JPH09280060A - 燃料噴射式２サイクルエンジン - Google Patents

燃料噴射式２サイクルエンジン

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JPH09280060A
JPH09280060A JP9146696A JP9146696A JPH09280060A JP H09280060 A JPH09280060 A JP H09280060A JP 9146696 A JP9146696 A JP 9146696A JP 9146696 A JP9146696 A JP 9146696A JP H09280060 A JPH09280060 A JP H09280060A
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JP
Japan
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scavenging
cylinder
fuel injection
fuel
port
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JP9146696A
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Takasuke Kato
隆輔 加藤
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders
    • F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
    • F02B61/045—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers for marine engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料と空気との混合を促進して均一な混合気
を安定して得ることができる燃料噴射式２サイクルエン
ジンを提供すること。 【構成】 燃料噴射式２サイクルエンジンにおいて、各
掃気通路１６〜１８をシリンダ軸線Ｌ方向から見てその
中心線がシリンダ軸線Ｌを中心とする円に対して接線を
成す方向に形成し、各掃気ポート１６ａ〜１８ａからシ
リンダ４内に流入する掃気がシリンダ軸線Ｌを中心とす
る同一回転方向のスワールを形成するようにする。本発
明によれば、各掃気ポート１６ａ〜１８ａからシリンダ
４内に流入する掃気がシリンダ軸線Ｌを中心とする同一
回転方向のスワールを形成するため、インジェクタ２２
によってシリンダ４内に噴射された燃料はシリンダ４内
で同一回転方向のスワールを発生する掃気（新気）と十
分混合されることとなり、この結果、均一な混合気が形
成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インジェクタによ
って燃料をシリンダ内に直接噴射する燃料噴射式２サイ
クルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】２サイクルエンジンでは、新気で排気を
追い出す掃気作用が短時間に行われねばならないため、
４サイクルエンジンのように完全なガス交換を行うこと
は困難であり、掃気作用は２サイクルエンジンの性能を
左右する最も重要な因子である。
【０００３】ところで、小型の２サイクルエンジンの掃
気法としては専らシュニーレ掃気法が多用されている
が、このシュニーレ掃気法は排気ポートの両側に形成さ
れた掃気ポートから斜めに燃焼室方向に向かって排気ポ
ートの反対側のシリンダ壁に向かって掃気（新気）を吹
き上げる掃気方式である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、２サイクルエン
ジンとしては、シリンダボディの側壁に取り付けられた
インジェクタによって燃料をシリンダ内に直接噴射する
燃料噴射式エンジンが知られているが、斯かる２サイク
ルエンジンに従来のシュニーレ掃気法を適用した場合に
は、燃料噴霧と空気との混合に限界があり、均一な混合
気を得ることが困難であった。
【０００５】従って、本発明の目的とする処は、燃料と
空気との混合を促進して均一な混合気を安定して得るこ
とができる燃料噴射式２サイクルエンジンを提供するこ
とにある。
【０００６】ところで、２サイクルエンジンにおいて
は、掃気ポートと排気ポートが同時に開くオーバーラッ
プ期間が存在するため、掃気の排気ポートへの吹き抜け
が不可避的に起こるが、この掃気の吹き抜けを抑制して
掃気効率を高めることはエンジン性能の向上を図る上で
重要である。
【０００７】従って、本発明の目的とする処は、掃気の
吹き抜けを抑制して高い掃気効率を得ることができる燃
料噴射式２サイクルエンジンを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、シリンダボディに各気筒に
ついて排気通路と複数の掃気通路をそれぞれ形成し、シ
リンダに開口する排気ポートと掃気ポートをピストンに
よって開閉して所要のガス交換を行うとともに、シリン
ダボディの側壁に取り付けられたインジェクタによって
燃料をシリンダ内に直接噴射する燃料噴射式２サイクル
エンジンにおいて、前記各掃気通路をシリンダ軸線方向
から見てその中心線がシリンダ軸線を中心とする円に対
して接線を成す方向に形成し、各掃気ポートからシリン
ダ内に流入する掃気がシリンダ軸線を中心とする同一回
転方向のスワールを形成するようにしたことを特徴とす
る。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記各掃気ポートのシリンダ軸線に対して
直角方向から見た燃焼室に向かう掃気角度を互いに異な
らせるとともに、前記スワールの回転方向に対して前記
排気ポートに最も近い掃気ポートの掃気角度を最大に設
定したことを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記インジェクタを前記スワールの
回転方向に対して前記排気ポートから最も遠い掃気ポー
ト位置に取り付け、その取付角度を燃料噴射方向がスワ
ールの回転方向に対して順方向となるように設定したこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記インジェクタを前記スワールの
回転方向に対して前記排気ポートから最も遠い掃気ポー
トからの掃気流に燃料噴射方向が対向する位置に所定角
度で取り付けたことを特徴とする。
【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記インジェクタを前記スワールの
回転方向に対して前記排気ポートから最も遠い掃気ポー
トの近傍位置に、該掃気ポートからの掃気流に対して燃
料噴射方向が略直交する角度で取り付けたことを特徴と
する。
【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記掃気ポートを前記排気ポートの
両側と同排気ポートに対向する位置にそれぞれ開口せし
めるとともに、前記インジェクタを排気ポートに対向す
る位置に、燃料噴射方向が排気ポートに向かう角度で取
り付けたことを特徴とする。
【００１４】従って、請求項１記載の発明によれば、各
掃気ポートからシリンダ内に流入する掃気がシリンダ軸
線を中心とする同一回転方向のスワールを形成するた
め、インジェクタによってシリンダ内に噴射された燃料
はシリンダ内で同一回転方向のスワールを発生する掃気
（新気）と十分混合されることとなり、この結果、均一
な混合気が形成される。
【００１５】請求項２記載の発明によれば、スワールの
回転方向に測った排気ポートまでの距離が最も短い掃気
ポートからは掃気がシリンダの燃焼室方向（排気ポート
から遠ざかる方向）を指向して流入するため、該掃気が
排気ポートに到達する時間が遅延され、掃気の排気ポー
トからの吹き抜けが抑制されて高い掃気効率が確保され
る。
【００１６】請求項３記載の発明によれば、掃気ポート
からシリンダ内に流入して排気ポートに最も吹き抜けに
くい掃気に乗せて燃料を噴射するようにしたため、燃料
がシリンダ内で掃気（新気）と十分混合されて均一な混
合気が形成される。
【００１７】請求項４記載の発明によれば、掃気ポート
からシリンダ内に流入して排気ポートに最も吹き抜けに
くい掃気流に対して対向するように燃料が噴射されるた
め、燃料と掃気との相対速度が大きくなり、燃料の微粒
化が促進される。
【００１８】請求項５記載の発明によれば、掃気流に燃
料噴霧を乗せることによって均一な混合気を得ることが
できる請求項４記載の発明の効果と燃料と掃気との相対
速度を高めることによって燃料の微粒化の促進を図るこ
とができる請求項４記載の発明の効果の双方を得ること
ができる。
【００１９】請求項６記載の発明によれば、高速時には
掃気ポートからシリンダ内に流入する掃気流によって形
成される強いスワールを利用して燃料の掃気との混合を
促進せしめ、スワールが弱い低速時には燃料を高温であ
るピストンの頂部に積極的に吹き付けてこれの霧化を促
進するとともに、燃料噴霧の排気ポートへの吹き抜けを
効果的に防ぐことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【００２１】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る燃料噴射式２サイクルエンジンと該２サイク
ルエンジンを搭載する船外機の概略構成図、図２は同２
サイクルエンジンにおける燃料と空気の流れを示すフロ
ーチャート、図３は同２サイクルエンジンの排気系の構
成を示す縦断面図、図４は同２サイクルエンジンの部分
平面図、図５は掃気流と燃料噴射方向との関係を示す模
式図（排気通路と掃気通路及びインジェクタをシリンダ
軸線方向から見た模式図）、図６はインジェクタの噴射
孔の位置と大きさを示す図、図７は各掃気通路の断面形
状を示す断面図、図８は排気ポートと掃気ポートの開閉
タイミングと燃料噴射時期及び点火時期との関係を示す
タイミングチャートである。
【００２２】先ず、図１に基づいて船外機５０の概略構
成を説明すると、該船外機５０はクランプブラケット５
２によって船体６０の船尾板６１に取り付けられてお
り、船外機本体５１はチルト軸５３を中心として上下方
向に揺動可能に支持されている。又、船外機本体５１上
部のカウリング５４内には本発明に係る燃料噴射式２サ
イクルエンジン１が収納されており、同船外機本体５１
の下部には推進装置５５が設けられている。
【００２３】ところで、上記２サイクルエンジン１は３
気筒エンジンであって、これには３つの気筒が上下方向
に並設されており、クランク軸２は上下方向に配されて
いる。そして、前記推進装置５５には、前記クランク軸
２に直結されたドライブ軸５６、該ドライブ軸５６の回
転方向を変換する前後進切換機構５７、該前後進切換機
構５７を経てエンジン１の回転力を受けて回転すること
によって所要の推進力を発生するプロペラ５８が設けら
れている。
【００２４】尚、前記クランプブラケット５２には船外
機本体５１に結着されたスイベルブラケット５９が前記
チルト軸５３によって上下に回動自在に枢着されてお
り、該スイベルブラケット５９には上下方向に配された
不図示のステアリング軸が挿通されている。従って、船
外機本体５１はステアリング軸を中心として水平に回動
して左右に操舵される。
【００２５】ここで、本発明に係る前記２サイクルエン
ジン１の構成の詳細を説明する。
【００２６】２サイクルエンジン１のシリンダボディ３
には、図４に示すように、３つのシリンダ４が上下方向
（図４の紙面垂直方向）に適当な間隔で形成されてお
り、各シリンダ４にはピストン５が水平方向に摺動自在
に嵌装されている。そして、図１に示すように、各ピス
トン５はコンロッド６を介して前記クランク軸２に連結
されている。
【００２７】ところで、図１に示すように、前記シリン
ダボディ３の一端にはクランクケース７が取り付けら
れ、他端にはシリンダヘッド８が被着されており、クラ
ンクケース７内に各気筒毎に形成されるクランク室９に
前記クランク軸２が回転自在に支承されて収納されてい
る。又、クランクケース７には各クランク室９に開口す
る吸気マニホールド１０が接続されており、各吸気マニ
ホールド１０内にはスロットル弁１１ａを備えるスロッ
トルボディ１１及びリード弁１２が設けられている。
尚、図２に示すように、新気は前記カウリング５４（図
１参照）に形成された開口５４ａから吸気サイレンサ１
３を経てスロットルボディ１１に導入される。
【００２８】他方、前記シリンダヘッド８には、図４に
示すように、各気筒毎に燃焼凹部８ａが形成されてお
り、該燃焼凹部８ａとシリンダ４及びピストン５によっ
て燃焼室Ｓが形成される。そして、シリンダヘッド８に
は各気筒毎に点火プラグ１４が螺着されており、各点火
プラグ１４の電極部１４ａは燃焼室Ｓに臨んでいる。
【００２９】而して、図５に示すように、前記シリンダ
ボディ３には各気筒について１つの排気通路１５と３つ
の掃気通路１６，１７，１８がそれぞれ形成されてお
り、これらの排気通路１５と掃気通路１６，１７，１８
の各一端は排気ポート１５ａ、掃気ポート１６ａ，１７
ａ，１８ａとしてそれぞれシリンダ４内に開口してい
る。尚、各掃気通路１６，１７，１８の他端は前記クラ
ンク室９に開口している。又、各気筒毎に設けられた排
気通路１５は、図３に示すように、船外機本体５１に縦
方向に形成された第１排気通路１９に合流しており、該
第１排気通路１９は第２排気通路２０を経て推進装置５
５の下部に形成された円筒状の第３排気通路２１に連通
され、排気ガスは最終的に第３排気通路２１から水中に
排出される。
【００３０】ところで、図５に示すように、各掃気通路
１６，１７，１８は、シリンダ軸線Ｌ（点火プラグ１４
の軸中心に一致）方向から見てその中心線がシリンダ軸
線Ｌを中心とする円に対して接線を成す方向であって、
且つ、各掃気ポート１６ａ，１７ａ，１８ａからシリン
ダ４内に図示矢印方向に流入する掃気がシリンダ軸線Ｌ
を中心とする同一回転方向（図５において反時計方向）
のスワールを形成する方向に傾斜して形成されている。
【００３１】而して、図５に示すようにスワールの回転
方向に対して排気ポート１５ａに最も近いのは掃気ポー
ト１６ａであり、次に近いのは掃気ポート１７ａであっ
て、掃気ポート１８ａが排気ポート１５ａから最も遠ざ
かっている。つまり、掃気ポート１６ａからスワールの
回転方向に測った排気ポート１５ａまでの距離が最も短
く、掃気ポート１８ａから同方向に測った排気ポート１
５ａまでの距離が最も長い。このようにスワールの回転
方向に測った排気ポート１５ａまでの距離に違いのある
掃気ポート１６ａ，１７ａ，１８ａに対しては、シリン
ダ軸線Ｌに対して直角方向から見た燃焼室Ｓに向かう掃
気角度θ１，θ２，θ３を図７（ａ），（ｂ），（ｃ）
に示すようにθ１＞θ２＞θ３の関係が成立するように
設定している。つまり、スワールの回転方向に測った排
気ポート１５ａまでの距離が最も短い掃気ポート１６ａ
の掃気角度θ１を最も大きく設定し、以下、同距離が順
に長くなる掃気ポート１７ａ，１８ａの掃気角度θ２，
θ３をこの順に小さく設定している。
【００３２】一方、図１、図４及び図５に示すように、
シリンダボディ３の各気筒について掃気通路１６，１７
の上方であって、且つ、両掃気通路１６，１７の中間の
側壁にはインジェクタ２２が水平に取り付けられてお
り、各インジェクタ２２のシリンダ４内に臨む先端部は
シリンダ４の軸中心（点火プラグ１４の中心）を向いて
いる。尚、このインジェクタ２２の先端部には、図６に
示すように、燃焼室Ｓ方向に向かって開口する小径の燃
料噴射孔２２ａと、逆方向に向かって開口する大径の燃
料噴射孔２２Ｂが形成されている。
【００３３】ここで、各インジェクタ２２に燃料を供給
するための燃料供給装置の構成を図１に基づいて説明す
る。
【００３４】図１において、２３は船体６０側に設置さ
れた燃料タンク、２４は船外機５０側に設置されたベー
パセパレータであり、燃料タンク２３内の燃料は、クラ
ンク室９内の圧力変動によって作動する第１燃料ポンプ
２５によって吸引されてベーパセパレータ２４に供給さ
れ、ベーパセパレータ２４内の燃料は第２燃料ポンプ２
６によって加圧されて燃料配送管２７を経て各インジェ
クタ２２に供給される。
【００３５】ところで、燃料タンク２３と第１燃料ポン
プ２５の間にはプライマリポンプ２８が配置されてお
り、該プライマリポンプ２８と第１燃料ポンプ２５とは
ホース側コネクタ２９とカウリング側コネクタ３０によ
って接続されている。尚、プライマイポンプ２８は始動
前に手動で燃料を送るためのものである。
【００３６】又、第１燃料ポンプ２５とベーパセパレー
タ２４の間には燃料フィルタ３１が介設されており、ベ
ーパセパレータ２４内にはニードル弁３２とフロート３
３が設けられている。
【００３７】一方、前記燃料配送管２７には、インジェ
クタ２２に供給される燃料の圧力を所定値に調整する調
圧器３４が設けられており、インジェクタ２２によって
噴射されない余剰燃料は燃料通路３５を通ってベーパセ
パレータ２４に戻される。尚、ベーパセパレータ２４に
おいては、燃料中に含まれる細かい気泡状の燃料蒸気や
空気が分離される。
【００３８】次に、２サイクルエンジン１の制御系の構
成を図１に基づいて説明する。
【００３９】図１においては、３６はエンジン制御装置
（以下、ＥＣＵと略記する）であって、該ＥＣＵ３６に
は２サイクルエンジン１の運転状態を検出するための各
種センサが電気的に接続されている。即ち、ＥＣＵ３６
には、クランク軸２の基準クランク角及び回転角を検出
するクランク角センサ３７、クランク室９の圧力を検出
するクランク室内圧センサ３８、シリンダ４の内圧を検
出する筒内圧センサ３９、燃焼室Ｓでの混合気の燃焼状
態を検出するノックセンサ４０、吸気温度を検出する吸
気温センサ４１、スロットル弁１１ａの開度を検出する
スロットル開度センサ４２、シリンダボディ３の温度を
検出するシリンダ温度センサ４３、排気通路１５内の上
流側の圧力を検出する背圧センサ４４、大気圧を検出す
る大気圧センサ４５、冷却水温度を検出する冷却水温セ
ンサ４６、前後進切換機構５７のシフト動作を検出する
シフトセンサ４７、チルト軸５３回りの船外機本体５１
の上下回動位置を検出するトリム角センサ４８及び排気
ガス中のＯ2 濃度を検出するＯ2 センサ４９が電気的に
接続されている。
【００４０】而して、ＥＣＵ３６は上記各種センサ３７
〜４９によって検出される２サイクルエンジン１の運転
状態に応じた制御信号を各点火プラグ１４、インジェク
タ２２及び第２燃料ポンプ２６に対して出力し、点火時
期と燃料噴射時期及び燃料供給圧力を制御する。
【００４１】次に、２サイクルエンジン１の作用を説明
する。
【００４２】２サイクルエンジン１が始動され、ピスト
ン５がシリンダ４内を下死点（ＢＤＣ）から上死点（Ｔ
ＤＣ）に向かって移動する圧縮行程に移行した気筒にお
いては、クランク室９に発生する負圧に引かれて新気
（外気）が図２に示すようにカウリング開口５４ａ、吸
気サイレンサ１３、スロットルボディ１１、吸気マニホ
ールド１０及びリード弁１２を経てクランク室９内に流
入する。そして、クランク室９に流入した新気はその後
の膨張行程において上死点から下死点に向かって移動す
るピストン５によって一次圧縮される。
【００４３】而して、膨張行程においては、図８に示す
ように、タイミングＥo で排気ポート１５ａが開き始め
ると、燃焼室Ｓでの混合気の燃焼によって発生した高温
・高圧の排気ガスが排気ポート１５ａから排気通路１５
へと排出され、その後タイミングＳo で掃気ポート１６
ａ〜１８ａが開くと、前のサイクルで一次圧縮されたク
ランク室９内の新気が掃気通路１６〜１８を通って掃気
ポート１６ａ〜１８ａからシリンダ４内に流入し、シリ
ンダ４内の排気ガスを排気ポート１５ａから排気通路１
５へと押し出す掃気作用を行う。
【００４４】ここで、前述のように（図５参照）各掃気
通路１６〜１８はシリンダ軸線Ｌ方向から見てその中心
線（掃気流の中心線）がシリンダ軸線Ｌを中心とする円
に対して接線を成す方向に配置されてるため、各掃気通
路１６〜１８を通って掃気ポート１６ａ〜１８ａからシ
リンダ４内に流入する掃気（新気）はシリンダ軸線Ｌを
中心とする同一回転方向（図５において反時計方向）の
スワールを形成する。
【００４５】一方、中・高負荷運転時においては、図８
に示すように、掃気ポート１６ａ〜１８ａが開くと同時
にインジェクタ２２からシリンダ４内に燃料が噴射され
る。即ち、インジェクタ２２の先端部に形成された一方
の燃料噴射孔２２ａ（図６参照）からは燃料が点火プラ
グ１４を指向して噴射されて図５に示すように上向噴射
流Ｘを形成し、他方の燃料噴射孔２２ｂ（図６参照）か
らは燃料がピストン５の頂部を指向して噴射されて下向
噴射流Ｙを形成する。尚、低負荷運転時においては、図
８に示すように、排気ポート１５ａが閉じた後の僅かな
期間ΔＦ２においてインジェクタ２２による燃料噴射が
行われる。
【００４６】而して、上述のようにインジェクタ２２に
よってシリンダ４内に噴射された燃料はシリンダ４内で
同一回転方向のスワールを発生する掃気（新気）と十分
混合されるため、均一な混合気が形成される。又、前述
のように（図７参照）各掃気ポート１６ａ〜１８ａの掃
気角度θ１，θ２，θ３をθ１＞θ２＞θ３の関係が成
立するよう設定したため、スワールの回転方向に測った
排気ポート１５ａまでの距離が最も短い掃気ポート１６
ａからは掃気がシリンダ４の燃焼室Ｓ方向（排気ポート
１５ａから遠ざかる方向）上部を指向して流入するた
め、該掃気が排気ポート１５ａに到達する時間が遅延さ
れ、掃気の排気ポート１５ａからの吹き抜けが抑制され
て高い掃気効率が確保される。
【００４７】その後、ピストン５が下死点を過ぎて上死
点に向かって移動する圧縮行程に移行すると、図８に示
すタイミングＳc において、先ず掃気ポート１６ａ〜１
８ａが閉じられ、その後、タイミングＥc において排気
ポート１５ａが閉じられるとともに、中・高負荷域にお
けるインジェクタ２２からの燃料噴射が終了する。尚、
図８において、ΔＳは掃気ポート１６ａ〜１８ａの開口
期間、ΔＥは排気ポートの開口期間、タイミングＦo 〜
Ｆc までの期間ΔＦは燃料噴射限界期間、ΔＦ１は中・
高負荷運転時の燃料噴射期間をそれぞれ示す。
【００４８】上述のように掃気ポート１６ａ〜１８ａと
排気ポート１５ａが閉じられると、シリンダ４内の混合
気はピストン５によって圧縮され、この圧縮された混合
気は図８に示すように上死点の直前のタイミングＣにお
いて点火プラグ１４によって着火されて燃焼せしめら
れ、この混合気の燃焼によって発生した高温・高圧の排
気ガスは前述のように膨張行程において排気ポート１５
ａを通って排気ガス通路１５へと排出される。
【００４９】以後、上記と同様の作用が繰り返され、２
サイクルエンジン１は連続して運転される。
【００５０】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を添付図面に基づいて説明する。
【００５１】図９は本発明の実施の形態２に係る２サイ
クルエンジンを搭載する自動二輪車要部（エンジン部
分）の側断面図、図１０は同２サイクルエンジン上部の
縦断面図である。
【００５２】図９に示すように、本実施の形態に係る２
サイクルエンジン１０１は自動二輪車のメインフレーム
１７０とダウンチューブ１７１及びリヤアームブラケッ
ト１７２によって囲まれる閉空間に配設されている。
尚、リヤアームブラケット１７２にはリヤアーム１７３
の前端がピボット軸１７４によって上下に回動自在に枢
着されており、該リヤアーム１７３の後端には不図示の
後輪が回転自在に支承されている。又、２サイクルエン
ジン１０１のミッションケース１０１ａの側方に延出す
る出力軸１７５にはスプロケット１７６が結着されてお
り、該スプロケット１７６と不図示の後車軸に結着され
たスプロケットの間には無端状のチェーン１７７が巻装
されている。
【００５３】ここで、２サイクルエンジン１０１の構成
について説明する。
【００５４】２サイクルエンジン１０１のシリンダボデ
ィ１０３にはシリンダ１０４（図１０参照）が形成され
ており、該シリンダ１０４にはピストン１０５が摺動自
在に嵌装されている。そして、ピストン１０５はコンロ
ッド１０６を介してクランク軸１０２に連結されてい
る。
【００５５】ところで、前記シリンダボディ１０３の上
部にはシリンダヘッド１０８が被着され、下部にはクラ
ンクケース１０７が取り付けられており、クランクケー
ス１０７内に形成されるクランク室１０９には前記クラ
ンク軸１０２が回転自在に収納されている。又、シリン
ダボディ１０３の車体後部に開口する吸気ポート１７８
にはリード弁１１２が設けられるとともに、吸気マニホ
ールド１１０とスロットルボディ１１１及び吸気サイレ
ンサ１１３がこの順に連接されている。尚、スロットル
ボディ１１１内にはスロットル弁１１１ａが収納されて
おり、該スロットル弁１１１ａはスロットルグリップ１
７９のスロットル操作によって開閉動作せしめられる。
【００５６】他方、図１０に示すように、前記シリンダ
ヘッド１０８には燃焼凹部１０８ａが形成されており、
該燃焼凹部１０８ａとシリンダ１０４及びピストン１０
５によって燃焼室Ｓが形成される。そして、シリンダヘ
ッド１０８には点火プラグ１１４が螺着されている。
尚、点火プラグ１１４は点火回路１８０に電気的に接続
されている。
【００５７】又、シリンダボディ１０３には１つの排気
通路１１５と３つの掃気通路１１６〜１１８（図１１乃
至図１４参照）が形成されており、排気通路１１５の上
部には排気タイミングを制御するためのロータリ式の排
気制御バルブ１８１が設けられている。尚、排気制御バ
ルブ１８１は図９に示すサーボモータ１８２によって回
転駆動される。
【００５８】そして、図９に示すように、シリンダボデ
ィ１０３には前記排気通路１１５に連通する排気管１８
３が接続されており、該排気管１８３内には排気弁１８
４が設けられている。尚、排気弁１８４はサーボモータ
１８５によって駆動されて開閉動作する。
【００５９】更に、シリンダボディ１０３の上部側壁に
はインジェクタ１２２がシリンダ軸線Ｌ（ピストン１０
５の摺動方向）に対して直角に取り付けられており、不
図示の燃料タンクに収容された燃料は不図示の燃料ポン
プによって加圧されてインジェクタ１２２からシリンダ
１０４内に適当なタイミングで噴射される。
【００６０】次に、２サイクルエンジン１０１の制御系
の構成を図９に基づいて説明する。
【００６１】図９において、１３６はエンジン制御装置
（以下、ＥＣＵと略記する）であって、該ＥＣＵ１３６
には２サイクルエンジン１０１の運転状態を検出するた
めの各種センサが電気的に接続されている。即ち、ＥＣ
Ｕ１３６には、スロットルグリップ１７９の操作量を検
出するアクセル位置センサ１８６、クランク軸１０２の
回転数を検出する回転センサ１８７、同クランク軸１０
２の回転角を検出するクランク角センサ１８８、シリン
ダ１０４の内圧を検出する筒内圧センサ１８９、燃焼室
Ｓでの混合気の燃焼状態を検出するノックセンサ１９
０、クランク室１０９の内圧を検出するクランク室内圧
センサ１９１、吸気圧を検出する吸気圧センサ１９２、
吸気温度を検出する吸気温センサ１９３、排気圧力を検
出する排気圧センサ１９４及び排気温度を検出する排気
温センサ１９５がそれぞれ電気的に接続されている。
【００６２】而して、ＥＣＵ１３６は上記各種センサ１
８６〜１９５によって検出される２サイクルエンジン１
０１の運転状態に応じた制御信号を点火回路１８０、サ
ーボモータ１８２，１８５、インジェクタ１２２及び不
図示の燃料ポンプに対して出力し、点火時期、排気タイ
ミングと排気ガス流量及び燃料噴射時期と燃料供給圧力
（燃料噴射量）をそれぞれ最適に制御する。
【００６３】ここで、前記インジェクタ１２２のシリン
ダ軸線Ｌ方向から見た取付位置と取付角度を種々変えた
実施例を図１１乃至図１４に基づいて説明する。尚、図
１１乃至図１４は排気ポート１１５ａと掃気ポート１１
６ａ〜１１８ａに対するインジェクタ１２２の取付位置
と取付角度との関係を示す模式図（排気通路１１５と掃
気通路１１６〜１１８及びインジェクタ１２２をシリン
ダ軸線Ｌ方向から見た模式図）である。
【００６４】［実施例１］図１１に示すように、シリン
ダ軸線Ｌ方向から見て排気通路１１５の両側には掃気通
路１１６，１１８がそれぞれ形成され、同排気通路１１
５に対向する位置には掃気通路１１７が形成されてお
り、各掃気通路１１６〜１１８は前記実施の形態１と同
様にシリンダ軸線Ｌ方向から見てその中心線がシリンダ
軸線Ｌを中心とする円に対して接線を成す方向であっ
て、且つ、各掃気ポート１１６ａ〜１１８ａからシリン
ダ内１０４に図示矢印方向に流入する掃気がシリンダ軸
線Ｌを中心とする同一回転方向（図１１において反時計
方向）のスワールを形成する方向に傾斜して形成されて
いる（後述の実施例２乃至４についても同じ（図１２乃
至図１４参照））。
【００６５】而して、本実施例においては、インジェク
タ１２２を図１１に示すスワールの回転方向に対して排
気ポート１１５ａから最も遠い掃気ポート１１８ａ（シ
リンダ１０４内に流入する掃気が排気ポート１１５ａに
最も吹き抜けにくい掃気ポート）の位置に取り付け、そ
の取付角度を燃料噴射方向がスワールの回転方向に対し
て順方向となるように設定している。
【００６６】従って、本実施例によれば、掃気ポート１
１８ａからシリンダ１０４内に流入して排気ポート１１
５ａに最も吹き抜けにくい掃気に乗せて燃料を噴射する
ようにしたため、燃料がシリンダ１０４内で掃気（新
気）と十分混合されて均一な混合気が形成される。尚、
本実施例においても、各掃気ポート１１６ａ，１１７
ａ，１１８ａの各掃気角度θ１，θ２，θ３は図７に示
したと同様にθ１＞θ２＞θ３の関係が設立するよう設
定されており、従って、掃気の排気ポート１１５ａへの
吹き抜けが最小限に抑えられて高い掃気効率が確保され
る（後述の実施例２乃至４についても同じ）。
【００６７】［実施例２］本実施例においては図１２に
示すように、インジェクタ１１２を掃気ポート１１７ａ
の近傍に取り付け、その取付角度を掃気ポート１１８ａ
（スワールの回転方向に対して排気ポート１１５ａから
最も遠い掃気ポート）からの掃気流に燃料噴射方向が対
向する角度に設定している。
【００６８】従って、本実施例によれば、掃気ポート１
１８ａからシリンダ１０４内に流入して排気ポート１１
５ａに最も吹き抜けにくい掃気流に対して対向するよう
に燃料が噴射されるため、燃料と掃気との相対速度が大
きくなり、燃料の微粒化が促進される。
【００６９】［実施例３］本実施例においては、図１３
に示すように、インジェクタ１２２を実施例１の位置
（図１１参照）と実施例２の位置（図１２参照）の中間
位置に、その燃料噴射方向が掃気ポート１１８ａからの
掃気流に対して略直交するようにシリンダ軸線Ｌに向か
って取り付けられている。
【００７０】従って、本実施によれば、掃気流に燃料噴
霧を乗せることによって均一な混合気を得ることができ
る実施例１の効果と燃料と掃気との相対速度を高めるこ
とによって燃料の微粒化の促進を図ることができる実施
例２の効果の双方を得ることができる。
【００７１】［実施例４］本実施例においては、図１４
に示すように、インジェクタ１２２を排気ポート１１５
ａに対向する掃気通路１１７の上方に取り付け、その取
付角度を燃料噴射方向が排気ポート１１５ａに向かう角
度に設定している。
【００７２】従って、本実施例によれば、高速時には掃
気ポート１１７ａ，１１８ａからシリンダ１０４内に流
入する掃気流によって形成される強いスワールを利用し
て燃料の掃気との混合を促進せしめ、スワールが弱い低
速時には燃料を高温であるピストン１０５の頂部に積極
的に吹き付けこれの霧化を促進するとともに、燃料噴霧
の排気ポート１１５ａへの吹き抜けを効果的に防ぐこと
ができる。
【００７３】尚、以上の実施例乃至４では１つのインジ
ェクタ１２２の取付位置及び取付角度について述べた
が、２つのインジェクタ１２２を実施例１乃至４の何れ
か２つを組み合わせた位置に取り付けるようにしても良
い。
【００７４】又、排気ポート１１５ａの形状を図１５に
示すように上縁が三角形の斜辺を形成する形状とし、通
常の排気タイミングに対して排気タイミングを早めると
ともに、排気ブローダウンを急激に生じさせるようにし
ても良い。この場合、通常の排気タイミングまでは排気
ポート１１５ａの開口面積が徐々に増大し、排気ポート
１１５ａが全開状態にあるときのエンジン性能の低下が
防がれる。
【００７５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、請求項１記載の発明によれば、各
掃気ポートからシリンダ内に流入する掃気がシリンダ軸
線を中心とする同一回転方向のスワールを形成するた
め、インジェクタによってシリンダ内に噴射された燃料
はシリンダ内で同一回転方向のスワールを発生する掃気
（新気）と十分混合されることとなり、この結果、均一
な混合気が形成される。
【００７６】請求項２記載の発明によれば、スワールの
回転方向に測った排気ポートまでの距離が最も短い掃気
ポートからは掃気がシリンダの燃焼室方向（排気ポート
から遠ざかる方向）を指向して流入するため、該掃気が
排気ポートに到達する時間が遅延され、掃気の排気ポー
トからの吹き抜けが抑制されて高い掃気効率が確保され
る。
【００７７】請求項３記載の発明によれば、掃気ポート
からシリンダ内に流入して排気ポートに最も吹き抜けに
くい掃気に乗せて燃料を噴射するようにしたため、燃料
がシリンダ内で掃気（新気）と十分混合されて均一な混
合気が形成される。
【００７８】請求項４記載の発明によれば、掃気ポート
からシリンダ内に流入して排気ポートに最も吹き抜けに
くい掃気流に対して対向するように燃料が噴射されるた
め、燃料と掃気との相対速度が大きくなり、燃料の微粒
化が促進される。
【００７９】請求項５記載の発明によれば、掃気流に燃
料噴霧を乗せることによって均一な混合気を得ることが
できる請求項４記載の発明の効果と燃料と掃気との相対
速度を高めることによって燃料の微粒化の促進を図るこ
とができる請求項４記載の発明の効果の双方を得ること
ができる。
【００８０】請求項６記載の発明によれば、高速時には
掃気ポートからシリンダ内に流入する掃気流によって形
成される強いスワールを利用して燃料の掃気との混合を
促進せしめ、スワールが弱い低速時には燃料を高温であ
るピストンの頂部に積極的に吹き付けてこれの霧化を促
進するとともに、燃料噴霧の排気ポートへの吹き抜けを
効果的に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射式２サイ
クルエンジンと該２サイクルエンジンを搭載する船外機
の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射式２サイ
クルエンジンにおける燃料と空気の流れを示すフローチ
ャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射式２サイ
クルエンジンの排気系の構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射式２サイ
クルエンジンの部分平面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射式２サイ
クルエンジンにおける掃気流と燃料噴射方向との関係を
示す模式図（排気通路と掃気通路及びインジェクタをシ
リンダ軸線方向から見た模式図）である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射式２サイ
クルエンジンにおけるインジェクタの噴射孔の位置と大
きさを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射式２サイ
クルエンジンの各掃気通路の断面形状を示す断面図であ
る。
【図８】本発明の実施の形態１に係る燃料噴射式２サイ
クルエンジンにおける排気ポートと掃気ポートの開閉タ
イミングと燃料噴射時期及び点火時期との関係を示すタ
イミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２に係る２サイクルエンジ
ンを搭載する自動二輪車要部（エンジン部分）の側断面
図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る２サイクルエン
ジン上部の縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る２サイクルエン
ジンにおける排気ポートと掃気ポートに対するインジェ
クタの取付位置と取付角度との関係を示す模式図であ
る。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る２サイクルエン
ジンにおける排気ポートと掃気ポートに対するインジェ
クタの取付位置と取付角度との関係を示す模式図であ
る。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る２サイクルエン
ジンにおける排気ポートと掃気ポートに対するインジェ
クタの取付位置と取付角度との関係を示す模式図であ
る。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る２サイクルエン
ジンにおける排気ポートと掃気ポートに対するインジェ
クタの取付位置と取付角度との関係を示す模式図であ
る。
【図１５】排気ポート形状を示す図である。
【符号の説明】
１，１０１ 燃料噴射式２サイクルエンジン ３，１０３ シリンダボディ ４，１０４ シリンダ １５，１１５ 排気通路 １５ａ，１１５ａ 排気ポート １６〜１８，１１６〜１１８ 掃気通路 １６ａ〜１８ａ，１１６ａ〜１１８ａ 掃気ポート ２２，１２２ インジェクタ Ｌ シリンダ軸線 Ｓ 燃焼室 θ１〜θ３ 掃気角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ０２Ｂ 31/02 Ｆ０２Ｂ 31/02 Ｂ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダボディに各気筒について排気通
    路と複数の掃気通路をそれぞれ形成し、シリンダに開口
    する排気ポートと掃気ポートをピストンによって開閉し
    て所要のガス交換を行うとともに、シリンダボディの側
    壁に取り付けられたインジェクタによって燃料をシリン
    ダ内に直接噴射する燃料噴射式２サイクルエンジンにお
    いて、 前記各掃気通路をシリンダ軸線方向から見てその中心線
    がシリンダ軸線を中心とする円に対して接線を成す方向
    に形成し、各掃気ポートからシリンダ内に流入する掃気
    がシリンダ軸線を中心とする同一回転方向のスワールを
    形成するようにしたことを特徴とする燃料噴射式２サイ
    クルエンジン。
  2. 【請求項２】 前記各掃気ポートのシリンダ軸線に対し
    て直角方向から見た燃焼室に向かう掃気角度を互いに異
    ならせるとともに、前記スワールの回転方向に対して前
    記排気ポートに最も近い掃気ポートの掃気角度を最大に
    設定したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射式２
    サイクルエンジン。
  3. 【請求項３】 前記インジェクタを前記スワールの回転
    方向に対して前記排気ポートから最も遠い掃気ポート位
    置に取り付け、その取付角度を燃料噴射方向がスワール
    の回転方向に対して順方向となるように設定したことを
    特徴とする請求項１又は２記載の燃料噴射式２サイクル
    エンジン。
  4. 【請求項４】 前記インジェクタを前記スワールの回転
    方向に対して前記排気ポートから最も遠い掃気ポートか
    らの掃気流に燃料噴射方向が対向する位置に所定角度で
    取り付けたことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料
    噴射式２サイクルエンジン。
  5. 【請求項５】 前記インジェクタを前記スワールの回転
    方向に対して前記排気ポートから最も遠い掃気ポートの
    近傍位置に、該掃気ポートからの掃気流に対して燃料噴
    射方向が略直交する角度で取り付けたことを特徴とする
    請求項１又は２記載の燃料噴射式２サイクルエンジン。
  6. 【請求項６】 前記掃気ポートを前記排気ポートの両側
    と同排気ポートに対向する位置にそれぞれ開口せしめる
    とともに、前記インジェクタを排気ポートに対向する位
    置に、燃料噴射方向が排気ポートに向かう角度で取り付
    けたことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料噴射式
    ２サイクルエンジン。
JP9146696A 1996-04-12 1996-04-12 燃料噴射式２サイクルエンジン Pending JPH09280060A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100415343C (zh) * 2005-03-16 2008-09-03 日矿金属株式会社 废气清洗冷却塔
JP6035441B1 (ja) * 2015-09-15 2016-11-30 幸徳 川本 内燃機関
CN112196663A (zh) * 2020-09-07 2021-01-08 清华大学 一种二冲程柴油机燃烧系统及包含该系统的柴油机

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