JPH0681658A - 燃焼室への送入チャージの選択的制御手段を有する２サイクルエンジン - Google Patents

燃焼室への送入チャージの選択的制御手段を有する２サイクルエンジン

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JPH0681658A
JPH0681658A JP4110909A JP11090992A JPH0681658A JP H0681658 A JPH0681658 A JP H0681658A JP 4110909 A JP4110909 A JP 4110909A JP 11090992 A JP11090992 A JP 11090992A JP H0681658 A JPH0681658 A JP H0681658A
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cycle engine
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JP4110909A
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Pierre Duret
ジュレ ピエール
Gaetan Monnier
モニエ ガエタン
Thierry Colliou
コーリュー ティエリィー
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • F02B25/14—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ２サイクルエンジンの給気装置に関し、シリ
ンダー内の空気力学的制御をより良く行える給気制御装
置を提供する。 【構成】 シリンダと、加圧下でシリンダにチャージを
供給する手段２１と、シリンダの壁部に設けた少なくと
も２つの吸入口２０とからなる２サイクルエンジンであ
って、さらにエンジンの作動パラメータの少なくとも１
つに応じて、吸入口の流路断面を選択的に閉鎖するため
の手段３０を含むことを特徴とする２サイクルエンジ
ン。選択的閉鎖手段は、たとえば吸入口２０に対向して
設けられ、少なくとも２つの貫通開口部３２を有する回
転プラグ３０などで構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの作動条件に
応じて１つまたは数個の吸入口を介して送入されるチャ
ージを選択的に制御することができる２サイクル内燃機
関に関する。本発明によれば、吸入ダクトはエンジンの
作動条件に応じて相互に異なる「絞込み」になってい
る。本発明による送入チャージの選択的制御は、以下に
定義する横断掃気型２サイクルエンジンで行うのが好ま
しい。本制御は送入されたチャージが燃料を含まない場
合に適用することができ、その場合は燃料は別の吸入口
を介して送入される。シリンダへの空気または混合炭素
化合物供給に必要な圧力源として、エンジンの外部に設
けたコンプレッサ、送風機、その他の加圧した体積、あ
るいはポンプハウジングなどの内部圧力源を用いること
ができる。
【０００２】
【従来の技術】従来、２サイクルエンジンは、エンジン
上部に設けた少なくとも１つのシリンダと、エンジン下
部で、その主な機能からポンプハウジングと呼ばれる部
分とからなり、ポンプハウジングは「輸送管」として知
られる１つまたは数個の特定の導管を介してシリンダに
新しく気体を送り込む。気体の供給は輸送口、または開
口部を介して行う。シリンダ内で往復運動をするピスト
ンはハウジング内に気体を吸入し、シリンダ内で圧縮す
る働きをする。普通、新しい気体は調節弁などを設けた
開口部を介してポンプハウジングのレベルで吸入され
る。ピストンがシリンダ上部に移動することにより、気
体が新たにポンプハウジングに吸入され、ピストンが逆
方向に移動することにより、気体が圧縮され、ピストン
によって輸送口が開口されると、気体は所定の圧力を受
けてシリンダ内に噴射されて、シリンダ内の古い気体が
新しい気体によって掃気される。排気は輸送口とわずか
に高さを変えてシリンダ内部に設けた排気用の開口部を
通って排出される。「新鮮な気体」という場合、一般に
炭素化合物であるとないとを問わず、何らかの混合気を
指す。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】燃料混合気を供給す
る２サイクルエンジンの最大の難点は、前段の排気サイ
クルと次段の吸気サイクルが同時に生じ、炭化水素が燃
焼しないうちに、送入された混合気体の大半がそのまま
排気されてしまうことである。
【０００４】その結果、４サイクルエンジンの場合に比
べ、大気汚染が１０倍から２０倍もの高値になり、深刻
な問題が生じる。同じ理由から、４サイクルエンジンよ
りも燃料消費量が５０から１００％多い。排気とともに
失われる未燃焼燃料を少なくするための研究が、これま
で数多く行われてきた。
【０００５】提案された改善策の基本概念は、たとえば
排気口がほとんど閉じるのを待って、燃料を供給するこ
とにおかれている。しかし、燃料供給を遅らせると、供
給と気化を極めて短時間（エンジン速度が高い場合は約
２から３ミリ秒）に行わねばならず、問題がおこる。
【０００６】「液体燃料直接噴射」方式の２サイクルエ
ンジンの場合は、新鮮な気体には燃料が含まれていな
い。液体燃料は外部の機械的なコンプレッサまたはポン
プハウジングそのものなど、内部に設けた圧縮源を用い
て圧縮させることができる。
【０００７】次いで燃料を、一般に３０バール以上の高
圧下で、直接燃焼室に噴射する。２サイクルエンジンに
おける燃料供給を遅らせることが可能な方式の１つで
は、混合気を空気ブラストによって噴射させる原理が採
用されている。この場合、圧縮空気を用いて燃料をシリ
ンダ内に噴射し、急激に気化させる。圧力源を得るには
いくつかの方法がある。米国特許第4、693、224号には、
加圧下の燃料を一定量収容する特定の圧縮室から燃焼室
に混合気を噴射する方法が開示されている。
【０００８】また別の方法として、本出願人は、仏特許
出願第2、496、757号において、ポンプハウジング内の新
鮮な気体の圧力を利用して、シリンダに燃料を空気ブラ
スト噴射することを提案した。したがって液体燃料を配
分する手段が、ポンプハウジングからの輸送管に直接連
結されている。この場合、空気がポンプハウジングで圧
縮され、少なくとも１つの特定の管を通って配分手段に
送られることにより、極めて短時間で燃料が噴射される
ことになる。非常に微細な燃料の滴は直ちに気化して燃
焼室に送られる。
【０００９】上記のことはすべて、チャージが送入され
２サイクルエンジンの燃焼室に送り込まれるその方法が
極めて重要であり、そのため、できるだけ厳密な制御を
行って最適の方法を採らねばならないことを意味してい
る。すなわち、エンジン効率はシリンダへの燃料噴射
と、この燃料と新しい空気の混合を左右する内部での空
気力学によってほぼ決まる。
【００１０】そのため本出願人は、シリンダ内部に送り
込まれる新鮮な気体の流れを制限する部分を、輸送管内
部のシリンダに近い位置に１ヶ所または数ヶ所設けたこ
とを特徴とする特許を出願した。（仏特許出願第2、649、
157号）。
【００１１】
【問題を解決する手段】本発明は、内部でピストンが運
動するシリンダと、加圧したチャージをシリンダに供給
する手段と、シリンダ壁部に設けた少なくとも２つの吸
入口とからなる横断掃気型エンジンに関し、該吸入口を
チャージ吸入手段と協動させることを特徴とするもので
あり、したがってその目的は、この種の制御手段を大幅
に改善することにある。本発明によれば、エンジンはチ
ャージを燃焼室に供給するための手段の流路断面を、エ
ンジンの作動パラメータの少なくとも１つに応じて、選
択的にふさぐための手段を含む。
【００１２】かかる装置の利点は、エンジンシリンダ内
部での空気力学的制御をよりよく行う点にある。この手
段は、たとえば、シリンダ軸にほぼ垂直に設けた軸を中
心に回転運動し、少なくとも１つの延長部を有する部分
から成る。流路断面を選択的に閉鎖するための手段はま
た、本発明の範囲を逸脱することなく、数個の貫通開口
部からなる回転プラグで構成することができるもので、
該プラグはシリンダ内の吸入口に対向して設ける。
【００１３】本発明の一実施例によれば、回転プラグに
は断面の異なる貫通口が両側に２つずつ、合計４つ設け
られている。本発明の範囲を逸脱することなく、回転プ
ラグを互いに近接する３つの貫通開口部で構成すること
もできる。送入したチャージは、燃料を含んでも含まな
くてもよい。圧力源として、ポンプハウジング、あるい
はコンプレッサなどのエンジン外部に設けた圧力源、そ
の他公知の手段を用いることができる。
【００１４】上記の特長により、エンジンの作動パラメ
ータの１つまたはそれ以上、特にエンジンの速度と負荷
に応じて、シリンダ内部の空気力学的運動を完全に制御
することができるようになる。
【００１５】
【好ましい実施例の説明】本発明のその他の特長、利点
は、以下に非制限的な例として挙げる実施例の説明と、
添付図面からより明らかになる。本発明は、好ましくは
「横断掃気型エンジン」として知られる２サイクルエン
ジンに関する。第１図は、かかるエンジンの従来例を示
す。吸入口２０がシリンダの片側のみに配置され、すべ
ての排気口３がシリンダのもう一方の側にまとまって配
置され、これら２組の開口部がシリンダの軸対称面の両
側にほぼ対称をなして配置されていることから、この掃
気は横断掃気と呼ばれる。
【００１６】第１図のエンジンの場合、掃気気体はポン
プハウジングから送られるが、他の圧力源からのもので
もよく、その結果矢印１１で示す軌跡を描く。
【００１７】第２図はこの種の２サイクルエンジンに本
発明を適用する場合を示す。本発明によれば、選択的閉
鎖手段３０が、シリンダの吸入ダクト２１中に設けられ
ている。この手段３０は排気管の軸１に垂直な軸３１を
もつ回転プラグ形状とすることができる。プラグ３０に
は、用途に合わせた形状および／または配置の貫通口３
２を少なくとも１つ具備する。したがって、プラグ３０
には第３、４図に示すような貫通口３２を設けることが
できる。
【００１８】第３図では、断面の大きな開口部が２つプ
ラグの片側に配置され、断面の小さい開口部が２つプラ
グのもう一方の側に設けられている。この形状により、
気体は燃焼室で渦巻き運動を起こす。この渦巻き運動は
シリンダの軸対称面に対して対称でないため、直接噴射
方式のエンジンにおいて興味深い現象をおこす。事実、
このほぼ螺旋状の運動は燃焼室に直接送入された液体燃
料を混合し気化させるのを助け、その結果、燃焼条件が
改善される。
【００１９】第４図は、横断掃気型エンジンに特に適し
た回転プラグ３０の一例を示す。第４図に示すプラグ３
０は、大きな貫通口が中央部に、小さい開口部が中央開
口部の両側の周辺部に、それぞれ設けられている。この
配置によって、許容される流量が小さい場合にも、一般
に点火プラグが配置されている排気管の軸の周囲に向け
て吸入ガスを集中噴射できる。このことは、中心部にあ
る吸入口を閉鎖する前に、まず周辺の吸入口を閉鎖する
ことで達成される。このように、チャージの流量が小さ
くても燃焼領域の掃気が最適に行える。
【００２０】上記のいずれの場合にも、プラグを通る気
体の流れ、すなわち、燃焼室に流入するガスは、エンジ
ンの負荷やエンジンの速度、その他エンジンの作動パラ
メータに応じて調節される。プラグ３０がその軸３１を
中心に回転することにより、通過するガスの流れを変え
ることができる。したがって、第４図に示すようなプラ
グ３０では、特定の回転運動によって横方向の開口部へ
の流れを阻止し、ガスがすべて中央の開口部を流れるよ
うに導くことができる。
【００２１】上記の横断掃気型エンジンでは、ポンプハ
ウジングその他の手段を介してチャージを加圧すること
も当然可能である。さらに、選択的な断面減少手段と組
み合わせて、吸入口の開口角時間を少なくする手段を設
けることもできる。
【００２２】該手段６０は、第５図に一例を断面図で示
すように、軸６１を中心に回転自在である。この軸６１
は排気管の軸１に垂直であってよく、また吸入管２１の
直線部分に相当する。該手段６０は吸入口２０に近い位
置にあり、吸入口の口または分岐部の数だけ延長部６２
が設けられている。延長部６２はそれぞれ、軸６１を中
心とする手段６０の回転角に応じて吸入口２０を多かれ
少なかれ部分的に覆っている。この回転は２つのスラス
ト、すなわち口２０の上部によって規定されるスラスト
６３と、シリンダブロックによって規定されるスラスト
６４、によって限定するのが好ましい。第５図におい
て、手段６０が吸入口２０の大部分を開口する位置
（ａ）は実線で、手段６０が口２０を最大限閉口してい
る状態の位置（ｂ）は点線で示す。
【００２３】手段６０は、吸入口２０の断面積を変える
ことにより、吸入管の開口時間の変更を可能にする。さ
らに、吸入口（または、その分岐部）にそれぞれ変化を
つけることにより、燃焼室におけるガスの空気力学的条
件を所定のものにすることができる。
【００２４】第６図は、前図に垂直な断面図で吸入口２
０の開口が変化する様子を示すが、手段６０の「高い」
位置（ａ）は線７１に対応し、手段６０の「低い」位置
（ｂ）はカーブ７２によって規定される。「低い」位置
（ｂ）では、閉鎖時間が輸送管２０の点によって異なる
ことになる。吸入管の軸から最も遠い地点、例えばＡ、
Ｅは、軸により近い地点Ｂ、Ｃ、Ｄに比べ口２０の閉鎖
されている断面積が広い。この差は、各点の変位半径が
異なるために生じる。このようにして手段６０によっ
て、開口角時間を減らすことと組み合わせて選択的に断
面積を減らすことが可能になる。
【００２５】第７、８、９図に示す本発明の他の実施例
によれば、吸入口２０の高さで吸入管２１が３つに分か
れ、この分岐管が排気軸１を含むシリンダの対称軸面に
対して、非対称に配置されている場合に、同じような閉
鎖手段を用いることができる。吸入口２０をこのように
配置することにより、手段６０が高い位置にあるとき、
すなわ吸入口２０が全開の時、例えば第７図に矢印８０
で示すような、たとえば螺旋状の非対称の動きが生じ
る。前述のように、こうした動きは液体燃料を直接噴射
する場合、特に全開状態でチャージを高くした時、非常
に好都合になる。
【００２６】手段６０が閉鎖状態が最大になる点にある
時（第８図のカーブ９２）、この動きをより対称的な動
きにすることもできる。事実、手段６０がこの「低い」
位置にあるとき、周辺にある吸入口２０はほぼ閉鎖され
た状態にあり、そのため、燃料室にチャージが大量に流
入できるのは、対称軸１の両側にある吸入口のうち２つ
に限られる。これら２つの口も、手段（６０）がどの位
置にあろうと（手段６０により）同様に閉鎖することが
望ましい。 第９図に、閉鎖手段６０が低位置にある
ときの燃焼ゾーンでのガスの動きを矢印１００で示す。
これにより、掃気が対称に行われる。
【００２７】低チャージ時には延長部を選択的に低位置
に設定するのが好ましく、高チャージに調節する場合は
全開状態になる高位置を選択する。当該技術分野の熟練
者であれば、開口角時間ならびに燃焼室内部でのガスの
内部空気力学にとって、手段６０の断面形状（プロフィ
ール）が重要であることが理解されよう。
【００２８】エンジンの作動パラメータの少なくとも１
つに合わせて手段６０の回転を制御するには、公知の手
段を用いればよい。ループ掃気型エンジンの場合のよう
に、圧力源はポンプハウジング、その他の手段で構成す
ることができる。熟練技術者にとって、本発明の範囲を
逸脱することなく、上記の非限定的な実施例から種々の
変形や修正が可能であることは容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポンプハウジングの圧力により送入をうける従
来の横断掃気型２サイクルエンジンの縦方向切欠き図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った、本発明による２サイ
クルエンジンの断面図。
【図３、図４】本発明の回転プラグの実施例のいくつか
を示す図。
【図５】断面積と開口角時間を制御するための追加シス
テムを装備した、本発明によるエンジンの部分縦断面
図。
【図６】図５の断面の軸に垂直な軸に沿った縦断面であ
って、追加制御システムの前面を示す図。
【図７】本発明による他の実施例であって、口が全開状
態にある場合の燃焼室内部でのガスの動きを示す概略斜
視図。
【図８】図６に示したものと同様、本発明の追加制御シ
ステムの他の実施例を示す横断面図。
【図９】図８に示したものと同様、本発明の実施例を示
す概略斜視図であるが、吸入口が最も閉鎖された状態を
示す図。
フロントページの続き (72)発明者 ガエタン モニエ 92500 フランス国 リュエーユ マルメ ゾン リュー デュ ドクトール ギオニ ス 100番 (72)発明者 ティエリィー コーリュー 78150 フランス国 ロ シェネ アブニ ュー ジャーン・レジェ 88番

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内部でピストンが運動するシリンダと、
    該シリンダに加圧下のチャージを送入するための手段
    （６、８；２１）と、該シリンダの壁部に設けた少なく
    とも２つの吸入口（２０）からなる横断掃気型２サイク
    ルエンジン、該吸入口が該チャージ供給手段と協動し、
    さらに、エンジンの作動パラメータの少なくとも１つに
    応じて、該吸入口（２０）の少なくとも２つの流路断面
    を異なる大きさに閉鎖するための手段（３、６０）から
    なることを、特徴とする横断掃気型２サイクルエンジ
    ン。
  2. 【請求項２】 該吸入口を選択的に閉鎖する手段が、す
    くなくとも２つの貫通開口部（３２）からなる少なくと
    も１つの回転閉鎖部材（３０）であって、該部材が前記
    吸入口（２０）に対向して設けることを特徴とする、特
    許請求の範囲第１項に記載の２サイクルエンジン。
  3. 【請求項３】 該回転閉鎖部材（３０）が２つずつ断面
    積の異なる４つの貫通開口部であることを特徴とする、
    特許請求の範囲第２項に記載の２サイクルエンジン。
  4. 【請求項４】 断面積の大きい２つの開口部が互いに並
    んで配置されていることを特徴とする、特許請求の範囲
    第３項に記載の２サイクルエンジン。
  5. 【請求項５】 断面積の大きい２つの開口部が回転閉鎖
    部材（３０）の中央部分に配置されていることを特徴と
    する、特許請求の範囲第３または４項のいずれかに記載
    の２サイクルエンジン。
  6. 【請求項６】 閉鎖部材（３０）が互いに接近して、か
    つガスの排気（１）に対して非対称的に配置された３つ
    の開口部であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
    または２項のいずれかに記載の２サイクルエンジン。
  7. 【請求項７】 流路断面を選択的に閉鎖するための手段
    が、チャージを供給するための管（２１）の直線部分に
    属し軸（６１）を中心に運動する少なくとも１つの部
    （６０）であって、該部（６０）には吸入口（２０）近
    くに位置する延長部（６２）が少なくとも１つ設けら
    れ、該手段（６０）の回転によって口の開口角時間を調
    節することができ、またエンジンの作動パラメータの少
    なくとも１つに応じて、該口（２１）の少なくとも２つ
    を異なる大きさに閉鎖することができることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第１項に記載の２サイクルエンジ
    ン。
  8. 【請求項８】 該手段（６０）が２つの位置（ａ、ｂ）
    間を移動することにより、燃焼室内部におけるチャージ
    の空気力学を所定の状態にすることができることを特徴
    とする、特許請求の範囲第７項に記載の２サイクルエン
    ジン。
  9. 【請求項９】 該チャージが燃料を含むことを特徴とす
    る、特許請求の範囲のいずれかに記載の２サイクルエン
    ジン。
  10. 【請求項１０】 該チャージが基本的には空気からなる
    ことを特徴とする、特許請求の範囲のいずれかに記載の
    ２サイクルエンジン。
  11. 【請求項１１】 加圧下のチャージの供給源を構成する
    ポンプハウジングからなることを特徴とする、特許請求
    の範囲のいずれかに記載の２サイクルエンジン。
  12. 【請求項１２】 加圧下のチャージの供給源として用い
    るための外部手段からなることを特徴とする、特許請求
    の範囲第１乃至１０項のいずれかに記載の２サイクルエ
    ンジン。
JP4110909A 1991-04-03 1992-04-03 燃焼室への送入チャージの選択的制御手段を有する２サイクルエンジン Pending JPH0681658A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR91/04.006 1991-04-03
FR9104006A FR2674906A1 (fr) 1991-04-03 1991-04-03 Moteur a deux temps a controle selectif de la charge introduite dans la chambre de combustion.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0681658A true JPH0681658A (ja) 1994-03-22

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ID=9411391

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4110909A Pending JPH0681658A (ja) 1991-04-03 1992-04-03 燃焼室への送入チャージの選択的制御手段を有する２サイクルエンジン

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US (1) US5285753A (ja)
EP (1) EP0507648B1 (ja)
JP (1) JPH0681658A (ja)
DE (1) DE69200532T2 (ja)
FR (1) FR2674906A1 (ja)

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