JP2021121736A - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

To provide a five-stroke internal combustion engine which is simple in a structure, and excellent in energy collection efficiency.SOLUTION: Two combustion cylinders 3, 4 and one auxiliary cylinder 5 which is sandwiched between the two combustion cylinders are serially arranged. Exhaust ports 21 of the combustion cylinder 3, 4 are shifted to a side of the auxiliary cylinder 5 in an area at an exhaust side with a longitudinal direction center line O1 sandwiched, and also, flow-in ports 22, 23 of the auxiliary cylinder 5 are shifted to sides of the combustion cylinder 3, 4 at the exhaust side with the longitudinal direction center line O1 sandwiched. The exhaust ports 21 and the flow-in ports 22, 23 which adjoin each other communicate with each other via a take-in passage 24. Exhaust ports 25, 26 of the auxiliary cylinder 5 are located in a point of a short-side center line O2. Since the ports 20, 21 ... can secure necessary areas, a pumping loss can be suppressed. Since the take-in passage 24 can be shortened, power collection efficiency can be improved by suppressing the temperature-lowering and the expansion of a combustion gas. Since each valve is driven by two pieces of camshafts, a structure can be simplified.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃焼用気筒の他にエネルギ回収用の補助気筒を有する内燃機関に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine having an auxiliary cylinder for energy recovery in addition to a combustion cylinder.

レシプロ式内燃機関において、ピストンは燃焼ガスによって上死点から下死点に向けて移動するが、ピストンが下死点まで移動し切った状態でも燃焼ガスは正圧を保っており、このため、エネルギが無駄に捨てられている。そこで、燃焼用気筒の他にエネルギ回収用の補助気筒を設けて、燃焼用気筒が排気行程のときに燃焼ガスを補助気筒に移動させて、補助気筒に嵌まった補助ピストンを燃焼ガスで駆動することが提案されている。 In a reciprocating internal combustion engine, the piston moves from the top dead center to the bottom dead center due to the combustion gas, but the combustion gas maintains a positive pressure even when the piston has completely moved to the bottom dead center. Energy is wasted. Therefore, an auxiliary cylinder for energy recovery is provided in addition to the combustion cylinder, the combustion gas is moved to the auxiliary cylinder when the combustion cylinder is in the exhaust stroke, and the auxiliary piston fitted in the auxiliary cylinder is driven by the combustion gas. It is proposed to do.

この内燃機関は、燃焼用気筒の4つの行程に加えて補助気筒による動力取り出しの行程が付加されることから、5ストローク内燃機関又は5サイクル内燃機関とも呼ばれている。 This internal combustion engine is also called a 5-stroke internal combustion engine or a 5-cycle internal combustion engine because a stroke of power extraction by an auxiliary cylinder is added in addition to the four strokes of the combustion cylinder.

この5ストローク内燃機関の例として特許文献1には、2つの燃焼用気筒と1つの補助気筒とを直列に配置して、燃焼用気筒のメインピストンと補助気筒の補助ピストンとがそれぞれ連接棒を介してクランク軸に連結された構成が開示されている。他方、特許文献2には、補助気筒を燃焼用気筒の列からずらして配置しつつ、メインピストンと補助ピストンとを共通のクランク軸に連結した構造が開示されている。 As an example of this 5-stroke internal combustion engine, in Patent Document 1, two combustion cylinders and one auxiliary cylinder are arranged in series, and the main piston of the combustion cylinder and the auxiliary piston of the auxiliary cylinder have connecting rods, respectively. A configuration connected to the crankshaft via a shaft is disclosed. On the other hand, Patent Document 2 discloses a structure in which the main piston and the auxiliary piston are connected to a common crankshaft while the auxiliary cylinders are arranged so as to be offset from the row of combustion cylinders.

実公昭17−809号公報Jitsukosho 17-809 Gazette 特開2013−174215号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-174215

特許文献1では、燃焼用気筒と補助気筒とでクランク軸を共通化しているため構造はシンプルであるが、燃焼用気筒の吸気ポート及び排気ポートと補助気筒の燃焼ガス流入ポート及び燃焼ガス排出ポートとが直列に並んでいるため、各ポートの内径はどうしても小さくならざるを得ない。このため、燃焼用気筒での吸気と排気、及び補助気筒での燃焼ガスの流入と排出がスムースに行われるか疑問である。 In Patent Document 1, the structure is simple because the crankshaft is shared between the combustion cylinder and the auxiliary cylinder, but the intake port and the exhaust port of the combustion cylinder and the combustion gas inflow port and the combustion gas discharge port of the auxiliary cylinder are used. Since and are lined up in series, the inner diameter of each port must be small. Therefore, it is doubtful whether the intake and exhaust in the combustion cylinder and the inflow and exhaust of the combustion gas in the auxiliary cylinder are smoothly performed.

他方、特許文献2のように補助気筒を燃焼用気筒の並びからずらすと、各ポートに必要な開口面積を確保できると云えるが、構造が複雑化することは否めない。また、燃焼用気筒の排気ポートと補助気筒の燃焼ガス流入ポートとの間隔が長くなり気味であるため、燃焼ガスが燃焼用気筒から補助気筒に流入する過程で膨張と温度低下が生じやすくなって、エネルギ回収効率が低下してしまうことも懸念される。 On the other hand, if the auxiliary cylinders are displaced from the arrangement of the combustion cylinders as in Patent Document 2, it can be said that the opening area required for each port can be secured, but it is undeniable that the structure becomes complicated. In addition, since the distance between the exhaust port of the combustion cylinder and the combustion gas inflow port of the auxiliary cylinder tends to be long, expansion and temperature drop are likely to occur in the process of the combustion gas flowing from the combustion cylinder to the auxiliary cylinder. There is also a concern that the energy recovery efficiency will decrease.

本願発明はこのような現状を背景に成されたものであり、できるだけ構造を簡単化しつつエネルギ回収効率を向上させようとするものである。 The present invention has been made against the background of such a situation, and aims to improve the energy recovery efficiency while simplifying the structure as much as possible.

本願発明の内燃機関は、
「第1及び第2の4サイクル式燃焼用気筒と、前記両燃焼用気筒から排出された燃焼ガスから動力を取り出す1つの補助気筒とが、前記2つの燃焼用気筒の間に1つの補助気筒が挟まれた状態で直列に配置されており、
前記第1及び第2の燃焼用気筒には吸気ポートと排気ポートとが形成されている一方、
前記補助気筒には、前記第1燃焼用気筒に設けた排気ポートから排出された燃焼ガスが流入する第1流入ポートと、前記第2燃焼用気筒の排気ポートから排出された燃焼ガスが流入する第2流入ポートと、燃焼ガスを排出する流出ポートとが形成されている」
という基本構成になっている。
The internal combustion engine of the present invention is
"The first and second four-cycle combustion cylinders and one auxiliary cylinder that extracts power from the combustion gas discharged from both combustion cylinders are one auxiliary cylinder between the two combustion cylinders. Are arranged in series with the
While the intake port and the exhaust port are formed in the first and second combustion cylinders, while
The first inflow port into which the combustion gas discharged from the exhaust port provided in the first combustion cylinder flows into the auxiliary cylinder and the combustion gas discharged from the exhaust port of the second combustion cylinder flow into the auxiliary cylinder. A second inflow port and an outflow port for discharging combustion gas are formed. "
It has a basic structure.

そして、上記基本構成において、
「前記両燃焼用気筒の吸気ポートは、気筒列方向に長い長手中心線を挟んで吸気側の部位に形成されて、前記燃焼用気筒の排気ポートは、前記長手中心線を挟んで排気側の部位でかつ前記補助気筒に寄った部位に形成されている一方、
前記補助気筒の第1流入ポートは前記第1燃焼用気筒の側に寄せて配置され、前記補助気筒の第2流入ポートは前記第2燃焼用気筒の側に寄せて配置されている」
という特徴を備えている。
And in the above basic configuration
"The intake ports of both combustion cylinders are formed on the intake side with a long longitudinal center line in the cylinder row direction, and the exhaust port of the combustion cylinder is on the exhaust side with the longitudinal center line in between. While it is formed at the site and near the auxiliary cylinder,
The first inflow port of the auxiliary cylinder is arranged closer to the side of the first combustion cylinder, and the second inflow port of the auxiliary cylinder is arranged closer to the side of the second combustion cylinder. "
It has the feature.

本発明によると、燃焼用気筒と補助気筒とは直列に配置されているため、バルブの駆動構造を簡単化できる。 According to the present invention, since the combustion cylinder and the auxiliary cylinder are arranged in series, the valve drive structure can be simplified.

そして、燃焼用気筒において吸気ポートと排気ポートとは長手中心線を挟んだ一方の側と他方の側とに振り分けて配置されているため、吸気ポートと排気ポートとに必要な開口面積を確保できる。従って、燃焼用気筒では吸気及び排気をスムース化できる一方、補助気筒では燃焼ガスの流入・排出をスムース化できて出力向上に貢献できると共に、ポンピングロスも低減できる。その結果、燃費の向上に貢献できる。 Further, in the combustion cylinder, the intake port and the exhaust port are arranged separately on one side and the other side across the longitudinal center line, so that the opening area required for the intake port and the exhaust port can be secured. .. Therefore, the combustion cylinder can make the intake and exhaust smooth, while the auxiliary cylinder can make the inflow / exhaust of the combustion gas smooth, which can contribute to the improvement of the output and the pumping loss. As a result, it can contribute to the improvement of fuel efficiency.

また、燃焼用気筒の流入ポートは補助気筒に寄った部位に形成されて、補助気筒の流入ポートは燃焼用気筒に寄った部位に形成されているため、燃焼用気筒の排気ポートと補助気筒の流入ポートとの間隔を可能な限り短くできる。これにより、燃焼ガスの温度低下と膨張とを抑制できる。その結果、補助気筒による動力回収効率を向上して燃費の改善に更に貢献できる。 Further, since the inflow port of the combustion cylinder is formed in the portion close to the auxiliary cylinder and the inflow port of the auxiliary cylinder is formed in the portion close to the combustion cylinder, the exhaust port of the combustion cylinder and the auxiliary cylinder The distance from the inflow port can be as short as possible. As a result, it is possible to suppress the temperature drop and expansion of the combustion gas. As a result, the power recovery efficiency of the auxiliary cylinder can be improved, which can further contribute to the improvement of fuel efficiency.

実施形態を示す図で、(A)は模式的な平面図、(B)は(A)のB−B視断面図である。In the figure which shows the embodiment, (A) is a schematic plan view, (B) is a sectional view taken along line BB of (A). 図1のII-II視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 図1のIII-III視断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 図1のIV-IV視断面図である。FIG. 1 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 各気筒の行程を示す図である。It is a figure which shows the stroke of each cylinder.

(1).実施形態の構造
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、内燃機関は、シリンダブロック1とシリンダヘッド2とを主要要素とする機関本体を備えており、機関本体には、第1及び第2の燃焼用気筒3,4と、両者の間に挟まれた1つの補助気筒5とが直列に形成されている。
(1). Structure of Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine includes an engine body having a cylinder block 1 and a cylinder head 2 as main elements, and the engine body includes first and second combustion cylinders 3 and 4. One auxiliary cylinder 5 sandwiched between the two is formed in series.

各気筒3,4,5は、シリンダブロック1に形成されたシリンダボア6,7と、シリンダヘッド2に形成されたペントルーフ形凹所8,9とを有しており、燃焼用気筒3,4にはメインピストン10が摺動自在に嵌め入れられて、補助気筒5には補助ピストン11が摺動自在に嵌め入れられている。各ピストン10,11は、コンロッド12を介して1本のクランク軸13に連結されている。 Each of the cylinders 3, 4 and 5 has cylinder bores 6 and 7 formed in the cylinder block 1 and pent-roof type recesses 8 and 9 formed in the cylinder head 2, and the combustion cylinders 3 and 4 have. The main piston 10 is slidably fitted in the auxiliary cylinder 5, and the auxiliary piston 11 is slidably fitted in the auxiliary cylinder 5. Each of the pistons 10 and 11 is connected to one crankshaft 13 via a connecting rod 12.

念のために述べると、コンロッド12の小端部はピストン10,11にピストンピン14を介して連結されて、コンロッド12の大端部はクランクアーム15にクランクピン16を介して連結されている。また、クランク軸13の各ジャーナル部17は、クランクキャップ18を介してシリンダブロック1に回転自在に保持されている。 As a reminder, the small end of the connecting rod 12 is connected to the pistons 10 and 11 via the piston pin 14, and the large end of the connecting rod 12 is connected to the crank arm 15 via the crank pin 16. .. Further, each journal portion 17 of the crankshaft 13 is rotatably held by the cylinder block 1 via the crank cap 18.

補助気筒5の容積は燃焼用気筒3,4の容積の約2倍になっている。従って、補助気筒5の内径は、燃焼用気筒3,4の内径の約1.25倍になっている。また、2個のメインピストン10は同期して上下動している一方、補助ピストン11の位相はメインピストン10の位相と180°ずれている。また、2個のメインピストン10の質量の総和と1個の補助ピストン11の質量とは一致している。これにより、クランク軸13の回転バランスが取られている。 The volume of the auxiliary cylinder 5 is about twice the volume of the combustion cylinders 3 and 4. Therefore, the inner diameter of the auxiliary cylinder 5 is about 1.25 times the inner diameter of the combustion cylinders 3 and 4. Further, while the two main pistons 10 move up and down in synchronization, the phase of the auxiliary piston 11 is 180 ° out of phase with the phase of the main piston 10. Further, the total mass of the two main pistons 10 and the mass of one auxiliary piston 11 are the same. As a result, the rotation of the crankshaft 13 is balanced.

図1(A)に示すように、シリンダヘッド2のうち燃焼用気筒3,4の箇所には、クランク軸線方向(気筒列方向)の長手中心線O1を挟んで吸気側面2aの側に位置した2つの吸気ポート20と、長手中心線O1を挟んで排気側面2bの側に位置した1つの排気ポート21とが開口している。吸気ポート20の始端はシリンダヘッド2の吸気側面に開口しており、吸気マニホールド(図示せず)から吸気が供給される。 As shown in FIG. 1 (A), the combustion cylinders 3 and 4 of the cylinder head 2 are located on the side of the intake side surface 2a with the longitudinal center line O1 in the crank axis direction (cylinder row direction) interposed therebetween. Two intake ports 20 and one exhaust port 21 located on the exhaust side surface 2b side of the longitudinal center line O1 are open. The starting end of the intake port 20 is open to the intake side surface of the cylinder head 2, and intake air is supplied from an intake manifold (not shown).

燃焼用気筒3,4の排気ポート21は、長手中心線O1と直交した短手中心線O2を挟んで補助気筒5の側に寄せて配置されている。正確に述べると、排気ポート21は、長手中心線O1と短手中心線O2とで区画される4つのエリアのうち、補助気筒5に寄ると共に排気側に寄ったエリアに開口している。 The exhaust ports 21 of the combustion cylinders 3 and 4 are arranged closer to the auxiliary cylinder 5 with the short center line O2 orthogonal to the longitudinal center line O1 interposed therebetween. To be precise, the exhaust port 21 opens in an area closer to the auxiliary cylinder 5 and closer to the exhaust side among the four areas partitioned by the longitudinal center line O1 and the short center line O2.

補助気筒5には、第1燃焼用気筒3の排気ポート21から燃焼ガスが送られる第1流入ポート22と、第2燃焼用気筒4の排気ポート21から燃焼ガスが送られる第2流入ポート23とが開口している。 The auxiliary cylinder 5 has a first inflow port 22 to which combustion gas is sent from the exhaust port 21 of the first combustion cylinder 3 and a second inflow port 23 to which combustion gas is sent from the exhaust port 21 of the second combustion cylinder 4. Is open.

第1流入ポート22は、平面視において、長手中心線O1を挟んで排気側面2bの側でかつ短手中心線O2を挟んで第1燃焼用気筒3に寄った部位に開口しており、第2流入ポート23は、平面視において、長手中心線O1を挟んで排気側面2bの側でかつ短手中心線O2を挟んで第2燃焼用気筒4に寄った部位に開口している。そして、第1燃焼用気筒3の排気ポート21と補助気筒5の第1流入ポート22、及び、第2燃焼用気筒4の排気ポート21と補助気筒5の第2流入ポート23とは、それぞれ縦断側面視で弓形に湾曲した取り込み通路24(図4参照)を介して連通している(図4参照)。 The first inflow port 22 is open to a portion closer to the first combustion cylinder 3 on the side of the exhaust side surface 2b across the longitudinal center line O1 and closer to the first combustion cylinder 3 across the short center line O2 in a plan view. The 2 inflow port 23 is open to a portion closer to the second combustion cylinder 4 on the side of the exhaust side surface 2b with the longitudinal center line O1 and the short center line O2 in the plan view. The exhaust port 21 of the first combustion cylinder 3 and the first inflow port 22 of the auxiliary cylinder 5, and the exhaust port 21 of the second combustion cylinder 4 and the second inflow port 23 of the auxiliary cylinder 5 are vertically traversed. It communicates with the intake passage 24 (see FIG. 4) curved in a bow shape when viewed from the side (see FIG. 4).

また、補助気筒5には、燃焼ガスを排出する第1及び第2の2つの排出ポート25,26が形成されている。2つの排出ポート25,26は、長手中心線O1を挟んだ両側でかつ短手中心線O2上に位置するように形成されている。また、吸気側面2aの側に位置した第1排出ポート25は、排気側面2bの側に位置した第2排出ポート26よりも大径になっている。これは、排気側面2bの側には2つの流入ポート22,23があって、第2排出ポート26はスペースが制約されているからである。排出ポートは、例えば補助気筒5の軸心のあたりに1箇所だけ形成することも可能である。 Further, the auxiliary cylinder 5 is formed with two first and second discharge ports 25 and 26 for discharging combustion gas. The two discharge ports 25 and 26 are formed so as to be located on both sides of the longitudinal center line O1 and on the short center line O2. Further, the first exhaust port 25 located on the side of the intake side surface 2a has a larger diameter than the second discharge port 26 located on the side of the exhaust side surface 2b. This is because there are two inflow ports 22 and 23 on the side of the exhaust side surface 2b, and the space of the second exhaust port 26 is restricted. For example, only one discharge port can be formed around the axis of the auxiliary cylinder 5.

各ポート20,21,22・・・はバルブで開閉される。図2では、第1燃焼用気筒3における吸気ポート20と排気ポート21との開閉構造を表示している。すなわち、通常の内燃機関と同様に、吸気ポート20は、吸気用カム軸27で駆動される吸気バルブ28で開閉され、排気ポート21は、排気用カム軸29で駆動される排気バルブ30で開閉される。バルブ28,30はスリーブ(バルブガイド)31にスライド自在に嵌まっており、ばね32によって閉じ方向に付勢されている。 Each port 20, 21, 22, ... Is opened and closed by a valve. FIG. 2 shows the opening / closing structure of the intake port 20 and the exhaust port 21 in the first combustion cylinder 3. That is, like a normal internal combustion engine, the intake port 20 is opened and closed by the intake valve 28 driven by the intake camshaft 27, and the exhaust port 21 is opened and closed by the exhaust valve 30 driven by the exhaust camshaft 29. Will be done. The valves 28 and 30 are slidably fitted to the sleeve (valve guide) 31 and are urged in the closing direction by the spring 32.

なお、図2,3において、カム軸27,29は円形に簡略表示しているが、実際にはカム部が形成されている。また、カム軸27,29はカムキャップによって回転自在に保持されているが、これも省略している。更に、吸気ポート20にはインジェクタが臨んでいるが、図では省略している。図1(B)に示すように、燃焼用気筒3,4における凹所8の頂部には点火プラグ33が露出している。 Although the cam shafts 27 and 29 are simply shown in a circle in FIGS. 2 and 3, the cam portion is actually formed. Further, although the cam shafts 27 and 29 are rotatably held by the cam cap, this is also omitted. Further, although the injector faces the intake port 20, it is omitted in the drawing. As shown in FIG. 1 (B), the spark plug 33 is exposed at the top of the recess 8 in the combustion cylinders 3 and 4.

図3において、補助気筒5における排出ポート25,26の開閉構造を表示している。両排出ポート25,26は、短手中心線O2の方向に延びる1つの排出通路34に集合しており、排出通路34はシリンダヘッド2の排気側面2bに開口している。 FIG. 3 shows the opening / closing structure of the discharge ports 25 and 26 in the auxiliary cylinder 5. Both discharge ports 25 and 26 are gathered in one discharge passage 34 extending in the direction of the short center line O2, and the discharge passage 34 is open to the exhaust side surface 2b of the cylinder head 2.

そして、第1排出ポート25は、吸気用カム軸27で駆動される第1排出バルブ35で開閉操作されて、第2排出ポート26は、排気用カム軸29で駆動される第2排出バルブ36で開閉操作される。この場合、第2排出ポート26の上方に排出通路34があって第2排出バルブ36の露出長さが長いことから、スリーブ31の嵌め代を確保するため、シリンダヘッド2に筒状の上向きボス37を形成している。 Then, the first discharge port 25 is opened and closed by the first discharge valve 35 driven by the intake cam shaft 27, and the second discharge port 26 is operated by the second discharge valve 36 driven by the exhaust cam shaft 29. It is opened and closed with. In this case, since there is a discharge passage 34 above the second discharge port 26 and the exposed length of the second discharge valve 36 is long, a tubular upward boss is attached to the cylinder head 2 in order to secure a fitting allowance for the sleeve 31. 37 is formed.

補助気筒5の流入ポート22,23は、図4に示す流入バルブ38によって開閉される。流入バルブ38は排気弁用カム軸29によって駆動される。図2,3に示すように、シリンダヘッド2には冷却水ジャケット39を形成している。 The inflow ports 22 and 23 of the auxiliary cylinder 5 are opened and closed by the inflow valve 38 shown in FIG. The inflow valve 38 is driven by an exhaust valve camshaft 29. As shown in FIGS. 2 and 3, a cooling water jacket 39 is formed on the cylinder head 2.

(2).まとめ
各気筒3,4,5の動きは従来と同様であり、図5に示すように、第1燃焼用気筒3と第2燃焼用気筒4とは、位相を360°ずらした状態で4つの行程が行われる一方、補助気筒5には、第1燃焼用気筒3と第2燃焼用気筒4とから360°間隔で燃焼ガスが交互に供給されて、燃焼ガスは360°間隔で排出される。従って、流入バルブ38及び排出バルブ36,35を駆動するカムは、カム軸27,29に、軸心を挟んだ両側に一対ずつ形成されている。
(2). Summary The movements of the cylinders 3, 4 and 5 are the same as in the conventional case, and as shown in FIG. 5, the phases of the first combustion cylinder 3 and the second combustion cylinder 4 are shifted by 360 °. While four strokes are performed in this state, combustion gas is alternately supplied to the auxiliary cylinder 5 from the first combustion cylinder 3 and the second combustion cylinder 4 at intervals of 360 °, and the combustion gas is at intervals of 360 °. Is discharged at. Therefore, a pair of cams for driving the inflow valve 38 and the discharge valves 36 and 35 are formed on the cam shafts 27 and 29 on both sides of the shaft center.

いずれにしても、燃焼用気筒3,4の各バルブ28,30と補助気筒5の各バルブ35,36,37とは、2本のカム軸27,29で駆動される。従って、駆動構造はシンプルである。本実施形態では、2本のカム軸27,29でそれぞれ5本ずつのバルブが開閉されるため、2本のカム軸27,29に作用する負荷を均等化できる。従って、タイミングチェーンに対する両カム軸27,29の負荷を均等化して、タイミングチェーンを円滑に周回させることができる。 In any case, the valves 28 and 30 of the combustion cylinders 3 and 4 and the valves 35, 36 and 37 of the auxiliary cylinder 5 are driven by the two camshafts 27 and 29. Therefore, the drive structure is simple. In the present embodiment, five valves are opened and closed by the two camshafts 27 and 29, respectively, so that the load acting on the two camshafts 27 and 29 can be equalized. Therefore, the loads of both camshafts 27 and 29 on the timing chain can be equalized, and the timing chain can be smoothly rotated.

また、第1燃焼用気筒3の排気ポート21と補助気筒5の第1流入ポート22、及び、第2燃焼用気筒3の排気ポート21と補助気筒5の第2流入ポート23とは最小限度まで接近しているため、取り込み通路24の長さを極力短くすることができる。これにより、燃焼ガスの温度低下と膨張とを抑制して、補助気筒5での仕事効率(エネルギ回収効率)を向上できる。 Further, the exhaust port 21 of the first combustion cylinder 3 and the first inflow port 22 of the auxiliary cylinder 5, and the exhaust port 21 of the second combustion cylinder 3 and the second inflow port 23 of the auxiliary cylinder 5 are to the minimum. Since they are close to each other, the length of the intake passage 24 can be shortened as much as possible. As a result, it is possible to suppress the temperature drop and expansion of the combustion gas and improve the work efficiency (energy recovery efficiency) of the auxiliary cylinder 5.

また、燃焼用気筒3,4について見ると、吸気ポート20と排気ポート21とは長手中心線O1を挟んだ一方の側と他方の側とに振り分けて形成されているため、吸気ポート20の総面積を大きくして必要な吸気量を確保できると共に、排気ポート21にも必要な開口面積を確保して排気をスムースに行える。従って、ポンピングロスの低減によって燃費を向上できる。 Further, looking at the combustion cylinders 3 and 4, since the intake port 20 and the exhaust port 21 are formed so as to be divided into one side and the other side with the longitudinal center line O1 sandwiched between them, the total intake port 20 is totaled. The area can be increased to secure the required intake air amount, and the exhaust port 21 can also secure the required opening area to smoothly exhaust the air. Therefore, fuel efficiency can be improved by reducing pumping loss.

1つの燃焼用気筒3,4において排気ポート21は1か所しか形成していないため、構造が簡単になってコスト抑制にも貢献できる。実施形態のように、補助気筒5に2つの排出ポート25,26を形成すると、燃焼ガスの排出時の流れ抵抗を大きく低減できると共に、排出時の膨張を促進してポンピングロス低減に貢献できる。いずれにしても、燃費の向上に貢献できる。 Since only one exhaust port 21 is formed in one combustion cylinder 3 or 4, the structure is simplified and it can contribute to cost reduction. When two discharge ports 25 and 26 are formed in the auxiliary cylinder 5 as in the embodiment, the flow resistance at the time of discharging the combustion gas can be greatly reduced, and the expansion at the time of discharging can be promoted to contribute to the reduction of the pumping loss. In any case, it can contribute to the improvement of fuel efficiency.

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、2つの燃焼用気筒と1つの補助気筒とを1つのユニットとして、複数のユニットを直列配置した形態を採用することもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be embodied in various ways. For example, it is possible to adopt a form in which a plurality of units are arranged in series with two combustion cylinders and one auxiliary cylinder as one unit.

本願発明は、動力回収用補助気筒を備えた内燃機関(5ストローク内燃機関)に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be embodied in an internal combustion engine (5-stroke internal combustion engine) provided with an auxiliary cylinder for power recovery. Therefore, it can be used industrially.

1 シンリダブロック
2 シリンダヘッド
3 第1燃焼用気筒
4 第2燃焼用気筒
5 補助気筒
6,7 シリンダボア
10 メインピストン
11 補助ピストン
13 クランク軸
20 吸気ポート
21 排気ポート
22 第1流入ポート
23 第2流入ポート
24 取り込み通路
25 第1排出ポート
26 第2排出ポート
27,29 カム軸
28 吸気バルブ
30 排気バルブ
34 排出通路
35,36 排出バルブ
38 流入バルブ
O1 長手中心線
O2 短手中心線
1 Shinrida block 2 Cylinder head 3 1st combustion cylinder 4 2nd combustion cylinder 5 Auxiliary cylinder 6,7 Cylinder bore 10 Main piston 11 Auxiliary piston 13 Crankshaft 20 Intake port 21 Exhaust port 22 1st inflow port 23 2nd inflow Port 24 Intake passage 25 1st discharge port 26 2nd discharge port 27,29 Camshaft 28 Intake valve 30 Exhaust valve 34 Discharge passage 35,36 Discharge valve 38 Inflow valve O1 Longitudinal center line O2 Short center line

Claims (1)

第1及び第2の4サイクル式燃焼用気筒と、前記両燃焼用気筒から排出された燃焼ガスから動力を取り出す1つの補助気筒とが、前記2つの燃焼用気筒の間に1つの補助気筒が挟まれた状態で直列に配置されており、
前記第1及び第2の燃焼用気筒には吸気ポートと排気ポートとが形成されている一方、
前記補助気筒には、前記第1燃焼用気筒に設けた排気ポートから排出された燃焼ガスが流入する第1流入ポートと、前記第2燃焼用気筒の排気ポートから排出された燃焼ガスが流入する第2流入ポートと、燃焼ガスを排出する流出ポートとが形成されている構成であって、
前記両燃焼用気筒の吸気ポートは、気筒列方向に長い長手中心線を挟んで吸気側の部位に形成されて、前記燃焼用気筒の排気ポートは、前記長手中心線を挟んで排気側の部位でかつ前記補助気筒に寄った部位に形成されている一方、
前記補助気筒の第1流入ポートは前記第1燃焼用気筒の側に寄せて配置され、前記補助気筒の第2流入ポートは前記第2燃焼用気筒の側に寄せて配置されている、
内燃機関。
The first and second four-cycle combustion cylinders and one auxiliary cylinder that extracts power from the combustion gas discharged from both combustion cylinders have one auxiliary cylinder between the two combustion cylinders. Arranged in series in a sandwiched state,
While the intake port and the exhaust port are formed in the first and second combustion cylinders, while
The first inflow port into which the combustion gas discharged from the exhaust port provided in the first combustion cylinder flows into the auxiliary cylinder and the combustion gas discharged from the exhaust port of the second combustion cylinder flow into the auxiliary cylinder. It has a configuration in which a second inflow port and an outflow port for discharging combustion gas are formed.
The intake ports of both combustion cylinders are formed on the intake side with a long longitudinal center line in the cylinder row direction, and the exhaust port of the combustion cylinder is on the exhaust side with the longitudinal center line in between. While it is formed near the auxiliary cylinder,
The first inflow port of the auxiliary cylinder is arranged closer to the side of the first combustion cylinder, and the second inflow port of the auxiliary cylinder is arranged closer to the side of the second combustion cylinder.
Internal combustion engine.
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WO2017007357A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 Karczewski Antoni Multi-purpose internal combustion engine

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