JP5636596B2 - Exhaust gas intake compression injection engine - Google Patents
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Description
本発明はエンジンの燃費を良くするための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for improving the fuel efficiency of an engine.
従来のエンジンの燃費を良くするための技術は混合気の燃料に対して空気の比率を多くしてピストンで混合気の圧縮比を高くするというものであるが、空気の比率を多くすると窒素酸化物が増えるため排気ガス循環システムという排気ガスを循環させてシリンダー内に入れて再び燃焼させて窒素酸化物を減らすものであった。 The technology for improving the fuel efficiency of conventional engines is to increase the ratio of air to the fuel of the mixture and increase the compression ratio of the mixture with the piston, but if the ratio of air is increased, nitrogen oxidation As the amount of materials increases, the exhaust gas circulation system circulates exhaust gas into the cylinder and burns it again to reduce nitrogen oxides.
ピストンのロングストロークで高圧縮するエンジンを使わないで通常のショートストロークのエンジンの圧縮比８から１１ぐらいで馬力、トルクが落ちない程度にエンジンの燃料消費量を減らすことと窒素酸化物を減らすことを課題とした。 Reducing engine fuel consumption and reducing nitrogen oxides to the extent that horsepower and torque do not drop at a compression ratio of 8 to 11 of a normal short stroke engine without using a high compression engine with a long piston stroke. Was an issue.
通常、エンジンの燃費を良くするには混合気の空気の比率を多くし燃料の比率を少なくしてシリンダー内の混合気を高圧縮して点火すると良いと言われているが圧縮比を１５以上にするとピストンが上死点付近で燃焼室が高温高圧になり自然発火によってノッキングを起こすために、その対策を課題とした。 Usually, to improve the fuel efficiency of the engine, it is said that it is better to ignite by increasing the ratio of air in the mixture and decreasing the ratio of fuel to highly compress the mixture in the cylinder, but the compression ratio is 15 or more. If this is the case, the piston is near the top dead center, the combustion chamber becomes hot and high pressure, and knocking occurs due to spontaneous ignition.
またディーゼルエンジンと同じように空気を高圧縮して燃料を直接噴射させる方法ではガソリンの直接噴射の場合、点火、爆発、燃焼した時に異常高温、高圧にさらされ排気弁とそれと接する排気ポートの口元が爛れるように変形してしまうため、その対策を課題とした。 In the same way as a diesel engine, the method of directly injecting fuel by highly compressing air is the direct injection of gasoline, and when exposed to ignition, explosion, or combustion, it is exposed to abnormally high temperature and high pressure, and the mouth of the exhaust port in contact with the exhaust valve Therefore, the countermeasure was taken as an issue.
また一般のガソリンエンジンではガソリンとの混合気の空気の比率を多くすると窒素酸化物が多くなってしまうため従来のエンジンでは空気を吸気ポートから取り入れる際に排気ガスをある程度取り入れ、空気と共にシリンダー内に入れて燃焼させることによって窒素酸化物を減らすようにした排気ガス循環システムがありその排気ガスをどのように使うかを課題とした。 Also, in general gasoline engines, if the ratio of air in the mixture with gasoline is increased, nitrogen oxides increase, so in conventional engines, a certain amount of exhaust gas is taken into the cylinder together with the air when taking in air from the intake port. There was an exhaust gas circulation system that reduced nitrogen oxides by putting it in and burning it, and the question was how to use the exhaust gas.
本発明は請求項１として、多気筒を持つエンジンにおいて一つのエンジンブロック内で圧縮排気ガスを噴射させる排気ガス圧縮気筒（３）とその隣方向に爆発燃焼して動力を生むエンジン気筒（２）を設け、エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に排気ガスを入れるために設けた排気ガス圧縮気筒（３）はそのシリンダーヘッド（６）に設けた排気ガス吸気ポート（１９）に繋がる排気ガス吸気マニホールド（２０）を設け、その排気ガス吸気マニホールド（２０）から排気ガスを取り入れ、ピストン（４）の上死点から下死点に至る時にシリンダー（５）内に排気ガスを吸入して、下死点から上死点に至る時に排気ガスを圧縮し、 According to a first aspect of the present invention, in an engine having multiple cylinders, an exhaust gas compression cylinder (3) for injecting compressed exhaust gas in one engine block and an engine cylinder (2) for generating power by explosive combustion in the adjacent direction The exhaust gas compression cylinder (3) provided for introducing exhaust gas into the cylinder (5) of the engine cylinder (2) is connected to an exhaust gas intake port (19) provided in the cylinder head (6). A gas intake manifold (20) is provided, exhaust gas is taken from the exhaust gas intake manifold (20), and when the piston (4) reaches from the top dead center to the bottom dead center, the exhaust gas is sucked into the cylinder (5). Compress the exhaust gas from bottom dead center to top dead center,
排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダー（５）の上のシリンダーヘッド（６）の滞留室（３−１）とエンジン気筒（２）のシリンダー（５）の上のシリンダーヘッド（６）の燃焼室（２−１）を結ぶ圧縮排気ガスが通る圧縮排気ガス通気孔路（７）をシリンダーヘッド（６）側に設け、その通気孔路（７）の途中に通気孔バルブ（２２）を設けるか、或いはエンジン気筒（２）の燃焼室の通気孔路（７）の末端の出口付近や圧縮排ガス噴射孔（７−２）に通気孔バルブ（２２）を設け、それらのバルブが閉じている時は前記排気ガス圧縮気筒（３）の圧縮された排気ガスが圧縮排気ガス通気孔路（７）からエンジン気筒（２）に流れるのを遮断するためとエンジン気筒（２）の燃焼ガスの逆流を防いでおり、 Retention chamber (3-1) of cylinder head (6) above cylinder (5) of exhaust gas compression cylinder (3) and combustion chamber of cylinder head (6) above cylinder (5) of engine cylinder (2) Whether the compressed exhaust gas passage (7) through which the compressed exhaust gas connecting (2-1) passes is provided on the cylinder head (6) side, and the vent valve (22) is provided in the middle of the vent passage (7). Alternatively, when the vent valve (22) is provided near the end of the vent passage (7) of the combustion chamber of the engine cylinder (2) or in the compressed exhaust gas injection hole (7-2) and these valves are closed. Is for blocking the flow of the compressed exhaust gas of the exhaust gas compression cylinder (3) from the compressed exhaust gas passage (7) to the engine cylinder (2) and for the backflow of the combustion gas of the engine cylinder (2). Prevent,
前記通気孔バルブ（２２）が開くことによって排気ガス圧縮気筒（３）のピストン（４）の上死点の圧縮排気ガスをエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内の吸気行程の吸気ポート（１５）の空気と燃料噴射装置（２６）から噴射された燃料の吸入後のピストン（４）が下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに噴射するようにすることで前記エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に入った空気と燃料と圧縮排気ガスの噴射による排気ガスの混合気をピストン（４）によって圧縮し点火プラグによって着火し燃焼、排気する点火プラグを使った４サイクルエンジン方式か、或いは前記通気孔バルブ（２２）が開くことによって排気ガス圧縮気筒（３）のピストン（４）の上死点の圧縮排気ガスをエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内の吸気行程の吸気ポート（１５）からの空気の吸入後のピストン（４）が下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに噴射することでエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に入った空気と圧縮排気ガスの噴射による排気ガスの混合気をピストン（４）によって圧縮し燃料噴射装置（２６）の燃料の直接噴射によって着火し燃焼、排気する４サイクルディーゼルエンジン方式を特徴とする排気ガス吸入圧縮噴射エンジンであり、前記を手段とした。 When the air vent valve (22) is opened, the exhaust gas at the top dead center of the piston (4) of the exhaust gas compression cylinder (3) is supplied to the intake port (in the intake stroke (5) of the engine cylinder (2)). 15) The piston (4) after intake of air and fuel injected from the fuel injection device (26) is injected from the vicinity of the end of the intake stroke near the bottom dead center to the start of the compression stroke. An ignition plug that compresses the air, fuel, and exhaust gas mixture by injection of compressed exhaust gas into the cylinder (5) of the engine cylinder (2) by the piston (4), ignites, burns, and exhausts by the spark plug. 4-cycle engine type or with, or the vent engine piston (4) compressing the exhaust gas in the top dead center of the exhaust gas compression cylinder (3) by a valve (22) is opened From the end of the intake stroke when the piston (4) after the intake of air from the intake port (15) of the cylinder (2) in the cylinder (2) is near the bottom dead center to the start of the compression stroke The mixture of the air that has entered the cylinder (5) of the engine cylinder (2) by the injection and the exhaust gas resulting from the injection of the compressed exhaust gas is compressed by the piston (4), and the fuel is directly injected by the fuel injection device (26). This is an exhaust gas suction compression injection engine characterized by a four-cycle diesel engine system that ignites, burns, and exhausts by the above-mentioned means.
請求項２として、一つのエンジンブロック内で多気筒を持つエンジンを三気筒で一組にして真ん中の気筒を排気ガスを圧縮する排気ガス圧縮気筒（３）として、その両隣側の気筒をエンジン気筒（２）として、圧縮機の排気ガス圧縮気筒（３）から両隣側のエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内のピストン（４）の下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに交互に圧縮排気ガスを噴射して排気ガスを送ることを特徴とする請求項１記載の排気ガス吸入圧縮噴射エンジンであり、前記を手段とした。
According to a second aspect of the present invention, an engine having multiple cylinders in one engine block is made up of a set of three cylinders, and the middle cylinder is defined as an exhaust gas compression cylinder (3) for compressing exhaust gas, and the cylinders on both sides thereof are engine cylinders. (2) As a compression stroke from near the end of the intake stroke near the bottom dead center of the piston (4) in the cylinder (5) of the engine cylinder (2) on both sides from the exhaust gas compression cylinder (3) of the
請求項３として、排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）の排気ガス吸気ポート（１９）はエンジン気筒（２）の排気ポート（１７）と同じ側に設け、そのエンジン気筒（２）の排気ポート（１７）と繋がるエキゾーストマニホールド（１８）と排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）の排気ガス吸気ポート（１９）との間に排気ガス吸気マニホールド（２０）を設けて繋いで取り付けて、排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダー内に入る排気ガスはそのピストン（４）が上死点から下死点に至ることで吸気されることで、エンジン気筒（２）のエキゾーストマニホールド（１８）と繋がる排気ガス圧縮気筒（３）の排気ガス吸気マニホールド（２０）から排気ガス吸気ポート（１９）を通りシリンダー（５）内に入るようになり、
According to
前記排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダー（５）内に入る排気ガスに空気を混合させたい時には前記排気ガス吸気マニホールド（２０）の外側から内部の通気路に空気用パイプ（２３）を入れその空気用パイプ（２３）の空気の出口側は排気ガス吸気マニホールド（２０）の中に入れシリンダーヘッド（６）の排気ガス吸気ポート（１９）に向けて接近させるか、或いは排気ガス吸気ポート（１９）の中まで入るようにして、排気ガス吸気マニホールド（２０）から外側に出ている空気用パイプ（２３）の空気の入り口までの途中には空気流量絞り弁（２４）を設けて取り付け空気量を調整して、ピストンの吸気行程の排気ガス吸気マニホールド（２０）の排気ガスが排気ガス吸気ポート（１９）からシリンダー（５）に入る時の負圧によってその空気用パイプ（２３）の先端の空気の出口の穴から空気を噴流させることを特徴とする請求項１から２のいずれか一項に記載の排気ガス吸入圧縮噴射エンジンであり、前記を手段とした。
When it is desired to mix air with the exhaust gas entering the cylinder (5) of the exhaust gas compression cylinder (3), an air pipe (23) is inserted from the outside of the exhaust gas intake manifold (20) into the internal air passage. The air outlet side of the air pipe (23) is placed in the exhaust gas intake manifold (20) and brought close to the exhaust gas intake port (19) of the cylinder head (6), or the exhaust gas intake port (19 ), And an air flow restrictor (24) is provided on the way from the exhaust gas intake manifold (20) to the air inlet of the air pipe (23) to the outside. The exhaust gas of the exhaust gas intake manifold (20) during the intake stroke of the piston is adjusted according to the negative pressure when entering the cylinder (5) from the exhaust gas intake port (19). An exhaust gas intake compression injection engine according to any one of
請求項４として、エンジン気筒（２）のシリンダーヘッド（６）の燃焼室（２−１）に設けた圧縮排気ガス噴射孔（７−２）と排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）の滞留室（３−１）に設けた圧縮排気ガス通気孔（７−１）との間にそれらを結ぶ圧縮排気ガス通気孔路（７）をシリンダーヘッド（６）側に設け、その通気孔路の途中か、或いはエンジン気筒（２）の燃焼室の通気口路の末端の出口付近や圧縮排気ガス噴射孔（７−２）に通気孔バルブ（２２）を設け、そのバルブはエンジン気筒（２）のシリンダーヘッド（６）の上側にあるカムシャフト（１３）を使ってそのシャフトにカム（１４）を取り付けてバルブの開閉をする機械カム式通気孔バルブ（２２−２）を設けるか、或いはカムシャフト（１４）を使わない電気で作動する電磁式通気孔バルブ（２２−１）を設けてそれらの通気孔バルブ（２２）の開閉によって、 As a fourth aspect, the compressed exhaust gas injection hole (7-2) provided in the combustion chamber (2-1) of the cylinder head (6) of the engine cylinder (2) and the cylinder head (6) of the exhaust gas compression cylinder (3) are provided. ) Is provided on the cylinder head (6) side to connect the compressed exhaust gas vent hole (7-1) to the compressed exhaust gas vent hole (7-1) provided in the retention chamber (3-1). A vent valve (22) is provided in the middle of the pore path or near the end of the vent path of the combustion chamber of the engine cylinder (2) or in the compressed exhaust gas injection hole (7-2). Whether to provide a mechanical cam type vent valve (22-2) that opens and closes the valve by attaching the cam (14) to the shaft using the camshaft (13) on the upper side of the cylinder head (6) in (2) Or do not use camshaft (14) By opening and closing the provided electromagnetic vent valve (22-1) which vents the valve (22) operating in the gas,
前記排気ガス圧縮気筒（３）の滞留室（３−１）の圧縮排気ガスが流れる圧縮排気ガス通気孔路（７）を通気孔バルブ（２２）が閉じることによって圧縮排気ガスの通気の遮断、エンジン気筒（２）の燃焼ガスの逆流を防ぎ、通気孔バルブ（２２）が開くことによって排気ガス圧縮気筒（３）の圧縮排気ガスを通気させエンジン気筒（２）のシリンダーヘッド（６）の燃焼室（２−１）の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）からそのシリンダー（５）内に圧縮排気ガスを噴射させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の排気ガス吸入圧縮噴射エンジンであり、前記を手段とした。
Shutting off the flow of compressed exhaust gas by closing the compressed exhaust gas passage (7) through which the compressed exhaust gas in the retention chamber (3-1) of the exhaust gas compression cylinder (3) flows; Combustion of the cylinder head (6) of the engine cylinder (2) is caused by preventing the backflow of the combustion gas in the engine cylinder (2) and venting the compressed exhaust gas of the exhaust gas compression cylinder (3) by opening the vent valve (22). Exhaust gas according to any one of
多気筒を持つエンジンに動力となるエンジン気筒（２）と排気ガスを吸入圧縮する排気ガス圧縮気筒を（３）設け、エンジン気筒（２）のピストン（４）の吸気行程で吸気ポート（１５）から空気の吸入と燃料の噴射を行い、ピストン（４）が下死点付近の吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに隣の排気ガス圧縮気筒（３）からそのシリンダー（５）内の最大容積の排気ガスを圧縮してシリンダーヘッド（６）の滞留室（３−１）の圧縮排気ガスをシリンダーヘッド（６）の上側に設けた圧縮排気ガス通気孔路（７）からその通気孔路のバルブが開くことによって前記エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に噴射してその後、空気と燃料と排気ガスの混合気をピストン（４）の圧縮により点火プラグ（２５）によって着火、爆発、燃焼、排気する点火プラグ方式の４サイクルエンジンか、或いはエンジン気筒のピストン（４）の吸気行程で吸気ポート（１５）から空気の吸入を行い、ピストン（４）が下死点付近の吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに隣の排気ガス圧縮気筒（３）からそのシリンダー（５）内の最大容積の排気ガスを圧縮してシリンダーヘッド（６）の滞留室（３−１）の圧縮排気ガスをシリンダーヘッド（６）側に設けた圧縮排気ガス通気孔路（７）からその通気孔路のバルブが開くことによって前記エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に噴射してその後、空気と排気ガスの混合気をピストン（４）で圧縮してその後、燃料噴射装置によって燃料を直接噴射することで着火、爆発、燃焼、排気するディーゼル方式の４サイクルエンジンを動かすことを特徴とする排気ガス吸入圧縮噴射エンジンである。 An engine cylinder (2), which is a power source for an engine having multiple cylinders, and an exhaust gas compression cylinder (3) for sucking and compressing exhaust gas are provided. From the adjacent exhaust gas compression cylinder (3) to the inside of the cylinder (5) from the vicinity of the end of the intake stroke near the bottom dead center to the start of the compression stroke. The exhaust gas of the maximum volume of the cylinder is compressed, and the compressed exhaust gas in the stay chamber (3-1) of the cylinder head (6) is passed through the compressed exhaust gas vent hole (7) provided on the upper side of the cylinder head (6). By opening the valve of the air passage, the fuel is injected into the cylinder (5) of the engine cylinder (2), and then the air / fuel / exhaust gas mixture is received by the ignition plug (25) by compression of the piston (4). , Explosion, combustion, or four-cycle engines of the spark plug system for an exhaust, or performs intake air from the intake port in the intake stroke of the piston (4) of the engine cylinders (15), a piston (4) is near the bottom dead center From the vicinity of the end of the intake stroke to the vicinity of the start of the compression stroke, the exhaust gas having the maximum volume in the cylinder (5) is compressed from the adjacent exhaust gas compression cylinder (3) to the retention chamber (3- The compressed exhaust gas of 1) is injected into the cylinder (5) of the engine cylinder (2) by opening a valve of the vent passage from the compressed exhaust gas passage (7) provided on the cylinder head (6) side. After that, the mixture of air and exhaust gas is compressed by the piston (4), and then the fuel is directly injected by the fuel injection device to ignite, explode, burn and exhaust. An exhaust gas intake compression injection engine, characterized in that moving the Cycle engine.
この発明はエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内で燃焼させた排気ガスをエキゾースマニホールド（１８）に繋がる排気ガス圧縮気筒（３）側の新設した排気ガス吸気マニホールド（２０）から入れて排気ガス吸気ポート（１９）を通して排気ガス圧縮気筒（３）のピストン（４）の吸気行程でシリンダー（５）内に入れ、その後圧縮してその圧縮排気ガスをシリンダーヘッド側の排気ガス通気孔路（７）から隣のエンジン気筒（２）へ圧縮排気ガスを噴射してシリンダー（５）内に入れ空気と燃料と排気ガスの混合気をピストンで圧縮して点火爆発させることによって、ガソリンエンジンを空気と燃料のみの混合気を高圧縮した場合の上死点近くの自然発火とそれによるノッキングを防ぐ効果と、空気だけを高圧縮してその後ガソリンを直接噴射して着火、爆発、燃焼させると空気による燃焼の異常高温、高圧の異常燃焼を起こすため、それらを防ぐ効果がある。 In the present invention, exhaust gas combusted in the cylinder (5) of the engine cylinder (2) is introduced from an exhaust gas intake manifold (20) newly provided on the exhaust gas compression cylinder (3) side connected to the exhaust manifold (18). The exhaust gas intake port (19) enters the cylinder (5) in the intake stroke of the piston (4) of the exhaust gas compression cylinder (3), and then compresses the compressed exhaust gas to the exhaust gas vent on the cylinder head side. Gasoline engine by injecting compressed exhaust gas from the road (7) into the adjacent engine cylinder (2) and putting it into the cylinder (5), and compressing the air / fuel / exhaust gas mixture with the piston and igniting it. If the air-fuel mixture is highly compressed, the effect of preventing spontaneous ignition near the top dead center and knocking by it, and then compressing only the air and then gasoline Direct injection to ignition, explosion, to cause the burning abnormally high temperature of the combustion with air, the abnormal combustion of the high pressure, the effect of preventing them.
エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内の吸気行程のピストン（４）の下死点の最大容積の空気と燃料の混合気に排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダー（５）内の吸気行程のピストン（４）の下死点の最大容積の排気ガスを圧縮行程でピストン（４）で圧縮してその圧縮排気ガスをエンジン気筒（２）のピストン（４）の下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに噴射して排気ガスを入れることにより、そのシリンダー（５）内は吸気行程の終わりから圧縮行程の始まり近くまでの下死点付近で二倍近くの圧力になりその後からピストン（４）で圧縮することにより通常のガソリンエンジンの圧縮比でもディーゼルエンジンと同じ圧縮比１５から２０を得られるという効果がある。 Intake stroke in the cylinder (5) of the exhaust gas compression cylinder (3) into the air-fuel mixture of the maximum volume at the bottom dead center of the piston (4) in the intake stroke in the cylinder (5) of the engine cylinder (2) The exhaust gas having the maximum volume at the bottom dead center of the piston (4) is compressed by the piston (4) in the compression stroke, and the compressed exhaust gas is sucked into the vicinity of the bottom dead center of the piston (4) of the engine cylinder (2). By injecting exhaust gas from the end of the stroke to the beginning of the compression stroke, the inside of the cylinder (5) is nearly doubled at the bottom dead center from the end of the intake stroke to the beginning of the compression stroke. By compressing with the piston (4) after that, the compression ratio of the normal gasoline engine can be obtained from the same compression ratio of 15 to 20 as that of the diesel engine.
排気ガス圧縮気筒（３）の排気ガス吸気マニホールド（２０）に取り付けた空気用パイプ（２３）により、排気ガスが濃すぎる場合に空気用パイプ（２３）から空気を取り入れることにより、エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内の吸気ポート（１５）からの燃料と空気の混合気に排気ガスの空気の比率を調整して噴射することによりエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内の空気と燃料と排気ガスの混合気を適正にして高圧縮でも点火爆発、燃焼が容易になるという効果がある。 When the exhaust gas is too rich, the air pipe (23) is attached to the exhaust gas intake manifold (20) of the exhaust gas compression cylinder (3). ) And the air in the cylinder (5) of the engine cylinder (2) by injecting the mixture of fuel and air from the intake port (15) in the cylinder (5) There is an effect that ignition and explosion and combustion are facilitated even at high compression with a proper mixture of fuel and exhaust gas.
排気ガス圧縮気筒（３）を設けることによりエンジン気筒（２）に排気ガスを入れることによってシリンダー（５）内の気圧が二倍になることでそのピストンの圧縮行程の終わりの燃焼室（２−１）の１５から２０の圧縮比を保ちながら圧縮混合気の空間を広げやすくなり圧縮混合気の体積を多くすることで着火しやすくなるという効果がある。 By providing the exhaust gas compression cylinder (3), the exhaust gas is introduced into the engine cylinder (2), and the pressure in the cylinder (5) is doubled, so that the combustion chamber (2- While maintaining the compression ratio of 15 to 20 in 1), it is easy to expand the space of the compressed air-fuel mixture, and there is an effect that it becomes easy to ignite by increasing the volume of the compressed air-fuel mixture.
エンジン気筒（２）の吸気行程のシリンダー（５）内に吸気ポート（１５）から空気を吸入し燃料噴射装置（２６）を使って燃料を噴射し、ピストン（４）の吸気行程の終わり付近と圧縮行程の始まり付近で排気ガス圧縮気筒（３）から圧縮排気ガス通気孔路（７）を通る圧縮排気ガスを噴射させてその後ピストン（４）で圧縮して点火プラグ（２５）によって点火爆発させ燃焼行程で燃焼させることで、「高温高圧の密閉された容器の中ではわずかながらの燃料でも着火すれば爆発力が大きくなる」という理論から燃料の燃焼効率が良くなることで燃費が良くなり、エンジン気筒（２）のシリンダー内の排気ガスの比率が多く空気量の比率が少ないため排気ガスを再燃焼させることにより窒素酸化物の排出量が少なくなるという効果がある。 Air is sucked into the cylinder (5) of the intake stroke of the engine cylinder (2) from the intake port (15) and fuel is injected using the fuel injection device (26), and the vicinity of the end of the intake stroke of the piston (4) Near the beginning of the compression stroke, compressed exhaust gas passing through the compressed exhaust gas passage (7) is injected from the exhaust gas compression cylinder (3), then compressed by the piston (4), and ignited by the spark plug (25). By burning in the combustion stroke, fuel efficiency is improved by improving the combustion efficiency of the fuel from the theory that if a small amount of fuel is ignited in a sealed container of high temperature and high pressure, the explosive power increases. Since the ratio of exhaust gas in the cylinder of the engine cylinder (2) is large and the ratio of air amount is small, there is an effect that the exhaust amount of nitrogen oxide is reduced by reburning the exhaust gas.
初めに、図面から一つのエンジンブロック内に三気筒を持つエンジン（１）で説明し、そのエンジンは図４からフロントギアボックス（２７）のある方をエンジン（１）の前側、フライホイール（２８）のある方をエンジン（１）の後ろ側として、それらを基準として図面の部品の前後左右の関係を説明する。また、この発明のエンジン気筒（２）とはシリンダーそのものを指すものではなく一気筒で動力を生むエンジンの状態をいう。したがって前側のエンジン気筒、後ろ側のエンジン気筒として分けて説明している。排気ガス圧縮気筒（３）もシリンダーそのものを指すものではなく一気筒で排気ガスを吸入、圧縮する圧縮機の状態をいう。又、排気ガス圧縮気筒（３）の滞留室（３−１）は圧縮された排気ガスがエンジン気筒（２）の通気孔バルブ（２２）が開いて圧縮排気ガス噴射孔（７−２）で噴射されるまでとどこおるため滞留室（３−１）と名称した。エンジン気筒（２）と排気ガス圧縮気筒（３）は共に同じエンジンブロック内にあり、同じクランクシャフトを使っている。そして後記するシリンダーヘッド（６）側にある圧縮排気ガス通気孔路（７）とは排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）にある滞留室（３−１）の上にある圧縮排気ガス通気孔（７−１）からエンジン気筒（２）のシリンダーヘッド（６）の燃焼室（２−１）の上にある圧縮排気ガス噴射孔（７−２）までの通気孔路をいう。 First, an engine (1) having three cylinders in one engine block will be described with reference to the drawings. The engine is a front gear box (27) from FIG. ) Is the rear side of the engine (1), and the relationship between the front, rear, left and right of the parts in the drawing will be described with reference to them. The engine cylinder (2) of the present invention does not indicate the cylinder itself, but the state of the engine that produces power in one cylinder. Therefore, the front engine cylinder and the rear engine cylinder are separately described. The exhaust gas compression cylinder (3) does not indicate the cylinder itself, but a state of a compressor that sucks and compresses exhaust gas in one cylinder. In addition, in the stay chamber (3-1) of the exhaust gas compression cylinder (3), the compressed exhaust gas is opened in the compressed exhaust gas injection hole (7-2) by opening the vent hole valve (22) of the engine cylinder (2). It was named the staying chamber (3-1) because it stays where it was sprayed. The engine cylinder (2) and the exhaust gas compression cylinder (3) are both in the same engine block and use the same crankshaft. The compressed exhaust gas vent passage (7) on the cylinder head (6) side, which will be described later, is a compressed exhaust above the stay chamber (3-1) in the cylinder head (6) of the exhaust gas compression cylinder (3). This refers to a vent path from the gas vent hole (7-1) to the compressed exhaust gas injection hole (7-2) above the combustion chamber (2-1) of the cylinder head (6) of the engine cylinder (2).
請求項１の２２行目からの４サイクルディーゼルエンジン方式の記載は図面に描かれてなく発明を実施するための形態では段落００４３の中の詳細なる説明で記載されており、それ以外の説明と図面は点火プラグを使った４サイクルエンジンの説明である。
The description of the four-cycle diesel engine system from line 22 of
以下、図面をもって詳細に説明すれば多気筒を持つエンジンにおいて図４のように爆発燃焼して動力を生むエンジン気筒（２）とそのエンジン気筒に圧縮排気ガスを噴射させる排気ガス圧縮気筒（３）を設け、その多気筒エンジンを三気筒で一組にして前側と後側の気筒をエンジン気筒（２）として真ん中の気筒を排気ガス圧縮気筒（３）として設けている。 In the following, with reference to the drawings, in an engine having multiple cylinders, as shown in FIG. 4, an engine cylinder (2) that generates power by explosion combustion and an exhaust gas compression cylinder (3) that injects compressed exhaust gas into the engine cylinder. The multi-cylinder engine is a set of three cylinders, and the front and rear cylinders are provided as engine cylinders (2) and the middle cylinder is provided as an exhaust gas compression cylinder (3).
この発明で説明する図４の三気筒を持つエンジン（１）の前側と後ろ側のエンジン気筒（２）はごく普通の圧縮比８から１１の圧縮比をもつ図３のような４サイクルエンジンであり燃料を燃料噴射装置（２６）によって吸気ポート（１５）側から噴射している。そして
真ん中の排気ガス圧縮気筒（３）は２サイクルであり、エンジン気筒（２）がクランク軸２回転で４サイクルの行程を行なうのに対して、排気ガス圧縮気筒（３）はクランク軸１回転で２サイクルの行程を行ない、エンジン気筒（２）も排気ガス圧縮気筒（３）も同じ一本のクランク軸を使っている。図２は図４の三気筒を持つエンジン（１）のシリンダー（５）の上にあるシリンダーヘッド（６）を上側から描いたものであり、その図２の下側がシリンダーヘッド（６）の前側であり三気筒を持つエンジン（１）の前側になり、図２の上側はシリンダーヘッド（６）の後ろ側であり三気筒を持つエンジン（１）の後ろ側になる。
The front and rear engine cylinders (2) of the engine (1) having the three cylinders shown in FIG. 4 described in the present invention are four-cycle engines as shown in FIG. 3 having an ordinary compression ratio of 8 to 11. Existence fuel is injected from the intake port (15) side by the fuel injection device (26). The middle exhaust gas compression cylinder (3) has two cycles, and the engine cylinder (2) performs four cycles with two rotations of the crankshaft, whereas the exhaust gas compression cylinder (3) has one rotation of the crankshaft. The engine cylinder (2) and the exhaust gas compression cylinder (3) use the same single crankshaft. FIG. 2 shows the cylinder head (6) above the cylinder (5) of the engine (1) having the three cylinders of FIG. 4 from above, and the lower side of FIG. 2 is the front side of the cylinder head (6). 2 is the front side of the engine (1) having three cylinders, and the upper side in FIG. 2 is the rear side of the cylinder head (6) and the rear side of the engine (1) having three cylinders.
図２のように前側と後ろ側のエンジン気筒（２）のシリンダーヘッド（６）の吸気ポート（１２）の入り口はエンジン（１）の前側から見て右側にあり図３から見て吸気弁（１０）の近くの吸気ポート（１５）の上側に燃料噴射装置（２６）を取り付けてそのノズルが吸気ポート（１５）内の通気路に出るようにしてあり、その吸気ポート（１５）はインテークマニホールド（１６）の上側の一本のマニホールドから分枝点（２１）で図２のように二股に分かれ左横に向かってマニホールドが前側と後ろ側のエンジン気筒（２）の吸気ポート（１５）の入り口に繋がっている。 As shown in FIG. 2, the inlets of the intake ports (12) of the cylinder heads (6) of the front and rear engine cylinders (2) are on the right side when viewed from the front side of the engine (1), and the intake valves ( A fuel injection device (26) is mounted on the upper side of the intake port (15) near 10) so that the nozzle exits into the air passage in the intake port (15), and the intake port (15) is an intake manifold. From the one manifold on the upper side of (16), at the branch point (21), it is divided into two branches as shown in FIG. 2, and the manifolds are located on the left and right sides of the intake ports (15) of the engine cylinders (2) on the front and rear sides. It is connected to the entrance.
排気ポート（１７）は図２、図３のようにシリンダーヘッド（６）の左側にあり、その出口にエキゾーストマニホールド（１８）の下側の一本のマニホールドから分枝点（２１）で三股に分かれたマニホールドが取り付けてあるが真ん中のマニホールドは排気ガスを排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）の排気ガス吸気ポート（１９）に入れているためエキゾーストマニホールド（１８）ではなく前記分枝点（２１）から排気ガス吸気マニホールド（２０）としている。図１では排気ガス吸気マニホールド（２０）はエキゾーストマニホールド（１８）の分枝点（２１）とシリンダーヘッド（６）の排気ガス吸気ポート（１９）と繋がっているが、前記分枝点（２１）より下の後ろ方の遠くのマニホールドと繋げても良い。 The exhaust port (17) is located on the left side of the cylinder head (6) as shown in FIG. 2 and FIG. 3, and at its outlet, from one manifold on the lower side of the exhaust manifold (18) to the trifurcation at the branch point (21). Although a separate manifold is attached, the manifold in the middle puts the exhaust gas into the exhaust gas intake port (19) of the cylinder head (6) of the exhaust gas compression cylinder (3), so it is not the exhaust manifold (18) but the above-mentioned amount. An exhaust gas intake manifold (20) is formed from the branch point (21). In FIG. 1, the exhaust gas intake manifold (20) is connected to the branch point (21) of the exhaust manifold (18) and the exhaust gas intake port (19) of the cylinder head (6). It may be connected to a far lower manifold below.
したがって排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）にはエンジン気筒（２）のように排気するための排気ポート（１７）やそれに繋がるエキゾーストマニホールド（１８）は無く、後記するシリンダーヘッド（６）の滞留室（３−１）の上側の中心にある圧縮排気ガス通気孔（７−１）から圧縮排気ガスが圧縮排気ガス通気孔路（７）を通りエンジン気筒のシリンダーヘッド（６）の燃焼室（２−１）の上の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）からそのシリンダー（５）内に噴射される。 Therefore, the cylinder head (6) of the exhaust gas compression cylinder (3) does not have an exhaust port (17) for exhausting like the engine cylinder (2) or an exhaust manifold (18) connected to the exhaust port (17). ) From the compressed exhaust gas vent hole (7-1) in the upper center of the retention chamber (3-1) through the compressed exhaust gas vent path (7) and the cylinder head (6) of the engine cylinder. It is injected into the cylinder (5) from the compressed exhaust gas injection hole (7-2) above the combustion chamber (2-1).
排気ガス吸気マニホールド（２０）では排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダー（５）内に排気ガスだけを取り入れるのではなく図１のように排気ガス吸気マニホールド（２０）から空気が入るようにその排気ガス吸気マニホールド（２０）の上の外から空気用パイプ（２３）を排気ガス吸気マニホールド（２０）内の通気路に入れて排気ガス吸気ポート（１９）の方向に空気用パイプ（２３）を曲げて設けて取り付け、その空気用パイプ（２３）先端側の空気の出口は排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）の排気ガス吸気ポート（１９）の手前か、或いは排気ガス吸気ポート（１９）の中まで入れても良い。排気ガス吸気マニホールド（２０）の外の空気用パイプ（２３）の上側の空気の入り口までの途中には空気流量絞り弁（２４）を設けて取り付けてあり排気ガスが濃すぎる時に空気の吸入の調整ができるようにしてある。 The exhaust gas intake manifold (20) does not take only exhaust gas into the cylinder (5) of the exhaust gas compression cylinder (3), but exhausts it so that air enters from the exhaust gas intake manifold (20) as shown in FIG. From the outside of the gas intake manifold (20), the air pipe (23) is inserted into the air passage in the exhaust gas intake manifold (20), and the air pipe (23) is bent in the direction of the exhaust gas intake port (19). The outlet of the air at the tip side of the air pipe (23) is located before the exhaust gas intake port (19) of the cylinder head (6) of the exhaust gas compression cylinder (3) or the exhaust gas intake port ( 19) You may put it in. An air flow restriction valve (24) is provided in the middle of the air pipe (23) on the upper side of the air pipe (23) outside the exhaust gas intake manifold (20). It can be adjusted.
排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）の排気ガス吸気ポート（１９）の排気ガス吸気弁（１２）が開いた時、そのシリンダー（５）の中のピストン（４）は吸気行程に入り下死点に向かい排気ガスを吸入し、この時、排気ガス吸気マニホールド（２０）の空気用パイプ（２３）の空気流量絞り弁（２４）が開いていればシリンダー内と排気ガス吸気ポート（１９）の負圧によって空気パイプから空気が噴流してシリンダー（５）へと吸い込まれる。この空気の調整で排気ガスと空気の適正な混合比による排気ガスが排気ガス吸気弁（１２）を閉じてシリンダー（５）の中でピストン（４）によって圧縮され、圧縮された排気ガスは圧縮排気ガス通気孔路（７）を通り、前と後ろのエンジン気筒（２）のシリンダー（５）の中のピストン（４）の下死点付近の吸気行程の終わり付近と圧縮行程の始まり付近で交互に燃焼室（２−１）の上の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）から噴射されることで後記するようにエンジン気筒（２）のシリンダー内の空気と燃料と排気ガスの混合気のピストン（４）の圧縮時の点火、爆発、燃焼行程の燃焼を最適にする。 When the exhaust gas intake valve (12) of the exhaust gas intake port (19) of the cylinder head (6) of the exhaust gas compression cylinder (3) is opened, the piston (4) in the cylinder (5) is in the intake stroke. The exhaust gas is drawn in toward the bottom dead center, and at this time, if the air flow restrictor (24) of the air pipe (23) of the exhaust gas intake manifold (20) is open, the inside of the cylinder and the exhaust gas intake port ( Air is jetted from the air pipe by the negative pressure of 19) and sucked into the cylinder (5). By adjusting the air, the exhaust gas having an appropriate mixing ratio of exhaust gas and air is compressed by the piston (4) in the cylinder (5) with the exhaust gas intake valve (12) closed, and the compressed exhaust gas is compressed. Near the end of the intake stroke and near the beginning of the compression stroke near the bottom dead center of the piston (4) in the cylinder (5) of the front and rear engine cylinders (2) through the exhaust gas vent passage (7) The mixture of air, fuel, and exhaust gas in the cylinder of the engine cylinder (2) as will be described later by being alternately injected from the compressed exhaust gas injection holes (7-2) above the combustion chamber (2-1). Optimize the ignition, explosion, and combustion stroke combustion during compression of the piston (4).
排気ガス圧縮気筒（３）の圧縮排気ガスをエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に排気ガスを入れるのはピストンのロングストロークの高圧縮ガソリンエンジンをガソリンと空気の混合気だけにした場合の圧縮時の上死点近くの自然発火とそれによるノッキングと、ディーゼルエンジンのような噴射方法で空気だけ高圧縮してその後にガソリンを噴射して着火させると爆発、燃焼時の空気による燃焼の異常高温高圧の異常燃焼になり、それゆえに燃えにくい排気ガスをエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に多く入れることで高圧縮時のピストン（４）の上死点近くの自然発火とそれによるノッキング、爆発燃焼時の異常燃焼を防ぐことができ、排気ガスの再燃焼により窒素酸化物を減らすことができる。 Exhaust gas is injected into the cylinder (5) of the engine cylinder (2) when the compressed exhaust gas of the exhaust gas compression cylinder (3) is used when a high-compression gasoline engine with a long stroke of the piston is only a mixture of gasoline and air. Spontaneous combustion near the top dead center at the time of compression and knocking by it, and high compression of only air with an injection method like a diesel engine, and then injecting and igniting gasoline will cause explosion, combustion of air by combustion Spontaneous ignition near the top dead center of the piston (4) during high compression by putting a lot of exhaust gas into the cylinder (5) of the engine cylinder (2), resulting in abnormal combustion at abnormally high temperature and pressure Knocking and abnormal combustion during explosion combustion can be prevented, and nitrogen oxides can be reduced by reburning exhaust gas.
エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に圧縮排気ガスを入れるために設けた真ん中の排気ガス圧縮気筒（３）は図１のようにピストン（４）の上死点から下死点に至る時に滞留室（３−１）の排気ガス吸気弁（１２）のバルブが開き、排気ガスが排気ガス吸気マニホールド（２０）から排気ガス吸気ポート（１９）を通りシリンダー（５）内で吸入して、ピストン（４）が下死点に至った時に排気ガス吸気弁（１２）のバルブが閉じその後にピストン（４）で圧縮して上死点に至る。 The middle exhaust gas compression cylinder (3) provided for putting compressed exhaust gas into the cylinder (5) of the engine cylinder (2) reaches from the top dead center to the bottom dead center of the piston (4) as shown in FIG. Sometimes the exhaust gas intake valve (12) of the stay chamber (3-1) is opened, and the exhaust gas is drawn from the exhaust gas intake manifold (20) through the exhaust gas intake port (19) into the cylinder (5). When the piston (4) reaches the bottom dead center, the valve of the exhaust gas intake valve (12) is closed and then compressed by the piston (4) to reach the top dead center.
前記エンジン気筒（２）の吸気ポート（１５）は図３のように前側から見て右側にあるが、排気ガス吸気ポート（１９）はエンジンの左側にあり、図２のように前側と後ろ側のエンジン気筒（２）の排気ポート（１７）の出口に取り付けられた二股に分かれたエキゾーストマニホールド（１８）の下側の分枝点（２１）で二股の間の真ん中から図１、図２のように新設した排気ガス吸気マニホールド（２０）と繋がっている。 The intake port (15) of the engine cylinder (2) is on the right side when viewed from the front side as shown in FIG. 3, while the exhaust gas intake port (19) is on the left side of the engine, as shown in FIG. 1 and 2 from the middle between the two branches at the branch point (21) on the lower side of the bifurcated exhaust manifold (18) attached to the outlet of the exhaust port (17) of the engine cylinder (2). In this way, the exhaust gas intake manifold (20) is connected.
排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーヘッド（６）にある滞留室（３−１）とその前側と後ろ側のエンジン気筒（２）のシリンダーヘッド（６）の燃焼室（２−１）には図２、図４からそれらを結ぶ圧縮排気ガスが通る圧縮排気ガス通気孔路（７）をシリンダーヘッド（６）とその上側に設け、その通気孔路の途中には通気孔バルブ（２２）を設け、前側と後ろ側のエンジン気筒（２）の燃焼室の上側にその中心にある点火プラグ（２５）の横の排気ガス圧縮気筒（３）方向の位置に通気孔バルブ（２２）を設け、その下側の位置のシリンダーヘッド（６）の上面はバルブを取り付けるバルブ座（９）があり、その下側の燃焼室（２−１）の上面からシリンダーヘッド（６）の上側に突き抜ける圧縮排気ガス噴射孔（７−２）を設けてバルブ座（９）の通気孔路に繋がっている。 The residence chamber (3-1) in the cylinder head (6) of the exhaust gas compression cylinder (3) and the combustion chamber (2-1) of the cylinder head (6) of the front and rear engine cylinders (2) A compressed exhaust gas vent passage (7) through which the compressed exhaust gas connecting them from FIGS. 2 and 4 passes is provided on the cylinder head (6) and the upper side thereof, and a vent valve (22) is provided in the middle of the vent passage. A vent valve (22) is provided at a position in the direction of the exhaust gas compression cylinder (3) next to the spark plug (25) at the center above the combustion chambers of the front and rear engine cylinders (2), The upper surface of the cylinder head (6) at the lower side has a valve seat (9) to which a valve is attached, and the compressed exhaust that penetrates from the upper surface of the lower combustion chamber (2-1) to the upper side of the cylinder head (6). Valve with gas injection hole (7-2) Is connected to vent passage (9).
そのバルブ座（９）の中には図４、図５のように前記エンジン気筒（２）の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）と繋がる圧縮排気ガス通気孔路（７）が途中まで上へ行きそこから横の後記する排気ガス圧縮気筒（３）側の分枝座（８）の方向に通気孔路が突き抜けてそこを圧縮排気ガスの入り口としている。その横の圧縮排気ガス通気孔路（７）には通気孔バルブ（２２）のバルブピン（２２−３）が通気孔路に対して直角に近い状態で交差するように通気孔路の上側のバルブ座（９）の上面から通気孔路のやや下に電磁式通気孔バルブ（２２−１）のバルブピン（２２−３）が入る穴を設け、その穴にバルブピン（２２−３）が入って埋まることによって排気ガス圧縮気筒（３）からの圧縮排気ガスの遮断とエンジン気筒（２）からの燃焼ガスの逆流を防いでいる。 In the valve seat (9), as shown in FIGS. 4 and 5, a compressed exhaust gas passage (7) connected to the compressed exhaust gas injection hole (7-2) of the engine cylinder (2) is partway up. From there, a vent passage penetrates in the direction of the branch seat (8) on the side of the exhaust gas compression cylinder (3), which will be described later, and serves as an entrance for compressed exhaust gas. On the side of the compressed exhaust gas vent passage (7), the valve on the upper side of the vent passage so that the valve pin (22-3) of the vent valve (22) intersects at right angles to the vent passage. A hole into which the valve pin (22-3) of the electromagnetic vent valve (22-1) is inserted is provided slightly below the vent passage from the upper surface of the seat (9), and the valve pin (22-3) is filled in the hole. Thus, the shut-off of the compressed exhaust gas from the exhaust gas compression cylinder (3) and the backflow of the combustion gas from the engine cylinder (2) are prevented.
排気ガス圧縮気筒（３）の滞留室（３−１）の上面の中心には図１のように圧縮排気ガス通気孔（７−１）を設け、その圧縮排気ガス通気孔（７−１）はシリンダーヘッド（６）の上面を突き抜け、その上側には分枝座（８）がありその中は図４のように前記圧縮排気ガス通気孔（７−１）と繋がる圧縮排気ガス通気孔路（７）が途中まで上へ行きそこから前側と後ろ側のエンジン気筒（２）側のバルブ座（９）に向けてＴの字のように両横に圧縮排気ガス通気孔路（７）が通り突き抜けてそれらを分枝座（８）の圧縮排気ガスの出口としている。前記分枝座（８）の両側の圧縮排気ガスの出口と前記前側と後ろ側のバルブ座（９）の圧縮排気ガスの入り口は図２、図４のように耐圧パイプで繋ぎこれを圧縮排気ガス通気孔路パイプ（７−３）としてその中の圧縮排気ガス通気孔路（７）を圧縮排気ガスが通るようになっている。 A compressed exhaust gas vent (7-1) is provided at the center of the upper surface of the retention chamber (3-1) of the exhaust gas compression cylinder (3) as shown in FIG. 1, and the compressed exhaust gas vent (7-1) is provided. Pierces the upper surface of the cylinder head (6), and there is a branch seat (8) on the upper side thereof, in which a compressed exhaust gas vent passage connected to the compressed exhaust gas vent (7-1) as shown in FIG. (7) goes up partway, and from there, toward the valve seat (9) on the front and rear engine cylinders (2) side, there are compressed exhaust gas vents (7) on both sides as shown by the letter T. They pass through and are used as outlets for the compressed exhaust gas at the branch (8). The outlet of the compressed exhaust gas on both sides of the branch seat (8) and the inlet of the compressed exhaust gas on the front and rear valve seats (9) are connected by a pressure-resistant pipe as shown in FIGS. The compressed exhaust gas passes through the compressed exhaust gas vent hole (7) therein as the gas vent pipe (7-3).
前記した前側と後ろ側のエンジン気筒（２）のシリンダーヘッド（６）の上のバルブ座（９）の上に乗る通気孔バルブは図６のようにエンジン気筒で使っているシリンダーヘッド（６）の上のカムシャフト（１３）を使ってカム（１４）を取り付けバルブの開閉をする図６の機械カム式通気孔バルブ（２２−２）を使う方法と図５の電磁式通気孔バルブ（２２−１）を使う方法があり図４では電磁式通気孔バルブ（２２−１）を描いている。 The vent valve mounted on the valve seat (9) above the cylinder head (6) of the front and rear engine cylinders (2) is the cylinder head (6) used in the engine cylinder as shown in FIG. A method of using the mechanical cam type vent valve (22-2) of FIG. 6 in which the cam (14) is mounted using the cam shaft (13) on the top and the valve is opened and closed, and the electromagnetic type vent valve (22) of FIG. -1) is used, and FIG. 4 shows an electromagnetic vent valve (22-1).
図３のエンジン気筒（２）はツインカムシャフトであり、排気弁（１１）と排気ガス圧縮気筒（３）の排気ガス吸気弁（１２）は図１と図３のように左側のカムシャフト（１３）を使っており、エンジン気筒（２）は４サイクルであるためクランク軸２回転でカムシャフト（１３）が１回転の内の四分の一の間の排気行程で排気弁（１１）のバルブが開くようになっており、排気ガス圧縮気筒（３）は２サイクルであるためカムシャフト（１３）が１回転で２回の吸気行程でバルブが開くようにするために図１のようにカム（１４）のカム山（１４−２）が対称の位置で二カ所ある。 The engine cylinder (2) of FIG. 3 is a twin camshaft, and the exhaust valve (11) and the exhaust gas intake valve (12) of the exhaust gas compression cylinder (3) are the left camshaft (13) as shown in FIGS. ) And the engine cylinder (2) has four cycles, so that the valve of the exhaust valve (11) has an exhaust stroke of one-fourth of the rotation of the camshaft (13) by two rotations of the crankshaft. Since the exhaust gas compression cylinder (3) has two cycles, the camshaft (13) is cammed as shown in FIG. 1 in order to open the valve in two intake strokes in one rotation. There are two cam peaks (14-2) in (14) at symmetrical positions.
前記カムシャフト（１３）を使って圧縮排気ガス通気孔路（７）のエンジン気筒（２）のシリンダーヘッド（６）の上のバルブ座（９）の機械カム式通気孔バルブ（１９）を設ける場合はそのバルブピン（２２−３）がカムシャフト（１３）側に向くように通気孔バルブを設け、図６では円形のカムの外周面にその端面の中心線に対して直角になるように平ら面（１４−１）を一カ所設けてその平ら面に機械カム式通気孔バルブ（２２−２）のタペット（２２−２−ａ）の上面が乗ることでバルブピン（２２−３）が上がりバルブ座（９）の圧縮排気ガス通気孔路（７）を開くことで圧縮排気ガス噴射孔（７−２）から排気ガスがエンジン気筒のシリンダー（５）内に噴射される。噴射される時のエンジン気筒のピストン（４）の位置は吸気行程の下死点の終わり付近から圧縮行程の始まり付近であるため、カム（１４）の平ら面（１４−１）を大きくすると機械カム式通気孔バルブ（２２−２）の開きの時間が長くなり、開きの時間を短くするためにはカム（１４）全体を大きめに作って平ら面（１４−１）を小さくすることである。タペット（２２−２−ａ）がカム（１４）の円弧形の外周面に乗った時にバルブピン（２２−３）の下端は圧縮排気ガス通気孔路（７）に下に位置することで図６の（１）のようにバルブ座（９）の圧縮排気ガス通気孔路（７）が閉じる。機械カム式通気孔バルブ（２２−２）のカム（１４）の円弧形の外周面と平ら面（１４−１）のカム（１４）の中心からの距離の差は圧縮排気ガス通気孔路（７）の穴の直径よりやや大きいほどである。 The camshaft (13) is used to provide a mechanical cam type vent valve (19) of the valve seat (9) on the cylinder head (6) of the engine cylinder (2) of the compressed exhaust gas passage (7). In this case, a vent valve is provided so that the valve pin (22-3) faces the camshaft (13), and in FIG. 6, it is flat on the outer peripheral surface of the circular cam so as to be perpendicular to the center line of the end surface. One surface (14-1) is provided and the upper surface of the tappet (22-2a) of the mechanical cam type vent hole valve (22-2) is placed on the flat surface so that the valve pin (22-3) rises and the valve Exhaust gas is injected into the cylinder (5) of the engine cylinder from the compressed exhaust gas injection hole (7-2) by opening the compressed exhaust gas passage (7) of the seat (9). Since the position of the piston (4) of the engine cylinder at the time of injection is from the vicinity of the bottom dead center of the intake stroke to the start of the compression stroke, if the flat surface (14-1) of the cam (14) is increased, the machine The opening time of the cam-type vent valve (22-2) becomes longer, and in order to shorten the opening time, the entire cam (14) is made larger and the flat surface (14-1) is made smaller. . The lower end of the valve pin (22-3) is positioned below the compressed exhaust gas passage (7) when the tappet (22-2a) rides on the arc-shaped outer peripheral surface of the cam (14). 6 (1), the compressed exhaust gas passage (7) of the valve seat (9) is closed. The difference in distance from the center of the arc (14) of the arc (14) of the cam (14) of the mechanical cam type vent valve (22-2) and the flat surface (14-1) from the center of the cam (14) is the compressed exhaust gas vent path. It is slightly larger than the diameter of the hole in (7).
バルブ座の電磁式通気孔バルブ（２２−１）は図５のようにその通気孔バルブの開きの時間の設定が機械カム式通気孔バルブより容易である。電磁式通気孔バルブ（２２−１）の中の電磁コイル（２２−１−ｂ）に電気が流れていない時はピストンのようなプランジャー（２２−１−ａ）の下側のプランジャー（２２−１−ａ−２）がバネ（２２−４）の力で下に押され図５の（１）のようにバルブピン（２２−３）が下がりバルブ座（９）の圧縮排気ガス通気孔路（９）を閉じている。電磁コイル（２２−１−ｂ）に電気が流れると電磁式通気孔バルブ（２２−１）の上側のプランジャー（２２−１−ａ−１）の上に取り付けてあるマグネット（２２−１−ｃ）が電磁コイル（２２−１−ｂ）側に引き寄せられることによって図５の（２）のようにバルブピン（２２−３）が上がりバルブ座（９）の圧縮排気ガス通気孔路（７）を開く。その通気孔路が開くことでエンジン気筒（２）の燃焼室（２−１）の上の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）から排気ガスがシリンダー（５）内に噴射される。上側のプランジャー（２２−１−ａ−１）のマグネット（２２−１−ｃ）が電磁コイル（２２−１−ｂ）に引き寄せられる距離は圧縮排気ガス通気孔路（７）の穴の直径よりやや大きいほどである。前記バルブ座（９）の圧縮排気ガス通気孔路（７）を二種類の機械カム式と電磁式の通気孔バルブ（２２）のバルブピン（２２−３）で閉じている時は排気ガス圧縮気筒（３）の圧縮中の排気ガスが圧縮排気ガス通気孔路（７）から前側と後ろ側のエンジン気筒（２）に流れるのを遮断して前側と後ろ側のエンジン気筒（２）の燃焼、排気時の燃焼ガスの逆流を防いでいる。 The electromagnetic vent valve (22-1) of the valve seat is easier to set the opening time of the vent valve than the mechanical cam type vent valve as shown in FIG. When electricity is not flowing through the electromagnetic coil (22-1-b) in the electromagnetic vent valve (22-1), the plunger (22-1-a) below the plunger (22-1-a) such as a piston ( 22-1-a-2) is pushed down by the force of the spring (22-4), the valve pin (22-3) is lowered as shown in FIG. 5 (1), and the compressed exhaust gas vent hole of the valve seat (9) The road (9) is closed. When electricity flows through the electromagnetic coil (22-1-b), the magnet (22-1-) attached on the upper plunger (22-1-a-1) of the electromagnetic vent valve (22-1). c) is pulled toward the electromagnetic coil (22-1-b), so that the valve pin (22-3) rises as shown in FIG. 5 (2), and the compressed exhaust gas vent hole (7) of the valve seat (9). open. By opening the vent passage, exhaust gas is injected into the cylinder (5) from the compressed exhaust gas injection hole (7-2) above the combustion chamber (2-1) of the engine cylinder (2). The distance that the magnet (22-1-c) of the upper plunger (22-1-a-1) is attracted to the electromagnetic coil (22-1-b) is the diameter of the hole of the compressed exhaust gas passage (7). Somewhat bigger. When the compressed exhaust gas vent hole passage (7) of the valve seat (9) is closed by two types of mechanical cam type and electromagnetic vent hole valve (22) valve pins (22-3), the exhaust gas compression cylinder (3) the combustion of the front and rear engine cylinders (2) by blocking the flow of compressed exhaust gas from the compressed exhaust gas passage (7) to the front and rear engine cylinders (2); Prevents backflow of combustion gas during exhaust.
ここで請求項１の１１行目からの「或いはエンジン気筒（２）の燃焼室の通気孔路（７）の末端の出口付近や圧縮排ガス噴射孔（７−２）に通気孔バルブ（２２）を設け」と請求項４の４行目からの「或いはエンジン気筒（２）の燃焼室の通気口路の末端の出口付近や圧縮排気ガス噴射孔（７−２）に通気孔バルブ（２２）を設け、」の「通気口路の末端の出口付近や圧縮排ガス噴射孔（７−２）に通気孔バルブ（２２）を設け」とは圧縮排気ガスの出口の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）を塞ぐ方法であり、例としてエンジン気筒（２）の燃焼室の吸気弁（１０）や排気弁（１１）のバルブと同じようにした構造で形状を小さくした弁が排気ガス通気孔路（７）の末端の出口の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）を塞ぐようにしており、カムシャフトのカム山を使ってタペットを用いた機械カム式のバルブであり、この構造のバルブはカムのカム山によって弁とその上側のタペットが動くようにすることで排気ガス通気孔路の出口の圧縮排気ガス噴射孔のバルブを開きバネの力で圧縮排気ガス噴射孔を閉じているため、排気ガス圧縮気筒の圧縮された排気ガスがその圧縮比の圧力によって弁の裏を押そうとするためカムシャフトが高速回転すると弁の閉じに確実性がない。しかしながらエンジン気筒の燃焼ガスの逆流を確実に防ぐことができ既存の技術によって容易に設けることができる。
Here, from the eleventh line of
前記バルブ座（９）の通気孔バルブ（２２）が開くことによって、排気ガス圧縮気筒（３）のピストン（４）の上死点の圧縮排気ガスをエンジン気筒（２）のピストン（４）の吸気行程の空気と吸気ポートの燃料噴射装置（２６）から噴射された燃料の吸入後のピストン（４）が下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに噴射するようにしたことで前記エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に入った空気と燃料と圧縮排気ガスの噴射による排気ガスの混合気をピストン（４）によって圧縮し点火プラグによって着火し爆発、燃焼、排気する点火プラグによる４サイクルエンジン方式か、或いはこの発明はディーゼルエンジン方式でも燃料のガソリンを使うエンジン、軽油を使うエンジンとして使うことができ図面には描かれてないがエンジン気筒の燃焼室の上側に直接噴射する燃料噴射装置を取り付けることで前記バルブ座のバルブが開くことによって、排気ガス圧縮気筒のピストンの上死点の圧縮排気ガスをエンジン気筒のピストンの吸気行程の空気の吸入後のピストンが下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに噴射するようにしたことでエンジン気筒のシリンダー内に入った空気と圧縮排気ガスの噴射による排気ガスの混合気をピストンによって圧縮し、燃焼室の上側にある燃料噴射装置から直接噴射された燃料によって着火し爆発、燃焼、排気する燃料の直接噴射によって着火する４サイクルディーゼルエンジン方式であり、この発明のディーゼルエンジン方式はピストンがロングストロークではなくガソリンエンジン並みのショートストロークであるため振動が少なく静かなエンジンになる。 By opening the vent valve (22) of the valve seat (9), the compressed exhaust gas at the top dead center of the piston (4) of the exhaust gas compression cylinder (3) is transferred to the piston (4) of the engine cylinder (2). The piston (4) after the intake of the air in the intake stroke and the fuel injection device (26) in the intake port injects from the vicinity of the end of the intake stroke near the bottom dead center to the vicinity of the start of the compression stroke. As a result, the mixture of air, fuel, and exhaust gas produced by injection of compressed exhaust gas is compressed by the piston (4) and ignited by the spark plug to explode and burn. , or 4-stroke engine system by the spark plug to discharge, or the present invention is an engine using gasoline fuel in diesel engines manner, be used as an engine that uses light oil Although not drawn in the drawings, the exhaust valve of the valve seat opens by attaching a fuel injection device that directly injects the upper side of the combustion chamber of the engine cylinder, so that the compressed exhaust gas at the top dead center of the piston of the exhaust gas compression cylinder The piston after the intake of the air in the intake stroke of the piston of the engine cylinder is injected from the vicinity of the end of the intake stroke near the bottom dead center to the vicinity of the start of the compression stroke, thereby entering the cylinder of the engine cylinder. A mixture of air and compressed exhaust gas is compressed by a piston and ignited by fuel directly injected from the fuel injection device located above the combustion chamber, and ignited by direct injection of fuel that explodes, burns and exhausts. This is a four-cycle diesel engine system. Vibration because it is a short stroke of the emission engine par becomes less quiet engine.
前記図４の点火プラグを使った４サイクルエンジンの後ろ側のエンジン気筒（２）のピストン（４）が燃料と空気と排気ガスを入れて圧縮行程が終わり点火爆発から燃焼行程の上死点から下死点にある時、前側のエンジン気筒（２）は図３のように吸気弁（１０）のバルブが開いて吸気行程が始まりシリンダー（５）の中のピストン（４）は上死点から下死点に向かい、吸気弁（１０）の右側にある吸気ポート（１５）の燃料噴射装置（２６）から燃料が噴射されその時に空気も吸気ポート（１５）を通してシリンダー（５）内に入ってくる。 The piston (4) of the engine cylinder (2) on the rear side of the four-cycle engine using the spark plug of FIG. 4 puts fuel, air and exhaust gas, and the compression stroke ends. From the ignition explosion to the top dead center of the combustion stroke At the bottom dead center, the front engine cylinder (2) opens the valve of the intake valve (10) as shown in FIG. 3, the intake stroke starts, and the piston (4) in the cylinder (5) starts from the top dead center. The fuel is injected from the fuel injection device (26) of the intake port (15) on the right side of the intake valve (10) toward the bottom dead center, and at that time, air also enters the cylinder (5) through the intake port (15). come.
前側のエンジン気筒のシリンダーの中のピストン（４）が下死点に近づいた時と吸気弁（１０）のバルブが閉じようとしている時、真ん中の排気ガス圧縮気筒（２）のシリンダー（５）の中のピストン（４）は排気ガス吸気弁（１２）のバルブが閉じて図４のように圧縮行程の下死点から上死点に至り圧縮排気ガスを滞留室（３−１）の上の圧縮排気ガス通気孔（７−１）から分枝座（８）を通り圧縮排気ガス通気孔路パイプ（７−３）の圧縮排気ガス通気孔路（７）を通りバルブ座（９）に入りその通気孔バルブ（２２）が開くことによって前側のエンジン気筒（２）の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）からそのシリンダー（５）内に圧縮排気ガスを噴射してその排気ガスと空気と燃料の混合気をピストン（４）が吸気行程を終り圧縮行程の始まりの下死点にある時、後ろ側のエンジン気筒（２）のピストン（４）は排気行程の始まりの下死点にあり、その後、前記前側のエンジン気筒（２）のピストン（４）は圧縮行程の下死点から上死点に至り点火プラグ（２５）によって点火、爆発、燃焼して燃焼行程の上死点から下死点に至り、下死点から上死点の排気行程で排気している。 When the piston (4) in the cylinder of the front engine cylinder approaches bottom dead center and when the valve of the intake valve (10) is about to close, the cylinder (5) of the middle exhaust gas compression cylinder (2) The piston (4) inside the exhaust gas intake valve (12) is closed and the compression stroke reaches the top dead center from the bottom dead center as shown in FIG. From the compressed exhaust gas vent hole (7-1) through the branch seat (8) to the compressed exhaust gas vent hole pipe (7-3) through the compressed exhaust gas vent hole path (7) to the valve seat (9). When the vent valve (22) is opened, the compressed exhaust gas is injected into the cylinder (5) from the compressed exhaust gas injection hole (7-2) of the front engine cylinder (2), and the exhaust gas and air are injected. The piston (4) ends the intake stroke and the compression stroke When at the bottom dead center, the piston (4) of the rear engine cylinder (2) is at the bottom dead center at the beginning of the exhaust stroke, and then the piston (4) of the front engine cylinder (2) is From the bottom dead center to the top dead center of the compression stroke, and ignited, exploded and burned by the spark plug (25) to reach the bottom dead center from the top dead center of the combustion stroke, and exhausted in the exhaust stroke from the bottom dead center to the top dead center doing.
多気筒エンジンを三気筒で一組にして図４のように前側と後ろ側の気筒をエンジン気筒として真ん中の気筒を排気ガス圧縮気筒としたことで排気ガス圧縮気筒（３）から前側と後ろ側のエンジン気筒（２）の吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近で交互に圧縮排気ガスを噴射して排気ガスを送っている。エンジン気筒（２）ではピストンが二往復して吸気、圧縮、燃焼、排気の４サイクルになっているが、排気ガス圧縮気筒（３）では一往復で吸気、圧縮だけを行い２サイクルになっているため前側と後ろ側のエンジン気筒（２）の吸気行程の終わり付近と圧縮行程の始まり付近のピストンの下死点付近で交互に圧縮排気ガスを噴射して排気ガスを送ることが可能になる。 As shown in FIG. 4, the front and rear cylinders are engine cylinders, and the middle cylinder is an exhaust gas compression cylinder as shown in FIG. The exhaust gas is sent by alternately injecting the compressed exhaust gas from the vicinity of the end of the intake stroke of the engine cylinder (2) to the vicinity of the start of the compression stroke. In the engine cylinder (2), the piston is reciprocated twice to achieve four cycles of intake, compression, combustion, and exhaust. However, in the exhaust gas compression cylinder (3), only reciprocation is performed in two strokes. Therefore, it becomes possible to send the exhaust gas by alternately injecting the compressed exhaust gas in the vicinity of the bottom end of the piston near the end of the intake stroke and the start of the compression stroke of the front and rear engine cylinders (2). .
圧縮排気ガスを前側と後ろ側のエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に交互に噴射して圧縮排気ガスを送るのはエンジン気筒（２）のピストン（４）の下死点時の空気とガソリンの混合気が入ったシリンダー最大容積の混合気量に排気ガス圧縮気筒（３）のピストン（４）の下死点時のシリンダー容積の最大排気ガス量をそのピストンで下死点から上死点で
圧縮して入れて足すことによりエンジン気筒の下死点のシリンダーの容積の圧力を二倍近くにしてその後にピストンによって圧縮することによりディーゼルエンジン並みの圧縮比１５から２０を確保できるためであり、ディーゼルエンジン並みの圧縮比を確保することでわずかな燃料で爆発、燃焼するため燃費が向上する。そして排気ガスを排気ガス圧縮気筒に入れ圧縮して再度エンジン気筒のシリンダー内に噴射して入れ、その後ピストン（４）で圧縮して点火、爆発、燃焼させることにより従来のエンジンの排気ガス循環システムと同じように窒素酸化物を減らすことができる。
The compressed exhaust gas is alternately injected into the cylinders (5) of the front and rear engine cylinders (2) to send the compressed exhaust gas to the air at the bottom dead center of the piston (4) of the engine cylinder (2). The maximum exhaust volume of the cylinder volume at the bottom dead center of the piston (4) of the exhaust gas compression cylinder (3) is increased from the bottom dead center by the piston to the maximum volume of the cylinder containing the mixture of gasoline and gasoline. By compressing and adding at the dead center, the cylinder volume pressure at the bottom dead center of the engine cylinder is nearly doubled, and then compressed by the piston, so that a
わざわざ圧縮した排気ガスを噴射して排気ガスをエンジン気筒（２）のシリンダー（４）内に送るのは排気ガス圧縮気筒（３）のピストン（２）が下死点から圧縮せずに上死点に到る時にバルブ座（９）の通気孔バルブを開いて排気ガス圧縮気筒（３）のピストン（４）でシリンダーの中の排気ガスを押しながらそのままエンジン気筒（２）のシリンダー（４）内に送ると、エンジン気筒（２）のシリンダー（５）内のピストン（４）は上死点から下死点に到る時に吸気弁（１０）のバルブは開いていても燃料噴射装置によって燃料は噴射するが吸気ポート（１５）から空気が少ししか入らなくなってしまい、排気ガス圧縮気筒（３）からの排気ガスだけが入るようになる。 The purpose of injecting the compressed exhaust gas and sending it into the cylinder (4) of the engine cylinder (2) is that the piston (2) of the exhaust gas compression cylinder (3) is dead from the bottom dead center without being compressed. When the point is reached, open the vent valve of the valve seat (9) and push the exhaust gas in the cylinder with the piston (4) of the exhaust gas compression cylinder (3) as it is, the cylinder (4) of the engine cylinder (2) When the piston (4) in the cylinder (5) of the engine cylinder (2) is moved from the top dead center to the bottom dead center, the fuel is injected by the fuel injection device even if the valve of the intake valve (10) is open. Is injected, but only a small amount of air enters from the intake port (15), and only exhaust gas from the exhaust gas compression cylinder (3) enters.
したがってエンジン気筒（２）ではその吸気行程のシリンダー（５）内に空気と燃料を先に入れてピストン（４）が下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近、または吸気弁（１０）のバルブが閉じようとしている時から閉じた時に排気ガス圧縮気筒（３）からのそのシリンダーの最大排気ガス量を圧縮した圧縮排気ガスをバルブ座（９）の通気孔バルブ（２２）が開いた時にエンジン気筒（２）のシリンダー（５）内に瞬時に噴射して排気ガスを入れることでエンジン気筒（２）のピストン（４）の吸気行程の下死点のシリンダー容積の圧力を二倍近くにしたことと前記したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４記載の排気ガス吸入圧縮噴射エンジンである。
Therefore, in the engine cylinder (2), air and fuel are first put into the cylinder (5) of the intake stroke, and the piston (4) is near the bottom dead center from the end of the intake stroke, near the start of the compression stroke, or the intake air When the valve of the valve (10) is about to close, the compressed exhaust gas compressed from the exhaust gas compression cylinder (3) when the valve is closed is compressed into the vent valve (22) of the valve seat (9). The cylinder volume pressure at the bottom dead center of the intake stroke of the piston (4) of the engine cylinder (2) is injected by instantaneously injecting the exhaust gas into the cylinder (5) of the engine cylinder (2). The exhaust gas intake compression injection engine according to any one of
この発明の図面の三気筒を持つ点火プラグ（２５）を使った４サイクルエンジン（１）を実施例として説明すれば、真ん中の排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダーの中のピストンが図１のように上死点から下死点に向かう時、その排気ガス吸気弁（１２）のバルブが開いており、前側と後ろ側のエンジン気筒（２）の二股のエキゾーストマニホールド（１８）の排気ガスがそのマニホールドの下側の分枝点（２１）の真ん中で繋がるこの発明において設けた排気ガス吸気マニホールド（２０）から排気ガス圧縮気筒（３）の排気ガス吸気ポート（１９）を通ってピストンが上死点から下死点に到達するまでシリンダー（５）の中に入ってくる。その後、排気ガス吸気弁（１２）のバルブが閉じてピストンは上死点に向かい排気ガスを圧縮する。 The four-cycle engine (1) using the spark plug (25) having three cylinders of the drawing of the present invention will be described as an example. The piston in the cylinder of the middle exhaust gas compression cylinder (3) is shown in FIG. Thus, when moving from top dead center to bottom dead center, the valve of the exhaust gas intake valve (12) is open, and the exhaust gas of the bifurcated exhaust manifold (18) of the front and rear engine cylinders (2) is The piston rises from the exhaust gas intake manifold (20) provided in the present invention connected in the middle of the lower branch point (21) of the manifold through the exhaust gas intake port (19) of the exhaust gas compression cylinder (3). It goes into the cylinder (5) from the dead point until it reaches the bottom dead center. Thereafter, the valve of the exhaust gas intake valve (12) closes and the piston compresses the exhaust gas toward the top dead center.
前記排気ガス圧縮気筒（３）のピストンが圧縮行程に入りだすと前側のエンジン気筒（２）は図３のようにピストンが上死点から下死点に向かい吸気弁（１０）のバルブが開いて吸気行程に入り空気がインテークマニホールド（１６）から吸気ポート（１５）を通りシリンダーの中に入ると同時にその吸気弁（１０）の右側の吸気ポート（１５）の燃料噴射装置（２６）から燃料が噴射され、ピストンは下死点に到達した時にその吸気弁（１０）のバルブが閉じる。 When the piston of the exhaust gas compression cylinder (3) starts the compression stroke, the piston of the front engine cylinder (2) moves from the top dead center to the bottom dead center as shown in FIG. 3, and the valve of the intake valve (10) opens. In the intake stroke, air enters the cylinder from the intake manifold (16) through the intake port (15), and at the same time, the fuel is injected from the fuel injection device (26) of the intake port (15) on the right side of the intake valve (10). Is injected and when the piston reaches bottom dead center, the valve of its intake valve (10) is closed.
前記吸気弁（１０）のバルブが閉じると同時に真ん中の排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダー内のピストンは図４のように上死点に到達して排気ガスを圧縮しているため前側のエンジン気筒（２）の燃焼室（２−１）の上側にあるバルブ座（９）の通気孔バルブ（２２）が開いて圧縮排気ガスをエンジン気筒（２）の圧縮排気ガス噴射孔（７−２）からシリンダー内のピストンが下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに噴射する。その状態で空気と燃料と排気ガスの混合気になりシリンダー内の圧力は二倍近くになっている。その後、ピストンは上死点に向かい混合気を圧縮してディーゼルエンジン並みの圧縮比１５から２０と同じになる。
As soon as the valve of the intake valve (10) is closed, the piston in the cylinder of the exhaust gas compression cylinder (3) in the middle reaches the top dead center as shown in FIG. The vent valve (22) of the valve seat (9) on the upper side of the combustion chamber (2-1) of the cylinder (2) is opened, and the compressed exhaust gas is supplied to the compressed exhaust gas injection hole (7-2) of the engine cylinder (2). ) From the end of the intake stroke near the bottom dead center to the beginning of the compression stroke. In that state, it becomes a mixture of air, fuel, and exhaust gas, and the pressure in the cylinder is nearly doubled. Thereafter, the piston compresses the air-fuel mixture toward the top dead center and becomes the
前記上死点で圧縮された混合気は点火プラグによって点火爆発し、燃焼行程でピストンは上死点から下死点に向かい、排気行程で排気弁（１１）のバルブが開きピストンは下死点から上死点に向かい排気ガスは排気ポート（１７）からエキゾーストマニホールド（１８）を通る。 The air-fuel mixture compressed at the top dead center is ignited and exploded by a spark plug, the piston moves from the top dead center to the bottom dead center in the combustion stroke, the exhaust valve (11) opens in the exhaust stroke, and the piston is bottom dead center. The exhaust gas passes from the exhaust port (17) through the exhaust manifold (18) toward the top dead center.
前側のエンジン気筒（２）のシリンダー内のピストンが圧縮行程にある時、排気ガス圧縮気筒（３）のピストンは図１のように排気ガス吸気行程に入り排気ガス吸気弁（１２）のバルブが開いて排気ガス吸気マニホールド（２０）から排気ガス吸気ポート（１９）を通って排気ガスがピストンの上死点から下死点に到達するまでシリンダーの中に入ってくる。その後、排気ガス吸気弁（１２）のバルブが閉じてピストンは上死点に向かおうとし排気ガスを圧縮しようとする。 When the piston in the cylinder of the front engine cylinder (2) is in the compression stroke, the piston of the exhaust gas compression cylinder (3) enters the exhaust gas intake stroke as shown in FIG. 1, and the valve of the exhaust gas intake valve (12) is The exhaust gas enters the cylinder from the top dead center of the piston to the bottom dead center through the exhaust gas intake manifold (20) through the exhaust gas intake port (19). Thereafter, the valve of the exhaust gas intake valve (12) closes and the piston tries to compress the exhaust gas toward the top dead center.
この時、後ろ側のエンジン気筒（２）のシリンダー内のピストンは図３のように上死点から下死点に向かい、吸気弁（１０）のバルブが開いて吸気行程に入り空気がインテークマニホールド（１６）から吸気ポート（１５）を通りシリンダーの中に入りながら同時にその吸気弁（１０）の後ろの吸気ポート（１５）の燃料噴射装置（２６）から燃料が噴射され、ピストンが下死点に到達した時にその吸気弁（１０）のバルブが閉じると同時に真ん中の排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダー内のピストンは上死点に到達して排気ガスを圧縮しているため後ろ側のエンジン気筒（２）の燃焼室（２−１）の上側にあるバルブ座（９）の通気孔バルブ（２２）が開いて圧縮排気ガスを後ろ側のエンジン気筒（２）のシリンダー内のピストンが下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までに排気ガスを噴射する。 At this time, the piston in the cylinder of the rear engine cylinder (2) moves from the top dead center to the bottom dead center as shown in FIG. 3, the valve of the intake valve (10) opens and enters the intake stroke, and the air enters the intake manifold. Fuel is injected from the fuel injection device (26) of the intake port (15) behind the intake valve (10) while entering the cylinder from (16) through the intake port (15), and the piston is at bottom dead center. When the valve of the intake valve (10) is closed at the same time, the piston in the cylinder of the exhaust gas compression cylinder (3) in the middle reaches top dead center and compresses the exhaust gas. The vent valve (22) of the valve seat (9) on the upper side of the combustion chamber (2-1) of the cylinder (2) is opened, and the piston in the cylinder of the engine cylinder (2) on the rear side lowers the compressed exhaust gas. Dead point Injecting the exhaust gas to near the beginning of the compression stroke from near the end of the intake stroke in the near.
後ろ側のエンジン気筒（２）のピストンは上死点に向かい空気と燃料と排気ガスの混合気を圧縮してその圧縮された混合気は点火プラグによって点火爆発し、燃焼行程でピストンは上死点から下死点に向かい、排気行程で排気弁（１１）のバルブが開きピストンは下死点から上死点に向かい燃焼ガスは排気ガスとして排気ポート（１７）からエキゾーストマニホールド（１８）を通る。 The piston of the rear engine cylinder (2) heads to the top dead center, compresses the air / fuel / exhaust gas mixture, and the compressed mixture is ignited and ignited by the spark plug. From the point to the bottom dead center, the valve of the exhaust valve (11) opens in the exhaust stroke, the piston moves from the bottom dead center to the top dead center, and the combustion gas passes through the exhaust manifold (18) from the exhaust port (17) as exhaust gas. .
二股のエキゾーストマニホールド（１８）の排気ガスがそのマニホールドの下側の分枝点の真ん中で繋がる排気ガス吸気マニホールド（２０）から排気ガス吸気ポート（１９）を通って排気ガス圧縮気筒（３）のシリンダー内のピストンが上死点から下死点に到達するまでの排気ガス吸気行程で排気ガスがシリンダーの中に入ってくる。以下、前記を繰り返す。 The exhaust gas of the bifurcated exhaust manifold (18) is connected to the lower branch point of the manifold from the exhaust gas intake manifold (20) through the exhaust gas intake port (19) of the exhaust gas compression cylinder (3). Exhaust gas enters the cylinder during the exhaust gas intake stroke until the piston in the cylinder reaches the bottom dead center from the top dead center. Hereinafter, the above is repeated.
排気ガス圧縮気筒（３）の圧縮排気ガスのエンジン気筒（２）のシリンダー内へのバルブ座（９）の通気孔バルブ（２２）の噴射タイミングはエンジン気筒（２）のシリンダー内のピストンが下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近まで行われるが、エンジン気筒（２）のシリンダー内の圧力より圧縮排気ガスの圧力のほうが高いため理論的に言えばピストンの吸気行程の終わりから圧縮行程の途中まで圧縮排気ガスを噴射することができそうに見える。 The injection timing of the vent valve (22) of the valve seat (9) into the cylinder of the engine cylinder (2) of the compressed exhaust gas of the exhaust gas compression cylinder (3) is lower than the piston in the cylinder of the engine cylinder (2). Although it is performed from the end of the intake stroke near the dead center to the start of the compression stroke, the pressure of the compressed exhaust gas is higher than the pressure in the cylinder of the engine cylinder (2), so theoretically speaking, the intake stroke of the piston The compressed exhaust gas seems to be able to be injected from the end of the process to the middle of the compression stroke.
前記圧縮行程の途中までとは圧縮行程の下死点から上死点の間の真ん中ぐらいまで圧縮排気ガスを噴射できそうに見えるが、エンジン気筒（２）のピストンが圧縮行程の下死点から上死点の間の真ん中ぐらいまで行くと排気ガス圧縮気筒（３）のピストンは吸気行程に入って下死点に向かうため排気ガスの噴射ができなくなるため、排気ガスの噴射タイミングはやはりエンジン気筒（２）のシリンダー内のピストンが下死点付近にある吸気行程の終わり付近から圧縮行程の始まり付近までで行われるのが最良の方法である。 The middle of the compression stroke seems to be able to inject the compressed exhaust gas from the bottom dead center of the compression stroke to the middle between the top dead center, but the piston of the engine cylinder (2) starts from the bottom dead center of the compression stroke. When going to the middle between the top dead centers, the piston of the exhaust gas compression cylinder (3) enters the intake stroke and goes to the bottom dead center, so that the exhaust gas cannot be injected. The best method is (2) that is performed from the end of the intake stroke where the piston in the cylinder is near bottom dead center to the start of the compression stroke.
この発明はエキゾーストマニホールドから排気ガスを取り入れるが、その排気ガスが濃い時は図１の排気ガス圧縮気筒（３）の排気ガス吸気マニホールド（２０）の上にある空気流量絞り弁（２４）を調整して空気をシリンダー内に入れる。その絞り弁は機械式より電気式のほうが良い。なぜなら電気式のほうはコンピュータ制御が可能であるからである。以上、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４記載の排気ガス吸入圧縮噴射エンジンである。
In the present invention, exhaust gas is taken in from the exhaust manifold. When the exhaust gas is rich, the air flow throttle valve (24) on the exhaust gas intake manifold (20) of the exhaust gas compression cylinder (3) in FIG. 1 is adjusted. Then put air into the cylinder. The throttle valve is better electrical than mechanical. This is because the electric type can be controlled by a computer. The exhaust gas intake compression injection engine according to
２０１０年頃からガソリンエンジン車の燃費競争が激しくなっており、本発明はエンジンの燃費を良くする事と窒素酸化物を減らす事を目的として従来のガソリンエンジン並みのショートストロークのエンジンでありながらロングストロークのディーゼルエンジン並みの圧縮比を持つことで燃費が向上し窒素酸化物を減らすことができ、この発明の三気筒を持つエンジン（１）では特に発電機用のエンジン、コンプレッサー用のエンジン、オートバイのエンジンに向いており、軽四輪車にも搭載可能であり普通四輪車では三気筒一組で六つの気筒を持つエンジンにすれば搭載可能になり産業上の利用可能性が大いにある。 The fuel economy competition of gasoline engine cars has been fierce since around 2010, and the present invention aims to improve the fuel efficiency of the engine and reduce nitrogen oxides, while being a short stroke engine similar to a conventional gasoline engine, but with a long stroke. With a compression ratio similar to that of a diesel engine, fuel consumption can be improved and nitrogen oxides can be reduced. In the engine (1) having three cylinders of the present invention, a generator engine, a compressor engine, a motorcycle It is suitable for engines and can be mounted on mini four-wheeled vehicles, and in ordinary four-wheeled vehicles, it can be mounted on an engine with six cylinders in one set of three cylinders, and there is great industrial applicability.
１三気筒を持つエンジン
２エンジン気筒
２−１燃焼室
３排気ガス圧縮気筒
３−１滞留室
４ピストン
５シリンダー
６シリンダーヘッド
７圧縮排気ガス通気孔路
７−１圧縮排気ガス通気孔
７−２圧縮排気ガス噴射孔
７−３圧縮排気ガス通気孔路パイプ
８分枝座
９バルブ座
１０吸気弁
１１排気弁
１２排気ガス吸気弁
１３カムシャフト
１４カム
１４−１平ら面
１４−２カム山
１５吸気ポート
１６インテークマニホールド
１７排気ポート
１８エキゾーストマニホールド
１９排気ガス吸気ポート
２０排気ガス吸気マニホールド
２１分枝点
２２通気孔バルブ
２２−１電磁式通気孔バルブ
２２−１−ａプランジャー
２２−１−ａ−１上側のプランジャー
２２−１−ａ−２下側のプランジャー
２２−１−ｂ電磁コイル
２２−１−ｃマグネット
２２−２機械カム式通気孔バルブ
２２−２−ａタペット
２２−３バルブピン
２２−４バネ
２３空気用パイプ
２４空気流量絞り弁
２５点火プラグ
２６燃料噴射装置
２７フロントギアボックス
２８フライホイール
２９エンジンブロック
Engine with 1 3 cylinders
2 engine cylinder
2-1
4 pistons
5 cylinders
6
7-2 Compressed exhaust gas injection hole 7-3 Compressed exhaust gas
9 valve seat
10 intake valve
11 exhaust valve 12 exhaust
Claims (4)
The compressed exhaust gas injection hole (7-2) provided in the combustion chamber (2-1) of the cylinder head (6) of the engine cylinder (2) and the retention chamber (6) of the cylinder head (6) of the exhaust gas compression cylinder (3) 3-1) A compressed exhaust gas vent passage (7) is provided on the cylinder head (6) side to connect the compressed exhaust gas vent hole (7-1) to the cylinder head (6). Alternatively, a vent valve (22) is provided in the vicinity of the outlet at the end of the vent path of the combustion chamber of the engine cylinder (2) or in the compressed exhaust gas injection hole (7-2), and the valve is a cylinder of the engine cylinder (2). Use a camshaft (13) on the upper side of the head (6) to attach a cam (14) to the shaft and open or close a mechanical cam type vent valve (22-2) or camshaft ( 14) Electricity that operates with electricity Compressed exhaust gas flow through which the compressed exhaust gas flows in the retention chamber (3-1) of the exhaust gas compression cylinder (3) by opening and closing the vent valve (22). By closing the air passage (7) with the vent valve (22), the ventilation of the compressed exhaust gas is blocked, the backflow of the combustion gas in the engine cylinder (2) is prevented, and the exhaust gas compression is performed by opening the air vent valve (22). The compressed exhaust gas of the cylinder (3) is ventilated and compressed into the cylinder (5) from the compressed exhaust gas injection hole (7-2) of the combustion chamber (2-1) of the cylinder head (6) of the engine cylinder (2). The exhaust gas suction compression injection engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust gas is injected.
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