專利名稱：二沖程內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能阻止燃燒室內(nèi)混合氣的竄氣、提高燃燒穩(wěn)定性和燃料燃燒率及排氣凈化性能的二沖程內(nèi)燃機(jī)。具體地說，是涉及在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料或混合氣，向腔室供給高壓縮氣體的二沖程內(nèi)燃機(jī)。特別涉及使連通路和控制閥的形狀和位置最優(yōu)化、進(jìn)一步提高其效果的二沖程內(nèi)燃機(jī)。
現(xiàn)有的二沖程內(nèi)燃機(jī)，由化油器等供給的燃料與吸入空氣混合，該混合氣被吸入曲柄室內(nèi)后，通過換氣開口供給燃燒室，由于排氣開口的開放時期設(shè)定得比換氣開口的開放時期早(排氣開口的開口上緣比換氣開口的開口上緣高)，所以，供給燃燒室內(nèi)的混合氣由排氣通路排出，容易產(chǎn)生所謂的竄氣。
該竄氣雖然被排氣腔的排氣脈動效果抑制，但很難在整個運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)抑制，其結(jié)果，影響燃料燃燒率和排氣凈化性能。
為此，在日本專利公報特開平3-100318號和特開平5-302521號中提出了解決該問題的二沖程內(nèi)燃機(jī)。
特開平3-100318號記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，高壓室通過逆止閥與曲柄室相通，該高壓室與燃燒室用空氣通路相通，在該空氣通路的下端安裝著電磁閥，在該空氣通路的上端，設(shè)有能向燃燒室噴射燃料的燃料噴射閥。
特開平5-302521號記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，腔室與曲柄室及氣缸體相鄰地配設(shè)，在曲柄室與腔室之間設(shè)有吸氣控制閥，在腔室與氣缸的燃燒室之間設(shè)有換氣控制閥，還設(shè)有向腔室內(nèi)噴射燃料的燃料噴射閥。
但是，在特開平3-100318號記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，在氣缸側(cè)壁上設(shè)有朝著燃燒室的燃料供給用開口，朝著該開口垂直地配設(shè)著燃料噴射閥，所以，噴霧碰撞排氣開口側(cè)的氣缸壁，容易付著在上面。
另外，為了使活塞與噴霧不干擾而提前噴霧時期，則容易向排氣開口竄氣。反之，如果為了延遲噴霧時期而把燃料供給開口配設(shè)在高位置，則燃料噴射閥承受高溫燃燒氣體，噴射閥必須具有高耐熱性。
在特開平5-302521號記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，從換氣控制閥噴射的混合氣，通過全部的換氣開口供給燃燒室，所以，不能避免混合氣從排氣口的竄氣。
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本申請人曾提出過特愿平8269366號申請。
該申請中，在燃燒室與腔室(該腔室并排設(shè)在該燃燒室的側(cè)方，與燃料噴射裝置相連)之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料，向腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向腔室流動，混合氣在第2連通路中從腔室向燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞時附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞時附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中、第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞。
本申請人提出的上述申請，由于具有上述構(gòu)造，所以，在換氣初期只由空氣進(jìn)行換氣，混合氣照常地通過燃燒室內(nèi)，阻止向排氣通路排出的竄氣。另外，供給燃燒室的燃料(濃混合氣)流入被上述空氣充分換氣了的燃燒室內(nèi)，在燃燒室內(nèi)成為濃度適中的混合氣，可得到良好的燃燒，能提高燃料燃燒率及排氣凈化性能。
另外，向腔室充填高壓縮氣體，是從位于壓縮行程下的燃燒室通過第1連通路進(jìn)行的，所以，在充填時，可利用燃燒室內(nèi)的一定的高壓，這與已往利用曲柄室內(nèi)的壓力進(jìn)行充填相比，由于節(jié)流閥不隨引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)的上升而全開，從而不產(chǎn)生壓力降低，所以，能切實(shí)地得到穩(wěn)定的高腔室壓力(見圖9、

圖10)。
此外，由于用于形成濃混合氣的高壓縮氣體可從燃燒室得到，所以，能把配設(shè)在將腔室與燃燒室連通的連通路中的控制閥(旋轉(zhuǎn)閥)設(shè)在燃燒室附近的氣缸壁上，這樣，可以縮短控制閥與混合氣噴射開口(第2連通路的燃燒室側(cè)開口)之間的連通路長度，相應(yīng)地可以減少使混合氣通過連通路移動所需的空氣量。
由于燃料在該連通路上移動所需的時間縮短，該時間因素對控制閥的開閥時期的設(shè)定的影響減小，使開閥時期的設(shè)定容易，同時，所設(shè)定的控制閥開閥時期容易適合于較廣的旋轉(zhuǎn)數(shù)范圍。
如上所述，本申請人的上述申請，具有各種效果，但為了使這些效果更充分地發(fā)揮，對于燃燒室與腔室的連通路、配設(shè)在該連通路中的控制閥的形狀、位置等，還需要作進(jìn)一步的改進(jìn)。
本發(fā)明就是對解決了上述問題的二沖程內(nèi)燃機(jī)的改進(jìn)，本發(fā)明方案1記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料或混合氣，向腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向腔室流動，混合氣在第2連通路中從腔室向燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞時附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞時附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中、第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞；上述第1連通路和第2連通路的靠燃燒室側(cè)各開口，朝著氣缸孔開口，并且，第1連通路的燃燒室側(cè)開口的上端位置，不低于第2連通路的燃燒室側(cè)開口的上端位置。
本發(fā)明方案1記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)，由于具有上述構(gòu)造，所以，在第2連通路被第2控制閥閉塞(混合氣供給結(jié)束)后，第1連通路被第1控制閥閉塞(高壓縮氣體充填結(jié)束)，這些連通路的燃燒室側(cè)開口也按此順序被位于壓縮行程下的活塞的上升而閉塞。因此，能把這些連通路的燃燒室側(cè)開口的位置設(shè)定得盡可能低，所以，可以保持內(nèi)燃機(jī)的膨張比，保持其熱效率。
本發(fā)明方案2記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料或混合氣，向腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向腔室流動，混合氣在第2連通路中從腔室向燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞時附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞時附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中、第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞；上述第1連通路和第2連通路的靠燃燒室側(cè)各開口，朝著氣缸孔開口，并且，第2連通路的燃燒室側(cè)開口的位置，設(shè)定為在第2控制閥使第2連通路連通的初期，不被活塞閉塞的位置。
本發(fā)明方案2記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)，由于具有上述構(gòu)造，所以，被從控制閥到燃燒室之間的第2連通路的形狀調(diào)節(jié)的混合氣的噴霧方向，不被活塞攪亂。這樣，可得到良好的燃燒，提高燃料燃燒率和排氣凈化性能。
本發(fā)明方案3記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料或混合氣，向腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向腔室流動，混合氣在第2連通路中從腔室向燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞時附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞時附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中、第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞；高壓縮氣體在第1連通路內(nèi)從燃燒室向腔室流動時的流通時間、該高壓縮氣體的壓力、該第1連通路的通路斷面積的乘積，與混合氣在第2通路內(nèi)從腔室向燃燒室流動時的流通時間、該混合氣的壓力、該第2連通路的通路斷面積的乘積略相等。
本發(fā)明方案3記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)，由于具有上述構(gòu)造，所以，即使向腔室充填高壓縮氣體的充填時間短，也能確保在腔室的廣旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)有向燃燒室供給混合氣所需的足夠量高壓縮氣體，可確保適當(dāng)?shù)娜剂瞎┙o，得到良好的噴霧，進(jìn)行良好燃燒。
另外，由于能把第1連通路的靠燃燒室側(cè)開口的面積以及第1連通路的靠燃燒室側(cè)容積減小到最小限度，所以，可保持內(nèi)燃機(jī)的膨張比，保持其熱效率。
本發(fā)明方案4記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料或混合氣，向腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向腔室流動，混合氣在第2連通路中從腔室向燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞時附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞時附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中、第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞；上述向腔室充填高壓縮氣體的充填時期、和向燃燒室供給混合氣的供給時期，設(shè)定成有相互重合的時期。
本發(fā)明方案4記載的二沖程內(nèi)燃機(jī)，由于具有上述構(gòu)造，所以，氣缸內(nèi)壓力(燃燒室壓力)即使因內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件而變動，在腔室壓力與氣缸內(nèi)壓力相等的曲柄轉(zhuǎn)角中，總保持著能充填高壓縮氣體和供給混合氣的狀態(tài)，所以，可以向腔室內(nèi)有效地充填向燃燒室運(yùn)送混合氣所需的足夠量高壓縮氣體，可確保向燃燒室提供適量的混合氣。
如本發(fā)明方案5記載的發(fā)明，是在本發(fā)明方案1至4中的任一項(xiàng)所述的二沖程內(nèi)燃機(jī)中，其特征在于，第1控制閥和第2控制閥并排地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體的軸方向。所以，第1控制閥和第2控制閥的制造容易，它們的控制機(jī)構(gòu)的構(gòu)造簡單。
本發(fā)明方案1至5記載的各發(fā)明，除了具有上述效果外，也能分別發(fā)揮本申請人先前曾提出申請的效果。
圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)的縱斷面圖。
圖2是圖1中要部的放大圖。
圖3是圖1中另一要部的放大圖。
圖4是沿圖1中IV-IV線的橫剖側(cè)面圖。
圖5是圖1所示實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)閥的縱斷面圖。
圖6是沿圖5中VI-VI線的剖面圖。
圖7是沿圖5中的VII-VII線的剖面圖。
圖8是說明圖1所示實(shí)施例的、火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行循環(huán)的圖。
圖9是表示圖1所示實(shí)施例的、火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行特性的圖。
圖10是表示圖1所示實(shí)施例的、火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)另一不同狀態(tài)時的運(yùn)行特性圖。
下面，說明圖1至圖10所示本發(fā)明方案1至5記載的發(fā)明的一個實(shí)施例。
圖1是本實(shí)施例中的火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)的縱斷面圖。圖2及圖3分別是圖1中不同要部的放大圖。圖4是沿圖1中IV-IV線的橫剖側(cè)面圖。圖5是旋轉(zhuǎn)閥的縱斷面圖。圖6及圖7是分別沿圖5中VI-VI線和VII-VII的剖面圖。圖8是表示火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行循環(huán)的圖。圖9和圖10是表示火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行特性的圖。圖9是表示節(jié)流閥全開時的、曲柄轉(zhuǎn)角與氣缸內(nèi)、曲柄箱、腔室的各壓力的關(guān)系圖。圖10是表示節(jié)流閥開20％時的、曲柄轉(zhuǎn)角與氣缸內(nèi)、曲柄箱、腔室的各壓力關(guān)系的圖。
在這些圖中，火星式點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)1，安裝在圖未示的機(jī)動兩輪車上，在該火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)1中，氣缸體3和氣缸蓋4依次疊置在曲柄箱2的上方，并彼此結(jié)合成一體。
活塞6可上下滑動地嵌裝在氣缸孔5內(nèi)，該氣缸孔5形成在氣缸體3上。活塞6與曲柄軸8由連接桿7相互連接，曲柄軸8隨著活塞6的升降而被驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
從車身后方指向前方的吸氣通路10與曲柄箱2的吸氣通路10連接，在該吸氣通路10上，串聯(lián)地安裝著節(jié)流閥(圖未示)和導(dǎo)閥12，節(jié)流閥通過圖未示的連接部件與節(jié)流閥手柄(圖未示)連接，將節(jié)流閥手柄朝一方向扭轉(zhuǎn)時，節(jié)流閥的開度就增大。
在曲柄箱2和氣缸體3上，形成共5個空氣供給用換氣通路14、15、42。換氣通路14、15與氣缸孔5的上部及曲柄室9連通，左右各2個共4個。后方的空氣供給用換氣通路42朝后述混合氣(燃料)供給用開口34及高壓縮氣體取入用開口31的下方開口。它們的靠氣缸孔5側(cè)的端部，成為開口16、17、43，朝該氣缸孔5開口?？諝夤┙o用換氣通路42與導(dǎo)閥12的后流側(cè)曲柄箱2的吸氣通路10直接相連。
排氣通路21的靠氣缸孔5側(cè)排氣開口22，一直延伸到比這些空氣供給用換氣通路14、15、42的開口16、17、43高的位置，配置在與后述混合氣供給用開口34及高壓縮氣體取入用開口31相對的位置上。排氣控制閥24設(shè)在排氣通路21的排氣開口22附近，通過使該排氣開口22的上緣高度變化，使排氣時刻可變，并且也使排氣通路21的斷面積可變。
氣缸孔5上方的略半球狀燃燒室13，靠近排氣開口22設(shè)置，在該燃燒室13內(nèi)配設(shè)著點(diǎn)火塞23。
位于靠近車身后方的、燃燒室13側(cè)方的氣缸體3上，并排地設(shè)有腔室29。在連通該腔室29與燃燒室13的第1連通路(高壓縮氣體通路)30、第2連通路(混合氣通路)33途中的閥容納孔40中，嵌裝著可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)閥36，該旋轉(zhuǎn)閥36被圖未示的傳動機(jī)構(gòu)朝著與曲柄軸8相反的方向(圖1中順時計(jì)方向)以同一旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。皮帶輪39安裝在旋轉(zhuǎn)閥36的一端，架設(shè)在上述圖未示的傳動機(jī)構(gòu)上(見圖4)。
在第1連通路30中，高壓縮氣體從燃燒室13流向腔室29。在第2連通路中，混合氣或者該混合氣形成前的高壓縮氣體從腔室29流向燃燒室13。該兩連通路30、33中的高壓縮氣體和混合氣的氣流，如圖5至圖7所示地，被一個第1控制閥(高壓縮氣體充填控制閥)38和另一個第2控制閥(混合氣噴射控制閥)37分別以預(yù)定的時間連通、阻斷。上述第1控制閥38構(gòu)成旋轉(zhuǎn)閥36，配設(shè)在第1連通路30中。上述第2控制閥37構(gòu)成旋轉(zhuǎn)閥36，配設(shè)第2連通路33中。
如圖4所示，第1連通路30設(shè)在左右(圖中是上下)2個部位，在左右兩部位的連通路30中分別設(shè)置第1控制閥38，在左兩部位的連通路30之間，配置著第2連通路33。
圖5至圖7中，表示與第1控制閥38及第2控制閥37并排設(shè)置的旋轉(zhuǎn)閥36的斷面圖。第1控制閥38形成為月牙形，該月牙形是把作為旋轉(zhuǎn)閥36基材的旋轉(zhuǎn)體外周預(yù)定長度的圓弧兩端用直線連接并切去而形成的。第2控制閥37，形成為在周方向預(yù)定長度、預(yù)定深度的切口，為了使混合氣的噴霧成為直線的圓滑狀，在其前端不形成臺階。
第1連通路30、第2連通路33、第1控制閥38、第2控制閥37等的形狀與位置關(guān)系，如下述地設(shè)定。
第1連通路30的燃燒室13側(cè)開口即高壓縮氣體取入用開口31的上端位置h1設(shè)定得高，使其不低于第2連通路33的燃燒室13側(cè)開口即混合氣供給用開口34的上端位置h2。該混合氣供給用開口34的位置這樣設(shè)定在第2控制閥37使第2連通路33連通的初期，為了該開口34不被活塞閉塞，該混合氣供給用開口34的下端與活塞6外周上端之間保持距離S(可變)(見圖1至圖3)。
在第1連通路30內(nèi)，高壓縮氣體從燃燒室13向腔室29流動時的流通時間、該高壓縮氣體的壓力、高壓縮氣體取入用開口31的面積三者的乘積，與在第2連通路33內(nèi)，混合氣從腔室29向燃燒室13流動時的流通時間、該混合氣的壓力、混合氣供給用開口34的面積三者的乘積略相等。
第1控制閥38、第2控制閥37的開閉時間如下。
結(jié)合參照圖8至圖10，第1控制閥38在排氣開口22的閉塞時附近，使第1連通路30連通，在壓縮行程途中，使該第1連通路30閉塞，此間，從面臨燃燒室13的高壓縮氣體取入用開口31，把燃燒室13內(nèi)的高壓縮氣體取入充填到腔室29內(nèi)(圖9和圖10中的b)。32是第1連通路30的靠腔室29一側(cè)的開口。
第2控制閥37在換氣開口16、17、43閉塞時附近使第2連通路33連通，并且，在壓縮行程途中，在第1連通路30被閉塞之間，使該第2連通路33閉塞，此間，從腔室29向燃燒室13內(nèi)噴射供給混合氣(圖9和圖10中的a)。這樣，向腔室29內(nèi)充填高壓縮氣體的充填時期、以及向燃燒室13供給混合氣的供給時期，被設(shè)定成為有相互重合的時期(圖9和圖10中的c)。
混合氣如下述地形成。
如圖4所示，在腔室29的左右兩側(cè)，燃料噴射裝置41左右對稱地安裝在氣缸體3上，從這些燃料噴射裝置41噴射的燃料，在第2控制閥37使第2連通路33連通之前，在第2控制閥37的切口面臨的混合氣形成用空間44(見圖3)內(nèi)，從兩側(cè)斜下方噴出。其噴出位置從平面看在第2連通路33的略中央部，在該位置，腔室29通過第2連通路33的靠腔室29側(cè)開口35、混合氣形成用空間44與燃料噴射裝置41相連。
當(dāng)?shù)?控制閥37使第2連通路33連通時，充填在腔室29內(nèi)的高壓縮氣體從開口35流入第2連通路33內(nèi)，與待機(jī)著的燃料混合，一邊形成混合氣，一邊被腔室29內(nèi)的高壓壓送，從混合氣供給開口34噴射到燃燒室13內(nèi)。
具有上述構(gòu)造的圖示火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)1，其動作如下。
當(dāng)曲柄軸8被圖未示的起動馬達(dá)往圖1中反時計(jì)方向驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，如圖8所示，在上死點(diǎn)(TDC)前90°的時刻，排氣開口22被活塞6閉塞，進(jìn)入壓縮行程。于是，第1控制閥38打開，使第1連通路30連通，燃燒室13內(nèi)的高壓縮氣體通過高壓縮氣體取入用開口31、第1連通路30、開口32充填到腔室29內(nèi)。
在上死點(diǎn)(TDC)前約75°的時刻，第2連通路33的靠燃燒室側(cè)端部的混合氣供給用開口34被活塞6閉塞，然后，高壓縮氣體取入用開口31被活塞6閉塞，向燃燒室13的混合氣供給、向腔室29的高壓縮氣體的充填依次結(jié)束。
燃燒室13被壓縮，在上死點(diǎn)前的預(yù)定時刻，點(diǎn)火塞23被點(diǎn)火，因活塞6的上升，曲柄室9繼續(xù)膨張，吸氣繼續(xù)進(jìn)行。
到達(dá)上死點(diǎn)(TDC)后，燃燒室13內(nèi)的混合氣燃燒膨張，同時，因活塞6的下降，曲柄室9被壓縮，曲柄室9內(nèi)的空氣被壓縮。
從上死點(diǎn)(TDC)經(jīng)過了90°的時刻(在排氣控制閥24的上下位置變動)，排氣開口22開放，燃燒氣體從排氣通路21排出。
從上死點(diǎn)(TDC)約經(jīng)過了122°的時刻，活塞6的下降使換氣開口16、17、43開口，曲柄室9內(nèi)的壓縮空氣(不包含燃料)通過空氣供給用換氣通路14、15、42從換氣開口16、17、43流入燃燒室13，在燃燒室13內(nèi)的已燃燒氣體朝著排氣開口22的方向排出，只由空氣進(jìn)行換氣。與此同時，從燃料噴射裝置41噴出的燃料，向第2控制閥37的切口面臨著的混合氣形成用空間44內(nèi)噴出。
接著，從下死點(diǎn)(BDC)約經(jīng)過了58°的時刻，換氣開口16、17、43因活塞6的上升而閉塞，停止從換氣開口16、17、43的空氣流入，即停止了換氣。同時，從該時刻開始，第2控制閥37使第2連通路33連通，混合氣從混合氣供給用開口34噴射到燃燒室13內(nèi)。同時，因活塞6的上升造成曲柄室9膨張，空氣從吸氣通路10經(jīng)過導(dǎo)閥12被吸入曲柄室9內(nèi)。在上述混合氣的噴射時，幾乎完全設(shè)有該混合氣的竄氣。
本實(shí)施例的火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)1，因其具有上述構(gòu)造及如上述地動作，所以具有以下效果。
如前所述，在圖示火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)1中，在換氣初期只由空氣進(jìn)行換氣，所以，混合氣照常地通過燃燒室13內(nèi)，可防止向排氣通路21排出的竄氣，提高燃料燃燒率，并防止未燃燒氣體對大氣的污染。
充填到腔室29內(nèi)的高壓縮氣體和從燃料噴射裝置41噴射出的燃料，在第2連通路33內(nèi)生成濃混合氣，該濃混合氣流入被通過空氣供給用換氣通路14、15、42的不含燃料的空氣充分換氣了的燃燒室13內(nèi)，所以，在該燃燒室13內(nèi)成為濃度適中的混合氣，能得到良好的燃燒，提高燃料燃燒率和排氣凈化性能。
由于高壓縮氣體取入用開口31的上端位置，不比混合氣供給用開口34的上端位置低，所以，在第2連通路33被第2控制閥37閉塞(混合氣供給結(jié)束)后，第1連通路30被第1控制閥38閉塞(高壓縮氣體充填結(jié)束)，這些連通路30、33的靠燃燒室側(cè)開口即高壓縮氣體取入用開口31、混合氣供給用開口34也按此順序被位于壓縮行程下的活塞的上升而閉塞。因此，能把這些高壓縮氣體取入用開口31、混合氣供給用開口34的位置設(shè)定得盡可能低，所以，可以保持內(nèi)燃機(jī)1的膨張比，保持其熱效率。
假設(shè)，把高壓縮氣體取入用開口31的上端位置，設(shè)定得比混合氣供給用開口34的上端位置低。則，在第1連通路30被第1控制閥38閉塞前，為了不閉塞流經(jīng)第1連通路30的高壓縮氣體的流動，必須把高壓縮氣體取入用開口31的上端位置設(shè)定在很高處，但是，在第1連通路30被第1控制閥38閉塞之間已經(jīng)閉塞了的第2連通路33的靠燃燒室側(cè)開口即混合氣供給用開口34的上端位置，不必要地高于高壓縮氣體取入用開口31的上端位置，所以，總體上，這些開口31、34的上端位置形成在較高位，其結(jié)果，內(nèi)燃機(jī)1的膨張比減小，不能保持其熱效率。
另外，在第2控制閥37使第2連通路33連通初期，為了使混合氣供給用開口34不被活塞閉塞，將該開口34的位置與活塞6外周上端之間保持距離S(可變)，所以，混合氣的噴霧方向被從第2控制閥37到燃燒室13之間的第2連通路33的形狀調(diào)節(jié)，使該噴霧方向不被活塞6攪亂。從而，可得到良好的燃燒，提高燃料燃燒率和排氣凈化性能。
另外，由于在第1連通路30內(nèi)，高壓縮氣體從燃燒室13向腔室29流動時的流通時間、該高壓縮氣體的壓力、高壓縮氣體取入用開口31的面積三者的乘積，與在第2連通路33內(nèi)，混合氣從腔室29向燃燒室13流動時的流通時間、該混合氣的壓力、混合氣供給用開口34的面積三者的乘積略相等，所以，從圖8至圖10可見，即使高壓縮氣體(壓縮氣體)向腔室29的充填時間短，通過增加高壓縮氣體的壓力和高壓縮氣體取入用開口31的面積，在該三者乘積相等的作用下，往腔室29內(nèi)充填的高壓縮氣體量，基本上與向燃燒室供給的混合氣量相抵，這樣，可確保廣旋轉(zhuǎn)區(qū)域向內(nèi)腔室29充填為向燃燒室供給混合氣所需足夠量的高壓縮氣體，使燃料供給狀態(tài)良好，得到良好的噴霧，進(jìn)行良好的燃燒。
另外，這種情況下，各流體的流通時間、壓力、流通通路斷面積并不局限于第1連通路30和第2連通路33的靠燃燒室13側(cè)開口31、34的位置上的這些值，也可以選擇第1控制閥38及第2控制閥37各周方向切口位置處的這些值。這時，把配設(shè)在第1連通路30上的第1控制閥38周方向切口深度，做成比配設(shè)在第2連通路33上的第2控制閥37周方向切口深度深，這樣，可以得到與上述同樣的效果(見圖6、圖7)。
如前所述，把兩者的積設(shè)定為略相等，可以將高壓縮氣體取入用開口31的面積、第1連通路30的燃燒室13側(cè)容積，限制到最小限度，所以，可保持內(nèi)燃機(jī)1的膨張比，保持其熱效率。
另外，由于把向腔室29充填高壓縮氣體的充填時期，和向燃燒室13供給混合氣的供給時期，設(shè)定成為相互有重合的時期，所以，氣缸內(nèi)壓力(燃燒室13內(nèi)壓力)即使因內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行條件而變動，在腔室29的壓力與氣缸內(nèi)壓力相等的曲柄轉(zhuǎn)角中，總保持著能充填高壓縮氣體和供給混合氣的狀態(tài)，所以，可以向腔室29內(nèi)有效地充填向燃燒室13運(yùn)送混合氣所需的足夠量高壓縮氣體，可確保向燃燒室13提供適量的混合氣。
第1控制閥38和第2控制閥37，并排設(shè)置在作為旋轉(zhuǎn)閥36基材的旋轉(zhuǎn)體的軸向方向，作為改變相位一體連接的旋轉(zhuǎn)閥，所以，這些控制閥的制造及其控制機(jī)構(gòu)的構(gòu)成容易。
另外，本實(shí)施例的火星點(diǎn)火式二沖程內(nèi)燃機(jī)1，也具有上述本申請人先前申請的二沖程內(nèi)燃機(jī)的效果。
權(quán)利要求
1.一種二沖程內(nèi)燃機(jī)，在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料或混合氣，向腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從上述燃燒室向上述腔室流動，混合氣在第2連通路中從上述腔室向上述燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞時附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞時附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中、在第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞；上述第1連通路和第2連通路的靠燃燒室側(cè)各開口，朝著氣缸孔開口，并且，第1連通路的靠燃燒室側(cè)開口的上端位置，不低于第2連通路的靠燃燒室側(cè)開口的上端位置。
2.一種二沖程內(nèi)燃機(jī)，在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向上述燃燒室供給燃料或混合氣，向上述腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向上述腔室流動，混合氣在第2連通路中從上述腔室向上述燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中的第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞；上述第1連通路和第2連通路的靠燃燒室側(cè)各開口，朝著氣缸孔開口，并且，第2連通路的靠燃燒室側(cè)開口的位置設(shè)定為，在第2控制閥使第2連通路連通的初期，不被活塞閉塞的位置。
3.一種二沖程內(nèi)燃機(jī)，在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料或混合氣，向腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向腔室流動，混合氣在第2連通路中從腔室向燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中的第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞；在第1連通路內(nèi)，高壓縮氣體從燃燒室向腔室流動時的流通時間、該高壓縮氣體的壓力、該第1連通路的通路斷面積三者的乘積，與在第2連通路內(nèi)，混合氣從腔室向燃燒室流動時的流通時間、該混合氣的壓力、該第2連通路的通路斷面積三者的乘積略相等。
4.一種二沖程內(nèi)燃機(jī)，在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上，配設(shè)著能開閉該連通路的控制閥，通過該連通路分別向燃燒室供給燃料或混合氣，向腔室供給高壓縮氣體，其特征在于，上述連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成，高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向腔室流動，混合氣在第2連通路中從腔室向燃燒室流動；上述控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成；上述第1控制閥在排氣開口閉塞附近，使第1連通路連通，并且在壓縮行程途中使第1連通路閉塞；上述第2控制閥在換氣開口閉塞附近，使第2連通路連通，并且在壓縮行程途中的第1連通路被閉塞前，使第2連通路閉塞；上述向腔室充填高壓縮氣體的充填時期、和向燃燒室供給混合氣的供給時期，設(shè)定成有相互重合的時期。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的二沖程內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，第1控制閥和第2控制閥是并排地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體的軸方向，并成一體連接的旋轉(zhuǎn)閥。
全文摘要
本發(fā)明提供的二沖程內(nèi)燃機(jī),能阻止燃燒室內(nèi)混合氣的竄氣,得到良好的燃燒,提高燃料利用率和排氣凈化性能。在燃燒室與鄰接該燃燒室的腔室之間的連通路上,配設(shè)著控制閥,連通路由第1連通路和第2連通路構(gòu)成,高壓縮氣體在第1連通路中從燃燒室向腔室流動,混合氣在第2連通路中從腔室向燃燒室流動;控制閥由設(shè)在第1連通路中的第1控制閥和設(shè)在第2連通路中的第2控制閥構(gòu)成;朝著氣缸孔5開口的第1連通路的開口的上端位置,不低于第2連通路的開口的上端位置。
文檔編號F02D13/02GK1200433SQ97119389
公開日1998年12月2日 申請日期1997年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月24日
發(fā)明者磯村真一, 淺井正裕, 天野雅司 申請人:本田技研工業(yè)株式會社