JPH01267320A

JPH01267320A - ４サイクル内燃エンジン

Info

Publication number: JPH01267320A
Application number: JP9521588A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yoshizawa; 吉沢　正行
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1988-04-18
Publication date: 1989-10-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の目的）この発明は、空気・燃料の混合ガスのシリンダ内への吸
入、シリンダ内における圧縮、同じく爆発、及びシリン
ダからの排気を運動サイクルとして動作する４サイクル
内燃エンジンに関するもので、一定のシリンダ容積にお
いて大出力が得られるとともに、低速運動から高速運動
までの各段階において円滑かつ一様に出力上昇が得られ
、かつ構造の面素なものを提供するのがその目的である
。

内燃エンジンにおいて、シリンダ容積の大きいものは、
シリンダ容積の小さいものと較べて大出力が得られるの
は当然であるが、シリンダ容積の大きいエンジンはエン
ジンの全体が大型になるのみならず、特に２輪車を含む
自動車においては、−般用、競争用を問わず、エンジン
のシリンダ容積に各種の規制が存在するため、小シリン
ダ容積で大出力を得ることができるようなものへの需要
者の欲求には著しいものがある。

このような需要に対応し、自動車用ターボ過給機が開発
され、すでに多くのエンジンに付帯して自動車に搭載さ
れている。ターボ過給機には、大別して所要の動力をエ
ンジンの回転軸から取るものと、エンジンの排ガス流に
よって駆動するものとの２種類があるが、エンジンの出
力損失の減少とターボファンの高回転数を確保するため
、現在、自動車用としては、多くは後者の駆動系によっ
ている。しかしながらこの場合、エンジンの低速運動時
においてはターボファンの回転数不足から所要の空気圧
縮力が得られないので、低速時のエンジンのトルク特性
が不良であり、加速操作に対するレスポンスが悪い欠点
があるほか、ターボ過給機により気化器の前後に送入さ
れる圧縮空気量と、気化器において発生する燃料蒸気量
とは必ずしも正比例しないので、エンジンの低速運動ま
での各段階において円滑かつ−様な出力上昇を期待する
ことができない。

この発明は、ターボファンで発生した圧縮空気の存在下
で気化器を動作させることを旨とする従来の自動車エン
ジンにおける過給機構の前記した欠点を克服するととも
に、シリンダ容積の増加によることなくエンジン出力を
著しく増加させることを可能にしたものである。

（発明の構成）以下、添付図面を参照してこの発明を説明すれば、第１
図ないし第６図の各図は混合ガスの吸入行程、圧縮行程
、爆発行程、および排気行程なる４行程を運動サイクル
として動作する内燃エンジンを示している。この発明に
おいて、クランク室２０はブリーダーなどの通孔がなく
、外部に対し閉鎖されている。このクランク室２０には
、クランク室内へ開く逆止弁２１を介して混合ガスの取
入口２３が設けられている。ただし、図面において８は
外部から空気を吸入することにより、燃料ポンプから送
られた燃料・空気の混合ガスを発生する気化器を示して
いる。クランク室２０はクランク室外へ開く逆止弁２２
および接続管３を介してシリンダ１の吸気ボート１１に
接続されているが、この接続管３は前記した混合ガスの
一時的貯留が可能なものである。貯留する容量が不充分
な場合には第１図に示すように、接続管３の一部として
サージタンク３１を設ける設計も可能である。

この発明は前記したように、混合ガスの吸入、圧縮、爆
発、および排気の４行程からなる運動サイクルにより動
作するもので、第１図には吸入行程の初期、第３図には
圧縮行程の初期、第４図には爆発行程の初期、第６図に
は排気行程の初期の態様が示されてしる。即ち、シリン
ダヘッドにおける吸気弁１３および排気弁１４をみれば
、吸入行程（第１図、第２図）では吸気弁１３は開、排
気弁１４は閉の状態、圧縮行程（第３図）および爆発行
程（第４図、第５図）では吸気弁１３、排気弁１４はと
もに閉、排気行程（第６図）では吸気弁１３は閉、排気
弁１４は開の状態にある。

この発明は前記のようにしてなるので、以下４サイクル
内燃エンジンの一般説明に準じ、エンジンの運動行程の
順序に従ってこの発明にかかるエンジンの動作を説明す
る。

□吸入行程□ 第１図は前記したように、吸入行程の初期状態を示して
いるが、この発明は前記した通り、クランク室２０が外
部に対し閉鎖されているとともに、クランク室２０には
室内に開く逆止弁を介して混合ガスの取入口が設けられ
ているので、ピストン５が上昇する過程において混合ガ
スをクランク室２０に吸入し、ピストン５が下降する過
程においてクランク室２０内の混合ガスを圧縮すること
ができる。一方、前記したように、クランク室２０は、
室外へ開く逆止弁２２および混合ガスの一時的貯留が可
能な接続管３を介して吸気ポート１１に接続されている
ので、ピストン５が下降する過程において、接続管３を
通じ、クランク室２０内の混合ガスをシリンダの吸気ポ
ート１１へと送り出すことができる。もっともこの場合
、吸気ボート１１が吸気弁１３によって閉鎖されている
ときは、クランク室２０で加圧され送り出された混合ガ
スが接続管３内において圧力下に貯留されることになる
。

そこで、後の排気行程において理由を説明するが、吸入
行程の説明の前提として、クランク室２０内には取入口
２３から吸入された混合ガスがまえもって存在する一方
、接続管３内には圧力下にある混合ガスが存在している
ことにして吸入行程を説明する。

すなわち、吸入行程においては、その初期に吸気弁１３
が開かれるとともにピストン５の下降が始まり、このと
きには排気弁１２が閉じていても、シリンダ室１０は排
気後であり、常圧になっているので、接続管３内に貯留
されている加圧混合ガスがシリンダ室１０に供給される
。

一方、クランク室２０内の混合ガスは、ピストン５の下
降により圧縮を受けるが、吸入行程の中間過程を示す第
２図のように、ピストン５が充分に下降してクランク室
２０の混合ガスが充分に昇圧すれば逆止弁２２が開き、
接続管３をへてシリンダ室１０に送入される。

□圧縮行程□ 第３図に示す圧縮行程においては、前記のようにしてシ
リンダ室１０に吸入された混合ガスがピストン５により
圧縮される一方、クランク室２０には負圧が生じるので
、逆止弁２１が開き、取入口２３を通じ、混合ガスがク
ランク室２０に吸入される。

□爆発行程□ 圧縮行程のシリンダ室１０内において圧縮された混合ガ
スは、図に示すように、点火栓７の火花から引火し、爆
発的に燃焼膨張し、ピストン５はガスの膨張によって下
降し、クランク軸６に回転動力を与える。一方、圧縮行
程においてクランク室２０に吸入された混合ガスは、前
記した吸入行程の場合と同様、ピストン５の下降に伴っ
て圧縮を受けるとともに、第５図に示す爆発行程の中間
過程において、接続管３の内圧に打勝って逆止弁２２を
開き、接続管３に送入される。ただし、爆発行程におい
ては吸気弁１３が閉じているため、接続管３に送入され
た混合ガスは圧力下において接続管３内に一時的に貯留
されることになる。

□排気行程□ 爆発行程の終了とともに排気弁１４が開き、第６図に示
す排気行程が始まる。一方、ピストン５の上昇に伴い、
クランク室２０には負圧が生じるので、逆止弁２１が開
き、第３図に示した圧縮行程の場合と同様、混合ガスが
取入口２３を通じてクランク室２０に吸入される。

この発明にかかるエンジンは、このようにして、−Ｓの
４サイクルエンジンと一見同様に、１回の運動サイクル
を終わり、再び吸入行程に戻って次回の運動サイクルが
始まるのであるが、前記から了解されるように、この発
明によれば、エンジンの１運動サイクル間の圧縮行程お
よび排気行程の２回にわたり、クランク室２０に混合ガ
スが外部から吸入され、それらの混合ガスは前記した１
回の吸入行程において１時にシリンダ室ｌＯに供給され
るのである。取入口２３を通じ、クランク室２０に１回
に吸入される混合ガスの量は、いうまでもなくピストン
５が下死点にあるときのシリンダ室１０の容積に等しく
、通常の４サイクルエンジンの１運動サイクルにおいて
シリンダ室に供給される混合ガスの量に等しい。従って
、この発明にかかるエンジンの１運動サイクルにおいて
は、その２倍量の混合ガスが、その吸入行程においてシ
リンダ室１０に１時に供給され、その混合ガスは圧縮行
程をへ、爆発行程において爆発膨張し、クランク軸６を
駆動する。

（発明の効果）かくして、この発明によれば、エンジンは、ｌ運動サイ
クル間に、同一シリンダ容積をもつ通常の４サイクルエ
ンジンの２倍の混合ガスを消費し、従って２倍の出力を
得ることができるのみならず、ターボ過給機を併用して
の混合ガスの供給とは異なり、ガス弁の開度の変更によ
り、低速運転から高速運転まで、円滑かつ均等な出力変
化が得られ、かつ加速操作に対するレスポンスは確実で
ある。のみならず、この発明によれば、出力増加のため
ターボファンを付設することによるコスト上昇もなく、
機構もきわめて面素であるから、特に２輪車を含む自動
車の利用能力の向上、並びに自動車産業の発達に寄与す
るところが多大である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明にかかるエンジンの運動行程を説明する
ための概念図で、第１図は吸入行程の初期、第２図は吸
入行程の中間過程、第３図は圧縮行程の初期、第４図は
爆発行程の初期、第５図は爆発行程の中間過程、第６図
は排気行程の初期の状態をそれぞれ示す。１はシリンダ、１０はシリンダ室、１１は吸気ボート、
１２は排気ボート、１３は吸気弁、１４は排気弁、２は
クランクケース、２０はクランク室、２１．２２は逆止
弁、２３は取入口、３は接続管、３１はサージタンク、
４は排気管、５はピストン、５１はコネクティングロッ
ド、６はクランク軸、６１はフライホイール、７は点火
栓、８は気化器である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃料・空気の混合ガスの吸入行程、圧縮行程、爆
発行程、および排気行程からなる運動サイクルによって
動作する内燃エンジンにおいて、外部に対して閉鎖され
ているクランク室内へ開く逆止弁を介して混合ガスの取
入口を設けるとともに、前記クランク室外へ開く逆止弁
および混合ガスの一時的貯留が可能な接続管を介し、前
記クランク室をシリンダの吸気ポートに接続してなる４
サイクル内燃エンジン。