JPH04362225A - ２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジン - Google Patents
２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジンInfo
- Publication number
- JPH04362225A JPH04362225A JP3162010A JP16201091A JPH04362225A JP H04362225 A JPH04362225 A JP H04362225A JP 3162010 A JP3162010 A JP 3162010A JP 16201091 A JP16201091 A JP 16201091A JP H04362225 A JPH04362225 A JP H04362225A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- engine
- exhaust valves
- exhaust gas
- pressure
- 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
- 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
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (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】本発明はエンジン効率を向上する
ようにした２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジンに
関するものである。
ようにした２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジンに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ターボ過給機をエンジンの吸排気系統に
設けたいわゆるコンパウンドシステムはエンジンの排気
ガスのエネルギを利用してタ−ビンを回転し、このタ−
ビンによりコンプレッサを回転してエンジンに燃焼用空
気を過給しエンジン効率を向上するとともに、タービン
軸に連結した電動−発電機をタービンで回転せしめて電
動−発電機にて発電しながら蓄電手段に充電し、排気ガ
スのエネルギが低い段階で、充電した電力で電動−発電
機を電動機運転してコンプレッサを駆動し、エンジンに
燃焼用空気を過給してエンジン効率を向上するようにし
ている。
設けたいわゆるコンパウンドシステムはエンジンの排気
ガスのエネルギを利用してタ−ビンを回転し、このタ−
ビンによりコンプレッサを回転してエンジンに燃焼用空
気を過給しエンジン効率を向上するとともに、タービン
軸に連結した電動−発電機をタービンで回転せしめて電
動−発電機にて発電しながら蓄電手段に充電し、排気ガ
スのエネルギが低い段階で、充電した電力で電動−発電
機を電動機運転してコンプレッサを駆動し、エンジンに
燃焼用空気を過給してエンジン効率を向上するようにし
ている。
【０００３】又、タービン軸に連結した電動−発電機を
タービンで回転せしめて発電し、その電力をモーターを
介してエンジンの軸にもどして出力向上を狙うこともで
きる。
タービンで回転せしめて発電し、その電力をモーターを
介してエンジンの軸にもどして出力向上を狙うこともで
きる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記コンパウンドシス
テムはエンジンの排気ガスのエネルギを利用するので、
コンパウンドシステムの効率を上げるにはエンジンの掃
気圧よりも排気圧が高い方がよいという実情がある。し
かしながら、２サイクルエンジンの掃気はその掃気圧が
排気圧よりも高いことが条件であり、掃気圧が排気圧よ
りも低いときには十分な掃気ができなくなり２サイクル
エンジンが成立しない。
テムはエンジンの排気ガスのエネルギを利用するので、
コンパウンドシステムの効率を上げるにはエンジンの掃
気圧よりも排気圧が高い方がよいという実情がある。し
かしながら、２サイクルエンジンの掃気はその掃気圧が
排気圧よりも高いことが条件であり、掃気圧が排気圧よ
りも低いときには十分な掃気ができなくなり２サイクル
エンジンが成立しない。
【０００５】このような理由によりコンパウンドシステ
ムと２サイクルエンジンとは相反するものがあり、２サ
イクルエンジンにコンパウンドシステムを採用するには
技術的に困難な問題がある。
ムと２サイクルエンジンとは相反するものがあり、２サ
イクルエンジンにコンパウンドシステムを採用するには
技術的に困難な問題がある。
【０００６】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであり、２サイクルエンジンにコンパウンドシス
テムを採用可能にしてエンジン効率を向上するようにし
た２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジンを提供する
ものである。
たものであり、２サイクルエンジンにコンパウンドシス
テムを採用可能にしてエンジン効率を向上するようにし
た２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジンを提供する
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係わる手段は、タ−ボコンパウンドシステム
を備えた２ストロ−クエンジンにおいて、シリンダの上
部に複数の排気バルブを設け、該排気バルブの少なくと
も一つから排気されるガスを前記タ−ボコンパウンドシ
ステムをバイパスするバイパス管に導き、他の排気バル
ブから排気される排気ガスを前記タ−ボコンパウンドシ
ステムに導くことを特徴とするものである。
の本発明に係わる手段は、タ−ボコンパウンドシステム
を備えた２ストロ−クエンジンにおいて、シリンダの上
部に複数の排気バルブを設け、該排気バルブの少なくと
も一つから排気されるガスを前記タ−ボコンパウンドシ
ステムをバイパスするバイパス管に導き、他の排気バル
ブから排気される排気ガスを前記タ−ボコンパウンドシ
ステムに導くことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明はこのように構成することにより、排気
ガスのエネルギが高い段階（筒内の圧力が高い場合で、
排気行程の初期がこれにあたる）での排気ガスは、複数
設けられた排気バルブの内選択された排気バルブにより
コンパウンドシステムの上流側に供給してタ−ビンを回
転し、コンパウンドシステムを活用して過給するととも
に吸気の空気圧を昇圧して掃気を効率よく行い、又、コ
ンパウンドシステムに有る発電機等を駆動し、熱エネル
ギーより電気エネルギーを回収し、エンジン軸等に連結
する事により動力として取りだす事が出来る。そして、
排気ガスの圧力が低下した段階で上記排気バルブを閉じ
て他の排気バルブを開き圧力が低い排気ガスをバイパス
管を通して排気し２サイクルエンジンの掃気を効率よく
行う。
ガスのエネルギが高い段階（筒内の圧力が高い場合で、
排気行程の初期がこれにあたる）での排気ガスは、複数
設けられた排気バルブの内選択された排気バルブにより
コンパウンドシステムの上流側に供給してタ−ビンを回
転し、コンパウンドシステムを活用して過給するととも
に吸気の空気圧を昇圧して掃気を効率よく行い、又、コ
ンパウンドシステムに有る発電機等を駆動し、熱エネル
ギーより電気エネルギーを回収し、エンジン軸等に連結
する事により動力として取りだす事が出来る。そして、
排気ガスの圧力が低下した段階で上記排気バルブを閉じ
て他の排気バルブを開き圧力が低い排気ガスをバイパス
管を通して排気し２サイクルエンジンの掃気を効率よく
行う。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。図
１および図２において、シリンダ１には複数の排気バル
ブ２、３、４、５が設けられている。この排気バルブの
内、２および３はタ−ボチャジャ８および回収タ−ビン
９をバイパスするバイパス管６に接続され、他の排気バ
ルブ４、５はタ−ボチャ−ジャ８および回収タ−ビン９
に接続されるコンパウンド管７に接続されている。シリ
ンダ１には掃気ポ−ト１０、１２が設けられタ−ボチャ
−ジャ８から昇圧された空気が過給されるようになって
いる。１３は排気マフラに接続された排気管である。１
４はピストンである。
１および図２において、シリンダ１には複数の排気バル
ブ２、３、４、５が設けられている。この排気バルブの
内、２および３はタ−ボチャジャ８および回収タ−ビン
９をバイパスするバイパス管６に接続され、他の排気バ
ルブ４、５はタ−ボチャ−ジャ８および回収タ−ビン９
に接続されるコンパウンド管７に接続されている。シリ
ンダ１には掃気ポ−ト１０、１２が設けられタ−ボチャ
−ジャ８から昇圧された空気が過給されるようになって
いる。１３は排気マフラに接続された排気管である。１
４はピストンである。
【００１０】このように構成した本実施例の作用につい
て図１、図２および図３を用いて説明する。図２および
図３において上死点ＴＤＣからピストン１４が下降し下
死点ＢＤＣに達する直前で排気バルブ４、５が開き始め
る（図３の曲線Ａ）。これにより筒内圧力が最も高い初
期の段階でタ−ボチャ−ジャ８および回収タ−ビン９に
排気ガスを供給しタ−ボチャ−ジ８と回収タ−ビン９を
回転し排気管１３から排気する。そして、筒内圧力が低
下し排気圧力（７の部分の圧力）になる直前に排気バル
ブ４、５を閉めると共に（図３の曲線Ａ）排気バルブ２
、３および掃気ポ−ト１０と１２に設けた掃気弁（ピス
トンバルブ方式の場合弁は不要となり、ピストンの上下
により、自動的にピストンの頂面がみずから開閉バルブ
の役割を行う。）を開き（図３の曲線Ｃ）、タ−ボチャ
−ジャ８で加圧した燃焼用空気を掃気ポ−ト１０、１２
に供給しシリンダ１１内を掃気するとともに過給する。
て図１、図２および図３を用いて説明する。図２および
図３において上死点ＴＤＣからピストン１４が下降し下
死点ＢＤＣに達する直前で排気バルブ４、５が開き始め
る（図３の曲線Ａ）。これにより筒内圧力が最も高い初
期の段階でタ−ボチャ−ジャ８および回収タ−ビン９に
排気ガスを供給しタ−ボチャ−ジ８と回収タ−ビン９を
回転し排気管１３から排気する。そして、筒内圧力が低
下し排気圧力（７の部分の圧力）になる直前に排気バル
ブ４、５を閉めると共に（図３の曲線Ａ）排気バルブ２
、３および掃気ポ−ト１０と１２に設けた掃気弁（ピス
トンバルブ方式の場合弁は不要となり、ピストンの上下
により、自動的にピストンの頂面がみずから開閉バルブ
の役割を行う。）を開き（図３の曲線Ｃ）、タ−ボチャ
−ジャ８で加圧した燃焼用空気を掃気ポ−ト１０、１２
に供給しシリンダ１１内を掃気するとともに過給する。
【００１１】上記排気バルブ４、５と排気バルブ２、３
の切り換えタイミングは例えばエンジンの運転状況に合
わせてマッピングされたタイミングにより、または、筒
内ガスの圧力と掃気ポ−ト１０、１２の圧力を検知して
電磁ソレノイド等により制御される。このように筒内ガ
スの圧力が高い初期の段階の排気ガスをタ−ボチャ−ジ
ャ８および回収タ−ビン９に供給してタ−ボコンパウン
ドシステムを有効に利用した２サイクルエンジンとして
運転し筒内ガスの圧力が低下したときに排気バルブを制
御して排気ガスをバイパス管６に流して同時に掃気ポー
トより、加圧空気を導入して、排気し通常の２サイクル
エンジンとして運転する。
の切り換えタイミングは例えばエンジンの運転状況に合
わせてマッピングされたタイミングにより、または、筒
内ガスの圧力と掃気ポ−ト１０、１２の圧力を検知して
電磁ソレノイド等により制御される。このように筒内ガ
スの圧力が高い初期の段階の排気ガスをタ−ボチャ−ジ
ャ８および回収タ−ビン９に供給してタ−ボコンパウン
ドシステムを有効に利用した２サイクルエンジンとして
運転し筒内ガスの圧力が低下したときに排気バルブを制
御して排気ガスをバイパス管６に流して同時に掃気ポー
トより、加圧空気を導入して、排気し通常の２サイクル
エンジンとして運転する。
【００１２】次にこれを応用した三気筒エンジンについ
て図４および図５を用いて説明する。図４においてシリ
ンダ（イ）、（ロ）、（ハ）のそれぞれの排気バルブ４
、５は管６を介してタ−ボチャ−ジャ８と回収タ−ビン
９に接続され、排気バルブ２、３はバイパス管７を介し
て排気管１３に接続されている。１５はタ−ボジェネレ
−タである。図５におけるシリンダ（イ）において、上
側１６は排気バルブ２、３、４、５の開閉のタイミング
を示し、図３の曲線と同様に曲線Ａはシリンダのピスト
ンが下死点になる直前に排気バルブ４、５が開いてタ−
ボチャ−ジャ８および回収タ−ビン９に圧力が高い初期
の段階で排気ガスを供給して、筒内ガスの圧力が排気圧
力に近い圧力になった時に閉める曲線を示し、曲線Ｂは
排気バルブ２、３が開いて筒内ガスをバイパス管７に排
気する。図５におけるシリンダ（イ）の下側１７の曲線
Ｃは掃気ポ−ト１０、１２に設けた図示省略の掃気孔を
開閉するタイミングを示す。以下、同じようにシリンダ
（ロ）、（ハ）についても同じ動作を行う。
て図４および図５を用いて説明する。図４においてシリ
ンダ（イ）、（ロ）、（ハ）のそれぞれの排気バルブ４
、５は管６を介してタ−ボチャ−ジャ８と回収タ−ビン
９に接続され、排気バルブ２、３はバイパス管７を介し
て排気管１３に接続されている。１５はタ−ボジェネレ
−タである。図５におけるシリンダ（イ）において、上
側１６は排気バルブ２、３、４、５の開閉のタイミング
を示し、図３の曲線と同様に曲線Ａはシリンダのピスト
ンが下死点になる直前に排気バルブ４、５が開いてタ−
ボチャ−ジャ８および回収タ−ビン９に圧力が高い初期
の段階で排気ガスを供給して、筒内ガスの圧力が排気圧
力に近い圧力になった時に閉める曲線を示し、曲線Ｂは
排気バルブ２、３が開いて筒内ガスをバイパス管７に排
気する。図５におけるシリンダ（イ）の下側１７の曲線
Ｃは掃気ポ−ト１０、１２に設けた図示省略の掃気孔を
開閉するタイミングを示す。以下、同じようにシリンダ
（ロ）、（ハ）についても同じ動作を行う。
【００１３】また、図６におけるシリンダ（ニ）、（ホ
）、（ヘ）、（ト）は四気筒エンジンの場合の排気バル
ブ２、３、４、５の開閉のタイミングおよび掃気バルブ
の開閉のタイミングを示し、曲線Ａ、Ｂ、Ｃは図５のシ
リンダ（イ）と同じようにそれぞれ排気バルブ、排気孔
の開閉曲線を示す。この実施例からも判るようにシリン
ダ１に複数の排気バルブを設けそれぞれの排気バルブを
選択して、タ−ボチャ−ジャ８および回収タ−ビン９に
排気ガスを供給するバルブと、このタ−ボチャ−ジャ８
と回収タ−ビン９をバイパスするバルブとに選択して、
これら選択されたバルブをエンジンの運転状況に応じて
開閉制御することにより、タ−ボコンパウンドシステム
を備えた２サイクルエンジンとして機能する制御が可能
になる。
）、（ヘ）、（ト）は四気筒エンジンの場合の排気バル
ブ２、３、４、５の開閉のタイミングおよび掃気バルブ
の開閉のタイミングを示し、曲線Ａ、Ｂ、Ｃは図５のシ
リンダ（イ）と同じようにそれぞれ排気バルブ、排気孔
の開閉曲線を示す。この実施例からも判るようにシリン
ダ１に複数の排気バルブを設けそれぞれの排気バルブを
選択して、タ−ボチャ−ジャ８および回収タ−ビン９に
排気ガスを供給するバルブと、このタ−ボチャ−ジャ８
と回収タ−ビン９をバイパスするバルブとに選択して、
これら選択されたバルブをエンジンの運転状況に応じて
開閉制御することにより、タ−ボコンパウンドシステム
を備えた２サイクルエンジンとして機能する制御が可能
になる。
【００１４】
【発明の効果】以上詳述したとおり本発明によれば、シ
リンダに複数の排気バルブを設け、その内の選択された
排気バルブを開いて排気ガスの圧力が高い初期の排気ガ
スをタ−ボチャ−ジャおよび回収タ−ビンに供給し、他
の排気バルブにて排気ガスの圧力が低い排気ガスをタ−
ボチャ−ジャおよび回収タ−ビンをバイパスするバイパ
ス管に排気するようにしたので、圧力が高い初期の排気
ガスをタ−ボチャ−ジャと回収タ−ビンに供給するよう
にし、排気ガスの圧力が低くなった中期から後期にかけ
てバイパス管よりその排気ガスを排気することができ、
２サイクルエンジンとターボコンパウンドシステムとを
組み合わせた２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジン
としてエンジン効率を大幅に向上することができる。
リンダに複数の排気バルブを設け、その内の選択された
排気バルブを開いて排気ガスの圧力が高い初期の排気ガ
スをタ−ボチャ−ジャおよび回収タ−ビンに供給し、他
の排気バルブにて排気ガスの圧力が低い排気ガスをタ−
ボチャ−ジャおよび回収タ−ビンをバイパスするバイパ
ス管に排気するようにしたので、圧力が高い初期の排気
ガスをタ−ボチャ−ジャと回収タ−ビンに供給するよう
にし、排気ガスの圧力が低くなった中期から後期にかけ
てバイパス管よりその排気ガスを排気することができ、
２サイクルエンジンとターボコンパウンドシステムとを
組み合わせた２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジン
としてエンジン効率を大幅に向上することができる。
【図１】本発明の一実施例を平面図で示す模式図である
。
。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】排気バルブの開閉タイミングを示す線図である
。
。
【図４】三気筒エンジンに応用した場合の平面図である
。
。
【図５】三気筒エンジンの場合の排気バルブの開閉のタ
イミングを示す線図である。
イミングを示す線図である。
【図６】四気筒エンジンの場合の排気バルブの開閉のタ
イミングを示す線図である。
イミングを示す線図である。
１…シリンダ
２…排気バルブ
３…排気バルブ
４…排気バルブ
５…排気バルブ
６…バイパス管
７…コンパウンド管
８…タ−ボチャ−ジャ
９…タービン発電機
Claims (1)
- 【請求項１】タ−ボコンパウンドシステムを備えた２ス
トロ−クエンジンにおいて、シリンダの上部に複数の排
気バルブを設け、該排気バルブの少なくとも一つから排
気されるガスを前記タ−ボコンパウンドシステムをバイ
パスするバイパス管に導き、他の排気バルブから排気さ
れる排気ガスを前記タ−ボコンパウンドシステムに導く
ことを特徴とする２ストロ−クタ−ボコンパウンドエン
ジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3162010A JPH04362225A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | ２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3162010A JPH04362225A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | ２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362225A true JPH04362225A (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=15746335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3162010A Pending JPH04362225A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | ２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04362225A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018141388A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | トヨタ自動車株式会社 | 排気タービン発電システム |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP3162010A patent/JPH04362225A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018141388A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | トヨタ自動車株式会社 | 排気タービン発電システム |
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