(57)【要約】【課題】二行程式内燃機関を改良する。【解決手段】ピストンに設けられた空気通路が空気入口と多数の移送ダクトの上部との間に配置されている、クランクケース掃気型二行程式内燃機関において、空気入口には、例えばキャブレタのスロットル制御などの少なくとも一つの機関パラメータによって制御される制限弁が設けられており、空気入口は、機関のシリンダ壁内の少なくとも一つの接続ポートに少なくとも一つの接続ダクトを介して延びており、接続ポートは、上死点のピストンの位置と関連して、ピストン中に埋め込まれている流路と接続され、多数の移送ダクトの上部へ延びるように接続ポートが配置され、クランク角又は時間で数えられる期間が吸気と本質的に等しい期間又はより長い期間だけ空気が供給されるように、各移送ダクトポートに合うピストン中の凹所が配置されるように、ピストン中の流路が配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンに設けられた空気通路が空気入口（２）と多数の移送ダクト（３、３’）の上部との間に配置されている、クランクケース掃気型二行程式内燃機関において、
前記空気入口には、例えばキャブレタのスロットル制御などの少なくとも一つの機関パラメータによって制御される制限弁（４）が設けられており、前記空気入口は、機関のシリンダ壁（１２）内の少なくとも一つの接続ポート（７、７’）に少なくとも一つの接続ダクト（６、６’）を介して延びており、前記接続ポート（７、７’）は、上死点のピストンの位置と関連して、ピストン（１３）中に埋め込まれている流路（９、９’）と接続され、多数の移送ダクト（３、３’）の上部へ延びるように前記接続ポート（７、７’）が配置され、クランク角又は時間で数えられる期間が前記吸気と本質的に等しい期間又はより長い期間だけ空気が供給されるように、各移送ダクトポート（３１、３１’）に合うピストン中の凹所（９、９’、１０、１０’、１１、１１’）が配置されるように、ピストン中の流路が配置されていることを特徴とするクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項２】
前記空気供給の期間は、前記吸気期間の９０％よりも大きく前記吸気期間の１１０％よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項３】
前記各移送ダクトポート（３１、３１’）に合う前記ピストン中の凹所（９、９’、１０、１０’、１１、１１’）は、前記各移送ダクトポート（３１、３１’）の高さの１．５倍よりも大きい、好ましくは前記各移送ダクトポート（３１、３１’）の高さの２倍よりも大きい軸線方向高さを前記ポート（３１、３１’）において局所的に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項４】
前記各接続ポート（７、７’；８、８’）の上縁は、前記各移送ダクトポート（３１、３１’）の下縁とシリンダの軸線方向において同じ高さか前記下縁よりも高くに配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項５】
前記空気入口（２）は、前記機関のシリンダ壁（１２）において少なくとも二つの接続ポート（７、７’；８、８’）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項６】
前記ピストン（１３）が下死点に位置する時、前記機関のシリンダ壁（１２）中の接続ポート（８、８’）は前記ピストン（１３）に覆われるように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項７】
前記ピストン（１３）が下死点に位置する時、前記機関のシリンダ壁（１２）中の接続ポート（７、７’）は前記ピストン（１３）に覆われず、前記シリンダからの排気ガスが空気入口内に突き抜けることができるように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項８】
前記ピストン中の流路（９、９’、１０、１０’、１１、１１’）は、前記ピストンの周縁において少なくとも一つの凹所（９、９’、１０、１０’、１１、１１’）の形態で少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項９】
前記ピストン中の流路（１１、１１’）は、前記ピストン内の少なくとも一つのダクト（１４、１４’）の形態で少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項１０】
少なくとも一つの接続ポート（８、８’）は、隣接した移送ダクト（３、３’）の本質的に内側に配置され、前記接続ポートは、前記移送ダクトポート（１５、１５’）の本質的に下で出ていることを特徴とする請求項６、８又は９のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項１１】
前記制限弁（４）は機関回転速度によって制御され、前記制限弁は、アイドル時に本質的に閉鎖され、かつ所定の低回転速度を超える回転速度で開放されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項１２】
前記制限弁（４）は、前記機関速度の他に、キャブレタのスロットル弁位置や機関の入口管内の低圧などの少なくとも一つのさらなる機関パラメータによって制御されることを特徴とする請求項１１に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項１３】
前記制限弁（４）は、前記機関の入口管内で行き渡っている低圧によって制御され、前記制限弁はアイドル時に本質的に閉鎖され、かつ特定の所定の低圧のよりも小さい低圧で開放することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか1項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項１４】
前記制限弁（４）は、前記低圧の他に、キャブレタのスロットル弁位置や機関速度などの少なくとも一つのさらなる機関パラメータによって制御されることを特徴とする請求項１３に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項１５】
前記ピストン（１３）中の流路（９、９’、１０、１０’、１１、１１’）は、全ての前記移送ダクト（３、３’）の上部に延びていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【請求項１６】
前記空気入口（２）から各前記移送ダクト（３、３’）の上部への流路は、いかなる逆止弁もなく配置されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のクランクケース掃気型二行程式内燃機関（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンに設けられた空気通路が空気入口と多数の移送ダクトの上部との間に配置されているクランクケース掃気型二行程式内燃機関に関する。新気が移送ダクトの上部に加えられ、新気は、下部の空燃混合物に対するバッファとして機能することが意図されている。このバッファは、掃気行程中に排気出口に主に逃がされる。それにより、燃料消費及び排気放出が低減される。この機関は、ハンドヘルドの作業工具に特に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
前述の種類の内燃機関が公知である。これら内燃機関は、燃料消費と排気放出を低減するが、このような内燃機関において空燃比を制御することが難しい。特許文献１には、空気ダクトが機関の移送ダクトの上部に接続している二行程式内燃機関の一例が示されている。ダクト間の接続部において逆止弁が配置されている。制限弁は、移送ダクトへの空気供給システムにおいて配置されている。制限弁は、機関のキャブレタのスロットル弁に機械的に接続されており、二つの弁は互いに追従している。
【０００３】
特許文献２には、前述の設計といくらか異なる設計の機関が示されている。この場合、機関のピストン内に通路が配置されている。この通路は、特定のピストンの位置において、シリンダ内に配置されたダクトと整列される。それにより、図７に示されているように、新気又は排気ガスは、移送ダクトの上部に足されることができる。これは、ピストン中のダクトとシリンダが整列される特定の位置においてのみ行うことができる。これは、ピストンが下方に移動する時と、ピストンが上死点から離れていて上方に移動する時の両方で起きる。後者の場合において間違った方向に意図せず流れるのを避けるために、逆止弁が移送ダクトへの入口に配置されている。この点において、結果として、それは前述の特許に対応する。しかしながら、通常リード弁と呼ばれるこのタイプの逆止弁は多数の不利な点を有する。逆止弁は、しばしば共振振動になる傾向があり、多くの二行程式内燃機関が到達しうる高い回転速度で処理することが難しい。また、逆止弁はコストを増し、機関の構成要素が増加する。もしこのような弁がより小さな破片に壊れるならば、これら破片が機関内に入り、厳しい損傷を招く可能性がある。後者の特許による解決方法では、可変の入口、すなわち、作業サイクルにおいて前進又は後退することができる入口によって、加えられる新気の量が変化させられる。
【０００４】
特許文献３には、ピストン中のＬ字形状又はＴ字形状の凹所を介して移送ダクトに空気が供給される、いくつか異なる実施例の機関が示されている。したがって、逆止弁がない。全ての実施例において、ピストンの凹所は、凹所が各移送ダクトと合う位置において、実際の移送ダクトの高さに本質的に等しい、非常に限られた高さを有する。この実施例の結果、ピストンを通った移送ポートへの空気搬送用通路が、クランクケースへの空燃混合物の通路がピストンによって開放されるよりも著しく遅く開放する。その結果、クランク角又は時間で数えられうる空気供給期間は、空燃混合物の供給の期間よりも著しく短い。これは、空気供給が開始する時には吸気ポートがすでに特定の時間の間だけ開放しているため、このさらなる空気を動かす低圧が著しく減少しているので、移送ダクトへ搬送されうる空気の量が著しく限定されるということを意味する。これは、この期間と、空気供給のための駆動力の両方が小さいということを意味する。さらに、移送ダクトの断面が移送ポートの近くで小さいという一因により、また、Ｌ字形状又はＴ字形状で形成されている突然の曲がりという一因により、示されているように、Ｌ字形状及びＴ字形状のダクトの流れ制限が非常に高くなっている。全てにおいて、これは、移送ダクトへ搬送されうる空気の量を減らす一因となり、それにより、この配置において、燃料消費及び排気放出を低減する可能性を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４０７５９８５号
【特許文献２】米国特許第５４２５３４６号
【特許文献３】国際特許出願第９８／５７０７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、前述の問題を著しく低減し、多くの点で利点を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的は、添付した請求の範囲の特徴を示す本発明による二行程式内燃機関によって実現される。
【０００８】
本発明による内燃機関は、本質的に、空気入口には、例えばキャブレタのスロットル制御などの少なくとも一つの機関パラメータによって制御される制限弁が設けられており、空気入口は、機関のシリンダ壁内の少なくとも一つの接続ポートに少なくとも一つの接続ダクトを介して延びており、接続ポートは、上死点のピストンの位置と関連して、ピストン中に埋め込まれている流路と接続され、多数の移送ダクトの上部へ延びるように接続ポートが配置され、空気供給が、クランク角又は時間で数えられる期間が吸気と本質的に等しい期間又はより長い期間だけ空気が供給されるように、各移送ダクトポートに合うピストン中の凹所が配置されるように、ピストン中の流路が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
上死点のピストン位置と関連して、ピストンに埋め込まれている流路と接続されるように、機関のシリンダ壁中の少なくとも一つの接続ポートが配置されているので、新気の移送ダクトの上部への供給が全く逆止弁なしで配置することができる。上死点又は上死点近傍のピストン位置において、大気に関して移送ダクト中に低圧が存在するので逆止弁なしの配置を行なうことができる。したがって、逆止弁なしでピストンに設けられた空気通路を配置することができ、これは大きな利点である。空気供給が非常に長い期間を有するので、多量の空気を搬送することができ、排気放出について非常に高い低減効果を実現することができる。少なくとも一つの機関パラメータによって制御される、空気入口中の制限弁によって制御される。このような制御は、可変の入口より非常に複雑でない設計である。好ましくは、空気入口は二つの接続ポートを有し、一実施例において、これら接続ポートは、下死点においてピストンに覆われるように配置されている。制限弁は、機関速度のみで、又は別の機関パラメータと組合わせて適切に制御される。これらの及び他の特徴及び利点は、包囲された図面によって支持された、異なる実施例の詳細な記載において明確にされている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】シリンダが断面図で示され、その一方で、上死点にあるピストンが明確さのために断面図で示されていない、本発明の第一実施例の側面図を示す。
【図２】機関の排気出口、移送ダクトのポート、空気入口全体を通して上から示されている断面図である、線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図において図１による機関を示す。
【図３】ピストンとピストン中の流路とシリンダは異なって形成され、ピストンは上死点よりも下の位置に示されている、異なる実施例の図１と同様な断面図を示す。
【図４】ピストン中の流路がピストン内に配置されたダクトによって配置され、ピストンが上死点において示されている、図３に示されている実施例といくらか異なっている実施例を示す。
【図５】空気用接続ポートから移動ダクトへのピストン及びシリンダの断面図を示している。
【図６】明確さのために実位置よりもずっと下に配置されて示されている、制限弁用制御装置を略図的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付図面を参照して種々の実施例によって以下により詳細に本発明を説明する。機関上で対称的に位置する部分については、一方の側の部分に参照番号が与えられ、その一方で、反対側の部分には、記号「’」を有する同じ参照番号が与えられている。
【００１２】
図１において、参照番号１は本発明による内燃機関を示している。この内燃機関は二行程タイプであり、移送ダクト３、３’を有する。移送ダクト３’は、紙面上方に配置されているので見えない。しかしながら、移送ダクト３’は図２に示されている。機関は、シリンダ１５とクランクケース１６、コンロッド１７を有するピストン１３と、クランク機構１８とを有する。さらに、機関は、排気ポート２０を有しかつマフラ２１で終わっている排気出口１９を有する。さらに、機関は、吸気ポート２３を有する入口管２２と、入口管２２に接続されかつスロットル弁２６を有するキャブレタ２５に接続された中間部２４とを有する。キャブレタは、フィルタを有する入口マフラ２７に接続している。ピストン１３はピストンピン３０によってコンロッド１７に接続されている。ピストンは、いかなる凹所などのない平面状の上側面を有し、シリンダポートが周辺のどこに配置されていても、ピストンは等しくシリンダポートと協働する。それゆえ、パワーヘッドの高さは従来の機関と比較してほとんど変わらない。移送ダクト３及び３’は、機関のシリンダ壁１２においてポート３１及び３１’を有する。機関は、図示しない点火プラグ用取り付け位置３３を有する燃焼室３２を有する。これら全ては従来のものであり、それゆえ、さらに説明しない。
【００１３】
新気がシリンダへ供給されうるように制限弁４を備えた空気入口２が配置されていることが特別である。空気入口２は、二つのブランチ、すなわち接続ダクト６及び６’へ分割される。これらダクトはシリンダへ向けられており、シリンダは接続ポート７及び７’を備えている。これら接続ポートは筒状穴として整形されており、接続ポートの各々は、適合された接続ニップル３４、３４’を有する。接続ポートが以後シリンダの内面の接続部のポートを意味し、その一方で、シリンダの外面上のポートは外側接続ポートと呼ばれている。これは、図１と組み合わせて図２に明白に示されている。空気入口２は、ｙ字形状の管として適切に形成されており、その一方で、例えば、接続ダクトは、ゴムホースで適切に作られている。空気入口２は適切に入口マフラ２７に接続し、清浄された新気が吸引される。もし要求がより低いならば、これは当然必要ではない。
【００１４】
流路９、９’はピストン内に配置され、これら流路は、上死点においてピストン位置と関連して、各接続ポート７、７’を移送ダクト３、３’の上部に接続する。流路９、９’は、ピストン内の局所的な凹所によって形成されている。図２に示されているように、ピストンは、これらの局所的な凹所をもって、通常、鋳造で簡単に製造されている。図１に示されているように、シリンダの内側とシリンダの外側において、接続ポート７の垂直方向位置の小さな高さの差が存在する。当然、これは可能であるが、接続ダクト６と接続ダクト６’の間の距離が入口管２２と干渉しないほど大きいので、不必要でありかつ不適切である。したがって、もし適用可能であるならば、これら接続ダクト６、６’を入口管２２の側面に完全に配置することができる。図１におけるレベルの差は、入口管２２の完全に上方の接続ダクト６を明白に視覚化することが容易であるということで完全に説明される。空気入口は、機関のシリンダ壁１２において適切には少なくとも二つの接続ポート７、７’を有する。別の利点は、ピストン内の凹所９、９’がより小さく横に形成されうるということである。あるいは、一つの接続ダクトのみを有する。この接続ダクトは、入口管２２の上又は下、あるいは排気出口１９の下に入らなければならない。対応の接続ポート７に対して望ましい垂直位置を得るために、シリンダ壁を通した斜めの通路が好ましくは配置されなければならない。この結果、一つの接続ダクトのみ及び一つの外側接続ポートのみが要求されるが、それは、その他の点で多数の不利益となりうる。各移送ダクト３、３’に関して二つの接続ポート７を横方向に位置決めすることにより、かなり変化させることができる。これら接続ポート７を例えば、移送ダクトにより近くに引くことができ、接続ダクト６と接続ダクト６’の間の相対距離が増加する。このように、凹所９、９’の寸法はいくらか低減されうる。接続ポート７、７’は、各移送ダクトの反対側、すなわち、移送ダクトと排気出口１９の間に、さらに配置されうる。当然、接続ポートを各移送ダクトの両側に配置することが可能である。これにより、より複雑になり、全体で四つの接続ダクトを含むが、より大量の空気を供給することができることとなる。放出及び燃料消費において満足な結果を得るために、新気が最小の乱れで搬送される、すなわち、新気が各移送ダクト内で最小で空燃混合物と混合することが重要である。この目的は、記載されているように、新気は空燃混合物を押し下げるバッファとして機能し、次に、新気が空燃混合物の代わりに排気ポートに逃れることである。しかしながら、図１及び２に示されている解決方法は、この点においてハイブリッドである。ピストン１３が下死点に位置する時、排気ポート２０は、移送ダクトのポート３１、３１’や新気用接続ポート７、７’と共に開放している。これは、排気ガスが接続ポート、さらに接続ダクト６、６’内を通して加圧されることができ、あるいは空気入口２に到達するということを意味している。これは、適度な量の排気ガスが新気に足されるように適切に形成されている。もし過剰の排気ガスが上流に流れるならば、キャブレタの機能は乱され、極端な場合、当然、空気フィルタ２８は汚れる。排気ガスの量の加減が各接続ポート７、７’を移動させることによってなされる。この接続ポートの位置は、排気ガスが各接続ポートと接触するのに有効な期間を確定する。図３及び４において、ピストンが下死点にある時、接続ポート８、８’が排気ガスと接触しないように接続ポート８、８’ははるか下で移動している。その代わり、ピストンがシールしてこの接続は行なわれない。
【００１５】
接続ポート７、７’が下げられた場合、凹所９、９’のピストンの軸線方向の高さを増加させなければならない。この凹所は、明らかに、接続ポート７、７’と移送ダクトの各ポート３１、３１’の間の接続部となるように意図されている。これは図３との比較から明らかである。図１による実施例では、上死点に近くにおいて接続ポート７と移送ダクトのポート３１それぞれが、ピストンの凹所９によって互いに接続されるようになる時に流路が形成される。これら二つの間の接続部の寸法は最大で上死点に到達し、次に、ピストンが反対方向に上死点から離れていくにつれて減っていく。図１では、入口ダクトのポート２３は、接続ポート７が凹所９によって開放されるよりも早く開放される。したがって、空気入口２と移送ダクトの間の流路が開放される前ですら、クランクケース内の低圧が均等にされ始める。空気入口２からのわずかな量のガスが移送ダクト３に下方に突き抜けることができる。逆の状況が図３では起こっている。ピストンは上死点から一定の距離の所定位置にある。このピストンの位置は、開放していないが開放しようとしている吸気ポート２３によって特徴づけられる。これに反して、空気入口２と移送ダクト３、３’の間の連通がすでに開始され、短いピストン運動の間中、連通し続けている。その結果、クランクケース内の低圧はこの最初の期間において最大であり、次に、入口管２２とクランクケース１６の間の接続部が形成される時に消滅し始める。この場合、空気入口２からより多くのガスが結果として移送ダクトへ下方に移送されうる。両方の移送ダクト３、３’がこのようなバッファガスで全体的に充填されることが望ましい。他方、空気の供給がクランクケース内の空燃混合物を希釈するだけであるので、空気の供給が著しく空燃混合物よりも大きいことは望ましくない。他の図示された実施例では、代わりに、吸気期間がより長い。吸気期間と空気供給期間は本質的に等しい長さであることが望ましいことがある。適切には、空気供給期間は、吸気期間の９０％〜１１０％とすべきである。図３において、これは凹所１０、１０’の上縁によって実現されるべきであり、凹所１０、１０’は移送ダクトの各ポート３１、３１’と合い、移送ポートの下縁と整列されるように凹所が下げられる。これら両方の期間は、最大の期間によって明らかに制限され、この期間の間、クランクケースの圧力は、内向きの流れが最大となりうるほど十分に低い。これら両方の期間は好ましくは最大化されて長さが等しい。その結果、凹所１０、１０’の上縁の位置は、どの時期に早く凹所が移送ダクトの各ポート３１、３１’と接続されるようになるかを決定する。したがって、適切には、移送ダクトの各ポート３１、３１’に合うピストン内の凹所９、９’、１０、１０’、１１、１１’は、移送ダクトの各ポートの高さの１．５倍以上、好ましくは移送ダクトのポート高さの２倍以上の軸線方向の高さをこのポートにおいて局所的に有する。ポートが標準の高さを有し、下死点において、ピストンの上側は移送ポートの下側と整列する又は数ｍｍ上方に延びているということが必須条件である。図３において、凹所１０、１０’は三角形タイプの形状を有し、この形状は、移送ポートにおいて高さが変化することを含む。また、それは、この場合の前述の関係が標準として認識されなければならないことを意味する。代りに、当然、凹所１０、１０’は矩形でもよく、凹所の下縁は記載された凹所１０、１０’の下縁と整列する。凹所１０、１０’の左縁はポート３１、３１’の対応の縁と整列しうる。その結果、流れの制限は幾分減らすことができる。
【００１６】
流れ抵抗を低減するので、好ましくは、凹所１０、１０’と接続ポート８、８’の間の接続部が最大化されるように、凹所は下向きに形成されている。これは、ピストンが上死点にある時、好ましくは、凹所１０、１０’は、接続ポート８、８’を全く覆わない程度まで下方に延びているということを意味する。もし図３のピストンがわずかに下げられるならば、凹所１０、１０’の上縁は掃気ポート３１、３１’の下縁と整列し、凹所１０、１０’は、接続ポート８、８’において広いへりを持ったポートの上方に延びているということは明白である。これは、ピストン凹所と掃気ポート３１、３１’の間の接続部が開放するよりも早くピストン凹所１０、１０’と接続ポート８、８’の間の接続部が開放し始め、ピストン凹所と掃気ポート３１、３１’の間の接続部が開放する前に最大になることとなる。それにより、種々の製造公差への感度は、空気流れ抵抗と同様にある程度まで減じられる。全体として、これは、そのポートで局所的に各接続ポート７、７’、８、８’それぞれと合うピストン中の凹所９、９’、１０、１０’、１１、１１’は、各接続ポートの高さの１．５倍よりも大きい、好ましくは接続ポートの高さの２倍よりも大きい軸線方向高さを有するということを意味する。したがって、図３による実施例において、機関のシリンダ壁１２の接続ポート８、８’は、ピストン１３が下死点に位置する時にピストン１３が接続ポート８、８’を覆うように配置されている。その結果、下死点において、排気ガスは空気入口を突き抜けることができない。
【００１７】
接続ポート７、７’、８、８’と移送ダクトのポート３１、３１’の軸線方向の相対的な位置は、これらポートが横方向、すなわち図１、３及び４に示されるように、シリンダの接線方向に移されるならば、かなり変化させることができる。図１は、接続ポートと掃気ポート３１、３１’が同じレベルに配置されている場合を示している。その一方で、図３及び４は、接続ポートが掃気ポートよりもかなり下のレベルに位置した解決方法を示している。前述のように、全ての中間位置が実現可能である。下死点において接続ポートがピストンによって覆われている時ですら、接続ポートと掃気ポートの間に軸線方向の重なり部を有すること、すなわち、各接続ポートそれぞれの上縁は、シリンダの軸線方向に、各掃気ポートそれぞれの下縁と同じかそれよりも高くに位置することは有利である。一つの利点は、この種の配置において、二つのポートはより一層互い整列され、それにより、空気が接続ポートから掃気ポートへ搬送される時、流れ抵抗が減少するということである。その結果、より多くの空気を搬送することができ、この配置の明確な効果を高めることができ、すなわち、燃料消費及び排気放出を低減する。多くの二行程機関において、ピストンの上側面は、ピストンが下死点にある時、排気出口の下縁及び掃気ポートの下縁と同じ高さである。しかしながら、ピストンが掃気ポートの下縁の１ｍｍ又は数ｍｍ上方で延びていることはきわめて普通である。もし掃気ポートの下縁がさらに下げられるならば、接続ポートと掃気ポートの間により大きな軸線方向の重なりが形成される。空気が掃気ダクトへ供給される時には、ポートが互いにより同じ高さであることと、掃気ポートのより大きな表面積により、流れ抵抗が低減される。
【００１８】
図１、２及び３による実施例において、ピストンの流路は、ピストンの周辺において凹所の形態で整形されている。しかしながら、少なくとも一つのダクト１４、１４’の形態のピストン中の流路を形成することも可能である。これは図４から明らかである。上凹所及び下凹所１１’は、ピストン内で延びているダクトを介して結合されている。これにより、図３による解決方法よりも複雑になり、接続ポート８’から対応の移送ダクト３’の上部へのガス又は空気の流れがより穏やかになる。もし上縁を軸線方向に上昇させることによって、各移送ダクトのポート３１、３１’に合う上凹所１１、１１’がより高くなるならば、空気供給は吸気と同じ長さか吸気よりも長い期間行なうことができる。もしダクトが図示のように全幅を有するならば、実施例は一つのダクトと考えられうるが、ダクトはより小さな幅を有することもでき、この場合、ピストンの表面において二つの凹所を有するダクトと考えることがより適切である。図１及び２に示されている実施例においても、一つのダクト、又は例えば一つの凹所及び一つのダクト、又は二つの凹所及び一つのダクトの形態で連通させることができる。一つの接続ポート６のみが使用される時、一つのダクトと組み合わせて使用することは特に興味深い。したがって、全ての実施例において、複数の流路のいずれかがピストンの周辺において少なくとも一つの凹所の形態で少なくとも部分的に実施される変形例や、ピストン中の流路がピストン内の少なくとも一つのダクトの形態で少なくとも部分的に実施される変形例が適用される。図４による実施例では、接続ポート８、８’が排気ポート２０よりも下に配置されている。それにより、ピストンは下死点でシールして排気ガスが接続ポートを突き抜けることができない。図５は接続ポート７、７’の特に興味ある位置決めを示している。接続ポート７、７’は隣接した移送ダクト３、３’の本質的に内側に配置され、接続ポートは移送ダクトポート３１、３１’の下で本質的に出ている。接続ポートは移送ダクト内の空間を使用するので、凹所１０、１０’及び／又はダクト１４、１４’は横方向に特に狭く形成することができる。
【００１９】
図示の実施例が共通して有するものは、全く逆止弁なしで空気入口２から移送ダクト３、３’の上部への流路が実現されることである。前述のように、これは大きな利点であるが、特別な実施例では、逆止弁を使用することも当然可能である。本発明は二つの移送ダクト３、３’を有する機関で実施されているが、当然、普通は例えば四つなどの二つとは異なる数のダクトを有することもできる。当然、五つ又は一つのダクトも実現可能である。普通、異なる実施例の例では、ピストン内の流路は全ての移送ダクトの上部に延びている。しかしながら、流路のみが排気出口１９の近くに配置されている移送ダクトに延びていることも可能である。種々の実施例の例に示されてきた流路は、記載された目的のために主に意図されている。しかしながら、示されているような好ましいダクトの位置は、当然、同種類の目的にも有用である。この一例では、空気入口２、接続ダクト６及びピストン中の流路が、冷却された排気ガスを移送ダクトの上部に加えるために代りに使用されることも可能である。別の例では、特定の移送ダクトにはリッチ混合物が供給される。
【００２０】
前述の設計を使用することに関連した一つの大きな困難は、機関の空燃比を制御することである。この制御は、制限弁４によって適切に実施される。アイドル時には、制限弁４は完全に又はほとんど完全に閉鎖され、より高い機関速度において開放する。この移行は、スナップ嵌めする又は次第に漸進的に開放する弁によって突然行なうことができる。次第に開放する機能は、スロットル弁２６と制限弁４を結合することによって実現することができる。この場合、制限弁４は、スロットル弁の位置によって案内されるだけである。しかしながら、機関の負荷の変化により、空燃比の受け入れがたい変化をもたらす傾向があるということがわかる。この問題は、制限弁４が機関速度によって制御され、制限弁がアイドル時に本質的に閉鎖され、特定の低い機関速度よりも高い機関速度で開放されることによって避けられる。このタイプの解決方法は図６に略図的に示されている。図６は、制限弁は、機関速度の他に、少なくとも一つのさらなるパラメータ、この場合はスロットル弁位置によってさらに制御されるということも示している。しかしながら、さらなるパラメータは、機関の入口管における低圧とすることもできる。機関速度に依存しているトルク又は力変換器４６を多数の異なる方法で配置することができるが、本明細書では比較的に略図で示されている。これは、同時に出願されたスウェーデン国特許出願第９９００１３９−８号により詳細に記載されている。機関速度に依存している変換器４６は、例えばフライホールなどの、クランクシャフトと共に回転するアルミニウムなどのディスク又はカップ３５からなる。永久磁石を備えた一つ又は二つのセグメント３６、３７は、ばね力に対して矢印３８又は３９それぞれに従う回転方向に回転することができる。二つのセグメントは、別々に移動できる、あるいは、本質的にディスク又はカップ３５の回転の中心回りに一緒に回転するように接合されうる。ケーブル４０は、一端においてセグメント３６へ取り付けられ、他端において制限弁４に作用する。可変の非回転半径を備えたプーリ４１は制限弁４のシャフト４７に取り付けられている。このシステムにより、弁を開放、閉鎖及び機能の制限を行なうほとんどの変化の可能性が許容される。当然、もしこれらの多くの変化の可能性が望まれないならば、ケーブルはプーリ４１の代わりに簡単なレバーに直接的に作用することもできる。制限弁４は、アイドル時に適切に閉鎖又はほとんど閉鎖され、それよりも高い特定の機関速度で開放し始める。適切には次第に開放する。弁が過速度で減速し始める、すなわち、弁が空気入口２中に最小の可能な流れ抵抗を与える位置よりも弁がさらに回転するように、弁が過回転しうる。それにより、制限弁４は、空燃比をリッチにすることによって過速度に対するプロテクションとして機能することもできる。この機関速度に依存した制御は、スロットル弁位置に依存した制御と組み合わせて制御することができる。この場合、ケーブル４２は、制限弁４のシャフトに取り付けられたプーリ４３又はレバーに取り付けられている。ケーブルの他端は、伸張性ばね４４を介してスロットルリンク４５に取り付けられている。こうして、制限弁４はケーブル４０によってケーブル４２を介して、機関速度に依存した、回転力によって作用され、スロットル弁位置に依存した、共作用する回転力によって作用されている。換言すると、制限弁４は、トルクの釣り合い、すなわち、力の釣り合い系において、前述の回転トルクと、戻りばねからのトルクとの間にある。あるいは、速度が制御され、電気制御装置が自身で又はスロットル弁位置に接続されたリンクと組み合わせて制御弁４を変える、位置が決められたシステム、を考えることができる。もし電気制御装置が使用されるならば、この制御装置は、当然、機関自身から電力が供給されなければならず、その一方で、図示された機関速度に依存した変換器４６は自給しており、この点においてより簡単である。もし電気制御装置が使用されているならば、異なる、適切な機関パラメータ、入口管の低圧さえも検出することが容易であり、これらパラメータをマイクロコンピュータに送り、このマイクロコンピュータから制限弁４の適切な操作のための信号を与えることが容易である。
【００２１】
制限弁４は、機関の入口管内に行き渡っている低圧によって制御することもでき、制限弁４は、アイドル時に本質的に閉鎖され、特定の低圧よりも小さい低圧で開放する。機関の入口管中の低圧は、小さなシリンダに影響を与える可能性があり、このシリンダは、自身で又は中間の要素を介して制限弁４に影響する。機関速度とスロットル弁の位置に関して以上に与えられた例に対応する方法において、低圧の制御は、スロットル弁位置や機関速度などのさらなる機関パラメータと共に重要視されうる。
【００２２】
異なる機関速度及び機関負荷において、空気又は気体の正確な量を付与するために、制限弁４を制御する前述と異なる方法は、空気入口から各移送ダクトへの流路のピストン制御と協働する。しかしながら、制限弁のいくらか異なる調整によって、異なる記載された制御方法は、逆止弁によって制御される流路と協働することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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