JPH10103086A - 筒内燃料噴射式２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】筒内燃料噴射式２サイクルエンジンにおいて、
エンジン低回転域で燃料の霧化と拡散を促進させ、安定
燃焼を確保するとともに未燃ガスの排出を低減させる。 【解決手段】複数の気筒６ａ〜６ｃ内に燃料を噴射する
燃料噴射弁２５と、各気筒の排気通路の排気集合部１６
に回動自在に装着された排気バルブ２７とを備え、エン
ジン低回転域で前記排気バルブの開度を小さくするよう
に制御する。排気通路がエンジン２、ガイドエキゾース
ト部３及びエキゾーストケース部５に分割されており、
排気バルブ２７をガイドエキゾースト部３内の排気通路
３ａに装着している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒内燃料噴射式２
サイクルエンジンの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンにおいては、掃気ポ
ートと排気ポートが同時に連通するタイミングがあるた
めＨＣ等の未燃ガスが排気されやすいという問題を有
し、そこで、排気ポートから未燃ガスが排出されないタ
イミングで、燃料を筒内に直接噴射することにより未燃
ガスの排出を低減する方式が知られている。この筒内直
接噴射では、噴射された燃料が短時間の間に筒内空気と
いかに均一な混合気を形成するかが、燃焼上最も重要で
あり、燃料の霧化と拡散はそのための大きな要因であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン回転が低回転域においては、霧化に影響を与える筒内
温度と拡散に影響を与える筒内ガス流動が小さいため、
高回転域に比べ均一な混合気の形成が難しく、不正燃焼
が発生する確率が大きく、また、安定燃焼を確保するた
めの燃料セッティング幅が狭いという問題を有してい
る。

【０００４】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、エンジン低回転域において、燃料の霧化と拡
散を促進させ、安定燃焼を確保するとともに未燃ガスの
排出を低減させることができる筒内燃料噴射式２サイク
ルエンジンを提供することを目的とする。

【０００５】

【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記載の発明は、複数の気筒６ａ〜６ｃ内に燃
料を噴射する燃料噴射弁２５と、各気筒の排気通路の排
気集合部１６に回動自在に装着された排気バルブ２７と
を備え、エンジン低回転域で前記排気バルブの開度を小
さくするように制御することを特徴とし、請求項２記載
の発明は、請求項１において、排気通路がエンジン２、
ガイドエキゾースト部３及びエキゾーストケース部５に
分割されており、排気バルブ２７をガイドエキゾースト
部３内の排気通路３ａに装着したことを特徴とし、請求
項３記載の発明は、請求項１、２において、エンジン２
のクランク軸１２が縦置状態に配置され、各気筒６ａ〜
６ｃが縦方向に並設されていることを特徴とする。な
お、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易に
するために図面と対比させるもので、これにより本発明
が何ら限定されるものではない。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１〜図５は、本発明の筒内燃
料噴射式２サイクルエンジンの１実施形態を示し、図１
は船外機の縦断面図、図２は図１のエンジンの気筒の断
面図、図３は図１のエンジンの模式図、図４は図１のエ
ンジンの一部断面を示す側面図、図５は本発明に係わる
排気バルブの制御を説明するための図、図６は本発明の
効果を説明するための図である。

【０００７】図１において、１は船外機であり、クラン
ク軸縦置状態で搭載されるエンジン２と、エンジン２の
下端面に接続されるガイドエキゾースト部３と、エンジ
ン２を覆う着脱可能なアッパーカウリング４ａと、ガイ
ドエキゾースト部３に固定されるロアーカウリング４ｂ
と、ガイドエキゾースト部３の下端面に接続されるエキ
ゾーストケース部５からなる。上記エンジン２は、筒内
噴射式３気筒２サイクルエンジンであり、３つの気筒６
ａ〜６ｃがシリンダブロック７に形成され、気筒６ａ〜
６ｃに図２に示すシリンダヘッド８が図１の紙面垂直方
向手前側に順次積層接続し固定されている。また、シリ
ンダブロック７の図１裏面側には図２に示すクランクケ
ース９が形成されている。

【０００８】上記気筒６ａ〜６ｃ内には、図２に示すよ
うに、ピストン１０が摺動自在に嵌合配置され、各ピス
トン１０はコンロッド１１を介してクランク軸１２（図
３）に連結されている。クランク軸１２は縦置状態に配
置され、各気筒６ａ〜６ｃが縦方向に並設されている。
そして、ピストン１０、シリンダブロック７及びシリン
ダヘッド８側に形成された窪み状の凹部８ａとで燃焼室
を構成している。気筒６ａ〜６ｃは、それぞれ掃気ポー
ト１３によりクランク室１４に連通され、また、気筒６
ａ〜６ｃには、排気ポート１５が掃気ポート１３に対向
するように配設、接続されている。図１に示すように、
各気筒６ａ〜６ｃの排気ポート１５は、排気集合部１６
に合流されており、排気集合部１６の下流端にはガイド
エキゾースト部３内の排気通路３ａを介してエキゾース
トケース部５内の排気管１７が接続されている。排気管
１７は、エキゾーストケース部５内のマフラー１８内に
配置されており、このマフラー１８は排気管１７が開口
する膨張室１９を備えている。

【０００９】図３に示すように、エンジン２のクランク
ケース１４には吸気マニホールド２０の各分岐通路２０
ａが接続されており、該分岐通路２０ａのクランクケー
ス９への接続部には、逆流防止用のリード弁２１が配設
され、また、リード弁２１の上流側には吸気量を制御す
るためのスロットル弁２２が配設されている。図２にお
いて、シリンダヘッド８には点火プラグ２３が挿入配置
され、点火プラグ２３の電極２３ａは前記凹部８ａ内に
突出されている。

【００１０】図１及び図２に示すように、各気筒６ａ〜
６ｃの側壁には、掃気ポート１３の上部で排気ポート１
５に対向する位置に燃料噴射弁２５が配設されている。
燃料噴射弁２５をシリンダヘッド８側ではなく気筒の側
壁に設ける理由は、高温、高圧の燃焼ガスの影響を低減
するためである。燃料噴射弁２５は磁力で開閉作動され
るソレノイド弁であり、そのノズル２５ａは２つの噴孔
を備え、燃料供給管２６から供給される燃料をピストン
１０の上面と点火プラグ２３の上下２方向へ噴射可能に
構成している。

【００１１】なお、図４において、３１はサイレンサ
ー、３２はスロットルカム、３３はリンク、３４はスロ
ットル操作レバー、３５はスロットルボディ、３６は燃
料供給管、３７はフライホイールマグネット、３９はベ
ーパーセパレータタンク、４０は高圧燃料ポンプ、４１
は燃料レール、４２は圧力調整弁、４３は空燃比セン
サ、４５はチルト軸、４６はブラケットクランプ、４７
はチルト軸４５を中心に上下に揺動するブラケットスイ
ベル、４９は船外機を左右水平方向に揺動させるステア
リング軸を示している。

【００１２】そして、本発明に係わる排気バルブ２７
が、ガイドエキゾースト部３の排気通路３ａ内に回動自
在に装着されている。該排気バルブ２７は図示しない電
動モータに制御される。このように排気バルブ２７をエ
ンジン側ではなくガイドエキゾースト部３の排気通路３
ａ内に設けることにより、エンジンの種類が変更された
場合に排気バルブの装着を容易にしている。

【００１３】本発明における排気バルブ２７の制御につ
いて説明する。本発明においては、排気ポート１５から
未燃ガスが排出されないタイミングで、燃料噴射弁２５
より燃料を筒内６ａ〜６ｃ内に直接噴射する。しかしな
がら、エンジン回転が低回転域においては、霧化に影響
を与える筒内温度と拡散に影響を与える筒内ガス流動が
小さいため、高回転域に比べ均一な混合気の形成が難し
く、不正燃焼が発生する確率が大きく、また、安定燃焼
を確保するための燃料セッティング幅が狭いという問題
を有している。そこで、エンジン低回転域（又は低負荷
域）では、排気バルブ２７を作動させ排気通路を狭くす
ることによって、残留ガス割合が多く給気効率の向上に
よる実圧縮比の増大と残留ガス割合の増加に伴う筒内ガ
ス温度の上昇を図り、その結果、噴霧燃料の霧化促進に
より燃焼を安定させ未燃ガスの発生を低減させると共
に、ＥＧＲ効果によりＮＯ_Xを低減させることができ
る。しかしながら、排気バルブ２７により排気通路を絞
りすぎると、残留ガスの増大に伴って燃焼が悪化し、ま
た、排気圧の増加に伴う給気比の低下を招くため、図５
に示すように、エンジン高回転域（又は高負荷域）で
は、排気バルブ２７の開度を全開とし、エンジン低回転
域では、開度を２割程度とし、中回転域、中負荷域では
エンジン回転に比例するように排気バルブ２７の開度を
制御するようにしている。

【００１４】図６は、排気バルブ２７を設けない場合
と、排気バルブ２７を設けバルブ開度を２割程度とした
場合のＨＣの排出量を示し、排気バルブ２７を設けるこ
とにより未燃ガスの排出が低減されることが分かる。

【００１５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変
更が可能である。例えば、上記実施形態においては、排
気バルブをガイドエキゾースト部の排気通路に装着して
いるが、排気バルブを複数の気筒の排気通路の集合部に
装着するようにしてもよい。その場合には、簡易な構造
でバラツキもなく、エンジン低回転域での安定燃焼を確
保することができる。また、上記実施形態においては、
３気筒エンジンに適用した例について説明しているが、
これに限定されるものではなく複数の気筒を有するもの
であればよい。また、上記実施形態においては、船外機
に適用した例について説明しているが、自動車用エンジ
ン、定置式エンジンなどにも適用可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、筒内燃料噴射式２サイクルエンジンにおいて、
複数の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、各気筒の
排気通路の排気集合部に回動自在に装着された排気バル
ブとを備え、エンジン低回転域で前記排気バルブの開度
を小さくするように制御するようにしたので、エンジン
低回転域で燃料の霧化と拡散を促進させ、安定燃焼を確
保するとともに未燃ガス及びＮＯ_Xの排出を低減させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筒内燃料噴射式２サイクルエンジンの
１実施形態を示す船外機の縦断面図である。

【図２】図１のエンジンの気筒の断面図である。

【図３】図１のエンジンの模式図である。

【図４】図１のエンジンの一部断面を示す側面図であ
る。

【図５】本発明に係わる排気バルブの制御を説明するた
めの図である。

【図６】本発明の効果を説明するための図である。

【符号の説明】

２…エンジン、３…ガイドエキゾースト部、３ａ…排気
通路 ５…エキゾーストケース部、６ａ〜６ｃ…気筒、１２…
クランク軸 １６…排気集合部、２５…燃料噴射弁、２７…排気バル
ブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁
   と、各気筒の排気通路の排気集合部に回動自在に装着さ
   れた排気バルブとを備え、エンジン低回転域で前記排気
   バルブの開度を小さくするように制御することを特徴と
   する筒内燃料噴射式２サイクルエンジン。
2. 【請求項２】排気通路がエンジン、ガイドエキゾースト
   部及びエキゾーストケース部に分割されており、上記排
   気バルブを前記ガイドエキゾースト部の排気通路に装着
   したことを特徴とする請求項１記載の筒内燃料噴射式２
   サイクルエンジン。
3. 【請求項３】エンジンのクランク軸が縦置状態に配置さ
   れ、各気筒が縦方向に並設されていることを特徴とする
   請求項１又は２記載の筒内燃料噴射式２サイクルエンジ
   ン。