JPS639628A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２サイクル内燃機関、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排気と新気とが確実
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、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。即ち、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、
シリンダへ、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。

また、６気筒２サイクル内燃機関の排気系を、位相が１
２０度づつ異なる３つの気筒が１グループとなるように
２つに分け、３気筒２サイクル内燃機関特有の気筒間排
気パルス過給効果により出力をアップするものは既に知
られている。しかし、このような気筒間排気パルス過給
効果を利用した従来のものは、高負荷域での出力アップ
は可能であるが、アイドル域、軽負荷域ではシリンダ内
に多量の排気ガスが残留しており、点火栓の近傍の新気
が減少し、失火や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。

特開昭５７−１４８０２４号には、６気筒内燃機関の排
気系を３気筒づつ２つのグループに別け、中間部にパル
プを設け、機関負荷や回転数に応じてバルブを開閉して
排気を制御するようになしたものが開示されているが、
これは４サイクル内燃機関のもので排気と新気との間で
成層化するものではない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、３又はその倍数の気筒数を有し、かつシリン
ダヘッド部に設けられた吸気ポ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、高負
荷域には気筒間排気パルス過給を利用して出力の上昇を
はかり、アイドル域、軽負荷域のように新気量が少ない
条件下では、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、新気と排気と成層状
態を維持して、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、３又はその倍数の気筒数を有し、かつ
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、アイドル域、軽
負荷域では排気ポートの背圧の圧力変動を実質上抑え、
高負荷域では行程順序が１２０度づつずれた３つの気筒
の排気ポートを連通して気筒間排気パルスによる過給効
果を生じせしめるように排気系を制御する排気制御弁と
、ピストン下降速度の速い時期に排気弁を吸気弁より早
く開くようにこれらの弁を駆動する弁駆動機構と、排気
又は新気が排気ポートから燃焼室に逆流する際、この排
気又は新気に略シリンダ軸回りのスワールを与える手段
とを含んで成る２サイクル内燃機関が提供される。

〔作　用〕

本発明によれば、アイドル域、軽負荷域では、次のステ
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、瞬間的に排気ポ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、略シリンダ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、吸気ポート
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ダ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、排気脈動を抑
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、よっ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。

また、高負荷域では、次のようにして、気筒間排気パル
ス過給を達成する。燃焼室の内圧が高くピストンの下降
速度の早い時期に排気弁が開弁するので、排気弁の開弁
直後多量の排気が急激に排気ポートより流出し強い排気
ブローダウンとなる。

相当量の排気が流出し、更にポート内に負圧が発生する
頃吸気弁が開弁じ、新気が流入して、シリンダ内で横断
掃気となる。新気の一部は他の気筒の排気パルスによる
負圧により一旦排気ポート内に貯えられる。ついで、他
の気筒の排気ブローダウンによって当該気筒の排気ポー
トは強い正圧を受け、排気ポートに一次貯えられていた
新気が燃焼室内へ逆流するように押し戻される。このよ
うにして、シリンダの実圧縮比が高められる。

〔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１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１０．１４は機械式過給機（スーパーチャージャ）
、１５はインタークーラ、１６は吸気制御弁、１７ａ、
１７ｂはサージタンク、１８ａ、１８ｂはリード弁、１
９ａ、１９ｂは燃料噴射弁、２０ａ、２０ｂは吸気ポー
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
排気ポート、３３は排気マニホルド、３４は排気制御弁
、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
、過給により温度上昇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はブーり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は軽負荷
用吸気通路１０ａ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１０ａＳ　ｌＯｂ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に分岐され、シリンダ
へラド６に形成された吸気ポート２０ａ、２０ｂを介し
て燃焼室２に接続される。これらの吸気ポート２０ａ、
２０ｂはシリンダへラド６側から直接燃焼室２に開口し
ている。各気筒の吸気ポー）２０ａ、２０ｂには燃料噴
射弁１９ａ１１９ｂ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ド弁
等の逆止弁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
吸気ポート２０ａ、２０ｂからポペット型吸気弁２１ａ
、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）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、吸気ポート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、吸気ポート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へシリンダ壁
に沿って流れるようにされる。このため、例えば、吸気
ポート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、吸気ポート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。

吸気ポート２０ａ、２０ｂと対向する位置でシリンダへ
ラド６側から直接燃焼室２に開口している２つの排気ポ
ート３２ａ、３２ｂもシリンダへフド６に形成されてい
る。これらの排気ポート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
つの排気ポート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は各気筒の枝管の集合部にお
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はシリンダヘッド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
ボー）３２ａ、３２ｂか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
段として排気ポート３２ａ、３２ｂの一方又は両方を第
２図の３２ｂで示すような偏心ポートとしてもよい。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ＣＢＤＣ）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（ＢＤＣ）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１
９ａ、１９ｂは下死点（ＢＤＣ）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（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、中間の領域して第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、背圧を制御する。

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気筒の排気ポートは第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）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〜
３ｋｇ／−程度になるが、直ぐに１．０５　ｋｇ　／　
ｃｄ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
下降速度が相当太き（、シリンダ内圧は負圧となり、し
かも第７図の領域りで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、排気ポ
ート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、即ち偏心ポート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散を防止する。

ついで、吸気弁２１ａ、２１ｂの開弁後、吸気ポート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、排気ポート３２ａ、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
ート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、吸気ポート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、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側の
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側の高温の排
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炎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
排気ポート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
気を吸気ポート２０ａ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図Ａに示している
ように、排気弁３１ａ、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）が吸気ポート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、新気は両吸気ポート２０
ａ、２０ｂから流入するが、吸気ポート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ト３２ａ、３２ｂ
の圧力が一時的に負圧となり、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、３２
ｂ及び排気マニホルド３３に一旦貯えられる。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、偏心排気ポート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、２
１ｂ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の下方に導き、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
の正負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、−世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炎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、３気筒
又は３の倍数の気筒を有する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、軽負荷域で排気ポートの背
圧の圧力変動を抑える排気系として、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４
２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、
実質上地の気筒の排気パルスの影響を受けなくなり、こ
の域では背圧の圧力変動は実質上抑えられる。高負荷域
でバイパス弁４２を開いた場合は、各排気管４１は第１
１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気筒間排
気パルス過給効果がある。

また、シリンダヘッドの壁に形成したマスク５及び偏心
ポート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が共に偏心ポートとなるように、再排気ポート
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
ポート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、シリンダヘッド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３１ａ間には吸気ポート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間には排気ポート３２ｂから燃焼室
２へ逆流する排気又は新気が吸気ポート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２１ａ、２１ｂ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、新気の吸気ポート２
０ａ。

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富めることが可能である。

また、この６気筒２サイクル内燃機関をいわゆる■型エ
ンジンとして構成する場合は、第１゛７図に示すように
各気筒の排気ポート５１に通ずる各気筒排気管５２をバ
イパス通路５３である連結するとと共に排気制御弁３４
で第１〜３気筒のグループと、第４〜６気筒のグループ
に分離可能とし、下流で１つの排気管３８に接続する。

この場合、同一グループの排気管５２を近接させて配置
でき、排気管等の取り口しか容易となり、排気パルスの
影響をより効果的なものとすることができる。

〔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散を防止でき
、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、排気ガスの温度が高い場合には、圧縮行程
末期に自己着火燃焼を行うことも可能である。一方、高
負荷域では、気筒間排気パルス過給効果により、高い充
填効率及び高出力を確保することができる。簡単なバル
ブ開閉機構でアイドル域、軽負荷域での成層燃焼と高負
荷域の気筒間排気パルス過給効果とを切換ることができ
る。即ち、第１８図に示すように、排気制御弁（３４）
の開閉により、高負荷域では位相１２０度づつずれたの
３つの気筒の排気ポートを接続することにより気筒間排
気パルス過給効果を得、アイドル域、軽負荷域では気筒
間排気パルス過給効果をなくするようにしている。

【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１Ｏ図は３気筒の場合の排気制御機
構を示した図、第１１図は３気筒の場合の排気弁の開閉
タイミングを示した図、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図は両排気ポー
トを偏心ポートとした実施例を示した図、第１４図は第
２図のＸＩＶ−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、第１７図は■
型６気筒２サイクルエンジンの排気管を示す図、第１８
図は機関の負荷と排気パルス過給効果との関係を示した
図である。 ｌ・・・２サイクル内燃機関本体 ２・・・燃焼室 ５．５ａ１５ｂ・・・マスク １４・・過給機 １６・・吸気制御弁 ２１ａ、２１ｂ・・・吸気弁 ３Ｌａ、３１ｂ・・−排気弁゛ ２０ａ、２０ｂ・・・吸気ポート ３２ａ、３２ｂ・−・排気ポート ３４・・排気制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、３又はその倍数の気筒数を有し、かつ過給手段を有
   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、アイドル域、軽負荷域では排
   気ポートの背圧の圧力変動を実質上抑え、高負荷域では
   行程順序が１２０度づつずれた３つの気筒の排気ポート
   を連通して気筒間排気パルスによる過給効果を生じせし
   めるように排気系を制御する排気制御弁と、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くように
   これらの弁を駆動する弁駆動機構と、排気又は新気が排
   気ポートから燃焼室に逆流する際、この排気又は新気に
   略シリンダ回りのスワールを与える手段とを含んで成る
   ２サイクル内燃機関。