JPH09329031A - ロータリ弁付2サイクル機関 - Google Patents

ロータリ弁付2サイクル機関

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JPH09329031A
JPH09329031A JP8208721A JP20872196A JPH09329031A JP H09329031 A JPH09329031 A JP H09329031A JP 8208721 A JP8208721 A JP 8208721A JP 20872196 A JP20872196 A JP 20872196A JP H09329031 A JPH09329031 A JP H09329031A
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JP
Japan
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engine
rotary valve
cylinder
valve
communication passage
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JP8208721A
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English (en)
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Shuichi Kitamura
修一 北村
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関の低負荷域において圧縮始めの給気温度
を高めて既燃残留ガス中の活性基による自己着火を引き
起し、燃焼を改善して排ガスを浄化し、燃費を向上させ
ること。 【構成】 機関の主軸と同期して回転するロータリ弁の
回転に従って弁内連通路11がシリンダー1内へ連通す
る事によって新気をシリンダー内へ流入させて既燃ガス
を掃気する様に構成する。ロータリ弁10の内周面又は
外周面に密接又は接触する制御部14を有する回動体1
2を備え、機関の運転状態に応じて制御部14を回動さ
せる事によって弁内連通路11の制御部14に接続する
部分より上流側にある空間8とシリンダー1内との連通
開始時期を変化させ、以ってロータリ弁10の開時期を
変化させる。機関の低負荷域では排気通路5の閉時期付
近から所定期間、弁内連通路11を介してシリンダー1
内に新気を流入させる様に回動体12を回動させる。こ
れにより、圧縮始め給気温度を大幅に高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロータリ弁付2サイクル
機関に係わり、ロータリ弁の開時期を制御する事によっ
て低負荷域における燃焼状態を改善したものに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に2サイクル機関では新気によって
既燃ガスを追い出す掃気過程を有しており、アイドル状
態を含む機関の低負荷域では給気比が小さく、シリンダ
ー内既燃ガスの残留量が多い為、着火性が悪化し、不整
燃焼を引き起こす。この為、排ガス中の有害成分が増加
し、燃費も悪化していた。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、機
関のアイドル状態を含む低負荷域において圧縮始めの給
気温度を高めて既燃残留ガス中の活性基による自己着火
を引き起こし、燃焼状態を改善して排ガス中の有害成分
を減少させ、燃費を向上させることにある。
【0004】
【問題点を解決する為の手段】本発明は従来の欠点を解
決する為、機関の主軸と同期して回転するロータリ弁を
備え、前記ロータリ弁の回転に従ってロータリ弁に形成
された弁内連通路がシリンダー内へ連通する事によって
弁内連通路を介して新気をシリンダー内に流入させて既
燃ガスを掃気する様に構成し、更に前記ロータリ弁の内
周面又は外周面に密接又は接触する制御部を有する回動
体を備え、機関の運転状態に応じて前記制御部を回動さ
せる事によって前記弁内連通路の制御部に接続する部分
より上流側にある空間とシリンダー内との連通開始時期
を変化させ、以ってロータリ弁の開時期を変化させ、機
関の低負荷域では排気通路の閉時期付近から所定期間、
前記弁内連通路を介して新気をシリンダー内に流入させ
て圧縮始めの給気温度を高める様に構成したのである。
【0005】
【作用】機関の低負荷域では回動体の制御部によりロー
タリ弁の開時期を制御して、排気通路の閉時期付近から
所定期間ロータリ弁を介して新気をシリンダー内へ流入
させる様にする。この為、シリンダー内には既燃残留ガ
スがより多量に残存し、圧縮始めの給気温度を高める。
この残留ガス中には活性基が含まれ、圧縮が進むにつれ
て増え、遂には混合気に点火するエネルギー源となり、
自己着火を引き起こす。これは無数の点でほぼ同時に点
火が起こる。従って燃焼の改善は著しく、確実で完全な
燃焼を達成する事ができる。
【0006】
【実施例】図1(イ)は本発明によるロータリ弁付2サ
イクル機関の一実施例で、シリンダーヘッド4に備えら
れたロータリ弁10は互いに向かい合う状態に配置され
た回転摺動面9を有しており、機関の主軸(クランク
軸)により例えばチェーン、スプロケット3を介して駆
動され(1/1又は1/2に減速して駆動)、同期して
回転する。回転摺動面9を軸心に対して垂直とすれば、
燃焼ガス圧によるラジアル荷重は加わらない。燃焼室側
にシール装置Sが備えられ、各々を回転摺動面9に密着
させる事によって燃焼室内圧力をシールしており、ロー
タリ弁10に形成された弁内連通路11がシリンダー1
内へ連通すると弁内連通路11を介して新気が流入し、
既燃ガスを掃気する様になっている。この様にしてシリ
ンダー1内の既燃ガスは排気通路5から追い出され、掃
気過程を終了するが、続くピストン2の移動によりシリ
ンダー1内の給気は圧縮され、上死点付近で点火されて
燃焼し、爆発力を発生する。シリンダー1内に供給され
る新気は気化器等を介してクランク室に導入され、掃気
通路7を経て弁内連通路11まで導びかれる。尚、シリ
ンダー1内に供給される新気は予圧しておく必要があ
り、通常はクランク室を利用するが、掃気ポンプを別に
備える場合は図1(ホ)、(ヘ)の如く掃気通路7をこ
の掃気ポンプに接続させる様にするのである。シール装
置Sは合い口のないシール筒a(その外周は囲りの対応
壁面に密着せず、僅かなギャップがある)と合い口を有
するシールリングb(その外周は囲りの対応壁面に密着
しており、合い口が特殊な密閉型合い口のものを使用す
る事が望ましい)とこれらを回転摺動面9に押圧するバ
ネcとから構成されている。次にロータリ弁10にはそ
の内周面又は外周面に(後者については図2(ホ)で説
明する)密接、即ち微小ギャップを以って非接触状態を
保つ制御部14を有する回動体12が備えられ、ロータ
リ弁10の開時期を変化させる様になっている(図2
(イ)の如く回動体12に切れ目16を形成し、それに
よる自身のバネ作用により接触させる様に構成しても良
い)。即ちロータリ弁10を回転摺動面9側から見た図
1(ロ)の如く機関の運転状態に応じて回動体の制御部
14を所定位置まで回動させると(回動体12はロータ
リ弁10と一緒には回転しない)、シール装置Sと弁内
連通路11とは連通していても弁内連通路11と空間8
との連通は制御部14により遮断されている為、弁内連
通路11の制御部14に接続する部分より上流側にある
空間8とシリンダー1内との連通開始時期が変化し、従
ってロータリ弁10の開時期を変化される事ができるの
である。以上の構成により本発明を更に詳しく説明する
と、排気通路5は例えばクランク角で下死点前50゜で
開、下死点後50゜で閉(シリンダー1には排気通路5
しか開口していないから、十分な断面積を与えて抵抗を
小さくする)、ロータリ弁10は下死点前35゜で開、
下死点後80゜で閉となっており、機関のアイドル状態
を含む低負荷域では回動体の制御部14を図1(ロ)の
位置まで回動させ、排気通路5の閉時期付近(例えば下
死点後30゜)から所定期間(この場合は50゜の期
間)ロータリ弁10を開いて連通路11を介して新気を
シリンダー1内に流入させる様にしているのである。こ
れによりシリンダー1内には従来より多重の既燃ガスが
残留し(排気通路5から殆ど追い出されない)、圧縮始
め給気温度を大幅に高める事ができる。従って圧縮端温
度は十分に高まるから、従来は困難であった活性基によ
る自己着火が起り、確実で完全燃焼を達成する事ができ
る。この場合、ロータリ弁10の開時期を少し早めて下
死点後20゜とすると、シリンダー1内の既燃残留ガス
量はその分減少する事になるが、排気絞りを行えば防止
する事ができる。さてこの状態から機関の負荷が増加し
て来た場合は回動体の制御部14を図で右方向に回動さ
せ、ロータリ弁10の開時期(掃気開始時期)を順次早
めて十分な掃気機関を与える様に制御する事になるが
(混合気の吹き抜けが起らない程度に早める)、高負荷
・高速域では制御部14を図2(ロ)の位置として(ロ
ータリ弁10は下死点前35゜で開、下死点後80゜で
閉となる)、シール装置Sと弁内連通路11との連通開
始時には弁内連通路11と空間8とは十分な断面積を以
って既に連通している様にする事が好ましい。自己着火
による燃焼は機関の負荷を増してゆくと、ある時点から
通常の点火栓による燃焼に自動的に切り換わる。6はリ
ード弁(逆止弁)で、掃気開始は下死点をかなり過ぎて
から行なわれる為、新気が確実に流入できる様にしたも
ので、必要に応じて備えるものとする。図1(ハ)は図
1(ロ)における弁内連通路11を分離壁15により分
割し(11a、11bに分割)、ロータリ弁の開時期
(分離壁15がシール装置Sを通過し始める瞬間)に弁
内連通路11a、11bの両者を介して新気が流入でき
る様にしたもので、新気の流入を直ちに行なえる特徴が
ある(弁内連通路11の制御部14に接続する部分を図
1(イ)の二点鎖線ホの如く軸方向に拡大するとより一
層効果がある)。弁内連通路11aがシール装置Sに連
通し始めてから図の位置に至るまでの間は、弁内連通路
11aと空間8との連通は制御部14により遮断されて
いる事は言うまでもない。機関の高負荷・高速域では制
御部14は図2(ロ)と同様の理由により図2(ハ)の
位置まで回動させておくのが良い。図1(ニ)、(ホ)
はロータリ弁10として各々円筒型、球面型のものに本
発明を実施したものである。又、図1(ヘ)ではロータ
リ弁10は円筒型であるが、排気通路5を有するものに
本発明を実施したものであり、図1(ト)は円筒型のロ
ータリ弁10をシリンダー1と並列的に配置したものに
本発明を実施したものである(後者のロータリ弁10は
かさ歯車を介してクランク軸により駆動される)。いず
れも機関のアイドル状態を含む低負荷域では回動体の制
御部14を回動させて、弁内連通路11の制御部14に
接続する部分より上流側にある空間8とシリンダー1内
との連通開始時期、即ちロータリ弁10の開時期を排気
通路5の閉時期付近から所定期間新気をシリンダー内へ
流入させる様に制御しているのである。図2(ニ)は図
1(ニ)の弁内連通路11を分割したものに相当し、図
1(ハ)と同様にロータリ弁10の開時期(分離壁15
がシール装置Sを通過し始める瞬間)に弁内連通路11
a、11bの両者を介して新気を流入させ、新気の流入
を直ちに行える様にしたものである。又、図2(ホ)は
ロータリ弁10として円筒型のものを用い(クランク軸
の回転の1/2に減速して)、ロータリ弁10の外周面
に密接又は接触する制御部14を有する回動体12を備
えたもので、これにより弁内連通路11の制御部14に
接続する部分より上流側にある空間8とシリンダー1内
との連通開始時期を変化させ、機関のアイドル状態を含
む低負荷域では図示しない排気通路の閉時期付近から所
定期間ロータリ弁10を開いて弁内連通路11を介して
新気をシリンダー1内に流入させる様に制御部14の位
置を制御すれば、圧縮始めの給気温度は高まり、本発明
の目的を達成する事ができる。本発明は多気筒機関にも
適用可能であり、図1(イ)のものを2気筒機関に適用
した実施例を図2(ヘ)に示す。回動体12は各気筒に
各々備えられるべきものを一体とした一体型の構成とし
てあり、分離部17により各気筒の掃気通路7は互いに
分離・独立している。図3は図1,2で述べた回動体1
2を駆動する方法を示したもので、アクセルペダルの開
度を検出するアクセル開度センサー18から得たアクセ
ル開度信号はマイクロコンピューター19に入力され、
演算されてサーボモーター20に出力信号を送る。この
出力信号はマイクロコンピューター19に予め記憶させ
たアクセル開度と望ましい回動体12の回動量との関係
に従うものであり、この出力信号によりサーボモーター
20は駆動され、ウォームギァ21を介して機関の運転
状態に応じて回動体12を最適制御するのである。この
場合、図示しない機関回転速度センサーからの信号もマ
イクロコンピューター19に入力し、より細かく回動体
12を制御する様にしても良い。この他、特に図示はし
ないが、アクセルペダルにより直接回動体12を駆動
(リンク機構を介して)する事も考えられる。
【0007】
【発明の効果】本発明によれば、機関の低負荷域ではロ
ータリ弁の開時期を制御して排気通路の閉時期付近から
所定期間、新気をシリンダー内に流入させているので、
多量の既燃残留ガスにより圧縮始めの給気温度が大幅に
高められる。従って公知の如くこの残留ガス中の活性基
(−OH、CH−、C−等)により圧縮端では自己着
火が容易に起る(従来は圧縮始めの給気温度が十分でな
い為、発生しない)。この自己着火は無数の点でほぼ同
時に起るので(多量の既燃ガスを含んでいる為、燃焼は
緩やかで、ノック現象の様な急激な圧力上昇はなく、静
粛である)、従来の最大の欠点である不整燃焼は解消さ
れ、燃焼は著しく改善され、確実で完全な燃焼を達成す
る事ができる、従って排ガス中の有害成分は著しく減少
し、燃費も向上する(自己着火の為には希薄混合気とす
る必要があり、より一段と効果を増す)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるロータリ弁付2サイクル機関を示
す図である。
【図2】本発明によるロータリ弁付2サイクル機関の各
種実施態様の図である。
【図3】回動体を駆動する装置を示す図である。
【符号の説明】
1はシリンダー、2はピストン、3はスプロケット、4
はシリンダーヘッド、5は排気通路、6はリード弁、7
は掃気通路、8は空間、9は回転摺動面、10はロータ
リ弁、11・11a・11bは弁内連通路、12は回動
体、13は回動軸、14は制御部、15は分離壁、16
は切れ目、17は分離部、18はアクセル開度センサ
ー、19はマイクロコンピューター、20はサーボモー
ター、21はウォームギァ、aはシール筒、bはシール
リング、cはバネ、Sはシール装置である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 F02D 13/02 F02D 13/02 L

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 新気によって既燃ガスを排気通路から追
    い出す掃気過程を有する2サイクル機関において、機関
    の主軸と同期して回転するロータリ弁を備え、前記ロー
    タリ弁の回転に従ってロータリ弁に形成された弁内連通
    路がシリンダー内へ連通する事によって前記弁内連通路
    を介して新気をシリンダー内に流入させて既燃ガスを掃
    気する様に構成し、更に前記ロータリ弁の内周面又は外
    周面に密接又は接触する制御部を有する回動体を備え、
    機関の運転状態に応じて前記回動体の制御部を回動させ
    る事によって前記弁内連通路の制御部に接続する部分よ
    り上流側にある空間とシリンダー内との連通開始時期を
    変化させ、以ってロータリ弁の開時期を変化させ、機関
    の低負荷域で前記排気通路の閉時期付近から所定期間、
    前記弁内連通路を介して新気をシリンダー内に流入させ
    て圧縮始めの給気温度を高める様に構成した事を特徴と
    するロータリ弁付2サイクル機関。
JP8208721A 1996-06-10 1996-06-10 ロータリ弁付2サイクル機関 Withdrawn JPH09329031A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065053A (ko) * 2017-10-16 2020-06-08 헤드만 에릭슨 페이턴트 에이비 2-행정 엔진에서의 방법 및 2-행정 엔진

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065053A (ko) * 2017-10-16 2020-06-08 헤드만 에릭슨 페이턴트 에이비 2-행정 엔진에서의 방법 및 2-행정 엔진
JP2020537073A (ja) * 2017-10-16 2020-12-17 ヘドマン エリクソン パテント アーベーHedman Ericsson Patent Ab 2ストロークエンジン
US11828238B2 (en) 2017-10-16 2023-11-28 Hedman Ericsson Patent Ab Method in a two-stroke engine and two-stroke engine

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Legal Events

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Effective date: 20030902