JPS606017A

JPS606017A - ２サイクル内燃機関の掃気孔および２サイクル内燃機関

Info

Publication number: JPS606017A
Application number: JP11352383A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Onishi; 繁大西; Shakko Jo; 徐　錫洪; Tokio Kumakawa; 熊川　外喜男
Original assignee: NIPPON CLEAN ENGINE RES; Nippon Clean Engine Laboratory Co
Current assignee: NIPPON CLEAN ENGINE RES; Nippon Clean Engine Laboratory Co
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1985-01-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は２サイクル内燃機関の掃気孔および２サイクル
内燃機関に関する。

本発明はシュニューレ掃気２サイクル機関等シリンダ側
壁に開口する掃気孔を有する２サイクル機関において、
掃気流の向きを積極的に制御し、ざらに掃気中の燃料液
滴、燃料蒸気等燃料成分の多い部分が排気孔に到達し鑓
くすることによって掃気中の燃料成分の排気への吹き抜
けを低減し、機関の熱効率の向上と排気の清浄化を図る
ことを目的とする。

従来、２サイクル機関においては掃気の排気への吹き抜
は量を低減すべく種々の工夫がなされており、特にシュ
ニューレ掃気２サイクル機関においては掃気孔からの掃
気の吹き出しをシリンダ内の反排気孔側に向けることが
なされている。また、掃気孔内に仕切り板を設は掃気の
向きを制御することも行われている。

発明者は従来のこのような方法だけでは実際には掃気の
吹出し流を制御することは困難であることを実験で確認
した。特に、シュニューレ掃気２サイクル機関において
は掃気をシリンダ内の反排気孔側のピストン頂面付近に
多く集めると共に残りの掃気をシリンダの反排気孔側側
壁付近に展開させることが重要であるが、掃気孔の向き
がそのようになるよう配置しても排気へのブローダウン
などの影響を受けて機関の運転中には実際には掃気は幾
何的な設計のようには流れないのが現状である。

また発明者の視覚的観察によると、新気が掃気孔からシ
リンダ内に入る段階においても燃料は完全゛止気化され
ておらず液膜状になって掃気通路および掃気孔壁面を伝
わってシリンダ内に流入するとかまたは液粒状態で掃気
流と共にシリンダ内に流入する。気化器等で空気と混合
した新気をシリンダに流入するまでの間に燃料または燃
料を多く含む混合気成分と空気の多い成分に分離して、
前者をシリンダ内の反排気孔側←集めることが機関性能
の向上に有効であり、その方策について発明者は既に特
許出願を行なっている（特許願昭和５７年１０月９日付
・特願昭５７−１７８０５４号、特許願昭和５８年５月
１９日付・特願昭５８−０８８０７９号等）。

本発明は掃気孔出口近傍の形状によって、機関運転時の
掃気流の向きを積極的に制御すると同時に掃気中の液状
燃料および燃料成分の多い四合気を反排気孔側に集める
ことによって、新気掃気および燃料成分の排気への吹き
抜けを低減することに特長を有する。

次に本発明の実施例を図によって説明する。

図１は従来のシュニューレ掃気２サイクル機関の例であ
って、シリンダ（１）内をピストン（４）が上下に摺動
し、ピストン頂面（５）の周縁によって排気孔（７）お
よび掃気孔（８）は開閉される。ピストンが上死点より
下降すると先ず排気孔が開口し、続いて掃気孔の上縁を
通過して掃気孔が開口する。掃気孔とクランクケースと
を連結する掃気通路（１５）は掃気孔に近づく部分で逐
次シリンダの反排気孔側に向りられる。シリンダ軸中心
線と排気孔中心を含む面（以下シリンダの対称面と称ぶ
）に対して対称に配置された左右の掃気孔から流出する
掃気流（１４）はシリンダの反排気孔側の対称面上で衝
突し、掃気の主流はシリンダの反排気孔側側壁（６）に
向けられ、その壁に沿ってシリンダヘッド（３）の方に
上昇し、シリンダ内を同図において時計回りに回転しな
がらその一部は排気孔へ吹き抜ける。また衝突と同時に
一部の掃気は排気孔に抜けるものもあり、シリンダ壁面
を反排気孔側から排気孔へと円周に沿って吹き抜けるも
のもある。この場合、掃気孔の排気孔側の縁は鋭角側縁
（１０）を、また反排気孔側の縁は鈍角側縁（１１）に
なる。

図２はシュニューレ掃気２サイクル機関の掃気孔に本発
明を適用した例で、掃気孔上縁（９）は掃気孔側壁面が
凹状に形成され鋭角をなし、排気孔側に傾斜して逐次下
がっており、排気孔側の鋭角側縁（１０）と渭らかな曲
線（１２）で連結されている。反排気側の鈍角側縁（１
１）は上縁に近い部分が曲面（１３）で凸状に形成され
ている。この掃気孔の断面は図６に示す。この掃気孔に
おける掃気の流れおよび燃料液膜および燃料液滴の連動
を咎４千図４および図５に示す。図４は掃気孔の開口初
期の場合を示す。この状態においては掃気は掃気孔上縁
掃気孔側凹部によって主として制御され、掃気流はピス
トン頂面の反排気孔側へ向けられる。この掃気流の制御
には掃気孔壁側に凹を持つ鋭゛角側縁と連結する曲線縁
（１２）も寄与する。また掃気通路壁を伝わってきた燃
料液膜は掃気初期の速いｌａｄ気流によって掃気孔上縁
付近で壁から剥離し、掃気流中の燃料液滴と共に掃気流
に乗ってピストン頂面の反排気孔側に衝突する。これに
よってピストン頂面の反排気孔側には燃料成分が多く集
まる。図５はピストンが下死点にある場合を示すもので
、このように掃気の後期では掃気流は掃気孔のみならず
損気通路の形状の影響をも受け、また掃気孔鋭角側縁の
影響を受ける。このときには掃気流は遅くなり、掃気流
中には燃料液滴は少なく、新気全体の平均空燃比に比べ
て燃料分の少ない掃気になる。したがって、本発明によ
ると掃気中にピストン頂面の反排気孔側角部に燃料分の
濃い混合気が停滞し、燃料分の薄い混合気が主としてシ
リンダ内の掃気を行ない排気孔に吹き抜けることになり
、新気の層状化された掃気を行なえることになる。

図６はシュニューレ掃気２サイクル機関において、掃気
孔を小掃気孔に分割した場合で、３つの小掃気孔に分割
し本発明を適用した例である。分割された各小掃気孔が
各々図２の掃気孔の場合と同様な形状に形成されている
。図７はこの分割小掃気孔の開口初期における掃気流を
示す。この場合にも図４の場合と同様掃気流は各小掃気
上縁（９）と曲線縁（１２）とによってピストン頂面の
反排気孔側へ向けられ、同時に掃気通路壁面および小掃
気孔壁面を伝わってきた燃料液膜と掃気流中の燃料液滴
も同方向に向けられて停滞し、ピストン頂面の反排気孔
角部に濃混合気を形成する。このように分割小掃気孔に
した場合にも非分割掃気孔の場合と同機新気の層状化掃
気を達成できるが、この場合には非分割掃気孔に比べて
、掃気流および燃料液膜・液滴の制御において自由度が
大きく、よりきめの細い制御ができるという特徴があり
、実際に本発明の効果を容易により大きくすることがで
きた。

本発明の大きな利点はその効果が機関の大きさ、回転速
度、負荷、用途（チューニングの方法）に関係なしにど
んな場合にでも発揮できることである。したがって燃料
の排気への吹き抜けが低減できることによって常に燃料
消費率は約３０％以上低減し、それによって機関の出力
も大巾に増加し、排気浄化触媒の着装も容易になって排
気のきれいな２サイクル機関の実用化が可能になった。

【図面の簡単な説明】

図１は従来の掃気孔を有するシュニューレ掃気２号イク
ル機関の掃気孔と掃気流とを示す。図２は本発明を非分
割掃気孔を有するシュニューレ掃気２サイクル機関に適
用した場合の図、図６はその説明のための掃気孔の断面
図、図４および図５は掃気中の本発明の詳細な説明する
図である。図６は本発明を分割小掃気孔を有するシュニ
ューレ掃気２サイクル機関に適用した場合の図、図７は
その作用を説明する図である。図１．２．３．４．５．６．７において、（１）・・・
シリンダ、（２）・・・点火栓、（６）・・・シリンダ
ヘッド、（４）・・・ピストン、（５）・・・ピストン
頂面、（６）・・・シリンダの反排気孔側壁、（７）・
・・排気孔、（８）・・・掃気孔、（９）・・・掃気孔
上縁、Ｃ１ａ）・・・掃気孔鋭角側縁、（１１）・・・
掃気孔鈍（１２）・・・掃気孔の上縁と鋭角側縁とを連
結する曲線、（１３）・・・掃気孔鈍角側縁の凸状曲面
形成部、（１４）・・・掃気孔から流出する掃気流、（
１５）・・・掃気通路、（１６）・・・掃気孔壁から剥
離してシリンダに流入する燃料液滴、または掃気流中の
燃料液滴、（１７）・・・掃気通路Ｕ、（１Ｂ）・・・
掃気孔上総に接続する掃気孔側の壁面の凹状部、（１９
）・・・分割小掃気孔である。ｑｌ

Claims

【特許請求の範囲】（１）　シリンダ側壁に開口し、ピストン頂面周縁で開
閉される掃気孔を有する２サイク／Ｉ／機関において、
掃気孔のシリンダヘッド側出口の縁（以下上縁と称ぶ）
がシリンダ軸中心線と直角をなすシリンダ断面に対して
傾斜させ、細気孔上縁が鋭角をなすように細気孔上縁に
接続する掃気孔側の壁面を細気孔上縁に沿って凹状に形
成し、または細気孔上縁に接続する掃気孔側の壁面に細
気孔上縁に沿って凹状の溝を設は滑らかに掃気通路壁面
に接続し、掃気孔鋭角上縁の高さを細気孔上縁の一方か
ら他方へ滑らかに逐次高くしたことを特徴とする＃ｉｌ
気孔のシリンダヘッド側出口近傍の形状。（２〕　シリンダ側壁に開口し、ピストン頂面周縁で開
閉される掃気孔を有する２サイクル機関において１掃気
死出口のシリンダ軸にほぼ平行で鋭角をなす縁（以下鋭
角側縁と称ぶ）の掃気孔側の壁面を鋭角側縁に沿って凹
状に形成し、または鋭角側縁の掃気孔側の壁面に鋭角側
縁に沿って凹状の溝を設は滑らかに掃気通路壁面に接続
したことを特徴とする掃気孔の出口近傍の形状。（３）　前記「特許請求の範囲」（２）において、鋭角
側縁のシリンダヘッドに近い部分をシリンダヘッドに遠
い部分よりも掃気孔出口側に滑らかに逐次張り出させた
ことを特徴とする掃気孔の出口近傍の形状。（４）　前記「特許請求の範囲」（りと前記「特許請求
の範囲」（２）または（５）とを組合わせ、掃気孔の上
縁と鋭角側縁とを清らがな円弧状曲線で連結させたこと
を特徴とする掃気孔の出口近傍の形状。（５）　シリンダ側壁に開口し、ピストン頂面周縁で開
閉される掃気孔を有する２サイクル機関において、掃気
孔出口のシリンダ軸にほぼ平行で鈍角をなす縁（以下鈍
角側縁と称ぶ）の掃気孔上縁に近い部分または全部を平
面または曲面に形成し凸状にしたことを特徴とする掃気
孔の出口近傍の形状。（６）　各々前記「特許請求の範囲」（１）と（５）と
を、または（２ンと（５ンとを、または（３）と（５）
とを、または（４）と（５）とを組合わせたことを特徴
とする各々の掃気孔の出口近傍の形状。（７〕　シュニューレ掃気２サイクル機関において、掃
気孔上縁を排気孔から遠い部分が先きに開口し、続いて
達成排気孔に近い部分が開口するように傾斜させ、掃気
孔上縁が鋭角をなすように掃気孔上縁に接続する掃気孔
側の壁面を掃気孔上縁に沿って凹状に形成し、または掃
気孔上縁に接続する掃気孔側の壁面に掃気孔上縁に沿っ
て凹状の溝を設は滑らかに掃気通路壁面に接続し、掃気
孔鋭角上縁の高さを掃気孔上縁の排気孔から遠い部分か
ら排気孔に近い部分に向って清らかに逐次高くしたこと
を特徴とする掃気孔のシリンダヘッド側出口近傍の形状
。（８）　シュニューレ掃気２サイクル機関において、掃
気孔鋭角側縁の掃気孔側の壁面を鋭角側縁に沿って凹状
に形成し、または鋭角側縁の°掃気孔側の壁面に鋭角側
縁に沿って凹状の溝を設は滑らかに掃気通路壁面に接続
したことを特徴とする掃気孔の出口近傍の形状。（９）　前記「特許請求の範囲」（８）において鋭角側
縁のシリンダヘッドに近い部分をシリンダヘッドに遠い
部分よりも掃気化出口側に滑らかに逐次張り出させたこ
とを特徴とする掃気孔の出口近傍の形状。（１０）前記「特許請求の範囲」（７）と前記「特許請
求の範囲」（８）または（９）とを組合わせ、掃気孔の
上縁と鋭角側縁とを滑らかな円弧状曲線で連結させたこ
とを特徴とする掃気孔の出口近傍の形状。（１１）シュニューレ掃気２サイクル機関において、掃
気孔鈍角側縁の掃気孔上級に近い部分または全部を平面
または曲面に形成し凸状にしたことを特徴とする掃気孔
の出口近傍の形状。（１２）各々前記「特許請求の範囲」（カと（１１）と
を、または（８）と（１１）とを、または（９）と（１
１）とを、または（１０）と（１１）とを組合わせたこ
とを特徴とする各々の掃気孔の出口近傍の形状。（１３）　シュニューレ掃気２サイクル機関において、
掃気孔を分割して複数の小掃気孔を形成し、これら小掃
気孔の一部または全部を各々前記「特許請求の範囲」（
７）、または（８）、または（９〕、または（１０）、
または（１１）、または（１２）と同様にしたことを特
徴とする掃気孔の出口近傍の形状。（１４）前記「特許請求の範囲」（１）、または（２）
、または（３）、・・・・・、または（１３）　、また
は（１４）の掃気孔を有する２サイクル機関。