JPH08334027A - 2サイクルユニフローディーゼル機関 - Google Patents

2サイクルユニフローディーゼル機関

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JPH08334027A
JPH08334027A JP14155495A JP14155495A JPH08334027A JP H08334027 A JPH08334027 A JP H08334027A JP 14155495 A JP14155495 A JP 14155495A JP 14155495 A JP14155495 A JP 14155495A JP H08334027 A JPH08334027 A JP H08334027A
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JP
Japan
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scavenging
cylinder
cylinders
chamber
fresh air
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Pending
Application number
JP14155495A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Shirai
克彦 白井
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.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08334027A publication Critical patent/JPH08334027A/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
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18Other cylinders
    • F02F1/22Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
    • 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
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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  • 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)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス温度を所望の温度に制御し、酸化触媒
によるサルフェートの生成を抑制する。 【構成】 シリンダライナ3の下部に気筒1と掃気室2
を連通する多数の掃気孔4を形成し、掃気室2内に掃気
ポンプ8にて新気を導入するようにし、シリンダライナ
3の外周に掃気孔4からシリンダ内に流入する新気の流
れ方向を変化させる調整掃気孔12を有する回転ライナ
11を設け、回転ライナ11の回転位置を変えて気筒1
内に流入する新気の流れ方向を変化させ、低速運転域で
は新気を掃気効率の良い気筒1の中央部と外周の間に向
けて導入し、排ガス温度の高い高速運転域では気筒1の
外周に沿うように導入して吹き抜け空気によって排ガス
温度を低下させ、排ガス温度を一定の範囲内に保つよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は酸化触媒でサルフェート
(SOx)が生成するのを抑制するため排ガス温度を制
御するようにしたユニフロー掃気(単流掃気)方式の2
サイクルディーゼル機関に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼル機関における排気ガスに関し
ては、NOx(窒素酸化物)やHC(炭化水素)ととも
にSOx(サルフェート)が問題となる。
【0003】一般に2サイクルディーゼル機関において
は、燃焼室から完全に燃焼ガスを排出することができな
いことから排気ガス再循環(EGR)が自然に行われる
ことになり、この内部EGR効果によってNOx低減は
容易であるが、HCやSOxは4サイクルディーゼル機
関と同じである。
【0004】従来の2サイクルディーゼル機関の排気ガ
ス浄化において、NOxに関しては上記のように特に触
媒浄化を行わなくても低減でき、SOxに関しては燃料
中のS(硫黄)含有量を低減する規制がなされている
が、排ガス中のSOxについて直接の規制はなされてい
なかったので特に触媒浄化は行われていず、HCに関し
てのみこれを浄化する酸化触媒が装備されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、酸化触媒は
HCの90%以上を占めるオレフィン系(炭素数が少な
い)は浄化し易いが、パラフィン系は浄化し難いという
特性と触媒温度が高い程早く浄化できるという特性を有
しており、かつSOxはオレフィン系HCが多いと生成
されず、パラフィン系HCが多いと生成され易い特性が
ある。そのために、酸化触媒の温度、即ち排気ガスの温
度が高い場合にはHCが早く浄化されしまって残った触
媒の部分でSが酸化されてSOxが生成され、酸化触媒
によってSOxが増加してしまうという問題がある。
【0006】図3を参照して説明すると、酸化触媒の長
さをLとすると、排気温度が低い場合には酸化触媒を通
過する間にその全長でHCが浄化されるが、排気温度が
高い場合には主としてオレフィン系のHCが酸化触媒の
中間長さ位置で殆ど浄化されてしまい、残りの長さ部分
ではパラフィン系のHCが残った状態になっているので
S分が酸化してSOxが生成され易く、酸化触媒がSO
xを増加させてしまうという問題がある。
【0007】そこで、酸化触媒の全長を用いてHCを浄
化してSOxの生成を抑制するためには排気温度を適正
に制御する必要がある。
【0008】なお、特開平4−17718号公報には、
シリンダライナの掃気孔より上部位置に外周に開閉制御
弁を配設した抽気孔を設け、排気弁と開閉制御弁の開閉
タイミングを適宜に設定して掃気の吹き抜けを少なく
し、排気温度を上昇させることが開示されているが、サ
ルフェート生成を抑制するものではない。
【0009】また、特開平5−18225号公報には、
排ガスを必要に応じて冷却空気回路に通すようにしてサ
ルフェートの生成が増大する温度以下の範囲で排気温度
を高くしてHCの浄化率を高くすることが開示されてい
るが、燃焼室から排出される排ガス温度を制御するもの
でなく、別途に冷却空気回路が必要となるためコスト高
になるという問題がある。
【0010】また、特開平6−50126号公報には、
排ガス温度が高いときに酸化触媒をバイパスさせるよう
にしてサルフェートの生成増加を防止することが開示さ
れているが、燃焼室から排出される排ガス温度を制御す
るものでなく、排ガス温度が高いときには酸化触媒によ
り排ガス浄化を行えないという問題がある。
【0011】本発明は、上記観点から排ガス温度を所望
の温度に制御できる2サイクルユニフローディーゼル機
関を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願の第1発明は、気筒
の周壁を形成するシリンダライナの下部に気筒と掃気室
を連通する多数の掃気孔を形成し、掃気室内に掃気ポン
プにて新気を導入するようにした2サイクルユニフロー
ディーゼル機関において、掃気室から掃気孔を通って気
筒内に流入する新気の流れ方向を変化させる新気導入方
向制御手段を設けたことを特徴とする。
【0013】また、第2発明は、掃気ポンプの入口側に
新気導入通路の絞り手段を設け、新気導入通路を絞るよ
うに制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【0014】
【作用】本願の第1発明によれば、新気導入方向制御手
段にて気筒内に流入する新気の流れ方向を変化させるこ
とができるので、低速運転域では新気を掃気効率の良い
気筒の中央部と外周の間に向けて導入し、排ガス温度の
高い高速運転域では気筒の外周に沿うように導入するこ
とによって掃気効率は低下するが、吹き抜け空気によっ
て排ガス温度を低下させることができ、これによって排
ガス温度を一定の範囲内に保つことができ、高速運転域
でのサルフェートの生成を抑制し、低速運転域での炭化
水素の浄化率を高くすることができる。
【0015】また、第2発明によれば、排ガス温度の低
い低速運転域において掃気ポンプの入口側で新気導入通
路を絞ることによって掃気ポンプの動力が増加し、その
ため気筒内に導入される新気の温度が上昇し、それに伴
って排ガス温度が高くなるので、排ガス温度を一定の範
囲内に保つことができ、高速運転域でのサルフェートの
生成を抑制しながら、低速運転域での炭化水素の浄化率
を高くすることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1、図2を参照
して説明する。
【0017】図1において、10はユニフロータイプの
掃気方式の多気筒2サイクルエンジンのシリンダブロッ
クであり、その上部に2つの気筒1が配設されている。
気筒1の上部には各々の周囲を取り囲むように水冷ジャ
ケット(図示せず)が形成され、その下部に各気筒1の
周囲をそれぞれ取り囲むとともに互いに連通した単一室
から成る掃気室2が形成されている。各気筒1にはその
周壁を構成するシリンダライナ3が嵌着されている。こ
のシリンダライナ3には、気筒1内と掃気室2を連通す
るように周方向に適当間隔置きに複数の掃気孔4が形成
され、掃気室2から複数の掃気孔4を通して気筒1内に
新気を導入するように構成され、さらにこれら掃気孔4
が気筒1の半径方向の軸線に対して同じ向きに接線方向
に傾斜して形成され、気筒1内にスワールを形成するよ
うに構成されている。
【0018】掃気室2は、隣接する気筒1、1の周囲を
ほぼ均等な断面積で取り囲むように形成されるとともに
隣接する気筒1、1間に仕切壁5が掃気孔4を通過する
新気の流れに沿うように傾斜させて形成され、各気筒1
の外周に沿って通路断面積がほぼ均一で新気が一方向に
流れる掃気通路6が形成されている。又、掃気室2に新
気を導入する新気導入口7が掃気室2の一端の気筒1の
外周に対して接線方向に開口され、掃気ポンプ8に接続
されている。掃気ポンプ8の入口側には、掃気量を制御
するスロットルバルブ9が配設され、制御手段(図示せ
ず)にてエンジンの運転域に応じてその開度を制御する
ように構成されている。
【0019】シリンダライナ3の掃気孔4形成部分の外
周には回転ライナ11が回転操作可能に外嵌されてい
る。この回転ライナ11には掃気孔4よりも接線方向に
より大きな角度で傾斜した調整掃気孔12が形成されて
いる。例えば、掃気孔4はシリンダライナ3の内径をD
1 として1/2・D1 の径の円の接線方向を向くよう
に、調整掃気孔12は回転ライナ11の内径をD2 とし
て(5/8〜3/4)・D2 の径の円の接線方向に向く
ようにそれぞれ傾斜されている。また、調整掃気孔12
は傾斜角が大きく形成されていても、掃気孔4と重なる
ように位置させたときにその両側壁が掃気孔4の両側壁
を延長した面と干渉しないように広い幅に形成され、図
2(a)に示すように、調整掃気孔12と掃気孔4を重
ねたときに新気が掃気孔4の傾斜方向にその全幅から円
滑に導入され、図2(b)に示すように、回転ライナ1
1を回転させたときに掃気孔4の開口幅は若干狭くなる
が新気が調整掃気孔12の側壁の傾斜方向に沿ってシリ
ンダライナ3の周壁に沿って導入されるように構成され
ている。また、回転ライナ11の上部又は下部外周には
コントロールラック13が噛合する歯(図示せず)が形
成されており、このコントロールラック13を矢印a方
向に移動操作することによって回転ライナ11の回転位
置を調整するように構成されている。
【0020】なお、図示していないが、シリンダブロッ
ク10の上面には、排気弁や燃料噴射弁を装着したシリ
ンダヘッドが接合されている。
【0021】次に動作を説明する。低速運転域では回転
ライナ11を図2(a)に示すように位置させて掃気孔
4と調整掃気孔12を重ねるようにし、矢印bに示すよ
うに掃気効率が良く、適切なスワールが形成される方向
に新気を導入するようにするとともに、スロットルバル
ブ9を絞る。掃気ポンプ8の入口における新気の圧力と
温度をP1 、T1 とし、出口における新気の圧力と温度
をP2 、T2 とすると、スロットルバルブ9を絞ること
によって掃気ポンプ8の入口出口圧力比P2 /P1 が大
きくなって給気比が落ち、掃気ポンプ8の動力が増えて
新気温度T2 が上昇し、それだけ排ガス温度を高くする
ことができる。
【0022】中速運転域では、回転ライナ11は図2
(a)の状態にしたまま、スロットルバルブ9を開いて
絞りを開放し、新気温度T2 を下げることによって中速
運転域でも排ガス温度を一定に維持する。
【0023】高速運転域では、スロットルバルブ9を開
いたままにして、回転ライナ11を回転操作して図2
(b)に示す状態にする。すると、気筒1に導入される
新気は矢印cに示すように、気筒の外周部に沿って流れ
ることによって、掃気の吹き抜けが増加し、その結果掃
気効率は落ちるが、吹き抜け空気によって排ガス温度が
下げられ、高速運転域でも排ガス温度を一定に維持す
る。
【0024】かくして、排ガス温度を一定範囲(例え
ば、300〜500°Cの範囲)に保つことができ、高
速運転域でのサルフェートの生成を抑制できるととも
に、低速運転域でも排ガス温度を一定以上にできて炭化
水素の浄化率を高く維持することができる。
【0025】上記実施例では、新気の導入方向によるス
ワール制御とスロットルバルブ9の絞りによる新気温度
の制御との併用によって排ガス温度を一定に保つように
した例を示したが、スワール制御だけで排ガス温度を制
御するようにしてもよく、また逆にスロットルバルブ9
の絞りによる新気温度の制御だけで排ガス温度を制御す
るようにしてもよい。
【0026】また、上記実施例では運転域によって回転
ライナ11の回転位置やスロットルバルブ9の開度を変
化させるようにした例を示したが、排ガス温度を検出
し、その検出温度に応じて回転ライナ11の回転位置や
スロットルバルブ9の開度を制御するようにしても、運
転域による制御と実質的に同じことである。
【0027】さらに、上記実施例では新気導入方向制御
手段として調整掃気孔12を形成した回転ライナ11を
シリンダライナ3に外嵌した例を示したが、掃気室2に
適宜デフレクタを配設して新気の導入方向を変化させる
ようにする等、その他の手段を用いることもできる。
【0028】
【発明の効果】本願の第1発明の2サイクルユニフロー
ディーゼル機関によれば、以上のように新気導入方向制
御手段にて気筒内に流入する新気の流れ方向を変化させ
ることができるので、低速運転域では新気を掃気効率の
良いシリンダの中央部と外周の間に向けて導入し、排ガ
ス温度の高い高速運転域ではシリンダの外周に沿うよう
に導入することによって掃気効率は低下するが、吹き抜
け空気によって排ガス温度を低下させることができ、こ
れによって排ガス温度を一定の範囲内に保つことがで
き、高速運転域でのサルフェートの生成を抑制し、低速
運転域での炭化水素の浄化率を高くすることができる。
【0029】また、第2発明の2サイクルユニフローデ
ィーゼル機関によれば、排ガス温度の低い低速運転域に
おいて掃気ポンプの入口側で新気導入通路を絞ることに
よって掃気ポンプの動力が増加し、そのため気筒内に導
入される新気の温度が上昇し、それに伴って排ガス温度
が高くなるので、排ガス温度を一定の範囲内に保つこと
ができ、高速運転域でのサルフェートの生成を抑制しな
がら、低速運転域での炭化水素の浄化率を高くすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の2サイクルユニフローディーゼル機関
の一実施例における掃気孔部分の構成を示す横断平面図
である。
【図2】同実施例において回転ライナの位置を変化させ
た時の新気の導入方向の説明図である。
【図3】酸化触媒の浄化特性の排ガス温度による変化の
説明図である。
【符号の説明】
1 気筒 2 掃気室 3 シリンダライナ 4 掃気孔 8 掃気ポンプ 9 スロットルバルブ 11 回転ライナ 12 調整掃気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02F 1/22 F02F 1/22 A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気筒の周壁を形成するシリンダライナの
    下部に気筒と掃気室を連通する多数の掃気孔を形成し、
    掃気室内に掃気ポンプにて新気を導入するようにした2
    サイクルユニフローディーゼル機関において、掃気室か
    ら掃気孔を通って気筒内に流入する新気の流れ方向を変
    化させる新気導入方向制御手段を設けたことを特徴とす
    る2サイクルユニフローディーゼル機関。
  2. 【請求項2】 気筒の周壁を形成するシリンダライナの
    下部に気筒と掃気室を連通する多数の掃気孔を形成し、
    掃気室内に掃気ポンプにて新気を導入するようにした2
    サイクルユニフローディーゼル機関において、掃気ポン
    プの入口側に新気導入通路の絞り手段を設け、新気導入
    通路を絞るように制御する制御手段を設けたことを特徴
    とする2サイクルユニフローディーゼル機関。
JP14155495A 1995-06-08 1995-06-08 2サイクルユニフローディーゼル機関 Pending JPH08334027A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007138834A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 掃気管制弁装置を備えた内燃機関
CN113446106A (zh) * 2020-03-26 2021-09-28 日本发动机股份有限公司 船舶用发动机的扫气室结构

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