JPH02238112A - ２サイクルエンジン - 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サイクルエンジンに関するものである。

（従来の技術） 一つの気筒について、４サイクルエンジンはクランクシ
ャフト２回転につき１回の燃焼が起るのに対し、２サイ
クルエンジンではクランクシャフト１回転につき１回の
燃焼が起るので、２サイクルエンジンの爆発サイクルは
４サイクルエンジンの２倍となる。そのため出力は大き
いが発生熱量も多く、過熱や、金属疲労が発生しやすい
問題があり、長時間高速度連続運転には不適当である。

他方２サイクルエンジンは吸気弁や排気弁装置を必要と
しないので機構的な複雑さがなく、本来は高速運転に向
いているが、逆に低速になると排気ガスの逆流による脈
動の影響が強くなり、排気ガス比率が上昇して出力が低
下する傾向があり、このタイプのエンジンの欠点となっ
ている。

（技術的課題） 前記の発熱の問題に対しては、放熱フィンやラジエータ
の大型化、風を如何に効率良く気筒回りに導《か等の方
法しか対策がない。また後者の低速運転時の問題につい
ても、リードバルブなどの逆上弁を設ける程度で、やは
り限界がある。

本発明は前記の点を解決することを目的とし、吸入口か
ら燃焼室に入り排気口から出る気体の流れを定常的に発
生させ、それによってエンジンの出力を高め、さらにエ
ンジン本体を冷却するとともに、低速運転時の安定性を
高める２サイクルエンジンを提供するものであ′る。

（技術的手段） 前記の目的は、複数の気筒を有し、混合気がクランクケ
ース内を経て吸入口より各気筒内に導入され、前記ピス
トンの圧縮行程に於て交互的に燃焼が繰返される２サイ
クルエンジンであって、各気筒の排気系管に排気断面積
を絞ることにより排気ガス流を加速し、かつ加速流に生
じた負圧によって気体を吸引する加速吸引器を設け、各
気筒の加速吸引器の吸引部と各気筒の次に燃焼する気筒
の排気系管との間に、次の燃焼順の気筒の排気ガスを吸
引するための吸引路を夫々接続した構成によって達する
ことができる。

（実施例） 以下図面を参照して説明すると、例示した２サイクルエ
ンジン１０は２個め気筒１、２を有する。

ｌ１、１２は各気筒内を往復動ずるピストン、１３、１
４はコネクティングロッドで、クランクケース３に設け
られたクランクシャフト４とピストン１１，　１２とを
連接している。２１、２２はキヤブレーク、２３、２４
はクランクケース内と各気筒内とを連絡した混合気吸入
口、２５、２６は燃焼ガスを気筒外へ排出する排気口、
２７はウォータジャケット、２８はラジエー夕を示す。

３１，　３２は各排気口２５、２６に接続された排気系
管、３３、３４は各排気系管に設けられたマフラ、３５
、３６は各マフラの下流に設けられる加速吸引器で、夫
々加速部と吸引部から成り、一方の加速吸引器３５の吸
引部３７と他方の排気系管３２、そして他方の加速吸引
器３６の吸引部３８と一方の排気系管３１、との間は夫
々吸引路４１、４２で連絡されている。この吸引路は或
る気筒の燃焼後それによって生じた負圧により、次の燃
焼順の気筒から排気ガスを吸引するものであるから、ｎ
気筒の場合１−２、２→３、・・・ｎ−１−ｏｎ，ｎ→
１となるように接続される。

前記吸引路４ｌ、４２は排気口２５、２６から余り遠過
ぎない位置で各排気系管３１、３２に接続され、この吸
引作用によって排気口２５、２６の気体は常時排出方向
へ吸引されるようになる。

加速吸引器の具体的構成は第２図に例示されており、マ
フラと一体化された構造を有する。同図に於て、５０は
マフラ６０とその下流に接続された加速吸引器７０の全
体を覆うケーシング、５１は排気系管３１、３２への接
続部、５２は吸引路４１，　４２への接続部を示す。

６１はマフラ前段に配置ざれ、排気ガス流を最初予備的
に加速する有孔絞り管、６２は有孔絞り管６ｌの下流側
端部に接続された有孔スロート管、６３は有孔絞り管６
１から有孔スロート６２の回りを囲む有孔テーパ管、で
ありこれら各管６１〜６３はいずれも排気ガス流を通過
させる小孔６４、６５、６６を多数有する。各小孔６４
〜６６の孔径は任意に選択できかつ大きさを変えること
ができる。６７は同様に多数の小孔６８を有する中心管
で、前記テーバ管６３の下流側端部に接続されており、
その外周とケーシング間には適度の密度で断熱材、消音
材兼用の充填材６９が充填されている。

加速吸引器７０は、前記中心管６７の後端に於て排気断
面積を絞った加速絞り管７ｌと、その後端に接続され、
絞り径を維持したスロート７２及び膨張室７３とを有し
、消音部とは隔壁７４によって隔離されている。スロー
ト７２の後端の膨張室７３は拡大テーバ管状に形成され
、複数の吸引口７５が開口しており、加速絞り管７ｌと
スロート７２及び膨張室７３から成る加速部７６の周囲
の吸引部７７と吸引口７５で通じている。該加速部７６
は排気ガス流の流速が該部分の音速を超える段階まで絞
られている。

吸引部７７は前述の接続部５２で吸引路４１、４２に接
続されるが、例示のものは吸引路４ｌ、４２との間に小
マフラ７８を介在させており、小マフラ７８は中心部に
縦通された有孔吸引管７９を有し、有孔吸引管７９の入
口には小テーパ管８１とその小径部に一体化された長ス
ロート８２とから成る予備加速器８０を有する。８３、
８４、８５はそれらに形成された小孔を示す。８６は前
記と同様の充填材を示す。また８７は大小マフラの隔板
、８８は前記膨張室７３に接続された大径のテイルチュ
ーブを示す。このテイルチューブ８８は、次の爆発順の
気筒からの排気ガス流が吸引口７５より吸引、排出され
る部分であり、かつまた膨張室７３よりも下流に抵抗を
設けるのは好まし《ないので、十分大きな口径を持って
いる。

（作用） 以上の構成に於て、エンジンを始動すると、潤滑油混合
の燃料が吸入口２３、２４より各気筒内に流入し、点火
順に爆発して排気ガスが排気口２５、２６より排気系管
３１、３２へ排出される。

ここで排気ガス流は長い排気系管の通過と、マフラ３３
、３４に於て消音作用を受ける間に減速されるが、加速
部７６を通過することにより著しく加速され、その流速
は燃焼により排気口２５、２６を出たときと同程度にま
で回復し“、排気ガスは音速を超える流れ即ち高速気流
となる。その結果、膨張室７３内は著しい負圧を生じ、
吸引路４１、４２より吸引口７５へ向う高速負圧流が定
常的に形成され、このため気筒１、２には常に吸入口２
３、２４より排気口２５、２６へ向う速い流れが形成さ
れる。

このような状況下で混合気は、キャブレータ２ｌ、２２
から前記負圧の影響下にクランクケース３内へ吸引され
ると同時に膨張するのでクランクケース内は常に低温で
ある。さらに混合気は、各吸入口２３、２４より気筒１
、２内へ入り、ピストン１１、１２と点火により爆発燃
焼を経て排気口２５、２６から強制的に排出されるが、
この流れは前記のように速い流れなので、吸排気効率が
著しく高まっている．クランクケース内流入時の膨張に
伴なう温度低下は非常に顕著で、実験では６０℃を越え
ることはなかった。

常時排気ガス及び混合気が一方向へ吸引されているため
、従来の２サイクルエンジンではリード弁を設けても不
可能であった排気の逆流がなくなり、その結果従来は２
割若しくはそれ以上の排気ガス量が燃焼室内へ逆流した
ために、燃焼による出力もそれを限度に頭打ちとなった
のに対し、本発明の２サイクルエンジンでは、　１００
％近く新鮮な混合気が充填されるため、それだけ出力の
向上が図られることとなった。しかも本発明のエンジン
では排気側の強制吸引によりリード弁を不要にすること
ができる。これは実験で既に確かめられている。

加速吸引器が排気系管に設けられたため、排気ガス流は
常時回転数に応じた排気圧力を伴なうが、それによって
排気圧力に対抗する反作用がピストン側に発生するため
、低速回転時のトルクが向上し安定した運転状態が得ら
れるようになる。本発明の２サイクルエンジンに改造し
た自動２輪車と、在来型エンジン搭載の自動２輪車につ
いて比較試験を行なったところ次の結果を得た。これに
よれば本発明の２サイクルエンジンは出力、冷却性のい
ずれをとっても比較車とは比べものにならない性能を発
揮するものであることが解る。なお、負荷７とは全負荷
９の内の７の段階のことでテスター上で設定され、路上
走行では概ね通常以上のブレーキを負荷を駆動輪にかけ
た場合に相当する。

（効果） 本発明は以上の如く構成されており、かつ作用するもの
であるから、クランクケースより気筒へ流入する混合気
と、燃焼後気筒から排出される排気ガスに排出方向へ向
う定常的な流れが形成され、低速運転時には於ては安定
した回転が得られるとともに、高速運転時には排気ガス
及び排気熱の逆流がなく、円滑な吸排気特性により非常
に高い出力が得られ、かつまたクランクケース内への混
合気流人時に於る膨張によりクランクケース全体が冷却
されるため、これに設けられた気筒からも随時燃焼によ
る発熱が奪われ、エンジンがオーバーヒートに到るおそ
れは全《解消される。

従って、２サイクルエンジンの課題であった高速連続運
転の困難や熱だれ、金属疲労の問題は本発明によって解
決され、また運転試験で確認されたように、従来の２サ
イクルエンジンに必要なりード弁は不要になった。

従来の２サイクルエンジンにはエキゾーストチューブに
断面積を拡大した膨張管を設け、排気圧力を低下させて
排気ガスの逆流防止を図るものがあったが、その構造で
は低速度域では効果が見られるものの、中速度域以上に
なると排気ガス及び排気熱の逆流に全く効果がなくなり
、逆流の影響は最大リード弁付近にまで達するので、到
達出力の限界も低かったが、本発明によれば高速気流に
より常時一方向へ向う流れが形成されているので膨張管
を設けなくても排気ガス逆流は殆んど起らず、出力の向
上と、低速回転時のトルク向上及びオーバーヒートの防
止など顕著な効果が得られた。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明に係る２サイクルエンジンの実施例を示す
もので、第１図は断面説明図、第２図は加速吸引器の実
施例を示す縦断面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の気筒を有し、混合気がクランクケース内を
   経て吸入口より各気筒内に導入され、前記ピストンの圧
   縮行程に於て交互的に燃焼が繰返される２サイクルエン
   ジンであって、各気筒の排気系管に排気断面積を絞るこ
   とにより排気ガス流を加速し、かつ加速流に生じた負圧
   によって気体を吸引する加速吸引器を設け、各気筒の加
   速吸引器の吸引部と各気筒の次に燃焼する気筒の排気系
   管との間に、次の燃焼順の気筒の排気ガスを吸引するた
   めの吸引路を夫々接続したことを特徴とする２サイクル
   エンジン。
2. （２）加速吸引器の加速部は、排気ガス流の通過速度が
   その部分の音速を超える段階まで絞られた断面積のスロ
   ートを有する請求項第１項記載の２サイクルエンジン。
3. （３）加速吸引器はマフラを含む排気ガス流に対する抵
   抗の下流に設けられている請求項第１項又は第２項記載
   の２サイクルエンジン。
4. （４）加速吸引器は、加速部がマフラの直後に設けられ
   、構造上マフラと一体化されている請求項第１項記載の
   ２サイクルエンジン。