JPH0323733B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、可変圧縮比エンジンに関する。

本特許出願人の知る最も関係のある従来技術は
仏国特許第1110808号（デイギオバニイ）である。
この従来技術では、圧縮シリンダ内の通常のピス
トンの上に第２ピストンが設けられ、第２ピスト
ンが燃焼室内の増大する圧力に対して弾力的な抵
抗を与えるようにばね装置に対している。従つ
て、燃焼室内の圧力が所定値を越えると、第２ピ
ストンはばね装置に抗して移動し、その仕事は圧
縮されたばねで吸収される。燃焼室内の圧力が低
下すると、ばねに貯蔵された仕事は第２ピストン
を下方へ移動し、シリンダ内のより高い平均有効
圧力が得られる。

本発明の目的はこの従来技術に優る改良を行う
ことである。

本発明によるエンジンは、対になつた燃焼用の
シリンダと、各シリンダに設けられて一致して作
動するピストンと、これらのシリンダを跨ぐ共通
な部屋を提供する運動可能な閉鎖装置とを有し、
閉鎖装置がその開位置にあるときにはシリンダが
共通な部屋を介して連通され、閉鎖装置がその閉
位置にあるときにはシリンダが分離されるように
なつており、閉鎖装置はシリンダに向かつて付勢
されており、これによつて通常はシリンダを分離
し、これらのシリンダ内の圧力に応じて動くよう
になつている。閉鎖装置はその閉鎖位置で隣接す
るシリンダを分離するので各シリンダ内の給気、
成分、圧力および温度またはその他のパラメータ
を変更することが可能であり、しかもその給気を
共通のチヤンバ内で混合することが可能である。

例えば、完全に異なる混合気を隣接するシリン
ダへ導入可能であり、理想的に正しい空燃混合気
を一方のシリンダに導入し、任意の体積または成
分の空気またはガス（例えば排気ガス）を他方の
シリンダに導入してもよい。この構成は、共通の
チヤンバ内の混合気に影響を及ぼすが、個々の燃
焼室内の混合気の燃焼の開始には影響を与えな
い。これは、広い範囲の異なつた燃料を使用する
ことが可能であり、発生された熱を吸収し（この
熱は、ここで吸収されなければ喪失されてしま
う）てこれを有用な仕事に変換することができる
ように周囲温度の空気等を前述の他方のシリンダ
を介して導入し、これによつて排気温度の低下
と、燃料消費の改善と、汚染の低減とを可能にし
ている。

付勢するための装置は、調節できるようにする
ことも可能であり、燃焼室の低い温度にも拘らず
高い圧力を維持可能である。

燃焼室空間の総てを占める閉鎖装置のその着座
位置への復帰は、燃焼したガスの力の総てが使用
され、掃気が必要でないことを意味する。好まし
くはばね装置である付勢装置は、ピストンの降下
行程ないし動力行程に対して付加的な動力を与え
る。

閉鎖装置は、シリンダ内に設けられたピストン
とすることもできる。このピストンは、その着座
位置では作用シリンダの共通な燃焼室の総てを占
める。

本発明の一形態では、閉鎖装置は、隣接するシ
リンダのリムの直接上方に位置し、これらのシリ
ンダの夫々の給気のために適当な通路を形成する
と共に、４行程エンジンの弁に対して充分な空間
を与える。閉鎖装置即ち燃焼室ピストンは、圧縮
圧力を自動的に変更するための好適な制動装置を
有するばねに抗して作用するように配置されても
よい。燃焼室ピストンは、その閉鎖位置で作用ピ
ストンのリムに休止し、各シリンダ内の給気を分
離する弁としても作用する。４工程エンジンで
は、排気行程と、吸気行程と、大部分の圧縮工程
との際、燃焼室ピストンは、その閉鎖位置にしつ
かりと着座したままである。

作用ピストンのリムへ強固に接触するように弾
性的に負荷される燃焼室ピストンを有する簡単な
構成では、圧縮行程の際２つの別個の給気は夫々
のチヤンバ内で圧縮される。好適な圧力に達する
と、空燃給気は点火され、圧力の増大により燃焼
室ピストンはその座から離れる様に押圧され、上
昇する作用ピストンは、上昇する燃焼室ピストン
によつて形成された燃焼室空間内に夫々の給気の
総てを送り込む。別個の給気の燃焼および混合で
生じる圧力は作用ピストンに加えられ、動力行程
の際にはこの圧力は低下し、燃焼室ピストンはそ
の座へ押戻され、作用ピストンに追加のスラスト
を与える。

本発明の実施例は、次の利点が得られるもを可
能にする。

(1) 稀薄な全体の混合気を効果的に燃焼し、燃料
消費を低減する。

(2) 過剰空気を供給して低い温度で一層完全な燃
焼を行つて、汚染を低減する。

(3) より高い定速走行時の圧縮比が達成可能であ
り、効率を向上し且つ燃料消費を改善する。

(4) エンジン製造者のこの構成への転換は比較的
簡単に実施可能である。

(5) 燃焼室のばねで吸収されるエネルギは、動力
行程を効果的に延長するための有用な利得とし
て解放される。

以下、添付図面を参照して本発明の好適実施例
を説明する。

図面を参照すると、シリンダブロツク１０は、
２つのシリンダ１２，１４と、２つのピストン１
６，１８とを有している。シリンダヘツド１９
は、シリンダブロツク１０に装着され、棒ばね２
４で付勢される閉鎖装置を形成するピストン２０
を有する。

ピストン２０は、装置を形成する棒ばね２４で
拘束される腕２２によつて所定の位置に保持され
る。これ等の棒ばね２４は、２つのクランク２８
を介して作動される固定可能な調節装置２６で調
節可能である。ピストン２０は、エンジンブロツ
ク２０の部分３２に着座する座３０を有してい
る。付勢されるピストン２０は、ピストン１６，
１８のドーム形ヘツド３６の形状に相補形に機械
加工された２つの凹面３４を有し、ピストン２０
がエンジンブロツク１０の部分３２に着座すると
き、上死点のにおけるピストン１６，１８のピス
トンヘツドと、ピストン２０の下面との間に最小
の空間が存在するようになつている。

シリンダヘツド１９は、ピストン１６，１８が
上死点にあつて、ピストン２０がエンジンブロツ
ク１０の部分３２に着座するときにピストン１
６，１８のドーム形成ヘツド３６と相補形をなす
２つの凹面３８を有している。

ピストン１６，１８は、共通のクランク軸（図
示せず）で一致して作動するようになつている。

尚、図面には吸気孔および排気孔は示されては
いないが、これらはエンジンの最終設計に従つて
所望の位置に設けることが出来る。

シリンダ１２，１４には異なつた混合比の混合
気を供給することが出来る。また、一方のシリン
ダに所定の混合比の混合気を供給して他方のシリ
ンダに空気等の所望のガスを供給する等も可能で
ある。

運転サイクルは、スパーク点火の４行程サイク
ルに従つて下記の如く行われる。

ピストン１６，１８が、閉鎖されたヘツドに向
つてシリンダ内を上昇して所定の空燃混合気を圧
縮して圧縮行程が開始する。ピストン２０が付勢
されてその面３０がエンジンブロツク１０の部分
３２に着座しているときピストン１６，１８が上
死点に近づくと点火が行われ、圧力が上昇する
と、付勢されているピストン２０が座から離れて
上昇し、共通の燃焼室が形成されて別個の給気が
混合される。ピストン１６，１８が下方行程の
際、付勢されているピストン２０がエンジンブロ
ツク１０の部分３２に再度着座するまでシリンダ
内の圧力が低下する。

排気行程の際にはピストン１６，１８は上死点
に戻るが、このとき付勢されたピストン２０は強
固に着座しているのでピストン１６，１８の上方
には最小間の〓しか残されておらず、これによつ
て完全な掃気が行われる。

ピストン１６，１８の次の下方（吸気）行程に
おいては、空燃混合気がシリンダ１２に導入され
ると共に、他の異なつた混合比の所望の混合気が
シリンダ１４に導入される。

次に、最終の戻りないし圧縮の行程が行われ、
４サイクルが反復される。

燃焼空間を制限して圧縮比を制御する付勢され
たピストン２０は、クランク８，９の間に設けら
れた調節装置２６で所望の性能に適合するように
調節可能である。図示する実施例では、ピストン
２０に対する付勢が即ち偏倚力を調節するための
ターンバツクル４０が設けられている。

調節装置２６の作動、または偏倚力をサイクル
中に自動的に変更することを可能にする液圧シリ
ンダを使用することも可能である。

また、他の例としては、液圧装置または空気装
置のいづれかによる制動装置によつて、付勢され
るピストン２０の運動を制御することもできる。

他の例として、最大出力に最も適した空熱混合
気を、両シリンダ１２，１４に導入してもよい。
このときは、燃焼の際に生じる最初の高いシリン
ダ圧力の一部を吸収し、このエネルギをピストン
２０の下向きの運動による作用行程の際に戻すよ
うになつたばね機構または棒ばね２４を有する単
なる可変圧縮エンジンとして運転される。これに
よつて、最高圧力を低減して、平均有効圧力を増
大することができる。

以上の如く、ピストン２０は、通常はシリンダ
１２，１４を分離し、これらのシリンダ内の圧力
に応じて動くようになつているので、各シリンダ
に異なる燃料を供給することが可能であり、各シ
リンダはそれぞれ異なる作用を行うので、各シリ
ンダの生成物が共通の燃焼室において混合してそ
の組成を変えることが出来る。

例えば、シリンダ１２において燃料に点火し、
他のシリンダ１４に適当な燃料または適当な混合
気を供給してこれに点火することが出来る。ま
た、シリンダ１４に極めて薄い混合気を供給する
ことによつて高い燃焼効率を得ることが可能であ
り、空気の汚染を防止することが出来る。

そして、ピストン２０がその座３２から押し離
されるとシリンダ１２，１４を連絡する共通の燃
焼室が形成されてこれらのシリンダの生成物が混
合される。然しながら、ピストン２０は毎回同じ
程度に上昇するとは限らない。燃焼工程において
供給される混合気が少ない場合や、圧力が小さい
場合にはピストン２０は僅かしか上昇せず、小さ
な燃焼室が形成され、シリンダヘツドが固定され
ている通常のエンジンの場合に比べて効果的な燃
焼を行うことが出来る。

膨張工程において、燃焼圧力が減少するとピス
トン２０を偏倚する力がピストン２０をその座３
２に着座させ、全ての燃焼生成物をシリンダ１
２，１４内に押し返す。これに対し、通常のエン
ジンでは、燃焼ガスの一部は単に燃焼室を占拠す
るだけで無駄にされている。

本発明はデイーゼルエンジンを包む圧縮点火エ
ンジンにも適用可能である。

上述の説明は付勢されるピストン２０に関して
なされているが、他の変形可能な閉鎖装置例えば
ばねや空気装置または液圧装置で制御可能な隔膜
（好適な材料のもの、または熱に耐える様に好適
に保護されたもの）を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の装置の図式的な断面図を示す。 １２，１４……シリンダ、２０……ピストン、
２４……棒ばね、３２……エンジンブロツクの部
分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対になつた燃焼用のシリンダ１２，１４と、
   各シリンダに設けられて同じ様に作用するピスト
   ン１６，１８と、これらのシリンダを跨ぐ共通な
   部屋を提供する運動可能な閉鎖装置２０とを有
   し、該閉鎖装置がその開位置にあるときには前記
   シリンダが前記共通な部屋を介して連通され、該
   閉鎖装置がその閉位置にあるときには前記シリン
   ダが分離されるようになつており、前記閉鎖装置
   ２０は前記シリンダに向かつて付勢されており、
   これによつて通常は前記シリンダを分離し、これ
   らのシリンダ内の圧力に応じて動くようになつて
   いるエンジン。 ２ 前記閉鎖装置２０がその閉位置にあるときに
   は該閉鎖装置は隣接する前記シリンダ１２，１４
   を気密に分離する、特許請求の範囲第１項に記載
   のエンジン。 ３ 前記閉鎖装置２０が、調節装置２６，２８，
   ４０を備えた棒ばねまたは付勢装置２４によつて
   付勢されている特許請求の範囲第２項に記載のエ
   ンジン。 ４ 前記閉鎖装置２０が前記対になつたシリンダ
   のリムの上方に位置し、該閉鎖装置がその閉位置
   にあるときには前記シリンダを分離する壁の一部
   ３２に気密に接触する特許請求の範囲第１項、第
   ２項および第３項のいずれか１項に記載のエンジ
   ン。 ５ 前記閉鎖装置２０が前記シリンダ内に作動可
   能に装架されたピストンであり、該ピストンがそ
   の着座位置にあるときには該ピストンは燃焼シリ
   ンダの燃焼室または多数の燃焼シリンダに共通す
   る燃焼室の大部分を占めるようになつた特許請求
   の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記
   載のエンジン。 ６ 前記ピストン２０は前記付勢装置２４に対し
   て作用して前記シリンダ１２，１４内の圧力を自
   動的に変化させるようになつている特許請求の範
   囲第５項に記載のエンジン。 ７ 前記ピストン２０は、エンジンの点火前の圧
   縮工程では隣接する前記シリンダ１２，１４の燃
   焼室を気密に分離して各シリンダ内で夫々の吸気
   を圧縮し、燃焼時には前記ピストンがその封止位
   置から動かされて共通する燃焼室を形成する特許
   請求の範囲第６項に記載のエンジン。 ８ 前記隣接するシリンダには異なる混合気が供
   給されるようになつた特許請求の範囲第１項から
   第７項までのいずれか１項に記載のエンジン。