JPH08326539A - 2サイクルディーゼルエンジンの車載構造 - Google Patents

2サイクルディーゼルエンジンの車載構造

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JPH08326539A
JPH08326539A JP7137891A JP13789195A JPH08326539A JP H08326539 A JPH08326539 A JP H08326539A JP 7137891 A JP7137891 A JP 7137891A JP 13789195 A JP13789195 A JP 13789195A JP H08326539 A JPH08326539 A JP H08326539A
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JP
Japan
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cylinder
engine
combustion chamber
exhaust
oil
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JP7137891A
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English (en)
Inventor
Tatsuyuki Masuda
達之 桝田
Kanenori Miyamoto
鼎徳 宮本
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE69631303T priority patent/DE69631303T2/de
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/028Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation for two-stroke engines
    • F02D13/0284Variable control of exhaust valves only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/04Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units with the engine main axis, e.g. crankshaft axis, transversely to the longitudinal centre line of the vehicle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/08Engines characterised by precombustion chambers the chamber being of air-swirl type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 うず室式副燃焼室を有する2サイクルディー
ゼルエンジンにおいてシリンダの熱分布が略均一になる
ようにする。 【構成】 うず室式副燃焼室46をシリンダ軸心Cより
排気側に配設する。連絡孔44を、軸線が排気ポート4
1a,41bとはシリンダ軸線を挾んで反対側を指向す
るように形成する。クランク軸8の回転方向を、膨張行
程でピストン36がシリンダ軸心Cに対して前記排気ポ
ートとは反対側へ付勢されるように図5において右回り
に設定する。このエンジン5を、排気側を車体の前方へ
向けた状態で車体に並列に搭載し、燃料ポンプをシリン
ダの車体後側に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、うず室式副燃焼室を有
する2サイクルディーゼルエンジンを車両に搭載する際
の2サイクルディーゼルエンジンの車載構造に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、うず室式副燃焼室を備えた4サイ
クルディーゼルエンジンとしては、主燃焼室とうず室式
副燃焼室(以下、これを単に副燃焼室という)とを連通
する連絡孔をシリンダ軸線に対して傾斜させ、副燃焼室
内壁面の接線方向に沿わせて延設したものがある。この
エンジンでは、圧縮行程において空気が主燃焼室から前
記連絡孔を通って副燃焼室内に流入することにより副燃
焼室内に圧縮された空気のうず流が生じ、このうず流中
に燃料を噴射することによって燃焼が行われる。
【0003】このようにうず流中に燃料を噴射すること
によって、燃料の混合が良好に行われて高速に燃焼する
ので、この種のエンジンは小型の高速機関や乗用車用に
用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上述した
4サイクルディーゼルエンジンを乗用車などの車両に搭
載するに当たって車体を小型化できるようにエンジンを
2サイクル化することを考えたが、2サイクル化を図る
に当たっては副燃焼室の位置が問題になった。
【0005】すなわち、2サイクルエンジンはシリンダ
孔壁面に排気ポートが開口しているので、副燃焼室から
連絡孔を通って主燃焼室に流入した高圧な燃焼ガスがこ
の排気ポートへ直接吹き込まれて圧力利用率が低下する
のを防ぐために、前記連絡孔の延設方向を決定しなけれ
ばならない。詳述すると、副燃焼室をシリンダヘッドに
おけるシリンダ軸心に対して排気側に遍在させ、連絡孔
を副燃焼室内壁面の接線方向であって下流側へ向かうに
したがって次第に排気側から離間する方向へ延設しなけ
ればならない。
【0006】このように副燃焼室をシリンダ軸心より排
気側に配設すると、シリンダの排気側がシリンダ軸心を
挾んで反対側となる部位に較べて高温になるように熱分
布が偏ってしまう。熱分布の偏りが過大になると、シリ
ンダが熱応力により変形することがある。
【0007】また、副燃焼室から主燃焼室へ流入する燃
焼ガスの流れ方向を排気ポートへ直接向かわない方向へ
設定したとしても、クランク軸の回転方向如何によって
は膨張行程初期にシリンダ孔壁面とピストンとの間の微
小な隙間を通って排気ポート側へ燃焼ガスが流れること
があった。これは、ピストンが上死点において首振り運
動を起こすことに起因していた。
【0008】前記首振り運動は、ピストンの重心がピス
トンピンより頂面側に位置づけられているピストンに対
し、このピストンに加わる側圧の方向が上死点において
シリンダ軸線に対して一方から他方へと変化することに
よって生じる。この首振り運動が起こると、ピストン周
面とシリンダ孔壁面との間に隙間が生じることがあり、
この隙間が排気ポート側に生じたときには燃焼ガスが排
気ポート側へ流れることになる。また、前記隙間に燃焼
ガスが入り込むと、ピストンリングやこれを装着するピ
ストンの外周溝にカーボンなどが付着してしまう。
【0009】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、うず室式副燃焼室を有する2サイク
ルディーゼルエンジンを車両に搭載して車体の小型化を
図るに当たり、シリンダの熱分布が略均一になるように
するとともに、ピストンが首振り運動を起こしたとして
も燃焼ガスがピストンリング部に侵入することがないよ
うにすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る2サイ
クルディーゼルエンジンの車載構造は、うず室式副燃焼
室を有する2サイクルディーゼルエンジンにおける副燃
焼室をシリンダ軸心より排気側に配設するとともに、前
記副燃焼室と主燃焼室とを連通する連絡孔をその軸線が
排気ポートとは反対側を指向するように形成し、かつク
ランク軸の回転方向を、膨張行程でピストンがシリンダ
軸心に対して前記排気ポートとは反対側へ付勢されるよ
うに設定し、このエンジンを、前記排気側を車体の前方
へ向けた状態で車体に並列に搭載し、燃料ポンプをシリ
ンダの車体後側に配置したものである。
【0011】第2の発明に係る2サイクルディーゼルエ
ンジンの車載構造は、第1の発明に係る2サイクルディ
ーゼルエンジンの車載構造において、オイルをオイルタ
ンクからオイルポンプによってシリンダ孔壁面およびク
ランク軸支持部に最適量だけ圧送する構造とし、シリン
ダ軸線を鉛直方向に対して後傾させたものである。
【0012】
【作用】第1の発明よれば、副燃焼室および排気ポート
が位置するシリンダの高温側は、車両が走行するときの
走行風によって冷却される。しかも、燃料ポンプをシリ
ンダより車体後側に配置したので、前記走行風が燃料ポ
ンプによって遮られることがない。また、ピストンが上
死点に達して首振り運動を起こすと、クランク軸の回転
方向に起因してピストン上部がシリンダ孔壁面における
排気側部分に密接する。
【0013】第2の発明によれば、エンジン下部にオイ
ルを溜める空間を形成しなくてよいので、シリンダ軸線
の傾斜角度を設定する上で自由度が高くなる。また、シ
リンダが後傾することによって、シリンダの車体前側に
当たった走行風がシリンダ上部を通って後側へ流れ易
い。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図10
によって詳細に説明する。図1は本発明に係る2サイク
ルディーゼルエンジンの車載構造を示す側面図、図2は
同じく正面図、図3は平面図である。図4はエンジンを
車体左側から見た側面図、図5はエンジンの縦断面図、
図6は図5におけるシリンダヘッド以外のVI−VI線断面
図、図7は図5におけるシリンダブロックのVII−VII線
断面図である。図8はスロットル弁開度を決定するため
のマップとなるグラフ、図9は排気側に副燃焼室を配設
した2サイクルディーゼルエンジンの概略構成を示す図
で、同図(a)は圧縮行程での状態を示し、同図(b)
はピストンが上死点に位置しているときの状態を示し、
同図(c)は膨張行程での状態を示している。図10は
燃料供給系およびオイル供給系の概略構成図である。
【0015】これらの図において、1は乗用車などの車
両の車体、2は前輪、3は前記前輪2の車軸である。前
記車体1の最前部は、車体前部のエンジンルーム4内に
走行風を導入することができる構造になっている。前記
エンジンルーム4には、うず室式副燃焼室を有する水冷
2気筒2サイクルディーゼルエンジン(以下、単にエン
ジンという)5が搭載してある。
【0016】このエンジン5は、シリンダブロック6の
下部にクランクケース7をこれら両者によってクランク
軸8が挟持されるように取付けるとともに、シリンダブ
ロック6の上部にシリンダヘッド9を取付け、前記クラ
ンク軸8が車幅方向に支架されるように車体に搭載して
いる。また、このエンジン5は、図1および図5に示す
ように、シリンダ軸線Cを鉛直方向に対して角度θだけ
後傾させて搭載している。
【0017】前記シリンダブロック6の車体前側には排
気管10を接続し、車体後側の下部には吸気マニホール
ド11を接続している。前記排気管10は、各気筒の排
気通路をエンジン5の前方において集合させる排気マニ
ホールド10aと、この排気マニホールド10aの先端
に接続した1本の排気管本体10bとから構成してい
る。この排気管本体10bはエンジン5の前方から下方
を通って車体後部へ延設し消音器(図示せず)に接続し
ている。
【0018】前記吸気マニホールド11は、その内部の
吸気通路が気筒毎に分岐するように形成し、分枝部分よ
り上流側となる上流側端部にスロットル弁装置12、吸
気管13およびエアクリーナ14を接続している。この
エアクリーナ14は、図1および図3に示すように車体
最前部から空気を吸入する構造になっている。前記スロ
ットル弁装置12は、図5に示すように、バタフライ弁
型スロットル弁12aをモータ12bによって駆動する
構造になっている。なお、図5は前記スロットル弁12
aおよびモータ12bの軸線が車体の前後方向を指向す
るように描いているが、実際には図1および図3に示す
ように、後述する燃料噴射ポンプ15との干渉を避ける
ために車幅方向を指向させている。
【0019】前記モータ12bは、このエンジン5の燃
料噴射量やオイル供給量を制御するECU16によって
制御する。すなわち、エンジン回転数検出センサ(図示
せず)によって検出したエンジン回転数と、アクセル開
度検出センサ(図示せず)によって検出したアクセル開
度(図示していないアクセルペダルの踏み込み量)とに
対応するスロットル開度を図8に示すマップから読み出
し、この読み出したスロットル開度と前記スロットル弁
12aの開度が一致するようにモータ12bを駆動す
る。
【0020】図8に示すマップは、エンジン5の回転数
域がアイドリング回転域から低中負荷域にあるときにス
ロットル弁12aによる吸気制御を行うことを示してい
る。また、エンジン回転数が一定の場合においてアクセ
ルペダルの踏み込み量が多く(少なく)なるにしたがっ
てスロットル弁12aの開度が増大(減少)し、アクセ
ルペダルの踏み込み量が一定であってもエンジン回転数
が増大(減少)するとスロットル弁12aの開度も増大
(減少)するようになっている。
【0021】すなわち、従来の一般的なディーゼルエン
ジンは吸気系にアクセルペダルと連動するような絞り弁
を設けることはなく、吸気の全量をエンジンに供給する
構造であるが、本実施例のエンジン5ではエンジン回転
数域がアイドリング回転域から低中負荷域にあるときに
吸気をエンジン運転状態に応じて絞ることができるよう
になっている。
【0022】このように吸気を絞ると、シリンダ内に残
留する燃焼ガスが増大し燃焼が緩慢になる(燃焼期間が
長くなる)ので、ノック音を低く抑えることができると
ともに、燃焼温度が低くなることに起因してNOX 発生
量を減少させることができる。
【0023】前記スロットル弁装置12の近傍に位置す
る燃料噴射ポンプ15は、エンジン5により駆動して燃
料を気筒毎の燃料噴射弁17に圧送する構造になってい
る。この燃料噴射ポンプ15での燃料供給量は前記EC
U16によって制御している。また、この燃料噴射ポン
プ15は、図3および図4に示すように、エンジン5の
車体右側端部に取付けた側面視略逆三角形状のベルトカ
バー18に支持固定させ、シリンダブロック6の丁度車
体後側に配置している。この燃料噴射ポンプ15を駆動
する構造は、図4および図6に示すように、前記ベルト
カバー18内に入力用プーリ15aを配設し、このプー
リ15aに燃料噴射ポンプ用ベルト18aを介してクラ
ンク軸側プーリ18bの回転を伝達する構造になってい
る。
【0024】前記ベルトカバー18の車体右側には、ク
ランク軸8の回転をエンジン補機に伝達する補機用ベル
ト19を配設している。この補機用ベルト19は、図4
に示すように、クランク軸8の車体右側の端部に固定し
たクランクプーリ20、エアコンディショナー用コンプ
レッサー21のプーリ21a、オルタネータ22のプー
リ22a、ウォーターポンプ23のプーリ23a、パワ
ーステアリング用ポンプ24のプーリ24a、アイドラ
プーリ25に巻掛けている。
【0025】また、このエンジン5の車体左側の端部に
は、図2および図3に示すようにクラッチ機構26およ
び変速機27を備えたトランスミッション28が取付け
てある。
【0026】次に、エンジン5の内部構造を図5〜図7
によって説明する。なお、図5において二点鎖線Lは、
このエンジン5を車体に搭載した状態でのクランク軸8
を通る水平線である。クランク軸8は、図6に示すよう
に、玉軸受31およびころ軸受32を介してシリンダブ
ロック6およびクランクケース7に回転自在に支持し、
気筒毎のクランクピン8aにニードル軸受33を介して
2つのコンロッド34の大端部をそれぞれ連結してい
る。また、このクランク軸8における車体左側の端部に
は、スターター用リングギヤ8bを有するフライホイー
ル8cが取付けてある。
【0027】前記コンロッド34の小端部には、ニード
ル軸受35およびピストンピン34aを介して各気筒の
ピストン36を連結している。このピストン36は、シ
リンダブロック6のシリンダボア6aに摺動自在に嵌挿
させている。なお、36aはピストンリングを示す。前
記シリンダブロック6は、前記クランク軸8およびクラ
ンクケース7を組み付けることによって気筒毎のクラン
ク室37が形成される構造になっており、これらのクラ
ンク室37に空気を導入するための吸気開口38を下部
に形成している。この吸気開口38に前記吸気マニホー
ルド11を接続している。この吸気開口38内となる吸
気通路には、従来周知のリード弁装置39を介装してい
る。
【0028】また、シリンダブロック6には、前記クラ
ンク室37とシリンダボア6a内とを連通する掃気通路
40と、排気通路41とを形成している。前記掃気通路
40は図7に示すようにシリンダボア6aの周囲三方に
形成し、それぞれ掃気ポート40aを介してシリンダボ
ア6a内に連通している。また、排気通路41は、前記
掃気ポート40aの上縁より僅かに高い位置に上縁を形
成した一つの主排気ポート41aと、この主排気ポート
41aより高い位置に開口した一対の副排気ポート41
bとを介して上流側がシリンダボア6a内に連通し、下
流側が前記排気マニホールド10a内の排気通路に連通
している。
【0029】前記排気通路41における前記副排気ポー
ト41bを介してシリンダボア6a内に連通される部分
には排気制御装置42が設けてある。この排気制御装置
42は、排気タイミングおよび圧縮比を変化させるため
のものであり、シリンダブロック6に前記副排気ポート
41b側の排気通路部分を横切るように回動自在に嵌挿
させた棒状弁体42aと、この弁体42aを回動させる
駆動機構42bとから構成している。前記棒状弁体42
aは、気筒毎の丸棒に断面円弧状の弁部を形成するとと
もに、一対の丸棒どうしを凹凸型係合部を介して連結さ
せた構造になっており、軸方向の一端部を駆動機構42
bに連結している。また、駆動機構42bは、前記弁体
42aの軸端部に駆動軸(図示せず)を連結し、この駆
動軸に歯車を介して駆動モータ(図示せず)を連結した
構造になっている。なお、この駆動モータは、エンジン
回転域がアイドリング域から低回転域にあるときに弁体
42aを閉状態として前記排気通路部分を閉塞し、エン
ジン回転域が中回転域に達した後は図5に示すように弁
体42aを開状態として前記排気通路部分からも排気ガ
スが排出されるように前記ECU16によって制御す
る。
【0030】前記弁体42aが閉状態にあるときには、
これが開状態のときに較べて圧縮開始タイミングが速ま
るとともに排気開始時期が遅れ、これとともに圧縮比が
高くなる。このため、弁体42aを閉状態とすることに
よって、エンジン5が始動し易くなり、低負荷・低速回
転時に回転が安定するようになる。また、弁体42aを
開状態とすることによって、高負荷・高回転時に排気通
路断面積が増大することから排気抵抗が減少し高出力が
得られる。
【0031】シリンダヘッド9は、図5に示すように、
シリンダブロック6の上端に取付けた下部シリンダヘッ
ド9aと、この下部シリンダヘッド9aに装着した略有
底円筒状のホットプラグ9bと、これら下部シリンダヘ
ッド9aおよびホットプラグ9bの上部に取付けた上部
シリンダヘッド9cとを備え、シリンダボア6a内に形
成される主燃焼室43の上壁を構成している。前記上
部、下部シリンダヘッド9a,9cはアルミニウム合金
によって形成し、ホットプラグ9bはステンレス鋼によ
って形成している。
【0032】前記下部シリンダヘッド9aは、シリンダ
軸心に対して排気ポート(主排気ポート41aおよび副
排気ポート41b)側となる部位に小径部および大径部
からなる保持穴を形成し、前記ホットプラグ9bをこの
保持穴に上方から嵌挿させることによって保持してい
る。また、略有底円筒状のホットプラグ9bは、底部分
に前記主燃焼室43と筒状部分の内方空間とを連通する
連絡孔44を穿設している。この連絡孔44は、下方へ
向かうにしたがって次第に排気ポートから離間するよう
に傾斜させている。上部シリンダヘッド9cは、前記ホ
ットプラグ9bの筒状部分と対向する部位に略半球状の
凹陥部を形成している。この凹陥部に前記燃料噴射弁1
7が燃焼を噴射する構造になっている。また、凹陥部内
にはグロープラグ45を臨ませている。
【0033】そして、前記下部シリンダヘッド9aとホ
ットプラグ9bは、下部シリンダヘッド9aの保持穴に
ホットプラグ9bを上方から嵌挿させてこれら両者を組
合わせた状態で、シリンダブロック6に上部シリンダヘ
ッド9cと共締めしている。このようにシリンダヘッド
9をシリンダブロック6に取付けることにより、シリン
ダボア6a内に主燃焼室53が形成されるとともに、シ
リンダヘッド9内に、ホットプラグ9bの筒状部分およ
び上部シリンダヘッド9cの前記凹陥部が内壁面となる
平底型副燃焼室46が、シリンダ軸心より排気ポート側
へ遍在して形成される。なお、前記連絡孔44は、副燃
焼室46を略球とみなしたときの接線方向に沿わせて延
設している。
【0034】このように構成したエンジン5は、クラン
ク室37から掃気通路40を通って主燃焼室43に導入
された空気が圧縮行程において連絡孔44を通って副燃
焼室46に流入し、この副燃焼室46内に圧縮された空
気からなるうず流が生じる。そして、このうず流中に燃
料噴射弁17から燃料を噴射することによって燃焼が起
き、高圧な燃焼ガスが副燃焼室46から連絡孔44を通
って主燃焼室43に流入する。このとき、燃焼ガスは連
絡孔44の延設方向に関係して連絡孔44の主燃焼室側
開口から主排気ポート41aおよび副排気ポート41b
とはシリンダ軸心を挾んで反対となる方向へ噴出され
る。このため、燃焼ガスが排気ポートに直接吹き込んで
しまうのを防ぐことができる。
【0035】上述したように副燃焼室46をシリンダ軸
心より排気ポート側に遍在させて燃焼ガスを排気ポート
とは反対側へ噴出させる場合、クランク軸8の回転方向
如何によってはピストン36が上死点において首振り運
動を起こしたときに燃焼ガスがピストンリング部へ侵入
してしまうが、本実施例ではクランク軸8の回転方向を
図5において右回りとすることによって、このような不
具合を解消している。これを図9(a)〜(c)によっ
て説明する。
【0036】図9(a)は圧縮行程での状態を示し、同
図(b)はピストンが上死点に位置しているときの状態
を示し、同図(c)は膨張行程での状態を示している。
同図において前記図1ないし図8で説明したものと同一
もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説
明は省略する。なお、同図は、以下に説明するピストン
の回転運動を理解し易くするために、ピストンとシリン
ダ孔壁面の隙間を誇張して描いている。
【0037】ピストン36は、シリンダ内でピストンピ
ン34aを中心とした回転運動を伴いながら往復運動を
していることが知られている。すなわち、クランク軸8
の回転方向を図において右回りに設定すると、圧縮行程
では同図(a)に示すようにコンロッド34から側圧が
加わってピストン2が排気側へ付勢された状態で上昇す
る。このピストン36が同図(b)に示したように上死
点に達すると、コンロッド34の傾斜方向が変わること
に起因してピストン36に加わる前記側圧の方向がシリ
ンダ軸線に対して一方から他方へ変わる。
【0038】このとき、ピストン36の重心(同図中に
符号Gで示す)がピストンピン34aよりピストン頂面
側に位置している関係から、ピストン36における相対
的に軽量な下側部分が前記側圧変化に俊敏に応じて排気
ポートとは反対側へ移動する。言い換えれば、相対的に
重いピストン頂面側の移動が遅れる。このため、ピスト
ン36は、上死点においてはピストン頂面の排気側とな
る部位が他より低くなるようにピストンピン34a回り
に首振り運動を起こす。その後、ピストン36は膨張行
程では同図(c)に示すように排気側へ付勢された状態
で下降する。
【0039】上述したように上死点においてピストン3
6が首振り運動を起こして傾斜すると、同図(b)に示
したように、排気ポート側となるシリンダ孔壁面にピス
トン上部が密接することから、連絡孔44から噴出した
燃焼ガスの一部がピストンリング部に侵入するのを防ぐ
ことができる。なお、仮にクランク軸8の回転方向を本
実施例とは反対方向とすると、同図(b)中に二点鎖線
で示したようにピストン36は上記とは反対方向へ首振
り運動を起こし、排気ポート側に隙間が生じ易くなって
しまう。すなわち、図9(b)中に二点鎖線で示したよ
うに、ピストン頂面の排気ポート側部分が高くなるよう
にピストン36が傾斜してピストン上部と排気ポート側
のシリンダ孔壁面との間に隙間が生じてしまい、波線矢
印で示すように燃焼ガスが前記隙間に侵入してしまう。
この隙間に燃焼ガスが入り込むと、ピストンリング36
aやこれを装着するピストン36の外周溝にカーボンな
どが付着してしまう。
【0040】このエンジン5の燃料供給系とオイル供給
系は図10に示すように構成している。燃料供給系は、
燃料タンク51からセジメンター52および燃料フィル
ター53を介して燃料噴射ポンプ15に供給し、さら
に、この燃料噴射ポンプ15から燃料管54を介して各
気筒の燃料噴射弁17に供給する構造になっている。な
お、余剰燃料は戻り管55、56を介して燃料タンク5
1に戻す構造になっている。
【0041】オイル供給系は、オイルタンク61からフ
ィルター62を介してオイルポンプ63に供給し、さら
に、このオイルポンプ63から三方ソレノイド弁64,
65を介してエンジン5のシリンダ孔壁面およびクラン
ク軸支持部に供給する構造になっている。また、三方ソ
レノイド弁64,65から戻されるオイルをオイル戻り
レール66に集合させ、ここからオイルタンク61に導
いている。
【0042】前記オイルポンプ63はメカニカル駆動式
4吐出型のもので、クランクケース7の車体前側部分に
固定し、クランク軸8に図示していない歯車を介して連
結している。オイルタンク61およびフィルター62
は、このオイルポンプ63の近傍に位置づけられるよう
に、図1および図2に示すよう車体前部に配置してい
る。なお、図1においてオイルタンク61より車体の後
方に位置する符号67で示すものはラジエータである。
【0043】前記三方ソレノイド弁64,65は、オイ
ル入口に導入されたオイルをオイル供給口またはオイル
戻り口の何れかに流出させる切替弁であり、前記ECU
16によって切替制御する構造になっている。三方ソレ
ノイド弁64のオイル供給口がシリンダブロック6のシ
リンダ孔壁面潤滑用油孔68に連通し、三方ソレノイド
弁65のオイル供給口がシリンダブロック6のクランク
軸支持部潤滑用油孔69に連通している。また、これら
の三方ソレノイド弁64,65のオイル戻り口は何れも
前記オイル戻りレール66に連通している。なお、この
三方ソレノイド弁64,65は、これらを一組として気
筒毎に設け、図4に示すようにエアコンディショナ用コ
ンプレッサ21に固定している。
【0044】ここで、三方ソレノイド弁64,65を切
替制御する手法について説明する。ECU16は、エン
ジン回転数検出センサからのエンジン回転数信号および
図示していないアクセル開度検出センサからのアクセル
開度信号に基づいてエンジン1回転当たりの各潤滑部で
のオイル消費量を求め、この消費量をエンジン1回転毎
に積算し、この積算値が予め定めた値に達したときに、
三方ソレノイド弁64,65をオイル供給口からオイル
が吐出されるように切り替える。これにより、オイルは
両弁から被潤滑部へ供給される。なお、積算値が前記設
定値に達する以前では、オイルは両弁のオイル戻り口か
らオイル戻りレール66へ流れ、ここからオイルタンク
61に戻される。
【0045】上述したようにオイル供給口にオイルを流
してから予め定めた時間が経過した後、三方ソレノイド
弁64,65をオイル戻り口からオイルが吐出されるよ
うに切り替える。この後は上述したように再度オイル消
費量を求め、前記動作を繰り返す。すなわち、この潤滑
装置は、エンジン運転状態に対応した最適な供給量をも
ってオイルを被潤滑部に供給する構造になっている。な
お、ECU16による前記三方ソレノイド弁64,65
の制御および燃料噴射ポンプ15の制御は、エンジン冷
却水の温度、エアコンのON,OFF状態、車速、燃料
温度、潤滑油温度、気圧などの因子に応じて微調整す
る。
【0046】前記シリンダ孔壁面潤滑用油孔68は、図
4および図5に示すように、上流側端部がシリンダブロ
ック6の車体後側壁面に開口し、下死点に位置づけられ
たピストン36のピストンリング36aどうしの間とな
るシリンダ孔壁面に下流側端部が開口している。前記ク
ランク軸支持部潤滑用油孔69は、図4、図6および図
10に示すように、上流側端部がシリンダブロック6の
車体前側壁面におけるクランク軸支持用ころ軸受32よ
り上方となる部位に開口し、下流側端部がころ軸受装着
部の上壁面に開口している。なお、クランク軸8には、
図6に示すように、前記ころ軸受32に圧送されたオイ
ルを遠心力によりコンロッド支持用ニードル軸受33に
導く油孔70を形成している。
【0047】そして、この潤滑装置は、前記オイルポン
プ63、三方ソレノイド弁64,65のオイル供給口、
前記油孔68,69の位置がこの順に高くなるような構
造になっている。このため、エンジン停止時にオイル供
給系に残留したオイルが被潤滑部に流出することがな
く、しかも、オイル供給開始後にはオイル供給系中の空
気が滞留し難い。
【0048】なお、クランクケース7の底部にはオイル
が溜まるが、このオイルは、クランク室37と吸気マニ
ホールド11内の圧力差によって吸気マニホールド11
に戻すように構成している。すなわち、図5および図1
0に示すように、クランクケース7の底部にオイル出口
孔71を形成し、このオイル出口孔71と吸気マニホー
ルド11内とをオイル戻しホース72を介して連通して
いる。
【0049】上述したように構成した2サイクルディー
ゼルエンジン5は、クランク軸8を図示していないスタ
ータモータにより回転させることによって始動する。ク
ランク軸8を回転させると、空気がエアクリーナ14→
吸気管13→スロットル弁装置12→吸気マニホールド
11→リード弁装置39という吸気系を通ってクランク
室37に吸入され、ここで圧縮されて掃気通路40、掃
気ポート40aを介して主燃焼室43に導入される。
【0050】そして、圧縮行程において主燃焼室43内
の空気が連通孔44を通って副燃焼室46に流入するこ
とにより副燃焼室46内にうず流が生じ、このうず流中
に燃料噴射弁17から燃料を噴射することによって着火
する。その後、燃焼ガスが連通孔44を通って主燃焼室
43内における排気ポートとはシリンダ軸心を挟んだ反
対側となる部位に吹き出し、主燃焼室43内の圧力上昇
に伴ってピストン36が下降する。
【0051】膨張行程においてピストン36が主排気ポ
ート41aあるいは副排気ポート41bの上縁より下側
に移動することによって、燃焼ガスが主燃焼室43から
排気通路41を通って排気管10に排出される。
【0052】このようにエンジン5が始動すると、副燃
焼室46をシリンダ軸心に対して排気側に遍在させたこ
とに起因して排気側が相対的に高温になるようにシリン
ダの熱分布が偏る。ところが、このエンジン5は排気側
を車体の前方へ向けた状態でクランク軸8が車幅方向に
支架されるように車体前部に搭載しているので、走行時
にエンジンルーム4に車体の前方から吹き込む走行風が
シリンダの高温部に当たり、この高温部が冷却風によっ
て冷却される。このときの走行風の流れを図1中に二点
鎖線矢印で示す。
【0053】また、燃料噴射ポンプ15をシリンダより
車体後側に配置したので、前記走行風が燃料噴射ポンプ
5によって遮られることはない。これに加えて、副燃焼
室46をシリンダ軸心より車体前側に配設していること
により燃料噴射弁17と燃料噴射ポンプ15との間に配
管スペースを広く確保できるので、これら両者どうしを
連通する燃料管54および戻り管55を組み付けるに当
たって容易に行える。
【0054】さらに、オイルをオイルタンク61からオ
イルポンプ63によってシリンダ孔壁面およびクランク
軸支持部に最適量だけ圧送する構造とし、シリンダ軸線
Cを鉛直方向に対して後傾させたため、エンジン下部に
オイルを溜める空間を形成しなくてよいので、シリンダ
軸線Cの傾斜角度を設定する上で自由度が高くなる。シ
リンダ軸線Cを大きく後傾させることによって、エンジ
ン5の上下方向の長さを短縮することができるととも
に、シリンダの車体前側に当たった前記走行風がシリン
ダ上部を通って後側へ流れ易くなる。
【0055】なお、本実施例では吸気系中にスロットル
弁装置12を介装することによってアイドリング運転時
や低・中負荷運転時に吸入空気量を減少させる例を示し
たが、クランク室37の圧力を低下させるように構成す
れば、スロットル弁装置12を使用しなくても同等の効
果が得られる。このように構成した例を図11によって
説明する。
【0056】図11はクランク室の圧力を低下させて吸
入空気量を減少させる実施例を示す断面図で、同図にお
いて前記図1ないし図10で説明したものと同一もしく
は同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省
略する。図11に示したシリンダブロック6は、車体前
側の下部におけるクランク室37と対応する部位に、ク
ランク室37と外部とを連通する連通穴81を開口させ
るとともに、この連通穴81を車体前側から覆う構造の
掃気チャンバー82を取付けている。また、この掃気チ
ャンバー82の入り口(連通穴81側となる開口部)に
は、バタフライ弁型の掃気制御弁83を取付けている。
【0057】この掃気制御弁83は、前記実施例で説明
したスロットル弁装置12と同様にモータによって駆動
し、ECUによって開閉を制御する。すなわち、エンジ
ン回転域がアイドリング運転域や低・中負荷運転域にあ
るときに掃気制御弁83を開状態とし、高負荷運転域に
あるときには閉状態とする。なお、掃気制御弁83の開
度は前記スロットル弁装置12と同様に開度マップに基
づきエンジン運転状態に応じて決定する。
【0058】前記掃気制御弁83が開状態になると、ク
ランク室37が掃気チャンバー82内に連通してクラン
ク室容積が実質的に増大し、クランク室37の圧力、す
なわち掃気圧力が低下して内部EGRガスが増大し燃焼
温度が低下する。これにより排気ガス中のNOX が減少
するとともに、燃焼が緩慢になることに起因してノック
音も小さくなる。また、掃気制御弁83が閉状態になる
と、通常のクランク室容積となり、一次圧縮圧力が高ま
り掃気が充分に行われる。
【0059】
【発明の効果】以上説明したように第1の発明に係る2
サイクルディーゼルエンジンの車載構造は、うず室式副
燃焼室を有する2サイクルディーゼルエンジンにおける
副燃焼室をシリンダ軸心より排気側に配設するととも
に、副燃焼室と主燃焼室とを連通する連絡孔をその軸線
が排気ポートとは反対側を指向するように形成し、かつ
クランク軸の回転方向を、膨張行程でピストンがシリン
ダ軸心に対して前記排気ポート側へ付勢されるように設
定し、このエンジンを、前記排気側を車体の前方へ向け
た状態で車体に並列に搭載し、燃料ポンプをシリンダの
車体後側に配置したため、副燃焼室および排気ポートが
位置するシリンダの高温側は、車両が走行するときの走
行風によって冷却される。しかも、燃料ポンプをシリン
ダより車体後側に配置したので、前記走行風が燃料ポン
プによって遮られることはない。
【0060】このため、シリンダの熱分布が略均一にな
り、熱応力によりシリンダが変形するのを確実に防止で
きる。また、ピストンが上死点に達して首振り運動を起
こすと、クランク軸の回転方向に起因してピストン上部
がシリンダ孔壁面における排気側部分に密接する。した
がって、副燃焼室を排気側に配設し連絡孔の軸線を排気
ポートとは反対側へ指向させる構成を採ることによっ
て、燃焼ガスが排気ポート側のピストンリング部に侵入
するのを抑えることができる。
【0061】第2の発明に係る2サイクルディーゼルエ
ンジンの車載構造は、第1の発明に係る2サイクルディ
ーゼルエンジンの車載構造において、オイルをオイルタ
ンクからオイルポンプによってシリンダ孔壁面およびク
ランク軸支持部に最適量だけ圧送する構造としたので、
エンジン下部にオイルを溜める空間を形成しなくてよ
い。このため、シリンダ軸線の傾斜角度を設定する上で
自由度が高くなるから、シリンダ軸線を鉛直方向に対し
て車体後側へ傾斜させた。
【0062】このようにシリンダ軸線を後傾させること
により、エンジンの上下方向の長さを短くすることがで
き、車体前部の全高を低くできる。また、シリンダが後
傾することによって、シリンダの車体前側に当たった走
行風がシリンダ上部を通って後側へ流れ易くなるから、
シリンダを走行風によって効率よく冷却できるという利
点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る2サイクルディーゼルエンジン
の車載構造を示す側面図である。
【図2】 本発明に係る2サイクルディーゼルエンジン
の車載構造を示す正面図である。
【図3】 本発明に係る2サイクルディーゼルエンジン
の車載構造を示す平面図である。
【図4】 エンジンを車体左側から見た側面図である。
【図5】 エンジンの縦断面図である。
【図6】 図5におけるシリンダヘッド以外のVI−VI線
断面図である。
【図7】 図5におけるシリンダブロックのVII−VII線
断面図である。
【図8】 スロットル弁開度を決定するためのマップと
なるグラフである。
【図9】 本発明に係る2サイクルディーゼルエンジン
の概略構成を示す図で、同図(a)は圧縮行程での状態
を示し、同図(b)はピストンが上死点に位置している
ときの状態を示し、同図(c)は膨張行程での状態を示
している。
【図10】 燃料供給系およびオイル供給系の概略構成
図である。
【図11】 クランク室の圧力を低下させて吸入空気量
を減少させる実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1…車体、5…2サイクルディーゼルエンジン、6…シ
リンダブロック、7…クランクケース、8…クランク
軸、11…吸気マニホールド、15…燃料噴射ポンプ、
36…ピストン、41a…主排気ポート、41b…副排
気ポート、43…主燃焼室、44…連絡孔、46…副燃
焼室、61…オイルタンク、63…オイルポンプ、6
4,65…三方ソレノイド弁、C…シリンダ軸線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02F 1/20 F02F 1/20 1/24 1/24 E

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 うず室式副燃焼室を有する2サイクルデ
    ィーゼルエンジンにおける前記副燃焼室をシリンダ軸心
    より排気側に配設するとともに、この副燃焼室とシリン
    ダ内の主燃焼室とを連通する連絡孔をその軸線が排気ポ
    ートとはシリンダ軸心を挾んで反対側を指向するように
    形成し、かつクランク軸の回転方向を、膨張行程におい
    てピストンがシリンダ軸心に対して前記排気ポートとは
    反対側へ付勢されるように設定し、このエンジンを、前
    記排気側を車体の前方へ向けた状態でクランク軸が車幅
    方向に支架されるように車体前部に搭載し、前記副燃焼
    室に燃料を供給する燃料ポンプをシリンダの車体後側に
    配置したことを特徴とする2サイクルディーゼルエンジ
    ンの車載構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の2サイクルディーゼルエ
    ンジンの車載構造において、オイルをオイルタンクから
    オイルポンプによってシリンダ孔壁面およびクランク軸
    支持部にエンジン運転状態に対応した最適な供給量をも
    って圧送する構造とし、シリンダ軸線を鉛直方向に対し
    て後傾させたことを特徴とする2サイクルディーゼルエ
    ンジンの車載構造。
JP7137891A 1995-06-05 1995-06-05 2サイクルディーゼルエンジンの車載構造 Pending JPH08326539A (ja)

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