JPH0544491A - ピストン下部膨張機システム - Google Patents
ピストン下部膨張機システムInfo
- Publication number
- JPH0544491A JPH0544491A JP22656291A JP22656291A JPH0544491A JP H0544491 A JPH0544491 A JP H0544491A JP 22656291 A JP22656291 A JP 22656291A JP 22656291 A JP22656291 A JP 22656291A JP H0544491 A JPH0544491 A JP H0544491A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- open
- exhaust
- lower section
- air
- 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.)
- Withdrawn
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
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
-
- 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
-
- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、高出力時に発生する大量の
排気ガスエネルギーを有効利用し、高出力、低燃費のク
ロスヘッド付ディーゼル機関を提供するにある。 【構成】 排ガスを利用した回収タービンと直結した圧
縮機により高圧空気を生成させ、該高圧空気をピストン
下部に設けた密閉空間に供給し、ピストン上昇行程中は
高圧空気をピストン下部に作用させ、ピストン下降行程
時には高圧空気の供給を停止して大気に開放し、密閉空
間の圧力を下げる。その結果、上昇行程時高圧空気がピ
ストンを下方より駆動し、回収タービンの出力がピスト
ンに伝えられ、クランク軸の出力が増加するように構成
されている。
排気ガスエネルギーを有効利用し、高出力、低燃費のク
ロスヘッド付ディーゼル機関を提供するにある。 【構成】 排ガスを利用した回収タービンと直結した圧
縮機により高圧空気を生成させ、該高圧空気をピストン
下部に設けた密閉空間に供給し、ピストン上昇行程中は
高圧空気をピストン下部に作用させ、ピストン下降行程
時には高圧空気の供給を停止して大気に開放し、密閉空
間の圧力を下げる。その結果、上昇行程時高圧空気がピ
ストンを下方より駆動し、回収タービンの出力がピスト
ンに伝えられ、クランク軸の出力が増加するように構成
されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はクロスヘッド付内燃機関
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のコンパウンド形２サイクル
クロスヘッド付内燃機関の一例を示す。燃焼室１０より
排出された排気の一部は排気ターボ過給機１２を駆動
し、大気を圧縮した掃気１３をライナ２０の下部に設け
られた掃気孔へ供給する。該掃気孔はライナ２０内を摺
動するピストン３０により開閉され、掃気１３をシリン
ダ内へ供給し、排気ガスを押出し新気と入れ換える。な
お排気ガス１の一部は回収タービン４０を駆動し回収さ
れた動力は歯車列４１を経由して減速し、図示していな
い機関のクランク軸へ伝えられ有効出力の一部として利
用され燃費の軽減をはかっている。
クロスヘッド付内燃機関の一例を示す。燃焼室１０より
排出された排気の一部は排気ターボ過給機１２を駆動
し、大気を圧縮した掃気１３をライナ２０の下部に設け
られた掃気孔へ供給する。該掃気孔はライナ２０内を摺
動するピストン３０により開閉され、掃気１３をシリン
ダ内へ供給し、排気ガスを押出し新気と入れ換える。な
お排気ガス１の一部は回収タービン４０を駆動し回収さ
れた動力は歯車列４１を経由して減速し、図示していな
い機関のクランク軸へ伝えられ有効出力の一部として利
用され燃費の軽減をはかっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、内燃機関は
高出力となるに従い排気１１は高温高圧となる為、前記
コンパウンドエンジンの回収タービン４０の効率がよく
なるが、該回収タービンの排気エネルギーを回収するに
はその回収タービン４０の周速を高める必要がある。そ
の結果比較的回転の低い図示していないクランク軸へ動
力をもどす歯車列４１の減速比は３０以上となる。この
ため該歯車列４１の価格が高くなり、さらにクランク軸
には捩り振動が存在し、これが直接回収タービン４０ま
で連成振動を引き起こし破壊に至る可能性があり、歯車
列４１の途中に流体継手を必要とし高コストとなる欠点
がある。
高出力となるに従い排気１１は高温高圧となる為、前記
コンパウンドエンジンの回収タービン４０の効率がよく
なるが、該回収タービンの排気エネルギーを回収するに
はその回収タービン４０の周速を高める必要がある。そ
の結果比較的回転の低い図示していないクランク軸へ動
力をもどす歯車列４１の減速比は３０以上となる。この
ため該歯車列４１の価格が高くなり、さらにクランク軸
には捩り振動が存在し、これが直接回収タービン４０ま
で連成振動を引き起こし破壊に至る可能性があり、歯車
列４１の途中に流体継手を必要とし高コストとなる欠点
がある。
【０００４】本発明の目的は陸舶用ディーゼルエンジン
に使用されるコンパウンドエンジンを改善し、高出力時
に発生する排気ガスエネルギーを有効利用して高出力低
燃費のクロスヘッド付ディーゼル機関を提供するにあ
る。
に使用されるコンパウンドエンジンを改善し、高出力時
に発生する排気ガスエネルギーを有効利用して高出力低
燃費のクロスヘッド付ディーゼル機関を提供するにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のピストン下部膨
張機システムはクロスヘッド付内燃機関において、排気
ガスにより駆動される回収タービンに直結され高圧空気
を生成する圧縮機と、ピストンの下部に形成され該ピス
トンの下面に臨む密閉空間と、該密閉空間と前記回収タ
ービンの圧縮機及び大気とをそれぞれ接続する給排気路
と、該給排気路をそれぞれ開閉する開閉弁と、ピストン
の上昇行程時のみ給気路を開としピストンの下降行程時
のみ排気路を開とする制御機構とを有してなることを特
徴としている。
張機システムはクロスヘッド付内燃機関において、排気
ガスにより駆動される回収タービンに直結され高圧空気
を生成する圧縮機と、ピストンの下部に形成され該ピス
トンの下面に臨む密閉空間と、該密閉空間と前記回収タ
ービンの圧縮機及び大気とをそれぞれ接続する給排気路
と、該給排気路をそれぞれ開閉する開閉弁と、ピストン
の上昇行程時のみ給気路を開としピストンの下降行程時
のみ排気路を開とする制御機構とを有してなることを特
徴としている。
【０００６】
【作用】従来のコンパウンドエンジンのように歯車列お
よび流体継手を使用することなく、上昇行程時既存のピ
ストンを下部より押上げ、下降行程ではピストンに背圧
がかからないようになり、低コストで低燃費エンジンが
実現できる。
よび流体継手を使用することなく、上昇行程時既存のピ
ストンを下部より押上げ、下降行程ではピストンに背圧
がかからないようになり、低コストで低燃費エンジンが
実現できる。
【０００７】
【実施例】以下図１〜２を参照し本発明の一実施例につ
いて説明する。図１は第１実施例の全体装置図、図２は
第２実施例の全体装置図である。図１に示すものはクロ
スヘッド付ユニフロー２サイクルディーゼル機関につい
ての第１実施例で、排気ガス１１の一部は圧縮機４５と
直結した回収タービン４２を駆動する。該圧縮機４５は
大気を圧縮し高圧空気５０を生成する。一方ライナ２０
の下部には隔壁２２を設け密閉空間５３を形成し、さら
にライナ２０の内側には内周を摺動する掃気開閉部材６
０を設け、該摺気開閉部材をボンベ６３からの高圧空気
による空気ばね（６２）のロッド６１を介して掃気孔２
１を閉じる位置に保持する。
いて説明する。図１は第１実施例の全体装置図、図２は
第２実施例の全体装置図である。図１に示すものはクロ
スヘッド付ユニフロー２サイクルディーゼル機関につい
ての第１実施例で、排気ガス１１の一部は圧縮機４５と
直結した回収タービン４２を駆動する。該圧縮機４５は
大気を圧縮し高圧空気５０を生成する。一方ライナ２０
の下部には隔壁２２を設け密閉空間５３を形成し、さら
にライナ２０の内側には内周を摺動する掃気開閉部材６
０を設け、該摺気開閉部材をボンベ６３からの高圧空気
による空気ばね（６２）のロッド６１を介して掃気孔２
１を閉じる位置に保持する。
【０００８】なお回収タービン４５により生成される高
圧空気５０はクランク軸の角度により開閉される給気路
開閉弁５１をへて前記密閉空間５３に供給される。また
該密閉空間は下降行程時ピストン３１にバックプレッシ
ャがかからないように、排気路開閉弁５２がクランク角
により大気に開放されるように構成されている。なお図
１で回収タービン４２を出た排気ガス４３はまだ高温で
あるので、熱交換器４４で高圧空気５０を加熱するシス
テムを有している。
圧空気５０はクランク軸の角度により開閉される給気路
開閉弁５１をへて前記密閉空間５３に供給される。また
該密閉空間は下降行程時ピストン３１にバックプレッシ
ャがかからないように、排気路開閉弁５２がクランク角
により大気に開放されるように構成されている。なお図
１で回収タービン４２を出た排気ガス４３はまだ高温で
あるので、熱交換器４４で高圧空気５０を加熱するシス
テムを有している。
【０００９】次に前記実施例の作用について説明する。
図１においてピストン３１が上昇行程中とすると給気路
開閉弁が開き、前記高圧空気５０が密閉空間５３に供給
され、ピストン３１は高圧空気５０により下方より駆動
される。このとき掃気孔２１は掃気孔開閉部材６０に介
して閉じられており、また排気路開閉弁５２も閉じてい
るので、高圧空気５０が密閉空間５３の外へもれること
はない。次いでピストン３１が下降行程となると、給気
路開閉弁５２が閉じ排気路開閉弁５２が開くので、密閉
空間５３内は大気圧となる。
図１においてピストン３１が上昇行程中とすると給気路
開閉弁が開き、前記高圧空気５０が密閉空間５３に供給
され、ピストン３１は高圧空気５０により下方より駆動
される。このとき掃気孔２１は掃気孔開閉部材６０に介
して閉じられており、また排気路開閉弁５２も閉じてい
るので、高圧空気５０が密閉空間５３の外へもれること
はない。次いでピストン３１が下降行程となると、給気
路開閉弁５２が閉じ排気路開閉弁５２が開くので、密閉
空間５３内は大気圧となる。
【００１０】この結果、ピストン３１には下降行程中は
大気圧が作用する。さらにピストンが下降して掃気孔２
１に近くなると、ピストン３１の下側で掃気開閉部材６
０は駆動され、従来と同じようにピストン３１で掃気孔
２１を開くことができる。又熱交換器４４をそなえてい
るので、排気ガスの熱を有効利用でき熱効果はさらに向
上する。図２は本発明の第２実施例で、４サイクルのク
ロスヘッド付内燃機関に対する適用例で給気弁７０を持
っているが、ピストン下部の作用、効果は第１実施例と
全く同様である。
大気圧が作用する。さらにピストンが下降して掃気孔２
１に近くなると、ピストン３１の下側で掃気開閉部材６
０は駆動され、従来と同じようにピストン３１で掃気孔
２１を開くことができる。又熱交換器４４をそなえてい
るので、排気ガスの熱を有効利用でき熱効果はさらに向
上する。図２は本発明の第２実施例で、４サイクルのク
ロスヘッド付内燃機関に対する適用例で給気弁７０を持
っているが、ピストン下部の作用、効果は第１実施例と
全く同様である。
【００１１】
【発明の効果】本発明のエンジンのピストン３１には上
昇行程において、ピストンの下側に大気より高い圧力の
高圧空気５０が作用する。又下降行程ではピストンの前
記下側は大気開放され背圧がかかることはない。その結
果ピストン３１にはその差圧分だけの出力を得てその分
クランク軸の出力が増加する。従って歯車列および流体
継手を使用することなく、既存のピストンを利用するも
のであるので、回収タービンの出力を低価格の装置でク
ランク軸を戻すことができる。
昇行程において、ピストンの下側に大気より高い圧力の
高圧空気５０が作用する。又下降行程ではピストンの前
記下側は大気開放され背圧がかかることはない。その結
果ピストン３１にはその差圧分だけの出力を得てその分
クランク軸の出力が増加する。従って歯車列および流体
継手を使用することなく、既存のピストンを利用するも
のであるので、回収タービンの出力を低価格の装置でク
ランク軸を戻すことができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る全体装置図。
【図２】本発明の第２実施例に係る全体装置図。
【図３】従来装置の全体装置図。
３１…ピストン、４２…回収タービン、４５…圧縮機、
５０…高圧空気、５１…給気路開閉弁、５２…排気路開
閉弁、５３…密閉空間。
５０…高圧空気、５１…給気路開閉弁、５２…排気路開
閉弁、５３…密閉空間。
Claims (1)
- 【請求項１】 クロスヘッド付内燃機関において、排気
ガスにより駆動される回収タービンに直結され高圧の空
気を生成する圧縮機と、ピストンの下部に形成され該ピ
ストンの下面に臨む密閉空間と、該密閉空間と前記回収
タービンの圧縮機及び大気とをそれぞれ接続する給排気
路と、該給排気路をそれぞれ開閉する開閉弁と、ピスト
ンの上昇行程時のみ給気路を開としピストンの下降行程
時のみ排気路を開とする制御機構とを有してなるピスト
ン下部膨張機システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22656291A JPH0544491A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ピストン下部膨張機システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22656291A JPH0544491A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ピストン下部膨張機システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544491A true JPH0544491A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16847107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22656291A Withdrawn JPH0544491A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | ピストン下部膨張機システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0544491A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105863821A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-08-17 | 温特图尔汽柴油公司 | 内燃机、内燃机的操作方法、内燃机的气缸、缸套及封板 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP22656291A patent/JPH0544491A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105863821A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-08-17 | 温特图尔汽柴油公司 | 内燃机、内燃机的操作方法、内燃机的气缸、缸套及封板 |
| CN105863821B (zh) * | 2015-02-06 | 2020-06-16 | 温特图尔汽柴油公司 | 内燃机、内燃机的操作方法、内燃机的气缸、缸套及封板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |