JPH03281916A - 2サイクル直噴エンジンの排気ロータリバルブ - Google Patents

2サイクル直噴エンジンの排気ロータリバルブ

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Publication number
JPH03281916A
JPH03281916A JP8374490A JP8374490A JPH03281916A JP H03281916 A JPH03281916 A JP H03281916A JP 8374490 A JP8374490 A JP 8374490A JP 8374490 A JP8374490 A JP 8374490A JP H03281916 A JPH03281916 A JP H03281916A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
rotary valve
scavenging
port
axial direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP8374490A
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English (en)
Inventor
Akira Furuya
彰 古屋
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.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP8374490A priority Critical patent/JPH03281916A/ja
Publication of JPH03281916A publication Critical patent/JPH03281916A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders
    • F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

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、エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する形
式の2サイクル直噴エンジンに装備される排気ロータリ
バルブに関し、詳しくは、排気ポートの開閉機能を向上
した排気ロータリバルブに関する。
【従来の技術】
2サイクルエンジンとして、ピストンによって所定のタ
イミングで開閉される掃気ポートと排気ポートとを備え
たピストンポート掃気方式のものが、従来、一般に知ら
れる。 ところで、この形式の2サイクルエンジンでは、掃気ポ
ートから給気して掃気する際に、必然的に混合気の一部
がそのまま排出される。また、掃気、排気のタイミング
がピストンの下死点に対して対称となっており、掃気ポ
ート閉後も排気ポートがまだ開いているので、混合気が
圧縮されず吹き抜けが発生する。このため、出力、熱効
率が低下し、また、燃費あるいは排気ガスエミッシロン
が悪化する等の問題があった。 この点に関し、特開昭59−25030号公報の先行技
術では、排気ポート下流の排気通路にロータリ弁(排気
ロータリバルブ)を設置して混合気の充填効率の向上を
図っている。 一方、本件出願人は、前記問題点を抜本的に解決すべく
、空気のみで掃気作用し、排気ポートが閉じた後に燃焼
室内にインジェクタから燃料噴射するようにして排気ポ
ートからの未燃混合気の排出を防止するようにした2サ
イクル直噴エンジンを開発し、これに関連する多数の出
願をしている。 ここで、排気ロータリバルブを備えた2サイクル直噴エ
ンジンとしては、実願昭63−155873号、特願昭
63−324665号に記載のものがあり、排気ポート
をクランク軸の回転に同期して開閉するようになってい
る。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に排気ロータリバルブは、同−周面上に
排気入口と排気出口とが開口する構成であり、両者の開
口角度を大きく設定するのは困難である。このため、排
気ガスのブローダウン時に排気ロータリバルブ自身によ
るマスキング現象が生じ、排気ガス交換効率が低下する
問題があった。 また、従来の排気ロータリバルブは、一つの排気ポート
に対応したもので排気入口と排気出口とはそれぞれ一つ
である。このため、例えば2気筒エンジンに適用した場
合には、2つの排気ロータリバルブの排気出口を集合す
るための排気マニホールドが必要になり、排気通路の構
造が複雑化することも問題である。 そこで本発明は、排気ロータリバルブの開口角度を大き
く設定できるようにして排気ガス交換効率を向上し、併
せて排気通路の構造を簡素化できるようにすることを目
的とする。
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明は、エンジンの燃焼室に燃料噴射
するインジェクタと、シリンダの掃気ボートに給気する
掃気ポンプと、シリンダの排気ポートをクランク軸の回
転に同期して開閉する排気ロータリバルブとを備えた2
サイクル直噴エンジンにおいて、上記排気ロータリバル
ブは円筒状に形成し、その軸方向両端部の周面には隣接
するシリンダの各排気ポートに対応した排気入口をそれ
ぞれ開口し、軸方向中央部の周面には上記各排気入口に
対応した排気出口をそれぞれ開口してなる。
【作   用】
このような手段では、排気入口および排気出口が排気ロ
ークリバルブの軸方向に位置をずらせて、すなわちオフ
セットして配置されるので、それぞれその開口角度を大
きく設定することができる。 そして開口角度を所定の大きさに設定することで、排気
ガスのブローダウン時に生じる排気ロータリバルブ自身
のマスキング現象は解消し、排気ガス交換効率が向上す
る。 また、排気ロータリバルブには、2つの排気ボrトに対
応した排気出口が軸方向中央部に集合して配置されるの
で、この排気出口に連通ずる排気管は1本でよく、2気
筒エンジンの場合は、排気マニホールドが不要になり、
排気通路の構造が簡素化する。
【実 施 例】
以下、本発明の一実施例を添付の図面を参照して具体的
に説明する。 一実施例が適用される2気筒の2サイクル直噴エンジン
の概構成を示す第1図において、符号】はエンジン本体
であり、シリンダ2にピストン3が往復動可能に嵌合さ
れ、クランク室4のクランク軸5に対して偏心したフネ
クティングロッド6によりピストン3が連結し、クラン
ク軸5にはピストン3の往復動慣性力を相殺するように
バランサ7が設けられている。 そしてエンジン本体lの燃焼室8の頂部には、点火プラ
グ9と燃料噴射用のインジェクタ10とが取付けられて
いる。またシリンダ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ボー)11が開口し、この
排気ボー)11の近傍には、クランク軸5と同期回転し
て#l、 #2の各シリンダ2の排気ポートllを開閉
する円筒状の排気ロータリバルブ12が設置される。そ
してこの排気ロータリバルブ12の下流側に連通ずる排
気管13には、排気チャンバ14、マフラー15などが
配設されている。 また、シリンダ2の排気ボー)11の位置から略90度
ずれた位@(または排気ポート11に対向した位@)に
は、ピストン3によって所定のタイミングで開閉する掃
気ボート16が開口している。そしてこの掃気ポート1
6に連通する掃気管17には、掃気ポー)18の開閉時
の掃気圧力波を吸収する掃気チャンバ18、掃気を冷却
するインタークーラ19を介して掃気ポンプ20が連設
される。 上記掃気ポンプ20は、伝動手段によりクランク軸5に
連結し、エンジン出力により常に駆動されて掃気圧を生
じるものである。そしてこのような掃気ポンプ20の上
流のエアクリーナ21側とインタークーラ19の下流と
の間にはバイパス通路22が連通し、このバイパス通路
22の途中に、アクセルペダル24のアクセル開度に対
して反比例的に開閉する負荷制御用の制御弁23が設け
られている。 ここで前記排気ロータリパルプ12は、第2図に示すよ
うに両端部が閉塞された中空の円筒状をなし、その閉塞
された両端部に回転軸12a、 12bが固定されてい
る。そしてこの排気ロータリバルブ12の周面には、隣
接する#1. #2のシリンダ2の各排気ポー)11.
11に対応した矩形状の排気人口12c。 12dが軸方向両端部において周方向に対称配置して開
口されている。 一方、排気ロータリバルブ12の軸方向中央部の周面に
は、上記排気人口12cと対をなす矩形状の排気出口1
2eが、排気人口12cに対し周方向の対称位置に開口
されている。また、同様に上記排気人口12dと対をな
す矩形状の排気出口12fが、排気人口12dに対し周
方向の対称位置に開口されている。そしてこれらの排気
出口12e、 12fは、排気管13に対応した同一周
面の対称位置に開口され、上記各排気人口12c、 1
2dのいずれともオーバラップしない幅寸法に設定され
ている。 なお、前記各排気人口12c、 12dおよび排気出口
12e、 12fの開口角度幅は略120”に設定され
ている。 次いで、このように構成された2サイクル直噴エンジン
の動作と共に一実施例の作用を説明する。 エンジンの始動に伴い、掃気ポンプ20はエアクリーナ
21からの空気をインタークーラ19側に吐出する。そ
してインタークーラ19で冷却された空気は、バイパス
通路22を介して常に掃気ポンプ20の上流側に戻るよ
うに循環し、制御弁23で戻り置を制限された分の空気
量、すなわち、アクセル開度に応じた量の空気が掃気と
して常時掃気ポート16側に圧送される。 ここで、エンジン運転中におけるピストン3の行程位置
と排気ロークリパルプ12の回転位置との関係は第3図
ないし第9図に示すとおりであり、例えば、第5図(a
)、 (b)に示すように掃気ポート16が開いてから
第6図(a)、(b)のようにピストン3が下死点に至
るまでの掃気行程中においては、排気ロータリバルブ1
2は排気人口12cが排気ポー)11に、また排気出口
12eが排気管13に、それぞれ充分な開口面積をもっ
て連通ずる。そこで、アクセル開度に応じた置の掃気が
掃気ポンプ20により加圧されてシリンダ2内に進入し
、その際、シリンダ2内の残留ガスを排気ポート11か
ら押出して掃気作用する。こうして短時間に空気のみの
新気がシリンダ2内に充填される。 排気ポー)11から押し出された排気ガスは、排気ロー
タリバルブlz内を排気人口12cから排気出口12e
に向いスムーズに通過して排気管13内に流太し、排気
チャンバ14、マフラー15を介して大気中に排出され
る。 続いてピストン3が上昇し、第7図(a)、 (b)の
ように排気ポートllが閉じるのに先立ち排気ロータリ
バルブ12が閉じることで掃気行程が終了し、第8図(
a)、 (b)のようにピストン3が掃気ポート16を
閉U1続いて第9図(a)、(b)のように排気ポート
11を閉じることで圧縮行程に移行する。この圧縮行程
ではインジェクタ10が所定量の燃料を所定タイミング
で燃焼室8内に直接噴射し、燃焼室8内に混合気を生成
する。そしてピストン3が上死点直前に達して最適点火
時期になると、点火プラグ9が混合気に着火して燃焼行
程が開始する。 続いて第3図(a) 、 (b)に示すピストン3の上
死点位置から膨張行程に移り、ピストン3が下降して第
4図(a)、 (b)のように排気ロータリバルブ12
および排気ポー)11が若干開くと、シリンダ2の内圧
による排気ブローダウンによりある程度の排気が行われ
、ピストン3の下死点付近で前述のように掃気作用を伴
う掃気行程に戻るのであり、こうしてエンジンの運転が
継続される。 ここで前述のように、ピストン3が下降して排気ポート
11を開き始める排気ブローダウン時(第4図(a) 
、 (b)参照)にも、排気ロータリバルブ12の排気
人口12cが排気ボー)11を完全に開き、同時にこれ
と対をなす排気出口12eも完全に排気管13を開くの
で、従来のような排気ロータリバルブのマスキング現象
が無く、排気ガスの交換効率がよい。 また、排気ロータリバルブ12には、2つの排気ポート
11.11に対応した排気出口12e、 12fが軸方
向の中央部に集合して配置されるので、この排気出口1
2e、 12fに連通する排気管13は1本でよ(,2
気筒エンジンの場合、排気マニホールドは不要となる。 従って、排気通路の構造を簡素化することができる。 【発明の効果] 以上説明したとおり本発明によれば、排気入口および排
気出口が排気ロータリバルブの軸方向に位置をずらせて
、すなわちオフセットして配置されるので、それぞれそ
の開口角度を大きく設定することができる。そしてこの
開口角度を所定の大きさに設定することで、排気ガスの
ブローダウン時に生じる排気ロータリバルブ自身のマス
キング現象は解消するのであり、排気ガスの交換効率を
向上することができる。 また、排気ロータリバルブには、2つの排気ポートに対
応した排気出口が軸方向中央部に集合して配置されるの
で、この排気出口に連通ずる排気管は1本でよく、2気
筒エンジンの場合は、排気マニホールドが不要となる。 従って、排気通路の構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す2サイクル直噴エンジ
ンの概略断面図、 第2図は一実施例における排気ロータリバルブの縦断面
図、 第3図ないし第9図はエンジンの各行程におけるピスト
ン位置と排気ロークリパルプの回転位置との関係を示し
、同図中(a)はそれぞれ第2図のA−A線断面図、(
b) 線断面図である。 1・・・エンジン本体、 2・・・シリンダ、 3・・・ピストン、 4・・・クランク室、 5・・・クランク軸、 6・・・コネクティングロッド、 7・・・バランサ、 8・・・燃焼室、 9・・・点火プラグ、 10・・・インジェクタ、 11・・・排気ポート、 12・・・排気ロータリバルブ、 12a、 12b=回転軸、12c、 12d=排気入
口、12e、 12f・・−排気出口、 13・・・排気管、 14・・・排気チャンバ、 15・・・マフラー 16・・・掃気ポート、 はそれぞれ第2図のB−B I7・・・掃気管 18・・・掃気チャンバ、 19・・・インタークーラ、 20・・・掃気ポンプ、 21・・・エアクリーナ、 22・・・バイパス通路、 23・・・制御弁、 24・・・アクセルペダル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  エンジンの燃焼室に燃料噴射するインジェクタと、シ
    リンダの掃気ポートに給気する掃気ポンプと、シリンダ
    の排気ポートをクランク軸の回転に同期して開閉する排
    気ロータリバルブとを備えた2サイクル直噴エンジンに
    おいて、 上記排気ロータリバルブは円筒状に形成し、その軸方向
    両端部の周面には隣接するシリンダの各排気ポートに対
    応した排気入口をそれぞれ開口し、軸方向中央部の周面
    には上記各排気入口に対応した排気出口をそれぞれ開口
    してなる2サイクル直噴エンジンの排気ロータリバルブ
    。
JP8374490A 1990-03-30 1990-03-30 2サイクル直噴エンジンの排気ロータリバルブ Pending JPH03281916A (ja)

Priority Applications (1)

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JP8374490A JPH03281916A (ja) 1990-03-30 1990-03-30 2サイクル直噴エンジンの排気ロータリバルブ

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JP (1) JPH03281916A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2464267A (en) * 2008-10-07 2010-04-14 William George Perry Rotary inlet and exhaust valves eg for i.c. engines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2464267A (en) * 2008-10-07 2010-04-14 William George Perry Rotary inlet and exhaust valves eg for i.c. engines

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