JPH059455Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はユニフロー２サイクルエンジンの掃気
ポートに関する。

〔従来の技術〕

第２図を参照しユニフロー２サイクルデイーゼ
ルエンジンの掃気ポートについて説明する。図に
おいて１はピストン、２はシリンダライナ、３は
掃気ポートであり、掃排気行程の末期にピストン
１が掃気ポート３を開くと、掃気が掃気ポート３
を通つてシリンダ２内へ流入し、筒内の残留燃焼
ガスを図示しない排気弁を通つて押し出し筒内を
掃気する。この際同時に掃気流に旋回速度を与え
充填効率の向上をはかると共に、燃焼の改善をは
かる目的で掃気ポート３の穿孔方向がシリンダ中
心に対して偏心して明けられ、第３図においてθ
で示される掃気口角度が与えられている。θ方向
の延長線と接するシリンダ中心を中心とする円の
直径をＤとすると、このＤをスワール円直径と呼
んでいる。掃気は掃気ポート３よりシリンダに流
入後、シリンダ内面とで挟まれた領域内で旋回運
動をした後、拡散しつつシリンダ上方へ流れて行
く。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来例では掃気に強い旋回流を与えて燃焼改善
を得るために、掃気口に大きな掃気孔角度θを与
えており、しかも各段のスワール円直径D₁＝D₂
＝D₃である第１従来例では第５図に示すように
掃気口から流入した掃気は、スワール円直径Ｄと
シリンダ内周との間で旋回運動をしつつ上方に流
れてゆくために、シリンダ中心部には斜線で示す
ように多くの残留ガスが残り、掃排気行程が終了
後もこの残留ガスが排除されずに掃気効率を低下
させ、燃焼に必要な空気量を十分に確保できなく
なつていた。

また上記掃気効率を向上させるための第２従来
例では第６図に示すように複数の掃気角度θをも
つ掃気口を組合せ、上方には大きなθを与え、下
方には小さなθを与えると、上部掃気口から流入
した掃気はシリンダ外周を、また下部掃気口から
流入した掃気はシリンダ中心部を流れるようにな
る。即ち（θ₁＞θ₂＞θ₃）で（D₁＞D₂＞D₃）とす
ることによつて掃気効率の改善をはかろうとする
ものであるが、この場合においてもシリンダ中心
部に向つて穿孔された掃気口下部３３は、ピスト
ンが一番下まで下降してはじめて開口し、ピスト
ンが再び上昇すると直ちに閉止されてしまうの
で、掃気角度θの小さい掃気が流れる時間が短か
くなり、第６図に斜線で示すように、残留ガスは
シリンダ外周は速く排除されるが、中心部はやは
り排除速度が遅くなり、第２従来例の第６図では
第１従来例の第５図のような一定掃気孔角θ₁＝θ₂
＝θ₃の場合よりは掃気効果率の改善効果はある
が、大幅な改善は得られない。即ち従来技術にお
ける掃気口形状の考え方は、掃気と残留ガスを分
離して順次押しのけて掃気作用を行わせようとす
るものであるため、高い掃気旋回流を与えようと
する場合には遠心力が働いて掃気は外方に流され
るため基本的に矛盾をはらんでおり、掃気効率の
限界レベルは低下せざるを得ない、またこの性質
はピストンのストロークが長くなればなる程顕著
となる傾向がある。

本考案の目的は従来装置の問題点を解消し、高
い旋回流と掃気効率が得られ、良好な燃焼と高出
力が達成できるユニフロー２サイクルエンジンの
掃気口を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る２サイクルエンジンの掃気ポート
は離層掃気、すなわち掃気と残留ガスをできるだ
け分離して押しのけ作用によつて排除する従来の
考え方を改め、逆に掃気をシリンダ内でかきま
ぜ、一部残留ガスと混合させつつ掃気作用を行な
わせるという考え方のもとに掃気口の上部は掃気
口角度θを小さくし、掃気口下部は掃気口角度θ
が大きくなるように掃気口を形成することによつ
て、強い掃気旋回流と同時に高い掃気効率を得る
ようにしたことを特徴としている。

〔作用〕 上部の掃気口は掃気角度θを小さくしているの
で、掃気流れの流線はシリンダ中心から外周まで
満遍なく上方へ分布しているが、下部へゆく程掃
気角度θが大きくなり遠心力のためシリンダ外周
部のみの回転上昇流れとなるため、上部と下部よ
りの掃気口流線が干渉し合つて乱れによる掃気と
排気の混入が生じる。その結果残留ガスの一部は
掃気にまざつて残つてしまうが、掃気の流れは全
体としてシリンダ半径方向に均一な上方流れ分布
となつて、強い旋回流のものではかえつて残留ガ
スの排除能力が高められる。

〔実施例〕

以下第１〜４図を参照し本考案の一実施例につ
いて説明する。

第２図の掃気ポート３は第１図〜第３図に示す
ように、全てシリンダライナ２の軸心線に直角方
向即ち水平方向に穿設され、かつシリンダライナ
２の軸線方向に複数段（この実施例の場合は３
段）配置されている。また、各段の掃気口３１，
３２，３３は、第１図に示すように、シリンダラ
イナ２の軸線方向において連通して連続した掃気
口となつている。さらに、シリンダの上部掃気口
３１の穿孔方向はシリンダ中心方向をむいてお
り、３２，３３と下方に行くにつれて掃気口の穿
孔方向がシリンダ中心からそれて掃気口角度θが
大きくなるように形成されている。その結果第３
図に示すように掃気口３１〜３３の掃気口角度θ₁
〜θ₃およびスワール円直径D₁〜D₃はθ₁＜θ₂＜θ₃，
D₁＜D₂＜D₃となつている。

次に前記実施例の作用について説明する。

掃排気行程の初期に掃気口３１がまず開口し掃
気はシリンダ半径方向に満遍なく上方への流線を
形成する。続いて掃気口３２を開くとこの掃気口
３２を通る掃気の流線は遠心力の作用によりスワ
ール円D₂より内部には入り得ないので、上部掃
気口３１を通る流線と干渉を生じる。さらに引続
き掃気口３３が開くと第４図に示すように下方掃
気口角度θの大きな流れは、その上部に形成され
ているスワール円直径Ｄの小さな流線の水平部分
によつて妨げられ、流線どうしの干渉を生じ乱れ
かくはんを生じる。その結果残留ガスの一部は掃
気流内に取り込まれ掃気の純度は低下するが、全
体としては下部掃気口３３に与えられた強い旋回
流のモーメンタムは保存されたまま、シリンダ上
方への掃気流はシリンダ半径方向にほぼ均一に分
布され、残留ガスがかたまつた領域を形成するこ
となく掃気作用が行われ掃気効率が向上する。

またエンジンストロークが長くなればなる程、
掃気ポート３近傍の拡散混合領域の全シリンダ容
積に対する割合が減少するため、従来例にくらべ
掃気効率の向上は大となる。

〔考案の効果〕

本考案は前記のとおり構成したので、掃気中に
シリンダライナの上部の中心向き流れと下部の切
線向き流れとが干渉し合い、掃気の流線が乱れて
混合、攪拌が促進される。これにより、高い掃気
効率が得られ、エンジンの燃焼を良好とし高出力
と低燃費が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案に係るもので第１図は掃気
ポート３の外観図で第２図の−矢視図、第２
図は掃気ポート付近の構成図、第３図は第２図の
−断面図、第４図は掃気流れの説明図、第５
図は第１従来例の掃気流れ説明図、第６図は第２
従来例の掃気流れ説明図である。 ３……掃気ポート、３１……上部掃気口、３２
……中間部掃気口、３３……下部掃気口、θ……
掃気口角度。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダライナに円周方向等間隔に穿設された
   掃気ポートが該シリンダライナの軸方向に複数段
   配置されてなる２サイクルエンジンにおいて、前
   記各掃気ポートはシリンダライナの軸心線に直角
   方向に穿設されるとともに、各段の掃気ポートが
   シリンダライナの軸線方向に連通されており、前
   記掃気ポートのピストンの上死点に近い段を上
   部、これと反対側の段を下部とすると、上部は掃
   気口中心の向きをシリンダのほぼ中心方向とし、
   シリンダライナ下部の掃気ポートになるほど掃気
   口中心の向きがシリンダ中心から遠ざかる方向に
   穿孔された複数の掃気口角度θを有することを特
   徴とする２サイクルエンジンの掃気ポート。