JPH0242124A - 掃気ポンプ付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、掃気ポンプを備えて強制給気する掃気ポンプ
付２サイクルエンジンに関し、詳しくは、各運転条件で
の掃気方法の変更に関する。

【従来の技術】

一般に２サイクルエンジンは、クランク軸の１回転で１
サイクルを終了するので、シリンダへの自吸作用ができ
ない。このなめ、例えばビス！−ン上昇時におけるクラ
ンク室に発生する負圧でクランクケース内に新気を導入
し、ピストン下降時のケース圧でその新気を掃気ポート
よりシリンダに導入し、同時に燃焼ガスを押出して排気
する方法が用いられている。また、負荷制御として掃気
系にスロットル弁を設け、この弁開度で掃気量を調整し
ている。 ところで、かかる方式によると低負荷時に掃気量が少な
いことで掃気が不充分になり、失火を生じて安定した運
転が不可能になる。また、運転条件に応じたトルク特性
を平滑に得がたくなる。クランクケース圧による掃気能
力には限界があるので、高負荷でのトルクも充分増大し
難い等の問題がある。 従って、掃気能力を増大して常に良好に掃気し、かつ掃
気の吹き抜けを低減することが望まれ、この点で掃気ポ
ンプにより掃気圧を上昇し、インジェクタにより燃料を
筒内に直接噴射して掃気吹き抜けを防ぐことが提案され
ている。 そこで従来、上記掃気ポンプ、インジェクタを備えた２
サイクルエンジンに関しては、例えば特開昭５７−２０
３８２１号公報の先行技術がある。 ここで、掃気ボンダをクランク軸と等速回転し、この掃
気ボンアにより掃気ポートを介してシリンダに新気を導
入する。また、燃焼室に噴射ノズルを収付けて、直接燃
料噴射することが示されている。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、上記先行技術の、掃気ポンプにより掃気する
構成では、一般的に掃気ポートのポートエリアは、低負
荷時と高負荷時との出力特性から設定されており、必然
的に高負荷時の特性を犠牲にして定められているため、
高負荷時の掃気量には限界があり、高出力が得られない
という問題がある。ここで、高負荷時の掃気量を増大す
るには掃気ポートのポートエリアを増すことが考えられ
るが、ポートエリアが増すと低負荷時の掃気効率。 燃焼の悪化を招く、従って、各運転条件でポートエリア
を変更制御することが望まれる。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、エンジン運転状態に応じて掃気
ポート数の変更制御により各負荷での掃気をｉ適に行う
ことが可能な掃気ポンプ付２サイクルエンジンを提供す
ることにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するなめ、本発明の２サイクルエン・ジ
ンは、２サイクルエンジン本体のシリンダの排気ポート
の左右に第１．第２の掃気ポートを有し、上記第１．第
２の掃気ポートを第１．第２の掃気管を介して掃気ポン
プに連通形成する構成において、上記シリンダの排気ポ
ートと反対側に少なくとも第３・の掃気ポートを開口し
て、上記第３の掃気ポートをリード弁を有する第３の掃
気管を介して上記掃気ポンプに連設し、上記リード弁の
上流側を、負荷に応じて開閉する制御弁を備えな上記掃
気ポンプをバイパスするバイパス通路に連通ずるもので
ある。

【作　　　用】

上記構成に基づき、高負荷時は、制御弁を略全閉して第
３の掃気ポートにも高い掃気圧を生じることで、第１．
第２および第３の掃気ポートにより掃気作用して掃気量
を充分確保する。また低負荷時には、制御弁を略全開し
て掃気ポンプがらの掃気の一部が第３の掃気管からバイ
パス通路を介して掃気ポンプの吸入側に戻すことで、第
１．第２の掃気７１テートにより効率よく掃気作用する
ようになる。そして低負荷時における掃気ポンプの駆動
力ら小さくてすむ。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、２サイクルエンジンの全体の構成につ
いて述べると、符号１は２サイクルエンジンの本体であ
り、シリンダ２にピストン３が往復動可能に挿入され、
クランク室４のクランク軸５には、これに対し爛心した
コンロッド６によりピストン３が連結し、クランク軸５
にはビスＩ・ン３の往復動慣性力を相殺するようにバラ
ンサ７が設けられる。燃焼室８の頂部には点火グラブ９
と筒内直接噴射式のインジェクタ１０とが取付けられて
いる。 シリンダ２にはピストン３によって所定のタイミングで
開閉される排気ポート１１が開口し、この排気ポート１
１と連通ずる排気管１２に触媒装置１３排気チャンバ１
４．マフラー１５が配設される。また、第２図のように
シリンダ２の排気ポート１１の位置から略９０度ずれた
左右の位置には、ピストン３によって所定のタイミング
で開閉するシュニーレ型の第１の掃気ポート１６．第２
の掃気ポート１６′が開口し、第１の掃気ポート１６．
第２の掃気ポート１６゛に掃気系が設けられる。 上記インジェクタ１０は２流体式であって、所定の燃料
を賄えた後に加圧空気で押圧し、燃料と空気とを混合し
た状態で直接噴射するものである。 そこで、インジェクタ１０の燃料通路２０がフィルタ２
１、燃料ポンプ２２を介して燃料タンク２３に連通し、
燃料通路２０の途中に調圧弁２４が設けられ、常に一定
の低い燃圧（上記加圧空気より若干高い圧力）を生じる
。また、インジェクタ１０の空気通路２５Ｇ；は調圧弁
２６．アキュムレータ２７．コンブ゛レッサ２８が連結
し、加圧空気を生しるようになっている。 そして、予め制御ユニット４５からの燃料パルスにより
所定の燃料をインジェクタ１０に貯え、排気ポート１１
の閉じた後に空気パルスで加圧空気を燃料に付与して噴
射する。 次いで、第１図と第２図において掃気系について述べる
と、シリンダ２において第１の掃気ポート１６．第２の
掃気ポート１６°と同じ高さ位置で排気ポート１１と反
対側に、第３の掃気ポート３０が開口する。また掃気ポ
ンプ３１が、吸入側をエアクリーナ３３に連通してエン
ジン本体１と各別に設置され、掃気ポンプ３１の吐出側
直後に第１．第２および第３の掃気管３４，３４°、３
５が分岐して、第１．第２および第３の掃気ポート１６
，１６°、３０に連通する。 掃気ポンプ３１の吸入側と第３の掃気管３５との間には
、制御弁３６を有するバイパス通路３７が連通し、第３
の掃気管３５には、制御弁３６の開度の増大による第３
の掃気管３５の掃気圧低下時にシリンダ２からの逆流を
防止するリード弁３８が設けである。 掃気ポンプ３１は、伝動手段３９によりクランク軸５に
連結し、エンジン動力により常にポンプ駆動する。アク
セルペダル４０は、リンク機構等の機械的な開度変更手
段４４を介してアクセル開度に対し制御弁３６の開度を
反比例的に開閉するように連結する。また、各運転条件
を定めるエンジン回転数Ｎ、アクセル開度φおよび冷却
水温度ＴＶＴを検出するエンジン回転数センサ４１．ア
クセル開度センサ４２および水温センサ４３を有し、各
センサ信号が制御ユニット４５に入力して処理され、制
御ユニット４５からインジェクタ１０に燃料パルス信号
、空気パルス信号を、点火プラグ９に点火信号を出力す
るようになっている。 ここで制御ユニット４５は、エンジン回転数Ｎ。 アクセル開度φおよび冷却水温度Ｔｗを入力し、運転状
態に応じた燃料噴射量Ｔｉを算出する燃料噴射量設定手
段４６を有し、この燃料噴射量Ｔｉは、パルス発生手段
４７に入力し、まず燃料噴射量Ｔｉに対応する燃料パル
スを駆動回路４８を介してインジェクタ１０に出力して
燃料を貯え、次に所定の空気パルスを出力して加圧空気
を燃料に付与して噴射を行う。 次いで、このように構成された２サイクルエンジンの作
用について述べる。 先ず、アクセル開度の小さい低負荷時には、制御弁３６
が略全開され、バイパス通路３７を連通ずる。 そこで、掃気ポンプ３１から第３の掃気管３５に吐出す
る新気はポンプ吸入側に戻るだけになり、こうして第３
の掃気管３５の掃気圧が小さくなり、ポンプ負荷を増大
することがない。 一方、掃気ポンプ３１は、他の第１．第２の掃気管３４
．３４’に所定の掃気圧を生じ、第１図のようにピスト
ン３が下死点付近に位置して排気ポート１１と共に第１
．第２．第３の掃気ポート１６，１６°、３０を開くと
、掃気圧により加圧された空気が第１゜第２の掃気ポー
ト１６，１６°からシリンダ３内部に流入する。この場
合、第３図ｆａ）のように第１．第２の掃気ポート１６
．１６’から流入する空気は、掃気量自体少ないが強い
縦スワールを生じることになり、この掃気流でシリンダ
２上部迄充分反転掃気して排気ポート１１から残留燃焼
ガスを押出す。 なお、このとき第３の掃気ポート３０の掃気圧か低いこ
とで、第３の掃気ポート３０の開口時にはガスが第３の
掃気ポート３０側に逆流するか、リード弁３８により阻
止される。 そして、上述のように効率よく掃気作用して排気ポート
１１および第１．第２．第３の掃気ポート１６、１ｆ３
’、３０が閉じた後も、縮スワールの掃気流がシリンダ
２内に充分残る。そこで、インジェクタ１０により噴射
された燃料はこの掃気流に乗り、点火プラグ９の付近が
濃い混合気になって、点火プラグ９の着火により良好に
成層燃焼するのである。 また高負荷時には、制御弁３６が略全閉してバイパス通
路３７を遮断する。そこで、掃気ポンプ３１から第１．
第２．第３の掃気ｇ３４．３４’、３５に高い掃気圧を
生じるようになり、上述の掃気時には第１゜第２．第３
の掃気ポート１６．１６’、３０から第３図（ｂ）のよ
うに加圧空気が流入する。この場合に、第１゜第２の掃
気ポート１６．１６’からの流れが全体の方向性に対し
支配的になって、上述と同様に縦スワールを生じて効率
よく掃気作用する。しかも、低負荷時に対し、リード弁
３８の開度が大きくなり掃気ポート面積が増大するので
掃気量は多くなり、高出力が得られる。 なお、第４図に示すようにシリンダ２に更に補助ポート
４８．４８’を、第３の掃気ポート３０側に設け、第３
の掃気管３５から分岐する掃気管４９，４９°で連通す
るように構成してもよい、この場合は、高負荷時に掃気
ポート数が増えるので掃気効率の向上を図ることができ
る。 本実施例では制御弁３６を機械的な手段でアクセル開度
に応じて開閉したが、これに代って制御ユニットでアク
セル開度センサ４２の信号に応じて可変制御できるのは
勿論である。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、掃気ポンプ付
２サイクルエンジンにおいて、負荷に応じて掃気ポート
数を変更制御し、低負荷での掃気効率を向上すると共に
高負荷時の掃気量を増すので、低負荷の燃焼２運転性等
と高負荷の出力アップを共に向上し得る。 さらに、低負荷では、掃気流量の一部がバイパスするの
で、掃気ポンプの負荷が軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の掃気ポンプ付２サイクルエンジ
ンの実施例を示す全体の構成図、第１図（ｂ）は要部の
平面図、 第２図は制御ユニットの機能ブロック図、第３図（ａ）
、　（ｂ）は各負荷の掃気状態を示す図、第４図は池の
実施例の平面図である。 １・・・２サイクルエンジン本体、２・・・シリンダ。 １１・・・排気ポート、１６・・・第１の掃気ポート、
１６°・・・第２の掃気ポート、３０・・・第３の掃気
ポート、３１・・・掃気ポンプ、３６・・・制御弁、３
７・・・バイパス通路、３８・・・リード弁 第３ 図 （ａ） （ｂ） 第２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２サイクルエンジン本体のシリンダの排気ポートの左右
   に第１、第２の掃気ポートを有し、上記第１、第２の掃
   気ポートを第１、第２の掃気管を介して掃気ポンプに連
   通形成する構成において、上記シリンダの排気ポートと
   反対側に少なくとも第３の掃気ポートを開口して、上記
   第３の掃気ポートをリード弁を有する第３の掃気管を介
   して上記掃気ポンプに連設し、 上記リード弁の上流側を、負荷に応じて開閉する制御弁
   を備えた上記掃気ポンプをバイパスするバイパス通路に
   連通することを特徴とする掃気ポンプ付２サイクルエン
   ジン。