JPH0443831A - ２サイクルエンジンの過給装置 - 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、多気筒の２サイクルエンジンの過給装置に関
する。

（従来の技術） ピストンの２行程間に吸気、圧縮、爆発、排気の各行程
を行なう２サイクルエンジンは広く知られており、この
２サイクルエンジンは、排気当たりの出力が高いことか
ら高出力エンジンとして各方面で原動機として使用され
ている。

この２サイクルエンジンでは、排気口から新気を送って
残留気を排気するために、新気は圧力を高めてシリンダ
内に送り込まなければならない。

新気の圧力を高める手段として、クランク室圧縮方式と
送風機掃気方式の２つの方式が知られている。

前者の方式では、吸入される新気がクランク室に入るた
め、吸入空気の中にオイルが混入し、シリンダ内で、こ
のオイルが燃焼してハイドロカーボン（ＨＣ）を空気中
に排出する欠点がある。

後者の方式では、たとえば、ターボチャージャのような
何らかの過給システムを吸気側に設けて、吸入される新
気がクランク室を通過しないような構成をとっている。

この方式では、吸入される新気にオイルが混入すること
なく、良好なエンジンの動作が期待できる。

（発明が解決しようとする課題） 上述のごときターボチャージャ付きの２サイクルエンジ
ンでは、高速回転、高負荷時の排気ガス量が多いため、
ターボチャージャでは高性能を発揮し、排気圧力により
高いブースト圧力を得ることができる。しかしながら、
低速回転、低負荷時には、排気ガスの排出量が少ないの
で、高い圧力を持ったブーストを得られないことになる
。

したがって、本発明の目的は、送風機掃気方式の２サイ
クルエンジンにおいて、低速回転、低負荷時でも高いブ
ースト圧力が得られるような、２サイクルエンジンの過
給装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明によれば、複数の気
筒の掃気をターボチャージャからの過給気により行う多
気筒型の２サイクルエンジンの過給装置において、上記
複数の気筒の内の少なくとも半数の気筒に設けられた開
閉タイミング変更自在な排気手段と、該排気手段により
排出される気体の排出方向を上記ターボチャージャから
残りの気筒の吸気口へと切り換える切換手段と、上記残
りの気筒の吸気口と上記ターボチャージャの過給気出口
とを隔絶する隔絶手段と、上記少なくとも半数の気筒へ
の燃料噴射を禁止する燃料噴射禁止手段と、上記エンジ
ンが所定状態時に上記排気手段による開放タイミングを
上死点近傍時に変更すると共に上記切換手段と上記隔絶
手段と上記燃料噴射禁止手段とを作動せしめ上記少なく
とも半数の気筒により圧縮された吸気を上記残りの気筒
へ圧送する過給手段とを有することを特徴とする２サイ
クルエンジンの過給装置が提供される。

（作用） 本発明では、例えば４気筒エンジンの場合には、低回転
低負荷時には４個の気筒の内の２個の気筒を空気の圧縮
ポンプとして作動させ、生ずる圧気を他の残り２個の気
筒に送気して運転する。

（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明にがかる２サイクルエンジンの過給装置
の一実施例の構成を示すブロック図である。

同図において、ｌは４気筒２サイクルエンジン（以下エ
ンジンと言う）であり、例えば図示の左方から右方に向
かって第１、第２、第３および第４気筒が順次に配置さ
れている。

そして、第１、第２、第３および第４気筒のそれぞれの
頂部には排気弁２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄが設けられ
ており、これらの排気弁からの排気流路は合流されてタ
ーボチャージャ４の排気入口に接続され、該各排気弁を
介して排出される排気ガスが有する排気エネルギーによ
ってタービン４１が回転駆動されるように構成されてい
る。

なお、これら４個の排気弁２ａ〜２ｄは動弁機構として
それぞれ電磁コイル２１ａ〜２１ｄを備え、該電磁コイ
ル２１ａ〜２１ｄへの通電による電磁力によってそれぞ
れ対応する排気弁２ａ〜２ｄのステム部を吸引操作し、
それぞれの気筒の排気口の開閉制御が行われる。

エンジン１の５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄは第１、第２
、第３および第４気筒のそれぞれの吸気口であり、吸気
口５ａと５ｄ１、および吸気口５ｂと５０とは互いに吸
気管５ｅおよび吸気管５ｆによりそれぞれ互いに連通さ
れており、さらにこれらの吸気管５ｅと５ｆとは吸気管
５ｇによってターボチャージャ４の吸気出口４３に連通
され、ターボチャージャ４のコンプレッサ４２の圧縮作
動による圧気は第１気筒と第４気筒とに、また第２気筒
と第３気筒仁に、それぞれ分れて導かれるように形成さ
れている。

一方、第２、第３気筒の頂部にはサードバルブ３ｂ、３
ｃがそれぞれ設けられ、これらのサードバルブ３ｂ、３
ｃには電磁動弁機構となる電磁コイル３１ｂ、３１ｃが
備えられ、これら電磁コイルへの通電によって第２、第
３気筒からの空気出口が開閉制御される。そして、これ
らの第２および第３気筒からの流路は合、流径、前記の
第１、第４気筒を連通させる吸気管５ｅに接続され、サ
ードバルブ３ｂ、３ｃの開弁時には圧縮ポンプとして作
動する第２、第３気筒からの圧気は第１、第４気筒に導
入するように配管されている。

６は絞り弁で弁アクチユエータ６１により開閉制御され
るもので、該絞り弁６はターボチャージャからの吸気管
５ｇと、第１、第３気筒を連通ずる吸気管５ｅとの間に
配置されている。そして、絞り弁６の開弁時にはターボ
チャージャ４からの圧気は第１、第４気筒に送気される
が、閉弁されるとこの送気は断たれ、圧縮ポンプとなる
第２、第３気筒からの圧気が第１、第４気筒に送られて
、これら２気筒すなわち第１、第４気筒によるエンジン
運転が行われるように構成されている。

なお、４４はブースト圧センサで、ターボチャージャ４
からのブースト圧Ｐを検出するものである。

７は燃料噴射装置で、第１〜第４気筒にそれぞれ燃料を
供給する装！であり、それぞれの気筒への供給量および
供給停止はコントローラ８からの指令によって制御され
る。

１１はクランク位置センサで、エンジン１のクランクの
回転位置を検出するもの、１２はエンジン温度センサで
、エンジン１の温度Ｔｅを検出するものであり、これら
のセンサからの検出信号はコントローラ８の入力回路に
送出される。

コントローラ８はマイクロコンピュータからなり、演算
処理を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順を格
納する各種メモリ、入力／出力回路などを備えている。

そして入力回路にはクランク位置センサ１１、エンジン
温度センサ１２、ブースト圧センサ４４などからの信号
や、アクセルペダル９の踏込量センサ９１からの信号が
接続され、出力回路には弁アクチユエータ６１、各サー
ドバルブの電磁コイル３１ｂ、３１Ｃや、各排気弁の電
磁コイル２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび２１ｄなどへの
指令ラインが接続されている。

このように４気筒の２サイクルエンジンにターボチャー
ジャを取付けた本実施例においては、エンジンの高負荷
時には排気ガスの排出量が大となりターボチャージャが
活発に作動して高いブースト圧が得られることになり、
また一方、エンジンの低速・低負荷時では排気ガスの排
出量が少なくてターボチャージャの過給作動が劣るので
、エンジンの半数の気筒を圧縮ポンプとして作動させ、
他の半数の気筒に送気することにより本実施例ではエン
ジンを運転させることになる。

第２図は本実施例の作動の一例を示す処理フロー図であ
り、同図を用いてその作動を説明する。

エンジン１が低回転で低負荷時には気筒の半数をポンプ
として作動させるため、ステップ１で第２および第３気
筒の排気弁２ｂおよび２ｃを閉鎖し、ステップ２ではク
ランク位置センサ１１によってクランク軸の回転位置を
検出するとともに、噴射装置７に指令して第２、第３気
筒への燃料供給を停止し、更に弁アクチユエータ６１を
作動させて絞り弁６を閉じて吸気管５ｅへの吸気通路を
遮断する（ステップ３．４）。

ついでステップ５では、上記ステップ２にて検出された
回転位型信号を基に第２、第３気筒がそれぞれ上死点近
傍位置に到達した時にサードバルブ３ｂ、３ｃを開いて
これら気筒のポンプ作動により圧縮された圧気を吸気管
５ｅを介して第１、第４気筒に送気する。そして、次な
るステップ６にて燃料供給量Ｑと所定値Ｑ、とを比較し
、燃料供給量Ｑが所定値Ｑ、以上になるまでは上記のス
テップを繰り返す。

そして、燃料供給量Ｑが所定値９１以上になるとステッ
プ７へと進み、ブースト圧センサ４４によりブースト圧
Ｐをチエツクし、ターボチャージャ４からのブースト圧
Ｐが所定値ｐｂより上昇した場合は、通常運転を行うた
めステップ８に進んでサードバルブ３ｂ、３ｃを閉じて
ステップ９にて第２、第３気筒の排気弁２ｂ、２ｃを通
常のタイミングに作動させ、絞り弁６も開放してターボ
チャージャからの圧気を第１、第４気筒に送気するよう
に制御し、ステップ１１にては噴射装置７に指令して第
２、第３気筒への燃料供給を開始し、その後は上記ステ
ップ６へと戻りエンジンｌの通常の運転を行うことにな
る。

また、前述のステップ７にてブースト圧センサ４４から
の信号によるブースト圧Ｐが所定値ｐｂに未達の場合は
ステップ１２へと進みエンジン温度センサ１２による温
度信号のチエツクを行い、エンジン温度Ｔｅが所定温度
Ｔ１に達していればブースト圧Ｐを上昇させるために次
のステップ１３にて燃料噴射量を微増し、ステップ７に
戻って再度ブースト圧のチエツクを行う。また、ステッ
プ１２にてエンジン温度Ｔｅが所定温度Ｔ１より低い場
合はエンジンの暖機が完了していないので上記のステッ
プ１に戻って前述のフローを繰返す。

以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの
変形を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 上述のように本発明によれば、クランク掃気ではなくタ
ーボチャージャによる掃気を行う２サイクルエンジンに
て、排気エネルギーが少なくてターボチャージャの効率
の悪いエンジンの低回転・低負荷時には一部の気筒を圧
縮ポンプとして作動させて残りの他の気筒に送気しエン
ジンの運転を行うので、低速低負荷状態から高速高負荷
状態の全ての運転状態でのエンジンの効率よい運転を実
現し、クランク掃気の場合に発生する吸入空気へのオイ
ル混入によるＩＣなどの排出を防止する効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にがかる２サイクルエンジンの過給装置
の一実施例を示す構成ブロック図、第２図は本実施例の
作動を示す処理フロー図である。 １・・・エンジン、３ｂ、３ｃ・・・サードバルブ、４
・・・ターボチャージャ、５ａ、５ｂ、５ｃ。 ５ｄ・・・吸気口、５ｅ、５ｆ、５ｇ・・・吸気管、６
・・・絞り弁、８・・・コントローラ。 特許出願人　株式会社いすメセラミックス研究所代　　
理　　人　　弁理士　　　辻　　　　　　實第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の気筒の掃気をターボチャージャからの過給
   気により行う多気筒型の２サイクルエンジンの過給装置
   において、上記複数の気筒の内の少なくとも半数の気筒
   に設けられた開閉タイミング変更自在な排気手段と、該
   排気手段により排出される気体の排出方向を上記ターボ
   チャージャから残りの気筒の吸気口へと切り換える切換
   手段と、上記残りの気筒の吸気口と上記ターボチャージ
   ャの過給気出口とを隔絶する隔絶手段と、上記少なくと
   も半数の気筒への燃料噴射を禁止する燃料噴射禁止手段
   と、上記エンジンが所定状態時に上記排気手段による開
   放タイミングを上死点近傍時に変更すると共に上記切換
   手段と上記隔絶手段と上記燃料噴射禁止手段とを作動せ
   しめ上記少なくとも半数の気筒により圧縮された吸気を
   上記残りの気筒へ圧送する過給手段とを有することを特
   徴とする２サイクルエンジンの過給装置。
2. （２）上記エンジンの所定状態時とは低速低負荷時であ
   ることを特徴とする請求項（１）記載の２サイクルエン
   ジンの過給装置。
3. （３）上記２サイクルエンジンは４気筒型であり、上記
   燃料供給禁止手段は２個の気筒への燃料供給を停止せし
   めることを特徴とする請求項（１）記載の２サイクルエ
   ンジンの過給装置。
4. （４）上記排気手段は、開閉タイミングを各々変更制御
   できる２個の排気バルブからなることを特徴とする請求
   項（１）記載の２サイクルエンジンの過給装置。
5. （５）上記２個の排気バルブは共に電磁力により開閉駆
   動されることを特徴とする請求項（４）記載の２サイク
   ルエンジンの過給装置。