JPS62291427A - ２サイクル内燃機関 - Google Patents

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】 ３、　発明の詳に、田な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は２サイクル内２６閣、特にクランク角に同期し
て作動される吸気弁及び排気弁を有する２サイクル内燃
機関に関する。

〔従来の技術〕

特公昭６０−５７７０号には、吸気弁及び排気弁を有す
るオープンチャンバ型２サイクル内燃機関が開示されて
いる。この２サイクル内燃機関は、ピストンが下死点に
ある時、両弁が開く。新気が吸気弁から流入したときは
、シリンダに沿って下方に供給され、縦周りのループ状
の流れを形成する。新気と排気との境界面は、最初吸気
弁の近く、次いでシリンダの中央部に、更に排気弁の近
くへと移動し、シリンダ内の全体でリド気と新気とが確
実に置き換わる。

しかしながら、この２サイクル内燃機関は高負荷域では
問題ないが、アイドル域又は軽負荷域では、新気の量が
少なく、シリンダ内には多量の排気ガスが残留しており
、新気をシリンダヘッド（点火栓）の近傍に集めること
はできない。Ｉｌｌち、ループ状の流れでは、新気の主
流はシリンダの下方へ移動してしまうからである。この
ため、シリンダヘッドに設けられた点火栓による着火や
、火炎核の発生が阻害されたり、火炎伝播速度が低下す
ることにより、失火したり、燃焼変動が発生し易くなる
。

尚、米国特許４５４３９２８号には、シリンダの軸まわ
りに空気のスワールを形成し、ピストン側の空気とシリ
ンダヘッド側の混合気との間で成層化を行なっている。

しかし、排気のスワールを形成し、排気と新気との間の
成層化を行うものではなく、また副室タイプのものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、シリンダヘッド部に設けられた吸気ボート及
び排気ポートが燃焼室に開口している２サイクル内燃機
関において、特にアイドル域、軽負荷域の新気量が少な
い運転条件下においても、圧縮行程までに新気をシリン
ダヘッド（点火栓）の近傍に集めることにより、新気と
排気との成層状態の維持して、着火を容易にすることで
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、過給手段を有する新気供給系と、シリ
ンダヘッド部分に設けられた吸気ボート及び排気ポート
を開閉するために、クランク角に同期して駆動される吸
気弁及び排気弁とを有する２サイクル内燃機関において
、少なくともアイドル域、軽負荷域で排気ポートの背圧
の圧力変動を抑える排気系と、ピストン下降速度の速い
時期に排気弁を吸気弁より早く開き排気ポートの排気を
燃焼室内へ逆流させ、その際逆流する排気に略シリング
軸回りのスワールを与える手段とを含み、吸気弁より新
気を該排気スワール上にゆるやかに流入するようにした
２サイクル内燃機関が提供される。

〔作　用〕

本発明によれば、少なくともアイドル域、軽負荷域にお
いて、つぎのステップにより成層化が達成される。即ち
、ピストンの下降行程で、まず排気弁の開弁直後弱い排
気ブローダウンが発生し、瞬間的に排気ボート圧は高く
なるが、排気ポートの圧力変動は抑えられ、直ぐにシリ
ンダ内圧は大気圧となる。この時、ピストンの下降速度
が大きいためシリンダ内の圧力は負圧となり、排気ポー
トの高温の排気がシリンダ内へ逆流する。その際排気ス
ワール形成手段により、略シリング軸回りの排気スワー
ルが形成される。ついで、シリンダ内圧が下がり吸気弁
開弁後、吸気ボートの圧力はスロットル弁で調圧され吸
気弁で絞られているので、排気ポートからの排気の逆流
はまだ進行している。さらにピストン下降速度が下がっ
て吸気弁リフトが増大すると、スロットル弁で調圧され
かつ過給手段で過給された新気が排気スワール上に乗る
ようにゆっくりと流入する。よって、ヘッド側の新気と
ピストン側の排気の成層が得られる。

ついで、下死点に達し新気の流入が終了した後も略シリ
ング軸回りの排気スワールにより成層が維持され、断熱
圧縮行程に移る。なお、排気豚動を抑えることにより、
排気系への排気の再流出や新気の流出又は新気の逆流が
行われず、よらて略シリンダ軸回りの排気スワールは乱
されることがない。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例にかかわる６気筒２サイクル内
燃機関の概略図、第２図はその主要部を示す概略図、第
３図は同２サイクル内燃機関の断面図である。これらの
図において、１は内燃機関本体、１０は吸気系、３０は
排気系である。内燃機関本体ｌにおいて、２は燃焼室（
シリンダ）、３はピストン、４は点火栓、５はマスク、
６はシリンダヘッド、７はシリンダブロックである。吸
気系１０において、１１はエアクリーナ、１２はエアフ
ローメータ、１３はスロットル弁、１４は機械式過給機
（スーパーチャージャ）、１５は１′ンタークーラ、１
６は吸気制御弁、１７ａ、１７ｂはサージタンク、１８
ａ、１８ｂはリード弁、１９ａ１．１９ｂは燃料噴射弁
、２０ａ、２０ｂは吸気ボート、２１ａ、２１ｂは吸気
弁である。また、排気系３０において、３１ａ、３１ｂ
は排気弁、３２ａ、３２ｂは排気ボート、３３は排気マ
ニホルド、３４は排気側＜Ｉｎ弁、３５は触媒、３６は
マフラーである。

吸入空気はエアクリーナ１１から流入し、スロットル弁
１３で空気量を調整される。エアクリーナ１１とスロッ
トル弁１３との間にはエアフローメータ１２が設けられ
、吸入空気量を計測する。

スロットル弁１３の下流には機械式過給機（スーパーチ
ャージャ）１４が設けられ吸入空気を過給するとともに
、過給により温度上界した吸入空気をその下流に設けた
インタークーラ１５により冷却し、吸入空気の体積効率
を向上する。機械駆動式過給機１４は、例えばルーツ式
ポンプ過給機であって、ハウジング内でポンプ作用をす
ることにより吸入空気を過給するものである。このため
、図示しないが、過給機４はプーリやベルト等を介して
機関のクランクシャフトに連結され、機関の回転数に対
応した回転数で回転される。ルーツポンプに代えてベー
ンポンプから成る過給機等であってもよい。

インタークーラ１５の下流において吸気系１０は軽１１
荷用吸気通路１０３と高負荷用吸気通路１０ｂの２つに
分けられ、高負荷用吸気通路１０ｂには吸気制御弁１６
が設けられる。この吸気制御弁１６は通常のバタフライ
弁からなり、機関のアイドル域、軽負荷域では閉じられ
、高負荷域（中負荷域も含む、以下同じ）では開かれる
。各吸気通路１０ａ、１０ｂはそれぞれサージタンク１
７ａ、１７ｂに接続され、サージタンク１７ａ、１７ｂ
の下流はそれぞれ分岐管で各気筒Ｇコ分岐され、シリン
ダへラド６に形成された吸気ポー）２０ａ、２０ｂを介
して燃焼室２に接続される。これらの吸気ボート２０ａ
、２０ｂはシリンダヘッド６側から直接燃焼室２に開口
している。各気筒の吸気ボート２０ａ、２０ｂには燃料
噴射弁１９ａ、１９ｂがそれぞれ設けられ、これらの燃
料噴射弁１９ａ、１９ｂの上流には必要に応じてリート
弁等の逆１ヒ弁１８ａ、１８ｂをそれぞれ設けてもよい
。一方の燃料噴射弁１９ａは全運転域で燃焼室２の点火
栓４の周辺に向けて燃料を噴射し、他方の高負荷用燃料
噴射弁１９ｂは吸気制御弁１６の開いている高負荷域で
のみ燃焼室２の中央部に向けて燃料を噴射するもので、
燃料噴射弁１９ａより噴射量を多くとれるようにより大
きな噴口を有する。噴射された燃料と混合された吸気空
気は吸気ボート２０ａ、２０ｂからポペット型吸気弁２
１ａ、２１ｂを介して燃焼室２内へ流入する。

これらの吸気弁２０ａ、２０ｂは後述のようなタイミン
グでクランク角に同期してそれぞれ開閉される。

吸気ボート２０ａ、２０ｂから燃焼室２内へ流入する混
合気はそれぞれ第４図及び第５図に示すように流れるよ
うにされる。即ち、吸気ボート２０ａからは第４図に示
すように実質上吸気弁２１ａの傘部の全周から流入する
ようにされ、吸気ボート２０ｂからは第５図に示すよう
に吸気弁２１ｂの傘部の周囲の一部の領域、即ち燃焼室
シリンダ２の壁部に近い領域から直接下方ヘシリンダ壁
に沿って流れるようにされる。このため、例えば、吸気
ボート２０ｂの内壁の、吸気弁２１ｂに近接した領域で
あってシリンダ２の中央に近い側に第３図及び第５図の
破線で示すようなマスク壁２２が形成されている。従っ
て、吸気ボート２０ｂを流れる多量で高速の混合気（新
気）はマスク壁２２の傾斜部分に沿ってシリンダ壁側に
案内され、そのまま燃焼室２に流入して直接下方へシリ
ンダ壁に沿って素早く流れる。

吸気ボート２０ａ、２０ｂと対向する位置でシリンダへ
ノド６側から直接燃焼室２に開口している２つの排気ボ
ート３２ａ、３２ｂもシリンダヘッド６に形成されてい
る。これらの排気ボート３２ａ、３２ｂも後述のような
タイミングでクランク角に同期して作動されるポペット
型排気弁３１ａ、３１ｂによりそれぞれ開閉される。２
つの排気ボート３２ａ、３２ｂは排気弁３１ａ、３１ｂ
下流の近い位置で合流し、排気マニホルド３３に接続さ
れる。排気マニホルド３３は各気筒の枝管の凍合部にお
いて、第１〜第３気筒の枝管集合部３３ａと第４〜第６
気筒の枝管集合部３３ｂとを分離又は流通できるように
排気制御弁３４を設けている。また２つに分離された枝
管集合部３３ａ、３３ｂは、下流で１本に集合された二
叉枝管３７を通じて排気管３８に連結される。ここで、
図示の６気筒２サイクル内燃機関で、行程順序がクラン
ク角６０度毎に第１、第６、第２、第４、第３、第５気
筒の順で繰り返されるものとすると、第１〜第３気筒の
グループ及び第４〜第６気筒のグループの各グループ内
では気筒行程が１２０度毎に繰り返されることとなる。

排気管３８の下流には触媒３５及びマフラー３６が設け
られる。排気制御弁３４は単に排気圧力を制御するため
のもので、閉じている時のシール性をあまり要求されな
いので、通常のバタフライ弁で充分である。もっとも、
ポペット弁のような閉鎖時のシール性の高いものを用い
てもよいことは勿論である。この排気制御弁３４は機関
のアイドル域、軽負荷域で開くように制御され高負荷域
では閉じるように制御される。

各気筒の燃焼室２はシリンダへラド６、ピストン３及び
シリンダブロック７間に形成され、シリンダヘッド６側
上部中央に点火栓４が配置される。

シリンダヘッド６の排気弁３１ａ、３１ｂ周囲にはマス
ク５が形成されており、これらのマスク５は排気が排気
ポート３２ａ、３２ｂがらポペット型排気弁３１ａ、３
１ｂの全周囲を経て燃焼室２内へ逆流する際に排気にス
ワールを与え、特にアイドル域、軽負荷域で燃焼室２内
にシリンダ（燃焼室２）の軸をほぼ中心とする適度なス
ワールを形成するような形状を有する。このようなマス
ク５に代えて、或いはマスク５とともにスワール形成手
段として排気ボート３２ａ、３２ｂの一方又は両方を第
２図の３２ｂで示すような偏心ボートとしてもよい。こ
のように排気ポートをシリンダの軸心より偏心させるこ
とにより、排気が排気ポートから燃焼室２内へ接線方向
に逆流する際に排気に適度なスワールを与えるようにす
ることができる。

各気筒の吸気弁２１ａ、２１ｂ及び排気弁３１ａ、３１
ｂは、図示しないが、クランクシャフトと同じ回転速度
で回転するカム軸に取付られた適切なカムにより作動さ
れ、第６図に示すような所定のタイミングでそれぞれ開
閉される。即ち、下死点（ＢＤＣ）を基準として約−１
２５度の時点で先ず排気弁３１ａ、３１ｂが開き、次い
で約−９０度の時点で吸気弁２１ａ、２１ｂが開く。ま
た、下死点（Ｂ　Ｄ　Ｃ）を基準として約＋４０度の時
点で排気弁３１ａ、３１ｂが閉じ、次いで約＋６０度の
時点で吸気弁２１ａ、２１ｂが閉じる。なお、燃料噴射
弁１９ａ、１９ｂは下死点（Ｂ　Ｄ　Ｃ）を基準として
約＋４５度から一４０度までの間で燃料を噴射する。

図示のように６気筒２サイクル内燃機関で、行程順序が
前述のようにクランク角６０度毎に第１、第６、第２、
第４、第３、第５気筒の順で繰り返されるものとすると
、各気筒の排気弁３１ａ、３１ｂの開閉状態は第７図に
示すようになる。即ち、第７図において、第１気筒のク
ランク角に対し実線で示した部分が各気筒の排気弁３１
ａ、３１ｂが開いている期間である。一方、排気制御弁
３４は前述のように少なくとも機関のアイドル域、軽負
荷域で開くように制御される。従って、アイドル域、軽
負荷域ではすべての気筒の排気マニホルド３３の枝管が
相互に連通した状態となる。

これを第１気筒についてみると、第７図において、排気
弁３１ａ、３１ｂの開き始めの領域にでは第３気筒の排
気弁がまだ開いており、中間の領域りで第６気筒の排気
弁が開き始め、終わりの領域Ｍで第２気筒の排気弁が開
き始める。特に他の気筒グループ（第６気筒）からの排
気圧力の影響を受けることにより、排気ポートは実質上
、常時正圧となっていて、各気筒の排気パルス過給効果
が生じない。他の気筒についても同様で、各気筒の排気
圧力が互いに干渉し、後述のように背圧を；Ｕ　イ１１
１する。他方、排気制御弁３４は機関の高負荷運転域で
閉じているので、第７図における中間領域りでは、第６
気筒の排気弁が開くことによる背圧の影響を実質上受け
ないこととなり、このため第１気筒の非気ポートは第２
気筒の排気圧力（Ｍ）の干渉を受は排気パルス返しによ
る過給効果を生ずる。なお、低回転時、排気ブローダウ
ン直後に発生する脈動を抑えるため、排気ポート近傍に
排気弁を付けたり、共鳴室を連結する方法を組合せても
よい。

次に本発明にかかわる２サイクル内燃機関の作用につい
て説明する。

まず、機関のアイドル域、軽負荷域において、吸気制御
弁１６は閉じ、一方排気制御弁３４は開いている。ピス
トン３の下降行程で、第６図の上死点（ＴＤＣ）よりク
ランク角−１２５度の位置に達するの時点で、排気弁３
１ａ、３１ｂが開き始める。従って、第６図の（Ａ）の
時点ごろは、燃焼後の排気が、第８図Ａに示しているよ
うに、開き始めたばかりの排気弁３１ａ、３１ｂから流
出（弱いブローダウンＰ）する。アイドル域、軽負荷域
ではシリンダ内での燃焼圧力は低く、排気の量が少ない
のでこのブローダウン（Ｐ）は短時間で終了する。即ち
、排気ポート３２ａ、３２ｂの部位では、最初の弱い排
気ブローダウン（Ｐ）のために排気圧力は瞬間的に２〜
３　ｋｇ　／　ｃｔ程度になるが、直ぐに１．０５　ｋ
ｇ　／　ｃｔｊ程度に下がり安定化する。この傾向はエ
ンジン回転数が高まるにつれ一層安定する。ついで、第
６図のクランク角−９０度程度の（Ｂ）の時点では、ピ
ストン３の下降速度が相当大きく、シリンダ内圧は負圧
となり、しかも第７図の領域して示したように他の気筒
グループ（第６気筒）の排気圧力の影響を受ける。よっ
て、排気ボー）３２ａ、３２ｂにブローダウンした高温
の排気が燃焼室２内へ逆流（Ｑ）する。

その際、排気スワール形成手段、即ち偏心ボート３２ｂ
とマスク５により、略シリンダ軸を中心とするスワール
（Ｒ）が形成される。この時のスワールはゆっくりとし
た旋回として、シリンダ内の排気の熱免敗を防止する。

ついで、吸気弁２１ａ、２１ｂの開弁後、吸気ボート２
０ａの圧力はスロットル弁１３で調圧され、吸気弁２１
ａのリフト量が少なく、絞られているので、新気の流入
はなく、排気ボー１−３２２．３２ｂからの排気逆流が
進む。さらにピストンが下がり下降速度が工＝奥ｍゆる
やかになった頃吸気弁リフトが増大し、第６図の（Ｃ）
及び第８図Ｃで示した状態となり、スロットル弁１３で
絞られかつ過給機１４で低圧に過給された新気（混合気
）が吸気ポー１−２０ａより吸気弁２１ａを介して燃焼
室２に流入する。この際、前述のように、吸気ボート２
０ａからは第４図に示すように実質上吸気弁２１ａの傘
部の全周から流入するようにされ、しかもこの運転域で
はピストン３の下降速度が小さいので、シリンダ内圧低
下は少なく、よって新気の流速が低くなり、新気は排気
スワール上にゆっくり流入し燃焼室２の上部のシリンダ
ヘッド６例の点火栓４に近い部位に集まる。よって、シ
リンダヘッド側（上層部）の新気（Ｓ）とピストン３（
下層部）側の排気（Ｒ）の成層化が得られる。

排気（Ｒ）は略シリンダ軸まわりにスワールしているの
で、ピストン３が下死点に達し第６図の（Ｄ）及び第８
図りで示した状態となっても、新気（Ｓ）と排気（Ｒ）
と間の成層状態が維持される。吸気弁２１ａが閉じて新
気の流入が実質上終了した第６図の（Ｅ）及び第８図Ｅ
で示した状態でも新気（Ｓ）と排気（Ｒ）と間の成層状
態が維持され、圧縮行程の終了時点までこの成層状態が
維持されるので、シリンダヘッド６側にある新気はピス
トン３例の高温の排気により活性化され、アイドル域で
は圧縮行程末期に点火栓４により容易に着火し火災伝搬
が進み確実な燃焼が得られると共に、暖機後の軽負荷域
ではシリンダ内の排気の温度は高くなり新気の活性化が
進んで圧縮行程時に断熱圧縮される結果、点火栓４によ
らず自己着火燃焼が可能となる。尚、Ｄ及びＥの状態で
は、第７図の領域り及びＭで示したように他の気筒から
の排気圧力（背圧）を影響を受けており、アイドル域、
軽負荷域では実質上１１−気ポート３２ａ、３２ｂの背
圧が常時正圧となっている。従って、排気パルスによる
過給効果を停止しているので、排気系への新気の流出（
いわゆる新気の吹き抜け）や新気の逆流人が行われず、
スワール（Ｒ）が乱されることはない。このため、確実
な成層燃焼が実現される。

以上のように、機関のアイドル域、軽負荷域では、排気
制御弁３４を開くことによって排気パルスの過給効果を
防止し、排気ブローダウンによる排気スワールを生じさ
せるとともに、吸気制御弁１６を閉じることにより、新
気を吸気ボート２０　ａより燃焼室２のシリンダヘッド
６側に導き、新気と排気スワールとの成層化を実現し、
アイドル、冷間時には点火栓４により確実な着火燃焼を
行い、暖機後の軽負荷時のように、排気の温度が高い場
合には、新気の自己着火燃焼を実現させるものである。

次に、機関の高負荷域において、吸気制御弁１６は開き
、一方、排気制御弁３４は閉じる。ピストン３の下降行
程で、第６図の（ａ）の時点で、第９凹入に示している
ように、排気弁３ｔａ、３１ｂが開き始める。燃焼後の
排気は開き始めたばかりの排気弁３１ａ、３１ｂから急
激に流出（ブローダウンＰ）する。高負荷域では排気量
が多いので強い排気ブローダウンとなり、ブローダウン
（Ｐ）の持続時間も長い。ブローダウンはクランク角−
９０度でほぼ終了する。よって、大量の排気ガスの排出
が終了される。第６図の（ｂ）に達したときは第９図Ｂ
に示すように、クランク角−８０度程度の時点で、吸気
弁２１ａ、２１ｂが実質上開弁じ、新気（Ｔ）の流入が
開始される。

従って、過給された新気（混合気）が吸気ボート２０ａ
、２０ｂより吸気弁２１ａ、２１ｂを介して燃焼室２に
流入を開始する。尚、高負荷域では、前述のように吸気
制御弁１６が開いているので、新気は両吸気ポ〜ト２０
ａ、２０ｂから流入するが、吸気ボート２０ｂからは多
量の新気が第５図で示したように燃焼室２内を直接下方
へシリンダ壁に沿って素早く流される。これにより、第
９図Ｂで示すように排気（Ｕ）と新気（Ｔ）との間でい
わゆる横断掃気が開始されることとなる。つぎに、第６
図の（ｂ）、（Ｃ）及び第９図Ｂ、Ｃ（クランク角−８
０度〜−５０度程度の時点）では、強い排気ブローダウ
ンによる排気パルスの効果で排気ポー）３２ａ、３２ｂ
の圧力が一時的に負圧となり１、シリンダ内への新気の
流入を助け、新気の一部（Ｖ）が排気ポート３２ａ、３
２ｂ及び排気マニホルド３３に一担貯えられる。つぎに
、第６図の（ｄ）及び第９図りの時点では、第７図のＭ
の領域で示したような排気弁の開き始めた他の気筒（第
２気筒）からの強い排気ブローダウンによる強い正圧力
を受け、排気ポートは３２ａ。

３２ｂ及び排気マニホルド３３に貯められていた一次新
気を燃焼室２へ逆流（Ｗ）させるように押込む。この新
気は燃焼室２へ逆流する際、偏心排気ポー１−３２ｂ及
びマスク５により燃焼室２の上部のシリンダヘッド６側
に強い新気スワール（Ｘ）を形成する。吸気弁２１ａ、
２１ｂが閉じた第６図の（ｅ）及び第９図Ｅの状態では
もはや新気の吹き返しは生じない。

以上のように、機関の高負荷域では、吸気制御弁１６を
開くことにより、多量の新気を燃焼室２のシリンダ壁に
沿って迅速に燃焼室２の下方に専き、横断掃気を実現す
るとともに、排気制御弁３４を閉じることによって排気
の正９圧パルスを生じさせ、気筒間の排気パルス過給効
果により新気の流入を助け、−担吹き抜けた新気を排気
ポート及び排気マニホルド内へ一時貯めて新気を加熱し
再度シリンダ内へ逆流させることによりシリンダ内に適
量の新気を供給できると共に強い新気スワールにより新
気の乱れが強まり火災伝播を改善できるのである。

尚、上述の実施例では、６気筒２サイクル内燃機関の場
合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば
、３気筒又は１〜２気筒の２サイクル内燃機関において
も適用することができる。

３気筒の場合、アイドル域、軽負荷域で背圧を実質的正
圧とする手段として、第１０図に示すように各気筒の排
気管４１をそれぞれ独立して設けると共にこれらの排気
管４１を相互に連通させるバイパス弁４２を設ける。ア
イドル域、軽負荷域でバイパス弁４２を閉じることによ
り各排気管４１の等価管長が長くなり、しかも実質上池
の気筒の排気パルスの影響を受けなくなり、背圧はこの
域では常時実質的正圧となる。高負荷域でバイパス弁４
２を開いた場合は、各排気管４１は第７図に示したよう
な行程順序が１２０度ごとの他の気筒の背圧のブローダ
ウンＭの影響で前述のような排気パルス過給効果がある
。また、１気筒の場合、第１１図に示すように排気管４
３に排気制御弁４５を設けると共にこの排気制御弁４５
をバイパスする通路４４を設ける。アイドル域、軽負荷
域で排気制御弁４５を閉じることにより排気管４３の等
価管長が長くなり、背圧はこの域では常時実質的正圧と
なる。高負荷域では排気制御弁４５を開き、排気管４３
の等価管長を短くする。４６は大気開放部、４７はボリ
ュームを示す。尚、１〜２気筒の２サイ５クル内燃機関
では、前述のような気筒間の排気パルス過給効果を得る
ことはできない。

また、シリンダヘッドの壁に形成したマスク５及び偏心
ボート３２ｂにより排気逆流時に排気に略シリンダ軸ま
わりに排気スワールを与える場合、マスク５の形状を変
更し、第１２図に示すようにシリンダ中心軸から吸気弁
よりに傾斜した軸線Ｙを中心としたスワールを形成する
ようにしてもよい。要は、このようにして形成された排
気スワールと上層の新気との間を掻き混ぜることなく、
成層状態を維持すればよいのである。従って、「略シリ
ンダ軸まわり」という限定は広い意味に解すべきである
。

また、略シリンダ軸まわりに排気スワールを形成する手
段として、第１３図に示すように、再排気ポート３２ａ
、３２ｂが共に偏心ボートとなるように、再排気ボート
３２ａ、３２ｂを気筒シリンダの並んでいる方向に対し
直角な方向に並べて配列してもよい。この場合、両吸気
ボート２０ａ、２０ｂも気筒シリンダの並んでいる方向
に対し直角な方向に並べて配列されることとなる。更に
また、シリンダへラド６の壁部に形成するマスクとして
は、第１４図及び第１５図に示しているように、吸気弁
２１ａと排気弁３１２間には吸気ボー）２０ａから燃焼
室２に流入する新気が排気ポート３２ａへ吹き抜けるの
を防止するような形状のマスク５ａを形成し、吸気弁２
１ｂと排気弁３１ｂ間にば排気ポート３２ｂから燃焼室
２へ逆流する排気又は新気が吸気ボー）２０ｂへ流出す
るのを防止するような形状のマスク５ｂを形成するのが
望ましい。

また、上述の実施例では、第６図に示したように、排気
弁３１ａ、３１ｂを吸気弁２１　ａ、　２１　ｂより早
く閉じる場合を記述しているが、第１６図に示すように
、吸気弁２１ａ、２１ｂの閉時期（＋４０度）を早くし
、排気弁３１ａ、３１ｂからの新気が逆流する際吸気弁
２１ａ、２１ｂを閉じておくことにより、新気の吸気ボ
ート２０ａ。

２０ｂへの吹き返しを防止でき、シリンダ内の新気の過
給効果を高め実圧縮比を高めることが可能である。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、大量の残留排気
ガスのあるアイドル域、軽負荷域でも、新気をシリンダ
ヘッド近傍に位置させることにより、着火が容易となる
。従って、失火がない。また、排気はピストン側に位置
し、新気がピストン頂面に触れないため、ピストン頂面
クエンチが発生しない。また、排気スワールによりピス
トン頂面を断熱することにより排気の熱逸敗を防止でき
、排気により新気の温度を高めることができる。成層状
態を維持する排気と新気との境界で、新気が排気熱によ
り活性化し、排気ガスが高い場合には、圧縮行程末期に
自己着火燃焼を行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかわる６気筒２サイクル内
燃機関の概略図、第２図はその主要部を示す概略図、第
３図は同２サイクル内燃機関の断面図、第４図及び第５
図は２つの吸気弁からの新気の流れを示す図、第６図は
排気弁及び吸気弁の開閉タイミング並びに燃料噴射弁の
噴射タイミングを示した図、第７図は気筒相互間の排気
弁の開弁タイミングを示した図、第８図はアイドル又は
軽負荷域における排気及び新気の状態を説明するための
図、第９図は高負荷域における排気及び新気の状態を説
明するための図、第１０図は３気筒の場合の排気制御機
構を示した図、第１１図は１気筒の場合の排気制御機構
を示した図、第１２図は排気スワールの中心軸を傾斜さ
せた場合を示した図、第１３図は再排気ポートを偏心ボ
ートとした実施例を示した図、第１４図は第２図のＸｒ
Ｖ−ＸＩＶ拡大断面図、第１５図は第２図のｘｖ−ｘｖ
拡大断面図、第１６図は排気弁及び吸気弁の開閉タイミ
ングの他の実施例を示した図である。 ｌ・・・２サイクル内燃機関本体 ２・・・燃焼室 ５．５ａ、５ｂ−−−マス’） １４・・過給機 １６・・吸気制御弁 ２１ａ、２１ｂ−・−吸気弁 ３１ａ、３１ｂ−・−排気弁 ２０ａ、２０ｂ・・・吸気ボート ３２ａ、３２ｂ−・・排気ポート ３４・・排気制御弁 第１図 １ｂ 第２図 池、２０ｂ・・・吸２ポート 第６図 クランク角 第７図 排気 第８図 排気 第９図 第１０図 第１２図 第１３図 排気又は新気 第１５図 手続補正書（自発） 昭和６１年、８月１９日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許Ｈ［１３５０５４号 ２、発明の名称 ２サイクル内燃機関 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　（３２０）　　）ヨタ自動車株式会社４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、
補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６ｏ　　補正の内容 明細四箇２５頁１３行目と１５行目との間に次の文を挿
入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、過給手段を有する新気供給系と、シリンダヘッド部
   分に設けられた吸気ポート及び排気ポートを開閉するた
   めに、クランク角に同期して駆動される吸気弁及び排気
   弁とを有する２サイクル内燃機関において、少なくとも
   アイドル域、軽負荷域で排気ポートの背圧の圧力変動を
   抑える排気系と、ピストン下降速度の速い時期に排気弁
   を吸気弁より早く開き排気ポートの排気を燃焼室内へ逆
   流させ、その際逆流する排気に略シリンダ軸回りのスワ
   ールを与える手段とを含み、吸気弁より新気を該排気ス
   ワール上にゆるやかに流入するようにした２サイクル内
   燃機関。