JPH04124451A - Internal combustion engine and driving method thereof - Google Patents

Internal combustion engine and driving method thereof

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JPH04124451A
JPH04124451A JP2243254A JP24325490A JPH04124451A JP H04124451 A JPH04124451 A JP H04124451A JP 2243254 A JP2243254 A JP 2243254A JP 24325490 A JP24325490 A JP 24325490A JP H04124451 A JPH04124451 A JP H04124451A
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JP
Japan
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engine
combustion air
air
temperature
internal combustion
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Application number
JP2243254A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsushi Washisu
鷲巣 勝志
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Original Assignee
Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the emission of exhaust gas, prevent the wasteful consumption of fuel and perform efficient ignition at the time of cold start by setting the atmospheric condition of combustion air on the basis of the optimum combustion air temperature change corresponding to the driven condition of an internal combustion engine, before the intake of the combustion air into a combustion chamber. CONSTITUTION:Exhaust gas from an exhaust manifold 24 is supplied to a heat accumulating device 22 and released around downstream of the heat accumulating device 22 after passing an exhaust gas device. Combustion air passes an air filter 12 and then an air lead-in duct 14, and is fed into the combustion chamber of an engine 10 from an intake manifold 16. When a three-way valve 18 is switched by the detection signal of a temperature measuring device 47, the combustion air passes a branch duct 20, and is heated by the heat accumulating device 22 and then fed into the combustion chamber of the engine 10 from the intake manifold 16. The atmospheric condition of combustion air is thus set on the basis of the optimum temperature change corresponding to the driven condition of the engine 10. The emission of exhaust gas is thereby reduced, the wasteful consumption of fuel is prevented, and efficient ignition is performed at the time of cold start.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関の駆動方法と内燃機関に係り特に自動
車の内燃機関の駆動方法とその内燃機関に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of driving an internal combustion engine and an internal combustion engine, and more particularly to a method of driving an internal combustion engine of an automobile and the internal combustion engine.

(従来の技術) 自動車は各種の作動条件下で走行することが要求され、
その内燃機関は広い雰囲気条件下で駆動ができねばなら
ない。一方ではこれらの内燃機関は低い環境温度で始動
ができねばならず、他方では、例えば高速道路の走行時
には高速回転で駆動されかなりの出力が得られねばなら
ない。通常、その動作寿命期間の90%以上では自動車
の内燃機関は低回転数、低負荷で駆動される。
(Prior Art) Automobiles are required to run under various operating conditions.
The internal combustion engine must be able to operate under wide atmospheric conditions. On the one hand, these internal combustion engines must be able to start at low ambient temperatures, and on the other hand, they must be driven at high speeds and provide considerable power, for example when driving on highways. Typically, for more than 90% of its operating life, an automobile's internal combustion engine is operated at low rotational speeds and low loads.

この場合3つの重大な駆動条件を強調するのが適切で、
これらの駆動条件とは冷間からの始動、低い部分負荷及
び全負荷での駆動である。これら3つの駆動様式は、膨
張ストロークの僅か前及びその間の燃焼ガス温度に関し
ては、それぞれの条件が極めて大きく異なり、このため
それぞれについて燃料消費量と排気ガス放出量とに相異
がある。
In this case it is appropriate to highlight three critical driving conditions:
These operating conditions are cold starting, low part load and full load operation. These three drive modes have very different conditions with respect to the combustion gas temperature just before and during the expansion stroke, and therefore have different fuel consumption and exhaust gas emissions for each.

ディーゼル機関の場合には各駆動条件で騒音も大きく異
なる。
In the case of diesel engines, the noise varies greatly depending on the driving conditions.

燃焼用空気の時間と機関内の位置に対応した温度の変化
と、燃焼室内の燃焼ガスの燃焼混合物は、膨張ストロー
クの僅か前及びその間の所定の段階で機関の瞬間的作動
温度に大きく左右される。特に燃焼空間の壁の温度、機
関内での圧縮による燃焼用空気の温度増加に、大きく左
右され、その上燃焼室に入る時の空気の温度及び燃焼用
空気と燃料とのそれぞれの質量に大きく左右される。機
関作動温度は、瞬間的負荷状態、回転速度、及びすぐ前
の作動段階の状態、例えば温度雰囲気が温度の上昇雰囲
気であるか下降雰囲気であるかによって大きく左右され
る。
The temperature changes with time and position within the engine of the combustion air and the combustion mixture of the combustion gases within the combustion chamber are highly dependent on the instantaneous operating temperature of the engine at a given stage shortly before and during the expansion stroke. Ru. In particular, it depends greatly on the temperature of the walls of the combustion space, the temperature increase of the combustion air due to compression within the engine, and also the temperature of the air when it enters the combustion chamber and the respective masses of the combustion air and fuel. Depends on it. The engine operating temperature is highly dependent on the instantaneous load conditions, the rotational speed, and the conditions of the immediately preceding operating phase, for example whether the temperature atmosphere is a rising or falling temperature atmosphere.

機関の圧縮による燃焼用空気の温度上昇は、主として機
関の設計で定まる圧縮比に左右されるが、又機関の作動
温度にも左右される。もし機関の作動温度が高ければ、
機関内の圧縮で生ずる温度増加も高くなる。その理由は
燃焼用空気から放出される熱が少なく、圧縮圧力それゆ
え始動時からのエネルギ供給は、燃焼用空気への機関の
慣性のため高く維持されるからである。もし機関の作動
温度が例えば冷間からの始動時のように低ければ、圧縮
による温度上昇も低い。圧縮温度の高さに影響する2つ
の重要な成分はそれゆえ互に相関して増大する。
The temperature rise of combustion air due to engine compression depends primarily on the compression ratio determined by the engine design, but also on the engine operating temperature. If the operating temperature of the engine is high,
The temperature increase caused by compression within the engine is also higher. The reason for this is that less heat is released from the combustion air and the compression pressure and therefore the energy supply from start-up is kept high due to the inertia of the engine to the combustion air. If the operating temperature of the engine is low, such as during a cold start, the temperature rise due to compression will also be low. The two important components that influence the height of the compression temperature therefore increase in relation to each other.

膨張ストロークのすぐ前及びその間の燃焼用空気温度の
変化は、機関内の燃焼の質に効果を持つ重要な事項であ
る。これらは、燃料消費量、有害な排気ガス放出の程度
、ディーゼル機関の場合の騒音出力を決める。その上膨
張ストローク時の圧力の高さ及び変化は又別の役目を演
する。温度と圧力との変化は限度内で、互に置き換えが
でき、云いかえれば、圧力の降下は温度の降下となり又
逆の場合も生じる。
The change in combustion air temperature just before and during the expansion stroke is an important consideration that affects the quality of combustion within the engine. These determine the fuel consumption, the extent of harmful exhaust gas emissions and, in the case of diesel engines, the noise output. Additionally, pressure height and variation during the expansion stroke also plays another role. Changes in temperature and pressure are, within limits, interchangeable; in other words, a drop in pressure results in a drop in temperature, and vice versa.

(発明が解決しようとする課題) 前述のように、機関のすべての作動段階で決められる圧
縮比の設定条件は妥協的に行われるので、最適な燃焼ガ
ス温度は実際上はどんな作動段階でも理想値に保持され
ることはない。その理由は例えば冷間からの始動のよう
な時の機関圧縮による燃焼用空気の温度上昇は極めて低
く、従って燃焼用空気温度は最適値よりかなり下であり
、一方全負荷では、機関圧縮のための温度増加は極めて
高く、この理由のため燃焼用空気温度は最適よりはるか
に高くなるからである。持続すれば大きな影響を及ぼす
低い部分負荷条件でも最適な燃焼用空気温度は殆んど保
持されない。
(Problem to be Solved by the Invention) As mentioned above, the compression ratio setting conditions determined at all operating stages of the engine are made in a compromise manner, so the optimum combustion gas temperature is actually not ideal at any operating stage. It is never held in value. The reason for this is that the temperature rise in the combustion air due to engine compression during cold starts, for example, is very low and therefore the combustion air temperature is well below the optimum value, whereas at full load, the temperature rise in the combustion air due to engine compression is very low. The temperature increase is very high and for this reason the combustion air temperature is much higher than optimum. Even under low part-load conditions, which have a significant effect if sustained, the optimum combustion air temperature is barely maintained.

従って本発明の目的は、膨張ストロークのすぐ前及びそ
の間の燃焼用空気温度を、それぞれの作動状態に応じて
その値を適時に制御することである。
It is therefore an object of the invention to control the combustion air temperature immediately before and during the expansion stroke in a timely manner depending on the respective operating conditions.

(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、基本的な方法の本発明は圧
縮比が機関の準備作動条件に適した最低値に設定可能な
内燃機関の駆動方法において、燃焼用空気が前記内燃機
関の燃焼室に送り込まれる前に、前記内燃機関の駆動条
件に対応する最適の燃焼用空気温度変化に基づいて前記
燃焼用空気の雰囲気条件が設定されるように構成されて
いる。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention as a basic method provides a method for driving an internal combustion engine in which the compression ratio can be set to the lowest value suitable for the preparatory operating conditions of the engine. Before the combustion air is sent into the combustion chamber of the internal combustion engine, the atmospheric conditions of the combustion air are set based on an optimum combustion air temperature change corresponding to the driving conditions of the internal combustion engine. There is.

(作用) 本発明では燃焼用空気の雰囲気条件として、例えばその
温度及び流量がとり上げられ、燃焼用空気が内燃機関の
燃焼室に送り込まれる前に、内燃機関の駆動条件に対応
する最適の温度変化に基づいて、燃焼用空気の温度及び
流量の少なくとも一方が制御される。
(Function) In the present invention, the atmospheric conditions of the combustion air include, for example, its temperature and flow rate, and before the combustion air is sent into the combustion chamber of the internal combustion engine, the optimum temperature change corresponding to the driving conditions of the internal combustion engine is determined. Based on this, at least one of the temperature and flow rate of the combustion air is controlled.

このような制御によって排気ガスの放出が減少し、燃料
の無駄な消費が防止され、冷間始動時に効率的な点火が
行われる。
Such control reduces exhaust gas emissions, prevents wasted fuel consumption, and provides efficient ignition during cold starts.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図乃至第8図はそれぞれ方法の本発明の第1乃至第
8の実施例に用いられる内燃機関の構成を示す説明図で
ある。
1 to 8 are explanatory diagrams showing the configuration of an internal combustion engine used in the first to eighth embodiments of the present invention, respectively.

全ての図面において10は機関であり、この機関10に
冷却媒体が流れる冷媒回路15が取り付けられ、この冷
媒回路15の一端側にはラジェータ回路17が接続され
、このラジェータ回路17には冷却装置11が設けられ
ている。また、冷媒回路15の他端側には加熱回路28
が接続され、この加熱回路28には加熱装置13が設け
られている。このラジェータ回路17と加熱回路28と
は、接続点19で1体化し戻りダクト21を介して開口
42から機関10に戻っている。
In all the drawings, 10 is an engine, a refrigerant circuit 15 through which a cooling medium flows is attached to the engine 10, a radiator circuit 17 is connected to one end of this refrigerant circuit 15, and a cooling device 11 is connected to this radiator circuit 17. is provided. Further, a heating circuit 28 is provided at the other end of the refrigerant circuit 15.
is connected to the heating circuit 28, and the heating device 13 is provided in the heating circuit 28. The radiator circuit 17 and the heating circuit 28 are integrated at a connection point 19 and return to the engine 10 through an opening 42 via a return duct 21.

前記冷却装置11は機関サーモスタット25、ラジェー
タファン29を持つラジェータ27及び補正槽37を備
えている。この種の冷却装置はよく知られる型であり詳
しくは説明しない。また前記加熱装置13は車両加熱装
置26、加熱ブロア39及び調節弁41を備えている。
The cooling device 11 includes an engine thermostat 25, a radiator 27 having a radiator fan 29, and a correction tank 37. This type of cooling device is of a well known type and will not be described in detail. The heating device 13 also includes a vehicle heating device 26, a heating blower 39, and a control valve 41.

機関10には空気フィルタ12を経て燃焼用空気が供給
され、燃焼用空気はフィルタ12から機関10の吸気マ
ニフォルド16に連なる空気導入ダクト14に送り込ま
れる。この吸気マニフォルド16は熱容量が小さいよう
に設計するのが好ましいので、比較的低い熱容量を持つ
材料で作成される。その上、吸気マニフオルド16には
熱絶縁が施される。好適設計によれば、これは例えばセ
ラミックコートされた二重壁の金属シード構造の型がよ
く、必要ならば減圧構造に作成される。
Combustion air is supplied to the engine 10 through an air filter 12 , and the combustion air is sent from the filter 12 to an air introduction duct 14 connected to an intake manifold 16 of the engine 10 . This intake manifold 16 is preferably designed to have a low heat capacity and is therefore made of a material with a relatively low heat capacity. Additionally, the intake manifold 16 is provided with thermal insulation. According to a preferred design, this may be, for example, in the form of a ceramic-coated double-walled metal seed structure, and if necessary made into a vacuum structure.

第1図で、三方弁18は空気導入ダクト14内でフィル
タ12から下流側に置かれ、この三方弁18によって空
気導入ダクト14は吸気マニフオルド16に接続されて
いる。さらに分岐ダクト20が設けられ、この分岐ダク
ト20は三方向弁18内に開き、空気フィルタ12から
下流側でこの分岐ダクト20は空気導入ダクト14から
分岐し、この分岐ダクト20に蓄熱装置22が配設され
ている。蓄熱装置22は二重ダクト精造となっていて、
一方のダクトは分岐ダクト20で、燃焼用空気がこれを
通して流れ、他方のダクトには蓄熱装置22を加熱する
ための加熱された排気ガスが供給される。排気ガスは排
気マニフォルド24を経て蓄熱装置22に供給され、排
気マニフォルド24は蓄熱装置22の下流で排気ガス装
置を経て周囲に開いている。
In FIG. 1, a three-way valve 18 is located downstream from the filter 12 in the air inlet duct 14 and connects the air inlet duct 14 to the intake manifold 16 by means of the three-way valve 18. Furthermore, a branch duct 20 is provided, which opens into the three-way valve 18 and which branches off from the air introduction duct 14 downstream from the air filter 12 and in which a heat storage device 22 is installed. It is arranged. The heat storage device 22 has a double duct structure,
One duct is a branch duct 20 through which combustion air flows, and the other duct is supplied with heated exhaust gas for heating a heat storage device 22 . The exhaust gas is supplied to the heat storage device 22 via an exhaust manifold 24, which is open to the environment downstream of the heat storage device 22 via the exhaust gas system.

第2図は二重ダクト機構でない蓄熱装置を備えた装置を
示している。高温の冷却媒体は機関10の出口30から
送り出され加熱回路28に入り、先ず水−空気熱交換器
31を通過して、車両加熱装置26に送り込まれる。次
に冷却媒体はポンプ32を経て蓄熱装置22に送り込ま
れる。蓄熱装置22に接続される加熱回路13はバイパ
ス36に連なる分岐点34を持ち、このバイパス36は
機関10をバイパスし、熱交換器31から上流側で加熱
回路28と再結合し、且つ逆止弁38を具備している。
FIG. 2 shows a device with a heat storage device that is not a double duct arrangement. The hot cooling medium is sent out from the outlet 30 of the engine 10 and enters the heating circuit 28 , first passing through the water-air heat exchanger 31 and then being sent to the vehicle heating device 26 . The cooling medium is then pumped into the heat storage device 22 via the pump 32 . The heating circuit 13 connected to the heat storage device 22 has a branch point 34 connected to a bypass 36, which bypasses the engine 10, rejoins the heating circuit 28 upstream from the heat exchanger 31, and has a non-return check. A valve 38 is provided.

加熱回828内で分岐点34の下流側に遮断弁40があ
り、機関10内に開口42の所で冷却媒体が戻り流れる
のを防止し、冷却媒体をバイパス36を経て流すように
することができる。
There is a shutoff valve 40 in the heating circuit 828 downstream of the branch point 34 to prevent the flow of cooling medium back into the engine 10 at the opening 42 and to allow the cooling medium to flow through the bypass 36. can.

吸気マニフォルド16は空気導入ダクト14に結合され
、このダクト14には空気フィルタ12に隣接して三方
向弁44が設けられ、ここから分岐ダクト20は熱交換
器31を経て配設され、点46で空気導入マニフォルド
ダクト14と再結合する。
The intake manifold 16 is connected to an air introduction duct 14 , which is provided with a three-way valve 44 adjacent to the air filter 12 , from which a branch duct 20 is arranged via a heat exchanger 31 at point 46 The air inlet manifold duct 14 is reconnected with the air inlet manifold duct 14.

ところで機関10が冷間から始動する時、遮断弁40は
閉じ、ポンプ32は短かくなった回路内の冷却媒体を蓄
熱装置22からバイパス36を経て熱交換器31を通し
て車両加熱装置26に供給する。ここからポンプ32に
よって冷却媒体は再び、さらに熱を熱交換器31と車両
加熱装置26とに供給するため蓄熱装置22を経て送ら
れる。
By the way, when the engine 10 is started from a cold state, the shutoff valve 40 is closed and the pump 32 supplies the cooling medium in the shortened circuit from the heat storage device 22 to the vehicle heating device 26 through the bypass 36 and the heat exchanger 31. . From here, the cooling medium is again conveyed by the pump 32 via the heat storage device 22 in order to supply further heat to the heat exchanger 31 and to the vehicle heating device 26 .

機関10が十分な作動温度に達するや否や、遮断弁40
は開き、続いてポンプ32は逆止弁30の抵抗のため冷
却媒体を機関10を通して送り、冷却媒体は機関10か
ら熱交換器31と車両加熱装置26とを経て、蓄熱装置
22に戻るよう流れ、熱交換器31はこのようにして高
温の冷却媒体によって充填される。
As soon as the engine 10 reaches a sufficient operating temperature, the isolation valve 40
is opened and the pump 32 then pumps the coolant through the engine 10 due to the resistance of the check valve 30 and the coolant flows from the engine 10 through the heat exchanger 31 and the vehicle heating device 26 and back to the heat storage device 22. , the heat exchanger 31 is thus filled with hot cooling medium.

冷間からの始動時には三方弁44は燃焼用空気が分岐ダ
クト20から熱交換器31を通して流れ、機関10に高
温の燃焼用空気が供給されるように設定される。もし燃
焼用空気が加熱が不必要ならば、三方弁44は再設定さ
れ、燃焼用空気はフィルタ12がら空気導入ダクト14
を経て吸気マニフォルド16に真直に供給される。
When starting from a cold state, the three-way valve 44 is set so that combustion air flows from the branch duct 20 through the heat exchanger 31 and high-temperature combustion air is supplied to the engine 10. If the combustion air does not require heating, the three-way valve 44 is reset and the combustion air is routed through the filter 12 to the air inlet duct 14.
The air is supplied directly to the intake manifold 16 through the air.

第3図に示す実施例の装置は分岐ダクト20が無いこと
以外は第2図に示す実施例の装置と同じであり、この装
置では燃焼用空気の加熱の制御は分岐ダクト20への空
気供給装置の選択的切換えで行われるのではなく、機関
10から来る冷却媒体をバイパス35を通して熱交換器
31をバイパスし、或いは冷却媒体を、バイパス35内
のチョーク33が閉じてから、熱交換器31を通して流
すことにより行われる。
The apparatus according to the embodiment shown in FIG. 3 is the same as the apparatus according to the embodiment shown in FIG. 2 except that the branch duct 20 is not provided. Instead of selective switching of the device, the cooling medium coming from the engine 10 can be passed through the bypass 35 to bypass the heat exchanger 31, or alternatively the cooling medium can be transferred to the heat exchanger 31 after the choke 33 in the bypass 35 is closed. This is done by flowing water through the water.

第4図に示す実施例の装置は、蓄熱装置22は一つのダ
クト装置を具備していて、機関排気ガスによる蓄熱装置
22の加熱、又は装置を通して流れる燃焼用空気の加熱
を選択する。この装置では空気フィルタ12に隣接して
、三方弁44が設けられ、この三方弁44を介して空気
導入ダクト14は吸気マニフォルド16に接続している
。分岐ダクト20aは三方弁44と三方弁48を結ぶよ
うに配設され、三方弁48は別の三方弁52にダクト5
0を経て結合される。
In the embodiment shown in FIG. 4, the heat storage device 22 is equipped with a single duct system, and heating of the heat storage device 22 by engine exhaust gas or heating of the combustion air flowing through the device is selected. In this device, a three-way valve 44 is provided adjacent to the air filter 12, via which the air introduction duct 14 is connected to the intake manifold 16. The branch duct 20a is arranged to connect the three-way valve 44 and the three-way valve 48, and the three-way valve 48 connects the duct 5 to another three-way valve 52.
Combined via 0.

このためダクト50は蓄熱装置22を経て配設されてい
る。三方弁52に隣接して分岐ダクト20bが配設され
、この分岐ダクト20bは点42の所で空気導入ダクト
14に開いている。その上、三方弁52はダクト54を
経て三方弁56に結合され、この三方弁56はさらに排
気マニフオルド24に結合される。2つの三方弁48.
56は蓄熱装置22をバイパスするダクト58により一
緒に結合され、ダクト58は排気装置60に結合される
For this reason, the duct 50 is arranged via the heat storage device 22. A branch duct 20b is arranged adjacent to the three-way valve 52, which opens into the air inlet duct 14 at a point 42. Additionally, three-way valve 52 is coupled via duct 54 to three-way valve 56, which in turn is coupled to exhaust manifold 24. Two three-way valves48.
56 are coupled together by a duct 58 that bypasses the heat storage device 22, and the duct 58 is coupled to an exhaust device 60.

冷間からの始動時又は燃焼用空気を加熱する必要がある
時には、三方弁44.48.52.56は、空気フィル
タ12から流入される燃焼用空気が分岐ダクト20bと
ダクト50とを経て、蓄熱装置22に流れ込み、蓄熱装
置22から分岐ダクト20bを経て空気導入ダクト14
に流れるように設定される。一方機関排気ガスは排気マ
ニフォルド24から、三方弁56でダクト58に流れ、
排気装置60に流れる。もし燃焼用空気の加熱が不要な
らば、三方弁44.48.52゜56は切換えられ、フ
ィルタ12を経て入る燃焼用空気は空気導入ダクト14
に真直に流れるように設定される。同時に排気ガスは三
方弁56でダクト54に進み、三方弁52を経てダクト
50に進み、蓄熱装置22を加熱するのに使われ、その
あと三方弁48でダクト58内から排気装置60内に流
される。
When starting from a cold state or when it is necessary to heat the combustion air, the three-way valve 44, 48, 52, 56 allows the combustion air flowing in from the air filter 12 to pass through the branch duct 20b and the duct 50. The air flows into the heat storage device 22 and flows from the heat storage device 22 through the branch duct 20b to the air introduction duct 14.
is set to flow. On the other hand, engine exhaust gas flows from the exhaust manifold 24 to a duct 58 through a three-way valve 56.
It flows into the exhaust device 60. If heating of the combustion air is not required, the three-way valve 44, 48, 52° 56 is switched and the combustion air entering via the filter 12 is routed to the air inlet duct 14.
It is set so that it flows straight through. At the same time, the exhaust gas passes through the three-way valve 56 to the duct 54, passes through the three-way valve 52 to the duct 50, is used to heat the heat storage device 22, and then flows through the three-way valve 48 from within the duct 58 into the exhaust system 60. It will be done.

第5図に示す実施例の装置は蓄熱装置22が機関排気ガ
スにより加熱される方式のものであり、蓄熱装置22は
1つのダクト装置を備え、蓄熱装置22の加熱がこの場
合には排気ガスから熱をとり上げる空気回路を使って間
接に行われる。第5図の装置では、空気導入ダクト14
は空気フィルタ12から機関10上の吸気マニフォルド
16に接続され、空気フィルタ12の下流側に分岐ダク
ト20が結合され、この分岐ダクト20は排気ガス−空
気熱交換器64に結合され、さらに蓄熱装置22と三方
弁18とを経て空気導入ダクト14に連結されている。
The apparatus of the embodiment shown in FIG. 5 is of a type in which the heat storage device 22 is heated by engine exhaust gas, and the heat storage device 22 has one duct device, and in this case, the heat storage device 22 is heated by the exhaust gas. This is done indirectly using an air circuit that picks up heat from the air. In the device of FIG. 5, the air introduction duct 14
is connected from the air filter 12 to the intake manifold 16 on the engine 10, and a branch duct 20 is coupled downstream of the air filter 12, which branch duct 20 is coupled to an exhaust gas-air heat exchanger 64, and further a heat storage device. 22 and a three-way valve 18, it is connected to the air introduction duct 14.

排気マニフォルド24は排気ガス−空気熱交換器64を
経て配設されている。戻りダクト66は分岐ダクト20
から、蓄熱装置22と三方弁18との間で選択的に分岐
する。
The exhaust manifold 24 is arranged via an exhaust gas-air heat exchanger 64. The return duct 66 is the branch duct 20
, and selectively branches between the heat storage device 22 and the three-way valve 18 .

この戻りダクト66はブロア68を経て熱交換器64の
下流側に置かれた三方弁62に連結している。
This return duct 66 is connected via a blower 68 to a three-way valve 62 located downstream of the heat exchanger 64 .

冷間からの始動時又は何か他の理由で燃焼用空気を予熱
する必要がある時には、フィルタ12がら引入れられる
燃焼用空気が、ダクト20、排気ガス−空気熱交換器6
4、蓄熱装置22に送り込まれ、次に三方弁18を経て
空気導入ダクト14から吸気マニフォルド16を経て機
関10に流れるように三方弁18が設定される。
During a cold start or when it is necessary to preheat the combustion air for some other reason, the combustion air drawn through the filter 12 is routed through the duct 20 to the exhaust gas-air heat exchanger 6.
4. The three-way valve 18 is set so that the air flows into the heat storage device 22 and then through the three-way valve 18 from the air introduction duct 14, through the intake manifold 16, and into the engine 10.

燃焼用空気の予熱が実行されるや否や、三方弁18は、
燃焼用空気が空気フィルタ12がら空気導入ダクト14
を経て吸気マニフオルド16に流れるように設定される
。一方三方弁62は、排気ガス−空気熱交換器64を経
て配設される閉じた空気回路、蓄熱装置22、ブロア6
8が互いに連なるように再設定される。ブロア68はこ
の設定で作動に入り、戻りダクト66、排気ガス−空気
熱交換器64、蓄熱装置22を経て空気回路を維持し、
この回路内で循環し、排気ガス−空気熱交換器64内で
加熱される空気が、蓄熱装置22を加熱する。
As soon as the preheating of the combustion air is carried out, the three-way valve 18
Combustion air is passed through the air filter 12 through the air introduction duct 14
The air is set to flow to the intake manifold 16 through the air. On the other hand, the three-way valve 62 includes a closed air circuit arranged via an exhaust gas-air heat exchanger 64, a heat storage device 22, and a blower 6.
8 are reset so that they are connected to each other. The blower 68 enters operation with this setting and maintains the air circuit via the return duct 66, the exhaust gas-air heat exchanger 64, the heat storage device 22,
The air circulating in this circuit and heated in the exhaust gas-air heat exchanger 64 heats the heat storage device 22 .

第6図はさらに別の実施例の装置の構成を示し、この装
置では蓄熱装置22は一方では冷却媒体により、他方で
は排気ガスにより間接に加熱することができる。第6図
による装置は全体として第2図の装置と似ているけれど
も、機関10からバイパス36の開口から上流側の水−
空気熱交換器に連なる分岐ダクト内で加熱図i28内に
置かれた排気ガス水熱交換器70を備えている。この熱
交換器70は何時もこれを通して冷却媒体が流れる。排
気マニフォルド24から延びる排気ガスダクト72は、
排気ガス−水熱交換器70を経て配設されており、さら
にこの排気ガス−水熱交換器70用のバイパス74を具
備している。このバイパス74には遮断弁76が設けら
れる。
FIG. 6 shows a further embodiment of the arrangement of the device, in which the heat storage device 22 can be heated indirectly by a cooling medium on the one hand and by exhaust gas on the other hand. Although the apparatus according to FIG. 6 is generally similar to the apparatus of FIG.
An exhaust gas water heat exchanger 70 is provided which is placed in the heating diagram i28 in a branch duct leading to the air heat exchanger. A cooling medium flows through this heat exchanger 70 at all times. The exhaust gas duct 72 extending from the exhaust manifold 24 is
It is arranged via an exhaust gas-water heat exchanger 70, and is further provided with a bypass 74 for this exhaust gas-water heat exchanger 70. This bypass 74 is provided with a shutoff valve 76 .

冷却媒体が必要な作動温度に到達しない限り、遮断弁7
6を閉じることにより、高温の排気カスを排気ガス−水
熱交換器70を経て流すことができ、それにより排気ガ
スは熱を冷却媒体に放出する。
Unless the cooling medium reaches the required operating temperature, the isolation valve 7
6 allows the hot exhaust gas to flow through the exhaust gas-to-water heat exchanger 70, whereby the exhaust gas releases heat to the cooling medium.

排気ガスによる燃焼用空気の追加の加熱が必要でなくな
ると、遮断弁76は開き、排気ガスは熱交換器70をバ
イパスすることができる。
When additional heating of the combustion air by the exhaust gases is no longer required, the isolation valve 76 opens and the exhaust gases can bypass the heat exchanger 70.

第7図に示す実施例の装置は第1図に示す装置とは分岐
ダクト20と平行に置かれた別の分岐ダクト80を具備
する点で異なり、この分岐ダクト80は蓄熱装置22か
ら上流の点82で分岐し、補給器84の入口側に連結さ
れている。補給器84の出口即ち圧力側から分岐ダクト
80は調節可能なチョーク86、三方弁90.88を経
て分岐ダクト20に戻っている。
The device of the embodiment shown in FIG. 7 differs from the device shown in FIG. It branches at a point 82 and is connected to the inlet side of a replenisher 84 . From the outlet or pressure side of the replenisher 84, the branch duct 80 returns to the branch duct 20 via an adjustable choke 86, a three-way valve 90,88.

チョーク86と三方弁88との間に配設される三方弁9
0からダクト92が配設され、このダクト92は蓄熱装
置22をバイパスし、三方弁18のすぐ下流側で空気導
入ダクト14内に開いている。
A three-way valve 9 disposed between the choke 86 and the three-way valve 88
A duct 92 is arranged from 0, which bypasses the heat storage device 22 and opens into the air inlet duct 14 immediately downstream of the three-way valve 18.

第7図の装置は、燃焼用空気を空気フィルタ12から吸
気マニフォルド16内に直接送り込むことができ、或い
は三方弁18を再設定してから燃焼用空気を分岐ダクト
20を経て流すことができる。この場合、燃焼用空気は
、三方弁88の設定により、蓄熱装置22を経て直接、
又は補給器84を経て流れる。
The arrangement of FIG. 7 can direct combustion air from the air filter 12 into the intake manifold 16 or can reconfigure the three-way valve 18 and then flow the combustion air through the branch duct 20. In this case, the combustion air is directly supplied via the heat storage device 22 by setting the three-way valve 88.
Or it flows through the replenisher 84.

補給器84を出たあと、燃焼用空気の温度はチョーク8
6の設定の如何で追加して増すことができる。
After leaving the replenisher 84, the temperature of the combustion air is at the choke 8.
You can add and increase it by setting 6.

もしさらに加熱が必要ならば、三方弁90は、補給器8
4を経て来る燃焼用空気が蓄熱装置22を経て流れるよ
うに設定される。他の場合、燃焼用空気をダクト92を
経て空気導入ダクトに真直に進めることができ、蓄熱装
置22はバイパスされる。
If further heating is required, the three-way valve 90
The combustion air coming through 4 is arranged to flow through the heat storage device 22 . In other cases, the combustion air can be passed straight through the duct 92 to the air introduction duct and the heat storage device 22 is bypassed.

同様に、補給器84からの燃焼用空気は、さらにこの燃
焼用空気を加熱するため、機関10から放出された熱が
供給される熱交換器を通して選択的に進めることができ
る。
Similarly, combustion air from the replenisher 84 may be selectively passed through a heat exchanger supplied with heat emitted from the engine 10 to further heat the combustion air.

第8図に示す実施例の装置はディーゼル機関用に特に設
計されたもので、空気フィルタ12を経て引入れられた
燃焼用空気は、三方弁94により、三方弁44(この三
方弁44は第2図の装置のように燃焼用空気を熱交換器
31を経て直接進めるか、又は空気導入ダクト14に直
接進める)に直接流すか、又は先ずピストン式補給器9
6の入口側に送り込まれる。この補給器96には逆止弁
98が設けられている。同様に、ピストン補給器96の
圧力側に逆止弁100が設けられている。ピストン補給
器96の圧力側は三方弁44.94の間で空気導入ダク
トに結合され、補給器96から来る燃焼用空気は選択的
に熱交換器31を経て流れるか又はこれをバイパスする
The apparatus of the embodiment shown in FIG. Either the combustion air can be passed directly through the heat exchanger 31 or directly into the air inlet duct 14 (as in the device in FIG.
6 is sent to the entrance side. This replenisher 96 is provided with a check valve 98 . Similarly, a check valve 100 is provided on the pressure side of the piston replenisher 96. The pressure side of the piston replenisher 96 is connected to the air inlet duct between the three-way valves 44.94, and the combustion air coming from the replenisher 96 optionally flows through the heat exchanger 31 or bypasses it.

ピストン型補給器96の駆動は、機関のクランク軸から
のベルト102によって行われ、ピストン型補給器96
のピストン104は機関10のピストンと同期して動く
。機関10のピストンに対する補給器96のピストン1
04の位相関係は通常の設定装置10Bによって変化し
、この装置はベルトの駆動側、被駆動側の走行長さの比
を変えることができる。補給器96と機関10との間の
位相関係の変化は、充填される機関シリンダの開く時期
と、充填器のポンプストロークとの間の位相関係に変化
を生じ、それゆえ機関シリンダ内に送り込まれる燃焼用
空気の量と、補給器により圧縮される量とが変わる。
The piston type replenisher 96 is driven by a belt 102 from the engine crankshaft.
The piston 104 of the engine 10 moves in synchronization with the piston of the engine 10. Piston 1 of replenisher 96 for piston of engine 10
The phase relationship of 04 is varied by a conventional setting device 10B, which can vary the ratio of the running lengths of the driving and driven sides of the belt. A change in the phase relationship between the filler 96 and the engine 10 causes a change in the phase relationship between the opening of the engine cylinder to be filled and the pump stroke of the filler, thus pumping into the engine cylinder. The amount of combustion air and the amount compressed by the replenisher vary.

機関10に流れる燃焼用空気の温度を測るため装置(燃
焼用空気を加熱するよう働らく)から下流の空気導入ダ
クト14内に温度測定装置47が配設されている。装置
47の出力は、例えば燃料の過剰追加又は、点火又は噴
射の時期を調節するため機関を全体として調節する調節
装置(図示せず〉に結合される。
In order to measure the temperature of the combustion air flowing into the engine 10, a temperature measuring device 47 is arranged in the air inlet duct 14 downstream from the device (which serves to heat the combustion air). The output of the device 47 is coupled to a regulating device (not shown) which regulates the engine as a whole, for example to adjust the overfilling of fuel or the timing of ignition or injection.

このように各実施例における利点は、排気ガス放出と燃
料消費とがすべての作動状況で改善され、さらにトルク
と最大出力とが増加する。ディーゼル機関の場合には冷
間から始動する能力は改善され、冷間から始動時の騒音
は準備段階で改善される。特に固型粒子の放出は減少す
る。その理由は過剰な排気ガス温度で作動する作動状況
では燃焼用空気の温度の増加は、低い圧縮比により減少
し、過度に低い作動温度での作動状況では燃焼用空気温
度は増加し、それぞれ最適値に近付くからである。
The advantages of each embodiment are thus improved exhaust gas emissions and fuel consumption under all operating conditions, as well as increased torque and maximum power. In the case of diesel engines, the ability to start from cold is improved and the noise during cold starting is improved during the preparatory stage. In particular, the emission of solid particles is reduced. The reason is that in operating situations with excessive exhaust gas temperatures, the increase in combustion air temperature is reduced due to a low compression ratio, and in operating situations with excessively low operating temperatures, the combustion air temperature increases, respectively This is because it approaches the value.

またガソリン機関の場合、低回転数でノックする傾向は
、入って来る燃焼用空気温度が低い圧縮比で減少するか
ら減少する。
Also, in the case of gasoline engines, the tendency to knock at low speeds is reduced because the incoming combustion air temperature is reduced at lower compression ratios.

燃焼用空気の温度又は燃焼用空気の時間及び空間に関す
る温度変化、燃料分子及び機関燃焼室内で滞留時に生じ
る反応生成物は、静的ではなく、極端に変化する動的な
量変化を有する。吸入ストロークの始めに燃焼室に入る
時、gち入口温度では、分子はその最低温度状態となっ
ている。圧縮ストロークの過程で、温度はかなり増加し
、且つ再び燃焼時に温度は急激に増加する。また作動ス
トローク時に、温度は下降し、燃焼室を出る時、排気ガ
ス温度と呼ばれる値に達する。このようにして異なる温
度が燃焼室の異なる部分に与えられる。
The temperature of the combustion air or the temporal and spatial temperature changes of the combustion air, the fuel molecules and the reaction products that occur during residence in the combustion chamber of the engine are not static, but have extremely variable dynamic changes in quantity. When entering the combustion chamber at the beginning of the intake stroke, at the inlet temperature, the molecules are at their lowest temperature state. During the compression stroke, the temperature increases considerably, and again during combustion the temperature increases rapidly. Also during the working stroke, the temperature decreases and reaches a value called the exhaust gas temperature when leaving the combustion chamber. In this way different temperatures are applied to different parts of the combustion chamber.

燃焼の量、つまり燃料消費量と排気ガス放出量との設定
には、高温範囲内の温度変化、即ぢ膨張ストロークのす
ぐ前及びその間及び作動ストロークの間での温度変化は
重要な意味を持っている。
Temperature changes within the high temperature range, immediately before and during the expansion stroke, and during the working stroke have important implications for setting the amount of combustion, i.e. fuel consumption and exhaust gas emissions. ing.

この場合状の三つの温度が重要である。Three temperatures are important in this case.

(イ)混合物の形成及び炭化水素、すすの形成に影響す
る最終の圧縮温度、 (o) NOxの形成にかなり影響する燃焼温度、(ハ
)今までに燃えない燃料(tlcとすす)の酸化に影響
する作動ガス温度。
(a) Final compression temperature which influences mixture formation and formation of hydrocarbons, soot; (o) Combustion temperature which significantly influences the formation of NOx; (c) Oxidation of previously unburnable fuels (TLC and soot). Working gas temperature affects.

燃焼用空気内の通常の変化と比べて、混合物の準備を改
善するため、すす及び燃えない炭化水素の形成を低く保
つように、最終の圧縮温度を高く保持することが望まし
い。燃焼温度は、特に機関が準備段階でNOXの形成を
低く保つために減らすべきである。特に冷間条件での負
荷が低い機関の場合、作動ガス温度は、燃えない炭化水
素とすすとを処理するため、高く保つべきである。
Compared to normal variations in the combustion air, it is desirable to keep the final compression temperature high so as to keep the formation of soot and non-combustible hydrocarbons low in order to improve the preparation of the mixture. The combustion temperature should be reduced in order to keep the formation of NOx low, especially during the engine warm-up phase. For engines with low loads, especially in cold conditions, the working gas temperature should be kept high to dispose of non-flammable hydrocarbons and soot.

燃焼用空気が機関の燃焼室に入る前の本発明による処理
は、燃焼室内の温度の変化に作用することで達成される
。この場合には、ディーゼル機関とガソリン機関との異
なる条件を考えに入れて動作が行われる。
The treatment according to the invention of the combustion air before it enters the combustion chamber of the engine is achieved by acting on a change in temperature within the combustion chamber. In this case, the operation is carried out taking into account the different conditions of diesel engines and gasoline engines.

例えば、冷間からディーゼル機関を始動する時、燃焼用
空気と、これと関係する温度内の初期変化とを加熱する
ことにより圧縮温度を増加させて、点火に必要な燃料の
過剰を減らすことができる。
For example, when starting a diesel engine from cold, the compression temperature can be increased by heating the combustion air and the associated initial change in temperature to reduce the excess of fuel required for ignition. can.

その結果、発生するすすと、炭化水素とは減少する。圧
縮温度が高い車は、その上、点火おくれが減ることとな
り、点火時に爆発する燃料が少なくなって燃焼温度と燃
焼圧力が低下し、NOXの形成が減ることになる。
As a result, the soot generated is reduced in terms of hydrocarbons. A car with higher compression temperatures will also have less ignition lag, less fuel will explode at ignition, lower combustion temperatures and pressures, and less NOx formation.

実施例では作動ガス温度は最終の圧縮温度の増加と同程
度に増加し、形成されるすすの一部が処理されて、放出
に有利な効果を生じる。他方では例えば部分的負荷にお
いて、同じ最終圧縮温度では、燃焼用空気流量を絞るこ
とにより燃焼温度と作動ガス温度とは、空気過剰が減ら
されれば上昇する。低い周辺温度の場合でも、燃焼用空
気の流量が減れば正常に作動することになる。
In an embodiment, the working gas temperature is increased to the same extent as the final compression temperature increases, and a portion of the soot that is formed is disposed of, producing a beneficial effect on the emission. On the other hand, for example at partial load, at the same final compression temperature, by throttling the combustion air flow, the combustion temperature and the working gas temperature will increase if the air surplus is reduced. Even at low ambient temperatures, normal operation will occur if the flow rate of combustion air is reduced.

ガソリン機関の場合、冷間からの始動で部分的負荷条件
での圧縮の減少は、燃焼の悪化を生じ、これは燃焼用空
気を加熱することで補充又は過補充される。過補充があ
る場合には、空気係数を増すことにより排気ガス放出及
び燃料消費上で有利である。
In the case of gasoline engines, a reduction in compression at part-load conditions with a cold start results in a deterioration of combustion, which is supplemented or over-replenished by heating the combustion air. In the case of overfilling, increasing the air coefficient is advantageous for exhaust gas emissions and fuel consumption.

このように各実施例では冷間からの始動時においてガソ
リン機関の場合、燃焼用空気を加熱することができ、部
分負荷条件で走行する時に空気係数を増加することがで
きる。また、各実施例において燃焼用空気の温度は熱交
換により機関から放散される熱によって変えることがで
き、このため熱交換器には例えば機関のラジェータ水か
ら放散された熱が供給される。このラジェータ水の代り
に、又はラジェータ水と共に、熱交換器に機関排気ガス
から放散される熱を供給してもよい。
As described above, in each of the embodiments, in the case of a gasoline engine, the combustion air can be heated when the engine is started from a cold state, and the air coefficient can be increased when running under a partial load condition. Furthermore, in each embodiment, the temperature of the combustion air can be varied by heat dissipated from the engine by heat exchange, so that the heat exchanger is supplied with heat dissipated, for example, from the radiator water of the engine. Instead of or together with this radiator water, the heat exchanger may be supplied with heat dissipated from the engine exhaust gas.

本発明のさらに別の好適な実施例によれば、機関から放
散される熱は蓄熱装置、特に潜熱蓄熱装置を経て間接に
燃焼用空気に供給されるので、冷間からの始動時でも、
燃焼用空気を加熱する熱が存在することになる。また本
発明の特に好適な実施例によれば、燃焼用空気の流れは
、熱交換器を経て流れる部分と、蓄熱装置を経て流れる
部分とに分割され、燃焼用空気の温度は2つの流量部分
を制御することにより設定される。
According to a further preferred embodiment of the present invention, the heat dissipated from the engine is indirectly supplied to the combustion air via a heat storage device, in particular a latent heat storage device, so that even when starting from a cold state,
There will be heat heating the combustion air. Also according to a particularly preferred embodiment of the invention, the flow of combustion air is divided into a part flowing through a heat exchanger and a part flowing through a heat storage device, the temperature of the combustion air being different between the two flow parts. is set by controlling the

さらに機関に入る前の燃焼用空気の温度の増加に加えて
充填器を用いることにより効果を上げることができる。
Further benefits can be obtained by increasing the temperature of the combustion air before it enters the engine, as well as by using a charger.

ディーゼル機関の始動時においては温度増加に加えて、
充填器を使用することにより空気量をも増加させること
が望ましい。このようにすると多くの燃料を燃やすこと
ができ、始動時間が短縮されるからである。
When starting a diesel engine, in addition to the temperature increase,
It is desirable to also increase the amount of air by using a filler. This is because more fuel can be burned and startup time can be shortened.

この充填器を絞ることにより、温度をさらに増加するこ
とができ、充填器の絞り効果は調節することができる。
By squeezing this filler, the temperature can be further increased and the squeezing effect of the filler can be adjusted.

もし充填器がディーゼル機関の始動の助けとしてだけ使
われるならば、容積移動型充填器は、始動段階の終りに
作動を止められ、充填器の駆動は中断されるか又は充填
器の空気入口が、この始動段階のあとで大気に結合され
る。
If the charger is used only as an aid to starting the diesel engine, the displacement charger is deactivated at the end of the start-up phase and the drive of the charger is interrupted or the charger air inlet is turned off. , which is coupled to the atmosphere after this start-up phase.

本発明の特に有利な実施例によれば、直接型後段充填用
充填器の位相関係は、始動時及びその他の所望の燃焼ガ
ス温度に適応する作動段階で、最大の充填効果に設定さ
れる。もし充填器がトルク或いは出力の増加のために使
われる場合には、燃焼ガス温度の調節は、全作動範囲内
での空気流量を変える可変式の絞り効果により作動時に
充填器を挿入することにより行われる。
According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the phase relationship of the direct afterfill filler is set for maximum filling efficiency during start-up and other operating phases adapted to the desired combustion gas temperature. If the charger is used to increase torque or power, the combustion gas temperature can be adjusted by inserting the charger during operation with a variable throttling effect that changes the air flow rate over the entire operating range. It will be done.

もし使われる充填器が容積移動型ならば、その位相関係
は機関ピストンの運動と同期するものであり、このため
本発明の有利な発展によって例えば欧州特許第0126
465号に示すような方法が使われる。この場合は流量
と圧縮温度の調節に対し位相関係で変化する直接式後段
充填が行われる。
If the filling device used is of the displacement type, its phase relationship is such that it is synchronized with the movement of the engine piston, so that an advantageous development of the invention provides for example EP 0 126
A method such as that shown in No. 465 is used. In this case, direct post-filling is carried out which varies in phase with respect to the adjustment of flow rate and compression temperature.

始動時のディーゼル機関に直接後段充填を使う場合には
、位相関係は、高い空気流量に対応して燃焼用空気温度
の増加が得られるような最大の充填効果状態に設定され
る。始動時に有利なこれらの条件は、燃焼用空気を蓄熱
装置からの熱で加熱することによりさらに充分なものと
なる。機関を連続して加熱することにより、燃焼用空気
の充填力と加熱とはそれぞれの作動段階に適合したもの
となる。
When using direct post-filling for a diesel engine during start-up, the phase relationship is set to a maximum charging effect condition that provides a corresponding increase in combustion air temperature for a high air flow rate. These favorable conditions during start-up are made even more satisfactory by heating the combustion air with heat from the heat storage device. By heating the engine continuously, the charging force and heating of the combustion air are adapted to the respective operating phase.

低い部分負荷の場合には、充填力はかなり減少し、燃焼
用空気の加熱は適合段階に維持され、−方機関の全負荷
の場合には充填力と空気量とは最大になるので、空気加
熱装置は切られ又は充填空気冷却状態に置換えられる。
In the case of low partial loads, the charging force is considerably reduced and the heating of the combustion air is maintained at a suitable level, while in the case of full engine load the charging force and the air quantity are at a maximum, so that the air The heating device is turned off or replaced with a charged air cooling condition.

特にガソリン機関の場合には、燃焼用空気を燃焼室に入
る前に加熱することにより、部分負荷の時に、空気量と
充填変更作業を減らすことになり、燃焼用空気は効果的
に使用される。
Particularly in the case of gasoline engines, by heating the combustion air before it enters the combustion chamber, combustion air is used more effectively at part-load, reducing air volume and charge change operations. .

また燃焼用空気の加熱はいわゆるミラー効果と組合わさ
れるのが好ましいので、入口を早期に閉じることによっ
て流量の制御がなされ、同時に燃焼用空気の膨張と冷却
とが行われる。この冷却は一般に有毒な排気ガス放出を
増大するが、燃焼用空気を予熱することにより、この効
果は反対に作用し、同時に充填変更作業にも有利となる
The heating of the combustion air is also preferably combined with the so-called Miller effect, so that by early closing the inlet the flow rate is controlled and at the same time the combustion air is expanded and cooled. Although this cooling generally increases toxic exhaust gas emissions, by preheating the combustion air this effect is counteracted and at the same time benefits the charge change operation.

本発明の好適実施例では、始動段階と準備段階との終り
において、燃焼室の近傍温度が所定値に達するとその表
示が行われる。この表示によって充填器を非作動にし、
又は始動又は準備段階に比べて位相関係で変更を行うこ
とを可能にし、もし必要ならば代りに又は追加して設け
られている燃焼用空気加熱装置を適当に修正することが
できる。
In a preferred embodiment of the invention, at the end of the start-up phase and the preparatory phase, an indication is provided when the temperature in the vicinity of the combustion chamber reaches a predetermined value. This display deactivates the filler and
Alternatively, it is possible to make changes in the phase relation compared to the start-up or preparatory phase, and if necessary, the combustion air heating device provided instead or in addition can be modified accordingly.

ディーゼル機関の場合には、特有の金属性燃焼騒音があ
り、これは又始動段階の冷間始動騒音と呼ばれ、この状
態では、機関の温度は低くなっている。この現象は始動
段階がまだ進行していることを表示しているので、冷間
始動の終りで騒音が始動段階の終りを示す制御シグナル
を出力するノックセンサを設けることができる。
In the case of diesel engines, there is a characteristic metallic combustion noise, which is also called cold starting noise in the starting phase, in which the engine temperature is low. Since this phenomenon indicates that the starting phase is still in progress, a knock sensor can be provided whose noise at the end of the cold starting outputs a control signal indicating the end of the starting phase.

本発明の別の好適な実施例では、始動段階の終りは、始
動段階の始めに起動するタイマで表示してもよい。始動
段階の終りを検知するために、空気が燃焼室に入る前の
燃焼用空気温度、又は排気ガス温度を測ることも可能で
ある。
In another preferred embodiment of the invention, the end of the start-up phase may be indicated by a timer activated at the beginning of the start-up phase. In order to detect the end of the start-up phase, it is also possible to measure the combustion air temperature or the exhaust gas temperature before the air enters the combustion chamber.

既存の機関の圧縮を減らすため、燃焼室は排出量に影響
せずにその寸法を増加してもよく、入口の終端位置は時
間的にあとの点で起るよう再設定され、それにより、有
効移動量は圧縮時に減少し、且つ移動量は、例えばビス
トンストロークを減少するなどで変えずに残して減少す
ることができる。
To reduce the compression of an existing engine, the combustion chamber may increase its dimensions without affecting emissions, and the end position of the inlet is reset to occur at a later point in time, thereby The effective amount of travel is reduced during compression, and the amount of travel can be reduced while remaining unchanged, such as by reducing the piston stroke.

方法の効果について大きく異なる3つのすべての可能性
を一緒に組合わせることができる。しかし、本発明の特
に有利な実施例によれば、圧縮比を望ましい値に減少す
るなめ、本方法が与えられた機関に適用される時、入口
の終端位置は時間的にあとの点に再設定される。
All three possibilities, which differ significantly in terms of method effectiveness, can be combined together. However, according to a particularly advantageous embodiment of the invention, when the method is applied to a given engine, the end position of the inlet is reset to a later point in time in order to reduce the compression ratio to a desired value. Set.

本発明の方法の有用な効果である利点をとり入れるため
、ガソリン及びディーゼル機関の通常の値より下に減少
される圧縮比を持つ機関を利用できることが必要である
。圧縮比は機関の基本的設計特質である。新しい機関の
開発は多くの仕事量を必要とする。多年の最適化作業の
結果を示すものが特に燃焼室の設計である。燃焼室の幾
何学的様式に効果を持つものはどれも、開発業務に費さ
れる必要時間を避けるため出来る限り排除すべきである
。本発明の方法を適用するなめ、燃焼室の幾何学的寸法
を変えることなく、ビストンストロークを減少すること
により圧縮比を減少することが明白に可能である。しか
し膨張ストローク側で膓ストローク長を犠牲にし、機関
の実質的特性か瓦離れ、開発に時間がかかる。
In order to take advantage of the advantages that are the useful effects of the method of the invention, it is necessary to have access to engines with compression ratios that are reduced below the usual values for gasoline and diesel engines. Compression ratio is a fundamental design characteristic of an engine. Developing new institutions requires a large amount of work. The design of the combustion chamber in particular shows the result of many years of optimization work. Anything that affects the geometry of the combustion chamber should be eliminated as much as possible to avoid the necessary time spent on development work. By applying the method of the invention, it is clearly possible to reduce the compression ratio by reducing the piston stroke without changing the geometry of the combustion chamber. However, it sacrifices the stroke length on the expansion stroke side, which compromises the engine's actual characteristics and takes time to develop.

入口が閉じるタイミングを調整することにより、好結果
の機関の価値のある特徴に不都合な効果を持つことなく
、有効圧縮比を減らすことができる。
By adjusting the timing of inlet closure, the effective compression ratio can be reduced without adversely affecting the valuable features of a successful engine.

膨張時にピストンにより拭われる容積と、圧縮時にピス
トンにより拭われる小さい容積との間の相異は追加の膨
張エネルギとして使うことができる。
The difference between the volume wiped by the piston during expansion and the smaller volume wiped by the piston during compression can be used as additional expansion energy.

内燃機関の入口の終端位置のタイミングを調整すること
が好都合であることはよく知られた事実であるが、従来
はガソリン機関のトルク−速度特性を変えるためだけに
採用されている。このため圧縮比の減少は、容認されね
ばならず、且つ燃料消費を増すかも知れない避けること
のできない欠点として受入れられて来た。通常出口の開
きはこの場合前進し、従って圧縮ストロークと膨張スト
ロークとは一般に変わらずにされている。ディーゼル機
関では圧縮比はどの場合も冷間がら始動時に必要ななめ
修正されていない。
Although it is a well-known fact that it is advantageous to adjust the timing of the inlet end position of an internal combustion engine, it has heretofore been employed only to change the torque-speed characteristics of a gasoline engine. Therefore, a reduction in compression ratio has to be tolerated and has been accepted as an unavoidable drawback that may increase fuel consumption. Normally the opening of the outlet is forward in this case, so that the compression and expansion strokes are generally kept unchanged. In diesel engines, the compression ratio is in no case corrected for the necessary lick during cold starting.

これとは反対に、本発明では、入口の閉じを特に時間的
にあとの点に来るようタイミングを調整しており、この
ために与えられた機関の場合に圧縮比の中に従来存在し
た不都合な減少が取り除かれる。
To the contrary, the present invention allows for the timing of the inlet closing to be at a particularly later point in time, thereby causing the disadvantages previously present in the compression ratio for a given engine. the reduction is removed.

もし既存の機関設計が始動点としてとられないならば、
本発明の方法を行う機関は、入口の閉じにより設定され
る有効圧縮ストロークが、出口の開きにより形成される
有効膨張ストロークよりがなり小さいように設計される
。幾何学的移動量に対する可能性の中で、もし幾何学的
に利用できる移動量が膨張ストロークに使われ、それゆ
え燃焼室容積はより小さい寸法に保たれれば有利であり
、これが部分的負荷範囲で利点を提供する。
If an existing engine design is not taken as a starting point,
Engines carrying out the method of the invention are designed such that the effective compression stroke set by the closing of the inlet is much smaller than the effective expansion stroke created by the opening of the outlet. Among the possibilities for the geometrical displacement, it is advantageous if the geometrically available displacement is used for the expansion stroke and the combustion chamber volume is therefore kept to smaller dimensions, which results in partial loads. Offering advantages in range.

燃焼用空気に伝えられる熱の損失を防ぐため、機関シリ
ンダに燃焼用空気を供給する吸気マニフォルドは熱容量
を小さく設計するのが好ましい。
In order to prevent loss of heat transferred to the combustion air, the intake manifold supplying the combustion air to the engine cylinders is preferably designed with a small heat capacity.

マニフォルドは熱絶縁され、例えばセラミックコートさ
れた二重壁の金属シート構造の型であり、その間の空間
は必要ならば減圧される。
The manifold is thermally insulated, for example of the type of ceramic-coated double-walled metal sheet construction, and the space therebetween is evacuated if necessary.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、方法の本発明では、撚織用
空気が内燃機関の燃焼室に送り込まれる前に、その内燃
機関の駆動条件に対応する最適の燃焼用空気温度変化に
基づいて、燃焼用空気の雰囲気条件が設定されるので、
排気ガスの放出が減少し、燃料の無駄な消費が防止され
、冷間始動時に効率的な点火が可能となる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, in the method of the present invention, the optimum combustion air temperature corresponding to the driving conditions of the internal combustion engine is set before the air for twisting is sent into the combustion chamber of the internal combustion engine. Based on the changes, the atmospheric conditions for the combustion air are set, so
Exhaust gas emissions are reduced, wasteful consumption of fuel is prevented, and efficient ignition is possible during cold starts.

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

第1図乃至第8図は、それぞれ方法の本発明の第1乃至
第8の実施例に用いられる内燃機関の構成を示す説明図
である。 10・・・機関、11・・・冷却装置、12・・・フィ
ルタ、13・・・加熱装置、15・・・冷媒回路、17
・・・ラジェータ回路、22・・・蓄熱装置、26・・
・車両加熱装置、31・・・熱交換器、64、70・・
・熱交換器。
1 to 8 are explanatory diagrams showing the configuration of an internal combustion engine used in the first to eighth embodiments of the present invention, respectively. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Engine, 11... Cooling device, 12... Filter, 13... Heating device, 15... Refrigerant circuit, 17
...Radiator circuit, 22... Heat storage device, 26...
・Vehicle heating device, 31... Heat exchanger, 64, 70...
·Heat exchanger.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)圧縮比が機関の準備作動条件に適した最低値に設
定可能な内燃機関の駆動方法において、燃焼用空気が前
記内燃機関の燃焼室に送り込まれる前に、前記内燃機関
の駆動条件に対応する最適の燃焼用空気温度変化に基づ
いて、前記燃焼用空気の雰囲気条件が設定されることを
特徴とする内燃機関の駆動方法。
(1) In a method for driving an internal combustion engine in which the compression ratio can be set to the lowest value suitable for the preparatory operating conditions of the engine, the compression ratio is set to the lowest value suitable for the preparatory operating conditions of the engine, and before the combustion air is sent into the combustion chamber of the internal combustion engine, A method for driving an internal combustion engine, characterized in that atmospheric conditions for the combustion air are set based on a corresponding optimum combustion air temperature change.
(2)請求項(1)の記載において、雰囲気条件が温度
又は流量の少なくとも一方であることを特徴とする内燃
機関の駆動方法。
(2) The method for driving an internal combustion engine according to claim (1), wherein the atmospheric condition is at least one of temperature and flow rate.
(3)請求項(2)の記載において、燃焼用空気の温度
が、内燃機関の冷却水又は内燃機関の排気ガスからの熱
に基づいて熱交換器で制御されることを特徴とする内燃
機関の駆動方法。
(3) The internal combustion engine according to claim (2), wherein the temperature of the combustion air is controlled by a heat exchanger based on heat from cooling water of the internal combustion engine or exhaust gas of the internal combustion engine. driving method.
(4)請求項(2)の記載において、燃焼用空気の温度
が、内燃機関の冷却水又は内燃機関の排気ガスからの熱
に基づいて熱交換器及び蓄熱装置で制御されることを特
徴とする内燃機関の駆動方法。
(4) Claim (2) is characterized in that the temperature of the combustion air is controlled by a heat exchanger and a heat storage device based on heat from cooling water of the internal combustion engine or exhaust gas of the internal combustion engine. How to drive an internal combustion engine.
(5)圧縮比が機関の準備作動条件に適した最低値に設
定可能な内燃機関において、燃焼用空気が前記内燃機関
の燃焼室に送り込まれる前に、前記内燃機関の駆動条件
に対応する最適の燃焼用空気温度変化に基づいて、前記
燃焼用空気の雰囲気条件を設定する雰囲気条件設定手段
を有することを特徴とする内燃機関。
(5) In an internal combustion engine in which the compression ratio can be set to the lowest value suitable for the preparatory operating conditions of the engine, before combustion air is sent into the combustion chamber of the internal combustion engine, the compression ratio is set to the lowest value that corresponds to the driving conditions of the internal combustion engine. An internal combustion engine comprising: an atmosphere condition setting means for setting an atmosphere condition of the combustion air based on a change in the combustion air temperature.
(6)請求項(5)の記載において、雰囲気条件設定手
段が温度又は流量の少なくとも一方を設定することを特
徴とする内燃機関。
(6) The internal combustion engine according to claim (5), wherein the atmospheric condition setting means sets at least one of temperature and flow rate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7288226B2 (en) 2002-08-23 2007-10-30 Sharp Kabushiki Kaisha Automatic metal solution dilutor

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