JPH05214941A - 内燃機関の掃気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ユニフロー方式の２サイク
ル機関の掃気作用において、排気弁と掃気ポートが共に
開口している期間に、燃焼ガスと共に新給気の一部がシ
リンダ内から吹き抜けてしまうことを抑制し、掃気効
率、給気効率、充填比の向上によって、比出力の増加、
燃費の低減、機関の稼動経費の節減を図ることにある。 【構成】 本発明の内燃機関の掃気装置は、排気ターボ
過給機を装備した２サイクル内燃機関において、掃気ト
ランク５と排気集合管２とを連通し、前記掃気トランク
内から抽気した新気の一部を前記排気集合管に送り返
し、排気集合管内を増圧する抽気用管路７と、該管路の
途中に配設し、返送される新気の流量を制御する開閉弁
８とを有してなることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の掃気装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図２に排気ターボ過給機を装備した２サ
イクル機関における従来の掃気装置の構成を示した。排
気弁１が開き排出された排気ガスは排気集合管２に集め
られてから排気ターボ過給機３へ流入し排気タービンを
回転させる。該タービンにより同軸に配設された過給機
の圧縮機が駆動され、掃気用の新気を吸入し圧縮する。
圧縮機から吐出された新気は、給気効率を高め、熱負荷
による出力の制限を緩和するためエアクーラ４で冷却さ
れて掃気トランク５に供給される。ピストンの下降行程
末期の下死点付近でまず排気弁１が開いてシリンダ内圧
力が低下した後にシリンダの掃気ポート６が開き、前記
掃気トランク内の予圧されている新気がシリンダ内に流
入して燃焼ガスをシリンダから追い出すとともにシリン
ダ内を新気で置き換えるガス交換、即ち掃気が行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、ターボ過給機の
効率が飛躍的に上がっており、排ガスのエネルギーをな
るべく多く回収する方法が考えられている。そのひとつ
に、ターボコンパウンドシステムがある。しかしこれは
クランク軸を直接駆動するために、クランク軸系と共振
しない駆動系に設計する必要があるが、クランク軸系の
振動は、被駆動側の軸系により、さまざまに変化するの
で、色々なケースに対応出来るターボコンパウンドシス
テムを設計するのは非常に困難な点がある。又、従来装
置では、排気弁１と掃気ポート６が共に開口している期
間に、燃焼ガスのみならず新給気の一部がシリンダから
吹き抜けてしまう欠点があった。

【０００４】本発明の目的は、前記の欠点を解消し、掃
気効率、給気効率、および充填比の向上により比出力の
増加、燃費の低減を図り、機関の運用経費の節減を期す
るにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の掃気
装置は、排気ターボ過給機を装備した２サイクル内燃機
関において、掃気トランク５と排気集合管２とを連通
し、前記掃気トランク内から抽気した新気の一部を前記
排気集合管に送り返し該排気集合管内を増圧する抽気用
管路７と；該管路の途中に配設し返送される新気の流量
を制御する開閉弁８とを有してなることを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】本発明では前記のような構成としたので下記の
ように作用する。２サイクル機関に固有の掃気用送風機
の機能も兼る排気ターボ過給機１の圧縮機から吐出され
た空気はエアクーラ４で冷却されて掃気トランク５に供
給される。掃気トランク５内の予圧されている新気は掃
気ポート６からシリンダ内に給気され掃気と併せて過給
が行われる。なお、掃気トランク５内から新気の一部が
抽気され、排気集合管２と連通する抽気用管路７を介し
て前記排気集合管２へ送り返されて集合管内の圧力が上
昇する。従来では排気弁と掃気ポートが共に開口してい
る時期に、燃焼ガスのみならず、新給気の一部が排気弁
口から吹き抜けていたが、集合管内の増圧により新給気
の吹き抜けが抑えられるようになる。抽気用管路７の途
中に配設した開閉弁８の開度の調節により排気集合管２
へ返送する空気量がエンジンの負荷に対応させて制御さ
れる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例につき図１の構成図を参照し
て説明する。ポート掃気、弁排気形ユニフロー掃気方式
の２サイクル機関に掃気用送風機の機能も兼る静圧過給
方式の排気ターボ過給機３が装備されている。排気弁１
から排出された排気ガスは、圧力が一定に保てるように
径を太く設計された排気管を通って排気集合管２に集め
られる。排気集合管２の下流に排気ターボ過給機３を配
設し、該過給機の圧縮機側にある吐出空気口がエアクー
ラ４に連通し、更にその下流に掃気トランク５が配設さ
れる。掃気トランク５には予圧されている新気がシリン
ダの掃気ポート６へ送り出される掃気流出口に加えて、
抽気した新気の一部を排気集合管２に返送する抽気用管
路７と連通する抽気流出口とが設けられている。又、抽
気用管路７の途中には抽気の流量制御のための開閉弁８
が設けられている。

【０００８】次に前記した実施例の作用について説明す
る。シリンダ上部の排気弁１が開くと、ユニフロー方式
の掃気作用によって燃焼ガスがシリンダ内から吹き出
し、径の太い排気管を経由して排気集合管２に集められ
る。該集合管内の排気ガスを効率よく排気ターボ過給機
３の排気ガス入口から流入させ排気タービンを回転し、
排気ガス出口から流出させる。排気タービンにより該タ
ービンと同軸に配設された過給機の圧縮機が駆動され、
掃気ならびに過給用の新気を吸入し圧縮する。ターボ過
給機３の圧縮機側空気出口から吐出された新気は、その
下流のエアクーラ４に流入して冷却される。新気の冷却
により、給気効率の向上と、熱負荷による出力の制限の
緩和を図ることができる。

【０００９】エアクーラ４で冷却された新気はその下流
に連通している掃気トランク５に供給される。掃気トラ
ンク５内の予圧されている新気は、シリンダ下方の掃気
ポート６が開口するとシリンダ内に給気され、燃焼ガス
をシリンダから追い出すとともに、シリンダ内を新気に
置き換えるガス交換、即ち掃気が行われる。なお、掃気
トランク５内から新気の一部が抽気され、排気集合管２
と連通する抽気用管路７を介して前記排気集合管に送り
返されて集合管内の圧力が上昇する。前記抽気用管路７
の途中に配設された開閉弁８の開度を調整すれば前記排
気集合管２へ返送する空気流量をエンジンの負荷に対応
させて制御することができる。なお、開閉弁８は、場合
によってはオリフィスなどの定値空気量調整装置とした
り、抽気用管路７自体の管径の選定により空気流量の調
整を行ってもよい。掃気トランク５から掃気用新気の一
部を抽気するので、掃気トランク内の圧力は若干低下す
るが、高効率のターボ過給機により高い掃気圧が得られ
るので、掃気圧は従来の水準を確保できている。

【００１０】

【発明の効果】本発明の内燃機関の掃気装置によれば、
掃気用送風機の機能も兼る静圧過給方式の排気ターボ過
給機を装備したポート掃気弁排気形ユニフロー方式の２
サイクル機関の掃気作用において、排気弁と掃気ポート
が共に開口している期間に燃焼ガスとともに新給気の一
部がシリンダから吹き抜けることが防止できる。これに
より掃気効率、給気効率および充填比の向上を図ること
ができ、比出力の増加、燃費の低減が見込まれ、機関の
稼動経費の節減が期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の掃気装置の構
成図

【図２】従来の内燃機関の掃気装置の構成図

【符号の説明】

１…排気弁，２…排気集合管，３…排気ターボ過給機，
４…エアクーラ，５…掃気トランク，６…掃気ポート，
７…抽気用管路，８…開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気ターボ過給機を装備した２サイクル
   内燃機関において、掃気トランク（５）と排気集合管
   （２）とを連通し、前記掃気トランク内から抽気した新
   気の一部を前記排気集合管へ送り返し該排気集合管内を
   増圧する抽気用管路（７）と；該管路の途中に配設し返
   送される新気の流量を制御する開閉弁（８）とを有して
   なる内燃機関の掃気装置。