JP2698996B2 - 4サイクル断熱エンジン - Google Patents

4サイクル断熱エンジン

Info

Publication number
JP2698996B2
JP2698996B2 JP1106582A JP10658289A JP2698996B2 JP 2698996 B2 JP2698996 B2 JP 2698996B2 JP 1106582 A JP1106582 A JP 1106582A JP 10658289 A JP10658289 A JP 10658289A JP 2698996 B2 JP2698996 B2 JP 2698996B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
piston
intake air
combustion chamber
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1106582A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02286857A (ja
Inventor
英男 河村
Original Assignee
株式会社いすゞセラミックス研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社いすゞセラミックス研究所 filed Critical 株式会社いすゞセラミックス研究所
Priority to JP1106582A priority Critical patent/JP2698996B2/ja
Priority to US07/514,842 priority patent/US5025765A/en
Priority to EP90304521A priority patent/EP0395406B1/en
Priority to DE90304521T priority patent/DE69003730T2/de
Publication of JPH02286857A publication Critical patent/JPH02286857A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2698996B2 publication Critical patent/JP2698996B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、吸気口と排気口とが隔てられている4サイ
クル断熱エンジンに関する。
(従来の技術) 従来の4サイクル断熱エンジンは、燃焼室が外部に対
して保温されているので、熱エネルギの一部が冷却によ
り浪費されないので効率が良い。また、排気ガスの温度
が高温であるためターボチャージャ等により排気の有す
るエネルギを有効に回収することができ、効率がより向
上する。
(発明が解決しようとする課題) このような4サイクル断熱エンジンでは、排気ガスは
高温となるため、排気口周辺が加熱される。吸気口が排
気口と隣接している場合には排気口の熱が吸気口周辺に
伝導し、吸気口周辺の温度を上昇させる。すると、シリ
ンダ内に吸入される前に吸気が加熱され膨張し、吸入さ
れる空気の実質量が減少するため出力が低下するという
問題がある。また、燃焼室壁面が高温となり、燃料が壁
面部で着火され正規の着火タイミングより早期に燃焼が
開始するためノッキングが発生するという問題がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、吸気口
と排気口とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断
すると共に着火時における燃焼室壁面温度を低下させる
4サイクル断熱エンジンを提供しようとするものであ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、下死点近傍でのピストン上面位置に
対応するシリンダ円筒面に穿設された吸気口と、該吸気
口からシリンダ内へ吸気を圧送する過給手段と、シリン
ダ上部の中心部付近に設けられた噴射ノズルを含む燃焼
室上面に配設された排気バルブにて開閉制御される排気
口とを有する4サイクルエンジンにおいて、前記シリン
ダ上部中央に設けられた副燃焼室、前記副燃焼室と前記
シリンダ上部の内面を覆う断熱材製のスリーブ、前記断
熱材製のスリーブ下部のシリンダ内面に設けられたシリ
ンダスリーブ、ピストンの上部を覆う断熱材製のピスト
ンヘッド面、吸気を旋回させるように傾斜して穿設され
た吸気口、を有し、燃料の燃焼室内の燃焼により下死点
近傍までピストンが降下され流入した吸気とピストンの
上昇により排気ガスを排気口から排気すると共に、該シ
リンダ内排気ガスを排気する行程の上死点で排気口を閉
鎖し、その閉鎖状態でピストンを降下させてシリンダ内
吸気を断熱膨張させ、その下死点でシリンダ内負圧作用
と過給圧とにより吸気をシリンダ内に急激に旋回流入せ
しめ、ピストンの上昇により該流入した吸気を圧縮し、
圧縮された吸気に燃料を噴射して燃料を燃焼させること
を特徴とする4サイクル断熱エンジンを提供できる。
(作用) 本発明の4サイクル断熱エンジンでは、吸気口と排気
口とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断するの
で吸気口の温度が上昇せず、よって吸気効率が低下しな
い。また、着火時における燃焼室壁面温度を低下させる
のでノッキングが発生せず安定した運転が可能となる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。
第1図は、本発明によるエンジンの構成を示す全体概
略図、第2図は、第1図におけるI−I断面図、第3図
は、第1図におけるII−II断面図である。
シリンダ1の内周面にはシリンダスリーブ11が配設さ
れており、該シリンダスリーブ11の下死点近傍における
ピストンヘッドの位置には吸気口13が周設されている。
該吸気口13は吸入された吸気が時計回りに旋回するよう
に傾斜して開口している。シリンダ1の上部中央には副
燃焼室2が設けられており、該副燃焼室2の内面は耐熱
断熱材のセラミックス等からなるスリーブ21で被覆され
ている。該スリーブ21とシリンダスリーブ11との間は断
熱ガスケット12を介して接続している。副燃焼室2の側
部には該副燃焼室2内部へ燃料を時計回りに噴射する噴
射ノズル22が配設されており、該噴射ノズル22は燃料の
噴射タイミング及び噴射量が可変である燃料ポンプ23と
接続されている。また、該副燃焼室2には副燃焼室2を
介して排気を排出するための排気口40が設けられてお
り、該排気口40は排気バルブ24により開閉される。そし
て、該排気バルブ24は軸部に配設されたバルブ駆動装置
25により開閉駆動される。尚、本実施例においては排気
バルブ24の軸部に接続された永久磁石26とエンジン本体
に設けられた電磁石27との間に作用する電磁力により排
気バルブ24を駆動する構成を示すが、カムシャフトによ
り開閉駆動することも可能である。
前記シリンダ1内部にはピストン3が配設されてお
り、該ピストン3のピストンヘッド面32は副燃料室2と
同様に耐熱断熱材のセラミックス32により被覆されてい
る。また、ピストンヘッド中央部には突起31が形成され
ており、ピストン3が上死点近傍にあるときに副燃焼室
2の開口部を狭窄する。
前記排気口40より排出された排気ガスは排気管路41に
よりターボチャージャ4のタービンへと導かれる。該タ
ーボチャージャ4の回転軸には電動機(図示せず)が接
続しており、外部からの電力供給により過給圧を発生さ
せることが可能な構造を有している。排気ガスあるいは
外部からの電力によりコンプレッサを回転させ吸気に過
給圧を付与し、該吸気を吸気管路42を経て吸気口13へと
供給する。
上記バルブ駆動装置25、燃料ポンプ23及びターボチャ
ージャー4の電動機はコントロールユニット5の入出力
インターフェイス50からの信号により制御されている。
該入出力インターフェイス50には、上記の他にエンジン
の回転数及びクランク角を検知する回転センサ55及びア
クセルペダルの踏込量を検知するアクセルセンサ56が接
続されており、各センサからの信号が入力されている。
該コントロールユニット5には入出力インターフェイス
50の他に、プログラムや各種関係テーブルを記憶するRO
M53、該ROM53のプログラムの下に演算を実行するCPU5
1、演算結果及びデータを一時記憶するRAM54、コントロ
ールユニット5内部の信号流れを司るコントロールメモ
リ52などにより構成されている。
次に、本発明の作用について説明する。
第4図は、本発明によるエンジンのp−v線図、第5
図は、行程の一部を示す図である。
燃焼後の膨張行程において、体積が圧縮状態にある上
死点V1から下死点直前のV2まで増加すると排気口40を開
放し排気ガスの排出を開始する。すると、a点を通過し
下死点V3まで膨張する間に急速に圧力が減少する。そし
て、b点に示す下死点ではすでに吸気口13が開放される
ので、過給圧が負荷されている吸気は旋回流となりシリ
ンダ1内へと流入する。流入する該吸気により排気は更
に上方へと押し上げられ排気口40からの排出が助長され
る。ピストン3が下死点から上方へと移動し吸気口13が
閉鎖され吸気の流入が停止しても、シリンダ1内には排
気ガスが未だ残留しているので、c点に示すごとく排気
口40の開放は継続される。そして、排気口40の開放状態
を上死点まで継続しシリンダ内の排気ガスを完全に排出
する。次に上死点V1でd点に示すごとく排気口40を閉鎖
する。排気口40が閉鎖された状態を保持してピストン3
が降下するとシリンダ内に封入された吸気は断熱膨張さ
れる。該断熱膨張時には封入された吸気の温度が降下す
るため、燃焼室壁面から熱エネルギを迅速に奪う。そし
て、V3直前の吸気口13が開口する位置すなわちe点を通
過すると、吸気は過給圧とシリンダ1内の負圧との作用
により急激にシリンダ内へと流入する。吸気口13は第3
図に示すごとく中心方向に対し傾斜しているので、該吸
入された吸気はシリンダ1内で高速の旋回流となる。
続いて、ピストン3の上昇に伴いシリンダ1内の旋回
流は副燃焼室2内へと移動するが、シリンダ径より副燃
焼室2の径の方が小であるため、シリンダ1内の旋回流
は加速され副燃焼室2内へと流入する。圧縮行程後半に
は該流入量は減少するが、ピストンヘッドに形成された
突起31が副燃焼室2の開口面積を狭窄し、副燃焼室2へ
流入する旋回流の流速を加速するので、圧縮終了時には
副燃焼室2内部には更に高速の旋回流が発生する。該圧
縮行程終了時には既に内壁面は冷却されているので、噴
射ノズル22から旋回流方向に燃料を噴射すると、燃料は
良好な状態で燃焼し膨張行程に移行する。噴射された燃
料は副燃焼室2内で全て燃焼し燃焼ガスとなりピストン
3を降下させるが、突起31により狭窄されていた副燃焼
室2の開口部面積はピストン3の降下により拡大され、
燃焼ガスは速やかにシリンダ内へ拡散する。
尚、上記の各行程における排気バルブ24の開閉タイミ
ング、燃料の噴射量及び噴射タイミング及び吸気の過給
量は回転センサ55及びアクセルセンサ56からの信号を基
にコントロールユニット5により演算されて決定され
る。
以上本発明について説明したが、本発明の精神から逸
れないかぎりで、種々の異なる実施例は容易に構成でき
るから、本発明は前記特許請求の範囲において記載した
限定以外、特定の実施例に制約されるものではない。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、吸気口と排気
口とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断するの
で吸気口の温度が上昇せず、よって吸気効率が低下しな
い。また、着火時における燃焼室壁面温度を低下させる
のでノッキングが発生せず安定した運転が可能である4
サイクル断熱エンジンを提供できる。
また、副燃焼室と前記シリンダ上部の内面を断熱材製
のスリーブで覆ったので、従来のエンジンよりも高温燃
焼温度に耐えることができ、エンジンの熱効率を高める
ことができる。そしてこのスリーブは下部のシリンダス
リーブとはセパレートされているので、断熱材製のスリ
ーブを小型に形成することができ、エンジンのスリーブ
のように大型部品の加工が難しいとされている断熱材の
加工を容易にすると共に、小型であるので、材料使用量
が少なく、このため断熱材製のスリーブを安価に製造で
きる。その上、シリンダ内の排気ガスを過給圧により排
気する行程の上死点で排気口を閉鎖し、その閉鎖状態で
ピストンを降下させてシリンダ内吸気を断熱膨張させ、
その下死点でシリンダ内負圧作用と過給圧とにより吸気
を傾斜して穿設された吸気口よりシリンダ内に急激に流
入せしめるので、高速の旋回流が得られるとともに、吸
入効率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す全体概略図、第2図
は、第1図におけるI−I断面図、第3図は、第1図に
おけるII−II断面図、第4図は、本発明によるエンジン
のp−v線図、第5図は、行程の一部を示す図である。 1……シリンダ、2……副燃焼室、3……ピストン、4
……ターボチャージャ、5……コントロールユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02F 1/24 F02F 1/24 C

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下死点近傍でのピストン上面位置に対応す
    るシリンダ円筒面に穿設された吸気口と、該吸気口から
    シリンダ内へ吸気を圧送する過給手段と、シリンダ上部
    の中心部付近に設けられた噴射ノズルを含む燃焼室上面
    に配設された排気バルブにて開閉制御される排気口とを
    有する4サイクルエンジンにおいて、前記シリンダ上部
    中央に設けられた副燃焼室、前記副燃焼室と前記シリン
    ダ上部の内面を覆う断熱材製のスリーブ、前記断熱材製
    のスリーブ下部のシリンダ内面に設けられたシリンダス
    リーブ、ピストンの上部を覆う断熱材製のピストンヘッ
    ド面、吸気を旋回させるように傾斜して穿設された吸気
    口、を有し、燃料の燃焼室内の燃焼により下死点近傍ま
    でピストンが降下され流入した吸気とピストンの上昇に
    より排気ガスを排気口から排気すると共に、該シリンダ
    内排気ガスを排気する行程の上死点で排気口を閉鎖し、
    その閉鎖状態でピストンを降下させてシリンダ内吸気を
    断熱膨張させ、その下死点でシリンダ内負圧作用と過給
    圧とにより吸気をシリンダ内に急激に旋回流入せしめ、
    ピストンの上昇により該流入した吸気を圧縮し、圧縮さ
    れた吸気に燃料を噴射して燃料を燃焼させることを特徴
    とする4サイクル断熱エンジン。
  2. 【請求項2】シリンダ上部に設けられ上記排気バルブを
    備えた副燃焼室と、ピストン上面に形成され副燃焼室と
    シリンダ内とを連結する管路の開口面積を上死点近傍に
    て狭窄する突起とを有することを特徴とする請求項
    (1)記載の4サイクル断熱エンジン。
JP1106582A 1989-04-26 1989-04-26 4サイクル断熱エンジン Expired - Lifetime JP2698996B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1106582A JP2698996B2 (ja) 1989-04-26 1989-04-26 4サイクル断熱エンジン
US07/514,842 US5025765A (en) 1989-04-26 1990-04-26 Heat-insulated four-cycle engine with prechamber
EP90304521A EP0395406B1 (en) 1989-04-26 1990-04-26 Heat-insulated four-stroke engine with prechamber
DE90304521T DE69003730T2 (de) 1989-04-26 1990-04-26 Wärmeisolierter Viertakt-Verbrennungsmotor mit Vorkammern.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1106582A JP2698996B2 (ja) 1989-04-26 1989-04-26 4サイクル断熱エンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02286857A JPH02286857A (ja) 1990-11-27
JP2698996B2 true JP2698996B2 (ja) 1998-01-19

Family

ID=14437206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1106582A Expired - Lifetime JP2698996B2 (ja) 1989-04-26 1989-04-26 4サイクル断熱エンジン

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2698996B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637852B2 (ja) * 1989-07-17 1994-05-18 いすゞ自動車株式会社 4サイクル断熱エンジン
JP3006060B2 (ja) * 1990-09-13 2000-02-07 住友化学工業株式会社 2,2,6,6―テトラメチルピペリジン系光安定剤の造粒方法
AT511072B1 (de) * 2011-06-22 2012-09-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit zumindest einem zylinder

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5154109A (ja) * 1974-11-07 1976-05-13 Fuji Heavy Ind Ltd Gasorinnainenkikan

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02286857A (ja) 1990-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2711565B2 (ja) エンジンのサイクル制御装置
JPS55119911A (en) Combustion chamber of compression firing internal combustion engine
US5025765A (en) Heat-insulated four-cycle engine with prechamber
JPH0350325A (ja) 4サイクル断熱エンジン
US4378764A (en) Piston and combustion chamber with improved fuel circulation
JP2698996B2 (ja) 4サイクル断熱エンジン
JP2819676B2 (ja) 6サイクル断熱エンジン
JP2001227368A (ja) ピストン形内燃機関
JP2844082B2 (ja) 断熱エンジン
JP2620972B2 (ja) 副燃焼室式2サイクルディーゼルエンジン
JP3077398B2 (ja) 2−4ストローク切換エンジン
JP3039147B2 (ja) 2−4ストローク切換エンジン
JPH04166656A (ja) 排気ガス再循環装置を備えた副室式エンジン
JP2620973B2 (ja) 断熱アルコールエンジン
JPH06200832A (ja) 2ストロークエンジン
JP2537404B2 (ja) サイクル可変エンジンの燃料噴射装置
JPH0338410Y2 (ja)
JPH0526051A (ja) 断熱2−4サイクル切換エンジン
JPS60184923A (ja) 水噴射式断熱セラミツクデイ−ゼルエンジン
JP2711563B2 (ja) サイクル数可変エンジン
JP2730198B2 (ja) 4サイクル断熱エンジン
JP3148813B2 (ja) 気化燃料用高圧縮比エンジンの制御装置
JPS5851373Y2 (ja) 2サイクル内燃機関
JPH0510129A (ja) 断熱2サイクルエンジン
JPH02264123A (ja) 6サイクルエンジンの制御装置