JPH0350325A - ４サイクル断熱エンジン - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ターボチャージャ、コンプレッサ等の過給
機を備えた４サイクル断熱エンジンに関する。

〔従来の技術〕

従来、断熱エンジンとして、シリンダライナ部を有する
セラミック製ライナヘッドをシリンダヘッドの内側に嵌
合したものは、例えば、特開昭５９−１２２７６５号公
報に開示されている。

一般に、ガソリンエンジン取いはディーゼルエンジンの
作動については、吸入工程、圧縮工程、ａ焼工程及び排
気工程の４つの作用の繰り返しによって行われ、該各工
程の内、動力が発生してクランクシャフトにトルクが与
えられるのは燃焼工程のみであり、他の３つの工程は慣
性によって回転が行われるものである。これらの各工程
の作動原理には、４サイクルエンジンと２サイクルエン
ジンの２種類の方式がある。特に、４サイクルエンジン
は、上記４つめ作動をピストンの１工程毎に行ってｌサ
イクルを終了するのに、ピストンの４ストローク即ちク
ランクシャフトの２回転を要するエンジンである。この
ように４サイクルエンジンは、排気工程及び吸入工程の
ため１ストローク即ち十分な時間が与えられ、体積効率
が高く、平均有効圧力が高（、高速では特に効率が良く
、しかもクランクシャフトの２回転に対して１つの燃焼
工程が行われ、各部位の熱的負荷が低減できる。

また、従来、内燃機関のバルブ機構として、吸排気バル
ブを電気的に構成し、電動させるバルブ機構が、例えば
、特開昭５８−１８３８０５号公報りこ開示されている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のような断熱エンジンについては、シリ
ンダヘッド及びシリンダブロックに形成したシリンダか
ら成る燃焼室を断熱材、セラミック材等から断熱構造に
構成しており、シリンダ内の高熱化により容積効率が低
下し、出力の低下をもたらす。その理由は、吸気バルブ
と排気バルブとがシリンダヘッドに配置され、互いに近
接して配置され、しかも断熱エンジンではシリンダへ・
ノド及びシリンダ上部は断熱構造のため、燃焼室上部及
び壁面は高温になり、υト気ガス及び燃焼室上部の温度
は相当に高くなっている。それ故に、吸気ポート及び吸
入空気は、排気ポート、燃焼室上部壁及び排気ガスによ
る熱的影響を受は易く、シリング内器こ吸い込まれる新
気はシリンダ内或いは壁面から受熱して加熱膨張し、吸
入空気が熱的影響のため膨張して吸入空気量が極端りこ
、例えば、２割以上にも減少させられ、吸入効率を低下
させる。

しかしながら、２サイクルの作動のエンジンでは、吸気
ポートはシリンダライナ下部に設けられており、空気交
換は排気バルブが開弁し、排気ポートを通して排気され
る時、シリンダ内に圧力波即ちパルス波が発生し、排気
ガスを押し出す現象になる。それによって、該排気ガス
の後流に発生した負の圧力ゾーンに新気がシリンダ下部
から流入するが、シリンダ下部はシリンダヘッドに比較
してそれほど高温になっていないので、新気はシリンダ
下部の壁面温度の影響を余り受けない。このことは、特
に、断熱エンジンにおいて、２サイクルの作動を行って
シリンダ下部より新気を吸入すれば、掃気空気量或いは
吸入空気量が減少しないというメリットがある。

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
シリンダヘッド下面部及びシリンダライナ上部を少な４
とも断熱構造に構成した断熱エンジンにおいて、シリン
ダヘッド部位は高温になるが、シリンダヘッドより離れ
たシリンダ下部は比較的に高温でないことに着眼し、吸
気ポートを排気ポートから隔たったシリンダ下部に設け
、吸入空気が排気ポートが設けられたシリンダヘッド壁
面、排気ガス等からの温度の影響を受けないような構造
に構成し、吸気口がシリンダライナ下部ムこ設けられて
吸入期間が短くなるのに対応して吸気通路にターボチャ
ージャ、コンプレッサ等の過給機を連結して吸入空気の
吸気流人状態を良好にし、吸気効率を向上させ、吸気通
路から逆止弁を排除してシリンダヘッドに形成した吸気
口の外周のガイドスクロールの形状を吸入空気が有効に
流入できるように構成した４サイクル断熱エンジンを提
供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、断熱構造ｔこ構成した
シリンダヘッド下面部及びシリンダライナ上部、前記シ
リンダヘッド下面部に形成した排気ポートに配置した排
気バルブ、シリンダライナ下部の周囲方向に形成した下
死点手前でシリンダ内に開口する多数の吸気口、該吸気
ロシ二通じるシリンダライナ外周に形成したガイドスク
ロール、及び該ガイドスクロールに通じる吸気通路に連
結した過給機から成ることを特徴とする４サイクル断熱
エンジンに関する。

この４サイクル断熱エンジンは、シリンダヘッドに燃料
噴射ノズルを設けた直接噴射式、主燃焼室と副燃焼室と
を有する副室式、或いは前記吸気通路に燃料噴射ノズル
等の燃料供給手段を設けたディーゼルエンジンに適用で
きるものである。

〔作用〕 この発明による４サイクル断熱エンジンは、上記のよう
番こ構成され、次のようＬこ作用する。

この４サイクル断熱エンジンは、燃焼室を断熱構造に構
成し、排気バルブをシリンダヘッドＬ＝形成した排気ポ
ートに配置し、シリンダライナ下部の下死点手前でシリ
ンダ内に開口する多数の吸気口を形成し、シリンダライ
Ｊ・外周に形成されたガイドスクロールＬ二通じる吸気
通路シこ過給機を連結したので、過給機即ちターボチャ
ージャの機能によって爆発工程及び排気工程中における
吸気通路への排気ガスの逆流を防止でき、また吸入空気
は高温度の排気ガス及び高温度の燃焼室上部壁面の熱影
響を全く受けることがなく、吸入空気の温度上昇はなく
、吸入効率を向上できる。

即ち、排気バルブは仕事工程の終わり時期即ち下死点前
付近で開放され、シリンダ内の排気ガスはブローダウン
現象で排気されてシリンダ内圧を急速に低下させ、その
排気ガスはターボチャージャのタービンに作用してター
ボチャージャを強力に作動してコンプレッサを最大に機
能させ、該コンプレ・７すからの吸入空気は吸気ｉｌ路
へ送り込まれ、引き続いて吸気口を通じてシリンダ内即
ち燃焼室内へジェット流となって流入する。そこで、吸
入空気即ち新気が排気ガスの後押しをする状態でシリン
ダ内に流入し、吸気口はピストンの上昇で閉鎖するが、
シリンダ内には酸素濃度の高い新気が残った状態で排気
バルブが閉鎖して排気工程が終了し、その後、ピストン
の下降によって負圧工程に移り、シリンダ内は酸素濃度
の高い新気を膨張させて負圧シこなり、ピストンの下死
点手前で吸気口がシリンダ内に再び開口する。この時、
ターボチャージャの作用によって昇圧された吸入空気は
吸気通路及びガイドスクロールに待機し、且つシリンダ
内は負圧になって差圧も極めで大きくなっているので、
吸気口の開放によって、シリンダライナ下部で熱影響を
受けずに低温状態の吸入空気は該負圧状態のシリンダ内
へ一気に短時間で吸入され、従って、吸入効率を向上で
きる。また、上記のようにターボチャージャ等の過給機
を設けることによって、吸気通路には逆止弁を設ける必
要がなく、シリンダライナ下部の吸気口の外周のガイド
スクロールの設計の自由度が向上し、該ガイドスクロー
ルの形状を吸入空気の旋回流を大きくしてシリンダ内へ
吸入され易くなるように構成できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による４サイクル断熱
エンジンの実施例を説明する。

第１図及び第２図において、この発明による４サイクル
断熱エンジンの一実施例が示されている。

第１図はこの発明による４サイクル断熱エンジンの一実
施例を示す概略断面図、及び第２図は第１図の４サイク
ル断熱エンジンのシリンダライナ下部の断面図を示す。

この４サイクル断熱エンジンは、排気バルブｌをシリン
ダへラド３に配置したものであり、排気工程をシリンダ
中心線に対して一定方向の気流によって行わせたもので
あり、排気ポート２００Å口部りこバルブシート１９が
配置され、排気バルブｌはそのバルブフェースがバルブ
シート】９に離接可能に開閉作動するように配置されて
いる。この４サイクル断熱エンジンは、シリンダヘッド
３に燃料噴射ノズル（図示せず）を設けた直接噴射式デ
ィーゼルエンジン、或いは副室式ディーゼルエンジン又
はアルコール噴射エンジン（図示せず）に適用できるも
のである。また、ガスケット１８を介してシリンダへラ
ド３に固定したシリンダブロック４のシリンダには、シ
リンダライナ９が嵌合し、シリンダライナ９の下部には
、周方向に多数の吸気口１２が形成され、該吸気口１２
はシリンダブロック４に形成された環状の吸気通路とな
るガイドスクロール１１が連通している。更に、このガ
イドスクロール１１は、ターボチャージャ或いはコンプ
レッサ等から成る過給機が連結されている。この過給機
は、第り図ではターボチャージャ２が示されており、排
気ホト２０から排気される排気ガスは、点線で示すよう
に、ターボチャージャ２のタービンスクロール２５Ｌと
導入される。ターボチャージャ２は、タービン及びコン
プレッサ１４から成す、タービンスクロール２５を通じ
てタービンのブレードＬこ作用するｌト気ガスは、ター
ビンに回転力を与え、該回転力はコンプレッサ１４のイ
ンペラＬこ伝達され、該インペラの作用によって吸入空
気は吸気通路１７へ供給される。

燃焼室８の上部における構造は、シリンダへ・７ド３の
シリンダへノド下面部６及びシリンダを構成するシリン
ダライナ上部７から構成した一体構造のへ７ドライナ５
は、窒化珪素（ＳｉｓＮ４）　、炭化珪素（ＳｉＣ）等
のセラミック材料から成り、シリンダヘッド３の下面部
に嵌合した状態に配置され、該ヘッドライナ５の外面に
は、シリンダヘッドの下面部との間に断熱材から形成さ
れた断熱ガスケットＩＯが介在している。更に、ヘッド
ライナ５のシリンダライナ上部７の下端面とシリンダラ
イナ９の下部の上端面との境界部には、ライナ上部７か
らライナ９の下部への熱流の発生を防止するため、断熱
材から成る断熱ガスケラｌ−１５が介在している。また
、シリンダ内を往復運動するピストン１３については、
セラミック材料等から断熱構造に構成されている（図示
せず）。なお、図中、１６はピストンリングを示す。

シリンダライナ上部７とシリンダライナ９の下部との境
界部に、断熱ガスケラｌ−１５を配置することによって
、燃焼室８を構成する壁面の温度分布は、例えば、シリ
ンダヘッド３のファイヤデッ１ キを構成するシリンダヘッド下面部６０部位の温度が６
００℃とすると、断熱ガスケット１５を配置した境界部
の温度が３００℃、吸気口１２が形成されているシリン
ダライナ９下部の温度は２００℃以下になる。従って、
エンジンの＠焼工程は断熱し、膨張工程は冷却する理想
的な構造に構成できる。

また、この４サイクル断熱エンジンにおいて、吸気口１
２は、ピストン１３の下死点手前のシリンダライナ９の
下部円周上に多数形成されており、また、シリンダライ
ナ９の外周面には、吸気通路１７に通じる環状の通路で
あるガイドスクロール１１が形成されている。多数の吸
気口１２は、ガイドスクロール１１に連通し、該吸気口
１２の形状は吸入空気が流線に沿って流れるように、シ
リンダライナ９の半径方向且つ軸方向に対して傾斜状態
に形成されている。これらの吸気口１２の形成位置によ
って、吸気口１２は、ピストン１３の下死点Ｂ、Ｄ、Ｃ
，付近ではシリンダ内即ち燃焼室８に連通ずるが、爆発
工程及び排気工程では閉鎖状態】　２ ムこなる。爆発工程の終了付近即ちピストン１３の下死
点Ｂ、ｌ）、Ｃ，付近では、ターボチャージャ２からの
圧縮空気のため、排気ガスが吸気通路１７に逆流するこ
とがなく、また、排気工程後の負圧工程の終了付近での
ピストン１３が下死点付近ｔこ位置する時には、燃焼室
８内は負正になっており、ターボチャージャ２０作用に
よって吸入空気は一気に燃焼室８内に吸入される。この
ターボチャージャ２の作動状態を制御することによって
、エンジンの低速時にブースト圧を向上させれば、低速
時でのトルクを７ソブすることもできる。

また、排気バルブ１については、通常エンジンと同様に
カム等の動弁機構で開閉作動してもよいが、電磁バルブ
駆動装置によって開閉作動してもよいことは勿論である
。

更に、この４サイクル断熱エンジンについては、排気バ
ルブ１を電磁カムこまって開閉作動するように構成でき
、その場合には排気バルブｌの開閉作動はクランクの回
転とは独立して、ピストンのストローク位置即ちクラン
ク角を検出する位置センサーＬこよる検出信号に応答し
て排気バルブ１の開閉タイミングを最適状態に開閉制御
できるものである。即ち、排気バルブ１の電磁バルブ駆
動装置は、電磁力によってバルブを開閉作動するもので
あり、エンジンの・回転数を検出する回転センサーエン
ジンの負荷を検出する負荷センサー、ピストン１３のス
トローク位置即ちクランク角を検出する位置センサー、
及び吸入空気量を検出する吸気流量センサーからの各検
出信号を受け、これらの各検出信号に応答して指令を発
するコントローラによって制御できるものである。エン
ジンの負荷センサーは、エンジン負荷を検出するもので
あり、燃料噴射装置の噴射ノズルからエンジンへの供給
される燃料供給量を検出するか、或いはアクセルペダル
の踏込み量を検出することによって検出できるものであ
る。

エンジンへの供給燃料を制御する燃料噴射装置は噴射ノ
ズルを有し、該噴射ノズルからシリンダへラド３の上部
から燃焼室８Ｌこ噴射される燃料がシリンダ内へと噴霧
導入される。この燃料噴射装置は、コントローラからの
指令によって所定量の燃料を噴射するように＠御される
ものである。また、エンジンの出力軸に対して回転セン
サーが設けられ、エンジン回転数を検出する。このエン
ジン回転数の検出値即ち回転信号は、コントローラに入
力される。

この発明による４サイクル断熱エンジンは、上記のよう
に構成されており、第３図及び第４図（Ａ）、第４図（
Ｂ）、第４図（Ｃ）及び第４図（Ｄ）を参照して、この
４サイクル断熱エンジンの作動サイクルを説明する。第
３図には、この発明による４サイクル断熱エンジンにつ
いでのＰｖＩｉ図、並びに第４図（Ａ）、第４図（Ｂ）
、第４図（Ｃ）及び第４図（Ｄ＞は各作動サイクルの状
態を示す説明図である。

第３図において、エンジンの作動サイクルを説明するた
め、ｌサイクルにおけるシリンダ内のガス状態の変化が
示されており、横軸に容積■を且つ縦軸に圧力Ｐをプロ
ットしている。ここで、ピストンの受圧面積は一定であ
るので、横軸はビス５ トン工程の位置を示すことができ、左終端が上死点Ｔ、
Ｄ、Ｃ，であり且つ右終端が下死点Ｂ、Ｄ、（、の位置
に相当している。また、ビストンストロークはクランク
角度の関数であり、縦軸の圧力Ｐをクランク角としてプ
ロットすることができる。

エンジンサイクルの吸気工程において、例えば、電磁バ
ルブ駆動装置によって排気バルブｌは閉鎖され、第４図
（Ａ）の矢印Ｅで示すように、ピストン１３は上死点Ｔ
、Ｄ−Ｃ，即ち第３図の点ａから下降する。シリンダ内
即ち燃焼室８の負圧は段々大きくなる負圧工程であり、
この時、ピストン１３は負の仕事（斜線Ａで示す）をし
てピストン１３が下死点Ｂ、Ｄ、Ｃ，付近即ち点ｂ、例
えば、下死点Ｂ。

０、Ｃ０の終了前クランク角度で５０°の付近に達する
と、吸気口１２がシリンダ内に開口するように設定して
おけば、ターボチャージャ２のコンプレッサ１４から送
り込まれる吸入空気は吸気通路１７に圧縮空気となって
供給されている状態でありシリンダ内即ち燃焼室８内は
負圧工程りこよって後述するが酸素濃度の高い新気を膨
張させて負圧状６ 態になって吸入空気との間の差圧が大きくなっているの
で、吸入空気は吸気通路１７、ガイドスクロール１１及
び吸気口１２を通じてシリンダ内に一気にジェット流と
なって流入し、ピストン１３を押し下げてシリンダ内の
圧力は点すから点Ｃに示すように上昇してピストン１３
は下死点Ｂ、Ｄ、Ｃ。

即ち点Ｃに達する。

次いで、第４図（Ｂ）の矢印Ｆで示すように、圧縮工程
に移ってピストン１３は下死点Ｂ、Ｄ、Ｃ，即ち第３図
の点Ｃから上昇し、ピストン１３は先ず吸気口１２を通
過し、吸入空気の吸入が遮断され、シリンダ内の吸入空
気は圧縮される。引き続いて、ピストン１３の上昇によ
って混合気は点ｄに到るまで圧縮されて温度と圧力が上
昇する。圧縮工程の終わり上死点Ｔ、Ｄ、Ｃ，においで
、混合気は点火或いは着火され、燃焼工程へと移る。混
合気は燃焼してシリンダ内圧は最高圧Ｐ！４□に達し、
点ｄから点ｅの線に沿う燃焼期間は終了する。爆発工程
では、第４図（Ｃ）の矢印Ｇで示すように、ピストン１
３は下降して点ｅから点ｆの線に沿って燃焼で発生する
高圧ガスによってピストン１３は押し下げられ仕事を行
う。仕事工程が進み、排気ガスは後込えしつつピストン
を降下させるが、正の仕事（斜線Ｗで示す）をし、仕事
工程の終了は下死点Ｂ、Ｄ、Ｃ，付近即ち点ｆに到るま
で続けられ、ここで、排気バルブｌが開放される。排気
バルブｌが開放することによって、排気ガスは排気管へ
音速で噴出しブローダウン現象が発生し、シリンダ内の
圧力は急速に低下して点ｇＬこ到り、仕事工程が終了す
る。この時、吸気口１２は開放状態になるが、ターボチ
ャージャはブローダウン現象の排気ガスによって強力に
作動しており、コンプレッサからの新気が吸気通路１７
に昇圧した状態で待機しているので、排気ガスは吸気通
路１７へは逆流することなく、排気ガスの後に新気がパ
ルス波となって後押しをして燃焼室８内に吸入される。

しかも、新気即ち吸入空気はシリンダ内即ち燃焼室８の
温度を下げつつ、残留ガスの温度を低下させることにな
る。

引き続く排気工程で、第４図（Ｄ）の矢印Ｈで示すよう
に、鎖点ｇから点ａまでの線に沿って排気工程が行われ
、仕事をした排気ガスがシリンダ外即ち燃焼室８外へ排
気されるが、シリンダ内に導入された吸入空気は、排気
ガスの後にパルス波となって排気ガスを押し出す状態で
シリンダ内を上昇し、該吸入空気はシリンダ内即ち燃焼
室８の温度を下げつつ、残留ガスの温度を低下さゼ、ピ
ストン１３の上死点ｐＪ−ｃ、において排気バルブｌは
閉鎖される。この状態で吸入空気はシリンダ内に残り、
比較的に酸素濃度が高い残留ガスとなっている。次いで
、第４図（Ａ）の矢印゛Ｅで示すように、点ａから点す
の負圧工程が開始し、比較的ムこ酸素濃度が高い残留ガ
スを膨張させることになる。

従って、この発明による４サイクル断熱エンジンは、排
気工程後の負圧工程では、ピストン１３が下降する時に
、負の仕事（図でｉ線Ａで示す）を行うが、第３図の斜
線Ｂで示す正の仕事が発生するので、負の仕事（図で斜
線Ａで示す）は正の仕事（図で斜線Ｂで示す）分だけ減
少され、実質９ 的に正の仕事（図で斜ｇｗで示す）を余り低減すること
がない。しかも、吸入空気はシリンダライナ下部から導
入され、熱影響を受けずに低温状態で負圧状態のシリン
ダ内へ一気に短時間で熱影響を受ける時間的余裕を与え
ることなく吸入されるので、特に、断熱エンジンの場合
には、エンジン回転の遅い低速時での吸入効率を向上さ
せることができる。

次に、第５図を参照して、この発明による４サイクル断
熱エンジンの別の実施例を説明する。上記実施例の４サ
イクル断熱エンジンが燃焼室８を一個だけ有し、シリン
ダヘッドに燃料噴射ノズルを備えた直接噴射式のエンジ
ン歳いは吸気通路１７Ｌこ燃料噴射ノズル等の燃料供給
手段を備えたエンジンであるのに対して、この実施例の
４サイクル断熱エンジンは、主燃焼室である燃焼室８と
副燃焼室２１を備えたものであり：、副燃焼室２１に燃
料噴射ノズル２２を設けた副室式のエンジンＬこ適用し
たものである。第５図の４サイクル断熱エンジンにおけ
る部品に付した符号は、第１図の４０ サイクル断熱エンジンにおける部品ムこ付した符号と同
一部品に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。この４サイクル断熱エンジンにおける副燃焼室
２１は、断熱構造に構成されているおり、例えば、窒化
珪素（ＳｉＪ４）　、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミッ
ク材料で製作された副燃焼室壁２３の外周を断熱材から
成る断熱ガスヶ・７ト２４で覆ったものである。この４
サイクル断熱エンジンの作動サイクルは、上記実施例の
ものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

〔発明の効果〕

この発明による４サイクル断熱エンジンは、上記のよう
に構成されており、次のような効果を有する。即ち、こ
の４サイクル断熱エンジンは、断熱構造ムこ構成したシ
リンダヘッド下面部及びシリンダライナ上部、前記シリ
ンダヘッド下面部に形成した排気ポートに配置した排気
バルブ、シリンダライナ下部の周囲方向に形成した下死
点手前でシリンダ内に開口する多数の吸気口、該吸気口
に通じるシリンダライナ外周に形成したガイドスクロー
ル、及び該ガイドスクロールＬこ通じる吸気通路に連結
した過給機から構成したので、排気ホトが設けられた高
温部位のシリンダヘッドから隔たった低温部位のシリン
ダライナ下部に吸気ポートを設けることＬこまって、吸
入空気がシリンダー・ラド壁面、燃焼室上部壁面、排気
ガス等からの温度の影響を受けることがなく、吸入空気
の温度上昇はない。従って、吸入空気の熱膨張による吸
入効率の低下現象を避けることができる。

また、ターボチャージャ等の過給機が設けであるので、
爆発工程及び排気工程中における吸気通路への排気ガス
の逆流を防止でき、排気バルブは下死点前で開放されて
シリンダ内の圧力は急速に低下し、排気工程の終了後、
サイクルでは排気バルブは閉鎖してピストンの下降によ
ってシリンダ内は負圧になり、ピストンの下死点手前で
吸気口が開口しているので、熱影響を受けていない低温
状態の吸入空気は過給機の作用によって該負圧状態のシ
リンダ内へ一気番こ短時間で吸入され、従って、吸入空
気の熱膨張がないから吸入効率を向上できる。また、吸
気通路には過給機が連結しでいるので、該過給機即ちタ
ーボチャージャで吸入空気は昇圧されでおり、排気ガス
は排気工程で逆流する現象は発生しないので、逆止弁を
設ける必要がなく、シリンダライナ下部の吸気口の外周
のガイドスクロールの設計の自由度が向上し、該ガイド
スクロールの形状を吸入空気の旋回流を大きくしてシリ
ンダ内へ吸入され易（なる構造に構成できる。しかも、
排気工程で排気バルブが開放すると、排気ガスは排気管
へ音速で噴出しブローダウン現象が発生し、シリンダ内
の圧力は急速に低下するが、この時、吸気口は開放状態
になり、吸気通路には過給機が連結しているので、排気
ガスは吸気通路へは逆流せず、ブローダウンで排気管に
排気されて過給機即ちターボチャージャを強力の作動す
ると共に、燃焼室内の圧力が急速にお低下するのに伴っ
て、吸入空気が排気ガスを押し出す状態でシリンダ内に
吸入され、該吸入空気は燃焼室の温度を下げつつ、残留
ガスの温度を低下させることになる。次いで、引き繞＜
、排気工程の終３ わりで排気バルブが閉鎖するが、燃焼室内に導入された
吸入空気のため該吸入空気がシリンダ内に残留ガスとし
て残り、比較的に酸素濃度が高い残留ガスとなる。従っ
て、吸入工程における吸入空気の吸入効率を向上させる
ことができる。

しかも、吸入空気はシリンダライナ下部から燃焼室内に
送り込まれるから、高温度の排気ガス及び高温度の燃焼
室上部壁面の熱影響を全（受けることがなく、吸入空気
の温度上昇はなく、熱に膨張現象は発生せず、吸入空気
のターボチャージャによる昇圧と燃焼室内の負圧現象に
よる差圧の大きさ、及びシリンダライナ下部周囲に設け
られた複数個の吸気口の吸気面積が大きいことによって
、吸入効率を向上できる。

即ち、排気バルブは仕事工程の終わり時期即ち下列点前
付近で開放され、シリンダ内の排気ガスはブローダウン
現象で排気されてシリンダ内圧を急速に低下させ、その
排気ガスはターボチャージャのタービンに作用してター
ボチャージ中を強力に作動してコンプレッサを最大に機
能させ、該コ４ ンブレソサからの吸入空気は吸気通路へ送り込まれ、引
き続いて吸気口を通じてシリンダ内即ち燃焼室内へジェ
ット流となって流入する。そこで、吸入空気即ち新気が
排気ガスの後押しをする状態でシリンダ内に流入し、吸
気口はピストンの上昇で閉鎖するが、シリンダ内には酸
素濃度の高い新気が残った状態で排気バルブが閉鎖して
排気工程が終了し、その後、ピストンの下降によって負
圧工程に移り、シリンダ内は酸素濃度の高い新気を膨張
させて負圧になり、ピストンの下死点手前で吸気口がシ
リンダ内に再び開口する。この時、タボチャージャの作
用によって昇圧された吸入空気は吸気通路及びガイドス
クロールムこ待機し、且つシリンダ内は負圧になって差
圧も極めて大きくなっているので、吸気口の開放によっ
て、シリンダライナ下部で熱影響を受けずに低温状態の
吸入空気は該負圧状態のシリンダ内へ一気に短時間で吸
入され、従って、吸入効率を向上できる。また、上記の
ようにターボチャージャ等の過給機を設けることによっ
て、吸気通路には逆止弁を設ける必要がなく、シリンダ
ライナ下部の吸気口の外周のガイドスクロールの設計の
自由度が向上し、該ガイドスクロールの形状を吸入空気
の旋回流を大きくしてシリンダ内へ吸入され易くなるよ
うに構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明りこよる４サイクル断熱エンジンの一
実施例を示し且つ第２図の線Ｉ−■における断面図、第
２図は第１図の４サイクル断熱エンジンのシリンダライ
ナ下部を示す断面図、第３図はこの４サイクル断熱エン
ジンのｐ　−ｖ　６１図を示す説明図、第４図（Ａ）、
第４図（Ｂ）〜第４図（Ｃ）及び第４図（Ｄ）はこの発
明による４サイクル断熱エンジンの各作動サイクルの状
態を示す説明図、並びに第５図はこの発明による４サイ
クル断熱エンジンの別の実施例を示す断面図である。 １−−−−−−一排気バルブ、２−〜−−ターボチャー
ジャ、３−−−シリンダヘッド、４−　シリンダブロッ
ク、５−　ヘッドライナ、６　　シリンダヘッド下面部
、７　　シリンダライナト部、８　　燃焼室、９−・シ
リンダライナ、１０．１５−　　断熱ガスケット、ｌｌ
−・−・・ガイドスクロール、ｌ　２−曲吸気口、１３
−・・−ピストン、１７−・−吸気通路、２０−−−・
−排気ポート、２１−−−一副燃焼室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 断熱構造に構成したシリンダヘッド下面部及びシリンダ
   ライナ上部、前記シリンダヘッド下面部に形成した排気
   ポートに配置した排気バルブ、シリンダライナ下部の周
   囲方向に形成した下死点手前でシリンダ内に開口する多
   数の吸気口、該吸気口に通じるシリンダライナ外周に形
   成したガイドスクロール、及び該ガイドスクロールに通
   じる吸気通路に連結した過給機から成ることを特徴とす
   る４サイクル断熱エンジン。