JPH06102981B2 - ２サイクル内燃機関 - Google Patents

２サイクル内燃機関

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JPH06102981B2
JPH06102981B2 JP61154231A JP15423186A JPH06102981B2 JP H06102981 B2 JPH06102981 B2 JP H06102981B2 JP 61154231 A JP61154231 A JP 61154231A JP 15423186 A JP15423186 A JP 15423186A JP H06102981 B2 JPH06102981 B2 JP H06102981B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２サイクル内燃機関、特にクランク角に同期し
て作動される２つの吸気弁及び少なくとも１つの排気弁
を有する２サイクル内燃機関に関する。
〔従来の技術〕
特公昭60-5770号には、吸気弁及び排気弁を有するオー
プンチャンバ型２サイクル内燃機関が開示されている。
この２サイクル内燃機関は、ピストンが下死点にある
時、両弁が開く。新気が吸気弁から流入したときは、シ
リンダに沿って下方に供給され、縦周りのループ状の流
れを形成する。新気と排気との境界面は、最初吸気弁の
近く、次いでシリンダの中央部に、更に排気弁の近くへ
と移動し、シリンダ内の全体で排気と新気とが確実に置
き換わる。
しかしながら、この２サイクル内燃機関は高負荷域では
問題ないが、アイドル域又は軽負荷域では、新気の量が
少なく、シリンダ内には多量の排気ガスが残留してお
り、新気をシリンダヘッド（点火栓）の近傍に集めるこ
とはできない。即ち、ループ状の流れでは、新気の主流
はシリンダの下方へ移動してしまうからである。このた
め、シリンダヘッドに設けられた点火栓による着火や、
火炎核の発生が阻害されたり、火炎伝播速度が低下する
ことにより、失火したり、燃焼変動が発生し易くなる。
尚、米国特許4543928号には、シリンダの軸まわりに空
気のスワールを形成し、ピストン側の空気とシリンダヘ
ッド側の混合気との間で成層化を行なっている。しか
し、排気のスワールを形成し、排気と新気との間の成層
化を行うものではなく、また副室タイプのものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、シリンダヘッド部に設けられた吸気ポート及
び排気ポートが燃焼室に開口している２サイクル内燃機
関において、特にアイドル域、軽負荷域の新気量が少な
い運転条件下においても、圧縮行程までに新気をシリン
ダヘッド（点火栓）の近傍に集めることにより、新気と
排気との成層状態の維持して、着火を容易にすることで
ある。また高負荷域では、充分な空気量を確保すること
である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、過給手段を有する新気供給系と、シリ
ンダヘッド部分に設けられた第１、第２吸気ポート及び
排気ポートを開閉するために、クランク角に同期して駆
動される第１、第２吸気弁及び排気弁とを有する２サイ
クル内燃機関において、アイドル域、軽負荷域で第２吸
気ポートを閉じる吸気制御弁と、少なくともアイドル
域、軽負荷域で排気ポートの背圧の圧力変動を抑える排
気系と、ピストン下降速度の速い時期に排気弁を第２吸
気弁より早く開きかつ第１吸気弁を第２吸気弁より遅く
開くようにこれらの弁の駆動する弁駆動機構と、排気ポ
ートの排気を燃焼室内へ逆流させ、その際逆流する排気
に略シリンダ軸回りのスワールを与える手段とを含み、
第１吸気弁より新気を該排気スワール上にゆるやかに流
入するようにした２サイクル内燃機関が提供される。
〔作用〕
本発明によれば、アイドル域、軽負荷域において、つぎ
のステップにより成層化が達成される。即ち、ピストン
の下降行程で、まず排気弁の開弁直後弱い排気ブローダ
ウンが発生し、瞬間的に排気ポート圧は高くなるが、排
気ポートの圧力変動は抑えられ、直ぐにシリンダ内圧は
大気圧となる。この時、ピストンの下降速度が大きいた
めシリンダ内の圧力は負圧となり、排気ポートの高温の
排気がシリンダ内へ逆流する。その際排気スワール形成
手段により、略シリンダ軸回りの排気スワールが形成さ
れる。ついで、シリンダ内圧が下がり第１吸気弁開弁
後、第１吸気ポートの圧力はスロットル弁で調圧され第
１吸気弁で絞られているので、排気ポートからの排気の
逆流はまだ進行している。さらにピストン下降速度が下
がって吸気弁リフトが増大すると、第１スロットル弁で
調圧されかつ過給手段で過給された新気が排気スワール
上に乗るように第１吸気ポートのみからゆっくりと流入
する。よって、ヘッド側の新気とピストン側の排気の成
層が得られる。吸気制御弁が閉じているので、第２吸気
ポートからの早期の新気の流入はなく、排気スワールは
乱されない。ついで、下死点に達し新気の流入が終了し
た後も略シリンダ軸回りの排気スワールにより成層が維
持され、断熱圧縮行程に移る。なお、排気脈動を抑える
ことにより、排気系への排気の再流出や新気の流出又は
新気の逆流が行われず、よって略シリンダ軸回りの排気
スワールは乱されることがない。また、高負荷域では、
次のようにして、横断掃気を達成する。ピストンの下降
行程で、まず排気弁の開弁直後排気ブローダウンが発生
する。ついで、第２吸気弁の開弁後大量の新気の流入が
開始され、横断掃気が行なわれる。第２吸気弁は第１吸
気弁より早く開くので、十分な新気流入量を確保するこ
とができる。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。
第１図は本発明の実施例にかかわる６気筒２サイクル内
燃機関の概略図、第２図はその主要部を示す概略図、第
３図は同２サイクル内燃機関の断面図である。これらの
図において、１は内燃機関本体、10は吸気系、30は排気
系である。内燃機関本体１において、２は燃焼室（シリ
ンダ）、３はピストン、４は点火栓、５はマスク、６は
シリンダヘッド、７はシリンダブロックである。吸気系
10において、11はエアクリーナ、12はエアフローメー
タ、13はスロットル弁、14は機械式過給機（スーパーチ
ャージャ）、15はインタークーラ、16は吸気制御弁、17
a、17bはサージタンク、18はリード弁、19a、19bは燃料
噴射弁、20a、20bは第１、第２吸気ポート、21a、21bは
第１、第２吸気弁である。また、排気系30において、31
a、31bは排気弁、32a、32bは排気ポート、33は排気マニ
ホルド、34は排気制御弁、35は触媒、36はマフラーであ
る。
吸入空気はエアクリーナ11から流入し、スロットル弁13
で空気量を調整される。エアクリーナ11とスロットル弁
13との間にはエアフローメータ12が設けられ、吸入空気
量を計測する。スロットル弁13の下流には機械式過給機
（スーパーチャージャ）14が設けられ吸入空気を過給す
るとともに、過給により温度上昇した吸入空気をその下
流に設けたインタークーラ15により冷却し、吸入空気の
体積効率を向上する。機械駆動式過給機14は、例えばル
ーツ式ポンプ過給機であって、ハウジング内でポンプ作
用をすることにより吸入空気を過給するものである。こ
のため、図示しないが、過給機４はプーリやベルト等を
介して機関のクランクシャフトに連結され、機関の回転
数に対応した回転数で回転される。ルーツポンプに代え
てベーンポンプから成る過給機等であってもよい。
インタークーラ15の下流において吸気系10は軽負荷用吸
気通路10aと高負荷用吸気通路10bの２つに分けられ、高
負荷用吸気通路10bには吸気制御弁16が設けられる。こ
の吸気制御弁16は通常のバタフライ弁からなり、機関の
アイドル運転域又は軽負荷運転域では閉じられ、中負荷
ないし高負荷運転域では開かれる。各吸気通路10a、10b
はそれぞれサージタンク17a、17bに接続され、サージタ
ンク17a、17bの下流へそれぞれ分岐管で各気筒に分岐さ
れ、シリンダヘッド６に形成された第１及び第２吸気ポ
ート20a、20bを介して燃焼室２に接続される。これらの
吸気ポート20a、20bはシリンダヘッド６側から直接燃焼
室２に開口している。各気筒の吸気ポート20a、20bには
燃料噴射弁19a、19bがそれぞれ設けられる。高負荷用吸
気通路10bの燃料噴射弁19bの上流には必要に応じてリー
ド弁等の逆止弁18を設けてもよい。吸気通路10aには後
述のような理由でリード弁を設ける必要はない。一方の
燃料噴射弁19aは全運転域で燃料を噴射し、他方の高負
荷用燃料噴射弁19bは吸気制御弁16の開いている中負荷
又は高負荷運転域でのみ燃料を噴射するもので、燃料噴
射弁19aより噴射量を多くとれるようにより大きな噴口
を有する。噴射された燃料と混合された吸気空気は第１
及び第２吸気ポート20a、20bからポペット型の第１及び
第２吸気弁21a、21bを介して燃焼室２内へ流入する。こ
れらの第１及び第２吸気弁20a、20bは後述のようなタイ
ミングでクランク角に同期してそれぞれ開閉される。
第１及び第２吸気ポート20a、20bから燃焼室２内へ流入
する混合気はそれぞれ第４図及び第５図に示すように流
れるようにされる。即ち、第１吸気ポート20aからは第
４図に示すように実質上吸気弁21aの傘部の全周から流
入するようにされ、第２吸気ポート20bからは第５図に
示すように吸気弁21bの傘部の周囲の一部の領域、即ち
燃焼室シリンダ２の壁部に近い領域から直接下方へシリ
ンダ壁に沿って流れるようにされる。このため、例え
ば、第２吸気ポート20bの内壁の、第２吸気弁21bに近接
した領域であってシリンダ２の中央に近い側に第３図及
び第５図の破線で示すようなマスク壁22が形成されてい
る。従って、第２吸気ポート20bを流れる多量で高速の
混合気（新気）はマスク壁22の傾斜部分に沿ってシリン
ダ壁側に案内され、そのまま燃焼室２に流入して直接下
方へシリンダ壁に沿って素早く流れる。
吸気ポート20a、20bと対向する位置でシリンダヘッド６
側から直接燃焼室２に開口している２つの排気ポート32
a、32bもシリンダヘッド６に形成されている。これらの
排気ポート32a、32bも後述のようなタイミングでクラン
ク角に同期して作動されるポペット型排気弁31a、31bに
よりそれぞれ開閉される。２つの排気ポート32a、32bは
排気弁31a、31b下流の近い位置で合流し、排気マニホル
ド33に接続される。排気マニホルド33は各気筒の枝管の
集合部において、第１〜第３気筒の枝管集合部33aと第
４〜第６気筒の枝管集合部33bとを分離又は流通できる
ように排気制御弁34を設けている。また２つに分離され
た枝管集合部33a、33bは、下流で１本に集合された二叉
枝管37を通じて排気管38に連結される。ここで、図示の
６気筒２サイクル内燃機関で、行程順序がクランク角60
度毎に第１、第６、第２、第４、第３、第５気筒の順で
繰り返されるものとすると、第１〜第３気筒のグループ
及び第４〜第６気筒のグループの各グループ内では気筒
行程が120度毎に繰り返されることとなる。排気管38の
下流には触媒35及びマフラー36が設けられる。排気制御
弁34は単に排気圧力を制御するためのもので、閉じてい
る時のシール性をあまり要求されないので、通常のバタ
フライ弁で充分である。もっとも、ポペット弁のような
閉鎖時のシール性の高いものを用いてもよいことは勿論
である。この排気制御弁34は機関のアイドル域、軽負荷
域で開くように制御され高負荷域では閉じるように制御
される。
各気筒の燃焼室２はシリンダヘッド６、ピストン３及び
シリンダブロック７間に形成され、シリンダヘッド６側
上部中央に点火栓４が配置される。シリンダヘッド６の
排気弁31a、31b周囲にはマスク５が形成されており、こ
れらのマスク５は排気が排気ポート32a,32bからポペッ
ト型排気弁31a、31bの傘周囲を経て燃焼室２内へ逆流す
る際に排気にスワールを与え、特にアイドル域、軽負荷
域で燃焼室２内にシリンダ（燃焼室２）の軸をほぼ中心
とする適度なスワールを形成するような形状を有する。
このようなマスク５に代えて、或いはマスク５とともに
スワール形成手段として排気ポート32a、32bの一方又は
両方を第２図の32bで示すような偏心ポートとしてもよ
い。このように排気ポートをシリンダの軸心より偏心さ
せることにより、排気が排気ポートから燃焼室２内へ接
線方向に逆流する際に排気に適度なスワールを与えるよ
うにすることができる。
各気筒の第１及び第２吸気弁21a、21b及び排気弁31a、3
1bは、図示しないが、クランクシャフトと同じ回転速度
で回転するカム軸に取付られた適切なカムにより作動さ
れ、第６図に示すような所定のタイミングでそれぞれ開
閉される。即ち、下死点（BDC）を基準として約−125度
の時点で先ず排気弁31a、31bが同時に開き、次いで約−
90度の時点で第２吸気弁21bが先に開く。次に、約−70
度の時点で第１吸気弁21aが遅れて開く。また、下死点
（BDC）を基準として約＋40度の時点で排気弁31a、31b
が同時に閉じ、同じ約＋40度の時点で第１吸気弁21aが
先に閉じ、次いで約＋60度の時点で第２吸気弁21bが遅
れて閉じる。なお、燃料噴射弁19a、19bは下死点（BD
C）を基準として約＋45度から−40度までの間で燃料を
噴射する。両燃料噴射弁19a、19bの開弁時間を吸気弁21
a、21bの開弁時間に適合するよう互いに異ならしめても
よい。
図示のように６気筒２サイクル内燃機関で、行程順序が
前述のようにクランク角60度毎に第１、第６、第２、第
４、第３、第５気筒の順で繰り返されるものとすると、
各気筒の排気弁31a、31bの開閉状態は第７図に示すよう
になる。即ち、第７図において、第１気筒のクランク角
に対し実線で示した部分が各気筒の排気弁31a、31bが開
いている期間である。一方、排気制御弁34は前述のよう
に少なくとも機関のアイドル域、軽負荷域で開くように
制御される。従って、アイドル域、軽負荷域ではすべて
の気筒の排気マニホルド33の枝管が相互に連通した状態
となる。これを第１気筒についてみると、第７図におい
て、排気弁31a、31bの開き始めの領域Ｋでは第３気筒の
排気弁がまだ開いており、中間の領域Ｌで第６気筒の排
気弁が開き始め、終わりの領域Ｍで第２気筒の排気弁が
開き始める。特に他の気筒グループ（第６気筒）からの
排気圧力の影響を受けることにより、排気ポートは実質
上、常時正圧となっていて、各気筒の排気パルス過給効
果が生じない。他の気筒についても同様で、各気筒の排
気圧力が互いに干渉し、後述のように背圧を制御する。
他方、排気制御弁34は機関の高負荷運転域で閉じている
ので、第７図における中間領域Ｌでは、第６気筒の排気
弁が開くことによる背圧の影響を実質上受けないことと
なり、このため第１気筒の排気ポートは第２気筒の排気
圧力（Ｍ）の干渉を受け排気パルスによる過給効果を生
ずる。なお、低回転時、排気ブローダウン直後に発生す
る脈動を抑えるため、排気ポート近傍に排気弁を付けた
り、共鳴室を連結する方法を組合せてもよい。
次に本発明にかかわる２サイクル内燃機関の作用につい
て説明する。
まず、機関のアイド域、軽負荷域において、吸気制御弁
16は閉じ、一方排気制御弁34は開いている。ピストン３
の下降行程で、第６図の上死点（TDC）よりクランク角
−125度の位置に達するの時点で、排気弁31a、31bが開
き始める。従って、第６図の（Ａ）の時点ごろは、燃焼
後の排気が、第８図Ａに示しているように、開き始めた
ばかりの排気弁31a、31bから流出（弱いブローダウン
Ｐ）する。アイドル域、軽負荷域ではシリンダ内での燃
焼圧力は低く、排気の量が少ないのでこのブローダウン
（Ｐ）は短時間で終了する。即ち、排気ポート32a、32b
の部位では、最初の弱い排気ブローダウン（Ｐ）のため
に排気圧力は瞬間的に２〜3kg/cm2程度になるが、直ぐ
に1.05kg/cm2程度に下がり安定化する。この傾向はエン
ジン回転数が高まるにつれ一層安定する。ついで、第６
図のクランク角−90度程度の（Ｂ）の時点では、ピスト
ン３の下降速度が相当大きく、シリンダ内圧は負圧とな
り、しかも第７図の領域Ｌで示したように他の気筒グル
ープ（第６気筒）の排気圧力の影響を受ける。よって、
排気ポート32a、32bにブローダウンした高温の排気が燃
焼室２内へ逆流（Ｑ）する。その際、排気スワール形成
手段、即ち偏心ポート32bとマスク５により、略シリン
ダ軸を中心とするスワール（Ｒ）が形成される。この時
のスワールはゆっくりとした旋回として、シリンダ内の
排気の熱免散を防止する。ついで、第１吸気弁21aの開
弁後、第１吸気ポート20aの圧力はスロットル弁13で調
圧され、第１吸気弁21aのリフト量が少なく、絞られて
いるので、新気の流入はなく、排気ポート32a、32bから
の排気逆流が進む。さらにピストンが下がり下降速度が
ゆるやかになった頃第１吸気弁リフトが増大し、第６図
の（Ｃ）及び第８図Ｃで示した状態となり、スロットル
弁13が絞られかつ過給機14で低圧に過給された新気（混
合気）が第１吸気ポート20aより第１吸気弁21aを介して
燃焼室２に流入する。なお、吸気制御弁16は閉じている
ので第２吸気ポート20bからは新気はほとんど流入しな
い。前述のように、第１吸気ポート20aからは第４図に
示すように実質上吸気弁21aの傘部の全周から流入する
ようにされ、しかもこの運転域ではピストン３の下降速
度が小さいので、シリンダ内圧低下は少なく、よって新
気の流速が低くなり、しかも第１吸気弁21aは第２吸気
弁21bより遅く開くので、新気は排気スワール上にゆっ
くり流入し燃焼室２の上部のシリンダヘッド６側の点火
栓４に近い部位に集まる。よって、シリンダヘッド側
（上層部）の新気（Ｓ）とピストン３（下層部）側の排
気（Ｒ）の成層化が得られる。排気（Ｒ）は略シリンダ
軸まわりにスワールしているので、ピストン３が下死点
に達し第６図の（Ｄ）及び第８図Ｄで示した状態となっ
ても、新気（Ｓ）と排気（Ｒ）と間の成層状態が維持さ
れる。吸気弁21aが閉じて新気の流入が実質上終了した
第６図の（Ｅ）及び第８図Ｅで示した状態でも新気
（Ｓ）と排気（Ｒ）と間の成層状態が維持され、圧縮行
程の終了時点までこの成層状態が維持されるので、シリ
ンダヘッド６側にある新気はピストン３側の高温の排気
により活性化され、アイドル域では圧縮行程末期に点火
栓４により容易に着火し火炎伝搬が進み確実な燃焼が得
られると共に、暖機後の軽負荷域ではシリンダ内の排気
の温度は高くなり新気の活性化が進んで圧縮行程時に断
熱圧縮される結果、点火栓４によらず自己着火燃焼が可
能となる。尚、Ｄ及びＥの状態では、第７図の領域Ｌ及
びＭで示したように他の気筒からの排気圧力（背圧）を
影響を受けており、アイドル域、軽負荷域では実質上排
気ポート32a、32bの背圧が常時正圧となっている。従っ
て、排気パルスにより過給効果を停止しているので、排
気系への新気の流出（いわゆる新気の吹き抜け）や新気
の逆流入が行われず、スワール（Ｒ）が乱されることは
ない。このため、確実な成層燃焼が実現される。
以上のように、機関のアイドル域、軽負荷域では、排気
制御弁34を開くことによって排気パルスの過給効果を防
止し、排気ブローダウンによる排気スワールを生じさせ
るとともに、吸気制御弁16を閉じることにより、新気を
吸気ポート20aより燃焼室２のシリンダヘッド６側に導
き、新気と排気スワールとの成層化を実現し、アイド
ル、冷間時には点火栓４により確実な着火燃焼を行い、
暖機後の軽負荷時のように、排気の温度が高い場合に
は、新気の自己着火燃焼を実現させるものである。第２
吸気ポート20bからはほとんど新気が流入しないので、
スワールが乱されることはない。
次に、機関の高負荷域において、吸気制御弁16は開き、
一方、排気制御弁34は閉じる。ピストン３の下降行程
で、第６図の（ａ）の時点で、第９図Ａに示しているよ
うに、排気弁31a、31bが開き始める。燃焼後の排気は開
き始めたばかりの排気弁31a、31bから急激に流出（ブロ
ーダウンＰ）する。高負荷域では排気量が多いので強い
排気ブローダウンとなり、ブローダウン（Ｐ）の持続時
間も長い。ブローダウンはクランク角−90度でほぼ終了
する。よって、大量の排気ガスの排出が終了される。第
６図の（ｂ）に達したときは第９図Ｂに示すように、ク
ランク角−80度程度の時点で、まず第２吸気弁21bが先
に開弁し、新気（Ｔ）の流入が開始される。従って、過
給された新気（混合気）が第２吸気ポート20bより第２
吸気弁21bを介して燃焼室２に流入を開始する。次いで
第１吸気弁21aも開き、第１吸気ポート20aからも新気が
流入する。尚、高負荷域では、前述のように吸気制御弁
16が開いているので、新気は両吸気ポート20a、20bから
流入するが、吸気ポート20bからは多量の新気が第５図
で示したように燃焼室２内を直接下方へシリンダ壁に沿
って素早く流される。これにより、第９図Ｂで示すよう
に排気（Ｕ）と新気（Ｔ）との間でいわゆる横断掃気が
開始されることとなる。つぎに、第６図の（ｂ），
（ｃ）及び第９図B,C（クランク角−80度〜−50度程度
の時点）では、強い排気ブローダウンによる排気パルス
の効果で排気ポート32a,32bの圧力が一時的に負圧とな
り、シリンダ内への新気の流入を助け、新気の一部
（Ｖ）が排気ポート32a,32b及び排気マニホルド33に一
旦貯えられる。つぎに、第６図の（ｄ）及び第９図Ｄの
時点では、第７図のＭの領域で示したような排気弁の開
き始めた他の気筒（第２気筒）からの強い排気ブローダ
ウンによる強い正圧力を受け、排気ポート32a,32b及び
排気マニホルド33に一時貯められていた新気を燃焼室２
へ逆流（Ｗ）させるように押込む。この新気は燃焼室２
へ逆流する際、偏心排気ポート32b及びマスク５により
燃焼室２の上部のシリンダヘッド６側に強い新気スワー
ル（Ｘ）を形成する。第１吸気弁21aは排気弁31a、31b
とほぼ同時ぐらいに閉じる。その後、第２吸気弁21bが
閉じ、この状態ではもはや新気の吹き返しは生じない
（第６図の（ｅ）、第９図Ｅ）。
以上のように、機関の高負荷域では、吸気制御弁16を開
くことにより、早い時期に開く第２吸気弁21bより多量
の新気を燃焼室２のシリンダ壁に沿って迅速に燃焼室２
の下方に導き、横断掃気を実現するとともに、排気制御
弁34を閉じることによって排気の正負圧パルスを生じさ
せ、気筒間の排気パルス過給効果により新気の流入を助
け、一旦吹き抜けた新気を排気ポート及び排気マニホル
ド内へ一時貯めて新気を加熱し再度シリンダ内へ逆流さ
せることによりシリンダ内に適量の新気を供給できると
共に強い新気スワールにより新気の乱れが強まり火炎伝
播を改善できるのである。また、第１吸気弁21aは第２
吸気弁よりも早く、排気弁31a、31bと殆ど同時に閉じる
ので、燃焼室２から第１吸気ポート20aへ動圧が作用す
ることは全くなく、従って第１吸気ポート20aにはリー
ド弁等の逆止弁を必要としない。
尚、上述の実施例では、６気筒２サイクル内燃機関の場
合について説明したが、本発明はこれに限らず、例え
ば、３気筒又は１〜２気筒の２サイクル内燃機関におい
ても適用することができる。３気筒の場合、アイドル
域、軽負荷域で背圧を実質的正圧とする手段として、第
10図に示すように各気筒の排気管41をそれぞれ独立して
設けると共にこれらの排気管41を相互に連通させるバイ
パス弁42を設ける。アイドル域、軽負荷域でバイパス弁
42を閉じることにより各排気管41の等価管長が長くな
り、しかも実質上他の気筒の排気パルスの影響を受けな
くなり、この域では排気ポートの背圧の圧力変動は抑え
られる。高負荷域でバイパス弁42を開いた場合は、各排
気管41は第７図に示したような行程順序が120度ごとの
他の気筒の背圧のブローダウンＭの影響で前述のような
排気パルス過給効果がある。また、１気筒の場合、第11
図に示すように排気管43に排気制御弁45を設けると共に
この排気制御弁45をバイパスする通路44を設ける。アイ
ドル域、軽負荷域で排気制御弁45を閉じることにより排
気管43の等価管長が長くなり、この域では排気ポートの
背圧の圧力変動は抑えられる。高負荷域では排気制御弁
45を開き、排気管43の等価管長を短くする。46は大気開
放部、47はボリュームを示す。尚、１〜２気筒の２サイ
クル内燃機関では、前述のような気筒間の排気パルス過
給効果を得ることはできない。
また、シリンダヘッドの壁に形成したマスク５及び偏心
ポート32bにより排気逆流時に排気に略シリンダ軸まわ
りに排気スワールを与える場合、マスク５の形状を変更
し、第12図に示すようにシリンダ中心軸から吸気弁より
傾斜した軸線Ｙを中心としたスワールを形成するように
してもよい。要は、このようにして形成された排気スワ
ールと上層の新気との間を掻き混ぜることなく、成層状
態を維持すればよいのである。従って、「略シリンダ軸
まわり」という限定は広い意味に解すべきである。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明によれば、大量の残留排気
ガスのあるアイドル域、軽負荷域でも、遅く開く第１吸
気弁より新気をシリンダヘッド近傍にゆっくりと位置さ
せることにより、スワールが乱されず、着火が容易とな
る。従って、失火がない。また、排気はピストン側に位
置し、新気がピストン頂面に触れないため、ピストン頂
面クエンチが発生しない。また、排気スワールによりピ
ストン頂面を断熱することにより排気の熱逸散を防止で
き、排気により新気の温度を高めることができる。成層
状態を維持する排気と新気との境界で、新気が排気熱に
より活性化し、排気ガスの温度が高い場合には、圧縮行
程末期に自己着火燃焼を行うことも可能である。また、
高負荷域では、早期に開く第２吸気弁より多量の新気が
流入し、横断掃気により、高い充填効率及び高出力を確
保することができる。また、簡単なバルブ開閉機構でア
イドル域、軽負荷域での新気の流入特性と高負荷域での
横断掃気とを切換えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例にかかわる６気筒２サイクル内
燃機関の概略図、第２図はその主要部を示す概略図、第
３図は同２サイクル内燃機関の断面図、第４図及び第５
図は２つの吸気弁からの新気の流れを示す図、第６図は
排気弁及び吸気弁の開閉タイミング並びに燃料噴射弁の
噴射タイミングを示した図、第７図は気筒相互間の排気
弁の開弁タイミングを示した図、第８図はアイドル又は
軽負荷域における排気及び新気の状態を説明するための
図、第９図は高負荷域における排気及び新気の状態を説
明するための図、第10図は３気筒の場合の排気制御機構
を示した図、第11図は１気筒の場合の排気制御機構を示
した図、第12図は排気スワールの中心軸を傾斜させた場
合を示した図である。 １……２サイクル内燃機関本体 ２……燃焼室路 ５……マスク 14……過給機 16……吸気制御弁 21a、21b……第１、第２気弁 31a、31b……排気弁 34……排気制御弁 20a、20b……第１、第２吸気ポート 32a、32b……排気ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 博史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 敏雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 梅花 豊一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 広瀬 雄彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 堀井 欽吾 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−104613（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】過給手段を有する新気供給系と、シリンダ
    ヘッド部分に設けられた第１、第２吸気ポート及び排気
    ポートを開閉するために、クランク角に同期して駆動さ
    れる第１、第２吸気弁及び排気弁とを有する２サイクル
    内燃機関において、アイドル域、軽負荷域で第２吸気ポ
    ートを閉じる吸気制御弁と、少なくともアイドル域、軽
    負荷域で排気ポートの背圧の圧力変動を抑える排気系
    と、ピストン下降速度の速い時期に排気弁を第２吸気弁
    より早く開きかつ第１吸気弁を第２吸気弁より遅く開く
    ようにこれらの弁を駆動する弁駆動機構と、排気ポート
    の排気を燃焼室内へ逆流させ、その際逆流する排気に略
    シリンダ軸回りのスワールを与える手段とを含み、第１
    吸気弁より新気を該排気スワール上にゆるやかに流入す
    るようにした２サイクル内燃機関。
  2. 【請求項２】弁駆動機構は、第１吸気弁を第２吸気弁よ
    り早く閉じるように制御する特許請求の範囲第１項記載
    の２サイクル内燃機関。
  3. 【請求項３】第１吸気ポートは新気を実質上全方向にわ
    たり燃焼室へ流入させる形状を有し、第２吸気ポートは
    新気を実質的にシリンダ壁に沿って下方へ流入させる形
    状を有する特許請求の範囲第１項記載の２サイクル内燃
    機関。
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