WO2014115572A1 - ユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法 - Google Patents

ユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法 Download PDF

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fuel injection
scavenging
fuel
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裕 増田
山田　剛
孝行 廣瀬
敬之 山田
喬弘 久下
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present invention relates to a uniflow scavenging two-cycle engine and a fuel injection method for a uniflow scavenging two-cycle engine that burns a premixed gas generated by injecting fuel gas into active gas sucked from a scavenging port.
  • a uniflow scavenging two-cycle engine used as a marine engine is provided with an exhaust port at one end of a cylinder in the piston stroke direction, and a scavenging port at the other end of the cylinder in the piston stroke direction.
  • the active gas is sucked into the combustion chamber from the scavenging port in the intake (supply) process, the exhaust gas generated by the combustion action is exhausted by being pushed out of the exhaust port by the sucked active gas.
  • injectors arranged on both sides of the exhaust port inject fuel gas into the sucked active gas to generate a premixed gas.
  • a combustion action is obtained by compressing the generated premixed gas, and the piston reciprocates in the cylinder by the explosion pressure generated by the combustion action.
  • a region where the gas flow rate is slower than the outer peripheral side may be formed on the center side of the cylinder in the process of the active gas and the fuel gas from the scavenging port toward the combustion chamber. . Therefore, a region with a thin premixed gas, that is, a region with a thin combustion gas, remains in the combustion chamber when the piston reaches top dead center, and the premixed gas (combustion gas) becomes non-uniform in the combustion chamber. There is a possibility that efficient combustion is not performed.
  • the present invention provides a uniflow scavenging two-cycle engine and a uniflow scavenging type 2 capable of uniformly supplying a premixed gas (fuel gas) to a combustion chamber and realizing efficient combustion.
  • An object of the present invention is to provide a fuel injection method for a cycle engine.
  • a uniflow scavenging two-cycle engine includes a cylinder in which a combustion chamber is formed, a piston that slides in the cylinder, and a stroke of the piston.
  • a scavenging port that is provided on one end side of the cylinder in the direction and sucks the active gas into the combustion chamber according to the sliding motion of the piston, and the active gas that is provided in the scavenging port and is sucked into the scavenging port
  • the uniflow scavenging two-cycle engine of the first aspect includes an exhaust port provided on the other end side of the cylinder in the stroke direction, and an exhaust valve that opens and closes the exhaust port.
  • the second fuel injection portion may be disposed on the other side of the cylinder in the stroke direction than the end of the piston facing the other end of the cylinder in the stroke direction when the exhaust valve closes the exhaust port. It is provided at a position near the end.
  • the uniflow scavenging two-cycle engine of the first aspect includes an exhaust port provided on the other end side of the cylinder in the stroke direction, and an exhaust valve that opens and closes the exhaust port.
  • the second fuel injection part has one end of the cylinder in the stroke direction rather than the end of the piston facing the other end of the cylinder in the stroke direction when the exhaust valve closes the exhaust port. It is provided at a close position.
  • a fuel injection method for a uniflow scavenging two-cycle engine in which fuel gas is injected into active gas sucked from a scavenging port when a piston slides in a cylinder in which a combustion chamber is formed.
  • a second injection step of injecting gas is a first injection step of injecting a fuel gas into the active gas when the active gas is sucked into the cylinder from the scavenging port, and a fuel further into the active gas after being sucked into the cylinder.
  • the uniflow scavenging two-cycle engine of the present invention it is possible to uniformly supply the premixed gas (fuel gas) to the combustion chamber and realize efficient combustion.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the uniflow scavenging two-cycle engine 100.
  • the uniflow scavenging two-cycle engine 100 of the present embodiment is used for, for example, ships.
  • the uniflow scavenging two-cycle engine 100 includes a cylinder 110 (comprising a cylinder head 110a and a cylinder block 110b), a piston 112, a pilot injection valve 114, an exhaust port 116, and an exhaust valve driving device 118.
  • the exhaust valve 120, the scavenging port 122, the scavenging chamber 124, the first fuel injection unit 126, the second fuel injection unit 128, the rotary encoder 130, and the combustion chamber 140 are configured.
  • the two-cycle engine 100 further includes control units such as a governor 150 (speed governor), a fuel injection control unit 152, an exhaust control unit 154, and the like, and is controlled by this control unit.
  • a piston 112 connected to a cross head is slidably moved in a cylinder 110 through four successive steps of intake (supply), compression, combustion, and exhaust.
  • a stroke (stroke) in the cylinder 110 can be formed relatively long, and a side pressure acting on the piston 112 can be received by the crosshead.
  • the output of the two-cycle engine 100 can be increased.
  • the cylinder 110 and a crank chamber (not shown) in which the crosshead is accommodated are isolated, deterioration of the crank chamber can be prevented even when low quality fuel oil is used.
  • the pilot injection valve 114 is provided on the cylinder head 110a above the end 112a on the top dead center side of the piston 112, which is the upper end side of the cylinder 110 (the other end side in the stroke direction of the piston 112 (the other end portion)). . That is, the pilot injection valve 114 is provided in the cylinder head 110a, and is disposed above the end 112a when the piston 112 is located at the top dead center. The end portion 112 a is disposed in the piston 112 so as to face the upper end (the other end) of the cylinder 110. The pilot injection valve 114 injects an appropriate amount of fuel oil into the combustion chamber 140 at a desired point in the engine cycle.
  • Such fuel oil is spontaneously ignited by the heat of the combustion chamber 140 surrounded by the cylinder head 110a, the cylinder liner in the cylinder block 110b, and the piston 112, and burns in a short time. Make it high. Since the premixed gas containing the fuel gas is ignited by the combustion of the fuel oil, the premixed gas can be reliably burned at a desired timing.
  • the exhaust port 116 is an opening provided in the cylinder head 110a at the upper end side of the cylinder 110, that is, above the end 112a at the top dead center of the piston 112.
  • the exhaust port 116 is opened and closed to exhaust the exhaust gas after combustion generated in the cylinder 110.
  • the exhaust valve driving device 118 opens and closes the exhaust port 116 by sliding the exhaust valve 120 up and down at a predetermined timing. The exhaust gas exhausted through the exhaust port 116 in this manner is supplied to the turbine side of a turbocharger (not shown) and then exhausted to the outside.
  • the scavenging port 122 is a hole penetrating from the inner peripheral surface (the inner peripheral surface of the cylinder block 110b) on the lower end side of the cylinder 110 (one end side (one end portion) in the stroke direction of the piston 112) to the outer peripheral surface. A plurality are provided over the entire circumference. That is, the scavenging port 122 is provided in the vicinity of the lower end (one end) of the cylinder 110.
  • the scavenging port 122 sucks the active gas into the cylinder 110 according to the sliding motion of the piston 112.
  • Such an active gas includes an oxidizing agent such as oxygen and ozone, or a mixture thereof (for example, air). That is, in this embodiment, an oxidant gas is used as the active gas.
  • the scavenging chamber 124 is filled with active gas (for example, air) pressurized by a compressor of a supercharger (not shown). Active gas is drawn into the cylinder 110 from the scavenging chamber 124 via the scavenging port 122 with a differential pressure in the scavenging chamber 124 and the cylinder 110.
  • the pressure in the scavenging chamber 124 can be made substantially constant. However, when the pressure in the scavenging chamber 124 changes, a pressure gauge is provided in the scavenging port 122 or the like, and the fuel gas injection amount or the like according to the measured value. Other parameters may be controlled.
  • FIG. 2A is an external view of the scavenging port 122
  • FIG. 2B is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line in FIG. 2A.
  • a taper 122 a for rectifying the flow of the active gas flowing from the scavenging chamber 124 is formed on the outer peripheral surface 110 c side of the cylinder 110 in the scavenging port 122.
  • Each scavenging port 122 of the present embodiment is formed as an oval hole extending in the central axis direction of the cylinder 110.
  • the plurality of scavenging ports 122 are arranged side by side on the circumference of the cylinder 110. In order to uniformly supply the active gas into the cylinder 110 in the circumferential direction, the interval between the scavenging ports 122 adjacent to each other is preferably narrow.
  • Each scavenging port 122 may be circular or rectangular.
  • the first fuel injection unit 126 is configured as a fuel injection port communicating with a fuel injection valve (not shown), and is provided in each scavenging port 122.
  • the first fuel injection portion 126 opens in the wall portion 122b on the inner side of the cylinder 110 with respect to the taper 122a in the inner peripheral surface forming the scavenging port 122. That is, the first fuel injection unit 126 has an opening 126 a that opens to the wall 122 b of the scavenging port 122.
  • Five first fuel injection portions 126 of the present embodiment are provided on one wall surface of a pair of wall surfaces that extend in the central axis direction of the cylinder 110 and face each other in the wall portion 122b.
  • the 1st fuel injection part 126 may be provided in the other wall surface of the wall part 122b.
  • the fuel injection valve communicating with the first fuel injection unit 126 receives a command from the fuel injection control unit 152 and injects, for example, fuel gas obtained by gasifying LNG (liquefied natural gas). . Then, the fuel gas is injected from the first fuel injection unit 126 toward the active gas sucked into the scavenging port 122.
  • LNG liquefied natural gas
  • the second fuel injection section 128 is configured as a fuel injection port communicating with the fuel injection valve 128a, and a plurality of second fuel injection sections 128 are provided on the upper end side of the scavenging port 122 in the cylinder 110 over the entire circumference of the cylinder 110. That is, the second fuel injection unit 128 is provided in a cylinder liner (cylindrical portion) in the cylinder block 110b, and is provided at a position closer to the upper end (the other end) of the cylinder 110 than the scavenging port 122 in the stroke direction of the piston 112. Yes.
  • the fuel injection valve 128 a receives a command from the fuel injection control unit 152 and injects fuel gas.
  • the fuel gas is sequentially injected from the first fuel injection unit 126 and the second fuel injection unit 128 into the active gas sucked into the cylinder 110 from the scavenging port 122.
  • the second fuel injection unit 128 is preferably configured to inject fuel gas toward the center of the cylinder 110.
  • the fuel gas injected from the first fuel injection unit 126 and the second fuel injection unit 128 is gasified LNG (liquefied natural gas), but is not limited to LNG, for example, LPG ( Liquefied petroleum gas), light oil, heavy oil, etc. gasified can also be used.
  • LNG liquefied natural gas
  • LPG Liquefied petroleum gas
  • the gasified fuel gas a fuel that becomes a gas at normal temperature, a fuel obtained by evaporating liquid fuel, a fuel obtained by atomizing liquid fuel, or the like may be used.
  • the rotary encoder 130 is provided in a crank mechanism (not shown) and detects a crank angle signal (hereinafter referred to as a crank angle signal).
  • the governor 150 derives the fuel injection amount based on the engine output command value input from the host control device (not shown) and the engine speed determined from the crank angle signal from the rotary encoder 130, Information indicating this is output to the fuel injection control unit 152.
  • the fuel injection control unit 152 includes a fuel injection valve that communicates with the first fuel injection unit 126 based on information indicating the fuel injection amount input from the governor 150 and a crank angle signal from the rotary encoder 130, and a second A fuel injection valve 128 a communicating with the fuel injection unit 128 is controlled.
  • the fuel injection control unit 152 of the present embodiment is configured to start fuel gas injection from the second fuel injection unit 128 after the fuel gas injection from the first fuel injection unit 126 is completed.
  • the exhaust control unit 154 outputs an exhaust valve operation signal to the exhaust valve driving device 118 based on a signal related to the fuel injection amount from the fuel injection control unit 152 and a crank angle signal from the rotary encoder 130.
  • a signal related to the fuel injection amount from the fuel injection control unit 152 and a crank angle signal from the rotary encoder 130 a signal related to the fuel injection amount from the fuel injection control unit 152 and a crank angle signal from the rotary encoder 130.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of each control unit according to the crank angle
  • FIGS. 4A to 4F are schematic diagrams showing the operation of the piston 112.
  • FIG. 3 At the start of the exhaust process after the combustion process, the exhaust port 116 and the scavenging port 122 are not in communication with the combustion chamber 140, and the combustion chamber 140 (inside the cylinder 110) is filled with exhaust gas (see FIG. 3 (see FIG. 4A).
  • the exhaust control unit 154 opens the exhaust valve 120 through the exhaust valve driving device 118 (the crank angle b shown in FIG. 3). , See FIG. 4B). Thereafter, the scavenging port 122 opens according to the sliding motion of the piston 112 (see the crank angle c shown in FIG. 3 and FIG. 4C). Then, the active gas is sucked into the cylinder 110 from the scavenging port 122.
  • the exhaust gas layer filled in the combustion chamber 140 (inside the cylinder 110) is pushed out from the exhaust port 116 by the active gas layer flowing in from the scavenging port 122.
  • the fuel injection control unit 152 communicates with the first fuel injection unit 126 based on the information indicating the fuel injection amount input from the governor 150, the engine speed derived from the crank angle signal from the rotary encoder 130, and the like. Open the fuel injection valve.
  • the fuel gas is injected into the scavenging port 122 from the opening 126a of the first fuel injection unit 126 (first injection step).
  • the fuel gas is injected into the active gas sucked into the scavenging port 122, and a premixed gas is generated.
  • the premixed gas layer is formed on the lower end side of the cylinder 110 with respect to the exhaust gas layer and the active gas layer, and the premixed gas rises in the cylinder 110 while forming a swirl (swirl flow). .
  • the fuel injection control unit 152 closes the fuel injection valve communicating with the first fuel injection unit 126, and the fuel gas injection from the first fuel injection unit 126 into the scavenging port 122 stops. Thereafter, the scavenging port 122 is closed by the piston 112, and the intake of the active gas is stopped (see the crank angle d shown in FIG. 3 and FIG. 4D).
  • the fuel injection control unit 152 opens the fuel injection valve 128a communicating with the second fuel injection unit 128. To do. As a result, the fuel gas is injected from the second fuel injection unit 128 into the active gas drawn into the cylinder 110 from the scavenging port 122 in the cylinder 110 (see the crank angle e in FIG. 3, see FIG. 4E, second Injection process).
  • the fuel injection control unit 152 closes the fuel injection valve 128a communicating with the second fuel injection unit 128, and the fuel gas injection from the second fuel injection unit 128 into the cylinder 110 stops.
  • the exhaust control unit 154 maintains the exhaust valve 120 in the open state, and the exhaust gas in the combustion chamber 140 (inside the cylinder 110) continues to be discharged from the exhaust port 116 by the rise of the piston 112. Yes. Thereafter, the exhaust control unit 154 closes the exhaust valve 120 (see the crank angle f in FIG. 3 and FIG. 4F).
  • the premixed gas is compressed in the combustion chamber 140 by the rise of the piston 112 with the exhaust valve 120 closed.
  • Fuel oil is injected from the pilot injection valve 114 into the premixed gas sufficiently compressed in the combustion chamber 140, and the premixed gas burns in the combustion chamber 140.
  • the exhaust, intake, compression, and combustion processes are repeated as described above.
  • the uniflow scavenging two-cycle engine 100 can be operated by supplying fuel gas from the first fuel injection unit 126 provided in the scavenging port 122.
  • the reduction in combustion efficiency due to non-uniformity of the premixed gas (fuel gas) in the cylinder 110 This will be specifically described with reference to FIGS. 5A to 5G.
  • FIG. 5A to 5G are explanatory views for explaining the flow of the premixed gas q in the cylinder 110.
  • FIG. 5A to 5G for easy understanding, the structures of the cylinder head 110a and the cylinder block 110b are shown in a simple integrated manner, and the upper end side of the cylinder 110 is extracted and shown.
  • FIGS. 5E to 5G First, the comparative example shown in FIGS. 5E to 5G will be described. As shown in FIG. 5E, while the exhaust valve 1 is open, the exhaust gas (indicated by cross hatching in FIG. 5E) is pushed out of the exhaust valve 1 by the active gas p flowing from the scavenging port 2.
  • a layer of a premixed gas q in which the fuel gas injected from the first fuel injection unit 4 is mixed with the active gas p is formed on the lower end side of the cylinder 3 from the layer of the active gas p.
  • the gas in the cylinder 3 is generally lower than the inner diameter side (center side) of the cylinder 3, although the speed is slightly reduced at the portion close to the wall surface of the cylinder 3 due to the friction with the wall surface and the gas viscosity.
  • the outer diameter side peripheral side
  • the rising speed is faster.
  • the exhaust valve 1 is located on the inner diameter side of the cylinder 3 so as to face the exhaust port 5.
  • the gap between the exhaust port 5 and the exhaust valve 1 opening toward the outer diameter side of the cylinder 3 is also a factor that increases the flow velocity on the outer diameter side of the cylinder 3 than on the inner diameter side.
  • the second fuel injection provided on the upper end side of the cylinder 110 with respect to the layer of the active gas p as shown in FIG. 5B.
  • Fuel gas is injected from the section 128.
  • the active gas p and the fuel gas are mixed to generate the premixed gas q, and the region of only the active gas p disappears as shown in FIG. 5C. Therefore, as shown in FIG. 5D, immediately before an explosion occurs in the combustion chamber 140, there is no region of only the active gas p in the combustion chamber 140, and the entire combustion chamber 140 is filled with fuel gas, which is efficient. A combustion action can be realized.
  • the amount of the active gas p that can be introduced from the scavenging port 122 there is a limit to the amount of the active gas p that can be introduced from the scavenging port 122, and the amount of fuel gas that can be burned with the active gas p is also limited. If the region of only the active gas p remains in the combustion chamber 7 as in the above comparative example, the active gas p in that region may be exhausted without sufficiently contributing to combustion. In the present embodiment, almost no active gas p region remains, and most of the active gas p contained in the combustion chamber 140 can contribute to combustion. Therefore, the amount of the active gas p contributing to combustion increases, and the output can be increased by increasing the amount of fuel gas that can be input.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of each control unit according to the crank angle in the first modification.
  • the exhaust control unit 154 includes the exhaust valve 120. Is closed (crank angle f in FIG. 6).
  • the fuel injection control unit 152 causes the second fuel injection unit 128 to start fuel gas injection.
  • the second fuel injection unit 128 has a cylinder more than the end 112a of the piston 112 when the exhaust valve 120 closes the exhaust port 116 so that fuel gas injection can be started after the exhaust valve 120 is closed. 110 is provided at a position near the upper end.
  • the arrangement of the second fuel injection unit 128 is the same as that in the first modification.
  • the second fuel injection unit 128 With the configuration in which the second fuel injection unit 128 is arranged in this way, after the exhaust valve 120 is closed, the injection of fuel gas from the second fuel injection unit 128 is started, so that the injection from at least the second fuel injection unit 128 is performed. Thus, it is possible to reliably avoid the blow-through exhausted from the exhaust valve 120 without burning the fuel gas.
  • the second fuel injection unit 128 is provided at a position closer to the upper end of the cylinder 110 than the end 112a of the piston 112 when the exhaust valve 120 closes the exhaust port 116.
  • the second fuel injection unit 128 is provided at a position closer to the lower end (one end) of the cylinder 110 than the end 112a of the piston 112 when the exhaust valve 120 closes the exhaust port 116.
  • description is abbreviate
  • 7A to 7F are schematic views showing the operation of the piston 112 in the second modification.
  • 7A to 7F show the position of the piston 112 at the timing corresponding to each of FIGS. 4A to 4F in the above-described embodiment.
  • the second fuel injection unit 128 is provided at a position closer to the lower end of the cylinder 110 than in the above-described embodiment and the first modification.
  • the second fuel injection unit 128 is closer to the lower end of the cylinder 110 than the position of the end 112a of the piston 112 when the exhaust valve 120 closes the exhaust port 116. It is provided in the position.
  • the fuel injection control unit 152 is at least after the fuel injection from the first fuel injection unit 126 is started, before the exhaust valve 120 is closed, and at the piston 112 with the second fuel injection unit. Before 128 is closed (during the transition from the state of FIG. 7D to the state of FIG. 7E), the fuel gas is injected from the second fuel injection unit 128.
  • the second fuel injection unit 128 is provided on the lower end side of the cylinder 110 from the position of the end 112a of the piston 112 when the exhaust valve 120 is closed, before the explosion action occurs in the combustion chamber 140.
  • the fuel gas is mixed only in the region of the active gas p to form the premixed gas q, and the combustion efficiency can be improved as a whole.
  • the fuel gas injected from the second fuel injection unit 128 is mixed in the region of only the active gas p on the lower end side of the cylinder 110. Therefore, it is possible to secure a sufficient time for the fuel gas to be mixed with the active gas p before the combustion chamber 140 explodes.
  • the number of the second fuel injection unit 128 may be one, or a plurality of the second fuel injection units 128 may be provided with different positions of the piston 112 in the stroke direction.
  • first fuel injection portions 126 openings 126a
  • first fuel injection portion for each scavenging port 122 is provided.
  • the number of 126 may be one or plural other than two.
  • the present invention is applicable to a uniflow scavenging two-cycle engine and a fuel injection method for a uniflow scavenging two-cycle engine that burns a premixed gas generated by injecting fuel gas into active gas sucked from a scavenging port. it can.

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Abstract

　このユニフロー掃気式２サイクルエンジン（１００）は、シリンダ（１１０）と、前記シリンダ内を摺動するピストン（１１２）と、前記シリンダの一端側に設けられ、前記ピストンの摺動動作に応じて前記シリンダ内に活性ガスを吸入する掃気ポート（１２２）と、前記掃気ポートに設けられ、この掃気ポートに吸入される前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第１燃料噴射部（１２６）と、前記掃気ポートよりも前記シリンダの他端寄りの位置に設けられ、前記掃気ポートから前記シリンダに吸入された前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第２燃料噴射部（１２８）と、を備える。

Description

ユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法
　本発明は、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射して生成される予混合気を燃焼させるユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法に関する。
　本願は、２０１３年１月２８日に日本に出願された特願２０１３－０１３５５９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば船舶の機関として用いられるユニフロー掃気式２サイクルエンジン（２ストロークエンジン）は、ピストンのストローク方向におけるシリンダの一端部に排気ポートが設けられ、ピストンのストローク方向におけるシリンダの他端部側に掃気ポートが設けられている。吸気（給気）工程において掃気ポートから燃焼室に活性ガスが吸入されると、燃焼作用によって生じた排気ガスが、吸入される活性ガスによって排気ポートから押し出されるようにして排気される。特許文献１に記載の構成においては、排気ポートの両側に配されたインジェクタが、吸入された活性ガスに燃料ガスを噴射して予混合気を生成する。生成された予混合気を圧縮することにより燃焼作用が得られ、この燃焼作用によって生じる爆発圧力によってピストンがシリンダ内で往復運動する。
　こうしたユニフロー掃気式２サイクルエンジンにおいては、燃料ガスと活性ガスの混合が不十分な場合、局所的に燃料ガスの濃度が高くなってしまい、過早着火や未燃ガスの排出といった問題が生じる場合がある。そこで、例えば、特許文献２に示されるように、燃料ガスを噴射するインジェクタを掃気ポート内に設け、活性ガスがシリンダ内に吸入される前に燃料ガスとの混合を開始することで、シリンダ内における燃料ガスと活性ガスの混合時間を確保する構成が提案されている。
日本国特開２０１２－１６７６６６号公報 日本国特開平１０－２９９５７８号公報
　しかしながら、上述した特許文献２の構成では、活性ガスおよび燃料ガスが掃気ポートから燃焼室に向かう過程で、シリンダの中心側に、外周側よりもガスの流速が遅い領域が形成される場合がある。そのため、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室内には、予混合気の薄い領域、すなわち、燃焼ガスの薄い領域が残ってしまい、燃焼室内において予混合気（燃焼ガス）が不均一となり、効率的な燃焼が為されない可能性がある。
　本発明は、このような課題に鑑み、燃焼室に予混合気（燃料ガス）を均一に供給して、効率的な燃焼を実現することが可能なユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の態様では、ユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、内部に燃焼室が形成されるシリンダと、前記シリンダ内を摺動するピストンと、前記ピストンのストローク方向における前記シリンダの一端側に設けられ、前記ピストンの摺動動作に応じて前記燃焼室に活性ガスを吸入する掃気ポートと、前記掃気ポートに設けられ、この掃気ポートに吸入される前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第１燃料噴射部と、前記ストローク方向において前記掃気ポートよりも前記シリンダの他端寄りの位置に設けられ、前記掃気ポートから前記シリンダに吸入された前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第２燃料噴射部と、を備える。
　本発明の第２の態様では、前記第１の態様のユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、前記ストローク方向における前記シリンダの他端側に設けられた排気ポートと、前記排気ポートを開閉する排気弁と、をさらに備える。また、前記第２燃料噴射部は、前記排気弁が前記排気ポートを閉じたときの前記ストローク方向における前記シリンダの他端に対向する前記ピストンの端部よりも、前記ストローク方向における前記シリンダの他端寄りの位置に設けられている。
　本発明の第３の態様では、前記第１の態様のユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、前記ストローク方向における前記シリンダの他端側に設けられた排気ポートと、前記排気ポートを開閉する排気弁と、をさらに備える。また、前記第２燃料噴射部は、前記排気弁が前記排気ポートを閉じたときの前記ストローク方向における前記シリンダの他端に対向する前記ピストンの端部よりも、前記ストローク方向における前記シリンダの一端寄りの位置に設けられている。
　本発明の第４の態様では、内部に燃焼室が形成されたシリンダ内におけるピストンの摺動時に、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射するユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法は、前記掃気ポートから前記シリンダ内に活性ガスが吸入される際に、この活性ガスに燃料ガスを噴射する第１噴射工程と、前記シリンダ内に吸入された後の前記活性ガスに、さらに燃料ガスを噴射する第２噴射工程と、を有する。
　本発明のユニフロー掃気式２サイクルエンジンによれば、燃焼室に予混合気（燃料ガス）を均一に供給して、効率的な燃焼を実現することが可能となる。
ユニフロー掃気式２サイクルエンジンの全体構成を示す説明図である。 掃気ポートの外観図である。 図２Ａの破線で囲まれた部分の拡大図である。 クランク角度に応じた各制御部の動作を示す説明図である。 ピストンの動作における第１の状態を示す概略図である。 ピストンの動作における第２の状態を示す概略図である。 ピストンの動作における第３の状態を示す概略図である。 ピストンの動作における第４の状態を示す概略図である。 ピストンの動作における第５の状態を示す概略図である。 ピストンの動作における第６の状態を示す概略図である。 シリンダ内における予混合気の流れの第１の状態を示す説明図である。 シリンダ内における予混合気の流れの第２の状態を示す説明図である。 シリンダ内における予混合気の流れの第３の状態を示す説明図である。 シリンダ内における予混合気の流れの第４の状態を示す説明図である。 比較例でのシリンダ内における予混合気の流れの第１の状態を示す説明図である。 比較例でのシリンダ内における予混合気の流れの第２の状態を示す説明図である。 比較例でのシリンダ内における予混合気の流れの第３の状態を示す説明図である。 第１変形例におけるクランク角度に応じた各制御部の動作を示す説明図である。 第２変形例におけるピストンの動作の第１の状態を示す概略図である。 第２変形例におけるピストンの動作の第２の状態を示す概略図である。 第２変形例におけるピストンの動作の第３の状態を示す概略図である。 第２変形例におけるピストンの動作の第４の状態を示す概略図である。 第２変形例におけるピストンの動作の第５の状態を示す概略図である。 第２変形例におけるピストンの動作の第６の状態を示す概略図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
　図１は、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の全体構成を示す説明図である。本実施形態のユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、例えば、船舶等に用いられる。具体的に、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、シリンダ１１０（シリンダヘッド１１０ａとシリンダブロック１１０ｂとを備える）と、ピストン１１２と、パイロット噴射弁１１４と、排気ポート１１６と、排気弁駆動装置１１８と、排気弁１２０と、掃気ポート１２２と、掃気室１２４と、第１燃料噴射部１２６と、第２燃料噴射部１２８と、ロータリエンコーダ１３０と、燃焼室１４０と、を含んで構成されている。２サイクルエンジン１００は、ガバナー１５０（調速機）、燃料噴射制御部１５２、排気制御部１５４等の制御部をさらに含み、この制御部によって制御される。
　ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００では、吸気（給気）、圧縮、燃焼、排気といった４つの連続する工程を通じて、不図示のクロスヘッドに連結されたピストン１１２がシリンダ１１０内を摺動可能に往復移動する。このようなクロスヘッド型のピストン１１２では、シリンダ１１０内でのストローク（行程）を比較的長く形成することができ、ピストン１１２に作用する側圧をクロスヘッドに受けさせることが可能なので、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の高出力化を図ることができる。さらに、シリンダ１１０と、クロスヘッドが収まる不図示のクランク室とが隔離されるので、低質燃料油を用いる場合においてもクランク室の汚損劣化を防止することができる。
　パイロット噴射弁１１４は、シリンダ１１０の上端側（ピストン１１２のストローク方向における他端側（他端部））である、ピストン１１２の上死点側の端部１１２ａより上方のシリンダヘッド１１０ａに設けられる。すなわち、パイロット噴射弁１１４は、シリンダヘッド１１０ａに設けられ、ピストン１１２が上死点に位置する際の端部１１２ａより上方に配置されている。端部１１２ａは、ピストン１１２において、シリンダ１１０の上端（他端）に対向するように配置されている。パイロット噴射弁１１４は、エンジンサイクルにおける所望の時点で適量の燃料油を燃焼室１４０内に噴射する。かかる燃料油は、シリンダヘッド１１０ａと、シリンダブロック１１０ｂにおけるシリンダライナと、ピストン１１２とに囲まれた燃焼室１４０の熱で自然着火し、僅かな時間で燃焼して、燃焼室１４０の温度を極めて高くする。燃料油の燃焼により燃料ガスを含む予混合気が着火されるので、この予混合気を所望のタイミングで確実に燃焼させることができる。
　排気ポート１１６は、シリンダ１１０の上端側、すなわち、ピストン１１２の上死点における端部１１２ａより上方のシリンダヘッド１１０ａに設けられた開口部である。排気ポート１１６は、シリンダ１１０内で生じた燃焼後の排気ガスを排気するために開閉される。排気弁駆動装置１１８は、所定のタイミングで排気弁１２０を上下に摺動させ、排気ポート１１６を開閉する。このようにして排気ポート１１６を介して排気された排気ガスは、例えば、不図示の過給機のタービン側に供給された後、外部に排気される。
　掃気ポート１２２は、シリンダ１１０の下端側（ピストン１１２のストローク方向における一端側（一端部））の内周面（シリンダブロック１１０ｂの内周面）から外周面まで貫通する孔であり、シリンダ１１０の全周囲に亘って、複数設けられている。すなわち、掃気ポート１２２は、シリンダ１１０の下端（一端）の近傍に設けられている。掃気ポート１２２は、ピストン１１２の摺動動作に応じてシリンダ１１０内に活性ガスを吸入する。かかる活性ガスは、酸素、オゾン等の酸化剤、または、それらの混合気（例えば空気）を含む。すなわち、本実施形態では活性ガスとして酸化剤ガスが使用される。掃気室１２４には、不図示の過給機のコンプレッサによって加圧された活性ガス（例えば空気）が封入されている。掃気室１２４とシリンダ１１０内の差圧をもって掃気室１２４から掃気ポート１２２を介してシリンダ１１０内へ活性ガスが吸入される。掃気室１２４の圧力は、ほぼ一定とすることができるが、掃気室１２４の圧力が変化する場合には、掃気ポート１２２等に圧力計を設け、その計測値に応じて燃料ガスの噴射量等、他のパラメータを制御してもよい。
　図２Ａは、掃気ポート１２２の外観図であり、図２Ｂには、図２Ａの破線で囲まれた部分の拡大図を示す。図２Ａ，２Ｂに示すように、掃気ポート１２２のうち、シリンダ１１０の外周面１１０ｃ側には、掃気室１２４から流入する活性ガスの流れを整流するためのテーパ１２２ａが形成されている。
　本実施形態の各掃気ポート１２２は、シリンダ１１０の中心軸方向に延びる長円状の孔として形成されている。複数の掃気ポート１２２は、シリンダ１１０の一周方向上に並んで配置されている。シリンダ１１０内に、周方向において均一に活性ガスを供給するため、隣り合う掃気ポート１２２の間隔は狭いことが好ましい。なお、各掃気ポート１２２の形状は、円形や矩形であってもよい。
　第１燃料噴射部１２６は、不図示の燃料噴射弁と連通する燃料噴射ポートとして構成され、掃気ポート１２２それぞれに設けられている。第１燃料噴射部１２６は、掃気ポート１２２を形成する内周面のうち、テーパ１２２ａよりもシリンダ１１０の内方側の壁部１２２ｂに開口する。すなわち、第１燃料噴射部１２６は、掃気ポート１２２の壁部１２２ｂに開口する開口部１２６ａを有する。
　本実施形態の第１燃料噴射部１２６は、壁部１２２ｂのうち、シリンダ１１０の中心軸方向に延びると共に互いに対向する一対の壁面における、一方の壁面に５つ設けられている。なお、第１燃料噴射部１２６が壁部１２２ｂの他の壁面に設けられていてもよい。
　第１燃料噴射部１２６に連通する燃料噴射弁は、図１に示すように、燃料噴射制御部１５２からの指令を受けて、例えば、ＬＮＧ（液化天然ガス）をガス化した燃料ガスを噴射する。すると、掃気ポート１２２に吸入される活性ガスに向けて、第１燃料噴射部１２６からこの燃料ガスが噴射される。
　第２燃料噴射部１２８は、燃料噴射弁１２８ａと連通する燃料噴射ポートとして構成され、シリンダ１１０のうち、掃気ポート１２２より上端側に、シリンダ１１０の全周囲に亘って複数設けられている。すなわち、第２燃料噴射部１２８は、シリンダブロック１１０ｂにおけるシリンダライナ（円筒部）に設けられ、ピストン１１２のストローク方向において掃気ポート１２２よりもシリンダ１１０の上端（他端）寄りの位置に設けられている。燃料噴射弁１２８ａは、燃料噴射制御部１５２からの指令を受けて、燃料ガスを噴射する。つまり、掃気ポート１２２からシリンダ１１０に吸入された活性ガスに、第１燃料噴射部１２６および第２燃料噴射部１２８から、順次、燃料ガスが噴射される。第２燃料噴射部１２８は、シリンダ１１０の中心部に向けて燃料ガスを噴射するように構成されることが好ましい。
　本実施形態において、第１燃料噴射部１２６および第２燃料噴射部１２８から噴射される燃料ガスは、ＬＮＧ（液化天然ガス）をガス化したものとするが、ＬＮＧに限らず、例えば、ＬＰＧ（液化石油ガス）、軽油、重油等をガス化したものを使用することもできる。なお、ガス化した燃料ガスとして、常温で気体となる燃料、液体燃料を蒸発気化させた燃料、液体燃料を微粒子化させた燃料等を用いてもよい。
　ロータリエンコーダ１３０は、不図示のクランク機構に設けられ、クランクの角度信号（以下、クランク角度信号と言う。）を検出する。
　ガバナー１５０は、上位の制御装置（図示せず）から入力されたエンジン出力指令値と、ロータリエンコーダ１３０からのクランク角度信号から判断されるエンジン回転数とに基づいて、燃料噴射量を導出し、これを示す情報を燃料噴射制御部１５２に出力する。
　燃料噴射制御部１５２は、ガバナー１５０から入力された燃料噴射量を示す情報と、ロータリエンコーダ１３０からのクランク角度信号に基づいて、第１燃料噴射部１２６に連通する燃料噴射弁、および、第２燃料噴射部１２８に連通する燃料噴射弁１２８ａを制御する。本実施形態の燃料噴射制御部１５２は、第１燃料噴射部１２６からの燃料ガスの噴射が終了した後に、第２燃料噴射部１２８からの燃料ガスの噴射を開始するように構成されている。
　排気制御部１５４は、燃料噴射制御部１５２からの燃料噴射量にかかる信号、および、ロータリエンコーダ１３０からのクランク角度信号に基づいて、排気弁駆動装置１１８に排気弁操作信号を出力する。
　以下、上述したユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００のエンジンサイクルにおける各制御部の動作について説明する。
　図３は、クランク角度に応じた各制御部の動作を示す説明図であり、図４Ａ～４Ｆは、ピストン１１２の動作を示す概略図である。燃焼工程後の排気工程の開始時点では、排気ポート１１６および掃気ポート１２２が燃焼室１４０に対して連通しておらず、燃焼室１４０（シリンダ１１０内）には排気ガスが充満している（図３に示すクランク角度ａ、図４Ａ参照）。
　燃焼室１４０の燃焼作用によって生じる爆発圧力により、ピストン１１２が下降し下死点に近づくと、排気制御部１５４は排気弁駆動装置１１８を通じて排気弁１２０を開弁する（図３に示すクランク角度ｂ、図４Ｂ参照）。その後、ピストン１１２の摺動動作に応じて掃気ポート１２２が開口する（図３に示すクランク角度ｃ、図４Ｃ参照）。すると、掃気ポート１２２からシリンダ１１０内に活性ガスが吸入される。
　このとき、燃焼室１４０（シリンダ１１０内）に充満した排気ガスの層は、掃気ポート１２２から流入した活性ガスの層によって、排気ポート１１６から押し出されていく。
　その後、ピストン１１２が下死点から上死点に向けて上昇する圧縮工程に移行する。燃料噴射制御部１５２は、ガバナー１５０から入力された燃料噴射量を示す情報や、ロータリエンコーダ１３０からのクランク角度信号によって導出されるエンジン回転数等に基づいて、第１燃料噴射部１２６に連通する燃料噴射弁を開弁する。こうして、第１燃料噴射部１２６の開口部１２６ａから掃気ポート１２２内に燃料ガスを噴射させる（第１噴射工程）。これにより、掃気ポート１２２に吸入される活性ガスに燃料ガスが噴射され、予混合気が生成される。
　上記の排気ガスの層および活性ガスの層よりもシリンダ１１０の下端側に、この予混合気の層が形成され、予混合気は、スワール（旋回流）を形成しながらシリンダ１１０内を上昇する。
　続いて、燃料噴射制御部１５２は、第１燃料噴射部１２６に連通する燃料噴射弁を閉弁し、第１燃料噴射部１２６から掃気ポート１２２内への燃料ガスの噴射が停止する。その後、掃気ポート１２２がピストン１１２によって閉口され、活性ガスの吸入が停止される（図３に示すクランク角度ｄ、図４Ｄ参照）。
　ピストン１１２（端部１１２ａ）が第２燃料噴射部１２８よりもシリンダ１１０の下端寄りに位置するうちに、燃料噴射制御部１５２は、第２燃料噴射部１２８に連通する燃料噴射弁１２８ａを開弁する。これにより、第２燃料噴射部１２８から、シリンダ１１０内における、掃気ポート１２２からシリンダ１１０に吸入された活性ガスに、燃料ガスが噴射される（図３におけるクランク角度ｅ、図４Ｅ参照、第２噴射工程）。
　続いて、燃料噴射制御部１５２は、第２燃料噴射部１２８に連通する燃料噴射弁１２８ａを閉弁し、第２燃料噴射部１２８からシリンダ１１０内への燃料ガスの噴射が停止する。
　ここまで、排気制御部１５４は、排気弁１２０を開弁状態に維持しており、ピストン１１２の上昇によって、引き続き、燃焼室１４０（シリンダ１１０内）の排気ガスは、排気ポート１１６から排出されている。その後、排気制御部１５４は、排気弁１２０を閉弁する（図３におけるクランク角度ｆ、図４Ｆ参照）。
　排気弁１２０が閉弁された状態でのピストン１１２の上昇により、予混合気は燃焼室１４０内で圧縮される。燃焼室１４０内で十分に圧縮された予混合気にパイロット噴射弁１１４から燃料油が噴射され、燃焼室１４０において予混合気が燃焼する。これにより、上記のとおりに、排気、吸気、圧縮、燃焼工程が繰り返される。
　なお、第２燃料噴射部１２８を設けずとも、掃気ポート１２２に設けられた第１燃料噴射部１２６による燃料ガスの供給によって、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００を稼動させることは可能である。しかし、シリンダ１１０内における予混合気（燃料ガス）の不均一さに起因する燃焼効率の低下において改善の余地がある。具体的に図５Ａ～５Ｇを用いて詳述する。
　図５Ａ～５Ｇは、シリンダ１１０内における予混合気ｑの流れを説明するための説明図である。図５Ａ～５Ｇでは、理解を容易とするため、シリンダヘッド１１０ａおよびシリンダブロック１１０ｂの構造を簡略的に一体化して示し、シリンダ１１０の上端側を抽出して示す。
　まず、図５Ｅ～５Ｇに示す比較例について説明する。図５Ｅに示すように、排気弁１が開いている間、排気ガス（図５Ｅ中、クロスハッチングで示す）が、掃気ポート２から流入した活性ガスｐによって、排気弁１から押し出される。
　また、活性ガスｐの層よりシリンダ３の下端側には、活性ガスｐに第１燃料噴射部４から噴射された燃料ガスが混合された予混合気ｑの層が形成されている。このとき、シリンダ３内の気体は、シリンダ３の壁面に近接する部位において、壁面との摩擦および気体の粘性の影響によってやや速度が低下するものの、一般に、シリンダ３の内径側（中心側）よりも外径側（周辺側）の方が、上昇速度が速い。
　これは、スワールｓの影響により、シリンダ３の外径側の流速が速められているためである。また、排気弁１は、排気ポート５に対向して、シリンダ３の内径側に位置している。これにより、排気ポート５と排気弁１の隙間がシリンダ３の外径側に向けて開口していることも、シリンダ３の外径側の流速を内径側よりも速める要因となっている。
　ピストン６が上死点に向かって上昇する際、図５Ｆに示すように、シリンダ３内においては、排気ガスの排出を終え活性ガスｐと予混合気ｑが残ったまま、図５Ｇに示す燃焼室７における爆発の直前の状態となる。しかし、上記のように予混合気ｑの流速に偏りがあることから、図５Ｇに示すように、シリンダ３の内径側に活性ガスｐのみの領域、または、予混合気ｑが含まれていたとしても、その濃度が薄い領域（以下、単に活性ガスｐのみの領域と称す）が残ってしまう。
　そこで、本実施形態においては、図５Ａにクロスハッチングで示す排気ガスが排出された後、図５Ｂに示すように、活性ガスｐの層に対し、シリンダ１１０の上端側に設けた第２燃料噴射部１２８から燃料ガスを噴射する。すると、活性ガスｐと燃料ガスが混合され予混合気ｑが生成されて、図５Ｃに示すように、活性ガスｐのみの領域がなくなる。そのため、図５Ｄに示すように、燃焼室１４０で爆発を生じさせる直前において、燃焼室１４０内に活性ガスｐのみの領域が残らず、燃焼室１４０の全体に燃料ガスが充填され、効率的な燃焼作用を実現することができる。
　なお、実験等により、ピストン１１２の上昇時のシリンダ１１０内において活性ガスｐが生じ易い領域（燃料ガスの濃度が低い領域）が確定できる場合は、その領域に向けて第２燃料噴射部１２８から燃料ガスを噴射するように構成してもよい。
　また、掃気ポート１２２から流入させることが可能な活性ガスｐの量には限界があり、その活性ガスｐで燃焼させることが可能な燃料ガスの量も限られる。上記の比較例のように、燃焼室７において活性ガスｐのみの領域が残ると、その領域の活性ガスｐは十分に燃焼に寄与することなく排出される可能性がある。本実施形態では、活性ガスｐのみの領域がほとんど残らず、燃焼室１４０に含まれるほとんどの活性ガスｐを燃焼に寄与させることができる。そのため、燃焼に寄与する活性ガスｐの量が増え、その分、投入可能な燃料ガスの量を増やして出力を高めることが可能となる。
（第１変形例）
　上述した実施形態では、排気弁１２０が閉じる前に第２燃料噴射部１２８から燃料ガスを噴射する場合について説明した。第１変形例においては、排気弁１２０を閉じた後に、第２燃料噴射部１２８から燃料ガスの噴射を開始する。なお、上述した実施形態と実質的に機能が等しい構成については、説明を省略する。
　図６は、第１変形例におけるクランク角度に応じた各制御部の動作を示す説明図である。図６に示すように、第１変形例においては、掃気ポート１２２が閉口され、活性ガスｐの吸入が停止された後に（図６に示すクランク角度ｄ）、排気制御部１５４は、排気弁１２０を閉弁する（図６におけるクランク角度ｆ）。
　排気弁１２０が閉じられた後、燃料噴射制御部１５２は、第２燃料噴射部１２８に燃料ガスの噴射を開始させる。
　なお、排気弁１２０が閉じられた後に燃料ガスの噴射を開始できるように、第２燃料噴射部１２８は、排気弁１２０が排気ポート１１６を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａよりも、シリンダ１１０の上端寄りの位置に設けられている。また、上述した実施形態においても、第２燃料噴射部１２８の配置は第１変形例と同様とする。
　このように第２燃料噴射部１２８を配する構成により、排気弁１２０が閉じられた後、第２燃料噴射部１２８から燃料ガスの噴射を開始することで、少なくとも第２燃料噴射部１２８から噴射された燃料ガスが燃焼しないまま排気弁１２０から排出される吹き抜けを確実に回避することが可能となる。
（第２変形例）
　上述した実施形態および第１変形例では、第２燃料噴射部１２８は、排気弁１２０が排気ポート１１６を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａよりも、シリンダ１１０の上端寄りの位置に設けられている場合について説明した。第２変形例においては、第２燃料噴射部１２８は、排気弁１２０が排気ポート１１６を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａよりも、シリンダ１１０の下端（一端）寄りの位置に設けられている。なお、上述した実施形態および第１変形例と実質的に機能が等しい構成については、説明を省略する。
　図７Ａ～７Ｆは、第２変形例におけるピストン１１２の動作を示す概略図である。図７Ａ～７Ｆは、上述した実施形態における図４Ａ～４Ｆのそれぞれに対応するタイミングのピストン１１２の位置を示す。
　図７Ａ～７Ｆに示すように、第２変形例においては、第２燃料噴射部１２８は、上述した実施形態および第１変形例よりもシリンダ１１０の下端寄りの位置に設けられている。
　具体的には、図７Ａ～７Ｆに示すように、排気弁１２０が排気ポート１１６を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａの位置よりも、第２燃料噴射部１２８が、シリンダ１１０の下端寄りの位置に設けられている。
　燃料噴射制御部１５２は、上述した実施形態と同様、少なくとも第１燃料噴射部１２６からの燃料噴射が開始した後であって、排気弁１２０が閉じる前、かつ、ピストン１１２で第２燃料噴射部１２８が閉塞される前（図７Ｄの状態から図７Ｅの状態に遷移する間）に、第２燃料噴射部１２８から燃料ガスを噴射させる。
　このように、排気弁１２０を閉じたときのピストン１１２の端部１１２ａの位置よりも、第２燃料噴射部１２８をシリンダ１１０の下端側に設けても、燃焼室１４０において爆発作用が生じる前に、活性ガスｐのみの領域に燃料ガスが混合されて予混合気ｑとなっており、全体として燃焼効率を向上することが可能となる。また、第２燃料噴射部１２８から噴射された燃料ガスは、シリンダ１１０の下端側において、活性ガスｐのみの領域に混ざる。そのため、燃焼室１４０において爆発するまでに、この燃料ガスが活性ガスｐと混合される時間を十分に確保することが可能となる。
　上述した実施形態および変形例においては、第２燃料噴射部１２８が、シリンダ１１０に、ピストン１１２のストローク方向の位置を同じくして、シリンダ１１０の全周囲に亘って複数設けられる場合について説明した。しかし、第２燃料噴射部１２８は、１つであってもよいし、ピストン１１２のストローク方向の位置を異ならせて複数、設けられてもよい。
　また、上述した実施形態および変形例においては、第１燃料噴射部１２６（開口部１２６ａ）が、掃気ポート１２２毎に５つ設けられる場合について説明したが、掃気ポート１２２毎の第１燃料噴射部１２６の数は、１つでもよいし、２つ以外の複数であってもよい。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態には限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定される。当業者であれば、請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。すなわち、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨を逸脱しない範囲において設計要求等に基づき、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。
　本発明は、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射して生成される予混合気を燃焼させるユニフロー掃気式２サイクルエンジンおよびユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法に利用することができる。
１００　ユニフロー掃気式２サイクルエンジン
１１０　シリンダ
１１２　ピストン
１１２ａ　端部
１１６　排気ポート
１２０　排気弁
１２２　掃気ポート
１２６　第１燃料噴射部
１２８　第２燃料噴射部
１４０　燃焼室
 

Claims (4)

  1. 　内部に燃焼室が形成されるシリンダと、
    　前記シリンダ内を摺動するピストンと、
    　前記ピストンのストローク方向における前記シリンダの一端側に設けられ、前記ピストンの摺動動作に応じて前記燃焼室に活性ガスを吸入する掃気ポートと、
    　前記掃気ポートに設けられ、該掃気ポートに吸入される前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第１燃料噴射部と、
    　前記ストローク方向において前記掃気ポートよりも前記シリンダの他端寄りの位置に設けられ、前記掃気ポートから前記シリンダに吸入された前記活性ガスに燃料ガスを噴射する第２燃料噴射部と、
    を備えるユニフロー掃気式２サイクルエンジン。
  2. 　前記ストローク方向における前記シリンダの他端側に設けられた排気ポートと、
    　前記排気ポートを開閉する排気弁と、
    をさらに備え、
    　前記第２燃料噴射部は、前記排気弁が前記排気ポートを閉じたときの前記ストローク方向における前記シリンダの他端に対向する前記ピストンの端部よりも、前記ストローク方向における前記シリンダの他端寄りの位置に設けられている請求項１に記載のユニフロー掃気式２サイクルエンジン。
  3. 　前記ストローク方向における前記シリンダの他端側に設けられた排気ポートと、
    　前記排気ポートを開閉する排気弁と、
    をさらに備え、
    　前記第２燃料噴射部は、前記排気弁が前記排気ポートを閉じたときの前記ストローク方向における前記シリンダの他端に対向する前記ピストンの端部よりも、前記ストローク方向における前記シリンダの一端寄りの位置に設けられている請求項１に記載のユニフロー掃気式２サイクルエンジン。
  4. 　内部に燃焼室が形成されたシリンダ内におけるピストンの摺動時に、掃気ポートから吸入される活性ガスに燃料ガスを噴射するユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法であって、
    　前記掃気ポートから前記シリンダ内に活性ガスが吸入される際に、該活性ガスに燃料ガスを噴射する第１噴射工程と、
    　前記シリンダ内に吸入された後の前記活性ガスに、さらに燃料ガスを噴射する第２噴射工程と、を有するユニフロー掃気式２サイクルエンジンの燃料噴射方法。
     
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