JPS61118524A

JPS61118524A - ２サイクルエンジン

Info

Publication number: JPS61118524A
Application number: JP24003784A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Saito; 斉藤　国広
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-06-05

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】（産業上の利用分野）この発明は、ピストン頂面部にデフレクタを設けた２サ
イクルエンジンに関する。

（従来技術）一般に、２サイクルエンジンでは、その膨張行程の後半
において排気ポートを開けて排気を行ない、そののちシ
リンダヘッドの内用が低くなったところで掃気ポートを
開けて圧縮された新気を導入し、この新気によって排気
を押し出し掃気を行うが、この掃気行程において、新気
が排気と混合してしまい、排気を確実に押し出すことが
できないばかりか、かなりの新気が排気とともに排気ポ
ートから筒抜けするため、十分な性能、燃費が得られな
い欠点がある。

とくに、このことは、シリンダ径の大きいエンジンや、
高速高出力型エンジンの低回転運転時において著しい、
つまり、シリンダ径の大きいエンジンでは、押出距離が
長くなるため、混合しゃすく、また、高速高出力型のエ
ンジンでは、排気ポートの開くタイミングを早くしであ
るため筒抜は時間が長くなり、ともに低回転運転域にお
いて十分な出力性能の向上や燃費の低減が得られなかっ
た。そのため、第８図および第９図に示すように、ピス
トン９の頂面部に、デフレクタ（偏流手段）１２を設け
て対処したり、あるいは、掃気ポートの配置とか掃気角
度を変更したり、さらには、燃焼室６（第８図）の形状
を工夫してみるなど種々な試みがなされてきたが、いず
れも上記問題を大幅に改良するには至らなかったのが現
状である。

（発明の目的）この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、とくに
、低回転域における出力の向上とその安定化を図るとと
もに、燃費低減を図ることを主たる目的としている。

（発明の構成）上記目的を達成するため、この発明は、ピストン頂面部
に、ピストン頂面壁を通路の底面として区画された１つ
の通路空間を形成しピストンの外周から中心方向に通路
中心が指向する掃気案内通路と、上記ピストンの中心に
位置し掃気案内通路に連通して上方に指向して筒状に開
口するとともにピストンの上死点において点火プラグの
電極部分を囲繞する掃射口とを有するデフレクタを設け
、上記掃気案内通路のピストン外周側に対応して開口し
た通路入口を、掃気ポートにおける排気ポート寄りの部
分に対向する配置とすることにより、区画された掃気案
内通路と掃射口とを通して掃射の拡散を抑えつつ掃気を
強く上昇させるとともに、上死点において点火プラグ付
近に濃い新気を確実に導くようにしである。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面にしたがって説明する
。

第１図に示したものは、シユニユーレ型で高速高出力型
の２サイクルエンジンについての一例である。

ここにおいて、ｌはシリンダで、その上部にシリンダヘ
ッド２を有する。　　“ 上記シリンダ１には、第４図に示すように、主掃気ポー
ト３と副掃気ポート４の１対がそれぞれシリンダｌの中
心を基準として対称的に配こされており、この場合、主
掃気ポート３の出口は、シリンダ１の中心に向き、また
、副掃気ポート４はシリンダ１の中心に対し偏心した位
置に向いている。第１図では主掃気ポート３側を図示し
である。

第４図の５は排気ポートで、この排気ポート５は、シリ
ンダｌの画工掃気ポート３，３間に配置され、第８図（
従来例）に示すように、掃気ポートよりも少し手前で開
く高さ関係とされている。

一方、第１図のように上記シリンダヘッド２は、その底
部に球面形の燃焼室６を有し、この燃焼室６に点火プラ
グ７の電極部分８がのぞむ状態とされている。

こうしたシユニユーレ型２サイクルエンジンにおいて、
ピストン９には、ピストンリング１０を嵌合するための
リング溝１１（第５図）が形成されており、このｔ部の
リング溝１１（第５図）を利用して、デフレクタ１２が
接合されている。

このデフレクタ１２は、薄肉の耐熱金属（あるいはセラ
ミック）を用いてあり、この場合、デフレクタ１２は、
第７図に示すように、台板部１３と、嵌合部１４とを有
する。

上記台板部１３は、第５図に示すように、全体が上方に
膨む円板形とされて、ピストン９の頂面壁１５に上方か
ら適合する。また、上記嵌合部１４は、合板部１３の外
周から下向きに突設され、ピストン９の頂面部外周に嵌
合する。この場合の嵌合状態は、ピストン９の外周より
も嵌合部１４が突出しないものとされている。この嵌合
部１４の下端には、上記上部のリング溝ｌｌ内に外周か
ら嵌合する嵌合突起１６が形成されている。

こうしたデフレクタ１２には、第７図に示すように、１
対の掃気案内通路１７．１７と、中央の掃射口１８とが
形成されている。

、上記掃気案内通路１７は、頂面壁１５（第１：Ａ）８
Ｍ路の底面として４角筒形に区画された１つの通路を形
成するとともに、ピストン９の外周から中心方向に通路
中心が指向するものとされており、これら１対の掃気案
内通路１７．１７相互は、第４図に示すように、１８０
度よりもやや小さい角度関係として配置されている。

この場合の掃気案内通路１７．１７は、第５図のように
１合板部１３から台形に突出された通路壁１９によって
形成され、この通路壁１９のピストン９外周側に対応す
る位置にそれぞれ開口した第７図の通路人口２０は、両
掃気ポート３，４のうち、排気ポー）５（１４図）寄り
である上記各主掃気ポート３．３に対向して連通ずる関
係とされておう）、ここにおいて、第１図に示すように
、各通路人口２０は、主掃気ポート３の上下幅に対して
ほぼｌ／２の高さ関係とされている。

なお、副掃気ポート４については、第４図に示すように
、通路壁１９の反排気ポート５側となる一方の合板部１
３上の空間に掃気を送り込むことができるように方向づ
けされている。

一方、上記掃射口１８は、ピストン９（第１図）の中心
に指向する両道路壁１９．１９の交差する位置、つまり
、ピストン９（第１図）の中心に対応して連通状に配置
されるとともに、この掃射口１８は上方に指向した掃射
筒２１の内周部によって形成されており、第３図に示す
ように、上死点において点火プラグ７の電極部分８を囲
繞できるものとされている。

なお、シリンダヘッド２の燃焼室６内周部には、２ｆｆ
ｌ所に凹部２２が形成され、これら両凹部２２は、両道
路壁１９が第３図の上死点において入り込むように両道
路壁１９と同じ角度間係（第６図）として位置づけされ
ている。

したがって上記構成では、第１図に示すように、ピスト
ン９の下降（膨張）行程後半において通路入口２０の下
降に伴って主掃気ポート３が対応すると、主掃気ポート
３からの掃気が通路入口２０を通して矢印Ａのように掃
気案内通路１７内に導入される。これによって掃気案内
通路１７から掃射１’）１８を通して上向きに掃射され
る６一方、副掃気ポート４からは第４図矢印Ｂのように
台板部１３の反排気ポート５側の上部空間に掃気が送り
込まれる。

ここにおいて、第１図の掃気初期期間は排気圧が未だ高
く排気速度が早いため導入された掃気が排気ポート５（
第４図）から吹き抜けやすいが、上記のように特定通路
である掃気案内通路１７を通して掃気を導き、掃射口１
８から集中的で強い上昇掃気（：矢印Ａ）とその後の下
降流とを形成すると、ともに、副掃気ポート４（第４図
）からは、反排気ポート５（第４図）側に掃気を行なう
ことにより、吹き抜けを効果的に抑えつつ、より確実に
排気を行なうことにより掃気効率を高めることができる
。

さらに、第２図に示すように、ピストン９が下降し、下
死点を経てと昇し再び第１図に示す手前に令るまでの行
程においては、上記主掃気ポート３から掃気案内通路１
７を経て掃射口１８から矢印Ａのように掃射される掃気
と、主掃気ポート３から矢印Ｃのように掃気案内通路１
７を経ずに導入される掃気とが合流し、全体としては掃
射口１８からの掃気にしたがって整流作用を受けながら
掃気が誘導される。

つぎに、第４図の両掃気ポート３，４が閉止されるまで
の間は、第１図と同様に掃気、つまり、新気は拡散され
ず十分な上昇流を与えられてのち、下降して効率よく排
気を押し出す。この場合、ピストン９の上昇時には掃射
筒ｚｌ内に新気を保持しているので、第３図に示すよう
に、ピストン９が上死点にくると、掃射筒２１が点火プ
ラグ７の電極部分８を囲繞する関係となって、ここに、
濃度の高い新気に着火することになり、掃射筒２１が一
種の予燃焼室の役目をすることにより、確実な着火が得
られる。　　　゛このように、第１図の掃気案内通路１７によって掃気の
拡散を抑えつつ掃射口１８から掃気をするので、新気の
吹き抜けを抑えつつ排気を効果的に押し出すことができ
る。これによって出力の向上が安定して得られるととも
に、燃費の低減が図れる。

また１点火プラグ７付近に新気が導かれるので着火率が
向上するとともに、エンジン回転数が円滑化し、しかも
、新気が無駄に捨てられなくなるので、燃費低減のため
により一層寄与する。とくに、上記作用はエンジン低回
転域において増動に発揮される。

さらに、付随的には、ピストン９の頂面壁１５が掃気案
内通路１７の底面となっているので、新気によってピス
トン９およびデフレクタ１２が効果的に冷却される。

なお、上記通路入口２０の高さを主掃気ポート３のほぼ
１／２としたのは、吹き抜けが起りやすい掃気初期段階
においてだけ掃気を案内するのに必要十分であることと
、上記より高く、たとえば、通路人口２０と主掃気ポー
ト３との開口高さを同じ程度にすると、シリンダヘッド
２側の上記凹部２２が大きく凹みすぎ、燃焼室６の形状
がいびつになって、燃焼効率が低下したり、圧縮比が小
さくなるおそれがあることによる。

また、第４図のように、上記主、副両掃気ポート３，４
を有するタイプにおいて、主掃気ポート３にのみ対向し
て掃気案内通路１７を設けたのは、仮に副掃気ポート４
にも掃気案内通路１７を対向させると、燃焼室６の反排
気ポート５偏における掃気が不十分になることから、そ
れを避けるためである。このこととは別に、副掃気ポー
ト４を設けないタイプにもこの発明は適用される。

（発明の効果）以上説明したように、この発明によれば１区画された掃
気案内通路と掃射口とを通して掃射の拡散を抑えつつ掃
気を強く上昇させるとともに、上死点において点火プラ
グ付近に濃い新気を確実に導くようにしであるので、低
回転域における出力の向上とその安定化を図るとともに
、燃費低減を図ることができる。

さらに、新気がピストン頂面壁を通過するように構成し
たことにより、デフレクタおよびピストンの冷却を効果
的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を掃気初期状態において示
すシユニユーレ型？サイクルエンジンの側断面図、第２
図はピストン下死点からやや上昇したタイミングにおい
て示すエンジン側断面図、第３図はピストン上死点位置
における側断面図、第４図は第１図ｒＶ−ｆｆ線断面図
、第５図は第２図ｖ−Ｖ線断面図、＠６図は第２図■方
向からの矢視図、第７図は掃気初期状態におけるデフレ
クタと掃気ポートとの対応関係を示す斜視図、第８図は
従来型デフレクタの一例を示す側断面図、第９図は他の
デフレクタの一例を示す横断平面図である。３・・・主掃気ポート、４・・・副掃気ポート、５・・
・排気ポート、７・・・点火プラグ、８・・・電極部分
、９・・・ピストン、１２・・・デフレクタ、１７・・
・掃気案内通路、１８・・・掃射口、２０・・・通路入
口。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ピストン頂面部に、ピストン頂面壁を通路の底面
として区画された１つの通路空間を形成しピストンの外
周から中心方向に通路中心が指向する掃気案内通路と、
上記ピストンの中心部に位置し掃気案内通路に連通して
上方に指向して筒状に開口するとともにピストンの上死
点において点火プラグの電極部分を囲繞する掃射口とを
有するデフレクタを設け、上記掃気案内通路のピストン
外周側に対応して開口した通路入口を、掃気ポートにお
ける排気ポート寄りの部分に対向する配置としたことを
特徴とする２サイクルエンジン。
（２）上記掃気案内通路の入口高さは、上記掃気ポート
の上下幅のほぼ１／２とされている特許請求の範囲第１
項に記載の２サイクルエンジン。
（３）掃気ポートは、シユニユーレ型で主掃気ポートと
副掃気ポートとを有し、上記主掃気ポートを、掃気案内
通路に、副掃気ポートを、掃気案内通路を形成する通路
壁の反排気ポート側の上部空間にそれぞれ指向させた特
許請求の範囲第１項、または第２項に記載の２サイクル
エンジン。