JP2742825B2 - Variable cycle engine - Google Patents

Variable cycle engine

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JP2742825B2
JP2742825B2 JP1331897A JP33189789A JP2742825B2 JP 2742825 B2 JP2742825 B2 JP 2742825B2 JP 1331897 A JP1331897 A JP 1331897A JP 33189789 A JP33189789 A JP 33189789A JP 2742825 B2 JP2742825 B2 JP 2742825B2
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engine
intake
valve
load
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JPH03194128A (en
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英男 河村
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株式会社いすゞセラミックス研究所
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
    • F02B69/06Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different cycles, e.g. convertible from two-stroke to four stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの回転数及び負荷の変化に応じて
2サイクル運転と4サイクル運転とを切換えるサイクル
可変エンジンに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a variable cycle engine that switches between two-cycle operation and four-cycle operation in accordance with changes in engine speed and load.

(従来の技術) 通常のピストン往復式エンジンはピストンの1往復、
すなわちクランク軸1回転にて吸入、圧縮、爆発、排気
の行程を行なう2サイクルエンジンと、ピストンの2往
復、すなわちクランク軸2回転の間に、前記の4行程を
行なう4サイクルエンジンとに大別される。
(Prior art) A normal piston reciprocating engine has one reciprocation of a piston,
That is, a two-cycle engine that performs the intake, compression, explosion, and exhaust strokes with one revolution of the crankshaft, and a four-cycle engine that performs the four strokes during two reciprocations of the piston, that is, two revolutions of the crankshaft. Is done.

そして、2サイクルエンジンではシリンダスリーブの
下方に吸気ポート(吸気口)を配置し、ピストンの下降
時に開口し、該吸気ポートから圧送された空気により、
吸入と排気とを同時に平行して行ない、クランク軸の1
回転毎に爆発が行なわれるため、出力軸の回転変動が少
なく、高トルクを発生することができる。
In a two-stroke cycle engine, an intake port (intake port) is arranged below the cylinder sleeve, and is opened when the piston descends.
Intake and exhaust are performed simultaneously in parallel, and one of the crankshafts
Since the explosion is performed every rotation, the rotation fluctuation of the output shaft is small and a high torque can be generated.

一方、4サイクルエンジンでは、吸入と排気とがそれ
ぞれ独立した行程にて行なわれるので、充分にガス交換
される。よって2サイクルエンジンに比して、特にエン
ジン回転速度が高速時における燃料消費率が少ないとい
う利点がある。
On the other hand, in the four-cycle engine, the intake and exhaust are performed in independent strokes, so that the gas is sufficiently exchanged. Therefore, there is an advantage that the fuel consumption rate is small especially when the engine rotation speed is high, as compared with the two-cycle engine.

(発明が解決しようとする課題) ところで、一つのエンジンを2サイクル運転と4サイ
クル運転間にて自在に変化させ、それぞれの特性に適合
した運転を行なう場合、上述のように2サイクル運転時
に使用する吸気ポートを有するため、4サイクル運転の
際はピストン下降時に該吸気ポートが開口し、シリンダ
の内外が連通することになり、エンジンの運転に支障を
来すという問題が生じる。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, when one engine is freely changed between two-cycle operation and four-cycle operation and the operation adapted to each characteristic is performed, it is used during the two-cycle operation as described above. In the four-cycle operation, the intake port opens when the piston descends, and the inside and outside of the cylinder communicate with each other, which causes a problem that the operation of the engine is hindered.

また、2サイクル運転時においても、吸気ポートから
の吸入効率を増加させるため、吸気ポートの開口面積を
増大させると、吸気ポートの開タイミングが早まり、膨
張行程が短縮され出力低下や高速回転時の吸気吹き戻し
等の不具合が発生する。
Further, even during the two-cycle operation, if the opening area of the intake port is increased to increase the efficiency of intake from the intake port, the opening timing of the intake port is advanced, the expansion stroke is shortened, and the output decreases and the speed during high-speed rotation is reduced. Troubles such as intake blow-back occur.

そこで本願出願人は、シリンダスリーブの外周面に該
吸気ポートを開閉するスリーブ弁を設け、該スリーブ弁
をリンク等の機構を介して電磁ソレノイドにより駆動
し、該吸気ポートを必要に応じ開閉するサイクル可変エ
ンジンを、特願平1−112507号として既に出願した。
Accordingly, the applicant of the present application has provided a sleeve valve for opening and closing the intake port on the outer peripheral surface of the cylinder sleeve, and driving the sleeve valve by an electromagnetic solenoid through a mechanism such as a link to open and close the intake port as needed. A variable engine has already been filed as Japanese Patent Application No. 1-112507.

しかし、上記のようにスリーブ弁をリンク等の機構を
介して電磁ソレノイドにより駆動する場合には、駆動装
置が複雑となり、また駆動機構の完成や稼動部のガタの
ため応答速度が遅いという問題がある。
However, when the sleeve valve is driven by an electromagnetic solenoid through a mechanism such as a link as described above, the driving device becomes complicated, and the response speed is slow due to the completion of the driving mechanism and play in the moving part. is there.

更に、2サイクル運転時の吸気ポート開度が一定であ
るため、高速高負荷時にはガス交換が不充分であり、低
速部分負荷時には膨張行程が短く出力が不足するという
問題がある。
Further, since the intake port opening during the two-cycle operation is constant, gas exchange is insufficient at high speed and high load, and the expansion stroke is short at low speed partial load, resulting in insufficient output.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的はエンジンの回転速度及び負荷の変化に応
じて2サイクル運転または4サイクル運転を切換える際
の応答が俊敏であり、かつ2サイクル運転時の吸気ポー
トを可変制御できるサイクル可変エンジンを提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an agile response when switching between two-cycle operation and four-cycle operation in accordance with changes in engine speed and load, and to achieve a two-cycle operation. An object of the present invention is to provide a variable cycle engine capable of variably controlling an intake port during operation.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、エンジンの状態が所定回転数以下で
かつ所定負荷以上の場合に4サイクル作動から2サイク
ル作動に切換えるサイクル可変エンジンにおいて、シリ
ンダ上面部に開閉を自在に制御出来る吸気および排気弁
とシリンダスリーブ下部円筒面に穿設され吸気を吸入す
る吸気ポートと、上記吸気ポートと連結し円筒面に開口
面積を異る開口部を有しシリンダスリーブ外周に遊嵌さ
れ上記開口部を開閉する環状のスリーブ弁と、上記所定
回転数より低回転である設定回転数以下でかつ上記所定
負荷より高負荷である設定負荷以上の場合にスリーブ弁
を回動し上記開口部を開放し、前記吸気弁の作動を停止
し、回転数および負荷が所定値以上では上記スリーブ弁
を回動し、上記開口部を閉鎖し、上記吸気弁の作動を開
閉状態とするスリーブ弁および吸気弁の制御手段を有す
ることを特徴とするサイクル可変エンジンを提供でき
る。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in a cycle variable engine that switches from four-cycle operation to two-cycle operation when the engine state is equal to or lower than a predetermined rotation speed and equal to or higher than a predetermined load, the upper surface of the cylinder is opened and closed. The intake and exhaust valves, which can freely control the pressure, and an intake port formed in the lower cylinder surface of the cylinder sleeve for inhaling intake air, and an opening portion connected to the intake port and having a different opening area on the cylinder surface, the outer periphery of the cylinder sleeve. An annular sleeve valve that is loosely fitted and opens and closes the opening, and rotates the sleeve valve when the rotation speed is equal to or less than a predetermined rotation speed that is lower than the predetermined rotation speed and is equal to or higher than a predetermined load that is higher than the predetermined load. Opening the opening, stopping the operation of the intake valve, rotating the sleeve valve when the number of rotations and the load are equal to or higher than a predetermined value, closing the opening, and closing the intake valve; A variable cycle engine having control means for a sleeve valve and an intake valve for opening and closing the operation of the engine.

(作用) 本発明では、エンジン回転数が所定回転数以下で、か
つエンジン負荷が所定負荷以上の場合にエンジンの作動
サイクルを4サイクルから2サイクルに切換え、更に、
該2サイクル作動時であり、かつエンジン回転数が上記
所定回転数より低回転である設定回転数以下で、かつエ
ンジン負荷が上記所定負荷より低負荷である設定負荷以
下の場合に吸気ポートの開口面積を減少し開タイミング
を下死点側に移動させる。
(Operation) In the present invention, when the engine speed is equal to or lower than the predetermined speed and the engine load is equal to or higher than the predetermined load, the operation cycle of the engine is switched from 4 cycles to 2 cycles.
During the two-cycle operation, when the engine speed is equal to or lower than a set speed at which the engine speed is lower than the predetermined speed, and when the engine load is equal to or lower than a set load at which the engine load is lower than the predetermined load, the opening of the intake port is performed. Reduce the area and move the open timing to the bottom dead center side.

(実施例) 次に、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
(Example) Next, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す全体構成図であ
る。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the present invention.

1はエンジンのシリンダであり、該シリンダ1の内壁
にはシリンダスリーブ11が設けられ、ピストン2の下死
点位置におけるピストンヘッド21の上端部近傍に対応す
るシリンダスリーブ11の周壁には複数個の吸気ポート12
が穿設されている。
Reference numeral 1 denotes an engine cylinder. A cylinder sleeve 11 is provided on the inner wall of the cylinder 1. A plurality of cylinder sleeves 11 are provided on the peripheral wall of the cylinder sleeve 11 corresponding to the vicinity of the upper end of the piston head 21 at the bottom dead center position of the piston 2. Intake port 12
Are drilled.

そして、これらの吸気ポート12は吸気管13からの吸気
が、シリンダ1の内部へ旋回して吸入されるように傾斜
して開口されている。
The intake ports 12 are inclined and open so that the intake air from the intake pipe 13 is swirled and taken into the cylinder 1.

3はスリーブ弁であり、上述の吸気ポート12の開口部
分を覆って、シリンダスリーブ11の外周に嵌合し、摺動
するように帯状に配置されたものである。
Reference numeral 3 denotes a sleeve valve which covers the opening of the intake port 12 described above, is fitted on the outer periphery of the cylinder sleeve 11, and is arranged in a belt-like manner so as to slide.

そして、吸気ポート12に対応する開口部31及び後述す
る開口部32が穿設されており、シリンダスリーブ11外周
の円周方向に所定角度回動すると開口部31もしくは開口
部32と吸気ポート12とが一致し、吸気管13とシリンダ1
内部とを連通する。尚、開口部31及び開口部32のいずれ
とも一致しない場合には吸気ポート12を閉鎖し、吸気管
13とシリンダ1内部とを隔絶する。
An opening 31 corresponding to the intake port 12 and an opening 32 to be described later are formed, and when the cylinder 31 is rotated by a predetermined angle in the circumferential direction of the outer periphery, the opening 31 or the opening 32 and the intake port 12 are And the intake pipe 13 and cylinder 1
Communicate with the inside. In addition, when it does not match any of the openings 31 and 32, the intake port 12 is closed and the intake pipe is closed.
13 and the inside of the cylinder 1 are isolated.

4はスリーブ弁の回動手段となる固定電磁石であり、
詳細については後述する。
Reference numeral 4 denotes a fixed electromagnet serving as a rotating means of the sleeve valve,
Details will be described later.

5は吸気バルブであり、シリンダ1の上方に設けら
れ、吸気路14からの吸気をエンジンの作動に応じてシリ
ンダ1に導くものである。尚、吸気バルブ5の開閉駆動
は上部に配置された電磁バルブアクチュエータ51により
制御される。
Reference numeral 5 denotes an intake valve which is provided above the cylinder 1 and guides intake air from the intake passage 14 to the cylinder 1 in accordance with the operation of the engine. The opening / closing drive of the intake valve 5 is controlled by an electromagnetic valve actuator 51 disposed at the top.

6はシリンダ1の上方に設けられた排気バルブであ
り、エンジンの排気過程における排気ガスを排気路15に
導くものである。該排気バルブ6の開閉駆動は上部に配
置された電磁バルブアクチュエータに61により制御され
る。
Reference numeral 6 denotes an exhaust valve provided above the cylinder 1, which guides exhaust gas in an exhaust process of the engine to an exhaust path 15. The opening / closing drive of the exhaust valve 6 is controlled by an electromagnetic valve actuator 61 disposed at the top.

尚、上記電磁バルブアクチュエータ51及び電磁バルブ
アクチュエータ61はそれぞれ、吸気バルブ5及び排気バ
ルブ6に連結している可動磁極と、エンジン側に固定さ
れた固定電磁石とを備え、該可動磁極と固定電磁石との
間に作用する電磁力により吸、排気バルブ5、6を駆動
するものである。そして、該固定電磁石への制御指令は
後述するコントローラ8から発令される。
The electromagnetic valve actuator 51 and the electromagnetic valve actuator 61 each include a movable magnetic pole connected to the intake valve 5 and the exhaust valve 6, and a fixed electromagnet fixed to the engine side. The intake and exhaust valves 5 and 6 are driven by the electromagnetic force acting between the two. The control command to the fixed electromagnet is issued from a controller 8 described later.

7はターボチャージャであり、内部には第5図に示す
ようにタービン7a、回転電機70、コンプレッサ7bとを同
軸7c上に備えている。排気路15から排出される排気ガス
エネルギーにより駆動されるタービン7aのトルクにてコ
ンプレッサ7cが駆動され、2サイクルエンジンとして稼
動する際には吸気路13を、4サイクルエンジンとして稼
動する際には吸気路14を介してシリンダ1に過給気を圧
送する。
Reference numeral 7 denotes a turbocharger, which internally includes a turbine 7a, a rotating electric machine 70, and a compressor 7b on a coaxial 7c as shown in FIG. The compressor 7c is driven by the torque of the turbine 7a driven by the energy of the exhaust gas discharged from the exhaust passage 15, and the intake passage 13 is operated when operating as a two-cycle engine, and the intake air is operated when operating as a four-cycle engine. The supercharged air is supplied to the cylinder 1 via the passage 14.

そして、エンジンの運転状態に応じ、低速時において
排気エネルギが不足する場合には、回転電機70に電力を
供給して力行させ、コンプレッサ76の過給作動を付勢す
る。また、エンジンからの排気エネルギが大である場合
には、回転電機70を発電機作動させ、該発電電力をバッ
テリ80等に供給するよう構成されている。
If exhaust energy is insufficient at low speed in accordance with the operating state of the engine, electric power is supplied to the rotating electric machine 70 to perform power running, thereby energizing the supercharging operation of the compressor 76. When the exhaust energy from the engine is large, the rotating electric machine 70 operates as a generator, and the generated electric power is supplied to the battery 80 and the like.

81は回転センサで、クランク軸の回転数を計測してエ
ンジンの回転数を検出するものである。
Reference numeral 81 denotes a rotation sensor which measures the rotation speed of the crankshaft to detect the rotation speed of the engine.

82は負荷センサで、例えばエンジンへの燃料供給量を
検出してエンジン負荷を検知するものである。
A load sensor 82 detects an engine load by detecting, for example, a fuel supply amount to the engine.

83は位置センサでクランク角度を検出してピストン位
置を検知するもので、これら各センサからの信号はコン
トローラ8に入力されている。
Reference numeral 83 denotes a position sensor which detects a crank angle by detecting a crank angle. Signals from these sensors are input to the controller 8.

コントローラ8はマイクロコンピュータからなり、演
算処理を行なう中央制御装置、演算処理手順や制御手順
などを格納する各種メモリ、入/出力ポートなどを備え
ており、前記の各種センサからの信号が入力されると所
定の演算処理が行なわれ、格納されている制御手順に基
づき、固定電磁石4、電磁バルブアクチュエータ51、電
磁バルブアクチュエータ61、ターボチャージャ7の回転
電機などに制御指令が発せられるよう構成されている。
The controller 8 includes a microcomputer, and includes a central control device for performing arithmetic processing, various memories for storing arithmetic processing procedures and control procedures, input / output ports, and the like, and receives signals from the various sensors. And predetermined arithmetic processing is performed, and control commands are issued to the fixed electromagnet 4, the electromagnetic valve actuator 51, the electromagnetic valve actuator 61, the rotating electric machine of the turbocharger 7, and the like based on the stored control procedure. .

次に、上記スリーブ弁3と吸気ポート12との関係を第
2図により更に説明する。
Next, the relationship between the sleeve valve 3 and the intake port 12 will be further described with reference to FIG.

第2図は、スリーブ弁の部分展開図である。 FIG. 2 is a partially developed view of the sleeve valve.

本図における12は、説明を簡易にするため上記複数個
の吸気ポート12の内の1個の吸気ポートを示している
が、他の吸気ポート12についても同様である。
In the figure, reference numeral 12 denotes one of the plurality of intake ports 12 for simplicity of description, but the same applies to the other intake ports 12.

スリーブ弁3は、該吸気ポート12を覆う位置に周設さ
れているが本図においては、下方に変位して示してい
る。更には、固定電磁石4も、スリーブ弁3の側面と対
向しているが本図においては変位して示している。
The sleeve valve 3 is provided at a position covering the intake port 12, but is displaced downward in this figure. Further, the fixed electromagnet 4 also faces the side surface of the sleeve valve 3, but is shown displaced in this figure.

本図は、スリーブ弁3によって、吸気ポート12が閉鎖
されている状態を示している。スリーブ弁3の周面に
は、該閉鎖状態にて、距離P隔てた位置に、開口部31が
穿設されている。該開口部31は吸気ポート12とほぼ同一
形状に穿設されている。また、該開口部31から更に距離
P隔てられた位置には開口部32が穿設されている。該開
口部32の開口面積は吸気ポート12の開口面積の半分であ
り、本図における上半分が塞がれている。
This figure shows a state in which the intake port 12 is closed by the sleeve valve 3. An opening 31 is formed in the peripheral surface of the sleeve valve 3 at a position separated by a distance P in the closed state. The opening 31 is formed in substantially the same shape as the intake port 12. An opening 32 is formed at a position further away from the opening 31 by a distance P. The opening area of the opening 32 is half of the opening area of the intake port 12, and the upper half in the drawing is closed.

尚、上記構成とすることにより、シリンダ1内のスト
ローク仕事が増加し増加し、よって、エンジン効率が改
善される。
It should be noted that the above configuration increases and increases the stroke work in the cylinder 1, and thus improves engine efficiency.

該スリーブ弁3の周面には更に、円周方向に磁極を有
する永久磁石33が配設されている。尚、該永久磁石33の
磁極は、例えば図の左側がN極であり右側がS極に帯磁
している。
On the peripheral surface of the sleeve valve 3, a permanent magnet 33 having a magnetic pole in the circumferential direction is further provided. The magnetic poles of the permanent magnet 33 are, for example, N pole on the left side of the figure and S pole on the right side.

上記固定電磁石4は該永久磁石33と対向している。該
固定電磁石4は互いに距離P隔てて設けられた5個の固
定磁極41〜45と、各固定磁極の間に設けられた励磁コイ
ル46〜49とから構成されている。そして、各励磁コイル
46〜49はコントローラ8から電力の供給を受け、固定磁
極41〜45を励磁する。
The fixed electromagnet 4 faces the permanent magnet 33. The fixed electromagnet 4 includes five fixed magnetic poles 41 to 45 provided at a distance P from each other and exciting coils 46 to 49 provided between the fixed magnetic poles. And each excitation coil
46 to 49 are supplied with electric power from the controller 8 to excite the fixed magnetic poles 41 to 45.

本図に示す状態は励磁コイル46及び励磁コイル47に通
電されており、固定磁極41がN極に、固定磁極43がS極
に励磁されている。
In the state shown in the figure, the excitation coil 46 and the excitation coil 47 are energized, and the fixed magnetic pole 41 is excited to the N pole and the fixed magnetic pole 43 is excited to the S pole.

該状態から、励磁コイル46への通電を停止すると共
に、励磁コイル48へ通電し、固定磁極42をN極に、固定
磁極44をS極に励磁すると、永久磁石33は、本図の左側
へと距離Pだけ移動する。すると、開口部31と吸気ポー
ト12とが一致し、吸気ポート12は全開状態となる。
From this state, when the excitation coil 46 is stopped and the excitation coil 48 is energized to excite the fixed magnetic pole 42 to the N pole and the fixed magnetic pole 44 to the S pole, the permanent magnet 33 moves to the left side of the drawing. And the distance P. Then, the opening 31 matches the intake port 12, and the intake port 12 is fully opened.

更に、該状態から励磁コイル47への通電を停止すると
共に、励磁コイル49へ通電し、固定磁極43をN極に、固
定磁極45をS極に励磁すると、永久磁石33は、本図の左
側へと距離Pだけ更に移動する。すると、今度は開口部
32と吸気ポート12とが一致し、吸気ポート12は半開状態
となり、更には開タイミングが下死点側に移動する。
Further, in this state, the energization of the excitation coil 47 is stopped, and the excitation coil 49 is energized to excite the fixed magnetic pole 43 to the N pole and the fixed magnetic pole 45 to the S pole. To the distance P. Then this time the opening
32 coincides with the intake port 12, the intake port 12 is in a half-open state, and the opening timing further moves to the bottom dead center side.

次に、このように構成された本実施例の作動を説明す
る。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.

第3図は、本発明によるエンジンの回転数と負荷との
関係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine speed and load according to the present invention.

本図において、横軸はエンジン回転数Nを示し、縦軸
はエンジン負荷Lを示している。また、Iは2サイクル
運転時の特性を示し、IIは4サイクル運転時の特性を示
している。更に、領域A、B及びCは2サイクルにて運
転される領域であり、領域Dは4サイクルにて運転され
る領域を示している。
In the figure, the horizontal axis represents the engine speed N, and the vertical axis represents the engine load L. In addition, I indicates characteristics during two-cycle operation, and II indicates characteristics during four-cycle operation. Further, regions A, B, and C are regions that are operated in two cycles, and region D is a region that is operated in four cycles.

第4図は、本発明によるエンジンの作動を示すフロー
図である。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the engine according to the present invention.

コントローラ8は、ステップ1及びステップ2におい
て、負荷センサ82によってエンジン負荷Lと、回転セン
サ81によってエンジン回転数Nとを読み込む。
The controller 8 reads the engine load L by the load sensor 82 and the engine speed N by the rotation sensor 81 in Steps 1 and 2.

ステップ3において4サイクルにて運転するか2サイ
クルにて運転するかを判断する。すなわち、該エンジン
回転数Nが所定の回転数Ncより低回転数であり、かつエ
ンジン負荷Lが所定の負荷Lcより高負荷の領域では2サ
イクル作動を行なわせ、所定の回転数Ncより高回転数
か、もしくは所定の負荷Lcより低負荷の領域では4サイ
クル作動を行なわせる。
In step 3, it is determined whether to operate in four cycles or two cycles. That is, in the region where the engine speed N is lower than the predetermined speed Nc and the engine load L is higher than the predetermined load Lc, two-cycle operation is performed, and the engine speed L becomes higher than the predetermined speed Nc. In a region where the load is lower than a predetermined load Lc, the operation is performed for four cycles.

4サイクル作動と判断するとステップ8へ進み、ステ
ップ8、ステップ9及びステップ10にて、吸気バルブ5
と排気バルブ6とを4サイクル作動させ、吸気ポート12
を常閉させる。該運転状態は第3図の領域Dに相当す
る。
When it is determined that the operation is the four-cycle operation, the process proceeds to step 8, and in steps 8, 9, and 10, the intake valve 5 is operated.
And the exhaust valve 6 are operated for four cycles, and the intake port 12
Is normally closed. This operating state corresponds to the area D in FIG.

ステップ3にて2サイクル作動と判断されると、ステ
ップ4にて、ステップ2にて入力したエンジン回転数N
と所定の回転数N1とを比較し、N>N1であればステップ
5へ、N≦N1であればステップ11へと進む。
If it is determined in step 3 that the operation is a two-cycle operation, in step 4 the engine speed N input in step 2 is determined.
Is compared with a predetermined rotation speed N1, and if N> N1, the process proceeds to step 5, and if N ≦ N1, the process proceeds to step 11.

ステップ5では、上記固定電磁石4への通電状態を変
更し、吸気ポート12と開口部31とが一致する状態にす
る。
In step 5, the state of energization of the fixed electromagnet 4 is changed so that the intake port 12 and the opening 31 match.

そして、ステップ6にて電磁バルブアクチュエータ51
への制御信号出力を停止し、吸気バルブ5の作動を停止
する。
Then, at step 6, the electromagnetic valve actuator 51
The output of the control signal to is stopped, and the operation of the intake valve 5 is stopped.

そして、ステップ7にて、電磁バルブアクチュエータ
61への制御信号出力を、2サイクルであり高回転時の作
動モードに変更する。尚、該運転状態は第3図の領域A
に相当する。
Then, in step 7, the electromagnetic valve actuator
The control signal output to 61 is changed to the operation mode at the time of high rotation at 2 cycles. Note that the operation state is the area A in FIG.
Is equivalent to

ステップ4からステップ11への流れは、まずステップ
11にて、ステップ1にて入力したエンジン負荷Lと所定
の負荷L1とを比較し、L>L1であればステップ12へ、L
≦L1であればステップ15へと進む。
The flow from step 4 to step 11
At 11, the engine load L input at step 1 is compared with a predetermined load L1, and if L> L1, the routine proceeds to step 12, where L
If ≤L1, go to step 15.

ステップ12では、上記固定電磁石4への通電状態を変
更し、ステップ5と同様に吸気ポート12と開口部31とが
一致する状態にする。
In step 12, the energization state of the fixed electromagnet 4 is changed so that the intake port 12 and the opening 31 coincide with each other as in step 5.

そして、ステップ13にて電磁バルブアクチュエータ51
への制御信号出力を停止し、吸気バルブ5の作動を停止
する。
Then, at step 13, the electromagnetic valve actuator 51
The output of the control signal to is stopped, and the operation of the intake valve 5 is stopped.

そして、ステップ14にて、電磁バルブアクチュエータ
61への制御信号出力を、2サイクルであり低回転時の作
動モードに変更する。尚、該運転状態は第3図の領域B
に相当する。
Then, in step 14, the electromagnetic valve actuator
The control signal output to 61 is changed to the operation mode at the time of low rotation at 2 cycles. The operating state is indicated by a region B in FIG.
Is equivalent to

ステップ11からステップ15への流れは、まずステップ
15にて、上記固定電磁石4への通電状態を変更し、吸気
ポート12と開口部32とが一致する状態にする。
The flow from step 11 to step 15
At 15, the state of energization of the fixed electromagnet 4 is changed so that the intake port 12 matches the opening 32.

そして、ステップ16にて電磁バルブアクチュエータ51
への制御信号出力を停止し、吸気バルブ5の作動を停止
する。
Then, at step 16, the electromagnetic valve actuator 51
The output of the control signal to is stopped, and the operation of the intake valve 5 is stopped.

そして、ステップ17にて、電磁バルブアクチュエータ
61への制御信号出力を、2サイクルであり低回転時の作
動モードに変更する。尚、該運転状態は第3図の領域C
に相当する。
Then, in step 17, the electromagnetic valve actuator
The control signal output to 61 is changed to the operation mode at the time of low rotation at 2 cycles. Note that the operation state is the area C in FIG.
Is equivalent to

尚、上記ステップ7、ステップ10、ステップ14及びス
テップ17が終了すると、再びステップ1に戻る。
When steps 7, 10, 10, and 17 are completed, the process returns to step 1.

さて、本発明によるエンジンには燃料としてメタノー
ル等のアルコール燃料を使用してもよい。但しアルコー
ル燃料は気化潜熱が大であるため、冷間時における始動
性が悪い。
The engine according to the present invention may use alcohol fuel such as methanol as the fuel. However, alcohol fuel has a large latent heat of vaporization, and thus has poor startability in a cold state.

そこで、燃焼室内部の温度を検知する温度センサを設
け、該温度センサにより検知される燃焼室温度が所定温
度以下の場合には、上記ステップ3にてサイクル数を決
定する際に、エンジン回転数やエンジン負荷のいかんに
かかわらず2サイクルを選択し、上記始動性を向上させ
る制御を行なうことができる。
Therefore, a temperature sensor for detecting the temperature inside the combustion chamber is provided, and when the temperature of the combustion chamber detected by the temperature sensor is equal to or lower than a predetermined temperature, the engine speed is determined when the cycle number is determined in step 3 described above. In addition, two cycles can be selected regardless of the engine load and the engine load, and the control for improving the startability can be performed.

以上、本発明を上述の実施例によって詳細に説明した
が、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、
これらの変形を本発明の範囲から排除するものではな
い。
As described above, the present invention has been described in detail by the above embodiments, but various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention,
These modifications are not excluded from the scope of the present invention.

(発明の効果) 本発明によれば、エンジン回転数が所定回転数以下
で、かつエンジン負荷が所定負荷以上の場合にエンジン
の作動サイクルを4サイクルから2サイクルに切換え、
更に、該2サイクル作動時であり、かつエンジン回転数
が上記所定回転数より低回転である設定回転数以下で、
かつエンジン負荷が上記所定負荷より低負荷である設定
負荷以下の場合に吸気ポートの開口面積を減少し開タイ
ミングを下死点側に移動させることにより、エンジンの
回転数及び負荷の変化に応じて圧縮比を変化させること
ができ、エンジンの効率を改善し、出力を増大させるこ
とができる。
(Effect of the Invention) According to the present invention, when the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed and the engine load is equal to or higher than a predetermined load, the operation cycle of the engine is switched from four cycles to two cycles,
Further, when the two-cycle operation is performed and the engine speed is equal to or less than a set speed that is lower than the predetermined speed,
And, when the engine load is equal to or less than the set load which is lower than the predetermined load, the opening area of the intake port is reduced and the opening timing is moved to the bottom dead center side, so that the engine speed and the load change according to the engine speed. The compression ratio can be varied, improving engine efficiency and increasing power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の実施例を示す全体構成図、第2図
は、スリーブ弁の部分展開図、第3図は、本発明による
エンジンの回転数と負荷との関係を示す特性図、第4図
は、本発明によるエンジンの作動を示すフロー図、第5
図は、ターボチャージャの詳細断面図である。 1……シリンダ、2……ピストン、3……スリーブ弁、
4……固定電磁石、5……吸気バルブ、6……排気バル
ブ、7……ターボチャージャ、8……コントローラ、11
……シリンダスリーブ、12……吸気ポート、13・14……
吸気管、33……永久磁石。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial developed view of a sleeve valve, FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between the engine speed and load according to the present invention, FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the engine according to the present invention, and FIG.
The figure is a detailed sectional view of the turbocharger. 1 ... cylinder, 2 ... piston, 3 ... sleeve valve,
4 ... fixed electromagnet, 5 ... intake valve, 6 ... exhaust valve, 7 ... turbocharger, 8 ... controller, 11
…… Cylinder sleeve, 12 …… Intake port, 13 ・ 14 ……
Intake pipe, 33 ... permanent magnet.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エンジンの状態が所定回転数以下でかつ所
定負荷以上の場合に4サイクル作動から2サイクル作動
に切換えるサイクル可変エンジンにおいて、シリンダ上
面部に開閉を自在に制御出来る吸気および排気弁とシリ
ンダスリーブ下部円筒面に穿設され吸気を吸入する吸気
ポートと、上記吸気ポートと連結し円筒面に開口面積の
異る開口部を有しシリンダスリーブ外周に遊嵌され上記
開口部を開閉する環状のスリーブ弁と、上記所定回転数
より低回転である設定回転数以下でかつ上記所定負荷よ
り高負荷である設定負荷以上の場合にスリーブ弁を回動
し上記開口部を開放し、前記吸気弁の作動を停止し、回
転数および負荷が所定値以上では上記スリーブ弁を回動
し、上記開口部を閉鎖し、上記吸気弁の作動を開閉状態
とするスリーブ弁および吸気弁の制御手段を有すること
を特徴とするサイクル可変エンジン。
An intake and exhaust valve capable of freely controlling the opening and closing of an upper surface of a cylinder in a variable cycle engine that switches from four-cycle operation to two-cycle operation when an engine state is a predetermined number of revolutions or less and a predetermined load or more. An intake port formed in the lower cylinder surface of the cylinder sleeve for inhaling intake air, and an annular portion connected to the intake port and having an opening having a different opening area in the cylindrical surface and loosely fitted to the outer periphery of the cylinder sleeve to open and close the opening. A sleeve valve, and when the rotation speed is equal to or lower than a set rotation speed lower than the predetermined rotation speed and equal to or higher than a set load higher than the predetermined load, the sleeve valve is rotated to open the opening, and the intake valve is opened. The operation of the sleeve valve is stopped when the rotation speed and the load are equal to or higher than a predetermined value, the sleeve valve is rotated, the opening is closed, and the operation of the intake valve is opened and closed. Cycle variable engine characterized by having a control means of the pre-intake valve.
【請求項2】エンジンの回転数が所定値より低く、負荷
が所定値より低い場合に前記吸気弁の作動を停止し、前
記スリーブ弁の作動を前記開口部面積より下側に小さく
絞る方向に制御する手段を有することを特徴とする請求
項(1)記載のサイクル可変エンジン。
2. When the engine speed is lower than a predetermined value and the load is lower than a predetermined value, the operation of the intake valve is stopped, and the operation of the sleeve valve is reduced to a value smaller than the area of the opening. 3. The variable cycle engine according to claim 1, further comprising control means.
【請求項3】上記スリーブ弁は、該スリーブ弁に連結さ
れた永久磁石と、該永久磁石と対向する固定電磁石との
間に作用する電磁力により回動されることを特徴とする
請求項(1)記載のサイクル可変エンジン。
3. The sleeve valve according to claim 1, wherein the sleeve valve is rotated by an electromagnetic force acting between a permanent magnet connected to the sleeve valve and a fixed electromagnet facing the permanent magnet. 1) The variable cycle engine according to the above.
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