JPS6122127B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関に関し、特にエンジンへの
燃料の送給を増加せしめることができる燃料供給
システムを備えた内燃機関に関する。

本発明は燃焼室を有し、そして燃焼室に直接又
は間接に燃料を送給するための混合気吸気口を有
する種々の種類のエンジンに適用することがで
き、本発明は、シリンダ及び往復式ピストンを有
するエンジン及び燃焼室が回転型のピストンを収
容するエンジンを含めて種々のタイプのエンジン
に適用することができる。本発明は広い範囲の往
復式ピストン及びシリンダ型のエンジンに適用可
能であるけれども、本発明は本明細書においては
モータサイクル、動のこ、芝刈機等に使用される
種類の二サイクル内燃機関に適用されるものとし
て例示的に説明される。

更に、本発明は種々の種類の混合気吸気口及び
弁システムに関して使用することができるけれど
も、本発明はリード弁が混合気吸気システムに使
用されているエンジンに特に適用することがで
き、従つて本発明はリード弁を使用する二サイク
ルエンジンに関して例示的に説明される。

前記した種々のタイプのエンジンにおいては、
混合気吸気口が設けられており、そして燃料供給
手段は混合気通路を規定する通路壁を含み、混合
気通路は吸気口と連通し、そして混合気通路の混
合気の流れを制御するための混合気通路における
弁手段を有する。

特に二サイクルエンジンにおいては、吸気口近
くの領域の混合気供給通路内にリード弁を使用す
ることは極めて普通のことであり、そしてリード
弁機構を使用するために、リード弁の領域の吸気
口に到る通路は相当な断面積でなければならな
い。これは、吸気口を最大にするように多数のリ
ード弁を使用することが所望される場合には特に
あてはまる。

しかしながら、気化器へと上流に延びている混
合気供給通路の部分又は混合気を導入するための
他の手段は、リード弁の領域の断面積より相当小
さい断面積を普通有している。混合気の与えられ
た量に対しては、流速が遅くなるので、大きな断
面積を有する混合気送給通路は避ける必要があ
る。そして一般に気化器の動作において、気化器
中に入る空気及び燃料の量は、混合気の送給の速
度が相対的に速い場合に、より正確に且つ信頼で
きる。故に、気化器の動作において相対的に小さ
い断面積の送給通路を使用することは重要であ
る。

所望されるリード弁に適合するために相対的に
大きい断面積を有する空間を与えることは重要で
あり、そして相対的に小さい断面積である気化器
送給通路を与えることが所望されるので、相対的
に小さい断面積の通路から相対的に大きい断面積
の空間への混合気の流れは、これまでは、リード
弁の領域における混合気供給の速度の実質的減少
をもたらせた。このことは、リード弁の領域のよ
り速い速度はリード弁をより有効に動作しそして
更に、入つてくる混合気の速度のばらつきはシリ
ンダに流れる混合気の減速の故に運動エネルギー
の消費を与えるという事実を含めて種々の理由で
望ましくない。

前記したすべてを考慮すると、本発明は、特に
通路壁が相対的に大きい断面積を通常規定する弁
の領域において供給通路における燃料流速を等し
くする傾向がある手段の設置を含む。

本発明の好ましい実施においては、前記の目的
は弁のすぐ上流の供給通路内のバー形状要素の配
置により達成され、バー形状要素は好ましくは流
路において上流に与えられた丸味のある前縁を有
しそして下流に与えられた角のある後縁部分を有
する翼又は空気力学的形状である。

混合気供給通路を横切る面内の該要素の断面積
は、もしそうでなければ相対的に大きい流れ断面
積を与える領域における有効な流れ断面積を実質
的に減少させるのに十分であることが望ましい。
このようにして、混合気流の速度はエンジンの効
率及び動作特性の改良をもたらすように実質的に
保持することができる。

前記目的及び利点がいかにして得られるかは添
付図面を参照して下記説明から十分に明らかとな
るであろう。

第１図及び第３図においてシリンダは５で示さ
れ、該シリンダはライナ６を有しそしてクランク
ケース７と関連している。シリンダの頂部クロー
ジヤーは図示されていない。ピストン８はシリン
ダ内で往復運動し、そしてクランクケース内のク
ランク１０と関連した連接棒９と関連している。
クランク１０はクランクシヤフト（示されていな
い）のまわりに回転し、該クランクシヤフトは当
技術分野で良く知られている通り釣合重り１１を
支持することができる。

吸気口は１２で示され、シリンダは排気口１３
とシリンダの壁に形成された掃気通路１５によつ
てピストンより下の空間と連通する掃気口１４も
有する。このタイプのエンジンの動作において良
く知られている通り、燃料及び空気の混合気はピ
ストンがその上方位置にあるときピストンより下
の空間に入れられ、そしてピストンが下死点位置
（第１図に示された位置）に向かつて下向きに移
動するにつれて、掃気口１４が開き圧縮された混
合気が掃気通路１５を通つて上向きに、掃気口１
４を通つてシリンダに流れるようにピストンの下
の空間内で圧縮される。ピストンが下死点位置か
ら上昇するとき、掃気口１４は閉じ（排気口１３
も同じである）、混合気はシリンダの上部部分内
で圧縮され、しかる後、通常は火花点火により混
合気の燃料は燃焼せしめられ、ピストンは再び下
向きに駆動せしめられる。このよく知られた構造
及び動作の詳細は、当技術分野では良く知られて
いるのでここでは考察する必要はない。

第１図及び第２図に示されたエンジンにおいて
は、略三角形部分のリード弁ケージが例示され、
このケージは相互に向かつて即ち頂部部材１７に
向かつて一点に集まる面内に位置した二つの弁座
から形成され、弁座１６の各々は一連の弁ポート
１８を備え（四個のこのようなポートはこの態様
に含まれている）、混合気は、弁ポート１８を通
つて吸気口１２を通り、それからピストンの下降
行程を生ぜしめる燃焼のためシリンダの燃焼空間
へ直接又は間接に送られる。第１図及び第２図か
ら、リード弁ケージの基部端においてはフランジ
１９が設けられ、フランジ１９は、吸気口１２に
混合気を送る流体流路内に弁手段を取付けるため
にシリンダから突き出している延長部（吸気通
路）２０に対して取付けられるようになつてい
る。

弁座１６の各々に対して、リード弁が設けら
れ、そしてここに例示した態様においては、各弁
ポート１８と関連したリード弁は第一リード２１
及び第二リード２２を含む。リードはねじ２３に
よつて所定位置に取付けられる。第１図及び第２
図の比較からわかる通り、第一リード２１の各々
は弁ポート１８の全面積を覆うのに十分な寸法で
あり、そして第一のリードの各々は、２４で示さ
れた如き“ベント”を有し、これらベントは第二
リード２２により覆われるようになつている。第
一及び第二リード２１及び２２は弁座から離れ
て、僅かに曲がつている状態で示されているけれ
ども、弁が閉じるとき第一リードは弁座に対して
ぴつたりと載置され、第二リードは第一リードに
ぴつたりと載置される。便宜上“ベント付”きリ
ードと名付けることができるこの多重リード配置
は1975年９月16日に発行の米国特許第3905340号
に十分に開示されている。

第１図から、吸気口１２はシリンダの軸線方向
に相当な寸法を有し、ピストンが下死点位置にあ
るときですらピストンより下の空間に開いている
ことがわかる。更に、通路２５は吸気口１２から
上向きに延びそして２６で示されたポートを通つ
て下死点位置におけるピストンより上の空間と連
通し、このような通路及ぴポートは、ピストンが
下死点位置にあるときの補助的掃気部及び混合気
吸入口を捐供する。

気化器（示されていない）と関連しているダク
ト即ち接続部２７は普通は円形断面であり、前に
示した如く、弁機構に適合するシリンダの延長部
２０内のチヤンバよりは実質的に小さい内部断面
積を有する。ダクト２７とリード弁ケージの上流
縁との間に、末広になつている内壁２９を有する
接続部分２８があり、この接続部分は、ゴム又は
或る組成物材料から形成されており、リードケー
ジフランジ１９を介してシリンダにその下流端で
取付けられるようになつており、且つ適当な方法
でダクト２７と接続されるようになつている。

上記のことから、弁手段の上流側の領域におい
ては、気化器から吸気口に到る通路は、気化器に
到るダクト２７の領域と比較して相対的に大きい
内部断面積を有する。仮に、流路の有効断面積が
増大すると燃料混合物の速度が実質的に減少せし
められる。

前記に指摘した如く、本発明は吸気通路の種々
の領域を通る混合気流の速度を等しくする傾向が
ある手段の設置を含む。第１図及び第２図に示さ
れた態様においては、この目的は、気化器へと延
びている上流領域と比較して通路壁内の断面積が
相対的に大きい弁の上流領域内に位置した要素３
０の使用によつて達成される。要素３０は好まし
くは、弁座１６の面に平行に且つリードケージの
頂部部材１７にも平行にその軸線が延びているバ
ーの形態を取るのが好ましい。実際にはバーは、
望ましくは、バーの部分がリードケージから上流
に突き出しているけれどもリードケージそれ自体
の端部壁３１と一体的に形成され得る。

第１図及び第２図において明らかにわかる通
り、要素３０は弁座１６，１６間に少なくとも一
部が位置付けられ、頂部１７を含み且つ吸気通路
２０を通る流れの軸線を含む面に存在しており、
そして弁座１６の傾斜面から離間し且つ実質的に
頂部１７の長さにわたつて横方向に延びている表
面を有する。かくして要素３０は対向して傾斜し
た弁座１６，１６の方に方向付けられた流れを分
割し且つ等しくする働きをする。要素３０は上流
側の丸味のついた前縁と下流側の角度のついた後
縁を有する空気力学的又は翼型形状であるのが好
ましい。要素３０は気化器へと延びたダクト２７
における上流領域と比較してバーの領域における
流路の有効断面積をほぼ等しくするのに十分であ
るのが有利である。有効な空気力学的作用に対し
ては、バー３０の下流部分における後縁表面は弁
座１６と実質的に平行であるべきことが好まし
い。この空気力学的形状は、流れを実質的に阻害
することなく混合気流の速度におけるばらつきを
最小にするのに有効に役立つ。第２図からわかる
通り、リードケージの頂部部材１７は丸味のつい
た前縁がバー３０の後縁に向かつて上流に与えら
れている空気力学的断面形状を有し、これは更に
弁ポート１８を通る混合気の流れを最大とするこ
とにおいて空気力学的作用を更に高める。

弁の領域における相対的に高い速度の流れの保
持は弁リードの作用を更に高め、上記した種類の
第一及び第二の重なつたリードペタルの使用は空
気力学的バー３０と組合わせて使用する場合にも
特に有利である。この特定の利点の説明において
は、いかなるリード弁に関しても開きはリードの
最先端で始まり、該リードは基部端におけるリー
ドケージに取付けられていることが先ず指摘され
る。単一リードを使用する弁の場合は、各リード
の先端は第一及び第二リードの両方を使用する配
置において第二のリードの先端より更に下流に間
隔を置いて配置されている。空気力学バーの不存
在下においては、第二リードは低い混合気流速の
領域に位置するであろうが、空気力学的バーが存
在する場合には、第二リードの開放は促進され
る。何故ならば各第二リードの先端の領域におけ
る混合気の流速が増加するからである。

第１図及び第２図の態様においては、吸気口１
２はピストンが下死点位置にあるときですらクラ
ンクケース空間より上のピストンより下の空間と
の連通を与えるのに十分に下向きに延び、そして
この設置は補助通路２５と共に、ピストンより上
の燃焼室への混合気送給を最大とするのに有効で
ある。ピストンより下の空間はクランクケースと
も連通する。

第３図及び第４図においては、部品のいくつか
は第１図及び第２図に使用されたのと同じ参照番
号によつて識別され、そしてシリンダ、ピストン
及びクランクケースの一般的配置は説明を繰返す
までもなく明らかであろう。

第３図及び第４図の態様においては、補助的吸
気通路２５が設けられているが、吸気口１２はシ
リンダ壁内でピストンより下の点まで延びない。
このような開口の代わりに、ポート３２がピスト
ンのスカート内に設けられ、このポートは、ピス
トンスカートより下の領域への吸気口自体の下向
きの延長による第１図及び第２図の場合の如く、
それがピストンの全行程にわたり混合気吸気口を
与えるように有効吸気口を延ばす役目をするよう
に位置づけられている。

第３図及び第４図の態様においては、リードケ
ージ及びリード弁は、第１図及び第２図に関して
前記した本質的に同じ構成部品を具備するが、第
３図及び第４図においてはリードケージは、その
頂点１７が第１図及び第２図における如くシリン
ダ軸線に平行する方向の代わりにシリンダ軸線を
横切つて延びているように位置している。リード
ケージはシリンダ５の延長部２０ａの外縁上にそ
の基部フランジ１９によつて取付けられている。

気化器へと延びているダクト２７も第３図及び
第４図において右方に向けて現われ、そしてゴム
接続部分２８ａはリードケージのダクト２７と取
付けフランジ１９との間に間置される。接続部分
２８ａの内壁２９ａはもち論、末広面内に延び、
この面は部品の異なつた配置方向の故に第１図及
び第２図の場合より幾分異なつて配置されてい
る。

第３図及び第４図の態様に使用された空気力学
的バー３０ａも接続部分２８ａにおける傾斜内壁
２９ａ間の空間にまたがるために、容易にわかり
得る通り、幾分異なつた形状である。この場合に
は、バー３０ａはリードケージとは別々の部品と
して形成されているが、リードケージの端部、壁
３１を通つて延びているねじ３３によつてリード
ケージ内に取付けられている。

第３図及び第４図の配置における要素３０ａの
空気力学的形状、位置づけ及び方向付けは、第１
図及び第２図の要素３０に関連して前記した通り
であることができる。

故に、本発明の装置は鉛直方向又は水平方向に
配向されているリードケージにおける使用に容易
に適合せしめられることがわかるであろう。

取入れトラクトの異なつた部分における混合気
速度を等しくするために使用される空気力学的バ
ーの分配及び位置決めは関与する通路の形状に従
つて変わることができることは理解されるであろ
う。更に、混合気通路に導入された要素に対して
幾分異なつた断面形状を使用することができるが
空気力学的断面形状が好ましい。その理由は、同
時に混合気の流れを余計に妨害する空気力学的抗
力を最小としながら速度を等しくする目的に対し
て有効であるからである。

本発明の装置は、低い且つ中範囲のエンジン速
度における混合気吸気機能を改良したのみなら
ず、上記速度範囲の高い端における燃料消費を減
少させることは本明細書中に開示された装置の空
気力学的試験により確立された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の態様に従う内燃機関
の部分垂直断面図。第２図は、第１図と比較して
拡大されたスケールの第１図の線２−２における
部分水平断面図。第３図は、本発明の別の態様を
示す部分図。第４図は、第３図と比較して拡大さ
れたスケールの第３図の線３−３における水平断
面図である。 ５……シリンダ、６……ライナ、７……クラン
クケース、８……ピストン、１０……クランク、
１２……吸気口、１３……排気口、１４……掃気
口、１５……掃気通路、１６……弁座、１７……
頂部部材、１８……弁ポート、１９……フラン
ジ、２０……延長部、２１……第一リード、２２
……第二リード、２３……ねじ、２７……ダク
ト、２８……接続部、２９……内壁、３０……要
素、３１……リードケージの端部壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料供給ダクトと、 シリンダ及びクランクケースを有するハウジング
   と、 該シリンダ内に往復運動可能に設置されたピスト
   ンと、 該ダクトから混合気を受取り且つ該ピストンが
   上死点位置にある場合に、混合気を該ピストンの
   下のシリンダ壁を介して該クランクケースに送る
   ための該シリンダ壁を通る吸気口１２を有する該
   ハウジング内の吸気通路２０と、 該ピストンが下死点位置にある場合に、該クラ
   ンクケースから圧縮された混合気を該ピストンの
   上の燃焼空間に送る掃気通路１５と、 該吸気通路２０内に配置され、該吸気口１２へ
   の混合気の流れを制御するリード弁装置とを具備
   し、 該リード弁装置が、該吸気通路２０を横切つて
   延びており且つ該吸気通路２０の下流に存在する
   頂部１７を備えた２つの対向して傾斜した収束す
   る弁座１６，１６を有し、該傾斜した収束する弁
   座がその面内に位置する弁ポート１８，１８を有
   し、該傾斜した弁座が該リード弁装置の頂部に近
   づくにつれて断面が減少する流路を形成し、該リ
   ード弁装置が該傾斜した弁座１６，１６の各々の
   下流側にて該弁ポート１８，１８を覆つているリ
   ード弁２１を備えている内燃機関において； 該流路内に少なくとも一部が配置されている要
   素３０を具備し、 該要素３０の少なくとも一部は該断面が減少す
   る領域内の該傾斜した収束する弁座１６，１６の
   間に位置しており、該要素３０は、該頂部を含み
   且つ該流路を通る流れの軸線をも含む面に存在し
   ており、該要素３０は該傾斜した弁座の収束する
   面から離間し且つ実質的に該頂部の全長にわたつ
   て延びている表面を有し、それによつて該流路内
   の流れを、該弁ポート１８，１８に近づくにつれ
   て速度が増大する２つの実質的に等しい収束する
   部分に分割し、該傾斜した弁座の下流側の該吸気
   通路が、該傾斜した弁ポートを通り且つ該シリン
   ダ壁内の該吸気口に通ずる流れの収束を提供する
   ことを特徴とする内燃機関。 ２ 該要素３０が、上流側の丸味のついた前縁と
   下流側の角度のついた後縁を有する翼型形状であ
   り、これによつて該リード弁装置の上流の方向の
   該２つの収束する部分における混合気の通路の流
   れ断面積の変動を減少せしめる特許請求の範囲第
   １項記載の内燃機関。