JPH0510129A - 断熱２サイクルエンジン - Google Patents
断熱２サイクルエンジンInfo
- Publication number
- JPH0510129A JPH0510129A JP3360591A JP3360591A JPH0510129A JP H0510129 A JPH0510129 A JP H0510129A JP 3360591 A JP3360591 A JP 3360591A JP 3360591 A JP3360591 A JP 3360591A JP H0510129 A JPH0510129 A JP H0510129A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- chamber
- piston
- engine
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
〔目的〕断熱エンジンにおける混合気生成とその燃焼速
度とをともに促進する。 〔構成〕多噴孔の噴射ノズル２２を備えた断熱材からな
る副室２の下方の空気入口部２１をシリンダヘッド１１
から突出させ、上死点時にはピストン３の主燃焼室とな
る凹部３１の底面にて副室２を殆ど塞ぐように構成し、
圧縮熱にて副室内にて燃料の一次燃焼を発生させ、つい
で副室２を塞いだ凹部３１にて二次燃焼を生じさせ、三
次燃焼をピストン３とシリンダヘッド１１との間隙にて
発生させて混合気生成と燃焼速度との促進を図り燃焼効
率を向上させる。
度とをともに促進する。 〔構成〕多噴孔の噴射ノズル２２を備えた断熱材からな
る副室２の下方の空気入口部２１をシリンダヘッド１１
から突出させ、上死点時にはピストン３の主燃焼室とな
る凹部３１の底面にて副室２を殆ど塞ぐように構成し、
圧縮熱にて副室内にて燃料の一次燃焼を発生させ、つい
で副室２を塞いだ凹部３１にて二次燃焼を生じさせ、三
次燃焼をピストン３とシリンダヘッド１１との間隙にて
発生させて混合気生成と燃焼速度との促進を図り燃焼効
率を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの燃焼室などに
断熱材を使用して断熱構造とした断熱２サイクルエンジ
ンに関する。
断熱材を使用して断熱構造とした断熱２サイクルエンジ
ンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの熱効率の向上をはかる
ため、燃焼室にセラミックスなどの断熱材を採用して外
部への熱伝導を遮断した、いわゆる断熱エンジンが開発
されている。
ため、燃焼室にセラミックスなどの断熱材を採用して外
部への熱伝導を遮断した、いわゆる断熱エンジンが開発
されている。
【０００３】この種のエンジンでは断熱材によって燃料
の燃焼エネルギーが保持されて燃焼室の内壁温度が高く
なるので、燃料と空気との混合気生成と、主室での燃焼
速度が高い事が望まれている。
の燃焼エネルギーが保持されて燃焼室の内壁温度が高く
なるので、燃料と空気との混合気生成と、主室での燃焼
速度が高い事が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の断熱エンジンで
は、その燃焼室は断熱によって壁温は高温度になるので
着火遅れは短縮されるが、主燃焼室にて多噴孔ノズルに
よる燃料が噴射されると、自由噴流による混合気生成が
高温空気の粘性の増加によって損なわれ、特に拡散燃焼
の促進が遅れるという問題がある。このような問題は２
サイクルエンジンでは、熱による影響は特に顕著であ
る。
は、その燃焼室は断熱によって壁温は高温度になるので
着火遅れは短縮されるが、主燃焼室にて多噴孔ノズルに
よる燃料が噴射されると、自由噴流による混合気生成が
高温空気の粘性の増加によって損なわれ、特に拡散燃焼
の促進が遅れるという問題がある。このような問題は２
サイクルエンジンでは、熱による影響は特に顕著であ
る。
【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は断熱エンジンの燃焼室における
混合気生成と燃焼速度とをともに促進しようとする断熱
２サイクルエンジンを提供することにある。
ものであり、その目的は断熱エンジンの燃焼室における
混合気生成と燃焼速度とをともに促進しようとする断熱
２サイクルエンジンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、頂部に燃料の多噴孔噴射ノズルを
有しシリンダヘッドから下方に突出して開口する耐熱性
断熱素材からなる断面四角形状の一次燃焼用の副室と、
内壁に断熱材を有しピストン頂部に窪んで形成されて上
死点時には前記副室の開口に近接して塞ぎ副室内の一次
燃焼に続き二次燃焼の行われる主燃焼室とを備え、ピス
トンの上昇時に断熱素材にて覆設したピストン頂部とシ
リンダヘッドとの間のスキッシュエリアにて前記二次燃
焼に続き三次燃焼せしめる燃焼手段を有する断熱２サイ
クルエンジンが提供される。
めに本発明によれば、頂部に燃料の多噴孔噴射ノズルを
有しシリンダヘッドから下方に突出して開口する耐熱性
断熱素材からなる断面四角形状の一次燃焼用の副室と、
内壁に断熱材を有しピストン頂部に窪んで形成されて上
死点時には前記副室の開口に近接して塞ぎ副室内の一次
燃焼に続き二次燃焼の行われる主燃焼室とを備え、ピス
トンの上昇時に断熱素材にて覆設したピストン頂部とシ
リンダヘッドとの間のスキッシュエリアにて前記二次燃
焼に続き三次燃焼せしめる燃焼手段を有する断熱２サイ
クルエンジンが提供される。
【０００７】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【０００８】図１は本発明にかかる断熱２サイクルエン
ジンの１実施例を示す構成ブロック図である。
ジンの１実施例を示す構成ブロック図である。
【０００９】同図において、１はエンジンで燃焼室にセ
ラミックスなどの断熱素材を採用した断熱エンジンであ
り、そのシリンダヘッド１１には断熱材からなる四角形
状の断面を有する副室２が配置され、該副室２の下端の
空気入口部２１はシリンダヘッド１１から下方に突出さ
れて、後述するピストンの上死点位置では上昇したピス
トンによりほぼ閉鎖される程度に形成されており、副室
２の頂部には多噴孔を備えた噴射ノズル２２が取付けら
れている。
ラミックスなどの断熱素材を採用した断熱エンジンであ
り、そのシリンダヘッド１１には断熱材からなる四角形
状の断面を有する副室２が配置され、該副室２の下端の
空気入口部２１はシリンダヘッド１１から下方に突出さ
れて、後述するピストンの上死点位置では上昇したピス
トンによりほぼ閉鎖される程度に形成されており、副室
２の頂部には多噴孔を備えた噴射ノズル２２が取付けら
れている。
【００１０】１２は断熱部で、シリンダヘッド１１とシ
リンダライナ１３との間に介在され、高温度のシリンダ
ヘッド１１からの熱伝導を遮断するもので、シリンダラ
イナ１３の温度上昇を防いで吸気ポート１４から吸入さ
れる空気温度の加熱を防止するものである。
リンダライナ１３との間に介在され、高温度のシリンダ
ヘッド１１からの熱伝導を遮断するもので、シリンダラ
イナ１３の温度上昇を防いで吸気ポート１４から吸入さ
れる空気温度の加熱を防止するものである。
【００１１】吸気ポート１４はシリンダライナ１２の下
方のピストン下死点位置に対応する部分に複数個設けら
れて掃気口となるものであり、該吸気ポート１４の部分
のシリンダライナ外周には開口窓を備えたシャッタ１５
が摺動するように嵌合されている。そして該シャッタ１
５の外側に近接して電磁コイル１６が配置され、該電磁
コイル１６への通電により電磁作用にてシャッタ１５は
円周方向に移動し、吸気ポート１４を開／閉するように
構成されている。
方のピストン下死点位置に対応する部分に複数個設けら
れて掃気口となるものであり、該吸気ポート１４の部分
のシリンダライナ外周には開口窓を備えたシャッタ１５
が摺動するように嵌合されている。そして該シャッタ１
５の外側に近接して電磁コイル１６が配置され、該電磁
コイル１６への通電により電磁作用にてシャッタ１５は
円周方向に移動し、吸気ポート１４を開／閉するように
構成されている。
【００１２】３はピストンであり、その頂部には主燃焼
室となる凹部３１が形成されて上死点位置では前述の副
室２の空気入口部２１を凹部３１の底面にてほぼ塞いで
燃焼ガスの吹出しを抑え、またピストン３の頂壁および
凹部３１の内壁部分は断熱素材からなる断熱部分３２に
より覆われている。
室となる凹部３１が形成されて上死点位置では前述の副
室２の空気入口部２１を凹部３１の底面にてほぼ塞いで
燃焼ガスの吹出しを抑え、またピストン３の頂壁および
凹部３１の内壁部分は断熱素材からなる断熱部分３２に
より覆われている。
【００１３】４は排気弁で、排気管４１にはターボチャ
ージャ５が接続され、該ターボチャージャ５の過給作動
による圧気は吸気管５１を介して、前述の吸気ポート１
４からエンジン１に圧送される。そして、ターボチャー
ジャ５には回転電機５２が配置され、排気エネルギーが
大で過給作動に余裕のあるときは発電機として作動した
り、またエンジンの低回転高負荷時には電力が供給され
て電動機となり、過給作動を助勢するように制御され
る。
ージャ５が接続され、該ターボチャージャ５の過給作動
による圧気は吸気管５１を介して、前述の吸気ポート１
４からエンジン１に圧送される。そして、ターボチャー
ジャ５には回転電機５２が配置され、排気エネルギーが
大で過給作動に余裕のあるときは発電機として作動した
り、またエンジンの低回転高負荷時には電力が供給され
て電動機となり、過給作動を助勢するように制御され
る。
【００１４】６はターボ発電機であり、ターボチャージ
ャ５の排出ガスにより駆動されて発電を行うもので、該
ターボ発電機６の発電出力は回転電機５２の発電作動時
の出力とともに後述するコントローラの強電回路に送出
される。
ャ５の排出ガスにより駆動されて発電を行うもので、該
ターボ発電機６の発電出力は回転電機５２の発電作動時
の出力とともに後述するコントローラの強電回路に送出
される。
【００１５】７はエンジン１のクランク軸１７に連結さ
れた電動機であり、回転電機５２の発電時の出力とター
ボ発電機６からの電力により駆動されてエンジン１のト
ルクを増大させるもので、該電動機７への供給電力はコ
ントローラ８により制御される。
れた電動機であり、回転電機５２の発電時の出力とター
ボ発電機６からの電力により駆動されてエンジン１のト
ルクを増大させるもので、該電動機７への供給電力はコ
ントローラ８により制御される。
【００１６】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／出力回路、お
よび発電作動時の回転電機５２の出力とターボ発電機６
の発電出力とを加え合せて電動機７に供給する電力変換
機構となる強電回路などが備えられている。そして、ク
ランク軸１７の回転数を検出するエンジン回転センサ１
８、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ
８１などからの検出信号が入力されると所定の処理が行
われ、回転電機５２の運転制御や電動機７への供給電力
の制御が行われるように構成されている。
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／出力回路、お
よび発電作動時の回転電機５２の出力とターボ発電機６
の発電出力とを加え合せて電動機７に供給する電力変換
機構となる強電回路などが備えられている。そして、ク
ランク軸１７の回転数を検出するエンジン回転センサ１
８、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルセンサ
８１などからの検出信号が入力されると所定の処理が行
われ、回転電機５２の運転制御や電動機７への供給電力
の制御が行われるように構成されている。
【００１７】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明する。
動を説明する。
【００１８】多噴孔を備えた噴射ノズル２２から噴射さ
れる燃料は、ほぼ四角形状の副室２の壁面に斜め方向に
衝突し、その反射燃料が内壁に沿うように分配される。
そして噴射方向は副室内スワール方向に、ノズルから壁
面との距離が最短部を基準にするとややずれた位置とな
るように設定されているので、副室２内に噴射された燃
料は均一な混合気を形成できることになる。また、断熱
材からなる副室２は壁温が高く保持されており、噴射に
より分散された燃料は気化し混合され燃焼して、ピスト
ン３の上昇時には副室２の空気入口部２１にピストン３
の凹部３１が近接して副室２はほぼ閉ざされているの
で、濃混合気の状態で燃焼することになり、低ＮＯｘ、
低ＨＣとなる理想的な一次燃焼が得られることになる。
れる燃料は、ほぼ四角形状の副室２の壁面に斜め方向に
衝突し、その反射燃料が内壁に沿うように分配される。
そして噴射方向は副室内スワール方向に、ノズルから壁
面との距離が最短部を基準にするとややずれた位置とな
るように設定されているので、副室２内に噴射された燃
料は均一な混合気を形成できることになる。また、断熱
材からなる副室２は壁温が高く保持されており、噴射に
より分散された燃料は気化し混合され燃焼して、ピスト
ン３の上昇時には副室２の空気入口部２１にピストン３
の凹部３１が近接して副室２はほぼ閉ざされているの
で、濃混合気の状態で燃焼することになり、低ＮＯｘ、
低ＨＣとなる理想的な一次燃焼が得られることになる。
【００１９】ついで、副室２の空気入口部２１から一次
燃焼による半燃えのものが、ピストン下降により一気に
開口するので主室となる凹部３１に急激に吹出し、主室
内の空気と十分に混合して二次燃焼が発生することにな
り、この燃焼のためシリンダヘッド１１とピストン頂部
とのスキッシュエリアで三次燃焼が生じてピストン３を
燃焼エネルギーにより圧下し、クランク軸１７を力強く
回転させることになる。
燃焼による半燃えのものが、ピストン下降により一気に
開口するので主室となる凹部３１に急激に吹出し、主室
内の空気と十分に混合して二次燃焼が発生することにな
り、この燃焼のためシリンダヘッド１１とピストン頂部
とのスキッシュエリアで三次燃焼が生じてピストン３を
燃焼エネルギーにより圧下し、クランク軸１７を力強く
回転させることになる。
【００２０】一方、ピストン３の下降時にはクランク軸
１７の角度を検出するエンジン回転センサ１８からの信
号により電磁コイル１６がシャッタ１５を操作して吸気
ポート１４を閉とするので、ピストン３がその下死点に
達するまでは燃焼エネルギーが吸気ポート１４から洩れ
ることなく仕事量が有効に使用され、また、ピストン３
の上昇時にはエンジン回転センサ１８からの信号に応じ
てシャッタ１５が急激に吸気ポート１４を開放し、ター
ボチャージャ５からの過給気によってエンジン１の掃気
が良好に行われる。
１７の角度を検出するエンジン回転センサ１８からの信
号により電磁コイル１６がシャッタ１５を操作して吸気
ポート１４を閉とするので、ピストン３がその下死点に
達するまでは燃焼エネルギーが吸気ポート１４から洩れ
ることなく仕事量が有効に使用され、また、ピストン３
の上昇時にはエンジン回転センサ１８からの信号に応じ
てシャッタ１５が急激に吸気ポート１４を開放し、ター
ボチャージャ５からの過給気によってエンジン１の掃気
が良好に行われる。
【００２１】以上、本発明を上述の実施例によって詳細
に説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可
能であり、これらの変形を本発明の範囲から排除するも
のではない。
に説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可
能であり、これらの変形を本発明の範囲から排除するも
のではない。
【００２２】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、多噴孔ノ
ズルを備えた断熱性のある副室と、ピストン頂部に凹状
に形成され上死点時には副室の下部に近接して副室から
の燃焼ガスの吹出しを抑える主燃焼室とを備え、多噴孔
ノズルから噴射された燃料の一次燃焼を副室にて行い、
その燃焼に続いて主燃焼室内にて二次燃焼を発生させ、
さらにシリンダとピストンとの空間にて三次燃焼を起さ
せるので、混合気生成や燃焼速度が促進されて燃焼効率
の高い断熱エンジンが得られるという効果がある。
ズルを備えた断熱性のある副室と、ピストン頂部に凹状
に形成され上死点時には副室の下部に近接して副室から
の燃焼ガスの吹出しを抑える主燃焼室とを備え、多噴孔
ノズルから噴射された燃料の一次燃焼を副室にて行い、
その燃焼に続いて主燃焼室内にて二次燃焼を発生させ、
さらにシリンダとピストンとの空間にて三次燃焼を起さ
せるので、混合気生成や燃焼速度が促進されて燃焼効率
の高い断熱エンジンが得られるという効果がある。
【図１】本発明にかかる断熱２サイクルエンジンの一実
施例を示す構成ブロック図である。
施例を示す構成ブロック図である。
１…エンジン ２…副室 ３…ピストン ５…ターボチャージャ ６…ターボ発電機 ８…コントローラ ２１…空気入口部 ２２…噴射ノズル ３１…凹部 ３２…断熱部分 ５２…回転電機
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 頂部に燃料の多噴孔噴射ノズルを有しシリンダヘッドか
ら下方に突出して開口する耐熱性断熱素材からなる断面
四角形状の一次燃焼用の副室と、内壁に断熱材を有しピ
ストン頂部に窪んで形成されて上死点時には前記副室の
開口に近接して塞ぎ副室内の一次燃焼に続き二次燃焼の
行われる主燃焼室とを備え、ピストンの上昇時に断熱素
材にて覆設したピストン頂部とシリンダヘッドとの間の
スキッシュエリアにて前記二次燃焼に続き三次燃焼せし
める燃焼手段を有することを特徴とする断熱２サイクル
エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360591A JPH0510129A (ja) | 1991-02-02 | 1991-02-02 | 断熱２サイクルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360591A JPH0510129A (ja) | 1991-02-02 | 1991-02-02 | 断熱２サイクルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510129A true JPH0510129A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=12391105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3360591A Pending JPH0510129A (ja) | 1991-02-02 | 1991-02-02 | 断熱２サイクルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510129A (ja) |
-
1991
- 1991-02-02 JP JP3360591A patent/JPH0510129A/ja active Pending
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