JP2023148340A - ２ストロークエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】掃気効果を高めることができる２ストロークエンジンを提供する。【解決手段】本開示の２ストロークエンジンＥは、燃焼室１２の頂壁１２ａにおけるシリンダ軸線ＡＸ１を挟んで吸気ポート１６および排気ポート１８をそれぞれ備え、吸気ポート１６および排気ポート１８が吸気弁２４および排気弁２６でそれぞれ開閉される。エンジンＥは、燃焼室１２の頂壁１２ａにガイド部５０を有している。ガイド部５０は、燃焼室１２に導かれる吸気を案内して、燃焼室１２の内周壁面１２ｂに沿ってシリンダ軸線ＡＸ１周りに旋回する螺旋状の第１の吸気流れＡｓを作る。【選択図】図１

Description

本出願は、２ストロークエンジンの吸気構造に関するものである。

２ストロークエンジンでは、燃焼ガスを掃気するための新気を、排気弁と反対側に位置するシリンダヘッド内壁面周辺部に導くものがある（例えば、特許文献１）。

特開平０４－１１６２２３号公報

要求出力、排気量、利用回転数などの各種の状況によっては、さらなる掃気効果の向上が要求される場合がある。

本出願の開示は、掃気効果を高めることができる２ストロークエンジンを提供する。

本開示の一形態に係る２ストロークエンジンは、燃焼室の頂壁におけるシリンダ軸線を挟んで吸気側に吸気ポートを、排気側に排気ポートをそれぞれ備え、前記吸気ポートが吸気弁で開閉される２ストロークエンジンであって、前記燃焼室の頂壁に、前記燃焼室に導かれる吸気を案内して、前記燃焼室の内周壁面に沿って前記シリンダ軸線周りに旋回する螺旋状の第１の吸気流れを作るガイド部を有している。

本開示の別の形態に係る２ストロークエンジンは、燃焼室の頂壁におけるシリンダ軸線を挟んで吸気側および排気側に吸気ポートおよび排気ポートをそれぞれ備え、前記吸気ポートが吸気弁で開閉される２ストロークエンジンであって、前記吸気ポートの周囲に位置して、前記吸気ポートが開いた状態の前記吸気弁の弁体に対向する対向壁を有し、前記対向壁は、前記内燃機関の内周壁面に隣接する部分が、切り欠かれている。

本開示の２ストロークエンジンによれば、吸気ポートの軸線に沿って吸気が導かれる場合に比べて、周方向に広範囲の領域の燃焼室周壁に吸気を導くことができる。これによって、燃焼室周壁付近の燃焼ガスを排気ポートに向けて掃気することができ、掃気効果が向上する。その結果、燃焼室周壁付近に残留する燃焼ガスを減らすことができる。

本開示の第１実施形態に係る２ストロークエンジンを示す断面図である。 図１のII－II線に沿った断面図である。 図１のIII－III線に沿った端面図である。 同燃焼室の頂壁を示す斜視図である。 同エンジンの吸気の流れを示す斜視図である。 本開示の第２実施形態に係る２ストロークエンジンの吸気の流れを示す斜視図である。

以下、本開示の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本開示の第１実施形態に係るエンジンを示す断面図である。本開示のエンジンＥは、クランクシャフト２が１回転すると、これに連結されたピストン４が２ストローク、つまり１往復動き、この間に吸入、圧縮、爆発、排気までの１サイクルが完了する２ストロークエンジンである。本実施形態のエンジンＥは、単気筒エンジンであるが、本開示のエンジンＥは、２気筒以上であってもよい。本開示のエンジンＥの燃料は、ガソリン、ディーゼル燃料、アルコール燃料などの炭化水素が含まれる液体燃料または気化燃料であってもよい。そのほか、燃料は、液化石油ガス（ＬＰＧ）、水素等の気体燃料であってもよい。

以下の説明において、エンジンは、上死点が上側に位置して、シリンダ軸線ＡＸ１が鉛直に沿うように配置された状態で説明する。この場合、「上方」とは、シリンダ軸線ＡＸ１に沿って反クランク軸心側、すなわち、ピストン上死点側をいい、「下方」とは、シリンダ軸線ＡＸ１に沿ってクランク軸心側、すなわち、ピストン下死点側をいう。言い換えると、上方とは、シリンダ軸線に沿って、下死点から上死点に向かう方向である。また下方とは、シリンダ軸線に沿って、上死点から下死点に向かう方向である。また、「上流側」は吸気の流れ方向の「上流側」をいい、「下流側」とは、吸気の流れ方向の「下流側」をいう。

エンジンＥは、前記ピストン４が接続されるクランクシャフトを支持するクランクケースと、クランクケースから上方に突出したシリンダ８と、シリンダ８の上端に取り付けられたシリンダヘッド１０とを有している。シリンダ８は、その内部に円柱状の内部空間が形成されている。ピストン４は、円筒形状に形成され、燃焼室１２を有し、シリンダ８の内部空間に収容されている。ピストン４は、クランクシャフトが回転することによって、シリンダ軸線ＡＸ１に沿って往復動する。

シリンダヘッド１０とシリンダ８とピストン４により、燃焼室１２が形成されている。言い換えると、燃焼室１２は、燃料が燃焼する燃焼空間を規定する。燃焼空間は、シリンダ軸線ＡＸ１と同軸の円柱状に形成される。詳細には、シリンダヘッド１０が燃焼室１２の頂壁１２ａを構成し、シリンダ８の内周面が燃焼室１２の内周壁面１２ｂを構成し、ピストン４の上面が燃焼室１２の底壁１２ｃを構成する。ここで、「燃焼室１２の頂壁１２ａ」とは、後述の吸気ポートおよび排気ポートが形成される側の壁をいう。本実施形態では頂壁１２ａは、燃焼室１２の上方の壁、すなわち、ピストン上死点側の壁をいう。

燃焼室１２の頂壁１２ａに、点火プラグ１５が取り付けられている。本実施形態では、点火プラグ１５は、シリンダ軸線ＡＸ１上と同軸に配置されている。シリンダヘッド１０は、シリンダ軸線ＡＸ１を挟んで一方側（図１の左側）に吸気ポート１６を有している。また、シリンダヘッド１０は、シリンダ軸線ＡＸ１を挟んで他方側（図１の右側）に排気ポート１８を有している。言い換えると、シリンダ軸線ＡＸ１に直交する直交方向に対して、シリンダ軸線ＡＸ１から直交方向一方側に吸気ポート１６が配置され、シリンダ軸線ＡＸ１から直交方向他方側に排気ポート１８が配置されている。吸気ポート１６および排気ポート１８は、シリンダヘッド１０の内部に形成された通路である。

吸気ポート１６における吸気流れ方向の上流端１６ａがシリンダヘッド１０の外側、すなわち燃焼室１２外に開口する。吸気ポート１６における吸気流れ方向の下流端１６ｂが燃焼室１２内に開口している。一方、排気ポート１８における排気流れ方向の上流端１８ａが燃焼室１２内に開口する。排気ポート１８における排気流れ方向の下流端１８ｂがシリンダヘッド１０の外側、すなわち燃焼室１２外に開口している。

吸気ポート１６から燃焼室１２内に燃料Ｆと空気Ａが供給される。燃料Ｆと空気Ａの混合気は、ピストン４の上昇によって圧縮され、点火プラグ１５で点火されて燃焼する。燃焼ガスＧは、排気ポート１８を介して燃焼室１２から排気される。

本開示のエンジンＥは、燃焼室１２に供給される吸気（空気）Ａを加圧する過給機２０を備えている。過給機２０は、本実施形態では、クランクシャフトによって回転駆動される機械式のスーパーチャージャーである。ただし、過給機２０は、これに限定されず、例えば、排気の流れを利用して回転駆動されるターボチャージャーであってもよい。

本実施形態のエンジンＥは、燃料のインジェクタの噴射口２２が燃焼室１２に開口し、燃焼室１２に直接燃料が噴射される直噴エンジンである。詳細には、インジェクタの噴射口２２は、排気ポート側の燃焼室１２の内周壁面１２ｂに向けて燃料Ｆを噴射する。ただし、本開示のエンジンＥは、直噴エンジンに限定されず、例えば、エンジンに取り付けられたスロットルボディにインジェクタが設けられ、吸気ポート１６に燃料を噴射する形式であってもよい。

吸気ポート１６および排気ポート１８は、吸気弁２４および排気弁２６でそれぞれ開閉される。具体的には、吸気ポート１６の下流端１６ｂが、吸気弁２４の往復動によって開閉される。同様に、排気ポート１８の上流端１８ａが、排気弁２６の往復動によって開閉される。図１では、開弁状態の各弁２４，２６は実線で示され、閉弁状態の各弁２４，２６は二点鎖線で示されている。吸気弁２４は、吸気ポート１６を開閉する弁体２４ａと、弁体２４ａと動弁系を繋ぐ弁棒２４ｂを有している。排気弁２６は、排気ポート１８を開閉する弁体２６ａと、弁体２６ａと動弁系を繋ぐ弁棒２６ｂを有している。吸気弁２４の弁棒２４ｂの軸心ＡＸ３はシリンダ軸線ＡＸ１に対して吸気側に傾斜しており、排気弁２６の弁棒２６ｂの軸心ＡＸ４はシリンダ軸線ＡＸ１に対して排気側に傾斜している。

各弁体２４ａ，２６ａは、下底面が燃焼室１２に向いた低い円錐台形状である。吸気ポート１６は、吸気弁２４の弁体２４ａが着座するバルブシート２８を有している。吸気弁２４が上方に移動して弁体２４ａの外周面がバルブシート２８に着座することで吸気ポート１６が閉塞され、吸気弁２４が下方に移動して弁体２４ａがバルブシート２８から離れることで吸気ポート１６が開放される。

同様に、排気ポート１８は、排気弁２６の弁体２６ａが着座するバルブシート３０を有している。排気弁２６が上方に移動して弁体２６ａの外周面がバルブシート３０に着座することで排気ポート１８が閉塞され、排気弁２６が下方に移動して弁体２６ａがバルブシート３０から離れることで吸気ポート１８が開放される。

本開示のエンジンＥは、吸排気弁２４，２６が燃料室１２の頂壁１２ａに配置されている頭上弁式のエンジンである。本開示のエンジンＥは、カムシャフトがシリンダ側にあるオーバーヘッドバルブ（ＯＨＶ）式であってもよく、１本のカムシャフトがシリンダヘッド側にあるオーバーヘッドバルブ（ＯＨＣ）式であってもよく、２本のカムシャフトがシリンダヘッド側にあるダブルオーバーヘッドバルブ（ＤＯＨＣ）式であってもよい。

図２に示すように、本実施形態のエンジンＥは、吸気弁２４と排気弁２６が２つずつ配置された４バルブ式のエンジンである。ただし、本開示のエンジンＥは、４バルブ式に限定されず、例えば、吸気弁２４と排気弁２６が１つずつ配置された２バルブ式、吸気弁２４と排気弁２６が３つずつ配置された６バルブ式、吸気弁２４と排気弁２６の一方が１つで他方が２つの３バルブ式、吸気弁２４と排気弁２６の一方が２つで他方が３つの５バルブ式等であってもよい。

本実施形態では、排気ポート１８の上流端の開口面積Ｓ１が、吸気ポート１６の下流端の開口面積Ｓ２よりも大きい。排気ポート１８の開口面積Ｓ１および吸気ポート１６の開口面積Ｓ２とは、燃焼室１２に開口する部分の面積をいう。具体的には、排気ポート１８の開口面積Ｓ１および吸気ポート１６の開口面積Ｓ２はそれぞれ、排気弁２６および吸気弁２４のバルブシート３０，２８の下端の面積をいう。複数の排気弁２６および吸気弁２４が存在する場合、排気ポート１８および吸気ポート１６の開口面積Ｓ１，Ｓ２は、それぞれ対応する複数の開口の面積の合計をいう。

また、本開示のエンジンＥでは、吸気弁２４と排気弁２６の両方が開いている状態（バルブオーバーラップ）が存在する。具体的には、エンジンＥの排気行程の終了間際に、すなわち、図１のピストン４が上死点に至る前に吸気弁２４が開き始める。これにより、バルブオーバーラップ中に吸気と排気を同時に行い、吸気した新気によりシリンダ内の既燃ガスを掃気できるから、吸気の充填効率の改善や、燃焼ガスの掃気効果の向上が期待できる。

吸気弁２４は、排気弁２６よりも上方、すなわち上流側にオフセットしている。具体的には、吸気ポート側のバルブシート２８が排気ポート側のバルブシート３０よりも上方に位置している。つまり、頂壁１２ａにおける吸気ポート１６と排気ポート１８との間に段差３２が形成されている。段差３２は、実線で示す開いた状態の吸気弁２４の弁体２４ａと、吸気弁２４の軸心ＡＸ３と直交する方向に対向する部分である。言い換えると、吸気ポート側のバルブシート２８は、頂壁１２ａにおけるシリンダ軸線ＡＸ１上の部分、本実施形態では点火プラグ１５の取付部分に比べて、上方に離れた位置に配置されている。これによって、吸気ポート側のバルブシート２８の下面と、頂壁１２ａのシリンダ軸線ＡＸ１部分とで、上下方向に段差３２が形成される。

吸気弁２４が全開状態、すなわち図１の最も下方に移動した状態で、頂壁１２ａにおけるシリンダ軸線ＡＸ１上の部分は、吸気弁２４の弁体２４ａよりも上方に位置する。言い換えると、全開状態の吸気弁２４の弁体２４ａと頂壁１２ａにおけるシリンダ軸線ＡＸ１上の部分とは、上下方向に間隔をあけて配置される。つまり、全開状態では、吸気ポート１６の全周から吸気が燃焼空間に流れ込む。また、頂壁１２ａにおける全開状態の吸気弁２４の弁体２４ａとの上下方向の隙間は、排気側よりも吸気側の方が大きく形成される。

図３に示すように、段差３２は、吸気ポート１６、すなわち吸気弁２４の弁体２４ａに対してほぼ同心円状に、吸気ポート１６に沿って形成されている。同心円状に形成されるのは、吸気ポート１６における排気ポート１８に隣接する領域およびシリンダ８の内周壁１２ｂに近接する領域である。段差３２は、頂壁１２ａのうちで、吸気ポート１６に対して排気ポート１８と反対側の領域、すなわち吸気側の領域Ｒ１を除く部分に形成されている。つまり、吸気側の領域Ｒ１には、段差３２は形成されていない。

このように吸気側の領域Ｒ１に段差３２が形成されていないので、図１に実線で示す吸気弁２４が開いた状態で、頂壁１２ａと吸気弁２４の弁体２４ａとの間の隙間からシリンダ軸線ＡＸ１に沿った縦の吸気流れＡｖが作り出される。

図３に示すように、段差３２は、吸気側以外でも、その一部が切り欠かれている。詳細には、段差３２におけるシリンダヘッド１０の内周壁面に隣接する部分Ｒ２が切り欠かれている。シリンダ８の内周壁面１２ｂに隣接する部分Ｒ２は、吸気ポート１６と排気ポート１８との間の領域で且つ、シリンダ軸線ＡＸ１の径方向外側となる領域であってもよい。図３に示すように、シリンダ軸線ＡＸ１方向から見て、段差３２におけるシリンダ８の内周壁面近傍の部分に、吸気ポート１６から吸気ポート１６の径方向に離れるように凹入した凹所３４が形成されている。

具体的には、凹所３４は、吸気ポート１６に対して径方向に最も近いシリンダの内周壁部分からシリンダの周方向に排気ポート１８に近づく第１離間方向に延びる。また、凹所３４は、シリンダ軸線ＡＸ１から排気ポート１８と吸気ポート１６との間を通過してシリンダの径方向外側に延びる第２離間方向に延びる。実際には、凹所３４は、吸気ポート１６から、第１離間方向成分と第２離間方向成分とを含む方向に延びる。本実施形態では、凹所３４は、各吸気ポート１６のシリンダの径方向外側に１つずつ、合計２つ設けられている。凹所３４は、吸気ポート１６から離れるように凹入した凹入壁３６により構成されている。

このように、段差３２は、吸気ポート１６よりも排気側で２つの凹入壁３６の間の第１の壁部分３８と、２つの凹入壁３６と、各凹入壁３６よりも吸気側の第２の壁部分４０とを有している。これら第１の壁部分３８、２つの凹入壁３６および２つの第２の壁部分４０が滑らかに連なって、段差３２が構成されている。

吸気弁２４が開く際、吸気側の領域Ｒ１のほうが、排気側の領域Ｒ２よりも、弁体２４ａと頂壁１２ａとの間の上下方向隙間が大きく形成される。つまり、吸気の通過流量として、吸気側の領域Ｒ１の方が大きい。また、燃焼空間における排気ポー１８トに対して離れた側の周壁に沿って吸気を導きやすい。さらに、縦の吸気流れＡｖは、弁体２４ａの傾斜に案内されて、周壁１２ｂに向かって流れた後、周壁１２ｂに衝突して周壁１２ｂに沿って下方に流れる。

第１の壁部分３８および第２の壁部分４０，４０が対向壁４２を構成している。対向壁４２は、吸気ポート１６の径方向周囲に位置し吸気ポート１６に沿って、吸気ポート１６の同心円状に形成され、吸気ポート１６が開いた状態の吸気弁２４の弁体２４ａに対向する部分である。対向壁４２は、凹所３４を挟んで吸気ポート１６の周方向両側に形成されている。つまり、凹所３４が対向壁４２の切り欠き領域４４を構成し、切り欠き領域４４によって対向壁４２が部分的に切り欠かれている。

段差３２の第１の壁部分３８におけるシリンダ軸線ＡＸ１近傍部分は、点火プラグ１５に沿って、吸気側に膨出した膨出部分３８ａを有している。つまり、第１の壁部分３８は、膨出部分３８ａから吸気ポート１６に沿って径方向外側に延びて、径方向外側端３８ｂで凹入壁３６に連なっている。第１の壁部分３８は、図１に実線で示すように、吸気弁２４が開き始めの段階において、吸気ポート１６から排気ポート１８への吸気の吹き抜けを防ぐ。

図３に示すように、凹入壁３６は、切り欠き領域４４に対して吸気ポート１６の周方向両側に配置されている。具体的には、凹入壁３６は、第１の壁部分３８の径方向外側端３８ｂに連なる第１凹入壁部分３６ａと、第２の壁部分４０の排気側端４０ａに連なる第２凹入壁部分３６ｂとを有している。各凹入壁部分３６ａ，３６ｂは、第１および第２の壁部分３８，４０からそれぞれ吸気ポート１６の径方向に遠ざかるとともに、互いに周方向に近づくように延びている。換言すれば、第１および第２凹入壁部分３６ａ，３６ｂは、切り欠き領域４４から吸気ポート１６の径方向に遠ざかるとともに、周方向に近づいている。

凹入壁３６は、図４に示すように、段差３２の上部３２ａから下部３２ｂに向かって吸気ポート１６から離れるように下方に傾斜して延びている。凹入壁３６は、対向壁３２の切り欠き領域４４を通過した吸気をピストン側に向けて案内する偏向壁４６を構成している。偏向壁４６は、段差３２のうちで、吸気ポート１６に対する同心円よりも径方向外側に退避した部分をいう。換言すれば、偏向壁４６は、段差３２のうちで、図３に破線Ｒ２で示す円弧よりも径方向外側の部分をいう。

吸気ポート１６から燃焼室１２に流入する吸気の一部は、対向壁４２に案内されて、図４に示すように、凹入壁３６に沿って流れる。具体的には、第２の壁部分３８に案内された吸気と、第２の壁部分４０に案内された吸気が凹入壁３６の凹所３４で合流して流速が高められる。凹入壁３６の凹所３４は、対向壁４２に比べて吸気ポート１６から径方向に離れているので、吸気ポート１６と燃焼室１２とを連通する通路として機能し、凹所３４から吸気が燃焼空間に導かれる。凹所３４はシリンダの内周壁面に近接しているので、凹所３４から導かれた吸気は、シリンダ３２の内周壁面に沿ってシリンダ軸線ＡＸ１周りに旋回する螺旋状の第１の吸気流れＡｓが作り出される。

この第１の吸気流れＡｓは、偏向壁４６に沿って流れピストン側に向けて案内される。つまり、本実施形態では、第１の吸気流れＡｓは、ピストン軸線ＡＸ１に直交する方向に偏りを持つ流れであって、下方に傾斜した斜め方向の流れである。一方、上述の図１に示すシリンダ軸線ＡＸ１に沿った縦の吸気流れＡｖが、第１の吸気流れＡｓとは別方向の第２の吸気流れＡｖを構成する。

このように、凹入壁３６は、燃焼室１２に導かれる吸気を案内して、燃焼室１２の内周壁面に沿ってシリンダ軸線ＡＸ１周りに旋回する螺旋状の第１の吸気流れＡｓを作るガイド部５０を構成する。偏向壁４６は、ガイド部５０の一部を構成し、凹入壁３６を通過した吸気をピストン側に向けて下方に案内して第１の吸気流れＡｓに下方の流れを付与する。

本実施形態では、２つのガイド部５０が、シリンダ軸線ＡＸ１を挟んでシリンダ８の径方向の両側に位置している。２つのガイド部５０は、周方向の逆向きに湾曲している。したがって、２つのガイド部５０により、逆向きの２つの螺旋状の吸気流れＡｓが作られる。

対向壁４２と偏向壁４６は、一つの段差３２として形成されている。また、本実施形態では、偏向壁４６は、吸気ポート１６から径方向に遠ざかるにつれて傾斜が緩やかになっている。したがって、偏向壁４６の最も吸気ポート１６から径方向に遠ざかった最遠方部分４６ａは、対向壁４２に比べて緩やかな傾斜である。これにより、第１の吸気流れＡｓの旋回方向の流れを強くできる。また、最遠方部分４６ａの傾斜角度を対向壁３２の傾斜角度に近づけることで、ピストン４に向かう下方向の流れを強くできる。このように最遠方部分４６ａの傾斜は、エンジンＥの掃気状況に応じて設定できる。

つぎに、本実施形態のエンジンＥの吸気の流れを説明する。図１のエンジンＥが始動すると、クランクシャフト２が回転する。クランクシャフト２の回転に連動して、ピストン４が上下動するとともに、吸排気弁２４，２６が開閉する。具体的には、上死点付近で点火プラグ１５により点火され爆発が起こり（爆発行程）、ピストン４が上死点から下方に移動する過程で排気弁２６が開いた後で吸気弁２４が開く（掃気行程）。掃気が完了したタイミングで排気弁２６が閉じて吸気が導入されて燃料が噴射され（吸入行程）、再び上死点に達するまでに吸気弁２４が閉じてピストン４が上昇して圧縮される（圧縮行程）。

掃気行程において吸気弁２４が開くと、頂壁１２ａと吸気弁２４の弁体２４ａとの間の隙間からシリンダ軸線ＡＸ１に沿った縦の吸気流れＡｖが作り出される。つぎに、吸気ポート１６からの吸気の一部が、対向壁４２から凹入壁３６に向かって流れ、シリンダ３２の内周壁面に沿ってシリンダ軸線ＡＸ１周りに旋回する螺旋状の第１の吸気流れＡｓが作り出される。実際には、２つの凹入壁３６により互いに逆向きに旋回する２つの第１の吸気流れＡｓが作り出される。また、第１の吸気流れＡｓは、偏向壁４６により斜め下方に案内される。

このように、シリンダ軸線ＡＸ１に沿う下方の吸気流れＡｖと、シリンダ軸線ＡＸ１まわりの２つの旋回流Ａｓの３つの吸気流れが作り出される。それぞれ異なる部位の内周面に沿って流れる吸気を作り出すことで広範囲にわたって、未燃ガスを排気ポート１８に押し出すことができる。さらに、２つの逆向きの第１の吸気流れＡｓは、排気側の内壁面で衝突する。

一方、縦の吸気流れＡｖは、シリンダ８の内壁面に沿って下方に流れた後、ピストン４の上面１２ｃに当たって、ピストン４の上面１２ｃに沿って排気側に流れる。排気側に流れた吸気流れＡｖは、シリンダ８の排気側の内壁面に沿って上方に流れ、排気弁１８に向かって流れる。このとき、排気側の内壁面で衝突した第１の吸気流れＡｓも、この上向きの吸気流れＡｖにより排気弁１８に向かって流れる。

互いに衝突して勢いがなくなった第１の吸気流れＡｓは、燃焼ガスを排気側に押し集めることになる。この燃焼ガスを含みつつ勢いがなくなった吸気を、上方の第２の吸気流れＡｖが排気ポート１８に向けて効果的に押し出す。第２の吸気流れＡｖの流量が、第１の吸気流れＡｓに比べて多くなるように設定してもよい。これによって、排気ポート１８に押し出しやすくできる。流れに時間差を与えることで、２つの第１の吸気流れＡｓが衝突した吸気を第２の吸気流れＡｖで効果的に押し出すことができる。そのほか、押し出した後で、吸気弁２４が全開になると、吸気ポート１６の全周にわたって吸気を燃焼室に導くことができ、圧縮率を高めやすい。

バルブオーバーラップ時、図１に示す対向壁４２により、吸気ポート１６からの吸気Ａが排気ポート１８に向かうのが防止され、下方に案内される。また、本開示のエンジンＥは過給機２０を有しており、吸気ポート１６の吸気は加圧されているので、バルブオーバーラップ時に吸気ポート１６から逆流することが防がれる。

本実施形態では、排気ポート側の壁面、詳細には、２つ第１の吸気流れＡｓが衝突する辺りに向けて、燃料Ｆが噴射されている。上述の上向きの吸気流れＡｖにより、排気ポート側の壁面に燃料Ｆが付着するのを防ぐことができる。

上記構成によれば、ガイド部５０により螺旋状の第１の吸気流れＡｓを作ることで、吸気ポート１６の軸線ＡＸ３に沿って吸気が導かれる場合に比べて、燃焼室１２における周方向に広範囲の領域に吸気を導くことができる。これによって、燃焼室１２の内周壁付近の燃焼ガスを排気ポート１８に向けて掃気することができ、掃気効果が向上する。その結果、燃焼室１２の内周壁付近に残留する燃焼ガスを減らすことができる。

ガイド部５０は、対向壁４２の内周壁面に隣接する部分が切り欠かれることで構成されている。吸気弁２４が開いた状態では、吸気Ａの一部が対向壁４２に衝突して排気ポート１８に向かって流れるのを防ぐ。対向壁４２に衝突した吸気Ａは対向壁４２に沿って径方向外側に流れ、ガイド部５０から燃焼室１２に流れ込む。また、ガイド部５０は、燃焼室１２の内周壁面に隣接しているので、燃焼室１２の内周壁面に沿って旋回する螺旋状の吸気流れＡｓとなって燃焼室１２に導かれる。このように、対向壁４２によって排気ポート１８への吹き抜けを防止しつつ、この対向壁４２の一部を切り欠くことで、ガイド部５０を形成して、上述の螺旋状の第１の吸気流れＡｓを作り出すことができる。

対向壁４２は、切り欠き領域４４を挟んで吸気ポート１６の周方向両側に形成されている。これにより、切り欠き領域４４の両側の対向壁４２に衝突した吸気Ａがガイド部５０から燃焼室１２に流れ込むので、螺旋状の第１の吸気流れＡｓの流量を増やすことができる。その結果、掃気効果が向上する。

凹入壁３６を通過した第１の吸気流れＡｓは、偏向壁４６によりピストン側に向けて案内される。これにより、第１の吸気流れＡｓのうちでピストン４に向かう成分を大きくすることができ、ピストン４に到達する吸気量を増やすことができる。

凹入壁３６および偏向壁４６は、対向壁４２の切り欠き領域４４に対して吸気ポート１６の周方向両側に配置され、切り欠き領域４４から吸気ポート１６の径方向に遠ざかるとともに、両側の凹入壁３６および偏向壁４６が周方向に近づいている。これにより、凹入壁３６および偏向壁４６に沿って案内された吸気流れＡｓを集めて燃焼室１２内に導くことができ、吸気流れＡｓの流速を高めることができる。

対向壁４２は、頂壁１２ａにおける排気ポート１８と反対側の領域を除く位置に形成されている。つまり、排気ポート１８と反対側の領域には、対向壁４２が形成されていない。このため、吸気弁２４が開いた状態では、吸気ポート１６寄りの燃焼室１２の内周壁面に沿っても吸気が導かれる。これによって、第１の吸気流れＡｓの他の流れＡｖを作り出すことができ、広範囲の燃焼室１２の内周壁面に吸気を導くことができる。

吸気弁２４が開いた状態で、頂壁１２ａと吸気弁２４の弁体２４ａとの間の隙間から、螺旋状の第１の吸気流れＡｓとは別方向に、シリンダ軸線ＡＸ１に沿った第２の吸気流れＡｖが作り出されている。このように、螺旋状の第１の吸気流れＡｓに加えて、シリンダ軸線ＡＸ１に沿う第２の吸気流れＡｖが形成されることで、より広範囲の領域の燃焼室１２の内周壁面に吸気を導くことができる。

排気ポート１８の開口面積Ｓ１が吸気ポート１６の開口面積Ｓ２よりも大きいので、排気効率を高めることができる。

インジェクタの噴射口２２から排気ポート側の燃焼室１２の内周壁面に向けて燃料Ｆが噴射されているが、縦方向の第２の吸気流れＡｓにより、壁面に燃料Ｆが付着するのを防ぐことができる。

また、上記構成によれば、対向壁４２のうちで燃焼室１２の内周壁面１２ｂに隣接する部分が切り欠かれている。これによって、吸気ポート１６における燃焼室１２の内周壁面１２ｂに隣接する部分から燃焼室１２に導かれる流れを作ることができ、燃焼室１２における周方向に広範囲の領域に吸気を導くことができる。これにより、燃焼室１２の内周壁付近の燃焼ガスを排気ポート１８に向けて掃気することができ、掃気効果が向上する。その結果、燃焼室１２の内周壁付近に残留する燃焼ガスを減らすことができる。

図６は、本開示の第２実施形態にかかる２ストロークエンジンの吸気の流れを説明する斜視図である。第２実施形態では、吸気ポート１６の切り欠き領域４４から燃焼室１２内に流入する２つの第３の吸気流れＡｔは、旋回流ではなく、対向壁４２でガイドされた下方に向かう流れである。第２実施形態においても、シリンダ８の内周壁面１２ｂに沿った第２の吸気流れＡｖと、シリンダ８の内周壁面１２ｂに沿った２つの第３の吸気流れＡｔの３方向からの流れで掃気されるので、燃焼室１２の内周壁付近に残留する燃焼ガスを減らすことができる。

本開示は、以上の形態に限定されるものでなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本開示の範囲内に含まれる。

４ ピストン
１２ 燃焼室
１２ａ 頂壁
１２ｂ 燃焼室の内周壁面
１６ 吸気ポート
１８ 排気ポート
２２ インジェクタの噴射口
２４ 吸気弁
２４ａ 吸気弁の弁体
４２ 対向壁
４４ 切り欠き領域
４６ 偏向壁
５０ ガイド部
Ａｓ 螺旋状の吸気流れ（第１の吸気流れ）
Ａｖ 縦の吸気流れ（第２の吸気流れ）
ＡＸ１ シリンダ軸線
Ｅ エンジン
Ｓ１ 排気ポートの開口面積
Ｓ２ 吸気ポートの開口面積

Claims (10)

1. 燃焼室の頂壁におけるシリンダ軸線を挟んで吸気ポートおよび排気ポートをそれぞれ備え、前記吸気ポートが吸気弁で開閉される２ストロークエンジンであって、
   前記燃焼室の頂壁に、前記燃焼室に導かれる吸気を案内して、前記燃焼室の内周壁面に沿って前記シリンダ軸線周りに旋回する螺旋状の第１の吸気流れを作るガイド部を有している２ストロークエンジン。
2. 請求項１に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記ガイド部は、前記吸気ポートの周囲に位置して、前記吸気ポートが開いた状態の前記吸気弁の弁体に対向する対向壁を有し、
   前記対向壁は、前記内燃機関の内周壁面に隣接する部分が、切り欠かれている２ストロークエンジン。
3. 請求項２に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記対向壁は、切り欠き領域を挟んで吸気ポートの周方向両側に形成されている２ストロークエンジン。
4. 請求項２または３に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記頂壁は、前記対向壁の切り欠き領域を通過した吸気をピストン側に向けて案内する偏向壁を有しているストロークエンジン。
5. 請求項４に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記偏向壁は、前記対向壁の切り欠き領域に対して前記吸気ポートの周方向両側に配置され、前記切り欠き領域から前記吸気ポートの径方向に遠ざかるとともに、両側の前記偏向壁が周方向に近づく２ストロークエンジン。
6. 請求項２から５のいずれか一項に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記対向壁は、前記頂壁のうちで、前記吸気ポートに対して前記排気ポートと反対側の領域を除く位置に形成されている２ストロークエンジン。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記吸気弁が開いた状態で、前記頂壁と前記吸気弁との間の隙間から、前記第１の吸気流れとは別方向に前記シリンダ軸線に沿った第２の吸気流れが作り出されている２ストロークエンジン。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の２ストロークエンジンにおいて、前記排気ポートの開口面積が、前記吸気ポートの開口面積よりも大きい２ストロークエンジン。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の２ストロークエンジンにおいて、さらに、前記排気ポート側の前記燃焼室の内周壁面に燃料を噴射するインジェクタの噴射口を備えた２ストロークエンジン。
10. 燃焼室の頂壁におけるシリンダ軸線を挟んで吸気ポートおよび排気ポートをそれぞれ備え、前記吸気ポートが吸気弁で開閉される２ストロークエンジンであって、
    前記吸気ポートの周囲に位置して、前記吸気ポートが開いた状態の前記吸気弁の弁体に対向する対向壁を有し、
    前記対向壁は、前記燃焼室の内周壁面に隣接する部分が、切り欠かれている２ストロークエンジン。

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