JPH11148358A - 2ストロークサイクル内燃機関 - Google Patents
2ストロークサイクル内燃機関Info
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Abstract
よび排気浄化性能の高い車両用2ストロークサイクル内
燃機関を提供するものである。 【解決手段】 内燃機関8のシリンダ14は、直立よりや
や車体前方へ傾斜し、高圧チャンバー36および連通路3
8,40は、前記シリンダ14より車体前方へ配置され、該
連通路38,40の燃焼室33への開口39,41は、掃気口35よ
り該燃焼室33寄りに配置され、該連通路38,40の開口3
9,41の近傍をクランク室29側から燃焼室33側に向う方
向へ回転する前記給気制御弁43が、前記連通路38,40の
開口39,41に隣接して配置され、前記内燃機関8の排気
通路54に連通する排気管61および排気膨張チャンバー
が、前記シリンダ14より車体後方へ配置されている。
Description
気の吹抜けが少なくて、燃費および排気浄化性能の高い
車両用2ストロークサイクル内燃機関に関するものであ
る。
は、気化器等により供給された燃料が吸入空気と混合さ
れ、この混合気がクランク室内に吸入された後、掃気開
口を介して燃焼室に供給され、排気開口の開放時期が掃
気開口の開放時期より早く(排気開口の開口上縁が掃気
開口の開口上縁より上死点寄り)設定されているため、
燃焼室内に供給された混合気が排出され、吹抜けが生じ
易かった。
脈動効果により、抑制されるものの、全運転域に亘って
抑制は困難であり、その結果、燃費と排気浄化性能とに
影響が出ていた。
02521号公報の2ストロークサイクル内燃機関があ
った。
ストロークサイクル内燃機関においでは、クランクケー
スとシリンダブロックとに隣接してチャンバーが配設さ
れ、クランク室とチャンバーとの間に吸気制御弁が介装
されるとともに、該チャンバーとシリンダの燃焼室との
間に掃気制御弁が介装され、該チャンバ内に向って燃料
を噴射する燃料噴射弁が設けられている。
排気浄化触媒装置が設けられた2ストロークサイクル内
燃機関があった。(実開平3−12701217号公報
参照)
報の2ストロークサイクル内燃機関では、クランク室内
の吸入空気が全て吸気制御弁を介してチャンバー内に導
入され、燃料噴射弁から該チャンバー内に噴射された燃
料とともに混合された状態で掃気制御弁を介して燃焼室
に全て流入し、クランク室内から空気のみが掃気開口を
介して燃焼室内に流入しうるようにはなっていないの
で、吹抜けは避けられず、また掃気制御弁の上流口がチ
ャンバー下部には開口してはいるものの、最下部でない
ため、チャンバー内に噴射された燃料がチャンバー底部
に溜ってしまい、燃焼室内への燃料供給量が燃料供給量
と正確に対応できず、応答性が良くない欠点がある。
触媒装置付き2ストロークサイクル内燃機関では、排気
膨張チャンバーは大容量となるため、通常の自動二輪車
のように、排気ポートが燃焼室より車体前方に配置され
たものでは、排気膨張チャンバーの上流開口部は車体前
方の排気管に接続され、径の大きい該排気膨張チャンバ
ーは内燃機関の下方または側方へ迂回して車体後方へ延
長する結果、最低地上高や、車巾が増大することが避け
られなかった。
は、このような不具合を解消した2ストロークサイクル
内燃機関の改良に係り、請求項1に記載された発明は、
燃焼室と、高圧チャンバーとを連通する連通路に、該連
通路を開閉自在に制御する給気制御弁が配設され、燃料
供給装置から前記連通路および給気制御弁を介して前記
燃焼室に燃料が供給される2ストロークサイクル内燃機
関を、そのクランク軸を車巾方向に向けた状態で鞍乗り
型車両に搭載したものであって、前記内燃機関のシリン
ダは、直立よりやや車体前方へ傾斜し、前記高圧チャン
バーおよび連通路は、前記シリンダより車体前方へ配置
され、該連通路の燃焼室への開口は、掃気口より上死点
寄りに配置され、前記給気制御弁が、前記連通路の開口
の近傍に配置され、前記内燃機関の排気通路に連通する
排気管および排気膨張チャンバーが、前記シリンダより
車体後方へ配置されたことを特徴とする2ストロークサ
イクル内燃機関である。
の燃焼室への開口が掃気口より上死点寄りに配置される
とともに、前記燃料供給装置から該連通路およびおよび
給気制御弁を介して燃料が供給されるため、掃気吸入過
程において、燃料を含まない空気が掃気通路を介して燃
焼室内に導入されて、燃焼室内の既燃ガスが排気開口よ
り排出され、前記掃気口が閉塞された後、前記連通路よ
り燃焼室へ燃料が供給され、この結果、燃焼室内の混合
気の吹抜けが阻止され、未燃焼ガスの排出が抑制され
る。しかも低負荷時には、空気掃気による掃気効率が改
善される。
りやや車体前方へ傾斜し、前記吸気制御弁が、前記連通
路の開口の近傍に配置されているため、前記高圧チャン
バーから燃焼室迄の距離が短かく、燃料および高圧ガス
が円滑に前記燃焼室に供給される結果、燃料供給量が適
正に制御されるとともに応答性が高く、安定した燃焼状
態が得られる。
る排気管および排気膨張チャンバーが、前記シリンダよ
り車体後方へ配置されているため、これら排気系が前記
内燃機関の左右側または上下側に沿って車体後方へ延長
することがなく、車巾または車高の増大が未然に防止さ
れ、鞍乗り型車両の小型化が可能となり、乗心地性も改
善される。
することにより、前記内燃機関の給気系に走行風を当て
て、これを冷却し、充填効率を向上させることができ
る。
系を内燃機関の後方に配置したため、車巾や車高の増大
を避けることができる。
気管を消音器の近傍で迂回させたため、排気系の全長を
増大させて、その排気慣性効果を充分に引出すことがで
きる。
気管を消音器の近傍で迂回させたため、排気系の排気慣
性効果を充分に引出すことができる。
た本出願発明の一実施形態について説明する。
せられる荒地走行用鞍乗り型車両1では、車体フレーム
2の前後部にそれぞれ左右1対のバルーン型低圧タイヤ
を備えた前車輪3,後車輪4が設けられている。
に、前方から後方に亘って操向ハンドル5,燃料タンク
6およびシート7が順次配設され、これら燃料タンク6
およびシート7の下方に位置して、車体フレーム2の略
中央に単気筒2ストロークサイクル内燃機関8が搭載さ
れ、該単気筒2ストロークサイクル内燃機関8の前方に
位置して車体フレーム2にエアクリーナ9およびラジエ
ータ10が設けられている。
2ストロークサイクル内燃機関8においては、左右に2
分割されたクランクケース11上に、シリンダブロック12
およびシリンダヘッド13が重ねられて、相互に一体に結
合され、該シリンダブロック12のシリンダ14は、鉛直上
方よりやや車体前方に向って傾斜され、該シリンダ14に
ピストン15が上下に摺動自在に嵌装されている。
クシャフト16が、クランクケース11に回転自在に枢支さ
れ、該ピストン15とクランクシャフト16とはコネクティ
ングロッド17でもって連結されており、ピストン15の昇
降に対応してクランクシャフト16は、図3にて反時計方
向へ回転駆動されるようになっている。
位置して歯車変速機18のメインシャフト19とカウンタシ
ャフト20とが、クランクケース11に回転自在に枢支さ
れ、メインシャフト19には、図示されない摩擦多板クラ
ッチが設けられ、前記メインシャフト19およびカウンタ
シャフト20の下方に、変速操作機構のシフトドラム21が
枢支され、該シフトドラム21の案内溝にシフタ22が嵌合
されており、シフトドラム21が所要角度回転すると、シ
フタ22が軸方向へ移動して、メインシャフト19およびカ
ウンタシャフト20に設けられている歯車が選択的に噛合
されて、所要の変速比に変速されるようになっている。
ャフト20の上方に、スタータモータ23およびキックレバ
ー24が設けられており、始動時に、キックレバー24でも
ってクランクシャフト16を回転させても、単気筒2スト
ロークサイクル内燃機関8が始動しない場合に、スター
タモータ23でもって単気筒2ストロークサイクル内燃機
関8を始動させるようになっている。
イブスプロケット25が嵌着され、該ドライブスプロケッ
ト25と後車輪4と一体のドリブンスプロケット(図示さ
れず)とに図示されないチェンが架渡され、カウンタシ
ャフト20の回転に対応して後車輪4が回転駆動されるよ
うになっている。
ランクシャフト16の車体前方に、クランクシャフト16の
1次の慣性力を打消すバランサ26が、クランクシャフト
16と平行にクランクケース11に回転自在に枢支され、該
クランクシャフト16およびバランサ26の右端に、それぞ
れ同一径、同一歯数のバランサドライブギヤ27およびバ
ランサドリブンギヤ28が嵌着されて、該バランサドライ
ブギヤ27およびバランサドリブンギヤ28は、相互に噛合
されており、バランサ26はクランクシャフト16の回転方
向とは逆向きにに同一回転速度で回転駆動されるように
なっている。
通ずる吸入通路30は、車体前方に指向して形成され、該
吸入通路30の上流端は、前記エアクリーナ9に接続さ
れ、該吸入通路30には、スロットル弁31とリード弁32と
が直列に介装され、該スロットル弁31は図示されない連
絡手段を介してスロットルグリップ(図示されず)に連
結されており、該スロットルグリップを一方向へ捩る
と、スロットル弁31の開度が増大するようになってい
る。
のクランク室29とシリンダ14の上部の燃焼室33とを連通
する掃気通路34が、車体両側方に2対ずつと、車体前方
に1本と計5本形成され、該掃気通路34の掃気開口35
は、上死点と下死点との中間よりやや下死点寄りに配置
されており、掃気通路34の開閉タイミングは、図10に
図示されたように設定されている。
リンダヘッド13とには、車体前方に位置して高圧チャン
バー36が形成され、該高圧チャンバー36と燃焼室33の中
間に位置してシリンダヘッド13に、クランクシャフト16
と平行に指向して円筒状の弁室37が形成され、図5に図
示されるように、前記高圧チャンバー36の底部から弁室
37を介して燃焼室33に連通する濃混合気供給通路38が、
シリンダヘッド13に形成され、該濃混合気供給通路38よ
り上方に位置してシリンダヘッド13に、燃焼室33と高圧
チャンバー36とを連通する加圧空気圧入通路40が形成さ
れ、濃混合気供給通路38の濃混合気供給開口39よりも加
圧空気圧入通路40の加圧空気圧入開口41は上死点寄りに
配置されている。
混合気供給開口39に向って燃料を噴射する燃料噴射弁42
が設けられている。
在に嵌装され、該給気制御弁43には、濃混合気供給通路
38を開閉自在に連通する円弧状の1個の濃混合気供給切
欠き44が形成されるとともに、加圧空気圧入通路40を開
閉自在に連通する2個の加圧空気圧入切欠き45が、該濃
混合気供給切欠き44の両側に形成されている。
ータ46とは管47で接続されており、該レギュレータ46は
高圧チャンバー36内の圧力を検出して、その検出圧力に
対応して燃料噴射弁42より燃料を噴射制御するようにな
っている。
ンサ26の右端に、該バランサ26と同一軸上に弁ドライブ
ギヤ48が一体に嵌着され、該バランサ26の上方に位置し
て前記クランクケース11に、該弁ドライブギヤ48と噛合
う弁ドリブンギヤ49が(弁ドライブギヤ48と同一径、同
一歯数)が回転自在に枢支され、該弁ドリブンギヤ49と
一体に弁ドライブ歯付きプーリ50が設けられ、該弁ドラ
イブ歯付きプーリ50と同一径でかつ同一歯数の弁ドリブ
ン歯付きプーリ51が、前記給気制御弁43の右端に嵌着さ
れ、該弁ドライブ歯付きプーリ50および弁ドリブン歯付
きプーリ51に、歯付き無端ベルト52が架渡されており、
給気制御弁43は、クランクシャフト16と同じ方向に向い
同一回転数で回転駆動されるようになっている。なおア
イドラプーリ53はクランクケース11に揺動可能に枢支さ
れ、歯付き無端ベルト52に当接して歯付き無端ベルト52
の緩みを除去するようになっている。
開口35と相対して車体後方側に排気通路54が配設され、
該排気通路54の排気開口55の近くに排気制御弁56が設け
られ、該排気制御弁56は、シリンダブロック12に形成さ
れた縦断面が円弧状の凹部57と、該凹部57と略同一の縦
断面形状に形成された排気通路部材58との間に位置した
略同一間隔巾を有する間隙に嵌装され、該排気通路部材
58とこれに一体に結合される排気管取付け部材59とに回
転自在に枢支された回転軸60に、前記排気制御弁56の基
部が一体に装着され、該回転軸60は図示されない排気制
御サーボモータに連結されており、スロットル弁31の開
度および単気筒2ストロークサイクル内燃機関8の回転
数を独立変数とする排気開口率のマップに基いてCPU
(図示されず)から出力される制御信号により、前記排
気制御サーボモータが動作し、運転状況に適合した最適
の排気開口率となるように、回転軸60が揺動されるよう
になっている。
る排気管61は、図1および図2に図示されるように、車
体後方へ指向し、図1および図2に図示されるように、
該排気管61の後端に、前方へ指向する排気膨張チャンバ
ー62の前端が接続され、該排気膨張チャンバー62の前部
62aより連通管63が分岐され、該連通管63に排気ガス浄
化触媒装置64が介装され、該連通管63は後方へ延長した
後、180 °前方へ折曲げられてから、さらに前方で180
°後方へ折曲げられて、マフラ65に接続されている。
クケース11の右側に冷却水ポンプ66が配設され、クラン
クシャフト16と一体のポンプドライブギヤ67と、冷却水
ポンプ66のロータと一体のポンプドリブンギヤ68とは、
相互に噛合されており、クランクシャフト16の回転に伴
ない、冷却水ポンプ66が回転駆動されるようになってい
る。
が突出する点火栓69が設けられている。
クサイクル内燃機関8は、前記したように構成されてい
るので、キックレバー24を踏込むか、またはスタータモ
ータ23を回転させると、単気筒2ストロークサイクル内
燃機関8は始動して、図3にて反時計方向(図4では時
計方向)に回転し、図10に図示されるように、上死点
(TDC)前120 °の時点で、掃気開口35はピストン15
でもって閉塞され、燃焼室33内の混合気が圧縮され、上
死点前所定タイミングにて点火栓69により該圧縮混合気
は点火され、またピストン15の上昇によりクランク室29
は膨張を続けて、吸入通路30よりクランク室29内に新気
が供給される。
弁43の濃混合気供給切欠き44が、濃混合気供給通路38内
に位置して、高圧チャンバー36と燃焼室33は濃混合気供
給通路38および濃混合気供給切欠き44を介して連通さ
れ、その前のサイクルで高圧チャンバー36内に圧入され
たガスが、濃混合気供給通路38および濃混合気供給切欠
き44を介して燃焼室33に供給されるとともに、これとタ
イミングを合せて、燃料噴射弁42より濃混合気供給通路
38内に燃料が噴射され、燃焼室33に混合気が充填され
る。
ン15で閉塞された時に、給気制御弁43の加圧空気圧入切
欠き45が濃混合気供給通路38内に位置し、燃焼室33と高
圧チャンバー36とは濃混合気供給通路38および加圧空気
圧入切欠き45を介して連通され、ピストン15の上昇で加
圧された燃焼室33内のガスが、高圧チャンバー36内に充
填され始め、その後、濃混合気供給開口39が閉塞された
後も、燃焼室33内でさらに一段と加圧されたガスが、高
圧チャンバー36内に充填され、上死点(TDC)前55°
で燃焼室33内から高圧チャンバー36内への充填が終了す
る。吸気は上死点(TDC)迄、続行し、クランク室29
内に新気が吸入される。
で燃焼室33内の混合気が点火されて燃焼し、ピストン15
が下降して燃焼室33内の燃焼ガスが膨張し、上死点(T
DC)後85°で、排気開口55が開放されて、排気開口55
より排気通路54を介し排気膨張チャンバー62に燃焼ガス
が流入し、排気膨張チャンバー62内の燃焼ガスの圧力波
が排気膨張チャンバー62の後端壁に反射して、排気開口
55に到達し、排気の慣性効果と、吹抜け効果が発揮さ
れ、掃気効果が高められて、単気筒2ストロークサイク
ル内燃機関8の出力が向上する。
気ガスは、排気膨張チャンバー62内で冷却されることな
く直ちに排気ガス浄化触媒装置64に流入し、高い排気温
度を維持して排気ガス浄化触媒装置64を通過するため、
排気浄化性能が高い。
ロットル弁31およびリード弁32の吸気等が単気筒2スト
ロークサイクル内燃機関8の前方に配置されているた
め、車体前方から流れる走行風は、単気筒2ストローク
サイクル内燃機関8から発生する熱を受けずに、円滑に
クランクケース11のクランク室29内に導入される結果、
充填効率が高い。
も後方に位置して後方へ開口し、該排気通路54に接続さ
れる排気管61,排気膨張チャンバー62,連通管63,排気
ガス浄化触媒装置64およびマフラ65等の排気系は単気筒
2ストロークサイクル内燃機関8よりも後方へ配置され
ているため、単気筒2ストロークサイクル内燃機関8の
側方または上下方の近くを前記排気系は迂回しない結
果、車巾、車高または最低地上高が増大せず、荒地走行
用鞍乗り型車両1の小型化が可能となり、しかも乗心持
性が向上する。
は、その後部で車巾中心方向へ弯曲され、排気膨張チャ
ンバー62の前部で岐出した連通管63は前後部で折曲げら
れて、その連通管63の後端はマフラ65に接続され、かつ
連通管63に排気ガス浄化触媒装置64が介装されているた
め、排気系が単気筒2ストロークサイクル内燃機関8よ
り後方の車体後部に配置されていても、排気系で必要と
する管長が充分に確保される。
36が配置され、かつシリンダ14が前方へ傾斜しても、そ
の傾斜の度合いが小さいため、高圧チャンバー36から燃
焼室33に通ずる濃混合気供給通路38はそれ程長くなら
ず、高圧チャンバー36から燃焼室33への濃混合気供給通
路38に滞留する燃料付着量が少なく、高圧チャンバー36
から燃焼室33へ混合気が安定して供給されるとともに、
混合気の供給応答性が高い。
混合気供給開口39の近傍を、給気制御弁43がクランク室
29側から燃焼室33に向う方向に回転するようになってい
るため、燃料および高圧ガスの流動方向と前記給気制御
弁43の回転方向が一致して、燃料および高圧ガスが円滑
に燃焼室33に供給され、燃料供給量が適正に制御され
る。
搭載した荒地走行用鞍乗り型車両の側面図である。
ある。
である。
る。
明図である。
前車輪、4…後車輪、5…操向ハンドル、6…燃料タン
ク、7…シート、8…単気筒2ストロークサイクル内燃
機関、9…エアクリーナ、10…ラジエータ、11…クラン
クケース、12…シリンダブロック、13…シリンダヘッ
ド、14…シリンダ、15…ピストン、16…クランクシャフ
ト、17…コネクティングロッド、18…歯車変速機、19…
メインシャフト、20…カウンタシャフト、21…シフトド
ラム、22…シフタ、23…スタータモータ、24…キックレ
バー、25…ドライブスプロケット、26…バランサ、27…
バランサドライブギヤ、28…バランサドリブンギヤ、29
…クランク室、30…吸入通路、31…スロットル弁、32…
リード弁、33…燃焼室、34…掃気通路、35…掃気開口、
36…高圧チャンバー、37…弁室、38…濃混合気供給通
路、39…濃混合気供給開口、40…加圧空気圧入通路、41
…加圧空気圧入開口、42…燃料噴射弁、43…給気制御
弁、44…濃混合気供給切欠き、45…加圧空気圧入切欠
き、46…レギュレータ、47…管、48…弁ドライブギヤ、
49…弁ドリブンギヤ、50…弁ドライブ歯付きプーリ、51
…弁ドリブン歯付きプーリ、52…歯付き無端ベルト、53
…アイドラプーリ、54…排気通路、55…排気開口、56…
排気制御弁、57…凹部、58…排気通路部材、59…排気管
取付け部材、60…回転軸、61…排気管、62…排気膨張チ
ャンバー、63…連通管、64…排気ガス浄化触媒装置、65
…マフラ、66…冷却水ポンプ、67…ポンプドライブギ
ヤ、68…ポンプドリブンギヤ、69…点火栓。
Claims (2)
- 【請求項1】 燃焼室と、高圧チャンバーとを連通する
連通路に、該連通路を開閉自在に制御する給気制御弁が
配設され、燃料供給装置から前記連通路および給気制御
弁を介して前記燃焼室に燃料が供給される2ストローク
サイクル内燃機関を、そのクランク軸を車巾方向に向け
た状態で鞍乗り型車両に搭載したものであって、 前記内燃機関のシリンダは、直立よりやや車体前方へ傾
斜し、 前記高圧チャンバーおよび連通路は、前記シリンダより
車体前方へ配置され、 該連通路の燃焼室への開口は、掃気口より上死点寄りに
配置され、 前記給気制御弁が、前記連通路の開口の近傍に配置さ
れ、 前記内燃機関の排気通路に連通する排気管および排気膨
張チャンバーが、前記シリンダより車体後方へ配置され
たことを特徴とする2ストロークサイクル内燃機関。 - 【請求項2】 燃焼室と高圧チャンバーとを連通する連
通路に、該連通路を開閉自在に制御する給気制御弁が配
設され、燃料供給装置から前記連通路および給気制御弁
を介して前記燃焼室に燃料が供給される車両用2ストロ
ークサイクル内燃機関において、 前記高圧チャンバーと給気制御弁は、前記シリンダより
車体前方へ配置され、 前記内燃機関の排気通路に連通する排気膨張チャンバー
が車体後方に向って延長され、 該排気膨張のチャンバーの上流側より消音器に通ずる排
気管の上流寄りに排気浄化触媒装置が介装され、前記排
気管は前記消音器の近傍を迂回したことを特徴とする2
ストロークサイクル内燃機関。
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