JPH10506976A - 空気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の目的は、空気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジンであって、該エンジンは、燃焼室（１４）とポンプクランク室（５）とを隔するピストン（２）がその中で運動するシリンダ（１）であって、前記ポンプクランク室は前記燃焼室の連続性を形成しかつ前記ピストン（２）によって前記燃焼室から分離されている少なくとも１つのシリンダと、ポンプクランク室内の主空気吸入口（７）であって、第１の逆止め装置（６）を備えることも可能な少なくとも１つの主空気吸入口（７）と、燃料空気混合気を前記燃焼室（１４）に導き入れるための導入口（１２）の開放および閉鎖のための手段（２０）を含む所与のある圧力をかけて前記燃料空気混合気を導入するための導入装置と、前記導入口（１２）に連結されかつ圧力下において前記燃料空気混合気を貯留させておく貯留室（１５）とを含む空気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジンである。本発明によるエンジンは更に、燃料空気混合気を吸入し、次ぎに圧力をかけて該燃料空気混合気を前記貯留室（１５）に導き入れるように特に意図されている手段（３０〜３４）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 空気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジン 発明の背景 本発明は空気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジンに関する。 例えば仏国特許ＦＲ−２，６５６，６５３号に記載されているこのタイプのエ ンジンにおいては、圧縮気体によって燃料が噴霧される地点より上流に配置され ている比例制御装置によって、燃料は導入される。そして空気ブラスト噴射とも 呼ばれている噴射過程は直接、燃焼室内において行われる。その外、シリンダの 掃気は、空気ブラスト燃料噴射とは独立に、空気および／または燃焼済み残留気 体に対して行われる。 この従来技術においては、このようにして燃料はその噴射地点より上流で加減 される。 更に、燃料は適宜な噴射手段によって圧力をかけて導入されなければならず、 これによって、余分の機能とコストが必要になる。 成層燃焼式の２サイクルエンジン、すなわち空気の供給と燃料空気混合気の供 給という２つの分離供給を行うエンジンも公知である。米国特許ＵＳ−４，２５ ３，４３３号では、これらの供給はポンプクランク室で行われる。この種のエン ジンでは、給気と燃料空気混合気という２つの気層の混合を避けるように努める ので、この「成層」という用語が用いられている。燃料空気混合気は一般的に、 ピストンによってカバーを外された開口を通って、排気から離れている地点で好 ましいある方向に、例えば点火プラグの方に向かって燃焼室に導かれる。したが って、燃料空気混合気が、完全に燃焼してしまう前に排気に達するのを防ぐため に、給気層は排気と燃料空気混合気層の間に置かれている。 不都合なことに、このタイプのエンジンでは、未燃焼の燃料がしばしば排気に よって排出されることが、経験上知られている。上記文書によれば、実際に、炭 素化合物の混入している気層が、給気と同時に、サイクルのかなり早い時期に入 り込み、その結果あらゆる予防措置がなされているにもかかわらず、２つの気層 が混合し、そのために未燃焼燃料が排気に達することがある。 特に工業化された国々では、汚染防止の標準規格は益々厳格になっているので 、いわゆる「クリーンな」２サイクルエンジン、すなわち未燃焼燃料の排出もな く、また炭化水素による汚染もない２サイクルエンジンを設計することが緊急事 となっている。 本発明は特にこの問題への解決手段を提案する。 更に、本発明は簡単でよく吟味された手段を用いたテクノロジーに基づいてい るので、その信頼性は高く、そのコストは非常に有利である。 その外、上述のように、空気ブラスト燃料噴射式エンジンの欠点の１つは、圧 力をかけて燃料の噴射を行わなければならないという点である。 本発明は、高圧インゼクタを必要とせず、そして例えば低圧吸気と組み合わせ た従来型のキャブレータを好んで使用する簡単な解決手段を提案する。 本発明の要約 したがって、本発明の目的は、空気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジン であって、このエンジンには、 燃焼室とポンプクランク室とを隔するピストンがその中で運動するシリンダであ って、ポンプクランク室は燃焼室の連続性を形成しかつ上記ピストンによって上 記燃焼室から分離されている少なくとも１つのシリンダと、 ポンプクランク室内の主空気吸入口であって、逆止め装置を備えることも可能な 少なくとも１つの主空気吸入口と、 燃料空気混合気を燃焼室に導き入れるための導入システムの開閉を制御するため の特殊な手段を含む空気ブラスト燃料噴射噴射装置と、 上記導入システムに連結されかつ圧力下において上記燃料空気混合気を貯留させ ている貯留室 とが含まれる空気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジンを供することである 。 本発明では、このエンジンにはさらに、燃料空気混合気を吸引し、そしてその 燃料空気混合気を圧力をかけて上記貯留室に導入するために特に作られている手 段が含まれる。 より正確には、吸引手段には、キャブレータがそれに向かって開口している送 り管であって、キャブレータの下流に配置されている第１の逆止め装置を備えて いる送り管が含まれており、上記貯留室を上記クランク室に接続する少なくとも １つの管にむかって上記送り管は逆止め装置の下流に開口し、第２の逆止め装置 は貯留室と上記管との間に備えられている。 二次空気送り管は上記貯留室に近い連結管に向かって開口していることが好ま しい。 上記連結管は、貯留室に開口しているその端末の反対側において、直接にポン プクランク室に向かって、または動作サイクルのある期間中にピストンの開口と 協働しているシリンダの開口に向かって開口していることが有利である。 本発明の特徴の一つによれば、二次空気送り管の寸法は、特に燃料空気混合気 がポンプクランク室に戻らないようにするために、吸引された混合気の量が連結 管の容積より少なくなるようにする。 本発明のもう一つの特徴によれば、連結管の容積は、エンジンの回転ごとに必 要な吸引燃料空気混合気が占める容積よりも大きい。 その外、本発明によるエンジンは、主空気供給と同時に潤滑剤を導入するため の導入手段を含む。 本発明の実施例の一つによれば、連結管は、ポンプクランク室内の圧力に応じ て変位する柔軟な分離隔膜を装備することができる。 本発明は例えば、上述において定義されている多シリンダエンジンであって、 かつ１本の二次空気送り管と単一のキャブレータとを含み、上記管はシリンダと それぞれ協働する数本の管に供給する多シリンダエンジンに関する。 図面の簡単な説明 添付の図面を参照しながら、非限定的な幾つかの実施例として示されている以 下の説明によって、本発明のその他の特徴と利点も明らかになるであろう。 図１は、本発明の１つの実施態様の簡略化された縦断面図であり、 図２は、本発明のもう１つの実施態様の簡略化された縦断面図であり、 図３は、簡略化された縦断面図によって、本発明の更にもう１つの実施態様を 示したものであり、そして 図４は、模式的な横断面図によって、多シリンダエンジンへの本発明の適用を 示したものである。 実施例 図１〜３に示されている２サイクルエンジンには、当該技術において公知であ るように、上は燃焼室１４をそして下はポンプクランク室５を隔するピストン２ がその中で運動する少なくとも１つのシリンダ１が含まれている。ピストンは連 接棒３によって、エンジンのクランク軸４に連結されている。 逆止め弁６と連結している吸入口７または供給ノズルによって、ポンプクラン ク室５が圧力下にあるとき、すなわちピストン２が図１〜３において矢印で示さ れているように上に向かって動いているとき、大気の流入が可能になる。 １本または数本の移送管８がポンプクランク室５を燃焼室１４に接続し、そし てポンプクランク室から移送口９を経由して燃焼室１４まで炭素化合物の混入し ていない気体（空気）を移送する。移送口９の反対側に配置されていることが好 ましい１つまたは数個の排気口１０より、１本以上の排気管１１を経て燃焼室か ら燃焼済み気体を排気させることができる。 シリンダヘッドの高さに配置されている点火プラグ１３によって、燃焼の開始 と維持が可能になる。 シリンダヘッドにはまた、燃料空気混合気送出し口１２を断続的に密封する弁 ２０がある。弁２０の動きは、図１〜３に示されているように、戻しばね２２と 連結しているカム２１によって制御される。本発明の範囲から逸脱しない限り、 空気圧、液圧、磁気などによる制御装置のようなどのような手段でも、使用する ことができる。同様に、上記弁を回転プラグに換えることもできる。 弁２０の上流にある貯留室１５と送出し管１５ａとによって、燃料空気混合気 をある圧力で貯留しておくことができる。 本発明では、貯留室１５はまた、燃料空気混合気を吸引しそして次ぎに貯留室 １５に導く目的を有する手段３０〜３４と連絡している。 より正確には、吸引手段には二次空気に炭素化合物を混入させるための送り管 ３４が含まれ、この送り管に従来型のキャブレータ３０が開口しており、上記送 り管３４は、キャブレータ３０の下流に配置されている逆止め装置３１を備え、 そしてキャブレータ３０は、送り管３４を１つまたは数個の管３３に連絡してい る。１つ以上の管３３はまた開口３３ｂを経てポンプクランク室５に開口してい る。 その外、逆止め弁３２を備えている開口３３ａは管３３を貯留室１５に接続す る。 この組立体は以下のように作動する。すなわち、貯留室１５に供給するために 用いられる二次空気は先ず、エンジンの吸気行程の間に二次空気送り管３４を通 して吸引される。この空気は、非常に濃度の高い混合気を送り出すキャブレータ ３０のところを通り過ぎ、それから逆止め装置３１を通過する。このようにして 、燃料空気混合気は管３３に入ることができる。 管３３の長さおよび／または容積はよく計算されているので、クランク室の圧 縮が開始される（ピストンの下り行程の開始）とき、燃料空気混合気がポンプク ランク室５に到達できないようなっている。次ぎに、ピストンは、下に向かって 動いている間、ポンプクランク室を圧縮し、そして燃料空気混合気は管３３内に 存在する。この燃料空気混合気はそれから、逆止め弁３２を通って貯留室１５に 送られる。 燃料がポンプクランク室に達しないように、したがって、いずれ移送管８およ び移送口９を経由してなされる掃気のために利用される空気、つまり主空気の吸 入口７を通ってポンプクランク室に入った空気と、燃料が混じり合わないように するために、管３３から貯留室１５に送られる量が、二次空気の送り管３４から 管３３へ送られる量より多いかまたは等しいことが重要である。 本発明によるエンジンはこのようにして、正規の吸入および圧力条件下で用い られる従来型のキャブレータ（非常に高い濃度の混合気を得るために較正されて いることを別にして）を使用して運転することができる。 例えば、燃焼室に送り込まれる空気量の１５％が空気ブラスト燃料噴射装置か らのものであれば、以下のようにしなければならないであろう。すなわち、 一方では、二次吸気はエンジンにより消費される全空気の１５％以下、例えば １０％だけを送るようにし、 また他方では、この例による１０％の空気供給時における燃料空気混合気が、 ポンプクランク室にまで達しないように、管３３は十分な容量を持たなければな らない。 またその外に、管３３の構造は、この管３３に吸入された炭素化合物の混入し た気体が、最初からこの管３３に存在した空気に、できるだけ混じり合わないよ うなものになるであろう。これは、たとえば一定の断面を有するかなり長い管３ ３によって実現できる。 図２は、管３３に柔軟な分離隔膜を付け加えた本発明のもう一つの実施例を示 したものであり、そしてこの隔膜の変位（管３３の軸にそった移動）はポンプク ランク室５の圧力の変化に関連している。このように、クランク室５への主空気 の吸入中、すなわちピストン２が上り行程を行っているときは、隔膜３５は下に 動き、クランク室５の方に吸引される。隔膜３５が、ポンプクランク室５に連結 されている下部３３ｄと貯留室１５に連結されている上部３３ｃとに管３３を分 割していると考えれば、この場合（クランク室への吸気のとき）、下部３３ｄは 減少しそして上部３３ｃは増大する。 この実施例では、燃料空気混合気はこのようにして実質的にポンプクランク室 ５に到達することを妨げられる。 その結果、隔膜３５によって、本発明の特徴的な機能、すなわち吸引と、圧力 下における貯留室１５への燃料空気混合気の導入とが達成でき、そして更にポン プクランク室５の炭素化合物を含まない空気（またはより一般的には気体）と、 燃料空気混合気との混合がこの場合では実質的に不可能になる。このようにして 、シリンダの掃気に加わり、そしてそのために、燃焼されずに排気まで到達する 燃料は（たとえその痕跡の形さえも）クランク室５内に存在しないことが保証さ れる。 本発明のこの実施例では、管３３のある容量またはある長さを維持すること（ その目的は炭素化合物を含む気体と空気との混合を防止することである）がもは や必要ではなくなる。管３３の容量は可能なかぎり小さくさえするようになるで あろう。極端な場合、隔膜３５は直接、ポンプクランク室の近辺に配置すること もできるだろう。 図３は、ポンプクランク室５の側面への管３３の接続点に関して図１と異なっ ている１つの実施態様を示している。 実際、本発明のこの実施例においては、管３３はもはや直接、ポンプクランク 室５に接続されていず、ポンプクランク室との接続は、シリンダの下部に配置さ れており、そして断続的にピストン２により密封される開口３３ｅによって確保 される。開口３３ｅは、吸入口の開放が近くなれば密封され、それは吸入口の閉 鎖が近くなるまで続く。このようにして、管３３内の圧力は、クランク室の最小 圧力（上死点に近い）から吸入口の開放時（ＯＴ）の圧力まで変化する。本発明 のこの実施態様では、ＯＴにおけるクランク室圧と最小クランク室圧との圧力差 がエンジンの負荷に比例していることが観察されたのは、興味深い。本発明の装 置によってポンピングされた燃料空気混合気はしたがって、エンジン負荷に比例 するので、簡単なキャブレータタイプのシステムによる燃料流量の制御が容易に なる。 もちろん、本発明の範囲から逸脱することなく、図２と図３の実施例を結合さ せること、すなわち、図３に示されているような開口３３ｅにおける接続と、図 ２に示されているような分離隔膜３５の設置とを同時に行うことも可能である。 最後に、多シリンダの場合、各シリンダは本発明による自らの気化システムを 持つことも可能であるが、図４に示されているように、全てのシリンダに対して 単一のキャブレータを用いるもう一つの解決手段もあり得る。 より正確には、単一の二次送り管３４と単一のキャブレータ３０があり、次ぎ にこのキャブレータの下流で、管３３が、エンジン内のシリンダの数と同じ数の 管に分割され、各管はポンプクランクと貯留室との間で連結管（１３３Ａ、１３ ３Ｂ、１３３Ｃ）にそれぞれ接続されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジンであって、該２サイクルエ ンジンは、 燃焼室（１４）とポンプクランク室（５）とを隔するピストン（２）がその中で 運動するシリンダ（１）であって、前記ポンプクランク室が前記燃焼室の連続性 を形成しかつ前記ピストン（２）によって前記燃焼室から分離されている少なく とも１つのシリンダと、 ポンプクランク室内の主空気吸入口（７）であって、第１の逆止め装置（６）を 備えることも可能な少なくとも１つの主空気吸入口（７）と、 燃料空気混合気を前記燃焼室（１４）に導き入れるための導入口（１２）の開放 と閉鎖とを制御するための特殊な手段（２０）を含む圧力をかけて前記燃料空気 混合気を導入するための導入装置と、 前記導入口（１２）に連結されかつ圧力下において前記燃料空気混合気を貯留さ せておく貯留室（１５）とを含み、 更に燃料空気混合気を吸入し、次ぎに圧力をかけて該燃料空気混合気を前記貯留 室（１５）に導き入れるように特に意図されている手段（３０〜３４）を含む空 気ブラスト燃料噴射式の２サイクルエンジン。 ２．前記吸引手段には、キャブレータ（３０）がそれに向かって開口している 二次空気送り管（３４）であって、前記キャブレータ（３０）の下流に配置され ている逆止め装置（３１）を備えている二次空気送り管（３４）が含まれており 、前記二次空気送り管（３４）は前記貯留室（１５）を前記ポンプクランク室（ ５）に接続する少なくとも１つの管（３３）に向かって前記逆止め装置（３１） の下流に開口し、第２の逆止め装置（３２）は前記貯留室（１５）と前記管（３ ３）との間に備えられている請求項１記載の２サイクルエンジン。 ３．前記二次空気送り管（３４）が前記貯留室（１５）に近い前記連結管（３ ３）に向かって開口している請求項２記載の２サイクルエンジン。 ４．前記連結管（３３）が、前記貯留室（１５）に開口しているその端末（３ ３ａ）の反対側にある端末において、直接に開口３３ｂを通って前記ポンプクラ ンク室（５）に向かって、または動作サイクルのある期間中に前記ピストン（２ ）の開口（３３ｄ）と協働している前記シリンダの開口（３３ｃ）に向かって開 口している請求項２または３記載の２サイクルエンジン。 ５．特に燃料空気混合気が前記ポンプクランク室に戻らないようにするために 、前記二次空気送り管（３４）が、吸引された混合気の量が前記連結管（３３） の容積より少なくなるような寸法になっている請求項２〜４のいずれか１項に記 載の２サイクルエンジン。 ６．前記連結管（３３）の容積が各エンジン回転ごとに必要な吸引燃料空気混 合気が占める容積よりも大きい請求項５記載の２サイクルエンジン。 ７．主空気供給と同時に潤滑剤を導入するための導入手段を更に含む請求項１ 〜６のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。 ８．前記連結管（３３）が前記ポンプクランク室（５）内の圧力に応じて変位 する柔軟な分離隔膜（３５）を装備している請求項１〜７のいずれか１項に記載 の２サイクルエンジン。 ９．１本の二次空気送り管（３４）と単一のキャブレータ（３０）とを含み、 前記管（３４）がシリンダ（１）とそれぞれ協働する数本の管（１３３Ａ、１３ ３Ｂ、１３３Ｃ）に供給する請求項１〜８のいずれか１項に記載の２サイクルエ ンジン。