JPS59113238A - 二段膨張式内燃機関 - Google Patents
二段膨張式内燃機関Info
- Publication number
- JPS59113238A JPS59113238A JP22260882A JP22260882A JPS59113238A JP S59113238 A JPS59113238 A JP S59113238A JP 22260882 A JP22260882 A JP 22260882A JP 22260882 A JP22260882 A JP 22260882A JP S59113238 A JPS59113238 A JP S59113238A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- expansion
- combustion
- exhaust gas
- expansion cylinder
- 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.)
- Pending
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
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/06—Engines with prolonged expansion in compound cylinders
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は４サイクル式内燃機関の高温高圧の排気ガスを
利用して効率よく動力を取り出すことができるように工
夫した新規な二段膨張式内燃機関に関するものである。
利用して効率よく動力を取り出すことができるように工
夫した新規な二段膨張式内燃機関に関するものである。
一般に４サイクル式内燃機関の燃焼気筒から排出される
排気ガスの温度及び圧力は十分に高く大きいエネルギを
有しているが、従来の内燃機関においてはこのエネルギ
は無駄に大気中に放出されるのみであり、これを直接に
内燃機関の動力として取り出す試みはほとんどなされて
いなかった。
排気ガスの温度及び圧力は十分に高く大きいエネルギを
有しているが、従来の内燃機関においてはこのエネルギ
は無駄に大気中に放出されるのみであり、これを直接に
内燃機関の動力として取り出す試みはほとんどなされて
いなかった。
ところが近年においてはセラミックスを利用した内燃機
関の開発が盛んであり、これにつれて従来以上の高温燃
焼が可能となるので排気ガスも必然的に高温高圧となり
、排気ガスのもつエネルギも増大の一途を辿る傾向にあ
る。
関の開発が盛んであり、これにつれて従来以上の高温燃
焼が可能となるので排気ガスも必然的に高温高圧となり
、排気ガスのもつエネルギも増大の一途を辿る傾向にあ
る。
本発明はこのような背景の下に、従来無駄に放出されて
いた排気ガスのエネルギを機関の動力として取り出すこ
とにより４サイクル式内燃機関の熱効率を高めるととも
にその燃料消費量を大幅に低下させることを目的として
なされたものであって、共通のクランク軸上に４サイク
ル式燃焼気筒と４サイクル式膨張気筒とを位相差をもた
せて取り付けるとともに、燃焼気筒の弁材排気ポートを
膨張気筒の上端に連通せしめ、燃焼気筒から排出される
高温高圧の排気ガスを膨張気筒へ導きその内部で再膨張
させることを特徴とするものである。
いた排気ガスのエネルギを機関の動力として取り出すこ
とにより４サイクル式内燃機関の熱効率を高めるととも
にその燃料消費量を大幅に低下させることを目的として
なされたものであって、共通のクランク軸上に４サイク
ル式燃焼気筒と４サイクル式膨張気筒とを位相差をもた
せて取り付けるとともに、燃焼気筒の弁材排気ポートを
膨張気筒の上端に連通せしめ、燃焼気筒から排出される
高温高圧の排気ガスを膨張気筒へ導きその内部で再膨張
させることを特徴とするものである。
以下に本発明をガソリン機関に適用した実施例により更
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
図面は本実施例の内燃機関の作動工程を図式的に示す説
明図である。図中ｉは４サイクル式の燃焼気筒、２はこ
れよりシリンダ径の大きい４サイクル式の膨張気筒であ
って、膨張気筒２は燃焼気筒１に対してほぼＩＱＯ進ん
だ位相差を保って作動するよう共通のクランク軸３上に
取り付けられている。図面ではクランク軸３を分割して
図示したが、実際には単一のクランク軸上に全気筒を配
置することが好ましい。燃焼気筒１はその上端に混合気
を取り入れる吸気弁４と制御弁５とを備えており、この
制御弁５につながる排気ポルトロは膨張気筒２の上端に
連通されている。なお膨張気筒２の上端には排気弁７が
設けられている。
明図である。図中ｉは４サイクル式の燃焼気筒、２はこ
れよりシリンダ径の大きい４サイクル式の膨張気筒であ
って、膨張気筒２は燃焼気筒１に対してほぼＩＱＯ進ん
だ位相差を保って作動するよう共通のクランク軸３上に
取り付けられている。図面ではクランク軸３を分割して
図示したが、実際には単一のクランク軸上に全気筒を配
置することが好ましい。燃焼気筒１はその上端に混合気
を取り入れる吸気弁４と制御弁５とを備えており、この
制御弁５につながる排気ポルトロは膨張気筒２の上端に
連通されている。なお膨張気筒２の上端には排気弁７が
設けられている。
このように構成された内燃機関の燃焼気筒１は一般の４
サイクル式内燃機関と同様に第１〜４図に示されるよう
に膨張、排気、吸気、圧縮の４工程を繰り返すが、これ
に対してほぼ１９０度進んだ位相差をもって共通のクラ
ンク軸３に配置された膨張気筒２はこれらの工程に対応
して正圧復帰、膨張、排気、負圧膨張の４工程を繰り返
すこととなる。
サイクル式内燃機関と同様に第１〜４図に示されるよう
に膨張、排気、吸気、圧縮の４工程を繰り返すが、これ
に対してほぼ１９０度進んだ位相差をもって共通のクラ
ンク軸３に配置された膨張気筒２はこれらの工程に対応
して正圧復帰、膨張、排気、負圧膨張の４工程を繰り返
すこととなる。
３−
燃焼気筒ｌの膨張工程においては第１図のように制御弁
５は閉じており、燃焼ガスは燃焼気筒１のピストン８を
押し下げて外部に仕事を行なう。
５は閉じており、燃焼ガスは燃焼気筒１のピストン８を
押し下げて外部に仕事を行なう。
燃焼気筒１が排気工程に移ると、制御弁６は第２図のよ
うに開いて高温高圧の排気ガスを排気ポート６を通じて
膨張気筒２の上端に導く。燃焼気筒ｌの排気工程が始ま
る時には、これよりほぼ１９０度進んだ位相差をもって
作動している膨張気筒２のピストン９は一ヒ死点を過ぎ
た位置にあり、膨張気筒２に導かれた排気ガスは膨張気
筒２の内部で再膨張しつつピストン９を押し下げ、クラ
ンク軸３を回転さぜるのて燃焼気筒１の排気ガスの持つ
エネルギがここで有効に動力として取り出される。この
工程では膨張気筒２の排気弁７は閉じている。
うに開いて高温高圧の排気ガスを排気ポート６を通じて
膨張気筒２の上端に導く。燃焼気筒ｌの排気工程が始ま
る時には、これよりほぼ１９０度進んだ位相差をもって
作動している膨張気筒２のピストン９は一ヒ死点を過ぎ
た位置にあり、膨張気筒２に導かれた排気ガスは膨張気
筒２の内部で再膨張しつつピストン９を押し下げ、クラ
ンク軸３を回転さぜるのて燃焼気筒１の排気ガスの持つ
エネルギがここで有効に動力として取り出される。この
工程では膨張気筒２の排気弁７は閉じている。
次に燃焼気筒１が吸気工程に入ると第３図のように吸気
弁４が開き、制御弁５が閉じる。このとき膨張気筒２の
排気弁７が開くので、膨張気筒２の内部で低温となった
排気ガスはピストン９の上昇によって押し出され排気弁
７から外部へ放出さ ４− れる。
弁４が開き、制御弁５が閉じる。このとき膨張気筒２の
排気弁７が開くので、膨張気筒２の内部で低温となった
排気ガスはピストン９の上昇によって押し出され排気弁
７から外部へ放出さ ４− れる。
その後燃焼気筒１が第４図の圧縮工程に入るとすべての
弁は閉じ、このとき膨張気筒２のピストン９は膨張気筒
２の内部を減圧しながら降下することとなる。このさい
に膨張気筒２に対してはクランク軸３を介して外部から
動力を与えなければならないが、次のピストン９の復帰
工程においてピストン９は膨張気筒２の内部の負圧によ
って吸引されつつ上昇するので先に外部から与えた動力
はここで回収されることとなり、結局第４図から第１図
の工程においては膨張気筒２と外部とのあいだでエネル
ギの出入はないこととなる。なおこれらの工程では排気
弁７を解放してもよいが空気が膨張気筒２の内部に出入
すると摩擦によりロスが生ずるので上記のように閉じた
ままとする方が好ましい。
弁は閉じ、このとき膨張気筒２のピストン９は膨張気筒
２の内部を減圧しながら降下することとなる。このさい
に膨張気筒２に対してはクランク軸３を介して外部から
動力を与えなければならないが、次のピストン９の復帰
工程においてピストン９は膨張気筒２の内部の負圧によ
って吸引されつつ上昇するので先に外部から与えた動力
はここで回収されることとなり、結局第４図から第１図
の工程においては膨張気筒２と外部とのあいだでエネル
ギの出入はないこととなる。なおこれらの工程では排気
弁７を解放してもよいが空気が膨張気筒２の内部に出入
すると摩擦によりロスが生ずるので上記のように閉じた
ままとする方が好ましい。
以上の説明は本発明をガソリン機関に適用した実施例に
ついて行なったが、本発明はディーゼル機関にも適用で
きる。また本実施例においては、膨張気筒２と燃焼気筒
ｌとの位相差をほぼ１９０度に設定したが、この角度は
適当に変更することができ、膨張気筒のピストン９が」
−死点よりやや手前にあるときに排気ガスの導入を開始
するようにしてもよい。
ついて行なったが、本発明はディーゼル機関にも適用で
きる。また本実施例においては、膨張気筒２と燃焼気筒
ｌとの位相差をほぼ１９０度に設定したが、この角度は
適当に変更することができ、膨張気筒のピストン９が」
−死点よりやや手前にあるときに排気ガスの導入を開始
するようにしてもよい。
以上に説明したように、本発明の内燃機関は４サイクル
式燃焼気筒の弁イ」き排気ポートを膨張気筒の上端に連
通させ、燃焼気筒から排出される高温高圧の排気ガスを
膨張気筒の内部で再膨張さゼるようにしたので、従来大
気中に無駄に排出されていた排気ガスのエネルギを機関
の動力として有効に取り出すことが可能になった。この
結果、内燃機関の熱効率が向上して同一の出力を得るに
要する燃料消費量が減少し大幅な省エネルギ効果が得ら
れるようになった。また本発明の内燃機関は排気ガスの
温度が従来の機関に比較して大幅に低下するので、高温
の排気ガスによる環境の熱汚染を防止することも可能と
なった。
式燃焼気筒の弁イ」き排気ポートを膨張気筒の上端に連
通させ、燃焼気筒から排出される高温高圧の排気ガスを
膨張気筒の内部で再膨張さゼるようにしたので、従来大
気中に無駄に排出されていた排気ガスのエネルギを機関
の動力として有効に取り出すことが可能になった。この
結果、内燃機関の熱効率が向上して同一の出力を得るに
要する燃料消費量が減少し大幅な省エネルギ効果が得ら
れるようになった。また本発明の内燃機関は排気ガスの
温度が従来の機関に比較して大幅に低下するので、高温
の排気ガスによる環境の熱汚染を防止することも可能と
なった。
以上に詳述したように、本発明は従来技術の欠点をよ（
解決したものであり、省エネルギ、環境浄化等の時代の
要請に応えるものとして社会に寄与するとこるは極めて
大なるものがある。
解決したものであり、省エネルギ、環境浄化等の時代の
要請に応えるものとして社会に寄与するとこるは極めて
大なるものがある。
第１図〜第４図は本発明の内燃機関の作動工程図である
。 ■・・・・・・燃焼気筒 ２・・−・・・膨張気筒
３・・・・・・クランク軸 ５・・・・・・制御弁６
・・・・・・排気ポー１・ ７− 憚１１￥＋ ３２因謁３記
晃今回
。 ■・・・・・・燃焼気筒 ２・・−・・・膨張気筒
３・・・・・・クランク軸 ５・・・・・・制御弁６
・・・・・・排気ポー１・ ７− 憚１１￥＋ ３２因謁３記
晃今回
Claims (1)
- ■共通のクランク軸３上に４サイクル式燃焼気筒ｌと４
サイクル式膨張気筒２とを位相差をもたせて取り付ける
とともに、燃焼気筒ｌの弁材排気ポート６を膨張気筒２
の上端に連通せしめ、燃焼気筒ｌから排出される高温高
圧の排気ガスを膨張気筒２へ導きその内部で再膨張させ
ることを特徴とする二段膨張式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22260882A JPS59113238A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 二段膨張式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22260882A JPS59113238A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 二段膨張式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59113238A true JPS59113238A (ja) | 1984-06-29 |
Family
ID=16785118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22260882A Pending JPS59113238A (ja) | 1982-12-18 | 1982-12-18 | 二段膨張式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59113238A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5056471A (en) * | 1990-10-12 | 1991-10-15 | Husen Norman R Van | Internal combustion engine with two-stage exhaust |
-
1982
- 1982-12-18 JP JP22260882A patent/JPS59113238A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5056471A (en) * | 1990-10-12 | 1991-10-15 | Husen Norman R Van | Internal combustion engine with two-stage exhaust |
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