JPS5855329B2 - gasoline engine - Google Patents

gasoline engine

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JPS5855329B2
JPS5855329B2 JP55132976A JP13297680A JPS5855329B2 JP S5855329 B2 JPS5855329 B2 JP S5855329B2 JP 55132976 A JP55132976 A JP 55132976A JP 13297680 A JP13297680 A JP 13297680A JP S5855329 B2 JPS5855329 B2 JP S5855329B2
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JP
Japan
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engine
valve
intake
compression
gasoline engine
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JPS5759020A (en
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弘 兼坂
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Kanesaka Gijutsu Kenkyusho KK
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Kanesaka Gijutsu Kenkyusho KK
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/08Modifying distribution valve timing for charging purposes
    • F02B29/083Cyclically operated valves disposed upstream of the cylinder intake valve, controlled by external means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は容積型過給機又はコンプレックス式過給機によ
る過給又は無過給ガソリンエンジンに関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a supercharged or non-supercharged gasoline engine using a positive displacement supercharger or a complex supercharger.

従来より容積型過給機として使われているリショルム式
圧縮機、又はコンプレックス式過給機は、その特性とし
てエンジンの全回転域にわたって高い圧力比の過給をす
ることが可能であることは知られている。
It is well known that the Lysholm compressor or complex supercharger, which has traditionally been used as a positive displacement supercharger, is capable of supercharging at a high pressure ratio over the entire engine speed range. It is being

ところが、このような高い圧力比では、圧縮温度が高く
、給気冷却器によって冷却しても、エンジンの圧縮路の
温度が高く、そのためガソリンエンジンではノッキング
の発生ハ避ケラれないものである。
However, at such a high pressure ratio, the compression temperature is high, and even if it is cooled by a charge air cooler, the temperature of the compression path of the engine is high, so that knocking is inevitable in a gasoline engine.

そのため圧縮比を低下させて、ノッキングを抑制すると
熱効率の低下にともなう燃料消費率の増大を招来し、ま
た過給圧力を低下させることは大きな出力増加が得られ
ず、それでは過給することは無意味となる。
Therefore, reducing the compression ratio to suppress knocking will result in an increase in fuel consumption due to a decrease in thermal efficiency, and reducing the boost pressure will not result in a large increase in output, making supercharging useless. It becomes meaning.

以上のような欠点のため、容積型過給機又はコンプレッ
クス式過給機による過給ガソリンエンジンの発展は阻害
されているのが実状である。
Due to the above-mentioned drawbacks, the actual situation is that the development of supercharged gasoline engines using positive displacement superchargers or complex superchargers has been hindered.

そこで本発明は上記の欠点を除去し、熱効率を増大させ
、給気冷却とミラーサイクルの応用により高い給気圧力
の下で、低い圧縮比とそれにともなう低い圧縮温度によ
りノッキングを防止し、高い膨張比の下に高い熱効率を
確保することを目的とするものである。
Therefore, the present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, increases thermal efficiency, prevents knocking under high charge air pressure by applying charge air cooling and Miller cycle, and achieves high expansion due to low compression ratio and low compression temperature. The purpose is to ensure high thermal efficiency below the ratio.

との□ラーサイクルとは、吸気弁閉時期を下死点より早
めることによりシリンダ内吸気温度を下げる現象を言う
The □large cycle refers to a phenomenon in which the intake air temperature in the cylinder is lowered by advancing the intake valve closing timing from bottom dead center.

そして本発明の特徴とするところは、エンジンの各シリ
ンダへ供給する途中に制御弁を配設し、この制御弁の開
閉時期を調整するこの調整手段には、ノックセンサーか
らのノッキング信号を送るところにある。
The present invention is characterized in that a control valve is disposed in the middle of the supply to each cylinder of the engine, and this adjustment means for adjusting the opening/closing timing of the control valve sends a knocking signal from a knock sensor. It is in.

図面に基いて本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

先ず容積型過給機を使用した過給ガソリンエンジンの実
施例について説明すると、第1図に示すように、容積型
過給機1には駆動軸(クランク軸)2が設けてあり、こ
の駆動軸にはプーリ3が軸着し、このプーリには無端V
ベルト4が掛回し、とのVベルトはエンジン5のクラン
ク軸6に軸着しているプーリ7を掛回している。
First, an example of a supercharged gasoline engine using a positive displacement supercharger will be explained. As shown in FIG. 1, a positive displacement supercharger 1 is provided with a drive shaft (crankshaft) 2, A pulley 3 is attached to the shaft, and this pulley has an endless V
The belt 4 is wound around, and the V-belt is wound around a pulley 7 which is fixed to the crankshaft 6 of the engine 5.

プーリ3及び7は、Vベルト4を使用した無段変速機構
(図示せず)を有し、低出力時には低回転比でクランク
軸より過給機が駆動され、要求出力の増大とともに回転
比を高め、過給機がエンジンへの送入空気量を増大させ
る機構を具備しているものである。
The pulleys 3 and 7 have a continuously variable transmission mechanism (not shown) using a V-belt 4, and when the output is low, the supercharger is driven by the crankshaft at a low rotation ratio, and as the required output increases, the rotation ratio increases. The supercharger is equipped with a mechanism to increase the amount of air fed into the engine.

また吸気口8より吸入された空気又は混合気は、容積型
過給機1により断熱圧縮され、温度及び密度が上昇し、
吸気パイプ9を経て、給気冷却器10により大気温度近
く1で冷却され吸気マニホールド11より各吸気枝管1
2を通り、エンジン5のそれぞれのシリンダに供給され
る。
In addition, the air or mixture sucked through the intake port 8 is adiabatically compressed by the positive displacement supercharger 1, and its temperature and density increase.
After passing through the intake pipe 9, the supply air is cooled to near atmospheric temperature 1 by the supply air cooler 10, and then from the intake manifold 11 to each intake branch pipe 1.
2 and is supplied to each cylinder of the engine 5.

エンジンの排気ガスは排気パイプ13を通って排出され
る。
Engine exhaust gas is discharged through the exhaust pipe 13.

ところで吸気枝管12よりエンジン5の各シリンダに空
気又は混合気が供給される途中に制御弁例えばロータリ
ーパルプ14が配設しであるので、この構成の詳細及び
このパルプの開閉時期の調整手段について、第2〜4図
を参照して説明する。
By the way, since a control valve such as a rotary pulp 14 is disposed in the middle of supplying air or air-fuel mixture to each cylinder of the engine 5 from the intake branch pipe 12, details of this configuration and means for adjusting the opening/closing timing of this pulp will be explained below. , will be explained with reference to FIGS. 2 to 4.

第2図にかいて、シリンダ15内には往復動自在にピス
トン16が配設され、このピストンにはピストンロッド
17の上端が揺動可能に連結し、その下端はクランク軸
6に連結されている。
As shown in FIG. 2, a piston 16 is disposed within the cylinder 15 so as to be able to reciprocate, the upper end of a piston rod 17 is swingably connected to this piston, and the lower end of the piston rod 17 is connected to the crankshaft 6. There is.

シリンダ15上にはシリンダヘッド18が装着され、そ
こには勿論火花点火装置(図示せず)が設けてあり、吸
気口19および排気口20が形成されており、この吸気
口お−よび排気口にそれぞれ吸気弁21および排気弁2
2が配設されている。
A cylinder head 18 is mounted on the cylinder 15, which is of course provided with a spark ignition device (not shown), and has an intake port 19 and an exhaust port 20 formed therein. intake valve 21 and exhaust valve 2, respectively.
2 are arranged.

吸気口19と連結する吸気枝管12内には、エンジン5
のクランク軸から歯車伝達機構を介して駆動される制御
弁としてロータリパルプ14が配設されている。
The engine 5 is located inside the intake branch pipe 12 connected to the intake port 19.
A rotary pulp 14 is provided as a control valve that is driven from the crankshaft of the engine via a gear transmission mechanism.

そこでロータリパルプ14の駆動機構を第3図に基づい
て説明する。
Therefore, the drive mechanism of the rotary pulp 14 will be explained based on FIG. 3.

ロータリパルプ14は駆動軸23にピン24によって固
着されている。
The rotary pulp 14 is fixed to the drive shaft 23 by a pin 24.

この駆動軸23にはロータリパルプ14を挾持するよう
に配設されたスリーブ25,26が固着されており、こ
の各スリーブと吸気管12の壁との間に配設されたボー
ルベアリング27,2B、29によって駆動軸23は回
転自在に軸支されている。
Sleeves 25 and 26 are fixed to the drive shaft 23 and are arranged to sandwich the rotary pulp 14, and ball bearings 27 and 2B are arranged between the sleeves and the wall of the intake pipe 12. , 29, the drive shaft 23 is rotatably supported.

この駆動軸23は、枠体30にボールベアリング31.
32によって回転自在に軸支されクランク軸と歯車機構
を介して伝動連結された歯車33によって駆動される回
転軸34に、開閉時期調整手段の調整駒35を介して連
結されている。
This drive shaft 23 is attached to a frame 30 with a ball bearing 31.
32 and is connected via an adjustment piece 35 of an opening/closing timing adjustment means to a rotating shaft 34 driven by a gear 33 which is rotatably supported by a crankshaft and a gear mechanism.

なお、ロータリバルブ14は第2図に示すように弁開閉
時期を約900づつ設定してあり、かつ、前記歯車33
によってクランク軸6回転の2分の1の回転速度で駆動
されるようになっている。
As shown in FIG.
The engine is driven at a rotational speed of one-half of six revolutions of the crankshaft.

−万、エンジン5の吸気行程期間はクランク軸回転角度
で約1800であり、従って、ロータリパルプ14は吸
気弁21と同様にクランク軸の回転角度では約180°
の開弁期間を有する。
- 10,000, the intake stroke period of the engine 5 is about 1800 degrees in terms of crankshaft rotation angle, so the rotary pulp 14, like the intake valve 21, is about 180 degrees in terms of crankshaft rotation angle.
It has an opening period of .

次に、ロータリバルブ14の開閉時期調整手段の構成に
ついて第3,4図に示すように、1駆動軸23と回転軸
34の対向する各端部には、それぞれヘリカルスプライ
ン23a 、34aが相互に反対方向のねじれをもって
形成されている。
Next, regarding the structure of the opening/closing timing adjustment means of the rotary valve 14, as shown in FIGS. It is formed with twists in opposite directions.

このヘリカルスプラインには、それぞれ調整駒35の内
周に形成された突起35a 、35bが噛合し、例えば
第4図の場合左方に調整駒35を移動することによって
、駆動軸23は回転軸34に対して所定の方向に角変位
し、右方に移動することによって逆方向に角変位するよ
うになっている。
Protrusions 35a and 35b formed on the inner periphery of the adjustment piece 35 are engaged with the helical spline, respectively, and by moving the adjustment piece 35 to the left in FIG. It is angularly displaced in a predetermined direction, and by moving to the right, it is angularly displaced in the opposite direction.

このように調整駒35の軸方向の移動によって駆動軸の
回転タイミングを変え、ロータリバルブ14の開閉時期
を調整する。
In this way, by moving the adjustment piece 35 in the axial direction, the rotation timing of the drive shaft is changed, and the opening/closing timing of the rotary valve 14 is adjusted.

調整駒35の軸方向への移動駆動は、この調整駒の外周
に形成された環状の係止溝35cに一端を嵌合した調整
レバー36の揺動によって行われる。
The adjustment piece 35 is driven to move in the axial direction by swinging an adjustment lever 36 whose one end is fitted into an annular locking groove 35c formed on the outer periphery of the adjustment piece.

捷たエンジン5の駆動軸6の端部には第1図示のように
クランク歯車37が軸着しており、タイミング歯車38
と噛合すると同時に歯車33とも噛合している。
As shown in the first diagram, a crank gear 37 is attached to the end of the drive shaft 6 of the broken engine 5, and a timing gear 38 is attached to the end of the drive shaft 6 of the broken engine 5.
At the same time, it meshes with the gear 33.

次に調整レバー36によるエンジンの出力調整及びノッ
キングの抑制は、次の構成の作動によって行われる。
Next, engine output adjustment and knocking suppression using the adjustment lever 36 are performed by the following configuration.

第1図にお・いて、調整レバー36はロッド44の先端
にピン45を介して回転自在に取付けられている。
In FIG. 1, the adjustment lever 36 is rotatably attached to the tip of a rod 44 via a pin 45.

そしてエンジン5の出力調整、例えば出力を増大させた
い場合は、出力調整器や自動車にち・いてはアクセルペ
ダルの踏み込み等によって、レバー36の下端にピン4
6を介して回転自在に連結しているロッド4Tを左方に
移動する構造である。
If you want to adjust the output of the engine 5, for example to increase the output, use an output regulator or, in the case of a car, press the accelerator pedal, etc. to attach the pin 4 to the lower end of the lever 36.
The structure is such that the rod 4T, which is rotatably connected via the rod 6, is moved to the left.

調整レバー36の下端が左方に移動すると、このレバー
はピン45を中心として時計方向に回転し、このレバー
の上端が係合している係止溝35cを有する調整駒35
は右方に移動する。
When the lower end of the adjustment lever 36 moves to the left, this lever rotates clockwise about the pin 45, and the adjustment piece 35 having the locking groove 35c engaged with the upper end of the lever
moves to the right.

そノタメロータリバルブ14・・・のカットオフを遅ら
せ、エンジン5の出力を増大させる。
The cutoff of the rotary valves 14 is delayed to increase the output of the engine 5.

逆に調整しバー36の下端が右方に移動させると出力を
低減させる構造となっている。
Conversely, when the lower end of the bar 36 is moved to the right by adjusting it in the opposite direction, the output is reduced.

またエンジン5の外壁にはノックセンサー39が取付け
てあり、これはノッキングによるエンジンの振動に感応
し信号を発するもので、サーボモータ40には配線41
;42を介してノッキングの発生を伝え、そしてこのサ
ーボモータには電源43より配線により電気エネルギー
が供給を受けるものである。
Also, a knock sensor 39 is attached to the outer wall of the engine 5, which emits a signal in response to engine vibration caused by knocking.
; 42, the occurrence of knocking is transmitted, and this servo motor receives electrical energy from a power source 43 via wiring.

そのためサーボモータ40がノックセンサー39よりの
ノッキングの信号を受けると、ロッド44は左方に伸出
する。
Therefore, when the servo motor 40 receives a knocking signal from the knock sensor 39, the rod 44 extends to the left.

この時調整レバー36は、下端のピン46を中心として
反時計方向に回転し、そのためレバー上端の調整駒35
は左方に移動し、ロータリーバルブ14のカットオフを
早めることになる。
At this time, the adjustment lever 36 rotates counterclockwise around the pin 46 at the lower end, so that the adjustment piece 35 at the upper end of the lever
is moved to the left, causing the cut-off of the rotary valve 14 to be brought forward.

次に本発明の作用について説明する。Next, the operation of the present invention will be explained.

アイドル運転又は極低出力運転時には、容積型過給機1
の回転比は低く、過給圧力は殆んど大気圧に近い。
During idle operation or extremely low output operation, positive displacement turbocharger 1
The rotation ratio is low, and the boost pressure is almost atmospheric pressure.

本発明は、エンジンの吸入空気又は混合気量は紋りによ
り調節するものではなく、ロータリーバルブのカットオ
フを早めることによって行われるものである。
According to the present invention, the intake air or air-fuel mixture amount of the engine is not adjusted by controlling the engine, but by advancing the cut-off of the rotary valve.

第5図は通常の4サイクルガソリンエンジンのP−■線
を示しており、出力の調整は吸気の紋りによって行うも
のであることを参考に示すものである。
FIG. 5 shows the P-■ line of a normal four-stroke gasoline engine, and is used for reference to show that the output is adjusted by adjusting the intake air.

この結果、吸気行程時の圧力は大気圧より低く、そのた
め斜線(ハツチング)にて示す面積弁が負の仕事となっ
ており、ガソリンエンジンの低負荷時の燃料消費率の増
大の原因の一つとなっている。
As a result, the pressure during the intake stroke is lower than atmospheric pressure, so the area valve shown by hatching performs negative work, which is one of the causes of increased fuel consumption during low load in gasoline engines. It has become.

本発明のP−■線は第6図に示すもので極低負荷時にち
・いても吸気は大気圧状態において行われ、必要な混合
気の吸入後口−タリーバルブ14は閉じ、気筒内容積と
ともに吸気弁21とロータリーバルブ14間の容積は断
熱膨張し、線の一■−■をたどって吸気行程は終了する
The P-■ line of the present invention is shown in FIG. 6, and even at extremely low loads, intake is performed at atmospheric pressure, and after the necessary air-fuel mixture is taken in, the port-tally valve 14 is closed, and the internal cylinder volume is At the same time, the volume between the intake valve 21 and the rotary valve 14 expands adiabatically, and the intake stroke ends by following the line 1--2.

圧縮行程は吸気弁が閉じた後に気筒内容積のみ■−■を
たどって断熱圧縮される。
In the compression stroke, after the intake valve closes, only the internal cylinder volume is adiabatically compressed following the path ■-■.

したがって斜面部にて示すように、又第5図に比して判
るように、極めて小さい面積のみが負の仕事量となり、
サイクル効率の低下率は小さい。
Therefore, as shown in the slope part and as seen in comparison with Fig. 5, only an extremely small area becomes a negative amount of work.
The rate of decrease in cycle efficiency is small.

中負荷時におけるP−■線は、第7図に示すようである
The P-■ line at medium load is as shown in FIG.

この時、通常のエンジンでは第5図の極低出力時と同様
、吸気紋りによる負の仕事量は極低出力時に比し吸気紋
りの程度は減少するため、低下はするものの依然として
存在し、これが燃料消費率の増大の原因となっている。
At this time, in a normal engine, as in the case of extremely low output in Fig. 5, the amount of negative work due to intake ripples is reduced compared to when the output is extremely low, so the amount of negative work due to intake ripples is reduced, but still exists. , which causes an increase in fuel consumption.

本発明は、この時依然として過給機は低回転比で回転す
るよう設計してあり、過給圧力は殆んど大気圧と同一で
ある。
In the present invention, the supercharger is still designed to rotate at a low rotation ratio, and the supercharging pressure is almost the same as atmospheric pressure.

第7図において、極低出力時と同様に吸気は■より始1
す、■に督いてロータリーバルブ14は閉じカットオフ
される。
In Fig. 7, the intake starts from ■1 as in the case of extremely low output.
The rotary valve 14 is closed and cut off as shown in steps 1 and 2.

■からは吸気は断熱膨張し、圧力と温度は低下し、■に
ち・いて吸気は終了する。
From ■, the intake air expands adiabatically, the pressure and temperature decrease, and the intake ends at ■.

勿論積出力時に比し、ロータリーバルブのカットオフは
遅らされ、十分に混合気はシリンダ15内に吸気される
Of course, the cut-off of the rotary valve is delayed compared to the time of product output, and the air-fuel mixture is sufficiently sucked into the cylinder 15.

線a−■−■は圧縮行程であって、大気圧力以下の■よ
り断熱圧縮は開始し、圧力と湿度が上昇し、■に到り再
び大気圧力と温度となり、さらに圧縮行程は継続し、■
に釦いて圧縮行程は終了する。
The line a-■-■ is the compression stroke, and adiabatic compression starts from ■, which is below atmospheric pressure, the pressure and humidity rise, and when it reaches ■, the temperature becomes atmospheric pressure and temperature again, and the compression stroke continues. ■
Press the button to end the compression process.

通常のエンジンにおいて犬気混度で圧縮が始1す、圧縮
温度がノッキングを発生しない程度の圧縮比(通常8)
とするのであるから、本発明の実質的圧縮比は線■−■
である。
In a normal engine, compression starts at a dog air mixture level of 1, and the compression ratio is such that the compression temperature does not cause knocking (usually 8).
Therefore, the actual compression ratio of the present invention is the line ■−■
It is.

カットオフを早めれば、当然に圧縮比は低下し、圧縮温
度も低下する。
If the cutoff is advanced, the compression ratio will naturally decrease and the compression temperature will also decrease.

今仮に線■−■の圧縮により、例えば圧縮比が8.5と
なり、ノッキングが発生したとすれば、第1図に示すノ
ックセンサー39はそれを感知し、サーボモータ40に
伝え、ロッド44を左方に伸出させる。
If the compression ratio of the line ■-■ becomes, for example, 8.5 and knocking occurs, the knock sensor 39 shown in FIG. Extend it to the left.

そのため調整駒35も左方に移動してロータリーバルブ
14のカットオフは早1す、圧縮比は低下し、例えば8
となり、ノッキングを制御することができる。
Therefore, the adjustment piece 35 also moves to the left, the cutoff of the rotary valve 14 becomes earlier, and the compression ratio decreases, for example, 8.
Therefore, knocking can be controlled.

このことは過給、無過給を問わずノックセンサー39の
応用により一定膨張比の下に最適圧縮比でガソリンエン
ジンを運転することが可能であり、高い出力と低い燃料
消費率とを可能としている。
This means that regardless of supercharging or non-supercharging, by applying the knock sensor 39, it is possible to operate a gasoline engine at the optimum compression ratio under a constant expansion ratio, making it possible to achieve high output and low fuel consumption. There is.

続いて膨張行程は線■−■−■−■をたどって行われる
Subsequently, the expansion stroke is performed following the line ■-■-■-■.

通常のガソリンエンジンの全負荷におけるP−■線は線
■−■−■−■−■をたどり、この線に囲1れた面積弁
の出力を発生する。
The P-■ line at full load of a normal gasoline engine follows the line ■-■-■-■-■ and produces the output of the valve with an area surrounded by this line.

本発明により、例えば圧縮比8、膨張比10と設定すれ
ば、膨張行程は線■−■分だけ増大するので、創−■−
■−■−■に囲1れた面積から、線■−■−■−■で囲
1れた面積を差引いた分だけ出力は増大しており、当然
熱効率も向上するものである。
According to the present invention, for example, if the compression ratio is set to 8 and the expansion ratio is set to 10, the expansion stroke increases by the line -■-.
The output increases by an amount equal to the area surrounded by the line ■-■-■-■ subtracted from the area surrounded by the line ■-■-■, and naturally the thermal efficiency also improves.

次に全負荷時においては、容積型過給機1は無段変速機
構により、高い変速比でクランク軸6よりプーリ7,3
を介して駆動され、高い圧力比(例えば3)の過給圧力
を発生する。
Next, under full load, the positive displacement supercharger 1 uses a continuously variable transmission mechanism to move the pulleys 7 and 3 from the crankshaft 6 at a high gear ratio.
and generates a boost pressure with a high pressure ratio (for example, 3).

すなわちブー’J3,7には要求出力に応じて回転比を
変更する無段変速機構が内蔵されており、要求出力の増
加とともに容積型過給機1のクランク軸2に対する回転
比を高める構成である。
In other words, Boo'J3 and 7 have a built-in continuously variable transmission mechanism that changes the rotation ratio according to the required output, and are configured to increase the rotation ratio of the positive displacement supercharger 1 to the crankshaft 2 as the required output increases. be.

そして低出力時には過給圧力を低く、過給機に消費され
る動力は小さく、部分負荷時の燃料消費率の増大を防止
している。
When the output is low, the boost pressure is low, the power consumed by the supercharger is small, and the fuel consumption rate does not increase during partial loads.

高い圧力比の過給圧力が発生している場合、通常の過給
方法では高い圧縮始め湿度によるノッキングの発生、又
はノッキングの抑制のための圧縮比の低下は、熱効率の
低下をともない実用的なガソリンエンジンとすることは
できない。
When a high pressure ratio supercharging pressure is generated, with normal supercharging methods, knocking occurs due to high compression start humidity, or the compression ratio is reduced to suppress knocking, which is not practical due to a decrease in thermal efficiency. It cannot be used as a gasoline engine.

この場合の本発明の作動の具体例を第1図と第8図とを
参照して説明すると、過給機1によって断熱圧縮された
給気は、約200’Cに温度上昇する。
A specific example of the operation of the present invention in this case will be explained with reference to FIG. 1 and FIG. 8. The temperature of the supply air adiabatically compressed by the supercharger 1 rises to about 200'C.

この給気は冷却器10によって、大気湿度十40℃程度
に1で冷却可能である。
This air supply can be cooled by the cooler 10 to an atmospheric humidity of about 140°C.

通常は大気温度が20°Cのときはエンジン5のシリン
ダ15に入る給気温度は60°Cである。
Normally, when the atmospheric temperature is 20°C, the temperature of the supply air entering the cylinder 15 of the engine 5 is 60°C.

第8図の■で吸気行程は開始するが、■でロータリーバ
ルブ14はカットオフし、引き続く吸気行程において断
熱膨張し、温度低下しつつ■において吸気行程は終了す
る。
The intake stroke starts at ■ in FIG. 8, but the rotary valve 14 is cut off at ■, adiabatically expands in the subsequent intake stroke, and the temperature decreases until the intake stroke ends at ■.

■より圧縮行程は始1す、断熱圧縮しつつ、■にち−い
て断熱膨張前の圧力に達すると、シリンダ内の混合気温
度は■の温度と殆んど等しくなる。
The compression stroke begins at (1), and the mixture is adiabatically compressed, and when the pressure before adiabatic expansion is reached at (2), the temperature of the mixture in the cylinder becomes almost equal to the temperature at (2).

約60°Cの混合気がさらに断熱圧縮されて、■に督い
て圧縮行程は終了する。
The air-fuel mixture at approximately 60°C is further adiabatically compressed, and the compression stroke is completed at step (3).

この場合カー■が通常のエンジンにむける圧縮比と着像
しうる。
In this case, the compression ratio of car (2) can be determined as a compression ratio suitable for a normal engine.

その時の圧縮始めの温度は約60°Cであるから、通常
の設計のエンジンであれば圧縮比7は可能であり、前記
したように大きな膨張比を有し、圧縮比の僅かな低下に
も拘らず高い熱効率を維持しうる■ニトケるロータリー
バルブ14のカットオフは、前記の中負荷時と同様にノ
ックセンサー39とサボモータ40によりエンジン5の
運転状態における最適圧縮比を選ぶように調節されてい
る。
Since the temperature at the beginning of compression is approximately 60°C, a compression ratio of 7 is possible for an engine of normal design, and as mentioned above, it has a large expansion ratio, and even a slight decrease in the compression ratio can be achieved. The cutoff of the rotary valve 14 is adjusted by the knock sensor 39 and the servomotor 40 to select the optimum compression ratio for the operating condition of the engine 5, as in the case of medium load. There is.

なお容積型過給機1は、リショルム型及びベーン型等内
部圧縮が行われる高効率なものが望ましい。
The positive displacement supercharger 1 is preferably a highly efficient one that performs internal compression, such as a Lysholm type or a vane type.

次に第9図に基いてコンプレックス型過給機を使用した
実施例について説明する。
Next, an embodiment using a complex type supercharger will be described based on FIG. 9.

これはロータ1Aを使用している点を除いて、その他の
構造は容積型過給機を使用している第1図と実質的に同
一のものであるので、同一符号を以って表示している。
Except for the use of rotor 1A, the other structure is substantially the same as in Fig. 1, which uses a positive displacement supercharger, so it is indicated by the same reference numerals. ing.

このコンプレックス型の場合は、容積型の場合と異なり
、排気の脈動圧力によって給気圧力を高めうるもので、
低速回転において効率が高く車輛エンジン用過給機に適
している。
In the case of this complex type, unlike the case of positive displacement type, the supply air pressure can be increased by the pulsating pressure of the exhaust.
It has high efficiency at low speeds and is suitable for superchargers for vehicle engines.

そしてロータ1Aはクランク軸2によって駆動されるが
、とのロータの位相を変えるだけで、クランク軸からの
動力吸収はなく、それ支分容積型過給機による過給エン
ジンよりは高い熱効率が期待しうる。
The rotor 1A is driven by the crankshaft 2, but by simply changing the phase of the rotor, there is no power absorption from the crankshaft, and higher thermal efficiency is expected than in a supercharged engine with a displacement supercharger. I can do it.

以上の構成を有する過給ガソリンエンジンは高い給気圧
力の下で低い圧縮比とそれにともなう低い圧縮温度によ
りノッキングを防止し、高い膨張比の下に高い熱効率を
確保することができ、燃料消費率の低下の点でも極めて
有効である。
A supercharged gasoline engine with the above configuration can prevent knocking with a low compression ratio and low compression temperature under high air supply pressure, and can ensure high thermal efficiency under a high expansion ratio, resulting in a low fuel consumption rate. It is also extremely effective in reducing

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は容積型過給機を使用した場合の路線図、第2図
はエンジンの拡大断面図、第3図は第2図■−■線断面
図、第4図は開閉時期調整手段の拡大断面図、第5図は
従来のガソリンエンジンのPV線図、第6図は本発明の
極低負荷時のP−■線図、第7図は中負荷時におけるP
−■線図、第8図は全負荷時におけるP−■線図、第9
図はコンプレックス型過給機を使用した場合の路線図で
ある。 1・・・容積型過給機、5・・・エンジン、9・・・吸
気パイプ、10・・・給気冷却器、12・・・吸気枝管
、14・・・制御弁、35・・・調整駒、39・・・ノ
ックセンサー40・・・サーボモータ、1人・・・コン
プレックス型過給機のロータ。
Figure 1 is a route map when a positive displacement supercharger is used, Figure 2 is an enlarged sectional view of the engine, Figure 3 is a sectional view along the line ■-■ in Figure 2, and Figure 4 is a diagram of the opening/closing timing adjustment means. An enlarged sectional view, FIG. 5 is a PV diagram of a conventional gasoline engine, FIG. 6 is a P-■ diagram of the present invention at extremely low load, and FIG. 7 is a P at medium load.
- ■ diagram, Figure 8 is the P - ■ diagram at full load, Figure 9
The figure is a route map when a complex type supercharger is used. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Positive displacement supercharger, 5... Engine, 9... Intake pipe, 10... Charge air cooler, 12... Intake branch pipe, 14... Control valve, 35...・Adjustment piece, 39...Knock sensor 40...Servo motor, 1 person...Rotor of complex type supercharger.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ピストン・シリンダ及びシリンダヘッドにより構成
された燃焼室に火花点火装置を設け、このシリンダヘッ
ドに吸気弁及び排気弁を設け、この吸気弁に給気を供給
する途中に制御弁を配設し、この制御弁の閉時期は上記
吸気弁の閉時期より早いものであって、この制御弁の開
閉時期を調整する調整手段を有するガソリンエンジンに
かいて、上記制御弁の開閉時期調整のためのノッキング
信号を上記調整手段に送るためにノックセンサーを設け
たことを特徴とするガソリンエンジン。 2、特許請求の範囲第1項において、制御弁はロータリ
ーバルブであることを特徴とするガソリンエンジン。
[Claims] 1. A spark ignition device is provided in a combustion chamber constituted by a piston, cylinder, and cylinder head, and an intake valve and an exhaust valve are provided in this cylinder head, and a control device is provided during the supply of air to the intake valve. A gasoline engine is provided with a valve, the closing timing of the control valve is earlier than the closing timing of the intake valve, and an adjusting means for adjusting the opening/closing timing of the control valve. A gasoline engine characterized in that a knock sensor is provided to send a knocking signal for timing adjustment to the adjustment means. 2. The gasoline engine according to claim 1, wherein the control valve is a rotary valve.
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