シリンダサイクルを繰り返すことを含む、2サイクルユニフローフル拡張内燃IC機関を動作する方法であって、前記シリンダサイクルが、a開放された旋回吸気口を介して加圧された吸気をシリンダ内に流入させ、前記吸気を前記シリンダ内で接線方向乱流に旋回させるステップと;b前記旋回吸気口が開放され、前記吸気によるシリンダの掃気が行われている間、前記排気口を開放位置に保持するステップと;c前記吸気口を塞ぐように前記ピストンを上向きに進めるステップと;d前記ピストンが上死点に向かう行程運動の大部分で、前記排気口をさらに開放位置に維持するステップと;e前記排気口を閉鎖するステップと;f前記吸気を前記ピストンと前記シリンダとの間で上死点方向に圧縮するステップと;g前記圧縮行程の終わり近くに、燃料を希薄燃焼の空気燃料混合比で噴射するステップと;h動力行程を開始するために、空気燃料混合物に点火し、燃焼させるステップと;i加圧された燃焼ガスを排気するために、前記動力行程の終わり近くに前記排気口を開放するステップと;j前記ピストンがその動力行程の最下部に近付くとき、前記排気口を開放するステップと、を有する2サイクルユニフローフル拡張内燃機関を動作する方法。前記排気口が、下死点位置と上死点位置との間のクランクサイクルの大部分の間開放している、請求項1に記載の方法。前記圧縮行程の開始時のシリンダ容積の圧縮比と上死点位置における燃焼室容積の圧縮比が高圧縮比である、請求項1に記載の方法。前記動力行程が前記圧縮行程よりも長い、請求項1に記載の方法。燃料噴射装置が、前記1つの旋回吸気口の吸気方向と同一の接線方向に燃料を噴射するように配置され、かつ、前記点火手段が前記燃料噴射装置の噴射流の下流に配置される、請求項1に記載の方法。前記ピストンが上死点に向かう前記行程運動の大部分の間、前記排気口をさらに開放位置に維持する前記ステップが、前記シリンダサイクルの前記圧縮段階の開始時に遅延を提供する、請求項1に記載の方法。前記シリンダサイクルの前期圧縮段階の開始時における前記遅延が、前記ピストンが、前記吸気口が完全に塞がれる吸気口密閉位置と、上死点で前記行程の最上部にある上死点位置との間の、前記シリンダ内の圧縮開始位置に到達するまで、前記排気口を開放位置に維持することを含む、請求項6に記載の方法。シリンダを含む2サイクルユニフローフル拡張内燃IC機関であって、前記シリンダが、シリンダ壁と、1つ以上の排気口と前記排気口内に配置された排気弁と燃料噴射装置とシリンダヘッドを貫いて配置される点火手段とを有する前記シリンダヘッドと、前記シリンダ内に組み込まれ、上死点TDC位置と下死点BDC位置との間を圧縮行程と動力行程を経ながら往復運動するピストンと、前記ピストンの往復運動に応じて塞がれたり開放されたりする、前記シリンダの最下部で前記シリンダ壁を貫いて通る旋回吸気口と、前記ピストンの前記行程位置に連動して、前記排気口を開閉する排気口閉鎖機構であって、前記ピストンの前記圧縮行程動作の一部分の期間、前記排気口の開放を維持するように構成された排気口閉鎖機構と、を含む、2サイクルユニフローフル拡張内燃機関。前記排気口閉鎖機構が、前記排気弁を持ち上げるためのカムを有するカム軸を含み、前記カムが約140°から約180°クランク角の持ち上げ持続時間を有する、請求項8に記載の2サイクルユニフローフル拡張内燃機関。前記排気口閉鎖機構が、前記排気弁を持ち上げるためのカムを有するカム軸を含み、前記カムが約160°クランク角の持ち上げ持続時間を有する、請求項9に記載の2サイクルユニフローフル拡張内燃機関。本発明は、2サイクルのユニフローフル拡張シリンダ、および、複数の2サイクルのユニフローフル拡張シリンダを含む内燃機関を提供する。本発明は内燃機関用のシリンダであって、シリンダ壁と、1つ以上の排気口と前記排気口に配置された排気弁と燃料噴射装置とシリンダヘッドを貫いて配置された点火手段とを有する前記シリンダヘッドと、上死点TDC位置と下死点BDC位置との間を圧縮行程と膨張行程を経て往復運動する前記シリンダ内に設置されたピストンと、前記シリンダの底部で前記シリンダ壁を貫く旋回吸気口であって、少なくともその1つが前記ピストンの往復運動に応じて塞がれたり開放されたりする旋回吸気口と、前記ピストンの前記行程位置に応じて前記排気口を開閉し、前記ピストンの圧縮行程動作の一部分の間は前記排気口を開放したままにするように構成された排気口の閉鎖機構と、を有するシリンダを提供する。本発明はさらに、反復シリンダサイクルを具備する2サイクルのユニフローフル拡張内燃機関の稼動方法であって、前記サイクルがaピストンがシリンダ内の往復行程で最下部に最も近づくとき、開放された旋回吸気口を介して加圧吸気をシリンダ内に入れ、前記シリンダ内で前記吸気を接線方向乱流に旋回させるステップと、b前記シリンダを吸気で掃気するために前記旋回吸気口が開放されるとき、前記排気口を開放位置に維持するステップと、c前記吸気口を塞ぐように前記ピストンを上昇させるステップと、d前記ピストンの上死点に向かう前記行程動作の大部分の期間、前記排気口をさらに開放位置に維持するステップと、e前記排気口を閉鎖するステップと、f前記ピストンと前記シリンダヘッドとの間の吸気を上死点の方向に圧縮するステップと、g前期圧縮行程の終わり近くに、希薄燃焼空燃比で燃料を噴射するステップと、h動力行程を開始するために前記空気燃料混合物に着火し燃焼させるステップと、i加圧燃焼ガスを排出するために前期動力行程の終わり近くに前記排気口を開放するステップと、j前記ピストンが前記動力行程の最下部に近づくとき、前記旋回吸気口を開放するステップと、を含む2サイクルのユニフローフル拡張内燃機関の稼動方法を提供する。ピストンの行程動作の大部分の期間、排気口をさらに開放位置に維持する前記ステップは、シリンダサイクルの圧縮段階の開始を遅らせ、ピストンが、吸気口が完全に塞がれる吸気密閉位置と上死点でサイクルの最上部の上死点位置との間のシリンダ内の圧縮開始位置、に到達するまで排気口を開放位置に維持することを含む。前記ピストンの圧縮開始位置は、排気口が閉鎖され、シリンダ室内の吸気ガスの圧縮が開始されるときのピストン位置である。圧縮が開始すると、密閉されたシリンダ室内の吸気は、シリンダが圧縮開始位置から上死点位置へと進むにつれて圧縮される。圧縮段階の終わりには、シリンダは上死点あるいはその近くに達し、ピストンとシリンダヘッドの間に残った空隙が燃焼室と呼ばれる。一般的に、圧縮開始位置は吸気密閉位置と上死点位置との間にあり、通常の全圧縮行程のほぼ半分の距離であるが、幾分ずれることもある。圧縮開始位置は、シリンダ内の圧力が、燃焼後の動力行程の終わりに、かつ、燃焼ガスを排出するために排気弁が開放する直前に、大気圧に近づくように選択される。これにより、燃焼加圧シリンダ内に残るエネルギーの排気システムへの損失が最小限に抑えられる。本発明は、シリンダ作動サイクルの動力段階でのピストンのフル拡張を提供し、かつ、動力段階の持続時間に対するシリンダサイクルの圧縮段階の持続時間を制限する、内燃機関の操作および排気口閉鎖機構を提供する。本発明の一実施態様では、シリンダは、新鮮な燃焼用空気を高速で均一にかつ渦巻状にシリンダ内に導入するための1つのまたは複数の旋回吸気口を有する。本発明の別の実施態様では、シリンダが、可燃燃料の流れを、空気流と同一の接線方向で旋回乱流の吸気に提供し、これにより、高速で明確な層状給気と、密接な空燃混合、層状給気燃焼、および、燃焼遅延時間の大幅な短縮がもたらされる。前記燃料の流れは、液体燃料の飛沫の分散、スプレー、または噴霧であってもいいし、蒸気燃料の流れであってもよい。本発明の別の実施態様では、シリンダの稼動が、早期着火または異常燃焼を起こさずに、機関の高圧縮比を提供する。シリンダの圧縮比は、10:1と25:1程度、より一般的には、15:1から22:1程度であり、例としては、20:1程度である。シリンダの圧縮比は、燃焼室の容積に対する、圧縮開始時のシリンダ室内の容積の比である。本発明の別の実施態様は、単シリンダ、2シリンダ、3以上のシリンダ、偶数シリンダ、奇数シリンダ、直列配置シリンダ、対向配置および/または水平配置シリンダ、V型配置シリンダ、あるいは、放射状配置シリンダを有する内燃機関である。本発明の別の実施態様は、シリンダの構造とその動作が、希薄燃焼と、吸気に対する直接燃料噴射と、低空燃比の採用をもたらし、これにより火炎温度が低下し、その結果、燃焼熱エネルギー損失が減少し、低窒素酸化物NOxの排出量も減少する。希薄燃焼の空燃比は、約0.04から約1の範囲であり、より一般的には約0.2から約0.8の間であり、例を挙げれば、約0.6であるが、非常動力が必要になった場合には、時間を限定してより高い割合で稼動することができる。本発明の別の実施態様は、燃焼熱エネルギー損失をさらに減少させるために、シリンダヘッドおよびピストン冠の内側に遮熱コーティングTBCを使用することである。本発明の別の実施態様は、シリンダ壁を介して熱エネルギーを減少させる空冷式が可能な2サイクル内燃機関であり、これにより、通常は重い機関ブロックに鋳造される、従来の水冷装置の重量と複雑さ、費用を解消することができる。本発明の別の実施態様は、シリンダヘッド内の吸気弁または吸気口、および前記吸気弁を開閉するための関連装置を具備しない2サイクル内燃機関である。これにより、機関の重量、複雑さ、費用が削減される。本発明の別の実施態様は、外気を吸入し、圧縮し、吸気マニホールドに排出する、低圧縮比の吸気スーパーチャージャーを使用する2サイクルのユニフローフル拡張内燃機関である。前記低圧縮比の吸気スーパーチャージャーは、軸出力により駆動し、機関回転数に比例する大量の吸気を提供する容積式圧縮機を有する。本発明の別の実施態様は、機関運転パラメータを僅かに調整するだけで、低価格ガソリンを含むガソリンや、低オクタン価燃料、ディーゼル、アルコール、ケロシン、ジェットA、そしてバイオディーゼルなどを含む幅広い種類の燃料を、単独で、間欠的に、または混合して使用することができる。本発明の別の実施態様は、熱損失を低減するために内燃機関の燃焼露出成分を作るためにセラミック母材複合CMC材料を使用する。本発明の機関は、小型機、無人航空機UAV、自動車、トラックだけでなく、軍用車両、ヘリコプター、そして船舶などを含む、多種多様な用途で使用することができる。定義:本明細書中で使用するとき、層状給気とは、高圧噴射装置からの燃料噴霧が、噴霧の中心部で燃料が濃く、点火装置が濃混合気比かつ希薄混合気比で点火できる噴霧パターンを有することをいう。本明細書中で使用するとき、点火手段とは、燃焼のためにシリンダ内の混合気に点火する手段を含み、点火プラグ、火炎、加熱管、レーザー、およびマグネト発電機を含む。本明細書中で使用するとき、燃焼遅延時間とは、燃料の噴射と燃料の燃焼による温度上昇の完了との間の時間差をいう。本明細書中で使用するとき、掃気効率とは、シリンダ内に未掃気の燃焼ガスを一部残して排気弁が閉鎖するときのシリンダ容積内の新しい空気の割合をいう。本発明は、ピストンの動力行程を拡張することにより、燃焼排気エネルギーの大部分を回収できるシリンダサイクルで動作するように構成された内燃機関の2サイクルユニフローフル拡張シリンダを提供する。より具体的には、ピストンの圧縮行程動作の一部として、通常の圧縮行程段階の一部の期間、排気口を開放位置で開けた状態に維持することにより、ピストンの動力行程が、吸気の圧縮中にピストンが通過するシリンダの長さ方向に沿ってシリンダの長さ以上に拡張する。それにもかかわらず、排気弁が閉じると、シリンダの圧縮行程中の容積変化が、高圧縮比を提供するように構成される。圧縮比を増加させる手段は、燃焼室の容積を減少させるためにシリンダヘッド内に空隙を作り出す行程を含む。2サイクルのユニフローフル拡張内燃機関の一実施形態を水平対向、空冷2シリンダ機関1として図1から図3に示す。従来の車両は、通常4シリンダ4サイクル機関を使用するが、2つの2サイクルシリンダを使用する本発明の機関では、シリンダの直径が少し大きいために動力行程に比較して圧縮行程の長さが短くなり、同等の動力を提供する。機関クランク軸35に連動する低圧力比過給機3は、吸気管2を介して周囲の吸気を引き込み、シリンダの吸気管5に前記吸気を排出する。オプションの空気冷却器を使用できる。前記低圧力比過給機は、4:1までの圧縮比排気:吸気を提供できるが、より一般的には、約3:1までであり、例えば約2:1あるいは1.5:1の場合もありうる。低圧過給機の一例は、リショルム2軸過給機であり、VortechEngineering社で入手できる。機関の各シリンダ14はシリンダの底部近くに位置する接線方向吸気口8を有する。排気ガスは、シリンダヘッド16内のシリンダ上部にある排気弁20を介し、かつ、機関排気排出管19を介して、機関シリンダ14から排出される。クランクケースはクランク軸35を収納し、依存オイルパン33を含む。本発明によるフル拡張機関は、従来の同等の内燃機関に比べて、より効率的で、軽く、小さく、費用を節約できる。燃料消費は、他の条件がすべて等しい状態で、従来機関に比べて少なくとも約35~40、また、従来のループ掃気2サイクル機関に比べて少なくとも約50少なくなることが期待される。シリンダの1つの機械要素の概略を図4に示す。燃料は燃料噴射装置18によりシリンダヘッド16を介して噴射され、点火手段17が燃料に点火する。図4および図5は、それぞれ、機関1のシリンダ14の1つの垂直断面図と水平断面図を示す。シリンダ14は、ピストン9とシリンダヘッド16との間の容量可変のシリンダ室21を画定するシリンダ壁15を含み、外面冷却フィンを有する。シリンダヘッド16内には高エネルギー点火プラグ17と燃料噴射装置18が配置される。排気弁20は、図4に示すように、排気弁20が排気口台座から持ち上がる開放位置と、図9に示すように前記弁が台座に接する閉鎖位置との間で軸方向に動作し、シリンダ室21および排気口19と排気口ダクト6との間に流体連結を提供する。直径Dのピストン9は、シリンダ5内でストローク長さLの往復運動をし、シリンダ室の容積変位を画定する。ピストン9は連接棒およびクランクアーム/ピン周知の手段につき、図示せずを介してクランク軸35図2を動作させる。L:Dの比は、通常は約1.0か、あるいはそれをわずかに前後する程度である。しかしながら、本発明のフル拡張機関では、この比はいくぶん大きくなり、通常1.3:1から1.4:1程度であり、圧縮行程の期間を減少させ図7の1cから2サイクル点、動力行程の期間を増加させる図7の3から4サイクル点。図4および図5に示すように、各ピストン9は、ピストン頂面11と、ピストン9の側壁にある環状溝に配置されたピストンリング10を具備する。ピストン頂面11は、シリンダ室21内を上向きに旋回する掃気の乱れを増加させるために、ピストンの中心から放射状に配置され、かつ、単一旋回口8または複数の旋回口の方向に直角に配置された複数の補助ベーン24を備える。補助ベーンの数は、旋回口8が複数使用される場合はその数と同じであってもよく、異なっていてもよいが、通常は8から12であり、等間隔に配置される。補助ベーンは、空気燃料混合のための乱流の生成を助ける、ピストン頂面11の近接端から軸方向に延び、かつ、半径方向に延びる細長い側壁25を有する。図5は、シリンダ14の壁15の内面に接線方向に配置された旋回口27を示す。吸気口5の中心線103は、図5に示すようにある程度湾曲していてもいいし、あるいは、直線であってもよい。旋回口8の断面積は、シリンダ室21に入る空気の速度を上げるために、通常は吸気口5の断面積よりも小さくなっている。シリンダに入る空気の標準平均速度は、秒速152.4メートル500フィート程度であり、吸気全圧の約4の圧力損失がある。シリンダを通る平均上昇気流速度に対する旋回速度の比として定義される旋回速度比の増加は、ユニフロー掃気シリンダ設計で達成された、機関効率の増加をもたらす、最大シリンダ圧力の大幅な増加図7の3サイクル点と相関する実験データに示される。図5はまた、ピストン9の最上部にある小半径突起24を示す。空気の旋回方向に直角に交わるこれらの突起は、噴射燃料と旋回空気の混合を改善する、強力な小規模乱流を生成し、燃焼遅延時間を減少させる。米国特許第8051830号明細書に記載されているように、別の実施形態では、空気吸入は、シリンダ壁の外側の周りを一方向に延び、シリンダ壁に配置された1つの吸気口と複数の旋回口を有し、かつ、シリンダの軸方向の中心線に対して接線方向にシリンダ室に入る渦巻プレナムを備えており、上述した出願の開示は、その全体が参照として本明細書中に組み込まれる。1つの旋回口または複数の旋回口の設計およびサイズは、数値流体力学CFDを使用して、特定の機関設計及び燃料源用に指定できる。旋回口8の数と対応する吸気ベーン7の数は、100個まで設定できるが、通常は、12個から48個の間である。高速度の接線旋回口は、燃焼遅延時間を非常に短くし、シリンダ内の平均有効圧力MEPを高め、かつ、機関効率を増加させる。燃料噴射装置18が、ベクトルパス50に沿って中心線100に並行に垂直からλ角で、シリンダ内に直接燃料を噴射パターン56に噴射し、接線経路52沿いに非常に乱流の旋回気流54が下方に流れ、層状燃料給気を提供し、希薄燃焼が空燃比を非常に低くする。本発明の一実施態様では、希薄燃焼混合気を提供し、さらに効率的な燃料の希薄燃焼と改善された熱効率を通して、燃料効率および動力生成を改善する。一般的に、燃料の希薄燃焼の利点は、燃料効率の改善、低排気ガス、および低熱損失にある。理論的な希薄混合気は0.04まで低くできる。好ましい希薄燃焼の範囲は、約0.2から約0.8であり、0.3、0.4、0.5、0.6および0.7を含む。燃焼室の高圧で燃料を噴射するために、燃料噴射装置は、通常、約4000ポンド毎平方インチpsiの圧力で燃料を提供する。燃料噴射装置の例としては、米国特許第5392745号明細書および米国特許第6349706号明細書のいずれかに記載の装置を含み、上記の出願の開示は、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。本発明の内燃機関は、希薄燃焼を達成するために、シリンダ室内の吸気の量に対する、燃料供給の量とタイミングを制御する、電気制御モジュールまたは電気制御ユニットを具備する。電気制御モジュール/電気制御ユニットは、センサから、機関速度信号および吸気マニホールド圧力と燃料温度などの他の動作パラメータを受信し、動力と効率を最大にし、排気を最小限に抑えるように、アクチュエータを介して燃料量および噴射開始のタイミングを制御する。本発明のフル拡張機関は、油溜め、油ポンプ、油フィルタ、および機関全体にわたる典型的な油路を用いて圧力給油を提供することにより、通常の2サイクル機関とは異なる。火花点火装置17は、図6の経路52に沿って反時計回りで噴射装置のすぐ下流の噴射燃料56の進路に配置される。火花点火装置17は、噴射燃料最前部の到着とともに、あるいは到着後に層状燃料に点火し、これにより、急速に混合する層状燃料給気の燃焼遅延時間を短縮する。図示の実施形態では、火花点火装置17は、噴射燃料56の噴射点から弧のβ角に配置され、β角は約15°から45°である。点火は、全体的に見れば、低い希薄な空燃比であるにもかかわらず、旋回する空気中に高い濃厚な燃料濃度において発生する。この一連の燃料給気、空気混合および点火方法は、異なる燃料揮発度を有する様々な種類の燃料の使用を可能にし、また、異常燃焼または過早点火の問題なしに、高圧縮比で非常に希薄な混合気低燃料流量の使用を可能にする。機関出力は燃料流量によって制御されるため、空気流量制御弁による吸気マニホールド圧力損失を取り除き、その結果、低出力状態における機関効率が大幅に改善される。従来の内燃機関では、均質の理論空燃比を提供するために、燃料は吸気弁の前方にある吸気マニホールドに噴射され、その結果、冷却媒体への高い熱損失を伴う高温燃焼および高濃度の窒素酸化物排出に繋がる。希薄燃焼出力設計は、熱損失を大幅に削減し、窒素酸化物の排出もまた大幅に削減する。本発明の機関は、非常に低い空燃比で動作可能なため、機関の出力は燃料流量により制御される。これにより、吸入空気流量を測定して動力を制御する際に生じる吸気マニホールド内の大量の圧力損失を解消することができる。排気弁による排気口の開閉を決定するために、排気口閉鎖機構が設けられる。本発明はまた、1つまたは複数の排気口およびそれと同数の排気弁の使用を検討する。本発明の一実施形態では、排気口閉鎖機構は、ピストンの往復行程中の適切な時期に排気弁を開閉する機関のクランク軸に機械的に連結されるカム軸である。排気弁は、従来のカム軸作動を使用して開閉する従来型のポペット弁を使用できる。クランク軸との機械的連結は、従来通りでよく、歯車機構を介する直接連結でも、あるいは、タイミングベルトまたはタイミングチェーンと呼ばれるベルトまたはチェーンを介する間接連結でもよい。カムは、排気口開放の持続時間を長くするように構成される。持続時間、または滞留時間とは、排気弁が排気口の台座から持ち上がり、排気口を開放している間の機関回転のクランク軸の度数である。カム軸のリフトは、結果として排気弁がその台座から持ち上がる正味の値を示す。図16は、排気口の閉鎖機構に使用できるカム80を示す。カム80は、排気弁を排気口の台座からリフト位置に持ち上げる持ち上げ部82と、排気弁が排気口を全開するリフト位置に留まる滞留する場所である滞留部84と、排気弁を下げてその台座に戻す引き下げ部86とを備える。カムの持続時間は、通常、約140°から180°クランク角であり、より典型的には、クランク角約155°から約165°であり、例を挙げれば、約160°クランク角である。持ち上げ部と引き下げ部は、其々、通常、約14°から約17°クランク角である。吸気口の閉鎖後に排気口が開放位置に留め置かれる持続期間には、通常、約50°から60°クランク角であるが、多少前後することもある。電気機械弁制御は、排気弁の開閉をより迅速に調整し制御するために使用できる。排気弁の可変開放および/または閉鎖を達成するための装置の例は、米国特許第6257190号明細書、米国特許第6053134号明細書、米国特許第5537961号明細書、および、米国特許第5103779号明細書に記載されており、これらの開示は、その全体が参照として本明細書中に組み込まれる。さらに、初期シリンダ圧縮圧力を減少させる常温始動時に、各シリンダ内の排気弁20を全開にするために、プログラムされたソレノイドを使用することができる。ソレノイド駆動で作動する排気弁を含む、当業者が想起可能な排気口の開閉に関するその他の手段および方法を採用することができる。セラミックマトリックス複合CMCは、シリンダ壁と、シリンダヘッドと、排気弁と、ピストンとを含む、シリンダを構成するために使うことができる。CMCは、繊維性材料に埋め込まれたセラミック材料からなる行列である。典型的な繊維性材料には、炭素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム及びムライトが挙げられる。酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムおよび炭化ケイ素は、主にマトリックス成分として使用される。CMC材料および内燃機関の部品の製造におけるその使用例は、米国特許第5888641号明細書および米国特許第5947094号明細書に記載されており、これらの開示はその全体が参照として本明細書中に組み込まれる。2サイクル本発明の2サイクルフル拡張シリンダのサイクルは、吸気段階と、圧力行程と、燃料噴射段階と、点火および燃焼段階と、動力行程と、排気および掃気段階とを含む。本発明の図示された実施形態では、全サイクルは、シリンダ内のピストンの2行程と、ピストンロッドがピストン9に結合するクランク軸35の1回転とを含む。本発明は、毎秒数十回から数百回のシリンダサイクルを繰り返す、内燃機関の作動方法を提供する。2サイクルユニフローフル拡張シリンダのためのサイクル図7は、熱力学作動サイクルを圧力‐体積線図として示し、図8から図14は、シリンダ行程サイクルの各動作段階における機関のクランク位置を示す。図7の縦軸は、機関動作点でのシリンダ内部のガス圧を示し、横軸は、シリンダ壁15、シリンダヘッド16およびピストン9によって境界を決定された、シリンダ内部のオープン容積を示す。図15は、シリンダサイクルの全段階を通してのクランク軸角の概略図を示す。図7の表のサイクル点1aでは、ピストンが行程の最下部図8で180°クランク角で示される下死点BDCでシリンダヘッド16から最も遠い位置にあり、排気弁が開放され、かつ、吸気口も開放されている。吸気は旋回しながらシリンダ内に入り、シリンダを掃気する。その後、ピストンは点1bに上昇し、旋回吸気口はピストンに塞がれて閉鎖し図9、図10に示すように排気口は塞がれずに開放されている。サイクル点1bから1cまで排気口は開放しており、これはピストンの総上昇行程期間のかなりの部分であり、この期間に空気がピストンによってシリンダから押し出され、これにより、排気口がさらに冷却され、その結果、最高99の非常に高い掃気効率が得られる。この通常は圧縮行程の部分である期間、排気口は開放されたままになる。シリンダ最下部の高速旋回口を介してシリンダに入る低圧圧縮吸気の一部は、排気口が閉鎖する前に排気口から排出される。この現象により、少量の圧縮空気エネルギーが失われるが、動力行程におけるエネルギー利得のほうがはるかに大きく、また、より冷たい掃気吸気がシリンダ壁と排気口を冷却する。ピストンの圧縮行程動作のおよそ半分ほどにある点1cで、排気口が閉鎖する図10。図11に示すように、排気口が閉鎖すると、シリンダ内に閉じ込められた空気は、点1cから2までのシリンダ体積の変化により圧縮される。圧縮行程は、点1cと2の間で継続し、機関圧縮比の設計値は、このシリンダ体積の変化と、シリンダヘッド16とピストン9の上端との間の行程の最上部上死点TDCの体積によって決定される。ピストン行程のほぼ最上部で、噴霧の中心が燃料リッチな噴霧パターンで小さい燃料液滴を噴射する、高圧自動車燃料噴射装置による燃料噴射が行われる図11。その直後、点2のTDC付近で、点火プラグ17からの点火が行われ、その結果、ピストン行程の最上部近くで燃焼室に噴射された燃料の燃焼と、ほぼ一定容積で起こる、サイクル点2から3aへの圧力の大幅な、ほぼ瞬間的な増加に繋がる。サイクル点3は理論上の最大圧力状態である。点3aは燃焼遅延に起因する実際の状態を表す。機関動力行程は、圧力と温度のピーク値が燃焼遅延時間により決定されるサイクル点3aで開始される。圧力と温度のパラメータのより高い値およびより高い機関効率は、燃焼遅延時間の減少により得られる。機関動力行程を示す、サイクル点3aから4までの膨張時に、排気口は、本行程の終了にかけての高圧力を最大限に利用するために閉鎖したままであり、圧力はサイクル点4でほぼ大気圧まで下がる図13。このプロセスは、オットーサイクル用の燃料中に得られる化学エネルギーのほとんど全てを機関動的パワーに変換し、その結果、機関効率を大幅に向上する。圧縮開始位置が通常の全圧縮行程の約半分の距離であり、かつ、動力行程の終了時、ピストンが旋回吸気口を開放する直前で、排気口は開放しているとき、動力行程の有効長は、実際の空気圧縮行程の有効長の約2倍である。動力行程の終了時図13であるが、排気口が開放される直前、燃焼ガスはほぼ完全に膨張し大気圧へと下がるため、排気口が開いたときには、排気損失はほとんどなく、ほぼ100に近い掃気効率が得られる。燃料に対する過剰空気比および高効率掃気により、燃料は燃焼の開始時に迅速かつ効率的に酸素を発見する。通常、燃焼開始位置は、吸気口密閉位置と上死点位置の間で、通常の全圧縮行程の約半分の距離にあり、圧縮開始位置は、吸気口密閉位置と上死点位置との間で、通常の全圧縮行程の約25、約30、約35、約40、約45、約55、約60、約65、約70、および約75でありうる。従来の機関では、排気弁はサイクル点4cで示される体積で開放し、これは従来の機関構造では、ピストン行程の最下部であり、排気ガス圧力と温度はまだ高い状態である。サイクルは続き、図7のサイクル点4では、排気口が開放し図13、ピストン9は下降行程を続けるため、旋回吸気口の覆いが取れて開放され図14、残った燃焼ガスの排出が始まり、シリンダがサイクル点1aに戻るにつれて、シリンダ圧が吸気圧力へと急速に減少する。フル拡張機関の有利な特徴本発明は、同等のパワー出力を有する4サイクル機関が必要とするシリンダ排気量のほぼ2分の1の、ユニフローフル拡張2サイクル機関の構造を提供する。本発明の機関の動力行程は、通常は大気中に排出される圧力と熱エネルギーのほとんどを回収する。希薄燃焼およびシリンダヘッド内部とピストン冠上の遮熱コーティングにより、冷却損失が非常に低くなるため、本発明の機関は、通常は冷却媒体に奪われる運動エネルギーに変換される熱エネルギーのほとんどを保持し、実質的にオーバーヒートするリスクなしに空気冷却され得る。精巧な水冷システムのない小さい2サイクル機関では、重量もより軽く、製造費も安価である。希薄燃焼により燃焼温度が減少するため、窒素酸化物の排出も減少する。遮熱コーティングの高温面は、通常は未燃の燃焼生成物を燃やすことにより、炭化水素HCおよび一酸化炭素COの排出も減少させる。燃料を直接噴射することで、機関出力は、空気流量よりむしろ燃料流量によって制御され、これにより、空気制御弁、ベンチュリ、および、その他のすべての出力設定において吸気マニホールドに対する制限手段に起因する圧力損失を排除する。上記の全ての利点及び特徴を備える、本発明の2サイクルフル拡張機関は、従来の4サイクル内燃機関のほぼ2倍の熱力学燃料効率を有し、かつ、燃焼汚染物質の排出を大幅に減少する。さらに、本発明の2サイクル機関は、吸気弁や弁機構、および液体冷却システムを使用しないため、従来の機関に比べ重量が大幅に軽減され、かつ低コストである。