JPH04314916A - 断熱構造を有する２−４サイクル機関 - Google Patents
断熱構造を有する２−４サイクル機関Info
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- JPH04314916A JPH04314916A JP10687191A JP10687191A JPH04314916A JP H04314916 A JPH04314916 A JP H04314916A JP 10687191 A JP10687191 A JP 10687191A JP 10687191 A JP10687191 A JP 10687191A JP H04314916 A JPH04314916 A JP H04314916A
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- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 6
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- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
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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
- 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
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリンダ内の掃気を効率
よく行なうようにしてエンジンの効率を向上するように
した断熱構造を有する２−４サイクル機関に関するもの
である。
よく行なうようにしてエンジンの効率を向上するように
した断熱構造を有する２−４サイクル機関に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のピストン往復式エンジンはピスト
ンの一往復、すなわちクランク軸一回転にて吸入、圧縮
、爆発、排気の工程を行なう２サイクルエンジンと、ピ
ストンの二往復、すなわちクランク軸二回転の間に前記
の四工程を行なう４サイクルエンジンとに大別される。
ンの一往復、すなわちクランク軸一回転にて吸入、圧縮
、爆発、排気の工程を行なう２サイクルエンジンと、ピ
ストンの二往復、すなわちクランク軸二回転の間に前記
の四工程を行なう４サイクルエンジンとに大別される。
【０００３】そして２サイクルエンジンではシリンダス
リ−ブの下方に吸気ポ−トを配置し、ピストンの下降時
に圧送される空気により、吸入と排気とを同時平行して
行い、クランク軸の一回転毎に爆発が行なわれるため出
力軸の回転変動が少なく、高いトルクを発生することが
できるという特性を有する。一方４サイクルエンジンで
は吸入と排気とがそれぞれ独立した工程にて行なわれる
ので、十分にガスと空気の置換が行なわれ２サイクルエ
ンジンに比べて低負荷低速運転時における排気ガスが清
浄であり、とくにエンジン回転速度が高速時における燃
料消費率が少ないという特性がある。
リ−ブの下方に吸気ポ−トを配置し、ピストンの下降時
に圧送される空気により、吸入と排気とを同時平行して
行い、クランク軸の一回転毎に爆発が行なわれるため出
力軸の回転変動が少なく、高いトルクを発生することが
できるという特性を有する。一方４サイクルエンジンで
は吸入と排気とがそれぞれ独立した工程にて行なわれる
ので、十分にガスと空気の置換が行なわれ２サイクルエ
ンジンに比べて低負荷低速運転時における排気ガスが清
浄であり、とくにエンジン回転速度が高速時における燃
料消費率が少ないという特性がある。
【０００４】ところで、断熱構造を有するエンジンでは
そのエンジンのシリンダ内の温度が高くなるなるので、
熱力学的に排気ガス温度も高くなり、特に２サイクルエ
ンジンの場合にはシリンダ内の残留燃焼ガスにより掃気
空気が加熱され吸気空気質量が減少し空気との置換効率
（吸入効率）が悪くなり、燃焼効率が低下するという実
情がある。
そのエンジンのシリンダ内の温度が高くなるなるので、
熱力学的に排気ガス温度も高くなり、特に２サイクルエ
ンジンの場合にはシリンダ内の残留燃焼ガスにより掃気
空気が加熱され吸気空気質量が減少し空気との置換効率
（吸入効率）が悪くなり、燃焼効率が低下するという実
情がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記２サイクルエンジ
ンと４サイクルエンジンと断熱エンジンの特性を利用し
てエンジン効率を向上し、かつ、熱損失が少ない断熱構
造を有するエンジンの排気ガスエネルギ−を有効に利用
するためタ−ビン効率を上昇させシリンダ内の吸入効率
の問題を解決した断熱構造を有する２−４サイクル機関
を提供するものである。
ンと４サイクルエンジンと断熱エンジンの特性を利用し
てエンジン効率を向上し、かつ、熱損失が少ない断熱構
造を有するエンジンの排気ガスエネルギ−を有効に利用
するためタ−ビン効率を上昇させシリンダ内の吸入効率
の問題を解決した断熱構造を有する２−４サイクル機関
を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係わる手段は、シリンダの上部に排気弁を下
部に吸気ポ−トを有する２サイクルエンジンにおいて、
ピストンヘッドおよび排気ポ−トを断熱構造にし、前記
排気弁を駆動する電磁力駆動装置を設け、エンジン負荷
が小さくエンジンの回転数が低い段階で４ストロ−ク運
転し、タ−ボチャ−ジャのブ−スト圧力が排気圧力より
も高くなったときに２ストロ−クに切り換える機能を有
する制御装置を設け、かつ排気弁の開口タイミングより
早く開口し排気弁の直径よりも小さいブローダウン弁を
排気弁と並列に設けたことを特徴とするものである。
の本発明に係わる手段は、シリンダの上部に排気弁を下
部に吸気ポ−トを有する２サイクルエンジンにおいて、
ピストンヘッドおよび排気ポ−トを断熱構造にし、前記
排気弁を駆動する電磁力駆動装置を設け、エンジン負荷
が小さくエンジンの回転数が低い段階で４ストロ−ク運
転し、タ−ボチャ−ジャのブ−スト圧力が排気圧力より
も高くなったときに２ストロ−クに切り換える機能を有
する制御装置を設け、かつ排気弁の開口タイミングより
早く開口し排気弁の直径よりも小さいブローダウン弁を
排気弁と並列に設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】本発明はこのように構成したので、エンジンの
回転数および負荷が小さい段階の例えばアイドリング時
における爆発工程において、ピストンが下死点に達する
少し手前から上死点までの間排気弁を電磁力により開弁
して排気しその後ピストンが下降する間上記排気弁を電
磁力により閉弁することによりシリンダ内の圧力を急降
下させその時シリンダの下部に設けた吸気ポ−トから空
気を圧送して圧縮点火するがエンジン負荷の小さい時に
は、排気ガスのエンタルピが低いため、タ−ボタチャ−
ジャのタ−ビンは、十分な仕事が出来ずコンプレッサ−
の圧縮圧を得ることが出来ない。従ってタ−ボチャ−ジ
ャのブ−スト圧力が排気圧力よりも高くなるまで４スト
ロ−クの運転をする。そしてエンジン負荷が大きくなり
排気ガスのエンタルピが大きくなるとタ−ボチャ−ジャ
のコンプレッサ−圧力が排気圧力よりも高くなった段階
で２ストロ−クの運転に切り換えて運転する。
回転数および負荷が小さい段階の例えばアイドリング時
における爆発工程において、ピストンが下死点に達する
少し手前から上死点までの間排気弁を電磁力により開弁
して排気しその後ピストンが下降する間上記排気弁を電
磁力により閉弁することによりシリンダ内の圧力を急降
下させその時シリンダの下部に設けた吸気ポ−トから空
気を圧送して圧縮点火するがエンジン負荷の小さい時に
は、排気ガスのエンタルピが低いため、タ−ボタチャ−
ジャのタ−ビンは、十分な仕事が出来ずコンプレッサ−
の圧縮圧を得ることが出来ない。従ってタ−ボチャ−ジ
ャのブ−スト圧力が排気圧力よりも高くなるまで４スト
ロ−クの運転をする。そしてエンジン負荷が大きくなり
排気ガスのエンタルピが大きくなるとタ−ボチャ−ジャ
のコンプレッサ−圧力が排気圧力よりも高くなった段階
で２ストロ−クの運転に切り換えて運転する。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。図
においてシリンダ１の上部には排気弁２が設けられその
下部には吸気ポ−ト３が設けられて２ストロ−クのエン
ジンを構成する。排気弁２に併設して口径が小さいブロ
−ダウン弁４が設けられている。シリンダライナ６の上
部および排気ポ−ト６の内面には断熱材６、７が設けら
れている。またピストン８のヘッドにも断熱材９が設け
られている。排気弁２およびブロ−ダウン弁４にはそれ
ぞれ電磁吸着板１０、１２と電磁装置１１、１３が設け
られ、この電磁装置１１、１３により排気弁２およびブ
ロ−ダウン弁３は駆動されるようになっている。排気ポ
−ト６には排気タ−ビン１４が接続され、回転体１５と
ステ−タ１６を備えた発電機を介して、コンプレッサ１
７が設けられている。このコンプレッサ１７で昇圧され
た空気は吸気ポ−ト３に過給されるようになっている。 １８は排気の圧力を検知するための排気圧センサ、１９
は過給空気の圧力を検知する吸気圧センサである。２０
はコントロ−ラであり、エンジンの負荷を負荷センサ２
３で検知し、かつ、エンジンの回転を回転センサ２４で
検知して排気弁２の電磁駆動装置１１を介して排気弁を
開閉しエンジンの負荷および回転数が低い段階ではエン
ジンを４ストロ−クで運転し排気圧センサ１８と吸気圧
センサ１９からの信号により、排気圧力が吸気圧力より
も低くなった時に２ストロ−クでエンジンを運転する機
能を有する。
においてシリンダ１の上部には排気弁２が設けられその
下部には吸気ポ−ト３が設けられて２ストロ−クのエン
ジンを構成する。排気弁２に併設して口径が小さいブロ
−ダウン弁４が設けられている。シリンダライナ６の上
部および排気ポ−ト６の内面には断熱材６、７が設けら
れている。またピストン８のヘッドにも断熱材９が設け
られている。排気弁２およびブロ−ダウン弁４にはそれ
ぞれ電磁吸着板１０、１２と電磁装置１１、１３が設け
られ、この電磁装置１１、１３により排気弁２およびブ
ロ−ダウン弁３は駆動されるようになっている。排気ポ
−ト６には排気タ−ビン１４が接続され、回転体１５と
ステ−タ１６を備えた発電機を介して、コンプレッサ１
７が設けられている。このコンプレッサ１７で昇圧され
た空気は吸気ポ−ト３に過給されるようになっている。 １８は排気の圧力を検知するための排気圧センサ、１９
は過給空気の圧力を検知する吸気圧センサである。２０
はコントロ−ラであり、エンジンの負荷を負荷センサ２
３で検知し、かつ、エンジンの回転を回転センサ２４で
検知して排気弁２の電磁駆動装置１１を介して排気弁を
開閉しエンジンの負荷および回転数が低い段階ではエン
ジンを４ストロ−クで運転し排気圧センサ１８と吸気圧
センサ１９からの信号により、排気圧力が吸気圧力より
も低くなった時に２ストロ−クでエンジンを運転する機
能を有する。
【０００９】このように構成した本実施例の作用につい
て次に説明する。先ずエンジンの回転が低くかつエンジ
ンの負荷が低い例えばアイドリング時のような場合には
、排気温度が低く、圧力も低く十分な仕事が出来るよう
なエンタルピを有していないので、排気ガスは排気タ−
ビン１４を回転させ、コンプレッサ−が仕事をするよう
な十分なエネルギを有していない。したがってこのよう
にエンジンの負荷および回転数が低い段階では、コンプ
レッサ１７による空気の昇圧が不十分になり、２ストロ
−クエンジンとして運転したときには吸入効率が低下し
エンジン効率が低いどころか空気の交換さえも出来ない
状態となる。そこでこのような場合には４ストロ−クで
運転する。
て次に説明する。先ずエンジンの回転が低くかつエンジ
ンの負荷が低い例えばアイドリング時のような場合には
、排気温度が低く、圧力も低く十分な仕事が出来るよう
なエンタルピを有していないので、排気ガスは排気タ−
ビン１４を回転させ、コンプレッサ−が仕事をするよう
な十分なエネルギを有していない。したがってこのよう
にエンジンの負荷および回転数が低い段階では、コンプ
レッサ１７による空気の昇圧が不十分になり、２ストロ
−クエンジンとして運転したときには吸入効率が低下し
エンジン効率が低いどころか空気の交換さえも出来ない
状態となる。そこでこのような場合には４ストロ−クで
運転する。
【００１０】すなわち、回転センサ２４と負荷センサ２
３とでエンジンの回転数と負荷とを検出してその信号を
コントロ−ラ２０に入力し、一方排気圧センサ１８でそ
のときの排気圧を検出してコントロ−ラ２０に入力する
とともに吸気圧センサ１９でその時の吸気圧力を検出し
てコントロ−ラ２０に入力する。そして、排気圧力が吸
気圧力よりも低くなるまで４ストロ−クで運転する。こ
の時の４ストロ−クの運転は次のようにして行なう。
３とでエンジンの回転数と負荷とを検出してその信号を
コントロ−ラ２０に入力し、一方排気圧センサ１８でそ
のときの排気圧を検出してコントロ−ラ２０に入力する
とともに吸気圧センサ１９でその時の吸気圧力を検出し
てコントロ−ラ２０に入力する。そして、排気圧力が吸
気圧力よりも低くなるまで４ストロ−クで運転する。こ
の時の４ストロ−クの運転は次のようにして行なう。
【００１１】先ず爆発の段階で回転位置センサ２１から
の信号をコントロ−ラ２０に入力し、クランク２２の回
転角度により、ピストン８が下死点になる前（一例とし
てクランク角度−７０度）の時点から上死点（クランク
角度１８０度）までの間、電磁駆動装置１１を介して排
気弁２を開弁してシリンダ１内の燃焼ガスを排気し、ピ
ストン８が下降段階に入るときに排気弁２を電磁駆動装
置１１にて駆動し閉弁する。これによりシリンダ１内は
負圧になり、ピストンは下降を続け下死点付近で吸気ポ
−ト３から空気がシリンダ１内に吸気される。そしてピ
ストン８が上昇して空気を圧縮し点火することにより４
ストロ−クの運転が実現される。このようにしてエンジ
ンの負荷および回転数が低い段階では４ストロ−クで運
転することにより、シリンダ１内の吸入効率が維持され
て低負荷、低回転時におけるエンジンの効率が維持され
る。そしてこの４ストロ−クで運転して吸気圧力が排気
ガスの圧力よりも高くなったときに、これをコントロ−
ラ２０で判断し、２ストロ−ク運転に切り換える。
の信号をコントロ−ラ２０に入力し、クランク２２の回
転角度により、ピストン８が下死点になる前（一例とし
てクランク角度−７０度）の時点から上死点（クランク
角度１８０度）までの間、電磁駆動装置１１を介して排
気弁２を開弁してシリンダ１内の燃焼ガスを排気し、ピ
ストン８が下降段階に入るときに排気弁２を電磁駆動装
置１１にて駆動し閉弁する。これによりシリンダ１内は
負圧になり、ピストンは下降を続け下死点付近で吸気ポ
−ト３から空気がシリンダ１内に吸気される。そしてピ
ストン８が上昇して空気を圧縮し点火することにより４
ストロ−クの運転が実現される。このようにしてエンジ
ンの負荷および回転数が低い段階では４ストロ−クで運
転することにより、シリンダ１内の吸入効率が維持され
て低負荷、低回転時におけるエンジンの効率が維持され
る。そしてこの４ストロ−クで運転して吸気圧力が排気
ガスの圧力よりも高くなったときに、これをコントロ−
ラ２０で判断し、２ストロ−ク運転に切り換える。
【００１２】すなわちシリンダ１の上部に排気弁２を下
側に吸気ポ−ト３を有する通常の２ストロ−クエンジン
として運転される。このときこのエンジンは断熱構造を
有するので排気ガスのエネルギは大きく排気ガスの圧力
が高いが、コントロ−ラ２０によって排気ガス圧よりも
吸気圧力の方が高い段階で２ストロ−クに切り換えられ
るので、爆発後に排気弁２が電磁駆動装置１１により開
弁されてピストン８が下降し吸気ポ−ト３が開かれると
、コンプレッサ１７によって昇圧された空気は吸気ポ−
ト３からシリンダ１内に流入してシリンダ１内を掃気す
る。その後排気弁２が電磁駆動装置１１により閉弁され
てピストン８が上昇し、空気を圧縮して爆発することに
より２ストロ−クサイクルの運転となる。なお、本発明
において、排気弁２は通常のエンジンのそれと比べて直
径が大きく、シリンダ内圧に抗してこれを開くにはかな
りの力を必要とする。そこで、本発明においては排気弁
２と並列にブローダウン弁４を設け排気弁を開くにあた
って、まずブローダウン弁４を開いてシリンダ内圧を低
下せしめるように構成している。そしてこのような一連
の動作はすべてコントローラ２０にセットしてあるプロ
グラムで実行する。
側に吸気ポ−ト３を有する通常の２ストロ−クエンジン
として運転される。このときこのエンジンは断熱構造を
有するので排気ガスのエネルギは大きく排気ガスの圧力
が高いが、コントロ−ラ２０によって排気ガス圧よりも
吸気圧力の方が高い段階で２ストロ−クに切り換えられ
るので、爆発後に排気弁２が電磁駆動装置１１により開
弁されてピストン８が下降し吸気ポ−ト３が開かれると
、コンプレッサ１７によって昇圧された空気は吸気ポ−
ト３からシリンダ１内に流入してシリンダ１内を掃気す
る。その後排気弁２が電磁駆動装置１１により閉弁され
てピストン８が上昇し、空気を圧縮して爆発することに
より２ストロ−クサイクルの運転となる。なお、本発明
において、排気弁２は通常のエンジンのそれと比べて直
径が大きく、シリンダ内圧に抗してこれを開くにはかな
りの力を必要とする。そこで、本発明においては排気弁
２と並列にブローダウン弁４を設け排気弁を開くにあた
って、まずブローダウン弁４を開いてシリンダ内圧を低
下せしめるように構成している。そしてこのような一連
の動作はすべてコントローラ２０にセットしてあるプロ
グラムで実行する。
【００１３】
【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、シリ
ンダの上部に排気弁をその下方に吸気ポ−トを有する２
サイクルエンジンの上記排気弁を電磁駆動装置にて駆動
し、エンジンの負荷および回転数が低い段階では４スト
ロ−クにし排気圧力が吸気圧力よりも低くなった時に２
ストロ−クに切り換える制御装置を設けたので、断熱構
造を有するエンジンでもその吸気効率を維持することが
できる。これにより２サイクルエンジンに４サイクルエ
ンジンの機能を持たせて２サイクルエンジンおよび４サ
イクルエンジンの特性を生かしたエンジンとすることが
できるとともに断熱構造にして熱損失が少ないエンジン
とすることができエンジン効率を大幅に向上することが
できる。
ンダの上部に排気弁をその下方に吸気ポ−トを有する２
サイクルエンジンの上記排気弁を電磁駆動装置にて駆動
し、エンジンの負荷および回転数が低い段階では４スト
ロ−クにし排気圧力が吸気圧力よりも低くなった時に２
ストロ−クに切り換える制御装置を設けたので、断熱構
造を有するエンジンでもその吸気効率を維持することが
できる。これにより２サイクルエンジンに４サイクルエ
ンジンの機能を持たせて２サイクルエンジンおよび４サ
イクルエンジンの特性を生かしたエンジンとすることが
できるとともに断熱構造にして熱損失が少ないエンジン
とすることができエンジン効率を大幅に向上することが
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す模式図である。
１…シリンダ
２…排気弁
３…吸気ポ−ト
６…排気ポ−ト
７…断熱材
８…ピストン
９…断熱材
１１…電磁駆動装置
１４…排気タ−ビン
１７…コンプレッサ
１８…排気圧センサ
１９…吸気圧センサ
２０…コントロ−ラ
２３…負荷センサ
２４…回転センサ
Claims (1)
- シリンダの上部に排気弁を下部に吸気ポ−トを有する２
サイクルエンジンにおいて、ピストンヘッドおよび排気
ポ−トを断熱構造にし、前記排気弁を駆動する電磁力駆
動装置を設け、エンジン負荷が小さくエンジンの回転数
が低い段階で４ストロ−ク運転し、タ−ボチャ−ジャの
ブ−スト圧力が排気圧力よりも高くなったときに２スト
ロ−クに切り換える機能を有する制御装置を設け、かつ
排気弁の開口タイミングより早く開口し排気弁の直径よ
りも小さいブローダウン弁を排気弁と並列に設けたこと
を特徴とする断熱構造を有する２−４サイクル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10687191A JPH04314916A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 断熱構造を有する２−４サイクル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10687191A JPH04314916A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 断熱構造を有する２−４サイクル機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04314916A true JPH04314916A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=14444602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10687191A Pending JPH04314916A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 断熱構造を有する２−４サイクル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04314916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057965A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Ataka Engineering Co., Ltd | 内燃機関 |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP10687191A patent/JPH04314916A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057965A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Ataka Engineering Co., Ltd | 内燃機関 |
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