JP4031662B2 - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4031662B2 JP4031662B2 JP2002124062A JP2002124062A JP4031662B2 JP 4031662 B2 JP4031662 B2 JP 4031662B2 JP 2002124062 A JP2002124062 A JP 2002124062A JP 2002124062 A JP2002124062 A JP 2002124062A JP 4031662 B2 JP4031662 B2 JP 4031662B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition
- pistons
- self
- piston
- internal combustion
- 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
Images
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
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば
希薄予混合気を燃焼させる予混合圧縮自着火燃焼エンジンなどの内燃機関に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンにおいては、排ガスのクリーン化のため、予混合圧縮自着火エンジンの開発が進められている。この予混合圧縮自着火ディーゼル機関においては、燃料をシリンダ内に直接供給することで希薄予混合気を形成し、ピストンによる圧縮により上死点付近で予混合気を自着火させて燃焼させるものである。これにより、従来のディーゼルエンジンの拡散燃焼で大量に発生していたNOx(窒素酸化物)、すすなどが少ない極めてクリーンな排ガス特性が得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような予混合圧縮自着火ディーゼル機関では、エンジンの運転領域は回転数、負荷とも極めて広いにも関わらず、予混合気の自着火特性は必ずしも運転状態と適合しない場合がある。すなわち、予混合気の着火特性は温度、圧力、混合気濃度によって定まり、これらがある値に決まると着火の時期(着火遅れ)は時間ベースで一意に決まってしまう。一方、エンジンはクランク角度ベースであるため、図5のように低速域ではピストンが上死点となる前に着火する過早着火が起きやすく、高速域では失火などの異常燃焼が発生しやすい。また負荷に対しても同様であり、高負荷域では過早着火、低負荷域では失火が発生してしまうという問題がった。
【0004】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、運転条件が変わっても効率のよい燃焼を行うことができる内燃機関を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、複数組の連桿比が異なるピストンとシリンダとを有し、前記各シリンダが形成する燃焼室は連通して一つの燃焼室が形成され、該燃焼室に供給された予混合気が自着火する内燃機関であって、エンジンの運転条件に応じて前記各ピストンの中から必要なピストンを作動させる制御装置が設けられ、該制御装置が、圧縮比を同一に保ちながら、上死点近傍で前記予混合気が自着火するように自着火タイミングを制御することを特徴とする。
【0006】
この発明においては、燃焼室を複数の連桿比が異なるピストンとシリンダの組で共有することができる。このため、各ピストンの作動・非作動を組み合わせることで、自着火特性を種々に変えることができる。例えば連桿比が小さい方のピストンから大きい方のピストンに切り替えることで、より低速域に対応した自着火特性を得ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1実施形態として示した予混合圧縮自着火ディーゼル機関(内燃機関)である。本実施形態においては二つのピストンを備えている。
図において、符号1はシリンダ、2a、2bピストン、3a、3bはコンロッド、4a、4bはクランク軸、5a、5bはクランク腕、6は吸気弁、7は排気弁である。また符号8a、8bは出力軸、符号9a、9bはそれぞれピストン2a、2bの動きを停止、許可する電磁クラッチ(回転防止機構)である。
各ピストン2a、2bはシリンダ1を共有しており、シリンダ1と各ピストン2a、2bとによりそれそれ形成される燃焼室も連通した状態で一つの燃焼室10とされている。
また、電磁クラッチ9a、9bは制御装置11により制御されて各ピストン2a、2bの作動・非作動が制御されるようになっている。
【0010】
コンロッド3a、3bの長さをそれぞれLa、Lbとし、クランク腕5a、5bの長さをそれぞれra、rbとすると、連桿比はLa/ra<Lb/rbとなっている。
連桿比が大きいと、より低速域・高負荷条件にてタイミングの良い自着火を実現することができる。したがって運転条件(回転数及び負荷)に応じて、制御装置11が連桿比の異なるピストン2a、2bを適宜選択して(いずれか一方または同時に)作動させることにより、予混合気が自着火する時期(予混合気の着火遅れ)を変化させることができる。なお、非作動状態のピストン2a、2bについては、電磁クラッチ9a,9bを用いてピストン2a、2bを動かないようにしておく。
このように、ピストン2a、2bを選択して作動させることで、運転条件が変わっても効率のよい運転を行うことができる。また、圧縮比を同一に保つことができるため、圧縮比を変化させて実現する予混合時着火燃焼よりも熱効率を高く維持することができる。
【0011】
上記第1実施形態においては二組のピストン2a、2bを設けたが、以下のようにさらに複数のピストンを組み合わせてもよい。
図2は3組目のピストン3cを設けた第2実施形態である。図において、3cはコンロッド(長さLc)、4cはクランク軸、5cはクランク腕(長さrc)である。また符号8cは出力軸、符号9cはピストン2cの動きを停止、許可する電磁クラッチ(回転防止機構)である。
各ピストン2a、2b、2cはシリンダ1を共有しており、シリンダ1と各ピストン2a、2b、2cとによりそれそれ形成される燃焼室も連通した状態で一つの燃焼室10とされている。また、電磁クラッチ9cは制御装置11により制御されてピストン2cの作動・非作動が制御されるようになっている。他の構成については上記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
そして、本実施形態においては、連桿比はLa/ra<Lb/rb<Lc/rcとなっている。
【0012】
図3は4組目のピストン3dを設けた第3実施形態である。図において、3dはコンロッド(長さLd)、4dはクランク軸、5dはクランク腕(長さrd)である。また符号8dは出力軸、符号9dはピストン2dの動きを停止、許可する電磁クラッチ(回転防止機構)である。
各ピストン2a、2b、2c、2dはシリンダ1を共有しており、シリンダ1と各ピストン2a、2b、2c、2dとによりそれそれ形成される燃焼室も連通した状態で一つの燃焼室10とされている。また、電磁クラッチ9dは制御装置11により制御されてピストン2dの作動・非作動が制御されるようになっている。他の構成については上記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
そして、本実施形態においては、連桿比はLa/ra<Lb/rb<Lc/rc<Ld/rdとなっている。
【0013】
本例においては、上記第1実施形態と同様に各ピストン2a,2b,2c,2dの動作・非動作を切り替え、連桿比を大きくしていくことで、図4のように広い範囲の条件に適した自着火を実現することができる。すなわち、回転速度が遅くなっていくとき、作動ピストンをピストン2a→2b→2c→2dと切り替えていくと、圧力・温度履歴が変動して着火時期が遅くなり、常にTDC(上死点)近傍で着火するように制御することができる。負荷変動に対しても同様にピストンを切り替えることで幅広い負荷変動に対応して適切な時期の自着火を行うことができる。
【0014】
以上のように、上記各実施形態においては、各ピストン2a、2b、2c、2dの組み合わせにより、運転状態に応じて適正な着火時期を実現する圧力・温度履歴が得られるため、制御装置11がこれを制御することで、エンジン運転領域全域で予混合自着火燃焼を実現することができる。
なお、上記においては4組までの例を示したが、これ以上の組数であってもよいのはもちろんである。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の内燃機関においては、以下の効果を得ることができる。請求項1に記載の発明によれば、燃焼室を複数の異なるピストンとシリンダの組で共有することができる。このため、各ピストンの作動・非作動を組み合わせることで、自着火特性を種々に変えることができる。したがって、より運転条件が変化しても自着火特性を変えることで常に効率のよい燃焼を行うことができる。また、運転条件に応じて連桿比が異なるピストンを作動させることにより、運転条件が変化しても自着火特性を変えることで常に効率のよい燃焼を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態として示した予混合圧縮自着火ディーゼル機関である。
【図2】 本発明の第2実施形態として示した予混合圧縮自着火ディーゼル機関である。
【図3】 本発明の第3実施形態として示した予混合圧縮自着火ディーゼル機関である。
【図4】 各実施形態におけるクランク角度とエネルギー蓄積量および筒内圧力との関係を示した図である。
【図5】 従来の予混合圧縮自着火ディーゼル機関にける作動範囲を示した図である。
【符号の説明】
1 シリンダ
2a,2b,2c,2d ピストン
9a,9b,9c,9d 電磁クラッチ(回転防止機構)
10 燃焼室
11 制御装置
Claims (1)
- 複数組の連桿比が異なるピストンとシリンダとを有し、前記各シリンダが形成する燃焼室は連通して一つの燃焼室が形成され、該燃焼室に供給された予混合気が自着火する内燃機関であって、
エンジンの運転条件に応じて前記各ピストンの中から必要なピストンを作動させる制御装置が設けられ、
該制御装置が、圧縮比を同一に保ちながら、上死点近傍で前記予混合気が自着火するように自着火タイミングを制御することを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002124062A JP4031662B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002124062A JP4031662B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 内燃機関 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003314295A JP2003314295A (ja) | 2003-11-06 |
JP4031662B2 true JP4031662B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=29539177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002124062A Expired - Fee Related JP4031662B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4031662B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007218152A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
US7240480B1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-07-10 | Ford Global Technologies, Llc | Dual Combustion Mode Engine |
CN103452663A (zh) * | 2013-09-03 | 2013-12-18 | 张鑫 | 发动机用相位齿轮调大扭力节能发明 |
JP2021021362A (ja) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 三菱重工業株式会社 | エンジン及び飛行体 |
-
2002
- 2002-04-25 JP JP2002124062A patent/JP4031662B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003314295A (ja) | 2003-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6234123B1 (en) | Four-cycle internal combustion engine and valve timing control method thereof | |
JP4134492B2 (ja) | 筒内噴射型内燃機関 | |
JP4499643B2 (ja) | 多段燃料噴射式内燃機関 | |
US7370616B2 (en) | Method for transition between controlled auto-ignition and spark ignition modes in direct fuel injection engines | |
KR100575030B1 (ko) | 가변 압축율을 가지는 내연 기관 | |
US7810463B2 (en) | Quick restart HCCI internal combustion engine | |
JP2013510261A (ja) | 可変圧縮比および排気ポートシャッターを有する2ストローク内燃機関およびそのようなエンジンを動作させる方法 | |
US7640911B2 (en) | Two-stroke, homogeneous charge, spark-ignition engine | |
JP2009091995A (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
JP3629879B2 (ja) | 圧縮点火式内燃機関 | |
Kaneko et al. | A study on homogeneous charge compression ignition gasoline engines | |
GB2470025A (en) | Switchable valve actuation system for a selectable 2-stroke/ 4-stroke i.c engine | |
JP2006316777A (ja) | 内燃機関 | |
JP5735117B2 (ja) | 低NOx燃焼(NAV)を備えた内燃機関エンジンのための操作方法 | |
JP4031662B2 (ja) | 内燃機関 | |
US20120160223A1 (en) | Internal combustion engine with separate combustion chamber and a method to achieve modified and controlled autoignition in said chamber | |
JP2018025120A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2004204745A (ja) | エンジン制御装置およびその方法 | |
JP2005061323A (ja) | 圧縮着火内燃機関の制御装置 | |
JP2004011546A (ja) | 内燃機関 | |
Zhang et al. | 2-stroke CAI operation on a poppet valve DI engine fuelled with gasoline and its blends with ethanol | |
JP4225809B2 (ja) | エンジン及びその運転方法 | |
JP4023434B2 (ja) | 2種類の燃料を用いる予混合圧縮自着火運転可能な内燃機関 | |
JP2009167868A (ja) | 予混合圧縮自着火内燃機関 | |
KR20160108813A (ko) | 이중 연료 엔진을 작동시키기 위한 방법 및 제어 디바이스 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040623 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060914 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060926 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070417 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070618 |
|
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: 20070925 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071019 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |