JPS6047454B2 - 掃気管制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来のユニフロー掃気２サイクル機関では、第１図に図
示されるように、シリンダライナーａに設けられた掃気
孔をは、ピストンｃにより開閉され、排気弁ｄは排気カ
ムｅにより開閉されるようになつていた。

このときの筒内圧力Ｐ−容量Ｖ線図は第２図に図示され
、排気弁ｄ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ｐが高くなり始
め、圧縮行程の終り付近で筒内に燃料が噴射され、燃焼
行程に入り、燃焼終了後、膨脹行程となる。また膨脹行
程の終り付近でクランク角度θ、から排気弁ｄが開き、
高圧排気が始まり、θ２這の高圧排気期間て、筒内圧力
はＰ、から掃気圧力Ｐｏ以下迄下がる。

さらにθ。

から掃気孔をが開き、θ。迄の掃排気期間で、掃気孔を
から新気が筒内へ供給され、排気弁ｄから前サイクルの
燃焼ガス（排気）の排出が同時に行なわれる。この時の
掃気孔をおよび排気弁ｄの開口面積は、第３図の実線て
示されるように変化する。

即ち、排気弁ｄはθ、から開き始め、θ、て閉じ終り、
この開閉のタイミングは前記したように排気カムｅの形
状によつて決定され、従つてカム形状を変更することに
よつて容易に変えることがてきる。また、掃気孔をはθ
２て開き、θ３て閉じるが、ピストンｃによつて開閉さ
れるので、θ。

およびθ。は、下死点てのピストン位置から掃気孔上端
迄の高されで決まり、下死点（ＢＤＣ）に対して対称の
クランク角度となる。しかしながら、機関の燃料消費率
を改善する有力な手段の１つに、ピストンｃの有効スト
ローク（膨脹行程）を長くすることがあるが、このよう
ノにすると、第２図において排気弁開き始めをθ、から
θ５迄遅らせることになるが、斜線部で示すΔＰｍｉだ
けピストンの受ける仕事が増大し、燃料消費率が向上す
る。

ところて、排気弁開き始めをθ、とし、筒内圧５力が掃
気圧力Ｐｓ以下迄下がるに必要な期間、即ち高圧排気期
間を取ると、掃気孔開き始めはθ。

となり、このため、掃気孔をの高されを小さくする必要
があり、さらに掃気孔開じ終り角度もθ、と早くなる。
この結果、ｈが小さくなつて、第３図の点線で示される
ように、掃気孔の開口面積が減少し、開口期間も短縮す
るため、掃気孔開口時間面積が不足して掃気流量が減少
し、筒内空気過剰率の低下から燃焼悪化、排気温度の上
昇等の性能悪化を生ずる。

即ちθ５に排気弁開き始めを遅らせることができない。
本発明はこのような難点を克服した２サイクル内燃機関
の改良に係り、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掃気孔の油圧ピストンで上下動され
る同掃気孔の管制弁を設け、前記機関のピストン下方に
配設され同ピストンで直接に作動されるプランジャを有
し、かつ該プランジャは前記ピストンによる前記掃気孔
の開き始めに遅れて作動され前記油圧ピストンに高圧油
を供給し前記管制弁を開側に駆動して保持する吐出孔と
、前記ピストンの上死点付近で前記油圧ピストンの前記
高圧油を排出する戻し孔とを具備してなる油圧ポンプを
設けた構成に特徴を有し、前記機関のピストンによつて
プランジャを直接に作動せしめ、該プランジャて開閉さ
れる高圧油の吐出孔と戻し孔とを有する油圧ポンプを設
け、該油圧ポンプによつて掃気孔の管制弁駆動用の前記
油圧ピストンを駆動制御する構成にしているため、掃気
孔の開き始めを遅らせて十分な掃気開口時間面積を確保
でき、かつピストンに対する管制弁の駆動制御精度が著
しく高められ、掃気性能およびその信頼性が著しく向上
されて、機関の低燃費化を可能とする掃気管制装置に供
する点にあ！る。

本発明は、前記したように２サイクル内燃機関においた
、掃気孔を開閉しうるようにシリンダライナの外側に上
下に摺動自在に掃気孔管制弁を嵌装し、ピストンの下面
により往復駆動されるプラ３ンジヤを有する油圧ポンプ
を設け、同油ポンプにより吐出される圧油により往復動
して前記掃気孔管制弁を駆動する油圧ピストンを設け、
前記機関のピストン下方に配設され同ピストンで直接に
作動されるプランジャを有し、かつ該プランジャは４前
記ピストンによる前記掃気孔の開き始めに遅れて作動さ
れ前記油圧ピストンに高圧油を供給し前記管制弁を開側
に駆動して保持する吐出孔と、前記ピストンの上死点付
近で前記油圧ピストンの前記高圧油を排出する戻し孔と
を具備した油圧ポンプに構成されているため、前記ピス
トンの上面が前記掃気孔に達しても、同掃気孔は前記掃
気孔管制弁て閉塞されたま）となるので、排気弁開き始
めを遅らせても、筒内圧力が掃気圧力Ｐｓ以下に下がる
に必要な高圧排気期間を充分に取つて掃気孔開き始めを
確実に遅らせることができる。

また本発明においては、前記ピストンが下死点近く迄下
降して、前記油圧ポンプのプランジャにフ接触し、同ピ
ストンの下降により前記プランジャが下方に駆動され、
同プランジャの下降で油圧ポンプから高圧の圧油が前記
油圧ピストンに供給され該油圧ピストンが作動されて、
前記掃気孔管制弁が開放方向へ強制的に駆動されるので
、短時間７内に大きな掃気孔開口面積が得られ、しかも
掃気孔閉塞時期が確実に遅延されるのて、掃気孔開口時
間面積が充分に確保されて、掃気流量が増大し、筒内空
気過剰率が向上されて、充分な燃焼が得られ、かくして
性能悪化を斎らすことなく、低ノ燃費化が可能となる。
さらに、本発明においては、掃気孔の管制弁を駆動する
油圧ピストンを設け、機関のピストン下面で直接に作動
されるプランジャを有し、同プランジャによつて開閉さ
れる高圧油の吐出孔と戻し孔とを設けた油圧ポンプの構
成とし、該吐出孔から供給される高圧油て前記油圧ピス
トンを駆動し管制弁を開側に駆動して保持するとともに
、前記戻し孔によつて前記油圧ピストンの前記高圧油を
排出する構成に特徴を有するものてあつて、機関のピス
トンに対する管制弁の駆動制御精度が著しく高められ、
掃気性能および信頼性が著しく向上されており、また、
前記油圧ポンプはコンパクトな構成になつていて、機関
のピストン下方に容易に配設されるなどの効果を有して
いる。

以下本発明を第４図に図示の実施例について説明すると
、１は掃気孔２を備えたシリンダライナーで、同シリン
ダライナー１にピストン３が上下に摺動自在に嵌装され
、同シリンダライナー１の頂部に図示されない排気カム
により開閉される排気弁（図示されず）が配設され、前
記掃気孔２の下端は下死点（ＢＤＣ）でのピストン３の
上面と一致するように形成されている。

また前記シリンダライナー１の外側に掃気孔管制弁４が
上下に摺動自在に嵌挿され、同掃気孔管制弁４は油圧ピ
ストン５に連結されており、油圧の作用しない時にはば
ね６の復元力により下方のストッパー７に押付けられ、
前記掃気孔管制弁４の下降で前記掃気孔２が閉塞される
ようになつている。

さらにピストン３の下方に油圧ポンプ８が配設され、同
油圧ポンプ８はプランジャ９およびバレル１０よりなり
、同バレル１０には給油孔１１、吐出孔１２、排油孔１
３および戻り孔１４が設けられている。

さらにまた給油孔１１、吐出孔１２および戻り孔１４に
はそれぞれ逆止弁１５，１６，１７が設けられ、吐出孔
１２および戻り孔１４には共通の高圧管１８で前記油圧
ピストン５に接続されている。

しかもパレル１０内にははね１９が配置されており、ピ
ストン３が上方に移動して、ピストン下面がプランジャ
９に接していない時には、プランジャ９が戻り孔１４よ
りも上方に位置するように賦勢されるようになつている
。

こ）でピストン３が下死点（ＢＤＣ）にある時のピスト
ン上面から掃気孔２の上端迄の距離Ｈ２、ピストン下降
時にピストン下面によりプランジャ９が駆動されて排油
孔１３を閉じバレル１０内を圧縮し始める位置かれ下死
点（ＢＤＣ）に至る迄の距離をｈ１とする。

また吐出孔１２および給油孔１１の上方に排油孔１３が
配設され、さらにその上方に戻り孔１４が設置されるが
、排油孔１３および戻り孔１４の距離１はＨ２−ｈ１よ
りも大きく設定され、しかもＨ２は第１図に図示の従来
機関のｈよりも大きく設定されている。

第４図に図示の実施例は前記したように構成されている
ので、従来機関よりも図示されない排気弁の開き始めを
遅らせ、第５図に図示するように、クランク角度θ５か
ら高圧排気を開始させても、この高圧排気期中に排気管
制弁４がばね６の復元力て掃気孔２を閉成しており、そ
の結果ピストン３が掃気孔２を開いても掃気は開始しな
い。

また従来機関と同等の高圧排気期間の後、クランク角θ
８となり、ピストン３が第４図のｈ１の位置に達すると
、ピストン下面で駆動されているプランジャ９が排油孔
１３を閉じ、バレル１０内の作動油を圧縮し始める。さ
らに圧縮された作動油は逆止弁１６を通り、高圧管１８
を経由して油圧ピストン５のシリンダに流入し、油圧ピ
ストン５はばね６の復元力に抗して上方に動される。

この結果、掃気管制弁４が上方に動き、掃気孔２は開放
され始める。さらにまたピストン３が下降を続けて下死
点（ＢＤＣ）に達すると、掃気管制弁４は掃気孔２を全
関する。

こ）で掃気孔２の高さＨ２を従来機関の掃気孔の高さｈ
よりも大きく取つているので、第５図に点線で図示され
た従来機関の掃気孔開口面積の最大値よりも、実線て図
示された本実施例の掃気孔口面積最大値の方が大きい。

またクランク角が下死点（ＢＤＣ）を過ぎ、ピストン３
が再び上昇し始めると、掃気孔２はピストン３により閉
じ始める。この時、ばね１９の復元力によりプランジャ
１０も上昇し始め、バレル１０内の油圧が下がるが、逆
止弁１６が作用し、高圧管１８内の油圧は下死点（ＢＤ
Ｃ）での高さのま）保持され、従つて掃気管制弁４も掃
気孔２を全開させた位置に留まつている。

さらにピストン３が上昇すると、バレル１０内には給油
孔１１から作動油が供給されながらプランジャ９も上昇
し、クランク角が第５図のθ９になつた時、ピストン上
面が掃気孔２の上端に達し、掃気孔２は閉じ終る。

さらに続けてピストン３が上昇すると、プラン・ジヤ９
が戻り孔１４より上方に位置して、同戻り孔１４が開き
、この結果高圧管１８内の油圧が低下し、はね６の復元
力により油圧ピストン５および掃気管制弁４は下降し、
掃気孔２は閉じられて、次の掃気の準備が整えられる。

このように第４図に図示の実施例では、第５図に図示さ
れるように、従来機関より遅いクランク角度θ８て掃気
孔２が開き始めるが、掃気孔高さＨ２を従来のそれのｈ
に比べて高くすることにより、下死点（ＢＤＣ）におけ
る全開時の掃気孔開ノロ面積が大きく、しかも閉じ終り
クランク角度もθ９と遅くなるので、従来機関と同等の
掃気孔開口時間面積を取ることがてきる。そして掃気孔
開口時間面積を従来のものと略同程度取つたま）、掃気
孔開き始めを遅くてきるため、排気弁開き始めクランク
角を遅くすることができ、ピストンの有効ストロークが
長くなつて、燃料消費率が大巾に改善される。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものてはなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のユニフロー掃気２サイクル機関の縦断側
面図、第２図はそのＰ−■線図、第３図は同機関の掃気
孔および排気弁の開口面積の変化とクランク角度の変化
との関係を図示した特性図、第４図は本発明に係る掃気
管制装置の一実施例を図示した要部縦断側面図、第５図
は同実施例の掃気孔および排気弁の開口面積の変化とク
ランク角度の変化との関係を図示した特性図である。 １・・・・・シリンダライナー、２・・・・・・掃気孔
、３・・・・・ゼストン、４・・・・・・掃気孔管制弁
、５・・・・・・油圧ピストン、６・・・・・・ばね、
７・・・・・・ストッパー、８・・・・油圧ポンプ、９
・・・・・・プランジャ、１０・・・・・・バレル、１
１・・・・・・給油孔、１２・・・・・・吐出孔、１３
・・排油孔、１４・・・・・・戻り孔、１５，１６，１
７・・逆止弁、１８・・・・・・高圧管、１９・・・・
・ばね。

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
   けられた掃気孔に油圧ピストンで上下動される同掃気孔
   の管制弁を設け、前記機関のピストン下方に配設され同
   ピストンで直接に作動されるプランジャを有し、かつ該
   プランジャは前記ピストンによる前記掃気孔の開き始め
   に遅れて作動され前記油圧ピストンに高圧油を供給し前
   記管制弁を開側に駆動して保持する吐出孔と、前記ピス
   トンの上死点付近で前記油圧ピストンの前記高油圧を排
   出する戻し孔とを具備してなる油圧ポンプを設けたこと
   を特徴とする掃気管制装置。