JPH10115250A - 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
- JPH10115250A JPH10115250A JP26949396A JP26949396A JPH10115250A JP H10115250 A JPH10115250 A JP H10115250A JP 26949396 A JP26949396 A JP 26949396A JP 26949396 A JP26949396 A JP 26949396A JP H10115250 A JPH10115250 A JP H10115250A
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- JP
- Japan
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- cylinder
- swirl
- port
- peripheral wall
- straight
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- Pending
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Classifications
-
- 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】 スワールポートとストレートポートを並設し
た掃気装置において、流通抵抗の大きいスワールポート
での抵抗を小さくして掃気効率を向上する。 【解決手段】 複数のスワールポート４と複数のストレ
ートポート５を交互に気筒１の周壁２のピストン下死点
近傍位置に形成し、気筒周壁２の外周面におけるスワー
ルポート４とストレートポート５の開口縁部同士が互い
に近接している部分に凹部１９を形成して気筒周壁２の
外径よりも小径にし、スワールポート４の気筒周壁２外
周側の開口縁部、特にスワールポート４の傾斜側面の内
の気筒中心側に位置する傾斜側面４ａと気筒周壁２の外
周面２ａとの角部を無くして径方向内側に入り込ませる
ことによってスワールポート４に新気が流入し易くし
た。
た掃気装置において、流通抵抗の大きいスワールポート
での抵抗を小さくして掃気効率を向上する。 【解決手段】 複数のスワールポート４と複数のストレ
ートポート５を交互に気筒１の周壁２のピストン下死点
近傍位置に形成し、気筒周壁２の外周面におけるスワー
ルポート４とストレートポート５の開口縁部同士が互い
に近接している部分に凹部１９を形成して気筒周壁２の
外径よりも小径にし、スワールポート４の気筒周壁２外
周側の開口縁部、特にスワールポート４の傾斜側面の内
の気筒中心側に位置する傾斜側面４ａと気筒周壁２の外
周面２ａとの角部を無くして径方向内側に入り込ませる
ことによってスワールポート４に新気が流入し易くし
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
のユニフロー式掃気装置に関し、特にその掃気ポートの
形状に関するものである。
のユニフロー式掃気装置に関し、特にその掃気ポートの
形状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装置の基
本構造は図５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ポ
ート２４を形成し、掃気ポンプ（図示せず）で加圧され
た新気を掃気ポート２４から気筒２１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。
ニフロー掃気方式がある。このユニフロー掃気装置の基
本構造は図５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ポ
ート２４を形成し、掃気ポンプ（図示せず）で加圧され
た新気を掃気ポート２４から気筒２１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。
【０００３】そして、各掃気ポート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２１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。
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２１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。
【０００４】また、図５に示した構成では強いスワール
を形成することにより気筒中心部に掃気されない部分２
７が残り、掃気効率が低下するという問題があるため、
その問題を解消できる構成として、図６に示すように、
気筒２１の周壁２２に、気筒２１の半径方向の軸線に対
して気筒２１内のスワール方向と順方向に傾斜させたス
ワールポート２８と、気筒２１の半径方向の軸線に沿う
ストレートポート２９とを周方向に交互に形成するとと
もに、スワールポート２８は軸芯方向に斜め下方に傾斜
させ、ストレートポート２９は逆に斜め上方に傾斜させ
て形成し、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たものも考えられている。
を形成することにより気筒中心部に掃気されない部分２
７が残り、掃気効率が低下するという問題があるため、
その問題を解消できる構成として、図６に示すように、
気筒２１の周壁２２に、気筒２１の半径方向の軸線に対
して気筒２１内のスワール方向と順方向に傾斜させたス
ワールポート２８と、気筒２１の半径方向の軸線に沿う
ストレートポート２９とを周方向に交互に形成するとと
もに、スワールポート２８は軸芯方向に斜め下方に傾斜
させ、ストレートポート２９は逆に斜め上方に傾斜させ
て形成し、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たものも考えられている。
【０００５】なお、この種の掃気方式の２サイクルエン
ジンは、例えば特開平６−１０７５８号公報等にも開示
されている。この公報では、上部掃気孔列と下部掃気孔
列を設け、上部掃気孔列の全部又は一部を俯角を持つよ
うに形成し、ピストン上面の窪みに沿って新気を導入す
るようにしたものが開示されている。
ジンは、例えば特開平６−１０７５８号公報等にも開示
されている。この公報では、上部掃気孔列と下部掃気孔
列を設け、上部掃気孔列の全部又は一部を俯角を持つよ
うに形成し、ピストン上面の窪みに沿って新気を導入す
るようにしたものが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、２サイクル
エンジンの燃費や出力性能を向上するためには、上記の
ように強いスワール流を形成しながら掃気効率を向上す
る必要があるが、図６に示すようにスワールポート２８
とストレートポート２９を並設した場合には、強いスワ
ール流を形成するためにスワールポート２８での新気の
流通抵抗が大きくなり、所要のスワール比を確保するよ
うな傾斜角に設定した場合には掃気装置の流量係数が小
さくなり、掃気効率が良くないという問題があり、より
多くの新気を流入させることが要請されている。
エンジンの燃費や出力性能を向上するためには、上記の
ように強いスワール流を形成しながら掃気効率を向上す
る必要があるが、図６に示すようにスワールポート２８
とストレートポート２９を並設した場合には、強いスワ
ール流を形成するためにスワールポート２８での新気の
流通抵抗が大きくなり、所要のスワール比を確保するよ
うな傾斜角に設定した場合には掃気装置の流量係数が小
さくなり、掃気効率が良くないという問題があり、より
多くの新気を流入させることが要請されている。
【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、スワ
ールポートとストレートポートを並設した掃気装置にお
いて、流通抵抗の大きいスワールポートでの抵抗を小さ
くして掃気効率を向上できるユニフロー式掃気装置を提
供することを目的とする。
ールポートとストレートポートを並設した掃気装置にお
いて、流通抵抗の大きいスワールポートでの抵抗を小さ
くして掃気効率を向上できるユニフロー式掃気装置を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、気筒内に向け
てその半径方向に新気を導入する複数のストレートポー
トと、半径方向の軸線に対して接線方向に傾斜した方向
に新気を導入する複数のスワールポートとを交互に気筒
周壁のピストン下死点近傍位置に形成し、気筒外周面に
おけるストレートポートとスワールポートの開口縁部同
士が互いに近接している部分を気筒外径よりも小径に
し、スワールポートの気筒周壁外周側の開口縁部、特に
スワールポートの傾斜側面の内の気筒中心側に位置する
傾斜側面と気筒周壁外周面との角部を無くすことによっ
てスワールポートに新気が流入し易くし、スワールポー
トでの新気の流通抵抗を小さくし、同じ強さのスワール
流を形成する場合に掃気効率を向上し、あるいは掃気効
率を同じにする場合はより強いスワール流を形成し、２
サイクルエンジンの燃費や出力性能を向上するようにし
ている。
てその半径方向に新気を導入する複数のストレートポー
トと、半径方向の軸線に対して接線方向に傾斜した方向
に新気を導入する複数のスワールポートとを交互に気筒
周壁のピストン下死点近傍位置に形成し、気筒外周面に
おけるストレートポートとスワールポートの開口縁部同
士が互いに近接している部分を気筒外径よりも小径に
し、スワールポートの気筒周壁外周側の開口縁部、特に
スワールポートの傾斜側面の内の気筒中心側に位置する
傾斜側面と気筒周壁外周面との角部を無くすことによっ
てスワールポートに新気が流入し易くし、スワールポー
トでの新気の流通抵抗を小さくし、同じ強さのスワール
流を形成する場合に掃気効率を向上し、あるいは掃気効
率を同じにする場合はより強いスワール流を形成し、２
サイクルエンジンの燃費や出力性能を向上するようにし
ている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図４を参照して説明する。
〜図４を参照して説明する。
【００１０】まず、図４を参照して本実施形態の掃気装
置を適用した２サイクルエンジンの全体構成を説明す
る。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、図１に詳細に示すように周方向に
適当間隔置きに複数のスワールポート４とストレートポ
ート５が交互にかつ気筒周壁２の内周面で等間隔に開口
するように形成されている。スワールポート４は気筒周
壁２の外周から気筒１内に向けて斜め下向きに傾斜させ
て形成され、ストレートポート５は気筒周壁２の外周か
ら気筒１内に斜め上向きに形成されている。スワールポ
ート４及びストレートポート５の外周には掃気室１０が
配設され、掃気ポンプ１１で加圧された新気を送給する
ように構成されている。
置を適用した２サイクルエンジンの全体構成を説明す
る。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、図１に詳細に示すように周方向に
適当間隔置きに複数のスワールポート４とストレートポ
ート５が交互にかつ気筒周壁２の内周面で等間隔に開口
するように形成されている。スワールポート４は気筒周
壁２の外周から気筒１内に向けて斜め下向きに傾斜させ
て形成され、ストレートポート５は気筒周壁２の外周か
ら気筒１内に斜め上向きに形成されている。スワールポ
ート４及びストレートポート５の外周には掃気室１０が
配設され、掃気ポンプ１１で加圧された新気を送給する
ように構成されている。
【００１１】図４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。ま
た、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
である。また、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。
排気口、８は排気バルブ、９は排気ポートである。ま
た、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
である。また、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。
【００１２】次に、図１、図２を参照してスワールポー
ト４及びストレートポート５を詳細に説明する。スワー
ルポート４は、気筒周壁２の外周から気筒１内に向けて
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、かつ上記のように下向きに傾斜させて形成さ
れている。このスワールポート４の周方向の傾斜角は、
このスワールポート４の気筒１中心側に位置する傾斜側
壁４ａの延長線が直径ｄ（気筒１の内径をＤとしてｄ＝
（１／３〜３／５）×Ｄ）の仮想円に接するように設定
され、また下向きの傾斜角は２０°程度に設定されてい
る。ストレートポート５は、気筒周壁２の外周から気筒
１内に向けて気筒１の半径方向の軸線に沿って形成さ
れ、また上向きの傾斜角は３０°程度に設定されてい
る。
ト４及びストレートポート５を詳細に説明する。スワー
ルポート４は、気筒周壁２の外周から気筒１内に向けて
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、かつ上記のように下向きに傾斜させて形成さ
れている。このスワールポート４の周方向の傾斜角は、
このスワールポート４の気筒１中心側に位置する傾斜側
壁４ａの延長線が直径ｄ（気筒１の内径をＤとしてｄ＝
（１／３〜３／５）×Ｄ）の仮想円に接するように設定
され、また下向きの傾斜角は２０°程度に設定されてい
る。ストレートポート５は、気筒周壁２の外周から気筒
１内に向けて気筒１の半径方向の軸線に沿って形成さ
れ、また上向きの傾斜角は３０°程度に設定されてい
る。
【００１３】そして、気筒周壁２の外周面におけるスワ
ールポート４とストレートポート５の開口縁部同士が互
いに近接している部分は、両側のスワールポート４とス
トレートポート５に連続する凹部１９に形成されて気筒
周壁２の外径よりも小径とされている。この凹部１９の
深さは、周壁２の厚さが１０ｍｍの場合で１〜５ｍｍに
設定される。なお、図示は省略しているが、角部での新
気の流通抵抗を小さくするために、スワールポート４及
びストレートポート５の気筒周壁２外周面側の開口縁部
には適当な曲率半径の円弧面が形成されており、特にス
ワールポート４の気筒１中心側に位置する傾斜側壁４ａ
と気筒周壁２の外周面２ａとの角部（凹部１９が形成さ
れていない部分）はより大きな曲率半径の円弧面に形成
するのが好ましい。
ールポート４とストレートポート５の開口縁部同士が互
いに近接している部分は、両側のスワールポート４とス
トレートポート５に連続する凹部１９に形成されて気筒
周壁２の外径よりも小径とされている。この凹部１９の
深さは、周壁２の厚さが１０ｍｍの場合で１〜５ｍｍに
設定される。なお、図示は省略しているが、角部での新
気の流通抵抗を小さくするために、スワールポート４及
びストレートポート５の気筒周壁２外周面側の開口縁部
には適当な曲率半径の円弧面が形成されており、特にス
ワールポート４の気筒１中心側に位置する傾斜側壁４ａ
と気筒周壁２の外周面２ａとの角部（凹部１９が形成さ
れていない部分）はより大きな曲率半径の円弧面に形成
するのが好ましい。
【００１４】以上の構成によれば、スワールポート４の
気筒周壁２の外周側開口縁部、特にスワールポート４の
傾斜側面の内の気筒１中心側に位置する傾斜側面４ａと
気筒周壁２の外周面２ａとの角部が無くなり、その角部
が気筒１の径方向内側に入り込むため、スワールポート
４に向けて図１（ａ）に矢印Ａで示すように新気がスム
ーズに流入できるようになり、スワールポート４での新
気の流通抵抗が小さくなる。
気筒周壁２の外周側開口縁部、特にスワールポート４の
傾斜側面の内の気筒１中心側に位置する傾斜側面４ａと
気筒周壁２の外周面２ａとの角部が無くなり、その角部
が気筒１の径方向内側に入り込むため、スワールポート
４に向けて図１（ａ）に矢印Ａで示すように新気がスム
ーズに流入できるようになり、スワールポート４での新
気の流通抵抗が小さくなる。
【００１５】その結果、図３（ａ）、（ｂ）に破線矢印
で示すように、従来と同じ強さのスワール流を形成する
（スワール比が同じ）場合には、流量係数を高くできて
掃気効率が向上する。実験数値例を示すと、従来流量係
数が０．４６であったものを０．５に高めることができ
た。また、図３（ａ）、（ｂ）に実線矢印で示すよう
に、流量係数を従来と同じにする場合にはより強いスワ
ール流を形成することができる。実験数値例を示すと、
従来のスワール比を１として、本実施形態では１．３と
３０％高めることができた。かくして、２サイクルエン
ジンの特性に応じて掃気効率を向上し、又はスワール比
を高くすることにより、その燃費や出力性能を向上する
ことができる。
で示すように、従来と同じ強さのスワール流を形成する
（スワール比が同じ）場合には、流量係数を高くできて
掃気効率が向上する。実験数値例を示すと、従来流量係
数が０．４６であったものを０．５に高めることができ
た。また、図３（ａ）、（ｂ）に実線矢印で示すよう
に、流量係数を従来と同じにする場合にはより強いスワ
ール流を形成することができる。実験数値例を示すと、
従来のスワール比を１として、本実施形態では１．３と
３０％高めることができた。かくして、２サイクルエン
ジンの特性に応じて掃気効率を向上し、又はスワール比
を高くすることにより、その燃費や出力性能を向上する
ことができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように複数のス
トレートポートと複数のスワールポートとを交互に形成
したユニフロー式掃気装置において、気筒周壁外周面に
おけるストレートポートとスワールポートの開口縁部同
士が互いに近接している部分を気筒周壁外径よりも小径
にしているので、スワールポートの気筒周壁外周側の開
口縁部、特にスワールポートの傾斜側面の内の気筒中心
側に位置する傾斜側面と気筒周壁外周面との角部を無く
してスワールポートに新気が流入し易い状態にでき、そ
れによりスワールポートでの新気の流通抵抗が小さくな
って、同じ強さのスワール流を形成する場合に掃気効率
を向上し、あるいは掃気効率を同じにする場合はより強
いスワール流を形成することができ、２サイクルエンジ
ンの燃費や出力性能を向上することができる。
トレートポートと複数のスワールポートとを交互に形成
したユニフロー式掃気装置において、気筒周壁外周面に
おけるストレートポートとスワールポートの開口縁部同
士が互いに近接している部分を気筒周壁外径よりも小径
にしているので、スワールポートの気筒周壁外周側の開
口縁部、特にスワールポートの傾斜側面の内の気筒中心
側に位置する傾斜側面と気筒周壁外周面との角部を無く
してスワールポートに新気が流入し易い状態にでき、そ
れによりスワールポートでの新気の流通抵抗が小さくな
って、同じ強さのスワール流を形成する場合に掃気効率
を向上し、あるいは掃気効率を同じにする場合はより強
いスワール流を形成することができ、２サイクルエンジ
ンの燃費や出力性能を向上することができる。
【図１】本発明の一実施形態のユニフロー式掃気装置に
おける気筒周壁の構成を示し、（ａ）は（ｂ）のＩ−Ｉ
矢視横断面図、（ｂ）は正面図である。
おける気筒周壁の構成を示し、（ａ）は（ｂ）のＩ−Ｉ
矢視横断面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】同実施形態の気筒周壁の要部の部分拡大正面図
である。
である。
【図３】同実施形態と従来例のユニフロー式掃気装置に
おける流量係数とスワール比を比較して示した説明図で
ある。
おける流量係数とスワール比を比較して示した説明図で
ある。
【図４】同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全体概略構成図である。
２サイクルエンジンの全体概略構成図である。
【図５】従来例の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。
し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は掃気孔位置での横断面
図である。
【図６】他の従来例の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。
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 スワールポート ５ ストレートポート １９ 凹部
Claims (1)
- 【請求項１】 気筒内に向けてその半径方向に新気を導
入する複数のストレートポートと、半径方向の軸線に対
して接線方向に傾斜した方向に新気を導入する複数のス
ワールポートとを交互に気筒周壁のピストン下死点近傍
位置に形成し、気筒周壁外周面におけるストレートポー
トとスワールポートの開口縁部同士が互いに近接してい
る部分を気筒周壁外径よりも小径に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 |
|---|---|---|---|
| JP26949396A JPH10115250A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | ユニフロー式掃気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26949396A JPH10115250A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | ユニフロー式掃気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115250A true JPH10115250A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17473210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26949396A Pending JPH10115250A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | ユニフロー式掃気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10115250A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000054908A (ja) * | 1998-05-22 | 2000-02-22 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | ツ―ストロ―クディ―ゼルエンジンにおけるシリンダカバ―及びシリンダカバ―の配置構造 |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP26949396A patent/JPH10115250A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000054908A (ja) * | 1998-05-22 | 2000-02-22 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | ツ―ストロ―クディ―ゼルエンジンにおけるシリンダカバ―及びシリンダカバ―の配置構造 |
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