JPH04292527A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は２サイクルエンジンに
係り、特に掃気流に対して積極的に空燃比の濃度差をつ
けたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の２サイクルエンジンにおける燃焼
室は一般的に単室構造を採用するが、実開平３−１２１
９号公報にはピストン上部に掃気ポートと連通可能な第
１容積部を設け、排気ポート側のシリンダヘッド又はピ
ストン上部のいずれかに第２容積部を設けたものが記載
されている。このようにすると、第１容積部内を新気で
掃気後、第１容積部に臨む位置へ燃料噴射を行うことに
より、成層給気を行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構造の
場合、燃料噴射に先立って新気による掃気が必要である
から、燃料噴射後、点火までの時間が極めて短くなる（
例えば、クランク角度で約１００度）。このため、充填
される混合気の絶対量が少なくなる。これに対し、一案
として掃気流に対し積極的に空燃比の濃度差をつけるこ
とが考えられるが、この場合、少給気比時になると単室
構造では掃気流の拡散作用により成層給気が困難になっ
て不整燃焼を招くことがある。そこで本発明の目的は係
る問題点の解決にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明に係る２サイクルエンジンは、ピストンの上死
点近傍においてシリンダヘッドとの間に空燃比の薄い（
以下、リーンという）混合気からなるリーン燃焼室を形
成するためのリーン燃焼室形成部と、リーン燃焼室と連
通しかつ空燃比の濃い（以下、リッチという）混合気か
らなるリッチ燃焼室を形成するためのリッチ燃焼室形成
部とをそれぞれピストンのクラウン部に設けるとともに
、ピストンの下死点近傍において、リーン燃焼室形成部
は排気ポート近傍に開口するリーン気体を供給可能な主
掃気ポートに臨み、リッチ燃焼室形成部は排気ポートか
ら離れて開口するリッチ混合気を供給可能な副掃気ポー
トに臨むよう形成したことを特徴とする。

【０００５】

【作用】掃気流には積極的に空燃比の濃度差がつけられ
ており、ピストンの下死点近傍において、リーン気体が
主掃気ポートからクラウン部に設けられたリーン燃焼室
形成部へ供給され、同時にクラウン部に設けられたリッ
チ燃焼室形成部へは副掃気ポートからリッチ混合気が供
給される。リッチ燃焼室形成部に供給されたリッチ混合
気はリッチ燃焼室形成部に溜り易くなっている。その後
、ピストンが上死点近傍まで移動すると、クラウン部の
リーン燃焼室形成部とシリンダヘッドとの間にリーン燃
焼室が、クラウン部のリッチ燃焼室形成部とシリンダヘ
ッドとの間にはリーン燃焼室と連通してリッチ燃焼室が
形成されるので、成層給気が行われる。このとき、ピス
トンのクラウン部にリッチ燃焼室形成部とリーン燃焼室
形成部を設けたので、少給気比時であっても濃度差をつ
けられた掃気流は相互に拡散混合しにくくなり、掃気ポ
ートから供給される混合気は予混合されているから、十
分な充填量が得られる。

【０００６】

【実施例】図１及び図２に第１の実施例を示す。図１は
本実施例に係る２サイクルエンジンのピストンが下死点
時における断面構造であり、図２はその上死点状態を示
す。図１において、シリンダ１の側面には排気ポート２
、主掃気ポート３及び副掃気ポート４がそれぞれ開口形
成されている。主掃気ポート３は排気ポート２の近傍に
開口し、ピストン５のクラウン部一般面であるリーン燃
焼室形成部６に臨んでいる。副掃気ポート４は主掃気ポ
ート３と比べてより低く、かつ排気ポート２から離れた
位置に開口し、ピストン５のクラウン部を一部分凹部状
に形成したリッチ燃焼室形成部７に臨んでいる。リッチ
燃焼室形成部７とリーン燃焼室形成部６との間は湾曲し
て凹面状に副掃気ポート４を囲む曲面８で接続しており
、曲面８はリッチ燃焼室形成部７側からリーン燃焼室形
成部６側へリッチな混合気が拡散することを防止する部
分になっている。なお、副掃気ポート４は掃気通路４ａ
を介して図示省略のクランク室内側へ連通し、主掃気ポ
ート３も同様である。但し、両ポートによって形成され
るリッチ掃気流Ａ及びリーン掃気流Ｂの空燃比には予め
適宜な手段で濃度差がつけられており、主掃気ポート３
には空気のみの場合を含むリーン気体とレシデュアルガ
スが供給され、副掃気ポート４には拡散時に理論混合比
となる程度に予混合されたリッチ混合気が供給される。 また、副掃気ポート４によるリッチ掃気流Ａは曲面８に
案内されて後述するリッチ燃焼室を指向してシリンダヘ
ッド方向へ流れるように設定される。一方、主掃気ポー
ト３によるリーン掃気流Ｂの方向は副掃気ポート４から
のリッチ混合気が排気ポート２方向へ吹き抜けないよう
ブロックできるような方向に設定されている。

【０００７】一方、シリンダヘッド９には図２に示すよ
うに、ピストン５が上死点にあるときリーン燃焼室形成
部６の上方に臨む第１の段部１０と、リッチ燃焼室形成
部７側へ突出する第２の段部１１とが形成される。第１
の段部１０とリーン燃焼室形成部６との間にはリーン燃
焼室１２が形成され、かつこのリーン燃焼室１２へ先端
が臨む第１のプラグ１３が設けられている。また、第２
の段部１１とリッチ燃焼室形成部７との間にはリッチ燃
焼室１４が形成され、このリッチ燃焼室１４へ臨む第２
のプラグ１５が設けられている。リーン燃焼室１２とリ
ッチ燃焼室１４とは連通路１６で相互に連通している。 なお、リッチ燃焼室１４の容積ＶＲ　とリーン燃焼室１
２の容積ＶＬ　との比は、ＶＲ　／ＶＬ　≦１になって
いる。

【０００８】次に、本実施例の作用を説明する。まず図
１に示すピストン５の下死点において、主掃気ポート３
からはリーン燃焼室形成部６上へリーン気体が供給され
る。同時に副掃気ポート４から供給されるリッチ混合気
は、その大部分が曲面８に遮られので、リーン燃焼室形
成部６へ拡散しにくくなり、まず凹部状をなすリッチ燃
焼室形成部７へ溜められる。このとき、副掃気ポート４
の掃気流Ａはシリンダ軸線に対して略直交するようシリ
ンダ中心方向へ噴出するが、曲面８によってリッチ燃焼
室１４方向へ向って略直角に曲がるよう方向づけられ易
くなる。したがって、曲面８は副掃気ポート４からのリ
ッチ掃気流Ａをリッチ燃焼室１４へ導くための一種の案
内板の役割をも果す。さらに、排気ポート２方向へ吹き
抜けようとしても、主掃気ポート３からの掃気流Ｂにブ
ロックされるので吹き抜けにくくなり、やはりリッチ燃
焼室１４を指向することになる。これによりリーン燃焼
室形成部６上側へさらに拡散しにくくなっている。

【０００９】この状態からピストン５がシリンダヘッド
９へ向って移動し、図２に示す上死点に至ると、リーン
燃焼室形成部６と第１の段部１０の間にリーン燃焼室１
２が形成されるとともに、リッチ燃焼室形成部７と第２
の段部１１との間にリッチ燃焼室１４が形成される。リ
ーン燃焼室１２とリッチ燃焼室１４の間は連通路１６で
連通している。このとき、リッチ燃焼室１４内にはピス
トン５の上動中もあまり拡散せずにリッチ燃焼室形成部
７内へ溜っていたリッチ混合気が主体になって給気され
る。ゆえに、リッチ燃焼室１４内にはリッチ混合気が、
リーン燃焼室１２にはリーン混合気が、それぞれ濃度差
を持って供給される層状給気が実現される。そのうえ小
給気比状態であっても、リッチ燃焼室形成部７からリー
ン燃焼室形成部６側へ混合気が拡散しにくくなっている
から、リッチ燃焼室１４内にはリッチ混合気が十分に供
給されるものと期待される。

【００１０】そこで、第２のプラグ１５によりリッチ燃
焼室１４内のリッチ混合気へ着火すると、強力な火炎を
形成して連通路１６からリーン燃焼室１２側へ伝播する
。このため、リーン燃焼室１２のリーンな混合気は、リ
ッチ燃焼室１４からのトーチ火炎と第１のプラグ１３の
点火火花とで迅速に着火可能になり、着火性能が著しく
高まる。しかも効率よく燃焼することが可能になる。 特に小給気比状態であっても層状給気が維持されている
ので、不整燃焼が減少してリーン燃焼室１２における燃
焼は効率的に行われことが期待できる。ゆえに、２サイ
クルエンジンであっても層状給気を可能にできる。なお
、副掃気ポート４から供給されるリッチ混合気はクラン
ク室側で予混合されているため、副掃気ポート４が開い
ている時間全てが混合気の充填に当てられるから、充填
量を十分に多くできる。

【００１１】図３及び図４は第２の実施例であり、それ
ぞれ図１及び図２に対応する状態を示している。なお、
前実施例と共通する部分には共通符号を使用するものと
する。この実施例ではリーン燃焼室形成部６とリッチ燃
焼室形成部７とをより確実に区画するため、両者の境界
部にピストン５のクラウン部からシリンダヘッド９方向
へ突出する突部壁１７が形成されている。突部壁１７は
その断面が前実施例の曲面８を連続曲面でさらにシリン
ダヘッド９方向へ延長させたものに相当する。但し、突
部壁１７の端部で副掃気ポート４と重なる部分は切欠部
１８をなし、副掃気ポート４がリッチ燃焼室形成部７内
へ臨むようになっている。また、主掃気ポート３と副掃
気ポート４の高さはほぼ等しく、かつ図４に明らかなよ
うにリーン燃焼室１２とリッチ燃焼室１４も突部壁１７
によって区画されてほぼ同じ高さに形成される。また、
リーン燃焼室１２とリッチ燃焼室１４は突部壁１７先端
とシリンダヘッド９との間隙により形成された連通路１
６で連通している。

【００１２】次に、本実施例の作用を説明する。副掃気
ポート４の掃気流Ａはリーン燃焼室形成部６とリッチ燃
焼室形成部７の間に大きく突出して両者を区画する突部
壁１７により、リーン燃焼室形成部６側への拡散をより
確実に防止されるから、リーン燃焼室形成部６上のリー
ン気体とさらに拡散混合しにくくなり、副掃気ポート４
を主掃気ポート３と同程度の高さに形成可能になる。ま
た、突部壁１７と主掃気ポート３による掃気流Ｂにより
、副掃気ポート４から排気ポート２への吹き抜けをより
効率的に防止できる。このため、副掃気ポート４から供
給される混合気の空燃比が前実施例と同じであれば、リ
ッチ燃焼室１４内の混合気をよりリッチにできるため、
さらに着火性能並びに燃焼効率を高め不整燃焼をより少
なくできる。

【００１３】

【発明の効果】本発明の２サイクルエンジンは、ピスト
ンのクラウン部に、ピストンの上死点近傍においてシリ
ンダヘッドとの間にリーンな混合気からなるリーン燃焼
室を形成するためのリーン燃焼室形成部と、リーン燃焼
室と連通しかつリッチ混合気からなるリッチ燃焼室を形
成するためのリッチ燃焼室形成部とをそれぞれ設けると
ともに、ピストンの下死点近傍において、リーン燃焼室
形成部を排気ポート近傍に開口しリーン気体を供給可能
な主掃気ポート臨ませ、リッチ燃焼室形成部を排気ポー
トから離れて開口し、リッチ混合気を供給可能な副掃気
ポートに臨ませた。ゆえに、シリンダ内に複数の積極的
に濃度差をつけた掃気流を形成でき、層状給気すること
が可能になった。特に、小給気比状態のときでも濃度差
のついた掃気流を相互に拡散しにくくできるので、着火
性能を良好にでき、かつ不整燃焼を減少させることがで
きる。そのうえ、リッチ混合気は予混合されるので、副
掃気ポートの開いている間中リッチ混合気の供給可能で
あり、混合気の充填量を多くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る下死点状態のエンジン要部
断面図

【図２】第１の実施例に係る上死点状態のエンジン要部
断面図

【図３】第２の実施例に係る図１相当図

【図４】第２の
実施例に係る図２相当図

【符号の説明】

１　　　　シリンダ ３　　　　主掃気ポート ４　　　　副掃気ポート ５　　　　ピストン ６　　　　リーン燃焼室形成部 ７　　　　リッチ燃焼室形成部 ８　　　　曲面（拡散防止部） ９　　　　シリンダヘッド １２　　リーン燃焼室 １４　　リッチ燃焼室 １７　　突部壁（拡散防止部） Ａ　　　　リッチ掃気流 Ｂ　　　　リーン掃気流

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ピストンの上死点近傍においてシリン
   ダヘッドとの間に空燃比が比較的薄い混合気からなるリ
   ーン燃焼室を形成するためのリーン燃焼室形成部と、リ
   ーン燃焼室と連通しかつ比較的濃い混合気からなるリッ
   チ燃焼室を形成するためのリッチ燃焼室形成部とをそれ
   ぞれピストンのクラウン部に設けるとともに、ピストン
   の下死点近傍において、リーン燃焼室形成部は排気ポー
   ト近傍に開口する空燃比の薄い気体を供給可能な主掃気
   ポートに臨み、リッチ燃焼室形成部は排気ポートから離
   れて開口する空燃比の濃い混合気を供給可能な副掃気ポ
   ートに臨むことを特徴とする２サイクルエンジン。