JPS6312820A - ２サイクル内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２サイクル内燃機関、特にクランク角に同期し
て作動される２つの吸気弁及び少なくとも１つの排気弁
を有する２サイクル内燃機関に関する。

〔従来の技術〕

特公昭６０−５７７０号には、吸気弁及び排気、弁を有
するオープンチャンバ型２サイクル内燃機関が開示され
ている。この２サイクル内燃機関は、ピストンが下死点
にある時、両弁が開く。新気が吸気弁から流入したとき
は、シリンダに沿って下方に供給され、１Ｆｉｌ幻のル
ープ状の流れを形成する。新気と排気との境界面は、最
初吸気弁の近（、次いでシリンダの中央部に、更に排気
弁の近くへと移動し、シリンダ内の全体で排気と新気と
が確実に置き換わる。

しかしながら、この２サイクル内燃機関は高負荷域では
問題ないが、アイドル域又は軽負荷域では、新気の量が
少なく、シリンダ内には多星の排気ガスが残留しており
、新気をシリンダヘッド（点火栓）の近傍に集めること
はできない。即ら、ループ状の流れでは、新気の主流は
シリンダの下方へ移動してしまうからである。このため
、シリンダヘッドに設けられた点火栓による着火や、火
炎核の発生が阻害されたり、火炎伝播速度が低下するこ
とにより、失火したり、燃焼変動が発生し易くなる。

尚、米国特許４５４３９２８号には、シリンダの軸まわ
りに空気のスワールを形成し、ピストン側の空気とシリ
ンダヘッド側の混合気との間で成層化を行なっている。

しかし、排気のスワールを形成し、排気と新気との間の
成層化を行うものではなく、また副室タイプのものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、シリンダヘッド部に設けられた吸気ポート及
び排気ポートが燃焼室に開口している２サイクル内燃機
関において、特にアイドル域、軽負荷域の新気量が少な
い運転条件下においても、圧縮行程までに新気をシリン
ダヘッド（点火栓）の近傍に集めることにより、新気と
排気との成層状態の維持して、着火を容易にすることで
ある。

また高負荷域では、充分な空気量を確保することである
。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明によれば、過給手段を有する新気供給系と、シリ
ンダヘッド部分に設けられた第１、第２吸気ポート及び
排気ポートを開閉するために、クランク角に同門して駆
動される第１、第２吸気弁及び排気弁とを有する２サイ
クル内燃機関において、アイドル域、軽負荷域で第２吸
気ポートを閉じる吸気制御弁と、少なくともアイドル域
、軽負荷域で排気ポートの背圧の圧力変動を抑える排気
系と、ピストン下降速度の速い時期に排気弁を第２吸気
弁より早く開きかつ第１吸気弁を第２吸気弁より遅く開
くようにこれらの弁を駆りＩする弁駆動機構と、排気ポ
ートの排気を燃焼室内へ逆流させ、その際逆流する排気
に略シリンダ軸回りのスワールを与える手段とを含み、
第１吸気弁より新気を該排気スワール上にゆるやかに流
入するようにした２サイクル内燃機関が提供される。

〔作　用〕

本発明によれば、アイドル域、軽負荷域において、つぎ
のステップにより成層化が達成される。

即ち、ピストンの下降行程で、まず排気弁の開弁直後弱
い排気ブローダウンが発生し、瞬間的に排気ポート圧は
高くなるが、排気ポートの圧力変動は抑えられ、直ぐに
シリンダ内圧は大気圧となる。

この時、ピストンの下降速度が大きいためシリンダ内の
圧力は負圧となり、ＩＪＩ−気ポートの高温のｌト気が
シリンダ内へ逆流する。その際排気スワール形成手段に
より、略シリンダ軸回りの排気スワールが形成される。

ついで、シリンダ内圧が下がり第１吸気弁開弁後、第１
吸気ポートの圧力はスロットル弁で調圧され第１吸気弁
で絞られているので、排気ポートからの排気の逆流はま
だ進行している。さらにピストン下降速度が下がって吸
気弁リフトが増大すると、第１スロツトル弁で調圧され
かつ過給手段で過給された新気が排気スワール上に乗る
ように第１吸気ポートのみからゆっくりと流入する。よ
って、ヘッド側の新気とピストン側の排気の成層が得ら
れる。吸気制御弁が閉じているので、第２吸気ポートか
らの早１■の新気の流入はなく、排気スワールは乱され
ない。ついで、下死点に達し新気の流入が終了した後も
略シリンダ軸回りの排気スワールにより成層が維持され
、断熱圧縮行程に移る。なお、排気脈動を抑えることに
より、排気系への排気の再流出や新気の流出又は新気の
逆流が行われず、よって略シリンダ軸回りの排気スワー
ルは乱されることがない。また、高負荷域では、次のよ
うにして、横断掃気を達成する。ピストンの下降行程で
、まず排気弁の開弁直後排気ブローダウンが発生する。

ついで、第２吸気弁の開弁後人量の新気の流入が開始さ
れ、横断掃気が行なわれる。第２吸気弁は第１吸気弁よ
り早く開くので、十分な新気流人量を確保することがで
きる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例にかかわる６気筒２サイクル内
燃機関の概略図、第２図はその主要部を示す概略図、第
３図は同２サイクル内燃機関の断面図である。これらの
図において、１は内燃機関本体、１０は吸気系、３０は
排気系である。内燃機関本体ｌにおいて、２は燃焼室（
シリンダ）、３はビス１−ン、４は点火栓、５はマスク
、６はシリンダヘッド、７はシリンダブロックである。

吸気系１０において、１１はエアクリーナ、１２はエア
フローメータ、１３はスロットル弁、１°４は機械式過
給ａ（スーパーチャージャ）、１５はインタークーラ、
１６は吸気制御弁、１７ａ、１７ｂはサージタンク、１
８はリード弁、１９ａ、１９ｂは燃料噴射弁、２Ｑａ、
２Ｑｂは第１、第２吸気ポート、２１ａ、２１ｂは第１
１第２吸気弁である。また、排気系３０において、３１
ａ、３１ｂは排気弁、３２ａ、３２ｂは排気ポート、３
３は排気マニホルド、３４は排気制御弁、３５は触媒、
３６はマフラーである。

吸入空気はエアクリーナ１１から流入し、スロットル弁
１３で空気量を調整される。エアクリーナ１１とスロッ
トル弁１３との間にはエアフローメータ１２が設けられ
、吸入空気量を計測する。

スロットル弁１３の下流には機械式過給機（スーパーチ
ャージャ）１４が設けられ吸入空気を過給するとともに
、過給により温度上昇した吸入空気をその下流に設けた
インタークーラ１５により冷却し、吸入空気の体積効率
を向上する。機械駆動式過給機１４は、例えばルーツ式
ポンプ過給機であって、ハウジング内でポンプ作用をす
ることにより吸入空気を過給するものである。このため
、図示しないが、過給機４はプーリやベルト等を介して
機関のクランクシャフトに連結され、機関の回転数に対
応した回転数で回転される。ルーツポンプに代えてベー
ンポンプから成る過給機等であってもよい。

インタークーラ１５の下流において吸気系１０は軽負荷
用吸気通路１０ａと高負荷用吸気通路ｌＯｂの２つに分
けられ、高負荷用吸気通路ｔａｂには吸気制御弁１６が
設けられる。この吸気制御弁１６は通常のバタフライ弁
からなり、機関のアイドル運転域又は軽負荷運転域では
閉じられ、中負荷ないし高負荷運転域では開かれる。各
吸気通路１０ａ、１０ｂはそれぞれサージタンクｌ’７
ａ。

１７ｂに接続され、サージタンク１７ａ、１７ｂの下流
はそれぞれ分岐管で各気筒に分岐され、シリンダヘッド
６に形成された第１及び第２吸気ボー）２０ａ、２０ｂ
を介して燃焼室２に接続される。これらの吸気ポート２
０ａ、２０ｂはシリンダヘッド６側から直接燃焼室２に
開口している。

各気筒の吸気ポート２０ａ、２０ｂには燃料噴射弁１９
ａ、１９ｂがそれぞれ設けられる。高負荷用吸気通路１
０ｂの燃料噴射弁１９ｂの上流には必要に応じてリード
弁等の逆止弁１８を設けてもよい、吸気通路１０ａには
後述のような理由でリード弁を設ける必要はない。一方
の燃料噴射弁１９ａは全運転域で燃料を噴射し、他方の
高負荷用燃料噴射弁１９ｂは吸気制御弁１６の開いてい
る中負荷又は高負荷運転域でのみ燃料を噴射するもので
、燃料噴射弁１９ａより噴射量を多くとれるようにより
大きな噴口を有する。噴射された燃料と混合された吸気
空気は第１及び第２吸気ボー）２０ａ、２０ｂからポペ
ット型の第１及び第２吸気弁２１ａ、２１ｂを介して燃
焼室２内へ流入する。これらの第１及び第２吸気弁２０
ａ、２０ｂは後述のようなタイミングでクランク角に同
期してそれぞれ開閉される。

第１及び第２吸気ポート２０ａ、２０ｂから燃焼室２内
へ流入する混合気はそれぞれ第４図及び第５図に示すよ
うに流れるようにされる。即ち、第１吸気ポート２０ａ
からは第４図に示すように実質上吸気弁２１ａの傘部の
全周から流入するようにされ、第２吸気ポート２０ｂか
らは第５図に示すように吸気弁２１ｂの傘部の周囲の一
部の領域、即ち燃焼室シリンダ２の壁部に近い領域から
直接下方へシリンダ壁に沿って流れるようにされる。こ
のため、例えば、第２吸気ポート２０ｂの内壁の、第２
吸気弁２１ｂに近接した領域であってシリンダ２の中央
に近い側に第３図及び第５図の破線で示すようなマスク
壁２２が形成されている。従って、第２吸気ポート２０
ｂを流れる多量で高速の混合気（新気）はマスク壁２２
の傾斜部分に沿ってシリンダ壁側に基円され、そのまま
燃焼室２に流入して直接下方へシリンダ壁に沿って素早
く流れる。

吸気ポート２０ａ、２０ｂと対向する位置でシリンダヘ
ッド６側から直接燃焼室２に開口している２つの排気ポ
ート３２ａ、３２ｂもシリンダヘッド６に形成されてい
る。これらの排気ポート３２ａ、３２ｂも後述のような
タイミングでクランク角に同期して作動されるポペット
型排気弁３１ａ、３１ｂによりそれぞれ開閉される。２
つの排気ポート３２ａ、３２ｂは排気弁３１ａ、３１ｂ
下流の近い位置で合流し、排気マニホルド３３に接続さ
れる。排気マニホルド３３は各気筒の枝管の集合部にお
いて、第１〜第３気筒の枝管集合部３３ａと第４〜第６
気筒の枝管集合部３３ｂとを分離又は流通できるように
排気制御弁３４を設けている。また２つに分離された枝
管集合部３３ａ、３３ｂは、下流で１本に集合された二
叉枝管３７を通じて排気管３８に連結される。ここで、
図示の６気筒２サイクル内燃機関で、行程順序がクラン
ク角６０度毎に第１、第６、第２、第４、第３、第５気
筒の順で繰り返されるものとすると、第１〜第３気筒の
グループ及び第４〜第６気筒のグループの各グループ内
では気筒行程が１２０度毎に繰り返されることとなる。

排気管３８の下流には触媒３５及びマフラー３６が設け
られる。排気制御弁３４は単に排気圧力を制御するため
のもので、閉じている時のシール性をあまり要求されな
いので、通常のバタフライ弁で充分である。もっとも、
ポペット弁のような閉鎖時のシール性の高いものを用い
てもよいことは勿論である。この排気制御弁３４は機関
のアイドル域、軽負荷域で開くように制御され高負荷域
では閉じるように制御される。

各気筒の燃焼室２はシリンダヘッド６、ピストン３及び
シリンダブロック７間に形成され、シリンダヘッド６側
上部中央に点火栓４が配置される。

シリンダへラド６の排気弁３１ａ、３１ｂ周囲にはマス
ク５が形成されており、これらのマスク５は排気が排気
ポート３２ａ、３２ｂからポペット型排気弁３１ａ、３
１ｂの全周囲を経て燃焼室２内へ逆流する際に排気にス
ワールを与え、特にアイドル域、軽負荷域で燃焼室２内
にシリンダ（燃焼室２）の軸をほぼ中心とする適度なス
ワールを形成するような形状を有する。このようなマス
ク５に代えて、或いはマスク５とともにスワール形成手
段として排気ポート３２ａ、３２ｂの一方又は両方を第
２図の３２ｂで示すような偏心ポートとしてもよい。こ
のように排気ポートをシリンダの軸心より偏心させるこ
とにより、排気が排気ボー１−から燃焼室２内へ接線方
向に逆流する際に排気に適度なスワールを与えるように
することができる。

各気筒の第１及び第２吸気弁２１ａ、２１ｂ及び排気弁
３１ａ、３１ｂは、図示しないが、クランクシャフトと
同じ回転速度で回転するカム軸に取付られた適切なカム
により作動され、第６図に示すような所定のタイミング
でそれぞれ開閉される。即ら、下死点（Ｂ　Ｄ　Ｃ）を
基準として約−１２５度の時点で先ず排気弁３１ａ、３
１ｂが同時に開き、次いで約−９０度の時点で第２吸気
弁２１ｂが先に開く。次に、約−７０度の時点で第１吸
気弁２１ａが遅れて開く。また、下死点（ＢＤＣ）を基
準として約＋４０度の時点で排気弁３１ａ、３１ｂが同
時に閉じ、同じ約＋４０度の時点で第ｌ吸気弁２１ａが
先に閉じ、次いで約＋６０度の時点で第２吸気弁２１ｂ
が遅れて閉じる。なお、燃料噴射弁１９ａ、１９ｂは下
死点（Ｂ　Ｄ　Ｃ）を基準として約＋４５度から一４０
度までの間で燃料を噴射する。両燃料噴射弁１９ａ、１
９ｂの開弁時間を吸気弁２１ａ、２１ｂの開弁時間に適
合するよう互いに異ならしめてもよい。

図示のように６気筒２サイクル内燃機関で、行程順序が
前述のようにクランク角６０度毎に第１、第６、第２、
第４、第３、第５気筒の順で繰り返されるものとすると
、各気筒の排気弁３１ａ、３１ｂの開閉状態は第７図に
示すようになる。即ち、第７図において、第１気筒のク
ランク角に対し実線で示した部分が各気筒の排気弁３１
ａ、３１ｂが開いている期間である。一方、排気制御弁
３４は前述のように少なくとも機関のアイドル域、軽負
荷域で開くように制御される。従って、アイドル域、軽
負荷域ではすべての気筒の排気マニホルド３３の枝管が
相互に連通した状態となる。

これを第１気筒についてみると、第７図において、排気
弁３１ａ、３１ｂの開き始めの領域にでは第３気筒の排
気弁がまだ開いており、中間の領域して第６気筒の排気
弁が開き始め、終わりの領域Ｍで第２気筒の排気弁が開
き始める。特に他の気筒グループ（第６気筒）からの排
気圧力の影響を受けることにより、排気ポートは実質上
、常時正圧となっていて、各気筒の排気パルス過給効果
が生じない。他の気筒についても同様で、各気筒の排気
圧力が互いに干渉し、後述のように背圧を制御する。他
方、排気制御弁３４は機関の高負荷運転域で閉じている
ので、第７図における中間領域りでは、第６気筒の排気
弁が開くことによる背圧の影響を実質上受けないことと
なり、このため第１気筒の排気ポートは第２気筒の排気
圧力（Ｍ）の干渉を受は排気パルスによる過給効果を生
ずる。

なお、低回転時、排気ブローダウン直後に発生する脈動
を抑えるため、排気ポート近傍に排気弁を付けたり、共
鳴室を連結する方法を組合せてもよい。

次に本発明にかかわる２サイクル内燃機関の作用につい
て説明する。

まず、機関のアイドル域、軽負荷域において、吸気制御
弁１６は閉じ、一方排気制御弁３４は開いている。ピス
トン３の下降行程で、第６図の上死点（ＴＤＣ）よりク
ランク角−１２５度の位置に達するの時点で、排気弁３
１ａ、３１ｂが開き始める。従って、第６図の（Ａ）の
時点ごろは、燃焼後の排気が、第８図Ａに示しているよ
うに、開き始めたばかりの排気弁３１ａ、３１ｂから流
出（弱いブローダウンＰ）する。アイドル域、軽負荷域
ではシリンダ内での燃焼圧力は低く、排気の量が少ない
のでこのブローダウン（Ｐ）は短時間で終了する。即ち
、排気ポート３２ａ、３２ｂの部位では、最初の弱い排
気ブローダウン（Ｐ）のために排気圧力は瞬間的に２〜
３　ｋｇ　／　ｃＩＩ！程度になるが、直ぐに１．０５
　ｋｇ／ｃＪ程度に下がり安定化する。この傾向はエン
ジン回転数が高まるにつれ一層安定する。ついで、第６
図のクランク角−９０度程度の（Ｂ）の時点では、ピス
トン３の下降速度が相当大きく、シリンダ内圧は負圧と
なり、しかも第７図の領域して示したように他の気筒グ
ループ（第６気筒）の排気圧力の影響を受ける。よって
、排気ポート３２ａ、３２ｂにブローダウンした高温の
排気が燃焼室２内へ逆流（Ｑ）する。

その際、排気スワール形成手段、即ち偏心ポート３２ｂ
とマスク５により、略シリンダ軸を中心とするスワール
（［？）が形成される。この時のスワールはゆっくりと
した旋回として、シリンダ内の。

排気の熱免敗を防止する。ついで、第１吸気弁２１ａの
開弁後、第１吸気ポート２０ａの圧力はスロットル弁１
３で調圧され、第１吸気弁２１ａのリフトｌが少なく、
絞られているので、新気の流入はなく、排気ポート３２
ａ、３２ｂからの排気逆流が進む、さらにピストンが下
がり下降速度がゆるやかになった頃第１吸気弁リフトが
増大し、第６図の（Ｃ）及び第８図Ｃで示した状態とな
り、スロットル弁１３で絞られかつ過給機１４で低圧に
過給された新気（混合気）が第１吸気ボー１−２０ａよ
り第１吸気弁２１ａを介して燃焼室２に流入する。なお
、吸気制御弁１６は閉じているので第２吸気ポート２０
ｂからは新気はほとんど流入しない。前述のように、第
１吸気ボー１−２０２からは第４図に示すように実質上
吸気弁２１ａの傘部の全周から流入するようにされ、し
がちこの運転域ではピストン３の下降速度が小さいので
、シリンダ内圧低下は少なく、よっ”ζ新気の流速が低
くなり、しかも第１吸気弁２１ａは第２吸気弁２１ｂよ
り遅く開くので、新気は排気スワール上にゆっくり流入
し燃焼室２の上部のシリンダヘット６側の点火栓４に近
い部位に集まる。よって、シリンダヘッド側（上層部）
の新気（Ｓ）とピストン３　（下層部）側の排気（Ｒ）
の成層化が得られる。排気（Ｒ）は略シリンダ軸まわり
にスワールしているので、ピストン３が下死点に達し第
６図の（Ｄ）及び第８図りで示した状態となっても、新
気（Ｓ）と排気（Ｒ）と間の成層状態が維持される。吸
気弁２１ａが閉じて新気の流入が実質上終了した第６図
の（Ｅ）及び第８図Ｅで示した状態でも新気（Ｓ）と排
気（Ｒ）と間の成層状態が維持され、圧縮行程の終了時
点までこの成層状態が維持されるので、シリンダヘッド
６側にある新気はピストン３側の品温の排気により活性
化され、アイドル域では圧縮行程末期に点火栓４により
容易に着火し火炎伝搬が進み確実な燃焼が得られると共
に、暖機後の軽負荷域ではシリンダ内の排気の温度は高
（なり新気の活性化が進んで圧縮行程時に断熱圧縮され
る結果、点火栓４によらず自己着火燃焼が可能となる。

尚、Ｄ及びＥの状態では、第７図の領域り及びＭで示し
たように他の気筒からの排気圧力（背圧）を影響を受け
ており、アイドル域、軽負荷域では実質上排気ボー１−
３２８．３２ｂの背圧が常時正圧となっている。従って
、排気パルスによる過給効果を停止しているので、排気
系への新気の流出（いわゆる新気の吹き抜け）や新気の
逆流人が行われず、スワール（Ｒ）が乱されることはな
い。このため、確実な成層燃焼が実現される。

以上のように、機関のアイドル域、軽負荷域では、排気
制御弁３４を開くことによって排気パルスの過給効果を
防止し、排気ブローダウンによる排気スワールを生じさ
せるとともに、吸気制御弁１６を閉じることにより、新
気を吸気ポート２０ａより燃焼室２のシリンダヘッド６
側に導き、新気と排気スワールとの成層化を実現し、ア
イドル、冷間時には点火栓４により確実な着火燃焼を行
い、暖機後の軽負荷時のように、排気の温度が高い場合
には、新気の自己着火燃焼を実現させるものである。第
２吸気ポート２０ｂからはほとんど新気が流入しないの
で、スワールが乱されることはない。

次に、機関の高負荷域において、吸気制御弁１６は開き
、一方、排気制御弁３４は閉じる。ピストン３の下降行
程で、第６図の（ａ）の時点で、第９図Ａに示している
ように、排気弁３１ａ、３１ｂが開き始める。燃焼後の
排気は開き始めたばかりの排気弁３１ａ、３１ｂから、
急激に流出（ブローダウンＰ）する。高負荷域では排気
量が多いので強い排気ブローダウンとなり、ブローダウ
ン（Ｐ）の持続時間も長い。ブローダウンはクランク角
−９０度でほぼ終了する。よって、大量の排気ガスの排
出が終了される。第６図の（ｂ）に達したときは第９図
Ｂに示すように、クランク角−８０度程度の時点で、ま
ず第２吸気弁２１ｂが先に開弁じ、新気（Ｔ）の流入が
開始される。

従って、過給された新気（混合気）が第２吸気ポート２
０ｂより第２吸気弁２１ｂを介して燃焼室２に流入を開
始する。次いで第１吸気弁２１ａも開き、第１吸気ポー
ト２０ａからも新気が流入する。尚、高負荷域では、前
述のように吸気制御弁１６が開いているので、新気は両
吸気ポート２０　ａ、２０ｂから流入するが、吸気ポー
ト２ｏｂからは多量の新気が第５図で示したように燃焼
室２内を直接下方へシリンダ壁に沿って素早く流される
。

これにより、第９図Ｂで示すように排気（Ｕ）と新気（
Ｔ）との間でいわゆる横断掃気が開始されることとなる
。つぎに、第６図の（ｂ）、（Ｃ）及び第９図Ｂ、Ｃ（
クランク角−８０度〜−５０度程度の時点）では、強い
排気ブローダウンによる排気パルスの効果で排気ポート
３２ａ、３２ｂの圧力が一時的に負圧となり、シリンダ
内への新気の流入を助け、新気の一部（Ｖ）が排気ポー
ト３２ａ、３２ｂ及び排気マニホルド３３に一旦貯えら
れる。つぎに、第６図の（、ｄ）及び第９図りの時点で
は、第７図のＭの領域で示したような排気弁の開き始め
た他の気筒（第２気筒）からの強い排気ブローダウンに
よる強い正圧力を受け、排気ポートは３２ａ、３２ｂ及
び排気マニホルド３３に一時貯められていた新気を燃焼
室２へ逆流（Ｗ）させるように押込む。この新気は燃焼
室２へ逆流する際、偏心排気ポート３２ｂ及びマスク５
により燃焼室２の上部のシリンダヘッド６側に強い新気
スワール（Ｘ）を形成する。第１吸気弁２１ａは排気弁
３１ａ、３１ｂとほぼ同時ぐらいに閉じる。その後、第
２吸気弁２１ｂが閉じ、この状態ではもはや新気の吹き
返しは生じない（第６図の（ｅ）、第９図Ｅ）。

以上のように、機関の高負荷域では、吸気制御弁１６を
開くことにより、早い時期に開く第２吸気弁２１ｂより
多量の新気を燃焼室２のシリンダ壁に沿って迅速に燃焼
室２の下方に導き、横断掃気を実現するとともに、排気
制御弁３４を閉じることによって排気の正負圧パルスを
生じさせ、気筒間の排気パルス過給効果により新気の流
入を助け、一旦吹き抜けた新気を排気ポート及び排気マ
ニホルド内へ一時貯めて新気を加熱し再度シリンダ内へ
逆流させることによりシリンダ内に適量の新気を供給で
きると共に強い新気スワールにより新気の乱れが強まり
火炎伝播を改善できるのである。また、第１吸気弁２１
ａは第２吸気弁よりも早く、排気弁３１ａ、３１ｂと殆
ど同時に閉じるので、燃焼室２から第１吸気ポート２０
ａへ動圧が作用することは全くなく、従って第１吸気ポ
ート２０ａにはリード弁等の逆止弁を必要としない。

尚、上述の実施例では、６気筒２サイクル内燃機関の場
合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば
、３気筒又は１〜２気筒の２サイクル内燃機関において
も適用することができる。

３気筒の場合、アイドル域、軽負荷域で背圧を実質的正
圧とする手段として、第１０図に示すように各気筒の排
気管４１をそれぞれ独立して設けると共にこれらの排気
管４１を相互に連通させるバイパス弁４２を設ける。ア
イドル域、軽負荷域でバイパス弁４２を閉じることによ
り各排気管４１の等価管長が長くなり、しかも実質上池
の気筒の排気パルスの影響を受けなくなり、この域では
排気ポートの背圧の圧力変動は抑えられる。高負荷域で
バイパス弁４２を開いた場合は、各排気管４１は第７図
に示したような行程順序が１２０度ごとの他の気筒の背
圧のブローダウンＭの影響で前述のような排気パルス過
給効果がある。また、１気筒の場合、第１１図に示すよ
うに排気管４３に排気制御弁４５を設けると共にこの排
気制御弁４５をバイパスする通路４４を設ける。アイド
ル域、軽負荷域で排気制御弁４５を閉じることにより排
気管４３の等価管長が長くなり、この域では排気ポート
の背圧の圧力変動は抑えられる。高負荷域では排気制御
弁４５を開き、排気管４３の等価管長を短（する。４６
は大気開放部、４７はボリュームを示す。尚、１〜２気
筒の２サイクル内燃機関では、前述のような気筒間の排
気パルス過給効果を得ることはできない。

また、シリンダヘッドの壁に形成したマスク５及び偏心
ポート３２ｂにより排気逆流時に排気に略シリンダ軸ま
わりに排気スワールを与える場合、マスク５の形状を変
更し、第１２図に示すようにシリンダ中心軸から吸気弁
よりに１頃斜した軸線Ｙを中心としたスワールを形成す
るようにしてもよい。要は、このようにして形成された
排気スワールと上層の新気との間を掻き混ぜることなく
、成層状態を維持すればよいのである。従って、「略シ
リンダ軸まわり」という限定は広い意味に解すべきであ
る。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、大量の残留排気
ガスのあるアイドル域、軽負荷域でも、遅く開く第１吸
気弁より新気をシリンダヘッド近傍にゆっくりと位置さ
せることにより、スワールが乱されず、着火が容易とな
る。従って、失火がない。また、排気はピストン側に位
置し、新気がピストン頂面に触れないため、ピストン頂
面クエンチが発生しない。また、排気スワールによりピ
ストン頂面を断熱することにより排気の熱逸散を防止で
き、ＪＪＩ−気により新気の温度を高めることができる
。成層状態を維持する排気と新気との境界で、新気が排
気熱により活性化し、排気ガスの温度が高い場合には、
圧縮行程束３ＵＩに自己着火燃焼を行うことも可能であ
る。また、高負荷域では、早期に開く第２吸気弁より多
量の新気が流入し、横断掃気により、高い充填効率及び
高出力を確保することができる。また、簡ｉｊ’＝なバ
ルブ開閉機構でアイドル域、軽負荷域での新気の流入特
性と高負荷域での横断掃気とを切換ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかわる６気筒２サイクル内
燃機関の概略図、第２図はその主要部を示す概略図、第
３図は同２サイクル内燃機関の断面図、第４図及び第５
図は２つの吸気弁からの新気の流れを示す図、第６図は
排気弁及び吸気弁の開閉タイミング並びに燃料噴射弁の
噴射タイミングを示した図、第７図は気筒相互間の排気
弁の開弁タイミングを示した図、第８図はアイドル又は
軽負荷域における排気及び新気の状態を説明するための
図、第９図は高負荷域における排気及び新気の状態を説
明するための図、第１０図は３気筒の場合の排気制御機
構を示した図、第１１図は１気筒の場合の排気制御機構
を示した図、第１２図は排気スワールの中心軸を傾斜さ
せた場合を示した図である。 １・・・２サイクル内燃機関本体 ２・・・燃焼室路 ５・・・マスク １４・・過給機 １６・・吸気制御弁 ２Ｌａ、２１ｂ・・・第１、第２気弁 ３１ａ、３１ｂ・−−排気弁 ３４・・排気制御弁 ２０ａ、２０ｂ−・・第１、第２吸気ポート３２ａ、３
２ｂ・・・排気ポート 第３Ｆ！Ｉ 第４図　　　　第５図 排気 第８図 排気 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、過給手段を有する新気供給系と、シリンダヘッド部
   分に設けられた第１、第２吸気ポート及び排気ポートを
   開閉するために、クランク角に同期して駆動される第１
   、第２吸気弁及び排気弁とを有する２サイクル内燃機関
   において、アイドル域、軽負荷域で第２吸気ポートを閉
   じる吸気制御弁と、少なくともアイドル域、軽負荷域で
   排気ポートの背圧の圧力変動を抑える排気系と、ピスト
   ン下降速度の速い時期に排気弁を第２吸気弁より早く開
   きかつ第１吸気弁を第２吸気弁より遅く開くようにこれ
   らの弁を駆動する弁駆動機構と、排気ポートの排気を燃
   焼室内へ逆流させ、その際逆流する排気に略シリンダ軸
   回りのスワールを与える手段とを含み、第１吸気弁より
   新気を該排気スワール上にゆるやかに流入するようにし
   た２サイクル内燃機関。 ２、弁駆動機構は、第１吸気弁を第２吸気弁より早く閉
   じるように制御する特許請求の範囲第１項記載の２サイ
   クル内燃機関。 ３、第１吸気ポートは新気を実質上全方向にわたり燃焼
   室へ流入させる形状を有し、第２吸気ポートは新気を実
   質的にシリンダ壁に沿って下方へ流入させる形状を有す
   る特許請求の範囲第１項記載の２サイクル内燃機関。