[go: up one dir, main page]

JPH10103076A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

Info

Publication number
JPH10103076A
JPH10103076A JP8254789A JP25478996A JPH10103076A JP H10103076 A JPH10103076 A JP H10103076A JP 8254789 A JP8254789 A JP 8254789A JP 25478996 A JP25478996 A JP 25478996A JP H10103076 A JPH10103076 A JP H10103076A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
air
combustion engine
internal combustion
pressure
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.)
Withdrawn
Application number
JP8254789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Goto
英一 後藤
Susumu Kase
晋 加瀬
Kaitou Chiyou
懐東 丁
Tsutomu Amano
力 天野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Hitachi Ltd
NEC Corp
IBM Japan Ltd
RIKEN
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Hitachi Ltd
NEC Corp
IBM Japan Ltd
RIKEN
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd, Hitachi Ltd, NEC Corp, IBM Japan Ltd, RIKEN filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP8254789A priority Critical patent/JPH10103076A/en
Publication of JPH10103076A publication Critical patent/JPH10103076A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make improvements in mean effective pressure without increasing the maximum pressure by preheating and precompressing air into high temperature and high pressure, generating high temperature-high pressure air, and filling this air into a combustion chamber together with fuel till a piston gets moving toward a bottom dead center and the measure of combustion chamber capacity comes to the specified capacity. SOLUTION: A piston 1 gets shifting toward a bottom dead center from a state that it is situated in a top dead center, and air-charging valve 3 is opened till the measure of capacity in a cylinder 2 comes to the specified capacity (when a compression ratio is set to ε, 1/ε times or so of the total capacity of the cylinder 2), and air of high temperature and high pressure (for example, 900K, 50 atmospheric pressure or so) passed through a preheating means 8 and a precompressing means 9 is introduced into the cylinder 2. Successively, fuel is injected into the cylinder 2 from a fuel injection mechanism 7 and thereby combustion is carried out, making this cylinder perform its adiabatic expansion till the piston 1 arrives at the bottom bead center. At this time when a two-stage combustion is carried out, an injection valve 5 is opened after fuel injection, the high temperature-high pressure air is introduced into the cylinder 2 from a two-stage combustion tank 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道、船
舶等の動力源として利用される内燃機関に係り、特に、
最高圧力を上昇させることなく、平均有効圧力Pm値
(出力/容積)を向上させ、また、無公害燃焼の効率を
向上させ、また、遮熱効果を向上させることのできる内
燃機関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine used as a power source for automobiles, railways, ships, etc.
The present invention relates to an internal combustion engine capable of improving the average effective pressure Pm value (output / volume) without increasing the maximum pressure, improving the efficiency of pollution-free combustion, and improving the heat shielding effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のレシプロ式内燃機関としては、例
えば、自動車などに用いられる4サイクルの内燃機関が
知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional reciprocating internal combustion engine, for example, a four-cycle internal combustion engine used for an automobile or the like is known.

【0003】従来の4サイクル内燃機関では、クランク
シャフトと連結棒によって往復運動させられるピスト
ン、シリンダー、吸入弁、吐出弁、点火栓若しくは燃料
噴射弁などを備え、ピストンの2往復によって1サイク
ルを完了するが、その1サイクルは吸入、圧縮、燃焼膨
張、排出の4行程から成っている。
A conventional four-cycle internal combustion engine includes a piston, a cylinder, a suction valve, a discharge valve, a spark plug, a fuel injection valve, and the like, which are reciprocated by a crankshaft and a connecting rod. One cycle is completed by two reciprocations of the piston. However, one cycle consists of four strokes: suction, compression, combustion expansion, and discharge.

【0004】また4サイクル内燃機関は火花点火機関と
圧縮点火機関に2大別されるが、火花点火機関では吸入
行程で空気と燃料の混合物を吸入し、燃焼膨張行程の始
めに火花によって燃焼を開始させるが、圧縮点火機関の
吸入行程では空気のみを吸入し、圧縮行程によって高温
となった空気の中に燃料を噴射することによって燃焼を
開始させる相違がある。
A four-cycle internal combustion engine is roughly classified into a spark ignition engine and a compression ignition engine. In a spark ignition engine, a mixture of air and fuel is sucked in an intake stroke, and combustion is started by a spark at the beginning of a combustion expansion stroke. There is a difference in that only the air is sucked in the suction stroke of the compression ignition engine, and the combustion is started by injecting the fuel into the air heated to a high temperature in the compression stroke.

【0005】また、内燃機関としては、ピストンの1往
復によって1サイクルを完了する2サイクルの内燃機関
も知られている。この2サイクル内燃機関では、4サイ
クル内燃機関に比べて、平均有効圧力Pm(出力/容
積)を向上させることができる。しかしながら、掃気効
率や給気効率を向上させることが困難なため、例えば、
小型の火花点火機関等に使用されるに止まっている。
[0005] As an internal combustion engine, a two-cycle internal combustion engine in which one cycle is completed by one reciprocation of a piston is also known. In the two-cycle internal combustion engine, the average effective pressure Pm (output / volume) can be improved as compared with the four-cycle internal combustion engine. However, because it is difficult to improve the scavenging efficiency and the air supply efficiency, for example,
It is used only for small spark ignition engines.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】レシプロ型内燃機関の
熱効率は、圧縮比に左右される所が大きいので、一定水
準の圧縮比を確保せねばならず、また経済性の観点から
単位排気量当たりの出力も一定水準以上を必要とし、こ
のためには最高圧力を上げることが望ましい。しかし高
い圧縮比と高い最高圧力は最高温度を高いものとし、そ
の結果排気ガス中の窒素酸化物(NOx)の量が多くな
って、低公害化を求める近年の社会的要請に答え難くな
る。更にデイーゼル機関の高い最高圧力は騒音の水準を
高くし、また圧力に耐える強度を確保する必要から機関
の重量を大きくすることになる。
Since the thermal efficiency of a reciprocating internal combustion engine largely depends on the compression ratio, a certain level of compression ratio must be ensured. Requires a certain level or more, and it is desirable to increase the maximum pressure for this purpose. However, a high compression ratio and a high maximum pressure increase the maximum temperature, resulting in an increase in the amount of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, making it difficult to respond to recent social demands for low pollution. Further, the high maximum pressure of the diesel engine raises the level of noise and increases the weight of the engine due to the need to ensure the strength to withstand the pressure.

【0007】このため、内燃機関においては、最高圧力
を上昇させることなく、平均有効圧力Pm(出力/容
積)を向上させることが望まれている。
[0007] Therefore, in an internal combustion engine, it is desired to improve the average effective pressure Pm (output / volume) without increasing the maximum pressure.

【0008】また、本発明等は、従来から、内燃機関の
廃熱圧を回収して、熱効率を向上させる技術について研
究を行っており、その中に遮熱(高温)エンジンに関す
る技術、および、2段燃焼エンジンに関する技術があ
る。このような遮熱エンジン、2段燃焼エンジンにおい
ては、その遮熱効果、2段燃焼の効果を向上させること
が好ましい。
Further, the present invention and the like have been conducting research on a technique for improving the thermal efficiency by recovering the waste heat pressure of an internal combustion engine, and include a technique relating to a heat shielding (high temperature) engine, and There is a technology related to a two-stage combustion engine. In such a heat shield engine and two-stage combustion engine, it is preferable to improve the heat shield effect and the two-stage combustion effect.

【0009】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、最高圧力を上昇させることなく、平均有
効圧力Pm(出力/容積)を向上させることができると
ともに、遮熱効果、2段燃焼の効果を向上させることの
できる内燃機関を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and can improve the average effective pressure Pm (output / volume) without increasing the maximum pressure, and can improve the heat shielding effect, An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can improve the effect of stage combustion.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
空気を高温高圧(例えば900K,50気圧程度)に予
備加熱および予備圧縮し、高温高圧空気を生成する手段
と、上死点容積が微少となるよう構成されたピストンお
よびシリンダと、前記ピストンが上死点に位置した状態
から下死点に向かって移動を開始し、前記シリンダ内の
容積が所定容積となるまでの間、前記シリンダ内に前記
高温高圧空気を注入する高温高圧空気注入手段と、前記
高温高圧空気注入手段により前記シリンダ内に前記高温
高圧空気を注入した後、前記ピストンが下死点に至るま
での間に、前記シリンダ内に燃料を注入して燃焼を生じ
させる燃料注入手段と、前記ピストンが、下死点に到達
した後上死点に向かって移動する際に、排気を行う排気
手段とを具備し、2サイクル運転されるよう構成された
ことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
Means for preheating and precompressing air to high temperature and high pressure (for example, about 900 K, 50 atm) to generate high temperature and high pressure air, a piston and a cylinder configured to have a small top dead center volume, and High-temperature and high-pressure air injecting means for injecting the high-temperature and high-pressure air into the cylinder until the volume in the cylinder reaches a predetermined volume, starting moving from the state located at the dead center toward the bottom dead center, After injecting the high-temperature and high-pressure air into the cylinder by the high-temperature and high-pressure air injection means, and before the piston reaches bottom dead center, fuel injection means for injecting fuel into the cylinder to cause combustion. Exhaust means for exhausting when the piston moves toward top dead center after reaching the bottom dead center, and is configured to be operated for two cycles.

【0011】請求項2の発明は、請求項1記載の内燃機
関において、排気と熱交換を行って空気の予備加熱を行
うよう構成されたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the first aspect, the heat exchange with the exhaust gas is performed to preheat the air.

【0012】請求項3の発明は、請求項1〜2記載の内
燃機関において、排気圧を用いて空気の予備圧縮を行う
よう構成されたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the first or second aspect, a preliminary compression of air is performed by using exhaust pressure.

【0013】請求項4の発明は、請求項1〜3記載の内
燃機関において、前記シリンダ内に燃料を注入して燃焼
を生じさせる燃焼工程の途中で、前記シリンダ内に前記
高温高圧空気を注入して2段燃焼を生じさせる手段を具
備したことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the first to third aspects, the high-temperature and high-pressure air is injected into the cylinder during a combustion step of injecting fuel into the cylinder to cause combustion. And means for causing two-stage combustion.

【0014】請求項5の発明は、請求項1〜4記載の内
燃機関において、前記シリンダの頂部に弁機構を介して
接続され、内部に前記高温高圧空気を収容可能なタンク
を具備し、始動時に前記弁機構を開いて、前記タンクを
上死点容積とし、4サイクル運転されるよう構成された
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a tank connected to a top of the cylinder via a valve mechanism and capable of storing the high-temperature and high-pressure air therein. Sometimes, the valve mechanism is opened, the tank is set to the top dead center volume, and four-cycle operation is performed.

【0015】請求項6の発明は、請求項5記載の内燃機
関において、前記シリンダ内に燃料を注入して燃焼を生
じさせる燃焼工程の途中で、前記タンクから、前記シリ
ンダ内に前記高温高圧空気を注入して2段燃焼を生じさ
せるよう構成されたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the fifth aspect, the high-temperature and high-pressure air is introduced into the cylinder from the tank during a combustion step of injecting fuel into the cylinder to cause combustion. To generate two-stage combustion.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
内燃機関の実施の形態について、詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an internal combustion engine of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の実施の形態の概略構成を
示すものである。同図において、1はピストン、2はシ
リンダであり、これらは、ピストン1が上死点に位置す
る際に、ピストン1の頂部とシリンダ2との間に形成さ
れる容積(上死点容積)が、微少(略ゼロ)となるよう
に構成されている。また、シリンダ2の頂部には、給気
バルブ3、排気バルブ4、2段燃焼用高温高圧空気注入
バルブ5、始動用バルブ6、燃料注入機構7が設けられ
ている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a piston, and 2 denotes a cylinder. These are volumes formed between the top of the piston 1 and the cylinder 2 when the piston 1 is located at the top dead center (top dead center volume). Is configured to be very small (substantially zero). At the top of the cylinder 2, a supply valve 3, an exhaust valve 4, a two-stage high-temperature and high-pressure air injection valve 5, a starting valve 6, and a fuel injection mechanism 7 are provided.

【0018】また、同図において、8は空気を予備加熱
する予備加熱手段、9は空気を予備圧縮する予備圧縮手
段である。本発明においては、これら予備加熱手段8お
よび予備圧縮手段9によって、空気を高温高圧(例えば
900K,50気圧程度)に予備加熱および予備圧縮
し、給気バルブ3からシリンダ2内に送り込むようにな
っている。
In FIG. 1, reference numeral 8 denotes preheating means for preheating air, and reference numeral 9 denotes precompression means for precompressing air. In the present invention, the preheating means 8 and the precompression means 9 preheat and precompress the air to a high temperature and a high pressure (for example, about 900 K and 50 atm), and send the air from the air supply valve 3 into the cylinder 2. ing.

【0019】上記予備加熱手段8としては、排気熱を利
用して空気を予備加熱する熱交換器を用いることができ
る。また、上記予備圧縮手段9としては、排気圧を利用
して空気を予備圧縮するタービンあるいはピストンシリ
ンダ機構等を用いることができる。
As the preheating means 8, a heat exchanger for preheating air by using exhaust heat can be used. Further, as the pre-compression means 9, a turbine or a piston-cylinder mechanism for pre-compressing air using exhaust pressure can be used.

【0020】また、同図において10は、燃焼工程の途
中で、2段燃焼用高温高圧空気注入バルブ5からシリン
ダ2内に注入して2段燃焼を生じさせるための高温高圧
空気を収容する2段燃焼用タンクであり、11は、内部
に高温高圧空気を収容可能とされ、始動時に始動用バル
ブ6を開くことによって、上死点容積として使用される
始動用タンクである。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a high temperature and high pressure air for injecting into the cylinder 2 from the high temperature and high pressure air injection valve 5 for two stage combustion to generate two stage combustion during the combustion process. A stage combustion tank 11, which is capable of storing high-temperature and high-pressure air therein, is used as a top dead center volume by opening a start valve 6 at the time of start.

【0021】なお、これらの2段燃焼用タンク10と始
動用タンク11は、1つのみとして共用し、バルブの開
閉を制御して、始動および2段燃焼を行うよう構成する
こともできる。また、同図において、12〜14はそれ
ぞれバルブであり、2段燃焼用タンク10および始動用
タンク11への高温高圧空気の流入、始動用タンク11
からの排気の制御を行うものである。
It should be noted that the two-stage combustion tank 10 and the starting tank 11 may be shared as only one, and the opening and closing of the valve may be controlled to perform the starting and the two-stage combustion. In FIG. 1, reference numerals 12 to 14 denote valves, respectively. Inflow of high-temperature and high-pressure air into the two-stage combustion tank 10 and the starting tank 11,
This controls the exhaust from the system.

【0022】図2は、上記構成の内燃機関の動作を示す
もので、(a)は、ピストン1が上死点に位置した状態
を示している。
FIGS. 2A and 2B show the operation of the internal combustion engine having the above configuration, and FIG. 2A shows a state in which the piston 1 is located at the top dead center.

【0023】そして、(a)の状態から、(b)に示す
ようにピストン1が下死点に向かって移動を開始し、シ
リンダ2内の容積が所定容積となるまでの間、給気バル
ブ3が開き、シリンダ2内に、高温高圧(例えば900
K,50気圧程度)に予備加熱および予備圧縮された空
気が導入される。なお、上記所定容積とは、圧縮比をε
(通常6〜16程度)とした場合、シリンダ2の全容積
の1/ε倍程度である。
Then, from the state (a), as shown in (b), the piston 1 starts moving toward the bottom dead center until the volume in the cylinder 2 reaches a predetermined volume, and the air supply valve 3 is opened, and high temperature and high pressure (for example, 900
(K, about 50 atm). The above-mentioned predetermined volume means that the compression ratio is ε
(Usually about 6 to 16), it is about 1 / ε times the total volume of the cylinder 2.

【0024】このように、シリンダ2内に、高温高圧空
気が導入された後、(c)に示すように、燃料注入機構
7からシリンダ2内に燃料が注入され、燃焼が生起され
て、ピストン1が下死点に至るまで断熱膨脹工程が行わ
れる。
After the high-temperature and high-pressure air is introduced into the cylinder 2 as described above, fuel is injected from the fuel injection mechanism 7 into the cylinder 2 as shown in FIG. The adiabatic expansion process is performed until 1 reaches the bottom dead center.

【0025】この時、2段燃焼を行う場合は、燃料注入
後、2段燃焼用高温高圧空気注入バルブ5が開かれ、2
段燃焼用タンク10からシリンダ2内に高温高圧空気が
注入され、これによって、1段目の燃料過剰な状態での
燃焼と、2段目の空気過剰な状態での燃焼による2段燃
焼が行われる。この2段燃焼では、1段目の燃焼におい
て燃料の還元作用によりNOX の生成を抑制し、2段目
の燃焼においてC(すす)、CO、CHX (炭化水素)
等を酸化完全燃焼させることができる。
At this time, when performing two-stage combustion, after fuel injection, the high-temperature and high-pressure air injection valve 5 for two-stage combustion is opened, and
High-temperature, high-pressure air is injected into the cylinder 2 from the stage combustion tank 10, thereby performing the first stage combustion in an excess fuel state and the second stage combustion in an excess air state. Will be In this two-stage combustion, to suppress the generation of the NO X by the reducing action of the fuel in the first stage of combustion, C in the combustion of the second stage (soot), CO, CH X (hydrocarbons)
Etc. can be completely oxidized and burned.

【0026】そして、(d)に示すように、ピストン1
が下死点に至った後、ピストン1が上昇して(e)に示
すように再び上死点に至るまでの間、排気バルブ4が開
かれ、シリンダ2内の排気が行われる。この際、前述し
たように、ピストン1およびシリンダ2が、上死点容積
が、略ゼロとなるように構成されているので、排気ガス
がシリンダ2内に残留することがない。
Then, as shown in FIG.
After reaching the bottom dead center, the exhaust valve 4 is opened and the cylinder 2 is exhausted until the piston 1 rises and reaches the top dead center again as shown in (e). At this time, as described above, since the piston 1 and the cylinder 2 are configured so that the top dead center volume becomes substantially zero, exhaust gas does not remain in the cylinder 2.

【0027】なお、排気の温度は、例えば、900〜1
200Kであり、圧力は、例えば3〜5気圧程度であ
る。
The temperature of the exhaust gas is, for example, 900 to 1
The pressure is, for example, about 3 to 5 atm.

【0028】以上の工程を繰り返すことにより、2サイ
クル運転される。また、シリンダ2からの排気は、予備
加熱手段8、予備圧縮手段9に導かれ、給気の予備加熱
および予備圧縮に利用され、廃熱、廃圧の回収が行われ
る。
By repeating the above steps, two-cycle operation is performed. Further, the exhaust gas from the cylinder 2 is guided to the preheating means 8 and the precompression means 9 and is used for preheating and precompression of the air supply, and waste heat and waste pressure are collected.

【0029】また、内燃機関を始動する際は、始動用バ
ルブ6が開かれる。これによって、始動用タンク11内
が上死点容積として使用され、4サイクル運転される。
When starting the internal combustion engine, the starting valve 6 is opened. As a result, the inside of the starting tank 11 is used as the top dead center volume, and four cycles are operated.

【0030】以上のように、本発明の内燃機関では、2
サイクル運転することによって、最高圧力を上昇させる
ことなく、平均有効圧力Pm(出力/容積)を向上させ
ることができる。
As described above, in the internal combustion engine of the present invention, 2
By performing the cycle operation, the average effective pressure Pm (output / volume) can be improved without increasing the maximum pressure.

【0031】また、シリンダ2内に常に高温高圧(例え
ば900K,50気圧程度)に予備加熱および予備圧縮
された空気が導入されるので、シリンダ2内が冷却され
ることがなく、遮熱効果を向上させることができる。さ
らに遮熱によって得られる熱量を排気とともに逃がすこ
となく廃熱圧回収手段によって有効な動力として回収す
ることにより遮熱機関の熱効率を上げることができる。
Further, since the preheated and precompressed air is always introduced into the cylinder 2 at a high temperature and a high pressure (for example, about 900 K and 50 atm), the inside of the cylinder 2 is not cooled, and the heat shielding effect is reduced. Can be improved. Furthermore, the heat efficiency of the heat shield engine can be improved by recovering the amount of heat obtained by the heat shield as effective power by the waste heat pressure recovery means without being released together with the exhaust gas.

【0032】また、一般に、無公害化を図るため2段燃
焼を行うと、損失が大きくなり、熱効率が低下するが、
廃熱圧回収手段によって、廃熱、廃圧を回収することに
より、熱効率を上げることができる。
In general, if two-stage combustion is performed to eliminate pollution, loss increases and thermal efficiency decreases.
By recovering the waste heat and the waste pressure by the waste heat pressure recovery means, the thermal efficiency can be improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
によれば、最高圧力を上昇させることなく、平均有効圧
力Pm(出力/容積)を向上させることができるととも
に、遮熱効果を向上させることができる。
As described above, according to the internal combustion engine of the present invention, the average effective pressure Pm (output / volume) can be improved without increasing the maximum pressure, and the heat shielding effect can be improved. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の動作を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the operation of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……ピストン 2……シリンダ 3……給気バルブ 4……排気バルブ 5……2段燃焼用高温高圧空気注入バルブ 6……始動用バルブ 7……燃料注入機構 8……予備加熱手段 9……予備圧縮手段 10…2段燃焼用タンク 11…始動用タンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 2 ... Cylinder 3 ... Air supply valve 4 ... Exhaust valve 5 ... High-temperature and high-pressure air injection valve for two-stage combustion 6 ... Start valve 7 ... Fuel injection mechanism 8 ... Preheating means 9 ... Pre-compression means 10 ... Two-stage combustion tank 11 ... Starting tank

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 41/02 351 F02D 41/02 351 (71)出願人 592073101 日本アイ・ビー・エム株式会社 東京都港区六本木3丁目2番12号 (71)出願人 000004237 日本電気株式会社 東京都港区芝五丁目7番1号 (72)発明者 後藤 英一 神奈川県藤沢市辻堂東海岸3−9−305 (72)発明者 加瀬 晋 東京都町田市広袴町710−67 (72)発明者 丁 懐東 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 天野 力 神奈川県茅ケ崎市矢畑443−7──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 41/02 351 F02D 41/02 351 (71) Applicant 592073101 IBM Japan, Ltd. IBM Japan, Ltd. 3-chome, Roppongi, Minato-ku, Tokyo No. 12 (71) Applicant 000004237 NEC Corporation 5-7-1, Shiba, Minato-ku, Tokyo (72) Inventor Eiichi Goto 3-9-305, Tsujido East Coast, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Kase Jin Shinto 710-67, Hirohama-cho, Machida-shi, Tokyo (72) Inventor Ding 2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama Pref. RIKEN (72) Inventor Riki Amano 443-7 Yahata, Chigasaki-shi, Kanagawa

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気を高温高圧(例えば900K,50
気圧程度)に予備加熱および予備圧縮し、高温高圧空気
を生成する手段と、 上死点容積が微少となるよう構成されたピストンおよび
シリンダと、 前記ピストンが上死点に位置した状態から下死点に向か
って移動を開始し、前記シリンダ内の容積が所定容積と
なるまでの間、前記シリンダ内に前記高温高圧空気を注
入する高温高圧空気注入手段と、 前記高温高圧空気注入手段により前記シリンダ内に前記
高温高圧空気を注入した後、前記ピストンが下死点に至
るまでの間に、前記シリンダ内に燃料を注入して燃焼を
生じさせる燃料注入手段と、 前記ピストンが、下死点に到達した後上死点に向かって
移動する際に、排気を行う排気手段とを具備し、 2サイクル運転されるよう構成されたことを特徴とする
内燃機関。
1. Air is heated to high temperature and high pressure (for example, 900K, 50K).
Means for pre-heating and pre-compressing to about high pressure to generate high-temperature and high-pressure air, a piston and a cylinder configured to have a small top dead center volume, and a bottom dead state from a state where the piston is located at the top dead center. A high-temperature and high-pressure air injection means for injecting the high-temperature and high-pressure air into the cylinder until the volume in the cylinder reaches a predetermined volume, and After injecting the high-temperature and high-pressure air into the cylinder, before the piston reaches the bottom dead center, fuel injection means for injecting fuel into the cylinder to cause combustion, and the piston is moved to the bottom dead center. An internal combustion engine, comprising: exhaust means for exhausting when the vehicle moves toward top dead center after the vehicle has arrived, and is configured to be operated for two cycles.
【請求項2】 請求項1記載の内燃機関において、 排気と熱交換を行って空気の予備加熱を行うよう構成さ
れたことを特徴とする内燃機関。
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is configured to perform heat exchange with exhaust gas to perform preheating of air.
【請求項3】 請求項1〜2記載の内燃機関において、 排気圧を用いて空気の予備圧縮を行うよう構成されたこ
とを特徴とする内燃機関。
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a preliminary compression of air is performed using exhaust pressure.
【請求項4】 請求項1〜3記載の内燃機関において、 前記シリンダ内に燃料を注入して燃焼を生じさせる燃焼
工程の途中で、前記シリンダ内に前記高温高圧空気を注
入して2段燃焼を生じさせる手段を具備したことを特徴
とする内燃機関。
4. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the high-temperature and high-pressure air is injected into the cylinder during a combustion process in which fuel is injected into the cylinder to cause combustion. An internal combustion engine comprising: means for generating
【請求項5】 請求項1〜4記載の内燃機関において、 前記シリンダの頂部に弁機構を介して接続され、内部に
前記高温高圧空気を収容可能なタンクを具備し、始動時
に前記弁機構を開いて、前記タンクを上死点容積とし、
4サイクル運転されるよう構成されたことを特徴とする
内燃機関。
5. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising a tank connected to a top portion of the cylinder via a valve mechanism, and capable of storing the high-temperature and high-pressure air therein, wherein the valve mechanism is activated at the time of starting. Open the tank to top dead center volume,
An internal combustion engine configured to be operated for four cycles.
【請求項6】 請求項5記載の内燃機関において、 前記シリンダ内に燃料を注入して燃焼を生じさせる燃焼
工程の途中で、前記タンクから、前記シリンダ内に前記
高温高圧空気を注入して2段燃焼を生じさせるよう構成
されたことを特徴とする内燃機関。
6. The internal combustion engine according to claim 5, wherein the high-temperature and high-pressure air is injected into the cylinder from the tank during a combustion step of injecting fuel into the cylinder to cause combustion. An internal combustion engine configured to produce staged combustion.
JP8254789A 1996-09-26 1996-09-26 Internal combustion engine Withdrawn JPH10103076A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8254789A JPH10103076A (en) 1996-09-26 1996-09-26 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8254789A JPH10103076A (en) 1996-09-26 1996-09-26 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10103076A true JPH10103076A (en) 1998-04-21

Family

ID=17269916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8254789A Withdrawn JPH10103076A (en) 1996-09-26 1996-09-26 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10103076A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6874453B2 (en) 2000-03-31 2005-04-05 Innogy Plc Two stroke internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6874453B2 (en) 2000-03-31 2005-04-05 Innogy Plc Two stroke internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6311486B1 (en) Method for operating a pollution-reducing engine
EP0463818B1 (en) Internal combustion engine and method
CN100406697C (en) Main and auxiliary stroke internal combustion engine
US3808818A (en) Dual combustion engine and cycle
US3805752A (en) Quenched combustion separated charge internal combustion engine
US4406260A (en) Valved prechamber diesel engine and methods of operating
JP2003517526A (en) Dual-cylinder expander engine and combustion method having one cycle and two expansion strokes
US3789807A (en) Dual combustion process for an internal combustion engine
US5056471A (en) Internal combustion engine with two-stage exhaust
US7201156B1 (en) Thermal transfer internal combustion engine
US4429669A (en) Valved prechamber diesel engine and method of operating
US3785355A (en) Engine with internal charge dilution and method
US4817388A (en) Engine with pressurized valved cell
US20060130805A1 (en) Self-igniting internal combustion engine
US3918420A (en) Internal combustion engine
US5303686A (en) Method of purifying exhaust gases of an Otto-cycle engine
JPH10103076A (en) Internal combustion engine
US4096835A (en) Internal combustion engine method and apparatus
JPH04209933A (en) Piston type engine
JPS5853668A (en) Combustion method in internal-combustion engine
US2291594A (en) Internal combustion engine
JP2005536582A5 (en)
CN113309594B (en) Compressed air fuel engine
WO2003058043A1 (en) A kind of structures of a reciprocating internal combustion engine
JP3682673B2 (en) Engine internal combustion method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031202