JPH06185312A - ２サイクル機関の燃焼室 - Google Patents

２サイクル機関の燃焼室

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JPH06185312A
JPH06185312A JP4339151A JP33915192A JPH06185312A JP H06185312 A JPH06185312 A JP H06185312A JP 4339151 A JP4339151 A JP 4339151A JP 33915192 A JP33915192 A JP 33915192A JP H06185312 A JPH06185312 A JP H06185312A
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valves
wall surface
exhaust valve
air supply
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Toyoichi Umehana
豊一 梅花
Koichi Nakae
公一 中江
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２サイクル機関において燃焼室内全体を掃気
する。 【構成】 シリンダヘッド内壁面３ａの一側周辺部に一
対の排気弁９，１０を配置し、シリンダヘッド内壁面３
ａの他側周辺部に一対の給気弁１１，１２を配置する。
更にシリンダヘッド内壁面３ａの中央部に追加の排気弁
１３を配置する。排気弁９，１０，１３側に形成される
各給気弁１１，１２の開口をマスク壁１５，１８によっ
て覆う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２サイクル機関の燃焼室
に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリンダヘッド内壁面の一側周辺部に３
個の排気弁を配置すると共にシリンダヘッド内壁面の他
側周辺部に一対の給気弁を配置し、排気弁側に形成され
る給気弁開口をマスク壁により覆うことにより排気弁側
に形成される給気弁開口からの新気の流入を阻止し、排
気弁と反対側に形成される各給気弁開口から流入した新
気を給気弁下方のシリンダボア内壁面に沿い下降させ、
次いでピストン頂面に沿って進行させた後に排気弁下方
のシリンダボア内壁面に沿って上昇させるようにした２
サイクル機関が公知である（特開平４−１１２９０４号
公報参照）。この２サイクル機関では給気弁から流入し
た新気を燃焼室の周縁に沿いループ状に流すことによっ
て既燃ガスをできる限り掃気するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
に新気を燃焼室の周縁に沿いループ状に流すと燃焼室周
縁部に存在する既燃ガスは新気によって良好に掃気され
るが燃焼室中央部に存在する既燃ガスは掃気されること
なくそのまま残存し、斯くして燃焼室内全体の既燃ガス
を良好に掃気できないという問題を生ずる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、シリンダヘッド内壁面の一側周辺
部に少くとも１個の排気弁を配置すると共にシリンダヘ
ッド内壁面の他側周辺部に少くとも１個の給気弁を配置
し、排気弁側に形成される給気弁開口からの新気の流入
を阻止して排気弁と反対側に形成される給気弁開口から
流入した新気を給気弁下方のシリンダボア内壁面に沿い
下降させ、次いでピストン頂面に沿って進行させた後に
排気弁下方のシリンダボア内壁面に沿って上昇させるよ
うにした２サイクル機関において、シリンダヘッド内壁
面の中心部に追加の排気弁を配置している。
【０００５】
【作用】燃焼室中央部に存在する既燃ガスが追加の排気
弁を介して排出される。
【０００６】
【実施例】図１から図３に本発明を２サイクルディーゼ
ル機関に適用した場合を示す。しかしながら本発明を２
サイクル火花点火式機関に適用することもできる。図１
から図３を参照すると、１はシリンダブロック、２はシ
リンダブロック１内で往復動するピストン、３はシリン
ダブロック１上に固締されたシリンダヘッド、４はピス
トン２の頂面とシリンダヘッド内壁面３ａ間に形成され
た主室、５はシリンダヘッド内壁面３ａの周縁部上方の
シリンダヘッド３内に形成された副室、６は主室４内に
開口する副室５の噴口、７は副室５内に向けて燃料を噴
射するための燃料噴射弁、８は副室５内に配置されたグ
ロープラグを夫々示す。
【０００７】図１から図３に示される実施例では図１に
示されるようにシリンダヘッド内壁面３ａの一側周辺部
には一対の排気弁９，１０が配置され、シリンダヘッド
内壁面３ａの他側周辺部には一対の給気弁１１，１２が
配置される。更にシリンダヘッド内壁面３ａの中央部に
は第３の、即ち追加の排気弁１３が配置される。図１に
示されるように排気弁９と排気弁１０はシリンダ軸線を
含む対称平面Ｋ−Ｋに関して対称的に配置され、給気弁
１１と給気弁１２も対称平面Ｋ−Ｋに関して対称的に配
置される。また、一対の給気弁１１，１２および排気弁
１３によって囲まれたシリンダヘッド内壁面３ａの周辺
部に副室５の噴口６が配置され、更に排気弁１３および
噴口６は対称平面Ｋ−Ｋ上に配置される。従って図１か
ら図３に示す実施例ではシリンダヘッド内壁面３ａの周
辺部に一対の排気弁９，１０、一対の給気弁１１，１２
および噴口６がほぼ等角度間隔で配置され、シリンダヘ
ッド内壁面３ａのほぼ中央部に追加の排気弁１３が配置
されている形となっている。
【０００８】図１および図２に示されるようにシリンダ
ヘッド内壁面３ａ上には凹部１４が形成され、この凹部
１４の最奥部に給気弁１１が配置される。排気弁９，１
０，１３側に位置する凹部１４の内周壁面部分１５は給
気弁１１の外周縁に沿って延びる円筒状をなしており、
この円筒状内周壁面部分１５を除く凹部１４の内周壁面
部分１６は主室４内に向けて拡開する円錐状に形成され
ている。従って円筒状内周壁面部分１５に対面する給気
弁１１の開口は円筒状内周壁面部分１５によって覆われ
ることになり、従ってこの円筒状内周壁面部分１５は排
気弁９，１０，１３側に形成される給気弁１１の開口を
覆うマスク壁を形成している。図１から図３に示す実施
例ではこのマスク壁１５は最大リフト位置にある給気弁
１１よりも下方まで延びており、従って排気弁９，１
０，１３側に形成される給気弁１１の開口は給気弁１１
の全開弁期間に亘ってマスク壁１５により覆われること
になる。しかしながらマスク壁１５の高さを少し低くし
て給気弁１１のリフト量が小さいときのみ給気弁１１の
開口をマスク壁１５によって覆うようにすることもでき
る。
【０００９】一方、図１に示されるようにシリンダヘッ
ド内壁面３ａ上には対称平面Ｋ−Ｋに関して凹部１４と
対称的な形状を有する凹部１７が形成され、この凹部１
７の最奥部に給気弁１２が配置される。排気弁９，１
０，１３側に位置する凹部１７の内周壁面部分１８は給
気弁１２の外周縁に沿って延びる円筒状をなしており、
この円筒状内周壁面部分１８を除く凹部１７の内周壁面
部分１９は主室４内に向けて拡開する円錐状に形成され
ている。従って円筒状内周壁面部分１８に対面する給気
弁１２の開口は円筒状内周壁面部分１８によって覆われ
ることになり、従ってこの円筒状内周壁面部分１８は排
気弁９，１０，１３側に形成される給気弁１２の開口を
覆うマスク壁を形成している。図１から図３に示す実施
例ではこのマスク壁１８はマスク壁１５と同様に最大リ
フト位置にある給気弁１２よりも下方まで延びており、
従って排気弁９，１０，１３側に形成される給気弁１２
の開口は給気弁１２の全開弁期間に亘ってマスク壁１８
により覆われることになる。しかしながらこのマスク壁
１８についてもマスク壁１８の高さを少し低くして給気
弁１２のリフト量が小さいときのみ給気弁１２の開口を
マスク壁１８によって覆うようにすることもできる。
【００１０】一方、図１および図３に示されるようにシ
リンダヘッド内壁面３ａ上には凹部２０が形成され、こ
の凹部２０の最奥部に排気弁１３が配置される。この凹
部２０の周壁面は排気弁１３が開弁したときに排気弁１
３の全周が主室４内に開口するように排気弁９，１０側
の一部を除いて主室４に向けて拡開する円錐状に形成さ
れている。従って各排気弁９，１０，１３に対してはマ
スク壁が設けられていないことになり、斯くして排気弁
９，１０，１３が開弁すると排気弁９，１０，１３は全
周に亘って主室４内に開口することになる。
【００１１】図１から図３に示す実施例では全排気弁
９，１０，１３がシリンダヘッド３内に摺動可能に挿入
された対応するバルブリフタ２１を介して共通のカムシ
ャフト２２により駆動され、全給気弁１１，１２がシリ
ンダヘッド３内に摺動可能に挿入された対応するバルブ
リフタ２３を介して共通のカムシャフト２４により駆動
される。即ち、全排気弁９，１０，１３はロッカーアー
ムを介することなく各排気弁９，１０，１３の軸線上に
位置する共通のカムシャフト２２によって直接駆動さ
れ、全給気弁１１，１２はロッカーアームを介すること
なく各給気弁１１，１２の軸線上に位置する共通のカム
シャフト２４によって直接駆動される。また、シリンダ
ヘッド３内には全排気弁９，１０，１３に対して共通の
排気ポート２５が形成され、更にシリンダヘッド３内に
は副室５の両側において各給気弁１１，１２まで延びる
一対の給気ポート２６が形成されている。
【００１２】図４は排気弁９，１０，１３および給気弁
１１，１２の開弁期間を示している。図４に示されるよ
うに各排気弁９，１０，１３は各給気弁１１，１２より
も先に開弁し、先に閉弁する。次に図５および図６を参
照しつつ図１から図３に示す２サイクルディーゼル機関
の作動について説明する。
【００１３】前述したように各排気弁９，１０，１３は
各給気弁１１，１２よりも先に開弁する。各排気弁９，
１０，１３が開弁すると主室４内の既燃ガスが急激に排
気ポート２５内に排出され、即ちブローダウンを生じ、
その結果主室４内の圧力が急激に低下する。主室４内の
圧力が低下すると副室５内の既燃ガスが噴口６を介して
主室４内に流出する。
【００１４】次いで各給気弁１１，１２が開弁すると機
関駆動の機械式過給機（図示せず）から各給気ポート２
６内に送り込まれた新気が各給気弁１１，１２を介して
主室４内に供給される。このとき前述したように排気弁
９，１０，１３側に形成される各給気弁１１，１２の開
口は夫々対応するマスク壁１５，１８によって覆われて
いるので新気は排気弁９，１０，１３と反対側に位置す
る各給気弁１１，１２の開口を通って主室４内に流入す
る。この場合、給気弁１１，１２はシリンダヘッド内壁
面３ａの周辺部に配置されているのでこれら給気弁１
１，１２から流入した新気は図５において矢印Ｘで示す
ように夫々対応する給気弁１１，１２下方のシリンダボ
ア内壁面１ａに沿って下降し、次いでピストン２の頂面
に沿って進行し、次いで排気弁９，１０下方のシリンダ
ボア内壁面１ａに沿って上昇する。即ち、各給気弁１
１，１２から流入した新気は主室４の周縁部に沿ってル
ープ状に流れ、このループ状に流れる新気Ｘによって主
室４内の既燃ガスが各排気弁９，１０から排出される。
従って各給気弁１１，１２から流入する新気Ｘによって
主室４の周縁部が掃気されることになる。
【００１５】一方、ピストン２の頂面上を新気Ｘが流れ
るとこの新気流Ｘによってピストン２の頂面近くに存在
する既燃ガスの一部が上方に向けて押しのけられる。そ
の結果、主室４の中央部に存在する既燃ガスは図６にお
いて矢印Ｙで示すように排気弁１３に向けて押し上げら
れ、この押し上げられた既燃ガスが排気弁１３から排気
ポート２５内に排出される。このようにシリンダヘッド
内壁面３ａの中心部に排気弁１３を設けると主室４の中
央部に存在する既燃ガスは給気弁１１，１２から流入す
る新気Ｘによって掃気されることになる。このように給
気弁１１，１２から流入する新気によって主室４の周縁
部および中央部が掃気されるので各給気弁１１，１２か
ら流入する新気によって主室４内全体が良好に掃気され
ることになる。
【００１６】次いで排気弁９，１０，１３が閉弁し、給
気弁１１，１２が閉弁するとピストン２の上昇作用によ
り主室４内のガスが噴口６を介して副室５内に送り込ま
れる。上述したように主室４内全体が良好に掃気される
ので副室５内には多量の新気を含んだガスが送り込ま
れ、斯くして燃料噴射弁７から副室５内に噴射された燃
料が良好に燃焼せしめられることになる。
【００１７】給気弁１１，１２が開弁したときに主室４
内の圧力が高いと主室４内の既燃ガスが給気ポート２６
内に逆流する。ところがこのような逆流が生じると逆流
した既燃ガスを主室４内に戻しかつ排気ポート２５内に
排出させるために機械式過給機が余分な仕事をしなけれ
ばならず、斯くしてその分だけ機関の出力損失が増大す
ることになる。従ってこのような既燃ガスの逆流を阻止
するためには給気弁１１，１２が開弁したときの主室４
内の圧力を低くしなければならず、そのためには排気弁
９，１０，１３が開弁したときにできるだけすみやかに
既燃ガスを排気ポート２５内に排出させることが必要と
なる。
【００１８】ところが排気弁９，１０，１３が開弁して
から給気弁１１，１２が開弁するまでの期間は極めて短
かく、この短かい期間の間に既燃ガスをすみやかに排出
するには排気弁９，１０，１３を高速度で開弁せしめな
ければならない。この場合、ロッカーアームを介して排
気弁９，１０，１３を駆動するとロッカーアームの弾性
変形等により排気弁９，１０，１３開弁時の開弁速度が
遅くなる。そこで本発明による実施例では排気弁９，１
０，１３の開弁時における開弁速度を速めるために各排
気弁９，１０，１３をロッカーアームを介することなく
カムシャフト２２により直接駆動するようにしている。
【００１９】
【発明の効果】シリンダヘッド内壁面の中心部に追加の
排気弁を配置することによって燃焼室内全体を良好に掃
気することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダヘッド内壁面の底面図である。
【図２】図１のII−II線に沿ってみた内燃機関の側面断
面図である。
【図３】図１の III−III 線に沿ってみた内燃機関の側
面断面図である。
【図４】給気弁および排気弁の開弁期間を示す線図であ
る。
【図５】図２と同一断面に沿ってみた内燃機関の側面断
面図である。
【図６】図３と同一断面に沿ってみた内燃機関の側面断
面図である。
【符号の説明】
５…副室 ６…噴口 ９，１０，１３…排気弁 １１，１２…給気弁 １５，１８…マスク壁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダヘッド内壁面の一側周辺部に少
    くとも１個の排気弁を配置すると共にシリンダヘッド内
    壁面の他側周辺部に少くとも１個の給気弁を配置し、排
    気弁側に形成される給気弁開口からの新気の流入を阻止
    して排気弁と反対側に形成される給気弁開口から流入し
    た新気を給気弁下方のシリンダボア内壁面に沿い下降さ
    せ、次いでピストン頂面に沿って進行させた後に排気弁
    下方のシリンダボア内壁面に沿って上昇させるようにし
    た２サイクル機関において、シリンダヘッド内壁面の中
    心部に追加の排気弁を配置した２サイクル機関の燃焼
    室。
JP4339151A 1992-12-18 1992-12-18 ２サイクル機関の燃焼室 Pending JPH06185312A (ja)

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