JP6247440B2 - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP6247440B2 JP6247440B2 JP2013001902A JP2013001902A JP6247440B2 JP 6247440 B2 JP6247440 B2 JP 6247440B2 JP 2013001902 A JP2013001902 A JP 2013001902A JP 2013001902 A JP2013001902 A JP 2013001902A JP 6247440 B2 JP6247440 B2 JP 6247440B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- lubrication
- cylinder
- combustion engine
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、シリンダ内を往復移動するピストンを備える内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine including a piston that reciprocates in a cylinder.
一般的に、トラックなどの車両に採用される内燃機関は、シリンダ内を往復移動するピストンにコンロッドが連結され、このコンロッドにクランク機構が連結されることで、回転出力を得ている。 In general, in an internal combustion engine employed in a vehicle such as a truck, a connecting rod is connected to a piston that reciprocates in a cylinder, and a crank mechanism is connected to the connecting rod to obtain a rotational output.
ところで、近年は、大幅な燃費低減が求められていることから、内燃機関の燃焼効率を上げるために様々な技術が提案されており(例えば、特許文献1参照。)、燃焼効率を向上させて燃費低減を図る一つの手段として、内燃機関における等容度の向上が挙げられる。 By the way, in recent years, since a great reduction in fuel consumption has been demanded, various techniques have been proposed to increase the combustion efficiency of an internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1). One means for reducing fuel consumption is to improve the isovolume in an internal combustion engine.
しかしながら、従来の内燃機関では等容度の向上には限界があるため、等容度を向上させる観点から依然改善の余地がある。 However, since there is a limit to improving the isovolume in the conventional internal combustion engine, there is still room for improvement from the viewpoint of improving the isovolume.
そこで、本発明は、等容度を向上させて燃費低減に寄与できる内燃機関を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can improve the isovolume and contribute to the reduction of fuel consumption.
本発明に係る内燃機関は、シリンダ内を往復移動する燃焼ピストンを備える内燃機関であって、燃焼ピストンに連結される第一コンロッドと、第一コンロッドに連結される潤滑ピストンと、潤滑ピストンをシリンダの軸線方向において往復移動可能に保持する潤滑部と、潤滑ピストンに連結される第二コンロッドと、第二コンロッドに連結されて潤滑ピストンよりもシリンダ側に配置されるクランク機構と、を備える。 An internal combustion engine according to the present invention is an internal combustion engine including a combustion piston that reciprocates in a cylinder, the first connecting rod connected to the combustion piston, the lubricating piston connected to the first connecting rod, and the lubricating piston in the cylinder And a second connecting rod connected to the lubricating piston, and a crank mechanism connected to the second connecting rod and disposed closer to the cylinder than the lubricating piston.
本発明に係る内燃機関によれば、第一コンロッドを介して燃焼ピストンと潤滑ピストンとが連結されており、潤滑ピストンが潤滑部によりシリンダの軸線方向において往復移動可能に保持されているため、燃焼ピストンがシリンダ内を往復移動すると、潤滑ピストンがシリンダの軸線方向において往復移動する。このとき、潤滑ピストンが下死点にあるときに燃焼ピストンは上死点にある位置関係になるとともに、潤滑ピストンと燃焼ピストンとは同じ速度で運動する。また、第二コンロッドを介して潤滑ピストンとクランク機構とが連結されているため、潤滑ピストンの往復移動に伴いクランク機構が回転する。このため、燃焼ピストンが上死点から下死点に向けて移動する際の燃焼ピストンの移動速度が、燃焼ピストンが下死点から上死点に向けて移動する際の燃焼ピストンの移動速度の半分程度に遅くなる。これにより、膨張行程での等容度が向上し、燃焼効率が良くなって燃費向上に寄与する。 According to the internal combustion engine of the present invention, the combustion piston and the lubrication piston are connected via the first connecting rod, and the lubrication piston is held by the lubrication portion so as to be reciprocally movable in the axial direction of the cylinder. When the piston reciprocates within the cylinder, the lubricating piston reciprocates in the cylinder axial direction. At this time, when the lubrication piston is at the bottom dead center, the combustion piston is in a positional relationship at the top dead center, and the lubrication piston and the combustion piston move at the same speed. Further, since the lubrication piston and the crank mechanism are coupled via the second connecting rod, the crank mechanism rotates as the lubrication piston reciprocates. For this reason, the movement speed of the combustion piston when the combustion piston moves from the top dead center to the bottom dead center is equal to the movement speed of the combustion piston when the combustion piston moves from the bottom dead center to the top dead center. It is about half slower. Thereby, the equal volume in the expansion stroke is improved, the combustion efficiency is improved, and the fuel efficiency is improved.
更に、第一コンロッドにクランク機構が連結されている従来の内燃機関において燃焼ピストンが受ける摩擦損失は、潤滑ピストンが受けることになる。しかしながら、潤滑ピストンは燃焼に伴って高温にならないため、潤滑部と潤滑ピストンとの間に、例えば、ボールベアリング等の摩擦低減部材を配置することができる。これにより、内燃機関全体の摩擦損失を大幅に低減することができる。 Further, in the conventional internal combustion engine in which the crank mechanism is connected to the first connecting rod, the friction loss received by the combustion piston is received by the lubricating piston. However, since the lubricating piston does not become high temperature with combustion, a friction reducing member such as a ball bearing can be disposed between the lubricating portion and the lubricating piston. Thereby, the friction loss of the whole internal combustion engine can be significantly reduced.
しかも、潤滑ピストンがカウンターウェイトとして機能するため、クランク機構にカウンターウェイトを設けなくても、燃焼ピストンを円滑かつ安定して往復移動させることができる。 In addition, since the lubricating piston functions as a counterweight, the combustion piston can be reciprocated smoothly and stably without providing a counterweight in the crank mechanism.
また、クランク機構の回転軸がシリンダの軸線から離れた位置に配置されているものとすることができる。 Further, the rotation shaft of the crank mechanism can be arranged at a position away from the axis of the cylinder.
このようにクランク機構を配置することで、クランク機構と第一コンロッドとが干渉するのを防止することができる。 By disposing the crank mechanism in this way, it is possible to prevent the crank mechanism and the first connecting rod from interfering with each other.
また、潤滑部と潤滑ピストンとの間に配置されるボールベアリングを更に備えるものとすることができる。 Further, a ball bearing disposed between the lubrication part and the lubrication piston can be further provided.
このように潤滑部と潤滑ピストンとの間にボールベアリングを配置することで、潤滑ピストンが往復移動する際の摩擦損失を大幅に低減することができる。 Thus, by disposing the ball bearing between the lubrication part and the lubrication piston, it is possible to significantly reduce the friction loss when the lubrication piston reciprocates.
また、潤滑部は、潤滑ピストンを往復移動可能に保持して潤滑ピストンの燃焼ピストンとは反対側に空間を形成する潤滑シリンダを有し、潤滑シリンダに、空間に新気を流入させる新気流入ポートと、空間に排気ガスを流入させる排気流入ポートと、新気流入ポートから流入した新気と排気流入ポートから流入した排気ガスとの混合気を空間から流出させる混合気流出ポートと、が形成されており、新気流入ポート、排気流入ポート及び混合気流出ポートをそれぞれ開閉するバルブと、バルブの開閉を制御するバルブ開閉制御部と、を更に備えるものとすることができる。 In addition, the lubrication part has a lubrication cylinder that holds the lubrication piston so as to be able to reciprocate and forms a space on the opposite side of the lubrication piston from the combustion piston, and injects fresh air into the lubrication cylinder. A port, an exhaust inflow port through which exhaust gas flows into the space, and an air mixture outflow port through which a mixture of fresh air flowing in from the fresh air inflow port and exhaust gas flowing in from the exhaust inflow port flows out of the space is formed. And a valve that opens and closes the fresh air inlet port, the exhaust inlet port, and the mixture outlet port, and a valve opening / closing controller that controls opening and closing of the valve.
このように構成することで、潤滑部を、EGRポンプ及び過給機として機能させることができる。つまり、燃焼ピストンの膨張行程及び吸気行程では、新気流入ポート及び排気流入ポートのバルブを開き、新気及び排気ガスを潤滑シリンダの空間に流入させる。一方、燃焼ピストンの排気行程及び圧縮行程では、少しタイミングを遅らして混合気流出ポートを開き、混合気を潤滑シリンダの空間から流出させる。これにより、EGRに排気ガスを流すことができるとともに、シリンダの吸気ポートに圧縮混合気を送り込むことができる。 By comprising in this way, a lubrication part can be functioned as an EGR pump and a supercharger. That is, in the expansion stroke and the intake stroke of the combustion piston, the valves of the fresh air inflow port and the exhaust air inflow port are opened, and fresh air and exhaust gas are caused to flow into the space of the lubricating cylinder. On the other hand, in the exhaust stroke and the compression stroke of the combustion piston, the air-fuel mixture outflow port is opened with a slight delay, and the air-fuel mixture flows out from the space of the lubrication cylinder. As a result, exhaust gas can flow through the EGR and the compressed air-fuel mixture can be fed into the intake port of the cylinder.
また、潤滑部に設けられて潤滑ピストンの往復移動により発電するリニア発電機を更に備えるものとすることができる。 Moreover, the linear generator provided in a lubrication part and generating electric power by reciprocating movement of a lubrication piston can be further provided.
このように構成することで、内燃機関を駆動するとリニア発電機が発電するため、この発電した電気をバッテリーに蓄電することで、ハイブリッドシステムなどに利用することができる。 With this configuration, when the internal combustion engine is driven, the linear generator generates power. Therefore, the generated electricity can be stored in a battery and used for a hybrid system or the like.
本発明によれば、等容度を向上させて燃費低減に寄与できる。 According to the present invention, it is possible to improve the isovolume and contribute to fuel consumption reduction.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る内燃機関を正面から見た概略断面図である。図2は、第1の実施形態に係る内燃機関を側面から見た概略断面図である。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る内燃機関1は、シリンダ2と、燃焼ピストン3と、第一コンロッド4と、潤滑ピストン5と、潤滑部6と、第二コンロッド7と、クランク機構8と、を備えている。そして、シリンダ2には、吸気ポート12及び排気ポート13が形成されており、吸気ポート12を開閉する吸気バルブ14と、排気ポート13を開閉する排気バルブ15と、が設けられている。なお、内燃機関1は、1気筒又は複数気筒で構成されており、各気筒に上記構成を備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the internal combustion engine according to the first embodiment as viewed from the front. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the internal combustion engine according to the first embodiment as viewed from the side. As shown in FIGS. 1 and 2, the internal combustion engine 1 according to this embodiment includes a
シリンダ2は、略円筒状に形成されて、その頭部に、燃料を燃焼室(不図示)に流入させるための吸気ポート(不図示)と、排気ガスを燃焼室から流出させるための排気ポート(不図示)が形成されている。
The
燃焼ピストン3は、シリンダ2内をシリンダ2の軸線方向に往復移動することが可能となっており、シリンダ2の燃焼室で燃料が燃焼することで、シリンダ2内を往復移動する。
The
第一コンロッド4は、直線状に形成されて、燃焼ピストン3と潤滑ピストン5とに連結されるものである。なお、燃焼ピストン3に対する第一コンロッド4の連結は、例えば、第一コンロッド4の一方端部に貫通させたピストンピン9を燃焼ピストン3に取り付けることにより行うことができる。また、潤滑ピストン5に対する第一コンロッド4の連結は、例えば、第一コンロッド4の他方端部に貫通させたピストンピン10を潤滑ピストン5に取り付けることにより行うことができる。
The first connecting
潤滑ピストン5は、第一コンロッド4の他方端部に連結されて、潤滑部6に往復移動可能に保持されている。なお、潤滑ピストン5は、潤滑部6に対して往復移動可能であれば、如何なる構成及び形状であってもよい。
The lubricating
潤滑部6は、潤滑ピストン5をシリンダ2の軸線方向において往復移動可能に保持している。このため、燃焼ピストン3の往復移動方向と潤滑ピストン5の往復移動方向とが同一直線となっている。潤滑部6に対する潤滑ピストン5の保持は、特に限定されるものではないが、例えば、ボールベアリング等の軸受機構で構成される摩擦低減部材を介して保持することが好ましい。この場合、摩擦低減部材は、潤滑部6と潤滑ピストン5との間に配置されていればよく、例えば、潤滑部6と一体的に設けてもよく、潤滑ピストン5と一体的に設けてもよく、潤滑部6及び潤滑ピストン5とは別体に設けてもよい。
The
第二コンロッド7は、湾曲した棒状に形成されて、一方端部が潤滑ピストン5に連結されている。また、第二コンロッド7は、潤滑ピストン5からシリンダ2側に向けて延びて、他方端部がクランク機構8に連結されている。なお、潤滑ピストン5に対する第二コンロッド7の連結は、例えば、潤滑ピストン5に取り付けられて第一コンロッド4を貫通させたピストンピン10を、第二コンロッド7の一方端部にも貫通させることにより行うことができる。この場合、第二コンロッド7は、第一コンロッド4を挟むように、2本構成とすることができる。
The second
クランク機構8は、燃焼ピストン3の往復運動を回転運動に変換する機構であり、第二コンロッド7が連結される周知のクランクシャフト11を備えている。クランク機構8は、潤滑ピストン5よりもシリンダ2側に配置されている。そして、クランク機構8が第一コンロッド4と干渉しないように、クランク機構8の回転軸が、シリンダ2の軸線から離れた位置に配置されており、より好ましくは、クランク機構8の可動域全体が、シリンダ2の軸線から離れた位置に配置されている。なお、クランクシャフト11に対する第二コンロッド7の連結は、例えば、第二コンロッド7の他方端部にクランクシャフト11を貫通させることにより行うことができる。なお、クランク機構8には、回転するクランク機構8の角速度を一定にするために、フライホイール等の機構が直接的又は間接的に連結されている。
The
次に、内燃機関1の動作について説明する。 Next, the operation of the internal combustion engine 1 will be described.
まず、シリンダ2内に供給された燃料が燃焼することにより燃焼ピストン3がシリンダ2内において往復移動すると、この往復移動が燃焼ピストン3から第一コンロッド4を介して潤滑ピストン5に伝達される。このとき、潤滑ピストン5が潤滑部6によりシリンダ2の軸線方向において往復移動可能に保持されているため、潤滑ピストン5は、燃焼ピストン3と同様にシリンダ2の軸線方向において往復移動する。
First, when the fuel supplied into the
そして、潤滑ピストン5が往復移動すると、この往復移動が潤滑ピストン5から第二コンロッド7を介してクランク機構8に伝達されて、クランク機構8が回転する。このため、燃焼ピストン3が上死点付近にあるときは、燃焼ピストン3の速度が、従来の内燃機関における燃焼ピストンの速度の半分程度になる。
When the
ここで、図3を参照して、クランク機構と燃焼ピストンとの関係について詳しく説明する。図3は、クランク角度と燃焼ピストンの速度との関係を示したグラフである。なお、図3では、燃焼ピストン3が上死点にある時のクランク機構8のクランク角度を−180度としている。
Here, the relationship between the crank mechanism and the combustion piston will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the crank angle and the speed of the combustion piston. In FIG. 3, the crank angle of the
図3に示すように、従来の一般的な内燃機関の燃焼ピストンは、クランク角度が0度のときに上死点となり、クランク角度が180度のときに下死点となるため、クランク角度が0度から180度になる区間が膨張行程となる。一方、本実施形態に係る内燃機関1の燃焼ピストン3は、クランク角度が−180度のときに上死点となり、クランク角度が0度のときに下死点となるため、クランク角度が−180度から0度になる区間が膨張行程となる。ここで、従来の一般的な内燃機関において、燃焼ピストンが上死点(クランク角度が0度)から下死点(クランク角度が180度)に向けて移動する際の燃焼ピストンの移動速度をv2とし、本実施形態に係る内燃機関1において、燃焼ピストン3が上死点(クランク角度が−180度)から下死点(クランク角度が0度)に向けて移動する際の燃焼ピストン3の移動速度をv1とする。すると、移動速度v1が移動速度v2の半分程度に遅くなる(v1≒1/2v2)。特に、燃焼ピストン3が上死点(クランク角度が−180度)にあるときからクランク角度が30度進んだときの燃焼ピストン3の移動速度v1は、燃焼ピストン3が下死点(クランク角度が0度)にあるときからクランク角度が30度進んだときの燃焼ピストン3の移動速度v2の半分程度となる。
As shown in FIG. 3, the combustion piston of a conventional general internal combustion engine has a top dead center when the crank angle is 0 degrees and a bottom dead center when the crank angle is 180 degrees. The section from 0 degrees to 180 degrees is the expansion stroke. On the other hand, the
これにより、膨張行程での等容度が向上するため、燃焼効率が良くなって燃費向上に寄与する。 Thereby, since the isovolumetric capacity in the expansion stroke is improved, the combustion efficiency is improved and the fuel efficiency is improved.
また、燃焼ピストン3が受ける摩擦損失は、燃焼ピストン3と同様にシリンダ2の軸線方向において往復移動する潤滑ピストン5が受けるため、内燃機関1全体の摩擦損失を低減することができる。しかも、潤滑ピストン5は、シリンダ2から離れており、燃料の燃焼に伴う加熱の影響が小さいため、潤滑部6と潤滑ピストン5との間にベアリング等の摩擦低減部材を配置することができる。これにより、内燃機関1全体の摩擦損失を大幅に低減することができる。
Further, since the friction loss received by the
また、潤滑ピストン5がカウンターウェイトとして機能するため、燃焼ピストン3を円滑かつ安定して往復移動させることができる。
Further, since the
また、クランク機構8の回転軸又はクランク機構8の可動域全体がシリンダ2の軸線から離れているため、クランク機構8と第一コンロッド4とが干渉するのを防止することができる。
Further, since the rotation shaft of the
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第2の実施形態に係る内燃機関は、基本的に第1の実施形態に係る内燃機関と同様であるが、潤滑部をEGRポンプ及び過給機としても機能させる点で、第1の実施形態に係る内燃機関と相違する。このため、以下の説明では、第1の実施形態に係る内燃機関と同様の事項の説明を省略し、第1の実施形態に係る内燃機関と相違する事項のみ説明する。 The internal combustion engine according to the second embodiment is basically the same as the internal combustion engine according to the first embodiment, but the first embodiment is the point that the lubrication part also functions as an EGR pump and a supercharger. It differs from the internal combustion engine which concerns on. For this reason, in the following description, the description of the matter similar to the internal combustion engine which concerns on 1st Embodiment is abbreviate | omitted, and only the matter which is different from the internal combustion engine which concerns on 1st Embodiment is demonstrated.
図4は、第2の実施形態に係る内燃機関を正面から見た概略断面図である。図4に示すように、本実施形態に係る内燃機関21は、シリンダ2と、燃焼ピストン3と、第一コンロッド4と、潤滑ピストン5と、潤滑部22と、第二コンロッド7と、クランク機構8と、を備えている。なお、シリンダ2には、吸気ポート12及び排気ポート13が形成されており、吸気ポート12を開閉する吸気バルブ14と、排気ポート13を開閉する排気バルブ15と、が設けられている。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the internal combustion engine according to the second embodiment as viewed from the front. As shown in FIG. 4, the
潤滑部22は、潤滑ピストン5を往復移動可能に保持して潤滑ピストン5の燃焼ピストン3とは反対側に空間Aを形成する潤滑シリンダ23を備えている。
The
潤滑シリンダ23には、空間Aに連通される複数のポート24が形成されており、各ポート24を開閉する複数の開閉バルブ25が設けられている。なお、潤滑ピストン5には、排気ガス及び混合気を潤滑シリンダ23内に封じるピストンリングが嵌め込まれている。
A plurality of
図5は、潤滑シリンダのポート構成例を示した概略図である。図5に示すように、潤滑シリンダ23に形成されるポート24は、空間Aに新気を流入させる新気流入ポート24aと、排気ポート13から分岐されるEGR(不図示)に連通されて、空間Aに排気ガスを流入させる排気流入ポート24bと、吸気ポート12に連通されて、新気流入ポート24aから流入した新気と排気流入ポート24bから流入した排気ガスとの混合気を空間Aから流出させる混合気流出ポート24cと、を備えている。なお、新気流入ポート24a、排気流入ポート24b及び混合気流出ポート24cの形成数は、特に制限されることなく、適宜変更することができる。
FIG. 5 is a schematic view showing a port configuration example of the lubrication cylinder. As shown in FIG. 5, the
そして、内燃機関1には、吸気バルブ14及び排気バルブ15を開閉制御するとともに、各開閉バルブ25を開閉制御するバルブ開閉制御部26が設けられている。なお、バルブ開閉制御部26は、例えば、車両のECUに設けることができる。
The internal combustion engine 1 is provided with a valve opening / closing control unit 26 that controls opening / closing of the
次に、図6を参照して、内燃機関21の動作について説明する。図6は、内燃機関の各行程の状態を示した概略断面図である。なお、図6(a)は、膨張行程を示しており、図6(b)は、排気行程を示しており、図6(a)は、吸気行程を示しており、図6(d)は、圧縮行程を示している。
Next, the operation of the
図6(a)に示すように、燃料が燃焼されてシリンダ2内の燃焼室が膨張する膨張行程では、潤滑ピストン5により空間Aが狭められていく。なお、膨張行程では、吸気ポート12及び排気ポート13が閉じられる。そこで、開閉バルブ25の開閉制御により、新気流入ポート24a及び排気流入ポート24bを閉じて、混合気流出ポート24cを開く。このとき、混合気流出ポート24cの開くタイミングを遅らせることで、空間A内の混合気が圧縮された状態で混合気流出ポート24cから排出される。これにより、EGRに排気ガスが流れる。そして、混合気流出ポート24cから排出された圧縮混合気をサージタンクに溜めておく。
As shown in FIG. 6A, the space A is narrowed by the
図6(b)に示すように、燃焼室で燃焼した排気ガスを廃棄する排気行程では、潤滑ピストン5により空間Aが広げられていく。なお、排気行程では、吸気ポート12が閉じられ、排気ポート13が開かれる。そこで、開閉バルブ25の開閉制御により、混合気流出ポート24cを閉じて、新気流入ポート24a及び排気流入ポート24bを開く。これにより、新気が空間Aに供給されるとともに、EGRを介して排気ガスが空間Aに供給される。
As shown in FIG. 6B, the space A is expanded by the
図6(c)に示すように、燃焼室に混合ガスを吸気する吸気行程では、潤滑ピストン5により空間Aが狭められていく。なお、吸気行程では、吸気ポート12が開かれ、排気ポート13が閉じられる。そこで、開閉バルブ25の開閉制御により、新気流入ポート24a及び排気流入ポート24bを閉じて、混合気流出ポート24cを開く。このとき、混合気流出ポート24cの開くタイミングを遅らせることで、空間A内の混合気が圧縮された状態で混合気流出ポート24cから排出される。これにより、EGRに排気ガスが流れる。そして、混合気流出ポート24cから排出された圧縮混合気とサージタンクに溜めておいた圧縮混合気とをシリンダ2の吸気ポート12に送り込む。
As shown in FIG. 6C, the space A is narrowed by the
図6(d)に示すように、燃焼室に供給された混合気を圧縮する圧縮行程では、潤滑ピストン5により空間Aが広げられていく。なお、圧縮行程では、吸気ポート12及び排気ポート13が閉じられる。そこで、開閉バルブ25の開閉制御により、混合気流出ポート24cを閉じて、新気流入ポート24a及び排気流入ポート24bを開く。これにより、新気が空間Aに供給されるとともに、EGRを介して排気ガスが空間Aに供給される。
As shown in FIG. 6 (d), the space A is expanded by the
このように構成することで、燃料を燃焼させて燃焼ピストン3を往復移動させることにより、EGRに排気ガスを流すことができるとともに、圧縮された混合気をシリンダ2の吸気ポート12に送り込むことができる。このため、潤滑部22をEGRポンプ及び過給機としても機能させることができる。
With this configuration, exhaust gas can flow through the EGR by burning the fuel and reciprocating the
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
第3の実施形態に係る内燃機関は、基本的に第1の実施形態に係る内燃機関と同様であるが、潤滑部にリニア発電機を設けてハイブリッドシステムに適用する点で、第1の実施形態に係る内燃機関と相違する。このため、以下の説明では、第1の実施形態に係る内燃機関と同様の事項の説明を省略し、第1の実施形態に係る内燃機関と相違する事項のみ説明する。 The internal combustion engine according to the third embodiment is basically the same as the internal combustion engine according to the first embodiment, except that a linear generator is provided in the lubrication part and applied to the hybrid system. It differs from the internal combustion engine which concerns on a form. For this reason, in the following description, the description of the matter similar to the internal combustion engine which concerns on 1st Embodiment is abbreviate | omitted, and only the matter which is different from the internal combustion engine which concerns on 1st Embodiment is demonstrated.
図7は、第3の実施形態に係る内燃機関を正面から見た概略断面図である。図7に示すように、本実施形態に係る内燃機関31は、シリンダ2と、燃焼ピストン3と、第一コンロッド4と、潤滑ピストン5と、潤滑部6と、第二コンロッド7と、クランク機構8と、リニア発電機32と、バッテリー33と、ハイブリッドモータ34と、を備えている。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the internal combustion engine according to the third embodiment as viewed from the front. As shown in FIG. 7, the
リニア発電機32は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機である。リニア発電機32は、潤滑ピストン5を心棒として、潤滑部6にコイルを巻いたものである。このため、潤滑ピストン5が往復移動することにより、潤滑部6に巻かれたコイルに電流が発生する。
The
バッテリー33は、リニア発電機32で発電された電気を蓄積する蓄電装置である。
The battery 33 is a power storage device that accumulates electricity generated by the
ハイブリッドモータ34は、バッテリー33に蓄電された電気により出力軸を回転させるモータである。そして、ハイブリッドモータ34の出力軸に車両のタイヤが直接的または間接的に連結されている。
The
このように構成することで、内燃機関31を駆動させるとリニア発電機32が発電するため、この発電した電気をバッテリー33に蓄電することで、ハイブリッドモータ34を駆動源とするハイブリッドシステムなどに利用することができる。
With this configuration, when the
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
第4の実施形態に係る内燃機関は、第2の実施形態に係る内燃機関と第3の実施形態に係る内燃機関とを組み合わせたものである。このため、以下の説明では、第2及び第3の実施形態に係る内燃機関と同様の事項の説明を省略し、第2及び第3の実施形態に係る内燃機関と相違する事項のみ説明する。 The internal combustion engine according to the fourth embodiment is a combination of the internal combustion engine according to the second embodiment and the internal combustion engine according to the third embodiment. For this reason, in the following description, the description of the matter similar to the internal combustion engine which concerns on 2nd and 3rd embodiment is abbreviate | omitted, and only the matter which is different from the internal combustion engine which concerns on 2nd and 3rd embodiment is demonstrated.
図8は、第4の実施形態に係る内燃機関を正面から見た概略断面図である。図8に示すように、本実施形態に係る内燃機関41は、シリンダ2と、燃焼ピストン3と、第一コンロッド4と、潤滑ピストン5と、潤滑部22と、第二コンロッド7と、クランク機構8と、リニア発電機32と、バッテリー33と、ハイブリッドモータ34と、を備えている。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the internal combustion engine according to the fourth embodiment as viewed from the front. As shown in FIG. 8, the
第2の実施形態と同様に、シリンダ2には、吸気ポート12及び排気ポート13が形成されており、吸気ポート12を開閉する吸気バルブ14と、排気ポート13を開閉する排気バルブ15と、が設けられている。また、潤滑部22の潤滑シリンダ23には、空間Aに連通される複数のポート24が形成されており、各ポート24を開閉する複数の開閉バルブ25が設けられている。
As in the second embodiment, the
第3の実施形態と同様に、リニア発電機32は、潤滑ピストン5を心棒として、潤滑部22にコイルを巻いたものである。
Similar to the third embodiment, the
このように構成することで、潤滑部をEGRポンプ及び過給機として機能させることができるとともに、内燃機関を駆動することによりリニア発電機で発電することができる。 By comprising in this way, while being able to function a lubrication part as an EGR pump and a supercharger, it can generate electric power with a linear generator by driving an internal combustion engine.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、第二コンロッドが湾曲した棒状に形成されるものとして説明したが、第二コンロッドは、本発明の機能が達成される範囲で、様々な形状とすることができる。また、クランク機構は、潤滑ピストンよりもシリンダ側に配置されていれば、如何なる位置に配置してもよい。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the second connecting rod is described as being formed in a curved rod shape, but the second connecting rod can have various shapes as long as the function of the present invention is achieved. Further, the crank mechanism may be arranged at any position as long as it is arranged on the cylinder side with respect to the lubricating piston.
1…内燃機関、2…シリンダ、3…燃焼ピストン、4…第一コンロッド、5…潤滑ピストン、6…潤滑部、7…第二コンロッド、8…クランク機構、9…ピストンピン、10…ピストンピン、11…クランクシャフト、12…吸気ポート、13…排気ポート、14…吸気バルブ、15…排気バルブ、21…内燃機関、22…潤滑部、23…潤滑シリンダ、24…ポート、24a…新気流入ポート、24b…排気流入ポート、24c…混合気流出ポート、24c…混合気流出ポート、25…開閉バルブ、26…バルブ開閉制御部、31…内燃機関、32…リニア発電機、33…バッテリー、34…ハイブリッドモータ、41…内燃機関、A…空間。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Cylinder, 3 ... Combustion piston, 4 ... 1st connecting rod, 5 ... Lubrication piston, 6 ... Lubrication part, 7 ... Second connecting rod, 8 ... Crank mechanism, 9 ... Piston pin, 10 ...
Claims (5)
前記燃焼ピストンに連結される第一コンロッドと、
前記第一コンロッドに連結される潤滑ピストンと、
前記潤滑ピストンを前記シリンダの軸線方向において往復移動可能に保持する潤滑部と、
前記潤滑ピストンに連結される第二コンロッドと、
前記第二コンロッドに連結されて前記潤滑ピストンよりも前記シリンダ側に配置されるクランク機構と、
を備え、
前記クランク機構の回転軸が前記シリンダの軸線から離れた位置に配置されており、
前記クランク機構は、前記燃焼ピストンの往復移動方向における、前記燃焼ピストンと前記潤滑ピストンとの間に位置する、
内燃機関。 An internal combustion engine comprising a combustion piston that reciprocates in a cylinder,
A first connecting rod connected to the combustion piston;
A lubricating piston coupled to the first connecting rod;
A lubrication part for holding the lubrication piston in a reciprocating manner in the axial direction of the cylinder;
A second connecting rod connected to the lubricating piston;
A crank mechanism connected to the second connecting rod and disposed closer to the cylinder than the lubricating piston;
With
The rotating shaft of the crank mechanism is disposed at a position away from the axis of the cylinder ;
The crank mechanism is located between the combustion piston and the lubrication piston in the reciprocating direction of the combustion piston.
Internal combustion engine.
請求項1に記載の内燃機関。 A ball bearing disposed between the lubrication part and the lubrication piston;
The internal combustion engine according to claim 1.
前記新気流入ポート、前記排気流入ポート及び前記混合気流出ポートをそれぞれ開閉するバルブと、
前記バルブの開閉を制御するバルブ開閉制御部と、を更に備える、
請求項1又は2に記載の内燃機関。 The lubrication unit includes a lubrication cylinder that holds the lubrication piston so as to be capable of reciprocating and forms a space on the opposite side of the lubrication piston from the combustion piston, and fresh air flows into the lubrication cylinder. A fresh air inflow port to be discharged, an exhaust inflow port for allowing exhaust gas to flow into the space, and a mixture of fresh air that has flowed in from the new air inflow port and exhaust gas that has flowed in from the exhaust inflow port is caused to flow out of the space. An air-fuel mixture outlet port is formed,
Valves for opening and closing the fresh air inflow port, the exhaust inflow port and the mixture outflow port, respectively;
A valve opening / closing control unit for controlling opening / closing of the valve;
The internal combustion engine according to claim 1 or 2.
請求項1〜3の何れか一項に記載の内燃機関。 A linear generator that is provided in the lubricating portion and generates electric power by reciprocating movement of the lubricating piston;
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4の何れか一項に記載の内燃機関。
The lubricating piston is remote from the cylinder;
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013001902A JP6247440B2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013001902A JP6247440B2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014134119A JP2014134119A (en) | 2014-07-24 |
JP6247440B2 true JP6247440B2 (en) | 2017-12-13 |
Family
ID=51412581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013001902A Expired - Fee Related JP6247440B2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6247440B2 (en) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61179341U (en) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | ||
JPS61179336U (en) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | ||
JP4258935B2 (en) * | 2000-01-21 | 2009-04-30 | マツダ株式会社 | Spark ignition type reciprocating engine |
JP2002327624A (en) * | 2001-02-28 | 2002-11-15 | Honda Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2003020953A (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Honda Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2003194172A (en) * | 2001-12-12 | 2003-07-09 | Keisei Sai | Dual piston crank connecting rod power transmission mechanism |
JP2006009593A (en) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP4947793B2 (en) * | 2007-11-06 | 2012-06-06 | Lwj株式会社 | Crank device |
-
2013
- 2013-01-09 JP JP2013001902A patent/JP6247440B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014134119A (en) | 2014-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9010287B2 (en) | Multi-fuel engine | |
US8490584B2 (en) | Air hybrid engine with dual chamber cylinder | |
EP2063080A2 (en) | Split-cycle air hybrid engine | |
US20100071640A1 (en) | Internal combustion engine with dual-chamber cylinder | |
RU2695174C2 (en) | Internal combustion engine (embodiments) | |
US20070137595A1 (en) | Radial engine power system | |
US20120222658A1 (en) | Internal combustion engine with dual-chamber cylinder | |
US11358461B2 (en) | Electricity generation system and propulsion apparatus including the same | |
JP5478741B2 (en) | Low fuel consumption, low emission 2-stroke engine | |
KR20160089385A (en) | Internal combustion engine | |
US10035413B2 (en) | Hybrid drive system for a motor vehicle, and method of operating a motor vehicle | |
US4974556A (en) | Internal combustion engine | |
CN105765183B (en) | Reciprocator | |
US20140261299A1 (en) | Internal combustion engine | |
US7765963B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP6247440B2 (en) | Internal combustion engine | |
KR20090027872A (en) | Engine | |
JP4927157B2 (en) | Hybrid engine | |
US20180073424A1 (en) | Internal combustion engines | |
JP2021503579A (en) | Internal combustion engine | |
JP5185974B2 (en) | 4-cycle engine | |
RU2634974C2 (en) | Method to control of axial-piston engine and axial-piston engine | |
TW201139837A (en) | Fuel-electric hybrid power engine | |
WO2023215126A1 (en) | Separate compressor arrangements for engines | |
JP2006112408A5 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161020 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161025 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170516 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170609 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6247440 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |