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JP2738039B2 - 2-cycle insulated engine - Google Patents

2-cycle insulated engine

Info

Publication number
JP2738039B2
JP2738039B2 JP1182452A JP18245289A JP2738039B2 JP 2738039 B2 JP2738039 B2 JP 2738039B2 JP 1182452 A JP1182452 A JP 1182452A JP 18245289 A JP18245289 A JP 18245289A JP 2738039 B2 JP2738039 B2 JP 2738039B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
intake
air
cylinder
turbocharger
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 - Lifetime
Application number
JP1182452A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0350330A (en
Inventor
英男 河村
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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 Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP1182452A priority Critical patent/JP2738039B2/en
Publication of JPH0350330A publication Critical patent/JPH0350330A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2738039B2 publication Critical patent/JP2738039B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ターボチャージャを備えた2サイクル断
熱エンジンに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a two-cycle insulated engine provided with a turbocharger.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、断熱エンジンとして、シリンダライナ上部を有
するセラミック製ライナヘッドをシリンダヘッドの内側
に嵌合したものは、例えば、特開昭59−122765号公報に
開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a heat insulating engine in which a ceramic liner head having an upper portion of a cylinder liner is fitted inside a cylinder head is disclosed in, for example, JP-A-59-122765.

また、従来の2サイクルエンジンにおいて、クランク
室にコンプレッサの機能を持たせて吸入空気を燃焼室に
導入し、シリンダヘッドに形成した排気ポートに排気バ
ルブを配置し、又はシリンダライナ上部の全円周に排気
孔を設け、掃気孔をシリンダライナ下部の全円周に設
け、掃気及び排気ガスが入り乱れるのを防止し、掃気効
率及び吸気効率を高め、非対称掃気型で且つ後吸気を行
うことができるユニフロー掃気式のものがある。
Also, in a conventional two-stroke engine, a crank chamber is provided with a compressor function to introduce intake air into a combustion chamber, and an exhaust valve is disposed in an exhaust port formed in a cylinder head. Exhaust holes are provided in the cylinder, and scavenging holes are provided on the entire circumference under the cylinder liner to prevent scavenging and exhaust gas from becoming disturbed, increase scavenging efficiency and intake efficiency, and perform asymmetric scavenging and rear intake. There is a uniflow scavenging type that can be used.

一般に、ガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン
の作動については、吸入工程、圧縮工程、燃焼工程及び
排気工程の4つの作用の繰り返しによって行われ、該各
工程の内、動力が発生してクランクシャフトにトルクが
与えられるのは燃焼工程のみであり、他の3つの工程は
慣性によって回転が行われるものである。これらの各工
程の作動原理には、4サイクルエンジンと2サイクルエ
ンジンの2種類の方式があるが、2サイクルエンジン
は、吸入工程と排気工程が燃焼工程と圧縮工程の一部で
行われ、ピストンの2ストローク即ちクランクシャフト
の1回転で1サイクルを完了するものである。
Generally, the operation of a gasoline engine or a diesel engine is performed by repeating four operations of an intake process, a compression process, a combustion process, and an exhaust process. In each of the processes, power is generated and torque is applied to a crankshaft. Only the combustion process is performed, and the other three processes are performed by inertia. There are two types of operating principles of each of these processes, a four-stroke engine and a two-stroke engine. In a two-stroke engine, an intake process and an exhaust process are performed in a part of a combustion process and a compression process, and a piston is operated. , Ie, one cycle is completed by one rotation of the crankshaft.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、シリンダヘッド及びシリンダブロックに形
成したシリンダから成る燃焼室を断熱材、セラミック材
等から断熱構造に構成した断熱エンジンについては、シ
リンダ内の高熱化により容積効率が低下し、出力の低下
をもたらす。その理由は、シリンダヘッド及びシリンダ
上部は断熱構造のため、燃焼室上部及び壁面は高温にな
っており、シリンダ内に吸い込まれた新気はシリンダ内
或いは壁面から受熱して加熱膨張し、そのため、容積効
率が低下し、しかも高温の壁面の影響を受けて燃焼室内
へ吸入される吸入空気量は2割以上にも減少させられる
ことである。
By the way, with respect to an insulated engine in which a combustion chamber formed of a cylinder formed in a cylinder head and a cylinder block is formed of an insulating material, a ceramic material, or the like in an insulating structure, volumetric efficiency is reduced due to high heat in the cylinder, and output is reduced. . The reason is that the cylinder head and the upper part of the cylinder are insulated, so the upper part of the combustion chamber and the wall surface are hot, and the fresh air sucked into the cylinder receives heat from the cylinder or the wall surface and expands by heating. Volumetric efficiency is reduced, and the amount of intake air sucked into the combustion chamber under the influence of the high-temperature wall surface is reduced to more than 20%.

また、2サイクルの作動のエンジンでは、空気交換は
排気バルブが開弁し、排気ポートを通じて排気される
時、シリンダ内に圧力波即ちパルス波が発生し、排気ガ
スを押し出す現象になる。それによって、該排気ガスの
後流に発生した負の圧力ゾーンに新気がシリンダ下部か
ら流入するが、シリンダ下部はシリンダヘッドに比較し
てそれほど高温になっていないので、新気はシリンダ下
部の壁面温度の影響を余り受けない。このことは、特
に、2サイクル断熱エンジンにおいて、シリンダ下部よ
り新気を吸入すれば、掃気空気量或いは吸入空気量が減
少しないというメリットがある。
Further, in an engine of a two-cycle operation, when air is exchanged, when an exhaust valve is opened and exhaust is performed through an exhaust port, a pressure wave, that is, a pulse wave is generated in the cylinder, and the exhaust gas is pushed out. As a result, fresh air flows into the negative pressure zone generated downstream of the exhaust gas from the lower part of the cylinder, but since the lower part of the cylinder is not so hot compared to the cylinder head, the fresh air is Insensitive to wall temperature. This is particularly advantageous in a two-cycle adiabatic engine, in which the amount of scavenged air or the amount of intake air does not decrease if fresh air is sucked from the lower part of the cylinder.

しかしながら、2サイクルエンジンは断熱化するエン
ジンに限らず、エンジンの低速時に吸気を安定して供給
することは極めて困難なことである。また、起動時には
圧縮空気を燃焼室に吹き込んで掃気を行わないと、エン
ジンが連続して回転しない。そこで、ターボチャージャ
等の過給機を排気管に接続してブースト圧力を得る方法
があるが、エンジンの低速回転時には、ターボチャージ
ャのコンプレッサから送り込まれる空気圧はエンジンの
排気圧力よりも低くなり、必ずしも良好な作動状態を得
ることができない。そこで、従来から使用されているク
ランク室をコンプレッサとして機能させ、該クランク室
にターボチャージされた空気を送り込み、該クランク室
に存在する圧縮空気を吸気ポートを通して燃焼室に送り
込むことが考えられる。しかし、ピストンの下降行程で
高圧のブースト圧力がピストンに負荷されると、負の仕
事量が増加するという問題がある。
However, a two-cycle engine is not limited to an engine having heat insulation, and it is extremely difficult to stably supply intake air at a low speed of the engine. At the time of startup, the engine does not rotate continuously unless the scavenging is performed by blowing compressed air into the combustion chamber. Therefore, there is a method of obtaining a boost pressure by connecting a supercharger such as a turbocharger to an exhaust pipe.However, when the engine is running at a low speed, the air pressure sent from the compressor of the turbocharger is lower than the exhaust pressure of the engine. Good operating conditions cannot be obtained. Therefore, it is conceivable to make a conventionally used crank chamber function as a compressor, feed turbocharged air into the crank chamber, and send compressed air present in the crank chamber to the combustion chamber through an intake port. However, when a high boost pressure is applied to the piston during the downward stroke of the piston, there is a problem that the negative work increases.

この発明の目的は、上記の課題を解決することであ
り、シリンダヘッド及びシリンダから成る燃焼室を断熱
構造に構成した断熱エンジンではシリンダヘッド部位は
高温になるが、シリンダヘッドより離れたシリンダ下部
は比較的に高温でないことを考慮し、断熱エンジンにお
いて吸気ポートを排気ポートから隔たったシリンダ下部
に設けて2サイクル作動を行い、吸気効率を向上させる
ことであり、特に、エンジンにターボチャージャを設
け、エンジンの低速時には、該ターボチャージャが吸入
空気の送り込み機能を有していないので、クランク室を
コンプレッサとして機能させてクランク室からの圧縮空
気を燃焼室に送り込み、また、エンジンの高速高負荷時
には、断熱エンジンでは排気ガスエネルギーは高いの
で、ターボチャージャは強力に作動し、該コンプレッサ
から送り出される空気圧は上昇するので、該ターボチャ
ージャからの空気を燃焼室に送り込むように、吸気系を
複合過給タイプに構成し、それによって、エンジンの低
速時及び高速時の全領域での吸気効率を向上させて吸入
空気量を十分に確保し、吸気系への排気ガスの逆流を防
止すると共に、吸入空気に対する排気ガス及び高温壁面
の熱的影響を最小限に小さくして吸入空気量の減少を防
止してエンジンの高出力を得ることができる2サイクル
断熱エンジンを提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-described problem. In an insulated engine in which a combustion chamber including a cylinder head and a cylinder is configured to have an insulated structure, the temperature of a cylinder head portion becomes high, but a lower portion of the cylinder farther from the cylinder head is provided. Considering that the temperature is not relatively high, in the adiabatic engine, the intake port is provided at the lower part of the cylinder separated from the exhaust port to perform two-cycle operation, thereby improving the intake efficiency. When the engine is at low speed, the turbocharger does not have a function of feeding intake air, so that the crank chamber functions as a compressor to send compressed air from the crank chamber to the combustion chamber. Since the exhaust gas energy is high in an insulated engine, the turbocharger is strong. As the air pressure delivered from the compressor rises, the intake system is configured as a compound supercharged type so that the air from the turbocharger is delivered to the combustion chamber. In addition, the intake efficiency is improved in all areas to secure sufficient intake air volume, prevent exhaust gas from flowing back into the intake system, and minimize the thermal effects of exhaust gas and high-temperature walls on intake air. To provide a two-cycle insulated engine that can prevent a decrease in the amount of intake air and obtain a high output of the engine.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

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、断熱構造に構成した
シリンダヘッド下面部とシリンダライナ上部、シリンダ
ヘッドに配置した排気バルブ、シリンダライナ下部に形
成した吸気口、外部をクランク室に連通する第1逆止
弁、前記クランク室を前記吸入口に連通する第1吸気通
路に設けた第2逆止弁、及びターボチャージャのコンプ
レッサの空気送出口を前記吸気口に連通する第2吸気通
路に設けた第3逆止弁から成る2サイクル断熱エンジン
に関する。
The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, the present invention provides a cylinder head lower surface part and an upper part of a cylinder liner configured in a heat insulating structure, an exhaust valve arranged in a cylinder head, an intake port formed in a lower part of a cylinder liner, a first check valve communicating the outside with a crank chamber, A second check valve provided in a first intake passage communicating the crank chamber with the intake port, and a third check valve provided in a second intake passage communicating an air outlet of a compressor of a turbocharger with the intake port. The invention relates to a two-cycle adiabatic engine comprising valves.

〔作用〕[Action]

この発明による2サイクル断熱エンジンは、上記のよ
うに構成され、次のように作用する。即ち、この2サイ
クル断熱エンジンは、シリンダライナ下部に形成した吸
気口、外気をクランク室に連通する第1逆止弁、前記ク
ランク室を前記吸気口に連通する第1吸気通路に設けた
第2逆止弁を設けた構造に構成したので、エンジンが低
速回転時には、エンジンの排気ガス量は少なく、エンジ
ンに設けたターボチャージャのコンプレッサから送り出
される空気圧が低く、空気流はほとんど停止しているか
ら、ピストンの上昇行程により前記第1逆止弁を開放し
て外気からクランク室内に空気を吸入し、ピストンの下
降行程で前記第1逆止弁を閉じて前記第2逆止弁を開口
し、クランク室の空気を前記第1吸気通路を通じて燃焼
室へ押し込み、エンジン低速時の吸入空気量を確保す
る。この時、前記ターボチャージャに連通する前記第1
吸気通路は空気圧が低いので前記第3逆止弁は閉鎖状態
になっている。
The two-stroke adiabatic engine according to the present invention is configured as described above and operates as follows. That is, the two-cycle insulated engine has an intake port formed below the cylinder liner, a first check valve that communicates outside air to the crank chamber, and a second check valve that is provided in a first intake passage that communicates the crank chamber to the intake port. When the engine is running at low speed, the engine exhaust gas volume is small, the air pressure sent from the compressor of the turbocharger installed in the engine is low, and the air flow is almost stopped because the engine is configured with a check valve Opening the first check valve by the upward stroke of the piston, sucking air into the crank chamber from outside air, closing the first check valve and opening the second check valve by the downward stroke of the piston, The air in the crank chamber is pushed into the combustion chamber through the first intake passage to secure an intake air amount at a low engine speed. At this time, the first communication with the turbocharger is performed.
Since the air pressure in the intake passage is low, the third check valve is closed.

また、この2サイクル断熱エンジンは、ターボチャー
ジャのコンプレッサの空気送出口を前記吸気口に連通す
る第2吸気通路に設けた第3逆止弁から構成したので、
エンジンが高速回転時には、前記クランク室からの吸入
空気量のみでは不足するようになるので、前記ターボチ
ャージャから吸入空気を取り入れるようにする。即ち、
断熱エンジンでは特にエンジンからの排気される排気ガ
スエネルギーが相当に高くなり、従って、前記ターボチ
ャージャは強力に作動し、前記ターボチャージャのブー
スト圧が上昇し、前記ターボチャージャの前記コンプレ
ッサからの送り出し圧縮空気即ち吸入空気は前記第3逆
止弁を開口して前記第2吸気通路から燃焼室へ強力に押
し込まれるようになる。
Further, since the two-cycle adiabatic engine is configured by the third check valve provided in the second intake passage communicating the air outlet of the compressor of the turbocharger with the intake port,
When the engine rotates at a high speed, the intake air amount from the crank chamber alone becomes insufficient, so the intake air is taken from the turbocharger. That is,
In an adiabatic engine, in particular, the exhaust gas energy exhausted from the engine is considerably high, so that the turbocharger operates strongly, the boost pressure of the turbocharger increases, and the compression of the turbocharger from the compressor is reduced. The air, that is, the intake air, opens the third check valve and is strongly pushed into the combustion chamber from the second intake passage.

このように、エンジンに対してターボチャージャを設
ければ、吸入空気を燃焼室内に十分に供給することがで
きる。しかも、ターボチャージャはスーパチャージャに
比較して、高速回転領域でのトルク特性が極めてよく、
上記のように、エンジン高速領域で、燃焼室へ吸入空気
を盛んに送り込めば、極めて良好な燃料状態を確保でき
る。
Thus, if the turbocharger is provided for the engine, the intake air can be sufficiently supplied into the combustion chamber. Moreover, compared to the supercharger, the turbocharger has extremely good torque characteristics in the high-speed rotation region,
As described above, if the intake air is actively fed into the combustion chamber in the high-speed region of the engine, an extremely good fuel condition can be secured.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して、この発明による2サイクル断
熱エンジンの実施例を説明する。
Hereinafter, an embodiment of a two-cycle adiabatic engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図において、この発明による2サイクル断熱エン
ジンの一実施例が示されている。この2サイクル断熱エ
ンジンは、エンジンにターボチャージャを設け、該ター
ボチャージャの吸気機能によってエンジン高速時に燃焼
室へ吸入空気を送り込み、低速時にはクランク室をコン
プレッサとして機能させて吸入空気量を確保し、エンジ
ンの全作動領域で吸気効率を向上させたものである。こ
の2サイクル断熱エンジンにおいて、シリンダヘッド3
に排気バルブ1を配置し且つシリンダライナ4の下部周
囲方向に多数の吸気口20を有するユニフロー掃気タイプ
に構成されたものであり、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たものである。
FIG. 1 shows an embodiment of a two-cycle adiabatic engine according to the present invention. In this two-cycle insulated engine, a turbocharger is provided in the engine, and the intake function of the turbocharger feeds intake air into the combustion chamber when the engine is at a high speed, and makes the crank chamber function as a compressor when the engine is at a low speed to secure an intake air amount. In this case, the intake efficiency is improved in the entire operation range. In this two-cycle insulated engine, the cylinder head 3
A uniflow scavenging type having a large number of intake ports 20 in the circumferential direction below the cylinder liner 4 in which the exhaust valve 1 is disposed, and the scavenging action is performed by airflow in a certain direction with respect to the cylinder center line. It is a thing.

この2サイクル断熱エンジンにおいて、シリンダヘッ
ド3がシリンダブロック6にガスケット22を介して固定
され、シリンダヘッド下面部5とシリンダライナ上部9
とを一体構造に構成したヘッドライナが断熱ガスケット
10を介在させてシリンダヘッド3に嵌合して取付けられ
ている。このヘッドライナは、燃焼室8の上部を構成す
るものであり、窒素珪素(Si3N4)、炭化珪素(SiC)等
のセラミック材料で製造され、特に耐熱性を有してい
る。断熱ガスケット10は、チタン酸アルミニウム、チタ
ン酸カリウム等の断熱材から製造され、ヘッドライナの
外面に配置されている。断熱構造に構成したシリンダヘ
ッド下面部5に形成した排気ポート28にはバルブシート
24が配置され、排気ポート28はシリンダヘッド3に形成
した排気ポート2と連通している。シリンダヘッド下面
部5に配置したバルブシート24には排気バルブ1が配置
されている。更に、排気ポート2は、ターボチャージャ
11におけるタービンのタービンスクロール29に連通して
いる。従って、エンジンからの排気ガスエネルギーはタ
ーボチャージャ11のタービンに作用し、該タービンの回
転をコンプレッサ25に伝動し、コンプレッサ25の作動に
よってコンプレッサ25の空気送出口26から送り出される
圧縮空気は、第2吸気通路12を通じて燃焼室8に吸入で
きるように構成されている。
In this two-cycle insulated engine, the cylinder head 3 is fixed to the cylinder block 6 via a gasket 22, and the cylinder head lower surface 5 and the cylinder liner upper 9
The headliner is an insulated gasket
It is fitted and attached to the cylinder head 3 with a 10 interposed. This headliner constitutes the upper part of the combustion chamber 8 and is made of a ceramic material such as nitrogen silicon (Si 3 N 4 ) or silicon carbide (SiC), and has particularly heat resistance. The heat insulating gasket 10 is manufactured from a heat insulating material such as aluminum titanate and potassium titanate, and is disposed on the outer surface of the headliner. An exhaust port 28 formed in the lower surface 5 of the cylinder head having a heat insulating structure has a valve seat.
The exhaust port 28 communicates with the exhaust port 2 formed in the cylinder head 3. The exhaust valve 1 is disposed on the valve seat 24 disposed on the lower surface 5 of the cylinder head. Further, the exhaust port 2 is a turbocharger.
It communicates with the turbine scroll 29 of the turbine in FIG. Accordingly, the exhaust gas energy from the engine acts on the turbine of the turbocharger 11, transmits the rotation of the turbine to the compressor 25, and the compressed air sent out from the air outlet 26 of the compressor 25 by the operation of the compressor 25 is the second air. It is configured so that it can be sucked into the combustion chamber 8 through the intake passage 12.

更に、シリンダブロック6に形成されたシリンダ23に
はシリンダライナ4が嵌合されている。シリンダライナ
上部9とシリンダライナ4との間には、断熱材から成る
断熱ガスケット21が介在し、シリンダライナ上部9の熱
がシリンダライナ4に伝達されるのを防止している。燃
焼室8は、シリンダヘッド下面部5とシリンダライナ上
部9から成るヘッドライナ、シリンダライナ4及びピス
トン7によって囲まれて形成される室である。また、シ
リンダブロック6の下部には、クランクケース16によっ
てクランク室27が構成されている。また、シリンダ即ち
シリンダライナ4内を往復運動するピストン7について
は、図示していないが、断熱材及びセラミック材料等か
ら断熱構造に構成することができることは勿論である。
Further, the cylinder liner 4 is fitted to the cylinder 23 formed on the cylinder block 6. A heat insulating gasket 21 made of a heat insulating material is interposed between the upper portion 9 of the cylinder liner and the cylinder liner 4 to prevent the heat of the upper portion 9 of the cylinder liner from being transmitted to the cylinder liner 4. The combustion chamber 8 is a chamber formed by being surrounded by the head liner including the cylinder head lower surface 5 and the cylinder liner upper portion 9, the cylinder liner 4 and the piston 7. Further, a crankcase 27 is formed by the crankcase 16 below the cylinder block 6. The piston 7, which reciprocates in the cylinder, that is, the cylinder liner 4, is not shown, but it is a matter of course that the heat insulating material and the ceramic material can be used to form a heat insulating structure.

この2サイクル断熱エンジンにおいて、シリンダブロ
ック6の下部内周部には、シリンダライナ4に形成した
吸気口20に対向して周方向の環状の吸気ポート18が形成
されている。更に、吸気ポート18に吸入空気を導入する
ため、クランク室27を吸気ポート18に連通する第1吸気
通路17、及びターボチャージャ11のコンプレッサ25の吸
気送出口26を吸気ポート18に連通する第2吸気通路12が
設けられている。また、クランク室27はクランクケース
16に形成された外気と連通する連通孔19を有し、該連通
孔19には、クランク室27の圧縮空気が外気に逆流するの
を防止するため、リード弁等から成る第1逆止弁15が設
けられている。第1吸気通路17には、吸気ポート18の圧
縮空気がクランク室27に逆流するのを防止するため、リ
ード弁等から成る第2逆止弁14が設けられている。
In this two-cycle insulated engine, a circumferential annular intake port 18 is formed in a lower inner peripheral portion of the cylinder block 6 so as to face an intake port 20 formed in the cylinder liner 4. Further, in order to introduce intake air into the intake port 18, a first intake passage 17 communicating the crank chamber 27 with the intake port 18 and a second intake passage 17 communicating the intake outlet 26 of the compressor 25 of the turbocharger 11 with the intake port 18. An intake passage 12 is provided. The crankcase 27 is a crankcase
A first check valve formed of a reed valve or the like to prevent the compressed air in the crank chamber 27 from flowing back to the outside air. 15 are provided. The first intake passage 17 is provided with a second check valve 14 including a reed valve or the like in order to prevent the compressed air in the intake port 18 from flowing back to the crank chamber 27.

更に、エンジンに設けられたターボチャージャ11のコ
ンプレッサ25の空気送出口26は第2吸気通路12を通じて
吸気ポート18に連通されている。第2吸気通路12には、
吸気ポート18の圧縮空気がターボチャージャ11のコンプ
レッサ25の空気送出通路側へ逆流するのを防止するた
め、リード弁等から成る第3逆止弁13が設けられてい
る。
Further, the air outlet 26 of the compressor 25 of the turbocharger 11 provided in the engine is connected to the intake port 18 through the second intake passage 12. In the second intake passage 12,
In order to prevent the compressed air in the intake port 18 from flowing back to the air delivery passage side of the compressor 25 of the turbocharger 11, a third check valve 13 such as a reed valve is provided.

更に、ターボチャージャ11については、図示していな
いが、タービンとコンプレッサ25とをシャフトによって
連結し、該シャフト上に電動・発電機を設けてエネルギ
ー回収装置として機能させることもできる。例えば、エ
ンジンの低速回転時に、タービンに送り込んだ排気ガス
エネルギーを該エネルギー回収装置によって電気エネル
ギーに変換して回収することができる。
Further, although not shown, the turbocharger 11 may be configured such that the turbine and the compressor 25 are connected by a shaft, and an electric / generator is provided on the shaft to function as an energy recovery device. For example, when the engine is running at a low speed, the exhaust gas energy sent to the turbine can be converted into electric energy and recovered by the energy recovery device.

この発明による2サイクル断熱エンジンは、上記のよ
うに、ターボチャージャ11から第2吸気通路12及び吸気
ポート18を通じて燃焼室8へ吸入空気を吸入する過給系
と、外気との連通孔19からクランク室27に外気をターボ
チャージャし、該クランク室27から第1吸気通路17及び
吸気ポート18を通じて燃焼室8へ吸入空気を吸入する過
給系とを有する複合過給タイプに構成されており、しか
も、3個の逆止弁13,14,15を設けた構造に構成したの
で、次のような機能を果たすことができる。
As described above, the two-cycle adiabatic engine according to the present invention includes a supercharging system that draws intake air from the turbocharger 11 into the combustion chamber 8 through the second intake passage 12 and the intake port 18, and a crank through the communication hole 19 with the outside air. And a supercharging system having a supercharging system that turbocharges outside air into the chamber 27 and sucks intake air from the crank chamber 27 into the combustion chamber 8 through the first intake passage 17 and the intake port 18. Since the three check valves 13, 14, and 15 are provided, the following functions can be achieved.

即ち、エンジンが低速回転の時には、エンジンの排気
ガスの排気量は少なく、ターボチャージャ11のタービン
に送り込まれる排気ガスの排気ガスエネルギーは小さ
い。それ故に、ターボチャージャ11におけるコンプレッ
サ25の空気送出口26から送り出される空気送出量は少な
く吸気圧が低くなり、空気流はほとんど停止した状態に
なっているから、第3逆止弁13は閉鎖した状態になる。
その状態では、ピストン7の上昇行程により第1逆止弁
15を開放して外気からクランク室27内に外気から空気を
吸入し、ピストン7の下降行程で第1逆止弁15を閉じて
第2逆止弁14を開口し、クランクン室27の空気を第1吸
気通路17を通じて吸気ポート18へ、次いで吸気口20から
燃焼室8へ押し込む。従って、エンジンの低速時の吸入
空気量を十分に確保することができる。
That is, when the engine is rotating at low speed, the amount of exhaust gas of the engine is small, and the exhaust gas energy of the exhaust gas sent to the turbine of the turbocharger 11 is small. Therefore, the amount of air sent from the air outlet 26 of the compressor 25 in the turbocharger 11 is small, the intake pressure is low, and the air flow is almost stopped, so the third check valve 13 is closed. State.
In that state, the first check valve is moved by the rising stroke of the piston 7.
15 is opened, air is sucked from the outside air into the crank chamber 27 from the outside air, the first check valve 15 is closed and the second check valve 14 is opened in the descending stroke of the piston 7, and the air in the crank chamber 27 is released. It is pushed into the intake port 18 through the first intake passage 17 and then from the intake port 20 into the combustion chamber 8. Therefore, a sufficient amount of intake air at the time of low speed of the engine can be secured.

また、エンジン回転が高速になってターボチャージャ
11におけるコンプレッサ25の空気送出口26から送り出さ
れる空気圧即ちブースト圧が上昇し、該空気は第2吸気
通路12から開放した第3逆止弁13を通じて吸気ポート18
及び吸気口20から燃焼室8内へ押し込まれる。従って、
エンジンの高速時には、クランク室27からの吸入空気量
のみでは不足するので、ターボチャージャ11の吸気機能
によって吸入空気量を十分に確保する。それ故に、エン
ジンの全作動領域において所望の吸入空気量を確保する
ことができる。
In addition, the engine speed is high and the turbocharger
The pressure of the air sent from the air outlet 26 of the compressor 25 in the compressor 11, that is, the boost pressure increases, and the air flows through the third check valve 13 opened from the second intake passage 12 to the intake port 18.
And, it is pushed into the combustion chamber 8 from the intake port 20. Therefore,
At the time of high speed of the engine, the intake air amount from the crank chamber 27 alone is insufficient, so that the intake function of the turbocharger 11 ensures a sufficient intake air amount. Therefore, a desired intake air amount can be ensured in the entire operation region of the engine.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明による2サイクル断熱エンジンは、上記のよ
うに構成されており、次のような効果を有する。
The two-cycle adiabatic engine according to the present invention is configured as described above, and has the following effects.

即ち、この2サイクル断熱エンジンは、断熱構造に構
成したシリンダヘッド下面部とシリンダライナ上部、シ
リンダヘッドに配置した排気バルブ、シリンダライナ下
部に形成した吸気口、外気をクランク室に連通する第1
逆止弁、前記クランク室を前記吸気口に連通する第1吸
気通路に設けた第2逆止弁、及びターボチャージャのコ
ンプレッサの空気送出口を前記吸気口に連通する第2吸
気通路に設けた第3逆止弁から構成したので、エンジン
回転が低速の時には、エンジンの排気ガス量は少なく、
前記ターボチャージャのコンプレッサから送り出される
吸気圧が低く、空気流はほとんど停止しているから、ピ
ストンの上昇行程により前記第1逆止便を開放して外気
からクランク室内に空気を吸入し、ピストンの下降行程
で前記第1逆止弁を閉じて前記第2逆止弁を開口し、ク
ランク室の空気を前記第1吸気通路を通じて燃焼室へ吸
入する。エンジン回転が高速になってターボチャージャ
のブースト圧が上昇すれば、前記第3逆止弁が開口して
前記第2吸気通路から燃焼室へ吸気が吸入される。
That is, the two-cycle heat-insulated engine has a first portion that connects the lower surface of the cylinder head and the upper portion of the cylinder liner, the exhaust valve disposed in the cylinder head, the intake port formed in the lower portion of the cylinder liner, and the outside air to the crank chamber.
A check valve, a second check valve provided in a first intake passage connecting the crank chamber to the intake port, and an air outlet of a compressor of the turbocharger provided in a second intake passage communicating with the intake port. Since the engine is composed of the third check valve, when the engine speed is low, the exhaust gas amount of the engine is small,
Since the intake pressure sent out from the compressor of the turbocharger is low and the air flow is almost stopped, the first non-return flight is opened by the ascending stroke of the piston to suck air from outside air into the crank chamber, and In the descending stroke, the first check valve is closed and the second check valve is opened, and air in the crank chamber is sucked into the combustion chamber through the first intake passage. When the engine rotation speed becomes high and the boost pressure of the turbocharger rises, the third check valve opens and intake air is sucked from the second intake passage into the combustion chamber.

このように、エンジンに対してターボチャージャを設
ければ、エンジンの全作動領域において、該作動状態に
応じて自動的に複合過給系の過給経路が切り替わり、吸
入空気を燃焼室内に十分に供給することができ、エンジ
ンの低速時の吸入空気を確保できると共に、高速時の吸
入空気をその作動状態に応じて十分に吸入空気量を確保
できる理想的なエンジンを提供できる。
As described above, if the turbocharger is provided for the engine, the supercharging path of the compound supercharging system is automatically switched in accordance with the operation state in the entire operation range of the engine, and the intake air is sufficiently supplied to the combustion chamber. This makes it possible to provide an ideal engine that can supply the air at a low speed of the engine and can secure a sufficient amount of the intake air at a high speed in accordance with the operation state thereof.

しかも、ターボチャージャはスーパチャージャに比較
して、高速回転領域でのトルク特性が極めてよく、上記
のように、エンジン高速領域で、燃焼室へ吸入空気を盛
んに送り込めば、極めて良好な燃焼状態を確保でき、し
かも、断熱エンジンを2サイクル作動を行えば、シリン
ダヘッド部が高温領域になるが、シリンダ下部は低温領
域であるので、吸気即ち新気が高温領域の熱影響を受け
ることがなく、熱膨張によって吸気流量が減少するよう
なことも防止できる。
Moreover, compared to the supercharger, the turbocharger has extremely good torque characteristics in the high-speed rotation region. As described above, if the intake air is actively sent to the combustion chamber in the high-speed region of the engine, an extremely good combustion state is obtained. If the adiabatic engine is operated for two cycles, the cylinder head is in a high temperature region, but the lower part of the cylinder is in a low temperature region, so that the intake air, that is, fresh air, is not affected by the heat in the high temperature region. Also, it is possible to prevent the intake air flow rate from decreasing due to thermal expansion.

更に、排気バルブをシリンダヘッドに配置したユニフ
ロウタイプに構成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、排気ポートから排気
ガスを効率良く排気し、次いで、排気ガスのパルス波の
後流に負圧の領域を埋める状態で吸入空気が吹き込まれ
るので、流れは単一方向となる。従って、燃焼室の上部
壁温が高温であったとしても吸入効率の低下は少なく、
エンジンの効率をアップさせることができる。
Further, the exhaust valve is configured as a uni-flow type arranged in the cylinder head to perform a scavenging action by an airflow in a fixed direction with respect to the cylinder center line, efficiently exhaust the exhaust gas from the exhaust port, and then exhaust the exhaust gas. Since the intake air is blown in a state where the area of the negative pressure is filled in the wake of the pulse wave, the flow is unidirectional. Therefore, even if the upper wall temperature of the combustion chamber is high, the decrease in the suction efficiency is small,
The efficiency of the engine can be improved.

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

第1図はこの発明による2サイクル断熱エンジンの一実
施例を説明するための断面図である。 1……排気バルブ、3……シリンダヘッド、4……シリ
ンダライナ、5……シリンダヘッド下面部、6……シリ
ンダブロック、7……ピストン、8……燃焼室、9……
シリンダライナ上部、10……断熱ガスケット、11……タ
ーボチャージャ、12……第2吸気通路、13……第3逆止
弁、14……第2逆止弁、15……第1逆止弁、17……第1
吸気通路、20……吸気口、25……コンプレッサ、26……
空気送出口、27……クランク室。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining one embodiment of a two-cycle adiabatic engine according to the present invention. 1 ... Exhaust valve, 3 ... Cylinder head, 4 ... Cylinder liner, 5 ... Bottom part of cylinder head, 6 ... Cylinder block, 7 ... Piston, 8 ... Combustion chamber, 9 ...
Cylinder liner upper part, 10 ... heat insulating gasket, 11 ... turbocharger, 12 ... second intake passage, 13 ... third check valve, 14 ... second check valve, 15 ... first check valve , 17 ... 1st
Intake passage, 20 ... Inlet, 25 ... Compressor, 26 ...
Air outlet, 27 ... Crank chamber.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】断熱構造に構成したシリンダヘッド下面部
とシリンダライナ上部、シリンダヘッドに配置した排気
バルブ、シリンダライナ下部に形成した吸気口、外気を
クランク室に連通する第1逆止弁、前記クランク室を前
記吸気口に連通する第1吸気通路に設けた第2逆止弁、
及びターボチャージャのコンプレッサの空気送出口を前
記吸気口に連通する第2吸気通路に設けた第3逆止弁か
ら成る2サイクル断熱エンジン。
A first check valve for communicating the outside air to a crank chamber; an exhaust valve disposed in a lower portion of the cylinder head and an upper portion of the cylinder liner, an upper portion of the cylinder head, an intake port formed in a lower portion of the cylinder liner, and an outside air. A second check valve provided in a first intake passage communicating the crank chamber with the intake port;
A two-cycle adiabatic engine comprising a third check valve provided in a second intake passage communicating an air outlet of a compressor of a turbocharger with the intake port.
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