JPH05113127A - 2サイクルエンジン - Google Patents
2サイクルエンジンInfo
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- JPH05113127A JPH05113127A JP30122191A JP30122191A JPH05113127A JP H05113127 A JPH05113127 A JP H05113127A JP 30122191 A JP30122191 A JP 30122191A JP 30122191 A JP30122191 A JP 30122191A JP H05113127 A JPH05113127 A JP H05113127A
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- Japan
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- engine
- generator
- electric machine
- exhaust
- turbocharger
- Prior art date
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-
- 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
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- Supercharger (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、排気圧がブースト圧より低くなる
ようにターボチャージャを電動機運転し、エンジンの回
転力で駆動する発電機で発電した電力をターボチャージ
ャに供給する2サイクルエンジンを提供する。 【構成】 この2サイクルエンジンは、回転電機7を持
つターボチャージャ2を排気系に配置し、エンジン回転
力によって発電を行う発電機3とエンジン回転力を発電
機3に伝達するのを断接するクラッチ11及びブースト
圧P1 と排気圧P2 を検出するセンサー6,5を設け、
各センサー5,6の検出値に応答してコントローラ20
によってクラッチ11の断接を行う。回転電機7を電動
機運転して排気圧がブースト圧より低くなる制御を行っ
ても、発電機3で発電した電力を回転電機7に直接供給
できるので、バッテリー16上がりを防止できる。
ようにターボチャージャを電動機運転し、エンジンの回
転力で駆動する発電機で発電した電力をターボチャージ
ャに供給する2サイクルエンジンを提供する。 【構成】 この2サイクルエンジンは、回転電機7を持
つターボチャージャ2を排気系に配置し、エンジン回転
力によって発電を行う発電機3とエンジン回転力を発電
機3に伝達するのを断接するクラッチ11及びブースト
圧P1 と排気圧P2 を検出するセンサー6,5を設け、
各センサー5,6の検出値に応答してコントローラ20
によってクラッチ11の断接を行う。回転電機7を電動
機運転して排気圧がブースト圧より低くなる制御を行っ
ても、発電機3で発電した電力を回転電機7に直接供給
できるので、バッテリー16上がりを防止できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドに排
気ポートを備え且つシリンダ下部に掃気ポートを備えた
2サイクルエンジンに関する。
気ポートを備え且つシリンダ下部に掃気ポートを備えた
2サイクルエンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、2ストローク即ち2サイクルで
作動される断熱エンジンは、シリンダヘッドに排気ポー
トを備え且つシリンダ下部に掃気ポートを備えた燃焼室
を断熱構造に形成したものであり、クランクシャフト1
回転ごとに1回爆発し、吸入、圧縮、燃焼及び排気・掃
気の4つの作用をピストンの2行程で終了するものであ
る。そして、2サイクルエンジンは、吸気と掃気とを同
時に掃気ポートから導入して行うものである。燃焼室の
断熱構造としては、ピストンヘッド部、シリンダヘッド
部或いはシリンダ部に形成した主室、又はシリンダヘッ
ドに形成した副室をセラミックス等の断熱材或いは耐熱
材を用いて構成している。また、金属製シリンダヘッド
に形成した副室とシリンダ上部に形成した主室とを断熱
構造に構成した断熱エンジンでは、シリンダヘッドに形
成した穴にセラミックスから成る断熱ブロックを配置し
て構成することができる。
作動される断熱エンジンは、シリンダヘッドに排気ポー
トを備え且つシリンダ下部に掃気ポートを備えた燃焼室
を断熱構造に形成したものであり、クランクシャフト1
回転ごとに1回爆発し、吸入、圧縮、燃焼及び排気・掃
気の4つの作用をピストンの2行程で終了するものであ
る。そして、2サイクルエンジンは、吸気と掃気とを同
時に掃気ポートから導入して行うものである。燃焼室の
断熱構造としては、ピストンヘッド部、シリンダヘッド
部或いはシリンダ部に形成した主室、又はシリンダヘッ
ドに形成した副室をセラミックス等の断熱材或いは耐熱
材を用いて構成している。また、金属製シリンダヘッド
に形成した副室とシリンダ上部に形成した主室とを断熱
構造に構成した断熱エンジンでは、シリンダヘッドに形
成した穴にセラミックスから成る断熱ブロックを配置し
て構成することができる。
【0003】従来、2サイクル断熱エンジンとして、例
えば、特開平3−50363号公報に開示されたものが
ある。この2サイクル断熱エンジンは、ヘッド下面部と
ライナ上部とを断熱構造に構成し、ヘッド下面部に形成
した排気ポートに排気バルブを配置し、ライナ上部とシ
リンダ下部との境界部に断熱ガスケットを配置し、シリ
ンダ下部に多数の吸気口を形成し、該吸気口をシリンダ
下部外周に形成した吸気ポートに開口したものである。
更に、2サイクル断熱エンジンでは、通常、吸気ポート
に過給機を連結したものである。
えば、特開平3−50363号公報に開示されたものが
ある。この2サイクル断熱エンジンは、ヘッド下面部と
ライナ上部とを断熱構造に構成し、ヘッド下面部に形成
した排気ポートに排気バルブを配置し、ライナ上部とシ
リンダ下部との境界部に断熱ガスケットを配置し、シリ
ンダ下部に多数の吸気口を形成し、該吸気口をシリンダ
下部外周に形成した吸気ポートに開口したものである。
更に、2サイクル断熱エンジンでは、通常、吸気ポート
に過給機を連結したものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、断熱エンジ
ンについては、通常の水冷エンジンに比較して燃焼室壁
面が高温となるため、吸入行程で吸入空気が膨張して空
気供給量が低減することになる。特に、吸入空気が圧縮
行程でシリンダ内壁、燃焼室内壁等から受熱するため、
圧縮端温度が高くなる。圧縮端温度が高くなると、圧縮
仕事は水冷エンジンより大となり、断熱エンジンのサイ
クル効率向上を妨げる原因になる。また、圧縮端温度が
高いと、燃焼の悪化を引き起こす原因になる。更に、圧
縮端温度が高温になると、エンジン内での作動ガス温度
が高く、壁面を高温に維持しているにもかかわらず、壁
面との温度差が大になり、断熱度が低下し、燃焼室壁面
及びシリンダヘッドを通じて放熱エネルギーが増大す
る。
ンについては、通常の水冷エンジンに比較して燃焼室壁
面が高温となるため、吸入行程で吸入空気が膨張して空
気供給量が低減することになる。特に、吸入空気が圧縮
行程でシリンダ内壁、燃焼室内壁等から受熱するため、
圧縮端温度が高くなる。圧縮端温度が高くなると、圧縮
仕事は水冷エンジンより大となり、断熱エンジンのサイ
クル効率向上を妨げる原因になる。また、圧縮端温度が
高いと、燃焼の悪化を引き起こす原因になる。更に、圧
縮端温度が高温になると、エンジン内での作動ガス温度
が高く、壁面を高温に維持しているにもかかわらず、壁
面との温度差が大になり、断熱度が低下し、燃焼室壁面
及びシリンダヘッドを通じて放熱エネルギーが増大す
る。
【0005】そこで、断熱エンジンでは、吸気を排気ガ
スの影響が少ない比較的に温度の低いシリンダ下部に形
成した掃気ポートから導入し、排気をシリンダヘッドに
形成した排気ポートから排出する2サイクルエンジンが
好ましいことになる。
スの影響が少ない比較的に温度の低いシリンダ下部に形
成した掃気ポートから導入し、排気をシリンダヘッドに
形成した排気ポートから排出する2サイクルエンジンが
好ましいことになる。
【0006】しかしながら、2サイクルエンジンでは、
ピストンの作動行程上、吸気と掃気とを同時に行う必要
があるため、エンジンの排気ガスが排出されるシリンダ
ヘッドに形成した排気ポート或いは排気管における圧力
即ち排気圧は、給気の圧力即ちブースト圧より上げるこ
とが困難であり、ターボチャージャによる過給がエンジ
ンのほとんどの作動領域で不可能になる。そこで、2サ
イクルエンジンでは、吸気通路を通じて十分な吸気と掃
気を行うため、ルーツブロワのような機械式過給機(場
合によっては、電動機式過給機)を用いている。一般
に、ルーツブロワは、ハウジングの中を互いに反対方向
に回転する一対のまゆ形ロータにより空気を送り出すポ
ンプであり、エンジンに取り付ける場合には、エンジン
の回転力、例えば、クランクシャフトからの回転力が歯
車を介して伝達されるように構成されている。そのた
め、ルーツブロワは、その回転数がエンジン回転数に対
応しているため、高回転域でのブースト圧の不足が問題
になっている。
ピストンの作動行程上、吸気と掃気とを同時に行う必要
があるため、エンジンの排気ガスが排出されるシリンダ
ヘッドに形成した排気ポート或いは排気管における圧力
即ち排気圧は、給気の圧力即ちブースト圧より上げるこ
とが困難であり、ターボチャージャによる過給がエンジ
ンのほとんどの作動領域で不可能になる。そこで、2サ
イクルエンジンでは、吸気通路を通じて十分な吸気と掃
気を行うため、ルーツブロワのような機械式過給機(場
合によっては、電動機式過給機)を用いている。一般
に、ルーツブロワは、ハウジングの中を互いに反対方向
に回転する一対のまゆ形ロータにより空気を送り出すポ
ンプであり、エンジンに取り付ける場合には、エンジン
の回転力、例えば、クランクシャフトからの回転力が歯
車を介して伝達されるように構成されている。そのた
め、ルーツブロワは、その回転数がエンジン回転数に対
応しているため、高回転域でのブースト圧の不足が問題
になっている。
【0007】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、回転電機を持つターボチャージャ
とエンジンの回転力で駆動する発電機とを設け、排気圧
がブースト圧より低くなるようにターボチャージャの回
転電機を電動機運転してエンジンに過給してブースト圧
を上昇させ、その時、エンジンの回転力で駆動する発電
機で発電した電力をターボチャージャの回転電機に直接
的に供給して電力の不足を補給し、回転電機を良好に電
動機運転すると共にバッテリー上がりを防止する2サイ
クルエンジンを提供することである。
解決することであり、回転電機を持つターボチャージャ
とエンジンの回転力で駆動する発電機とを設け、排気圧
がブースト圧より低くなるようにターボチャージャの回
転電機を電動機運転してエンジンに過給してブースト圧
を上昇させ、その時、エンジンの回転力で駆動する発電
機で発電した電力をターボチャージャの回転電機に直接
的に供給して電力の不足を補給し、回転電機を良好に電
動機運転すると共にバッテリー上がりを防止する2サイ
クルエンジンを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、シリンダヘッドに形成した排気ポートとシリン
ダ下部に掃気ポートを備えた2サイクルエンジンにおい
て、排気系に配置した回転電機を持つターボチャージ
ャ、エンジン回転力によって発電を行う発電機、エンジ
ン回転力を前記発電機に伝達するのを断接するクラッ
チ、ブースト圧と排気圧とを検出するセンサー、及び該
各センサーの検出値に応答して前記回転電機を発電機運
転又は電動機運転のいずれか一方で作動させると共に、
前記回転電機の作動状態に応答して前記クラッチの断接
を行って排気圧がブースト圧より低くなるように制御す
るコントローラを有する2サイクルエンジンに関する。
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、シリンダヘッドに形成した排気ポートとシリン
ダ下部に掃気ポートを備えた2サイクルエンジンにおい
て、排気系に配置した回転電機を持つターボチャージ
ャ、エンジン回転力によって発電を行う発電機、エンジ
ン回転力を前記発電機に伝達するのを断接するクラッ
チ、ブースト圧と排気圧とを検出するセンサー、及び該
各センサーの検出値に応答して前記回転電機を発電機運
転又は電動機運転のいずれか一方で作動させると共に、
前記回転電機の作動状態に応答して前記クラッチの断接
を行って排気圧がブースト圧より低くなるように制御す
るコントローラを有する2サイクルエンジンに関する。
【0009】また、この2サイクルエンジンにおいて、
前記コントローラは、排気圧がブースト圧より高い時、
前記回転電機を電動機運転すると共に、前記クラッチを
接続して前記発電機で発電し、該電力を前記回転電機に
供給する制御を行うものである。
前記コントローラは、排気圧がブースト圧より高い時、
前記回転電機を電動機運転すると共に、前記クラッチを
接続して前記発電機で発電し、該電力を前記回転電機に
供給する制御を行うものである。
【0010】
【作用】この発明は、上記のように構成され、次のよう
に作用する。即ち、この2サイクルエンジンは、排気系
に回転電機を持つターボチャージャを配置し、エンジン
回転力によって発電を行う発電機及び該発電機にエンジ
ン回転力の伝達を断接するクラッチを設け、ブースト圧
と排気圧とを検出するセンサーによる検出値に応答して
コントローラが前記回転電機の作動状態及び前記クラッ
チの断接を制御するので、排気圧がブースト圧より低く
なるように制御でき、また、前記回転電機の電動機運転
の場合の電力を前記発電機で直接的に補給することがで
きる。
に作用する。即ち、この2サイクルエンジンは、排気系
に回転電機を持つターボチャージャを配置し、エンジン
回転力によって発電を行う発電機及び該発電機にエンジ
ン回転力の伝達を断接するクラッチを設け、ブースト圧
と排気圧とを検出するセンサーによる検出値に応答して
コントローラが前記回転電機の作動状態及び前記クラッ
チの断接を制御するので、排気圧がブースト圧より低く
なるように制御でき、また、前記回転電機の電動機運転
の場合の電力を前記発電機で直接的に補給することがで
きる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による2サ
イクルエンジンの実施例を説明する。図1はこの発明に
よる2サイクルエンジンの一実施例を示す説明図、及び
図2は図1の2サイクルエンジンにおける発電機及びク
ラッチの一例を示す断面図である。
イクルエンジンの実施例を説明する。図1はこの発明に
よる2サイクルエンジンの一実施例を示す説明図、及び
図2は図1の2サイクルエンジンにおける発電機及びク
ラッチの一例を示す断面図である。
【0012】図1に示す2サイクルエンジン1は、クラ
ンクシャフトの1回転で1回爆発を行うタイプであり、
2ストローク即ち2サイクルで作動され、吸入、圧縮、
燃焼及び排気・掃気の4つの作用がピストンの2ストロ
ークで行われるものである。この2サイクルエンジン1
は、アルミニウム合金等の金属材料から成るシリンダブ
ロック、該シリンダブロックに金属ガスケット等のガス
ケットを介在して固定したアルミニウム合金等の金属材
料から成るシリンダヘッドを有している。シリンダブロ
ックには、エンジン1の気筒数に対応する複数個の孔が
形成され、該孔にはシリンダを形成するシリンダライナ
が嵌合している。
ンクシャフトの1回転で1回爆発を行うタイプであり、
2ストローク即ち2サイクルで作動され、吸入、圧縮、
燃焼及び排気・掃気の4つの作用がピストンの2ストロ
ークで行われるものである。この2サイクルエンジン1
は、アルミニウム合金等の金属材料から成るシリンダブ
ロック、該シリンダブロックに金属ガスケット等のガス
ケットを介在して固定したアルミニウム合金等の金属材
料から成るシリンダヘッドを有している。シリンダブロ
ックには、エンジン1の気筒数に対応する複数個の孔が
形成され、該孔にはシリンダを形成するシリンダライナ
が嵌合している。
【0013】この2サイクルエンジン1は、例えば、排
気バルブをシリンダヘッドに配置して掃気作用をシリン
ダ中心線に対して一定方向の気流によって行わせ、エン
ジン1の効率をアップさせたユニフロータイプに構成し
たものである。この2サイクルエンジン1は、シリンダ
ヘッドに形成された1個又は複数個のポートは、排気ポ
ートとして機能するものである。排気ポートの入口部に
形成されたバルブシートには、開閉作動する排気バルブ
が配置されている。この2サイクルエンジン1では、燃
焼室(場合によっては、主室と副室を有する)を、耐熱
性で且つ断熱性を有する窒化ケイ素Si3 N4 、チタン
酸アルミニウムAl2 TiO5 等のセラミックスから断
熱構造に構成したものである。
気バルブをシリンダヘッドに配置して掃気作用をシリン
ダ中心線に対して一定方向の気流によって行わせ、エン
ジン1の効率をアップさせたユニフロータイプに構成し
たものである。この2サイクルエンジン1は、シリンダ
ヘッドに形成された1個又は複数個のポートは、排気ポ
ートとして機能するものである。排気ポートの入口部に
形成されたバルブシートには、開閉作動する排気バルブ
が配置されている。この2サイクルエンジン1では、燃
焼室(場合によっては、主室と副室を有する)を、耐熱
性で且つ断熱性を有する窒化ケイ素Si3 N4 、チタン
酸アルミニウムAl2 TiO5 等のセラミックスから断
熱構造に構成したものである。
【0014】また、この2サイクルエンジン1は、シリ
ンダブロックの孔に嵌合したシリンダライナのシリンダ
下部には、掃気ポートが形成されている。この2サイク
ルエンジン1において、シリンダブロックに嵌合したシ
リンダライナの下部には、周方向に複数個(場合によっ
ては1個)の掃気ポート開孔部即ち掃気ポートが形成さ
れ、掃気ポートはシリンダブロックの孔の周囲に形成さ
れた環状掃気通路に常時連通状態に形成されている。該
環状掃気通路は吸気通路に連通している。吸気通路に
は、ターボチャージャの過給機から送られる空気即ち掃
気が送り込まれるように構成されている。
ンダブロックの孔に嵌合したシリンダライナのシリンダ
下部には、掃気ポートが形成されている。この2サイク
ルエンジン1において、シリンダブロックに嵌合したシ
リンダライナの下部には、周方向に複数個(場合によっ
ては1個)の掃気ポート開孔部即ち掃気ポートが形成さ
れ、掃気ポートはシリンダブロックの孔の周囲に形成さ
れた環状掃気通路に常時連通状態に形成されている。該
環状掃気通路は吸気通路に連通している。吸気通路に
は、ターボチャージャの過給機から送られる空気即ち掃
気が送り込まれるように構成されている。
【0015】シリンダライナ等で形成されるシリンダ内
を往復運動するピストンは、該ピストンのピストンヘッ
ドの頂面が掃気ポートの上壁面より下方に降下すること
で、掃気即ち空気がシリンダ内に導入される。ピストン
は、例えば、窒化ケイ素Si3 N4 、チタン酸アルミニ
ウムAl2 TiO5 等のセラミックスから断熱構造に構
成されたピストンヘッド部と、該ピストンヘッド部にメ
タルフロー金属等で断熱ガスケットを介在して固定した
アルミニウム合金等の金属材料から成るピストンスカー
ト部から構成される。また、ピストンヘッド部には頂面
に主室の一部を構成する凹み部を形成することもでき
る。
を往復運動するピストンは、該ピストンのピストンヘッ
ドの頂面が掃気ポートの上壁面より下方に降下すること
で、掃気即ち空気がシリンダ内に導入される。ピストン
は、例えば、窒化ケイ素Si3 N4 、チタン酸アルミニ
ウムAl2 TiO5 等のセラミックスから断熱構造に構
成されたピストンヘッド部と、該ピストンヘッド部にメ
タルフロー金属等で断熱ガスケットを介在して固定した
アルミニウム合金等の金属材料から成るピストンスカー
ト部から構成される。また、ピストンヘッド部には頂面
に主室の一部を構成する凹み部を形成することもでき
る。
【0016】この2サイクルエンジン1は、特に、シリ
ンダヘッドに形成した排気ポートとシリンダ下部に掃気
ポートを備えたものであり、排気系に配置した回転電機
7を持つターボチャージャ2、エンジン1の回転力によ
って発電を行う発電機3、エンジン1の回転力を発電機
3に伝達するのを断接するクラッチ11、吸気通路12
に設置したブースト圧P1 を検出するセンサー6、排気
通路10に設置した排気圧P2 を検出するセンサー5、
及び該各センサー5,6の検出値に応答して回転電機7
を発電機運転又は電動機運転のいずれか一方で作動させ
ると共に、回転電機7の作動状態に応答してクラッチ1
1の断接を行って排気圧P2 がブースト圧P1 より低く
なるように制御するコントローラ20を有している。ま
た、この2サイクルエンジン1において、コントローラ
20は、排気圧P2 がブースト圧P1 より高い時に、回
転電機7を電動機運転すると共に、クラッチ11を接続
して発電機3で発電して該電力を回転電機7に直接的に
供給する制御を行うものである。
ンダヘッドに形成した排気ポートとシリンダ下部に掃気
ポートを備えたものであり、排気系に配置した回転電機
7を持つターボチャージャ2、エンジン1の回転力によ
って発電を行う発電機3、エンジン1の回転力を発電機
3に伝達するのを断接するクラッチ11、吸気通路12
に設置したブースト圧P1 を検出するセンサー6、排気
通路10に設置した排気圧P2 を検出するセンサー5、
及び該各センサー5,6の検出値に応答して回転電機7
を発電機運転又は電動機運転のいずれか一方で作動させ
ると共に、回転電機7の作動状態に応答してクラッチ1
1の断接を行って排気圧P2 がブースト圧P1 より低く
なるように制御するコントローラ20を有している。ま
た、この2サイクルエンジン1において、コントローラ
20は、排気圧P2 がブースト圧P1 より高い時に、回
転電機7を電動機運転すると共に、クラッチ11を接続
して発電機3で発電して該電力を回転電機7に直接的に
供給する制御を行うものである。
【0017】この2サイクルエンジン1において、発電
機3はターボチャージャ2が備えている回転電機7の仕
様、特に駆動電圧に合わせて製作され、通常、交流発電
機(ACG)のものが取り付けられている。通常、バッ
テリー16は12ボルトであり、ターボチャージャ2の
回転電機7は100ボルトで電動機運転されるものであ
る。そこで、エンジン1の回転力で駆動する発電機3に
ついては、100ボルトの発電機3に構成し、該発電機
3で発電された電力を直接的に回転電機7に供給するこ
とが有効である。しかるに、発電機3で発電した電力を
バッテリー16に蓄電すると、100ボルトを12ボル
トに変圧しなければならず、また、バッテリー16の電
力を回転電機7で消費するには、12ボルトを100ボ
ルトに再び変圧しなければならない。従って、発電機3
で発電した電力を電動機運転している回転電機7に直接
的に供給することが有効となる。また、発電機3による
発電は、不必要な時には、発電させる必要がないので、
エンジン1に対する負担は効率的に軽減できる。
機3はターボチャージャ2が備えている回転電機7の仕
様、特に駆動電圧に合わせて製作され、通常、交流発電
機(ACG)のものが取り付けられている。通常、バッ
テリー16は12ボルトであり、ターボチャージャ2の
回転電機7は100ボルトで電動機運転されるものであ
る。そこで、エンジン1の回転力で駆動する発電機3に
ついては、100ボルトの発電機3に構成し、該発電機
3で発電された電力を直接的に回転電機7に供給するこ
とが有効である。しかるに、発電機3で発電した電力を
バッテリー16に蓄電すると、100ボルトを12ボル
トに変圧しなければならず、また、バッテリー16の電
力を回転電機7で消費するには、12ボルトを100ボ
ルトに再び変圧しなければならない。従って、発電機3
で発電した電力を電動機運転している回転電機7に直接
的に供給することが有効となる。また、発電機3による
発電は、不必要な時には、発電させる必要がないので、
エンジン1に対する負担は効率的に軽減できる。
【0018】ターボチャージャ2は、エンジン1の排気
通路10に配置されて排気ガスエネルギーによって駆動
されるタービン8、該タービン8に固定されたシャフト
15に取り付けられたコンプレッサ9及びシャフト15
上に設けた回転電機7を有している。回転電機7は、コ
ントローラ20の指令でバッテリー16或いは発電機3
から電力を供給されて電動機運転を行うか、又はタービ
ン8の回転力を得て発電機運転を行うものである。回転
電機7が発電機運転によって発電した電力はバッテリー
16に回生されたり、或いは補機に消費されるように構
成されている。更に、この2サイクルエンジン1におい
て、エンジン1とターボチャージャ2との間の排気通路
10には、コントローラ20の指令で作動する絞りバル
ブ4が設けられている。この絞りバルブ4は、ウエィス
トゲートの機能を果たすものである。
通路10に配置されて排気ガスエネルギーによって駆動
されるタービン8、該タービン8に固定されたシャフト
15に取り付けられたコンプレッサ9及びシャフト15
上に設けた回転電機7を有している。回転電機7は、コ
ントローラ20の指令でバッテリー16或いは発電機3
から電力を供給されて電動機運転を行うか、又はタービ
ン8の回転力を得て発電機運転を行うものである。回転
電機7が発電機運転によって発電した電力はバッテリー
16に回生されたり、或いは補機に消費されるように構
成されている。更に、この2サイクルエンジン1におい
て、エンジン1とターボチャージャ2との間の排気通路
10には、コントローラ20の指令で作動する絞りバル
ブ4が設けられている。この絞りバルブ4は、ウエィス
トゲートの機能を果たすものである。
【0019】また、この2サイクルエンジン1におい
て、発電機3とクラッチ11とはエンジン1に併設した
ハウジング23内に設けられており、エンジン1の回転
力によって発電を行う発電機3は、エンジン1の出力軸
即ちクランクシャフトで駆動される歯車14及び該歯車
14に噛合する歯車13を通じて駆動されるものであ
り、エンジン1の回転力を発電機3に伝達するのを断接
するクラッチ11が組み込まれている。歯車13はハウ
ジング23に軸受22を介して回転自在に支持されたシ
ャフト21に固定されている。該シャフト21にはクラ
ッチ11の一方の摩擦板24が取り付けられ、該摩擦板
24に断接して回転力が伝達される別の摩擦板25が軸
受22を介してハウジング23に支持されたシャフト1
7に固定されている。発電機3は、シャフト17に取り
付けられた永久磁石のロータ19とハウジング23に取
り付けられたコイルのステータ18から構成されてい
る。
て、発電機3とクラッチ11とはエンジン1に併設した
ハウジング23内に設けられており、エンジン1の回転
力によって発電を行う発電機3は、エンジン1の出力軸
即ちクランクシャフトで駆動される歯車14及び該歯車
14に噛合する歯車13を通じて駆動されるものであ
り、エンジン1の回転力を発電機3に伝達するのを断接
するクラッチ11が組み込まれている。歯車13はハウ
ジング23に軸受22を介して回転自在に支持されたシ
ャフト21に固定されている。該シャフト21にはクラ
ッチ11の一方の摩擦板24が取り付けられ、該摩擦板
24に断接して回転力が伝達される別の摩擦板25が軸
受22を介してハウジング23に支持されたシャフト1
7に固定されている。発電機3は、シャフト17に取り
付けられた永久磁石のロータ19とハウジング23に取
り付けられたコイルのステータ18から構成されてい
る。
【0020】この2サイクルエンジン1において、クラ
ッチ11は、コントローラ20の指令を受けて断接の作
動を行うものである。コントローラ20は、ターボチャ
ージャ2の回転電機7が電動機運転をしている時に、該
作動状態に応答してクラッチ11を接続し、エンジン1
の回転力を伝達して発電機3を駆動させる。発電機3で
発電した電力は、電動機運転している回転電機7に直接
的に供給され、その分バッテリー16の消耗を防止する
ことができる。コントローラ20は、回転電機7が電動
機運転以外の時には、クラッチ11を切断する指令を発
するものである。
ッチ11は、コントローラ20の指令を受けて断接の作
動を行うものである。コントローラ20は、ターボチャ
ージャ2の回転電機7が電動機運転をしている時に、該
作動状態に応答してクラッチ11を接続し、エンジン1
の回転力を伝達して発電機3を駆動させる。発電機3で
発電した電力は、電動機運転している回転電機7に直接
的に供給され、その分バッテリー16の消耗を防止する
ことができる。コントローラ20は、回転電機7が電動
機運転以外の時には、クラッチ11を切断する指令を発
するものである。
【0021】次に、図3及び図4を参照して、この発明
による2サイクルエンジンの作動の一実施例について説
明する。図3は図1の2サイクルエンジンの作動状態を
示すグラフ、及び図4はこの2サイクルエンジンの作動
の一実施例を説明するための処理フロー図である。図3
において、横軸にエンジン回転数N(RPM)をとり、
縦軸にエンジン負荷L(トルク)をとっている。
による2サイクルエンジンの作動の一実施例について説
明する。図3は図1の2サイクルエンジンの作動状態を
示すグラフ、及び図4はこの2サイクルエンジンの作動
の一実施例を説明するための処理フロー図である。図3
において、横軸にエンジン回転数N(RPM)をとり、
縦軸にエンジン負荷L(トルク)をとっている。
【0022】この2サイクルエンジン1において、エン
ジン1の運転条件即ち作動条件として、図3に示すよう
に、低速低負荷領域aでは、ターボチャージャ(TC
G)2がターボ運転すると、ブースト圧P1 が排気圧P
2 より低くなるため、ターボチャージャ2の回転電機7
を電動機運転する。回転電機7を電動機運転してコンプ
レッサ9によって過給し、ブースト圧P1を上昇させ
る。この時、エンジン1において空気吹き抜けがないよ
うに、絞りバルブ4を絞って排気ガスEGをバイパス通
路26に逃がして排気圧P2を低下させる必要がある。
ジン1の運転条件即ち作動条件として、図3に示すよう
に、低速低負荷領域aでは、ターボチャージャ(TC
G)2がターボ運転すると、ブースト圧P1 が排気圧P
2 より低くなるため、ターボチャージャ2の回転電機7
を電動機運転する。回転電機7を電動機運転してコンプ
レッサ9によって過給し、ブースト圧P1を上昇させ
る。この時、エンジン1において空気吹き抜けがないよ
うに、絞りバルブ4を絞って排気ガスEGをバイパス通
路26に逃がして排気圧P2を低下させる必要がある。
【0023】また、エンジン1が中速中負荷領域bで運
転されている状態では、排気圧P2がブースト圧P1 よ
り高いため、ターボチャージャ2の回転電機7の電動機
運転してエンジン1に過給し、ブースト圧P1 を上昇さ
せる必要があるが、場合によっては、絞りバルブ4は開
放して排気ガスをバイパス通路26から排出し、ターボ
チャージャ2への排気ガスの送り込みを遮断して排気圧
P2 を低下させることもできる。
転されている状態では、排気圧P2がブースト圧P1 よ
り高いため、ターボチャージャ2の回転電機7の電動機
運転してエンジン1に過給し、ブースト圧P1 を上昇さ
せる必要があるが、場合によっては、絞りバルブ4は開
放して排気ガスをバイパス通路26から排出し、ターボ
チャージャ2への排気ガスの送り込みを遮断して排気圧
P2 を低下させることもできる。
【0024】更に、エンジン1が高速高負荷領域cで運
転されている状態では、排気圧P2が十分に高くなり、
ターボチャージャ2が十分に仕事をする状態であるの
で、ブースト圧P1 は排気圧P2 より高くなる。そこ
で、回転電機7は必ずしも電動機運転する必要がなくな
るので、ターボチャージャ2は通常のターボ運転(電動
機運転或いは発電機運転)で作動すればよいことにな
る。そこで、ターボチャージャ2の作動でコンプレッサ
9を作動して過給を行うことができる。その場合、エン
ジン1の負荷Lの状態によっては、ターボチャージャ2
の回転電機7は発電機運転もできるようになる。
転されている状態では、排気圧P2が十分に高くなり、
ターボチャージャ2が十分に仕事をする状態であるの
で、ブースト圧P1 は排気圧P2 より高くなる。そこ
で、回転電機7は必ずしも電動機運転する必要がなくな
るので、ターボチャージャ2は通常のターボ運転(電動
機運転或いは発電機運転)で作動すればよいことにな
る。そこで、ターボチャージャ2の作動でコンプレッサ
9を作動して過給を行うことができる。その場合、エン
ジン1の負荷Lの状態によっては、ターボチャージャ2
の回転電機7は発電機運転もできるようになる。
【0025】この2サイクルエンジン1では、ターボチ
ャージャ2の回転電機7を電動機運転する時には、エン
ジン1からの回転力を発電機3に伝達するため、クラッ
チ11を接続して発電機3を駆動し、発電機3で発電さ
せる。発電機3で発電した電力は、ターボチャージャ2
の回転電機7に直接的に供給して回転電機7の作動を補
助し、その分バッテリー16上がりが発生するのを防止
する。また、回転電機7が電動機運転をしない場合に
は、クラッチ11は切断し、発電機3を非作動にしてエ
ンジン1の負担を軽減する。
ャージャ2の回転電機7を電動機運転する時には、エン
ジン1からの回転力を発電機3に伝達するため、クラッ
チ11を接続して発電機3を駆動し、発電機3で発電さ
せる。発電機3で発電した電力は、ターボチャージャ2
の回転電機7に直接的に供給して回転電機7の作動を補
助し、その分バッテリー16上がりが発生するのを防止
する。また、回転電機7が電動機運転をしない場合に
は、クラッチ11は切断し、発電機3を非作動にしてエ
ンジン1の負担を軽減する。
【0026】この2サイクルエンジン1を駆動すること
で、吸気通路12に設置したセンサー6でブースト圧P
1 を検出し、また、排気通路10に設置したセンサー5
で排気圧P2 を検出する。更に、エンジン回転数Nを回
転センサー27で検出し、また、エンジン負荷Lをスロ
ットル開度を検出或いはアクセルペダルの踏込み量を検
出するセンサー28で検出し、コントローラ20に入力
する(ステップ30)。
で、吸気通路12に設置したセンサー6でブースト圧P
1 を検出し、また、排気通路10に設置したセンサー5
で排気圧P2 を検出する。更に、エンジン回転数Nを回
転センサー27で検出し、また、エンジン負荷Lをスロ
ットル開度を検出或いはアクセルペダルの踏込み量を検
出するセンサー28で検出し、コントローラ20に入力
する(ステップ30)。
【0027】ブースト圧P1 が排気圧P2 より高いか否
かを比較し(ステップ31)、ブースト圧P1 が排気圧
P2 より高い場合には、エンジン1は高速高負荷状態即
ち作動領域cであるので、ターボチャージャ2は通常の
ターボ運転をする(ステップ32)。ターボチャージャ
2がターボ運転することで、排気圧P2 は上昇するの
で、排気圧P2 が予め設定した排気圧P3 より低いか否
かを比較し(ステップ33)、排気圧P2 が設定排気圧
P3 より低い場合には引き続きターボ運転をする。ま
た、排気圧P2 が設定排気圧P3 より低くない場合に
は、排気圧P2 が高いので、ターボチャージャ2の回転
電機7を発電機運転させて消費させ、排気圧P 2 を低下
させる(ステップ34)。
かを比較し(ステップ31)、ブースト圧P1 が排気圧
P2 より高い場合には、エンジン1は高速高負荷状態即
ち作動領域cであるので、ターボチャージャ2は通常の
ターボ運転をする(ステップ32)。ターボチャージャ
2がターボ運転することで、排気圧P2 は上昇するの
で、排気圧P2 が予め設定した排気圧P3 より低いか否
かを比較し(ステップ33)、排気圧P2 が設定排気圧
P3 より低い場合には引き続きターボ運転をする。ま
た、排気圧P2 が設定排気圧P3 より低くない場合に
は、排気圧P2 が高いので、ターボチャージャ2の回転
電機7を発電機運転させて消費させ、排気圧P 2 を低下
させる(ステップ34)。
【0028】ステップ31において、排気圧P2 がブー
スト圧P1 より低くない場合には、回転センサー27で
検出したエンジン回転数Nが予め設定したエンジン回転
数N0 より高くないか否を比較すると共に、スロットル
開度を検出するセンサー28で検出したエンジン負荷L
が予め設定したエンジン負荷L0 より高くないか否を比
較する(ステップ35)。エンジン回転数Nが設定回転
数N0 より高く、エンジン負荷Lが設定負荷L0 より高
い場合には、ブースト圧P1 は排気圧P2 より低いの
で、エンジンは中速中負荷の作動状態即ち作動領域bで
ある。そこで、ターボチャージャ2の回転電機7を電動
機運転してコンプレッサ9からエンジン1に過給し、ブ
ースト圧P1 を高める(ステップ38)。この時、クラ
ッチ11を接続して発電機3を作動し、発電機3で発電
した電力を、ターボチャージャ2の回転電機7に直接供
給して電力を補給し、その分だけバッテリー16の電力
消費を低減でき、バッテリー16が上がるのを防止でき
る。
スト圧P1 より低くない場合には、回転センサー27で
検出したエンジン回転数Nが予め設定したエンジン回転
数N0 より高くないか否を比較すると共に、スロットル
開度を検出するセンサー28で検出したエンジン負荷L
が予め設定したエンジン負荷L0 より高くないか否を比
較する(ステップ35)。エンジン回転数Nが設定回転
数N0 より高く、エンジン負荷Lが設定負荷L0 より高
い場合には、ブースト圧P1 は排気圧P2 より低いの
で、エンジンは中速中負荷の作動状態即ち作動領域bで
ある。そこで、ターボチャージャ2の回転電機7を電動
機運転してコンプレッサ9からエンジン1に過給し、ブ
ースト圧P1 を高める(ステップ38)。この時、クラ
ッチ11を接続して発電機3を作動し、発電機3で発電
した電力を、ターボチャージャ2の回転電機7に直接供
給して電力を補給し、その分だけバッテリー16の電力
消費を低減でき、バッテリー16が上がるのを防止でき
る。
【0029】また、ステップ35において、エンジン回
転数Nが設定回転数N0 より高くなく、エンジン負荷L
が設定負荷L0 より高くない場合には、排気圧P2 が予
め設定した排気圧P4 より低いか否かを比較する(ステ
ップ36)。排気圧P2 が設定排気圧P4 より低い場合
には、エンジン1は低速低負荷の作動状態即ち領域aの
状態であり、ターボチャージャ2へ排気ガスを送り込ん
でもターボチャージャ2を作動できないので、絞りバル
ブ4を絞り、バイパス通路26を通じて排気ガスを排出
する(ステップ37)。また、排気圧P2 が設定排気圧
P4 より低くない場合には、エンジン1は中速中負荷の
作動状態即ち領域bの状態であるので、ターボチャージ
ャ2の回転電機7を電動機運転してコンプレッサ9によ
る過給を行うこととする(ステップ38)。この時に
は、クラッチ11を接続して発電機3を作動し、発電機
3で発電した電力を、ターボチャージャ2の回転電機7
に直接供給して電力を補給し、その分だけバッテリー1
6の電力消費を低減でき、バッテリー16が上がるのを
防止する。
転数Nが設定回転数N0 より高くなく、エンジン負荷L
が設定負荷L0 より高くない場合には、排気圧P2 が予
め設定した排気圧P4 より低いか否かを比較する(ステ
ップ36)。排気圧P2 が設定排気圧P4 より低い場合
には、エンジン1は低速低負荷の作動状態即ち領域aの
状態であり、ターボチャージャ2へ排気ガスを送り込ん
でもターボチャージャ2を作動できないので、絞りバル
ブ4を絞り、バイパス通路26を通じて排気ガスを排出
する(ステップ37)。また、排気圧P2 が設定排気圧
P4 より低くない場合には、エンジン1は中速中負荷の
作動状態即ち領域bの状態であるので、ターボチャージ
ャ2の回転電機7を電動機運転してコンプレッサ9によ
る過給を行うこととする(ステップ38)。この時に
は、クラッチ11を接続して発電機3を作動し、発電機
3で発電した電力を、ターボチャージャ2の回転電機7
に直接供給して電力を補給し、その分だけバッテリー1
6の電力消費を低減でき、バッテリー16が上がるのを
防止する。
【0030】
【発明の効果】この発明による2サイクルエンジンは、
上記のように構成されており、次のような効果を有す
る。この2サイクルエンジンは、排気系に配置した回転
電機を持つターボチャージャ、エンジン回転力によって
発電を行う発電機、エンジン回転力を前記発電機に伝達
するのを断接するクラッチ及びブースト圧と排気圧とを
検出するセンサーを設け、前記各センサーの検出値に応
答してコントローラによって前記クラッチの断接を行う
ので、排気圧がブースト圧より低くなるように前記ター
ボチャージャの前記回転電機を電動機運転しても、前記
発電機で発電した電力が前記回転電機に直接供給される
ので、バッテリー上がりを防止できる。従って、前記タ
ーボチャージャをエンジン作動状態即ち運転条件に応じ
て作動させて最適な過給を行うことができる。
上記のように構成されており、次のような効果を有す
る。この2サイクルエンジンは、排気系に配置した回転
電機を持つターボチャージャ、エンジン回転力によって
発電を行う発電機、エンジン回転力を前記発電機に伝達
するのを断接するクラッチ及びブースト圧と排気圧とを
検出するセンサーを設け、前記各センサーの検出値に応
答してコントローラによって前記クラッチの断接を行う
ので、排気圧がブースト圧より低くなるように前記ター
ボチャージャの前記回転電機を電動機運転しても、前記
発電機で発電した電力が前記回転電機に直接供給される
ので、バッテリー上がりを防止できる。従って、前記タ
ーボチャージャをエンジン作動状態即ち運転条件に応じ
て作動させて最適な過給を行うことができる。
【0031】しかも、前記発電機を前記ターボチャージ
ャの前記回転電機の仕様に合わせて製作しておけば、前
記発電機で発電した電力を、変圧することなく前記回転
電機へ直接供給できるので、極めて効率的である。ま
た、前記回転電機を電動機運転しない時には、前記クラ
ッチを切断して前記発電機を非作動状態にすることがで
き、エンジンの負担を軽減することができる。
ャの前記回転電機の仕様に合わせて製作しておけば、前
記発電機で発電した電力を、変圧することなく前記回転
電機へ直接供給できるので、極めて効率的である。ま
た、前記回転電機を電動機運転しない時には、前記クラ
ッチを切断して前記発電機を非作動状態にすることがで
き、エンジンの負担を軽減することができる。
【図1】この発明による2サイクルエンジンの一実施例
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図2】図1の2サイクルエンジンにおける発電機とク
ラッチを示す断面図である。
ラッチを示す断面図である。
【図3】図1の2サイクルエンジンの作動状態を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図4】この2サイクルエンジンの作動の一実施例を示
す処理フロー図である。
す処理フロー図である。
1 2サイクルエンジン 2 ターボチャージャ 3 発電機 4 絞りバルブ 5 センサー(排気圧P2 検出用) 6 センサー(ブースト圧P1 検出用) 7 回転電機 8 タービン 9 コンプレッサ 10 排気通路 11 クラッチ 12 吸気通路 20 コントローラ
Claims (2)
- 【請求項1】 シリンダヘッドに形成した排気ポートと
シリンダ下部に掃気ポートを備えた2サイクルエンジン
において、排気系に配置した回転電機を持つターボチャ
ージャ、エンジン回転力によって発電を行う発電機、エ
ンジン回転力を前記発電機に伝達するのを断接するクラ
ッチ、ブースト圧と排気圧とを検出するセンサー、及び
該各センサーの検出値に応答して前記回転電機を発電機
運転又は電動機運転のいずれか一方で作動させると共
に、前記回転電機の作動状態に応答して前記クラッチの
断接を行って排気圧がブースト圧より低くなるように制
御するコントローラを有する2サイクルエンジン。 - 【請求項2】 前記コントローラは、排気圧がブースト
圧より高い時、前記回転電機を電動機運転すると共に、
前記クラッチを接続して前記発電機で発電し、該電力を
前記回転電機に供給する制御を行う請求項1に記載の2
サイクルエンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03301221A JP3074861B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 2サイクルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03301221A JP3074861B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 2サイクルエンジン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05113127A true JPH05113127A (ja) | 1993-05-07 |
JP3074861B2 JP3074861B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=17894245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03301221A Expired - Lifetime JP3074861B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 2サイクルエンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3074861B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1980731A3 (en) * | 2000-12-15 | 2008-12-24 | Advanced Propulsion Technologies, Inc. | Internal combustion engine with a single crankshaft and having opposed cylinders with opposed pistons |
US7665301B2 (en) * | 2005-12-19 | 2010-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine |
US7728446B2 (en) | 2003-06-25 | 2010-06-01 | Advanced Propulsion Technologies, Inc. | Ring generator |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP03301221A patent/JP3074861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1980731A3 (en) * | 2000-12-15 | 2008-12-24 | Advanced Propulsion Technologies, Inc. | Internal combustion engine with a single crankshaft and having opposed cylinders with opposed pistons |
US7728446B2 (en) | 2003-06-25 | 2010-06-01 | Advanced Propulsion Technologies, Inc. | Ring generator |
US7665301B2 (en) * | 2005-12-19 | 2010-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3074861B2 (ja) | 2000-08-07 |
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