JPH04314925A - Operation method for two/four-cycle engine - Google Patents

Operation method for two/four-cycle engine

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JPH04314925A
JPH04314925A JP10687391A JP10687391A JPH04314925A JP H04314925 A JPH04314925 A JP H04314925A JP 10687391 A JP10687391 A JP 10687391A JP 10687391 A JP10687391 A JP 10687391A JP H04314925 A JPH04314925 A JP H04314925A
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engine
cycle
intake
turbocharger
driving device
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Hideo Kawamura
河村英男
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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    • F02B69/06Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different cycles, e.g. convertible from two-stroke to four stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

Abstract

PURPOSE:To drastically improve the efficiency of an engine by generating a high torque in the low speed operation and carrying out the operation with high fuel consumption in the high speed operation by selectively switching three operation conditions of turbocharger operation, two and four cycle operations according to the operation state of the engine. CONSTITUTION:In the low speed high load state, a controller 8 operates an engine in two-cycle operation, and suspends the operation of an intake valve driving device 51 and holds an intake valve 5 in closed state. further, the controller 8 controls a exhaust valve driving device 61 and opens an exhaust valve 6 in each revolution. When a slide valve 3 stops, an intake port 12 and a window part 31 coincide, and the intake air compressed by a turbocharger 7 is supplied into a combustion chamber from the intake port 12. Accordingly, this engine operates as uniflow type two-cycle engine. Then, in the high speed operation, the ordinary four-cycle operation is performed by the intake valve driving device 51 and the exhaust valve driving device 61.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの回転数や負荷
の変化などエンジンの運転状況に応じてタ−ボチャ−ジ
ャ、2サイクル運転および4サイクル運転を逐次選択し
切り換えることにより、エンジン効率を向上するように
した2−4サイクルエンジンの運転方法に関するもので
ある。
[Industrial Application Field] The present invention improves engine efficiency by sequentially selecting and switching between turbocharger, 2-cycle operation, and 4-cycle operation according to engine operating conditions such as changes in engine speed and load. The present invention relates to an improved method of operating a 2-4 cycle engine.

【0002】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。
[Prior Art] Conventional piston reciprocating engines include two-cycle engines, which perform the suction, compression, explosion, and exhaust processes with one reciprocation of the piston, or one rotation of the crankshaft, and two-stroke engines, in which the piston reciprocates twice, or two rotations of the crankshaft. It is roughly divided into 4-cycle engines, which perform the above four steps during the engine.

【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。その反面において2サイク
ルエンジンは吸入と排気を同時平行して行なうので、例
えばアイドリング時のようにエンジンの負荷が低くエン
ジンの回転数が低い段階では排気ガス圧力が低いので十
分な掃気を行なうことができず、このような段階では2
サイクルエンジンとして作動しにくいという特性がある
In a two-stroke engine, the intake port is located below the cylinder sleeve, and air is pumped in when the piston descends to simultaneously perform intake and exhaust in parallel. Because the explosion occurs, there is little rotational fluctuation of the output shaft, and it has the characteristics of being able to generate high torque. On the other hand, a two-stroke engine performs intake and exhaust simultaneously, so when the engine load is low and the engine speed is low, such as when idling, the exhaust gas pressure is low and sufficient scavenging cannot be performed. At this stage, 2
It has the characteristic that it is difficult to operate as a cycle engine.

【0004】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シリンダ内
の空気とガスの置換が十分に行なわれる。そのために4
サイクルエンジンは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吸入効率がよいが、エンジンの運転
時には高いトルクを得ることができないという特性を有
する。しかしながら4サイクルエンジンはとくにエンジ
ン回転速度が高速時において吸入空気の量が確保でき、
燃料消費率が少ないという特性がある。
On the other hand, in a four-stroke engine, intake and exhaust are performed in independent steps, so that the air and gas in the cylinder are sufficiently replaced. For that reason 4
A cycle engine has better suction efficiency than a two-stroke engine during low-load, low-speed operation, but has the characteristic of not being able to obtain high torque during engine operation. However, a 4-stroke engine can ensure a sufficient amount of intake air, especially when the engine speed is high.
It has the characteristic of low fuel consumption.

【0005】次にタ−ボチャ−ジャはエンジンの排気ガ
スにてタ−ビンを回転し、このタ−ビンと同軸に設けら
れたコンプレッサを回転して空気を過給することにより
エンジンの効率を向上するようにしている。したがって
、このタ−ボチャ−ジャを駆動するためには、エンジン
の排気圧力と温度が高いことが必要であるので、排気ガ
ス圧力が低い段階、すなわちエンジン負荷が低い段階で
はタ−ボチャ−ジャによる過給ができないという実情が
ある。この実情を回避するためにタ−ボチャ−ジャにタ
−ビンと同軸に電動−発電が出来る回転機を設け、エン
ジンの負荷が高い段階では十分にエネルギを有する排気
によりタ−ビンを回転させ、その回転力で電動−発電機
を発電機として動作させて得られる電力を蓄電手段に蓄
えておく。エンジンの負荷が低い段階では、蓄電手段に
蓄えられている電力を用いて電動−発電機を電動機運転
してコンプレッサを駆動し、エンジンの負荷が低い段階
でも吸入空気の過給を可能にしている。
Next, the turbocharger uses the exhaust gas from the engine to rotate a turbine, which rotates a compressor installed coaxially with the turbine to supercharge the air, thereby increasing the efficiency of the engine. I'm trying to improve. Therefore, in order to drive this turbocharger, the exhaust gas pressure and temperature of the engine need to be high, so when the exhaust gas pressure is low, that is, the engine load is low, the turbocharger The reality is that supercharging is not possible. In order to avoid this situation, the turbocharger is equipped with a rotating machine that can generate electric power coaxially with the turbine, and when the engine load is high, the exhaust gas with sufficient energy is used to rotate the turbine. The electric power obtained by operating the motor-generator as a generator using the rotational force is stored in the power storage means. When the engine load is low, the electric power stored in the storage means is used to operate the motor-generator to drive the compressor, making it possible to supercharge the intake air even when the engine load is low. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記2サイ
クルエンジンは負荷の軽重にかかわらず、2サイクルの
運転方式でしか運転できず、また、上記4サイクルエン
ジンは同じく4サイクルの運転方式でしか運転できない
。この実情に鑑みて出願人は一つのエンジンで2サイク
ルおよび4サイクルに切り換えて運転することができる
2−4サイクルエンジンを例えば特願平1−11250
7号としてすでに出願している。これら一連の2−4サ
イクルエンジンは、一応2サイクルおよび4サイクルの
運転方式の長所を生かした切り替え運転を実現できるが
、まだそれら運転方式の長所を生かしきっていないのが
実情であり、更にエンジンの低速高負荷時の運転効率を
飛躍的に向上させることはできない。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the above-mentioned 2-cycle engine can only be operated in a 2-cycle operation mode regardless of the load, and the 4-cycle engine can also be operated only in a 4-cycle operation mode. Can not. In view of this situation, the applicant has developed a 2-4 cycle engine that can be operated by switching between 2-stroke and 4-cycle operations with one engine, for example, as disclosed in Japanese Patent Application No. 1-11250.
It has already been filed as No. 7. Although these series of 2-4 cycle engines can achieve switching operation that takes advantage of the advantages of 2-stroke and 4-cycle operating systems, the reality is that the advantages of these operating systems have not yet been fully utilized. The operating efficiency at low speed and high load cannot be dramatically improved.

【0007】本発明は2−4サイクルエンジンにおいて
、2サイクルエンジンと4サイクルエンジンの特性およ
びタ−ボチャ−ジャの特性をエンジンの運転状況に応じ
て選択し、この三要素を切り換えて運転するようにした
2−4サイクルエンジンの運転方法を提供するものであ
る。
[0007] In a 2-4 cycle engine, the present invention selects the characteristics of the 2-stroke engine and 4-stroke engine and the characteristics of the turbocharger according to the operating conditions of the engine, and operates by switching these three elements. The present invention provides a method of operating a 2-4 cycle engine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る手段は、電動機を付勢したタ−ボチャ−
ジャを備えた2−4サイクル切り換え式のエンジンにお
いて、エンジンの運転状況に応じてタ−ボチャ−ジャ、
2サイクルおよび4サイクルの三つの運転要素を逐次選
択し切り換えて運転することを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] Means according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a turbocharger that energizes an electric motor.
In a 2-4 cycle engine equipped with a turbocharger, the turbocharger or
It is characterized by successively selecting and switching three operating elements of 2-cycle and 4-cycle for operation.

【0009】[0009]

【作用】本発明はこのように構成したので、エンジンス
タ−ト時には蓄電手段に蓄電された電力を利用して回転
される電動−発電機によりタ−ボチャ−ジャを駆動して
過給し2サイクルエンジンの空気と排気ガスの置換を効
率よく行いながら低回転時における2サイクルエンジン
の特性を生かして高いトルクを出力し、車両の発進をス
ム−スに行なう。そして車両発進後、エンジンの回転が
ある回転になるまでこの運転状態を保持することにより
、低速回転時における2サイクルエンジンの掃気の問題
をタ−ボチャ−ジャにて回避しながら高いトルクを出力
する2サイクルエンジンの特性を生かして低速時の運転
をする。次にエンジン回転数がある回転数以上になった
時にタ−ボチャ−ジャを停止し、そのまま2サイクルエ
ンジンの運転を継続する。更に負荷が軽く高速回転状態
となったとき4サイクルエンジンに切り換え、高速運転
に4サイクルエンジンの特性を生かして燃費のよい高速
運転を行なう。
[Operation] Since the present invention is constructed as described above, when the engine is started, the turbocharger is driven by the electric motor-generator rotated using the electric power stored in the electric storage means to supercharge the engine. While efficiently replacing air and exhaust gas in a cycle engine, the characteristics of a two-stroke engine at low rotational speeds are utilized to output high torque, allowing the vehicle to start smoothly. After the vehicle starts, this operating state is maintained until the engine reaches a certain rotational speed, thereby outputting high torque while avoiding the scavenging problem of 2-cycle engines at low speeds using a turbocharger. It takes advantage of the characteristics of a 2-stroke engine to operate at low speeds. Next, when the engine speed reaches a certain speed or higher, the turbocharger is stopped and the two-stroke engine continues to operate. Furthermore, when the load is light and the engine rotates at high speed, the engine is switched to the 4-cycle engine, and the characteristics of the 4-cycle engine are utilized for high-speed operation to achieve high-speed operation with good fuel efficiency.

【0010】0010

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて詳細に
説明する。先ず、本発明にかかわる2−4サイクルエン
ジンの運転方法を実施するための装置について説明する
。図1は、本発明の方法を実施するためのエンジンの一
例を示す断面図である。また、第2図は、図1の2−2
断面図である。尚、図1は図2における1−1断面図に
相当するものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, a device for carrying out the method of operating a 2-4 cycle engine according to the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view showing an example of an engine for carrying out the method of the present invention. Also, Figure 2 shows 2-2 in Figure 1.
FIG. Note that FIG. 1 corresponds to the 1-1 sectional view in FIG.

【0011】1はエンジン本体であり、該エンジン本体
1の内部にはシリンダスリーブ11が嵌合されている。 該シリンダスリーブ11の下部には、該エンジンが2サ
イクル作動する際に燃焼室内に吸気を導入する吸入口1
2が貫設されている。そして、上記エンジン本体1の吸
入口12に対応する位置には、該吸入口12へ吸気を導
く吸気管13が設けられている。上記エンジン本体1に
は更に、シリンダヘッド部に燃焼室へ吸気を導く吸気管
路14と燃焼室からの排気ガスを外部へ導く排気管路1
5とが設けられている。
Reference numeral 1 denotes an engine body, and a cylinder sleeve 11 is fitted inside the engine body 1. At the bottom of the cylinder sleeve 11 is an intake port 1 that introduces intake air into the combustion chamber when the engine operates for two cycles.
2 is installed through it. An intake pipe 13 is provided at a position corresponding to the intake port 12 of the engine body 1 to guide intake air to the intake port 12. The engine body 1 further includes an intake pipe 14 in the cylinder head that guides intake air to the combustion chamber, and an exhaust pipe 1 that guides exhaust gas from the combustion chamber to the outside.
5 is provided.

【0012】2は、上記シリンダスリーブ11の内部を
往復するピストンである。図1は、該ピストン2が上死
点近傍位置にある状態を示しており、該ピストン2の側
面によって上記吸入口12は閉鎖されているが、該ピス
トン2が下死点まで移動すると吸入口12は燃焼室側に
露出し開口することになる。
Reference numeral 2 denotes a piston that reciprocates inside the cylinder sleeve 11. FIG. 1 shows a state in which the piston 2 is near the top dead center, and the suction port 12 is closed by the side surface of the piston 2. However, when the piston 2 moves to the bottom dead center, the suction port 12 is closed. 12 is exposed and opened on the combustion chamber side.

【0013】3は、上記シリンダスリーブ11の外周面
に沿って湾曲した帯状のスライドバルブであり、シリン
ダスリーブ11の外周に摺動自在に2個配設されている
。該スライドバルブ3は窒化珪素等のセラミック焼結体
のように耐熱性に優れ、変形がなく、かつ軽量である材
料で形成されており、上記吸入口12と同一ピッチで窓
部31が貫設されている。該2個のスライドバルブ3は
互いの間に気室32と気室33とを形成し、該気室33
には該気室33を拡張する方向、すなわち気室32を減
縮する方向に上記スライドバルブ3を付勢するスプリン
グ34が配設されている。そして、上記エンジン本体1
には該気室32と連通する送気管35と、気室33と連
通する送気管36とが設けられている。
Reference numeral 3 denotes a band-shaped slide valve curved along the outer circumferential surface of the cylinder sleeve 11, and two slide valves are disposed on the outer circumference of the cylinder sleeve 11 so as to be freely slidable. The slide valve 3 is made of a material that has excellent heat resistance, does not deform, and is lightweight, such as a ceramic sintered body such as silicon nitride, and has window portions 31 extending through it at the same pitch as the suction port 12. has been done. The two slide valves 3 form an air chamber 32 and an air chamber 33 between them, and the air chamber 33
A spring 34 is disposed in the spring 34 for biasing the slide valve 3 in the direction of expanding the air chamber 33, that is, in the direction of contracting the air chamber 32. Then, the engine body 1
An air pipe 35 communicating with the air chamber 32 and an air pipe 36 communicating with the air chamber 33 are provided.

【0014】そして、上記送気管35には、外部からの
信号により上記気室32に圧縮空気を供給し、また該気
室32を外部に対して開放する圧力タンク41が接続さ
れている。また、上記送気管36には外部からの信号に
より上記気室33を外部に対して開放する電磁バルブ4
2が接続されている。
A pressure tank 41 is connected to the air supply pipe 35 for supplying compressed air to the air chamber 32 in response to a signal from the outside, and for opening the air chamber 32 to the outside. Further, the air supply pipe 36 is provided with a solenoid valve 4 that opens the air chamber 33 to the outside in response to an external signal.
2 are connected.

【0015】5は、上記吸気管路14と燃焼室との間に
配設された吸気バルブであり、該吸気バルブ5は外部か
らの信号により該吸気バルブ5を自在に開閉駆動する吸
気バルブ駆動装置51に連結されている。
Reference numeral 5 denotes an intake valve disposed between the intake pipe line 14 and the combustion chamber, and the intake valve 5 is driven by an intake valve drive mechanism that freely opens and closes the intake valve 5 in response to an external signal. The device 51 is connected to the device 51 .

【0016】6は、上記排気管路15と燃焼室との間に
配設された排気バルブであり、該排気バルブ6は外部か
らの信号により該排気バルブ6を自在に開閉駆動する排
気バルブ駆動装置61に連結されている。
Reference numeral 6 denotes an exhaust valve disposed between the exhaust pipe line 15 and the combustion chamber, and the exhaust valve 6 is driven by an exhaust valve drive system that freely opens and closes the exhaust valve 6 in response to an external signal. It is connected to device 61.

【0017】尚、上記吸気バルブ駆動装置51及び排気
バルブ駆動装置61は共に、吸気バルブ5及び排気バル
ブ6に連結された磁性体を固定電磁石にて吸引あるいは
排斥して各バルブを駆動するものであり、例えば特願昭
63−334960号等に記載されているものと同様の
構成を有している。
Both the intake valve driving device 51 and the exhaust valve driving device 61 drive the respective valves by attracting or repelling magnetic bodies connected to the intake valves 5 and exhaust valves 6 using fixed electromagnets. It has a structure similar to that described in, for example, Japanese Patent Application No. 63-334960.

【0018】7は、ターボチャージャであり、上記排気
管路15からの排気ガスにより駆動されるタービン72
と、該タービン72の回転力により吸気を圧縮し上記吸
気管13及び吸気管路14に供給するコンプレッサ71
と、該コンプレッサ71とタービン72を連結する回転
軸に配設された回転電機73とを有している。また、該
回転電機73はインバータ/コンバータ74が接続され
ており、外部からの信号により電動機として、あるいは
発電機として作動する。
Reference numeral 7 denotes a turbocharger, which includes a turbine 72 driven by exhaust gas from the exhaust pipe 15.
and a compressor 71 which compresses intake air using the rotational force of the turbine 72 and supplies it to the intake pipe 13 and intake pipe line 14.
and a rotating electrical machine 73 disposed on a rotating shaft that connects the compressor 71 and the turbine 72. Further, the rotating electrical machine 73 is connected to an inverter/converter 74, and operates as a motor or a generator depending on an external signal.

【0019】8はコントローラであり、上記圧力タンク
41、電磁バルブ42、吸気バルブ駆動装置51、排気
バルブ駆動装置61、インバータ/コンバータ74に連
結し、これらに対して制御信号を出力する。尚、該コン
トローラ8はマイクロコンピュータからなり、演算処理
を行う中央制御装置、演算処理手順や制御手順などを格
納する各種メモリ、入/出力ポートなどを備えている。
A controller 8 is connected to the pressure tank 41, electromagnetic valve 42, intake valve drive device 51, exhaust valve drive device 61, and inverter/converter 74, and outputs control signals to these. The controller 8 is composed of a microcomputer, and includes a central control unit for performing arithmetic processing, various memories for storing arithmetic processing procedures, control procedures, etc., input/output ports, and the like.

【0020】次に、上記構成によるエンジンの作動につ
いて説明する。図3は、スライドバルブの作動を示す斜
視図である。エンジンの回転速度が所定速度以下で、か
つエンジンへの負荷が所定値以上の場合、すなわち低速
高負荷状態の場合には、上記コントローラ8はエンジン
を2サイクル作動させるため、吸気バルブ駆動装置51
の作動を停止させ吸気バルブ5を閉鎖状態にて保持する
と共に、排気バルブ駆動装置61を制御し排気バルブを
1回転毎に開放する。
Next, the operation of the engine with the above configuration will be explained. FIG. 3 is a perspective view showing the operation of the slide valve. When the rotational speed of the engine is below a predetermined speed and the load on the engine is above a predetermined value, that is, when the engine is in a low speed and high load state, the controller 8 operates the engine for two cycles, so the intake valve drive device 51
The operation of the exhaust valve 5 is stopped to hold the intake valve 5 in a closed state, and the exhaust valve driving device 61 is controlled to open the exhaust valve every rotation.

【0021】更にコントローラ8は、図3のAにて示す
圧力タンク41からの圧縮空気を気室32に供給する。 また、電磁バルブ42を開放し気室33を外部に対して
開放する。すると、気室32内部の圧力により2個のス
ライドバルブ3はスプリング34の拡張力に抗して気室
33を減縮する方向に移動する。このとき気室33内部
の空気は図3のBに示すように排出される。そして、ス
ライドバルブ3が停止すると吸入口12と窓部31とが
一致するためターボチャージャ7によって圧縮された吸
気は、該吸入口12から燃焼室へと供給される。よって
、本エンジンはユニフロー式の2サイクルエンジンとし
て作動することになる。
Furthermore, the controller 8 supplies compressed air from the pressure tank 41 shown at A in FIG. 3 to the air chamber 32. Further, the electromagnetic valve 42 is opened to open the air chamber 33 to the outside. Then, due to the pressure inside the air chamber 32, the two slide valves 3 move in a direction to contract the air chamber 33 against the expansion force of the spring 34. At this time, the air inside the air chamber 33 is exhausted as shown in FIG. 3B. Then, when the slide valve 3 stops, the intake port 12 and the window 31 coincide with each other, so that the intake air compressed by the turbocharger 7 is supplied from the intake port 12 to the combustion chamber. Therefore, this engine operates as a uniflow two-stroke engine.

【0022】次に、エンジンの運転状態が低速低負荷時
もしくは高速時には、圧力タンク41から気室32への
圧縮空気の供給を停止し該気室32を外部に開放する。 すると、スプリング34の拡張力によりスライドバルブ
3を摺動させ吸入口12と窓部31とが一致しない状態
にし、吸入口12を閉鎖する。そして、上記吸気バルブ
駆動装置51と排気バルブ駆動装置61とにより通常の
4サイクル作動を行う。尚、上記回転電機73は、急加
速時等、エンジンに高出力が要求される際には電動機と
して作動し過給作動を付勢すると共に、高速運転時等の
場合には発電機として作動し、排気ガスの熱エネルギを
電気エネルギに変換して回収する。
Next, when the engine is operating at low speed and low load or at high speed, the supply of compressed air from the pressure tank 41 to the air chamber 32 is stopped and the air chamber 32 is opened to the outside. Then, the expansion force of the spring 34 causes the slide valve 3 to slide so that the suction port 12 and the window portion 31 do not coincide with each other, thereby closing the suction port 12. Then, the intake valve drive device 51 and the exhaust valve drive device 61 perform a normal four-cycle operation. The rotating electrical machine 73 operates as an electric motor to energize supercharging operation when high output is required from the engine, such as during sudden acceleration, and operates as a generator during high-speed operation. , converts and recovers the thermal energy of exhaust gas into electrical energy.

【0023】以下本発明の一実施例について説明する。 図4に本発明の一実施例である2−4サイクルエンジン
の性能曲線を示す。この性能曲線は横軸にエンジンの回
転数を縦軸にエンジントルクを取ってトルクとエンジン
回転数との関係を示したものである。すなわち、エンジ
ンのスタ−ト時には2サイクルで運転し(性能曲線B)
、かつ、タ−ボチャ−ジャを駆動した運転をする(性能
曲線A)。すなわち、エンジンの低回転時にタ−ボチャ
−ジャにて過給することにより、2サイクルエンジンの
欠点である掃気を効率よく行いながら、低回転時に高い
トルクを出力するという2サイクルエンジンの特性を利
用するものである。次に性能曲線Aと性能曲線Bとの交
点、すなわちエンジンの回転数がNAになったときにタ
−ボチャ−ジャを停止し2サイクルエンジンとして運転
する。次に2サイクルエンジンの性能曲線Bと4サイク
ルエンジンの性能曲線Cとの交点、すなわちエンジンの
回転数がNBになった時に4サイクルエンジンに切り換
えて高速運転を行なう。このよに、エンジンの運転状況
に応じてタ−ボチャ−ジャ、2サイクルモ−ド、4サイ
クルモ−ドの運転の三要素を切り換えることにより、図
4のような2−4サイクルエンジンの性能曲線を得る。
An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 4 shows a performance curve of a 2-4 cycle engine which is an embodiment of the present invention. This performance curve shows the relationship between torque and engine speed, with engine speed on the horizontal axis and engine torque on the vertical axis. In other words, when the engine starts, it operates in two cycles (performance curve B).
, and the turbocharger is driven (performance curve A). In other words, by supercharging the engine with a turbocharger when the engine is running at low speeds, it takes advantage of the characteristics of a 2-stroke engine, which outputs high torque at low speeds while efficiently scavenging air, which is the drawback of 2-stroke engines. It is something to do. Next, at the intersection of performance curve A and performance curve B, that is, when the engine speed reaches NA, the turbocharger is stopped and the engine is operated as a two-stroke engine. Next, when the performance curve B of the 2-stroke engine and the performance curve C of the 4-stroke engine intersect, that is, when the engine speed reaches NB, the engine is switched to the 4-stroke engine and high-speed operation is performed. In this way, by switching the three elements of turbocharger, 2-cycle mode, and 4-cycle mode operation according to the engine operating status, the performance curve of a 2-4 cycle engine as shown in Figure 4 can be created. obtain.

【0024】次に図5を用いて本実施例の2−4サイク
ルエンジンの運転方法について説明する。先ず、エンジ
ンスタ−ト、タ−ボチャ−ジャを電動機にて付勢運転す
ることにより吸気圧を上昇させ始動を容易とするような
モ−ド(ステップS1)にし、燃料ポンプ、吸気排気弁
を2サイクルにし、始動を完了させた後エンジンの負荷
および回転数、アクセル条件をセンサにて検知しエンジ
ンが加速モ−ドにあるかどうかを判断する(ステップS
2)。そしてエンジンがまだ加速モ−ドにあるときには
タ−ボチャ−ジャの電動モ−ド算出、タ−ボチャ−ジャ
作動し、そのときのエンジン回転数Nが設定されてたエ
ンジン回転数NA(図4)と比較される(ステップS3
)。そしてN<NAの条件のときには現状を維持して引
きつづきタ−ボチャ−ジャを作動する。この条件でエン
ジンの運転をつづけてエンジンの回転が上昇し、N>N
Aの条件が成立した時にタ−ボチャ−ジャを停止し2サ
イクル運転をする。この2サイクル運転によりエンジン
の回転が上昇しN>NAの条件が成立した時(ステップ
S4)、燃料ポンプおよびカムを4サイクルにし、2−
4サイクルエンジンは4サイクルで運転される。このよ
うにして車両はスタ−ト時にタ−ボチャ−ジャにて掃気
して2サイクルの欠点を回避しながら低速回転時に高い
トルクを出力する2サイクルエンジンの特性を生かして
運転することにより、スム−スに発進される。
Next, a method of operating the 2-4 cycle engine of this embodiment will be explained using FIG. First, the engine is started, the turbocharger is energized by the electric motor to increase the intake pressure and start is made easier (step S1), and the fuel pump and intake/exhaust valves are turned on. 2 cycles, and after completing the start, a sensor detects the engine load, rotation speed, and accelerator conditions to determine whether the engine is in acceleration mode (step S
2). When the engine is still in acceleration mode, the electric mode of the turbo charger is calculated, the turbo charger is activated, and the engine speed N at that time is the set engine speed NA (Figure 4 ) is compared with (step S3
). When the condition N<NA, the current state is maintained and the turbocharger continues to operate. As the engine continues to operate under these conditions, the engine speed increases, and N>N
When condition A is satisfied, the turbocharger is stopped and two-cycle operation is performed. When the engine speed increases due to this 2-cycle operation and the condition of N>NA is satisfied (step S4), the fuel pump and cam are set to 4-cycle, and 2-
A four-stroke engine operates on four cycles. In this way, the vehicle uses the turbocharger to scavenge air at the start, avoiding the disadvantages of the 2-stroke engine, and making use of the characteristics of the 2-stroke engine, which outputs high torque at low speeds, to achieve smooth operation. - The vehicle will be launched immediately.

【0025】このようにして車両が発進された後の通常
の走行状態においては次のように運転される。ステップ
S5において2サイクルモ−ドで運転されている状態に
おいて、エンジン負荷、エンジンの回転数がセンサにて
検知されエンジンの加速によりエンジン回転数が上昇し
ている段階でそのエンジンの回転数が2サイクルゾ−ン
かどうかを判断する(ステップS6)。そしてそのゾ−
ンがまだ2サイクルゾ−ンであるときには燃料ポンプ、
カムをそのままとしステップS7でその時のエンジンの
回転数Nと設定された回転数NB(図4)とが比較され
る。この比較によりN<NBの時には2サイクル運転が
持続されて低速時に高いトルクを出力する2サイクル運
転をし、N>NBの時には燃料ポンプ、吸気排気弁を4
サイクルに切り換えて高速運転時に燃費がよい4サイク
ル運転をする。また、ステップS5において走行中に2
サイクルモ−ドでないときには燃料ポンプ、カムが4サ
イクルに切り換えられ、ステップS6で2サイクルゾ−
ンでないときには同じく4サイクルに切り換えられる。
After the vehicle has been started in this manner, it is operated in the normal running state as follows. In step S5, when the engine is operating in the 2-cycle mode, the engine load and engine rotation speed are detected by the sensor, and when the engine rotation speed is increasing due to engine acceleration, the engine rotation speed is changed to the 2-cycle mode. - It is determined whether or not it is on (step S6). And that Zo-
When the engine is still in the 2-cycle zone, the fuel pump
The cam is left as is, and in step S7, the engine rotation speed N at that time is compared with the set rotation speed NB (FIG. 4). As a result of this comparison, when N<NB, 2-cycle operation is continued to output high torque at low speeds, and when N>NB, the fuel pump and intake/exhaust valves are
Switch to 4-cycle mode to achieve better fuel efficiency when driving at high speeds. Also, in step S5, 2
When not in the cycle mode, the fuel pump and cam are switched to the 4-cycle mode, and the 2-cycle mode is switched to the 2-cycle mode in step S6.
When it is not on, it is also switched to 4 cycles.

【0026】次に走行中において例えば登坂する加速モ
ードではない場合ステップS2で加速状態がチェックさ
れエンジンの負荷に応じたブ−ストレベル算出され、タ
−ボチャ−ジャ駆動条件が算出運転され、ステップS3
でN<NAの条件を判断しこの条件がまだ満たされてい
るときにはタ−ボチャ−ジャが作動される。これにより
低速時には2サイクルで運転され、かつ、タ−ボチャ−
ジャが作動して大きなトルクを出力する。
Next, during driving, if the acceleration mode is not for climbing a hill, for example, the acceleration state is checked in step S2, the boost level is calculated according to the engine load, the turbocharger drive conditions are calculated, and the operation is performed in step S2. S3
The condition of N<NA is determined, and if this condition is still met, the turbocharger is operated. This allows it to operate in two cycles at low speeds, and
The engine operates and outputs a large torque.

【0027】このようにして、エンジンの運転状況によ
りタ−ボチャ−ジャ、2サイクルおよび4サイクルの運
転の三条件を切り換えることにより、低速時における2
サイクルエンジンの掃気に対する欠点を回避しながら2
サイクルエンジンの特性を生かした高いトルクの運転が
可能になり、高速時に4サイクルに切り換えて燃費のよ
い運転が実現される。
In this way, by switching between the three conditions of turbocharger, 2-cycle and 4-cycle operation depending on the engine operating conditions, 2-cycle operation at low speeds is possible.
2 while avoiding the drawbacks to cycle engine scavenging.
This makes it possible to operate with high torque by taking advantage of the characteristics of a cycle engine, and to switch to 4-cycle mode at high speeds, realizing fuel-efficient operation.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳述したとおり本発明によれば、エ
ンジンの運転状況に応じてタ−ボチャ−ジャ、2サイク
ルおよび4サイクルの運転三要件を選択的に切り換える
ようにしたので、2サイクルエンジンの低速時における
掃気の問題を回避しながら2サイクルエンジンの特性で
ある低速時における高いトルクを発生する性質利用し、
高速時には4サイクルにして燃費のよい運転をすること
ができる。これによりエンジンの効率を大幅に向上する
ことができるとともに、スタ−ト時に大きなトルクを得
ることができるので、従来の四段トランスミッションに
対して後退一段前進二段のトランスミッションにするこ
とも可能になり、その構造を簡単にすることができる。
Effects of the Invention As detailed above, according to the present invention, the three operating requirements of the turbocharger, 2-cycle, and 4-cycle are selectively switched according to the operating conditions of the engine. Utilizes the characteristic of a 2-stroke engine that generates high torque at low speeds while avoiding the problem of scavenging at low engine speeds,
At high speeds, the engine can be set to 4 cycles for more fuel-efficient driving. This greatly improves the efficiency of the engine, and also allows a large amount of torque to be obtained at the start, making it possible to change the conventional four-speed transmission to a transmission with one reverse speed and two forward speeds. , its structure can be simplified.

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

【図1】本発明を実施するためのエンジンの一例を示す
縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an engine for implementing the present invention.

【図2】図1の2−2線における横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1;

【図3】図1におけるスライドバルブの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the slide valve in FIG. 1;

【図4】本発明の2−4サイクルエンジンの性能曲線を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a performance curve of the 2-4 cycle engine of the present invention.

【図5】図4の性能を有する2−4サイクルエンジンの
運転方法を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a method of operating a 2-4 cycle engine having the performance of FIG. 4;

【符合の説明】[Explanation of sign]

1…エンジン本体 2…ピストン 3…スライドバルブ 5…吸気バルブ 6…排気バルブ 7…タ−ボチャ−ジャ 8…コントロ−ラ 12…吸入口 31…窓部 34…スプリング 1...Engine body 2...Piston 3...Slide valve 5...Intake valve 6...Exhaust valve 7...Turbo charger 8...Controller 12...Inlet 31...Window part 34...Spring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電動機を付設したタ−ボチャ−ジャを備えた2−4サイ
クル切り換え式のエンジンにおいて、エンジンの運転状
況に応じてタ−ボチャ−ジャ、2サイクルおよび4サイ
クルの三つの運転要素を逐次選択し切り換えて運転する
ことを特徴とする2−4サイクルエンジンの運転方法。
In a 2-4 cycle switching engine equipped with a turbocharger attached to an electric motor, the three operating elements of the turbocharger, 2-cycle, and 4-cycle are sequentially selected and switched according to the engine operating conditions. 1. A method of operating a 2-4 cycle engine, characterized in that the engine is operated with a 2-4 cycle engine.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108425760A (en) * 2017-02-15 2018-08-21 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Utilize the method for the optimal mode on inflation selection multimode engine

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