(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの下部に，当該シリンダ内への掃気ポートを設けて成る二サイクル内燃機関において，
前記掃気ポートを，シリンダ内に円周方向に旋回するスワール流を発生する一方の掃気ポートと，シリンダ内に前記一方の掃気ポートとは異なった方向のスワール流を発生する他方の掃気ポートとで構成して，前記シリンダ内への吸気を，前記一方の掃気ポートからの吸気と前記他方の掃気ポートからの吸気とに，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に切り換えることを特徴とする二サイクル内燃機関。
【請求項２】
シリンダの下部に，当該シリンダ内への掃気ポートを設けて成る二サイクル内燃機関において，
前記掃気ポートを，シリンダ内に軸線方向に旋回するループ流を発生する一方の掃気ポートと，シリンダ内に前記一方の掃気ポートとは異なった方向のループ流を発生する他方の掃気ポートとで構成して，前記シリンダ内への吸気を，前記一方の掃気ポートからの吸気と前記他方の掃気ポートからの吸気とに，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に切り換えることを特徴とする二サイクル内燃機関。
【請求項３】
前記請求項１又は２の記載において，前記交互の切り換えを，前記一方の掃気ポート及び他方の掃気ポートへの吸気通路中に内燃機関に連動して回転するように設けたロータリー弁にて行うように構成したことを特徴とする二サイクル内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，シリンダ内を，当該シリンダの下部への掃気ポートからの吸気の導入によって掃気するようにした二サイクルの内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に，この種の二サイクル内燃機関には，従来から良く知られているように，シリンダ内の下部への掃気ポートからの吸気に，シリンダ内の円周方向に旋回しながらシリンダの頂部における排気ポートに向かって上昇するというスワール流を付与するようにしたユニフロー型と，シリンダ内の下部への掃気ポートからの吸気に，シリンダ内をその軸線方向に旋回しながら前記掃気ポートと反対側に設けた排気ポートに向かって流れるというループ流を付与するようにしたループ掃気型とがある。
【０００３】
しかし，従来の二サイクル内燃機関においては，前記掃気ポートからのスワール流又はループ流の方向を，常時，一定の方向になるように固定するという構成にしているから，以下に述べるような問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち，シリンダ内への吸気におけるスワール流又はループ流の流れ方向が常時一定の方向であると，シリンダ内における燃焼は，常に，シリンダ内のうち或る特定の同じ箇所においてのみ行われることにより，シリンダ内壁面における温度は，常に，前記した特定の同じ箇所において最も高い温度になり，換言すると，燃焼によって最も高い温度になるのは，前記した特定の同じ箇所のみに限られ，燃焼による熱負荷が，前記した特定の同じ箇所に集中することになる。
【０００５】
このために，前記熱負荷が集中する箇所においてピストンに対する潤滑油の油膜切れが発生するばかりか，この箇所に，燃焼堆積物が多く付着することになり，しかも，前記熱負荷が集中することのために，内燃機関における各所均一な冷却，ひいては，内燃機関における各所均等な熱歪みを達成できないという問題があった。
【０００６】
本発明は，これらの問題を解消した二サイクル内燃機関を提供することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「シリンダの下部に，当該シリンダ内への掃気ポートを設けて成る二サイクル内燃機関において，
前記掃気ポートを，シリンダ内に円周方向に旋回するスワール流を発生する一方の掃気ポートと，シリンダ内に前記一方の掃気ポートとは異なった方向のスワール流を発生する他方の掃気ポートとで構成して，前記シリンダ内への吸気を，前記一方の掃気ポートからの吸気と前記他方の掃気ポートからの吸気とに，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に切り換える。」
ことを特徴としている。
【０００８】
また，本発明の請求項２は，
「シリンダの下部に，当該シリンダ内への掃気ポートを設けて成る二サイクル内燃機関において，
前記掃気ポートを，シリンダ内に軸線方向に旋回するループ流を発生する一方の掃気ポートと，シリンダ内に前記一方の掃気ポートとは異なった方向のループ流を発生する他方の掃気ポートとで構成して，前記シリンダ内への吸気を，前記一方の掃気ポートからの吸気と前記他方の掃気ポートからの吸気とに，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に切り換える。」
ことを特徴としている。
更にまた，本発明の請求項３は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記交互の切り換えを，前記一方の掃気ポート及び他方の掃気ポートへの吸気通路中に内燃機関に連動して回転するように設けたロータリー弁にて行うように構成した。」
ことを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用・効果】
このように構成することにより，シンリダ内の吸気におけるスワール流又はループ流の方向が，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に変わり，燃焼によって最も高い温度になる箇所が，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に異なった箇所に変化し，ひいては，熱負荷が従来のように或る特定の箇所に集中することを回避でき，熱負荷を複数の箇所に分散できるから，ピストンに対する潤滑油に油膜切れが発生すること，及び特定箇所に燃焼堆積物が多く付着することを確実に低減できるとともに，内燃機関における各所均一な冷却性，ひいては，内燃機関における各所均等な熱歪みを確実に達成できる。
【００１０】
特に，請求項３に記載した構成によると，吸気を一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に切り換えることを，内燃機関に連動して回転するロータリー弁にて行うことができるから，前記切り換えることの構成をコンパクト化できるとともに，切り換え制御の的確化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１２】
図１及び図２は，第１の実施の形態を示す。
【００１３】
この図において，符号１は，圧縮着火式のユニフロー型二サイクル内燃機関におけるシリンダブロックを示し，このシリンダブロック１には，図示しないクランク軸に連動して往復動するピストン３を内蔵したシリンダ２を備えており，前記ピストン３の頂面には，燃焼室４が凹み形成されている。
【００１４】
一方，前記シリンダブロック１の上面には，シリンダヘッド５が，前記シリンダ２の頂部を塞ぐように締結されており，このシリンダヘッド５には，排気弁６を備えた排気ポート７と，燃料噴射弁８とが，平面視においてシリンダ２の略中心にのぞむように設けられている。
【００１５】
この場合において，前記排気弁６は，前記ピストン３の下死点前の時期（例えば，クランク角度で下死点前約７０度）から下死点後の時期（例えば，クランク角度で下死点前後６０度）までの期間において開くように，また，前記燃料噴射弁８は，前記ピストン３における上死点の前後付近の時期において燃料を噴射供給するように構成されている。
【００１６】
前記シリンダブロック１のシリンダ２における下部には，その円周のうち左半分の部分に一方の掃気ポート９の複数個が，右半分の部分に他方の掃気ポート１０の複数個が穿設され，これら各掃気ポート９，１０は，前記ピストン３の往復動により，その下死点前の時期（例えば，クランク角度で下死点前約４５度）から下死点後の時期（例えば，クランク角度で下死点前後４５度）までの期間において開くように構成されている。
【００１７】
この場合において，前記各掃気ポート９，１０のうち左半分における各一方の掃気ポート９を，当該一方の掃気ポート９からシリンダ２内に流入する吸気に，図に実線矢印Ａで示すように，時計方向に旋回するスワール流を付与するように構成する一方，右半分における各他方の掃気ポート１０を，当該他方の掃気ポート１０からシリンダ２内に流入する吸気に，図に点線矢印Ｂで示すように，前記一方の掃気ポート９とは異なった方向，本実施の形態においては正反対の反時計方向に旋回するスワール流を付与するように構成する。
【００１８】
次に，符号１１は，排気タービン１１ａにブロワー型の圧縮機１１ｂを直結して成る排気ターボ過給機を示し，この排気ターボ過給機１１における排気タービン１１ａの出口には，大気への排気管１２が，前記圧縮機１１ｂの吸い込み側には，大気からの空気取り入れ管路１３が各々接続されている。
【００１９】
また，前記排気タービン１１ａの入り口には，前記排気ポート７からの排気通路１４が接続されている。
【００２０】
そして，前記圧縮機１１ｂにおける吐出口からの主吸気通路１５を，一方の吸気通路１６と，他方の吸気通路１７とに分岐し，一方の吸気通路１６を前記各一方の掃気ポート９に対する分配室１８に，他方の吸気通路１７を前記各他方の掃気ポート１０に対する分配室１９に各々接続する。
【００２１】
また，前記主吸気通路１５から両吸気通路１６，１７への分岐部分に，図示しないクランク軸からの回転伝達にてクランク軸に連動して回転するロータリー弁２０を設けて，このロータリー弁２０の回転によって，前記圧縮機１０ｂからの吸気を前記各一方の掃気ポート９から供給する場合と，前記各他方の掃気ポート１０から供給する場合とに，前記クランク軸の一回転又は複数回転ごとに，つまり，一回の燃焼行程又は複数回の燃焼行程ごとに交互に切り換えるように構成する。
【００２２】
この構成において，前記シリンダ２内への吸気を，各一方の掃気ポート９から行うとき，シリンダ２内には，図面に実線矢印Ａで示すように，時計方向に旋回するスワール流が付与され，また，前記シリンダ２内への吸気を，各一方の掃気ポート９から行うとき，シリンダ２内には，図面に実線矢印Ｂで示すように，前記一方の掃気ポート９とは異なった方向，本実施の形態においては正反対の反時計方向に旋回するスワール流が付与される。
【００２３】
この場合，前記各一方の掃気ポート９からの吸気を行う場合と，前記各他方の掃気ポート１０からの吸気を行う場合とが，内燃機関の回転に連動するロータリー弁１８の回転によって，一回の燃焼行程又は複数回の燃焼行程ごとに交互に繰り返されることにより，燃焼によって最も高い温度になる箇所が，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に異なった箇所に変化し，ひいては，熱負荷が従来のように或る特定の箇所に集中することを回避できるから，熱負荷を複数の箇所に分散できるのである。
【００２４】
次に，図３及び図４は，第２の実施の形態を示す。
【００２５】
この第２の実施の形態は，往復動するピストン３′を内蔵したシリンダ２の下部における左右両側に，図示しないクランク軸に連動して回転する左右一対のロータリー弁２１を設けて（なお，このロータリー弁２１は，シリンダ２における左右両側のうち片側のみに設ける構成にしても良い），このロータリー弁２１に，シリンダ２′内に実線矢印Ａ′で示す方向に旋回するスワール流を発生する一方の掃気ポート９′と，シリンダ２′内に点線矢印Ｂ′で示す異なる方向（本実施の形態では逆方向）に旋回するスワール流を発生する他方の掃気ポート１０′とを設けて，前記両ロータリー弁２１のうち一方のロータリー弁２１に対する分配室１８′と，他方のロータリー弁２１に対する分配室１９′とに，前記第１の実施の形態の場合と同様に，排気ターボ過給機における圧縮機からの一方の吸気通路１６′と他方の吸気通路１７′とを各々接続する。
【００２６】
そして，前記各ロータリー弁２１における一方の掃気ポート９′の位相と，他方の掃気ポート１０′の位相とをずらせることにより，このロータリー弁２１の回転によって，前記圧縮機からの吸気を前記各一方の掃気ポート９′から供給する場合と，前記各他方の掃気ポート１０から供給する場合とに，前記クランク軸の一回転又は複数回転ごとに，つまり，一回の燃焼行程又は複数回の燃焼行程ごとに交互に切り換えるように構成する。
【００２７】
この構成においても，前記第１の実施の形態と同様に，一方の掃気ポート９′からの吸気を行う場合と，他方の掃気ポート１０′からの吸気を行う場合とが，内燃機関の回転に連動するロータリー弁２１の回転によって，一回の燃焼行程又は複数回の燃焼行程ごとに交互に繰り返されるから，燃焼によって最も高い温度になる箇所が，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に異なった箇所に変化し，ひいては，熱負荷が従来のように或る特定の箇所に集中することを回避でき，熱負荷を複数の箇所に分散できるのである。
【００２８】
なお，前記各実施の形態は，排気ターボ過給機を使用した二サイクル内燃機関に適用した場合であったが，本発明は，これに限らず，前記排気ターボ過給機に代えて，内燃機関によって駆動される機械式過給機を使用した二サイクル内燃機関についても同様に適用できる。
【００２９】
また，本発明は，前記実施の形態のように，圧縮着火式の二サイクル内燃機関に限らず，図１に二点鎖線で示すように設けた点火栓２２による火花点火式の二サイクル内燃機関に対しても同様に適用できる。
【００３０】
更にまた，本発明は，前記各実施の形態のように，シリンダ内にその円周方向に旋回しながらシリンダの頂部における排気ポートに向かって上昇するというスワール流を付与するようにしたユニフロー型の二サイクル内燃機関に限らず，シリンダ内にその軸線方向に旋回しながら前記掃気ポートと反対側に設けた排気ポートに向かって流れるというループ流を付与するようにした従来周知のループ掃気型二サイクル内燃機関に対しても同様に適用できる。
【００３１】
すなわち，このループ掃気型二サイクル内燃機関の場合には，図５に示すように，シリンダ２″内への吸気に，第１掃気ポート２２ａとこれに対向する第１排気ポート２３ａとで実線矢印Ａ″で示すループ流を付与するように構成することに加えて，前記第１掃気ポート２２ａと直角にずれた第２掃気ポート２２ｂとこれに対向する第２排気ポート２３ｂとで点線矢印Ｂ″で示す異なった方向のリープ流を付与するように構成し，前記シリンダ２″内へ吸気を，前記第１掃気ポート２２ａからの吸気と前記第２掃気ポート２２ｂからの吸気とに，一回又は複数回の燃焼行程ごとに交互に切り換えるように構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態を示す要部縦断正面図である。
【図２】  図１のII−II視拡大断面図である。
【図３】  第２の実施の形態を示す要部縦断正面図である。
【図４】  図３のIV−IV視拡大断面図である。
【図５】  ループ掃気型に適用した場合を示す斜視図である。
【符号の説明】
１                            シリンダブロック
２，２′，２″                シリンダ
３，３′                      ピストン
５                            シリンダヘッド
６                            排気弁
７                            排気ポート
８                            燃料噴射弁
９，９′                      一方の掃気ポート
１０，１０′                  他方の掃気ポート
１１                          排気ターボ過給機
１６，１６′，１７，１７′    吸気通路
２０，２１                    ロータリー弁
２２ａ，２２ｂ                掃気ポート
２３ａ，２３ｂ                排気ポート
【図１】
0003919598.tif 000002
【図２】
0003919598.tif 000003
【図３】
0003919598.tif 000004
【図４】
0003919598.tif 000005
【図５】
0003919598.tif 000006