JPH09324635A - ユニフロー式掃気装置 - Google Patents
ユニフロー式掃気装置Info
- Publication number
- JPH09324635A JPH09324635A JP14594696A JP14594696A JPH09324635A JP H09324635 A JPH09324635 A JP H09324635A JP 14594696 A JP14594696 A JP 14594696A JP 14594696 A JP14594696 A JP 14594696A JP H09324635 A JPH09324635 A JP H09324635A
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- Japan
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- cylinder
- scavenging
- swirl
- hole
- holes
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- Pending
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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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分に強いスワール流を形成しかつ掃気効率
を向上する。 【解決手段】 気筒１の周壁２に気筒１の半径方向の軸
線に対して気筒１内のスワール方向と順方向に傾斜させ
た第１の掃気孔４と気筒１の半径方向の軸線に対して気
筒１内のスワール方向と逆方向に傾斜させた第２の掃気
孔５とを周方向に交互に形成し、その第２の掃気孔５の
傾斜角を内側の側壁の延長線が気筒１内径をＤとして０
〜Ｄ／８の仮想円に接するように設定し、気筒１の中央
部でスワール流を弱めて乱れによる新気と燃焼ガスの混
合を抑えるとともに層流状態で排気口に向かう流れを形
成し、かつ気筒１内の外周部では強いスワール流を形成
するようにした。
を向上する。 【解決手段】 気筒１の周壁２に気筒１の半径方向の軸
線に対して気筒１内のスワール方向と順方向に傾斜させ
た第１の掃気孔４と気筒１の半径方向の軸線に対して気
筒１内のスワール方向と逆方向に傾斜させた第２の掃気
孔５とを周方向に交互に形成し、その第２の掃気孔５の
傾斜角を内側の側壁の延長線が気筒１内径をＤとして０
〜Ｄ／８の仮想円に接するように設定し、気筒１の中央
部でスワール流を弱めて乱れによる新気と燃焼ガスの混
合を抑えるとともに層流状態で排気口に向かう流れを形
成し、かつ気筒１内の外周部では強いスワール流を形成
するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は２サイクルエンジン
におけるユニフロー式掃気装置に関するものである。
におけるユニフロー式掃気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２サイクルエンジンの掃気方式として、
ユニフロー掃気方式がある。このユニフロー掃気方式の
２サイクルエンジンの基本構造は、図３に示すように構
成されている。すなわち、気筒２１のシリンダライナか
ら成る周壁２２におけるピストン２３の下死点近傍の中
間高さ位置に複数の掃気孔２４を形成し、掃気ポンプ
（図示せず）で加圧された新気を掃気孔２４から気筒２
１内に導入し、燃焼ガスを気筒２１上部の開口状態にあ
る排気バルブ２５から排気口２６に排出するように構成
されている。そして、各掃気孔２４は、気筒２１内でス
ワール流を形成して燃焼効率を向上するために、気筒２
１の半径方向の軸線に対して接線方向に同じ向きに適当
な角度傾斜させて形成されている。
ユニフロー掃気方式がある。このユニフロー掃気方式の
２サイクルエンジンの基本構造は、図３に示すように構
成されている。すなわち、気筒２１のシリンダライナか
ら成る周壁２２におけるピストン２３の下死点近傍の中
間高さ位置に複数の掃気孔２４を形成し、掃気ポンプ
（図示せず）で加圧された新気を掃気孔２４から気筒２
１内に導入し、燃焼ガスを気筒２１上部の開口状態にあ
る排気バルブ２５から排気口２６に排出するように構成
されている。そして、各掃気孔２４は、気筒２１内でス
ワール流を形成して燃焼効率を向上するために、気筒２
１の半径方向の軸線に対して接線方向に同じ向きに適当
な角度傾斜させて形成されている。
【０００３】なお、特開昭６１−２３２３２２号公報に
は、気筒周壁に斜め上方を向く掃気孔と水平方向に向く
掃気孔を配設したもの、さらにはいずれか一方、特に斜
め上方を向くものを接線方向に傾斜させてスワール流を
形成するようにし、他方は任意の方向を向けることが開
示されている。
は、気筒周壁に斜め上方を向く掃気孔と水平方向に向く
掃気孔を配設したもの、さらにはいずれか一方、特に斜
め上方を向くものを接線方向に傾斜させてスワール流を
形成するようにし、他方は任意の方向を向けることが開
示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示す
ように、気筒周壁２２に接線方向に傾斜した複数の掃気
孔２４を形成したものでは気筒２１内にスワール流が形
成されて燃焼効率を向上できるが、図３に斜線で示すよ
うに気筒２１の中央部に十分に掃気されずに残った燃焼
ガス溜まり２７を発生して掃気効率が低くなり、そのた
め出力が低下するという問題がある。
ように、気筒周壁２２に接線方向に傾斜した複数の掃気
孔２４を形成したものでは気筒２１内にスワール流が形
成されて燃焼効率を向上できるが、図３に斜線で示すよ
うに気筒２１の中央部に十分に掃気されずに残った燃焼
ガス溜まり２７を発生して掃気効率が低くなり、そのた
め出力が低下するという問題がある。
【０００５】なお、上記公報に開示されたように気筒周
壁に水平方向に向く掃気孔と斜め上方を向く掃気孔を交
互に配設し、その一方をスワール流を形成するように傾
斜させ、他方を任意の向きにしたものでは、水平方向と
斜め上向きの掃気孔を形成する必要があって製造工程が
複雑になるという問題があり、かつ他方の掃気孔の向き
をどのようにすれば掃気効率が向上するかは特定されて
いない。
壁に水平方向に向く掃気孔と斜め上方を向く掃気孔を交
互に配設し、その一方をスワール流を形成するように傾
斜させ、他方を任意の向きにしたものでは、水平方向と
斜め上向きの掃気孔を形成する必要があって製造工程が
複雑になるという問題があり、かつ他方の掃気孔の向き
をどのようにすれば掃気効率が向上するかは特定されて
いない。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、十分
に強いスワール流を形成できかつ掃気効率の向上を図れ
るユニフロー式掃気装置を提供することを目的とする。
に強いスワール流を形成できかつ掃気効率の向上を図れ
るユニフロー式掃気装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、気筒周壁に、
気筒の半径方向の軸線に対して気筒内のスワール方向と
順方向に傾斜させた第１の掃気孔と、気筒の半径方向の
軸線に対して気筒内のスワール方向と逆方向に傾斜させ
た第２の掃気孔とを周方向に交互に形成し、第２の掃気
孔の傾斜角を、その内側の側壁の延長線が気筒内径をＤ
として０〜Ｄ／８の仮想円に接するように設定したこと
により、気筒中央部でスワール流を弱めて乱れによる新
気と燃焼ガスの混合を抑えるとともに層流状態で排気口
に向かう流れを形成し、かつ気筒内の外周部では強いス
ワール流を形成し、十分に強いスワール流を形成しなが
ら掃気効率を向上するようにしている。なお、第２の掃
気孔を内側の側壁の延長線がＤ／８以上の仮想円に接す
るように傾斜させた場合には、第１の掃気孔から流入す
る掃気流によるスワールと強く干渉してそれを弱めるた
め掃気効率及び燃焼効率を低下させることになる。
気筒の半径方向の軸線に対して気筒内のスワール方向と
順方向に傾斜させた第１の掃気孔と、気筒の半径方向の
軸線に対して気筒内のスワール方向と逆方向に傾斜させ
た第２の掃気孔とを周方向に交互に形成し、第２の掃気
孔の傾斜角を、その内側の側壁の延長線が気筒内径をＤ
として０〜Ｄ／８の仮想円に接するように設定したこと
により、気筒中央部でスワール流を弱めて乱れによる新
気と燃焼ガスの混合を抑えるとともに層流状態で排気口
に向かう流れを形成し、かつ気筒内の外周部では強いス
ワール流を形成し、十分に強いスワール流を形成しなが
ら掃気効率を向上するようにしている。なお、第２の掃
気孔を内側の側壁の延長線がＤ／８以上の仮想円に接す
るように傾斜させた場合には、第１の掃気孔から流入す
る掃気流によるスワールと強く干渉してそれを弱めるた
め掃気効率及び燃焼効率を低下させることになる。
【０００８】第１の掃気孔の傾斜角は、その内側の側壁
の延長線が気筒内径をＤとしてＤ／３〜３Ｄ／５の仮想
円に接するように設定され、第２の掃気孔の傾斜角は、
好適にはＤ／１２〜Ｄ／２０、最適にはＤ／１６程度の
仮想円に接するように設定される。また、第１の掃気孔
を、その下縁が下死点のピストン上面より適当距離上方
に位置し、その上縁は第２の掃気孔の上縁よりも適当距
離上方に位置するように形成することにより、上記作用
をより効果的に発揮させることができる。
の延長線が気筒内径をＤとしてＤ／３〜３Ｄ／５の仮想
円に接するように設定され、第２の掃気孔の傾斜角は、
好適にはＤ／１２〜Ｄ／２０、最適にはＤ／１６程度の
仮想円に接するように設定される。また、第１の掃気孔
を、その下縁が下死点のピストン上面より適当距離上方
に位置し、その上縁は第２の掃気孔の上縁よりも適当距
離上方に位置するように形成することにより、上記作用
をより効果的に発揮させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図
１、図２を参照して説明する。
１、図２を参照して説明する。
【００１０】図１において、１は気筒で、その周壁２は
シリンダライナにて構成されている。気筒１の周壁２に
はピストン３の下死点近傍の中間高さ位置に周方向に適
当間隔置きに複数の第１の掃気孔４と第２の掃気孔５が
交互に形成されている。第１の掃気孔４は、所謂スワー
ルポートで、水平向きにかつ気筒１の半径方向の軸線に
対して接線方向に傾斜させて形成されている。この第１
の掃気孔４の周方向の傾斜角は、この第１の掃気孔４の
内側の側壁の延長線が直径ｄ1 （気筒１の内径をＤとし
てｄ1 ＝（１／３〜３／５）×Ｄ）の仮想円に接するよ
うに設定されている。また、第２の掃気孔５は、水平向
きにかつ気筒１の半径方向の軸線に対して第１の掃気孔
４とは逆向きに傾斜させて形成されている。この第２の
掃気孔５の周方向の傾斜角は、この第２の掃気孔４の中
心軸線が直径ｄ2 （気筒１の内径をＤとしてｄ2 ＝（０
〜１／８）×Ｄ）の仮想円に接するように設定されてい
る。好適には、仮想円の直径ｄ2 が（１／１２〜１／２
０）×Ｄ、最適にはＤ／１６に設定される。
シリンダライナにて構成されている。気筒１の周壁２に
はピストン３の下死点近傍の中間高さ位置に周方向に適
当間隔置きに複数の第１の掃気孔４と第２の掃気孔５が
交互に形成されている。第１の掃気孔４は、所謂スワー
ルポートで、水平向きにかつ気筒１の半径方向の軸線に
対して接線方向に傾斜させて形成されている。この第１
の掃気孔４の周方向の傾斜角は、この第１の掃気孔４の
内側の側壁の延長線が直径ｄ1 （気筒１の内径をＤとし
てｄ1 ＝（１／３〜３／５）×Ｄ）の仮想円に接するよ
うに設定されている。また、第２の掃気孔５は、水平向
きにかつ気筒１の半径方向の軸線に対して第１の掃気孔
４とは逆向きに傾斜させて形成されている。この第２の
掃気孔５の周方向の傾斜角は、この第２の掃気孔４の中
心軸線が直径ｄ2 （気筒１の内径をＤとしてｄ2 ＝（０
〜１／８）×Ｄ）の仮想円に接するように設定されてい
る。好適には、仮想円の直径ｄ2 が（１／１２〜１／２
０）×Ｄ、最適にはＤ／１６に設定される。
【００１１】また、これら第１の掃気孔４と第２の掃気
孔５は、下死点のピストン３の上面位置に第２の掃気孔
５の下縁が位置し、第１の掃気孔４の下縁はそれよりも
距離ａ1 だけ上方に位置し、第１の掃気孔４の上縁は第
２の掃気孔５の上縁よりも距離ａ2 だけ上方に位置する
ように形成されている。なお、通常はａ1 ＝ａ2 に設定
されるが、第１の掃気孔４からの新気の流量を大きくし
てスワール流をより強くするために、ａ2 をａ1 よりも
大きくしてもよい。
孔５は、下死点のピストン３の上面位置に第２の掃気孔
５の下縁が位置し、第１の掃気孔４の下縁はそれよりも
距離ａ1 だけ上方に位置し、第１の掃気孔４の上縁は第
２の掃気孔５の上縁よりも距離ａ2 だけ上方に位置する
ように形成されている。なお、通常はａ1 ＝ａ2 に設定
されるが、第１の掃気孔４からの新気の流量を大きくし
てスワール流をより強くするために、ａ2 をａ1 よりも
大きくしてもよい。
【００１２】図１において、６はシリンダヘッド、７は
排気口、８は排気バルブ、９は排気ポートである。
排気口、８は排気バルブ、９は排気ポートである。
【００１３】図２に、上記構成要素及びそれらの周囲の
構成要素の具体構成を示す。図２において、第１と第２
の掃気孔４、５の外周には掃気室１０が配設され、掃気
ポンプ１１で加圧された新気が送給されている。１２は
クランク室、１３はクランク軸、１４はピストン３とク
ランク軸１３を連結するコネクチングロッド、１５は掃
気室１０の上部の気筒１外周やシリンダヘッド６に形成
された冷却水ジャケット、１６はインジェクタ、１７は
排気バルブ８を開閉制御するカム、１８はシリンダヘッ
ドカバーである。
構成要素の具体構成を示す。図２において、第１と第２
の掃気孔４、５の外周には掃気室１０が配設され、掃気
ポンプ１１で加圧された新気が送給されている。１２は
クランク室、１３はクランク軸、１４はピストン３とク
ランク軸１３を連結するコネクチングロッド、１５は掃
気室１０の上部の気筒１外周やシリンダヘッド６に形成
された冷却水ジャケット、１６はインジェクタ、１７は
排気バルブ８を開閉制御するカム、１８はシリンダヘッ
ドカバーである。
【００１４】次に動作を説明すると、燃焼後ピストン３
が図１に示す下死点の状態の近傍まで下降すると、まず
第１の掃気孔４が先に開口してこの第１の掃気孔４から
気筒１内にスワール流を形成するように新気が流入し始
め、引き続いて第２の掃気孔５が開口してこの第２の掃
気孔５から気筒１内にスワール流とは逆方向に旋回する
ように新気が流入し始める。その後、ピストン３が下死
点になると、第１と第２の掃気孔４、５が全開し、第１
の掃気孔４から気筒１内に流入した新気により、矢印Ａ
で示すように気筒１内の外周部に強いスワール流が形成
されるとともに、第２の掃気孔５から気筒１内に流入し
た新気により、矢印Ｂで示すように気筒１の中央部でス
ワール流を弱めて乱れによる新気と燃焼ガスの混合を抑
えつつ、層流状態で排気口７に向かう流れを形成する。
特に、第１の掃気孔４の下縁を第２の掃気孔５の下縁よ
りａ1 だけ上方に位置させることによって、第２の掃気
孔５から流入する新気が円滑にスワール流の中央部に導
入され、その作用が確実に発揮される。こうして、気筒
１内の燃焼ガスが気筒１の全断面で均等に気筒１上部の
開口状態となっている排気バルブ８から排気口７に向け
て排出される。従って、気筒１内に十分に強いスワール
流を形成しながら、中央部に残る燃焼ガスも円滑に排出
できて掃気効率を向上することができる。
が図１に示す下死点の状態の近傍まで下降すると、まず
第１の掃気孔４が先に開口してこの第１の掃気孔４から
気筒１内にスワール流を形成するように新気が流入し始
め、引き続いて第２の掃気孔５が開口してこの第２の掃
気孔５から気筒１内にスワール流とは逆方向に旋回する
ように新気が流入し始める。その後、ピストン３が下死
点になると、第１と第２の掃気孔４、５が全開し、第１
の掃気孔４から気筒１内に流入した新気により、矢印Ａ
で示すように気筒１内の外周部に強いスワール流が形成
されるとともに、第２の掃気孔５から気筒１内に流入し
た新気により、矢印Ｂで示すように気筒１の中央部でス
ワール流を弱めて乱れによる新気と燃焼ガスの混合を抑
えつつ、層流状態で排気口７に向かう流れを形成する。
特に、第１の掃気孔４の下縁を第２の掃気孔５の下縁よ
りａ1 だけ上方に位置させることによって、第２の掃気
孔５から流入する新気が円滑にスワール流の中央部に導
入され、その作用が確実に発揮される。こうして、気筒
１内の燃焼ガスが気筒１の全断面で均等に気筒１上部の
開口状態となっている排気バルブ８から排気口７に向け
て排出される。従って、気筒１内に十分に強いスワール
流を形成しながら、中央部に残る燃焼ガスも円滑に排出
できて掃気効率を向上することができる。
【００１５】その後、ピストン３が上昇し始めると、第
２の掃気孔５が先に閉じられ、引き続いて第１の掃気孔
４が閉じられることにより、気筒１内に強いスワール流
が形成維持されて、高い燃焼効率が得られる。かくし
て、高い掃気効率と高い燃焼効率が得られ、その結果高
出力が得られる。
２の掃気孔５が先に閉じられ、引き続いて第１の掃気孔
４が閉じられることにより、気筒１内に強いスワール流
が形成維持されて、高い燃焼効率が得られる。かくし
て、高い掃気効率と高い燃焼効率が得られ、その結果高
出力が得られる。
【００１６】
【発明の効果】本発明のユニフロー式掃気装置によれ
ば、以上のように気筒周壁に気筒の半径方向の軸線に対
して気筒内のスワール方向と順方向に傾斜させた第１の
掃気孔と気筒の半径方向の軸線に対して気筒内のスワー
ル方向と逆方向に傾斜させた第２の掃気孔とを周方向に
交互に形成し、その第２の掃気孔の傾斜角を内側の側壁
の延長線が気筒内径をＤとして０〜Ｄ／８の仮想円に接
するように設定したので、気筒中央部でスワール流を弱
めて乱れによる新気と燃焼ガスの混合を抑えるとともに
層流状態で排気口に向かう流れを形成し、かつ気筒内の
外周部では強いスワール流を形成することができ、十分
に強いスワール流を形成しながら掃気効率を向上でき、
高い燃焼効率と掃気効率が得られて高出力を得ることが
できる。
ば、以上のように気筒周壁に気筒の半径方向の軸線に対
して気筒内のスワール方向と順方向に傾斜させた第１の
掃気孔と気筒の半径方向の軸線に対して気筒内のスワー
ル方向と逆方向に傾斜させた第２の掃気孔とを周方向に
交互に形成し、その第２の掃気孔の傾斜角を内側の側壁
の延長線が気筒内径をＤとして０〜Ｄ／８の仮想円に接
するように設定したので、気筒中央部でスワール流を弱
めて乱れによる新気と燃焼ガスの混合を抑えるとともに
層流状態で排気口に向かう流れを形成し、かつ気筒内の
外周部では強いスワール流を形成することができ、十分
に強いスワール流を形成しながら掃気効率を向上でき、
高い燃焼効率と掃気効率が得られて高出力を得ることが
できる。
【図１】本発明の一実施形態のユニフロー式掃気装置を
適用した２サイクルエンジンの概略構成を示し、（ａ）
は（ｂ）のＩ−Ｉ矢視縦断面図、（ｂ）は掃気孔位置で
の横断面図である。
適用した２サイクルエンジンの概略構成を示し、（ａ）
は（ｂ）のＩ−Ｉ矢視縦断面図、（ｂ）は掃気孔位置で
の横断面図である。
【図２】同実施形態の２サイクルエンジンの具体構成を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図３】従来例のユニフロー式掃気装置を適用した２サ
イクルエンジンの概略構成を示し、（ａ）は縦断面図、
（ｂ）は掃気孔位置での横断面図である。
イクルエンジンの概略構成を示し、（ａ）は縦断面図、
（ｂ）は掃気孔位置での横断面図である。
１ 気筒 ２ 周壁 ４ 第１の掃気孔 ５ 第２の掃気孔
Claims (1)
- 【請求項１】 気筒周壁に、気筒の半径方向の軸線に対
して気筒内のスワール方向と順方向に傾斜させた第１の
掃気孔と、気筒の半径方向の軸線に対して気筒内のスワ
ール方向と逆方向に傾斜させた第２の掃気孔とを周方向
に交互に形成し、第２の掃気孔の傾斜角を、その内側の
側壁の延長線が気筒内径をＤとして０〜Ｄ／８の仮想円
に接するように設定したことを特徴とするユニフロー式
掃気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14594696A JPH09324635A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | ユニフロー式掃気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14594696A JPH09324635A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | ユニフロー式掃気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09324635A true JPH09324635A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15396703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14594696A Pending JPH09324635A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | ユニフロー式掃気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09324635A (ja) |
-
1996
- 1996-06-07 JP JP14594696A patent/JPH09324635A/ja active Pending
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