JPH0533623A - Two-cycle heat insulated engine - Google Patents
Two-cycle heat insulated engineInfo
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- JPH0533623A JPH0533623A JP20847991A JP20847991A JPH0533623A JP H0533623 A JPH0533623 A JP H0533623A JP 20847991 A JP20847991 A JP 20847991A JP 20847991 A JP20847991 A JP 20847991A JP H0533623 A JPH0533623 A JP H0533623A
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- Japan
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- engine
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- cylinder
- piston
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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
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの燃焼室に関連
する部分を断熱構造とした2サイクル断熱エンジンに関
し、特にエンジンブレーキの働きを良好にした2サイク
ル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-cycle adiabatic engine having a heat insulating structure in a portion related to a combustion chamber of the engine, and more particularly to a two-cycle adiabatic engine having a good engine brake function.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、エンジンの熱効率の向上を図るた
め、燃焼室に関連する、例えばシリンダヘッド、ピスト
ンヘッド、吸排気弁などに耐熱性の高いセラミックスを
用い、エンジンの冷却を不要とする断熱エンジンが試み
られている。2. Description of the Related Art In recent years, in order to improve the thermal efficiency of an engine, heat-resistant ceramics are used for the combustion chamber, for example, a cylinder head, a piston head, an intake / exhaust valve, etc., so that cooling of the engine is unnecessary. The engine is being tried.
【0003】一方、ユニフロー式の2サイクルエンジン
ではシリンダの頭部に排気バルブを配置し、ピストン下
死点近くに対応するシリンダの下方部分に吸気ポートが
設けられており、ピストンの下降時にターボチャージャ
などによる圧気を吸気ポートから圧送して、吸気と排気
とを同時に行い、クランク軸の1回転毎に燃料の爆発が
行われるので、出力軸の回転変動が少なく、高トルクが
発生できる。On the other hand, in a uniflow two-cycle engine, an exhaust valve is arranged at the head of the cylinder, and an intake port is provided in the lower portion of the cylinder corresponding to the piston bottom dead center. Since the compressed air due to the above is pumped from the intake port, intake and exhaust are performed simultaneously, and the fuel explodes every rotation of the crankshaft, the rotation fluctuation of the output shaft is small and high torque can be generated.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のような2サイク
ルエンジンでは、エンジンをブレーキとして作動させる
場合、吸入、排気行程の独立している4サイクルと異な
り、吸排気の開口が近接しているので、エンジンブレー
キの効きが悪いとともに、吸気と掃気の圧力バランスが
うまくとれず、シリンダにおけるガス交換が困難とな
る。すなわち、掃気圧が高ければシリンダ内の排気ガス
を押しのけて吸排気が行えるが、掃気圧を高くするには
排気エネルギーによるターボチャージャの過給圧だけで
は足りず、ターボチャージャの電動駆動による過給を行
ってブースト圧を高めるなどの手段や駆動用電力が必要
になるという問題が生ずる。In the above-described two-cycle engine, when the engine is operated as a brake, the intake and exhaust openings are close to each other, unlike four cycles in which the intake and exhaust strokes are independent. In addition, the effect of engine braking is poor, and the pressure balance between intake air and scavenging air is not well balanced, which makes gas exchange in the cylinder difficult. That is, if the scavenging air pressure is high, the exhaust gas in the cylinder can be pushed out to perform intake / exhaust, but in order to raise the scavenging air pressure, supercharging pressure of the turbocharger due to exhaust energy is not sufficient, and supercharging by electric drive of the turbocharger There is a problem in that means for increasing the boost pressure and driving power are required.
【0005】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的はエンジンブレーキ時における不
都合を解消しようとする2サイクル断熱エンジンを提供
することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a two-cycle adiabatic engine which is intended to eliminate the inconvenience during engine braking.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、エンジンの燃焼室の関連部分を断
熱構造とし、シリンダ頂部に排気バルブ、シリンダ下方
に吸気ポートを設けたユニフロータイプの2サイクル断
熱エンジンにおいて、前記シリンダの頂部に設けた排気
弁と、エンジンの運転状態からエンジンブレーキの必要
を判定するとともにエンジンブレーキ時には排気弁をピ
ストン上死点位置にて開弁せしめた後に閉弁操作する弁
開閉制御手段とを備えた2サイクル断熱エンジンが提供
される。In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a relevant portion of the combustion chamber of the engine has a heat insulating structure, an exhaust valve is provided on the top of the cylinder, and an intake port is provided below the cylinder. In a two-stroke adiabatic engine of the type, after determining the necessity of engine braking from the exhaust valve provided at the top of the cylinder and the operating state of the engine, and during engine braking, the exhaust valve is opened at the piston top dead center position. Provided is a two-cycle adiabatic engine including a valve opening / closing control means for performing a valve closing operation.
【0007】[0007]
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0008】図1は本発明にかかる2サイクル断熱エン
ジンの一実施例を示す構成ブロック図である。FIG. 1 is a structural block diagram showing an embodiment of a two-cycle adiabatic engine according to the present invention.
【0009】同図において、1はエンジン10のシリン
ダで、シリンダヘッド11とシリンダライナ12とを有
し、シリンダヘッド11の下面やシリンダライナ12は
耐熱性のセラミックス素材が用いられ断熱構造に形成さ
れている。そして、シリンダヘッド11にはともに高強
度で耐熱性のセラミックスからなる第1の排気弁21
と、第2の排気弁22とが設けられ、第1の排気弁21
はピストン3の上下運動に対応して開/閉作動する通常
のタイミングを有する動弁機構23により駆動される
が、第2の排気弁22は後述するコントローラにより制
御される電動の動弁機構24によって開/閉弁されるも
のである。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cylinder of the engine 10, which has a cylinder head 11 and a cylinder liner 12. The lower surface of the cylinder head 11 and the cylinder liner 12 are made of a heat-resistant ceramic material and formed into a heat insulating structure. ing. The cylinder head 11 has a first exhaust valve 21 made of high-strength and heat-resistant ceramics.
And a second exhaust valve 22 are provided, and the first exhaust valve 21
Is driven by a valve operating mechanism 23 having a normal timing of opening / closing in response to the vertical movement of the piston 3, while the second exhaust valve 22 is an electrically operated valve operating mechanism 24 controlled by a controller described later. The valve is opened / closed by.
【0010】13はシリンダライナ12の下方に貫設さ
れた吸気ポートであり、その開口時には排気エネルギー
により駆動されるターボチャージャ4から圧送される新
気により排気ガスを掃気するとともに、つぎの燃焼に必
要な空気を吸入するものである。Reference numeral 13 denotes an intake port penetrating below the cylinder liner 12, and when the intake port is open, the exhaust gas is scavenged by fresh air pressure-fed from the turbocharger 4 driven by the exhaust energy, and at the time of the next combustion. It inhales the necessary air.
【0011】そして、ターボチャージャ4のタービン軸
には回転電機41が取付けられ、エンジン10の運転状
態に応じて、電動または発電作動するように構成されて
いる。A rotary electric machine 41 is attached to the turbine shaft of the turbocharger 4, and is configured to be electrically operated or generate electricity depending on the operating state of the engine 10.
【0012】51は回転センサでエンジン10の回転数
を検出するもの、52はクランク位置センサでクランク
位置を検出するもの、53は負荷センサでエンジン10
の負荷状態を検出するもの、54はアクセルペダル55
の踏込状態を検出するアクセルセンサであり、これらの
センサからの検出信号はそれぞれコントローラ5の入力
回路に結線されている。Reference numeral 51 is a rotation sensor for detecting the number of revolutions of the engine 10, 52 is a crank position sensor for detecting the crank position, and 53 is a load sensor for the engine 10.
For detecting the load state of the vehicle, 54 is an accelerator pedal 55
Is an accelerator sensor for detecting the stepping state of the sensor, and detection signals from these sensors are connected to the input circuit of the controller 5, respectively.
【0013】コントローラ5はマイクロコンピュータか
らなり、演算処理を行う中央制御装置、演算処理手順や
制御手順などを格納する各種メモリ、入力/出力回路な
どを備えており、入力回路に前述の各種センサからの信
号が入力されると所定の演算、処理が行われ、エンジン
ブレーキを作動を要すると判断した場合は、第2の排気
弁22を操作する動弁機構24に指令を発し、例えば図
2の(A),(B)に示すようにピストン3の上死点位
置にて第2の排気弁22を開放させて、ピストン3の上
昇による圧縮した空気を排出せしめ、該排出後は直ちに
閉弁して、図2の(C),(D)に示すようにピストン
下降によるシリンダ内圧を低下せしめ、該低下した負圧
により掃気時の吸気ポート13からの新気の導入が容易
に行われるように構成されている。The controller 5 is composed of a microcomputer, and is provided with a central control unit for performing arithmetic processing, various memories for storing arithmetic processing procedures and control procedures, an input / output circuit, and the like. When it is determined that the engine brake needs to be operated, a command is issued to the valve operating mechanism 24 for operating the second exhaust valve 22, and, for example, in FIG. As shown in (A) and (B), the second exhaust valve 22 is opened at the top dead center position of the piston 3 to discharge the compressed air due to the rise of the piston 3, and the valve is immediately closed after the discharge. Then, as shown in (C) and (D) of FIG. 2, the internal pressure of the cylinder is lowered by lowering the piston, and the reduced negative pressure facilitates introduction of fresh air from the intake port 13 during scavenging. To It has been made.
【0014】つぎに、このように構成された本実施例の
作動を説明する。Next, the operation of this embodiment thus constructed will be described.
【0015】エンジン10の通常の運転時には第1の排
気弁21が2サイクル運転におけるバルブタイミングに
て動弁機構23によって開閉弁が行われ、また、第2の
排気弁22は閉弁したままで、エンジン10が運転され
る。During normal operation of the engine 10, the first exhaust valve 21 is opened and closed by the valve operating mechanism 23 at the valve timing in the two-cycle operation, and the second exhaust valve 22 remains closed. The engine 10 is operated.
【0016】一方、アクセルペダル55が踏まれておら
ず、回転センサ51や負荷センサ53などからの信号に
より、エンジンブレーキが必要と判断した場合には、コ
ントローラ5は動弁機構24に指令してピストン上死点
近傍で第2の排気弁22を開弁させる。On the other hand, when the accelerator pedal 55 is not depressed and the engine brake is judged to be necessary by the signals from the rotation sensor 51, the load sensor 53, etc., the controller 5 instructs the valve operating mechanism 24. The second exhaust valve 22 is opened near the top dead center of the piston.
【0017】このため、図2の(A),(B)のように
ピストン3の上昇により圧縮されたシリンダ内の空気は
上死点位置にて開放されるが、この圧縮の仕事はブレー
キとして車両の制動力となり、さらに開放によりターボ
チャージャ4に吹込まれる空気のエネルギーは発電作動
する回転電機41により電力に変換される。Therefore, as shown in FIGS. 2A and 2B, the air in the cylinder compressed by the rise of the piston 3 is released at the top dead center position, but the work of this compression is performed by the brake. The energy of the air that becomes the braking force of the vehicle and is blown into the turbocharger 4 when it is further released is converted into electric power by the rotating electric machine 41 that operates to generate electricity.
【0018】ついで、ピストン3が上死点から下降時に
は第2の排気弁22は動弁機構24によって直ちに閉弁
され、したがって、図2の(C),(D)のように閉弁
されたシリンダ内の空気は負圧となり、掃気圧が上昇し
ていなくとも吸気ポート13を介する新気が効率よく導
入されることになる。Then, when the piston 3 descends from the top dead center, the second exhaust valve 22 is immediately closed by the valve operating mechanism 24, and thus is closed as shown in FIGS. 2 (C) and (D). The air in the cylinder has a negative pressure, and fresh air can be efficiently introduced through the intake port 13 even if the scavenging air pressure has not risen.
【0019】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で、例えば第1の排気弁
21の動弁機構23も、電磁力を用いた動弁機構を採用
し、エンジンブレーキ時にはピストンの上死点位置で第
2の排気弁22と同時に開弁および閉弁の制御を行い、
さらにピストンの下降時には吸気ポート13が開口する
まで開弁させずに負圧を助長させるようにする種々の変
形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の
範囲から排除するものではない。The present invention has been described above with reference to the above-described embodiments, but within the scope of the present invention, for example, the valve mechanism 23 of the first exhaust valve 21 also employs a valve mechanism using electromagnetic force. During engine braking, the opening and closing of the second exhaust valve 22 is controlled at the top dead center position of the piston.
Further, when the piston descends, various modifications and applications are possible in which the negative pressure is promoted without opening the valve until the intake port 13 opens, and these modifications and applications are not excluded from the scope of the present invention. Absent.
【0020】[0020]
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
ユニフロータイプの2サイクル断熱エンジンのシリンダ
頂部に電動にて開閉駆動される第2の排気弁を取付け、
エンジンブレーキ時には、ピストン上死点位置にて第2
の排気弁の開弁を行い、ピストン上昇により圧縮した空
気をターボチャージャに排出させることにより、該圧縮
仕事とタービン入口圧の上昇による回転電機の発電力向
上とを同時に行わせてエンジンブレーキ力の増大が図れ
ることになり、また、ピストンが上死点から下降時には
第2の排気弁の閉鎖により生ずる負圧のため、掃気圧が
低くても新気がシリンダ内に導入されるという利点が得
られる。According to the present invention as in the above embodiments,
A second exhaust valve, which is electrically driven to open and close, is attached to the top of the cylinder of a uniflow type two-cycle adiabatic engine.
When the engine is braked, the second piston is at the top dead center position.
The exhaust valve is opened, and the air compressed by the piston rise is discharged to the turbocharger, so that the compression work and the power generation of the rotating electric machine by the rise of the turbine inlet pressure are simultaneously performed, and the engine braking force is increased. In addition, since the negative pressure is generated by closing the second exhaust valve when the piston descends from the top dead center, there is an advantage that fresh air is introduced into the cylinder even if the scavenging pressure is low. Be done.
【図1】本発明にかかる2サイクル断熱エンジンの一実
施例を示す構成ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a two-cycle adiabatic engine according to the present invention.
【図2】本実施例の作動の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the operation of the present embodiment.
1…シリンダ 3…ピストン 4…ターボチャージャ 5…コントローラ 10…エンジン 13…吸気ポート 21…第1の排気弁 22…第2の排気弁 41…回転電機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder 3 ... Piston 4 ... Turbocharger 5 ... Controller 10 ... Engine 13 ... Intake port 21 ... First exhaust valve 22 ... Second exhaust valve 41 ... Rotating electric machine
Claims (1)
し、シリンダ頂部に排気バルブ、シリンダ下方に吸気ポ
ートを設けたユニフロータイプの2サイクル断熱エンジ
ンにおいて、前記シリンダの頂部に設けた排気弁と、エ
ンジンの運転状態からエンジンブレーキの必要を判定す
るとともにエンジンブレーキ時には排気弁をピストン上
死点位置にて開弁せしめた後に閉弁操作する弁開閉制御
手段とを備えたことを特徴とする2サイクル断熱エンジ
ン。Claim: What is claimed is: 1. A uniflow type two-cycle adiabatic engine in which a relevant portion of a combustion chamber of an engine has a heat insulating structure, an exhaust valve is provided at the top of the cylinder, and an intake port is provided below the cylinder. An exhaust valve provided in the engine, and a valve opening / closing control means for determining the necessity of engine braking from the operating state of the engine and for operating the engine braking to open the exhaust valve at the piston top dead center position and then close the valve. A two-cycle adiabatic engine characterized by
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20847991A JPH0533623A (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Two-cycle heat insulated engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20847991A JPH0533623A (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Two-cycle heat insulated engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0533623A true JPH0533623A (en) | 1993-02-09 |
Family
ID=16556849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20847991A Pending JPH0533623A (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Two-cycle heat insulated engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0533623A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103314184A (en) * | 2010-11-15 | 2013-09-18 | 阿凯提兹动力公司 | Two stroke opposed-piston engines with compression release for engine braking |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP20847991A patent/JPH0533623A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103314184A (en) * | 2010-11-15 | 2013-09-18 | 阿凯提兹动力公司 | Two stroke opposed-piston engines with compression release for engine braking |
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