JPH1077854A - クランク室圧縮式2サイクル機関 - Google Patents

クランク室圧縮式2サイクル機関

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JPH1077854A
JPH1077854A JP8287204A JP28720496A JPH1077854A JP H1077854 A JPH1077854 A JP H1077854A JP 8287204 A JP8287204 A JP 8287204A JP 28720496 A JP28720496 A JP 28720496A JP H1077854 A JPH1077854 A JP H1077854A
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JP
Japan
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fresh air
main injection
engine
cylinder
control valve
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Withdrawn
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JP8287204A
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Shuichi Kitamura
修一 北村
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    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関の低負荷域において新気の主噴出に先行
させて新気のパイロット噴出を行ない、以って活性基に
よる自己着火を行ない、燃焼を改善して排ガスを浄化
し、燃費を改善すること。 【構成】 ピストン2の側壁に主噴口8を形成する。機
関の低負荷域では主噴口8が掃気通路7に連通する事に
よって行なわれるシリンダー1内への新気の主噴出の前
に新気の一部をシリンダー1内に流入させるパイロット
噴出を排気通路4の開時期以後に行なう。かつ主噴口8
を介して行なわれる新気の主噴出の開始時期を制御弁9
により遅らせる様に構成する。高負荷・高速域では新気
の主噴出の開始時期を早める為に制御弁9が開放されて
いる様にする。主噴口8はクランクウェブ3に形成し
て、同様の作用を行なう事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新気の主噴出に先行させ
て新気のパイロット噴出を行なう事によって機関の低負
荷域における燃焼を改善した2サイクル機関に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に2サイクル機関では新気によって
既燃ガスを追い出す掃気過程を有しており、アイドル状
態を含む機関の低負荷域では給気比が小さく、着火性に
劣り、不整燃焼が発生する。この為、排ガス中の有害成
分が増加し、燃費も悪化した。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は機関
のアイドル状態を含む低負荷域において新気の主噴出に
先行させて新気のパイロット噴出を行ない、以って活性
基による自己着火を引き起し、燃焼を改善して排ガスを
浄化し、燃費を改善するところにある。
【0004】
【問題点を解決する為の手段】本発明は従来の欠点を解
決する為、ピストンの側壁又はクランクウェブに主噴口
を形成し、機関の低負荷域では前記主噴口が掃気通路に
連通する事によって行なわれる新気の主噴出の前に新気
の一部を流入させるパイロット噴出を排気通路の開時期
以後に行ない、かつ前記主噴口を介して行なわれる新気
の主噴出の開始時期を制御弁により遅らせる様に構成
し、高負荷・高速域では新気の主噴出の開始時期を早め
る為、前記制御弁が開放されている様にしたのである。
【0005】
【作用】ピストンの側壁又はクランクウェブに主噴口を
形成し、低負荷域では主噴口が掃気通路に連通する事に
よって行なわれる新気の主噴出の前に新気の一部を流入
させるパイロット噴出を行ない、かつ前記主噴出の開始
時期を制御弁により遅らせる様に構成する。この新気の
パイロット噴出は少量であるから、シリンダー内に流入
しても内部温度を殆ど低下させず、シリンダー内既燃残
留ガスの温度エネルギーにより燃料の一部が活性化して
冷炎反応を起す。かくして混合気に点火するエネルギー
源となる活性基は上死点付近では多量に発生し、自己着
火を起す。
【0006】
【実施例】図1(イ)は本発明によるクランク室圧縮式
2サイクル機関の一実施例で、ピストン2により開閉さ
れる掃気通路5及び排気通路4を備え、気化器等を介し
てクランク室内に導入された新気は予圧された後に掃気
通路5を介してシリンダー1内に流入し、既燃ガスを掃
気する。続いてシリンダー1内に捕えられた給気は圧縮
され、上死点付近で点火されて燃焼し、爆発力を発生さ
せる様になっている。ピストン2の側壁には主噴口8が
形成され、掃気通路6を開閉する制御弁9が備えられ、
ピストン2によりクランク角で例えば排気通路4は下死
点前80°で開、下死点後80°で閉、掃気通路5は下
死点前60°で開、下死点後60°で閉となっている。
アイドル状態を含む機関の低負荷域では制御弁9は閉鎖
しており、ピストン2により掃気通路5が開かれるとク
ランク室内の新気は掃気通路7,5を介してシリンダー
1内に流入し、ピストン2の下部側壁により掃気通路7
が閉鎖されるまで新気のパイロット噴出を行なう(これ
は一旦は遮断される)。続いてピストン2の更なる下降
により主噴口8が例えば下死点前30°で掃気通路7に
連通すると、クランク角で60°の期間新気の主噴出が
行なわれる。10は補助噴口で、主噴出の開始時期(下
死点前30°)とほぼ同時に開(補助噴口10が補助路
11に連通)となり、新気の主噴出に際しての有効断面
積をその分増大させるものであるが、必要不可欠なもの
ではない。新気のパイロット噴出は少量であるから、シ
リンダー1内に流入しても内部温度を低下させず、冷炎
反応を発生させ、自己着火を起し易くする。この場合、
排気絞りを行なうと更に効果がある。機関の負荷や回転
速度の増大と共に制御弁9を開いてゆくが、高負荷・低
速域では制御弁9は未だ全閉として新気の主噴出を遅ら
せ(新気の吹き抜け防止)、高負荷・中速域では半開と
するのが良く、高負荷・高速域では開放(全開)とす
る。これにより掃気は下死点前60°で開始、下死点後
60°で終了となる。自己着火による燃焼はある時点よ
り通常の点火栓による燃焼に自動的に切り換わる。制御
弁9は気化器の絞弁やクランク軸と共に回転するフライ
ウェイトにより、又は立体カムにより駆動する事が考え
られる(立体カムを絞弁で回転方向に、フライウェイト
で軸方向に移動させる様に構成する)。更には前記絞弁
の開度や回転速度の情報が入力されるマイクロコンピュ
ーターにより制御されるサーボモーターにより駆動する
事も考えられるが、これらは公知であり、詳しくは説明
しない。図1(イ)における補助噴口10は図2(イ)
の如くピストンピンと直角方向のピストンの側壁に形成
しても良く、補助噴口10が補助路11に連通すると、
新気を掃気通路7へ送り込む。又、図1(イ)では図2
(ロ)の如く細溝13を形成し、新気のパイロット噴出
が一旦遮断される事なく継続して行なわれる様にしても
良い。更に図1(イ)においては、図2(ハ)の如くピ
ストン2により掃気通路5が開かれる時には、ピストン
の下部側壁により掃気通路7が閉鎖されている様に構成
すれば(ピストン高さを増す)、新気のパイロット噴出
は行なわれないが、代りに二点鎖線示の如く掃気通路5
がピストン2により開かれるのと同時に開かれる掃気通
路14を形成し(排気通路4の反対側に当るシリンダー
周りの断面を示した図2(ニ)参照)、新気のパイロッ
ト噴出を行なう様にしても良い。この場合、図2(ニ)
において掃気通路14の入口部の高さを図2(ホ)の如
く減ずれば、新気の主噴出の開始前にパイロット噴出を
一旦遮断する事ができる。更に図2(ヘ)の如くピスト
ン2の側壁に補助孔15を形成し、補助孔15が孔16
に下死点前60°から連通する事によって新気のパイロ
ット噴出を行なうと共にこれを一旦遮断し、然る後に補
助孔15が補助路11に下死点前30°で連通する事に
よって新気の主噴出に際しての有効断面積を増す事がで
きる。図2(ト)は、図1(イ)において掃気通路5が
ピストン2により開かれる時にはピストンの下部側壁に
より掃気通路7が閉鎖されている様に構成し、機関の低
負荷域で制御弁9を若干開いて(全閉として、これに穴
をあけても良い)、主噴口8が掃気通路7に連通する事
によって開始される新気の主噴出に先行させて新気のパ
イロット噴出を行なう様にしたものである。尚、図1
(イ)においては図2(ニ)の掃気通路14を形成し、
掃気通路14のピストン2による開時期が新気の主噴出
の開始時期と同じになる様に変更すれば、これは補助噴
口10の代用となる。図1(イ)において掃気通路6,
7、制御弁9を1系統にまとめたものに相当する実施例
を図2(チ)に示す。又、図1(イ)はループ掃気式で
あったが、横断掃気式のものを図1(ロ)に示す。次に
図1(ハ)に示す本発明は主噴口8を介して新気のパイ
ロット噴出を行なう様にしたもので、アイドル状態を含
む機関の低負荷域では制御弁9は閉鎖しており、ピスト
ン2により掃気通路5が開かれるとクランク室内の新気
は主噴口8、掃気通路12を介して両者の連通が遮断さ
れるまでシリンダー1内に流入し(パイロット噴出)、
主噴口8が掃気通路7に連通(例えば下死点前30°
で)すると掃気通路7を介してシリンダー1内への新気
の主噴出が行なわれる。制御弁9は高負荷・高速域では
開放する様にする。新気のパイロット噴出及び主噴出を
クランクウェブにより制御して行なう様にした本発明を
図3(イ)に示す。即ち、クランクウェブ3には主噴口
8が形成され、例えば排気通路4はピストンにより下死
点前80°で開、下死点後80°で閉、掃気通路5は下
死点前70°で開、下死点後70°で閉、主噴口8は掃
気通路6と下死点前50°連通開始、掃気通路7と下死
点後100°で連通遮断となっている(但し、掃気通路
5はピストン2により下死点後70°で閉鎖される為、
総合的には下死点前50°で掃気開始、下死点後70°
で掃気終了となる)。アイドル状態を含む機関の低負荷
域では制御弁9は閉鎖しており、従って主噴口8は例え
ば下死点で掃気通路7に連通し、この時点から新気の主
噴出が開始されるが、これに先行させて補助孔17が掃
気通路7に例えば下死点前40°から下死点まで連通す
る事によって新気のパイロット噴出が行なわれる。この
場合、制御弁9に穴をあけるか、若干開く様にすれば、
これによりパイロット噴出が下死点前50°から行なわ
れる事になるから、補助孔17は不要となる。制御弁9
は機関の高負荷・高速域では開放させる。尚、図1
(イ)の補助噴口10と同じ目的で二点鎖線示の如く補
助噴口10を形成しても良い。主噴口8をクランクウェ
ブ3の外周に切欠き状に形成したものを図3(ロ)に示
す。図3(ロ)では図3(イ)における掃気通路6,7
をクランクウェブ3の外周に接続する様にしたものに相
当するから、説明は同様である。
【0007】
【発明の効果】本発明では機関の低負荷域において新気
の主噴出に先行させて新気のパイロット噴出を行なって
おり、これは少量である為、シリンダー内に流入しても
内部温度を殆ど低下させず、シリンダー内既燃残留ガス
の温度エネルギーによって燃料の一部が活性化し、冷炎
反応を起させる(従来の様にパイロット噴出がないと、
多量の新気の流入により冷却され、冷炎反応は起らな
い)。かくして上始点付近では混合気に点火するエネル
ギー源となる活性基(―OH,CH―等)は多量に発生
しており、確実に自己着火を引き起こす。この自己着火
による燃焼は多量の既燃ガス中の燃焼なので、ノックの
様な急激な圧力上昇はなく、無数の点でほぼ同時に起る
為、完全燃焼が可能であり、著しい燃焼の改善が得られ
る。従って、排ガス中の有害成分は著しく減少し、燃費
は大幅に改善される。更にこの燃焼は希薄混合気を前提
条件としているので、より一層効果を増すことになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるクランク室圧縮式2サイクル機関
の図。
【図2】本発明によるクランク室圧縮式2サイクル機関
の各実施態様の図。
【図3】本発明によるクランク室圧縮式2サイクル機関
の図
【符号の説明】
1はシリンダー、2はピストン、3はクランクウェブ、
4は排気通路、5・6・7・14は掃気通路、8は主噴
口、9は制御弁、10は補助噴口、11は補助路、12
は掃気通路、13は細溝、15は補助孔、16は孔、1
7は補助孔、18は吸入通路である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 F02D 9/04 F02D 9/04 H 13/02 13/02 F

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストンにより開閉される掃気通路及び
    排気通路を備え、新気によって既燃ガスを追い出す掃気
    過程を有する2サイクル機関において、ピストンの側壁
    に主噴口を形成し、機関の低負荷域では前記主噴口が掃
    気通路に連通する事によって行なわれるシリンダー内へ
    の新気の主噴出の前に新気の一部をシリンダー内に流入
    させるパイロット噴出を前記排気通路の開時期以後に行
    ない、かつ前記主噴口を介して行なわれる新気の主噴出
    の開始時期を制御弁により遅らせる様に構成し、高負荷
    ・高速域では前記新気の主噴出の開始時期を早める為に
    前記制御弁が開放されている様にしたクランク室圧縮式
    2サイクル機関。
  2. 【請求項2】 ピストンにより開閉される掃気通路及び
    排気通路を備え、新気により既燃ガスを追い出す掃気過
    程を有する2サイクル機関において、クランクウェブに
    主噴口を形成し、機関の低負荷域では前記主噴口が掃気
    通路に連通する事によって行なわれるシリンダー内への
    新気の主噴出の前に新気の一部をシリンダー内に流入さ
    せるパイロット噴出を前記排気通路の開時期以後に行な
    い、かつ前記主噴口を介して行なわれる新気の主噴出の
    開始時期を制御弁により遅らせる様に構成し、高負荷・
    高速域では前記新気の主噴出の開始時期を早める為に前
    記制御弁が開放されている様にしたクランク室圧縮式2
    サイクル機関。
  3. 【請求項3】 機関の低負荷域で、新気の一部をシリン
    ダー内へ流入させるパイロット噴出を一旦遮断し、然る
    後にシリンダー内への新気の主噴出を行なう様に構成し
    た請求項1又は2記載のクランク室圧縮式2サイクル機
    関。
  4. 【請求項4】 機関の低負荷域における新気の主噴出の
    開始時期とほぼ同時に開となる補助噴口を形成した請求
    項1ないし3のいずれかに記載のクランク室圧縮式2サ
    イクル機関。
JP8287204A 1996-09-05 1996-09-05 クランク室圧縮式2サイクル機関 Withdrawn JPH1077854A (ja)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031202