JP4698662B2 - engine - Google Patents
engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4698662B2 JP4698662B2 JP2007327415A JP2007327415A JP4698662B2 JP 4698662 B2 JP4698662 B2 JP 4698662B2 JP 2007327415 A JP2007327415 A JP 2007327415A JP 2007327415 A JP2007327415 A JP 2007327415A JP 4698662 B2 JP4698662 B2 JP 4698662B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stroke
- pause
- valve
- piston
- exhaust
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 26
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 25
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 7
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
本発明は、1サイクル内に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程とからなる4行程とは別に燃焼を伴わないでピストンを往復動させる一対の休止行程を1つ以上追加して運転する増加行程サイクル運転を行うエンジンに関する。 The present invention operates by adding one or more pairs of pause strokes in which a piston is reciprocated without combustion in addition to four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke in one cycle. The present invention relates to an engine that performs an increased stroke cycle operation.
従来のエンジンとして、吸気、圧縮、燃焼、排気との4行程を含む1サイクル内に、この4行程とは別に、燃焼を伴わないでピストンを往復動させる一対の休止行程を1つ以上追加して運転する増加行程サイクル運転を行うものが知られている。例えば、吸気弁が開かつ排気弁が閉のバルブ状態においてピストンの下降に伴って吸気通路から空気を吸い込む吸入行程(吸気)と、吸気弁が閉かつ排気弁が閉のバルブ状態においてピストン14の上昇に伴って筒内を圧縮する第1圧縮行程(前半の休止行程)と、この圧縮に伴う筒内の昇圧によりピストンが上死点から押し戻される第1膨張行程(後半の休止行程)と、吸気弁が閉かつ排気弁が閉のバルブ状態においてピストンの上昇に伴って筒内を圧縮しながら上死点付近で混合気に点火する第2圧縮行程(圧縮)と、この燃焼に伴う高温ガスの膨張によってピストンが押し下げられる第2膨張行程(燃焼)と、吸気弁が閉かつ排気弁が開のバルブ状態において、膨張した燃焼ガスをピストンの上昇に伴って排気通路へ押し出す排気行程と、の順に進む、6行程・1サイクルで運転可能なエンジンが提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。このような、ここでは休止行程と呼ばれている行程を追加した増加行程サイクル運転、例えば6行程サイクル運転を行えば、通常の運転のように1サイクル内に休止行程を追加しないで運転する4行程サイクル運転を行う場合と比較して、1サイクル内に軸出力を発生しない一対の休止行程を1つ以上追加した分、軸出力を低下させることができ、同じ回転数で出力を低下させたい要求がある状況下では好都合である。
As a conventional engine, one or more pairs of pause strokes that reciprocate the piston without combustion are added to one cycle including four strokes of intake, compression, combustion, and exhaust. It is known to perform an increased stroke cycle operation. For example, in the valve state in which the intake valve is open and the exhaust valve is closed, the intake stroke (intake) in which air is sucked from the intake passage as the piston descends, and in the valve state in which the intake valve is closed and the exhaust valve is closed, A first compression stroke that compresses the inside of the cylinder as it rises (first half pause stroke), and a first expansion stroke (the second half pause stroke) in which the piston is pushed back from top dead center by the pressure increase in the cylinder accompanying this compression, A second compression stroke (compression) in which the air-fuel mixture is ignited in the vicinity of the top dead center while the inside of the cylinder is compressed as the piston rises in the valve state in which the intake valve is closed and the exhaust valve is closed, and the high-temperature gas accompanying the combustion The second expansion stroke (combustion) in which the piston is pushed down by the expansion of the exhaust gas, and the exhaust stroke in which the expanded combustion gas is pushed out to the exhaust passage as the piston rises in the valve state in which the intake valve is closed and the exhaust valve is open , It proceeds in the order, is operable engine six stroke-cycle has been proposed (e.g., see
上記特許文献1によるエンジンの増加行程サイクル運転では、排気バルブと吸気バルブの両方が閉じ状態で往復の休止行程(一対の休止行程)が行われるので、前休止行程(圧縮)で筒内の気体の一部がブローバイガスとして逃げた場合、後休止行程(膨張)の最終段階で筒内に負圧が生じてしまい、負の仕事、結果的には力損失を導くことになる。また、通常行程サイクルに対する休止行程の入れ方を変えて、膨張の休止行程を前休止行程とし、圧縮の休止行程を後休止行程とした増加行程サイクル運転でも、前休止行程でクランク室(膨張)から筒内に気体を流入させた場合には後休止行程(圧縮)の最終段階で筒内に過剰圧が生じてしまい、やはり力損失を導くことになる。
In the increase stroke cycle operation of the engine according to
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、1サイクル内に吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程とからなる4行程とは別に燃焼を伴わないでピストンを往復動させる一対の休止行程を1つ以上追加して運転する増加行程サイクル運転を行う際に、筒内における負圧又は過剰圧といった特異圧力の発生による損失を抑制し得るエンジンを提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a piston without combustion in addition to four strokes consisting of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke within one cycle. To provide an engine capable of suppressing a loss due to generation of a specific pressure such as a negative pressure or an excessive pressure in a cylinder when performing an increase stroke cycle operation in which one or more pairs of retreat strokes are added and operated. is there.
上記目的を達成するための本発明に係るエンジンは、1サイクル内に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程とからなる4行程とは別に燃焼を伴わないでピストンを往復動させる一対の休止行程を1つ以上追加して運転する増加行程サイクル運転を行うエンジンであって、その特徴構成は、前記一対の休止行程が前休止行程とこの前休止行程に続く後休止行程からなり、前記後休止行程において排気バルブ又は吸気バルブあるいはその両方が瞬時的に開状態とされる構成で、前記排気バルブ又は前記吸気バルブの何れか一方が単独で瞬時的に開状態とされる場合は、クランク角の回転角度で20〜30度の範囲で開状態とされ、前記排気バルブと前記吸気バルブとの両方が瞬時的に開状態とされる場合は、クランク角の回転角度で10〜15度の範囲で開状態とされる点にある。 In order to achieve the above object, an engine according to the present invention includes a pair of reciprocating pistons in one cycle without combustion in addition to four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. An engine that performs an increased stroke cycle operation that operates by adding one or more pause strokes, the characteristic configuration of which is a pair of pause strokes consisting of a previous pause stroke and a subsequent pause stroke that follows the previous pause stroke, In the configuration in which the exhaust valve and / or the intake valve are instantaneously opened in the post-pause stroke, when either the exhaust valve or the intake valve is instantaneously opened alone, When the angular rotation angle is set to an open state in the range of 20 to 30 degrees, and both the exhaust valve and the intake valve are instantaneously opened, the crank angle rotation angle is 10 to 10. 5 ° range in that it is an open state.
この特徴構成によれば、燃焼を伴わないでピストンを往復動させる一対の休止行程の後休止行程において筒内に生じうる負圧又は過剰圧といった特異圧力は、この特異圧力が生じる手前又は直後に排気バルブ又は吸気バルブあるいはその両方を瞬時的に開状態にすることにより、筒内ガスの放出又は筒外ガスの流入を通じて平衡化、つまり解消されるので、特異圧力の発生による損失が抑制される。 According to this characteristic configuration, the singular pressure such as a negative pressure or an excessive pressure that can be generated in the cylinder in the resting stroke after the pair of resting strokes in which the piston is reciprocated without combustion is generated immediately before or after the occurrence of the singular pressure. By instantaneously opening the exhaust valve and / or the intake valve, the gas is balanced through the release of the in-cylinder gas or the inflow of the out-cylinder gas, so that the loss due to the generation of the specific pressure is suppressed. .
発明に係るエンジンの更なる特徴構成は、前記一対の休止行程が前記吸気行程の後に行われ、前記前休止行程においては前記排気バルブと前記吸気バルブとを閉状態とする閉鎖状態で前記ピストンを上昇させ、前記後休止行程においては前記排気バルブと前記吸気バルブとを閉状態とする閉鎖状態で前記ピストンを下降させるとともにその下死点領域で前記排気バルブ又は前記吸気バルブあるいはその両方が前記瞬時的に開状態とされる点にある。According to a further characteristic configuration of the engine according to the invention, the pair of pause strokes are performed after the intake stroke, and the piston is closed in a closed state in which the exhaust valve and the intake valve are closed in the previous pause stroke. In the post-pause stroke, the piston is lowered in a closed state in which the exhaust valve and the intake valve are closed, and at the bottom dead center region, the exhaust valve and / or the intake valve are It is in the point which is made into an open state.
この特徴構成によれば、増加行程サイクル運転を作り出すために、前記一対の休止行程が前記吸気行程の後に行われるように構成する場合、上記特異圧力の平衡化の具体的な1つの処方策として、前記前休止行程においては前記排気バルブと前記吸気バルブとを閉状態とする閉鎖状態で前記ピストンを上昇させ、前記後休止行程においては前記排気バルブと前記吸気バルブとを閉状態とする閉鎖状態で前記ピストンを下降させるとともにその下死点領域で前記吸気バルブを瞬時的に開状態とすることができる。このように通常の吸気行程の後に一対の休止行程を介在させる場合、前休止行程におけるピストン上昇が筒内圧力を高め、その結果一部の筒内ガスをブローバイガスとして逃がした状態で、後休止行程においてピストンを下死点まで下降させていくと、筒内が負圧になって力損失が生じるが、ピストンが下死点に達する前の下死点領域において吸気バルブを瞬時的に開状態とすることで吸気路からガスが流入し、筒内が負圧になることが回避され、結果的に力損失も抑制される。 According to this characteristic configuration, in order to create an increased stroke cycle operation, when the pair of rest strokes are performed after the intake stroke, as a specific prescription for the above-mentioned singular pressure balancing, in the prior SL before resting stroke raising the piston in the closed state of the said intake valve and the exhaust valve closed, the said intake valve and the exhaust valve closed in the back rest stroke closed the intake valve at the bottom dead center region with lowering the piston can be momentarily opened state in the state. In this way, when a pair of pause strokes are interposed after the normal intake stroke, the piston rise in the previous pause stroke increases the in-cylinder pressure, and as a result, some in-cylinder gas escapes as blow-by gas, If the piston is lowered to the bottom dead center during the stroke, the cylinder becomes negative pressure and power loss occurs, but the intake valve is opened momentarily in the bottom dead center area before the piston reaches the bottom dead center. By doing so, it is avoided that gas flows in from the intake passage and negative pressure is generated in the cylinder, and as a result, force loss is also suppressed.
なお、後休止行程において筒内が負圧になることを回避するには、下降ピストンの下死点領域で排気バルブを瞬時的に開状態としても同様の効果が得られる。排気バルブを瞬時的に開状態として、排気路から排気ガスを流入させる場合、結果的に内部EGR効果が得られることになり、好都合である。もちろん、下降ピストンの下死点領域で吸気バルブと排気バルブの両方を瞬時的に開状態としてもよい。 In order to avoid the negative pressure in the cylinder during the post-pause stroke, the same effect can be obtained by instantaneously opening the exhaust valve in the bottom dead center region of the descending piston. When the exhaust valve is opened instantaneously and exhaust gas is allowed to flow from the exhaust passage, an internal EGR effect can be obtained as a result, which is advantageous. Of course, both the intake valve and the exhaust valve may be opened instantaneously in the bottom dead center region of the descending piston.
本発明に係るエンジンの更なる特徴構成は、前記一対の休止行程が前記排気行程の後に行われ、前記前休止行程においては前記排気バルブと前記吸気バルブとを閉状態とする閉鎖状態で前記ピストンを下降させ、前記後休止行程においては前記排気バルブと前記吸気バルブとを閉状態とする閉鎖状態で前記ピストンを上昇させるとともにその上死点領域で前記排気バルブ又は前記吸気バルブあるいはその両方が前記瞬時的に開状態とされる点にある。The engine according to the present invention is further characterized in that the pair of pause strokes are performed after the exhaust stroke, and the piston is in a closed state in which the exhaust valve and the intake valve are closed in the previous pause stroke. In the post-pause stroke, the piston is raised in a closed state in which the exhaust valve and the intake valve are closed, and the exhaust valve and / or the intake valve are both in the top dead center region. It is in the point that it is opened instantly.
この特徴構成によれば、増加行程サイクル運転を作り出すために、前記一対の休止行程が前記排気行程の後に行われるように構成する場合、前記前休止行程においては前記排気バルブと前記吸気バルブとを閉状態とする閉鎖状態で前記ピストンを下降させ、前記後休止行程においては前記排気バルブと前記吸気バルブとを閉状態とする閉鎖状態で前記ピストンを上昇させるとともにその上死点領域で前記吸気バルブを瞬時的に開状態とすることができる。このように通常の排気行程の後に一対の休止行程を介在させる場合、前休止行程におけるピストン下降が筒内圧力を低下させ、その結果、クランクケース内からガスを吸い込んだ状態で、後休止行程においてピストンを上死点まで上昇させていくと、筒内が過剰圧になって力損失が生じるが、ピストンが上死点に達する前の上死点領域において吸気バルブを瞬時的に開状態とすることで吸気路にガスが流出し、筒内が過剰圧になることが回避され、結果的に力損失も抑制される。 According to this characteristic configuration, when the pair of pause strokes are performed after the exhaust stroke in order to create an increased stroke cycle operation, the exhaust valve and the intake valve are connected in the previous pause stroke. It lowers the piston in a closed state to the closed state, the intake valve and the intake valve and the exhaust valve in the post-dormancy stroke on top dead center region with raising the piston in the closed state to the closed state Can be instantaneously opened. In this way, when a pair of pause strokes are interposed after the normal exhaust stroke, the lowering of the piston in the previous pause stroke reduces the in-cylinder pressure, and as a result, in the state of sucking in gas from the crankcase, in the rear pause stroke When the piston is raised to the top dead center, the pressure inside the cylinder becomes excessive and power loss occurs, but the intake valve is opened instantly in the top dead center area before the piston reaches the top dead center. As a result, it is avoided that gas flows out to the intake passage and the inside of the cylinder becomes excessive pressure, and as a result, power loss is also suppressed.
この増加行程サイクル運転においても、後休止行程において筒内が過剰圧になることを回避するには、上昇ピストンの上死点領域で排気バルブを瞬時的に開状態としても同様の効果が得られる。また、上昇ピストンの上点領域で吸気バルブと排気バルブの両方を瞬時的に開状態としてもよい。 Even in this increased stroke cycle operation, the same effect can be obtained even if the exhaust valve is opened momentarily in the top dead center region of the ascending piston in order to avoid excessive pressure in the cylinder during the post-pause stroke. . Further, both the intake valve and the exhaust valve may be opened instantaneously in the upper point region of the ascending piston.
本発明に係るエンジンの実施形態について、図面に基づいて説明する。エンジンの概略構成図が図1に示されている。この図に示すように、エンジン50には、シリンダ(筒)3の内面とピストン4の頂面とで規定される燃焼室(筒内室)10と、燃焼室10に吸気バルブ1を介して接続された吸気路13と、燃焼室10に排気バルブ2を介して接続された排気路14とが設けられている。
An embodiment of an engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. A schematic diagram of the engine is shown in FIG. As shown in this figure, the engine 50 includes a combustion chamber (in-cylinder chamber) 10 defined by the inner surface of the cylinder (cylinder) 3 and the top surface of the
ピストン4は連結棒8に揺動自在に連結されており、ピストン4の往復動は連結棒8によって1つのクランク軸9の回転運動として得られ、このような構成は通常のエンジンと変わるところがない。
The
吸気路13には、流通する空気と天然ガス系都市ガスである燃料との混合気Iが形成され、その混合気Iは、クランク角がTDC(上死点)付近からBDC(下死点)付近まで吸気バルブ1が開状態となる吸気行程において燃焼室10に吸気される。
In the
そして、エンジン50は、燃焼室10に吸気された混合気Iを、吸気バルブ1及び排気バルブ2の両方が閉状態となる圧縮行程において、ピストン4の上昇により圧縮し、その圧縮された混合気Iを、点火プラグ(図示せず)による火花点火又は圧縮着火等の公知の着火方法により着火させ、更に、膨張行程において、混合気Iの燃焼によりピストン4を押し下げて軸出力を得るように構成されている。また、上記膨張行程の後に、クランク角がBDC付近からTDC付近まで排気バルブ2が開状態となる排気行程において、燃焼室10の排ガスEは排気路14に排出される。
The engine 50 compresses the mixture I taken into the
また、このエンジン50には、吸気バルブ1及び排気バルブ2の開閉動作を行うためのカム式又は電磁アクチュエータ式又は油圧アクチュエータ式等の公知の動弁機構20が設けられており、更に、この動弁機構20には、カムの回転又はアクチュエータの周期的な作動の位相を変更するなどして、少なくとも吸気バルブ1の閉タイミングを調整可能なバルブタイミング可変機構21が設けられている。
Further, the engine 50 is provided with a known
このエンジン50は、1サイクル内に上述した吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程とからなる4行程を含み且つ当該4行程とは別の行程を追加しないで運転する通常の4行程サイクル運転と、1サイクル内に含まれる行程数である1サイクル行程数を4よりも大きい遇数値に増加して運転する増加行程サイクル運転、例えば、1サイクル行程数を6に増加して運転する6行程サイクル運転とを切り換えることで、上記1サイクル行程数を変更できるように構成されている。以下、夫々の運転を行うための詳細構成について説明する。 The engine 50 includes four strokes including the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke described above in one cycle, and is operated without adding a stroke different from the four strokes. And an increased stroke cycle operation in which the number of stroke cycles included in one cycle is increased to a value larger than 4 and the operation is performed, for example, a 6 stroke operation in which the number of stroke cycles is increased to 6. By switching between cycle operation, the number of one-cycle strokes can be changed. Hereinafter, a detailed configuration for performing each operation will be described.
(4行程サイクル運転)
エンジン50は、上記4行程サイクル運転を行う場合には、ピストン4のTDCとBDCとの間の往復動に伴って、吸気行程、圧縮・点火行程(圧縮行程)、爆発・膨張行程(膨張行程)、排気行程のみを順に含む1サイクルを繰り返して作動する。ここで、吸気バルブ1は、吸気行程においてピストン4のTDCからBDCへの下降動作に伴って吸気路13から混合気Iを燃焼室10に吸気するべく、吸気行程の開始時点付近で開状態となり、吸気行程の終了時点付近で閉状態となる。一方、排気バルブ2は、排気行程においてピストン4のBDCからTDCへの上昇動作に伴って燃焼室10の排ガスEを排気路14に排出するべく、排気行程の開始時点付近で開状態となり、排気行程の終了時点付近で閉状態となる。そして、この4行程サイクル運転では、1サイクル内に含まれる行程数である1サイクル行程数が4(4行程)であり、1サイクルを構成する4行程における一の膨張行程において、混合気Iの燃焼によりピストン4を押し下げて軸出力が発生する。
(4-stroke cycle operation)
When the engine 50 performs the above-described four-stroke cycle operation, the intake stroke, the compression / ignition stroke (compression stroke), the explosion / expansion stroke (expansion stroke) is accompanied by the reciprocation between the TDC and BDC of the
(6行程サイクル運転の第1実施形態)
1サイクル内に、吸気行程、圧縮・点火行程(圧縮行程)、爆発・膨張行程(膨張行程)、排気行程という4つの行程とは別に燃焼を伴わないでピストン4を往復動させる一対の休止行程を一つ追加して運転する6行程サイクル運転の第1実施形態の説明図が図2に示されている。図2の(a)はこの6行程サイクル運転を構成する各行程を模式的なエンジン動作図で示している模式図であり、図2の(b)はこの6行程サイクル運転における吸気バルブ1と排気バルブ2の開閉状態を示すタイミングチャートであり、図2の(b)はこの6行程サイクル運転におけるクランク角とピストン位置を示すグラフである。
(First embodiment of 6-stroke cycle operation)
A pair of resting strokes in which the
この6行程サイクル運転では、燃焼を伴わないでピストン4を往復動させる一対の休止行程が吸気行程の後に入れられており、この一対の休止行程は、ピストン4が上昇する圧縮行程として機能する前休止行程とこの前休止行程に引き続いてピストン4が下降する膨張行程として機能する後休止行程とからなる。
In this six-stroke cycle operation, a pair of pause strokes for reciprocating the
前休止行程ではピストン4はBDCからTDCへの上昇動作を行うが、その際吸気バルブ1と排気バルブ2とが閉状態に保持されるため筒内は閉鎖状態となっているので、ピストン4の上昇にともなって筒内ガスは圧縮され、筒内ガスの一部分はブローバイガスとして筒外に漏れてしまう。続く後休止行程では、ピストン4はTDCからBDCへの下降動作を行うが、吸気バルブ1と排気バルブ2とが閉状態に保持されるためピストン4の下降にともなって筒内圧力は低下していく。前休止行程で筒内ガスの一部分が漏れてしまった場合、ピストン4がBDCに達する前に筒内が負圧になってしまうが、この6行程サイクル運転では、ピストン4のBDC(900度、図2(c)参照)への下降の前に、吸気バルブ1を瞬時的に、例えばBDC以前のタイミングで20〜30度の範囲で、開状態とする。これにより、吸気路13から混合気Iが入り込み、筒内の特異圧力が平衡化される。その結果、ピストン4の下死点領域で筒内に負圧が生じて、軸出力に損失を生じる不都合が回避される。
In the pre-pause stroke, the
次に、この6行程サイクル運転の第1実施形態の2つの変形例を図2に対応する図3と図4を用いて説明する。図3で示された変形例では、後休止行程においてピストン4がBDCに達する前に吸気バルブ1ではなくて、排気バルブ2を瞬時的に、例えばBDC以前のタイミングで20〜30度の範囲で、開状態とする。これにより、排気路14から排ガスEが入り込み、筒内の特異圧力が平衡化される。図4で示された変形例では、後休止行程においてピストン4がBDCに達する前に吸気バルブ1と排気バルブ2の両方を瞬時的に、例えばBDC以前のタイミングで10〜15度の範囲で、開状態とする。これにより、吸気路13から混合気Iが流入するとともに排気路14から排ガスEが入り込み、筒内の特異圧力が平衡化される。
Next, two modifications of the first embodiment of the six-stroke cycle operation will be described with reference to FIGS. 3 and 4 corresponding to FIG. In the modification shown in FIG. 3, before the
(6行程サイクル運転の第2実施形態)
上述した第1実施形態は、1サイクル内に、吸気行程、圧縮・点火行程(圧縮行程)、爆発・膨張行程(膨張行程)、排気行程という4つの行程とは別に燃焼を伴わないでピストン4を往復動させる一対の休止行程を吸気行程の後に一つ追加して運転する6行程サイクル運転であったが、図5で示されている第2実施形態は、一対の休止行程を排気行程の後に一つ追加して運転する6行程サイクル運転である。ここでも、図5の(a)はこの6行程サイクル運転を構成する各行程を模式的なエンジン動作図で示している模式図であり、図5の(b)はこの6行程サイクル運転における吸気バルブ1と排気バルブ2の開閉状態を示すタイミングチャートであり、図5の(b)はこの6行程サイクル運転におけるクランク角とピストン位置を示すグラフである。
(Second embodiment of 6-stroke cycle operation)
In the first embodiment described above, the
この6行程サイクル運転では、燃焼を伴わないでピストン4を往復動させる一対の休止行程が排気行程の後に入れられているので、この一対の休止行程は、ピストン4が下降する膨張行程として機能する前休止行程とこの前休止行程に引き続いてピストン4が上昇する圧縮行程として機能する後休止行程とからなる。
In this six-stroke cycle operation, since a pair of pause strokes that reciprocate the
前休止行程ではピストン4はTDCからBDCへの下降動作を行うが、吸気バルブ1と排気バルブ2とが閉状態に保持されるためピストン4の下降にともなって筒内圧力は低下していく。続く後休止行程では、低下した筒内圧力による戻し力によりピストン4はBDCからTDCへの上昇動作を行うが、ピストン4がTDC近くに達すると筒内の圧力が上昇し、軸出力損失の可能性が生じる。このため、ピストン4がTDC(720度、図5(c)参照)に達する前に、つまりピストン4が上死点領域に達すると、過剰圧力になった筒内の圧力を少し逃がすために、吸気バルブ1を瞬時的に、例えばTDC以前のタイミングで20〜30度の範囲で、開状態とする。これにより、筒内ガスの一部が吸気路13に逃げ出し、筒内の過剰圧力(特異圧力)が平衡化される。なお、この後休止行程に続く吸気行程において、吸気バルブ1は開状態とされるので、先ほどの後休止行程における瞬時的な吸気バルブ1の開状態と吸気行程における開状態を連続させてもよい。つまり吸気行程における吸気バルブの開状態を後休止行程領域まで進角させて、後休止行程の最後のところで発生する過剰圧力の平衡化にも寄与させると好都合である。
In the pre-pause stroke, the
次に、この6行程サイクル運転の第2実施形態の2つの変形例を図5に対応する図6と図7を用いて説明する。図6で示された変形例では、後休止行程においてピストン4がTDCに達する前に吸気バルブ1ではなくて、排気バルブ2を瞬時的に、例えばTDC以前のタイミングで20〜30度の範囲で、開状態とする。これにより、筒内ガスの一部が排気路14に逃げ出し、筒内の特異圧力が平衡化される。図7で示された変形例では、後休止行程においてピストン4がTDCに達する前に吸気バルブ1と排気バルブ2の両方を瞬時的に、例えばTDC以前のタイミングで10〜15度の範囲で、開状態とする。これにより、筒内ガスの一部が、吸気路13と排気路14に逃げ出し、筒内の特異圧力が平衡化される。
Next, two modifications of the second embodiment of the six-stroke cycle operation will be described with reference to FIGS. 6 and 7 corresponding to FIG. In the modification shown in FIG. 6, before the
上述した2つの実施形態では、1サイクル内に、爆発・膨張行程、排気行程、吸気行程、圧縮・点火行程という4つの行程とは別に燃焼を伴わないでピストン4を往復動させる一対の休止行程を1つだけ追加して、6行程サイクル運転としていたが、一対の休止行程を2つ連続して追加して8行程サイクル運転としてもよいし、それ以上の多行程サイクル運転としてもよい。また、上記第1実施形態と第2実施形態を組み合わせて8行程サイクル運転としてもよい。これらの多行程サイクル運転と通常の6行程サイクル運転と切り換え制御することで、エンジン負荷に応じた適切なエンジン運転制御が実現する。
In the two embodiments described above, a pair of pause strokes in which the
本発明に係るエンジンは、1サイクル内に爆発・膨張行程、排気行程、吸気行程、圧縮・点火行程とからなる4行程とは別に燃焼を伴わないでピストンを往復動させる一対の休止行程を1つ以上追加して運転する増加行程サイクル運転においても、筒内における負圧又は過剰圧といった特異圧力の発生による損失を抑制し得るエンジンとして有効に利用可能である。 The engine according to the present invention includes a pair of rest strokes in which a piston is reciprocated without combustion, in addition to four strokes including an explosion / expansion stroke, an exhaust stroke, an intake stroke, and a compression / ignition stroke within one cycle. Even in an increased stroke cycle operation in which one or more are additionally operated, the engine can be effectively used as an engine capable of suppressing a loss due to generation of a specific pressure such as a negative pressure or an excessive pressure in the cylinder.
1:吸気バルブ
2:排気バルブ
4:ピストン
9:排気路
10:筒内室(燃焼室)
13:吸気路
14:排気路
20:動弁機構
21:バルブタイミング可変機構
1: Intake valve 2: Exhaust valve 4: Piston 9: Exhaust passage 10: In-cylinder chamber (combustion chamber)
13: Intake path 14: Exhaust path 20: Valve mechanism 21: Valve timing variable mechanism
Claims (3)
前記一対の休止行程が前休止行程とこの前休止行程に続く後休止行程からなり、前記後休止工程において排気バルブ又は吸気バルブあるいはその両方が瞬時的に開状態とされる構成で、
前記排気バルブ又は前記吸気バルブの何れか一方が単独で瞬時的に開状態とされる場合は、クランク角の回転角度で20〜30度の範囲で開状態とされ、
前記排気バルブと前記吸気バルブとの両方が瞬時的に開状態とされる場合は、クランク角の回転角度で10〜15度の範囲で開状態とされることを特徴とするエンジン。 Incremental stroke cycle that is operated by adding one or more pairs of pause strokes that reciprocate the piston without combustion separately from the four strokes consisting of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke within one cycle. An engine for driving,
The pair of pause strokes includes a pre-pause stroke and a post-pause stroke following the previous pause stroke, and the exhaust valve or the intake valve or both are instantaneously opened in the post-pause step .
When either one of the exhaust valve or the intake valve is instantaneously opened, it is opened in the range of 20 to 30 degrees in terms of the rotation angle of the crank angle,
When both the exhaust valve and the intake valve are opened instantaneously, the engine is opened within a range of 10 to 15 degrees in terms of a crank angle rotation angle .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007327415A JP4698662B2 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007327415A JP4698662B2 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009150265A JP2009150265A (en) | 2009-07-09 |
JP4698662B2 true JP4698662B2 (en) | 2011-06-08 |
Family
ID=40919661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007327415A Expired - Fee Related JP4698662B2 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4698662B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004100666A (en) * | 2002-09-13 | 2004-04-02 | Toyota Motor Corp | Switching control of operation cycle in variable cycle engine |
JP2007303348A (en) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
-
2007
- 2007-12-19 JP JP2007327415A patent/JP4698662B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004100666A (en) * | 2002-09-13 | 2004-04-02 | Toyota Motor Corp | Switching control of operation cycle in variable cycle engine |
JP2007303348A (en) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009150265A (en) | 2009-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2306444C2 (en) | Internal combustion engine (versions) and method of combustion of gas in such engine | |
KR100662235B1 (en) | Split-cycle four stroke engine with dwell piston motion | |
JP2010529355A (en) | Split cycle engine with early opening crossover compression valve | |
JP6410813B2 (en) | Internal combustion engine | |
US20120073553A1 (en) | Exhaust valve timing for split-cycle engine | |
WO2007088560A1 (en) | An improved hybrid internal combustion engine with extended expansion | |
US8256390B1 (en) | Six-cycle internal combustion engine | |
JP4698662B2 (en) | engine | |
JP2009222060A (en) | Exchanging (scavenging) method for combustion gas of two stroke engine | |
US20130298552A1 (en) | Systems and methods for series-sequential turbocharging | |
JP4674180B2 (en) | Engine and heat pump system | |
KR101786199B1 (en) | Combined Cycle Combustion Control type 3 Cylinders Engine and Engine Control Method thereof | |
Kentfield | Extended, and variable, stroke reciprocating internal combustion engines | |
US20090235881A1 (en) | Six-cycle internal combustion engine | |
JP2009036144A (en) | Two cycle internal combustion engine | |
JP5227235B2 (en) | engine | |
CN103233789A (en) | Multi-mode two-stroke atkinson cycle internal-combustion engine with fully overhead valve | |
JP2637311B2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2689486C2 (en) | Four-stroke internal combustion engine with shortened intake process | |
JP4842180B2 (en) | engine | |
JP2008223618A (en) | Engine | |
JP2005337218A (en) | Variable cycle internal combustion engine | |
KR20200120806A (en) | 2 cycle engine with valve system | |
WO2010119712A1 (en) | Direct-injection four-stroke cycle engine having expansion ratio larger than compression ratio | |
CZ20013583A3 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100909 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110301 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4698662 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |