JPS6131289B2 - - Google Patents

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JPS6131289B2
JPS6131289B2 JP53054228A JP5422878A JPS6131289B2 JP S6131289 B2 JPS6131289 B2 JP S6131289B2 JP 53054228 A JP53054228 A JP 53054228A JP 5422878 A JP5422878 A JP 5422878A JP S6131289 B2 JPS6131289 B2 JP S6131289B2
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JP
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air
mixture
engine
cylinder chamber
engine cylinder
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Toshio Tanahashi
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/14Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
    • F02B25/145Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke with intake and exhaust valves exclusively in the cylinder head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2サイクルエンジンに係る。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a two-stroke engine.

2サイクルエンジンは、一般に4サイクルエン
ジンに比して同一回転数に対し2倍の仕事ストロ
ークを有し、小型軽量のエンジンにて大出力を発
生することができるという利点を有しているが、
周知の如く、新気によつてエンジンシリンダ室内
の既燃焼ガスを押出すことにより、即ち掃気によ
りエンジンシリンダ室内のガス交換を行うので、
完全なガス交換を行うことがむずかしく、又新気
がエンジンシリンダ室内を素通りして既燃焼ガス
と共に排出される、謂ゆる新気の吹抜けを避ける
ことがむずかしい。通常、気化器方式、或は燃料
噴射方式により造成した均一混合気をエンジンシ
リンダ室内に供給される2サイクルガソリンエン
ジンでは、吹抜け新気中の燃料(ガソリン)は未
燃焼のまま排気系へ排出されるので、HC排出濃
度が高くなることが避けられない。2サイクルエ
ンジンに於る新気の吹抜けは給気比が高い程、即
ちエンジン負荷が高い運転域ほど多くなり、最大
トルク運転時には供給された燃料のうち半分近く
が吹抜けるようになり、そのため高負荷運転域で
はHC排出濃度が著しく増加する。これに対し、
低負荷、低速に於る運転域では給気比が低く、給
気効率が高くなるので、吹抜けによる新気の損失
は少ないが、掃気効率が低く、エンジンシリンダ
室内に多量の既燃焼ガスが残留し、既燃焼ガスに
よる新気の希釈が甚だしいため、新気の着火が困
難になり、不整燃焼を生じ、トルク変動、出力低
下、燃費増大などのためにエンジン性能が急激に
悪化する。又このときには不燃焼サイクルからの
未燃焼料の排出があるため、排気中のHC濃度が
著しく増加するようになる。
A two-stroke engine generally has twice the work stroke for the same rotational speed as a four-stroke engine, and has the advantage of being able to generate large output with a small and lightweight engine.
As is well known, gas exchange in the engine cylinder chamber is performed by pushing out the burned gas in the engine cylinder chamber with fresh air, that is, by scavenging air.
It is difficult to perform complete gas exchange, and it is also difficult to avoid so-called fresh air blow-through, in which fresh air passes through the engine cylinder chamber and is exhausted together with the burned gas. Normally, in a two-stroke gasoline engine that supplies a homogeneous air-fuel mixture created by a carburetor or fuel injection method into the engine cylinder chamber, the fuel (gasoline) in the fresh air blowing through is discharged unburned to the exhaust system. Therefore, it is unavoidable that the HC emission concentration will increase. The higher the air supply ratio in a 2-stroke engine is, the higher the engine load is, the more fresh air blows through.During maximum torque operation, nearly half of the supplied fuel blows through, resulting in high air blow-through. In the load operation range, the HC emission concentration increases significantly. In contrast,
In low-load, low-speed operating ranges, the air supply ratio is low and the air supply efficiency is high, so there is little loss of fresh air due to blow-through, but the scavenging efficiency is low and a large amount of burned gas remains in the engine cylinder chamber. However, since the fresh air is severely diluted by the burned gas, it becomes difficult to ignite the fresh air, resulting in irregular combustion, which causes rapid deterioration of engine performance due to torque fluctuations, decreased output, increased fuel consumption, etc. Also, at this time, unburned fuel is discharged from the non-combustion cycle, so the HC concentration in the exhaust gas increases significantly.

ところで、上述した如き不整燃焼が生じる低負
荷運転時には、2サイクルエンジンではエンジン
シリンダ室内に供給される新気量に比してエンジ
ンシリンダ室内に残留している既燃焼ガス量が高
く、そのためエンジンシリンダ室内には大量且つ
高温の残留既燃焼ガスによつて燃料の活性化が行
われ得る、謂ゆる活性熱雰囲気が醸成されること
が知られており、かかる活性熱雰囲気がエンジン
の圧縮行程の末期にまで持続されると、燃料は活
性化によりラジカルを発生して自己発火し、自己
発火燃焼を生じる。かかる自己発火燃焼が各燃焼
サイクル毎に連続的に行われれば、低負荷運転域
にても静粛な高性能なエンジンの運転を行うこと
ができ、しかもこの自己発火燃焼は希薄混合気を
使用した場合にも行わせることができるので、排
気ガス中の有害成分を大幅に低減できると共に、
燃費の改善を行うことができる。
By the way, during low load operation where irregular combustion as described above occurs, in a two-stroke engine, the amount of burned gas remaining in the engine cylinder chamber is high compared to the amount of fresh air supplied into the engine cylinder chamber, and therefore the engine cylinder It is known that a so-called active heat atmosphere is created in a room where the fuel can be activated by a large amount of high-temperature residual burned gas, and this active heat atmosphere is present at the end of the engine's compression stroke. When the fuel is activated, it generates radicals and self-ignites, resulting in self-ignited combustion. If such self-igniting combustion is performed continuously in each combustion cycle, a quiet, high-performance engine can be operated even in a low-load operating range. Since it can be carried out even when
Fuel efficiency can be improved.

従来の2サイクルエンジンに於いて、低負荷高
回転時には点火プラグによる着火によらず、自己
着火により燃焼が行われることがあることが知ら
れているが、この燃焼はピストンの溶損等の問題
をひき起す、所謂熱点着火による異常燃焼であ
り、上述の如き自己発火によるものではない。従
来の一般的な2サイクルエンジンに於て、上述し
た如き自己発火燃焼が起こらないのは、エンジン
シリンダ室内に流入する新気、特に混合気供給ポ
ート(掃気ポート)が開かれた瞬間にエンジンシ
リンダ室内に高流速にて流入する新気によつてエ
ンジンシリンダ室内に残留している既燃焼ガスが
乱流動を起こし、エンジンシリンダ壁からの熱の
逸散等によつてエンジンシリンダ室内の既燃焼ガ
ス温度が低下し、エンジン圧縮行程末期には既に
自己発火に必要な活性熱雰囲気が消滅しているか
らであると推測される。
It is known that in conventional two-stroke engines, combustion may occur by self-ignition at low load and high speeds, rather than by ignition by the spark plug, but this combustion can cause problems such as piston melting and damage. This is abnormal combustion caused by so-called hot spot ignition, and is not caused by self-ignition as described above. In conventional two-stroke engines, self-ignition combustion as described above does not occur because fresh air flows into the engine cylinder chamber, especially when the air-fuel mixture supply port (scavenging port) is opened. The fresh air flowing into the room at a high flow rate causes turbulent flow of the burned gas remaining in the engine cylinder chamber, and heat dissipates from the engine cylinder wall. This is presumed to be because the temperature decreases and the active heat atmosphere necessary for self-ignition has already disappeared at the end of the engine compression stroke.

従つて、本発明の一つの目的は、エンジンの圧
縮行程末期にまで自己発火に必要な活性熱雰囲気
を安定状態にて持続させ、連続的な自己発火燃焼
により運転を行うように構成された2サイクルエ
ンジンを提供することである。
Therefore, one object of the present invention is to maintain an active heat atmosphere necessary for self-ignition until the end of the compression stroke of the engine in a stable state, and to operate with continuous self-ignition combustion. Our goal is to provide cycle engines.

自己発火燃焼を行わせる場合には、燃料の活性
化に必要な熱エネルギをエンジンシリンダ室内に
て確保するためにエンジンシリンダ室内に比較的
多量の既燃焼ガスを残留させなければならず、そ
のためこの場合には掃気効率は低く、エンジンシ
リンダ室内に流入される新気の量が必然的に少な
くなる。中、高負荷運転域では、特に高速高負荷
運転域では、必要なエンジン出力を得るために新
気の流入量が多くなり、流入速度も高くなるため
上述した如き燃焼機構による運転は不可能にな
る。そのため、かかる運転域では掃気効率及び給
気効率を高めて点火プラグの火花点火により混合
気を燃焼させて運転することが好ましい。
When self-igniting combustion is performed, a relatively large amount of burned gas must remain in the engine cylinder chamber in order to secure the thermal energy necessary for fuel activation within the engine cylinder chamber. In this case, the scavenging efficiency is low, and the amount of fresh air flowing into the engine cylinder chamber is inevitably reduced. In medium and high load operating ranges, especially in high speed and high load operating ranges, in order to obtain the necessary engine output, the amount of fresh air flowing in increases and the inflow speed also becomes high, making it impossible to operate using the combustion mechanism described above. Become. Therefore, in such an operating range, it is preferable to increase the scavenging efficiency and the air supply efficiency and combust the air-fuel mixture by spark ignition from the ignition plug.

従つて、本発明の他の一つの目的は、低負荷運
転域では上述した如き自己発火燃焼により運転を
行い、中、高負荷運転域では掃気効率を高めると
共に結気効率を高め、点火プラグによる火花点火
燃焼により運転を行うように構成された2サイク
ルエンジンを提供することになる。
Therefore, another object of the present invention is to operate by self-igniting combustion as described above in the low load operating range, and to increase the scavenging efficiency and the condensation efficiency in the medium and high load operating range, and to increase the efficiency of the spark plug. A two-stroke engine configured to operate by spark ignition combustion is provided.

かかる目的は本発明によればボアを有するエン
ジンケースと、前記ボア内に移動可能に配置され
エンジンシリンダ室を郭定するエンジンピストン
と、前記エンジンシリンダ室の頂部にて前記エン
ジンシリンダ室内に開口する混合気供給ポート及
び空気供給ポートと、前記混合気供給ポート及び
空気供給ポートを各々開閉する第一及び第二の掃
気弁と、前記エンジンシリンダ室の側周部にて前
記エンジンシリンダ室内に開口し前記エンジンピ
ストンによつて開閉される掃気ポートと、混合気
供給装置と、前記混合気供給装置からの混合気を
前記混合気供給ポートに導く混合気通路と、前記
混合気通路を流れる混合気の流れを制御する混合
気制御弁と、圧縮空気源装置と、前記圧縮空気源
装置からの空気を前記空気ポートに導く空気通路
と、前記空気通路を流れる空気の流れを制御する
空気制御弁とを含んでいる如き2サイクルエンジ
ンによつて達成される。
According to the invention, such objects include an engine case having a bore, an engine piston movably disposed within the bore and defining an engine cylinder chamber, and an engine piston opening into the engine cylinder chamber at the top of the engine cylinder chamber. a mixture supply port and an air supply port; first and second scavenging valves that open and close the mixture supply port and the air supply port, respectively; a scavenging port that is opened and closed by the engine piston, a mixture supply device, a mixture passage that guides the mixture from the mixture supply device to the mixture supply port, and a mixture that flows through the mixture passage. A mixture control valve that controls the flow, a compressed air source device, an air passage that guides air from the compressed air source device to the air port, and an air control valve that controls the flow of air flowing through the air passage. This is accomplished by a two-stroke engine, such as a 2-stroke engine.

以下に添付の図を用いて本発明を実施例につい
て詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

添付の第1図は本発明による2サイクルエンジ
ンの一つの実施例を示す解図的断面図であり、第
2図は第1図に示された2サイクルエンジンのエ
ンジンシリンダ室の頂部を示す解図的平面図であ
る。エンジンケース1はシリンダヘツド2、シリ
ンダブロツク3、クランクケース4との組立体に
よつて構成されており、その内部に前記シリンダ
ヘツド2によつてその上端を閉じられたボア5を
有している。前記ボア5内にはエンジンピストン
6が図にて上下方向に移動可能に配置されてお
り、このエンジンピストン6はその図にて上側に
エンジンシリンダ室7を、又図にて下側にクラン
ク室8を郭定している。前記エンジンピストン6
にはコネクテイングロツド9の一端がピストンピ
ン10によつて連結されており、前記コネクテイ
ングロツド9の他端は前記クランクケース4に支
持されているクランクシヤフト11のクランクピ
ン12に連結されている。これにより前記エンジ
ンピストン6の往復動は前記クランクシヤフト1
1に回転力として取出される。尚この場合、圧縮
比が4〜10になるよう、ピストン行程、シリンダ
室横断面積が設計されていてよい。
The attached FIG. 1 is an illustrative sectional view showing one embodiment of the two-stroke engine according to the present invention, and FIG. 2 is an illustrative sectional view showing the top of the engine cylinder chamber of the two-stroke engine shown in FIG. 1. FIG. The engine case 1 is constituted by an assembly of a cylinder head 2, a cylinder block 3, and a crank case 4, and has a bore 5 therein whose upper end is closed by the cylinder head 2. . An engine piston 6 is disposed within the bore 5 so as to be movable in the vertical direction as shown in the figure, and the engine piston 6 has an engine cylinder chamber 7 on the upper side in the figure and a crank chamber on the lower side in the figure. 8 has been determined. The engine piston 6
One end of a connecting rod 9 is connected to the piston pin 10, and the other end of the connecting rod 9 is connected to a crank pin 12 of a crankshaft 11 supported by the crank case 4. ing. As a result, the reciprocating movement of the engine piston 6 is caused by the crankshaft 1
1 is extracted as rotational force. In this case, the piston stroke and the cross-sectional area of the cylinder chamber may be designed so that the compression ratio is 4 to 10.

前記シリンダヘツド2にはその中央部に点火プ
ラグ18が設けられており、又その周囲に混合気
供給ポート13と空気供給ポート14が交互に二
つずつ設けられている。前記混合気供給ポート1
3及び空気供給ポート14の各々はタベツト弁型
の第一及び第二の掃気弁15,16によつて開閉
されるようになつている。第一及び第二の掃気弁
15,16は図には示されていないが、オーバヘ
ツドカム型等のそれ自身周知のエンジン軸弁機構
によつて開閉されるように構成されていてよい。
この場合、前記空気供給ポート14は前記第二の
掃気弁16によつて後述する排気ポート19の開
時期より遅く且つ前記混合気供給ポート13の開
時期より早い時期に開かれ、又前記混合気供給ポ
ート13は前記空気供給ポート14が開いた後に
前記第一の掃気弁15によつて開かれるようにな
つている。排気ポート19は前記エンジンシリン
ダ室7の側周部にて前記エンジンシリンダ室7内
に開口し、前記エンジンピストン6の往復動によ
り開閉されるようになつている。
A spark plug 18 is provided in the center of the cylinder head 2, and two mixture supply ports 13 and two air supply ports 14 are provided alternately around the spark plug 18. The mixture supply port 1
3 and the air supply port 14 are respectively opened and closed by first and second scavenging valves 15 and 16 of the tabet valve type. Although the first and second scavenging valves 15, 16 are not shown in the drawings, they may be configured to be opened and closed by a well-known engine shaft valve mechanism, such as an overhead cam type.
In this case, the air supply port 14 is opened by the second scavenging valve 16 later than the opening timing of the exhaust port 19, which will be described later, and earlier than the opening timing of the mixture supply port 13, and the air-fuel mixture The supply port 13 is opened by the first scavenging valve 15 after the air supply port 14 is opened. The exhaust port 19 opens into the engine cylinder chamber 7 at a side peripheral portion of the engine cylinder chamber 7, and is opened and closed by the reciprocating movement of the engine piston 6.

前記混合気供給ポート13は混合気通路20を
経て前記クランク室8に連通接続されている。前
記混合気通路20の途中には好ましくは前記クラ
ンク室8に可及的に近い部位に、前記通路を流れ
る混合気の流れを制御する為の混合気制御弁21
が設けられている。この混合気制御弁21は後述
する制御装置22からの制御信号に基づき作動さ
れるようになつている。前記クランクケース4は
前記クランク室8内に開口する混合気取入れポー
ト23を有しており、この混合気取入れポート2
3にはエアクリーナ24、気化器25、混合気供
給管26、リード弁27を経て混合気が前記エン
ジンピストン6の上昇に伴い供給されるようにな
つている。前記気化器25はスロツトル弁28や
フロート室、各種燃料供給系を含む一般的な気化
器によつて構成されていてよいが、前記空気供給
ポート14からの空気供給時、その空気供給量に
対応して混合気の空燃比を補正する補正燃料供給
系を備えていることが好ましい。
The mixture supply port 13 is connected to the crank chamber 8 via a mixture passage 20 . A mixture control valve 21 is provided in the middle of the mixture passage 20, preferably as close as possible to the crank chamber 8, for controlling the flow of the mixture flowing through the passage.
is provided. This air-fuel mixture control valve 21 is operated based on a control signal from a control device 22, which will be described later. The crankcase 4 has a mixture intake port 23 that opens into the crank chamber 8.
The air-fuel mixture is supplied to the engine piston 3 through an air cleaner 24, a carburetor 25, an air-fuel mixture supply pipe 26, and a reed valve 27 as the engine piston 6 rises. The carburetor 25 may be constituted by a general carburetor including a throttle valve 28, a float chamber, and various fuel supply systems, but when air is supplied from the air supply port 14, the amount of air supplied corresponds to the amount of air supplied from the air supply port 14. It is preferable to include a correction fuel supply system that corrects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture.

前記空気供給ポート14は空気通路29に通じ
ており、この空気通路29の途中には該通路を流
れる空気の流れを制御する為の空気制御弁30が
設けられている。この場合、前記空気通路29は
前記空気ポート14からエンジンシリンダ室7内
に流入する空気がエンジンシリンダ室内に流入し
てもそのエンジンシリンダ室の接線方向の速度成
分をもつてスワールを生じるように構成されてい
る。前記空気制御弁30は前記制御装置22から
の制御信号に基づき作動されるようになつてい
る。前記空気通路29にはエアクリーナ31から
空気供給管32、掃気用空気ポンプ33を経て空
気が供給されるようになつている。
The air supply port 14 communicates with an air passage 29, and an air control valve 30 is provided in the middle of the air passage 29 to control the flow of air flowing through the passage. In this case, the air passage 29 is configured so that even when the air flowing into the engine cylinder chamber 7 from the air port 14 flows into the engine cylinder chamber, a swirl is generated with a velocity component in the tangential direction of the engine cylinder chamber. has been done. The air control valve 30 is operated based on a control signal from the control device 22. Air is supplied to the air passage 29 from an air cleaner 31 via an air supply pipe 32 and a scavenging air pump 33.

前記制御装置22は前記気化器25よりスロツ
トル弁開度信号を与えられ、そのスロツトル弁開
度信号に応じて前記混合気制御弁21及び空気制
御弁30に対して開弁量制御信号を出力するよう
に構成されている。これにより前記混合気制御弁
21はスロツトル弁28の開度がある所定の値に
達するまでは全閉位置近くに位置して前記混合気
通路20を絞り、それよりスロツトル弁開度が増
大するに従い徐々に開弁し、スロツトル弁25が
中負荷程度のスロツトル弁開度に達した時全開
し、それよりスロツトル弁開度が大きい時には全
開位置に保持されるようになつている。又前記空
気制御弁30は前記混合気制御弁21がある開度
にまで開かれるまで、例えば全開近くにまで開か
れるまで全閉位置に保持され、それより前記混合
気制御弁21が開かれるに従い、換言すればスロ
ツトル弁28の開度が増大するに従い徐々に開弁
し、前記スロツトル弁28が全開になつた時全開
位置に保持されるようになつている。
The control device 22 receives a throttle valve opening signal from the carburetor 25, and outputs a valve opening amount control signal to the mixture control valve 21 and the air control valve 30 in accordance with the throttle valve opening signal. It is configured as follows. As a result, the mixture control valve 21 is located near the fully closed position to throttle the mixture passage 20 until the opening of the throttle valve 28 reaches a certain predetermined value, and as the opening of the throttle valve 28 increases thereafter. The valve is gradually opened, and when the throttle valve 25 reaches a throttle valve opening of about a medium load, it is fully opened, and when the throttle valve opening is larger than that, it is held at the fully open position. The air control valve 30 is held at the fully closed position until the mixture control valve 21 is opened to a certain degree, for example, close to fully open, and as the mixture control valve 21 is opened, In other words, as the opening degree of the throttle valve 28 increases, it gradually opens, and when the throttle valve 28 becomes fully open, it is held at the fully open position.

次に上述した如き構成からなる2サイクルエン
ジンの作用について説明する。
Next, the operation of the two-stroke engine constructed as described above will be explained.

エンジン運転時、エンジンピストン6の上昇に
伴いエアクリーナ24、気化器25、混合気供給
管26、リード弁27を経て混合気取入れポート
23からクランク室8内に吸入された混合気は前
記エンジンピストン6の降下に伴つて圧縮され、
次いでこの圧縮された混合気は第一の掃気弁15
が混合気供給ポート13を開いた時混合気制御弁
21、混合気通路20を経て前記混合気供給ポー
ト13よりのエンジンシリンダ室7内に供給され
る。エンジンがアイドリング運転又は低負荷運転
されている時は、前記空気制御弁30が閉じられ
ている為、第二の掃気弁16が空気供給ポート1
4を開いてもこれより空気がエンジンシリンダ室
7内に供給されることはなく、又混合気制御弁2
1が混合気通路17を絞つているので、混合気の
流れは前記混合気制御弁21を通過する際に絞ら
れ、その結果、混合気が前記エンジンシリンダ室
7内に流入し始める時にピーク流速が生じる事が
回避され、その最大混合気流速が低下し、混合気
は流入期間中に亘つて一様な比較的低い流速に
て、且つ前記混合気制御弁21を通過する際に惹
起された乱れを前記混合気制御弁21より混合気
通路20を経て混合気供給ポート13に至る間に
消滅し、層流となつて緩慢に前記エンジンシリン
ダ室7内に流入する。
During engine operation, as the engine piston 6 rises, the mixture is drawn into the crank chamber 8 from the mixture intake port 23 via the air cleaner 24, the carburetor 25, the mixture supply pipe 26, and the reed valve 27. is compressed as it descends,
This compressed air-fuel mixture then passes through the first scavenging valve 15.
When the mixture supply port 13 is opened, the mixture is supplied into the engine cylinder chamber 7 from the mixture supply port 13 via the mixture control valve 21 and the mixture passage 20. When the engine is idling or operating under low load, the air control valve 30 is closed, so the second scavenging valve 16 is connected to the air supply port 1.
Even if the air-fuel mixture control valve 2 is opened, air will not be supplied into the engine cylinder chamber 7.
1 throttles the mixture passage 17, the flow of the mixture is throttled when passing through the mixture control valve 21, resulting in a peak flow velocity when the mixture starts to flow into the engine cylinder chamber 7. The maximum mixture flow rate is reduced, and the mixture is kept at a relatively low flow rate that is uniform throughout the inlet period, and is prevented from occurring when passing through the mixture control valve 21. The turbulence disappears from the mixture control valve 21 through the mixture passage 20 to the mixture supply port 13, and slowly flows into the engine cylinder chamber 7 as a laminar flow.

このように混合気が低速度で且つ低い圧力にて
エンジンシリンダ室内に供給されることにより、
エンジンシリンダ室内に充分な量の且つ高温の既
燃焼ガスが残留し、又その既燃焼ガスは流動や乱
れを生じることがなく、該既燃焼ガスはエンジン
シリンダ室内にて混合気と層状に分布するように
なり、シリンダ壁面への熱の逸散を抑制される。
その結果、エンジンシリンダ室内に安定した良好
な活性熱覆囲気が醸成される。この活性熱雰囲気
は、圧縮行程中もエンジンシリンダ室内に於るガ
ス流動が非常に小さく、熱エネルギの損失が少な
いため、圧縮行程末期まで持続され、その間、混
合気は前記既燃焼ガスとの境界部にてその既燃焼
ガスの熱により活性化してラジカル(C2,CH,
OOH,CHO,H等の燃焼中間生成物)を生成
し、このラジカルを含んだ状態にてエンジンピス
トンにより断熱圧縮されることにより圧縮行程末
期に自己発火し、自己発火燃焼をする。かかる運
転域に於ては、気化器は空燃比が12〜20の範囲内
から選択された空燃比の混合気を造成するよう調
整されていて良い。上述した如く、活性熱雰囲気
がエンジンシリンダ室内に安定状態で醸成される
ことにより混合気は各燃焼サイクル毎に確実に自
己発火燃焼をし、その結果、エンジンは騒音、振
動の少ない静粛な運転を行なうようになり、又排
気ガス中の有害成分濃度も火花点火方式のときに
比べて大幅に低減される。
By supplying the air-fuel mixture into the engine cylinder chamber at low speed and low pressure in this way,
A sufficient amount of high-temperature burnt gas remains in the engine cylinder chamber, and the burnt gas does not flow or become turbulent, and the burnt gas is distributed in layers with the air-fuel mixture in the engine cylinder chamber. As a result, heat dissipation to the cylinder wall is suppressed.
As a result, a stable and favorable active heat surrounding air is created in the engine cylinder chamber. This active thermal atmosphere is maintained until the end of the compression stroke because the gas flow in the engine cylinder chamber is very small and there is little loss of thermal energy during the compression stroke, during which time the air-fuel mixture crosses the boundary with the burnt gas. is activated by the heat of the burnt gas and generates radicals (C 2 , CH,
Combustion intermediate products such as OOH, CHO, H, etc.) are generated, and this radical-containing state is adiabatically compressed by the engine piston, causing self-ignition at the end of the compression stroke, resulting in self-ignition combustion. In such an operating range, the carburetor may be adjusted to create an air-fuel mixture with an air-fuel ratio selected within the range of 12-20. As mentioned above, by creating an active thermal atmosphere in a stable state within the engine cylinder chamber, the air-fuel mixture reliably undergoes self-ignition combustion in each combustion cycle, and as a result, the engine can operate quietly with little noise and vibration. Furthermore, the concentration of harmful components in the exhaust gas is significantly reduced compared to the spark ignition method.

エンジン負荷の増大に伴い、即ちスロツトル弁
28の開弁量が増大するに従い混合気制御弁21
は徐々に開かれる。それに伴い吸気効率は増大す
るが、同時に混合気のエンジンシリンダ室内への
流入速度が増大するので、ある値の負荷運転状態
になるとエンジンシリンダ室内に活性熱雰囲気が
醸成されなくなり、混合気は自己発火しなくな
り、点火プラグ18によつて火花点火されるよう
になる。かかる負荷運転状態の時にはすべてに空
気制御弁30が開弁し、掃気用空気ポンプ33に
よつて圧縮された空気供給ポート14に供給され
る。空気供給ポート14は第二の掃気弁16によ
つて前記混合気供給ポート13より早い時期に前
記エンジンシリンダ室7内に向けて開かれるの
で、この時には前記エンジンシリンダ室7内に、
混合気に先だつて空気供給ポート14より空気が
スワールしながら供給され、該空気によつてまず
ユニフロー式の掃気が行なわれる。そして次に混
合気供給ポート13よりエンジンシリンダ室7内
に混合気が供給される。エンジンシリンダ室7内
に供給された混合気は前記空気供給ポート14か
らスワールしながらエンジンシリンダ室内に流入
する空気によつて乱れを与えられ、その後エンジ
ンピストン6により断熱圧縮されて圧縮行程末期
に点火プラグ18により火花点火され、火花点火
燃焼する。この様に空気によりエンジンシリンダ
室内の既燃焼ガスがユニフロー掃気された後に混
合気がエンジンシリンダ室内に給気されるので、
エンジンシリンダ室内へ供給された混合気中の燃
料成分が排出ポートから吹き抜けることがなく、
しかも良好にユニフロー掃気が行なわれる。その
結果、給気効率並びに掃気効率がともに向上し、
エンジンシリンダ室内の混合気は点火プラグによ
り確実に点火され、良好なる燃焼を行う。
As the engine load increases, that is, as the opening amount of the throttle valve 28 increases, the mixture control valve 21
will be opened gradually. As a result, the intake efficiency increases, but at the same time, the speed at which the air-fuel mixture flows into the engine cylinder chamber increases, so when the load reaches a certain value, an active thermal atmosphere is no longer created in the engine cylinder chamber, and the air-fuel mixture self-ignites. The spark plug 18 then ignites a spark. In such a loaded operating state, all the air control valves 30 are opened, and compressed air is supplied to the air supply port 14 by the scavenging air pump 33. Since the air supply port 14 is opened toward the engine cylinder chamber 7 earlier than the mixture supply port 13 by the second scavenging valve 16, at this time, there is no air inside the engine cylinder chamber 7.
Air is supplied in a swirl manner from the air supply port 14 before the air-fuel mixture, and the air first performs uniflow type scavenging. Then, the air-fuel mixture is supplied into the engine cylinder chamber 7 from the air-fuel mixture supply port 13 . The air-fuel mixture supplied into the engine cylinder chamber 7 is turbulent by air flowing into the engine cylinder chamber while swirling from the air supply port 14, and is then adiabatically compressed by the engine piston 6 and ignited at the end of the compression stroke. A spark is ignited by the plug 18, resulting in spark ignition combustion. In this way, after the burned gas in the engine cylinder chamber is scavenged by air, the air-fuel mixture is supplied into the engine cylinder chamber.
The fuel components in the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder chamber do not blow through from the exhaust port.
Moreover, uniflow scavenging is performed well. As a result, both air supply efficiency and scavenging efficiency improve,
The air-fuel mixture in the engine cylinder chamber is reliably ignited by the spark plug, resulting in good combustion.

かかる火花点火運転域ではエンジンシリンダ室
内にて混合気が掃気用の空気により希釈されるの
で、気化器は上述した自己発火運転域の時に比べ
て濃い混合気、たとえば空燃比が6〜16程度の混
合気を造成するよう調整されていてよい。又この
時の混合気の空燃比は掃気後、エンジンシリンダ
室内に残存する空気量に対応して連続的に、又は
段階的に可変調整されることが好ましい。
In such a spark ignition operating range, the air-fuel mixture is diluted by scavenging air in the engine cylinder chamber, so the carburetor can handle a mixture that is richer than in the above-mentioned self-ignition operating range, for example, with an air-fuel ratio of about 6 to 16. It may be adjusted to create a mixture. Further, it is preferable that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture at this time is variably adjusted continuously or stepwise in accordance with the amount of air remaining in the engine cylinder chamber after scavenging.

以上に於いては本発明を特定の実施例について
詳細に説明したが本発明はこれに限られるのでは
なく本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとつて明らかであろう。
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments above, it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto and that various embodiments can be made within the scope of the present invention. It should be obvious.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による2サイクルエンジンの一
つの実施例を示す概略縦断面図、第2図は第1図
に示された2サイクルエンジンのエンジンシリン
ダ室の頂部を解図的に示す平面図である。 1…エンジンケース、2…シリンダヘツド、3
…シリンダブロツク、4…クランクケース、5…
ボア、6…エンジンピストン、7…エンジンシリ
ンダ室、8…クランク室、9…コネクテイングロ
ツド、10…ピストンピン、11…クランクシヤ
フト、12…クランクピン、13…混合気供給ポ
ート、14…空気供給ポート、15…第一の掃気
弁、16…第二の掃気弁、18…点火プラグ、1
9…排気ポート、20…混合気通路、21…混合
気制御弁、22…制御装置、23…混合気取入れ
ポート、24…エアクリーナ、25…気化器、2
6…混合気供給管、27…リード弁、28…スロ
ツトル弁、29…空気供給通路、30…空気制御
弁、31…エアクリーナ、32…空気供給管、3
3…掃気用空気ポンプ。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing one embodiment of a two-stroke engine according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view diagrammatically showing the top of the engine cylinder chamber of the two-stroke engine shown in FIG. It is. 1...Engine case, 2...Cylinder head, 3
...Cylinder block, 4...Crankcase, 5...
Bore, 6... Engine piston, 7... Engine cylinder chamber, 8... Crank chamber, 9... Connecting rod, 10... Piston pin, 11... Crankshaft, 12... Crank pin, 13... Air mixture supply port, 14... Air Supply port, 15...first scavenging valve, 16...second scavenging valve, 18...spark plug, 1
9... Exhaust port, 20... Mixture passage, 21... Mixture control valve, 22... Control device, 23... Mixture intake port, 24... Air cleaner, 25... Carburetor, 2
6...Mixture mixture supply pipe, 27...Reed valve, 28...Throttle valve, 29...Air supply passage, 30...Air control valve, 31...Air cleaner, 32...Air supply pipe, 3
3...Scavenging air pump.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ボアを有するエンジンケースと、前記ボア内
に移動可能に配置されエンジンシリンダ室を郭定
するエンジンピストンと、前記エンジンシリンダ
室の頂部にて前記エンジンシリンダ室内に開口す
る混合気供給ポート及び空気供給ポートと、前記
混合気供給ポート及び空気供給ポートを各々開閉
する第一及び第二の排気弁と、前記エンジンシリ
ンダ室の側周部にて前記エンジンシリンダ室内に
開口し前記エンジンピストンによつて開閉される
排気ポートと、混合気供給装置と、前記混合気混
合装置からの混合気を前記混合気供給ポートに導
く混合気通路と、前記混合気通路を流れる混合気
の流れを制御する混合気制御弁と、圧縮空気源装
置と、前記圧縮空気源装置からの空気を前記空気
ポートに導く空気通路と、前記空気通路を流れる
空気の流れを制御する空気制御弁とを含んでいる
ことを特徴とする2サイクルエンジン。
1. An engine case having a bore, an engine piston that is movably disposed within the bore and defines an engine cylinder chamber, and a mixture supply port and air supply that open into the engine cylinder chamber at the top of the engine cylinder chamber. a port, first and second exhaust valves that open and close the air-fuel mixture supply port and the air supply port, respectively; opening into the engine cylinder chamber at a side circumference of the engine cylinder chamber and opened and closed by the engine piston; an exhaust port, a mixture supply device, a mixture passage that guides the mixture from the mixture mixing device to the mixture supply port, and a mixture control that controls the flow of the mixture flowing through the mixture passage. The compressed air source device includes a valve, a compressed air source device, an air passageway that guides air from the compressed air source device to the air port, and an air control valve that controls the flow of air flowing through the air passageway. 2-stroke engine.
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