JPH08189364A - ２サイクルエンジンの掃気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多気筒２サイクルエンジンの各気筒内に周囲
の各掃気口から均等に新気を流入させて掃気効率を向上
する。 【解決手段】 直列に配設した各気筒１の周囲をそれぞ
れ取り囲むとともに互いに連通した単一室から成る掃気
室２を形成し、掃気室２からシリンダライナ３に形成し
た複数の掃気孔４を通して気筒１内に新気を導入するよ
うにし、掃気室２における隣接する気筒１、１間の空間
の両側に掃気室２内に向けてデフレクタ５を突出させ、
各気筒１の外周に沿って掃気室周壁１５とシリンダライ
ナ３との間の間隔がほぼ一定となる掃気通路７を形成
し、掃気室２に新気を導入する新気導入口８を気筒１の
外周に対して接線方向に開口させ、各気筒１内に均等に
新気が流入して最適なスワールを形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２サイクルエンジン
の掃気装置に関し、特に多気筒２サイクルエンジンにお
けるユニフロー掃気（単流掃気）方式の掃気装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンの掃気方式として、
ユニフロー掃気方式がある。このユニフロー掃気方式の
２サイクルエンジンの基本構造は、図５に示すように構
成されている（実開昭６３−１１５５２９号公報参
照）。すなわち、図５に示す２サイクルディーゼルエン
ジンは、気筒周壁２３の中間高さ位置に複数の掃気孔２
４を形成し、掃気ポンプ３８で加圧された新気を掃気孔
２４から矢印に示すように気筒２１内に導入し、ピスト
ン３７の上昇により燃焼ガスを開口状態にある排気バル
ブ３２から排気口３３に排出するように構成されてい
る。

【０００３】このように気筒２１内を一方向にガスが流
れて掃気が行われるユニフロー掃気方式の２サイクルエ
ンジンにおいて、複数の気筒２１を有するものは、複数
の気筒２１を直列に配設したシリンダブロック３４の上
部に各気筒２１の周囲を取り囲むように水冷ジャケット
３５を形成し、その下部に、図６に示すように、各気筒
２１の周囲に互いに連通した単一室から成る掃気室２２
を形成し、気筒周壁を形成するシリンダライナ２３に形
成した複数の掃気孔２４を通して掃気室２２から気筒２
１内に新気を導入し、シリンダヘッド３６に設けられた
排気口３３から燃焼ガスを排出するように構成されてい
る。各掃気孔２４は、気筒２１内でスワールを形成させ
るために、気筒２１の半径方向の軸線に対して接線方向
に同じ向きに適当な角度傾斜させて形成されている。

【０００４】また、複数の気筒２１が順次掃気工程に移
行する度に掃気室２２内の新気の流れが逆流を起こすと
掃気効率が低下するため、従来からそのような逆流が生
じないように掃気室２２内に新気を導入する新気導入口
の配設位置を工夫したり、デフレクタを適当に配設した
ものが提案されている。

【０００５】例えば実開昭６３−１１５５２９号公報に
開示されている図６の例では、掃気室２２の一側の一端
部と他側の他端部とに新気導入口２５、２６を配設する
とともに、各新気導入口２５、２６から導入された新気
が一方向にのみ流れるように適宜デフレクタ２７、２８
を配設して一対の掃気通路２９、３０を形成し、かつ両
掃気通路２９、３０を流れる新気が混合して流れが攪乱
しないようにシリンダライナ２３、２３間にも仕切壁３
１を配設し、各気筒２１が順次掃気工程に入っても新気
の流れに逆流等が生じないようにされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６の構成
では、掃気通路２９、３０が気筒２１の配列方向にスト
レートに延びるとともに各気筒２１、２１間で袋小路状
に通路断面積が大きくなっているために、気筒２１配列
方向に新気が流れ易く、各シリンダライナ２３の気筒配
列方向両側部で開口する掃気口２４からは新気が流入し
難くなり、そのためにシリンダライナ２３の周囲から均
等に新気が流入せず、燃焼ガスと新気が混合して掃気効
率向上に限界があるという問題がある。

【０００７】また、新気導入口２５、２６が端部のシリ
ンダライナ２３の中心に向かって開口しているので、新
気導入口２５、２６に対向する掃気孔２４から相対的に
多量の新気が流入し、そのために不均等な筒内流れとな
って掃気効率が低下するという問題があり、さらにシリ
ンダブロックの両側に新気導入口２５、２６を配設する
ことは配置構成上も困難であるという問題もある。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、各気筒内に周囲の各掃気口から均等に新気が流入し
て掃気効率を向上でき、また新気導入口の配置構成も容
易な２サイクルエンジンの掃気装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の気筒を
直列に配設し、各気筒の周囲をそれぞれ取り囲むととも
に互いに連通した単一室から成る掃気室を形成し、掃気
室から気筒周壁に形成した複数の掃気孔を通して気筒内
に新気を導入するようにした２サイクルエンジンの掃気
装置において、掃気室における隣接する気筒間の空間の
両側に掃気室内に向けてデフレクタを突出させ、各気筒
の外周に沿って掃気室周壁と気筒周壁との間の間隔がほ
ぼ一定となる掃気通路を形成し、かつ掃気室に新気を導
入する新気導入口を気筒の外周に対して接線方向に開口
させたことを特徴とする。前記隣接する気筒間に仕切壁
を設けると好適である。

【００１０】上記発明において好適には、掃気室の一端
の気筒の外周に対して接線方向に新気導入口が開口され
るとともに、掃気室の他端の気筒の外周に対して新気流
れ方向に沿う接線方向に補助新気導入口が開口される。
また、その補助新気導入口にリードバルブが配設され
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態を図
１を参照して説明する。

【００１２】図１において、１０はユニフロータイプの
掃気方式の多気筒２サイクルエンジンのシリンダブロッ
クであり、その上部に３つの気筒１が直列に配設されて
いる。気筒１の上部には各々の周囲を取り囲むように水
冷ジャケット（図５参照）が形成され、その下部に各気
筒１の周囲をそれぞれ取り囲むとともに互いに連通した
単一室から成る掃気室２が形成されている。各気筒１に
はその周壁を構成するシリンダライナ３が嵌着されてい
る。このシリンダライナ３には、気筒１内と掃気室２を
連通するように周方向に適当間隔置きに複数の掃気孔４
が形成され、掃気室２から複数の掃気孔４を通して気筒
１内に新気を導入するように構成され、さらにこれら掃
気孔４が気筒１の半径方向の軸線に対して同じ向きに接
線方向に傾斜して形成され、気筒１内にスワールを形成
するように構成されている。

【００１３】掃気室２の周壁１５においては、隣接する
気筒１、１間の空間の両側に掃気室２内に向けてデフレ
クタ５が突設されるとともに隣接する気筒１、１間に仕
切壁６が掃気孔４を通過する新気の流れに沿うように傾
斜させて形成され、各気筒１の外周に沿って掃気室周壁
１５とシリンダライナ３との間の間隔がほぼ一定とな
り、新気が一方向に流れる掃気通路７が形成されてい
る。この掃気通路７の通路断面積は前記間隔がほぼ一定
であるので、その通路断面積もほぼ均一となり、又掃気
室周壁１５の内側にそって一周することになる。又、掃
気室２に新気を導入する新気導入口８が掃気室２の一端
部に配設された気筒１の外周に対して接線方向に開口さ
れている。

【００１４】なお、図示していないが図５に示すものと
同様、新気導入口８には掃気ポンプが接続されて新気を
供給するように構成され、またシリンダブロック１０の
上面には、排気弁や燃料噴射弁を装着したシリンダヘッ
ドが接合されている。

【００１５】次に作用を説明すると、掃気ポンプから新
気導入口８を経て掃気室２の掃気通路７に向けて新気が
圧送されている状態で、各気筒１において順次ピストン
が下降して掃気孔４が開口するとともにシリンダヘッド
に設けられた排気弁が開口することにより、気筒１内の
燃焼ガスが排気口から排出されるとともに気筒１内に周
囲の掃気孔４から新気が流入し、気筒１内の掃気が行わ
れる。

【００１６】その際、各気筒１の外周に沿って形成され
た通路断面積のほぼ均一な掃気通路７内を一方向に新気
が流れることにより、またその掃気通路７に気筒１の外
周に対して接線方向に開口された新気導入口８から新気
が導入されるので、各気筒１においてその周囲の各掃気
孔４から均等に新気が流入し、気筒１中心と筒内スワー
ル中心が一致した最適なスワールが形成され、そのため
燃焼ガスと新気の混合が少ない状態で掃気が行われて最
高の掃気効率を達成できる。

【００１７】次に、本発明の第２実施形態について、図
２を参照して説明する。

【００１８】上記第１実施形態においては、掃気通路７
に新気を導入する新気導入口８を掃気室２の一端側だけ
に設けているので、この新気導入口８から遠い掃気通路
７の下流側では通気抵抗による圧損が大きくなり、その
ため掃気ポンプの仕事が増大して出力面でマイナスとな
る場合があり、本実施例はこのような問題点の解消を図
ったものである。

【００１９】図２において、図１の第１実施形態と同一
の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省
略し、相違点のみを説明する。本実施形態では、上記第
１実施形態における新気導入口８とは別に、シリンダブ
ロック１０の同じ側に、掃気室２の他端部の気筒１の外
周に対して新気流れ方向に沿う接線方向に補助新気導入
口１１が開口されている。この補助新気導入口１１の通
路断面積ｂは、補助新気導入口１１の接続部における掃
気通路７の通路断面積ａよりも小さく形成されている。
これら新気導入口８及び補助新気導入口１１は合流され
て掃気ポンプに接続されている。

【００２０】この実施形態によると、掃気室２の他端側
で補助新気導入口１１から新気流れ方向に沿うように新
気が導入されることによって通気抵抗による圧損が補償
される。その結果、掃気ポンプの掃気圧を低減すること
ができ、掃気ポンプの仕事が増大しないため出力面で有
利となる。なお、補助新気導入口１１の通路断面積ｂが
大きすぎると、この補助新気導入口１１からの新気流れ
が支配的となって、各掃気孔４から均一な掃気が行われ
ず、掃気効率の悪化を引き起こす恐れがある。

【００２１】次に、本発明の第３実施形態について図３
を参照して説明する。この実施形態では上記第２実施形
態における補助新気導入口１１にリードバルブ１２が配
設されている。

【００２２】この実施形態によると、補助新気導入口１
１にリードバルブ１２を配設しているので、高速運転時
に掃気通路７における圧損が大きくなるとリードバルブ
１２が開いて補助新規導入口１１から新気が導入され、
掃気圧を低減しながら最適なスワール形成を確保して掃
気効率を向上できる。しかも、低速運転時等圧損が小さ
いときには、補助新気導入口１１から新気を導入される
ことはなく、この補助新気導入口１１から新気が導入さ
れることによって掃気通路７内の新気の流れに乱れを生
じるというような恐れも無い。また、補助新気導入口１
１から導入する新気の流れ方向をリードバルブ１２にて
掃気通路７内の新気流れ方向に沿うように整流できるの
で、補助新気導入口１１の配置や寸法の設計自由度が向
上する。

【００２３】次に本発明の第４実施形態について、図４
を参照して説明する。

【００２４】この実施形態は、図１の第１実施形態にお
いて具備している仕切壁６を省略した点に特徴がある。
従って気筒１間にはバイパス通路１６が形成されること
になるが、その通路断面積は前記掃気通路７の通路断面
積に較べ小さくなっている。その他の構成は第１実施形
態と同一であるので、図４に同一の構成要素に同一の参
照番号を付して説明を省略する。

【００２５】この実施形態においては、図４の左端の気
筒１を掃気するとき、掃気通路７を流れる新気の一部が
気筒１間に形成されるバイパス通路１６を通って短絡さ
れるが、その短絡される新気の量は僅少であり、ほとん
どの新気は掃気室周壁１５に沿って掃気室２内を一周す
る。従って第４実施形態は、第１実施形態に比較し、各
掃気口４から均等に新気を各気筒１に供給する点では若
干劣るものの、十分に前記均等供給を行うことができ
る。そして、第４実施形態は、構造の簡単化の点では、
第１実施形態よりすぐれたものとなる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、各気筒の外周に沿って
形成された掃気室周壁と気筒周壁との間の間隔がほぼ一
定となる掃気通路内を新気が一方向に流れ、その結果掃
気室周壁に沿った周回流となることにより、またその掃
気通路に対して気筒の外周に対して接線方向に開口され
た新気導入口から新気が導入されるので、各気筒が順次
掃気工程に移行しても各気筒においてその周囲の各掃気
口から均等に新気が流入し、気筒中心と筒内スワール中
心が一致した最適なスワールが形成され、そのため燃焼
排ガスと新気の混合が少ない状態で掃気が行われて高い
掃気効率を達成できる。又、新気導入口を気筒列の両側
に設ける必要もなく、配置構成も容易となる。

【００２７】前記隣接する気筒間に仕切壁を設けた場合
には、前記掃気通路を流れる新気の一部が気筒間に形成
されるバイパス通路を通って短絡されることを防ぐこと
ができるため、掃気室周壁に沿った周回流が確保され、
より一層確実に上記効果を奏することができる。

【００２８】また、掃気通路に新気を導入する新気導入
口を掃気室の一端側だけに設けた場合には、この新気導
入口から遠い掃気通路の下流側では通気抵抗による圧損
が大きくなるため、掃気ポンプの仕事が増大して出力面
でマイナスとなる場合があるが、掃気室の他端側に補助
新気導入口を新気流れ方向に沿うように設けることによ
り掃気圧を低減することができる。

【００２９】さらに、補助新気導入口にリードバルブを
配設して高速運転時等圧損が大きくなる場合にこの補助
新規導入口が開くようにすると、低速運転時等圧損が小
さいときに補助新気導入口から新気が導入されて掃気通
路内の新気の流れに乱れを生じるという恐れが無くな
り、掃気圧を低減しながら最適なスワール形成を確保し
て掃気効率を向上できる。また、補助新気導入口から導
入する新気の流れ方向をリードバルブにて掃気通路内の
新気流れ方向に沿うように整流できるので、補助新気導
入通路の配置や寸法の設計自由度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２サイクルエンジンの掃気装置の第１
実施形態における掃気室の構成を示す横断平面図であ
る。

【図２】本発明の２サイクルエンジンの掃気装置の第２
実施形態における掃気室の構成を示す横断平面図であ
る。

【図３】本発明の２サイクルエンジンの掃気装置の第３
実施形態における掃気室の構成を示す横断平面図であ
る。

【図４】本発明の２サイクルエンジンの掃気装置の第４
実施形態における掃気室の構成を示す横断平面図であ
る。

【図５】従来例の２サイクルエンジンの掃気装置におけ
る掃気室の構成を示す縦断正面図である。

【図６】従来例の２サイクルエンジンの掃気装置におけ
る掃気室の構成を示す横断平面図である。

【符号の説明】

１新気筒 ２ 掃気室 ３ シリンダライナ（気筒周壁） ４ 掃気孔 ５ デフレクタ ６ 仕切壁 ７ 掃気通路 ８ 新気導入口 １１ 補助新気導入口 １２ リードバルブ １５ 掃気室周壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒を直列に配設し、各気筒の周
   囲をそれぞれ取り囲むとともに互いに連通した単一室か
   ら成る掃気室を形成し、掃気室から気筒周壁に形成した
   複数の掃気孔を通して気筒内に新気を導入するようにし
   た２サイクルエンジンの掃気装置において、掃気室にお
   ける隣接する気筒間の空間の両側に掃気室内に向けてデ
   フレクタを突出させ、各気筒の外周に沿って掃気室周壁
   と気筒周壁との間の間隔がほぼ一定となる掃気通路を形
   成し、かつ掃気室に新気を導入する新気導入口を気筒の
   外周に対して接線方向に開口させたことを特徴とする２
   サイクルエンジンの掃気装置。
2. 【請求項２】 隣接する気筒間に仕切壁を設けた請求項
   １記載の２サイクルエンジンの掃気装置。
3. 【請求項３】 掃気室の一端の気筒の外周に対して接線
   方向に新気導入口を開口するとともに、掃気室の他端の
   気筒の外周に対して新気流れ方向に沿う接線方向に補助
   新気導入口を開口したことを特徴とする請求項１または
   ２記載の２サイクルエンジンの掃気装置。
4. 【請求項４】 補助新気導入口にリードバルブを配設し
   たことを特徴とする請求項３記載の２サイクルエンジン
   の掃気装置。