
グニッションが防止できるとともに、着火性を向上させ
ることができる。
According to this embodiment, the intake valve 1 is driven to open and close within the recess 8, and the exhaust valve 2 is driven to open and close within the recess 8.
They are driven to open and close on the a side. Therefore, when the intake valve 1 opens and the mixture is introduced into the cylinder 12,
First, the air-fuel mixture is introduced into the recess 8. Since the wall surface 8b of the recess 8 exists between the intake valve 1 and the exhaust valve 2, a portion of the air-fuel mixture introduced through the intake valve 1 at the time of overlap immediately flows through the exhaust valve 2. This prevents the gas from blowing through to the outside, and it is also possible to suppress the discharge of unburned gas containing HC and the like to the outside. Further, when the piston 4 reaches the top dead center from the bottom dead center, a squish area 19 is formed between the bottom surface 3a of the cylinder head 3 and the top surface 4a of the piston 4 on the exhaust valve 2 side, as shown in FIG. On the intake valve 1 side, a compact combustion chamber 5 is formed between the recess 8 and the top surface 4a of the piston 4. In this case, the air-fuel mixture pushed out from the squish area 19 is forced into the combustion chamber 5, so that the air and fuel are further stirred within the combustion chamber 5. As a result, the combustion speed of the air-fuel mixture can be increased, and the compression ratio can be increased without difficulty, making it possible to improve thermal efficiency and achieve low fuel consumption. Furthermore, since the ignition plug 9 can be placed in the recess 8, the ignition plug 9 can be effectively cooled by fresh air, and at the same time, fresh air can always be guided to the ignition plug 9. Therefore, pre-ignition can be prevented and ignition performance can be improved.

【0021】以上、本発明の一実施例について述べたが
、本発明は前記実施例に限定されないのは勿論である。 例えば、点火栓は凹部の側面に配置してもよい。その場
合には、燃焼室の厚み方向の中間に点火栓が配置できる
ので、燃焼速度をさらに速めることができるというメリ
ットがある。また、点火栓を凹部の側面における中間に
1個配置し、吸気弁を凹部の上面に2個配置するように
してもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the spark plug may be placed on the side of the recess. In that case, the ignition plug can be placed in the middle of the combustion chamber in the thickness direction, which has the advantage of further increasing the combustion speed. Alternatively, one spark plug may be arranged in the middle of the side surface of the recess, and two intake valves may be arranged on the upper surface of the recess.

【0022】燃焼室は、前記実施例に示す形状のものに
限らず、他の形状のものでもよい。次に、前記エンジン
を、可変サイクル・エンジンとして使用する場合の態様
について、概略的に説明する。なお、以下の説明におい
て、前記実施例と重複する部分は同符号を用いるととも
に、説明を省略する。ここで、可変サイクル・エンジン
とは、例えば、エンジンが高負荷時の場合はクランクシ
ャフトが1回転する度に燃焼行程を有し、低負荷時の場
合はクランクシャフトが複数回転する間に1回の燃焼行
程を有したエンジンを指している。エンジンが高負荷時
の場合は、前述の2サイクル・エンジンと同様に燃焼お
よびガス交換が行われるようになっている。すなわち、
吸気弁1の開弁時に前記インジェクタ11から必要量の
燃料が噴射されて燃焼が行われる。一方、エンジンが低
負荷時の場合は、吸気時に空気のみをシリンダ12内に
導入する空気サイクルと、混合気をシリンダ12に供給
して燃焼を行わせる燃焼サイクルとをクラクシャフトが
1回転する毎に交互に行う。この場合、燃料噴射は吸気
弁1が閉じる前に完了するようにしておき、吸気弁1等
に付着した燃料を圧縮空気で強制的にシリンダ12内に
押し込めるようにしておくのが好ましい。空気サイクル
では、吸気弁1の開弁時にインジェクタ11から燃料噴
射を行わず、ス−パ−チャ−ジャ10により圧縮された
空気のみをシリンダ12内に過給する。そして、空気の
みを圧縮および膨脹させて、その空気でシリンダ12内
を掃気する。その後は、再び、前述の燃焼サイクルに移
行する。
The combustion chamber is not limited to the shape shown in the above embodiments, but may have other shapes. Next, a mode in which the engine is used as a variable cycle engine will be schematically explained. In the following description, the same reference numerals will be used for the same parts as in the above embodiment, and the description will be omitted. Here, a variable cycle engine means that, for example, when the engine is under high load, there is a combustion stroke every time the crankshaft rotates once, and when the engine is under low load, there is a combustion stroke during multiple revolutions of the crankshaft. refers to an engine with a combustion stroke of When the engine is under high load, combustion and gas exchange occur in the same way as in the two-stroke engine described above. That is,
When the intake valve 1 is opened, a necessary amount of fuel is injected from the injector 11 and combustion is performed. On the other hand, when the engine is under low load, the air cycle in which only air is introduced into the cylinder 12 at the time of intake, and the combustion cycle in which the air-fuel mixture is supplied to the cylinder 12 and combusted are performed every revolution of the crankshaft. Do this alternately. In this case, it is preferable that the fuel injection be completed before the intake valve 1 closes, so that the fuel adhering to the intake valve 1 etc. can be forced into the cylinder 12 using compressed air. In the air cycle, when the intake valve 1 is opened, no fuel is injected from the injector 11, and only air compressed by the supercharger 10 is supercharged into the cylinder 12. Then, only the air is compressed and expanded, and the inside of the cylinder 12 is scavenged with the air. After that, the combustion cycle described above again starts.

【0023】このような可変サイクル・エンジンによれ
ば、低負荷時においては、空気のみによってシリンダ1
2内がクリ−ニングされるため、さらに残留ガス量を低
減することが可能である。しかる後に、混合気がシリン
ダ12内に導入されるため、残留ガスの影響による不斉
燃焼が防止できるとともに、エミッション等が改善でき
る。また、4サイクル・エンジンと同様に、クランクシ
ャフトが2回転する間に燃料供給を1回行えばよいので
、燃料消費量を無理なく抑えることもできる。高負荷時
には、2サイクル・エンジンと同様にクランクシャフト
が1回転する度に燃焼が行われて、その度にエネルギが
出力されるため、エンジン出力を高めることができる。
According to such a variable cycle engine, when the load is low, the cylinder 1 is heated only by air.
Since the inside of 2 is cleaned, it is possible to further reduce the amount of residual gas. After that, the air-fuel mixture is introduced into the cylinder 12, so that asymmetric combustion due to the influence of residual gas can be prevented and emissions etc. can be improved. Furthermore, like a four-stroke engine, fuel needs to be supplied once during two revolutions of the crankshaft, so fuel consumption can be reasonably suppressed. When the load is high, combustion occurs every time the crankshaft rotates once, similar to a two-cycle engine, and energy is output each time, making it possible to increase engine output.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明は、以上のような構成であるから
、ピストンの頂面近傍における反掃気孔側の隅部に燃焼
ガスが残るのを有効に抑制することができるとともに、
シリンダ内の残留ガスを加圧された空気により強制的に
外部に押出すことができる。このため、残留ガスの影響
による不斉燃焼や失火等を有効に抑制することができ、
エミッションの悪化が防止できるとともに、運転性を安
定させることができる。
[Effects of the Invention] Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to effectively suppress combustion gas from remaining in the corner on the opposite side of the scavenging hole in the vicinity of the top surface of the piston, and
Residual gas in the cylinder can be forced out by pressurized air. Therefore, it is possible to effectively suppress asymmetric combustion and misfires caused by residual gas.
Deterioration of emissions can be prevented and drivability can be stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示すシリンダヘッドの下面
図。
FIG. 2 is a bottom view of a cylinder head showing one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例を示す第1図におけるIII
 −III 線矢示図。
FIG. 3: III in FIG. 1 showing an embodiment of the present invention.
-III Line arrow diagram.

【図4】本発明の一実施例を示す作用説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…吸気弁 2…排気弁 3…シリンダヘッド 4…ピストン 4a…頂面 7a…シリンダブロックの側壁 10…過給手段(ス−パ−チャ−ジャ)11…燃料供給
手段(インジェクタ) 12…シリンダ 13…混合気系吸気通路 14…掃気孔 15…空気系吸気通路
1... Intake valve 2... Exhaust valve 3... Cylinder head 4... Piston 4a... Top surface 7a... Side wall of cylinder block 10... Supercharging means (supercharger) 11... Fuel supply means (injector) 12... Cylinder 13...Mixture system intake passage 14...Scavenging hole 15...Air system intake passage

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  吸気弁と、排気弁とをシリンダヘッド
に備え、シリンダブロックの側壁における吸気側に掃気
孔を有した内燃機関であって、過給手段から吐出される
給気を、途中に燃料供給手段を有し前記吸気弁を介して
シリンダ内に連通する混合気系吸気通路と、前記掃気孔
を介してシリンダ内に連通する空気系吸気通路との双方
に導入し得るように構成するとともに、前記空気系吸気
通路を前記掃気孔よりも上方に設け、前記掃気孔をピス
トンの頂面に沿う方向に開口したことを特徴とする内燃
機関。
Claim 1: An internal combustion engine comprising an intake valve and an exhaust valve in a cylinder head, and a scavenging hole on the intake side of a side wall of a cylinder block, wherein the intake air discharged from a supercharging means is transferred to an intermediate position. The fuel is configured to have a fuel supply means and can be introduced into both a mixture system intake passage that communicates with the cylinder via the intake valve and an air system intake passage that communicates with the cylinder via the scavenging hole. An internal combustion engine characterized in that the air system intake passage is provided above the scavenging hole, and the scavenging hole is opened in a direction along the top surface of the piston.
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