JPH0526051A - 断熱2−4サイクル切換エンジン - Google Patents

断熱2−4サイクル切換エンジン

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JPH0526051A
JPH0526051A JP3033604A JP3360491A JPH0526051A JP H0526051 A JPH0526051 A JP H0526051A JP 3033604 A JP3033604 A JP 3033604A JP 3360491 A JP3360491 A JP 3360491A JP H0526051 A JPH0526051 A JP H0526051A
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JP
Japan
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engine
intake
intake port
piston
heat insulating
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Pending
Application number
JP3033604A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Kawamura
河村英男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP3033604A priority Critical patent/JPH0526051A/ja
Publication of JPH0526051A publication Critical patent/JPH0526051A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00Internal-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
    • F02B69/02Internal-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 fuel types, other than engines indifferent to fuel consumed, e.g. convertible from light to heavy fuel
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕燃焼室を断熱構造とし、エンジン回転数や負荷
に応じて2または4サイクルに切換えるエンジンにおけ
る2サイクル運転時の高温度の燃焼室による空気の加熱
や膨張行程の吸気ポートの開口による仕事量損失の弊害
を防止する。 〔構成と効果〕シリンダヘッド11とシリンダライナ1
2との間に断熱部3を設けてシリンダヘッド11からシ
リンダライナ12への熱伝導を断って吸気ポート13の
温度上昇を防止するとともに、クランク角度を検出する
エンジン回転センサ16によりピストン4の上昇/下降
を検知して、電磁コイル15への通電を制御し、永久磁
石を備えた吸気シャッタ14を移動させ、ピストン4の
行程に対応して吸気ポート13の開/閉を操作する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの燃焼室などの
部分に断熱材を用いて断熱構造とし、2または4サイク
ルに切換えが可能な断熱2−4サイクル切換エンジンに
関する。
【0002】
【従来の技術】通常のエンジンは往復運動するピストン
の2行程、すなわちクランク軸1回転の間に、吸入・圧
縮・爆発および排気の過程を行う2サイクルエンジン
と、ピストンの4行程、すなわちクランク軸2回転の間
に前記4過程を行う4サイクルエンジンとに大別されて
いる。
【0003】そして、ユニフロー式の2サイクルエンジ
ンではシリンダの下方に吸気ポートを配置し、ピストン
の下死点では圧送された空気によって吸入と排気とをピ
ストンの下死点付近±70°で行い、クランク軸1回転
毎に爆発が行われるため出力軸の回転変動が少なくて高
トルクが発生できる利点がある。また一方、4サイクル
エンジンでは吸入と排気とがそれぞれピストンの別個の
行程で行われるため燃料が有効に使用され燃費が良好で
排気ガスが清浄となる。
【0004】また、燃焼室などに断熱材を用いた断熱エ
ンジンでは、外気や冷却水によりエンジンを冷却しない
ため冷却機構が不用となり、燃料の燃焼エネルギーの利
用効率のよいエンジンが得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし一方、断熱エン
ジンでは、燃焼室に断熱材を使用して温度を高く保持し
ているので、吸入空気が加熱されて吸入効率が劣化した
り、圧縮端における空気温度が上昇する不具合が生ず
る。
【0006】また、エンジンの2サイクル運転時には吸
入と排気とが短期間で行われるのでガス交換が十分に行
われず、吸入空気が排気側にリークしたり特に高出力時
の充填効率が悪いと排気ガスにスモークの発生が大にな
るという悪影響がある。
【0007】さらに、2サイクル運転ではピストンが下
死点に達する以前に吸気ポートが開口を始めるため、燃
料の燃焼エネルギーが十分に活用できないという欠点も
生じている。
【0008】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたものであり、その目的は断熱エンジンにおける高
温度の燃焼室による不具合や、2サイクル運転時のガス
交換の不良、および膨張行程における吸気ポートの開口
による欠点などを防止しようとする断熱2−4サイクル
切換エンジンを提供することにある。
【0009】
【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、断熱構造の燃焼室を有し、過給作
動を付勢する回転電機を配置したターボチャージャを備
え、シリンダ下部の吸気ポートとシリンダ頂部の吸気弁
の開閉および燃料噴射のタイミングを変化せしめてサイ
クル切換を行う断熱2−4サイクル切換エンジンにおい
て、前記シリンダの上部と下部とを断熱する断熱手段
と、前記吸気ポートをピストンの上昇/下降に応じて開
/閉操作する操作手段とを備えた断熱2−4サイクル切
換エンジンが提供される。
【0010】
【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。
【0011】図1は本発明にかかる断熱2−4サイクル
切換エンジンの一実施例を示す構成ブロック図である。
【0012】図において、1は燃焼室関係を断熱構造に
したエンジンで、そのシリンダヘッド11には断熱素材
として例えばセラミックスからなる副室2が配置され
て、下端の空気入口部21はシリンダヘッド11から下
方に突出されており、該副室2の頂部22には燃料を噴
射する噴射ノズル23が取付けられている。そして、図
示していない噴射ポンプから2サイクルエンジンは毎回
転毎、4サイクルは2回転に1度所定の噴射タイミング
にて供給される燃料の燃焼エネルギーによってエンジン
1の2サイクル、または4サイクル運転が行われる。
【0013】3はシリンダヘッド11とシリンダライナ
12との間に設けられた断熱部であり、該断熱部3によ
りシリンダ上部から下部への熱の伝導を妨げ、シリンダ
ライナ12の下方の温度上昇を防止し吸入空気の加熱を
減少し吸入効率の向上を図るものである。
【0014】13は吸気ポートでピストン下死点位置に
対応するシリンダライナ12の外周部分に複数個貫設さ
れ、2サイクル運転時には吸気の流入面積の大きい掃気
口となるもので、該吸気ポート13には環状の吸気シャ
ッタ14が取付けられ、その外側に近接して配置された
電磁コイル15への通電によって吸気シャッタ14はシ
リンダライナ12に外周に沿って移動し、4サイクル運
転時にはこの吸気ポート13は閉鎖される。
【0015】図2は吸気ポートの開閉操作を示す説明図
であり、図示のようにシリンダライナ12のピストン下
死点位置に対応する部分の上方には複数個の吸気ポート
13が設けられており、該吸気ポート13に対応して開
口部141が貫設された吸気シャッタ14がシリンダラ
イナ12の外周に摺動するように巻装されている。そし
て吸気シャッタ14の所定部分には強力な磁気力を有す
る永久磁石N,Sが図示のように埋込まれ、該永久磁石
N,Sに対応する位置に電磁コイル15が配置されてい
る。
【0016】このように構成された吸気ポートにおいて
は電磁コイル15に所定の極性の直流が供給されると、
該電磁コイル15の磁性の極性に応じて永久磁石N,S
の吸引または反発が行われて吸気シャッタ14が円周の
水平方向に移動し、吸気ポート13の開閉が行われるこ
とになり、例えば後述するクランク角度やエンジン回転
数を検出するエンジン回転センサ16からの信号によっ
てピストンの下降または上昇が検知されると、下降時に
は吸気ポート13の閉制御、上昇時に開制御を行うこと
が可能となる。
【0017】4はピストンで、その頂部には主燃焼室と
なる凹部41が形成され、副室2の連絡孔が主燃焼室側
に突出され、その突出部先端が主燃焼室に包含されるよ
うに構成され、かつそれらは耐熱性セラミックスにて作
られており、上死点位置では前述の副室2の空気入口部
21が所定の位置まで凹部41に突出されるように構成
されている。なお、該凹部41の内壁とピストン1のス
キッシュエリアとなる頂壁には断熱部分42が設けられ
ている。
【0018】5は吸気弁で4サイクル運転時の吸気口に
配置されて所定のタイミングにて開閉弁を行って吸気を
行うものであり、図示していない電磁動弁機構により開
閉駆動され、2サイクル運転時に閉弁される。また図示
の吸気弁5の後方には例えば電磁動弁機構により開閉を
行う排気弁が複数個配置されており、そのリフト量が少
なくとも排気ガスの排出面積が大となるように構成され
ている。
【0019】6はターボチャージャで、開弁された排気
弁からの排気エネルギーにより駆動されるタービンと、
該タービントルクにより駆動されるコンプレッサとを備
え、該コンプレッサの圧縮作動による圧気を過給気とし
てエンジン1に供給するものであり、4サイクル運転時
に吸気管52、吸気弁5を介して供給し、2サイクル時
には吸気管52から分岐された連結管53を介して吸気
ポート13より圧気を供給する。63は排気管でエンジ
ンからの排気ガスが、ターボチャージャ6に送られる。
そしてターボチャージャ6の回転軸には電動−発電機と
なる回転電機61が配置され、排気エネルギーが大でタ
ービントルクが強力の場合は発電機として作動したり、
エンジンの低回転高負荷時にはバッテリ71を電源とす
る電力により電動駆動され、コンプレッサを付勢してそ
の過給作動を助勢するように構成されている。
【0020】62はターボ発電機であり、ターボチャー
ジャ6から送られる排出ガスにより駆動されて発電する
もので、該ターボ発電機62の発電出力は前述の回転電
機61の発電作動時の出力とともに後述するコントロー
ラに送電される。
【0021】8はエンジン1のクランク軸に連結された
電動機であり、回転電機61の発電時の出力とターボ発
電機62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8への供給電力はコン
トローラ7によって制御される。
【0022】コントローラ7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61の出力とターボ発電機6
2の発電出力とを加え合せて電動機8を力行させる電力
変換機構となる強電回路などを備えている。そしてクラ
ンク軸の回転数およびその角度を検出するエンジン回転
センサ16、過給気圧を検出するブースト圧センサ1
7,アクセルペダルの踏込量からエンジン負荷を検出す
る負荷センサ18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て、エンジン1を2サイクルまたは
4サイクル運転に制御し、さらに強電回路から電動機8
への電力を制御して、回生電力によりエンジントルクを
増大させるような指令作動を行うように構成されてい
る。
【0023】つぎに、このように構成された本実施例の
作動について説明する。
【0024】エンジン1は副室2の内壁や、ピストン4
の上部の主燃焼室となる凹部41の内壁などに断熱材を
用いた断熱エンジンであり、エンジン運転中には燃料の
燃焼熱により燃焼室内壁の温度は通常のエンジンに比し
て高温度が保持されている。
【0025】この状態にてエンジン回転センサ16およ
び負荷センサ18からの信号に基づいて2サイクル運転
が設定された場合には、吸気弁5は閉鎖、吸気ポート1
3が開放されるので、エンジン1への吸入空気は高温の
吸入弁5やピストン4とは余り接触せず、シリンダの断
熱部3により断熱されたシリンダ下部の吸気ポート13
からエンジン1には吸気が供給されるので、吸入空気の
加熱と充填効率の低下は減少されることになる。
【0026】また、複数個設けられた吸気ポート13に
よる流入面積は大に形成され、さらに排気弁51はリフ
ト量を大にせず複数として流路を増してガス流出面積を
大きく構成し、その開弁時には瞬間的に大きな空気流を
通過させることができるので、掃気の際のガス交換が良
好に行われることになる。
【0027】さらに、2サイクル運転におけるピストン
4の下降時はクランク角度を検出するエンジン回転セン
サ16が検知するので、電磁コイル15に所定方向の電
流が流されて電磁作用により移動する吸気シャッタ14
が吸気ポート13を閉じ、また、下死点からピストン4
が上昇する時には吸気ポート13は開放される。したが
って、このような作動によってピストンの膨張行程では
吸気ポート13は開放することなく、上昇時に開かれた
吸気ポート13から一気に掃気が行われて2サイクル運
転が実施されることになる。
【0028】以上、本発明を上述の実施例によって説明
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。
【0029】
【発明の効果】上述の実施例によって説明したように本
発明によれば、断熱構造を備えた2−4サイクル切換エ
ンジンの2サイクル運転時には、シリンダへの吸気は高
温度のシリンダヘッドから断熱部によって断熱されたシ
リンダライナの下方の吸気ポートより供給されるので、
加熱されることが少なくて吸入効率の劣化が防止される
効果が得られる。
【0030】また本発明によれば、ピストンの下降時に
は吸気ポートを閉じ、下死点から上昇に至ると直ちに吸
気ポートを開口し、広い吸入面積の吸気ポートおよび広
い排出面積のシリンダヘッドの部分によって掃気を行う
ので、ガス交換が良好となって高出力時の充填効率が良
好になるとともに、膨張行程における燃焼エネルギーに
よる仕事量の減少が防止できてエンジン出力が向上する
という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる断熱2−4サイクル切換エンジ
ンの一実施例を示す構成ブロック図である。
【図2】本実施例の吸気ポートの開閉操作を示す説明図
である。
【符号の説明】
1…エンジン 2…副室 3…断熱部 4…ピストン 5…吸気弁 6…ターボチャージャ 7…コントローラ 11…シリンダヘッド 12…シリンダライナ 13…吸気ポート 14…吸気シャッタ 15…電磁コイル 16…エンジン回転センサ 61…回転電機
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02B 77/11 A 9247−3G F02F 1/18 F 8503−3G

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 断熱構造の燃焼室を有し、過給作動を付勢する回転電機
    を配置したターボチャージャを備え、シリンダ下部の吸
    気ポートとシリンダ頂部の吸気弁の開閉および燃料噴射
    のタイミングを変化せしめてサイクル切換を行う断熱2
    −4サイクル切換エンジンにおいて、前記シリンダの上
    部と下部とを断熱する断熱手段と、前記吸気ポートをピ
    ストンの上昇/下降に応じて開/閉操作する操作手段と
    を備えたことを特徴とする断熱2−4サイクル切換エン
    ジン。
JP3033604A 1991-02-02 1991-02-02 断熱2−4サイクル切換エンジン Pending JPH0526051A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3033604A JPH0526051A (ja) 1991-02-02 1991-02-02 断熱2−4サイクル切換エンジン

Applications Claiming Priority (1)

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JP3033604A JPH0526051A (ja) 1991-02-02 1991-02-02 断熱2−4サイクル切換エンジン

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Publication Number Publication Date
JPH0526051A true JPH0526051A (ja) 1993-02-02

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ID=12391082

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JP3033604A Pending JPH0526051A (ja) 1991-02-02 1991-02-02 断熱2−4サイクル切換エンジン

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5947135A (en) * 1995-09-06 1999-09-07 Sharp Kabushiki Kaisha Dishwasher
WO2009137896A1 (en) * 2008-04-10 2009-11-19 Clavia Gleber Da Fonseca Synthesized four stroke engine
KR101449325B1 (ko) * 2013-09-02 2014-10-08 현대자동차주식회사 자동차용 블로바이 가스 저감 장치
JP2016094839A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 本田技研工業株式会社 ユニフロー2ストロークエンジン
JP2017145767A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 三菱重工業株式会社 ターボチャージャ

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JP2016094839A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 本田技研工業株式会社 ユニフロー2ストロークエンジン
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