JPH04330335A - 断熱２サイクルエンジン - Google Patents
断熱２サイクルエンジンInfo
- Publication number
- JPH04330335A JPH04330335A JP12685591A JP12685591A JPH04330335A JP H04330335 A JPH04330335 A JP H04330335A JP 12685591 A JP12685591 A JP 12685591A JP 12685591 A JP12685591 A JP 12685591A JP H04330335 A JPH04330335 A JP H04330335A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scavenging
- air
- piston
- electric machine
- engine
- 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
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
- F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの燃焼室などに
断熱材を使用して断熱構造とした断熱２サイクルエンジ
ンに関する。
断熱材を使用して断熱構造とした断熱２サイクルエンジ
ンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの熱効率の向上を図るた
め、燃料の燃焼に関連するシリンダヘッド、ピストンヘ
ッドなどを断熱して燃焼エネルギーを保持する、いわゆ
る断熱エンジンが開発されている。
め、燃料の燃焼に関連するシリンダヘッド、ピストンヘ
ッドなどを断熱して燃焼エネルギーを保持する、いわゆ
る断熱エンジンが開発されている。
【０００３】また一方、エンジンの排気エネルギーにて
駆動されて過給気を圧送するターボチャージャに回転電
機を取付け、エンジンの運転状態に応じて回転電機を電
動機または発電機として作動させ、ターボチャージャの
過給作動を付勢したり、または排気エネルギーを電力と
して回収しようとする試みなどがなされている。
駆動されて過給気を圧送するターボチャージャに回転電
機を取付け、エンジンの運転状態に応じて回転電機を電
動機または発電機として作動させ、ターボチャージャの
過給作動を付勢したり、または排気エネルギーを電力と
して回収しようとする試みなどがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した断熱構造の２
サイクルエンジンでは、断熱によってシリンダ内壁温度
が高いので、吸入した空気が加熱されて膨張し、希薄と
なるという不都合が生ずることになり、このため、断熱
２サイクルエンジンでは掃気時の空気の交換量を大にす
るとともに、その空気流速を早めることが望まれている
。
サイクルエンジンでは、断熱によってシリンダ内壁温度
が高いので、吸入した空気が加熱されて膨張し、希薄と
なるという不都合が生ずることになり、このため、断熱
２サイクルエンジンでは掃気時の空気の交換量を大にす
るとともに、その空気流速を早めることが望まれている
。
【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は掃気における空気量とその流速
とをともに大にしようとする断熱エンジンを提供するこ
とにある。
ものであり、その目的は掃気における空気量とその流速
とをともに大にしようとする断熱エンジンを提供するこ
とにある。
【０００６】
【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、シリンダヘッドからシリンダヘッ
ドへの熱伝導を遮断する第１の断熱手段と、ピストンヘ
ッドからピストンボデーへの熱伝導を遮断する第２の断
熱手段と、シリンダヘッドに配置した複数個の排気弁と
、排気管に接続されたターボチャージャの回転軸に取付
けられた回転電機と、該回転電機を電動駆動して過給作
動の付勢によりエンジン吸気時の掃気圧力を増大せしめ
る掃気圧増大手段とを備えた断熱２サイクルエンジンが
提供される。
めに本発明によれば、シリンダヘッドからシリンダヘッ
ドへの熱伝導を遮断する第１の断熱手段と、ピストンヘ
ッドからピストンボデーへの熱伝導を遮断する第２の断
熱手段と、シリンダヘッドに配置した複数個の排気弁と
、排気管に接続されたターボチャージャの回転軸に取付
けられた回転電機と、該回転電機を電動駆動して過給作
動の付勢によりエンジン吸気時の掃気圧力を増大せしめ
る掃気圧増大手段とを備えた断熱２サイクルエンジンが
提供される。
【０００７】
【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。
詳細に説明する。
【０００８】図１は本発明にかかる断熱２サイクルエン
ジンの一実施例を示す構成ブロック図である。
ジンの一実施例を示す構成ブロック図である。
【０００９】同図において、１はエンジンで、そのシリ
ンダヘッド１１とシリンダスリーブ１２との間には耐熱
性のある断熱材１３が配置され、高温度となるシリンダ
ヘッド１１からシリンダスリーブ１２に伝導される熱を
遮断しており、該シリンダスリーブ１２の下方にはその
周壁部分に複数個の吸気ポート１４が貫設されている。
ンダヘッド１１とシリンダスリーブ１２との間には耐熱
性のある断熱材１３が配置され、高温度となるシリンダ
ヘッド１１からシリンダスリーブ１２に伝導される熱を
遮断しており、該シリンダスリーブ１２の下方にはその
周壁部分に複数個の吸気ポート１４が貫設されている。
【００１０】２はシリンダヘッド１１に配置された複数
個の排気弁であり、図示していない複数個の動弁機構に
より同時に開閉操作されて、掃気時の排気流路を素早く
開閉制御するもので、例えばセラミックスなどの断熱素
材が採用されている。
個の排気弁であり、図示していない複数個の動弁機構に
より同時に開閉操作されて、掃気時の排気流路を素早く
開閉制御するもので、例えばセラミックスなどの断熱素
材が採用されている。
【００１１】３はピストンであり、そのピストンヘッド
３１の上部の中央には燃焼室となる凹部３２が設けられ
、該凹部３２の上方は連絡孔として絞られて、例えばピ
ストン面積の約１５％以下となるように形成されており
、上死点に到達する寸前に噴射ノズル１５から噴射され
る燃料を効率よく燃焼させるように構成されている。
３１の上部の中央には燃焼室となる凹部３２が設けられ
、該凹部３２の上方は連絡孔として絞られて、例えばピ
ストン面積の約１５％以下となるように形成されており
、上死点に到達する寸前に噴射ノズル１５から噴射され
る燃料を効率よく燃焼させるように構成されている。
【００１２】そして、ピストンヘッド３１とピストンボ
デー３３とは断熱ガスケット３４および３５により結合
され、ピストンヘッド３１からの熱伝導を遮って、前述
のシリンダ部分の断熱材１３とともにエンジン１の下方
部分の温度上昇を防止している。なお３６はコンロッド
であり、燃焼エネルギーにより圧下されるピストン３の
力をクランク軸３７に伝達するものであり、該クランク
軸３７にはエンジン回転数を検出するエンジン回転セン
サ１６が付設されている。
デー３３とは断熱ガスケット３４および３５により結合
され、ピストンヘッド３１からの熱伝導を遮って、前述
のシリンダ部分の断熱材１３とともにエンジン１の下方
部分の温度上昇を防止している。なお３６はコンロッド
であり、燃焼エネルギーにより圧下されるピストン３の
力をクランク軸３７に伝達するものであり、該クランク
軸３７にはエンジン回転数を検出するエンジン回転セン
サ１６が付設されている。
【００１３】４はターボチャージャで排気管２１から排
出される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圧気作動を行うコンプ
レッサとを備えてエンジンに過給気を圧送するもので、
例えばコンプレッサのベーン径を大にして圧気作動を強
力にしたものであり、ターボチャージャ４と吸気ポート
１４を接続する吸気管４１には吸気ブースト圧力を検出
するブースト圧センサ４２が配置され、また排気管２１
には排気圧センサ２２が取付けられている。
出される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圧気作動を行うコンプ
レッサとを備えてエンジンに過給気を圧送するもので、
例えばコンプレッサのベーン径を大にして圧気作動を強
力にしたものであり、ターボチャージャ４と吸気ポート
１４を接続する吸気管４１には吸気ブースト圧力を検出
するブースト圧センサ４２が配置され、また排気管２１
には排気圧センサ２２が取付けられている。
【００１４】そして、ターボチャージャ４には回転電機
４３が配置され、電力が供給されて電動駆動されるとコ
ンプレッサの圧気作動を付勢して過給圧を増大させたり
、排気エネルギーに余裕のあるときは発電機と作動して
その発電出力によってエンジントルクの向上を図るよう
に構成されている。
４３が配置され、電力が供給されて電動駆動されるとコ
ンプレッサの圧気作動を付勢して過給圧を増大させたり
、排気エネルギーに余裕のあるときは発電機と作動して
その発電出力によってエンジントルクの向上を図るよう
に構成されている。
【００１５】５はターボ発電機であり、ターボチャージ
ャ４の排出ガスにより駆動されて発電を行うもので、該
ターボ発電機５の発電出力は後述するコントローラに送
電され、発電作動時の回転電機４３の出力とともに電動
機６を駆動する。
ャ４の排出ガスにより駆動されて発電を行うもので、該
ターボ発電機５の発電出力は後述するコントローラに送
電され、発電作動時の回転電機４３の出力とともに電動
機６を駆動する。
【００１６】電動機６はエンジン１のクランク軸３７に
連結されてエンジントルクを向上させるもので、排気エ
ネルギーによる回収電力を利用したトルク増大手段とな
るものであり、該電動機６への供給電力はコントローラ
７の制御により行われる。
連結されてエンジントルクを向上させるもので、排気エ
ネルギーによる回収電力を利用したトルク増大手段とな
るものであり、該電動機６への供給電力はコントローラ
７の制御により行われる。
【００１７】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／出力回路や、
発電作動時の回転電機４３の出力とターボ発電機５の出
力とを加え合せて電動機６に供給したりバッテリ７３か
らの電力を回転電機４３の駆動電力に変換する電力変換
機構となる強電回路などが備えられている。そして、ア
クセルペダル７１に付設されたアクセルセンサ７２から
の検出信号や、エンジン回転センサ１６、排気圧センサ
２２およびブースト圧センサ４２などからの信号が入力
されると、これらの信号に基づいて回転電機４３や電動
機６の運転制御などが行われるように構成されている。
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／出力回路や、
発電作動時の回転電機４３の出力とターボ発電機５の出
力とを加え合せて電動機６に供給したりバッテリ７３か
らの電力を回転電機４３の駆動電力に変換する電力変換
機構となる強電回路などが備えられている。そして、ア
クセルペダル７１に付設されたアクセルセンサ７２から
の検出信号や、エンジン回転センサ１６、排気圧センサ
２２およびブースト圧センサ４２などからの信号が入力
されると、これらの信号に基づいて回転電機４３や電動
機６の運転制御などが行われるように構成されている。
【００１８】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明する。
動を説明する。
【００１９】シリンダヘッド１１に設けられた噴射ノズ
ル１５から燃料が供給されてエンジン１が２サイクル運
動を開始すると、燃料の燃焼エネルギーによりピストン
３が下降し、シリンダスリーブ１２の下方の周囲に設け
た複数の吸気ポート１４が開口すると、ターボチャージ
ャ４から圧送された過給気がシリンダ内部に入り、複数
の排気弁１３の開弁された広い流路から排気ガスを追出
すとともに、次の燃焼に必要な新鮮な空気を送り込む。
ル１５から燃料が供給されてエンジン１が２サイクル運
動を開始すると、燃料の燃焼エネルギーによりピストン
３が下降し、シリンダスリーブ１２の下方の周囲に設け
た複数の吸気ポート１４が開口すると、ターボチャージ
ャ４から圧送された過給気がシリンダ内部に入り、複数
の排気弁１３の開弁された広い流路から排気ガスを追出
すとともに、次の燃焼に必要な新鮮な空気を送り込む。
【００２０】そしてこの掃除空気はピストン３が下死点
まで下降し再び上昇して吸気ポート１４を塞ぐまで続く
が、ターボチャージャ４からの圧気は電動駆動された回
転電機４３の過給助勢作動によりブースト圧が増大され
ており、また、開弁された排気流路が広いため空気の交
換量が多くてその流速も早く、さらにシリンダおよびピ
ストンの下方は断熱材および断熱ガスケットにより温度
の上昇が押さえられているため、吸入空気の加熱が僅少
となって掃気が十分に行われるとともに密度の高い空気
が吸気されることになる。
まで下降し再び上昇して吸気ポート１４を塞ぐまで続く
が、ターボチャージャ４からの圧気は電動駆動された回
転電機４３の過給助勢作動によりブースト圧が増大され
ており、また、開弁された排気流路が広いため空気の交
換量が多くてその流速も早く、さらにシリンダおよびピ
ストンの下方は断熱材および断熱ガスケットにより温度
の上昇が押さえられているため、吸入空気の加熱が僅少
となって掃気が十分に行われるとともに密度の高い空気
が吸気されることになる。
【００２１】ついで、ピストン３が上昇を続けて吸気ポ
ート１４を閉じるとすぐに排気弁２は閉弁されて空気は
圧縮され、圧縮行程の終期にはシリンダ内の空気温度は
燃料の着火温度以上の高温となる。そして、ピストン３
が上死点に達する手前にて噴射ノズル１５から細かい霧
状の燃料がピストン３の凹部３２に噴射され、該燃料は
空気の圧縮熱により着火して燃焼し、高い燃焼圧力を生
じてピストン３を圧下し、コンロッド３６を介してクラ
ンク軸３７を回転せしめてエンジントルクを発生させる
ことになる。
ート１４を閉じるとすぐに排気弁２は閉弁されて空気は
圧縮され、圧縮行程の終期にはシリンダ内の空気温度は
燃料の着火温度以上の高温となる。そして、ピストン３
が上死点に達する手前にて噴射ノズル１５から細かい霧
状の燃料がピストン３の凹部３２に噴射され、該燃料は
空気の圧縮熱により着火して燃焼し、高い燃焼圧力を生
じてピストン３を圧下し、コンロッド３６を介してクラ
ンク軸３７を回転せしめてエンジントルクを発生させる
ことになる。
【００２２】なお、上述の掃気過程にて、本実施例では
コンプレッサのベーン径を大に形成したので、これによ
り圧送される空気量が大となり十分な掃気がおこなわれ
ることになる。
コンプレッサのベーン径を大に形成したので、これによ
り圧送される空気量が大となり十分な掃気がおこなわれ
ることになる。
【００２３】以上のように本発明を上述の実施例により
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。
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。
【００２４】
【発明の効果】上述の実施例を用いて説明したように本
発明によれば、シリンダとピストンとにそれぞれ断熱材
と断熱ガスケットを配置して、それぞれの上部の熱を下
部に伝導しないように構成するとともに、排気流路を大
にするために複数個の排気弁を設け、ターボチャージャ
には回転電機を取付けて電動駆動するように構成したの
で、吸気ポートから圧送される空気の加熱が僅少になる
とともに、強力な吸気ブースト圧と広い排気流路とによ
り交換空気量が大となり、断熱２サイクルエンジンにお
ける掃気が極めて良好に実施できるという効果が得られ
る。
発明によれば、シリンダとピストンとにそれぞれ断熱材
と断熱ガスケットを配置して、それぞれの上部の熱を下
部に伝導しないように構成するとともに、排気流路を大
にするために複数個の排気弁を設け、ターボチャージャ
には回転電機を取付けて電動駆動するように構成したの
で、吸気ポートから圧送される空気の加熱が僅少になる
とともに、強力な吸気ブースト圧と広い排気流路とによ
り交換空気量が大となり、断熱２サイクルエンジンにお
ける掃気が極めて良好に実施できるという効果が得られ
る。
【００２５】また本発明によれば、ターボチャージャの
コンプレッサのベーン径を大に形成したので、上述の吸
気ブースト圧の増強が望めるという利点が得られる。
コンプレッサのベーン径を大に形成したので、上述の吸
気ブースト圧の増強が望めるという利点が得られる。
【図１】本発明にかかる断熱２サイクルエンジンの一実
施例を示す構成ブロック図である。
施例を示す構成ブロック図である。
１…エンジン
２…排気管
３…ピストン
４…ターボチャージャ
７…コントローラ
１１…シリンダヘッド
１２…シリンダスリーブ
１３…断熱材
２１…排気管
３１…ピストンヘッド
３３…ピストンボデー
３４，３５…断熱ガスケット
４１…吸気管
４３…回転電機
Claims (2)
- 【請求項１】シリンダヘッドからシリンダヘッドへの熱
伝導を遮断する第１の断熱手段と、ピストンヘッドから
ピストンボデーへの熱伝導を遮断する第２の断熱手段と
、シリンダヘッドに配置した複数個の排気弁と、排気管
に接続されたターボチャージャの回転軸に取付けられた
回転電機と、該回転電機を電動駆動して過給作動の付勢
によりエンジン吸気時の掃気圧力を増大せしめる掃気圧
増大手段とを備えたことを特徴とする断熱２サイクルエ
ンジン。 - 【請求項２】前記回転電機はコンプレッサ側のベーン径
をタービンの径より大に形成したことを特徴とする請求
項１記載の断熱２サイクルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12685591A JPH04330335A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 断熱２サイクルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12685591A JPH04330335A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 断熱２サイクルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04330335A true JPH04330335A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14945517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12685591A Pending JPH04330335A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 断熱２サイクルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04330335A (ja) |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP12685591A patent/JPH04330335A/ja active Pending
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