JP2020029803A - Opposing piston engine - Google Patents
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Description
本発明は対向ピストンエンジンに関する。 The present invention relates to opposed piston engines.
一対のピストンが一つのシリンダ内において、各ピストンの頂面が互いに対面しつつ、互いに反対方向に往復動せしめられ、各ピストン頂面の互いに対面する一側に夫々、平坦な頂面領域が形成されると共に各ピストン頂面の互いに対面する他側に夫々、これら平坦頂面領域から離れるに従い次第に深くなる凹溝が形成されており、両ピストンが上死点に位置したときに両ピストンの凹溝と整列する凹溝がシリンダブロック内に形成されており、シリンダブロック内に形成されている凹溝が、シリンダの軸線方向に間隔を隔てて互いに対面するシリンダブロックの内壁面により画定されており、両ピストンの凹溝とシリンダブロックの凹溝により燃焼室が形成され、シリンダブロックの凹溝内に吸気弁と、排気弁と、点火栓を配置した対向ピストンエンジンが公知である(例えば特許文献1を参照)。 In a single cylinder, a pair of pistons are reciprocated in opposite directions while the top surfaces of the pistons face each other, and a flat top surface region is formed on each side of each piston top surface facing each other. On the other side of each piston top surface facing each other, a concave groove is formed which gradually becomes deeper as the distance from the flat top surface region is increased. When both pistons are located at the top dead center, the concave grooves of both pistons are formed. A groove aligned with the groove is formed in the cylinder block, and the groove formed in the cylinder block is defined by inner wall surfaces of the cylinder block facing each other at an interval in the axial direction of the cylinder. The combustion chamber is formed by the grooves of both pistons and the groove of the cylinder block, and the opposed valves in which the intake valve, the exhaust valve, and the ignition plug are arranged Ton engine are known (e.g., see Patent Document 1).
しかしながらこの対向ピストンエンジンでは、点火栓がシリンダブロックの凹溝の奥部に配置されていることに加え、燃焼室の断面が歪な形状をしているために、点火後の火炎伝搬が不均一となり、燃焼に要する時間が長くなると共にノッキングを生じ易くなる。その結果、熱効率が十分に高くならず、十分に高い出力が得られないという問題がある。 However, in this opposed-piston engine, the flame spread after ignition is non-uniform due to the fact that the spark plug is located deep inside the concave groove of the cylinder block and the cross section of the combustion chamber is distorted. The time required for combustion becomes longer, and knocking is more likely to occur. As a result, there is a problem that the thermal efficiency does not become sufficiently high and a sufficiently high output cannot be obtained.
上記問題を解決するために、本発明によれば、一対のピストンが一つのシリンダ内において、各ピストンの頂面が互いに対面しつつ、互いに反対方向に往復動せしめられ、各ピストン頂面の互いに対面する一側に夫々、スキッシュエリアを形成する平坦な頂面領域が形成されると共に各ピストン頂面の互いに対面する他側に夫々、これらの平坦頂面領域から離れるに従い次第に深くなる凹溝が形成されており、両ピストンが上死点に位置したときに両ピストンの凹溝と整列する凹溝がシリンダブロック内に形成されており、シリンダブロック内に形成されている凹溝が、シリンダの軸線方向に間隔を隔てて互いに対面するシリンダブロックの内壁面により画定されており、両ピストンの凹溝とシリンダブロックの凹溝により燃焼室が形成され、シリンダブロックの凹溝内に吸気弁と、排気弁と、点火栓を配置した対向ピストンエンジンにおいて、両ピストンが上死点に位置したときのシリンダの軸線を含む切断面における燃焼室の断面形状が凸レンズ状をなしており、凹溝を画定しているシリンダブロックの内壁面上に、シリンダの円周方向に間隔を隔てて、一対の排気弁が配置されており、一対の排気弁とシリンダの外周縁により囲まれたシリンダブロックの内壁面上に点火栓を配置した対向ピストンエンジンが提供される。 To solve the above problem, according to the present invention, a pair of pistons are reciprocated in opposite directions in a single cylinder while the top surfaces of the pistons face each other. A flat top surface area that forms a squish area is formed on one facing side, and a concave groove that gradually becomes deeper as the distance from the flat top surface area is formed on the other side of each piston top face that faces each other. A groove is formed in the cylinder block that is aligned with the groove of both pistons when both pistons are located at the top dead center.A groove formed in the cylinder block is formed in the cylinder block. The combustion chamber is defined by the inner wall surfaces of the cylinder block facing each other at an interval in the axial direction, and the groove of both pistons and the groove of the cylinder block form. In an opposed-piston engine in which an intake valve, an exhaust valve, and an ignition plug are arranged in a concave groove of a cylinder block, the cross-sectional shape of a combustion chamber at a cut surface including an axis of a cylinder when both pistons are located at a top dead center is shown. A pair of exhaust valves are arranged on the inner wall surface of the cylinder block, which has a convex lens shape and defines a concave groove, at intervals in the circumferential direction of the cylinder. There is provided an opposed-piston engine in which a spark plug is disposed on an inner wall surface of a cylinder block surrounded by an outer peripheral edge.
燃焼室の中央部に点火栓を配置すると共に、燃焼室の断面形状を、点火栓に対し、対称的な形状とすることにより、点火後の火炎伝搬が均一になると共に、燃焼に要する時間が短くなり、その結果、ノッキングの発生を阻止しつつ、高い熱効率と高い出力を得ることができる。 By arranging the ignition plug in the center of the combustion chamber and making the cross-sectional shape of the combustion chamber symmetrical with respect to the ignition plug, flame propagation after ignition becomes uniform and the time required for combustion becomes longer. As a result, high thermal efficiency and high output can be obtained while preventing occurrence of knocking.
図1は、本発明による対向ピストンエンジンの一実施例の側面断面図を示している。図1を参照すると、1はエンジン本体のシリンダブロック、2はシリンダブロック内に形成されたシリンダ、3および4は、シリンダ2内に配置された一対のピストン、5は、コンロッド6を介してピストン3に連結されたクランクシャフト、7は、コンロッド8を介してピストン4に連結されたクランクシャフトを夫々示す。クランクシャフト5およびクランクシャフト7は、各ピストン3,4の頂面が互いに対面しつつ、互いに反対方向に往復動するように、例えば歯車機構を介して連結されている。
FIG. 1 is a side sectional view of an embodiment of an opposed piston engine according to the present invention. Referring to FIG. 1, 1 is a cylinder block of the engine body, 2 is a cylinder formed in the cylinder block, 3 and 4 are a pair of pistons arranged in the
図1は、各ピストン3,4が上死点位置にあるときを示している。図1、図2Aおよび図2Bに示されるように、各ピストン3,4の頂面の互いに対面する一側には夫々、平坦な頂面領域9,10が形成されており、更に、各ピストン3,4の頂面の互いに対面する他側には夫々、対応する平坦頂面領域9,10から離れるに従い次第に深くなる凹溝11,12が形成されている。各ピストン3,4の平坦頂面領域9,10は、各ピストン3,4の頂面のほぼ半分を占めており、各ピストン3,4が上死点に位置すると、これら平坦頂面領域9,10間にスキッシュエリアが形成される。
FIG. 1 shows a case where each of the
一方、シリンダブロック1内には、図1に示されるように、両ピストン3,4が上死点に位置したときに両ピストンの凹溝11,12と整列する凹溝13が形成されている。このシリンダブロック1内に形成されている凹溝13は、シリンダ2の軸線方向に間隔を隔てて互いに対面するシリンダブロック1の内壁面14,15により画定されており、両ピストン3,4の凹溝11,12とシリンダブロック1の凹溝13により燃焼室16が形成される。図1に示されるように、両ピストン3,4が上死点に位置したときのシリンダ2の軸線を含む切断面における燃焼室16の断面形状は、凸レンズ状をなしている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, a
図1および図2Aに示されるように、凹溝13を画定しているシリンダブロック1の一方の内壁面14上には、シリンダ2の円周方向に間隔を隔てて、一対の吸気弁17が配置されており、燃焼室16内へはこれら吸気弁17を介して吸気ポート18から混合気が供給される。一方、図1および図2Bに示されるように、凹溝13を画定しているシリンダブロック1の他方の内壁面15上には、シリンダ2の円周方向に間隔を隔てて、一対の排気弁19が配置されており、燃焼室16内の既燃ガスは、これら排気弁19を介して排気ポート20に排出される。また、これら一対の排気弁19とシリンダ2の外周縁2aにより囲まれたシリンダブロック1の内壁面15上には点火栓21が配置されている。図2Bからわかるように、点火栓21は、凹溝11,12および凹溝13によって形成される燃焼室16の中央部に配置される。
As shown in FIGS. 1 and 2A, a pair of
図1に示されるエンジンは、4サイクルエンジンである。燃焼室16内の混合気が点火栓21により着火されると、膨張行程が開始され、各ピストン3、4は互いに離れるように移動する。次いで、排気行程が開始されと、各ピストン3,4は互いに近づくように移動し、燃焼室16内の既燃ガスが排気弁19を介して排気ポート20内に排出される。次いで、吸気行程が開始されると、各ピストン3、4は互いに離れるように移動し、吸気弁17を介して吸気ポート18から燃焼室16内に混合気が吸入される。次いで、圧縮行程が開始され、両ピストン3,4が上死点に近づくと、各ピストン3,4の平坦頂面領域9,10間に形成されたスキッシュエリアからスキッシュ流が燃焼室16に噴出する。このスキッシュ流にとって、燃焼室16内における混合気の燃焼が促進される。
The engine shown in FIG. 1 is a four-cycle engine. When the air-fuel mixture in the
このように、本発明では、一対のピストン3、4が一つのシリンダ2内において、各ピストン3,4の頂面が互いに対面しつつ、互いに反対方向に往復動せしめられ、各ピストン3,4の頂面の互いに対面する一側に夫々、スキッシュエリアを形成する平坦な頂面領域9,10が形成されると共に各ピストン3,4の頂面の互いに対面する他側に夫々、平坦頂面領域9,10から離れるに従い次第に深くなる凹溝11,12が形成されている。両ピストン3,4が上死点に位置したときに両ピストン3,4の凹溝11,12と整列する凹溝13がシリンダブロック1内に形成されており、シリンダブロック1に形成されている凹溝13は、シリンダ2の軸線方向に間隔を隔てて互いに対面するシリンダブロック1の内壁面14,15により画定される。両ピストン3,4の凹溝11,12とシリンダブロック1の凹溝13により燃焼室16が形成され、シリンダブロック1の凹溝13内に吸気弁17と、排気弁19と、点火栓21が配置される。両ピストン3,4が上死点に位置したときのシリンダ2の軸線を含む切断面における燃焼室16の断面形状が凸レンズ状をなしている。凹溝13を画定しているシリンダブロック1の内壁面15上に、シリンダ2の円周方向に間隔を隔てて、一対の排気弁19が配置されており、一対の排気弁19とシリンダ2の外周縁2aにより囲まれたシリンダブロック1の内壁面15上に点火栓が配置される。
As described above, according to the present invention, the pair of
このように、本発明では、両ピストン3,4が上死点に位置したときのシリンダ2の軸線を含む切断面における燃焼室16の断面形状が凸レンズ状をなしており、この凸レンズの最も肉厚の中心部に、点火栓21が配置されている。即ち、点火栓21が燃焼室16の中央部に配置されており、図1からわかるように、燃焼室13の断面形状は、点火栓21に対して対称的な形状に形成されている。このように、点火栓21が燃焼室16の中央部に配置され、燃焼室13の断面形状が、点火栓21に対して対称的な形状に形成されていると、点火栓21による点火後の火炎が燃焼室16内の全体に均一に伝搬すると共に、燃焼に要する時間が短くなる。その結果、ノッキングの発生を阻止しつつ、高い熱効率と高い出力を得ることができる。
As described above, in the present invention, the cross-sectional shape of the
1 シリンダブロック
2, シリンダ
3,4 ピストン
5,7 クランクシャフト
11,12,13 凹溝
16 燃焼室
17 吸気弁
19 排気弁
21 点火栓
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018155190A JP2020029803A (en) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Opposing piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018155190A JP2020029803A (en) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Opposing piston engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020029803A true JP2020029803A (en) | 2020-02-27 |
Family
ID=69624026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018155190A Pending JP2020029803A (en) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Opposing piston engine |
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JP (1) | JP2020029803A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114991942A (en) * | 2022-05-23 | 2022-09-02 | 北京理工大学 | Double-side oil supply double-collision wall swirl type oil-gas mixing system |
-
2018
- 2018-08-22 JP JP2018155190A patent/JP2020029803A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114991942A (en) * | 2022-05-23 | 2022-09-02 | 北京理工大学 | Double-side oil supply double-collision wall swirl type oil-gas mixing system |
CN114991942B (en) * | 2022-05-23 | 2023-10-03 | 北京理工大学 | Double-side oil supply double-collision wall coiled flow type oil-gas mixing system |
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