JPH055431A - エンジン - Google Patents
エンジンInfo
- Publication number
- JPH055431A JPH055431A JP18365491A JP18365491A JPH055431A JP H055431 A JPH055431 A JP H055431A JP 18365491 A JP18365491 A JP 18365491A JP 18365491 A JP18365491 A JP 18365491A JP H055431 A JPH055431 A JP H055431A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- sub
- valve
- engine
- combustion
- 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.)
- Granted
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-
- Y02T10/125—
-
- Y02T10/144—
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 筒内温度を低下させて熱効率を向上させる。
【構成】 エンジン１は副室１０を有し、この副室１０
の副室ポ−ト１０ａは燃焼室４に開口している。副室ポ
−ト１０ａは副室バルブ１１によって開閉され、副室バ
ルブ１１の閉じタイミングは、筒内温度が高くなる圧縮
行程の終期乃至爆発行程の初期の間とされている。他
方、副室バルブ１１の開きタイミングは、圧縮行程の中
期とされ、これにより副室１０で冷やされた混合気は燃
焼室４内の混合気の一部と置換されて、筒内温度が低下
する。
の副室ポ−ト１０ａは燃焼室４に開口している。副室ポ
−ト１０ａは副室バルブ１１によって開閉され、副室バ
ルブ１１の閉じタイミングは、筒内温度が高くなる圧縮
行程の終期乃至爆発行程の初期の間とされている。他
方、副室バルブ１１の開きタイミングは、圧縮行程の中
期とされ、これにより副室１０で冷やされた混合気は燃
焼室４内の混合気の一部と置換されて、筒内温度が低下
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン、つまり内燃
機関に関し、より詳しくはエンジンの熱効率を高めるよ
うにしたものに関する。
機関に関し、より詳しくはエンジンの熱効率を高めるよ
うにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン、すなわち内燃機関において
は、燃焼室に供給された燃料の燃焼に伴う圧力上昇を利
用して機械的仕事を取り出すようになっている。したが
って、燃焼に伴う圧力上昇△Ｐ（筒内圧力上昇）が大き
い程よく仕事をする、ということになる。
は、燃焼室に供給された燃料の燃焼に伴う圧力上昇を利
用して機械的仕事を取り出すようになっている。したが
って、燃焼に伴う圧力上昇△Ｐ（筒内圧力上昇）が大き
い程よく仕事をする、ということになる。
【０００３】いま、燃料の発熱量Ｑは下記の式で表され
る。 Ｑ＝Ｃv ・Ｇ・△Ｔ ・・・（１）
る。 Ｑ＝Ｃv ・Ｇ・△Ｔ ・・・（１）
【０００４】ここに、Ｃv ：定容比熱 Ｇ：燃焼室に投入された混合気の質量 △Ｔ：燃焼に伴う温度上昇（筒内温度の上昇）
【０００５】上記（１）式を変形すると下記の（２）式
となる。 △Ｔ＝Ｑ／Ｃv ・Ｇ ・・・（２） この（２）式から理解されるように、Ｑ、Ｇが一定とす
ると、Ｃv が小さい程、△Ｔは大となる。
となる。 △Ｔ＝Ｑ／Ｃv ・Ｇ ・・・（２） この（２）式から理解されるように、Ｑ、Ｇが一定とす
ると、Ｃv が小さい程、△Ｔは大となる。
【０００６】ところで、定容比熱Ｃv は筒内温度Ｔにほ
ぼ比例して大きくなることが知られている（図１参
照）。換言すれば、筒内温度Ｔが小さい程、定容比熱Ｃ
v は小さい。したがって、筒内温度Ｔが小さい程、燃焼
に伴う筒内温度の上昇△Ｔは大きいということになる。
ぼ比例して大きくなることが知られている（図１参
照）。換言すれば、筒内温度Ｔが小さい程、定容比熱Ｃ
v は小さい。したがって、筒内温度Ｔが小さい程、燃焼
に伴う筒内温度の上昇△Ｔは大きいということになる。
【０００７】ここに、筒内温度の上昇△Ｔが大きい程、
筒内圧力は大きく上昇（△Ｐが大きい）することから、
筒内温度Ｔが小さい程、筒内圧力はその上昇△Ｐが大き
いということになる。つまり、同一量の燃料を投入し、
得られた発熱量が同一としたときに、筒内温度Ｔが小さ
い程、筒内圧力の上昇△Ｐは大きく、したがって良く仕
事をする（熱効率が良い）、ということになる。
筒内圧力は大きく上昇（△Ｐが大きい）することから、
筒内温度Ｔが小さい程、筒内圧力はその上昇△Ｐが大き
いということになる。つまり、同一量の燃料を投入し、
得られた発熱量が同一としたときに、筒内温度Ｔが小さ
い程、筒内圧力の上昇△Ｐは大きく、したがって良く仕
事をする（熱効率が良い）、ということになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、筒内温度を
小さなものとして熱効率を向上するようにしたエンジン
を提供することにある。
小さなものとして熱効率を向上するようにしたエンジン
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を達成す
べく、本発明にあっては、エンジン本体に形成され、燃
焼室に開口する副室と、該副室の開口を開閉する副室バ
ルブと、を備え、前記副室バルブは、圧縮行程の中期に
開弁され、圧縮行程の終期ないし爆発行程の初期の間に
閉弁される、構成としてある。
べく、本発明にあっては、エンジン本体に形成され、燃
焼室に開口する副室と、該副室の開口を開閉する副室バ
ルブと、を備え、前記副室バルブは、圧縮行程の中期に
開弁され、圧縮行程の終期ないし爆発行程の初期の間に
閉弁される、構成としてある。
【００１０】
【作用】上記の構成により、圧縮に伴う熱い混合気が副
室に封入され、この副室内で冷却される。そして副室内
で冷やされた混合気は次の圧縮行程で燃焼室内の混合気
の一部と置換され、この結果燃焼室内の混合気は冷却さ
れる（筒内温度の低下）。したがって、副室に導入する
混合気が高温である程、副室での冷却効果が大きく、こ
れにより筒内温度を大きく低下させることが可能とな
る。
室に封入され、この副室内で冷却される。そして副室内
で冷やされた混合気は次の圧縮行程で燃焼室内の混合気
の一部と置換され、この結果燃焼室内の混合気は冷却さ
れる（筒内温度の低下）。したがって、副室に導入する
混合気が高温である程、副室での冷却効果が大きく、こ
れにより筒内温度を大きく低下させることが可能とな
る。
【００１１】上記副室バルブの閉じ時期を考察したとき
に、燃焼室内の混合気を圧縮することによる温度上昇を
最大限に利用するのであれば、副室バルブの閉じ時期を
圧縮上死点とすればよい。あるいは、燃焼による圧力上
昇をも最大限に利用するのであれば、副室バルブはでき
るだけ遅く閉じる方がよい（燃焼最高圧力に達するクラ
ンク角は圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）約３０ｄｅｇ）。
に、燃焼室内の混合気を圧縮することによる温度上昇を
最大限に利用するのであれば、副室バルブの閉じ時期を
圧縮上死点とすればよい。あるいは、燃焼による圧力上
昇をも最大限に利用するのであれば、副室バルブはでき
るだけ遅く閉じる方がよい（燃焼最高圧力に達するクラ
ンク角は圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）約３０ｄｅｇ）。
【００１２】ここに、現実の燃焼状態は、図２の指圧線
図が示すように、各サイクル毎に大きく変動している。
したがって、筒内圧力の偏差（バラツキ）が大きいとき
まで副室バルブを開いていたのでは、副室内に閉じ込め
られる混合気は、その圧力、密度、温度が各サイクル毎
に変動することとなって好ましくない。
図が示すように、各サイクル毎に大きく変動している。
したがって、筒内圧力の偏差（バラツキ）が大きいとき
まで副室バルブを開いていたのでは、副室内に閉じ込め
られる混合気は、その圧力、密度、温度が各サイクル毎
に変動することとなって好ましくない。
【００１３】かかる観点から図２を検討すると、この図
２に示すエンジン仕様及び運転条件の例では、燃焼室内
の圧力変動が発生する時期は、点火時期後約２０ｄｅｇ
前後経過した後である。したがって、燃焼に伴う圧力上
昇の偏差（バラツキ）が発生する直前に副室バルブを閉
じれば、燃焼変動の影響を抑えつつ混合気の冷却効果を
高めることが可能となる。
２に示すエンジン仕様及び運転条件の例では、燃焼室内
の圧力変動が発生する時期は、点火時期後約２０ｄｅｇ
前後経過した後である。したがって、燃焼に伴う圧力上
昇の偏差（バラツキ）が発生する直前に副室バルブを閉
じれば、燃焼変動の影響を抑えつつ混合気の冷却効果を
高めることが可能となる。
【００１４】他方、燃焼に伴う圧力変動の影響を受けな
いようにするのであれば、点火時期近傍で副室バルブを
閉じればよい。つまり、圧縮行程の終期で副室バルブを
閉じればよい。
いようにするのであれば、点火時期近傍で副室バルブを
閉じればよい。つまり、圧縮行程の終期で副室バルブを
閉じればよい。
【００１５】副室バルブの開け時期は、具体的には、上
記副室バルブの閉じ時期との関係で決定すればよい。す
なわち、副室バルブを開いたとしても、直ちに副室内の
混合気と燃焼室内の混合気とを置換させることができな
い。この置換のためには、ある程度の時間が必要とな
る。しかし、余り早い時期に副室バルブを開いたときに
は、燃焼室の容積プラス副室の容積の下で圧縮行程が行
われることとなって、圧縮損失が大きくなる。
記副室バルブの閉じ時期との関係で決定すればよい。す
なわち、副室バルブを開いたとしても、直ちに副室内の
混合気と燃焼室内の混合気とを置換させることができな
い。この置換のためには、ある程度の時間が必要とな
る。しかし、余り早い時期に副室バルブを開いたときに
は、燃焼室の容積プラス副室の容積の下で圧縮行程が行
われることとなって、圧縮損失が大きくなる。
【００１６】したがって、副室バルブの開き時期は、圧
縮行程に入った後（吸気弁を閉じた後）できるだけ遅く
且つ副室内の混合気を置換させるに必要な時間を確保で
きるタイミングとすればよく、この副室バルブの開き時
期は圧縮行程の中期ということになる。勿論、副室バル
ブの開き時期は最終的には実験により決定すればよい。
縮行程に入った後（吸気弁を閉じた後）できるだけ遅く
且つ副室内の混合気を置換させるに必要な時間を確保で
きるタイミングとすればよく、この副室バルブの開き時
期は圧縮行程の中期ということになる。勿論、副室バル
ブの開き時期は最終的には実験により決定すればよい。
【００１７】尚、本発明に構造上近似した従来技術とし
て、特開昭５４−１１６５１２号公報、特開昭５４−９
８０４０８号公報等に開示の副室付きエンジンがある。
この副室付きエンジンは、燃焼室に開口する副室と、該
副室の開口を開閉する副室バルブとを備えており、この
点では本発明と共通である。
て、特開昭５４−１１６５１２号公報、特開昭５４−９
８０４０８号公報等に開示の副室付きエンジンがある。
この副室付きエンジンは、燃焼室に開口する副室と、該
副室の開口を開閉する副室バルブとを備えており、この
点では本発明と共通である。
【００１８】しかし、この副室付きエンジンは、吸気弁
の閉じ時期に合わせて副室バルブを開けて、副室内の混
合気を利用して（副室と燃焼室との差圧を利用して）、
燃焼室内に強いスワ−ルを生成するようにしてある点で
本発明と異なる。
の閉じ時期に合わせて副室バルブを開けて、副室内の混
合気を利用して（副室と燃焼室との差圧を利用して）、
燃焼室内に強いスワ−ルを生成するようにしてある点で
本発明と異なる。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付した図面に基
づいて説明する。図３に示す符号１はエンジンで、エン
ジン１は、シリンダボア２に嵌挿されたピストン３によ
り画成された燃焼室４を有し、この燃焼室４に臨ませて
点火プラグ５が配設されている。
づいて説明する。図３に示す符号１はエンジンで、エン
ジン１は、シリンダボア２に嵌挿されたピストン３によ
り画成された燃焼室４を有し、この燃焼室４に臨ませて
点火プラグ５が配設されている。
【００２０】また、燃焼室４には、吸気ポ−ト６と排気
ポ−ト７とが開口され、上記吸気ポ−ト６には吸気弁８
が配設され、上記排気ポ−ト７には排気弁９が配設され
て、これら吸気弁８と排気弁９とはエンジン出力軸（図
示せず）に同期して所定のタイミングで開閉される。す
なわち、上記エンジン１は、従来から知られているオッ
ト−サイクル式のガソリン４サイクルエンジンとされて
いる。
ポ−ト７とが開口され、上記吸気ポ−ト６には吸気弁８
が配設され、上記排気ポ−ト７には排気弁９が配設され
て、これら吸気弁８と排気弁９とはエンジン出力軸（図
示せず）に同期して所定のタイミングで開閉される。す
なわち、上記エンジン１は、従来から知られているオッ
ト−サイクル式のガソリン４サイクルエンジンとされて
いる。
【００２１】上記エンジン１は副室１０を有している。
副室１０はその副室ポ−ト１０ａが燃焼室４に開口さ
れ、副室ポ−ト１０ａには副室バルブ１１が配設され
て、この副室バルブ１１によって副室ポ−ト１０ａが開
閉されるようになっている。
副室１０はその副室ポ−ト１０ａが燃焼室４に開口さ
れ、副室ポ−ト１０ａには副室バルブ１１が配設され
て、この副室バルブ１１によって副室ポ−ト１０ａが開
閉されるようになっている。
【００２２】上記副室バルブ１１の開閉時期の一例を図
４に示す。図４から明らかなように、副室バルブ１１
は、その閉じタイミングが点火タイミングと同じＡＢＤ
Ｃ１６０ｄｅｇとされ、この閉じタイミングよりも約７
０ｄｅｇ前に副室バルブ１１が開かれるようになってい
る。尚、吸気弁８の閉じタイミングは上死点経過後約５
０ｄｅｇとされている。
４に示す。図４から明らかなように、副室バルブ１１
は、その閉じタイミングが点火タイミングと同じＡＢＤ
Ｃ１６０ｄｅｇとされ、この閉じタイミングよりも約７
０ｄｅｇ前に副室バルブ１１が開かれるようになってい
る。尚、吸気弁８の閉じタイミングは上死点経過後約５
０ｄｅｇとされている。
【００２３】以上の構成により、圧縮行程で開閉される
副室バルブ１１によって燃焼室４内の混合気は、その一
部が副室１０に閉じ込められ、この副室１０で冷やされ
て、次の圧縮行程では副室１０で冷やされた混合気が燃
焼室４内の混合気の一部と置換されることになる。
副室バルブ１１によって燃焼室４内の混合気は、その一
部が副室１０に閉じ込められ、この副室１０で冷やされ
て、次の圧縮行程では副室１０で冷やされた混合気が燃
焼室４内の混合気の一部と置換されることになる。
【００２４】これにより、燃焼室４内の混合気の温度
（筒内温度）は、副室１０を有しない通常のエンジンに
比べて低下することとなり、エンジン１の熱効率は向上
する。
（筒内温度）は、副室１０を有しない通常のエンジンに
比べて低下することとなり、エンジン１の熱効率は向上
する。
【００２５】また、筒内温度が低下するということは、
ノッキング対策にとっても有利である。したがって、エ
ンジンを高圧縮比化する場合あるいは高過給圧化する場
合に、ノッキング対策としても有効である。
ノッキング対策にとっても有利である。したがって、エ
ンジンを高圧縮比化する場合あるいは高過給圧化する場
合に、ノッキング対策としても有効である。
【００２６】以上、オット−サイクル式のエンジンを例
に説明したが、ディ−ゼルエンジンに対しても適用する
ことができる。このディ−ゼルエンジンに適用した場
合、熱効率の向上の他に排気ガス中のＮＯX を低減する
ことができるという効果がある。
に説明したが、ディ−ゼルエンジンに対しても適用する
ことができる。このディ−ゼルエンジンに適用した場
合、熱効率の向上の他に排気ガス中のＮＯX を低減する
ことができるという効果がある。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、筒内温度の低下によってエンジンの熱効率を
向上することができる。
によれば、筒内温度の低下によってエンジンの熱効率を
向上することができる。
【図１】筒内温度と混合気の比熱（定容比熱）との関係
を示す図。
を示す図。
【図２】エンジンの代表的な指圧線図。
【図３】実施例にかかるエンジンの概略図。
【図４】副室バルブの開閉時期の一例を示す図。
１ エンジン ３ ピストン ４ 燃焼室 ５ 点火プラグ ８ 吸気弁 １０ 副室 １０ａ 燃焼室に開口する副室ポ−ト １１ 副室バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樫山 謙二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 佐々木 潤三 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 エンジン本体に形成され、燃焼室に開口
する副室と、該副室の開口を開閉する副室バルブと、を
備え、前記副室バルブは、圧縮行程の中期に開弁され、
圧縮行程の終期ないし爆発行程の初期の間に閉弁され
る、ことを特徴とするエンジン。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18365491A JP2992967B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | エンジン |
| US07/904,475 US5201907A (en) | 1991-06-28 | 1992-06-25 | Internal combustion engine |
| EP92110799A EP0520484B1 (en) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Internal combustion engine |
| DE69202408T DE69202408T2 (de) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Brennkraftmaschine. |
| KR1019920011357A KR930000806A (ko) | 1991-06-28 | 1992-06-27 | 내연 엔진 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18365491A JP2992967B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055431A true JPH055431A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2992967B2 JP2992967B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=16139591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18365491A Expired - Fee Related JP2992967B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992967B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6085463A (en) * | 1996-05-14 | 2000-07-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Double swing door opening/closing mechanism |
| US6802155B1 (en) | 1999-10-25 | 2004-10-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Door opening and closing mechanism with dual pivot axis for a door |
| JP2013167208A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP18365491A patent/JP2992967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6085463A (en) * | 1996-05-14 | 2000-07-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Double swing door opening/closing mechanism |
| US6282838B1 (en) | 1996-05-14 | 2001-09-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Double swing door opening/closing mechanism |
| US6802155B1 (en) | 1999-10-25 | 2004-10-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Door opening and closing mechanism with dual pivot axis for a door |
| JP2013167208A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2992967B2 (ja) | 1999-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081022 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091022 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |