JPH02286833A - Variable cycle engine - Google Patents

Variable cycle engine

Info

Publication number
JPH02286833A
JPH02286833A JP10658389A JP10658389A JPH02286833A JP H02286833 A JPH02286833 A JP H02286833A JP 10658389 A JP10658389 A JP 10658389A JP 10658389 A JP10658389 A JP 10658389A JP H02286833 A JPH02286833 A JP H02286833A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
cylinder
combustion chamber
revolutions
exhaust valve
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.)
Granted
Application number
JP10658389A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2711563B2 (en
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP1106583A priority Critical patent/JP2711563B2/en
Priority to EP90304520A priority patent/EP0396325B1/en
Priority to DE69011181T priority patent/DE69011181T2/en
Priority to US07/514,884 priority patent/US5022353A/en
Publication of JPH02286833A publication Critical patent/JPH02286833A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2711563B2 publication Critical patent/JP2711563B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
    • F02B69/06Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different cycles, e.g. convertible from two-stroke to four stroke

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the torque and the efficiency by providing a fuel control means which variably controls a fuel injection timing to a combustion chamber and a cycle change means which changes the opening and the closing of an exhaust valve and the fuel injection. CONSTITUTION:Intake parts 13 are bored at the inner circumference of a cylinder 1 which is corresponding to the upper face position of a piston in the vicinity of a bottom dead point. At a turbo charger 4, intake air is pressure-supplied into the cylinder 1 from the intake ports 13. An exhaust valve 24 is driven openly and closely by a valve drive device 6. The valve drive device 6, a fuel pump 23 and a revolving armature 43 are controlled by a signal from input and output interfaces 50 of a control unit 5. The opening and closing of the exhaust valve 24 and the fuel injection are performed at every one rotation of an engine output shaft in a case where the number of the engine revolutions is more than a specified level. Consequently, the torque and the effecting are improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの回転数が所定回転数以下の場合に
は2サイクル、所定回転数以上の場合には4サイクルで
稼動するサイクル数可変エンジンに関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention provides a variable number of cycles that operates in 2 cycles when the engine rotational speed is below a predetermined rotational speed and 4 cycles when the engine rotational speed is above a predetermined rotational speed. Regarding the engine.

(従来の技術) 従来のエンジンには、エンジン出力軸の回転毎の行程の
相違により2サイクルエンジンと4サイクルエンジンと
に大別される。2サイクルエンジンはエンジン出力軸の
1回転毎に爆発行程を実行するため、エンジン出力軸の
回転速度変動が小であり高トルクを発生せしめることが
できる。
(Prior Art) Conventional engines can be broadly classified into two-stroke engines and four-stroke engines, depending on the difference in stroke per rotation of the engine output shaft. Since a two-stroke engine executes an explosive stroke for each rotation of the engine output shaft, fluctuations in the rotational speed of the engine output shaft are small and high torque can be generated.

方、4サイクルエンジンは2回転毎に爆発行程を実行し
、かつ、排気行程と吸気行程とが独立しているので、燃
料消費率が小であるという特徴がある。
On the other hand, a four-stroke engine performs an explosion stroke every two revolutions, and the exhaust stroke and intake stroke are independent, so the fuel consumption rate is low.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記2サイクルエンジンは吸気行程と排
気行程とを同時に平行して実行するので吸排気が完全に
行なわれず、よって燃料消費率が大であるという問題が
ある。一方、4サイクルエンジンはエンジン出力軸の回
転速度変動が大であるため、低回転数領域においてはト
ルクが不足し、滑らかな運転ができないという問題があ
る。
(Problem to be Solved by the Invention) However, since the above-mentioned two-stroke engine executes the intake stroke and the exhaust stroke simultaneously and in parallel, there is a problem that the intake and exhaust are not completed completely, resulting in a high fuel consumption rate. . On the other hand, a four-cycle engine has a problem in that the rotational speed of the engine output shaft fluctuates greatly, resulting in insufficient torque in a low rotational speed region, making smooth operation impossible.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、所定回転
数以下の領域においては2サイクルエンジンとして運転
し、該所定回転数以上の領域においては4サイクルエン
ジンとして運転することのできるサイクル数可変エンジ
ンを提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and has a number of cycles in which the engine can be operated as a 2-cycle engine in a region below a predetermined rotation speed, and as a 4-cycle engine in a region above the predetermined rotation speed. It attempts to provide a variable engine.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、下死点近傍でのピストン上面位置に対
応するシリンダ円筒面に穿設された吸気口と、該吸気口
からシリンダ内へ吸気を圧送する過給手段と、シリンダ
上部に設けられ排気バルブにて開閉制御される排気口と
、電磁力により排気バルブを開閉駆動するバルブ駆動手
段と、燃焼室内への燃料噴射タイミング及び噴射量を可
変制御する燃料制御手段と、排気バルブの開閉及び燃料
噴射を、エンジンの回転数が所定回転数以上の場合には
エンジン出力軸の1回転毎に実行し、所定回転数以下の
場合には2回転毎に変更するサイクル変更手段とを有す
ることを特徴とするサイクル数可変エンジンを提供でき
る。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, an intake port is provided in the cylinder cylindrical surface corresponding to the position of the upper surface of the piston near the bottom dead center, and intake air is forced into the cylinder from the intake port. A supercharging means, an exhaust port provided at the top of the cylinder and whose opening and closing are controlled by an exhaust valve, a valve drive means which opens and closes the exhaust valve by electromagnetic force, and which variably controls the timing and amount of fuel injection into the combustion chamber. The fuel control means, the opening/closing of the exhaust valve and the fuel injection are executed every one rotation of the engine output shaft when the engine rotation speed is above a predetermined rotation speed, and every two rotations when the engine rotation speed is below a predetermined rotation speed. It is possible to provide a cycle number variable engine characterized by having a cycle changing means for changing the number of cycles.

(作用) 本発明のサイクル数可変エンジンは、所定回転数以下の
領域においては2サイクルエンジンとして運転し、該所
定回転数以上の領域においては4サイクルエンジンとし
て運転するので、低中回転数領域では、エンジン回転速
度が円滑な高トルクエンジンとなり、中高回転数領域で
は燃料消費率が小である高効率エンジンとなる。
(Function) The variable cycle number engine of the present invention operates as a 2-cycle engine in the region below a predetermined rotation speed, and as a 4-stroke engine in the region above the predetermined rotation speed, so in the low and medium rotation speed region. This results in a high-torque engine with smooth engine rotational speed, and a high-efficiency engine with low fuel consumption in the medium and high rotational speed range.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明によるエンジンの構成を示すブロック
図、第2図は、第1図におけるI−I断面図、第3図は
、第1図におけるII −II断面図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an engine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.

シリンダ1の内周面にはシリンダスリーブ11が配設さ
れており、該シリンダスリーブ11の下死点近傍におけ
るピストンヘッドの位置には吸気口13が周設されてい
る。該吸気口13は吸入された吸気が時計回りに旋回す
るように傾斜して開口している。
A cylinder sleeve 11 is disposed on the inner peripheral surface of the cylinder 1, and an intake port 13 is disposed around the piston head near the bottom dead center of the cylinder sleeve 11. The intake port 13 opens at an angle so that the intake air is rotated clockwise.

シリンダlの上部中央には副燃焼室2が設けられており
、該副燃焼室2の内面は耐熱断熱材のセラミックス等か
らなるスリーブ21で被覆されている。該スリーブ21
とシリンダスリーブ11どの間は断熱ガスケット12を
介して接続している。副燃焼室2の側部には該副燃焼室
2内部へ燃料を時計回りに噴射する噴射ノズル22が配
設されており、該噴射ノズル22は燃料の噴射タイミン
グ及び噴射量が可変である燃料ポンプ23と接続されて
いる。また、該副燃焼室2には副燃焼室2を介して排気
を排出するための排気口が設けられており、該排気口は
排気バルブ24により開閉される。そして、該排気バル
ブ24は軸部に配設されたバルブ駆動装置6により開閉
駆動される。
A sub-combustion chamber 2 is provided in the center of the upper part of the cylinder 1, and the inner surface of the sub-combustion chamber 2 is covered with a sleeve 21 made of a heat-resistant heat insulating material such as ceramics. The sleeve 21
and the cylinder sleeve 11 are connected via a heat insulating gasket 12. An injection nozzle 22 for injecting fuel clockwise into the interior of the auxiliary combustion chamber 2 is disposed on the side of the auxiliary combustion chamber 2. It is connected to the pump 23. Further, the sub-combustion chamber 2 is provided with an exhaust port for discharging exhaust gas through the sub-combustion chamber 2, and the exhaust port is opened and closed by an exhaust valve 24. The exhaust valve 24 is driven to open and close by a valve driving device 6 disposed on the shaft.

前記シリンダ1内部にはピストン3が配設されており、
該ピストン3のピストンヘッド面は副燃焼室2と同様に
耐熱断熱材のセラミックス等により被覆されている。ま
た、ピストンヘッド中央部には突起31が形成されてお
り、ピストン3が上死点近傍にあるときに副燃焼室2の
開口部を狭窄する。
A piston 3 is disposed inside the cylinder 1,
The piston head surface of the piston 3 is covered with a heat-resistant heat insulating material such as ceramics, like the sub-combustion chamber 2. Further, a projection 31 is formed in the center of the piston head, and narrows the opening of the sub-combustion chamber 2 when the piston 3 is near the top dead center.

前記排気口より排出された排気ガスは排気管路41によ
りターボチャージャ4のタービンへと導かれる。該ター
ボチャージャ4の回転軸には回転電機43が接続してお
り、外部からの電力供給により過給圧を発生させること
が可能な構造を有している。また、ターボチャージャ4
を通過した排気ガスは回収タービン44に導かれ、未だ
排気ガスの有するエネルギを電気エネルギに変換しコン
トロールユニット5を介して回生する。尚、ターボチャ
ージャ4は排気ガスあるいは外部からの電力によりコン
プレッサを回転させ吸気に過給圧を付与し、該吸気を吸
気管路42を経て吸気口13へと供給する。
Exhaust gas discharged from the exhaust port is guided to the turbine of the turbocharger 4 through an exhaust pipe line 41. A rotating electric machine 43 is connected to the rotating shaft of the turbocharger 4, and has a structure capable of generating supercharging pressure by supplying power from the outside. Also, turbocharger 4
The exhaust gas that has passed through is guided to the recovery turbine 44, which converts the energy that the exhaust gas still has into electrical energy and regenerates it via the control unit 5. Note that the turbocharger 4 rotates a compressor using exhaust gas or external electric power to apply supercharging pressure to intake air, and supplies the intake air to the intake port 13 via an intake pipe 42 .

上記バルブ駆動装置6、燃料ポンプ23及び回転電機4
3はコントロールユニット5の入出力インターフェイス
50からの信号により制御されている。該入出力インタ
ーフェイス5oには、上記の他にエンジンの回転数及び
クランク角を検知する回転センサ55、アクセルペダル
の踏込量を検知するアクセルセンサ56及び回収タービ
ンの発電機が接続されており、各センサからの信号と回
生電力とが入力されている。該コントロールユニット5
には入出力インターフェイス5oの他に、プログラムや
各種関係テーブルを記憶するROM53、該ROM53
のプログラムの下に演算を実行するCPU51、演算結
果及びデータを一時記憶するRAM54、コントロール
ユニット5内部の信号流れを司るコントロールメモリ5
2などにより構成されている。
The above-mentioned valve drive device 6, fuel pump 23 and rotating electric machine 4
3 is controlled by signals from an input/output interface 50 of the control unit 5. In addition to the above, the input/output interface 5o is connected to a rotation sensor 55 that detects the engine speed and crank angle, an accelerator sensor 56 that detects the amount of depression of the accelerator pedal, and a generator for the recovery turbine. Signals from the sensor and regenerated power are input. The control unit 5
In addition to the input/output interface 5o, the ROM 53 stores programs and various relational tables;
A CPU 51 that executes calculations according to the program, a RAM 54 that temporarily stores calculation results and data, and a control memory 5 that controls signal flow inside the control unit 5.
2, etc.

次に、゛バルブ駆動装置6について説明する。Next, the valve drive device 6 will be explained.

第4図は、バルブ駆動装置6の詳細図である。FIG. 4 is a detailed view of the valve drive device 6.

排気バルブ24の軸端部には所定間隔で永久磁石61と
永久磁石62とが嵌合している。該永久磁石61及び6
2の外周部分の極性は互いに異なり、例えば、永久磁石
61の外周部分がN極であれば、永久磁石62の外周部
分はS極である。永久磁石61及び62の外周部分と対
向し、排気バルブ24の6動方向に永久磁石61と永久
磁石62とは異なる間隔で磁極63が並設されており、
磁極63の各々には磁極63の極性を制御するためのコ
イル64が捲設されている。
A permanent magnet 61 and a permanent magnet 62 are fitted into the shaft end of the exhaust valve 24 at a predetermined interval. The permanent magnets 61 and 6
The polarities of the outer circumferential portions of the permanent magnets 61 and 2 are different from each other; for example, if the outer circumferential portion of the permanent magnet 61 is the north pole, the outer circumferential portion of the permanent magnet 62 is the south pole. Magnetic poles 63 are arranged in parallel at different intervals from the permanent magnets 61 and 62 in the six movement directions of the exhaust valve 24, facing the outer peripheral portions of the permanent magnets 61 and 62,
A coil 64 for controlling the polarity of the magnetic pole 63 is wound around each of the magnetic poles 63 .

コイル64の各々への通電はコントロールユニット5に
より制御され、磁極63の永久磁石との対向側の極性を
順次変更し、永久磁石61及び62と磁極63との間に
作用する電磁力の合力により排気バルブ24を開閉方向
に駆動する。
The power supply to each of the coils 64 is controlled by the control unit 5, and the polarity of the side of the magnetic pole 63 facing the permanent magnet is sequentially changed, and the resultant force of the electromagnetic force acting between the permanent magnets 61 and 62 and the magnetic pole 63 is used. The exhaust valve 24 is driven in the opening and closing directions.

次に、本発明によるエンジンを、2サイクルエンジンと
して運転する場合について説明する。
Next, a case will be described in which the engine according to the present invention is operated as a two-stroke engine.

膨張行程が終了しピストン3が下死点近傍になると、吸
気口13より過′給圧が付加された吸気がシリンダ内へ
と流入し円周方向の旋回流となる。
When the expansion stroke is completed and the piston 3 is near the bottom dead center, intake air to which supercharging pressure has been added flows from the intake port 13 into the cylinder, forming a swirling flow in the circumferential direction.

次に、ピストン3の上昇に伴ない排気ガスを押し上げ排
気口より掃気するが副燃焼室2の開口部面積が大である
ので排気抵抗が小であり、素早く掃気することができる
。そして、ピストン上昇途中で排気バルブ24により排
気口を閉鎖して圧縮行程に移行し吸気を圧縮する。ピス
トン3の上昇に伴ないシリンダi内の吸気は副燃焼室2
へ移動するがシリンダ径より副燃焼室2の径の方が小で
あるため、シリンダi内の旋回流は加速され副燃焼室2
内へと流入する。圧縮行程後半には該流入量は減少する
が、ピストンヘッドに形成された突起31が副燃焼室2
の開口面積を狭窄し、副燃焼室2へ流入する旋回流の流
速を加速する。よって、圧縮終了時には副燃焼室2内部
には高速の旋回流が発生する。
Next, as the piston 3 rises, the exhaust gas is pushed up and scavenged from the exhaust port, but since the opening area of the auxiliary combustion chamber 2 is large, the exhaust resistance is small, and the gas can be scavenged quickly. Then, while the piston is rising, the exhaust port is closed by the exhaust valve 24, and a compression stroke is started to compress the intake air. As the piston 3 rises, the intake air in the cylinder i flows into the auxiliary combustion chamber 2.
However, since the diameter of sub-combustion chamber 2 is smaller than the cylinder diameter, the swirling flow inside cylinder i is accelerated and moves to sub-combustion chamber 2.
Flow inward. In the latter half of the compression stroke, the inflow amount decreases, but the protrusion 31 formed on the piston head
The opening area of the combustion chamber 2 is narrowed, and the velocity of the swirling flow flowing into the sub-combustion chamber 2 is accelerated. Therefore, at the end of compression, a high-speed swirling flow is generated inside the sub-combustion chamber 2.

次に、噴射ノズル22から旋回流方向に燃料を噴射する
と、燃料は燃焼し膨張行程に移行する。
Next, when fuel is injected from the injection nozzle 22 in the direction of the swirling flow, the fuel burns and shifts to the expansion stroke.

噴射された燃料は副燃焼室2内で全て燃焼し燃焼ガスと
なりピストン3を降下させる。すると、突起31により
狭窄されていた副燃焼室2の開口部面積はピストン3の
降下により拡大され、燃焼ガスは速やかにシリンダ内へ
拡散する。そして、ピストン3の降下途中にて排気バル
ブ24を駆動し排気口を開放し排気ガスを排出する。そ
して、前記の吸気行程に連続し上記サイクルを繰換す。
All of the injected fuel burns in the auxiliary combustion chamber 2 and becomes combustion gas, causing the piston 3 to descend. Then, the opening area of the auxiliary combustion chamber 2, which had been narrowed by the protrusion 31, is expanded by the descent of the piston 3, and the combustion gas quickly diffuses into the cylinder. Then, while the piston 3 is descending, the exhaust valve 24 is driven to open the exhaust port and discharge the exhaust gas. Then, following the intake stroke, the above cycle is repeated.

次に、本発明によるエンジンを、4サイクルエンジンと
して運転する場合について説明する。
Next, a case will be described in which the engine according to the present invention is operated as a four-cycle engine.

第5図は、4サイクルエンジンのp−vjJ1図、第6
図は、4サイクルエンジンの行程の一部を示す図である
。尚、第5図におけるa −e点の状態を第6図のa 
% eに示す。
Figure 5 is a p-vjJ1 diagram of a 4-cycle engine, and Figure 6
The figure is a diagram showing a part of the stroke of a four-stroke engine. Note that the state of points a-e in Fig. 5 is expressed as a in Fig. 6.
Shown in %e.

燃焼後の膨張行程において、体積が圧縮状態にある上死
点V1から下死点直前のv2まで増加すると排気口を開
放し排気ガスの排出を開始する。
In the expansion stroke after combustion, when the volume increases from top dead center V1 in a compressed state to v2 just before bottom dead center, the exhaust port is opened and exhaust gas starts to be discharged.

すると、a点を通過し下死点v3まで膨張する間に急速
に圧力が減少する。そして、b点に示す下死点ではすで
に吸気口13が開放されるので、過給圧が負荷されてい
る吸気は旋回流となりシリンダ1内へと流入する。流入
する該吸気により排気は更に上方へと押し上げられ排気
口からの排出が助長される。ピストン3が下死点から上
方へと8動じ吸気口が閉鎖され吸気の流入が停止しても
、シリンダ1内には排気ガスが未だ残留しているので、
0点に示すごとく排気口の開放は継続される。そして、
排気口の開放状態を上死点まで継続しシリンダ内の排気
ガスを完全に排出する。次に上死点■1でd点に示すご
とく排気口を閉鎖する。排気口が閉鎖された状態を保持
してピストン3が降下するとシリンダ内に封入された吸
気は断熱膨張される。該断熱膨張時には封入された吸気
の温度が降下するため、燃焼室壁面から熱エネルギを迅
速に奪う、そして、v3直前の吸気口が開口する位置す
なわちe点を通過すると、吸気は過給圧とシリンダ1内
の負圧との作用により急激にシリンダ内へと流入する。
Then, the pressure decreases rapidly while passing through point a and expanding to bottom dead center v3. Then, since the intake port 13 is already opened at the bottom dead center shown at point b, the intake air loaded with supercharging pressure becomes a swirling flow and flows into the cylinder 1. The inflowing intake air pushes the exhaust air further upwards and promotes its discharge from the exhaust port. Even if the piston 3 moves upward from the bottom dead center and the intake port is closed and the intake air stops flowing, exhaust gas still remains in the cylinder 1.
The exhaust port continues to be opened as shown at point 0. and,
The exhaust port is kept open until the top dead center to completely exhaust the exhaust gas inside the cylinder. Next, at top dead center ■1, close the exhaust port as shown at point d. When the piston 3 descends while keeping the exhaust port closed, the intake air sealed in the cylinder is expanded adiabatically. During this adiabatic expansion, the temperature of the sealed intake air drops, so thermal energy is rapidly taken away from the combustion chamber wall surface.When the intake air passes through the position where the intake port opens just before v3, that is, point e, the intake air reaches the supercharging pressure. Due to the action of the negative pressure inside the cylinder 1, it rapidly flows into the cylinder.

吸気口13は第3図に示すとと・く中心方向に対し傾斜
しているので、該吸入された吸気はシリンダ1内で高速
の旋回流となる。
Since the intake port 13 is inclined with respect to the center direction as shown in FIG. 3, the intake air becomes a high-speed swirling flow within the cylinder 1.

続いて、ピストン3の上昇に伴ないシリンダi内の旋回
流は副燃焼室2内へと移動するが、シリンダ径より副燃
焼室2の径の方が小であるため、シリンダ1内の旋回流
は加速され副燃焼室2内へと流入する。圧縮行程後半に
は該流入量は減少するが、ピストンヘッドに形成された
突起31が副燃焼室2の開口面積を狭窄し、副燃焼室2
へ流入する旋回流の流速を加速するので、圧縮終了時に
は副燃焼室2内部には更に高速の旋回流が発生する。該
圧縮行程終了時には既に内壁面は冷却されているので、
噴射ノズル22から旋回流方向に燃料を噴射すると、燃
料は良好な状態で燃焼し膨張行程に移行する。噴射され
た燃料は副燃焼室2内で全て燃焼し燃焼ガスとなりピス
トン3を降下させるが、突起31により狭窄されていた
副燃焼室2の開口部面積はピストン3の降下により拡大
され、燃焼ガスは速やかにシリンダ内へ拡散する。
Subsequently, as the piston 3 rises, the swirling flow in the cylinder i moves into the sub-combustion chamber 2, but since the diameter of the sub-combustion chamber 2 is smaller than the cylinder diameter, the swirling flow in the cylinder i moves into the sub-combustion chamber 2. The flow is accelerated and flows into the sub-combustion chamber 2. In the second half of the compression stroke, the inflow amount decreases, but the protrusion 31 formed on the piston head narrows the opening area of the auxiliary combustion chamber 2, and the auxiliary combustion chamber 2
Since the flow velocity of the swirling flow flowing into the auxiliary combustion chamber 2 is accelerated, a higher-speed swirling flow is generated inside the sub-combustion chamber 2 at the end of compression. At the end of the compression stroke, the inner wall surface has already been cooled, so
When the fuel is injected from the injection nozzle 22 in the direction of the swirling flow, the fuel burns in a good condition and shifts to the expansion stroke. All of the injected fuel burns in the sub-combustion chamber 2 and becomes combustion gas, which causes the piston 3 to descend. However, the opening area of the sub-combustion chamber 2, which had been narrowed by the protrusion 31, is expanded by the descent of the piston 3, and the combustion gas quickly diffuses into the cylinder.

次に、本発明によるエンジンの作用について説明する。Next, the operation of the engine according to the present invention will be explained.

第7図は、本発明のエンジンにおける回転数とトルクと
の関係を示す図である。図において、横軸はエンジン回
転数Nを示し、縦軸はトルクTを示す。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between rotation speed and torque in the engine of the present invention. In the figure, the horizontal axis shows the engine rotation speed N, and the vertical axis shows the torque T.

回転センサ55により検知されるエンジン回転数Nが所
定回転数N2以上の領域では排気パルプ24の開閉及び
噴射ノズル22からの燃料噴射をエンジン出力軸の2回
転毎に行ない上記4サイクルエンジンとして運転する。
When the engine speed N detected by the rotation sensor 55 is equal to or higher than the predetermined speed N2, the exhaust pulp 24 is opened and closed and the fuel is injected from the injection nozzle 22 every two revolutions of the engine output shaft to operate as the four-cycle engine. .

エンジン回転数が所定回転数N2以下の領域では上記に
説明した2サイクルエンジンとして運転する。そして、
エンジン回転数が低回転数であるN1以下の領域では、
排気エネルギが不足するため、回転電機43へ電力を供
給し吸気の過給圧を強制的に増加させることによりトル
クを増大させる。尚、N1以上の領域において、エンジ
ン負荷が増大する場合には回転電機43に電力を供給し
過給圧を上昇させると共に、燃料ポンプ23から噴射ノ
ズル22への燃料供給量を増加させることによりエンジ
ンの出力を増大させる。
In a region where the engine rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed N2, the engine operates as a two-cycle engine as described above. and,
In the region where the engine speed is low (lower than N1),
Since the exhaust energy is insufficient, torque is increased by supplying electric power to the rotating electric machine 43 and forcibly increasing the supercharging pressure of the intake air. Note that when the engine load increases in the region of N1 or more, power is supplied to the rotating electrical machine 43 to increase the boost pressure, and the amount of fuel supplied from the fuel pump 23 to the injection nozzle 22 is increased. increase the output of

上記運転により、本発明によるエンジンのトルクは回転
数の低下に伴ない増加する特性となり、車両の走行動力
源として最適のエンジンとなり、従来不可欠とされてい
る変速機の変速段数を減少、もしくは廃止せしめること
が可能となる。
Through the above operation, the torque of the engine according to the present invention increases as the rotation speed decreases, making it the optimal engine as a driving power source for vehicles, and reducing or eliminating the number of gears of the transmission, which was previously considered indispensable. It becomes possible to force them.

以上本発明について説明したが、本発明の精神から逸れ
ないかぎりで、種々の異なる実施例は容易に構成できる
から、本発明は前記特許請求の範囲において記載した限
定以外、特定の実施例に制約されるものではない。
Although the present invention has been described above, since various different embodiments can be easily constructed without departing from the spirit of the invention, the present invention is not limited to specific embodiments other than the limitations set forth in the claims. It is not something that will be done.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、所定回転数以下
の領域においては2サイクルエンジンとして運転し、該
所定回転数以上の領域においては4サイクルエンジンと
して運転するので、低中回転数領域では、エンジン回転
速度が円滑な高トルクエンジンとなり、中高回転数領域
では燃料消費率が小である高効率エンジンとなり、車両
の走行動力源として使用する場合には従来不可欠とされ
ている変速機の変速段数を減少、もしくは廃止せしめる
ことが可能であるサイクル数可変エンジンを提供できる
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the engine operates as a 2-cycle engine in the region below a predetermined rotation speed, and operates as a 4-cycle engine in the region above the predetermined rotation speed. In the medium-speed range, the engine becomes a high-torque engine with smooth rotation speed, and in the medium-high speed range, it becomes a high-efficiency engine with low fuel consumption, which has traditionally been considered indispensable when used as a driving power source for vehicles. It is possible to provide a cycle number variable engine that can reduce or eliminate the number of gears of a transmission.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は、第1図におけるI−I断面図、第3図は、第1図に
おけるII −II断面図、第4図は、バルブ駆動装置
の詳細図、第5図は、4サイクルエンジンのp−v線図
、第6図は、4サイクルエンジンの一部を示す図、第7
図は、回転数とトルクとの関係を示す図である。 1・・・シリンダ、2・・・副燃焼室、3・・・ピスト
ン、4・・・ターホチャージャ、5・・・コントロール
ユニット、6・・・バルブ駆動装置。 特許出願人 株式会社いすXセラミックス研究所化 理
 人 弁理士  辻     實b
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. , a detailed view of the valve drive device, FIG. 5 is a p-v diagram of the four-stroke engine, FIG. 6 is a diagram showing a part of the four-stroke engine, and FIG.
The figure is a diagram showing the relationship between rotation speed and torque. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Cylinder, 2...Sub-combustion chamber, 3...Piston, 4...Turbo charger, 5...Control unit, 6...Valve drive device. Patent applicant: IsuX Ceramics Research Institute Co., Ltd. Patent attorney: Minoru Tsuji b

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下死点近傍でのピストン上面位置に対応するシリ
ンダ円筒面に穿設された吸気口と、該吸気口からシリン
ダ内へ吸気を圧送する過給手段と、シリンダ上部に設け
られ排気バルブにて開閉制御される排気口と、電磁力に
より排気バルブを開閉駆動するバルブ駆動手段と、燃焼
室内への燃料噴射タイミングを可変制御する燃料制御手
段と、排気バルブの開閉及び燃料噴射を、エンジンの回
転数が所定回転数以上の場合にはエンジン出力軸の1回
転毎に実行し、所定回転数以下の場合には2回転毎に変
更するサイクル変更手段とを有することを特徴とするサ
イクル数可変エンジン。
(1) An intake port formed in the cylinder cylindrical surface corresponding to the position of the top surface of the piston near bottom dead center, a supercharging means for pressurizing intake air from the intake port into the cylinder, and an exhaust valve provided at the top of the cylinder. an exhaust port whose opening and closing are controlled by the engine; a valve drive means which opens and closes the exhaust valve by electromagnetic force; a fuel control means which variably controls the timing of fuel injection into the combustion chamber; The cycle number is changed every one revolution of the engine output shaft when the number of revolutions of the engine is above a predetermined number of revolutions, and every two revolutions when the number of revolutions is less than a predetermined number of revolutions. variable engine.
(2)上記過給手段を力行する回転電機と、エンジン回
転数が上記所定回転数より低回転数である他の所定回転
数以下の場合に該回転電機を駆動する過給圧増加手段と
を有することを特徴とする請求項(1)記載のサイクル
数可変エンジン。
(2) A rotating electric machine that powers the supercharging means, and a supercharging pressure increasing means that drives the rotating electric machine when the engine rotation speed is lower than the predetermined rotation speed and is below another predetermined rotation speed. The variable cycle number engine according to claim 1, characterized in that the engine has:
JP1106583A 1989-04-26 1989-04-26 Variable cycle number engine Expired - Lifetime JP2711563B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1106583A JP2711563B2 (en) 1989-04-26 1989-04-26 Variable cycle number engine
EP90304520A EP0396325B1 (en) 1989-04-26 1990-04-26 Variable-cycle engine
DE69011181T DE69011181T2 (en) 1989-04-26 1990-04-26 Internal combustion engine with a variable cycle.
US07/514,884 US5022353A (en) 1989-04-26 1990-04-26 Variable-cycle engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1106583A JP2711563B2 (en) 1989-04-26 1989-04-26 Variable cycle number engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02286833A true JPH02286833A (en) 1990-11-27
JP2711563B2 JP2711563B2 (en) 1998-02-10

Family

ID=14437232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1106583A Expired - Lifetime JP2711563B2 (en) 1989-04-26 1989-04-26 Variable cycle number engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2711563B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57153927A (en) * 1981-02-18 1982-09-22 Aerospatiale Assembled body of heat engine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57153927A (en) * 1981-02-18 1982-09-22 Aerospatiale Assembled body of heat engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2711563B2 (en) 1998-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2711565B2 (en) Engine cycle control device
US5022353A (en) Variable-cycle engine
US5113805A (en) Variable-cycle engine
JPH02294522A (en) Cycle convertible engine and its control device
JPH0350325A (en) Four-cycle adiabatic engine
JP2711563B2 (en) Variable cycle number engine
JP2620972B2 (en) Two-stroke diesel engine with auxiliary combustion chamber
JP2537404B2 (en) Fuel injection device for variable cycle engine
JP3039147B2 (en) 2-4 stroke switching engine
JP2698996B2 (en) 4-cycle insulated engine
JP2791590B2 (en) Variable cycle engine
JPS63198779A (en) Gasoline engine starting device
JPH0526051A (en) Heat insulating two-four cycle switching engine
JP3077398B2 (en) 2-4 stroke switching engine
JP2791591B2 (en) Variable cycle engine
US10393011B1 (en) Method of operating an internal combustion engine utilizing heat in engine cycles
JP2759364B2 (en) Variable cycle engine
JP2838449B2 (en) Operating method of 2-4 cycle engine
JPH02291421A (en) Heat-insulated alcohol engine
JP2742824B2 (en) Control device for variable cycle engine
JP2537403B2 (en) Variable cycle engine
JP2838422B2 (en) Variable cycle engine
JPH0526050A (en) Control device for two-four cycle switching engine
CN116950761A (en) Swing type free piston permanent magnet rotor power generation system
JPH02264123A (en) Control device for 6-cycle engine