JP3024072B2 - 層状掃気２サイクルエンジン - Google Patents

層状掃気２サイクルエンジン

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JP3024072B2
JP3024072B2 JP8274989A JP27498996A JP3024072B2 JP 3024072 B2 JP3024072 B2 JP 3024072B2 JP 8274989 A JP8274989 A JP 8274989A JP 27498996 A JP27498996 A JP 27498996A JP 3024072 B2 JP3024072 B2 JP 3024072B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、混合気と、掃気
のための空気とを分けて吸気するように構成した層状掃
気２サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の層状掃気２サイクルエンジンと
しては、シリンダ室とクランク室とを接続する掃気流路
と、この掃気流路に接続された空気流路とを備え、ピス
トンの上方移動に伴なうクランク室内の圧力低下によっ
て、混合気をクランク室内に吸入するとともに、空気を
空気流路から掃気流路を通してクランク室内に吸入する
ように構成されたものが知られている。
【０００３】そして、上記のように構成された層状掃気
２サイクルエンジンにおいては、掃気流路に充満する空
気によって、燃焼ガスを追い出すことができるから、未
燃焼ガスの吹き抜けがなく、排気ガスが綺麗になるとい
う利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記層状掃
気２サイクルエンジンにおいては、混合気が空気によっ
て薄められた状態になり、空気と燃料との実質的な割合
である空燃比（空気の重量／燃料の重量）が薄くなり
（大きくなり）、加速性が悪くなるという欠点がある。
この加速性を向上させる対策としては、クランク室内に
濃い混合気を吸入することによって、空燃比を濃く（小
さく）してやればよいわけであるが、そうすると排気ガ
スが汚れてしまうという問題があった。
【０００５】この発明は上述した問題を解消するために
なされたもので、その目的は、加速性の向上を図るとと
もに、排気ガスの悪化を最小限に抑えることのできる層
状掃気２サイクルエンジンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、シリンダ室（４ａ）とクラ
ンク室（１ａ）とを接続する掃気流路（３）と、この掃
気流路（３）に接続された空気流路（２）と、この空気
流路（２）から掃気流路（３）に供給する空気の流量を
制御する空気流量制御手段（１２）と、クランク室（１
ａ）に接続された混合気流路（１０）と、この混合気流
路（１０）からクランク室（１ａ）に供給する混合気の
流量を制御する混合気流量制御手段（１１）とを備えて
なり、前記空気流量制御手段（１２）は、加速時に空気
流量を絞るように構成されていることを特徴としてい
る。
【０００７】請求項２に係る発明は、シリンダ室（４
ａ）とクランク室（１ａ）とを接続する掃気流路（３）
と、この掃気流路（３）に接続された空気流路（２）
と、この空気流路（２）から掃気流路（３）に供給する
空気の流量を制御する空気流量制御手段（１２）と、ク
ランク室（１ａ）に接続された混合気流路（１０）と、
この混合気流路（１０）からクランク室（１ａ）に供給
する混合気の流量を制御する混合気流量制御手段（１
１）とを備えてなり、前記空気流量制御手段（１２）
は、加速時に混合気流量制御手段（１１）より遅れて開
くように構成されていることを特徴としている。
【０００８】そして、請求項１に係る発明においては、
ピストン（７）が上昇するとクランク室（１ａ）内の圧
力が低下し、混合気がクランク室（１ａ）内に流入する
とともに、空気が空気流路（２）から掃気流路（３）を
通ってクランク室（１ａ）に流入する。すなわち、掃気
流路（３）内は空気が充満した状態になるとともに、ク
ランク室（１ａ）内は、混合気が空気によって薄められ
た状態になる。このため、空気によって薄められた後の
空燃比が燃焼上最適になるように、混合気流路（１０）
から供給される混合気の空燃比を高めにセットしておく
ことになる。
【０００９】次に、シリンダ室（４ａ）内の混合気への
点火によって、シリンダ室（４ａ）内の圧力が急激に高
まりピストン（７）が下降してくると、クランク室（１
ａ）内の圧力が高まってくる。そして、ピストン（７）
が所定位置まで下降すると、例えば排気口が開き、この
排気口から燃焼ガスが流出して、シリンダ室（４ａ）の
圧力が急激に下がるとともに、掃気流路（３）のシリン
ダ室（４ａ）側の端部である掃気口が開き、まず掃気流
路（３）内の空気がシリンダ室（４ａ）に流入し、次い
でクランク室（１ａ）内の混合気が掃気流路（３）を通
ってシリンダ室（４ａ）に流入する。
【００１０】すなわち、掃気開始の時点では、まず空気
のみによって燃焼ガスを排気口から追い出すことができ
るから、混合気の吹き抜けによる排気ガスの悪化を防止
することができる。さらに、適性な空燃比の混合気をシ
リンダ室（４ａ）内に充填することができるから、この
ことからも排気ガスの悪化を防止することができる。し
たがって、定常運転時には、排気ガスを綺麗にすること
ができる。
【００１１】一方、混合気流量制御手段（１１）によっ
て、クランク室（１ａ）に供給する混合気の流量を増加
すると、エンジンの回転数が増加する。このような加速
運転時には、空気流量制御手段（１２）によって空気流
量が絞られることになるから、定常運転時に比べて、ク
ランク室（１ａ）に流入する空気流量が同クランク室
（１ａ）に流入する混合気の流量より相対的に少なくな
る。
【００１２】すなわち、濃い空燃比の混合気がシリンダ
室（４ａ）内に充填されることになる。したがって、エ
ンジンの加速性を向上させることができる。ただし、空
燃比が濃くなるのは加速時だけであることから、排気ガ
スの悪化を最小限に抑えることができる。
【００１３】請求項２に係る発明においては、加速運転
時に、空気流量制御手段（１２）が混合気流量制御手段
（１１）より遅れて開くように構成されているから、定
常運転時に比べて、クランク室（１ａ）に流入する空気
流量が同クランク室（１ａ）に流入する混合気の流量よ
り相対的に少なくなる。
【００１４】したがって、請求項１に係る発明と同様
に、エンジンの加速性の向上を図ることができるととも
に、排気ガスの悪化を最小限に抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図１及び図２を参照して説明する。この実施の形態で示
す層状掃気２サイクルエンジンは、図１及び図２に示す
ように、混合気を供給する混合気流路１０がクランク室
１ａに接続され、空気を供給する空気流路２が掃気流路
３に接続されたものである。空気流路２の出口には、逆
止弁２０が設けられている。この逆止弁２０は、リード
バルブによって構成されたものであり、空気流路２から
掃気流路３方向への流れを許容し、掃気流路３から空気
流路２方向への流れを阻止するように構成したものであ
る。さらに、混合気流路１０には、逆止弁１００が設け
られている。この逆止弁１００も、リードバルブによっ
て構成されたものであり、混合気流路１０からクランク
室１ａ方向への流れを許容し、クランク室１ａから混合
気流路１０方向への流れを阻止するように構成したもの
である。
【００１６】一方、掃気流路３は、クランク室１ａから
シリンダ室４ａ内に通じるように、クランクケース１及
びシリンダブロック４に設けたものである。そして、シ
リンダ内面４ｂには、掃気流路３に通じる掃気口３ａが
開口しているとともに、燃焼ガスを排気する排気口４ｃ
が開口している。
【００１７】また、クランクケース１にはクランクシャ
フト５が設けられ、クランクシャフト５にはコンロッド
６を介してピストン７が連結されている。ピストン７
は、シリンダ内面４ｂに嵌合して、同内面４ｂの軸方向
に沿って移動自在になっている。さらに、シリンダブロ
ック４にはシリンダヘッド８が設けられており、このシ
リンダヘッド８には点火プラグ９が設けられている。
【００１８】さらに、上記混合気流路１０の上流側に
は、クランク室１ａに供給する混合気の流量を制御する
混合気流量制御手段１１が設けられている。また、上記
空気流路２の上流側には、空気流路２から掃気流路３に
供給する空気の流量を制御する空気流量制御手段１２が
設けられている。
【００１９】混合気流量制御手段１１は、スロットル弁
１１ａによって、混合気の流量を制御するようになって
いる。すなわち、スロットル弁１１ａを開くことによっ
て、クランク室１ａに供給する混合気の流量が増加し、
エンジンの回転数が増加するようになっている。また、
混合気流量制御手段１１には、スロットル弁１１ａの上
流側に、気化器１１ｂが一体的に設けられている。
【００２０】空気流量制御手段１２は、開閉弁１２ａに
よって、空気の流量を制御するようになっている。この
開閉弁１２ａは、スロットル弁１１ａによってクランク
室１ａに供給する混合気の流量を増加し、エンジンの回
転数が増加している時、すなわち加速運転時には、開度
を絞るようになっている。すなわち、開閉弁１２ａは、
スロットル弁１１ａが開方向に変化していることを検知
して、空気流量を絞るようになっている。
【００２１】上記のように構成された層状掃気２サイク
ルエンジンにおいては、図２に示すように、ピストン７
が上昇するとクランク室１ａ内の圧力が低下し、混合気
が混合気流路１０からクランク室１ａ内に流入するとと
もに、空気が空気流路２から掃気流路３を通ってクラン
ク室１ａに流入する。すなわち、掃気流路３内は空気が
充満した状態になるとともに、クランク室１ａ内は、混
合気が空気によって薄められた状態になる。このため、
空気によって薄められた後の空燃比が燃焼上最適になる
ように、混合気流路１０から供給される混合気の空燃比
を高めにセットしておくことになる。
【００２２】次に、シリンダ室４ａ内の混合気への点火
によって、シリンダ室４ａ内の圧力が急激に高まりピス
トン７が下降してくると、クランク室１ａ内の圧力が高
まってくる。そして、ピストン７が所定位置まで下降す
ると、排気口４ｃが開き、この排気口４ｃから燃焼ガス
が流出して、シリンダ室４ａの圧力が急激に下がるとと
もに、掃気口３ａが開き、まず掃気流路３内の空気がシ
リンダ室４ａに流入し、次いでクランク室１ａ内の混合
気が掃気流路３を通ってシリンダ室４ａに流入する。
【００２３】すなわち、掃気開始の時点では、まず空気
のみによって燃焼ガスを排気口４ｃから追い出すことが
できるから、混合気の吹き抜けによる排気ガスの悪化を
防止することができる。さらに、適性な空燃比の混合気
をシリンダ室４ａ内に充填することができるから、この
ことからも排気ガスの悪化を防止することができる。し
たがって、図２に示すような定常運転時には、排気ガス
を綺麗にすることができる。
【００２４】一方、混合気流量制御手段１１によって、
クランク室１ａに供給する混合気の流量を増加すると、
エンジンの回転数が増加する。このような加速運転時に
は、図１に示すように、空気流量制御手段１２ａによっ
て空気流量が絞られることになるから、定常運転時に比
べて、クランク室１ａに流入する空気流量が同クランク
室１ａに流入する混合気の流量より相対的に少なくな
る。
【００２５】すなわち、濃い空燃比の混合気がシリンダ
室４ａ内に充填されることになる。したがって、エンジ
ンの加速性を向上させることができる。ただし、掃気流
路３内に溜った空気によって掃気を行うことができると
ともに、空燃比が濃くなるのは加速時だけであることか
ら、排気ガスの悪化を最小限に抑えることができる。
【００２６】なお、上記実施の形態においては、加速運
転時に、空気流量制御手段１２によって空気流量を絞る
ように構成したが、この空気流量制御手段１２は、加速
運転時に混合気流量制御手段１１より遅れて開くように
構成してもよい。このように構成した場合も、定常運転
時に比べて、クランク室１ａに流入する空気流量が同ク
ランク室１ａに流入する混合気の流量より相対的に少な
くなる。したがって、上記実施の形態と同様に、エンジ
ンの加速性の向上を図ることができるとともに、排気ガ
スの悪化を最小限に抑えることができる。
【００２７】また、上記実施の形態においては、スロッ
トル弁１１ａが開方向に変化していることを検知するこ
とによって、開閉弁１２ａを絞るように構成した。すな
わち、スロットル弁１１ａが開方向に変化しているとき
には、加速運転時にあるとみなして、開閉弁１２ａを絞
るように構成したが、エンジンの回転数が増加している
ことをもって、加速運転時にあるとみなし、開閉弁１２
ａを絞るように構成してもよい。すなわち、開閉弁１２
ａは、例えばクランクシャフト５の回転数が増加方向に
変化していることを検知することによって、開度を絞る
ように構成してもよい。
【００２８】
【発明の効果】請求項１に係る発明においては、ピスト
ン（７）が上昇するとクランク室（１ａ）内の圧力が低
下し、混合気がクランク室（１ａ）内に流入するととも
に、空気が空気流路（２）から掃気流路（３）を通って
クランク室（１ａ）に流入する。すなわち、掃気流路
（３）内は空気が充満した状態になるとともに、クラン
ク室（１ａ）内は、混合気が空気によって薄められた状
態になる。このため、空気によって薄められた後の空燃
比が燃焼上最適になるように、混合気流路（１０）から
供給される混合気の空燃比を高めにセットしておくこと
になる。
【００２９】次に、シリンダ室（４ａ）内の混合気への
点火によって、シリンダ室（４ａ）内の圧力が急激に高
まりピストン（７）が下降してくると、クランク室（１
ａ）内の圧力が高まってくる。そして、ピストン（７）
が所定位置まで下降すると、例えば排気口が開き、この
排気口から燃焼ガスが流出して、シリンダ室（４ａ）の
圧力が急激に下がるとともに、掃気流路（３）のシリン
ダ室（４ａ）側の端部である掃気口が開き、まず掃気流
路（３）内の空気がシリンダ室（４ａ）に流入し、次い
でクランク室（１ａ）内の混合気が掃気流路（３）を通
ってシリンダ室（４ａ）に流入する。
【００３０】すなわち、掃気開始の時点では、まず空気
のみによって燃焼ガスを排気口から追い出すことができ
るから、混合気の吹き抜けによる排気ガスの悪化を防止
することができる。さらに、適性な空燃比の混合気をシ
リンダ室（４ａ）内に充填することができるから、この
ことからも排気ガスの悪化を防止することができる。し
たがって、定常運転時には、排気ガスを綺麗にすること
ができる。
【００３１】一方、混合気流量制御手段（１１）によっ
て、クランク室（１ａ）に供給する混合気の流量を増加
すると、エンジンの回転数が増加する。このような加速
運転時には、空気流量制御手段（１２）によって空気流
量が絞られることになるから、定常運転時に比べて、ク
ランク室（１ａ）に流入する空気流量が同クランク室
（１ａ）に流入する混合気の流量より相対的に少なくな
る。
【００３２】すなわち、濃い空燃比の混合気がシリンダ
室（４ａ）内に充填されることになる。したがって、エ
ンジンの加速性を向上させることができる。ただし、掃
気流路（３）内に溜った空気によって掃気を行うことが
できること、及び空燃比が濃くなるのは加速時だけであ
ることから、排気ガスの悪化を最小限に抑えることがで
きる。
【００３３】請求項２に係る発明においては、加速運転
時に、空気流量制御手段（１２）が混合気流量制御手段
（１１）より遅れて開くように構成されているから、定
常運転時に比べて、クランク室（１ａ）に流入する空気
流量が同クランク室（１ａ）に流入する混合気の流量よ
り相対的に少なくなる。
【００３４】したがって、請求項１に係る発明と同様
に、エンジンの加速性の向上を図ることができるととも
に、排気ガスの悪化を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態として示した層状掃気
２サイクルエンジンの断面図であって加速運転時の状態
を示す断面図。
【図２】同層状掃気２サイクルエンジンの断面図であっ
て定常運転時の状態を示す断面図。
【符号の説明】
１ クランクケース １ａ クランク室 ２ 空気流路 ３ 掃気流路 ３ａ 掃気口 ４ シリンダブロック ４ａ シリンダ室 ４ｂ シリンダ内面 ７ ピストン １０ 混合気流路 １１ 混合気流量制御手段 １２ 空気流量制御手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダ室（４ａ）とクランク室（１
    ａ）とを接続する掃気流路（３）と、この掃気流路
    （３）に接続された空気流路（２）と、この空気流路
    （２）から掃気流路（３）に供給する空気の流量を制御
    する空気流量制御手段（１２）と、クランク室（１ａ）
    に接続された混合気流路（１０）と、この混合気流路
    （１０）からクランク室（１ａ）に供給する混合気の流
    量を制御する混合気流量制御手段（１１）とを備えてな
    り、前記空気流量制御手段（１２）は、加速時に空気流
    量を絞るように構成されていることを特徴とする層状掃
    気２サイクルエンジン。
  2. 【請求項２】 シリンダ室（４ａ）とクランク室（１
    ａ）とを接続する掃気流路（３）と、この掃気流路
    （３）に接続された空気流路（２）と、この空気流路
    （２）から掃気流路（３）に供給する空気の流量を制御
    する空気流量制御手段（１２）と、クランク室（１ａ）
    に接続された混合気流路（１０）と、この混合気流路
    （１０）からクランク室（１ａ）に供給する混合気の流
    量を制御する混合気流量制御手段（１１）とを備えてな
    り、前記空気流量制御手段（１２）は、加速時に混合気
    流量制御手段（１１）より遅れて開くように構成されて
    いることを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。
JP8274989A 1996-10-17 1996-10-17 層状掃気２サイクルエンジン Expired - Lifetime JP3024072B2 (ja)

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