JPH11182338A - 筒内噴射式2サイクルエンジン - Google Patents
筒内噴射式2サイクルエンジンInfo
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- JPH11182338A JPH11182338A JP9354523A JP35452397A JPH11182338A JP H11182338 A JPH11182338 A JP H11182338A JP 9354523 A JP9354523 A JP 9354523A JP 35452397 A JP35452397 A JP 35452397A JP H11182338 A JPH11182338 A JP H11182338A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/12—Details
- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
- F16J9/206—One-piece oil-scraping rings
-
- 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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
やスカッフィングの発生を効果的に防ぐことができる筒
内噴射式2サイクルエンジンを提供すること。 【構成】 外周にトップリング62とセカンドリング6
3を外嵌して成るピストン13が摺動するシリンダ12
内に燃料を直接噴射する筒内噴射式2サイクルエンジン
において、前記セカンドリング63をその外周面が燃焼
室側に向かって幅広となる逆テーパ面63aを形成する
逆テーパリングで構成する。本発明によれば、ピストン
13のセカンドリング63を逆テーパリングで構成した
ため、ピストン13の下降行程時においてはシリンダ1
2の内周面に付着したオイルを逆テーパリング63によ
る楔作用によってトップリング62側に十分供給するこ
とができ、ピストン13の上昇行程時においてはシリン
ダ12の内周面に付着したオイルを逆テーパリング63
の外周エッジ部63bで掻き上げてトップリング62側
に十分供給することができる。
Description
グとセカンドリングを外嵌して成るピストンが摺動する
シリンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射式2サイクル
エンジンに関する。
クルエンジンにおいては、オイルが燃料と共にクランク
室内に導入されるため、オイルが燃料(ガソリン)で希
釈された状態で各部に十分行き渡って各摺動部の潤滑に
供される。
内噴射式2サイクルエンジンにおいては、燃焼室以外は
生オイルと空気による潤滑となるため、オイルの流動性
不足による潤滑不良が発生し易く、図7に示すようにク
ランク室側からの粘度の高いオイルがピストン113の
セカンドリング163によって遮られてトップリング1
62側へ十分供給されず、トップリング162の摩耗や
シリンダ112のスカッフィングが生じ易いという問題
があった。
ンジンと同様に2サイクルエンジンにオイルパンを設け
てクランク室内を積極的に潤滑する提案がなされている
が、これによればシステムが複雑化及び大型化し、4サ
イクルエンジンと同様に高コスト化を免れないという問
題が発生する。
内に供給する方式も提案されているが、この方式によっ
ても低・中速域においてオイルの流動性不足による潤滑
不良が発生し、ピストンのトップリングの摩耗やスカッ
フィングが生じ易いという問題があった。
で、その目的とする処は、簡単な構成でピストンのトッ
プリングの摩耗やスカッフィングの発生を効果的に防ぐ
ことができる筒内噴射式2サイクルエンジンを提供する
ことにある。
め、本発明は、外周にトップリングとセカンドリングを
外嵌して成るピストンが摺動するシリンダ内に燃料を直
接噴射する筒内噴射式2サイクルエンジンにおいて、前
記セカンドリングをその外周面が燃焼室側に向かって幅
広となる逆テーパ面を形成する逆テーパリングで構成し
たことを特徴とする。
ンドリングを逆テーパリングで構成したため、ピストン
の下降行程時においてはシリンダの内周面に付着したオ
イルを逆テーパリングによる楔作用によってトップリン
グ側に十分供給することができ、ピストンの上昇行程時
においてはシリンダの内周面に付着したオイルを逆テー
パリングの外周エッジ部で掻き上げてトップリング側に
十分供給することができ、この結果、トップリング周辺
の潤滑が飛躍的に向上し、簡単な構成でピストンのトッ
プリングの摩耗やスカッフィングの発生を効果的に防ぐ
ことができる。
図面に基づいて説明する。
エンジンを備える船外機の基本構成を示す模式的構成
図、図2は同船外機の縦断面図、図3は本発明に係る筒
内噴射式2サイクルエンジン要部の断面図、図4は図3
のA−A線断面図、図5は図3のB部拡大断面図であ
る。
エキゾーストガイド3、アッパーケース4及びロアーケ
ース5で構成されるハウジングを有しており、トップカ
ウル2内には本発明に係る筒内噴射式2サイクルエンジ
ン6が収納されている。尚、2サイクルエンジン6の上
下方向に配されたクランク軸7にはエキゾーストガイド
3とアッパーケース4及びロアーケース5内に縦設され
た不図示のドライブ軸が連結されており、該ドライブ軸
の下端は前後進切換機構を介してプロペラ軸(共に不図
示)が連結されている。そして、プロペラ軸のロアーケ
ース5外へ延出する後端部にはプロペラ8が取り付けら
れている。
サイクルエンジン6はV型6気筒エンジンであり、図2
に示すように、シリンダボディ9には6つの気筒10a
〜10fが平面視V形を成して横置き状態で上下方向に
並設されており、シリンダボディ9の端部にはシリンダ
ヘッド11が被着されている(図1及び図3参照)。
ィ9に形成された各気筒10a〜10fのシリンダ12
にはピストン13が摺動自在に嵌装されており、該ピス
トン13はコンロッド14を介して前記クランク軸7
(図1参照)に連結されている。
ド11の各気筒10a〜10fには燃焼室Sがそれぞれ
形成されており、シリンダヘッド11にはその電極部が
燃焼室Sに臨む点火プラグ15と燃料噴射口が燃焼室S
に開口するインジェクタ16が各気筒10a〜10f毎
にそれぞれ螺着されている。
9の側端部にはクランクケース17が取り付けられてお
り、このクランクケース17内のクランク室には吸気マ
ニホールドの吸気管18が接続されており、この吸気管
18のクランク室への接続部には逆流防止用のリード弁
19が設けられ、このリード弁19の上流側には吸気料
を制御するためのスロットル弁20が配設されている。
そして、吸気管18内のスロットル弁20の下流側には
オイルポンプ21によって潤滑用のオイルが噴射され
る。
リンダボディ9にはクランク室と各気筒10a〜10f
のシリンダ12内とを連通させる掃気通路22,23,
24と排気通路25が各気筒10a〜10fについてそ
れぞれ形成されており、掃気通路22,23,24は掃
気ポート22a,23a,24aとしてシリンダ12内
に開口しており、排気通路25は排気ポート25aとし
てシリンダ12内に開口している。
に、左右の各バンク毎に集合されて排気通路26a,2
6bを形成しており、これらの排気通路26a,26b
は前記エキゾーストガイド3に形成された排気通路27
a,27bを介して前記アッパーケース4内に収納され
た排気管28a,28bにそれぞれ接続されている。
ーケース4内に収納されたマフラー29内の隔壁30に
よって左右に区画された膨張室29a,29bにそれぞ
れ開口している。そして、マフラー29は前記ロアーケ
ース5に形成された排気通路31に接続されている。
る。
第1の低圧燃料ポンプ33によってフィルタ34を経て
第2の低圧燃料ポンプ35に送られる。この第2の低圧
燃料ポンプ35はエンジン6のクランク室のパルス圧に
よって駆動されるダイヤフラム式ポンプであって、これ
は燃料を気液分離装置であるベーパーセパレータタンク
36に送る。
電動モータによって駆動される燃料予圧ポンプ37が配
設されており、燃料はこの燃料予圧ポンプ37によって
加圧されて予圧配管38を通って高圧燃料ポンプ39に
送られる。ここで、高圧燃料ポンプ39の吐出側は各気
筒10a〜10fに沿って縦方向に配設された燃料供給
レール40に接続されるとともに、燃料戻し配管41を
介してベーパーセパレータタンク36に接続されてい
る。尚、燃料戻し配管41の途中には高圧調整弁42及
び燃料冷却器43が設けられている。又、予圧配管38
とベーパーセパレータタンク36との間には予圧調整弁
44が設けられている。
の燃料は燃料予圧ポンプ37によって例えば3〜10k
g/cm2 程度に予圧され、予圧された燃料は高圧燃料
ポンプ39によって50〜100kg/cm2 程度に加
圧されて燃料供給レール40から各インンジェクタ16
に供給され、各インジェクタ16によって適当なタイミ
ングで各気筒10a〜10fのシリンダ12内に直接噴
射される。尚、噴射されないで余った余剰燃料は高圧調
整弁42及び燃料冷却器43を通過して燃料戻し配管4
1からベーパーセパレータタンク36に戻される。
タ16、オイルポンプ21及び燃料予圧ポンプ37はエ
ンジン制御装置(ECU)45によって制御されるが、
エンジン制御装置45にはエンジン6の運転状態や船外
機1或は船体の状態を示す各種センサからの検出信号が
入力される。
ク軸7の回転数を検出する回転センサ46、特定気筒を
判別する気筒判別センサ47、吸気管18内の温度を検
出する吸気温センサ48、シリンダボディ9の温度を検
出するエンジン温度センサ49、各気筒10a〜10f
の背圧を検出する背圧センサ50、スロットル弁20の
開度を検出するスロットル開度センサ51、冷却水の温
度を検出する冷却水温度センサ52、エンジン6の振動
を検出するエンジン振動センサ53、エンジン6のマウ
ント高さを検出するエンジンマウント高さ検出センサ5
4、船外機1のニュートラル状態を検出するニュートラ
ルセンサ55、船外機1の上下回動位置を検出するトリ
ム角検出センサ56、船速を検出する船速センサ57、
船体の姿勢を検出する姿勢センサ58、大気圧を検出す
る大気圧センサ59、混合気の空燃比を検出する空燃比
センサ60及び燃料圧を検出する圧力センサ61からの
検出信号がそれぞれ入力される。
トン13の外周には2つのリング溝13a,13bが全
周に亘って2段に形成されており、燃焼室S側(図5の
上側)のリング溝13aにはトップリング62が嵌合さ
れ、他方のリング溝13bにはセカンドリング63が嵌
合されている。
2サイクルエンジン同様のバレルフェース形状の外周面
を有するリングが使用され、セカンドリング63には、
その外周面が燃焼室S方向(図5の上方)に向かって幅
広となる逆テーパ面63aを形成する逆テーパリングが
使用されている。
ンジン6の作用を説明する。
れ、各気筒10a〜10fにおいてピストン13がシリ
ンダ12内を下死点(BDC)から上死点(TDC)に
向かって摺動する圧縮行程においては、クランク室内に
発生する負圧に引かれて空気(新気)が吸気管18内に
吸引され、この空気はスロットル弁20を通過した後、
オイルポンプ21によって吸気管18内に噴射されるオ
イルと共にリード弁19を通過してクランク室内に流入
する。そして、クランク室内に流入した空気とオイルは
その後の膨張行程において上死点から下死点に向かって
摺動するピストン13によって一次圧縮される。尚、こ
のとき、クランク室内のオイルは各部に供給されて各摺
動部の潤滑に供されるが、図5に示すように、シリンダ
12の内周面に付着したオイルは逆テーパリングで構成
されるセカンドリング63による楔作用(呼び込み作
用)によってトップリング62側に十分供給される。
って摺動して先ず排気ポート25aが開き始めると、燃
焼室Sでの混合気の燃焼によって発生した高温・高圧の
排気ガスが排気ポート25aから排気通路25へと排出
される排気ブローダウンが開始され、その後、掃気ポー
ト22a〜24aが開くと、前のサイクルで一次圧縮さ
れたクランク室内の空気が図4に矢印にて示すようにオ
イルと共に掃気通路22〜24を通って掃気ポート22
a〜24aからシリンダ12内に流入し、シリンダ12
内の排気ガスを排気ポート25aから排気通路25へと
押し出す掃気作用を行う。
死点側に向かって摺動する圧縮行程に移行すると、シリ
ンダ12の内周面に付着したオイルを逆テーパリングで
構成されたセカンドリング63の外周エッジ部63bで
掻き上げられてトップリング62側に十分供給される。
って掃気ポート22a〜24aが閉じられ、続いて排気
ポート25aが閉じられると、シリンダ12内の空気は
圧縮され、この空気にインジェクタ16から適当なタイ
ミングで適量の燃料が噴射されて所要の空燃比の混合気
が形成される。そして、この混合気はピストン13によ
って更に圧縮され、ピストン13が上死点近傍に達した
時点或は上死点を過ぎた直後の適当なタイミングで点火
プラグ15によって着火されて燃焼せしめられる。
て発生した高温・高圧の排気ガスは前述のように排気行
程において排気ポート25aを通って排気通路25へと
排出される。
該2サイクルエンジン6が連続して運転される。
射式2サイクルエンジン6においては、ピストン13の
セカンドリング63を逆テーパリングで構成したため、
ピストン6の下降行程時においてはシリンダ12の内周
面に付着したオイルを逆テーパリング63による楔作用
によってトップリング62側に十分供給することがで
き、ピストン13の上昇行程時においてはシリンダ12
の内周面に付着したオイルを逆テーパリング63の外周
エッジ部63bで掻き上げてトップリング62側に十分
供給することができる。この結果、トップリング62周
辺の潤滑が飛躍的に向上し、簡単な構成でピストン13
のトップリング62の摩耗やスカッフィングの発生を効
果的に防ぐことができる。
結果を従来との比較において図6に示すが、本発明によ
ればトップリング62の摩耗量を従来よりも小さく抑え
ることができることが分かる。
射式2サイクルエンジンに本発明を適用した例について
述べたが、本発明は他の任意の筒内噴射2サイクルエン
ジンに対しても同様に適用することもができる。
よれば、外周にトップリングとセカクドリングを外嵌し
て成るピストンが摺動するシリンダ内に燃料を直接噴射
する筒内噴射式2サイクルエンジンにおいて、前記セカ
ンドリングをその外周面が燃焼室側に向かって幅広とな
る逆テーパ面を形成する逆テーパリングで構成したた
め、簡単な構成でピストンのトップリングの摩耗やスカ
ッフィングの発生を効果的に防ぐことができるという効
果が得られる。
備える船外機の基本構成を示す模式的構成図である。
備える船外機の縦断面図である。
部の断面図である。
トップリングの摩耗量の実測結果を従来と比較して示す
図である。
ンリング部分の断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 外周にトップリングとセカンドリングを
外嵌して成るピストンが摺動するシリンダ内に燃料を直
接噴射する筒内噴射式2サイクルエンジンにおいて、 前記セカンドリングをその外周面が燃焼室側に向かって
幅広となる逆テーパ面を形成する逆テーパリングで構成
したことを特徴とする筒内噴射式2サイクルエンジン。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Country | Link |
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1998
- 1998-12-24 US US09/220,517 patent/US20010040346A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
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