JPH02286857A - ４サイクル断熱エンジン - Google Patents
４サイクル断熱エンジンInfo
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- JPH02286857A JPH02286857A JP1106582A JP10658289A JPH02286857A JP H02286857 A JPH02286857 A JP H02286857A JP 1106582 A JP1106582 A JP 1106582A JP 10658289 A JP10658289 A JP 10658289A JP H02286857 A JPH02286857 A JP H02286857A
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- port
- exhaust
- exhaust port
- combustion chamber
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ業上の利用分野）
本発明は、吸気口と排気口とが隔てられている４サイク
ル断熱エンジンに関する。
ル断熱エンジンに関する。
（従来の技術）
従来の４サイクル断熱エンジンは、燃焼室が外部に対し
て保温されているので、熱エネルギの一部が冷却により
浪費されないので効率が良い、また、排気ガスの温度が
高温であるためターボチャージャ等により排気の有する
エネルギを有効に回収することができ、効率がより向上
する。
て保温されているので、熱エネルギの一部が冷却により
浪費されないので効率が良い、また、排気ガスの温度が
高温であるためターボチャージャ等により排気の有する
エネルギを有効に回収することができ、効率がより向上
する。
（発明が解決しようとする課題）
このような４サイクル断熱エンジンでは、排気ガスは高
温となるため、排気口周辺が加熱される。吸気口が排気
口と隣接している場合には排気口の熱が吸気口周辺に伝
導し、吸気口周辺の温度を上昇させる。すると、シリン
ダ内に吸入される前に吸気が加熱され膨張し、吸入され
る空気の実買量が減少するため出力が低下するという問
題がある。また、燃焼室壁面が高温となり、燃料が壁面
部で看火され正規の点火タイミングより早期に燃焼が開
始するためノッキングが発生するという問題がある。
温となるため、排気口周辺が加熱される。吸気口が排気
口と隣接している場合には排気口の熱が吸気口周辺に伝
導し、吸気口周辺の温度を上昇させる。すると、シリン
ダ内に吸入される前に吸気が加熱され膨張し、吸入され
る空気の実買量が減少するため出力が低下するという問
題がある。また、燃焼室壁面が高温となり、燃料が壁面
部で看火され正規の点火タイミングより早期に燃焼が開
始するためノッキングが発生するという問題がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、吸気口と
排気口とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断す
ると共に点火時における燃焼室壁面温度を低下させる４
サイクル断熱エンジンを提供しようとするものである。
排気口とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断す
ると共に点火時における燃焼室壁面温度を低下させる４
サイクル断熱エンジンを提供しようとするものである。
（！！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
を有することを特徴とする４サイクル断熱エンジンを提
供できる。
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
を有することを特徴とする４サイクル断熱エンジンを提
供できる。
（作用）
本発明の４サイクル断熱エンジンでは、吸気口と排気口
とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断するので
吸気口の温度が上昇せず、よって吸気効率が低下しない
、また、点火時における燃焼室壁面温度を低下させるの
でノッキングが発生せず安定した運転が可能となる。
とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断するので
吸気口の温度が上昇せず、よって吸気効率が低下しない
、また、点火時における燃焼室壁面温度を低下させるの
でノッキングが発生せず安定した運転が可能となる。
（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
。
。
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 −１１断面図である。
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 −１１断面図である。
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。シリンダ１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１
１との間は断熱ガスケット１２を介して接続している。
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。シリンダ１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１
１と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２５により開閉駆動される。尚、本
実施例においては排気バルブ２４の軸部に接続された永
久磁石とエンジン本体に設けられた電磁石との間に作用
する電磁力により排気バルブ２４を駆動する構成を示す
が、カムシャフトにより開閉駆動することも可能である
。
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２５により開閉駆動される。尚、本
実施例においては排気バルブ２４の軸部に接続された永
久磁石とエンジン本体に設けられた電磁石との間に作用
する電磁力により排気バルブ２４を駆動する構成を示す
が、カムシャフトにより開閉駆動することも可能である
。
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１、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。
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１、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。
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の回転軸には電動機（図示せず）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。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。
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の回転軸には電動機（図示せず）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。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。
上記バルブ駆動装置２５、燃料ポンプ２３及びターボチ
ャージャー４の電動機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５０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５
５及びアクセルペダルの踏込量を検知するアクセルセン
サ５６が接続されており、各センサからの信号が入力さ
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５０の他に、プログラムや各種関係テーブル
を記憶するＲＯＭ５３、該ＲＯＭ ５３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５２などにより構
成されている。
ャージャー４の電動機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５０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５
５及びアクセルペダルの踏込量を検知するアクセルセン
サ５６が接続されており、各センサからの信号が入力さ
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５０の他に、プログラムや各種関係テーブル
を記憶するＲＯＭ５３、該ＲＯＭ ５３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５２などにより構
成されている。
次に、本発明の作用について説明する。
第４図は、本発明によるエンジンのｐ−ｖ線図、第５図
は、行程の一部を示す図である。
は、行程の一部を示す図である。
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■１から下死点直前のＮ２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。
点■１から下死点直前のＮ２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。
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ｌ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
方へと移動し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、
Ｃ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ｉｔ！しシリンダ内の排
気ガスを完全に排出する。次に上死点Ｖｌでｄ点に示す
ごとく排気口を閉鎮する。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、モして°、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。吸気口１３は′ｓ３図に示すご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。
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ｌ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
方へと移動し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、
Ｃ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ｉｔ！しシリンダ内の排
気ガスを完全に排出する。次に上死点Ｖｌでｄ点に示す
ごとく排気口を閉鎮する。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、モして°、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。吸気口１３は′ｓ３図に示すご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。
続いて、ピストン３の上昇に伴ないシリンダ１内の旋回
流は副燃焼Ｎ２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８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。
流は副燃焼Ｎ２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８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。
尚、上記の各行程における排気バルブ２４の開閉タイミ
ング、燃料の噴射量及び噴射タイミング及び吸気の過給
量は回転センサ５５及びアクセルセンサ５６からの信号
を基にコントロールユニット５により演算されて決定さ
れる。
ング、燃料の噴射量及び噴射タイミング及び吸気の過給
量は回転センサ５５及びアクセルセンサ５６からの信号
を基にコントロールユニット５により演算されて決定さ
れる。
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。
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。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、吸気口と排気口
とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断するので
吸気口の温度が上昇せず、よって吸気効率が低下しない
、また、点火時における燃焼室壁面温度を低下させるの
でノッキングが発生せず安定した運転が可能である４サ
イクル断熱エンジンを提供できる。
とを熱的に絶縁し、排気口からの熱伝導を遮断するので
吸気口の温度が上昇せず、よって吸気効率が低下しない
、また、点火時における燃焼室壁面温度を低下させるの
でノッキングが発生せず安定した運転が可能である４サ
イクル断熱エンジンを提供できる。
第１図は、本発明の〜実施例を示すブロック図、第２図
は、第１図におけるＩ−１断面図、第３図は、第１図に
おけるｕ −ＩＩ断面図、第４図は、本発明によるエン
ジンのｐ−ｖ線図、第５図は、行程の一部を示す図であ
る。 １・・・シリンダ、２・・・副燃焼室、３・・・ピスト
ン、４・・・ターボチャージャ、５・・・コントロール
ユニット。 特許出願人 株式会社いすｙセラミックス研究所代 理
人 弁理士 辻 實■１ Ｖ２Ｖ３ ■ 第２ 図 第３図
は、第１図におけるＩ−１断面図、第３図は、第１図に
おけるｕ −ＩＩ断面図、第４図は、本発明によるエン
ジンのｐ−ｖ線図、第５図は、行程の一部を示す図であ
る。 １・・・シリンダ、２・・・副燃焼室、３・・・ピスト
ン、４・・・ターボチャージャ、５・・・コントロール
ユニット。 特許出願人 株式会社いすｙセラミックス研究所代 理
人 弁理士 辻 實■１ Ｖ２Ｖ３ ■ 第２ 図 第３図
Claims (2)
- （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を有するこ
とを特徴とする４サイクル断熱エンジン。 - （２）シリンダ上部に設けられ上記排気バルブを備えた
副燃焼室と、ピストン上面に形成され副燃焼室内とシリ
ンダ内とを連結する管路の開口面積を上死点近傍にて狭
窄する突起とを有することを特徴とする請求項（１）記
載の４サイクル断熱エンジン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106582A JP2698996B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | ４サイクル断熱エンジン |
| DE90304521T DE69003730T2 (de) | 1989-04-26 | 1990-04-26 | Wärmeisolierter Viertakt-Verbrennungsmotor mit Vorkammern. |
| US07/514,842 US5025765A (en) | 1989-04-26 | 1990-04-26 | Heat-insulated four-cycle engine with prechamber |
| EP90304521A EP0395406B1 (en) | 1989-04-26 | 1990-04-26 | Heat-insulated four-stroke engine with prechamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106582A JP2698996B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | ４サイクル断熱エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02286857A true JPH02286857A (ja) | 1990-11-27 |
| JP2698996B2 JP2698996B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=14437206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1106582A Expired - Lifetime JP2698996B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | ４サイクル断熱エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698996B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0350325A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-04 | Isuzu Motors Ltd | ４サイクル断熱エンジン |
| EP0475201A2 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-18 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Process for granulating 2,2,6,6-tetramethylpiperindine-containing light stabilizer |
| AT511648A1 (de) * | 2011-06-22 | 2013-01-15 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5154109A (ja) * | 1974-11-07 | 1976-05-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | Gasorinnainenkikan |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1106582A patent/JP2698996B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5154109A (ja) * | 1974-11-07 | 1976-05-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | Gasorinnainenkikan |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0350325A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-04 | Isuzu Motors Ltd | ４サイクル断熱エンジン |
| EP0475201A2 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-18 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Process for granulating 2,2,6,6-tetramethylpiperindine-containing light stabilizer |
| US5290495A (en) * | 1990-09-13 | 1994-03-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Process for granulating 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-containing light stabilizer |
| AT511648A1 (de) * | 2011-06-22 | 2013-01-15 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine |
| AT511648B1 (de) * | 2011-06-22 | 2013-12-15 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2698996B2 (ja) | 1998-01-19 |
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