JPS6044496B2 - ２サイクル内燃機関の掃気管制装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２サイクル内燃機関の改善に関する。

従来のユニフロー掃気２サイクル機関の概略構造を第１
図に示す。図において、シリンダライナ１に設けられた
掃気孔２はピストン３により開閉され、排気弁４は排気
カム５により開閉される。 このときのシリンダ内圧力
Ｐ）容積Ｖ線図を第２図に示す。排気弁が閉じ終つたク
ランク角度θ。から筒内ガスの圧縮が始まり筒内圧力が
高くなり始める。圧縮行程の終り間際で、筒内に燃料が
噴射され燃焼行程に入り、燃焼終了後膨張行程となる。
膨張行程の終り付近で、クランク角度θ、から排気弁が
開き高圧排気が始まる。クランク角度θ、から掃気孔が
開き始めるクランク角度θ。までの期間が高圧排気期間
で、筒内圧力は圧力Ｐ、から掃気圧力Ｐｓまで下がる。
更に角度θ２から掃気孔が閉じる角度θ３までの期間が
掃排気期間で、掃気孔から新気が筒内へ供給され、排気
弁から燃焼ガスの排出が同時に行われる。 このとき掃
気孔及び排気弁の開口面積は第３図の実線のようになる
。

即ち、排気弁は角度θ、から開き始め角度θ。で閉じ終
る。この開閉のタイミングは前述のように第１図の排気
カム５によつて決められる。従つて、カム形状を変更す
ることによつて容易にタイミングを変更することができ
る。 ところで、掃気孔は角度θ。

て開き角度θ。で閉じるが、ピストン３により開閉され
るので、角度θ。及びθ。は下死点Ｂ、Ｄ、Ｃ、でのピ
ストン頂部から掃気孔上端までの高され（第１図参照）
で決まり、下死点Ｂ、Ｄ、Ｃ、に対して対称のクランク
角度となる。 ところて機関の燃料消費率を改善する有
力な手段の１つはピストンの有効ストローク（膨張行程
）を長くすることである。

即ち第２図において、排気弁開き始めを角度θ、からθ
５まで遅らせると、斜線部で示すΔＰｍｉだけピストン
の仕事が増大し、燃焼消費率が改善される。ところが排
気弁開き始めを角度θ５とし、筒内圧力が掃気圧力Ｐｓ
以下まで下るのに必要な期間、即ち高圧排気期間をとる
と、掃気孔開き始めは角度θ。となる。このため掃気孔
の高されを小さくする必要があり、これに伴つて掃気孔
開じ終りも角度θ、と早くなる。 この結果、第３図に
点線で示すように掃気孔の開口面積が小さくなり、開口
期間も短かくなるため、掃気孔開口面積時間が不足して
、掃気流量が減少し、筒内空気の不足から燃焼悪化、排
気温度の上昇等の性能悪化を生ずる。

即ち排気弁開き始めを角度θ５に遅らすことはできない
。本発明の目的は上記の不具合を解消し掃気孔開き始め
を遅らせても充分な掃気孔開口面積時間を確保して、排
気弁開き始めを遅らせることを可能とし、機関の低燃費
化を実現する掃気管制装置を提供することであり、その
特徴とするところは、シリンダライナに設けられた上下
２列の掃気孔、上記上部掃気孔の外側に設けられ同上部
掃気孔を開閉する管制リング、クランク軸に連動し上記
管制リングを間欠駆動する駆動装置を備えたことである
。

以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
。第５図は本発明による１実施例の装置を示す断面図で
ある。

同図において、シリンダライナ１の掃気孔を１２，１３
のように上下２列に配列し、上部掃気孔１２の外周に掃
気孔管制リング１４を取付金具１５により取付ける。

シリンダライナ１の外周を管制リング１４が回転可能な
範囲で、できるだけ小さな隙間を両者の間に設ける。

第８図、第９図は第５図のＢ−Ｂ矢視断面図で、第８図
は上部掃気孔１２と管制リング１４の孔が合致した開の
状態を示し、第９図は上部掃気孔１２を管制リング１４
が塞いだ状態を示す。

管制リング１４の下部は歯車になつていて、ピニオン１
６と噛合つている。ピニオン１６はケーシング１９内に
収納された間欠運動機構から上方へ延長された軸１７に
キーにより固定されている。１８は軸１７の上部を支え
ている軸受であ．る。

さて、本発明に絶対欠かせない間欠運動機構であるが、
後述するような運動が可能な機構として、ローラギヤイ
ンデックス機構、ゼネバによる機構、爪車による刻み送
り機構その他が考えられ！るが、ここではローラギヤイ
ンデックス機構によるものについて述べる。

第６図は第５図のＡ−Ａ矢視図であるが、２２は機関の
クランク軸と同期して回転するカム軸で、ねじ型カム２
１が固定されている。

２０は複４数個のローラ２３をもつたターレツトで、ね
じ型カム２１のねじ山をローラ２３が挾むような構造に
なるような定位置に配置されている。

ターレツト２０は軸１７に固定されて、その回転をピニ
オン１６に伝える。上記構成の場合の作用について述べ
る。

ローラギヤインデックス機構はねじ型カム２１の形状を
変えることによつて、カム軸２２の回転に対する外−レ
ットの回転のパターンを選ぶことができるが、本発明で
は第７図に示すようなパターンを採用する。

以下第４図を参照して説明するが、その中でローラギヤ
イニ／デツクス機構についても詳述する。

ノ 従来機関より排気弁の開き始めを遅らせて、クラン
ク角度０５から高圧排気が始まる。この高圧排気期間中
にピストン３が上部掃気孔１２を開くが、管制りニ／グ
１４が閉じているため掃気は始まらない。従来機関と同
等の高圧排気期間の後、クランク角が０６となると、ピ
ストン３が下部掃気孔１３を開く。

これと同時に、ローラギヤインデックス機構のター１／
ツト２０が回転を開始し、軸１７、ピニオン１６を介し
て管制リング１４が回転し、上部掃気孔１１２も開き始
める。更にピストン３が下降を続けて下死点Ｂ．Ｄ．Ｃ
．に達し、下部掃気孔１３が全関する時期には、管制リ
ング１４は上部掃気孔１２を全関するまで（孔のピッチ
の１１２）回転し、ここでその回転を一旦停止する（第
７図参照）。この瞬間の掃気孔の合計面積は第４図の点
線で示す従来機関の掃気孔開口面積の最高値より大きい
。クランク角度が下死点Ｂ．Ｄ．Ｃ．を過ぎ、ピストン
が再び上昇を始めると、ピストン３は下部掃気孔１３を
閉じ始める。

更にピストンが上昇し、下部掃気孔１３を閉じ上部掃気
孔１２も角度θ８で閉じ終る。この間、管制リング１４
は動く必要がないので、上部掃気孔１２を開口したまま
停止している。ピストン３は更に上昇を続け圧縮行程に
入るが、管制リング１４は次回の掃気に備えて、第７図
に示すように、上死点Ｔ．Ｄ．Ｃ．前の角度θ９で回転
を開始し、上死点Ｔ．Ｄ．Ｃ．で上部掃気孔１２を閉じ
終るまで（孔のピッチの１１２）回転して停止する。

つまり管制リング１４はクランク軸１回転の間に第７図
のパターンのように、停止と回転を２度ずつ行う刻み送
りとなるわけである。カム軸２２をクランク軸１回転に
１回転させるように同期させた場合は、上記の通り作動
するねじ型カム２１を採用すればよく、カム軸２２をク
ランク軸１回転に対して２回転させるように同期させた
場合は、カム軸２２回転に１度ずつ刻み送りするような
ねじ型カム２１を採用する。設計製作上は後者のカムが
楽である。上述のような本発明による場合は次の効果が
ある。

（１）従来機関より遅いクランク角度で掃気が開始され
るが、全開時の掃気孔開口面積は従来機関より大きくな
る。

また掃気孔閉じ終りも遅くなる。その結果、従来機関と
同等またはそれ以上の開口時間面積をとることができる
。

（２）掃気孔開き始めを遅らせることができるため、排
気弁開き始めを遅らせて、ピストンの有効ストロークを
長くし、燃料消費率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はユニフロー掃気２サイクル機関の構造を示す断
面図、第２図は第１図の機関のＰ−Ｖ線図、第３図は同
じく掃気孔及び排気弁の開口面積を示す線図、第４図は
本発明による１実施例の掃気孔の開口面積を示す線図、
第５図は本発明による１実施例の装置を示す断面図、第
６図は第５図のＡ−Ａ矢視図、第７図はターレツト回転
角を示す線図、第８図及び第９図は掃気孔管制リングの
作動状態をそれぞれ示す第５図のＢ−Ｂ矢視断面図であ
る。 １・・・・・・シリンダライナ、３・・・・・・ピスト
ン、１２・・・上部掃気孔、１３・・・・・下部掃気孔
、１４・・掃気孔管制リング、１６・・・・・ゼニオン
、１７・・・・・軸、２０・・・・・・ターレツト、２
１・・・・・ねじ型カム、２２・・・・・・カム軸、２
３・・・・・・ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２サイクル内燃機関において、シリンダライナに設
   けられた上下２列の掃気孔、上記上部掃気孔の外周面に
   摺接して設けられ同上部掃気孔の外周を回動して該掃気
   孔を開閉する掃気孔管制リング、クランク軸に連動し上
   記掃気孔管制リングを間欠駆動する駆動装置を備えたこ
   とを特徴とする２サイクル内燃機関の掃気管制装置。