JPH0598975A - ２ストローク断熱エンジン - Google Patents
２ストローク断熱エンジンInfo
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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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- cylinder
- sub
- stroke
- engine
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- Pending
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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
Landscapes
- 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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
実施例を示す断面図である。
【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。
説明する説明図である。
【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。
の状態を示す断面図である。
【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。
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。
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
Claims (4)
- 【請求項１】 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。 - 【請求項２】 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。 - 【請求項３】 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。 - 【請求項４】 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29033891A JPH0598975A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | ２ストローク断熱エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29033891A JPH0598975A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | ２ストローク断熱エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598975A true JPH0598975A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17754769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29033891A Pending JPH0598975A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | ２ストローク断熱エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0598975A (ja) |
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/ja 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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