JP2794522B2 - 2サイクルエンジンの給気装置 - Google Patents

2サイクルエンジンの給気装置

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JP2794522B2
JP2794522B2 JP5237111A JP23711193A JP2794522B2 JP 2794522 B2 JP2794522 B2 JP 2794522B2 JP 5237111 A JP5237111 A JP 5237111A JP 23711193 A JP23711193 A JP 23711193A JP 2794522 B2 JP2794522 B2 JP 2794522B2
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exhaust gas
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光一 菅原
泰章 塩見
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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
    • 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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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスタービン式過
給機を備えた2サイクルエンジンの給気装置に関し、始
動時でも新気を多量に供給でき、始動性能を高めた2サ
イクルエンジンの始動装置に関する。
【0002】
【発明の背景】2サイクルエンジンではシリンダ室内へ
供給した新気により燃焼後の排気ガスを掃気する。即
ち、給気口や掃気口が排気口と同時に開口する期間があ
り、シリンダ内に負圧を発生させて新気を吸い込むこと
ができず、このため、シリンダ内へ新気を送り込むため
の給気装置を必要とする。この給気装置として、クラン
ク室内でのピストンのポンピング作用を利用するものが
あるが、この給気装置では潤滑油ミストが給気に混入す
るので、潤滑油の消費量が増加するうえ、排気ガス中の
有害成分を増加させる問題がある。
【0003】上記問題を生じない給気装置として、給気
路に過給機を設け、この過給機の作動によりシリンダ内
へ新気を供給するように構成したものがある。この過給
機には、クランク軸の回転により駆動する機械駆動式過
給機と、排気ガスのエネルギで駆動する排気ガスタービ
ン式過給機とがあるが、機械駆動式過給機はクランク軸
の回転を利用して駆動するため、エンジンの動力損失を
生じ、熱効率が低下する問題があり、一方、排気ガスタ
ービン式過給機は、エンジンの始動時や低速運転時に排
気ガスのエネルギが少なく、駆動力が弱くなって十分に
機能できない問題がある。
【0004】
【従来の技術】そこで、従来の給気装置として、図2に
示すように、両過給機の上記問題点を互いに補完するよ
うに構成したものがある。即ち、この給気装置は、エン
ジン(E)の給気路(51)の上流側に排気ガスタービン式過
給機(52)を設け、この排気ガスタービン式過給機(52)の
下流側で給気冷却装置(53)及びスロットル弁(54)の上流
に機械駆動式過給機(55)を設けてある。また、機械駆動
式過給機(55)の前後はバイパス路(56)で連結してあり、
このバイパス路(56)に開閉制御弁(57)を設けてある。そ
して、エンジン(E)の低速運転時ではバイパス路(56)の
開閉制御弁(57)を閉じ、クランク軸(58)の回転により機
駆動式過給機(55)を駆動して確実に給気を行う。一方、
エンジン(E)の高速運転時には、機械駆動式過給機(55)
の駆動を停止し、バイパス路(56)の開閉制御弁(57)を開
弁して排気ガスタービン式過給機を駆動するように構成
してある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】2サイクルエンジンで
の給気は、排気口を開口して掃気する期間があるため、
高い給気圧を必要としないが、エンジン始動時には、確
実に起動して運転を継続できるように大量の新気をシリ
ンダ内に供給する必要がある。しかしながら、上記の従
来技術では、始動時の給気をエンジン回転数に依存する
機械駆動式過給機で行うことから、エンジン回転数の極
めて低い始動時に大量の空気を供給することが困難であ
り、始動性能を良くするためには給気能力の高い大形の
過給機を必要とする。しかも、両過給機の下流には給気
冷却装置を配設していることから、この給気冷却装置に
よる通気抵抗が大きく、このため一層給気能力の高い大
形の過給機過給機を必要とする。
【0006】このため装置が大形化して複雑となり、設
備コストが高価につくだけでなく、エンジン全体が大形
する問題があるうえ、機械駆動式過給機を駆動するため
の動力損失も大きなものとなる問題がある。一方、これ
らの問題点を回避するために排気ガスタービン式過給機
に小形の機械駆動式過給機を併用したのでは、始動時に
シリンダ内へ十分な量の新気を供給することができず、
掃気が不十分となり、始動性能が低いという問題があ
る。本発明は、上記問題点を解消し、簡単で小形の装置
でありながら、始動時にシリンダ内へ新気を大量に供給
でき、始動性能を高くすることができる、2サイクルエ
ンジンの給気装置を提供することを技術的課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は次のように構成したことを特徴とする。即
ち、給気路に排気ガスタービン式過給機を付設した2サ
イクルエンジンの給気装置において、上記排気ガスター
ビン式過給機の下流側で給気路に逆流防止弁を設け、こ
の逆流防止弁と排気ガスタービン式過給機との間でバイ
パス路を給気路から分岐するとともに、このバイパス路
を上記逆流防止弁よりも下流側で給気路に合流させ、こ
のバイパス路に電動エアポンプを配設し、エンジンのメ
インスイッチからの始動信号に基づき、この電動エアポ
ンプを駆動するとともに上記逆流防止弁を閉弁し、エン
ジンに回転数検出器を設け、この回転数検出器による所
定のエンジン回転数の検出に基づき、上記電動エアポン
プの駆動を停止するとともに逆流防止弁を開度制御可能
に構成したことを特徴とする。
【0008】
【作用】始動時から起動後の所定回転数に至るまでは、
電動エアポンプの駆動により新気がシリンダ内へ供給さ
れる。このとき、電動エアポンプはエンジン回転数とは
無関係に駆動されるので、小形の電動エアポンプにより
大量の新気がシリンダ内へ供給される。
【0009】また、給気路に給気冷却装置を配置しこの
給気冷却装置の上流側でバイパス路を分岐した場合、始
動時は給気路の逆流防止弁を閉弁してバイパス路に設け
た電動エアポンプを駆動するので、新気はバイパス路を
通過してシリンダ内に供給される。この結果、この新気
は通気冷却装置を通過せず、従って通気抵抗が大きくな
らない。
【0010】一方、火花点火式エンジンでは逆流防止弁
をスロットル弁で兼用でき、この場合、始動期間中はこ
のスロットル弁を閉弁状態に維持すればよく、開度を制
御する必要がない。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて述べ
る。図1は2サイクルガスエンジンの給気装置の概略説
明図である。
【0012】図1に示すように、上記2サイクルガスエ
ンジン(E)は、シリンダ(1)内にピストン(2)を上下移
動可能に配設し、シリンダ(1)内上方に給気ポート(3)
と排気ポート(4)とを開口し、給気ポート(3)に給気弁
(5)を、排気ポート(4)に排気弁(6)をそれぞれ開閉制
御可能に配設し、給気ポート(3)に給気路(7)を、排気
ポート(4)に排気路(8)をそれぞれ連通連結してある。
【0013】給気路(7)には上流側から順に、エアクリ
ーナ(10)、排気ガスタービン式過給機(11)、給気冷却装
置(12)、及びスロットル弁(13)を配設し、排気ガスター
ビン式過給機(11)を排気ポート(4)から排出される排気
ガスの圧力で駆動するように構成してある。
【0014】この給気装置では、上記排気ガスタービン
式過給機(11)の駆動によりエアクリーナ(10)を介して新
気を吸入し、給気冷却装置(12)で冷却して給気密度を高
め、スロットル弁(13)の開度を調整して供給量を制御し
たのち、給気ポート(4)からこの新気をシリンダ(1)内
へ供給し、排気ガスを掃気して新気をシリンダ(1)内に
充填する。シリンダ(1)内に充填された新気は、図示し
ていない燃料噴射装置から噴射されたガス燃料と混合さ
れる。そして、形成された混合気はピストン(2)の上昇
により圧縮されたのち、図示していない点火プラグによ
り着火されて燃焼膨張し、ピストン(2)を押し下げてク
ランク軸(9)を回転させ、これにより動力が取り出され
る。
【0015】上記給気路(7)には、給気冷却装置(12)と
排気ガスタービン式過給機(11)との間でバイパス路(15)
を分岐してあり、このバイパス路(15)をスロットル弁(1
3)の下流で再度給気路(7)に合流してある。このバイパ
ス路(15)には、入口寄り部に電磁開閉弁(16)を設け、そ
の下流側に電動エアポンプ(17)を配設してある。一方、
クランク軸(9)の近傍部には回転数検出器(18)が配設し
てあり、エンジン回転数を検出可能に構成してある。上
記電磁開閉弁(16)及びスロットル弁(13)の開閉と電動エ
アポンプ(17)の駆動は、スタータ(20)を介して入力され
るメインスイッチ(19)からの始動信号、及び回転数検出
器(18)からの検出信号に基づき、制御装置(21)により制
御可能に構成してある。
【0016】即ち、メインスイッチ(19)からの始動信号
に基づきスタータ(20)が起動されると、その信号を受け
た制御装置(21)の作動により電動エアポンプ(17)が駆動
を開始し、同時に電磁開閉弁(16)が全開するとともにス
ロットル弁(13)が全閉する。これにより電動エアポンプ
(17)の作動で新気がエアクリーナ(10)から吸入され、バ
イパス路(15)を経て給気ポート(3)からシリンダ(1)内
へ供給される。このとき、スロットル弁(13)が全閉して
いるので、バイパス路(15)を経た新気は、給気路(7)を
逆流することがない。また、電動エアポンプ(17)はエン
ジン回転数とは無関係に駆動されるので、大量の新気を
シリンダ(1)内に供給することができる。
【0017】エンジン(E)の起動が終了し、排気ガスの
エネルギで過給機(11)を十分に駆動できる所定のエンジ
ン回転数に達すると、回転数検出器(18)によるこのエン
ジン回転数の検出に基づき、制御装置(21)によりスロッ
トル弁(13)の全閉状態が解除され、電磁開閉弁(16)が全
閉されるとともに電動エアポンプ(17)の駆動が停止され
る。これにより、過給機(11)により吸入された新気は、
給気冷却装置(12)、スロットル弁(13)を順に経て給気ポ
ート(3)からシリンダ(1)内に供給される。
【0018】上記実施例ではガスエンジンについて説明
したが、本発明は2サイクルエンジンであれば適用で
き、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンにも適用で
きることはいうまでもない。また、燃料をシリンダ内に
直接噴射する形式のエンジンに限らず、給気路内で燃料
を空気と予め混合し、この混合気をシリンダ内に供給す
る形式のエンジンにも適用できる。なお、圧縮点火式エ
ンジンの場合には給気路に逆流防止弁を新たに設ける必
要があるが、火花点火式エンジンでは上記実施例のよう
にスロットル弁(13)を逆流防止弁に兼用することがで
き、装置構造を簡略にできる。
【0019】上記実施例では、バイパス路(15)の入口寄
り部に電磁開閉弁(16)を設けたが、電動エアポンプ(17)
が駆動停止時にバイパス路(15)を閉鎖できるものであれ
ば、この電磁開閉弁を省略することができる。また、バ
イパス路(15)は、給気冷却装置と逆流防止弁との間で分
岐してもよいが、上記実施例のように、給気冷却装置(1
2)の上流側で分岐すると始動時の通気抵抗を小さくで
き、大量の新気を容易に供給できる。なお、回転数検出
器は、エンジン回転数を検出できるものであればよく、
クランク軸の回転数を直接検出するものに限らず、油圧
計などにより間接的にエンジン回転数を検出できるもの
であってもよい。
【0020】
【発明の効果】始動時から起動後の所定回転数に至るま
では、エンジン回転数とは無関係に駆動される電動エア
ポンプにより新気が供給されるので、小形の電動エアポ
ンプにより大量の新気をシリンダ内へ供給でき、給気装
置を小形にしながら、しかも、確実に掃気を行って始動
性能を高めることができる。
【0021】また、給気路に給気冷却装置を配置しこの
給気冷却装置の上流側でバイパス路を分岐した場合に
は、通常運転時の給気密度を高くできながら、しかも始
動時に給気の通気抵抗を小さく維持でき、シリンダ内へ
大量に新気を供給して始動性能を向上させることができ
る。
【0022】一方、火花点火式エンジンでは逆流防止弁
をスロットル弁で兼用でき、装置構造を簡略にできるう
え、始動期間中はこのスロットル弁を閉弁状態に維持す
ればよく、開度を制御する必要がないので簡単な操作で
始動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す、2サイクルガスエンジ
ンの給気装置の概略説明図である。
【図2】従来技術を示す、図1相当図である。
【符号の説明】 7…給気路、 11…排気ガスタービン式過給機、 12…給気冷却装置、 13…逆流防止弁(スロットル弁)、 15…バイパス路、 17…電動エアポンプ、 18…回転数検出器、 19…メインスイッチ、 E…2サイクルエンジン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−113127(JP,A) 特開 昭61−190114(JP,A) 実開 昭63−112225(JP,U) 実開 昭60−78972(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02B 33/00 - 39/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給気路(7)に排気ガスタービン式過給機
    (11)を付設した2サイクルエンジン(E)の給気装置にお
    いて、 上記排気ガスタービン式過給機(11)の下流側で給気路
    (7)に逆流防止弁(13)を設け、この逆流防止弁(13)と排
    気ガスタービン式過給機(11)との間でバイパス路(15)を
    給気路(7)から分岐するとともに、このバイパス路(15)
    を上記逆流防止弁(13)よりも下流側で給気路(7)に合流
    させ、 このバイパス路(15)に電動エアポンプ(17)を配設し、エ
    ンジン(E)のメインスイッチ(19)からの始動信号に基づ
    き、この電動エアポンプ(17)を駆動するとともに上記逆
    流防止弁(13)を閉弁し、 エンジン(E)に回転数検出器(18)を設け、この回転数検
    出器(18)による所定のエンジン回転数の検出に基づき、
    上記電動エアポンプ(17)の駆動を停止するとともに逆流
    防止弁(13)を開度制御可能に構成したことを特徴とす
    る、2サイクルエンジンの給気装置。
  2. 【請求項2】 排気ガスタービン式過給機(11)と逆流防
    止弁(13)との間の給気路(7)に給気冷却装置(12)を設
    け、この給気冷却装置(12)の上流側でバイパス路(15)を
    給気路(7)から分岐した、請求項1に記載の2サイクル
    エンジンの給気装置。
  3. 【請求項3】 逆流防止弁(13)を火花点火式エンジンの
    スロットル弁で兼用した、請求項1または2に記載の火
    花点火式2サイクルエンジンの給気装置。
JP5237111A 1993-09-24 1993-09-24 2サイクルエンジンの給気装置 Expired - Lifetime JP2794522B2 (ja)

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