JPH1037811A - 過給式エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】未燃炭化水素となるのを防止でき、排気ガスの
一部は混合気とまじりＮＯｘも減らすことができる。潤
滑油の供給に悪影響を与えることがなく、潤滑性能を低
下させない。排気エネルギーを吸気行程中に吹き出すこ
とで軸出力として回収でき、気のポンピングロスも減じ
て、燃費を改善できる。 【解決手段】クランク室４００内にて加圧した新気を加
圧吸気通路、吸気ポート２３ｂ、吸気ポート端部の吸気
弁１１０を経て気筒の燃焼室２２０に導き、燃焼室２２
０から排気弁１１１、排気ポート２３ａ、排気通路を経
て大気中に排気を排出し、シリンダＣとピストン２４と
の摺動部ヘ潤滑油を給油口１０３ａより供給する過給式
エンジン５において、気筒が水平あるいは傾斜して配置
され、ピストン下死点前後で燃焼室２２０に連通する排
気ガスチャンバ３００を備え、その出入口３００ａをシ
リンダＣへの給油口１０３ａより上方に配置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クランク室内に
おいて空気を過給し、過給した空気をクランク室から燃
焼室に導くようにした過給式エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジン出力の向上を図る目的か
ら、クランク室内に吸入された空気をコンロッドの揺動
により圧縮して燃焼室に供給するようにしたコンロッド
過給機構を備えた過給装置が提案されている（例えば、
特開平６−９３８６９号公報参照）。このコンロッド過
給機構やピストンの往復動によりクランク室内に吸入さ
れた空気を圧縮するピストン過給機構を備える過給装置
はクランク室過給装置と言われる。

【０００３】このような過給式エンジンにおいては、ク
ランク室を密閉構造にできないので、いわゆる４サイク
ルエンジンのようにクランク室下部のオイルパンに潤滑
油を溜め、この潤滑油を循環させることができず、クラ
ンク室内の潤滑必要箇所に少量の潤滑油を、直接供給あ
るいは新気中に混ぜて供給するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような過給式エン
ジンでも、排ガス中のＨＣ（炭化水素）を減じることや
ＮＯｘを減らすことが要望され、例えばピストン下死点
前後で燃焼室に連通する排気ガスチャンバをシリンダに
取り付けることが考えられる。従来の４サイクルエンジ
ンでは、シリンダに孔をあけるとクランクケース内の潤
滑油が燃焼室に流入し大幅なオイル消費の悪化を招き実
現不可能であった。

【０００５】しかし、過給式エンジンは、シリンダやク
ランクケースの潤滑は２サイクルと同じ方式であるた
め、潤滑油消費に影響を与えること無く排気ガスチャン
バを取り付けることが可能であるが、潤滑油の供給に悪
影響を与えることがなく、しかも潤滑性能を低下させる
ことがないようにする必要がある。

【０００６】この発明は、上記実情に鑑みてなされたも
ので、第１の目的は、未燃炭化水素となるのを防止で
き、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）を減じることが可能
になり、また排気ガスの一部は混合気とまじりＮＯｘも
減らすことができる。第２の目的は、潤滑油の供給に悪
影響を与えることがなく、しかも潤滑性能を低下させる
ことがない。さらに、第３の目的は、排気エネルギーを
吸気行程中に吹き出すことで軸出力として回収でき、ま
た気のポンピングロスも減じて、燃費を改善できる。ま
た、クランク室過給式でない４サイクルエンジンにおい
ても潤滑油消費を悪化させることなく排気清浄化できる
ことも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、請求項１記載の発明は、クラン
ク室内にて加圧した空気を加圧吸気通路、吸気ポート及
び吸気ポート端部の吸気弁を経て気筒の燃焼室に導き、
燃焼室から排気弁、排気ポート及び排気通路を経て大気
中に排気を排出するとともに、シリンダとピストンとの
摺動部ヘ潤滑油を給油口より供給するようにした過給式
エンジンにおいて、前記気筒が水平あるいは傾斜して配
置され、ピストン下死点前後で燃焼室に連通する排気ガ
スチャンバを備え、この排気ガスチャンバへの出入口を
前記シリンダへの給油口より上方に配置したことを特徴
としている。エンジンの膨張行程の下死点近辺で、燃焼
室と排気ガスチャンバが連通され、排気ガスが排気ガス
チャンバ内に流入する。排気行程中はピストンにて出入
口が塞がれていて、吸気行程の下死点近くで再度連通す
るため、排気ガスチャンバ内の排気ガスが燃焼室の下の
方に噴出し、混合気と排ガスの２つの層が形成される。
これにより圧縮、爆発行程で、混合気がピストントップ
ランド隙間や、ピストン上面のクエンチ層に押し込まれ
て未燃炭化水素となるのを防止でき、排気ガス中のＨＣ
（炭化水素）を減じることが可能になる。また、排気ガ
スの一部は混合気とまじり、ＥＧＲをかけた効果でＮＯ
ｘも減らすことができる。さらに、排気エネルギーを吸
気行程中に吹き出すことで軸出力として回収でき、ま
た、吸気のポンピングロスも減じて、燃費を改善でき
る。

【０００８】また、排気ガスチャンバへの出入口をシリ
ンダへの給油口より上方に配置することで、潤滑油の供
給に悪影響を与えることがなく、潤滑性能を低下させる
ことを防止する。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記排気ガスチャ
ンバへの出入口を、前記気筒中心軸から下方へ開き角６
０度の扇状断面を除く上側３００度の範囲に配置したこ
とを特徴としている。排気ガスチャンバへの出入口をシ
リンダへの給油口より上方に配置することができ、潤滑
油消費に影響を与えること無く排気ガスチャンバを取り
付けることが可能である。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記シリンダへの
給油口を、前記排気ガスチャンバへの出入口から離間さ
せたことを特徴としている。潤滑油が排気ガスチャンバ
への出入口に流入することが防止でき、潤滑油の供給に
悪影響を与えることがなく、しかも潤滑性能を低下させ
ることを防止する。

【００１１】請求項４記載の発明は、前記排気ガスチャ
ンバへの出入口を、前記気筒に対して変位させて配置し
たことを特徴としている。排気ガスチャンバに流入して
溜る排気ガスが、吸気行程で排気ガスチャンバ内の排気
ガスが燃焼室の下の方にスワールして燃焼室に供給さ
れ、混合気と排ガスの２つの層が確実に形成される。

【００１２】請求項５記載の発明は、前記クランク室と
吸気弁の間の加圧吸気通路にスロットル弁を配置し、さ
らに前記クランク室の過給出口とスロットル弁との間の
加圧吸気通路と前記排気ガスチャンバを連通路を介して
連通させ、この連通路に逆止弁を配置したことを特徴と
している。エンジンの膨張行程の下死点近辺で、燃焼室
と排気ガスチャンバが連通され、排気ガスが排気ガスチ
ャンバ内に流入し、このとき逆止弁により加圧吸気通路
が遮断されているが、吸気行程の下死点近くで排気ガス
チャンバが再度連通するとき、逆止弁が開いて加圧吸気
通路からの加圧空気により、排気ガスチャンバ内の排気
ガスが迅速かつ確実に燃焼室の下の方に噴出し、混合気
と排ガスの２つの層が形成される。

【００１３】請求項６記載の発明は、加圧した空気を加
圧吸気通路、吸気ポート及び吸気ポー卜端部の吸気弁を
経て気筒の燃焼室に導き、前記加圧吸気通路の途中で燃
料を供給するかあるいは燃焼室に直接燃料を供給し、前
記燃焼室から排気弁、排気ポート及び排気通路を経て大
気中に排気を排出するとともに、ピストンが下死点にあ
る時燃焼室内に露出するシリンダ壁の内ピストン近傍部
に設けた空気流入口と、燃料供給部よりは上流となる前
記加圧吸気通路の部分とを連通するようにしたことを特
徴としている。燃焼の効率が悪く不完全燃焼しＨＣを発
生し易いピストントップランドを空気で満たす。また、
空気流入口には常に加圧空気が作用するので、空気流入
口から潤滑油が侵入することはない。

【００１４】請求項７記載の発明は、ピストンが下死点
近傍にある時燃焼室内に露出する空気流入口と燃料供給
部よりは上流となる前記加圧吸気通路の部分とを連通す
る連通路の途中に、加圧吸気通路方向への流れを阻止す
る逆止弁を配置したことを特徴としている。排気行程中
に空気流入口が燃焼室内に露出する時、加圧圧力が排気
行程末期における燃焼室内圧より低くても排気ガスの逆
流を防止でき、吸入行程中空気流入口より高いだけで、
より確実に空気を燃焼室内に供給でき、ピストントップ
ランドを空気で満たす。また、逆止弁を配置したので、
排気ガスだけでなく潤滑油の流入もより確実に防止でき
る。

【００１５】さらに、クランク室過給式エンジンのみで
なく、クランク室下部にオイルパンを配置する通常の過
給式４サイクルエンジンにも適用可能である。加圧空気
源があれば、２サイクルエンジンで掃排気行程末尾にお
けるピストン上端よりシリンダヘッド側となる位置に設
けた空気流入口から加圧空気を供給するようにすれば、
２サイクルエンジンにも適用可能である。加圧空気源と
して吸気系と独立の空気ポンプでも良い。また、逆止弁
を介して加圧空気を供給するようにすればなお良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の過給式エンジン
の実施の形態を添付図に基づいて説明する。図１は過給
式エンジンを搭載する自動二輪車を説明するための側面
図、図２は過給式エンジンの前面図、図３は過給式エン
ジンの断面図、図４は図３のIV-IV線に沿う断面図、図
５は図３のV-V線に沿う断面図、図６は排気ガスチャン
バと加圧吸気通路とを連通する構造を示す図、図７は排
気ガスチャンバへの出入口の配置を説明する図である。

【００１７】図において、１はこの実施の形態の自動二
輪車であり、これの車体フレーム２にはピボット軸３を
介してリヤアーム４が軸支されている。過給式エンジン
５の前側は、取付ブラケット６を介して車体フレーム２
に弾性部材を介して支持され、後側はピボット軸３まわ
りに回動可能に支持されて搭載されている。過給式エン
ジン３の動力がドライブ軸７によりチェーン８を介して
リヤアーム４に軸支された図示しない後輪を駆動する。

【００１８】エンジン本体１７は強制空冷式４サイクル
単気筒型のものであり、気筒が前側に傾斜して配置され
ているが、気筒をさらに前傾させて水平に配置してもよ
い。エンジン本体１７は、クランクケース２１にシリン
ダブロック２２及びシリンダヘッド２３を接続し、シリ
ンダブロック２２のシリンダＣにピストン２４を摺動自
在に挿入配置するとともに、ピストン２４をコンロッド
２５でクランク軸２６のクランクピン２６ａに連結した
構造である。また、図１中時計方向に回転（矢印方向の
回転）するクランク軸２６の右端部には、図４に示すよ
うに図示しない駆動プーリが、左端部にはエンジン本体
１７に発電機５１が装着されている。

【００１９】シリンダヘッド２３の下面に導出された排
気ポート２３ａにはエキゾーストパイプ２８が接続され
ており、エキゾーストパイプ２８の後端には図示しない
マフラが接続される。また、シリンダヘッド２３の上面
に導出された吸気ポート２３ｂには加圧吸気通路を構成
する加圧吸気管３０が接続されており、加圧吸気管３０
の上流側端部はクランクケース２１の上側に取付られた
吐出部３０ａに接続されている。エンジン本体１７の後
方上方にはエアクリーナ３４が配置され、エアクリーナ
３４とクランクケース２１の下側に取り付けられた吸込
部３３ａとが吸気管３３で連結されるとともに、吸気管
３３の途中に気化器３１が配置されている。エアクリー
ナ３４から取入られる新気は気化器３１により燃料が混
合されて混合気が形成される。混合気は吸気管３３、吸
込部３３ａを経て、吸込口２１ａから吸入逆止弁４１１
を介してクランクケース２１内に吸われ、クランクケー
ス２１内で下記において説明するように加圧されて、過
給出口２１ｃ内から吐出逆止弁４１０を開いて吐出部９
０ａに吐出される。クランク軸２６の１回転毎に加圧さ
れる混合気は、主に吐出部３０ａさらには加圧吸気管３
０内に貯留され、クランク軸２６の２回転毎の吸気行程
中、加圧吸気管３０を吸気ポート２３ｂ方向に流れる。
加圧吸気管３０には、スロットル弁２００が配置され、
加圧混合気量を制御する。

【００２０】気化器３１の右側方にオイルタンク３２が
配置されている。また、吸入部３３ａと吐出部３０ａと
の間は、バイパス管２１０で連通され、バイパス管２１
０には吸気スロットル弁５００の中開度以下において開
となり、それ以上において閉とされるバイパス弁２１１
が設けられている。バイパス通路２１０の一端部２１０
ａは吐出部３０ａに開口し、他端部２１０ｂは吸入逆止
弁４１１の上流かつ近傍側の吸入部３３ａに開口してい
る。

【００２１】このように、吐出部３３ａ、加圧吸気管３
０及び吸気ポート２３ｂからなる加圧吸気通路の過給ス
ロットル弁２００の上流部と吸入逆止弁４１１の上流か
つ近傍側とを連通するバイパス通路２１０を備えてお
り、急激に過給スロットル弁２００及び吸気スロットル
弁５００を閉じた場合には、過給スロットル弁２００の
上流側の圧力が上昇するが、バイパス通路２１０により
吸入逆止弁４１１の上流かつ近傍側と連通するため、過
給スロットル弁２００の上流側の圧力の上昇が防止で
き、クランク室４００の下記する圧縮室Ｂの圧力上昇を
抑えられるため、エンジンの出力ロスを軽減することが
できる。また、バイパス通路２１０により吸入逆止弁４
１１の上流かつ近傍側と連通するため、吸気管３３の吸
入部３３ａに戻された過給された空気が吸気管３３を介
して燃料供給装置を構成する気化器３１側に混合気が逆
流することを防止することができる。一方、例えば急加
速で過給スロットル弁２００及び吸気スロットル弁５０
０を開くと、その上流側の圧力が下降するがバイパス通
路２１０から吸気されるため、急加速時の過給の応答性
の低下を軽減することができる。そして、吸気スロット
ル弁５００の中開度以上においては、バイパス弁２１１
は閉とされるので過給性能が低下することはない。

【００２２】また、シリンダヘッド２３に形成された排
気ポート２３ａ、吸気ポート２３ｂは排気弁１１１、吸
気弁１１０で開閉され、各弁１１１，１１０は、排気及
び吸気側タペット１１４，１１３を介してカム軸１１２
で開閉駆動される。そして、エンジン本体１７は、コン
ロッド過給式の過給装置１３３を備えている。この過給
装置１３３のコンロッド過給機構１３３ａは、クランク
ケース２１の内周壁、ピストン切欠きの左右壁及び左右
のクランクウェッブ２６ｂの各々内側壁にコンロッド２
５の各外面を密閉的に相対させ、あるいは確実に密閉す
るため互いに接触しつつ摺動させることによりクランク
室４００を吸入室Ａと圧縮室Ｂとに区分けし、圧縮室Ｂ
の過給出口２１ｃが弁４１０により開閉され、吸入室Ａ
の過給入口２１ｄが弁４１１により開閉される。クラン
クケース２１の下部に吸入室Ａに連通する新気流入口を
構成する吸入口２１ａを形成するとともに、上部に圧縮
室Ｂに連通する加圧新気流出口を構成する吐出口２１ｂ
を形成して構成されている。これにより、コンロッド２
５の揺動により吸入した空気を圧縮する容積型過給機構
が構成されている。なお、係る構造は上述の特開平６−
９３８６９号公報に詳細に記載されている。

【００２３】また、コンロッド過給機構１３３ａには潤
滑装置１００が接続されている。この潤滑装置１００
は、オイルタンク３２からの潤滑油をオイルフィルタ１
０１を介してオイルポンプ１０２により吸引加圧し、こ
の加圧された潤滑油をデリバリパイプ１０３を介してピ
ストン２４、コンロッド２５、クランクウェブ２６ｂ等
の摺動面及びクランク軸２６軸受部に供給し、また供給
された潤滑油のうちクランクケース２１の底部に溜まっ
たものを逆止弁１０４を有する潤滑油戻り管１０５によ
り回収して循環使用するように構成されている。

【００２４】ここで、この実施例のコンロッド過給機構
１３３ａでは、過給圧の高い圧縮室は上側に、吸入室は
下側に配置されており、クランクケース２１の下方から
吸入した空気を加圧して上方から吐出する構成となって
いる。このため、潤滑装置１００により供給された潤滑
油はクランク室内において自重により圧縮空気から容易
確実に分離されることとなり、加圧空気中に潤滑油が混
ざるのを抑制できる。また、分離された潤滑油はクラン
クケース２１においてコンロッド等と壁面との摺動面の
シール剤としても機能することとなり、気密性が向上
し、過給圧が高くなる。

【００２５】過給式エンジン５は、コンロッド過給機構
１３３ａのクランク室４００内にて加圧した新気を加圧
吸気通路を構成する加圧吸気管３０、吸気ポート２３
ｂ、及び吸気ポート端部の吸気弁１１０を経て気筒のシ
リンダＣとシリンダヘッド２３の凹部２３ｃとで形成さ
れた燃焼室２２０に導き、燃焼室２２０から排気弁１１
１、排気ポート２３ａ及び排気通路を構成するエキゾー
ストパイプ２８を経て大気中に排気を排出する。

【００２６】この過給式エンジン５には、シリンダＣと
ピストン２４との摺動部ヘ潤滑油をデリバリパイプ１０
３の給油口１０３ａより供給するように構成されてい
る。給油口１０３ａは、図示するようにピストン２４が
下死点にある時、燃焼室２２０内に露出する位置に設け
ている。これにより吐出される潤滑油の大部分はピスト
ン４とシリンダＣとの摺動部に直接供給されるが、ごく
一部が燃焼室内に吐出され、ピストン４の上昇行程中に
ピストン４のリングまわりを燃焼側より潤滑する。特に
排気ポート２３ａが下側にあり、円周状のリングの下側
部が熱負荷が高いが、給油口１０３ａも下側にあり、熱
負荷の高い部分を効率よく潤滑できる。なお、給油口１
０３ａは、Ｙ位置のようにピストン２４が下死点にある
時でも、燃焼室２２０内に露出しない位置で、よりシリ
ンダヘッド２３よりのシリンダＣ側に設けてもよい。

【００２７】過給式エンジン５の気筒は、前側に傾斜し
て配置され、ピストン下死点前後で燃焼室２２０に連通
する排気ガスチャンバ３００が備えられている。この排
気ガスチャンバ３００への出入口３００ａはシリンダＣ
への給油口１０３ａより上方に配置されている。

【００２８】このように、エンジンの膨張行程の下死点
近辺で、燃焼室２２０と排気ガスチャンバ３００が連通
され、排気ガスが排気ガスチャンバ３００内に流入す
る。排気行程中はピストン２４にて出入口３００ａが塞
がれていて、吸気行程の下死点近くで排気ガスチャンバ
３００が再度連通するため、排気ガスチャンバ３００内
の排気ガスが燃焼室２２０の下の方に噴出し、混合気と
排ガスの２つの層が形成される。これにより圧縮、爆発
行程で、混合気がピストントップランド隙間や、ピスト
ン上面のクエンチ層に押し込まれて未燃炭化水素となる
のを防止でき、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）を減じる
ことが可能になる。また、排気ガスの一部は混合気とま
じり、ＥＧＲをかけた効果でＮＯｘも減らすことができ
る。さらに、排気エネルギーを吸気行程中に吹き出すこ
とで軸出力として回収でき、また、吸気のポンピングロ
スも減じて、燃費を改善できる。

【００２９】また、給油口１０３ａが燃焼室２２０内に
露出する配置か否かによらず、ピストン４が下死点より
シリンダヘッド２３よりの位置にある場合には、給油口
１０３ａも排気ガスチャンバ３００もピストン４で覆わ
れることになり、この状態で給油口１０３ａから吐出さ
れる潤滑油は、ピストン４とシリンダＣとの狭い隙間に
拡がる。排気ガスチャンバ３００への出入口３００ａを
シリンダＣへの給油口１０３ａより上方に配置すること
で、給油口１０３ａと出入口３００ａとの距離を遠く
し、且つ重力の作用により、ピストン４とシリンダＣと
の狭い隙間に拡がる潤滑油が出入口３００ａ付近に到達
しにくくしている。更に、排気ガスチャンバ３００が出
入口３００ａの上方となるので、排気ガスチャンバ３０
０内に流入することが軽減される。これにより、潤滑油
の供給に悪影響を与えることがなく、潤滑性能を低下さ
せることを防止することができる。

【００３０】さらに、排気ガスチャンバ３００への出入
口３００ａを、図７に示すように気筒中心軸Ｏから下方
へ開き角６０度の扇状断面を除く上側３００度の範囲に
配置することができる。この場合、排気ガスチャンバ３
００への出入口３００ａをシリンダＣへの給油口１０３
ａより上方に配置し、下方へ開き角６０度の扇状断面に
給油口１０３ａを配置することにより、潤滑油が出入口
３００ａより排気ガスチャンバ３００へ流入することが
より確実に軽減され、潤滑油消費に影響を与えること無
く排気ガスチャンバ３００を取り付けることが可能であ
る。

【００３１】また、シリンダＣへの給油口１０３ａは、
図６及び図７に示すように排気ガスチャンバ３００への
出入口３００ａから離間しており、給油口１０３ａから
供給される潤滑油が排気ガスチャンバ３００への出入口
３００ａに流入することが防止でき、潤滑油の供給に悪
影響を与えることがなく、しかも潤滑性能を低下させる
ことを防止することができる。

【００３２】また、排気ガスチャンバ３００への出入口
３００ａは、図５に示すように、気筒に対して変位させ
て配置されている。このため、排気ガスチャンバ３００
に流入して溜る排気ガスが、吸気行程で排気ガスチャン
バ３００内の排気ガスが燃焼室２２０の下の方にスワー
ルして燃焼室２２０に供給され、混合気と排ガスの２つ
の層が確実に形成される。

【００３３】特に、スワールにより燃焼室２２０内に供
給される排気ガスはシリンダＣ壁に沿って流れるため、
シリンダＣ壁に沿ったピストンランド隙間の混合気と効
率よく置き替わり、また排気ガスはシリンダＣ壁に沿っ
て滞留するので、ピストン４が上死点に到達する時形成
されるピストン上面周囲のクエンチ層から混合気を効率
よく追い出すので、燃焼室２２０内に供給される排気ガ
ス量は少ない。すなわち、小さな排気ガスチャンバ３０
０でよく、ＥＧＲ量が過大となって中高負荷域での性能
が低下することを防止できる。

【００３４】さらに、図６の実施例では、加圧吸気管３
０の途中にスロットル弁内蔵の気化器３１を配置し、加
圧吸気通路の気化器３１上流側と排気ガスチャンバ３０
０を連通路３１０を介して連通させ、この連通路３１０
に逆止弁３１１を配置している。エンジンの膨張行程の
下死点近辺で、燃焼室２２０と排気ガスチャンバ３００
が連通され、排気ガスが排気ガスチャンバ３００内に流
入し、このとき逆止弁３１１により加圧吸気通路と遮断
されているが、吸気行程の下死点近くで排気ガスチャン
バ３００が再度連通するとき、逆止弁３１１が開いて加
圧吸気通路からの加圧空気の圧力により、排気ガスチャ
ンバ３００内の排気ガスが迅速かつ確実に燃焼室２２０
の下の方に噴出し、ピストンランド隙間の混合気を追い
出す。

【００３５】さらに、燃焼室２２０内への排気ガスの流
入後は加圧空気が流入するので、ピストンランド隙間や
ピストン上面のクエンチ層には排気ガスでなく空気が充
填し、排気ガス清浄化に加え、ピストンの熱負荷の軽
減、炭素固着の防止、それにデトネーションの防止等の
効果がある。図中２点鎖線で示すように、排気チャンバ
ー３００を廃止し、逆止弁３１１を介して連通路３１０
で吐出部３０ａと出入口３００ａを結ぶようにしてもよ
い。

【００３６】なお、高負荷高回転においては過給圧は大
きくなるので、膨張行程の末期に出入口３００ａが露出
した時でも、排気ガスが出入口３００ａから連通路３１
０方向に侵入しない。すなわち、クランク室内過給式エ
ンジンでない４サイクルエンジンにおいても、ピストン
が下死点にある時露出する位置に空気流入口を設け、空
気ポンプで空気を送り込むようにすれば、排気清浄性を
向上することができる。過給式の４サイクルエンジンに
おいては過給空気を空気流入口に導くようにすればよ
い。この実施例のようにクランク室内過給式４サイクル
エンジンにおいては、加圧吸気通路に燃料を噴射するも
のでも良く、加圧吸気通路のインジェクタ取付位置より
上流側から加圧空気を空気流入口に導くようにすればよ
い。また、燃料を燃焼室内に直接噴射するものであれ
ば、加圧吸気通路のどの位置からでも加圧空気を空気流
入口に導くことができる。

【００３７】なお、上記実施例では、コンロッドの揺動
によりクランク室内で過圧するコンロッド過給エンジン
に適用したが、ピストンの上下動によりクランク室内で
過圧するピストン過給エンジンにも同様に適用すること
ができる。

【００３８】また、自動二輪車に適用した場合を例にと
って説明したが、この発明はこれに限られるものではな
く、ユニットスイング式エンジンを搭載したオートバイ
等自動二輪車、自動三輪車あるいは、自動四輪車の何れ
にも適用できる。また、船外機、小型雪上車、水上スク
ータ、汎用エンジン等にも適用できる。

【００３９】請求項６に記載の発明は、加圧した空気を
加圧吸気通路、吸気ポート及び吸気ポート端部の吸気弁
を経て気筒の燃焼室に導き、加圧吸気通路の途中で燃料
を供給するかあるいは燃焼室に直接燃料を供給し、燃焼
室から排気弁、排気ポート及び排気通路を経て大気中に
排気を排出すると共に、ピストンが下死点にある時燃焼
室内に露出するシリンダ壁の内ピストン近傍部に設けた
空気流入口と、燃料供給部よりは上流側となる前記加圧
吸気通路の部分とを連通するようにし、燃焼の効率が悪
く不完全燃焼し、ＨＣを発生し易いピストントップラン
ドを空気で満たす。また、空気流入口には常に加圧空気
が作用するので、空気流入口から潤滑油が侵入すること
はない。

【００４０】請求項７に記載の発明は、ピストンが下死
点近傍にある時燃焼室内に露出する空気流入口と燃料供
給部よりは上流となる前記加圧吸気通路の部分とを連通
する連通路の途中に、加圧吸気通路方向への流れを阻止
する逆止弁を配置したので、排気行程中に空気流入口が
燃焼室内に露出する時、加圧圧力が排気行程末期におけ
る燃焼室内圧より低くても排気ガスの逆流を防止でき、
吸入行程中空気流入口より高いだけで、より確実に空気
を燃焼室内に供給でき、ピストントップランドを空気で
満たす。また、逆止弁を配置したので、排気ガスだけで
なく潤滑油の流入もより確実にできる。

【００４１】

【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明で
は、気筒が水平あるいは傾斜して配置され、ピストン下
死点前後で燃焼室に連通する排気ガスチャンバを備え、
この排気ガスチャンバへの出入口をシリンダへの給油口
より上方に配置したから、圧縮、爆発行程で、混合気が
ピストントップランド隙間や、ピストン上面のクエンチ
層に押し込まれて未燃炭化水素となるのを防止でき、排
気ガス中のＨＣ（炭化水素）を減じることが可能にな
る。また、排気ガスの一部は混合気とまじり、ＥＧＲを
かけた効果でＮＯｘも減らすことができる。さらに、排
気エネルギーを吸気行程中に吹き出すことで軸出力とし
て回収でき、また、吸気のポンピングロスも減じて、燃
費を改善できる。また、排気ガスチャンバへの出入口を
シリンダへの給油口より上方に配置することで、潤滑油
の供給に悪影響を与えることがなく、潤滑性能を低下さ
せることを防止することができる。

【００４２】請求項２記載の発明では、排気ガスチャン
バへの出入口を、気筒中心軸から下方へ開き角６０度の
扇状断面を除く上側３００度の範囲に配置したから、排
気ガスチャンバへの出入口をシリンダへの給油口より上
方に配置することができ、潤滑油消費に影響を与えるこ
と無く排気ガスチャンバを取り付けることが可能であ
る。

【００４３】請求項３記載の発明では、シリンダへの給
油口を、排気ガスチャンバへの出入口から離間させたか
ら、潤滑油が排気ガスチャンバへの出入口に流入するこ
とが防止でき、潤滑油の供給に悪影響を与えることがな
く、しかも潤滑性能を低下させることを防止することが
できる。

【００４４】請求項４記載の発明では、排気ガスチャン
バへの出入口を、気筒に対して変位させて配置したか
ら、排気ガスチャンバに流入して溜る排気ガスが、吸気
行程で排気ガスチャンバ内の排気ガスが燃焼室の下の方
にスワールして燃焼室に供給され、混合気と排ガスの２
つの層が確実に形成される。

【００４５】請求項５記載の発明では、クランク室の過
給出口とスロットル弁との間の加圧吸気通路と排気ガス
チャンバを連通路を介して連通させ、この連通路に逆止
弁を配置したから、吸気行程の下死点近くで排気ガスチ
ャンバが再度連通するとき、逆止弁が開いて加圧吸気通
路からの加圧空気により、排気ガスチャンバ内の排気ガ
スが迅速かつ確実に燃焼室の下の方に噴出し、混合気と
排ガスの２つの層が形成される。

【００４６】請求項６記載の発明では、燃焼の効率が悪
く不完全燃焼しＨＣを発生し易いピストントップランド
を空気で満たすことができる。また、空気流入口には常
に加圧空気が作用するので、空気流入口から潤滑油が侵
入することはない。

【００４７】請求項７記載の発明では、排気行程中に空
気流入口が燃焼室内に露出する時、加圧圧力が排気行程
末期における燃焼室内圧より低くても排気ガスの逆流を
防止でき、吸入行程中空気流入口より高いだけで、より
確実に空気を燃焼室内に供給でき、ピストントップラン
ドを空気で満たす。また、逆止弁を配置したので、排気
ガスだけでなく潤滑油の流入もより確実に防止できる。

【００４８】さらに、クランク室過給式エンジンのみで
なく、クランク室下部にオイルパンを配置する通常の過
給式４サイクルエンジンにも適用可能である。加圧空気
源があれば、２サイクルエンジンで掃排気行程末尾にお
けるピストン上端よりシリンダヘッド側となる位置に設
けた空気流入口から加圧空気を供給するようにすれば、
２サイクルエンジンにも適用可能である。加圧空気源と
して吸気系と独立の空気ポンプでも良い。また、逆止弁
を介して加圧空気を供給するようにすればなお良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】過給式エンジンを搭載する自動二輪車を説明す
るための側面図である。

【図２】過給式エンジンの前面図である。

【図３】過給式エンジンの断面図である。

【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。

【図５】図３のV-V線に沿う断面図である。

【図６】排気ガスチャンバと加圧吸気通路とを連通する
構造を示す図である。

【図７】排気ガスチャンバへの出入口の配置を説明する
図である。

【符号の説明】

５ 過給式エンジン ２３ａ 排気ポート ２３ｂ 吸気ポート １０３ａ 給油口 １１０ 吸気弁 ２２０ 燃焼室 ３００ 排気ガスチャンバ ３００ａ 出入口 ４００ クランク室 Ｃ シリンダ

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 67/00 Ｆ０２Ｂ 67/00 Ｌ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加圧した空気を加圧吸気通路、吸気ポート
   及び吸気ポート端部の吸気弁を経て気筒の燃焼室に導
   き、燃焼室から排気弁、排気ポート及び排気通路を経て
   大気中に排気を排出するとともに、シリンダとピストン
   との摺動部ヘ潤滑油を給油口より供給するようにした過
   給式エンジンにおいて、前記気筒が水平あるいは傾斜し
   て配置され、ピストン下死点前後で燃焼室に連通する排
   気ガスチャンバを備え、この排気ガスチャンバへの出入
   口を前記シリンダへの給油口より上方に配置したことを
   特徴とする過給式エンジン。
2. 【請求項２】前記排気ガスチャンバへの出入口を、前記
   気筒中心軸から下方へ開き角６０度の扇状断面を除く上
   側３００度の範囲に配置したことを特徴とする請求項１
   記載の過給式エンジン。
3. 【請求項３】前記シリンダへの給油口を、前記排気ガス
   チャンバへの出入口から離間させたことを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の過給式エンジン。
4. 【請求項４】前記排気ガスチャンバへの出入口を、前記
   気筒に対して変位させて配置したことを特徴とする請求
   項１乃至請求項３記載の過給式エンジン。
5. 【請求項５】前記クランク室と吸気弁の間の加圧吸気通
   路にスロットル弁を配置し、さらに前記クランク室の過
   給出口とスロットル弁との間の加圧吸気通路と前記排気
   ガスチャンバを連通路を介して連通させ、この連通路に
   逆止弁を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項
   ４記載の過給式エンジン。
6. 【請求項６】加圧した空気を加圧吸気通路、吸気ポート
   及び吸気ポー卜端部の吸気弁を経て気筒の燃焼室に導
   き、前記加圧吸気通路の途中で燃料を供給するかあるい
   は燃焼室に直接燃料を供給し、前記燃焼室から排気弁、
   排気ポート及び排気通路を経て大気中に排気を排出する
   とともに、ピストンが下死点にある時燃焼室内に露出す
   るシリンダ壁の内ピストン近傍部に設けた空気流入口
   と、燃料供給部よりは上流となる前記加圧吸気通路の部
   分とを連通するようにしたことを特徴とする過給式エン
   ジン。
7. 【請求項７】ピストンが下死点近傍にある時燃焼室内に
   露出する空気流入口と燃料供給部よりは上流となる前記
   加圧吸気通路の部分とを連通する連通路の途中に、加圧
   吸気通路方向への流れを阻止する逆止弁を配置したこと
   を特徴とする請求項６記載の過給式エンジン。