JPH0249921A - Two-cycle internal combustion engine - Google Patents

Two-cycle internal combustion engine

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JPH0249921A
JPH0249921A JP5634289A JP5634289A JPH0249921A JP H0249921 A JPH0249921 A JP H0249921A JP 5634289 A JP5634289 A JP 5634289A JP 5634289 A JP5634289 A JP 5634289A JP H0249921 A JPH0249921 A JP H0249921A
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JP
Japan
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air supply
valve
exhaust
air
wall surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP5634289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yujiro Yasuda
雄志郎 安田
Norihiko Nakamura
徳彦 中村
Toshio Tanahashi
敏雄 棚橋
Toyoichi Umehana
豊一 梅花
Takao Tate
隆雄 館
Hiroshi Noguchi
博史 野口
Tatsuo Kobayashi
辰夫 小林
Hiroaki Nihei
裕昭 仁平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP5634289A priority Critical patent/JPH0249921A/en
Publication of JPH0249921A publication Critical patent/JPH0249921A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress generation of NOx by furnishing two air supply passages coupled with a combustion chamber via respective air supply valves, forming a mask wall along that peripheral part of each air supply valve on its exhaust valve side, and by arranging an air supply control valve closing at low load on No.2 air supply passage. CONSTITUTION:No.1, No.2 air supply valves 6a, 6b are arranged on an inner wall surface portion 3b constituting a bottom wall surface of a groove 5, which is provided on the inner wall surface 3a of a cylinder head 3, and No.1, No.2 exhaust valves 7a, 7b are arranged in an approx. flat inner wall surface portion 3c except the mentioned groove 5. These wall surface portions 3b, 3c are connected together via the surrounding wall 9 of this groove 5, but this surrounding wall 9 is positioned very close to the peripheries of the abovementioned air supply valves 6a, 6b, being composed of a pair of mask walls 9a stretching in the form of a circular arc along their perimeters and also new air guide walls 9b, 9c. An air supply control valve, not illustrated, closed when the engine bears a low load is interposed on No.2 air supply passage in communication with No.2 air supply port 12b.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2サイクル内燃機関に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a two-stroke internal combustion engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第1の給気弁を介して燃焼室内に連結された第1の給気
通路と、第2の給気弁を介して燃焼室内に連結された第
2の給気通路とを具備し、第2給気通路内に機関低負荷
運転時に閉弁する給気制御弁を配置した2サイクル内燃
機関が公知である(特開昭61−291427号公報参
照)。この2サイクル内燃機関では排気弁が開弁じてブ
ローダウンが生じた後に燃焼室内に逆流する既燃ガスに
よって燃焼室内にシリンダ軸線回りの旋回流が発生せし
められる。このような旋回流が発生せしめられるとピス
トンが下降するにつれて既燃ガスも旋回しつつ下降せし
められる。次いで給気弁が開弁し、給気弁のほぼ全周か
ら新気が燃焼室内に供給される。このように給気弁のほ
ぼ全周から新気が流入するために新気の流入速度は遅く
、従って新気が旋回している既燃ガスを撹拌することな
く既燃ガスの上方領域に集まるので燃焼室内は成層化さ
れることになる。その結果、点火枠周りには新気が存在
するので良好な着火を得ることができる。
The first air supply passage includes a first air supply passage connected to the combustion chamber via the first air supply valve, and a second air supply passage connected to the combustion chamber via the second air supply valve. A two-stroke internal combustion engine is known in which an air supply control valve that closes during low-load engine operation is disposed in two air supply passages (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-291427). In this two-stroke internal combustion engine, after the exhaust valve is opened and blowdown occurs, the burned gas flowing back into the combustion chamber generates a swirling flow around the cylinder axis within the combustion chamber. When such a swirling flow is generated, as the piston descends, the burned gas also swirls and descends. Next, the intake valve opens, and fresh air is supplied into the combustion chamber from almost the entire circumference of the intake valve. In this way, the fresh air flows in from almost the entire circumference of the intake valve, so the inflow speed of the fresh air is slow, and therefore the fresh air collects in the area above the burnt gas without stirring the swirling burnt gas. Therefore, the inside of the combustion chamber becomes stratified. As a result, since fresh air exists around the ignition frame, good ignition can be achieved.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところがこのように燃焼室内を成層化すると高温の既燃
ガスと低温の新気との境界面に存在する新気中の燃料成
分が高温の既燃ガスによって加熱されるためにこの境界
面の燃料が自己着火するという問題を生ずる。また、既
燃ガスには旋回流が与えられているために若干の熱がシ
リンダ内壁面に逃げるがその熱量はさほど多くなく、従
って新気が着火せしめられると燃焼温度がかなり高くな
るために多量のNOXが発生するという問題がある。ま
た、既燃ガスと新気とが分離されていると既燃ガスが燃
焼速度を低下させる内部EGRの作用を果さず、従って
燃焼速度が速くなるために燃焼圧が上昇して燃焼温度が
かなり高くなり、従ってこの点からも多量のNOXが発
生するという問題がある。
However, when the combustion chamber is stratified in this way, the fuel component in the fresh air that exists at the interface between the high-temperature burnt gas and the low-temperature fresh air is heated by the high-temperature burnt gas, so the fuel at this interface This results in the problem of self-ignition. Also, since the burnt gas is given a swirling flow, some heat escapes to the cylinder inner wall surface, but the amount of heat is not very large. Therefore, when fresh air is ignited, the combustion temperature becomes quite high and a large amount There is a problem that NOx is generated. In addition, if the burnt gas and fresh air are separated, the burnt gas will not perform the internal EGR effect that reduces the combustion rate, and therefore the combustion rate will increase, causing the combustion pressure to rise and the combustion temperature to decrease. Therefore, there is a problem in that a large amount of NOx is generated from this point as well.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記問題点を解決するために本発明によれば第1の給気
弁を介して燃焼室内に連結された第1の給気通路と、第
2の給気弁を介して燃焼室内に連結された第2の給気通
路とを具備し、排気弁側に位置する各給気弁周縁部と弁
座間の開口を閉鎖するマスク壁を設け、第2給気通路内
に機関低負荷運転時に閉弁する給気制御弁を配置してい
る。
In order to solve the above problems, according to the present invention, the first air supply passage is connected to the combustion chamber through the first air supply valve, and the first air supply passage is connected to the combustion chamber through the second air supply valve. A mask wall is provided in the second air supply passage to close the opening between the valve seat and the peripheral edge of each air supply valve located on the exhaust valve side, and a mask wall is provided in the second air supply passage to close the opening between the valve seat and the peripheral edge of each air supply valve located on the exhaust valve side. A supply air control valve is installed.

〔作 用〕[For production]

機関低負荷運転時に給気制御弁を閉弁することより第1
給気通路内を流れる新気の流速が速められる。また、マ
スク壁によって給気弁の開口の一部が閉鎖されるために
給気弁から流入する新気の流速が更に速くなり、しかも
この新気はピストン頂面まで達するので新気と既燃ガス
とが機関低負荷運転時であっても十分に混合せしめられ
、新気によって既燃ガスに強力な乱れが与えられるため
にシリンダ内壁面に逃げる熱量が増大する。従って燃焼
温度が下がり、既燃ガスが内部EGRガスとして有効に
作用する。
The first step is to close the air supply control valve during low engine load operation.
The flow rate of fresh air flowing through the air supply passage is increased. In addition, because a portion of the opening of the air intake valve is closed by the mask wall, the flow rate of fresh air flowing in from the air intake valve becomes even faster, and since this fresh air reaches the top of the piston, it is separated from the burned air. Even when the engine is operating at low load, the burnt gas is sufficiently mixed with the burnt gas, and the fresh air provides strong turbulence to the burned gas, increasing the amount of heat escaping to the cylinder inner wall surface. Therefore, the combustion temperature decreases, and the burned gas effectively acts as internal EGR gas.

〔実施例〕〔Example〕

第1図および第2図を参照すると、1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に第1の給気弁6
aおよび第2の給気弁6bからなる一対の給気弁が配置
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上に第1の排気弁7aおよび第2の排気弁7bから
なる一対の排気弁が配置される。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9を介して互いに接続されている。この凹溝周壁9は
各給気弁6a・6bの周縁部に極めて近接配置されかつ
各給気弁6a、5bの周縁部に沿って円弧状に延びる一
対のマスクQ9 aと、給気弁5a。
Referring to FIGS. 1 and 2, 1 is a cylinder block, 2 is a piston that reciprocates within the cylinder block 1,
Reference numeral 3 indicates a cylinder head fixed on the cylinder block 1, and reference numeral 4 indicates a combustion chamber formed between the inner wall surface 3a of the cylinder head 3 and the top surface of the piston 2. A groove 5 is formed on the inner wall surface 3a of the cylinder head, and a first intake valve 6 is formed on the inner wall surface portion 3b of the cylinder head forming the bottom wall surface of the groove 5.
A pair of air supply valves consisting of a second air supply valve 6b and a second air supply valve 6b are arranged. On the other hand, the cylinder head inner wall surface portion 3c excluding the groove 5 is substantially flat, and a pair of exhaust valves consisting of a first exhaust valve 7a and a second exhaust valve 7b are arranged on this cylinder head inner wall surface portion 3C. Ru. The cylinder head inner wall surface portion 3b and the cylinder head inner wall surface portion 3c are connected to each other via the peripheral wall 9 of the groove 5. This concave groove peripheral wall 9 includes a pair of masks Q9a arranged very close to the peripheral edges of each of the air supply valves 6a and 6b and extending in an arc shape along the peripheral edges of each of the air supply valves 6a and 5b, and a pair of masks Q9a that are arranged in close proximity to the peripheral edges of each of the air supply valves 6a and 5b, .

6b間に位置する新気ガイド壁9bと、シリンダヘッド
内壁面3aの周壁と各給気弁6a、6b間に位置する一
対の新気ガイド壁9cとにより構成される。各マスク壁
9aは最大リフト位置にある給気弁6a、6b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7a
・7b側に位置する各給気弁6a、6b周縁部と弁座1
0間の開口は給気弁6a、6bの開弁期間全体に亙って
マスク壁9aにより閉鎖されることになる。また、各新
気ガイド壁9b、9cはほぼ同一平面内に位置しており
、更にこれらの新気ガイド壁9b。
6b, and a pair of fresh air guide walls 9c located between the peripheral wall of the cylinder head inner wall surface 3a and each intake valve 6a, 6b. Each mask wall 9a extends toward the combustion chamber 4 below the intake valves 6a, 6b at their maximum lift position, and therefore
・Each air supply valve 6a, 6b periphery and valve seat 1 located on the 7b side
The opening between 0 and 0 is closed by the mask wall 9a throughout the opening period of the air supply valves 6a and 6b. Further, each fresh air guide wall 9b, 9c is located in substantially the same plane, and furthermore, these fresh air guide walls 9b.

9Cは両給気弁(3a、6bの中心を結ぶ線に対してほ
ぼ平行に延びている。点火栓11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部
分3Cに配置されている。
9C extends approximately parallel to a line connecting the centers of both intake valves (3a and 6b).The ignition plug 11 is arranged on the cylinder head inner wall surface 3C so as to be located at the center of the cylinder head inner wall surface 3a. ing.

シリンダヘッド3内には第1の給気ポート12aと第2
の給気ボー)12bからなる一対の給気ボートと、第1
の排気ポート13aと第2排気ボート13bからなる一
対の排気ポートとが形成される。
Inside the cylinder head 3 there is a first air supply port 12a and a second air supply port 12a.
a pair of air supply boats consisting of the first air supply boat) 12b;
A pair of exhaust ports consisting of the exhaust port 13a and the second exhaust boat 13b are formed.

第2排気ポー)13bは第1給気ボート12aと整列配
置されかつ第1給気ボート12aと反対側に延びている
。一方、第1排気ポー)13aは第2給気ボー)12b
と整列配置されかつ第2給気ポート12bと反対側に延
びている。また、第1給気ボート12aと第2排気ポー
)13aは燃焼室4の同一周辺方向に向けて燃焼室4内
に接線状に連結されており、第2給気ポート12bと第
2排気ポート13bはこれとは逆方向の燃焼室4の同一
周辺方向に向けて燃焼室4内に接線状に連結されている
The second exhaust port 13b is aligned with the first air supply boat 12a and extends on the opposite side from the first air supply boat 12a. On the other hand, the first exhaust port) 13a is the second air supply port) 12b.
and extends on the opposite side from the second air supply port 12b. Further, the first air supply port 12a and the second exhaust port 13a are tangentially connected in the combustion chamber 4 toward the same peripheral direction of the combustion chamber 4, and the second air supply port 12b and the second exhaust port 13b is tangentially connected within the combustion chamber 4 toward the same peripheral direction of the combustion chamber 4 in the opposite direction.

第3図に示されるように各気筒の第1給気ポート12a
は独立した給気枝管14aを介してサージタンク15に
接続され、各気筒の第2給気ポート12bは独立した給
気枝管14.bを介してサージタンク15に接続される
。各給気枝管14b内には機関低負荷運転時に閉弁し殴
関高負荷運転時に開弁する給気制御弁16が配置される
。サージタンク15は機関駆動の機械式過給機17およ
び図示しないスロットル弁を介してエアクリーナに接続
される。
As shown in FIG. 3, the first intake port 12a of each cylinder
are connected to the surge tank 15 via independent air supply branch pipes 14a, and the second air supply ports 12b of each cylinder are connected to the independent air supply branch pipes 14. It is connected to the surge tank 15 via b. An air supply control valve 16 is disposed within each air supply branch pipe 14b, which closes during low engine load operation and opens during high engine load operation. The surge tank 15 is connected to an air cleaner via an engine-driven mechanical supercharger 17 and a throttle valve (not shown).

再び第1図および第2図を参照するとシリンダヘッド3
には燃料を圧縮空気と共に噴出するエアブラスト弁20
が取付けられる。このエアブラスト弁20はその先端部
にノズル口21を形成した圧縮空気通路22と、ノズル
口21の開閉制御をする弁体23と、弁体23を駆動す
るためのアクチュエータ24と、圧縮空気通路22から
分岐された圧縮空気通路25と、圧縮空気通路25内に
向けて燃料を噴射する燃料噴射弁26からなる。
Referring again to FIGS. 1 and 2, the cylinder head 3
There is an air blast valve 20 that blows out fuel together with compressed air.
is installed. This air blast valve 20 includes a compressed air passage 22 having a nozzle opening 21 formed at its tip, a valve element 23 for controlling the opening and closing of the nozzle opening 21, an actuator 24 for driving the valve element 23, and a compressed air passage. It consists of a compressed air passage 25 branched from 22 and a fuel injection valve 26 that injects fuel into the compressed air passage 25.

圧縮空気通路25は機関駆動のエアポンプ27の吐出口
に連結されており、従って圧縮空気路2225内は圧縮
空気によって満たされている。
The compressed air passage 25 is connected to a discharge port of an engine-driven air pump 27, so the compressed air passage 2225 is filled with compressed air.

第4図は給気弁6a・6bおよび排気弁7a。FIG. 4 shows the air supply valves 6a and 6b and the exhaust valve 7a.

7bの開弁期間を示している。第4図に示されるように
給気弁6a、6bよりも排気弁7a、7bが先に開弁し
、給気弁6a、5bよりも排気弁7a、7bが先に閉弁
する。また、燃料噴射弁26からは下死点前に圧縮空気
通路25内に向けて燃料が噴射される。次いで下死点後
排気弁?a。
7b shows the valve opening period. As shown in FIG. 4, the exhaust valves 7a and 7b open before the intake valves 6a and 6b, and the exhaust valves 7a and 7b close before the intake valves 6a and 5b. Further, fuel is injected from the fuel injection valve 26 into the compressed air passage 25 before the bottom dead center. Next is the exhaust valve after bottom dead center? a.

7bが閉弁する前後で開閉弁23、即ちエアブラスト弁
20が開弁せしめられる。このとき燃料が圧縮空気と共
にノズル口21から燃焼室4内に噴射される。
Before and after the valve 7b closes, the on-off valve 23, that is, the air blast valve 20, is opened. At this time, fuel is injected into the combustion chamber 4 from the nozzle port 21 together with compressed air.

前述したように機関低負荷運転時には給気制御弁16が
閉弁せしめられる。従ってこのときには給気弁6a・6
bが開弁すると給気枝管14aおよび第1給気ポー)1
2aを介して第1給気弁6aのみから新気が供給される
。このように機関低負荷運転時には第1給気ポート12
aのみから新′気が供給されるので新気は第1給気ポー
ト12a内を高速度で流れる。一方、給気弁5a、5b
が開弁すると第1給気ポート12aから燃焼室4内に新
気が流入するが給気弁6aの開口に対してマスク壁9a
が設けられているために新気はマスク壁9aと反対側の
給気弁6aの開口部から燃焼室4内に流入する。次いで
この新気は第5図において矢印Sで示されるようにピス
トン2の頂面で向きを変えて排気弁?a、7bに向かう
。その結果、この掃気流によって燃焼室4内の既燃ガス
が排気ボート13a、13b内に押し出され、斯くして
ループ掃気が行われることになる。このように機関低負
荷運転時には第1給気ポート12aのみから新気が供給
されしかも給気弁6aの開口のかなりの部分がマスク”
l 9 aによって閉鎖されているために給気弁6aの
開口から燃焼室4内への新気の流入速度が速くなり、斯
くして掃気流S+:)燃焼室4内を高速で流れることに
なる。更に第1図および第2図に示す実施例では円弧状
に延びるマスク壁9aの長さが比較的長く、給気弁6a
とその弁座10間に形成される開口のうちで排気弁7b
側に位置するほぼ1/3の開口がマスク壁9aにより閉
鎖され、排気弁7aと反対側に位置するほぼ2/3の開
口から新気が供給される。更にこの実施例では給気弁6
aから流入した新気は新気ガイド壁9b9Cにシリンダ
内壁面に沿って下方に向かうように案内される。従って
この実施例では給気弁6aが開弁じたときには大部分の
新気がシリンダ内壁面に沿ってピストン2の頂面に向か
い、斯くして良好なループ掃気が行われることになる。
As described above, the air supply control valve 16 is closed when the engine is operating at low load. Therefore, at this time, the air supply valves 6a, 6
b opens, the air supply branch pipe 14a and the first air supply port) 1
Fresh air is supplied only from the first air supply valve 6a via 2a. In this way, when the engine is operating at low load, the first air supply port 12
Since fresh air is supplied only from the first air supply port 12a, the fresh air flows at a high speed within the first air supply port 12a. On the other hand, air supply valves 5a and 5b
When the valve opens, fresh air flows into the combustion chamber 4 from the first air supply port 12a, but the mask wall 9a
, fresh air flows into the combustion chamber 4 from the opening of the air supply valve 6a on the opposite side to the mask wall 9a. Next, this fresh air changes direction at the top surface of the piston 2 as shown by the arrow S in FIG. 5 and reaches the exhaust valve. Head to a, 7b. As a result, the burnt gas in the combustion chamber 4 is pushed out into the exhaust boats 13a, 13b by this scavenging airflow, thus performing loop scavenging. In this way, when the engine is operating at low load, fresh air is supplied only from the first air supply port 12a, and a considerable portion of the opening of the air supply valve 6a is masked.
Since the intake valve 6a is closed by l 9 a, the inflow speed of fresh air into the combustion chamber 4 from the opening of the intake valve 6a becomes faster, thus causing a scavenging air flow S+:) to flow inside the combustion chamber 4 at high speed. Become. Furthermore, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the length of the mask wall 9a extending in an arc shape is relatively long, and the air supply valve 6a is
Among the openings formed between the valve seat 10 and the exhaust valve 7b,
Approximately 1/3 of the openings located on the sides are closed by the mask wall 9a, and fresh air is supplied from approximately 2/3 of the openings located on the opposite side to the exhaust valve 7a. Furthermore, in this embodiment, the air supply valve 6
The fresh air flowing in from a is guided downward along the inner wall surface of the cylinder by the fresh air guide wall 9b9C. Therefore, in this embodiment, when the air supply valve 6a is opened, most of the fresh air flows along the inner wall surface of the cylinder toward the top surface of the piston 2, thus achieving good loop scavenging.

このように機関低負荷運転時には掃気流Sが高速で燃焼
室4内を流れるので燃焼室4内の高温残留ガスと低温の
新気とが十分に混合せしめられ、斯くして残留ガス温が
低下せしめられる。また、新気によって残留ガスに強力
な乱れが与えられるためにシリンダ内壁面に逃げる残留
ガス熱が増大し、斯くして残留ガス温は更に低くなる。
In this way, when the engine is operating at low load, the scavenging air flow S flows through the combustion chamber 4 at a high speed, so that the high temperature residual gas in the combustion chamber 4 and the low temperature fresh air are sufficiently mixed, and thus the residual gas temperature decreases. I am forced to do it. Furthermore, since the residual gas is strongly disturbed by fresh air, the heat of the residual gas escaping to the cylinder inner wall surface increases, and thus the residual gas temperature becomes even lower.

このように残留ガス温が低下するために燃焼温度が低下
し、しかも残留ガスが内部EGRの作用を果すのでNO
Xの発生が抑制されることになる。
Since the residual gas temperature decreases in this way, the combustion temperature decreases, and since the residual gas acts as an internal EGR, NO
The generation of X will be suppressed.

一方、機関高負荷運転時には給気制御弁16が開弁せし
めれ、従ってこのときには双方の給気ポーH2a 、1
2bから新気が給気される。一方、排気弁7a=7bに
対してはマスク壁が設けられていないので排気弁7a、
7bが開弁すると燃焼室4内の既燃ガスはすみやかに排
気ポート13a13bに排出され、即ち強力なブローダ
ウンが生じ、燃焼室4内の圧力はただぢに低下する。従
って給気ポー)12a、12bから流入する新気による
強力なループ掃気によって良好な掃気が行われるために
機関高出力が得られることになる。
On the other hand, during high-load engine operation, the air supply control valve 16 is opened, so that at this time both air supply ports H2a, 1
Fresh air is supplied from 2b. On the other hand, since no mask wall is provided for the exhaust valves 7a and 7b, the exhaust valves 7a and
When the valve 7b opens, the burnt gas in the combustion chamber 4 is immediately discharged to the exhaust port 13a13b, that is, a strong blowdown occurs, and the pressure in the combustion chamber 4 is immediately reduced. Therefore, good scavenging is performed by strong loop scavenging using fresh air flowing in from the air supply ports 12a and 12b, resulting in high engine output.

第6図に別の実施例を示す。この実施例では各気筒の給
気枝管14a内にサージタンク15から燃焼室4内に向
けてのみ流通可能なリード弁からなる逆止弁30が配置
される。第4図に示されるようにピストン2が下死点を
過ぎて上昇を開始するとまず初めに排気弁7a、7bが
閉弁し、次いで給気弁5a、5bが閉弁する。従って排
気弁?a。
Another embodiment is shown in FIG. In this embodiment, a check valve 30 made of a reed valve that allows flow only from the surge tank 15 into the combustion chamber 4 is arranged in the air supply branch pipe 14a of each cylinder. As shown in FIG. 4, when the piston 2 passes the bottom dead center and begins to rise, the exhaust valves 7a and 7b close first, and then the air supply valves 5a and 5b close. So the exhaust valve? a.

7bが閉弁した後給気弁5a、5bが閉弁するまでの間
に燃焼室4内で圧縮された新気が給気弁6a、6bを介
して各給気ボート12a、12b内に押し出される。そ
の結果、給気弁6a、6bが閉弁した直後は各給気ポー
)6a、6b内の圧力は一時的に高くなる。機関低負荷
運転時には吸気制御弁16が閉弁せしめられるが若干の
漏れが存在するために第2給気ボート12b内の圧力は
早い時期に低下してしまう。これに対して逆止弁30は
第1給気ポート12aからサージタンク10に向がう新
気流を完全に遮断するために第1給気ボート12a内は
高圧に維持される。従って次に給気弁6a、6bが開弁
したときにはまず初めに第1給気ボート12a内に蓄積
された高圧の新気が高速度で燃焼室4内に噴出するので
この新気によって残留ガスに強力な乱れが与えられ、同
時に新気と残留ガスとが強力に混合せしめられる。その
結果、燃焼温度は更に低下し、斯くしてNOxの発生を
更に抑制することができる。
Fresh air compressed in the combustion chamber 4 is pushed out into each air supply boat 12a, 12b via the air supply valve 6a, 6b after the air supply valve 7b closes until the air supply valve 5a, 5b closes. It will be done. As a result, immediately after the air supply valves 6a, 6b close, the pressure within each air supply port 6a, 6b becomes temporarily high. When the engine is operating at low load, the intake control valve 16 is closed, but since there is some leakage, the pressure inside the second air supply boat 12b drops quickly. On the other hand, the check valve 30 completely blocks the flow of fresh air from the first air supply port 12a toward the surge tank 10, so that the inside of the first air supply boat 12a is maintained at a high pressure. Therefore, when the intake valves 6a and 6b open next time, the high-pressure fresh air accumulated in the first air intake boat 12a is injected into the combustion chamber 4 at high speed, and this fresh air causes residual gas to be removed. A strong turbulence is applied to the air, and at the same time, fresh air and residual gas are strongly mixed. As a result, the combustion temperature is further reduced, and thus the generation of NOx can be further suppressed.

第7図および第8図に排気ポート13aから燃焼室4内
への排気ガスの逆流を利用して更に新気と残留ガスとの
混合を促進するようにした実施例を示す。この実施例で
は第2給気ポー)12b内に機関低負荷運転時に閉弁し
機関高負荷運転時に開弁する給気制御40が配置され、
第2排気ポート13b内には機関低負荷運転時に閉弁し
機関高負荷運転時に開弁する排気制御弁41が配置され
る。
FIGS. 7 and 8 show an embodiment in which the backflow of exhaust gas from the exhaust port 13a into the combustion chamber 4 is utilized to further promote mixing of fresh air and residual gas. In this embodiment, an air supply control 40 is arranged in the second air supply port 12b, which closes during low engine load operation and opens during high engine load operation.
An exhaust control valve 41 is disposed within the second exhaust port 13b, which closes during low engine load operation and opens during high engine load operation.

また、第1給気ボート12a内には燃料噴射弁42が配
置され、この燃料噴射弁42から燃料が第1給気ポー)
12aの給気弁6aの背面上に向けて噴射される。その
他の構造については第1図および第2図に示す実施例と
同じであるので説明を省略する。
Further, a fuel injection valve 42 is arranged in the first air supply boat 12a, and fuel is supplied from the fuel injection valve 42 to the first air supply port).
The air is injected onto the back surface of the air supply valve 6a of the air supply valve 12a. The rest of the structure is the same as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, so the explanation will be omitted.

第9図は給気弁5a、6bおよび排気弁7a7bの弁リ
フトおよび排気ボート13a内の圧力変化を示している
。排気制御弁41が開弁じているときは排気ポー)13
b内の圧力も第9図に示すように変化する。即ち、ピス
トン2が下降して排気弁7a、7bが開弁すると燃焼室
4内の高圧の既燃ガスが排気ポー)13aに、排気制御
弁41が開弁じているときには排気ポー)13a=13
bに排出される。その結果、第9図に示されるように排
気ボート13a、13b内の圧力は一時的に正圧となる
FIG. 9 shows the valve lifts of the intake valves 5a, 6b and the exhaust valves 7a7b and the pressure changes in the exhaust boat 13a. When the exhaust control valve 41 is open, the exhaust port) 13
The pressure inside b also changes as shown in FIG. That is, when the piston 2 descends and the exhaust valves 7a and 7b open, the high-pressure burnt gas in the combustion chamber 4 flows into the exhaust port 13a, and when the exhaust control valve 41 is open, the exhaust port 13a=13.
b. As a result, the pressure inside the exhaust boats 13a, 13b temporarily becomes positive pressure, as shown in FIG.

この正圧は排気ポー)13a、13b内を下流に向けて
伝播して各気筒の排気通路の合流部において反射し、今
度は負圧となって排気ポー)13a、13b内に再び戻
ってくる。従って第9図に示すように正圧が発生すると
それに続いて負圧が発生する。
This positive pressure propagates downstream in the exhaust ports 13a and 13b, is reflected at the confluence of the exhaust passages of each cylinder, and then returns to the exhaust ports 13a and 13b as negative pressure. . Therefore, as shown in FIG. 9, when positive pressure is generated, negative pressure is subsequently generated.

次いでこの負圧は再び排気ポー)13a、13b内を下
流に向けて伝播して各気筒の排気通路の合流部において
反射し、今度は正圧となって排気ポート13a、13b
内に再び戻ってくる。このように排気弁7a・7bが開
弁すると第9図に示される如く排気ポー)43a 、1
3b内には正圧と負圧が交互に発生し、排気脈動を生ず
る。
Next, this negative pressure propagates downstream again within the exhaust ports 13a and 13b and is reflected at the confluence of the exhaust passages of each cylinder, and this time becomes positive pressure and flows through the exhaust ports 13a and 13b.
Come back inside. When the exhaust valves 7a and 7b are opened in this way, the exhaust ports 43a, 1 are opened as shown in FIG.
Positive pressure and negative pressure are alternately generated in 3b, causing exhaust pulsation.

機関低負荷運転時には前述したように給気制御弁40お
よび排気制御弁41は共に閉弁している。
When the engine is operating at low load, both the air supply control valve 40 and the exhaust control valve 41 are closed, as described above.

従って排気弁?a、7bが開弁すると燃焼室4内の既燃
ガスは第1排気ボー)13a内に排出され、燃焼室4内
の圧力が急速に低下する。次いで排気脈動により第1排
気ポート13a内の圧力が正圧になると今度は第1排気
ポート13a内の排気ガスが燃焼室4内に逆流し、第8
図および第10図においてXで示すように燃焼室4内に
旋回流を発生せしめる。次いで給気弁6a、 6bが開
弁すると第10図の矢印Sで示すように第1給気ポート
12aのみから新気が高速度で燃焼室4内に流入する。
So the exhaust valve? When valves a and 7b open, the burnt gas in the combustion chamber 4 is discharged into the first exhaust bow 13a, and the pressure in the combustion chamber 4 rapidly decreases. Next, when the pressure in the first exhaust port 13a becomes positive due to exhaust pulsation, the exhaust gas in the first exhaust port 13a flows back into the combustion chamber 4, and the exhaust gas in the first exhaust port 13a flows back into the combustion chamber 4.
A swirling flow is generated in the combustion chamber 4 as indicated by X in the figure and FIG. 10. Next, when the intake valves 6a and 6b open, fresh air flows into the combustion chamber 4 at a high speed only from the first intake port 12a, as shown by arrow S in FIG.

従ってこの実施例では機関低負荷運転時に逆流した排気
ガスにより旋回流Xが発生せしめられ、更に掃気流Sが
高速で燃焼室4内を流れるので残留ガスと新気との混合
が更に促進される。また残留ガスは旋回せしめられかつ
新気によって乱れが与えられるためにシリンダ内壁面に
逃げる熱量が増大し、斯くして残留ガス温は更に低下す
る。その結果、燃焼温度が一層低下し、NOXの発生が
大l]に抑制されることになる。なお、この実施例にお
いても各排気弁7a、7bに対してマスク壁が設けられ
ていないので機関高負荷運転時のように燃焼圧が高いと
きであっても排気弁7a、7bが開弁するや否や既燃ガ
スが排気ポーH3a、13b内に流出する。従って掃気
効率が向上するために機関高出力が得られることになる
Therefore, in this embodiment, the swirling flow X is generated by the exhaust gas flowing backward during low-load engine operation, and the scavenging flow S flows at high speed in the combustion chamber 4, further promoting the mixing of residual gas and fresh air. . Furthermore, since the residual gas is swirled and turbulent by the fresh air, the amount of heat escaping to the inner wall surface of the cylinder increases, and the temperature of the residual gas further decreases. As a result, the combustion temperature is further reduced, and the generation of NOx is greatly suppressed. Also in this embodiment, since no mask wall is provided for each exhaust valve 7a, 7b, the exhaust valves 7a, 7b open even when the combustion pressure is high, such as during high engine load operation. The burnt gas immediately flows out into the exhaust port H3a, 13b. Therefore, the scavenging efficiency is improved, resulting in higher engine output.

第11図および第12図に更に別の実施例を示す。この
実施例では第1排気ポート13a内にエアサクションチ
ューブ43が配置される。このエアサクションチューブ
43の先端開口は排気弁7aが閉弁しているときには排
気弁7aのかさ部背面によって閉鎖され、排気弁7aが
開弁じたときには燃焼室4の周辺方向に指向されるよう
に配置される。このエアサクションチューブ43は先端
開口に向けてのみ流通可能なリード弁44を介して例え
ば図示しないエアクリーナに接続されている。
Still another embodiment is shown in FIG. 11 and FIG. 12. In this embodiment, an air suction tube 43 is disposed within the first exhaust port 13a. The opening at the tip of the air suction tube 43 is closed by the back surface of the exhaust valve 7a when the exhaust valve 7a is closed, and is oriented toward the periphery of the combustion chamber 4 when the exhaust valve 7a is open. Placed. This air suction tube 43 is connected to, for example, an air cleaner (not shown) via a reed valve 44 that allows flow only toward the tip opening.

排気弁7aが開弁じた後に排気脈動により第1排気ボー
)13a内に負圧が発生するとエアサクションチューブ
43の先端開口から空気が噴出し、第12図および第1
3図においてYて示すようにこの空気によって燃焼室4
内に旋回流が発生せしめられる。この旋回流Yの旋回方
向は旋回流Xと同一方向である、従って燃焼室4内には
強力な旋回流が発生せしめられるために新気と残留ガス
の混合は更に良好となる。また、エアサクションチュー
ブ43から噴出した空気が燃焼室4内に供給されると燃
焼室4内に逆流する排気ガス量が減少し、従って燃焼室
4内のガス温が低下するために更にNOXの発生を制御
することができる。また、燃焼室4内のガス温が低下す
ることによって自己着火の発生を制御することができ、
更にエアサクションチューブ43から噴出する空気によ
って点火栓11の掃気を行なうことができるので良好な
着火を確保することができる。また、着火性が向上する
ことによってリーンリミットの拡大も図れる。
After the exhaust valve 7a is opened, when negative pressure is generated in the first exhaust bow 13a due to exhaust pulsation, air is ejected from the opening at the tip of the air suction tube 43, and as shown in FIGS.
As shown by Y in Figure 3, this air causes the combustion chamber 4 to
A swirling flow is generated within. The swirling direction of this swirling flow Y is the same direction as the swirling flow X. Therefore, a strong swirling flow is generated in the combustion chamber 4, and the mixing of fresh air and residual gas becomes even better. Furthermore, when the air ejected from the air suction tube 43 is supplied into the combustion chamber 4, the amount of exhaust gas flowing back into the combustion chamber 4 decreases, and therefore the gas temperature in the combustion chamber 4 decreases, which further reduces NOx. Occurrence can be controlled. Furthermore, the occurrence of self-ignition can be controlled by lowering the gas temperature within the combustion chamber 4,
Furthermore, since the ignition plug 11 can be scavenged by the air ejected from the air suction tube 43, good ignition can be ensured. Furthermore, by improving ignitability, it is possible to expand the lean limit.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

機関低負荷運転時に新気が高速で燃焼室内に流入するの
で残留ガスと新気とが良好に混合せしめられ、しかも残
留ガスには新気によって強力な乱れが与えられる。その
結果、残留ガス温が低下するために燃焼温度が低下し、
斯くしてNOXの発生を抑制することができる。
Since fresh air flows into the combustion chamber at high speed when the engine is operating at low load, residual gas and fresh air are mixed well, and the residual gas is strongly turbulent by the fresh air. As a result, the combustion temperature decreases because the residual gas temperature decreases,
In this way, the generation of NOX can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は第2図のI−I線に沿ってみた2サイクル内燃
機閲の側面断面図、第2図はシリンダヘッドの内壁面を
示す図、第3図は第1図の2サイクル内燃機関の平面断
面図、第4図は給排気弁およびエアブラスト弁等の開弁
期間を示す線図、第5図はピストンが下降したところを
示す側面断面図、第6図は別の実施例を示す2サイクル
内燃機関の平面断面図、第7図は第8図の■−■線に沿
ってみた2サイクル内燃機関の別の実施例の側面断面図
、第8図は第7図のシリンダヘッドの内壁面を示す図、
第9図は排気ポート内の圧力変化を示す線図、第10図
はピストンが下降したところを示す側面断面図、第11
図は第12図のXI−XI線にみた更に別の実施例の側
面断面図、第12図は第11図のシリンダヘッドの内壁
面を示す図、第13図はピストンが下降したところを示
す側面断面図である。 5a、5b・・・給気弁、 7a・7b・・・排気弁、
9a・・・マスク壁、   12a・・・第1給気ポー
ト、12b・・・第2給気ポート、13a・・・第1排
気ボート、13b・・・第2排気ボート、16.40・
・・給気制御弁、41・・・排気制御弁。
Figure 1 is a side sectional view of the two-stroke internal combustion engine taken along line I-I in Figure 2, Figure 2 is a diagram showing the inner wall surface of the cylinder head, and Figure 3 is the two-stroke internal combustion engine in Figure 1. 4 is a diagram showing the opening period of the supply/exhaust valve, air blast valve, etc., FIG. 5 is a side sectional view showing the position where the piston is lowered, and FIG. 6 is a diagram showing another embodiment. FIG. 7 is a side sectional view of another embodiment of the two-stroke internal combustion engine taken along the line ■-■ in FIG. 8, and FIG. 8 is the cylinder head of FIG. 7. A diagram showing the inner wall surface of
Fig. 9 is a diagram showing the pressure change inside the exhaust port, Fig. 10 is a side sectional view showing the position where the piston has descended, and Fig. 11 is a diagram showing the pressure change inside the exhaust port.
The figure is a side cross-sectional view of yet another embodiment taken along the line XI-XI in Figure 12, Figure 12 is a view showing the inner wall surface of the cylinder head in Figure 11, and Figure 13 is a view of the piston being lowered. FIG. 5a, 5b...Air supply valve, 7a, 7b...Exhaust valve,
9a... Mask wall, 12a... First air supply port, 12b... Second air supply port, 13a... First exhaust boat, 13b... Second exhaust boat, 16.40.
...Air supply control valve, 41...Exhaust control valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1の給気弁を介して燃焼室内に連結された第1の給気
通路と、第2の給気弁を介して燃焼室内に連結された第
2の給気通路とを具備し、排気弁側に位置する各給気弁
周縁部と弁座間の開口を閉鎖するマスク壁を設け、第2
給気通路内に機関低負荷運転時に閉弁する給気制御弁を
配置した2サイクル内燃機関。
A first air supply passage connected to the combustion chamber via the first air supply valve; a second air supply passage connected to the combustion chamber via the second air supply valve; A mask wall is provided to close the opening between the peripheral edge of each air supply valve located on the valve side and the valve seat, and a second
A two-stroke internal combustion engine that has an air supply control valve located in the air supply passage that closes when the engine is operating at low load.
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