JPH041417A - ２ストローク内燃機関 - 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） 本発明はバルブタイミングを可変とした２ストローク内
燃機関に関する。

（従来の技術） ２ストローク内燃機関は、掃気弁と排気弁とのオーバラ
ップ期間が大きく、４ストローク内燃機間に比較して、
新気の排気系への吹き抜けや、シリンダ内残留ガス割合
が大きく、とくに燃料供給量が少ないアイドル運転時な
ど、燃焼が不安定となりやすかった。

そこで、実開昭６４−１１３３７号公報にもあるように
、アイドル運転時には６気筒のうち３気筒にのみ燃料を
供給して、３気筒運転を行い、他の気筒の作動を停止す
る気筒数制御機関が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このように機関の低負荷域などに部分気筒運転
を行うことにより、作動気筒の相対的な負荷が増大して
燃焼安定性は多少改善されるものの、バルブオーバラッ
プ期間はかわらず、新気と共に燃料の一部が吹き抜ける
ことによる燃費の問題や、残留ガスによる燃焼効率の問
題等は相変わらず残った。

また、燃料の吹き抜けを少なくするために、掃気ポート
や燃焼室に燃料を直接的に噴射しているが、燃料の混合
や微粒化が悪く、不整燃焼が発生しやすいという問題も
ある。

本発明は、機関低負荷域などに一部気筒のみ作動させる
と共に、他の気筒を混合気や掃気用空気の供給気筒とし
て働かせることにより、このような問題を解決すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、ピストン位置に応じて開くシリンダ掃
気ポート、同じくシリンダ排気ポートとを備える多気筒
２ストローク内燃機関において、各気筒に補助弁を設け
ると共に、各気筒の燃焼室を補助バルブを介して相互に
連通ずる補助通路を形成する一方５機関の低負荷域で行
う部分気筒運転時に３つの気筒を１グループとして、そ
のうちの１つを作動気筒、作動気筒よりも１２０’位相
の遅れた気筒を掃気用空気供給気筒、同じ＜１２０゛位
相の進んだ気筒を混合気供給気筒として、前記作動気筒
の補助バルブを排気行程の初期と掃気行程の終期に２回
にわたり開き、掃気用空気供給気筒と混合気供給気筒の
補助バルブをそれぞれの上死点付近で開く一方、全気筒
運転時にはこれらの作動を停止させる動弁機構を設け、
部分気筒運転時には混合気供給気筒に燃料を供給するが
他の気筒への燃料供給を停止する手段を備える。

（作用） アイドル運転時など低負荷域では、作動気筒の排気行程
の初期に他の気筒から加圧された掃気用空気が送り込ま
れ、これにより残留ガスを追い出す一方、掃気行程の終
期において、他の気筒から加圧された混合気が送り込ま
れる。

したがって、作動気筒ではシリンダ内の残留ガス割合が
減り、かつ他の気筒で生成した微粒化、霧化の進んだ混
合気が供給されるため、燃焼が著しく安定し、燃費や排
気組成も改善される。

（実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、機関本体１は＃１〜＃６の６つの気筒
から構成され、そのうち、＃１〜＃３気筒と、＃４〜＃
６気筒を、それぞれのグループとして、機関のアイドル
時など低負荷域では、後述するように、＃１気筒と＃４
気筒のみが作動気筒として運転を行い、残りの気筒は本
来の作動を停止すると共に、作動気筒よりもクランク角
度にして１２０°位相の遅れた＃　２　、＃　５気筒は
掃気用空気供給気筒、同じく１２０°位相の進んだ＃３
．＃６気筒は混合気供給気筒として機能するようになっ
ている。

このために、各気筒＃１〜＃６のシリンダヘッド２には
、それぞれ掃気バルブ１１及び補助バルブ１２と、２つ
の排気バルブ１３が設けられる。

また、ピストン３の上下位置によって燃焼室４に対する
連通を開閉されるシリンダ掃気ポート５と、同じくシリ
ンダ排気ポート６が形成される。

各掃気ポート６は掃気通路７に合流接続すると共に、掃
気通路７の上流に設置した過給機８が機関回転に同期回
転して新気を圧送する。

前記各掃気バルブ１１は掃気ポート５から分岐して燃焼
室４に連通接続する分岐通路１４を、ピストン３が下降
する排気行程の初期と、上昇する掃気行程の終期の２回
にわたって開く。

排気バルブ１３はピストン３の下降する燃焼行程の後半
で開き、燃焼ガスを排気通路１５へと排出する。

補助バルブ１２は、前記した各気筒グループ（＃１〜＃
３）と（＃４〜＃６）とにおいて、互いに気筒間を接続
する補助通路１６と１７の、各燃焼室４への連通を開閉
する。

この場合、部分気筒運転域での作動気筒の補助バルブ１
２は、第４図、第５図のように、排気行程の初期に一回
（Ａ＞と掃気行程の終期に一回（Ｂ）の、都合２回開く
。

また、掃気用空気供給気筒の補助バルブ１２は、その気
筒の上死点付近くただし作動気筒にとっては排気行程初
期）で開き、同じようにして、混合気供給気筒の補助バ
ルブ】２は、その気筒の上死点付近で、作動気筒にとっ
ては掃気行程終期にあたる時期に開くようになっている
。

そして、全気筒運転域では、補助バルブ１２の作動は一
切停止するように、閉弁状態に保持される。

なお、この補助バルブ１２の作動を停止するための機構
としては、たとえば特願平１−４４９２７号にもあるよ
うに、カムシャフトに対してカムを回転可能に取付けて
おき、部分気筒運転時にのみ油圧によりカムを駆動して
カムシャフトに対して係合させ、それ以外ではカムに回
転力を伝達しないで、補助バルブ１２の作動を停止させ
る。

次ぎに各補助通路１６と１７には、それぞれ三方切換弁
１８が介装され、掃気用空気の供給時には作動気筒に対
して掃気用気筒を連通し、混合気供給時には混合気気筒
を連通ずるように５機関回転に同期して切り換えられる
。

前記掃気ポート５には図示しないアクセルペダルに連動
して掃気ポート５の開度を調整し、掃気量を制御する吸
気絞弁２０が介装される。

また、排気ポート６のうち、＃１と＃４気筒を除いた各
ポートには、排気遮断弁２１が介装され、部分気筒運転
時に排気ポート６を閉じる。

次ぎに、各気筒燃焼室４には、点火栓２３と燃料噴射弁
２４とがそれぞれ設けられる。

全気筒運転時には総ての気筒において、各燃料噴射弁２
４は掃気バルブ１１が閉じた付近の圧縮初期に燃料を噴
射するが、部分気筒運転時には混合気供給気筒の燃ｆｌ
噴射弁２４のみが燃料を噴射するようになっており、そ
れ以外の気筒では燃料の噴射は一切停止する。

また１点火栓２３は圧縮上死点近傍で圧縮混合気に点火
して燃焼させるのであるが、部分気筒運転時には作動気
筒でのみ点火が行なわれるように制御される６ 以上のように構成され、次ぎに作用を含めて更に詳しく
説明すると、Ｉ！１間アイドル時など低負荷域では、全
気筒運転に代えて部分気筒運転が行なわれる。

部分気筒運転時には作動気筒（＃１．＃４）でのみ燃焼
が行なわれ、他の気筒は掃気用空気供給時ＦＪ（＃２．
＃５）と混合気供給気筒（＃３．＃６）として機能する
。

つまり第２図（Ａ）（Ｂ）に示すように、混合気供給気
筒の燃料噴射弁２４が燃料を噴射し、その圧縮上死点付
近で補助バルブ１２が開くと、圧縮された混合気が、補
助通路１６．１７、切換弁１８を経由して作動気筒の補
助バルブ１２から、圧縮行程の初期にある作動気筒の燃
焼室４に圧送される。

他の気筒で生成された供給混合気はこの間に十分に微粒
化、霧化が進み、ピストン３の上昇と共にさらに圧縮作
用を受けて非常に着火しやすい状態となる。

混合気は圧縮上死点付近で点火栓２３により点火され、
燃焼行程に移行する。ピストン３の下降に伴い燃焼行程
の終了付近で排気バルブ１３が開いて燃焼ガスが排出さ
れ始め、それと共に補助バルブ１２及び掃気バルブ１１
が開く。

このとき、掃気用空気供給気筒は圧縮上死点付近にあり
、補助バルブ１２が開くのに伴い圧縮された空気が、切
換弁１８、補助通路１７を経由して作動気筒の燃焼室４
に圧送され、この高圧空気により燃焼ガスを追い出す。

切換弁１８は混合気供給時には第２図（Ａ＞のように混
合気を流し、掃気用空気供給時には第２図（Ｂ）のよう
に掃気用空気を流すように切替わる。

ただし、混合気供給時と掃気用空気供給時とでは各気筒
の補助バルブ１２の作動時期が異なるため、切換弁１８
が無くても、これら混合気と掃気との作動気筒に対する
圧送を交互に行うことができる。

さらにピストン３の下降に伴い、シリンダ掃気ポート５
とシリンダ排気ポート６とが開きだし。

下死点を通過してから上昇するピストン３により、これ
ら掃気ポート５と排気ポート６がＭ次閉じろれ、この間
に導入新気と燃焼ガスとの置換がさらに行なわれ、この
ようにして、作動気筒からは燃焼ガスが効率的に追い出
され、したがって作動気筒では残留ガス割合が大幅に低
下する。

このようにして残留ガスのほとんど存在しない作動気筒
に、前述したとおり、掃気行程の終期において、補助バ
ルブ１２が開くのと同時に十分に混合、霧化の促進され
た混合気が圧送されるのであり、これらの結果、機関ア
イドル時など部分気筒運転が行なわれるとき、作動気筒
では残留ガスが少なく、かつ混合、微粒化の十分促進し
た燃料の供給により、非常に安定した効率的な燃焼が実
現するのである。

なお、掃気用空気供給気筒と混合気供給気筒では、シリ
ンダ排気ポート６の排気遮断弁２１が閉じるので、ピス
トン下死点を中心にしてシリンダ排気ポート６が開いた
ときに、燃焼室内の空気が排気ポート６に流出せず、こ
のため、シリンダ内に十分な量の空気が溜め込まれ、こ
れが作動気筒に不足することなく、供給されるのである
。

混合気供給気筒については、燃料の噴射は掃気バルブ１
１も閉じた圧縮行程初期に行なわれるので、燃料が外部
に逃げることはなく、また、当然ながら点火栓２３は点
火作用を行わないので、圧縮された混合気が着火するこ
ともない。

機関の低負荷域以外では全気筒運転に切換えられるが、
このときは、補助バルブ１２は基本的には総てが作動を
停止し、閉弁状態に保持され、また排気遮断弁２１が開
く、そして、燃料の供給と点火作用は全部の気筒で行な
われる。

したがって、各気筒は共に全く同じ動作を行うのであり
、つまり、圧縮行程で掃気バルブ１１が閉じた後に、燃
料の噴射が行なわれ、圧縮上死点付近で点火され、燃焼
行程の後半ては、排気バルブ１３と掃気バルブ１１とが
開き、燃焼ガスを追い出し、さらにピストン３の下降に
よりシリンダ掃気ポート５とシリンダ排気ポート６とが
開き、燃焼ガスの排出と新気の導入が継続され、ピスト
ン３の上昇に伴い掃排気ポート５，６が閉じた後に掃気
バルブ１１が再び開き、さらに燃焼室４に十分な新気を
導入するのである。

この場合、掃気バルブ１１が排気行程の初期と、掃気行
程の終期との２回にわたり開くので、機関の高回転域ま
でも、燃焼ガスの追い出しと、新気の導入とが効率よく
行なわれる。

このようにして、通常運転時を含めて高負荷域などでは
、全部の気筒による運転が行なわれ、十分な出力を発揮
するのである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、機関アイドル時など部分
気筒運転時には一つの気筒を作動気筒として、残りの２
つの気筒を掃気用空気の供給気筒と混合気の供給気筒と
にして、作動気筒の排気行程初期に掃気用の圧縮空気を
導入して燃焼ガスを追い出し、かつ圧縮行程の初期に十
分に混合、微粒化の進んだ混合気を導入して、点火燃焼
させるので、とくに不安定化しやすいＩ！関低負荷域に
おける作動気筒の燃焼が著しく向上し、燃費や排気組成
の大幅な改善が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略平面図、第２図（Ａ
）（Ｂ）は部分気筒運転時における混合気供給と掃気用
空気供給との関係をそれぞれ示す作動状態説明図、第３
図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は各気筒間の作動位置間係をクラ
ンク角度にもとづいて示す説明図、第４図は作動気筒を
中心にして部分気筒運転時におけるバルブタイミングを
示す説明図、第５図は部分気筒運転時の各気筒における
バルブタイミングを示す説明図である。 ３・・・ピストン、４・・燃焼室、５・・シリンダ掃気
ポート、６・・・シリンダ排気ポート、１１・・・掃気
バルブ、１２・・・補助バルブ、１３・排気バルブ、１
４・・・分岐通路、１６．１７・・・補助通路、１８・
・・切換弁、２１・・・排気遮断弁、２３・・・点火栓
、２４燃料噴射弁。 第 図 ＤＣ ＃Ｉ　、　１４気筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ピストン位置に応じて開くシリンダ掃気ポート、同
   じくシリンダ排気ポートとを備える多気筒２ストローク
   内燃機関において、各気筒に補助弁を設けると共に、各
   気筒の燃焼室を補助バルブを介して相互に連通する補助
   通路を形成する一方、機関の低負荷域で行う部分気筒運
   転時に３つの気筒を１グループとして、そのうちの１つ
   を作動気筒、作動気筒よりも１２０゜位相の遅れた気筒
   を掃気用空気供給気筒、同じく１２０゜位相の進んだ気
   筒を混合気供給気筒として、前記作動気筒の補助バルブ
   を排気行程の初期と掃気行程の終期に２回にわたり開き
   、掃気用空気供給気筒と混合気供給気筒の補助バルブを
   それぞれの上死点付近で開く一方、全気筒運転時にはこ
   れらの作動を停止させる動弁機構を設け、部分気筒運転
   時には混合気供給気筒に燃料を供給するが他の気筒への
   燃料供給を停止する手段を備えたことを特徴とする２ス
   トローク内燃機関。