JPH02241923A - ２サイクル内燃機関の燃焼室 - 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サイクル内燃機関の燃焼室に関する。

〔従来の技術〕

シュニューレ形２サイクル内燃機関において燃焼室の頂
部中央部にエアブラスト弁と点火栓を配置し、エアプラ
スト弁からピストン頂面に向けて燃料を圧縮空気と共に
噴射し、燃焼室内を上昇する新気によって燃料を点火検
問りに運ぶようにした２サイクル内燃機関が公知である
（特表昭６３−５００３２３号公報参照）。この２サイ
クル内燃機関では燃料噴射量の少ない機関低負荷運転時
には燃焼室内を上昇する新気により燃料をできるだけ点
火栓の周りに集めて燃焼室内を成層化し、機関高負荷運
転時には燃料をできるだけ燃焼室内全体に分散させるよ
うにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのように機関低負荷運転時に燃料を点火
栓の周りに集めると点火栓の電極にカーボンが付着し、
その結果点火栓がくすぶるという問題を生じる。

（課題を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために本発明によればシリンダヘ
ッドに給気弁と排気弁を設け、排気弁側の給気弁開口か
らの新気の流入を阻止することにより給気弁から流入し
たほぼ全新気を給気弁下方のシリンダ内壁面に沿って下
降せしめ、次いでピストン頂面に沿ってピストン頂面を
横切った後に排気弁下方のシリンダ内壁面に沿って上昇
させ、次いで排気弁の配置されているシリンダヘッド内
壁面部分に沿って給気弁の方へ進ませるようにした２サ
イクル内燃機関において、給気弁側のシリンダヘッド内
壁面周辺部に燃料噴射弁を配置し、燃料噴射弁からの噴
射燃料と上述のシリンダヘッド内壁面部分との間隙を上
述のシリンダヘッド内壁面部分に沿う新気が給気弁の方
へ進むように燃料噴射弁から上述のシリンダヘッド内壁
面部分のわずか下方に向けて燃料を噴射せしめるように
している。

〔作　用〕

新気流によって噴射燃料が燃焼室の中央部に向かわされ
るので機関低負荷運転時であっても燃焼室内は成層化さ
れず、斯くして点火栓がくすぶることがない。

〔実施例〕

第１図から第４図を参照すると、ｌはシリンダブロック
、２はシリンダブロック１内で往復動するピストン、３
はシリンダブロック１上に固定されたシリンダヘッド、
４はシリンダヘッド３の内壁面３ａとピストン２の頂面
間に形成された燃焼室を夫々示す。シリンダヘッド内壁
面３ａ上には凹溝５が形成され、この凹溝５の底壁面を
なすシリンダヘッド内壁面部分３ｂ上に一対の給気弁６
が配置される。一方、凹溝５を除くシリンダヘッド内壁
面部分３Ｃはほぼ平坦をなし、このシリンダヘッド内壁
面部分３Ｃ上に一対の排気弁７が配置される。シリンダ
ヘッド内壁面部分３ｂとシリンダヘッド内壁面部分３Ｃ
は凹溝５の周壁８を介して互いに接続されている。この
凹溝周壁８は給気弁６の周縁部に沿って円弧状に延びる
一対のマスク壁８ａと、給気弁６間に位置する新気ガイ
ド壁８ａと、シリンダヘッド内壁面３ａの周縁部と給気
弁６間に位置する一対の新気ガイド壁８ｃとにより構成
される。各マスク壁８ａは第１図において破線で示す最
大リフト位置にある給気弁６よりも下方まで燃焼室４に
向けて延びており、従って排気弁７側に位置する給気弁
６周縁部と弁座９間の開口は給気弁６の開弁期間全体に
亙ってマスク壁８ａにより閉鎖されることになる。また
、−対の新気ガイド壁８Ｃはほぼ同一平面内に位置して
おり、更に新気ガイド壁８ｂ、８ｃは再給気弁６の中心
を結ぶ線に対してほぼ平行に延びている。

また、第１図から第４図に示す実施例では一対の新気ガ
イド壁８Ｃがシリンダヘッド内壁面３ａの底壁面まで延
びている。即ち、シリンダヘッド内壁面３ａの底壁面は
燃焼室４内に向けてＵ字状に突出する一対の底壁面部分
３ｄを有し、各新気ガイド壁８ｃはシリンダヘッド内壁
面部分３ｂからこの底壁面部分３ｄまで延びている。従
って新気ガイド壁８ｃの高さはマスク壁８ａの高さより
も高くなっている。一方、新気ガイド壁８ｃ側に位置す
るマスク壁８ａは底壁面部分３ｄまで延びる延長部８ｄ
を有し、この延長部８ｄも新気ガイド壁を形成する。第
３図かられかるようにこの新気ガイド壁８ｄは湾曲しっ
つ新気ガイド壁８ｃまで延びており、新気ガイド壁８ｄ
の高さは新気ガイド壁８ｃに近づくに従って高くなる。

一方、第１図および第２図に示されるように新気ガイド
壁８ｃと反対側には既燃ガスガイド壁８ｅが形成される
。この既燃ガスガイド壁８ｅはシリンダヘッド内壁面部
分３ｃから底壁面部分３ｄまで延びる湾曲面からなる。

第２図に示されるように点火栓１０はシリンダヘッド内
壁面３ａの中心に位置するようにシリンダヘッド内壁面
３ｃ上に配置されている。また、排気弁７に対しては排
気弁７と弁座１１間の開口を覆うマスク壁が設けられて
おらず、従って排気弁７が開弁すると排気弁７と弁座１
１間に形成される開口はその全体が燃焼室４内に開口す
ることになる。

シリンダヘッド３内には給気弁６に対して給気ボート１
２が形成され、排気弁７に対して排気ポート１３が形成
される。また、一対の給気弁６下方のシリンダヘッド内
壁面部分８ｂの周辺部には燃料を圧縮空気と共に噴射す
るエアブラスト弁１４が配置される。このエアブラスト
弁１４はその先端にノズル口１５を形成したほぼまっす
ぐに延びる圧縮空気通路１６と、圧縮空気通路１６内を
延びてノズル口１５の開閉制御を行う開閉弁１７と、開
閉弁１７を駆動するためのアクチュエータ１８と、圧縮
空気通路１６から分岐された圧縮空気通路１９と、圧縮
空気通路１９内に燃料を噴射する燃料噴射弁２０とを具
備する。圧縮空気通路１９は機関駆動のエアポンプ２１
に接続され、従って圧縮空気通路１６　、１９は圧縮空
気によって満たされている。

第５図は給気弁６および排気弁７の開弁期間およびエア
ブラスト弁１４の開弁期間を示している。

第５図に示すように給気弁６よりも排気弁７が先に開弁
じ、給気弁６よりも排気弁７が先に閉弁する。また、燃
料噴射弁２０からは燃料が圧縮空気通路１９内に向けて
下死点前に噴射される。次いで下死点を過ぎて排気弁７
が閉弁する前後で開閉弁１７、即ちエアブラスト弁１４
が開弁せしめられる。このとき燃料が圧縮空気と共に燃
焼室４内に噴射される。

ピストン２が下降して排気弁７が開弁すると燃焼室４内
の高圧既燃ガスが排気ボート１３内に急激に流出し、燃
焼室４内の圧力は急激に低下する。

次いで給気弁６が開弁すると給気ボート１２から燃焼室
４内に新気が流入するが給気弁６の開口に対してマスク
壁８ａが設けられているためにほぼ全新気がマスク壁８
ａと反対側の給気弁６の開口部から燃焼室４内に流入す
る。次いでこの新気は矢印Ｓで示すように給気弁６下方
のシリンダ内壁面に沿って下降し、次いでピストン２の
頂面に沿ってピストン２の頂面を横切り、次いで排気弁
７下方のシリンダ内壁面に沿って上昇する。この間、こ
の新気流Ｓによって燃焼室４内の既燃ガスが徐々に追い
出される。下死点を過ぎて排気弁７のリフト量が小さく
なると排気弁７下流のシリンダ内壁面に沿って上昇する
新気流は排気弁７が配置されてりるシリンダヘッド内壁
面部分３Ｃに沿って給気弁６の方向に向かう。従って燃
焼室４内にはシリンダ軸線に対し直角をなす軸線周りの
新気による旋回流が発生し、この旋回する新気流の中央
部、即ち燃焼室４内の中央部に高温の既燃ガスが集まる
。次いでエアブラスト弁１４のノズル口１５から燃料が
圧縮空気と共に噴射される。

ところで第６図に示すようにエアブラスト弁１４のノズ
ル口１５はノズル口１５の噴射軸線Ｋがシリンダヘッド
内壁面部分３Ｃとほぼ平行になるように配置される。ま
た、エアブラスト弁１４からの燃料噴霧は第６図におい
て破線で示すように成る広がり角を有し、エアブラスト
弁１４のノズル口１５は燃料噴霧の上線が排気弁７周り
のシリンダヘッド内壁面部分３Ｃにかからないように配
置される。従ってエアブラスト弁１４のノズル口１５か
ら燃料が圧縮空気と共に噴射せしめられると第６図のＦ
で示されるように燃料噴霧がシリンダヘッド内壁面部分
３ｃに沿って流れる新気流Ｓによって下方に、即ち燃焼
室４内の中央部の方へ曲げられ、従って燃料噴霧とシリ
ンダヘッド内壁面部分３ｃとの間隙を新気流Ｓが給気弁
６の方へ進む形となる。従って燃料噴霧は燃焼室４の中
央部に集まっている高温の既燃ガスと接触混合せしめら
れ、高温の既燃ガスによって燃料の気化が促進される。

その結果、燃料が容易に着火せしめられ、着火後に良好
な燃焼が行われる。また、このように新気流Ｓによって
燃料噴霧Ｆが下方へ曲げられるためにエアブラスト弁１
４の開弁開始時期を排気弁７が閉弁する前に早めても燃
料が排気ボート１３内に吹き抜けることがない。

第１図および第６図に示すような２サイクル内燃機関に
おいて噴射燃料がマスク壁８ａに付着したり、或いはシ
リンダヘッド内壁面３ａに付着すると点火栓１０の周り
には濃混合気が形成される。

このような濃混合気は着火には適しているが燃焼すると
点火栓１０の電極に多量のカーボンが付着し二点大検１
０がくすぶるという問題を生ずる。

このことは点火栓ｌＯの周りに濃混合気を形成すべく燃
焼室４内を成層化した場合も同様である。

ところが第１図および第６図に示す実施例では燃料噴霧
が燃焼室４の中央部の方へ曲げられるので燃焼室４内に
は均一な混合気が形成され、斯くして点火栓１０がくす
ぶるという問題は生じない。

また、点火栓１０周りに濃混合気を形成しなくとも燃料
は高温の既燃ガスにより加熱されて十分に気化するので
良好な着火が得られる。

また、第４図に示されるようにエアブラスト弁１４のノ
ズル口１５周りのシリンダヘッド内壁面部分２２は平坦
面から形成されている。ノズル口１５の近くに壁を形成
するとコアンダ効果により燃料噴霧が片寄り、その結果
燃料噴霧が燃焼室４の内壁面に付着するという問題を生
ずる。このような問題が生じないように上述した如くノ
ズル口１５周りのシリンダヘッド内壁面部分２２は平坦
面から形成されている。

また、エアブラスト弁１４の代りに種々の方法で燃料を
噴射するいかなる形式の燃料噴射弁も使用できることは
云うまでもない。

なお、燃焼室４の中央部に燃料噴霧を形成するにはノズ
ル口１５を燃焼室４の中央部に向ければよいのであるが
ノズル口１５を燃焼室４の中央部に向けるとエアブラス
ト弁１５を一層立てなければならないので搭載上の問題
が生じる。ところが第１図および第６図に示す実施例で
はエアブラスト弁１４をかなりねかせて配置することが
できるのでエアブラスト弁１４を容易にシリンダヘッド
３に取付けることができる。

〔発明の効果〕

点火栓のくすぶりを発生させることなく混合気を容易に
着火せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２サイクル内燃機関の側面断面図、第２図はシ
リンダヘッド内壁面を示す図、第３図は第１図の矢印■
に沿ってみた図解的に示す斜視図、第４図は第１図の矢
印■に沿ってみた図解的に示す斜視図、第５図は給排気
弁およびエアブラスト弁の開弁期間等を示す線図、第６
図は燃料噴射時を示す側面断面図である。 ３・・・シリンダヘッド、　４・・・燃焼室、６・・・
給気弁、　　　　　　７・・・排気弁、８ａ・・・マス
ク壁、 ８ｂ、８ｃ、８ｄ・・・新気ガイド壁、１２・・・給気
ポート、　　　１４・・・エアブラスト弁、１５・・・
ノズル口。 第２図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリンダヘッドに給気弁と排気弁を設け、排気弁側の
   給気弁開口からの新気の流入を阻止することにより給気
   弁から流入したほぼ全新気を給気弁下方のシリンダ内壁
   面に沿って下降せしめ、次いでピストン頂面に沿ってピ
   ストン頂面を横切った後に排気弁下方のシリンダ内壁面
   に沿って上昇させ、次いで排気弁の配置されているシリ
   ンダヘッド内壁面部分に沿って給気弁の方へ進ませるよ
   うにした２サイクル内燃機関において、給気弁側のシリ
   ンダヘッド内壁面周辺部に燃料噴射弁を配置し、該燃料
   噴射弁からの噴射燃料と上記シリンダヘッド内壁面部分
   との間隙を該シリンダヘッド内壁面部分に沿う新気が給
   気弁の方へ進むように該燃料噴射弁から上記シリンダヘ
   ッド内壁面部分のわずか下方に向けて燃料を噴射せしめ
   るようにした２サイクル内燃機関の燃焼室。