CN102269058A - 复合型内燃机 - Google Patents

Abstract

复合型内燃机，为实现阿特金森循环，在容积型内燃机的排气口上安装压力再生器而欲使排气的能量再生时，在4冲程内燃机中，如果欲提高再生压力，则发生异常燃烧或排气阀的熔损。通过作为容积型内燃机使用6冲程内燃机来解决了上述问题。基于本发明的带再生器的6冲程内燃机能够使6冲程内燃机和再生器的输出比例变化，因此作为利用该原理来产生2种输出的内燃机，能够利用控制性高的6冲程燃气轮机。该内燃机作为发电所用的小型的发电机的原动机，或作为在船舶或车辆等移动体中搭载的内燃机，在燃料经济性方面优异，因此是有用的。特别适合于混合动力方式的车辆等移动体。另外，关于本发明具有实施许诺的准备。

Description

复合型内燃机

本申请是申请号为2007800307126，国际申请日为2007年8月6日，发明名称为带再生器的6冲程内燃机的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及将与再生器组合的容积型内燃机变为6冲程内燃机，从而提高燃料经济性的复合冲程内燃机及其利用。

背景技术

从以往已知在容积型内燃机的排出口上，安装将排气气体中残留的压力能量变换为旋转动力的容积型的电动机或废气涡轮等，而将动力取出到外部的系统。最近还提出有将该再生器变为容积膨胀器，设置调整所导入的气体流量的阀的再生装置(例如，参照专利文献1)，但是未涉及适合于安装再生器的容积型内燃机。以后，将这样的将排气气体中残留的压力能量变换为旋转动力的容积型的装置称作“再生器”，并将成为再生器的入口压力的排气口的压力称作“再生压力”。

虽然不是一般的常识，但是已知以(1)吸气、(2)压缩、(3)燃烧/膨胀、(4)排气、(5)扫气导入、(6)扫气排气的6个行程来完成1个循环的内燃机为“扫气内燃机”(例如参照专利文献2)。其中，以下将排气口为1个的本文献中所说的“以往的扫气内燃机”称作“6冲程内燃机”。

已知在将第5行程改变为(5)水喷射膨胀行程的6冲程柴油机中具有作为再生器的废气涡轮的内燃机(例如，参照专利文献3)。但是，没有记载或暗示排气口的压力是与吸气口的压力相等的压力(参照上述文献的图2)，提高再生压力来使生更多的排气的压力能量再生。

作为将容积型内燃机即往复活塞内燃机作为燃烧室使用的燃气轮机，已知有称作佩斯卡拉循环(Pescara Cycle)的自由活塞式燃气轮机。

已知有使构成废气涡轮的喷嘴的叶轮(vane)的角度连续变化，使涡轮的喷嘴的开口面积变化，改变气体的通路面积，由此对应于气体量的变化的系统(例如参照专利文献4)。可变喷嘴数涡轮通过作为本申请的优先权主张的基础的申请来描述。

作为混合动力车辆，已知有将内燃机的输出全部变换为电力，用该电力驱动车辆驱动用电动机并行驶的串联混合动力车辆。已知有用来自内燃机的输出通过变速器驱动车辆，并且在该内燃机的输出轴上直接连接电动机，用来自蓄电池的电力来驱动该电动机的并联混合动力车辆(例如参照专利文献5)。

用行星齿轮分配来自内燃机的输出，用该输出的一部分来驱动车辆，并且用剩余的部分驱动电动机兼发电机并进行发电，用发电的电力和来自蓄电池的电力驱动在驱动轮一侧连接的其他电动机的形式的使用2个电动机和行星齿轮的转矩分配系统，而具有串联型和并联型两者的特性的混合动力车辆(例如参照专利文献6)。

专利文献1：JP专利3739725公报

专利文献2：JP实开平2-96435公报

专利文献3：JP专利2819676公报

专利文献4：JP特开2001-12252公报图2

专利文献5：JP专利2857666公报

专利文献6：JP特开2006-22890公报

在通常的4冲程内燃机中，用压缩比来决定燃烧气体的膨胀比。在压缩行程中将吸气进行绝热压缩，在温度上升的状态下使其燃烧，并在燃烧/膨胀行程中，按压缩比膨胀而作为动力，因此在比外气的压力仍高很多的压力时，排气阀打开，将排气气体的能量向大气释放。

试图利用该压力能量的具有比压缩比更大的膨胀比的内燃机的发明概念是阿特金森循环的概念，这从以往已被知道。通过改变吸气阀的定时，来将它适用到通常的4冲程内燃机中的是米勒循环。但是，这些内燃机如果排气量相同，则有时输出下降，而相对于此往返运动引起的摩擦不改变，因此存在相对于输出的摩擦比率增加的问题。

如果在4冲程内燃机中，安装再生器，并为了提高循环效率，取高的再生压力，则会发生异常燃烧或排气阀的熔损等问题。在再生压力低的时候，在排气阀打开时，将气体向排气口压出，从而在气缸内残留的排气气体绝热膨胀，变为有些低温，而在再生压力高的时候，没有排气阀打开时的压力下降，因此维持在高温的排气气体通过活塞的上升，而压出到排气口。因此，失去接触低温气体的机会的排气阀发生熔损。进而在预混合气方式的内燃机时，在结束排气行程时的气缸内，排气气体以更高温更多地残留，因此发生异常燃烧，而且在吸气阀打开时，高温的排气气体直接接触混合气，导致发生逆火。

在4冲程内燃机中，为了一边抑制异常燃烧等的发生，一边提高压缩比，燃烧室周围的冷却是必不可少的，燃烧能量的多数作为冷却损失，而抛弃到冷却水中。这里，异常燃烧是燃烧室内的混合气局部高温化时，混合气在来自火花塞的火焰的传播之前，因其压力上升引起的温度上升，而一下子发生自动点火并燃烧的称作爆燃的现象。如果发生异常燃烧，在比本来预测的燃烧时期更早的时期一下子燃烧，因此活塞上止点附近的燃烧室内的压力异常上升，成为不愉快的爆击音的原因，并且成为活塞或盖等零部件损伤，内燃机全体的耐久性显著下降的原因。但是，要想使排气的能量再生时，可再生的能量根据被抛弃到冷却水中的能量的部分而相应地减少，这就是问题。

因此，屡次尝试在柴油机中局部进行的将气缸盖或活塞盖的燃烧室壁面从金属置换为绝热性高的陶瓷等的所谓的“绝热化”。但是，特别是进入到排气阀周边的混合气与在燃烧室中残留的温高温的燃烧气体混合，进而从燃烧壁受到热而使温度上升，变得容易发生异常燃烧。如果在此进行“绝热化”，则燃烧室全体的混合气的温度就进一步上升，变得容易发生异常燃烧或排气阀的熔损等。在4冲程内燃机中，实施这种“绝热化”是，因为了避免异常燃烧必须降低压缩比，效率反而下降。

燃气轮机在输出的比例上具有紧凑的优点，但是具有部分燃料经济性差，从起动到变为全开状态为止花费时间的缺点。作为改善这点的方法，已知有“自由活塞式燃气轮机”，但是由于成为燃烧室的容积型内燃机的部分采用2冲程内燃机的形态，所以再生压力几乎等于扫气压力，排气阀打开时，排气气体自由膨胀到扫气压力，导致一部分的压力能量被释放。此外，送入增压气并达到气缸内的燃烧所需的量以上，因此必然无法采用预混合式内燃机，只能限定为直喷式内燃机。因为不具有曲柄轴，所以具有相当于内燃机转速的每小时的循环数的控制性差的缺点、和对负荷变动的对应性差的缺点。

根据排气催化剂的不同，当氧浓度变得过高时，有时无法顺利进行氮氧化物的还原。作为其对策，使用EGR(Exhaust Gas Recirculation：排出气体再循环)系统，积极地在内燃机的吸气中送入排气循环气体。但是，在6冲程内燃机中，如果在吸气和扫气中均一地混合循环气体，则吸气中的氧浓度下降，能够燃烧的燃料减少且输出下降，相反在扫气中混合有新气，而依旧具有通过催化剂的排出气体变为氧过多的问题。

多气缸6冲程内燃机的气缸配置可利用与一般在2冲程内燃机中使用的气缸配置相同的气缸配置。但是，具有3的倍数的气缸数的6冲程内燃机如果采用2冲程的气缸配置则不能成为等间隔燃烧的内燃机，难以作为乘用车用的内燃机来使用。在各转速的燃烧次数少的6冲程内燃机中，常常希望6气缸左右，但是在车辆等中经常使用的V型配置的内燃机中，如果是等间隔燃烧，则只存在发生1次振动的配置，因此成为问题。

现在，在乘用车中，将内燃机放在车体前部的前轮驱动车辆即所谓的FF车成为主流，但是要搭载近年增加起来的混合动力方式的驱动系统时，成为问题的是内燃机或电动机等驱动系统的宽度。如果考虑到动力传递系统的效率，则想将电动机或内燃机的旋转轴相对于车体横向搭载，但是必须将车体宽度增加相应于电动机宽度的量，具有车体自身变为不同的问题。即使假设变为新的车体，对于小型乘用车而言，100mm的车体宽度的扩大从市场性出发是致命的。因为该问题，所以混合动力车限定于一部分的机种。

如果从燃料经济性而言，希望柴油机和混合动力系统组合的车辆，但是除了与上述同样的问题以外，因为包含带增压器的柴油机的辅助机的空间和转矩特性的问题，所以到目前为止，作为乘用车还不成立。

发明内容

在本发明及其说明中，在直喷式内燃机中包含压缩点火内燃机和火花点火内燃机即在气缸内具有燃料喷射阀的内燃机。带再生器的容积型内燃机全体的理论效率变为最大的再生压力以后称作理想再生压力。在混合动力车辆的概念中，理解为包含电气式和油压式，这时，记载为发电机时，是指油压泵，记载为蓄电池时，是指蓄能器，记载为动力线时，是指高压油路，记载为将动力变换为电力时，意味着将流体高压化并压送。关于权利要求书，也同样。

本发明的第1课题解决方案是一种内燃机，其特征在于，将容积型内燃机和从其排气利用再生器将输出向外部取出的内燃机作为带再生器的6冲程内燃机。

作为第1课题解决方案的效果，如果容积型内燃机是6冲程内燃机，则通过(5)扫气导入、(6)扫气排气的行程，使燃烧室和排气阀通过扫气被冷却，即使提高再生压力，也不发生排气阀的熔损等，从而具有再生器不容易变热的优点。在吸气行程开始时，吸气阀打开时有可能逆流的燃烧室内的气体是扫气，即使再生压力上升，温度低且接触到吸气，也不会发生逆火。

此外，6冲程内燃机能够从内部将燃烧室冷却，因此即使“绝热化”时，也难以发生异常燃烧。因此，能够利用再生器将以往被抛弃到冷却水中的燃烧能量变换为动力，且具有再生效率提高的优点。

本发明的第2课题解决方案是在基于第1课题解决方案的内燃机的基础上，其特征在于，具备如下系统，该系统具有相对于吸气口独立的扫气口，且将来自再生器的排出气体主要向扫气口循环。

第2课题解决方案中，不降低吸气中的氧浓度，而降低通过催化剂的排出气体的氧浓度，具有促进催化剂的还原作用的效果。虽然在直喷式6冲程内燃机中，还有以扫气和吸气的口为共用，且都供给新气的方法，但是这时，为了除去排气中的氮氧化物，需要有水洗设备等固定设备型的排气气体净化系统，相对于此对排气净化系统而言能够采用催化剂方式的系统，且具有能够小型化的优点。

本发明的第3课题解决方案是在基于第1课题解决方案的内燃机的基础上，其特征在于：由保温材料覆盖6冲程内燃机和再生器之间的排气管来进行绝热化。

第3课题解决方案不会将对再生器供给的排气的能量无用地向周围抛弃，具有再生能力提高的优点。在以往的带涡轮增压器的4冲程内燃机中，为了废气涡轮的轴颈不会因热而损伤，积极地将废气涡轮冷却，排气管也直接接触外气并冷却。但在6冲程内燃机中，因扫气的存在而排气温度低，因此排气管积极地保温，将更多的排气能量向再生器引导而提高内燃机的综合效率。在带再生器的6冲程内燃机中，与4冲程内燃机相比，具有在催化剂的升温上花费更多时间的倾向，但也具有缩短它的效果。在排气催化剂的升温中，将EGR气体通过催化剂的周围来保温也是一个方法。为了提高效率，到再生器的排气口也应该绝热化。

本发明的第4课题解决方案是在基于第1课题解决方案的内燃机的基础上，其特征在于，在再生器上具有使排气气体的通过气体量变化的机构，利用该机构使再生压力变化，从而能够控制6冲程内燃机的输出和来自再生器的输出的比例。

作为第4课题解决方案的效果，提供适合于欲对2个负荷改变动力的分配比后进行供给时的内燃机。例如，适合作为如行驶用的驱动力之外与行驶速度不太有关地进行农作物的收割或脱壳的机械部分的驱动力为必要的农业用机械、推进力之外有必要驱动比较大的发电机的游船那样的移动体的动力源。

如果说明该原理，利用再生器取出很多的输出地将再生压力取得很高，则在(4)排气行程和(6)扫气排气行程中，为了排出气缸内的气体，6冲程内燃机消耗自身的运动能量。此外，如果将再生压力取得很高，则在(6)扫气排气行程中残留在燃烧室中的气体量增加，且在下一(1)吸气行程中吸气气体量减少，6冲程内燃机的输出转矩下降。根据这2个效果，再生压力越高，6冲程内燃机的输出越降低，而单纯地再生压力越高，再生器的输出也越高。本课题解决方案利用该原理控制再生压力，从而控制6冲程内燃机和来自再生器的输出的比例。

作为使再生压力变化的方法，作为再生器而使用容积型膨胀器时，通过使其转速变化来进行。作为再生器而使用燃气轮机时，利用使对涡轮喷射气体的喷嘴的总面积变化的方法来进行。特别是采用可变喷嘴数燃气轮机时，具有将紧凑的燃气轮机作为再生器使用，而且对根据负荷变动来排气气体量变化的内燃机始终能够维持高的效率的优点。

根据本课题解决方案，与6冲程内燃机的负荷无关，进行几乎一定的再生压力的控制，从而具有防止来自再生器的输出变得过大的效果。带再生器的6冲程内燃机如果负荷变大，则导入很多的吸气，燃料也增加，因此最大压力上升。这时理想再生压力也上升，为了与此对应再生器内部的膨胀比也上升，因此来自再生器的输出增加到内燃机全体的输出增加部分以上。而如果再生压力基本上一定，则再生器中的膨胀比不变，且再生器的输出与内燃机全体的排气气体量成比例，因此能够抑制再生器的输出。如果能够抑制来自再生器的输出，则能够将吸收再生器的输出的发电机等小型化，其控制器、储备电力的蓄电器、利用发电的电力的电动机等的负荷电容也能够减小，成为系统全体变紧凑的优点。

此外，在自然吸气的6冲程内燃机中，理想再生压力接近4气压，带增压器的6冲程内燃机的理想再生压力变为更高的压力。处理这样的压力的再生器无论是容积型膨胀器，还是燃气轮机，都是多级，系统变得复杂。因此，通过进行将再生压力为4气压以下的一定压力的控制，而使再生器的单级化变为可能，具有将再生系统单纯化的优点。此外，全负荷时的包含再生器的内燃机的综合效率稍稍下降，但是具有如下优点：全负荷时的6冲程内燃机单体的输出比变为理想再生压力时提高的优点；扫气和吸气的气体的交换效率提高，因此内燃机全体的最高输出提高，不容易变热的优点。

本发明的第5课题解决方案是在基于第1课题解决方案的内燃机的基础上，其特征在于，在6冲程内燃机的吸气口上具有增压器，并且在排气口上具有再生器即燃气轮机，从该燃气轮机取出主要的输出。

如果考虑到6冲程内燃机的燃烧室的最大压力存在临界，则越提高增压压力，6冲程内燃机的输出比例越减小，再生器中的输出比例增大。如果增压压力提高到4气压左右或其以上，则成为内燃机的输出的几乎全部从再生器即燃气轮机取得的内燃机。应该是指作为燃烧室，使用6冲程内燃机的燃气轮机，即6冲程燃气轮机。以下，将基于本课题解决方案的内燃机称作“6冲程燃气轮机”。

6冲程燃气轮机在动力轴转速高的使用用途中，成为紧凑且容易控制的原动机。如果在发电用途中使用，则输出轴的转速高，切割发电机的磁通量的速度快，因此发电电压取得高，具有发电机能够变得紧凑的优点。6冲程燃气轮机中设定有比增压压力更高的再生压力，因此与自由活塞型燃气轮机相比，没必要过度增加扫气的量，并且排气在热循环的途中不会自由膨胀，因此热效率高。6冲程燃气轮机能够利用口来分离气体，即在吸气口中为混合气，在扫气口中为新气和循环气体，因此具有不仅柴油机也能够在预混合式内燃机中使用的特征。在容积型内燃机部分使用具有曲柄轴的6冲程内燃机，因此能够使用采用曲柄轴的内燃机型的控制方式，且具有对于转速控制或负荷变动容易控制的特征。

容积型内燃机通过活塞的往返运动而发生惯性振动，因此如果在船舶等移动体中将该输出直接传递到丝杠等驱动轴上，则输出轴固定在船体等上，因此其振动传播到船体，使乘客感到不适。而6冲程燃气轮机时，容积型内燃机即6冲程内燃机的输出用于驱动增压器或发电机等辅助机，因此能够用柔和的装配搭载在船体上，振动不传播到船体等。因再生器的存在而具有排气音安静且燃料经济性良好的优点。丝杠等驱动轴从振动少的涡轮，直接或一度经发电机变换为电力，并利用该电力使电动机旋转。因此，作为客船或混合动力车等的动力源，能够兼顾燃料经济性和商品性。

此外，与以往的容积型内燃机的发电机相比，排气音安静且燃料经济性良好，并通过内部冷却也能使冷却系统变得简易，因此作为容易进行起动性高的控制的发电用的原动机，也能够作为移动式房屋或别墅的电力源、燃料经济性良好的便携式发电机加以利用。此外，作为使用紧凑的涡轮型压缩机时的1MPa以下左右的空气压缩机的动力源也优异。

作为发电机用的6冲程燃气轮机如果是较小的，则从30kW级别开始，如果是较大的，则通过设置多个容积型内燃机即6冲程内燃机而到发电所用的10MW以上的级别为止，能够从以往的内燃机置换。如果是如发电所的大型的，则通常的燃气轮机的效率也能够提高，能够利用由在排出气体中残留的热能使汽轮机旋转的复合循环，能够提高全体效率，因此能够进行利用。但是，在小型的100kW级别，因为气体的泄漏或热传递损失的关系，难以提高燃气轮机自身的效率，且由于过于小，所以利用排热的复合循环的使用也是困难的，因此与4冲程柴油机相比，在效率上差，充分发挥紧凑的特点，也就是在并非常用的发电机等中使用。相对于此，6冲程燃气轮机是紧凑地集中利用再生器将容积型内燃机的排气中残留的压力能量变换为动力的复合循环，且效率也优于4冲程柴油机。因此即使是小型的，也具有利用的优点。在大型的场合，进而能够附加由排出气体中残留的热能使汽轮机等旋转的排热再生系统，且能够提高以往的火力发电用燃气轮机的燃料经济性。

本发明的第6课题解决方案是在基于第1课题解决方案的内燃机的基础上，其特征在于，在6冲程内燃机的输出轴上具有作为增压器的容积型压缩机和能够起动6冲程内燃机的电动机发电机，并作为再生器具有排气燃气轮机，在该排气燃气轮机上具有改变喷嘴的总面积的机构。

基于第6课题解决方案的内燃机，作为增压器具有与6冲程内燃机的转速成比例地旋转的容积型压缩机，因此吸气量与内燃机的转速成比例，因此增压压力变为一定，且将与内燃机转速几乎成比例的排气气体送入到再生器中。在涡轮型的压缩机时，产生与转速的平方成比例的压力，为了成为相对于内燃机转速的变化而稳定的增压压力，有必要组合多个增压器，并适当选择使用动作涡轮，但是在容积型压缩机时，只通过设为与内燃机成比例的转速，就能够将增压压力基本上保持一定，且具有能够减少系统的元件数量的优点。

该6冲程内燃机部分的输出用于驱动增压器，且用于将高压的排气气体提供给再生器。这时，6冲程内燃机能够用作高压气体发生装置，且通过控制其转速，能够控制内燃机全体的输出。作为控制6冲程内燃机的转速的方法，利用控制用计算机主要使废气涡轮的喷嘴总面积改变，从而使再生压力变化，进而通过控制在输出轴上具有的电动机发电机的吸收转矩而使负荷变化，从而实现正确的内燃机转速。

如上所述基于本课题解决方案的内燃机中，除了空转状态等微妙的需要吸气的控制的情形外，基本上不具有节流阀这样的输出控制专用部件，也能够控制内燃机输出，因此简单，且没有因节流阀产生的泵气损失，具有效率良好的优点。作为从再生器取出输出的大部分的6冲程燃气轮机来使用时，或者也包含6冲程内燃机的输出用在发电中时等，成为容易从外部控制且紧凑效率良好的内燃机。因再生器的存在排气声音安静，特别是作为混合动力车辆用的发电部，是有利的。

本发明的第7课题解决方案是在基于第1～第6课题解决方案的内燃机的基础上，其特征在于，在6冲程内燃机和再生器之间的排气管上具有燃烧室。

第7课题解决方案的第一个效果在于，能够除去排气气体的未燃烧成分，并控制氧浓度或温度等状态。6冲程内燃机因排气行程的存在，而容易使排气气体变为氧过多。在此，燃烧自身在稍微燃料过剩的状态下运转，因此在(4)排气行程的排气中残留未燃烧气体。但是，(4)排气行程的排气和(6)扫气排气行程的排气交替地被排出，因此在排气口上混合，难以将未燃烧成分可靠地燃烧，通过再生器后利用催化剂进行燃烧。这不仅容易增加催化剂的负荷，还导致催化剂温度的异常上升和燃料经济性的恶化。本课题解决方案能够利用设置在排气口上的燃烧室使该未燃烧气体紧靠再生器之前被可靠地燃烧。为了促进该效果，而由催化剂构成燃烧室的方法也是有效的。通过在燃烧室安装燃料供给装置，在排气变为氧过多时，能够降低氧浓度。具有不改变6冲程内燃机的运转状态，且暂时将排气变为还原气氛等，能够更精密地管理催化剂状态的优点。此外，在暖气时，能够为缩短催化剂的升温时间而利用。

本课题解决方案的第二个效果是能够提高再生器的输出。通过可靠地使未燃烧气体燃烧，也使再生器的输出提高。进而通过由燃料喷射装置对燃烧室供给燃料，将排气气体温度提高到涡轮的临界温度，能够提高再生器的输出。在具有增压器的带再生器的6冲程内燃机中，由于再生压力高，所以能够由再生器比较高效地将该燃烧室中的燃烧能量变换为动力，所以没有效率的下降。作为本目的的类似的众所周知的例子，有战斗机等的喷气内燃机中使用的补燃器的例子。在带再生器的6冲程内燃机的排气中残留的氧浓度不会如喷气内燃机的排气那样高，因此没有那么显著提高输出的效果，但是通过将扫气全部变为新气，能够将本效果最大化。

本发明的第8课题解决方案是一种移动体，其搭载有基于第1课题解决方案的内燃机，并具有将来自6冲程内燃机的输出传递给驱动轮的动力传递机构、驱动车辆的电动机、将该电动机的驱动力传递给驱动轮的动力传递机构，而且在再生器的输出轴上具有发电机。

基于第8课题解决方案的移动体具有能够将来自6冲程内燃机的再生器的输出作为行驶能量有效地使用的优点。最近，混合动力车辆处于增加倾向，因此如果在混合动力车原来具有的行驶用电动机中运用该电力，则具有在需要增加的零部件少的优点。这时，也能够采用将发电的电力暂时在蓄电池中储备的方法。这样基于本课题解决方案的移动体只将蓄电池等一部分零部件大型化，进而能够作为燃料经济性效率良好的混合动力车辆的系统在移动体中嵌入。反而言之，如果对以往的混合动力车辆适用本课题解决方案，则能够驱动燃料经济性效率良好的可搭载的紧凑的原动机。

本发明的第9课题解决方案是搭载有技术方案6的内燃机的串联型混合动力方式的移动体。

基于第9课题解决方案的移动体中，内燃机自身简单且起动性良好，即使改变内燃机的转速，效率也良好，因此蓄电池容量小也可，具有混合动力系统全体能够构成为较轻的优点。从串联型混合动力的特性出发，如果在平均速度慢且加减速的次数多的城市巴士或配送用小型卡车或出租车等中适用，则燃料经济性改善效果特别大。

本发明的第10课题解决方案是在技术方案1的内燃机的基础上，将6冲程内燃机变为两侧60度的W型6气缸。

基于第10课题解决方案的带再生器的6冲程内燃机是具有6气缸的气缸数，而且没有惯性1次振动的180度等间隔燃烧的内燃机，具有在曲柄轴方向上紧凑的优点。对于车体而言，无论是卧式还是立式，搭载性良好，特别是作为排气量2升级别以上的乘用车或小型、中型卡车等移动体用的内燃机是有用的。

本发明的第11课题解决方案是一种前轮驱动车辆，其具有以6冲程内燃机为90度V型4气缸的技术方案1的内燃机、或者技术方案10的内燃机，且将其旋转轴相对于车辆的前进方向横向配置。

基于第11课题解决方案的车辆具有能够提供相对于搭载有以往的预混合式4冲程内燃机的前轮驱动车辆可互换的混合动力方式的车辆的优点。即使是以往不能搭载的柴油机和混合动力方式的组合，也通过提高增压压力，且将6冲程内燃机的部分变为紧凑而变得可能。本课题解决方案，利用270度等间隔燃烧的90度V型的4气缸6冲程内燃机或180度等间隔燃烧的技术方案10的内燃机是适合于乘用车等的等间隔燃烧的内燃机，并且振动少内燃机宽度短的特性，解决了本课题。通过变为V型或W型，使内燃机的前后长度稍微变长，但是由于能够采用延长车辆的前部的方法，所以相对于以往的前轮驱动车辆可进行互换。该前部分的延长与增大内燃机室引起的混合动力关系的零部件的搭载空间的确保有关，不会成为致命的缺点。

这样本课题解决方案是能够将世界上台数多的小型乘用车中，其中成为主流的2升级别以上的内燃机卧式FF车辆混合动力化的方案，进而能够将其柴油机化，在削减世界的石油消耗上具有较大效果。

附图说明

图1(A)是本发明的带再生器的6冲程内燃机的示意图，图1(B)是4冲程汽油机和带再生器的6冲程内燃机的P-V概念图(实施例1)。

图2是本发明的内燃机的EGR系统的实施例的示意图(实施例2)。

图3是本发明的带增压器的内燃机的EGR系统的实施例的示意图(实施例3)。

图4是本发明的带多级再生器的内燃机的EGR系统的实施例的示意图(实施例4)。

图5是基于第4课题解决方案的带再生器的6冲程内燃机的6冲程内燃机部分的PV线图(实施例5)。

图6是同一内燃机全体的PV线图的示意图。(A)表示全体图，(B)表示其原点附近的放大图(实施例5)。

图7是基于第4课题解决方案的第一实施例的内燃机的示意图(实施例5)。

图8是基于第4课题解决方案的第二实施例的内燃机的示意图(实施例6)。

图9是基于本发明的6冲程内燃机的示意图(实施例7)。

图10(a)是基于本发明的在排气口上具有燃烧室的内燃机的侧视图，(b)是该燃烧室部分的放大图(实施例8)。

图11是基于本发明的前轮驱动车辆的动力部的4面图(实施例9)。

图12是同一动力部的控制系统图(实施例9)。

图13是基于本发明的并联混合动力车辆的动力系统图(实施例10)。

图14是基于本发明的W型6气缸内燃机的曲柄销配置图(实施例11)。

符号的说明如下：

具体实施方式

这次，研究在工业上还未被利用的6冲程内燃机，在该内燃机组合旋转型的再生器，由此将此前未发现实用的实施方法的阿特金森循环作为紧凑且有效实施的复合冲程内燃机来实现，且使内燃机的热循环效率提高。

实施例1

图1(A)是从第1课题解决方案的带再生器的4气缸6冲程内燃机的上方观察的示意图。在无增压的6冲程内燃机1的排气管80上安装再生器即废气涡轮100，将排气中残留的压力变换为旋转能量，将压力下降的气体从再生器的下游的排气管80b向大气排出。

图1(B)是表示无增压的4冲程内燃机和基于第1课题解决方案的内燃机的压缩行程和燃烧/膨胀行程的燃烧室的容积和压力变化的曲线图(以下，PV线图)。虚线是在预混合式4冲程内燃机中，压缩比为9.5时的PV线图。点A1的高度表示大气压即吸气压力，横轴的容积表示活塞在下止点时的气缸内容积。活塞上升时的绝热压缩时的容积和压力的变化由从点A1到点A2为止的左上升的曲线来表示。活塞到达上止点A2时进行点火，因由燃烧引起的温度上升而使压力上升到A3。然后，因活塞的下降这次绝热膨胀，活塞在下止点达到压力A4，如果排气阀打开，则燃烧室内的气体自由膨胀达到大气压A1而被释放。这时的A4和A1的压力差表示打开排气阀时因自由膨胀而未回收的状态下被释放丢掉的压力能量的存在。然后，取得排气行程、吸气行程，并再次返回到A1，从而结束1个循环。

实线是同一排气量的带再生器的6冲程内燃机的压缩比12.2时的PV线图，也包括压缩行程和燃烧/膨胀行程和再生器内的膨胀行程来进行表示。与4循环的压缩比的不同点是因吸气行程结束时的气体温度低于由换气引起的内部冷却的6冲程内燃机的气体温度。从B1开始压缩行程。这时，对容积而言压缩比高的6冲程内燃机在上止点的容积小，压缩开始时刻的容积也相应减小。在压缩行程中被绝热压缩且活塞到达上止点的位置时，达到B2。在这里点火/燃烧，且压力上升到B3。在膨胀行程中绝热膨胀，在活塞到达下止点的位置时，在B4处排气阀打开，且在大致维持此时的压力的状态下从6冲程内燃机送入到再生器。将这时的B4的压力称作再生压力，采用本图实线表示的PV线图时，实现理想的阿特金森循环，本内燃机全体的理论效率变为最大，因此将这种再生压力称作“理想再生压力”。排气气体此后在再生器中进一步绝热膨胀到B5的压力，并以大气压排出。6冲程内燃机在B4之后，取得排气、扫气导入、扫气排气、吸气的4个行程，并完成1个循环。作为送入到再生器的气体，除了在排气行程中送出的排气气体以外，还有在扫气排气行程中排出的排气气体，但是在议论循环效率时，如果涡轮完全回收压缩6冲程内燃机的扫气而排出的能量，则没有关系，因此成为不考虑该部分的曲线图。

实施例2

图2是第2课题解决方案的内燃机的EGR系统的实施例的示意图。6冲程内燃机的部分的图是从气缸一侧观察本实施例的多气缸内燃机的气缸盖20的一个燃烧室部分的图。在燃烧室可观察到提升阀型的吸气阀22、扫气阀42、排气阀32的盖的部分、直喷喷射器18的喷嘴部分。排气阀小且为多个是因为如后面描述的图5的说明那样，扫气排气行程的阀打开的定时窄到D8～D6，所以快速进行开关。在内燃机的扫气口具有使排出气体循环的气体通路111，在该通路具有冷却器112。用第二阀43控制扫气的量，用扫气口阀控制在扫气中混合的新气的量。通常，将内燃机增压时，有必要对扫气和吸气分别设置不同的增压器。

实施例3

图3是第2课题解决方案的第二实施例即带增压器的内燃机的EGR系统的示意图。不同点在于，只在内燃机的吸气口上具有增压器200，比排出气体压力的扫气口的压力更进一步提高。扫气压力降低的部分在6冲程内燃机内，在扫气排气行程中被压缩之后，压出到排气口。扫气压力低，相应地对于吸气，气体重量减少，但是如果气体增压，则由于绝热压缩而温度上升，相对于此扫气能够以比新气更低的温度将燃烧室内部进行冷却。具有不需要扫气专用的增压器的优点。

实施例4

图4是基于第2课题解决方案的第三实施例即带增压器的内燃机的实施例的EGR系统的示意图。多个再生器100、100B串联，具有使这2个再生器之间的排出气体循环的气体通路111，在该通路上具有冷却器112。如图2和图3的实施例那样，将在再生器内膨胀到大气压的排出气体冷却并再次增压来进行使用的做法，从热循环效率来讲，是最好的方法，但是希望扫气也增压时，能够省略扫气专用的增压器，因循环气体的压力高而相应地使冷却温度高也同样具有效果，因此具有能够减小冷却器的优点。将由大气压冷却的排出气体再次压缩时，发生由绝热压缩引起的温度上升，因此由大气压冷却循环气体时，有必要相应地充分进行冷却。适合作为搭载空间少的车辆等的移动体中搭载的内燃机的EGR系统。该扫气的压力没必要一定是与吸气的增压压力相同的压力，但是在本实施例中，在打开扫气口阀43B时，为了在扫气中能够导入新气，而提高吸气压力。

实施例5

图5是基于第4课题解决方案的具有增压器和再生器的6冲程柴油机的4气压增压的6冲程内燃机单独的PV线图，说明由再生压力的不同引起的6冲程内燃机单独的输出的变化。实线是使用理想再生压力时的6冲程内燃机单独的PV线图，虚线是使再生压力比理想再生压力更低时的PV线图。从增压压力D1开始压缩行程，在压缩行程中绝热压缩，活塞到达上止点的位置时，到达D2。这里，如果使对燃烧室内喷射的燃料进行燃烧，则由于燃烧热而温度上升，压力上升到D3。即使进入膨胀行程，也通过对燃烧室内部喷入燃料，而继续燃烧，在D3b时燃烧结束。在燃烧中，再生压力低的一方与新气的交换效率高，因此气体温度低，能够燃烧更多的燃料，实际上能够使压力上升更大，但是在此为了容易理解，将燃烧/膨胀行程中的压力变为相同。在膨胀行程中绝热膨胀，膨胀到D4时排气阀打开。

然后，实线和虚线的PV线图不同，但是用实线的理想再生压力的情形来进行说明。理想再生压力的时候，即使排气阀打开，燃烧室内的压力也不变，活塞以理想再生压力压出排气气体，在上止点上达到D6。从这里活塞开始下降，终于在D7处打开扫气阀。在上止点，燃烧室中残留的气体的压力是再生压力，比扫气压力更高，因此如果在上止点打开阀门，则导致燃烧室内的排气逆流到扫气口。因此，在燃烧室内膨胀时效率良好，噪声也少。将扫气导入到燃烧室，活塞到达下止点时即在D1，扫气导入行程结束，关闭扫气阀，并开始压缩所导入的扫气。在D8再次打开排气阀，将扫气向排气口压出。从这里，活塞以再生压力压出扫气直到上止点为止，当达到D6时，扫气排气行程结束，关闭排气阀。从这里，活塞开始下降，终于在D7处打开吸气阀，导入吸气，并在活塞到达下止点时即在D1，吸气行程结束，关闭吸气阀，1个循环结束。

由D1、D8、D2、D3、D3b、D4包围的面积表示6冲程内燃机的压缩行程和燃烧/膨胀行程中从燃烧气体变换为内燃机的旋转力的能量。但是，在排气行程和扫气导入行程中，为了压出排气，由D4、D6、D7、D1包围的面积的能量从内燃机的旋转力被除去。进而在扫气排气行程和吸气行程中，除去由连接D1、D8、D6、D7的实线包围的面积的能量。如果删除共有部分的面积，则在6冲程内燃机的1个循环中能够输出的能量为从由D4、D8、D2、D3、D3b的实线包围的面积减去由连接D1、D8、D6、D7的实线包围的面积的2倍的面积的能量。

虚线是相对于理想再生压力而再生压力为一半的压力的情形。如果排气阀打开，则燃烧室内的压力通过自由膨胀从D4点下降到再生压力D5，从这里活塞以再生压力压出排气气体，在上止点达到D6b。这里，关闭排气阀，活塞开始下降，终于在D7b打开扫气阀。活塞到达下止点即在D1，扫气导入行程结束，关闭扫气阀，开始压缩扫气，并在D8b再次打开排气阀，将扫气向排气口压出。从这里活塞以再生压力压出扫气直到上止点为止，并到达D6b。从这里活塞开始下降，终于在D7b处开吸气阀，活塞到达下止点即在D1，吸气行程结束，关闭吸气阀，1个循环结束。

这时的6冲程内燃机的1个循环中输出的能量为从由连接D5、D8b、D2、D3、D3b、D4、D5的实线和虚线包围的面积减去由连接D1、D8b、D6b、D7b的实线和虚线包围的面积的2倍的面积的能量。如果以本图的情形来计算，则再生压力为一半时6冲程内燃机单体的输出上升35％。实际上，再生压力低时与新气的交换效率高，能够更多地供给燃料，因此6冲程内燃机单体的输出变高。

图6(A)是相同的带增压器再生器6冲程柴油机的包含增压器和再生器的内燃机全体的PV线图。(B)是其原点附近的放大图。以大气压G1导入到增压器中的新气被增压，而成为G2的压力。6冲程内燃机将该增压后的新气以D1的压力来吸气，经过图5中说明的过程，在D4排气阀打开。在本图中，作为此后的变化，表示实线和虚线和双点划线的3个PV线图。实线是理想再生压力的时候，与图5的实线的曲线图对应。以D4的压力从6循环压出的排气原封不动地成为再生器的入口压力G3，且在再生器的内部继续进行绝热膨胀，并以大气压G4被排出到外部。

扫气导入行程和扫气排气行程中所需的能量是再生器原封不动地变换为旋转能量并进行回收，因此在本图中忽略。实际上，向再生器流入的气体量相应地增多，气体温度变低。该内燃机全体在1个循环中相减输出的能量由G1、D1、D2、D3、D3b、D4、G4的实线包围的面积来表示。

虚线与图5的虚线的情形对应。排气阀打开时，D4的燃烧室内的气体自由膨胀到再生压力G3b为止。与从理想再生压力的再生器的内部一边做功一边绝热膨胀时相比，温度的下降少，因此该压力时的体积比在理想再生压力时的再生器内进行膨胀时更大，G3b点到达比实线更靠右侧。以D5的压力从6个循环压出的排气原封不动地成为再生器的入口压力G3b，且在再生器的内部继续进行绝热膨胀，并以大气压G4b被排出到外部。在1个循环能够输出的能量由G1、D1、D2、D3、D3b、D4、D5、G3b、G4b的线包围的面积来表示。

由再生器能够再生的能量(连接G3b和G4b的虚线的左侧的面积)比理想再生压力时(连接G3和G4的实线的左侧的面积)更少，但是6冲程内燃机的输出变大，综合效率的不同是2％左右，成为工业上可充分利用的循环。自由膨胀的压力能量不单纯地被释放，而被变换为气体的热能，因此此后，能够由再生器再生其大部分。该实线和虚线的热循环的不同因为效率的变化少，且能够使6冲程内燃机单独的输出和再生器的输出的比例变化，所以在有必要独立控制来自2个输出轴的输出时变为有利的。

双点划线是具有与增压压力相同的再生压力时的PV线图。因再生压力的变化引起的全体效率的下降针对从最高效率的压力的偏移而言是2次函数，如果将排气自由膨胀到这程度，则全体效率的下降达到11％。但是，如具有高的行驶性能的车辆那样，定速巡航行驶状态下的负荷比全负荷低很多时，将这样的压力设为全负荷时的再生器的设定压力并不是一概否定工业利用性的。在使用频度高的定速巡航行驶区域中，如果使用接近理想再生压力的再生压力，则即使在使用频度低的定速巡航行驶区域中，燃料经济性多少有些恶化，但也有提高实用燃料经济性的时候。实际上，在双点划线的PV线图中，取得由再生器运转增压涡轮以上的输出，因此与没有发电功能的带涡轮增压器的4冲程柴油机的PV线图相比，成为效率高很多的。

相反，可以将再生压力设定为比6冲程内燃机的排气阀打开时的气缸内压力稍高的值。但是，限定于排气阀的熔损等不发生的范围中。在空转时等6冲程内燃机的输出可以为0，但是想对在涡轮上安装的辅助机继续提供动力时等，以非常低的负荷使用内燃机全体时，也可以考虑积极地采用这样的压力设定。

图7是表示基于第4课题解决方案的第一实施例的示意图。在6冲程内燃机1的排气管80上，作为再生器100设置涡旋型的容积型膨胀器，通过变速器180和动力传递皮带181，将其输出作为动力传递给6冲程内燃机1。在再生器100中描绘的虚线的圆表示位于下侧的排气管80b，排出来自膨胀器的排出气体。变速器180具有最小的比时，该内燃机取得理想再生压力。如果变速器180的比增大，则与6冲程内燃机压出排气气体的容积相比，再生器的吸入气体容积增大，排气在6冲程内燃机的排气阀打开时自由膨胀，变为比理想再生压力更低的再生压力。

即使代替本实施例的变速器180和动力传递皮带181而具有发电机，也可以通过从外部控制发电容量，能够改变发电机的转速，因此具有相同的效果。

将涡旋型的容积型膨胀器作为再生器来使用，因此膨胀器内的气体的膨胀比成为已确定的值，再生压力不变化对于再生器的效率、排气音来讲是优选的。因此，在全负荷时，变速器的比取大值，如图6的虚线所示，变为比理想再生压力更低的再生压力，在部分负荷时，变速器的比取小值，以理想再生压力进行再生地进行控制。

实施例6

图8是表示基于第4课题解决方案的第二实施例的示意图。在6冲程内燃机1的排气管80上具有涡轮式的再生器100，并驱动在同轴配置的发电机151和辅助机150。对涡轮而言通过使用可变叶轮型涡轮或可变喷嘴数涡轮并控制喷嘴总面积，而能够控制再生压力。如果按照6冲程内燃机的排出气体容积，来将喷嘴总面积控制在适当的宽度，则能够使再生压力始终在理想再生压力附近运转。当然如果有意地进行控制而使喷嘴开口面积进一步扩大，则能够用比理想再生压力更低的再生压力进行运转。

此外，在6冲程内燃机的排气部分上具有废气闸阀35，根据需要将排气对大气开放。使该阀动作时的效率变差，但是能够将6冲程内燃机单体的输出瞬间地上升到最大。即使暂时降低再生器的入口压力，如果是短时间，则通过暂时降低其负荷也就是发电机等的负荷转矩，也能够维持涡轮的旋转速度。能够作为在加速时欲使6冲程内燃机的转速迅速上升并提高内燃机全体的输出时，时间滞后少的系统加以利用。在作为车辆等负荷大幅度变动的移动体用的原动机加以利用时是有利的。

在本实施例中，6冲程内燃机1具有由电动机250驱动的增压器200，且能够从外部控制增压压力，根据增压压力，控制内燃机全体的输出。

欲通过1级或2级的燃气轮机再生再生压力时，如果想要提高循环效率，则燃气轮机有必要处理音速以上的流速。这时的涡轮的喷嘴形状必须是截面的面积一度减少并形成颈部之后再次扩大的末端宽的喷嘴。这时，如果在颈部气体陷入过剩膨胀或不足膨胀，则效率急速恶化，因此涡轮的入口和出口的压力比必须在设计值中采用。在本实施例中，由此涡轮处理超音速，所以进行控制以成为比全负荷时的理想再生压力更低的一定的再生压力。具有一边将再生系统单纯化，一边始终能够将内燃机效率保持较高的效果。

实施例7

图9表示基于第5课题解决方案的6冲程燃气轮机的示意图。在本实施例中，6冲程内燃机1的输出通过增速器280驱动涡轮式压缩机即增压器200，并且在通过辅助机驱动皮带154驱动辅助机150时被使用，大部分的内燃机输出由再生器即涡轮100输出，并由发电机151变换为电力。

实施例8

图10是在基于第3课题解决方案的排气管80的内部具有基于第7课题解决方案的燃烧室的、串联多气缸的6冲程内燃机的侧视图。燃烧室70位于从6冲程内燃机1的各气缸的排气口31连接的排气管的集合部。在内部具有燃烧室的排气管80也包含废气涡轮的外周部，并由保温材料71覆盖，排气管内部也实施具有绝热性的涂敷。在燃烧室的下游连接再生器100，在再生器的下游的排气管80b上放置排气催化剂63。

在燃烧室70的内部具有开有气孔73的燃烧室内壁72，混合燃烧后的排气气体和与扫气排气气体交替进来的排气气体，并将不燃气体燃烧。因此，燃烧室内壁72的内部容积最低也必须是相当于1气缸的1个循环的排气气体的体积的容积。在燃烧室的内侧具有燃料供给机75的燃料喷射口，在必要时对燃烧室供给燃料。如果供给燃料，则在燃烧室的温度下迅速气化，与排气气体中残留的氧进行混合而燃烧。燃料供给装置突出位于燃烧室的下侧是为了防止热损害。

实施例9

图11是基于第11课题解决方案的内燃机横卧串联混合方式的FF车中所搭载的动力设备的4面图。6冲程内燃机部分成为采用第3、第6、第7课题解决方案的内燃机。(A)图是从车辆的前方观察的动力设备的主视图，(B)图是侧视图，(C)图是俯视图，(D)图是后视图。

6冲程内燃机1是独立地具有扫气和吸气口的90度V型4气缸内燃机，将曲柄轴上直接连接的涡旋型的容积型压缩机210作为增压器具有，将与内燃机转速成比例的量的吸气始终以稳定的压力提供给6冲程内燃机的吸气口。该容积型压缩机210的压缩比是2～3，从而使6冲程内燃机主体相应地变得紧凑。由于绝热压缩的效果而温度上升，所以实际的增压压力变为这以上的压力。

90度V型4气缸6冲程内燃机1被放置为稍稍后倾。在从各气缸的排气口伸出的绝热的排气管的集合部上设置具有燃料供给机75的燃烧室，在其上方具有再生器即可变喷嘴数涡轮100，在其输出轴上具有发电机151，从而变换为电力。排气在此后被引导到前方的排气催化剂中，在内燃机的前方被引导到下方，从这里沿着车体的下面被引导至后方。本实施例具有相当于实施例3的EGR系统。循环的排气气体从催化剂的上游保温地流过催化剂的周围之后，在(A)图中由点划线描绘的EGR系统的冷却器112被冷却，而被引导到6冲程内燃机1的扫气口。

在6冲程内燃机的输出轴上，以直接连接的形式具有作为辅助机的发电兼用电动机155，从6冲程内燃机的剩余输出进行发电，并与由发电机151产生的电力一起存储到蓄电池中，并用于车辆驱动用电动机550的驱动中。内燃机的输出主要从涡轮100输出，6冲程内燃机只驱动作为辅助机的增压器200h和发电兼用电动机，因此也是6冲程燃气轮机的一个形态。该车辆通过变速器520将来自电动机的输出改变为适当的转速，并通过驱动轴522、522b驱动前轮，从而行驶。在(B)图中，电动机550和变速器520由点划线表示。

在串联混合动力车辆中，车辆驱动用电动机550较大，向将内燃机横放的前轮驱动车辆的搭载是困难的。但是，在本实施例的动力设备中，通过进行增压和配置成V型的情况，而缩短内燃机宽度，只要发电兼用电动机155能够取得起动所需的转矩即可，因此被设计成较薄，从而能够在其旁边配置车辆驱动用电动机550。发电机151转速高且小型化，因此具有能够在小型乘用车等中适用的优点。

图12是该实施例的控制系统图。为了容易理解6冲程内燃机的部分，而以单排列来表示。车辆驱动用电动机550按照加速传感器24，并由电动机控制机560驱动，进行车辆的加减速。

控制计算机610具有检测蓄电池580的充电量的部件，且具备使改变可变喷嘴数涡轮的喷嘴的数量的开关阀旋转的旋转执行器360进行动作的功能。控制计算机610根据蓄电池的充电量的检测值，确定决定发电量的6冲程内燃机的转速，并通过主要控制废气涡轮的喷嘴数，来使再生压力变化，并控制6冲程内燃机的转速。如果扩大喷嘴总面积，则因实施例5和6中说明的原理，再生压力下降，6冲程内燃机的输出上升，从而6冲程内燃机的转速上升，内燃机全体的输出上升。

进而通过控制计算机控制电动机控制机560，根据发电兼用电动机155的发电量来改变6冲程内燃机的负荷并调整转速，而进行更精密的内燃机的输出控制。在本实施例中，没有节流阀。控制计算机610如果没必要发电，则停止燃料的供给，并提高电动机155的负荷，停止内燃机。由该发电兼用电动机155进行内燃机的再起动。

进而控制计算机610具有：从来自排气传感器68的信号检测催化剂的状态的部件；使分别开关位于扫气口的第二阀和扫气口阀的执行器91和扫气口阀执行器94进行动作的部件。根据排气传感器的检测值，在判断为排气温度高时，由执行器91打开第二阀，增加扫气的量。在判断为氧浓度高时，使扫气口阀向关闭的方向动作。这时，也能够增加来自6冲程内燃机的直喷喷射器的燃料供给。此外，如果第二阀已经全开，且6冲程内燃机自身在热的临界状态，则从燃料供给机75对排气口的燃烧室供给燃料，从而降低氧浓度。

实施例10

图13表示基于第8课题解决方案的移动体的动力系统图。1是具有增压器200的串联4气缸的带再生器的6冲程内燃机。在本实施例中，作为再生器100，采用燃气轮机。再生器的输出由发电机151变换为电力，而成为适合由电动机控制机560驱动车辆驱动用电动机550的电压和频率的交流，再次由电动机550变为驱动力，而由变速器520改变为适当的转速，通过驱动轴522、522b传递到左右的驱动轮525、525b。6冲程内燃机1的输出轴与电动机550共有，其输出与电动机的输出一起通过变速器520传递到驱动轮。

6冲程内燃机1具有由电动机250驱动的增压器200，且按照驾驶员的指示通过电动机控制机来控制增压器的转速，并通过增压压力来控制内燃机全体的输出。再生器的输出的一部分通过辅助机用减速器152、辅助机用离合器153来驱动空调用的压缩机等辅助机150。本移动体的实施例是车辆，且具有蓄电池580。蓄电池最低限度只要具有只将增压器200加速的能量即可，因此没必要一定是混合动力车辆用的蓄电池的大小。

在产生剩余电力时，在蓄电池580中储备，不足时能够用该蓄电池580中储备的电力来补充，因此在因某种理由在内燃机中产生输出差异时，能够补充增压压力上升时的暂时的驱动力的不足。图8、图9、图10、图11的实施例也同样，但通过电动机控制机560来控制在再生器100安装的发电机151的发电量，而能够将作为再生器的涡轮始终保持于效率良好的适当转速。在希望车辆停止时或低速行驶时的内燃机停止或行驶能量的再生时，通过增大蓄电池580，而能够变为混合动力车辆。

在本实施例的内燃机中，由再生器驱动辅助机，因此位于图9的辅助机驱动用的皮带154的必要性变为没有，相应地能够缩短内燃机1的全长，具有能够确保混合动力车辆驱动用电动机550的空间的优点。

代替本实施例的减速器152，而具有辅助机驱动用的另外的电动机，利用由发电机151产生的电力来驱动该电动机，由此也可实现相同的目的。将本实施例的电动机550和变速器520代替为专利文献6中的具有串联型和并联型两者的特性的混合动力系统，由此也能够实现行驶中的内燃机停止，进一步提高实用燃料经济性。

实施例11

图14是W型6冲程6气缸内燃机的气缸方向和曲柄销的配置图。点划线a、b、c表示配置成W型的3个气缸体内的气缸中心线，51是在该气缸内滑动的活塞。由实线表示的50a1、50b1、50c1成为1组的W组合的曲柄销配置，由实线表示的活塞51a1、51b1、51c1在与其销位置对应的位置上被描绘。由虚线表示的曲柄销50a2、50b2、50c2和活塞51a2、51b2、51c2表示另一组W组合的位置。对于1个气缸体的相对2个活塞的曲柄销配置成为180度相位，成为包含力矩的取得1次平衡的均衡的180度等间隔燃烧的6冲程内燃机。

曲柄的轴承数是相对于W组合的1组的曲柄销3个，在其两侧配置轴承的3轴承，或者是考虑到轴承的刚性和强度，在2个曲柄销分别具有轴承的4轴承。本实施例的W型6冲程6气缸内燃机是对于图11的FF车辆的动力部的实施例的内燃机而言，车体宽度方向的长度不变，且可置换的内燃机。

工业上的可利用性

基于本发明的带再生器的6冲程内燃机的用途，对于以燃料经济性优异的内燃机为必要的所有利用用途中均存在。

本发明是用于简单高效地再生利用容积型内燃机的排气中残留的能量的，且有助于提高燃料经济性。具有将排气噪声抑制为很低的优点。带再生器的6冲程内燃机以比较高的压力进行增压，但效率也不下降，其是由增压引起的紧凑化的优点大的系统。此外，能够使6冲程内燃机和再生器的输出比例变化，因此利用该原理，能够作为驱动2个输出轴的内燃机来加以利用。此外，6冲程燃气轮机能够作为控制性高的燃气轮机加以利用。

作为再生器使用燃气轮机时，对于发电的用途，具有能够特别紧凑地构成包含发电机的动力设备的优点。在大型的内燃机中，能够作为从发电所用的内燃机，到船舶或高速巴士或大型卡车或车辆等移动体中搭载的内燃机加以利用。作为小型的发电机，因为6冲程内燃机能够从内部进行冷却，所以能够将冷却系统变得简单，且能够紧凑地构成发电系统整体。这些事实意味着作为处于增加倾向的混合动力车辆用的动力源可利用性高。

Claims (2)

1.一种复合型内燃机，其为6冲程内燃机的排气管上安装再生器，将排气中残留的压力变换为旋转能量，将压力下降的气体从再生器的下游的排气管向大气排出的带再生器的6冲程内燃机，其特征在于，具备如下系统，该系统具有相对于该6冲程内燃机的吸气口独立的扫气口，且将来自上述再生器的排出气体主要向扫气口循环。

2.根据权利要求1所述的复合型内燃机，其特征在于，只在6冲程内燃机的吸气口上具备增压器。

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