JP2849955B2 - Two-stroke engine with turbocharger - Google Patents
Two-stroke engine with turbochargerInfo
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- JP2849955B2 JP2849955B2 JP3084820A JP8482091A JP2849955B2 JP 2849955 B2 JP2849955 B2 JP 2849955B2 JP 3084820 A JP3084820 A JP 3084820A JP 8482091 A JP8482091 A JP 8482091A JP 2849955 B2 JP2849955 B2 JP 2849955B2
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- turbocharger
- pole
- engine
- rotor
- stator
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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
- Supercharger (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はタ−ボ過給機のコンプレ
ッサを電気的に駆動するようにしたタ−ボ過給機を有す
る2サイクルエンジンの改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a two-cycle engine having a turbocharger which electrically drives a compressor of the turbocharger.
【0002】[0002]
【従来の技術】タ−ボ過給機をエンジンの吸排気系統に
設けたいわゆるコンパウンドシステムはエンジンの排気
ガスのエネルギを利用してタ−ビンを回転し、このタ−
ビンによりコンプレッサを回転してエンジンに燃焼用空
気を過給しエンジン効率を向上するとともに、タービン
軸に連結した電動−発電機をタービンで回転せしめて電
動ー発電機にて発電しながら蓄電手段に充電し、排気ガ
スのエネルギが低い段階でその充電した電力により電動
−発電機を電動機運転してコンプレッサを駆動し、エン
ジンに燃焼用空気を過給してエンジン効率を向上するよ
うにしている。そして、このようなシステムは、例え
ば、特願平1−282554号として出願されている。2. Description of the Related Art In a so-called compound system in which a turbocharger is provided in an intake / exhaust system of an engine, a turbine is rotated by utilizing energy of exhaust gas of the engine.
The bin rotates the compressor to boost the combustion air to the engine to improve engine efficiency, and the electric-generator connected to the turbine shaft is rotated by the turbine to generate electric power using the electric-generator to store electricity. When the energy of the exhaust gas is low, the motor is driven by the motor-generator with the charged electric power at a stage where the energy of the exhaust gas is low, the compressor is driven, and the combustion air is supercharged to the engine to improve the engine efficiency. Such a system has been filed, for example, as Japanese Patent Application No. 1-282554.
【0003】[0003]
【発明が解決しょうとする課題】一方、2サイクルエン
ジンは、理論上4サイクルエンジンの2倍の出力を出す
ことができるという利点がある。しかしながら、2サイ
クルエンジンはその掃気圧が排気圧よりも高いことが条
件であり、掃気圧が排気圧よりも低いときには十分な掃
気ができなくなり2サイクルエンジンの効率が低下す
る。上記コンパウンドシステムはエンジンの排気ガスの
エネルギを利用して、あるいは電力を使用してコンプレ
ッサを作動させ、エンジンの吸気圧を上昇せしめようと
するものである。したがって、このようなコンパウンド
システムは2サイクルエンジンに適用した場合、吸気圧
すなわち掃気圧を上昇せしめることができ、極めて好都
合なシステムであるといえる。On the other hand, a two-cycle engine has an advantage that it can theoretically output twice as much as a four-cycle engine. However, in the case of a two-cycle engine, the scavenging pressure must be higher than the exhaust pressure. When the scavenging pressure is lower than the exhaust pressure, sufficient scavenging cannot be performed, and the efficiency of the two-cycle engine decreases. The compound system is intended to increase the intake pressure of the engine by operating the compressor using the energy of the exhaust gas of the engine or using electric power. Therefore, when such a compound system is applied to a two-stroke engine, it can be said that the intake pressure, that is, the scavenging pressure can be increased, which is a very convenient system.
【0004】しかしながら、上記電動−発電機を電動機
として使用し、コンプレッサを回転して過給するには大
量の電力を必要とする。まして、アイドリング時のよう
にエンジンの回転数が低く、通常のACジェネレ−タの
発電量も少なく、蓄電手段に蓄えられている電力が少な
い場合には、過給することができないという不具合が生
じる。[0004] However, a large amount of electric power is required to use the above-described motor-generator as a motor and rotate and supercharge the compressor. Furthermore, when the engine speed is low, such as during idling, the amount of power generated by the normal AC generator is small, and the amount of power stored in the power storage means is small, a problem arises in that supercharging cannot be performed. .
【0005】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであり、2サイクルエンジンにコンパウンドシス
テムを採用するに当たり、エンジンから排出される排気
ガス圧が低い場合であっても、コンパウンドシステムか
ら供給される吸気圧が常に排気ガス圧よりも高く保持で
きるようなタ−ボ過給機を有する2サイクルエンジンを
提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. In adopting a compound system for a two-stroke engine, even when the pressure of exhaust gas discharged from the engine is low, the compound is supplied from the compound system. An object of the present invention is to provide a two-stroke engine having a turbocharger capable of always maintaining a higher intake pressure than an exhaust gas pressure.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、エンジンの回転軸に結合したフライホイ
ールの外周に櫛歯状の凸極からなる回転子を設けるとと
もに、該回転子の凸極に近接して前記凸極と同ピッチで
あって交互にN極とS極に着磁された永久磁石からなる
凸極を有し、かつ該N極とS極からなる永久磁石の磁路
に巻回されたコイルを有するステータを設け、前記回転
子とステータとで回転電機を構成し、前記回転電機から
発生した電力をターボ過給機に結合した電動機に供給し
てターボ過給機の回転を付勢することを特徴とするター
ボ過給機を有する2サイクルエンジンを提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a flywheel having a comb-shaped convex pole on an outer periphery of a flywheel connected to a rotating shaft of an engine. Of a permanent magnet consisting of permanent magnets having the same pitch as the above-mentioned convex poles and being alternately magnetized to the N-pole and the S-pole in proximity to the convex pole of A stator having a coil wound around a magnetic path is provided, a rotating electric machine is constituted by the rotor and the stator, and electric power generated from the rotating electric machine is supplied to an electric motor coupled to a turbocharger to perform turbocharging. A two-stroke engine having a turbocharger characterized by energizing the rotation of the machine.
【0007】[0007]
【作用】本発明はこのように構成することにより、フラ
イホイ−ルが回転するとフライホイ−ルの歯が永久磁石
の磁束を切るので、この時コイルに電流が発生する。そ
してこの発電された電流によりタービン軸に連結した回
転電機を回転させてコンプレッサの駆動を助成する。According to the present invention, when the flywheel rotates, the teeth of the flywheel cut off the magnetic flux of the permanent magnet, so that a current is generated in the coil. The generated electric current rotates the rotating electric machine connected to the turbine shaft to assist in driving the compressor.
【0008】[0008]
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。図
1において、エンジンのシリンダヘッド1に設けられた
排気管20の後端にはタ−ボチャ−ジャ2が設けられ排
気ガスにより駆動されるタービンと同軸に設けられたコ
ンプレッサにより圧縮された空気は吸気ポ−ト3から燃
焼用空気としてシリンダ内に過給される。このタ−ボチ
ャ−ジャ2にはタ−ボチャ−ジャ2のタ−ビンにより回
転される電動−発電機4が設けられている。図2に示す
様にフライホイ−ル5の外周には、エンジンのスタート
用にリングギア6が櫛歯状に設けられている。リングギ
ヤは通常、炭素鋼が使用され、火炎焼き入れされるの
で、磁性材としては若干透磁率は悪いが、それに使用で
きないわけではない。そして、本発明では、このリング
キヤを回転子100の凸極として使用する。該リングキ
ヤ6の外周には、小さな間隙を介してステータ10が全
周あるいは部分的に設けられている。このステ−タ10
は、図3に示す様に、内側に凸極7が形成されている。
これら凸極7はリングギヤ6と同ピッチに形成され、N
極とS極が交互に着磁されている。凸極7、7の間には
コイル11が巻回されている。コントロ−ラ12は中央
処理装置の外、メモリ等を備えたマイクロコンピュータ
としての構成を有する外、ステータ10、回転子100
を含む電動−発電機あるいはタービン軸に直結されてい
る電動−発電機4に導線50あるいは導線51を介して
電力を供給したり、電動−発電機4から送られる電力を
直流に変換する装置などを備えている外、エンジン制御
のためのソフトウエアを備えている。13はフライホイ
−ル5の回転位相をチェックする周知の回転位置セン
サ、14は負荷センサ、15は回転センサ、16はブ−
ストセンサ、17は蓄電手段である。An embodiment of the present invention will be described below. In FIG. 1, a turbocharger 2 is provided at a rear end of an exhaust pipe 20 provided in a cylinder head 1 of an engine, and air compressed by a compressor provided coaxially with a turbine driven by exhaust gas is provided. The air is supplied to the cylinder from the intake port 3 as combustion air. The turbocharger 2 is provided with a motor-generator 4 rotated by a turbine of the turbocharger 2. As shown in FIG. 2, a ring gear 6 is provided on the outer periphery of the flywheel 5 in a comb shape for starting the engine. Since the ring gear is usually made of carbon steel and is flame-quenched, the magnetic material has a slightly low magnetic permeability, but is not unusable. In the present invention, this ring key is used as a salient pole of the rotor 100. A stator 10 is provided on the entire circumference or a part of the outer circumference of the ring carrier 6 with a small gap therebetween. This status 10
As shown in FIG. 3, a convex pole 7 is formed inside.
These salient poles 7 are formed at the same pitch as the ring gear 6, and N
The poles and S poles are alternately magnetized. A coil 11 is wound between the salient poles 7. The controller 12 has a configuration as a microcomputer having a memory and the like, outside the central processing unit, the stator 10, the rotor 100, and the like.
A device for supplying electric power to the motor-generator or the motor-generator 4 directly connected to the turbine shaft through the conductor 50 or the conductor 51 or converting the electric power sent from the motor-generator 4 into DC. In addition to the software, it has software for engine control. 13 is a well-known rotation position sensor for checking the rotation phase of the flywheel 5, 14 is a load sensor, 15 is a rotation sensor, and 16 is a booth.
The strike sensor 17 is a power storage unit.
【0009】このように構成した本実施例の作用につい
て次に説明する。エンジンが作動している限りフライホ
イ−ル5は回転し、フライホイ−ル5に取り付けられた
リングギヤ6も回転する。これによりリングギヤ6の歯
は凸極7の先端を通過し、永久磁石の磁束を切るため、
各コイル11の中を通過する磁束は凸極7の先端をリン
グギヤ7が通過するのに同期して変化する。このため各
コイル11の中に発電電流が流れる。The operation of the embodiment constructed as described above will be described below. As long as the engine is running, the flywheel 5 rotates, and the ring gear 6 attached to the flywheel 5 also rotates. As a result, the teeth of the ring gear 6 pass through the tip of the salient pole 7 and cut off the magnetic flux of the permanent magnet.
The magnetic flux passing through each coil 11 changes in synchronization with the passage of the ring gear 7 at the tip of the salient pole 7. For this reason, a generated current flows through each coil 11.
【0010】そこで例えば、アイドリング時において、
エンジンの排気圧力が低下しタ−ボチャ−ジャ2のタ−
ビンの駆動が十分でない場合に、コントロ−ラ12がこ
れを検知し、タ−ボチャ−ジャ2のタ−ビン軸に直結さ
れた電動−発電機4を駆動しコンプレッサを電気的に作
動させて燃焼用空気を昇圧して2サイクルエンジンの掃
気を図る。Therefore, for example, when idling,
The exhaust pressure of the engine drops and the turbocharger 2
If the drive of the bin is not sufficient, the controller 12 detects this and drives the motor-generator 4 directly connected to the turbine shaft of the turbocharger 2 to electrically operate the compressor. The pressure of the combustion air is increased to scavenge the two-cycle engine.
【0011】[0011]
【発明の効果】以上詳述したとおり本発明によれば、ク
ランクリングギヤの歯に対応した複数の永久磁石を設
け、この複数設けた永久磁石の磁路にコイルを巻回して
発電機を設け、この発電機で発電された電力によりター
ボチャージャのコンプレッサを回転させることができる
ので、2サイクルエンジンの回転数が低い時でも極めて
円滑な掃気を実現することができる。As described above in detail, according to the present invention, a plurality of permanent magnets corresponding to the teeth of the crank ring gear are provided, and a coil is wound around the magnetic path of the plurality of provided permanent magnets to provide a generator. Since the compressor of the turbocharger can be rotated by the electric power generated by the generator, extremely smooth scavenging can be realized even when the rotation speed of the two-cycle engine is low.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明の一実施例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of the present invention.
【図2】 回転子の部分の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of a rotor.
【図3】 ステータの部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of a stator.
1…シリンダヘッド 2…タ−ボチャ−ジャ(タ−ボ過給機) 3…給気ポート 4…電動−発電機 5…フライホイール 6…リングギヤ 7…凸極 10…ステータ 11…コイル 20…排気管 100…回転子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder head 2 ... Turbocharger (turbocharger) 3 ... Air supply port 4 ... Electric-generator 5 ... Flywheel 6 ... Ring gear 7 ... Convex pole 10 ... Stator 11 ... Coil 20 ... Exhaust Tube 100 ... rotor
Claims (1)
ルの外周に櫛歯状の凸極からなる回転子を設けるととも
に、該回転子の凸極に近接して前記凸極と同ピッチであ
って交互にN極とS極に着磁された永久磁石からなる凸
極を有し、かつ該N極とS極からなる永久磁石の磁路に
巻回されたコイルを有するステータを設け、前記回転子
とステータとで回転電機を構成し、前記回転電機から発
生した電力をターボ過給機に結合した電動機に供給して
ターボ過給機の回転を付勢することを特徴とするターボ
過給機を有する2サイクルエンジン。1. A rotor comprising comb-shaped convex poles is provided on the outer periphery of a flywheel coupled to a rotating shaft of an engine, and is close to the convex pole of the rotor and has the same pitch as the convex poles. A stator having a salient pole composed of a permanent magnet alternately magnetized to an N pole and an S pole, and a coil wound around a magnetic path of the permanent magnet composed of the N pole and the S pole; A turbocharger comprising a rotor and a stator, wherein power generated from the rotating electrical machine is supplied to an electric motor coupled to the turbocharger to energize the rotation of the turbocharger. A two-stroke engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3084820A JP2849955B2 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Two-stroke engine with turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3084820A JP2849955B2 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Two-stroke engine with turbocharger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05321684A JPH05321684A (en) | 1993-12-07 |
| JP2849955B2 true JP2849955B2 (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=13841388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3084820A Expired - Lifetime JP2849955B2 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Two-stroke engine with turbocharger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849955B2 (en) |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP3084820A patent/JP2849955B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05321684A (en) | 1993-12-07 |
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