JP4215644B2 - 制御された均質充填混合圧縮着火エンジン - Google Patents
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Description
12 排気ポート
13、17、18 ピストン
14 ピストンボウル
15 第2の凹部
16 可動面
19 チャンバ
20、22、23 開閉弁
21、27、32 逆止弁
24 エンジン排気弁
26 吸気弁
Claims (30)
- 複数の燃焼シリンダと、
該各燃焼シリンダに往復運動可能に取り付けられ、燃焼シリンダ内の燃焼室の第1の境界を画定する第1のピストン面を備えた第1のピストンと、
前記燃焼シリンダを覆い、対応する燃焼シリンダ内でそれぞれ開口する複数の円筒状の凹部を備えたヘッドと、
前記各凹部に往復運動可能に取り付けられ、前記燃焼室の第2の境界を画定する第2のピストン面を備えた第2のピストンと、
燃料空気混合気を燃焼室内に導入する手段と、
前記第1のピストンが上死点近くの位置に達したときに、前記第2のピストンを前記円筒状の凹部内において後退位置から拡張位置まで外方に移動させて燃焼室の容積を小さくし、前記第1のピストンの膨張行程の始めにおいて燃料空気混合気の自己着火を引き起こすレベルまで圧縮比を高める手段とを有することを特徴とするエンジン。 - 出力要求を検出する手段と、
検出された出力要求に従って前記第2のピストンの拡張位置を制御することによって、圧縮比を制御する手段とを有する請求項1に記載のエンジン。 - 前記第2のピストンは、前記ヘッド内の円筒状の凹部と協力して制御チャンバを画定する第3のピストン面を備えた両面ピストンである請求項1に記載のエンジン。
- 前記第1のピストンの連続的な圧縮行程の間に、前記第2のピストンを後退位置に戻す再位置決め手段を有する請求項3に記載のエンジン。
- 前記再位置決め手段は、前記制御チャンバと連通させられた排出管、及び該排出管に配設された制御弁を有する請求項4に記載のエンジン。
- 前記制御チャンバと連通させられた吸入管と、
該吸入管に配設された制御弁とを有する請求項5に記載のエンジン。 - 前記制御弁の両側において排出管路及び吸入管路に接続されたバイパス管路と、
該各バイパス管路に設けられた逆止弁とを有する請求項6に記載のエンジン。 - 前記ヘッド内の吸気ポート及び排気ポート、並びに吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ開閉するポペット弁を有する請求項1に記載のエンジン。
- 前記第1のピストン面は、前記ヘッド内の円筒状の凹部と対向する円筒状の凹部を備える請求項1に記載のエンジン。
- 前記第1のピストン面の前記凹部と前記ヘッド内の前記凹部とは同じ直径を有する請求項9に記載のエンジン。
- 複数の燃焼シリンダ、該各燃焼シリンダに往復運動可能に取り付けられ、燃焼シリンダ内の燃焼室の第1の境界を画定する第1のピストン面を備えた第1のピストン、燃焼シリンダを覆い、排気ポート及び対応する燃焼シリンダ内でそれぞれ開口する複数の円筒状の凹部を備えたヘッド、前記各凹部に往復運動可能に取り付けられた第2のピストン、並びに各排気ポートを開閉するエンジン排気弁を有するとともに、前記第2のピストンに、燃焼室の第2の境界を画定する第2のピストン面を備えたディーゼルサイクルエンジンを動作させる方法において、
前記燃焼室に燃料空気混合気を導入する工程と、
前記第1のピストンの圧縮行程によって燃料空気混合気を圧縮する工程と、
第1のピストンが上死点に達したときに、前記第2のピストンをヘッド内の円筒状の凹部内において後退位置から拡張位置まで外方に移動させ、燃焼室の容積を小さくし、前記第1のピストンの膨張行程の始めにおいて燃料空気混合気の自己着火を引き起こすレベルまで圧縮比を高める工程とを有することを特徴とする方法。 - エンジンの出力要求を検出する段階と、
検出した出力要求に従って前記第2のピストンの拡張位置を制御することによって、圧縮比を制御する段階とを有する請求項11に記載の方法。 - 前記第2のピストンは、ヘッド内の円筒状の凹部と互いに作用して制御チャンバを画定する第3のピストン面を備えた両面ピストンであり、前記第2のピストンを移動させる工程は、制御チャンバ内に高圧で流体を導入して第2のピストンを拡張位置まで移動させる工程を有する請求項11に記載の方法。
- 前記後退位置は、燃焼室の容積が、化学量論条件及び最大予想初期予圧温度における特定の均等な燃料空気混合気の自己着火を防ぐのに十分な容積になるように設定される請求項11に記載の方法。
- 前記第2のピストンは、ヘッド内の円筒状の凹部と互いに作用して制御チャンバを画定する第3のピストン面を備え、エンジンは、制御チャンバを低圧流体リザーバに接続する低圧管路、及び該低圧管路内に配置された開閉弁を備え、
前記第1のピストンが下死点に達する前で、かつ、第1のピストンの動力行程の終わりでエンジン排気弁が開かれる前に開閉弁を開き、それにより、流体を制御チャンバから低圧リザーバに排出し、第2のピストンを、膨張燃焼ガスの力によって後退位置まで戻す工程を有する請求項11に記載の方法。 - エンジンの出力要求を検出する工程と、
検出された出力要求に従って開閉弁を閉じるタイミングを制御して、前記第2のピストンの拡張位置及び最大圧縮比を制御する工程とを有する請求項15に記載の方法。 - 複数の燃焼シリンダと、
該各燃焼シリンダに往復運動可能に取り付けられ、前記燃焼シリンダ内の燃焼室の第1の境界を画定する第1のピストン面を備えた第1のピストンと、
前記燃焼シリンダを覆い、対応する燃焼シリンダ内でそれぞれ開口する複数の円筒状の凹部を備えたヘッドと、
前記各凹部に往復運動可能に取り付けられ、燃焼室の第2の境界を画定する第2のピストン面、及び前記ヘッド内の円筒状の凹部と互いに作用して制御チャンバを画定する第3のピストン面を備えた両面ピストンである第2のピストンと、
前記第1のピストンの連続的な圧縮行程の間に、前記第2のピストンを後退位置まで戻すために、前記制御チャンバと連通させられた排出管、及び該排出管に配設された制御弁を備えた再位置決め手段と、
前記燃焼室に燃料空気混合気を導入する手段と、
前記第1のピストンが上死点に達したときに、前記第2のピストンを前記円筒状の凹部内において後退位置から拡張位置に外方に移動させ、燃焼室の容積を小さくし、前記第1のピストンの膨張行程の始めにおいて燃料空気混合気の自己着火を引き起こすレベルまで圧縮比を高める手段とを有することを特徴とするディーゼルサイクルエンジン。 - 出力要求を検出する手段と、
検出された出力要求に従って前記第2のピストンの拡張位置を制御することによって、圧縮比を制御する手段とを有する請求項17に記載のエンジン。 - 前記制御チャンバと連通させられた吸入管と、
該吸入管に配設された制御弁とを有する請求項17に記載のエンジン。 - 前記制御弁の両側において排出管路及び吸入管路に接続されたバイパス管路と、
該各バイパス管路に設けられた逆止弁とを有する請求項19に記載のエンジン。 - 前記ヘッド内の吸気ポート及び排気ポート、並びに吸気ポート及び排気ポートをそれぞれ開閉するポペット弁を有する請求項17に記載のエンジン。
- 前記第1のピストン面は、前記ヘッド内の円筒状の凹部と対向する円筒状の凹部を備える請求項17に記載のエンジン。
- 前記第1のピストン面の前記凹部と前記ヘッド内の前記凹部とは同じ直径を有する請求項22に記載のエンジン。
- 複数の燃焼シリンダ、該各燃焼シリンダに往復運動可能に取り付けられ、燃焼シリンダ内の燃焼室の第1の境界を画定する第1のピストン面を備えた第1のピストン、燃焼シリンダを覆い、排気ポート及び対応する燃焼シリンダ内でそれぞれ開口する複数の円筒状の凹部を有するヘッド、前記各凹部に往復運動可能に取り付けられた両面式の第2ピストン、並びに各排気ポートを開閉するエンジン排気弁を有するとともに、前記第2のピストンは、燃焼室の第2の境界を画定する第2のピストン面、及びヘッド内の円筒状の凹部と互いに作用して制御チャンバを画定する第3のピストン面を備えるディーゼルサイクルエンジンを動作させる方法において、
前記燃焼室に燃料空気混合気を導入する工程と、
前記第1のピストンの圧縮行程によって燃料空気混合気を圧縮する工程と、
前記第1のピストンが上死点に達したときに、制御チャンバに高圧で流体を導入し、第2のピストンをヘッド内の円筒状の凹部内において後退位置から拡張位置に外方に駆動して、燃焼室の容積を小さくし、前記第1のピストンの膨張行程の始めにおいて燃料空気混合気の自己着火を引き起こすレベルまで圧縮比を高める工程とを有することを特徴とする方法。 - エンジンの出力要求を検出する工程と、
検出した出力要求に従って前記第2のピストンの拡張位置を制御することによって、圧縮比を制御する工程とを有する請求項24に記載の方法。 - 前記後退位置は、燃焼室の容積が、化学量論条件及び最大予想初期予圧温度における特定の均質燃料空気混合気の自己着火を防ぐのに十分な容積になるように設定される請求項24に記載の方法。
- 前記第2のピストンは、ヘッド内の円筒状の凹部と互いに作用して制御チャンバを画定する第3のピストン面を備え、エンジンは、制御チャンバを低圧流体リザーバに接続する低圧管路、及び該低圧管路内に配置された開閉弁を備え、
前記第1のピストンが下死点に達する前で、かつ、第1のピストンの動力行程の終わりでエンジン排気弁が開かれる前に開閉弁を開き、それにより、流体を制御チャンバから低圧リザーバに排出し、第2のピストンを、膨張する燃焼ガスの力によって後退位置に戻す工程を有する請求項24に記載の方法。 - エンジンの出力要求を検出する工程と、
検出した出力要求に従って開閉弁を閉じるタイミングを制御して、第2のピストンの拡張位置と最大圧縮比とを制御する工程とを有する請求項27に記載の方法。 - 前記移動する手段が、前記第1のピストンのTDC後のクランク角度10度以内に前記第2のピストンを拡張位置まで移動させる請求項1に記載のエンジン。
- 前記第2のピストンは、第1のピストンのTDC後のクランク角度10度以内に拡張位置まで移動させられる請求項11に記載の方法。
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