JPH0363646B2 - - Google Patents
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- JPH0363646B2 JPH0363646B2 JP14688184A JP14688184A JPH0363646B2 JP H0363646 B2 JPH0363646 B2 JP H0363646B2 JP 14688184 A JP14688184 A JP 14688184A JP 14688184 A JP14688184 A JP 14688184A JP H0363646 B2 JPH0363646 B2 JP H0363646B2
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- JP
- Japan
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- scavenging
- pressure
- cylinder
- air
- piston
- Prior art date
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- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 claims description 56
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 14
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
- F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
- F02B25/04—Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は軸流掃気式２サイクルデイーゼル機関
に関する。
に関する。
従来の軸流掃気式２サイクルデイーゼル機関で
は、シリンダライナの下部周方向に掃気孔を、ま
たシリンダライナの頂部に排気弁を設け、ピスト
ンが下死点付近にある間に上記排気弁及び掃気孔
をピストンの動きに対応して開閉させ、シリンダ
内の燃焼ガスを新気で追出して次の燃焼に必要な
新気をシリンダ内に充てんする作用、いわゆる掃
給気作用が行われる。
は、シリンダライナの下部周方向に掃気孔を、ま
たシリンダライナの頂部に排気弁を設け、ピスト
ンが下死点付近にある間に上記排気弁及び掃気孔
をピストンの動きに対応して開閉させ、シリンダ
内の燃焼ガスを新気で追出して次の燃焼に必要な
新気をシリンダ内に充てんする作用、いわゆる掃
給気作用が行われる。
この掃給気作用の良否は燃費を始めとする機関
性能に大きく影響するが、掃給気作用を良好に実
現するためには、排気弁の面積や開閉のタイミン
グ及び掃気孔の設計条件を適当に設定すると共
に、掃気室内の新気の圧力（掃気圧Ps）を必要か
つ充分な条件に設定することが肝要である。
性能に大きく影響するが、掃給気作用を良好に実
現するためには、排気弁の面積や開閉のタイミン
グ及び掃気孔の設計条件を適当に設定すると共
に、掃気室内の新気の圧力（掃気圧Ps）を必要か
つ充分な条件に設定することが肝要である。
この作用は、ピストンの膨張行程の終期におい
て、まず排気弁を開きシリンダ内の燃焼ガスを排
気管内へ排出させながらシリンダ内の圧力を降下
させておき、ピストン頂面が掃気孔を開く時期
に、シリンダ内圧に充分打勝つてシリンダ内の燃
焼ガスを新気によつて追出すことのできるだけの
掃気圧を設定することによつて達成される。
て、まず排気弁を開きシリンダ内の燃焼ガスを排
気管内へ排出させながらシリンダ内の圧力を降下
させておき、ピストン頂面が掃気孔を開く時期
に、シリンダ内圧に充分打勝つてシリンダ内の燃
焼ガスを新気によつて追出すことのできるだけの
掃気圧を設定することによつて達成される。
従つて、上記掃気圧はある程度の値以上の高い
圧力が必要である。一方、シリンダ内の熱力学的
サイクルからみると、圧縮圧力（ピストン上死点
で空気が圧縮された時点での圧力）を一定とした
場合、ピストンが下死点から上昇してきて排気弁
及び掃気孔が閉じられてシリンダが密閉された状
態で実質的圧縮作用を始める時点での圧力（圧縮
始めの圧力）は低い方がサイクル効率はよくな
る。
圧力が必要である。一方、シリンダ内の熱力学的
サイクルからみると、圧縮圧力（ピストン上死点
で空気が圧縮された時点での圧力）を一定とした
場合、ピストンが下死点から上昇してきて排気弁
及び掃気孔が閉じられてシリンダが密閉された状
態で実質的圧縮作用を始める時点での圧力（圧縮
始めの圧力）は低い方がサイクル効率はよくな
る。
しかしながら、この圧縮始め圧力は前述の掃気
圧力Psによつて決まり（掃気圧力とほぼ同等）、
掃気効率を高めるにはある程度は掃気圧力を高く
設定することが望ましいが、これは前述のように
サイクル効率を下げる不都合があり、この矛循す
る２つの条件のバランスの上で決定されなければ
ならない。
圧力Psによつて決まり（掃気圧力とほぼ同等）、
掃気効率を高めるにはある程度は掃気圧力を高く
設定することが望ましいが、これは前述のように
サイクル効率を下げる不都合があり、この矛循す
る２つの条件のバランスの上で決定されなければ
ならない。
このため実際の２サイクルデイーゼル機関の掃
気圧力は単独にみた場合かならずしも最適化され
ているとは限らず、今後の低燃費機関の開発のひ
とつとしての問題となつている。
気圧力は単独にみた場合かならずしも最適化され
ているとは限らず、今後の低燃費機関の開発のひ
とつとしての問題となつている。
本発明の目的は、前記の問題点を解消するた
め、掃気圧力Psに対して圧縮始め圧力を低くした
ことと同等の効果を有する２サイクルゼイーゼル
機関を実現することである。
め、掃気圧力Psに対して圧縮始め圧力を低くした
ことと同等の効果を有する２サイクルゼイーゼル
機関を実現することである。
以下図面を参照して本発明につき説明する。
第１図は本発明の１実施例の装置を示す。
同図に示すように、シリンダの頂部１にクラン
ク軸回転角に対応して開閉する排気弁２を装備
し、シリンダライナ３の下部、即ちピストン５の
下死点付近に円周上に多数の掃気口４を配列した
軸流掃気式２サイクルデイーゼル機関において、
掃気口４の上方にシリンダライナ３を貫通する少
なくとも１個の抽気孔７を穿設し、この抽気孔７
と接続する抽気路９の中に図示省略した弁駆動機
構により、クランク軸回転角またはピストン５上
昇時のシリンダ内空気圧力に対応して開閉する抽
気管制弁８を設け、ピストン上昇行程の初期にシ
リンダ内の新気の一部を抽気孔７から抽気する。
ク軸回転角に対応して開閉する排気弁２を装備
し、シリンダライナ３の下部、即ちピストン５の
下死点付近に円周上に多数の掃気口４を配列した
軸流掃気式２サイクルデイーゼル機関において、
掃気口４の上方にシリンダライナ３を貫通する少
なくとも１個の抽気孔７を穿設し、この抽気孔７
と接続する抽気路９の中に図示省略した弁駆動機
構により、クランク軸回転角またはピストン５上
昇時のシリンダ内空気圧力に対応して開閉する抽
気管制弁８を設け、ピストン上昇行程の初期にシ
リンダ内の新気の一部を抽気孔７から抽気する。
上記構成の場合の作用について述べる。
シリンダ内の燃料の爆発によつて下降するピス
トン５が爆発によるエネルギの大部分を吸収した
時点、即ち第２図におけるクランク軸回転角θ＝
θ1、シリンダ内圧力Pz＝Pz1の点において、排気
弁２が開口し、第１図中の矢印１０のようなガス
の噴出が始まり、ピストン５の下降と相まつてシ
リンダ内の圧力Pzは降下する。
トン５が爆発によるエネルギの大部分を吸収した
時点、即ち第２図におけるクランク軸回転角θ＝
θ1、シリンダ内圧力Pz＝Pz1の点において、排気
弁２が開口し、第１図中の矢印１０のようなガス
の噴出が始まり、ピストン５の下降と相まつてシ
リンダ内の圧力Pzは降下する。
ピストン５が掃気口４の上端（第１図中のＡの
位置、第２図中のθ2の点）まで下降すると、シリ
ンダ内圧力Pz＜掃気圧力Psとなり、掃気口４の開
口と同時に掃気室６内の新気がシリンダ内に矢印
１１のように吹き込み、シリンダ内のガスを排気
弁２から排気する。
位置、第２図中のθ2の点）まで下降すると、シリ
ンダ内圧力Pz＜掃気圧力Psとなり、掃気口４の開
口と同時に掃気室６内の新気がシリンダ内に矢印
１１のように吹き込み、シリンダ内のガスを排気
弁２から排気する。
ピストン５が下死点（第１図中のＢの位置、第
２図中のθ＝θ0の点）から再び上昇し、掃気口４
を閉じる頃（Ａの位置、θ＝θ3の点）には排気弁
２も閉じており、シリンダ内の圧力Pzはほぼ掃気
圧力Psと等しくなつている。
２図中のθ＝θ0の点）から再び上昇し、掃気口４
を閉じる頃（Ａの位置、θ＝θ3の点）には排気弁
２も閉じており、シリンダ内の圧力Pzはほぼ掃気
圧力Psと等しくなつている。
ところで、抽気管制弁８は第２図で示したよう
にθ＝θ4で開になつており、掃気口４からシリン
ダ内に流入した新気の一部は掃気孔７から抽気路
９を経て第１図矢印１２のように排出される。
にθ＝θ4で開になつており、掃気口４からシリン
ダ内に流入した新気の一部は掃気孔７から抽気路
９を経て第１図矢印１２のように排出される。
従つて、従来形であればθ＝θ3で排気口及び掃
気口４が閉鎖し、シリンダ内空気の圧縮が始ま
り、シリンダ内圧力Pzは第２図の破線P′zのよう
に上昇するところであるが、抽気孔７からの流出
によつてシリンダ内圧力Pzは上昇せず、θ＝θ5と
なつて抽気管制弁８が閉鎖した後に実線のように
上昇して行く。
気口４が閉鎖し、シリンダ内空気の圧縮が始ま
り、シリンダ内圧力Pzは第２図の破線P′zのよう
に上昇するところであるが、抽気孔７からの流出
によつてシリンダ内圧力Pzは上昇せず、θ＝θ5と
なつて抽気管制弁８が閉鎖した後に実線のように
上昇して行く。
上述の場合には次の効果がある。
圧縮が始まるクランク軸回転角θをΔθcだけ遅
らせたことは、圧縮始め圧力即ち掃気圧力Psを
Δθcだけ低くしたことと同じ結果となり、サイク
ル効率改善の効果がある。
らせたことは、圧縮始め圧力即ち掃気圧力Psを
Δθcだけ低くしたことと同じ結果となり、サイク
ル効率改善の効果がある。
また、従来のエンジンは高負荷時の効率を優先
して高負荷（高速回転）時において最適な掃気圧
を選んできた。つまり、掃気効率を落すことなく
サイクル効率を確保するために必要な最低限の圧
力を選んでおり、空気源の特性上圧力が低下する
低負荷（低速回転）運転時には十分な掃気圧力が
得られない不具合があつた。
して高負荷（高速回転）時において最適な掃気圧
を選んできた。つまり、掃気効率を落すことなく
サイクル効率を確保するために必要な最低限の圧
力を選んでおり、空気源の特性上圧力が低下する
低負荷（低速回転）運転時には十分な掃気圧力が
得られない不具合があつた。
本発明により圧縮始め圧力の制御が可能になつ
たのであるから、高負荷運転時の掃気圧力を高め
ることにより、低負荷運転時に必要な掃気圧力を
確保することができ、エンジンの全負荷域にわた
つて高い効率を得られるようになつた。
たのであるから、高負荷運転時の掃気圧力を高め
ることにより、低負荷運転時に必要な掃気圧力を
確保することができ、エンジンの全負荷域にわた
つて高い効率を得られるようになつた。
第３図は本発明による他の実施例の要部を示す
もので、軸流掃気式２サイクルデイーゼル機関の
本発明に関連した部分のみを示す。
もので、軸流掃気式２サイクルデイーゼル機関の
本発明に関連した部分のみを示す。
シリンダライナ３の下部、即ちピストン５の下
死点付近に円周上に多数の掃気口４を配列し、こ
の掃気口４の上方にシリンダライナ３を貫通する
少なくとも１個の抽気孔７を穿設し、この抽気孔
７が開口する抽気室１３と掃気室６とを連通する
抽気路９に抽気管制弁８を設けている。この抽気
管制弁８は駆動装置１４によつてクランク軸の回
転角またはシリンダ内空気圧力に対応して開閉さ
れる。
死点付近に円周上に多数の掃気口４を配列し、こ
の掃気口４の上方にシリンダライナ３を貫通する
少なくとも１個の抽気孔７を穿設し、この抽気孔
７が開口する抽気室１３と掃気室６とを連通する
抽気路９に抽気管制弁８を設けている。この抽気
管制弁８は駆動装置１４によつてクランク軸の回
転角またはシリンダ内空気圧力に対応して開閉さ
れる。
上記構成の場合の作用について述べる。
第３図はピストンが下死点を過ぎて上昇中の状
態を示しており、ピストン５の頂部はすでに掃気
口４の上端を過ぎている。
態を示しており、ピストン５の頂部はすでに掃気
口４の上端を過ぎている。
つまり本発明の作用を説明した第２図におい
て、クランク軸回転角θはθ3とθ5の間にあり、掃
気口４は閉じたが抽気管制弁８は開の状態である
から、ピストン５の上昇にともなつて圧縮された
シリンダ内の空気は矢印１２のように抽気孔７か
ら掃気室６へ流出する。この抽気孔７からの流出
がある間はシリンダ内の圧力Pzは上昇せず、クラ
ンク軸回転角θ＝θ5で抽気管制弁８で閉じてから
圧縮が始まり、第２図実線のように上昇する。
て、クランク軸回転角θはθ3とθ5の間にあり、掃
気口４は閉じたが抽気管制弁８は開の状態である
から、ピストン５の上昇にともなつて圧縮された
シリンダ内の空気は矢印１２のように抽気孔７か
ら掃気室６へ流出する。この抽気孔７からの流出
がある間はシリンダ内の圧力Pzは上昇せず、クラ
ンク軸回転角θ＝θ5で抽気管制弁８で閉じてから
圧縮が始まり、第２図実線のように上昇する。
上述の場合には次の効果がある。
第２図におけるΔθc間の圧力差ΔPcは圧縮始め
圧力を下げたと同じ効果があり、これはサイクル
効率を向上する。
圧力を下げたと同じ効果があり、これはサイクル
効率を向上する。
つまり掃気圧力Psを高く設定して十分に掃気効
率を高めながら圧縮始め圧力は低くコントロール
することができるようになり、従来からの懸案で
あつた低負荷から高負荷までの全域にわたつての
効率効善が実現できるようになつた。
率を高めながら圧縮始め圧力は低くコントロール
することができるようになり、従来からの懸案で
あつた低負荷から高負荷までの全域にわたつての
効率効善が実現できるようになつた。
なお、従来から排気弁の閉じ終り時期を意図的
に掃気孔閉じ終り時期より遅らせたのが見られ、
この場合も実質的な圧縮始めの時期を遅らせる作
用がある。しかしながらこの手法では、質的に高
い新気を大量に排気側へ逃しており、排気エネル
ギの掃給気エネルギへの有効な回収という観点か
ら、はるかに不利である。また、いたずらに排気
側へ新気をにがすことは、排気ガスの温度を低下
させ、排ガスボイラ等の２次的手段によるエネル
ギ回収上いちじるしく不利となつている。
に掃気孔閉じ終り時期より遅らせたのが見られ、
この場合も実質的な圧縮始めの時期を遅らせる作
用がある。しかしながらこの手法では、質的に高
い新気を大量に排気側へ逃しており、排気エネル
ギの掃給気エネルギへの有効な回収という観点か
ら、はるかに不利である。また、いたずらに排気
側へ新気をにがすことは、排気ガスの温度を低下
させ、排ガスボイラ等の２次的手段によるエネル
ギ回収上いちじるしく不利となつている。
本発明によれば、質的に高い新気は掃気室へ回
収されており、掃気温度の低下もない。
収されており、掃気温度の低下もない。
第１図は本発明による１実施例の軸流掃気式２
サイクルデイーゼル機関を示す断面図、第２図は
本発明による機関のシリンダ内圧力の変化と排気
口、掃気口及び抽気孔の開口面積の変化を示す線
図、第３図は本発明による他の実施例の機関の要
部を示す断面図である。 ２……排気弁、３……シリンダライナ、４……
掃気口、５……ピストン、７……抽気孔、８……
抽気管制弁、９……抽気路。
サイクルデイーゼル機関を示す断面図、第２図は
本発明による機関のシリンダ内圧力の変化と排気
口、掃気口及び抽気孔の開口面積の変化を示す線
図、第３図は本発明による他の実施例の機関の要
部を示す断面図である。 ２……排気弁、３……シリンダライナ、４……
掃気口、５……ピストン、７……抽気孔、８……
抽気管制弁、９……抽気路。
Claims (1)
- １ シリンダライナの頂部に排気弁を装着し、同
シリンダライナの下部に円周上に配列した掃気口
を有する軸流掃気式２サイクルデイーゼル機関に
おいて、上記掃気口の上方に上記シリンダライナ
を貫通する少なくとも１個の抽気孔を穿設し、同
抽気孔と接続する抽気路にピストン上昇行程の初
期にシリンダ内の新気の一部を上記抽気孔から抽
気してシリンダ内の圧力を制御する抽気管制弁を
設けたことを特徴とする軸流掃気式２サイクル機
関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14688184A JPS6125912A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 軸流掃気式２サイクル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14688184A JPS6125912A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 軸流掃気式２サイクル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6125912A JPS6125912A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0363646B2 true JPH0363646B2 (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=15417681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14688184A Granted JPS6125912A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 軸流掃気式２サイクル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6125912A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0417718A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ユニフロー式２サイクル内燃機関 |
| JP2569131Y2 (ja) * | 1991-05-28 | 1998-04-22 | 株式会社共立 | 内燃機関用デコンプ装置 |
| JPH0517137U (ja) * | 1991-08-08 | 1993-03-05 | 三菱重工業株式会社 | ２サイクルエンジンのデコンプ装置 |
-
1984
- 1984-07-17 JP JP14688184A patent/JPS6125912A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6125912A (ja) | 1986-02-05 |
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