JPH0318621A - 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． 〔従来の技術とその技術的課題〕 ２行程サイクルガソリンエンジンはシレシプロエンジン
の中で機構が簡単で，軽量コンパクトにできていること
から、オートバイや軽自動車類のエンジンとして汎用さ
れている． この種の従来の２サイクルエンジンは，第５図（ａ）の
ように、圧縮行程でピストン下部に生じた低圧により下
部の吸い込みボート６１からクランク室内に混合気を吸
入し（吸入・圧縮）、ピストン５′が圧縮を終り、（ｂ
）のように混合気は点火され，ピストン５′は燃焼ガス
のため押し下げられる．この間，クランク室内では相変
らず吸入が続けられるが、やがてピストン５′は吸気孔
６１を塞ぐのでクランク室内には圧縮が行われ，それと
同時に（ｃ）のようにピストンが塞いでいた上部の排気
孔１０’　が開かれ，この孔から燃焼を終ったガスが噴
出する．そして、ピストン５′がさらに下降すると、排
気孔１０’の反対側の掃気孔１１′が開かれ，（ｄ）の
ようにクランク室内で圧縮されていた混合気は掃気孔か
ら噴出し、シリンダ内にまだ残留している燃焼ガスを排
気孔１０’から追い出してそのあとに混合気が充填され
る。この掃気が終るとピストン５′は上昇して新しい混
合気を圧縮し、ピストンが上死点に達したときに点火さ
れる．これが１サイクルであり、次のサイクルに移る。

上記２サイクルエンジンにおける吸気の制御はピストン
の昇降で行われているため，クランクケース内が負圧に
なっているにもかかわらずピストンが下がると強制的に
吸気ポートが閉じられるため、クランク室に混合気を十
分に供給しにくい．そこで、従来一般に、第６図のごと
く，吸気管６′のクランク室２に望むポート部位にリー
ドバルブと称する逆止弁９′を設けており、ピストン５
′が下降してクランク室内の混合気の圧力が高くなると
逆止弁９′が閉じ，クランク室の混合気が掃気通路１１
′から燃焼室Ａに送り込まれるようになっていた． しかしこのような構造では，燃焼室Ａに送り込み得る混
合気量がクランク室２のボリュームに制限され，それ以
上の混合気量を燃焼室に送り込むことができず、馬力と
トルクの向上に大きな限界があった． 本発明は前記問題点を解消するために創案されたもので
，その目的とするところは、クランク室のボリュームに
制約されず、多量の混合気を燃焼室に効果的に送り込む
ことができ、馬力とトルクの大幅な向上を図ることがで
きる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ため本発明は，燃焼室に対し混合気
はすべてクランク室を経由して充填されるものであると
していた従来の２サイクルエンジンの発想を転換し、混
合気をクランク室からだけでなくクランク室外からも慣
性力で充填されるようにしたものである。

すなわち，本発明の基本的特徴は，クランクケースの上
部の燃焼室にクランクと結合したピストンが配され、ク
ランクケースの下部に混合気を逆止弁を介して導入する
吸気管が通じ，クランク室内が掃気通路により燃焼室に
連絡されている形式のエンジンにおいて、前記逆止弁の
上流側に吸気管から慣性混合気を直接に燃焼室に導くバ
イパス通路を設けたことにある。

また，本発明の他の特徴は、上記のように逆止弁の上流
側に吸気管から慣性混合気を燃焼室に導くパイバス通路
を設けることに加え、ピストンの上側部分に、ピストン
が下死点ないしその近傍にあるときに前記通路端末にク
ランク室内から混合気を気流として流す細孔を穿設する
ことにある．この構或によれば、細孔からクランクケー
ス内の混合気がジェット気流として通路に流れるため、
エゼクタ効果により慣性混合気をより多量かつ確実に燃
焼室に供給することができる． 〔実　施　例〕 以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する． 第１図と第１ａ図および第２図は本発明による２サイク
ルエンジンの一実施例を示している．１はクランクケー
ス、２はクランクケース１の上部に連設され後記するピ
ストンとで燃焼室（シリンダ）Ａを画或するシリンダブ
ロックである．３は燃焼室八の上部に取付けられた点火
プラグ、４はクランクケース１に回転自在に配されたク
ランク軸，５はシリンダ２に摺動自在に内挿されたピス
トンであり、前記クランク軸４とコンロッド５０で結ば
れている。

６は吸気管であり、図示しないエアクリーナを介して大
気に開口し、先端がクランク室７に到っている．また、
中間にはたとえばピストン式のキャブレタ８が設けられ
、これにより空気にガソリンを混合するようになってい
る。

９は吸気管６の先端または途中に設けた逆止弁であり、
図示するものでは吸気管６の先端に設けられ，金属片等
の舌片の一端を固定したリードパルブ構造のものが用い
られている。

１０はピストン５の上昇過程で塞がれる位置に設けられ
た排気孔であり、排気管を介してマフラーに通じている
．前記排気孔１０は可変バルブにより開閉されることも
ある．１１は前記排気孔１０と高さレベルで差を持たせ
られた掃気孔であり，少なくとも２個所設けられ、シリ
ンダ外側に形或した連絡通路１１０により一端が燃焼室
Ａに、他端がクランク室７に通じている． 以上のような構或は従来の２サイクルエンジンと同様で
あるが，本発明は、一端が逆止弁９よりも上流側の吸気
路６に通じ，他端が燃焼室Ａに通じるバイパス通路ｌ２
を特設している．詳しくは．前記パイバス通路１２は、
シリンダの外側部分でしかも連絡通路１１０と周方向で
位相をずらした位置に設けられるもので、図示するもの
では、一端が逆止弁９よりも上流側のチャンバ６０に通
じ、他端が下死点位置のピストン５で閉じられない位置
，言い替えると、排気孔１０よりも頂部が下のレベル、
好適には掃気孔ｌ１とほぼ同レベルの燃焼室Ａに所定角
度をもって通じている．前記バイパス通路１２は図示の
ようにシリンダブロックの一部に直接形威されてもよい
し、独立したパイプ状部品としてアツセンブリーし、溶
接等により吸気管Ｏと燃焼室Ａとを結合してもよい．そ
して好ましくは、第２図に詳細に示すように，ピストン
５の側壁部とりわけピストンリングの入る溝部５２の近
傍部位に、側壁５３を貫いて斜め上方、すなわち，ピス
トン下死点位置でバイパス通路１２に連通するごとく細
孔１３を穿設するものである。細孔１３はたとえば４■
φと径が小さく，少なくとも１個好適には２個以上配置
する。

なお，シリンダ２の内壁にはバイパス通路ｌ２の端部域
１２０に通じるととく斜溝１４を欠設してもよい． 第３図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は本発明の別の実施例を
示しており、前のような記燃焼室Ａと逆止弁上流の排気
管６とを結，Ｓ；バイパス通路１２に制御弁ｌ５を配し
ている．第３図（ａ）は制御弁１５としてリードバルブ
のような小さな逆止弁を配し，第３図（ｂ）は制御弁と
してダイヤフラム型の負圧弁を配したもので、簡便には
クランク室７と背圧室とを通路バイブ１５０で結べばよ
いが、電磁弁等を用いそれをＣＰＵにより制御してもよ
い７第３図（Ｃ）は制御弁１５としてバタフライ型等の
絞り弁を配し、その絞り弁の開度を調整することで逆流
防止とバイパス混合気流量を制御するようにしたもので
ある．開度の調整は弁軸を動かす要素をＣＰＵにより制
御すればよい． 〔実施例の作用〕 ピストン５が第１図の状態から上昇すると、クランク室
７が負圧化するため、混合気は吸気管６を通り、逆止弁
９を押し広げてクランク室７に吸込まれる．その一方で
はピストン５の上昇により燃焼室Ａ内の混合気は圧縮さ
れ、上死点の近傍で点火プラグ３により着火されて爆発
し、膨張ガスがピストン５を押し下げる． ピストン５が下降し，その運動が終りに近づくと、それ
までピストン５により塞じられていた排気孔ｌＯが燃焼
室Ａに通じ、そこから爆発の終った燃焼ガスが吹出し、
さらにピストン５がもう少し下がるとピストン５により
塞がれていた掃気孔ｌ１が燃焼室Ａをのぞく．その結果
，ピストン５の下降運動により圧縮されていたクランク
室内の混合気は、連絡通路１１０から掃気孔１１を介し
て燃焼室Ａ内に噴出し，残留燃焼ガスを排気孔１０から
押出す。

このときには、吸気管６からクランク室７に充填されて
いた混合気は，ピストンの下降行程により圧縮されてい
る．従来では、以上の動作によりクランク室７に充填さ
れた混合気が燃焼室Ａに掃気末期で充填され、引続くピ
ストン５の上昇運動によりピストン頭部側で圧縮されて
いただけであったー ところが本発明では，上死点と下死点間のピストンのス
トロークの間でバイパス通路１２が開かれ、逆止弁９よ
りも上流側の吸気路６が燃焼室Ａと通じる。このため、
掃気孔１１によるクランク室７内の圧縮混合気の供給と
ほぼ同時に、慣性混合気がバイパス通路１２を通ってダ
イレクトに燃焼室Ａに導入され、ピストン５の上昇によ
り燃焼室Ａに封じ込められる。

第４図（ａ）（ｂ）は上記過程を示しており，ピストン
５が爆発行程で押し下げられ，排気孔１０が開くと燃焼
ガスはマフラー１６に送られるが，このときには１回前
の爆発分の排気により排気孔１０には強い負圧が働いて
おり，したがって、引き続くピストン５の下降によりバ
イパス通路１２が覗いたときに，前記負圧の働きで混合
気は確実に吸い込まれる。そして，同時に掃気孔１１か
らクランク室７内の圧縮混合気がシリンダ内に噴出され
る。

ピストン５が下死点に達し、次いで上昇する過程でパイ
バス通路１２は閉じられ，したがってバイパス通路１２
から混合気が逆流することはほとんどなく、勿論、ピス
トン上死点付近で瞬間的に終るため，火がバイパス通路
１２に燃え移るということはない。この時にはまだ排気
孔１０が半分ほど開いており、この行程では、排気孔１
０には１回前の爆発の反射波が戻ってきており、これに
よりバイパス通路ｌ２と掃気孔１１から充填された多量
の混合気は第４図（ｂ）の矢印のように燃焼室Ａ内に押
し戻される．したがって、多量の混合気は引き続くピス
トン５の上昇により圧縮される．以上のようなことから
、本発明によれば，燃焼室Ａへの供給量が増量し、実質
的に気筒容積を増すことができる． なお、ピストン５の上側部に細孔１３を穿設しておいた
場合には，ピストン５の排気ないし掃気行程において、
下側のクランク室７で圧縮された混合気が、細孔１３か
らジェット気流となって通路端部から燃焼室Ａに向かっ
て噴入する．このため、強力なエゼクタ効果が生まれ，
バイパス通路１２の慣性混合気の吸入効率が高まる．従
ってより一層確実に多量の混合気を燃焼室Ａに充填でき
、低速・中速でのトルクを大幅に向上することができる
。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の第１項によれば、２サイクルエン
ジンにおいて、クランク室内ボリュームで決まる混合気
量以上の混合気を燃焼室に供給することが可能になるた
め，掃気性能の改善とあいまって馬力とトルクを飛躍的
に向上することができるというすぐれた効果が得られる
． 本発明の第２項によれば、クランク室で圧縮された混合
気をジェット気流として通路に流すため、慣性混合気の
燃焼室への供給をより確実に行えるというすぐれた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２サイクルエンジンの一実施例を
ピストンの下死点位置で示す概略断面図、第１ａ図は同
じくピストンの上死点位置で示す部分的断面図、第２図
は第１図における部分的拡大図、第３図（ａ）　（ｂ）
　（ｃ）は本発明の他の実施例を示す部分的断面図、第
４図（ａ）（．ｂ）は本発明における混合気の充填と排
気との関係を示す説明図、゛第５図（ａ）〜（ｄ）は従
来のピストン吸気型２サイクルエンジンの行程サイクル
を示す説明図、第６図は従来の逆止弁使用タイプの２サ
イクルエンジンの断面図である． １・・・クランクケース、２・・・シリンダ，５・・・
ピストン、６・・・吸気管、７・・・クランク室、８・
・・キャブレタ、９・・・逆止弁、１０・・・排気孔，
１１・・・掃気孔、１２・・・バイパス通路，１３・・
・細孔、Ａ・・・燃焼室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランクケースの上部の燃焼室にクランクと結合
   したピストンが配され、クランクケースの下部に逆止弁
   を介して吸気管が通じ、クランク室内が掃気通路により
   燃焼室に連絡されている形式のエンジンにおいて、前記
   逆止弁の上流側に吸気管からの混合気をクランク室を経
   由しないで燃焼室に導くバイパス通路を設けたことを特
   徴とする２サイクルエンジン。
2. （２）クランクケースの上部の燃焼室にクランクと結合
   したピストンが配され、クランクケースの下部に逆止弁
   を介して吸気管が通じ、クランク室内が掃気通路により
   燃焼室に連絡されている形式のエンジンにおいて、前記
   逆止弁の上流側に、吸気管からの混合気をクランク室を
   経由しないで燃焼室に導くバイパス通路を設け、かつ、
   ピストンには前記通路の端末域にクランク室から混合気
   を気流として流す細孔を穿設したことを特徴とする２サ
   イクルエンジン。
3. （３）バイパス通路に制御弁が設けられているものを含
   む特許請求の範囲第１項又は第２項いずれかに記載の２
   サイクルエンジン。