JPH0598975A - Two-stroke adiabatic engine - Google Patents
Two-stroke adiabatic engineInfo
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- JPH0598975A JPH0598975A JP29033891A JP29033891A JPH0598975A JP H0598975 A JPH0598975 A JP H0598975A JP 29033891 A JP29033891 A JP 29033891A JP 29033891 A JP29033891 A JP 29033891A JP H0598975 A JPH0598975 A JP H0598975A
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- 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
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、同一位相で作動するコンプレッサ
からの圧縮空気を燃焼室に供給して圧縮端温度を低下さ
せる２ストローク断熱エンジンを提供する。
【構成】 この２ストローク断熱エンジンは、シリンダ
ヘッド５に排気バルブ１４を配置した排気ポート１１と
シリンダ下部に掃気ポート２２を備え、該シリンダヘッ
ド５側に配置した噴射ノズル１０から燃料を副室２内へ
噴射する。断熱エンジンと同一の位相の２ストロークで
作動するコンプレッサ４を設け、該コンプレッサ４のシ
リンダ室３３と副室２とを連通する副ポート２７に、圧
縮行程で開放してシリンダ室３３の圧縮空気を副室２に
供給する副バルブ２８を配置する。従って、シリンダ室
３３内の圧縮空気は断熱エンジンの壁面から受熱するこ
とがなく、圧縮端温度が高温になることがない。
(57) [Summary] [Object] The present invention provides a two-stroke adiabatic engine that supplies compressed air from a compressor operating in the same phase to a combustion chamber to reduce the compression end temperature. This two-stroke adiabatic engine is equipped with an exhaust port 11 in which an exhaust valve 14 is arranged in a cylinder head 5 and a scavenging port 22 in the lower part of the cylinder, and fuel is supplied from an injection nozzle 10 arranged on the cylinder head 5 side to a sub chamber 2 To inject. A compressor 4 that operates in two strokes in the same phase as the adiabatic engine is provided, and a compressed air in the cylinder chamber 33 is opened by opening in a compression stroke to a sub port 27 that communicates the cylinder chamber 33 of the compressor 4 with the sub chamber 2. A sub valve 28 for supplying the sub chamber 2 is arranged. Therefore, the compressed air in the cylinder chamber 33 does not receive heat from the wall surface of the adiabatic engine, and the compression end temperature does not become high.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドに排
気ポートを備え且つシリンダ下部に掃気ポートを備えた
断熱構造の燃焼室を備えた２ストローク断熱エンジンに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-stroke adiabatic engine provided with a combustion chamber having an adiabatic structure having an exhaust port in a cylinder head and a scavenging port in the lower part of the cylinder.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、セラミックスを断熱材或いは耐熱
材として使用した断熱エンジンにおいて、副室式燃焼室
に形成した場合に、シリンダヘッドには副室とポートが
形成されている。金属製シリンダヘッドに形成した副室
とシリンダ上部に形成した主室とを断熱構造に構成した
断熱エンジンでは、シリンダヘッドに形成した穴にセラ
ミックスから成る断熱ブロックを配置して構成してい
る。また、２ストロークエンジンは、クランクシャフト
１回転ごとに１回爆発し、吸入、圧縮、燃焼及び排気・
掃気の４つの作用をピストンの２行程で終了するもので
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, in an adiabatic engine using ceramics as a heat insulating material or a heat resistant material, when formed in a sub chamber type combustion chamber, a sub chamber and a port are formed in a cylinder head. In an adiabatic engine in which a subchamber formed in a metal cylinder head and a main chamber formed in an upper portion of the cylinder have a heat insulating structure, a heat insulating block made of ceramics is arranged in a hole formed in the cylinder head. In addition, the 2-stroke engine explodes once for each crankshaft revolution, and intakes, compresses, burns, and exhausts.
The four actions of scavenging are completed in two strokes of the piston.
【０００３】また、２ストローク断熱エンジンとして、
例えば、特開平３−５０３６３号公報に開示されたもの
がある。この２ストローク断熱エンジンは、ヘッド下面
部とライナ上部とを断熱構造に構成し、ヘッド下面部に
形成した排気ポートに排気バルブを配置し、ライナ上部
とシリンダ下部との境界部に断熱ガスケットを配置し、
シリンダ下部に多数の吸気口を形成し、該吸気口をシリ
ンダ下部外周に形成した吸気ポートに開口したものであ
る。更に、該２ストローク断熱エンジンでは、吸気ポー
トに過給機を連結したものである。Also, as a two-stroke adiabatic engine,
For example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-50363. In this two-stroke heat insulation engine, the lower surface of the head and the upper part of the liner are constructed in a heat insulating structure, an exhaust valve is arranged in the exhaust port formed in the lower surface of the head, and a heat insulating gasket is arranged at the boundary between the upper part of the liner and the lower part of the cylinder. Then
A large number of intake ports are formed in the lower part of the cylinder, and the intake ports are opened to intake ports formed in the outer periphery of the lower part of the cylinder. Further, in the two-stroke adiabatic engine, a supercharger is connected to the intake port.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な断熱エンジンについては、通常の水冷エンジンに比較
して燃焼室壁面が高温となるため、吸入行程で吸入空気
が膨張して空気供給量が低減することになる。特に、吸
入空気が圧縮行程でシリンダ内壁、燃焼室内壁等から受
熱するため、圧縮端温度が高くなる。圧縮端温度が高く
なると、圧縮仕事は水冷エンジンより大となり、断熱エ
ンジンのサイクル効率向上を妨げる原因になる。また、
圧縮端温度が高いと、燃焼の悪化を引き起こす原因にな
る。更に、圧縮端温度が高温になると、エンジン内での
作動ガス温度が高く、壁面を高温に維持しているにもか
かわらず、壁面との温度差が大になり、断熱度が低下
し、燃焼室壁面及びシリンダヘッドを通じて放熱エネル
ギーが増大する。In the adiabatic engine as described above, the wall surface of the combustion chamber has a higher temperature than that of a normal water-cooled engine, so that the intake air expands during the intake stroke and the air supply amount is increased. Will be reduced. Especially, since the intake air receives heat from the inner wall of the cylinder, the inner wall of the combustion chamber, etc. in the compression stroke, the compression end temperature becomes high. When the compression end temperature becomes higher, the work of compression becomes larger than that in the water-cooled engine, which hinders the improvement of the cycle efficiency of the adiabatic engine. Also,
A high compression end temperature causes deterioration of combustion. Furthermore, when the compression end temperature becomes high, the temperature of the working gas in the engine is high, and the temperature difference between the wall surface and the wall surface becomes large even though the wall surface is maintained at a high temperature. Heat dissipation energy increases through the chamber wall surface and the cylinder head.
【０００５】また、断熱エンジンおける副室式燃焼室で
は、副室内壁はシリンダ上部、ピストン頂面等のシリン
ダ内壁温度より高温となるため、圧縮行程での受熱が大
きくなり、副室内の圧縮端温度は直接噴射式燃焼室の圧
縮端温度より高温となり、燃焼の劣化は大きくなる。Further, in the sub-chamber type combustion chamber in the adiabatic engine, the temperature of the sub-chamber inside the sub-chamber is higher than the temperature of the inner wall of the cylinder such as the top of the cylinder and the top surface of the piston. The temperature becomes higher than the compression end temperature of the direct injection type combustion chamber, and the deterioration of combustion becomes large.
【０００６】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、エンジンの圧縮行程での燃焼室壁
面等からの受熱を最小限に低減し、圧縮端及びを低減す
ることであり、特に、副室式燃焼室での圧縮端温度を低
下させ、エンジン出力を向上させる２ストローク断熱エ
ンジンを提供することである。Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, and to reduce the heat received from the wall surface of the combustion chamber in the compression stroke of the engine to the minimum and to reduce the compression end and. In particular, it is to provide a two-stroke adiabatic engine that lowers the compression end temperature in the sub-chamber combustion chamber and improves engine output.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、シリンダヘッドに排気バルブを配置した排気ポ
ートとシリンダ下部に掃気ポートとを備え、該シリンダ
ヘッド側に噴射ノズルを配置し、該噴射ノズルからの噴
射燃料が供給される断熱構造の燃焼室を有する２ストロ
ーク断熱エンジンにおいて、該断熱エンジンと同一の位
相の２ストロークで作動するコンプレッサ、該コンプレ
ッサのシリンダ室と前記燃焼室とを連通する副ポート、
及び該副ポートに配置し且つ圧縮行程で開放して前記シ
リンダ室の圧縮空気を前記燃焼室に供給する副バルブ、
を有することを特徴とする２ストローク断熱エンジンに
関する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the present invention has a heat insulating structure in which an exhaust port in which an exhaust valve is arranged in a cylinder head and a scavenging port in a lower part of the cylinder are provided, an injection nozzle is arranged in the cylinder head side, and injection fuel is supplied from the injection nozzle. A two-stroke adiabatic engine having a combustion chamber of the compressor, the compressor operating in two strokes in the same phase as the adiabatic engine, a sub-port that connects the cylinder chamber of the compressor and the combustion chamber,
And a sub valve disposed in the sub port and opened in the compression stroke to supply the compressed air in the cylinder chamber to the combustion chamber,
And a two-stroke adiabatic engine.
【０００８】また、この２ストローク断熱エンジンにお
いて、前記燃焼室は前記断熱エンジンのシリンダ内に形
成した主室と該主室に連通孔を通じて連通する前記シリ
ンダヘッドに形成した副室から成るものである。Further, in this two-stroke adiabatic engine, the combustion chamber comprises a main chamber formed in the cylinder of the adiabatic engine and an auxiliary chamber formed in the cylinder head communicating with the main chamber through a communication hole. ..
【０００９】更に、この２ストローク断熱エンジンにお
いて、前記副ポートは前記シリンダヘッドに形成した前
記副室と前記コンプレッサの前記シリンダ室とを連通し
たものである。Further, in this two-stroke adiabatic engine, the sub port communicates the sub chamber formed in the cylinder head with the cylinder chamber of the compressor.
【００１０】また、この２ストローク断熱エンジンにお
いて、前記副ポートは前記シリンダ内に形成した前記主
室と前記コンプレッサの前記シリンダ室とを連通したも
のである。Further, in this two-stroke adiabatic engine, the sub-port connects the main chamber formed in the cylinder and the cylinder chamber of the compressor.
【００１１】[0011]
【作用】この発明は、上記のように構成され、次のよう
に作用する。即ち、この２ストローク断熱エンジンは、
同一の位相の２ストロークで作動するコンプレッサを有
し該コンプレッサのシリンダと燃焼室とを副ポートで連
通し、圧縮行程で開放して圧縮空気を前記燃焼室に供給
する吸気バルブを副ポートに設けたので、圧縮行程での
壁温よりの受熱を最小にして圧縮端温度を低下させるこ
とができる。また、吸入空気を高温にすることなく、十
分な空気量を前記燃焼室に供給でき、圧縮仕事を低減で
き、燃焼状態を良好にしてエンジンのサイクル効率を向
上できる。また、エンジン内での作動ガス温度を低下さ
せて燃焼室壁温との温度差を小さくして断熱度を向上さ
せる。The present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, this two-stroke adiabatic engine
An intake valve is provided in the auxiliary port, which has a compressor operating in two strokes of the same phase and connects the cylinder of the compressor and the combustion chamber with the auxiliary port, and opens in the compression stroke to supply compressed air to the combustion chamber. Therefore, the heat received from the wall temperature in the compression stroke can be minimized to lower the compression end temperature. Further, it is possible to supply a sufficient amount of air to the combustion chamber without increasing the temperature of the intake air, reduce the compression work, improve the combustion state, and improve the cycle efficiency of the engine. Further, the temperature of the working gas in the engine is lowered to reduce the temperature difference from the wall temperature of the combustion chamber to improve the degree of heat insulation.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による２ス
トローク断熱エンジンの実施例を説明する。図１はこの
発明による２ストローク断熱エンジンの一実施例を示す
断面図、図２は図１の線Ａ−Ａにおける断面図、及び図
３は図１の２ストローク断熱エンジンの圧縮行程中にお
ける状態を示す断面図である。Embodiments of the two-stroke adiabatic engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a sectional view showing an embodiment of a two-stroke adiabatic engine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a state during a compression stroke of the two-stroke adiabatic engine of FIG. It is sectional drawing which shows.
【００１３】図１に示す２ストローク断熱エンジンは、
クランクシャフトの１回転で１回爆発を行うタイプであ
り、２サイクル即ち２ストロークで作動され、吸入、圧
縮、燃焼及び排気・掃気の４つの作用がピストンの２ス
トロークで行われるものである。この２ストローク断熱
エンジンは、アルミニウム合金等の金属材料から成るシ
リンダブロック６、該シリンダブロック６に金属ガスケ
ット等のガスケット１９を介在して固定したアルミニウ
ム合金等の金属材料から成るシリンダヘッド５を有して
いる。シリンダブロック６には、エンジンの気筒数に対
応する複数個の孔２６が形成され、該孔２６にはシリン
ダ２３を形成するシリンダライナ２９が嵌合している。
また、シリンダヘッド５には、エンジンの気筒数に対応
即ちシリンダ２３に対応する穴２０が形成されている。
該穴２０には主室１の一部を構成するヘッドライナ３が
嵌合しており、該ヘッドライナ３はヘッド下面部９とラ
イナ上部８から構成されている。ライナ上部８で形成さ
れるシリンダ２３とシリンダライナ２９で形成されるシ
リンダ２３には、主室１の一部を形成したピストン３１
が往復運動するように組み込まれる。また、シリンダヘ
ッド５に形成された副室２には、多噴孔２４を備えた燃
料噴射ノズル１０が配置されている。The two-stroke adiabatic engine shown in FIG.
It is a type that explodes once with one revolution of the crankshaft, is operated in two cycles or two strokes, and four actions of intake, compression, combustion and exhaust / scavenging are performed with two strokes of the piston. This two-stroke adiabatic engine has a cylinder block 6 made of a metal material such as an aluminum alloy, and a cylinder head 5 made of a metal material such as an aluminum alloy fixed to the cylinder block 6 with a gasket 19 such as a metal gasket interposed therebetween. ing. A plurality of holes 26 corresponding to the number of cylinders of the engine are formed in the cylinder block 6, and a cylinder liner 29 forming a cylinder 23 is fitted in the holes 26.
Further, the cylinder head 5 is formed with holes 20 corresponding to the number of cylinders of the engine, that is, corresponding to the cylinders 23.
A headliner 3 which constitutes a part of the main chamber 1 is fitted in the hole 20, and the headliner 3 is composed of a head lower surface portion 9 and a liner upper portion 8. The cylinder 23 formed by the liner upper part 8 and the cylinder 23 formed by the cylinder liner 29 include a piston 31 forming a part of the main chamber 1.
Are incorporated to reciprocate. Further, a fuel injection nozzle 10 having multiple injection holes 24 is arranged in the sub chamber 2 formed in the cylinder head 5.
【００１４】この２ストローク断熱エンジンは、排気バ
ルブ１４をシリンダヘッド３に配置して掃気作用をシリ
ンダ中心線に対して一定方向の気流によって行わせ、エ
ンジンの効率をアップさせたユニフロータイプに構成し
たものである。この２ストローク断熱エンジンは、シリ
ンダヘッド５に形成された複数個（図では２つ）のポー
トは、排気ポート１１として機能するものである。排気
ポート１１には断熱ポートライナ４１が配置されてい
る。また、ヘッドライナ３に形成された排気ポート１１
の入口部に形成されたバルブシート２５には、開閉作動
する排気バルブ１４が配置されている。This two-stroke adiabatic engine has a uniflow type in which the exhaust valve 14 is arranged in the cylinder head 3 to perform the scavenging action by the air flow in a fixed direction with respect to the cylinder center line, thereby improving the efficiency of the engine. It is a thing. In this two-stroke adiabatic engine, a plurality of (two in the figure) ports formed in the cylinder head 5 function as exhaust ports 11. A heat insulating port liner 41 is arranged in the exhaust port 11. Further, the exhaust port 11 formed in the headliner 3
An exhaust valve 14 that opens and closes is arranged in a valve seat 25 formed at the inlet of the valve.
【００１５】シリンダヘッド５に形成された上部穴２１
には、副室２を形成する耐熱性で且つ断熱性を有する窒
化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）等のセラミックスから製作した
副室ブロック３５が嵌入している。更に、シリンダヘッ
ド５に形成した穴２０内で且つ副室ブロック３５の下方
には、断熱層を構成するチタン酸アルミニウムＡｌ2Ｔ
ｉＯ5 等のセラミックスから製作して断熱ガスケット３
４を介在させ且つ空気層（図示せず）を形成してヘッド
ライナ３が嵌合している。また、噴射ノズル１０が副室
２内に燃料を噴射させるため多噴孔２４を副室２内に開
口するように貫通している。ヘッドライナ３は、ヘッド
下面部９とライナ上部８とで一体構造に構成した窒化ケ
イ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）等の高温高強度セラミックスから製
作されている。ヘッド下面部９には、副室２の副室ブロ
ック３５に連通する副室下部３７と該副室下部３７に連
通する連通孔７が形成されている。連通孔７は、主室１
と副室２とを連通する機能を有するものである。An upper hole 21 formed in the cylinder head 5
A sub-chamber block 35, which is made of ceramics such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) having a heat resistance and a heat insulating property, which is used to form the sub chamber 2, is fitted therein. Further, in the hole 20 formed in the cylinder head 5 and below the sub chamber block 35, aluminum titanate Al 2 T forming a heat insulating layer is formed.
Insulated gasket 3 made from ceramics such as iO 5
4 is interposed and an air layer (not shown) is formed to fit the headliner 3. Further, the injection nozzle 10 penetrates the multiple injection holes 24 so as to open the inside of the sub chamber 2 in order to inject the fuel into the sub chamber 2. The head liner 3 is made of high temperature and high strength ceramics such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) which is integrally formed with the head lower surface portion 9 and the liner upper portion 8. A sub-chamber lower portion 37 communicating with the sub-chamber block 35 of the sub-chamber 2 and a communication hole 7 communicating with the sub-chamber lower portion 37 are formed in the head lower surface portion 9. Communication hole 7 is the main chamber 1
And the sub chamber 2 communicate with each other.
【００１６】また、シリンダブロック６の孔２６に嵌合
したシリンダライナ２９の下部には、掃気ポート２２が
形成されている。この２ストローク断熱エンジンにおい
て、シリンダブロック６に嵌合したシリンダライナ２９
の下部には、周方向に複数個（場合によっては１個）の
掃気ポート開孔部即ち掃気ポート２２が形成され、図示
していないが、該掃気ポート２２はシリンダブロック６
の孔２６の周囲に形成された環状掃気通路に常時連通状
態に形成されている。該環状掃気通路は吸気通路３６に
連通している。吸気通路３６には、エアクリーナ、クラ
ンクケース、場合によっては、ターボチャージャの過給
機、メカニカル過給機等から送られる空気即ち掃気が送
り込まれるように構成されている。A scavenging port 22 is formed below the cylinder liner 29 fitted in the hole 26 of the cylinder block 6. In this two-stroke adiabatic engine, the cylinder liner 29 fitted to the cylinder block 6
A plurality of (one in some cases) scavenging port openings, that is, scavenging ports 22 are formed in the lower part of the scavenging port 22 in the circumferential direction.
The annular scavenging passage formed around the hole 26 is always in communication. The annular scavenging passage communicates with the intake passage 36. Air, that is, scavenging air sent from an air cleaner, a crankcase, and in some cases, a turbocharger of a turbocharger, a mechanical supercharger, or the like is fed into the intake passage 36.
【００１７】この２ストローク断熱エンジンにおいて、
シリンダライナ２９及びヘッドライナ３で形成されるシ
リンダ２３内を往復運動するピストン３１は、該ピスト
ン３１のピストンヘッド３２の頂面が掃気ポート２２の
上壁面より下方に降下することで、掃気即ち空気がシリ
ンダ２３内に導入される。ピストン３１は、例えば、窒
化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、チタン酸アルミニウムＡｌ2
ＴｉＯ5 等のセラミックスから断熱構造に構成されてい
るピストンヘッド部３２と、該ピストンヘッド部３２に
メタルフロー金属３９等で断熱ガスケット４０を介在し
て固定したアルミニウム合金等の金属材料から成るピス
トンスカート部３８から構成されている。ピストンヘッ
ド部３２には、図では、頂面に主室１の一部を構成する
凹み部が形成されている。In this two-stroke adiabatic engine,
The piston 31 that reciprocates in the cylinder 23 formed by the cylinder liner 29 and the headliner 3 has a top surface of the piston head 32 of the piston 31 descending below the upper wall surface of the scavenging port 22, so that scavenging air Are introduced into the cylinder 23. The piston 31 is made of, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ) or aluminum titanate Al 2
A piston head portion 32 having a heat insulating structure made of ceramics such as TiO 5 and a piston skirt made of a metal material such as an aluminum alloy fixed to the piston head portion 32 with a heat insulating gasket 40 interposed by a metal flow metal 39 or the like. It is composed of a section 38. In the figure, the piston head portion 32 has a recessed portion which forms a part of the main chamber 1 on the top surface.
【００１８】この２ストローク断熱エンジンは、特に、
この断熱エンジンと同一の位相の２ストロークで作動す
るコンプレッサ４を配置したことである。このコンプレ
ッサ４は、非断熱構造に構成されているものであり、シ
リンダ室３３を構成するシリンダ１２を形成したシリン
ダブロック１６、該シリンダブロック１６に固定され且
つ吸気ポート１７を形成したシリンダヘッド１５、該シ
リンダブロック１６に形成したシリンダ１２内を往復運
動するピストン１３、及びシリンダ１２と吸気ポート１
７との境界部には４つの通孔４２が形成され、各通孔４
２には該通孔４２を開閉するためのリード弁１８が配置
されている。シリンダブロック１６は、断熱エンジンと
コンプレッサ４との境界部においてシリンダブロック６
と一体構造に構成されている。また、シリンダヘッド１
５は、断熱エンジンとコンプレッサ４との境界部におい
てシリンダヘッド５と一体構造に構成されている。更
に、この２ストローク断熱エンジンにおいて、シリンダ
１２で形成されるシリンダ室３３と燃焼室である副室２
とを連通する通路である副ポート２７が形成されてい
る。この副ポート２７には、圧縮行程で開放してシリン
ダ室３３内の圧縮空気を副室２内に供給する吸気バルブ
である副バルブ２８が配置されている。This two-stroke adiabatic engine, in particular,
That is, the compressor 4 that operates with two strokes of the same phase as this adiabatic engine is arranged. The compressor 4 has a non-adiabatic structure, and includes a cylinder block 16 forming a cylinder 12 forming a cylinder chamber 33, a cylinder head 15 fixed to the cylinder block 16 and forming an intake port 17, Piston 13, which reciprocates in cylinder 12 formed in cylinder block 16, and cylinder 12 and intake port 1
Four through-holes 42 are formed at the boundary with 7, and each through-hole 4
A reed valve 18 for opening and closing the through hole 42 is arranged at 2. The cylinder block 16 is located at the boundary between the adiabatic engine and the compressor 4.
It is configured as an integral structure. Also, the cylinder head 1
5 is constructed integrally with the cylinder head 5 at the boundary between the heat insulating engine and the compressor 4. Further, in this two-stroke adiabatic engine, the cylinder chamber 33 formed by the cylinder 12 and the sub chamber 2 that is a combustion chamber
An auxiliary port 27 is formed which is a passage communicating with and. The sub-port 27 is provided with a sub-valve 28 that is an intake valve that opens in the compression stroke and supplies the compressed air in the cylinder chamber 33 into the sub-chamber 2.
【００１９】この２ストローク断熱エンジンは、上記の
ように構成されており、次のように作用する。この２ス
トローク断熱エンジンについては、図４に示すように、
副バルブ２８、コンプレッサ４及び断熱エンジンが作動
するものであり、コンプレッサ４は断熱エンジンと同期
して作動されるものであり、ピストン３１とピストン１
３とは、同期して同一位相で往復運動を行うものであ
る。噴射ノズル１０の多噴孔２４から副室２内に噴射さ
れた燃料は、副バルブ２８の閉鎖状態で副室２内に存在
する空気と混合して燃焼を開始し、ピストン３１は下降
して膨張行程になる。ピストン３１の下降に同期してピ
ストン１３も下降し、リード弁１８は開放してコンプレ
ッサ４は吸入行程になる。この吸入行程では副バルブ２
８は閉鎖状態に維持されている。断熱エンジンの膨張行
程が終了付近になると、排気バルブ１４が開放し、次い
でピストン３１の頂面が掃気ポート２２の開孔部より下
方に位置し、掃気ポート２２を開口し、排気・掃気行程
になり、シリンダ２３内の燃焼ガスは排気ポート１１を
通じて排気されて掃気される。This two-stroke adiabatic engine is constructed as described above and operates as follows. For this two-stroke adiabatic engine, as shown in FIG.
The sub-valve 28, the compressor 4, and the heat insulation engine operate, and the compressor 4 operates in synchronization with the heat insulation engine.
3 is to reciprocate in synchronization with the same phase. The fuel injected from the multiple injection holes 24 of the injection nozzle 10 into the sub chamber 2 is mixed with the air present in the sub chamber 2 when the sub valve 28 is closed to start combustion, and the piston 31 descends. The expansion process begins. The piston 13 also descends in synchronization with the lowering of the piston 31, the reed valve 18 opens, and the compressor 4 enters the suction stroke. Sub valve 2 in this intake stroke
8 is kept closed. When the expansion stroke of the adiabatic engine is near the end, the exhaust valve 14 opens, then the top surface of the piston 31 is located below the opening of the scavenging port 22, and the scavenging port 22 is opened for the exhaust / scavenging stroke. The combustion gas in the cylinder 23 is exhausted through the exhaust port 11 and scavenged.
【００２０】次いで、ピストン３１とピストン１３と
は、下死点（ＢＤＣ、クランク角１８０°）に到り、反
転して上昇を開始する。断熱エンジンは圧縮行程に入
り、それと同時に、コンプレッサ４は圧縮行程になる。
コンプレッサ４が圧縮行程になると、副バルブ２８は開
放し、副ポート２７を通じてシリンダ室３３内の圧縮空
気は副室２内に供給される。更に、ピストン３１が上昇
してピストン３１の頂面が掃気ポート２２の開孔部より
上方に位置し、掃気ポート２２が閉鎖し、次いで、排気
バルブ１４を閉鎖する。そこで、断熱エンジンは主室１
内の空気を圧縮する圧縮行程に入る。この時、コンプレ
ッサ４では、シリンダ室３３内で燃焼は行われず、ピス
トン１３の上昇で空気を圧縮するのみである。しかも、
シリンダ１２は断熱構造でないので、シリンダ１２の壁
面は低温状態であり、断熱エンジンで圧縮した空気に比
較して低温状態である。ピストン３１及びピストン１３
が圧縮上死点（ＴＤＣ、クランク角０°）になった時点
で、副バルブ２８は副ポート２７を閉鎖する。次いで、
噴射ノズル１０の多噴孔２４から副室２に燃料が噴射さ
れ、該燃料は副室２内に存在する空気と混合され、膨張
行程が開始される。この２ストローク断熱エンジンは、
上記の各行程、即ち吸入行程、圧縮行程、ボール膨張行
程及び排気・掃気行程を繰り返して作動を行うものであ
る。Next, the piston 31 and the piston 13 reach the bottom dead center (BDC, crank angle 180 °), reverse and start rising. The adiabatic engine enters the compression stroke, and at the same time, the compressor 4 enters the compression stroke.
When the compressor 4 enters the compression stroke, the sub valve 28 is opened, and the compressed air in the cylinder chamber 33 is supplied into the sub chamber 2 through the sub port 27. Further, the piston 31 moves up so that the top surface of the piston 31 is located above the opening of the scavenging port 22, the scavenging port 22 is closed, and then the exhaust valve 14 is closed. Therefore, the heat insulation engine is installed in the main room
Enter the compression stroke to compress the air inside. At this time, in the compressor 4, combustion is not performed in the cylinder chamber 33, and only the air is compressed by the rise of the piston 13. Moreover,
Since the cylinder 12 does not have a heat insulating structure, the wall surface of the cylinder 12 is in a low temperature state and is in a low temperature state as compared with the air compressed by the heat insulating engine. Piston 31 and piston 13
Becomes the compression top dead center (TDC, crank angle 0 °), the auxiliary valve 28 closes the auxiliary port 27. Then
Fuel is injected from the multiple injection holes 24 of the injection nozzle 10 into the sub chamber 2, the fuel is mixed with the air existing in the sub chamber 2, and the expansion stroke is started. This two-stroke insulation engine
The operation is performed by repeating each of the above-mentioned strokes, that is, the suction stroke, the compression stroke, the ball expansion stroke, and the exhaust / scavenging stroke.
【００２１】この２ストローク断熱エンジンは、上記の
ような作動によってコンプレッサ４から副室２と主室１
との燃焼室に供給される空気は、断熱エンジンで圧縮さ
れる空気より低温であるので、燃焼室内に存在する空気
の圧縮端温度は低下させることができる。特に、従来の
２ストローク断熱エンジンを副室を有する副室式断熱エ
ンジンに構成した場合には、副室壁面は、シリンダ上
部、ピストンヘッド部の頂面等のシリンダ内壁温度より
高温となるため、圧縮行程での受熱は大になり、副室内
圧縮端温度は、直噴式燃焼室の圧縮端温度より高温とな
り、燃焼の悪化は大きくなる。しかしながら、この発明
による２ストローク断熱エンジンは、圧縮空気の温度は
低いので、副室式断熱エンジンに構成しても、圧縮端温
度を低下させることができるので、燃焼状態を良好にし
てエンジン出力を向上できる。また、従来の２ストロー
クエンジンでは、エンジンが高速回転になると、ガス交
換の時間が短くなり、吸入空気量が低下してエンジン出
力の低下を起こすが、この発明による２ストローク断熱
エンジンでは、吸入空気はコンプレッサ４から低温の吸
入空気を十分に燃焼室に供給することができ、安定した
エンジン出力を確保することができる。This two-stroke adiabatic engine is operated from the compressor 4 to the sub chamber 2 and the main chamber 1 by the above-mentioned operation.
The temperature of the air supplied to the combustion chamber is lower than that of the air compressed by the adiabatic engine, so that the compression end temperature of the air existing in the combustion chamber can be lowered. In particular, when the conventional two-stroke adiabatic engine is configured as a sub-chamber type adiabatic engine having a sub-chamber, the sub-chamber wall surface has a temperature higher than the cylinder inner wall temperature such as the cylinder upper portion and the top surface of the piston head portion. The heat received in the compression stroke becomes large, the compression end temperature of the sub-chamber becomes higher than the compression end temperature of the direct injection combustion chamber, and the deterioration of combustion becomes large. However, since the two-stroke adiabatic engine according to the present invention has a low temperature of compressed air, the compression end temperature can be lowered even if it is configured as a sub-chamber adiabatic engine, so that the combustion state is improved and the engine output is improved. Can be improved. Further, in the conventional two-stroke engine, when the engine is rotated at a high speed, the time for gas exchange is shortened, and the intake air amount is reduced to cause a reduction in engine output. Can sufficiently supply low temperature intake air from the compressor 4 to the combustion chamber, and can secure a stable engine output.
【００２２】[0022]
【発明の効果】この発明による２ストローク断熱エンジ
ンは、上記のように構成されており、次のような効果を
有する。この２ストローク断熱エンジンは、断熱エンジ
ンと同一の位相の２ストロークで作動するコンプレッ
サ、該コンプレッサのシリンダ室と燃焼室とを連通する
副ポート、及び該副ポートに配置し且つ圧縮行程で開放
して前記シリンダ室の圧縮空気を前記燃焼室に供給する
副バルブを有するので、吸入空気は壁面から受熱して高
温になることはなく、圧縮端温度は低くなり、圧縮仕事
は大きくならず、サイクル効率を向上できる。更に、圧
縮端温度は高くなく、前記燃焼室に十分な空気量を供給
でき、燃焼が悪化することはない。また、圧縮端温度が
低くいので、エンジン内での作動ガス温度は低く維持で
き、壁面との温度差も小さくなり、断熱度が低下するこ
とはない。また、断熱エンジンが２ストロークの作動で
高速回転になっても、吸入空気はコンプレッサから圧縮
行程中シリンダ室から副室内へそれほど高くない圧縮空
気が十分な量だけ供給され、エンジン出力が低下するこ
とはない。The two-stroke adiabatic engine according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. This two-stroke adiabatic engine has a compressor that operates in two strokes in the same phase as the adiabatic engine, a sub-port that connects the cylinder chamber and the combustion chamber of the compressor, and a sub-port that is opened in the compression stroke. Since the sub-valve for supplying the compressed air in the cylinder chamber to the combustion chamber is provided, the intake air does not receive heat from the wall surface and becomes high temperature, the compression end temperature becomes low, the compression work does not become large, and the cycle efficiency is improved. Can be improved. Further, the compression end temperature is not high, a sufficient amount of air can be supplied to the combustion chamber, and combustion does not deteriorate. Further, since the compression end temperature is low, the temperature of the working gas in the engine can be kept low, the temperature difference with the wall surface becomes small, and the heat insulation does not decrease. In addition, even if the adiabatic engine rotates at high speed with two strokes, the intake air is supplied from the compressor to the subchamber from the cylinder chamber during the compression stroke in a sufficient amount, and the engine output decreases. There is no.
【００２３】また、この２ストローク断熱エンジンにお
いて、前記燃焼室は前記断熱エンジンのシリンダ内に形
成した主室と該主室に連通孔を通じて連通する前記シリ
ンダヘッドに形成した副室から成るので、副室内壁はシ
リンダ上部、ピストンヘッド部頂面等のシリンダ内壁温
度よりそれほど高温となることはなく、圧縮行程での受
熱は抑制でき、副室内圧縮端温度は低下し、例えば、直
噴式燃焼室の圧縮端温度より高くなることはなく、燃焼
の悪化は生じない。Further, in this two-stroke adiabatic engine, the combustion chamber comprises a main chamber formed in a cylinder of the adiabatic engine and a sub chamber formed in the cylinder head communicating with the main chamber through a communication hole. The inner wall does not become much hotter than the inner wall temperature of the cylinder, such as the top of the cylinder and the top surface of the piston head.Heat reception in the compression stroke can be suppressed, and the compression end temperature of the sub-chamber decreases. It does not become higher than the compression end temperature, and the deterioration of combustion does not occur.
【００２４】更に、この２ストローク断熱エンジンで
は、前記副ポートは前記シリンダヘッドに形成した前記
副室と前記コンプレッサの前記シリンダ室とを連通した
構造に構成することができ、前記シリンダ室から前記副
室に十分な吸入空気量を確実に供給することができる。Further, in this two-stroke adiabatic engine, the sub-port may be constructed such that the sub-chamber formed in the cylinder head communicates with the cylinder chamber of the compressor. It is possible to reliably supply a sufficient intake air amount to the chamber.
【００２５】或いは、前記副ポートは前記シリンダ内に
形成した前記主室と前記コンプレッサの前記シリンダ室
とを連通したので、上記のように、前記副ポートを前記
副室に連通した場合と同様に、圧縮空気は前記シリンダ
室から前記副ポートを通じて前記主室に供給された後、
前記主室から前記連通孔を通じて前記副室へ十分な吸入
空気量を確実に供給することができる。Alternatively, since the sub-port communicates the main chamber formed in the cylinder with the cylinder chamber of the compressor, as described above, the sub-port communicates with the sub-chamber. After the compressed air is supplied from the cylinder chamber to the main chamber through the sub port,
It is possible to reliably supply a sufficient intake air amount from the main chamber to the sub chamber through the communication hole.
【００２６】[0026]
【図１】この発明による２ストローク断熱エンジンの一
実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a two-stroke adiabatic engine according to the present invention.
【図２】図１の断熱エンジンの線Ａ−Ａから見た状態を
説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a state of the heat insulation engine of FIG. 1 taken along line AA.
【図３】図１の２ストローク断熱エンジンの圧縮行程中
の状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state during a compression stroke of the two-stroke adiabatic engine of FIG.
【図４】図１の２ストローク断熱エンジンにおける副バ
ルブ、コンプレッサ及び断熱エンジンの作動状態を説明
する線図である。FIG. 4 is a diagram for explaining operating states of a sub valve, a compressor, and an adiabatic engine in the two-stroke adiabatic engine of FIG.
１ 主室 ２ 副室 ３ ヘッドライナ ４ コンプレッサ ５ シリンダヘッド ６ シリンダブロック ７ 連通孔 ８ ライナ上部 ９ ヘッド下面部 １０ 噴射ノズル １１ 排気ポート １２ シリンダ １３ ピストン １４ 排気バルブ １５ シリンダヘッド １６ シリンダブロック １８ リード弁 ２０ 穴 ２２ 掃気ポート ２３ シリンダ ２５ バルブシート ２７ 副ポート ２８ 副ノズル ３１ ピストン ３３ シリンダ室 ３５ 副室ブロック 1 Main Chamber 2 Sub Chamber 3 Headliner 4 Compressor 5 Cylinder Head 6 Cylinder Block 6 Cylinder Block 7 Communication Hole 8 Upper Liner 9 Head Lower Surface 10 Injection Nozzle 11 Exhaust Port 12 Cylinder 13 Piston 14 Exhaust Valve 15 Cylinder Head 16 Cylinder Block 18 Reed Valve 20 Hole 22 Scavenging port 23 Cylinder 25 Valve seat 27 Sub port 28 Sub nozzle 31 Piston 33 Cylinder chamber 35 Sub chamber block
Claims (4)
排気ポートとシリンダ下部に掃気ポートとを備え、該シ
リンダヘッド側に噴射ノズルを配置し、該噴射ノズルか
らの噴射燃料が供給される断熱構造の燃焼室を有する２
ストローク断熱エンジンにおいて、該断熱エンジンと同
一の位相の２ストロークで作動するコンプレッサ、該コ
ンプレッサのシリンダ室と前記燃焼室とを連通する副ポ
ート、及び該副ポートに配置し且つ圧縮行程で開放して
前記シリンダ室の圧縮空気を前記燃焼室に供給する副バ
ルブ、を有することを特徴とする２ストローク断熱エン
ジン。1. An adiabatic structure in which an exhaust port having an exhaust valve arranged at a cylinder head and a scavenging port at a lower portion of the cylinder are provided, an injection nozzle is arranged at the cylinder head side, and injection fuel is supplied from the injection nozzle. 2 with combustion chamber
In a stroke adiabatic engine, a compressor that operates in two strokes in the same phase as the adiabatic engine, a sub-port that connects the cylinder chamber of the compressor and the combustion chamber, and a sub-port that is placed and opened in the compression stroke A two-stroke adiabatic engine having a sub valve for supplying compressed air in the cylinder chamber to the combustion chamber.
ダ内に形成した主室と該主室に連通孔を通じて連通する
前記シリンダヘッドに形成した副室から成ることを特徴
とする請求項１に記載の２ストローク断熱エンジン。2. The combustion chamber comprises a main chamber formed in a cylinder of the adiabatic engine and a sub chamber formed in the cylinder head that communicates with the main chamber through a communication hole. 2-stroke adiabatic engine.
成した前記副室と前記コンプレッサの前記シリンダ室と
を連通したことを特徴とする請求項２に記載の２ストロ
ーク断熱エンジン。3. The two-stroke adiabatic engine according to claim 2, wherein the sub port communicates the sub chamber formed in the cylinder head with the cylinder chamber of the compressor.
た前記主室と前記コンプレッサの前記シリンダ室とを連
通したことを特徴とする請求項２に記載の２ストローク
断熱エンジン。4. The two-stroke adiabatic engine according to claim 2, wherein the sub-port communicates the main chamber formed in the cylinder with the cylinder chamber of the compressor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29033891A JPH0598975A (en) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | Two-stroke adiabatic engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29033891A JPH0598975A (en) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | Two-stroke adiabatic engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598975A true JPH0598975A (en) | 1993-04-20 |
Family
ID=17754769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29033891A Pending JPH0598975A (en) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | Two-stroke adiabatic engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0598975A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7451727B2 (en) * | 2004-03-30 | 2008-11-18 | Alexandr Nikolaevich Sergeev | Internal combustion engine and method for the operation thereof |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP29033891A patent/JPH0598975A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7451727B2 (en) * | 2004-03-30 | 2008-11-18 | Alexandr Nikolaevich Sergeev | Internal combustion engine and method for the operation thereof |
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