JPH1089146A - 2サイクルエンジン - Google Patents

2サイクルエンジン

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Publication number
JPH1089146A
JPH1089146A JP24454796A JP24454796A JPH1089146A JP H1089146 A JPH1089146 A JP H1089146A JP 24454796 A JP24454796 A JP 24454796A JP 24454796 A JP24454796 A JP 24454796A JP H1089146 A JPH1089146 A JP H1089146A
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JP
Japan
Prior art keywords
scavenging
peripheral wall
inclined side
outer peripheral
face
Prior art date
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Pending
Application number
JP24454796A
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English (en)
Inventor
Ko Wada
耕 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication of JPH1089146A publication Critical patent/JPH1089146A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18Other cylinders
    • F02F1/22Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Landscapes

  • 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】 傾斜形成した掃気孔での抵抗を小さくし、掃
気圧の上昇を抑制しながら掃気期間を短縮し、排気開の
タイミングを遅らせ、燃費率の向上や、軽負荷でのHC
のトータル排出量の低下を達成する。 【解決手段】 傾斜形成した掃気孔4の傾斜側面4a〜
4dと周壁2の外周面2aの角部を円弧面20a、20
bに形成し、かつ傾斜側面と周壁2の外周面2aの成す
角度が鈍角の角部の円弧面20aの曲率半径R1 を、傾
斜側面と周壁2外周面2aの成す角度が鋭角の角部の円
弧面20bの曲率半径R2 よりも大きくし、新気の流通
抵抗を小さくし、かつ傾斜形成した掃気孔4における平
坦に傾斜した側面の長さl1 〜l4 を十分に確保し、ス
ワール形成性能を十分に確保するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は2サイクルエンジン
に関し、特にその掃気孔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方式の
2サイクルエンジンの基本構造は、図6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】また、図6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7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第
1の掃気孔28と、気筒21の半径方向の軸線に沿う第
2の掃気孔29とを周方向に交互に形成するとともに、
第1の掃気孔28は軸芯方向に斜め下方に傾斜させ、第
2の掃気孔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。
【0004】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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な2サイクルエンジンにおける燃焼ガスの掃・排気タイ
ミングは、図8に示すように、例えばピストン23の下
死点(BDC)からクランク角で70〜80度程度手前
位置でまず排気バルブ25を開き、35〜45度程度手
前位置で掃気孔24、28、29を開き、下死点(BD
C)から35〜45度程度進んだ位置でそれらを閉じる
ように設定されているが、燃費率を向上し、軽負荷での
HCのトータル排出量を下げるには排気バルブ25を開
くタイミングを遅らせることが有効である。しかし、最
大出力性能を確保するには、排気バルブ25の開タイミ
ングから掃気孔24、28、29の開タイミングまでの
期間(ブローダウン期間)をある程度確保する必要があ
るため、掃気期間の短縮が要求されることになる。そう
すると、掃気圧の上昇を伴い、掃気ポンプのメカニカル
ロスの増大を招き、結局出力低下するという問題があっ
た。この掃気圧が高くなる主な要因としては、掃気孔2
4、28、29での流通抵抗があり、特に傾斜させて形
成した掃気孔24、28、29での流通抵抗が大きいこ
とが主要な要因となっている。
【0006】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、掃気
孔での抵抗、特に抵抗の大きい傾斜形成した掃気孔での
抵抗を小さくすることにより掃気期間を短縮しても掃気
圧の上昇を抑制できる2サイクルエンジンを提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、気筒内に新気
を導入する複数の掃気孔を気筒周壁のピストン下死点近
傍位置に形成するとともに、少なくとも一部の掃気孔を
周壁の周方向又は軸芯方向又はその両方に傾斜させて形
成した2サイクルエンジンにおいて、傾斜形成した掃気
孔の傾斜側面と周壁外周面との角部の内、少なくとも傾
斜側面と周壁外周面の成す角度が鈍角の角部を円弧面に
形成し、かつ傾斜側面と周壁外周面の成す角度が鈍角の
角部の円弧面の曲率半径を、傾斜側面と周壁外周面の成
す角度が鋭角の角部の円弧面の曲率半径よりも大きくし
ており、傾斜形成した掃気孔での新気の流通抵抗を、特
に鈍角の角部に大きな曲率半径の円弧面を形成すること
によって小さくし、かつ鋭角な角部の円弧面の曲率半径
は0又は小さくすることにより、傾斜形成した掃気孔に
おける平坦な傾斜側面の長さを十分に確保してスワール
形成性能を十分に確保するようにしている。これによ
り、十分強いスワールを形成しながら傾斜形成した掃気
孔での新気の流通抵抗を小さくし、掃気圧の上昇を抑制
して全開出力性能を保持しながら掃気期間を短縮できる
ようにし、それに伴って排気開のタイミングを遅らせ、
燃費率の向上や、軽負荷でのHCのトータルな排出量の
低下を達成できるようにしている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
〜図5を参照して説明する。
【0009】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、周壁2外周から気筒1内に向けて斜め下向
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。一方、第2
の掃気孔5は、周壁2外周から気筒1内に斜め上向きに
かつ気筒1の半径方向の軸線に沿って形成され、その上
向きの傾斜角は30°程度に設定されている。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。
【0010】そして、上記傾斜形成した第1の掃気孔4
及び第2の掃気孔5における傾斜側面と周壁2の外周面
2aとの角部を適当な曲率半径の円弧面20a、20b
に形成している。第1の掃気孔4の例を、図2を参照し
て説明すると、この掃気孔4の場合はその4つの側面の
全てが傾斜しており、上側の側面4aと周壁2の外周面
2aとの角部、及び左右に対向する側面の中で内側の側
面4cと周壁2の外周面2aとの角部は鈍角となってい
るので、その円弧面20aの曲率半径R1 は、例えば周
壁2の厚さをTとして(2/3〜1/3)T、好適には
T/2程度、具体数値例を示すと、周壁の厚さが10m
mで、R1 =5mmに設定している。一方、下側の側面
4bと周壁2の外周面2aとの角部、及び左右に対向す
る側面の中で外側の4dと周壁2の外周面2aとの角部
は鋭角となっているので、その円弧面20bの曲率半径
2 はR1 より小さく、例えば周壁2の厚さをTとして
(1/10〜1/4)T、好適にはT/5程度、具体数
値例を示すと、周壁の厚さが10mmで、R2 =2mm
に設定している。なお、詳細な説明は省略するが、第2
の掃気孔5についても、その傾斜側面と周壁2の外周面
2aとの角部に同様の円弧面が形成されている。
【0011】これら円弧面20a、20bの曲率半径R
1 、R2 の値は、上記範囲より大きくするのに伴って掃
気孔4、5の流通抵抗は小さくなるが、その効果があま
り大きくない割りに、平坦な傾斜側面の長さl1 〜l4
を十分に確保できないためにスワール形成性能が著しく
低下することになり、上記範囲より小さくすると、流通
抵抗低下効果が十分に得られない。特にR2 の大きさ
は、効果又は弊害が敏感に現れるため、最適な数値は実
験によって精度良く求めるのが好ましい。
【0012】図3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3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。
【0013】以上の構成において、傾斜形成した第1及
び第2の掃気孔4、5の傾斜側面と周壁2の外周面2a
の角部を円弧面20a、20bとしたことにより、これ
ら掃気孔4、5を通過する新気の流通抵抗を小さくする
ことができ、かつ鋭角な角部の円弧面20bの曲率半径
2 を小さく設定したことにより、これら傾斜形成した
掃気孔4、5における平坦な傾斜側面の長さl1
4 、特にl2 とl4 を十分に確保でき、スワール形成
性能を十分に確保することができる。
【0014】次に、実験例について、図4、図5を参照
して説明する。実験では、本発明として上記のようにR
1 =5mm、R2 =2mmとし、従来例又は比較例とし
て、角部をすべてエッジのままにしたものと、R1 、R
2 をともに3mmにしたものについて、同一の掃気条件
で気筒1内への新気の流入抵抗と気筒1内に形成される
スワール強度を求めた。流入抵抗は、エッジのままのも
のに比して本発明と全て一定Rにしたものは共に大幅に
改善されている。一方、スワール強度は、エッジのまま
のものに対して、全て一定Rのしたものはかなり低下し
てしまうが、本発明ではスワール強度の低下を抑制でき
ている。したがって本発明によれば、スワール強度の大
幅な低下を来すことなく、効果的に流入抵抗を低下する
ことができる。
【0015】かくして、本実施形態によれば、十分強い
スワールを形成しながら傾斜形成した掃気孔4、5での
新気の流通抵抗を小さくし、掃気圧の上昇を抑制して全
開出力性能を保持しながら掃気期間を短縮することがで
き、それに伴って排気開のタイミングを遅らせ、燃費率
の向上や、軽負荷でのHCのトータルな排出量の低下を
達成できる。
【0016】なお、上記実施形態では、鋭角な角部の円
弧面20bの曲率半径R2 を周壁2の厚さをTとして
(1/10〜1/4)Tに設定した例を示したが、場合
によっては0であってもよい。
【0017】
【発明の効果】本発明の2サイクルエンジンによれば、
以上のように傾斜形成した掃気孔の傾斜側面と周壁外周
面との角部の内、少なくとも傾斜側面と周壁外周面の成
す角度が鈍角の角部を円弧面に形成し、かつ傾斜側面と
周壁外周面の成す角度が鈍角の角部の円弧面の曲率半径
を、傾斜側面と周壁外周面の成す角度が鋭角の角部の円
弧面の曲率半径よりも大きくしているので、傾斜形成し
た掃気孔での新気の流通抵抗を、特に鈍角の角部に大き
な曲率半径の円弧面を形成することによって小さくで
き、かつ鋭角な角部の円弧面の曲率半径は0又は小さく
したことにより、傾斜形成した掃気孔における平坦な傾
斜側面の長さを十分に確保できてスワール形成性能を十
分に確保することができる。従って、十分強いスワール
を形成しながら傾斜形成した掃気孔での新気の流通抵抗
を小さくし、掃気圧の上昇を抑制して全開出力性能を保
持しながら掃気期間を短縮でき、それに伴って排気開の
タイミングを遅らせることにより、燃費率を向上し、軽
負荷でのHCのトータル排出量を達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の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】同実施形態の掃気孔の詳細を示し、(a)は縦
断面図、(b)は横断面図である。
【図3】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。
【図4】掃気孔の傾斜側面と周壁外周面との角部に形状
による流入抵抗の変化を示すグラフである。
【図5】掃気孔の傾斜側面と周壁外周面との角部に形状
によるスワール強度の変化を示すグラフである。
【図6】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。
【図7】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。
【図8】2サイクルエンジンにおける排気・掃気タイミ
ングの説明図である。
【符号の説明】
1 気筒 2 周壁 2a 外周面 3 ピストン 4 第1の掃気孔 5 第2の掃気孔 20a 円弧面 20b 円弧面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気筒内に新気を導入する複数の掃気孔を
    気筒周壁のピストン下死点近傍位置に形成するととも
    に、少なくとも一部の掃気孔を周壁の周方向又は軸芯方
    向又はその両方に傾斜させて形成した2サイクルエンジ
    ンにおいて、傾斜形成した掃気孔の傾斜側面と周壁外周
    面との角部の内、少なくとも傾斜側面と周壁外周面の成
    す角度が鈍角の角部を円弧面に形成し、かつ傾斜側面と
    周壁外周面の成す角度が鈍角の角部の円弧面の曲率半径
    を、傾斜側面と周壁外周面の成す角度が鋭角の角部の円
    弧面の曲率半径よりも大きくしたことを特徴とする2サ
    イクルエンジン。
JP24454796A 1996-09-17 1996-09-17 2サイクルエンジン Pending JPH1089146A (ja)

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JP24454796A JPH1089146A (ja) 1996-09-17 1996-09-17 2サイクルエンジン

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JP24454796A JPH1089146A (ja) 1996-09-17 1996-09-17 2サイクルエンジン

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