JPH0494417A - 燃料噴射式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） この発明は、燃料噴射式２サイクルエンジンの燃焼室に
関する。

（従来の技術） ガソリンエンジンでは、不整燃焼を防止し、高効率燃焼
を実現するため、燃焼室の形状を種々工夫することが行
われている（例えば、特開昭６２−３２２１４号公報）
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のものでは、燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料が燃焼室内で拡散し易いために混合気への点火
について遅れがみられるなど、必ずしも満足のゆくもの
ではない。

そこで、点火プラグの放電部を例えば燃焼室内の中央部
に大きく突出させることが考えられるが、このようにす
ると、この放電部が燃焼熱によって損傷し易くなるとい
う問題がある。

（発明の目的） この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、燃料噴射弁を用いた場合に、点火プラグの放電部が
燃焼熱で損傷されることを防止して点火が速やかに行わ
れるようにし、もって、高効率燃焼が得られるようにす
ることを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、シリンダの径方向一側壁に掃気ポートを設け、他側
壁に排気ポートを設け、シリンダの軸心に沿った断面で
みて燃焼室を構成するほぼ半円形凹状のキャビティをシ
リンダヘッドに形成し、上記キャビティの頂部をシリン
ダの軸心よりも掃気ポート側に偏位させ、かつ、上記頂
部よりも掃気ポート側のキャビティ内面近傍に燃料噴射
弁の燃料噴射口を位置させ、更に、同上頂部よりも排気
ポート側のキャビティ内面近傍に点火プラグの放電部を
臨ませた点にある。

（作　用） 上記構成による作用は次の如くである。

ピストン４が上昇するときには、シリンダ２内の空気は
キャビティｌｌ内を押し上げられる。この場合、キャビ
ティ１１はほぼ半円形凹状をなし、その頂部１３はシリ
ンダ２の軸心２ａよりも副掃気ポート（掃気ポート）７
側に位置しているにのため、上記ピストン４の上昇によ
って押し上げられるシリンダ２内の空気３０は、まず、
上記頂部１３よりも副掃気ポート（掃気ポート）７例の
キャビテイ１１内面に沿って上昇し、その後の空気３０
′は、頂部１３を通って、この頂部１３よりも排気ポー
ト９側のキャビテイ１１内面に向うよう流れる。

一方、燃料噴射弁１５の燃料噴射口は上記頂部１３より
も副掃気ポート（掃気ポート）７例のキャビテイ１１内
面近傍に位置させられていて、かつ、点火プラグ２７．
２８の各放電部２７ａ。

２８ａは同上頂部１３よりも排気ポート９例のキャビテ
イ１１内面近傍に臨んでいる。

このため、上記頂部１３よりも副掃気ポート（掃気ポー
ト）７側のキャビテイ１１内面に沿って上昇する前記空
気３０に対し上記燃料噴射弁１５による噴射が行われる
こととなる。そして、この噴射された燃料は、前記した
その後の空気３０′と共に濃い混合気として頂部１３を
越えて排気ポート９例のキャビティ１１に臨んでいる放
電部２７ａ、２８ａに向わされる。このため、これら放
電部２７ａ、２８ａによる点火放電は上記した濃い混合
気層に対し行われ、よって、混合気の点火は速やかに行
われる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

図中符号ｌは予圧縮式の並列三気筒２サイクルエンジン
で、このエンジンｌは軸心２ａが縦向きの三つのシリン
ダ２、これらシリンダ２上に取り付けられたシリンダヘ
ッド３、同上各シリンダ２内に上下摺動自在に嵌入され
たピストン４、および、このピストン４とクランク軸（
図示せず）とを結ぶ連接棒５を備えている。

上記各シリンダ２は互いに同形同大で、各シリンダ２の
第２図中矢印Ａで示す径方向一側壁には掃気ポートであ
る副掃気ポート７が設けられ、この副掃気ポート７をシ
リンダ２の周方向から挟むようにして一対の主掃気ポー
ト８．８が設けられている。また、上記シリンダ２の径
方向他側壁には排気ポート９が形成され、第２図中符号
１４は、シリンダ２の軸心２ａを通り上記径方向に延び
る仮想線を示している。

なお、上記仮想線１４は上記各シリンダ２を並設した方
向に対し傾けられており、これにより、相隣る主掃気ポ
ート８．８が互いに干渉し合わないようにされ、これに
よって、エンジンｌのコンパクト化が図られている。

上記シリンダヘッド３の下面にはキャビティ１１が形成
され、このキャビティ１１を含み上記シリンダ２、シリ
ンダヘッド３、およびピストン４により囲まれた空間が
燃焼室１２となっている。

第１図から第３図において、上記キャビティ１１はシリ
ンダ２の軸心２ａに沿った断面でみてほぼ半円形凹状を
なし、このキャビティ１１の頂部１３はシリンダ２の軸
心２ａよりも上記副掃気ポート７側に偏位させられてい
る。また、このキャビティ１１は平面視でほぼ長円形状
をなし、その長軸は、平面視で前記仮想線１４に対し傾
斜した方向に延び、かつ、各シリンダ２を並設した方向
に対し直交している。

また、各図中、符号１５は燃料噴射弁であって、この燃
料噴射弁１５は燃焼室１２に燃料を噴射供給するもので
ある。この燃料噴射弁１５は円柱状の弁本体１６を有し
、この弁本体１６はその軸心１６ａがシリンダ２の軸心
２ａに対し傾くようシリンダヘッド３に取り付けられて
いる。上記弁本体１６にはその軸心１６ａ上に延びる圧
縮空気通路１８が形成されると共に、この圧縮空気通路
１８の周方向複数箇所には、上記圧縮空気通路１８と平
行に延びる複数の燃料通路１９が形成されている。そし
て、上記圧縮空気通路１８には圧縮空気２１が供給され
、燃料通路１９には加圧燃料２２が供給されるようにな
っている。

上記圧縮空気通路１８の下端は弁本体１６の下面に開口
してこれが空気噴射口となっている。また、燃料通路１
９の下端も上記弁本体１６の下面に開口してこれが燃料
噴射口となっている６そして、これら両開口を開閉自在
に閉じる弁体２３が設けられている。なお、この燃料噴
射弁１５では、予め圧縮空気通路１８に圧縮空気２１を
溜めておき、弁体２３を開いてこの圧縮空気２１を噴射
させるとき、これと同時に、燃料２２を噴射させるよう
になっており、これによって、空気２１と燃料２２の混
合体が噴射されることとなっている。

上記燃焼室８に燃料２２を供給する場合には、上記弁体
２３を開弁動作させ、上記空気２１と燃料２２との混合
体を燃焼室８内に噴射させる。同側では、この噴射は円
錐状で斜め下方に向って拡開するよう行われ、その噴射
方向中心は弁本体１６の軸心１６ａと一致している。

上記の場合、燃料噴射弁１５の燃料噴射口は前記頂部１
３よりも副掃気ポート７側のキャビテイ１１内面近傍に
位置させられ、かつ、平面視でキャビティ１１の長軸上
に位置している。また、上記弁本体１６の軸心１６ａは
シリンダ２の軸心２ａと交差している。符号２５はデリ
バリ−バイブで、このデリバリ−バイブ２５により各燃
料噴射通路１９に対し燃料２２が送り込まれるようにな
っている。

第１図と第２図において、符号２６は第１点火プラグ、
符号２７は第２点火プラグで、上記第１点火プラグ２６
の放電部２６ａは前記頂部１３近傍でキャビティ１１に
臨んでいる。この場合、上記第１点火プラグ２６は、第
１図中キャビティ１１の左右対称軸上に位置している。

一方、第２点火プラグ２７は上記頂部１３よりも排気ポ
ート９側のキャビテイ１１内面近傍でキャビティ１１の
上下中途部に臨んでいる。また、この場合、上記各放電
部２６ａ、２７ａはキャビティ１１の内面からその内部
にわずかたけ突出している。

特に、第１図で示すようにピストン４が上死点に達した
とき、シリンダヘッド３の下面とピストン４の上面との
間に形成される薄い空間がスキッシュエリア２９となっ
ている。

エンジンｌの作動時、ピストン４が第１図中実線図示の
状態から下降するときには、クランク室で予圧縮された
空気が主掃気ポート８と副掃気ポート７とを通って燃焼
室８内に押し込まれ（図中矢印Ｂ）、これと入れ替わり
にそれ以前の燃焼により生じた排ガスが排気ポート９を
通して排出される（図中矢印Ｃ）。

次に、上記ピストン４が上昇し、これが第１図中実線で
示すように主掃気ポート８、副掃気ポート７、および排
気ポート９を閉じて上死点近くにまで上昇したときには
、スキッシュエリア２９によって生じたスキッシュ流が
燃焼室１２内に流入する。

また、この場合、前記したようにキャビティ１１は側面
視でほぼ半円形凹状をなし、その頂部１３はシリンダ２
の軸心２ａよりも副掃気ポート７側に位置しでいるため
、上記ピストン４の上昇によって押し上げられるシリン
ダ２内の空気３０は、まず、上記頂部１３よりも副掃気
ポート７側のキャビテイ１１内面に沿って上昇し、その
後の空気３０′は、頂部１３を通って、頂部１３よりも
排気ポート９側のキャビテイ１１内面に向うよう流れる
。

ところで、エンジンｌが低速回転中の場合には、ピスト
ン４が上昇して主掃気ポート８、副掃気ポート７、およ
び排気ポート９を閉じた後に、燃料噴射弁１５によって
空気２１と燃料２２との混合体が噴射されるようになっ
ているにのため、上記頂部１３よりも排気ポート９側の
キャビティ１１内に沿う空気３０に対し上記混合体の噴
射が行われ、よって、この混合体は、上記したその後の
空気３０′と共に濃い混合気層として、頂部１３よりも
排気ポート９側のキャビティ１１に臨んでいる第１点火
プラグ２６と第２点火プラグ２７の各放電部２６ａ、２
７ａに向わされる。このため、これら放電部２６ａ、２
７ａによる点火放電は上記した濃い混合気層に対し行わ
れ、よって、混合気の点火は速やかに行われる。

なお、上記燃料噴射弁１５と第２点火プラグ２７とは、
頂部１３を挟んだキャビテイ１１内面の各対向面に位置
していて、両者はある程度離れでいる。このため、上記
噴射から放電部２７ａに至る間で、燃料２２は空気３０
′によって十分に霧化される。よって、この点でも、点
火が良好に行われる。また、上記の点火は上死点の直前
にて行われる。

上記の場合、エンジンｌの回転数によって、前記した濃
い混合気層の生じる位置はキャビテイ１１内面に沿って
空気３０．３０’の流れる方向で多少前後にずれること
になるが、この前後方向に離れて第１点火プラグ２６と
第２点火プラグ２７とが設けられているため、いずれに
ずれても上記点火は速やかに行われる。つまり、広い回
転域で安定した点火性能が得られるようになっている。

一方、エンジンｌが高速回転中の場合には、燃料噴射弁
１５による燃料２２の噴射は、上記と異なり、ピストン
４が主掃気ポート３１．副掃気ポート３２、および排気
ポート３３を開いている（もしくは閉じた後に跨った）
間中、燃料２２を噴射するようになされ、上死点の直前
で第１、第２点火プラグ２６．２７による点火が行われ
るようになっている。

そして、この場合は、空気２１と燃料２２による混合体
が燃焼室８内にほぼ均一に分布しているため、各点火プ
ラグ２６．２７の放電部２６ａ。

２．７ａがキャビティ１１の内面にわずかに突出してい
るだけでも、低回転時と同様に速やかな点火が行われる
と共に、この点火後の火炎は急速に伝播し、この場合に
も高効率燃焼が得られることとなっている。

なお、前記燃料噴射弁１５内にチャンバを形成しておき
、ここに予め空気２１と燃料２２とを混合状態で溜めて
おき、弁体２３の開弁動作でこれら混合体を噴射させる
ようにしてもよく、上記の圧縮空気２１はなくてもよい
。

また、上記第１点火プラグ２６はなくてもよく、第２点
火プラグ２７に代えもしくは、これと共に第２図中仮想
線で示すように頂部１３よりも排気ポート９側のキャビ
ティ１１の内面近傍に、第３点火プラグ２８の放電部２
８ａを臨ませてもよい。

上記の場合、第２点火プラグ２７と第３点火プラグ２８
とを同じ高さに設けてもよく、違う高さに設けてもよい
、また、エンジン１はそのシリンダ２の軸心２ａが傾斜
、もしくは水平にて用いられるものであってもよい。

第２図中、−点鎖線図示のものは他の実施例を不してい
る。

これによれば、キャビティ１１と燃料噴射弁１５は共に
平面視で前記仮想線１４上に位置している。

他の構成や作用は前記実施例と同様である。

（発明の効果） この発明によれば、キャビティはほぼ半円形凹状をなし
、その頂部はシリンダの軸心よりも掃気ポート側に位置
しているため、上記ピストンの上昇によって押し上げら
れるシリンダ内の空気は、まず、上記頂部よりも掃気ポ
ート側のキャビティ内面に沿って上昇し、その後の空気
は、頂部を通って、この頂部よりも排気ポート側のキャ
ビティ内面に向うよう流れる。

一方、燃料噴射弁の燃料噴射口は上記頂部よりも掃気ポ
ート側のキャビティ内面近傍に位置させられていて、か
つ、点火プラグの各放電部は同上頂部よりも排気ポート
側のキャビティ内面近傍に臨んでいる。

このため、上記頂部よりも掃気ポート側のキャビティ内
面に沿って上昇する空気に対し上記燃料噴射弁による噴
射が行われることとなる。そして、この噴射された燃料
は、前記したその後の空気と共に濃い混合気として頂部
を越えて排気ポート側のキャビティに臨んでいる点火プ
ラグの放電部に向オつされる。このため、これら放電部
による点火放電は上記した濃い混合気層に対し行われ、
よって、混合気の点火は速やかに行われる。

そして、このように点火が速やかに行われるため、点火
プラグの放電部はキャビティの内面かられずかに突出さ
せることで足り、このため、燃焼熱による上記放電部の
損傷を防止して、高効率燃焼が得られることとなる。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は第２図のＩ−１
線矢視断面図、第２図はシリンダの上下中途部を下から
みた断面図、第３図は第２図のｆｆ１ＩＩＩ線矢視断面
図である。 １・・エンジン、２・−シリンダ、２ａ。 軸心、３・・シリンダヘッド、４・・ピストン、７・・
副掃気ポート（掃気ポート）、９・・排気ポート、１１
・・キャビティ、１２・・燃焼室、１３・・頂部、１５
・・燃料噴射弁、２１空気、２２・・燃料、２７・・第
２点火プラグ、２８・・第３点火プラグ、２７ａ、２８
ａ・・放電部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダの径方向一側壁に掃気ポートを設け、他側
   壁に排気ポートを設け、シリンダの軸心に沿った断面で
   みて燃焼室を構成するほぼ半円形凹状のキャビティをシ
   リンダヘッドに形成し、上記キャビティの頂部をシリン
   ダの軸心よりも掃気ポート側に偏位させ、かつ、上記頂
   部よりも掃気ポート側のキャビティ内面近傍に燃料噴射
   弁の燃料噴射口を位置させ、更に、同上頂部よりも排気
   ポート側のキャビティ内面近傍に点火プラグの放電部を
   臨ませた燃料噴射式２サイクルエンジンの燃焼室。