JPH10122102A - 2サイクル内燃エンジン - Google Patents

2サイクル内燃エンジン

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JPH10122102A
JPH10122102A JP8273474A JP27347496A JPH10122102A JP H10122102 A JPH10122102 A JP H10122102A JP 8273474 A JP8273474 A JP 8273474A JP 27347496 A JP27347496 A JP 27347496A JP H10122102 A JPH10122102 A JP H10122102A
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JP
Japan
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injection nozzle
fuel
fuel injection
scavenging
internal combustion
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Takeshi Ishikawa
武 石川
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Kioritz Corp
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Kyoritsu Noki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射ノズルのシリンダ本体への装着が容
易で、該噴射ノズルを比較的低温に保持でき、かつ、燃
焼室に直接噴射できると共に、排ガス中の有害成分の低
減化と燃料の吹き返し・吹き抜け現象の減少を可能な2
サイクル内燃エンジンを提供する。 【解決手段】 シリンダ室と掃気通路とを有するシリン
ダブロック、前記掃気通路の壁部を構成する掃気通路
蓋、及び、燃料噴射ノズルを備え、前記燃料噴射ノズル
が前記掃気通路蓋に螺合嵌挿装着され、前記シリンダ室
に燃料を直接噴射するべく、前記燃料噴射ノズルの先端
部を前記シリンダ室に向けて配置してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射式の2サ
イクル内燃エンジンに係り、特に、チエーンソー、刈払
機等の可搬式作業機に用いて好適な、比較的小型の燃料
噴射式の2サイクル内燃エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境問題の高まりから、前記の如
き可搬式作業機等に用いられる小型2サイクル内燃エン
ジンにおいても、排ガス中の有害成分の低減化と低騒音
化が強く要請されている。特に、2サイクル内燃エンジ
ン特有の問題として、未燃混合気のシリンダ室からの吹
き抜け現象に起因する排ガス中のHCの低減化、あるい
は、エアクリーナ側への燃料の吹き返し現象による未燃
燃料ガスの排出の防止が大きな課題となっており、その
解決が望まれているところである。また、近年、4サイ
クル内燃エンジンにおいては、リーンバーンエンジンあ
るいは燃料を直接燃焼室に噴射する直接噴射式エンジン
が提案されて、希薄燃焼技術よる排ガス中の有害成分の
低減が考慮されており、該技術の2サイクル内燃エンジ
ンへの適用が模索されている状況である。
【0003】前記の如き状況下において、チエーンソ
ー、刈払機等の可搬式作業機に用いられている比較的小
型(総排気量60CC以下程度)の2サイクル内燃エン
ジンの従来の一般的な構造は、ピストンを嵌挿する円筒
状の内壁面を有するシリンダ部分と、スキッシュドーム
形と呼ばれる燃焼室を備えたヘッド部分とが一体に形成
され、前記両部分の外周部には多数の空冷用冷却フィン
を形成したものである。前記シリンダ部分は、吸気ポー
ト及び排気ポートが互いに対向して上下に開口されてい
ると共に、該両ポートとほぼ直角な方向に一対の掃気ポ
ートが左右に対向して開口している。また、前記シリン
ダ部分と前記ヘッド部分とをハイプレッシャダイキャス
トでの一体鋳造を容易にせしめるために、前記シリンダ
部分の前記掃気ポートに連なる掃気通路部に、該掃気通
路部が外部と連通するべく鋳造用開口を設けた構成と
し、該鋳造用開口に別途製造した掃気通路蓋を装着固定
することで、前記鋳造用開口を閉鎖して滑らかにカーブ
した完全な前記掃気通路を形成せしめるようにしたタイ
プのものがある。
【0004】一方、燃料噴射式の2サイクル内燃エンジ
ンも提案されており、該提案の一例としては、燃料の噴
射を直接燃焼室に行うべく、該燃焼室のシリンダヘッド
部分に燃料噴射ノズルを配置した技術がある(一例とし
て特開昭64−73165号公報参照)。前記提案の燃
料噴射式2サイクル内燃エンジンは、クランクケース内
の圧力変動を利用して燃料ポンプを駆動し、該燃料ポン
プにより前記燃料噴射ノズルに燃料を供給して前記燃焼
室に直接燃料を噴射することで、該燃焼室に掃気ポート
を介して流入した吸入空気と混合し、点火燃焼させるも
のである。
【0005】また、前記と同様な燃料噴射式の2サイク
ル内燃エンジンの他の一例としては、燃焼室に通じる空
気通路(掃気通路)の途中に燃料噴射ノズルを配置し、
シリンダ壁を構成する熱伝導壁に向けて前記噴射ノズル
から燃料を衝突噴射することで気化状態として前記空気
通路を通過する空気と気化混合させて、該混合気を前記
燃焼室に供給する技術も提案されている(米国特許第
4,876,999号明細書参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記提案の
一つ目の技術は、燃料噴射ノズルをシリンダ本体に装着
し、燃料を直接噴射ノズルから噴射するものであるの
で、前記シリンダ本体に前記噴射ノズルを嵌挿装着する
ために、シリンダ内部と連通する孔等を穿設しなければ
ならず、シリンダ本体自体を加工する必要あって加工作
業が面倒である等の製作上の問題があると共に、直接噴
射ノズルをシリンダ本体の燃焼室部分に装着するもので
あるので、燃焼室の熱が前記シリンダ本体を介して前記
噴射ノズルに伝導されて、該噴射ノズルが加熱され、燃
料自体が噴射される前に過度に加熱されてしまうとの問
題点がある。また、前記提案の二つ目の技術(米国特許
第4,876,999号明細書)は、燃焼室に通じる空
気通路の壁に向けて燃料を衝突噴射して空気と混合する
ものであるので、通常の2サイクル内燃エンジンと同様
に、エンジン内に空気を取り入れるエアクリーナ側への
燃料の吹き返し現象が生じ易く、未燃燃料ガスが前記エ
アクリーナを介して外部に放出される虞があり、環境保
全上の問題がある。
【0007】更に、前記提案の技術は、シリンダ壁を構
成する熱伝導壁に向けて前記噴射ノズルから燃料を衝突
噴射するものであるから、前記リーンバーン燃焼等、エ
ンジンの空燃比制御が面倒であるとの問題がある。本発
明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、燃料噴射ノズルのシリンダ本体への
装着が容易で、該噴射ノズルを比較的低温に保持でき、
かつ、燃焼室に直接噴射できる燃料噴射式の2サイクル
内燃エンジンを提供することであり、しかも、排ガス中
の有害成分の低減化と燃料の吹き返し現象の減少を可能
とする2サイクル内燃エンジンを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る燃料噴射式の2サイクル内燃エンジンは、
シリンダ室と掃気通路とを有するシリンダブロック、前
記掃気通路の壁部を構成する掃気通路蓋、及び、燃料噴
射ノズルを備え、前記燃料噴射ノズルが、掃気通路蓋に
貫通嵌挿装着され、前記シリンダ室に燃料を直接噴射す
るべく、前記燃料噴射ノズルの先端部を前記シリンダ室
に向けて配置していることを特徴としている。前述の如
く構成された本発明の燃料噴射式の2サイクル内燃エン
ジンは、ピストンが下降して、シリンダ室内の燃焼排ガ
スを排出し始めると、掃気ポートが開口し、例えば、予
圧縮されたクランク室内の吸入空気を掃気通路を介して
前記シリンダ室に流入せしめて、該シリンダ室に残留し
ている燃焼排ガスを外部に追い出して前記シリンダ室を
掃気する。
【0009】前記掃気作用をしている間に前記ピストン
が上昇を始め、やがて、前記掃気ポートを塞ぐこととな
るが、該掃気ポートが塞がれる前の適宜タイミングで燃
料噴射ノズルから燃料を前記シリンダ室に直接噴射し、
前記吸入空気と混合する。前記燃料の噴射の後に、前記
ピストンが更に上昇して、圧縮行程に入り、前記ピスト
ンが上死点近傍に来たとき点火栓により点火され、前記
混合気が爆発される。該混合気が爆発して膨張行程に入
ると、前記ピストンが下降し、該ピストンによって、前
記クランク室に吸入された空気が予圧縮され、前述の行
程を繰り返す。
【0010】本発明の2サイクル内燃エンジンは、燃料
噴射ノズルを掃気通路部に配置して、燃料を直接シリン
ダ室に噴射する方式としたので、前記クランク室を介し
てエアクリーナー側への燃料の吹き返し現象が少ない。
また、掃気行程の初期においては、吸入空気のみで前記
シリンダ室の燃焼排ガスを掃気するので、未燃燃料が燃
焼排ガスと一緒に排出されることが少なく、結果とし
て、排ガスの浄化が行われる。更に、燃料噴射ノズル
が、掃気通路蓋に装着されているので、シリンダブロッ
クからの熱が、比較的低温の掃気流に常時さらされてい
る前記掃気通路蓋を介して前記燃料噴射ノズルに伝導さ
れることになるので、前記燃料噴射ノズルを比較的低温
に保持することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の2サイ
クル内燃エンジンの一実施形態について説明する。図1
は、本実施形態の燃料噴射式の2サイクル内燃エンジン
1(以下、単に内燃エンジンという)の縦断面図を示し
ており、該内燃エンジン1は、いわゆる、シュニューレ
式のクランク室予圧縮型空冷2サイクル内燃エンジンで
あり、ピストン4が上下方向に摺動自在に嵌挿されたシ
リンダ室3を有するシリンダブロック2と、該シリンダ
ブロック2の下側に連結されて内部にクランク室6を形
成する割り型のクランクケース5と、前記シリンダブロ
ック2の上側に該シリンダブロック2と一体に成形され
たシリンダヘッド部7とを備えており、その外周部には
多数の空冷用の冷却フィン8が形成され、前記シリンダ
ヘッド部7の適位置に、図示しない電子制御式点火装置
に接続された点火プラグ9が装着されている。
【0012】前記クランク室6は、密閉された短円筒形
をしており、その左右端の中央部分にクランク軸30が
軸支され、該クランク軸30のクランクピン31には連
接ロッド32を介して前記ピストン4が作動上連結され
ていると共に、前記連接ロッド32を挟むように前記ク
ランクピン31の左右に一対の扇形等のクランクウェブ
34、34が固定されており、該クランクウェブ34、
34は前記クランク軸30と一体に回転せしめられる。
また、前記シリンダブロック2は、前記シリンダ室3の
前記クランク軸30と直交する内面に開口する排気ポー
ト40を備えると共に、該排気ポート40と対向する内
面(180度ずれた位置)に段違いに下げた吸気ポート
41を開口し、前記排気ポート40と前記吸気ポートと
90度位置をずらせた内面(図1の左右)に一対の掃気
ポート42、42が対向して開口している。これ等の掃
気ポート42、42は、前記シリンダブロック2の下方
に延びて前記クランク室6に連通する、いわゆる、壁付
き形の掃気通路43、43の上端に形成されている。
【0013】前記シリンダブロック2には、該シリンダ
ブロック2と前記シリンダヘッド7とをハイプレッシャ
ダイキャストでの一体鋳造を容易にせしめるために、前
記シリンダブロック2の前記掃気通路43、43に、該
掃気通路43、43の外壁側を外部と連通せしめるべ
く、鋳造用開口44、44が穿設されており、該鋳造用
開口44、44に、別途製造した滑らかにカーブした掃
気路内面を有する掃気通路蓋45、45が装着固定され
ている。前記鋳造用開口44、44に前記掃気通路蓋4
5、45を装着することで、前記鋳造用開口44、44
を閉鎖して前記掃気通路45、45が掃気を流通させる
滑らかにカーブした掃気効率の良い通路として完成す
る。
【0014】前記掃気通路蓋45の一方(図1の左側)
には、雌めじ付き貫通孔45aが穿設されており、該貫
通孔45aには、その外周に雄ねじを備えた、例えば、
バブルジェット式の燃料噴射ノズル46が螺合挿入固着
されている。該燃料噴射ノズル46のノズル先端部46
aは、前記シリンダ室2の頂部方向に向けられ、燃料が
噴射された時、該燃料が前記シリンダ室2内の燃焼に最
適な位置に直接噴射されるべく配置されている。
【0015】次に、前記の如く構成された本実施形態の
内燃エンジン1の作動について説明する。本実施形態の
内燃エンジン1は、いわゆるピストンバルブ式のもので
あり、吸入バルブや排気バルブを設けずに、前記ピスト
ン4が上下摺動移動することで、前記吸気ポート41も
しくは排気ポート40を前記クランク室6もしくは前記
シリンダ室3に開口することで吸気もしくは排気を行う
バルブの作用をしている。
【0016】前記内燃エンジン1が稼働して前記ピスト
ン4が上下移動をしている状態において、前記ピストン
4が下降して下死点近くなると、最初に前記排気ポート
40が開口して前記シリンダ室3内の燃焼排ガスを前記
内燃エンジン1外に排出し、次で、前記掃気ポート4
2、42が開口する。該掃気ポート42、42の開口に
より、予圧縮された前記クランク室6内の吸入空気が前
記掃気通路43、43を介して前記シリンダ室2に流入
し、該シリンダ室2に残留している燃焼排ガスを前記排
気ポート40を介して外部に追い出し前記シリンダ室3
を掃気する。この時、前記吸入空気も前記排気ポート4
0から幾分排出されることとなる。
【0017】このように、掃気作用をしている間に前記
ピストン4が上昇を始め、再び、前記掃気ポート42を
塞ぐこととなるが、該掃気ポート42が塞がれる前の適
宜タイミングで、前記燃料噴射ノズル46から燃料が前
記シリンダ3内に直接噴射され、前記シリンダ3内の前
記吸入空気と混合される。前記燃料の噴射の後に、更
に、前記ピストン4が上昇して、まず、前記掃気ポート
42、42を塞ぎ、次いで前記排気ポート40を塞いで
圧縮行程に入り、前記ピストン4が上死点近傍に来たと
き前記点火プラグ9の放電火花により点火され、混合気
が爆発燃焼される。
【0018】前記の如く、前記ピストン4が圧縮行程に
なると、該ピストン4が上昇することによって、前記ク
ランク室6内の圧力が低下するので、前記ピストン4の
スカート部4aが前記吸気ポート41を通過して上昇し
て、該吸気ポート41が前記クランク室6に開口すると
同時に、外部空気を図示しないエアークリーナを介して
前記クランク室6内に吸入し始める。前記混合気が爆発
して膨張行程に入り、前記ピストン4が下降し、該ピス
トン4によって前記吸気ポート41を塞ぐと、前記吸入
された空気は前記クランク室6内で予圧縮され、前記掃
気ポート42、42が開かれて前記シリンダ室3に連通
すると、前記予圧縮された吸入空気は、前記掃気通路4
3、43を介して前記掃気ポート42、42から前記シ
リンダ室3に流入され、前述の行程を繰り返す。
【0019】前記の如く本実施形態の2サイクル内燃エ
ンジンは、燃料噴射ノズル46を掃気通路43部に配置
して、燃料を直接シリンダ室3内に噴射する方式とした
ので、前記クランク室6を介してのエアクリーナー側へ
の燃料の吹き返し現象が少ない。また、掃気行程の初期
においては、吸入空気のみで前記シリンダ室3内の燃焼
排ガスを掃気するので、未燃燃料が燃焼排ガスと一緒に
排気されることが少なく、結果として、排ガスの浄化が
行われる。更に、燃料は噴射ノズル46で微粒化されて
供給され、かつ、シリンダ室3で始めて吸入空気と燃料
微粒子とが混合されるので、リーンバーン燃焼等のエン
ジンの空燃比制御が、正確に、かつ、容易に行われる。
【0020】更にまた、前記燃料噴射ノズル46は、前
記掃気通路43の前記掃気通路蓋45に装着されている
ので、前記シリンダブロック2からの熱は、比較的低温
の掃気流に常時さらされている前記掃気通路蓋45を介
して前記燃料噴射ノズル46に伝導されることになるの
で、前記燃料噴射ノズル46を直接前記シリンダブロッ
ク2に装着した従来のものに比べて、比較的低温に保持
することができると共に、前記掃気通路43内に突出し
て配置することになるので、前記燃料噴射ノズル46の
先端部46aは、前記掃気通路43を介して前記シリン
ダ室3に導かれる吸入空気によって常時冷却され、噴射
される燃料の過度の温度上昇を抑制する。
【0021】また、前記燃料噴射ノズル46を装着する
前記掃気通路蓋45は、壁付掃気通路43、43を有す
る前記シリンダブロック2とシリンダヘッド部7とをア
ルミニウム合金のハイプレッシャダイキャストで一体鋳
造するために、従来から採用されている構造体であり、
該構造体にねじ孔を穿設するだけで前記燃料噴射ノズル
46を装着することができるので、該燃料噴射ノズル4
6を装着するための格別な構造、鋳造法、機械加工を必
要としない。以上、本発明の一実施形態について詳説し
たが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しな
い範囲で、設計において種々の変更ができるものであ
る。
【0022】例えば、前記燃料噴射ノズル46を前記右
側の掃気通路43にも配設し、左右同時に、あるいは左
右交互に噴射せしめる等、必要に応じて適宜に制御する
ことができる。また、前記掃気通路蓋45を、より断熱
性あるいは放熱性の良い適宜の材料で形成しても良い。
【0023】更に、前記吸気ボート41を前記シリンダ
室3に設けずに、前記クランク室6の底部からリードバ
ルブを介して吸気し、前記燃料噴射ノズル46も前記掃
気通路46にではなく、左右に対をなして配設された、
いわゆる主掃気通路の間に設けた副掃気通路形成する掃
気通路蓋に取着せしめた構成とすることもできる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の2サイクル内燃エンジンは、既存の掃気通路蓋に燃
料噴射ノズルを装着するのみで、燃料を直接シリンダ室
に噴射する直接噴射式の2サイクル内燃エンジンが提供
でき、かつ、直接噴射式でありながら前記燃料噴射ノズ
ルを比較的低温に保持できる2サイクル内燃エンジンを
提供できる。また、燃料の吹き返し現象と未燃燃料の吹
き抜け現象とを減少させることができると共に、空燃比
制御の容易な2サイクル内燃エンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の2サイクル内燃エンジンの一実施形態
の縦断面図。
【符号の説明】
1 2サイクル内燃エンジン 2 シリンダブロック 3 シリンダ室 4 ピストン 43 掃気通路 45 掃気通路蓋 46 燃料噴射ノズル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダ室3と掃気通路43、43とを
    有するシリンダブロック2、前記掃気通路43、43の
    壁部を構成する掃気通路蓋45、45及び、燃料噴射ノ
    ズル46を備えた2サイクル内燃エンジン1において、 前記燃料噴射ノズル46が、前記掃気通路蓋45に装着
    されていることを特徴とする2サイクル内燃エンジン。
  2. 【請求項2】 前記燃料噴射ノズル46は、前記掃気通
    路蓋45に貫通嵌挿装着され、前記シリンダ室3に燃料
    を直接噴射するべく、前記燃料噴射ノズル46の先端部
    46aを前記シリンダ室3に向けて配置していることを
    特徴とする2サイクル内燃エンジン。
JP8273474A 1996-10-16 1996-10-16 2サイクル内燃エンジン Pending JPH10122102A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8273474A JPH10122102A (ja) 1996-10-16 1996-10-16 2サイクル内燃エンジン
US08/950,650 US5901673A (en) 1996-10-16 1997-10-15 Two-cycle internal combustion engine
DE19745511A DE19745511C2 (de) 1996-10-16 1997-10-15 Zweitakt-Verbrennungsmotor

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