(57)【要約】【課題】エンジン性能であるエンジンの燃費、及び排ガス性能を向上させることが可能な内燃機関を提供すること。【解決手段】２サイクルエンジンの吸気ポートが設けられた内燃機関において、過給器を有し、当該過給器により圧送された吸気を、吸気時期制限部を介して吸気ポートに案内する吸気ラインを備えると共に、吸気時期制限部は、気筒内のピストンに同期して吸気ラインを吸気ポートに連通させる時期を制限する機能を有する。例えば、吸気時期制限部は、吸気ポートの入口または当該入口の周辺に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２サイクルエンジンの吸気ポートが設けられた内燃機関において、
過給器を有し、当該過給器により圧送された吸気を、吸気時期制限部を介して前記吸気ポートに案内する吸気ラインを備えると共に、
前記吸気時期制限部は、気筒内のピストンに同期して前記吸気ラインを前記吸気ポートに連通させる時期を制限する機能を有する、内燃機関。
【請求項２】
前記吸気時期制限部は、前記吸気ポートの入口または当該入口の周辺に配置される、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記吸気時期制限部は、前記ピストンを動力源として、前記吸気ラインを前記吸気ポートに連通させる時期を制限する、請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記吸気時期制限部は、前記吸気ポートに連通する連通口を有し、
前記吸気時期制限部は、前記連通口の開閉を行うことにより、前記吸気ラインを前記吸気ポートに連通させる時期を制限する、請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項５】
前記吸気時期制限部は、ハウジングおよびロータを備え、
前記ハウジングは、前記吸気ラインに連通する円筒形状の中空部を有し、当該中空部の周壁に前記連通口を有し、
前記ロータは、管形状を有し、当該管形状の周壁にスリットを有し、前記ハウジング内において前記管形状の軸回りに回転して、前記スリットを前記連通口の位置に合致させることにより前記連通口を開き、前記スリットを前記連通口の位置からずらすことにより前記連通口を閉じるように構成される、請求項４に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、内燃機関における２サイクルエンジンの吸気システムには、気筒のシリンダーヘッド側に吸気バルブと排気バルブとを備えたクロスフロー方式と、気筒のシリンダーヘッド側に排気バルブを備え、気筒の下部に吸気ポートを備えたユニフロー方式とがある。
【０００３】
クロスフロー方式は、シリンダー下部において吸排気の掃気が十分に行えずに残留ガスが多いことによる問題点がある。
【０００４】
これに対し、ユニフロー方式は、気筒の下部に吸気ポートを等間隔に配置することで吸気ポートの面積を大きくとることができ、さらにそれらの配置により、吸気ポートから排気バルブへの一方的な流れで掃気が確実になることから、掃気効率がよく、残留ガスが少なく、燃焼が安定し、出力を高めることができる。このため、近年では、吸気システムとして、ユニフロー方式が採用される傾向がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ユニフロー方式の吸気システムが開示されている。
【０００６】
同文献には、吸気ポートにサージタンクを介して過給器が接続された技術が開示されている。ピストンが下降時の位置に移動された場合、吸気ポートが開かれ、サージタンク内の吸気が気筒内に導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１８９３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ピストン冷却及びシリンダー潤滑の目的で噴射しているオイルジェットの油分は通常ピストン上部にあるオイルリングで掻き落とされるが、エンジン構造上ピストン下部にそれらを配置できない場合、ピストンが下降時、オイルが吸気ポート内にかきためられ、結果エンジン燃焼時に燃焼することで、エンジン性能であるエンジンの燃費及び排ガス性能を悪化させるという問題がある。
【０００９】
また、ピストンが吸気状態（ピストン下死点近傍位置）以外では吸気ポートからの吸気を止めるためにピストン下部にピストンリングを有するのが一般的であるが、これだけでは不十分であり、一般的な４サイクルエンジンに比べて吸気の吹き返しによりエンジンのブローバイガス排出量悪化の問題点があり、この点からも、エンジン性能であるエンジンの燃費及び排ガス性能を悪化させるという問題がある。なお、実際には、ピストン下部にピストンリングを設けると、ピストンやエンジン高さが長くなり、レイアウトとしては厳しくなる。
【００１０】
なお、吸気がクランクケース内へブローするのを防止するため、ピストンの下部にピストンリングとオイルリングとを追加すると、フリクションが増加し、燃費が悪化するという問題点がある。
【００１１】
本発明の目的は、エンジン性能であるエンジンの燃費、及び排ガス性能を向上させることが可能な内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関は、
２サイクルエンジンの吸気ポートが設けられた内燃機関において、
過給器を有し、当該過給器により圧送された吸気を、吸気時期制限部を介して前記吸気ポートに案内する吸気ラインを備えると共に、
前記吸気時期制限部は、気筒内のピストンに同期して前記吸気ラインを前記吸気ポートに連通させる時期を制限する機能を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジン性能であるエンジンの燃費、及び排ガス性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る実施の形態に係る内燃機関の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明に係る実施の形態に係る内燃機関の構成の一例を示す。また、内燃機関の構成に番号を付して示す。図１は、気筒の断面を示している。
【００１６】
本発明は、過給器を使用する内燃機関の吸気システムである。また、本発明が適用される内燃機関は、１以上のシリンダ２を有する。図１に１つのシリンダ２を代表して示す。なお、本発明は、過給器Ｃにより過給された吸気が漏れないように吸気する時期を制限するためものであり、本発明の作用効果は、ユニフロー方式の吸気システムを有する内燃機関の全てで得られるものである。シリンダ２の軸方向と直交する方向を径方向Ｒという場合がある。
【００１７】
図１の吸気システムは、ボディ１に設けられたシリンダ２に対応して設けられ、吸気ラインＬおよび吸気時期制限部１０を有する。
【００１８】
シリンダ２のシリンダーヘッド側にエキゾーストバルブ４が設けられる。シリンダ２のボトム側にシリンダーライナポート６（吸気ポート）が設けられる。シリンダーライナポート６はシリンダーライナ８の周方向における複数箇所に開設される。シリンダーライナポート６が本発明の「吸気ポート」に対応する。
【００１９】
ボディ１には、環形状を有し、シリンダーライナ８に外嵌するチャンバハウジング３が設けられる。チャンバハウジング３は、複数のシリンダーライナポート６に連通するようにシリンダーライナポート６側に開放された溝状の断面形状を有する。溝状の断面形状における底面壁にチャンバポート３１が開設される。
【００２０】
シリンダーライナポート６は、ピストン５が下降時の位置に移動された場合に開かれ、ピストン５が下降時の位置以外の位置に移動された場合に閉じられるように開設される。ピストン５を軸方向に移動させる力が、コネクティングロッド７およびクランク９を介してクランクシャフトＳを軸回りに回転させる力に変換される。
【００２１】
過給器Ｃは、排気ガスでタービンを回転させて同軸上に配置されたコンプレッサを駆動する所謂ターボ、または一般的に２サイクルで使用されているエンジンや電動機によって駆動する機械式過給器、またはそれら両方である。
【００２２】
吸気時期制限部１０は、チャンバハウジング３を介してシリンダーライナポート６の入口の横（径方向Ｒにおける隣）に配置される。吸気時期制限部１０はロータハウジング１２およびロータ２２を有する。
【００２３】
ロータ２２は中空部１４に収容されている。ロータ２２は、管形状を有し、管軸Ａの回り回転可能に設けられる。管形状の周壁にはロータスリット２４が設けられる。ロータ２２の管軸Ａの方向の一端部には、案内通路Ｐに連通するロータポート２６が設けられる。ロータ２２のロータポート２６には、過給器Ｃから吸気マニホールドなどを介して吸気が圧送され、溜められる。このように、ロータポート２６は、シリンダ２に効率よく吸気できるように吸気をいったん溜めておくサージタンクの機能を有する。
【００２４】
吸気時期制限部１０をシリンダーライナポート６の入口の横に配置したので、ロータ２２のロータポート２６とシリンダーライナポート６の入口との間の経路の長さが短くなり、吸気抵抗を低減させることができる。
【００２５】
ロータ２２の管軸Ａの方向の他端部には、クランクシャフトＳとタイミングベルト、ギア、チェーンなどの動力伝達部材を介して連結されたギア部（図示略）が設けられる。つまり、ロータ２２はピストン５に同期して、また、ピストン５を動力源として回転する。ここで、「ピストン５に同期する」とは、ピストン５を構成部品とする内燃機関において、ピストン５を動かすことで統一的に動く例えばクランクシャフトＳのような他の部品と同期することも含む意味である。また、「ピストン５を駆動源として」とは、ピストン５を構成部品とする内燃機関において、ピストン５を動かすことで統一的に動く例えばクランクシャフトＳのような他の部品を駆動源とすることも含む意味である。
【００２６】
ロータ２２は、エンジン駆動部からの動力により回転し、更にピストン５と同期していることで、ピストン５が下降時の位置に移動したとき、ロータ２２に加工されているロータスリット２４は連通口１６に合致させ、ロータハウジング１２とチャンバハウジング３を介してシリンダーライナポート６に連通させる。これにより、ロータ２２内の吸気が、シリンダ２内に導入される。つまり、ピストン５が下降時の位置で、ロータスリット２４と連通口１６とが揃った状態だけ、過給が行われる。
【００２７】
また、ロータ２２は、ピストン５が下降時の位置以外の位置に移動されたとき、ロータスリット２４を連通口１６の位置からずらし、ロータポート２６を、チャンバハウジング３を介してシリンダーライナポート６に連通させないようにする。つまり、ピストン５が下降時の位置以外の位置であれば、ロータスリット２４と連通口１６とが揃わない状態となり、過給が行われないばかりでなく、これにより、ロータポート２６内の吸気が、シリンダ２にかからない、無駄な過給漏れによる過給低減を防ぐとともに、吸気がクランクケース内に漏れることがなく、ブローバイガスの発生を低減する。
【００２８】
上記の実施の形態に係る内燃機関によれば、ロータ２２がエンジンの動力で回転し更にそれはピストン５に同期するシステムにより、例えば、ピストン５が下降時の位置以外の軸方向における位置に移動されたとき、ロータ２２が所定の位置に回転し、ロータハウジング１２を、チャンバハウジング３を介してシリンダーライナポート６に連通させないように吸気時期を制限する。これにより、ロータハウジング１２内のエンジンオイルが混入することを防止しエンジンオイル消費を低減するとともにエンジン燃焼中にエンジンオイルが混入し燃焼悪化、つまりエンジン性能であるエンジン燃費性能がエンジン排気ガス性能の向上可能を意味する。また、これらの機構により、同時に吸気がクランクケースに漏れることもなく、エンジンブローバイガスの増加を防止し、結果エンジン性能であるエンジンの燃費及び排ガス性能を向上させることを可能とした。
【００２９】
また、本システム機構は、ロータ２２をピストン５に同期して回転させることにより、ロータ２２の回転位置とピストン５の位置とを合わせることを簡単かつ確実に行うことができる。
【００３０】
さらに、ロータ２２がロータハウジング１２に収容されることにより、吸気時期制限部１０の小型化を図ることができる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態では、１つのシリンダ２についての吸気システムを説明したが、複数のシリンダ２を有する内燃機関の吸気システムにおいても、同様な吸気システムを各シリンダ２に対応して適用することが可能である。
【００３２】
また、上記の実施の形態では、吸気時期制限部１０を、チャンバハウジング３を介してシリンダーライナポート６の入口の横（近傍）に配置したが、チャンバハウジング３を構成上不要とする内燃機関においては、吸気時期制限部１０を、チャンバハウジング３を介さないで、シリンダーライナポート６の入口に配置するようにしてもよい。
【００３３】
さらに、上記の実施の形態では、ピストン５に同期して吸気ラインをシリンダーライナポート６に連通させる時期を制限する吸気時期制限部１０の一例として、シリンダーライナポート６に連通する連通口１６を有し、連通口１６の開閉を行うものを示したが、本発明は、これに限らず、例えば、吸気時期制限部１０は、吸気ラインの先端部とシリンダーライナポート６との間に配置され、吸気ラインの先端部とシリンダーライナポート６とを連通させる位置と、連通を遮断する位置とに移動するように構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、エンジン性能であるエンジンの燃費、及び排ガス性能を向上させることが要求される内燃機関として有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ボディ
２  シリンダ
３  チャンバハウジング
４  エキゾーストバルブ
５  ピストン
６  シリンダーライナポート
７  コネクティングロッド
８  シリンダーライナ
９  クランク
１０  吸気時期制限部
１２  ロータハウジング
１４  中空部
１６  連通口
２２  ロータ
２４  ロータスリット
２６  ロータポート
３１  チャンバポート
Ｃ  過給器
Ｌ  吸気ライン
Ｐ  案内通路
Ｓ  クランクシャフト
【図１】
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