JPH0526779A - 圧縮膨張装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低速回転速度領域から高速回転速度領域までの
広範囲な回転速度領域までを再現し、かつピストンの圧
縮から膨張工程への移行を円滑に行い、そして、圧縮膨
張装置を小型にする。 【構成】実験用シリンダ１内に設けた実験用ピストン１
１にクランクシャフト２に連続し、該クランクシャフト
２を駆動用シリンダ３内に設けたピストン３１に連結す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの燃焼室内に
おける燃焼状態を観察するために、燃焼室内での圧縮膨
張工程を再現する圧縮膨張装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの燃焼室内における燃焼状態を
観察するためには、シリンダヘッド部をガラス等の透明
な材料にて形成しなければならず、実際のエンジンを用
いることができないため、別途に、内部が観察できる実
験用シリンダを用いなければならない。

【０００３】該実験用シリンダには吸排気バルブを設け
られないため、該実験用シリンダ内部を摺動するピスト
ンは、圧縮行程初期の停止状態から、所定の回転速度に
相当する速度まで瞬時に加速し圧縮工程を行わなければ
ならない。

【０００４】上記のごときピストンを瞬時に加速する従
来の装置として、上記実験用シリンダの同軸上に駆動用
シリンダを設置し、該駆動用シリンダの内部に配設され
たピストンと上記ピストンとをロッドを介して連結す
る。そして、該駆動用シリンダ内部に高圧作動流体を供
給して両ピストンを駆動するピストン式装置が知られて
いる。

【０００５】あるいは、高所から落下させた錘により回
転軸を回転させ、所定速度まで回転速度が上昇すると、
予め配設したカムシャフトと該回転軸とをクラッチを介
して連結し、該カムシャフトのカムにより上記ピストン
を駆動させる重錘式装置が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の装置
のうち、上記ピストン式装置は、圧縮工程から膨張工程
への移行を円滑に行うことができず、実際のエンジンの
燃焼状態を再現できないという問題がある。

【０００７】また、上記の重錘式装置は、装置全体が大
型化すると共に、低回転速度しか再現できないという問
題がある。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、比較的小型の装置で、高速回転速度領域まで再現で
き、かつ圧縮工程から膨張工程への移行を円滑に行うこ
とのできる圧縮膨張装置を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、実験用
シリンダ内に配設された実験用ピストンを駆動し、該実
験用シリンダ内の作動室内を圧縮膨張せしめる圧縮膨張
装置において、上記実験用ピストンに連結されたクラン
クシャフトと、該クランクシャフトと連結され該クラン
クシャフトを回転駆動せしめる流体圧アクチュエータと
を有することを特徴とする圧縮膨張装置を提供できる。

【００１０】

【作用】本発明の圧縮膨張装置では、実験用ピストンを
クランクシャフトにより駆動しているので、圧縮行程か
ら膨張行程への移行が円滑に行える。

【００１１】また、該クランクシャフトを流体圧アクチ
ュエータにより駆動するので、駆動装置を小型化するこ
とができ、更には高速回転状態を再現することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。図１は、本発明の実施例の構成を示す図であ
る。

【００１３】１は、実験用シリンダであり、内部にはピ
ストン１１が往復自在に保持されている。そして、該ピ
ストン１１によって燃焼室１２が形成されている。

【００１４】上記ピストン１１はクランクシャフト２に
連結されており、該クランクシャフト２の回転により往
復駆動される。また、該クランクシャフト２にはブレー
キ２１が設けられている。

【００１５】３は駆動用シリンダであり、内部にはピス
トン３１が往復自在に配置されており、また該ピストン
３１は上記ピストン１１と所定位相異なった状態にて上
記クランクシャフトと連結されている。

【００１６】上記駆動用シリンダ３は両端部が閉鎖され
ている複動型シリンダであり、該駆動用シリンダ３の内
部はピストン３１によって分割され、作動室３２と作動
室３３とが設けられている。また、該駆動用シリンダ３
には、上記ピストン３１が所定位置まで移動した時点
で、作動室３２と作動室３３とを連通するバイパス管路
３４が設けられている。そして、該バイパス管路３４に
は駆動用シリンダ３内部の作動流体である空気を排出す
るバルブ３５が設けられている。

【００１７】上記駆動用シリンダ３には、更に、上記作
動室３２への作動流体である空気の流入を制御するバル
ブ３６を介して空気タンク３７が連結されている。尚、
該空気タンク３７の空気排出口部分には該空気タンク３
７へ空気が逆流しないようにチェックバルブ３８が配設
されている。

【００１８】次に、上記構成による本発明の装置の作用
について説明する。図２は、本発明による装置の機構を
示す説明図である。

【００１９】尚、上記図１では実験用シリンダ１と駆動
用シリンダ３とを並列に構成したが、本図２では、水平
対向に構成した状態で説明する。

【００２０】図２（ａ）は、実験開始状態を示してお
り、該状態では、ブレーキ２１によりクランクシャフト
２は回転禁止状態となっている。また、ピストン１１は
圧縮行程初期の位置にセットされており、燃焼室１２に
は所定量の空気が充填されている。更に、ピストン３１
は駆動用シリンダ３内の図における右側に位置してお
り、バルブ３５及びバルブ３６はともに閉鎖されてい
る。

【００２１】次に、バルブ３６を開放し、空気タンク３
７からの高圧空気を作動室３２内に充填する。そして、
該作動室３２内の圧力が十分に上昇した後、ブレーキ２
１の作動を解除する。

【００２２】すると、クランクシャフト２はピストン３
１によって、図に示す回転方向に回転運動を開始する。
作動室３２内の作動流体、すなわち高圧空気は膨張する
ため、ピストン３１の移動速度を急加速し、従って、ク
ランクシャフト２を介して連結しているピストン１１
を、燃焼室１２を圧縮する方向に急速に駆動させる。

【００２３】クランクシャフト２の回転位置が図２
（ｂ）に示す位置、すなわちピストン１１が上死点を所
定量通過した位置まで進行すると、実験は終了する。
尚、ピストン１１が上死点位置に到達する以前に、既
に、バイパス管路３４によって作動室３２と作動室３３
とが連通しており、作動室３３内に流入した空気圧力に
よりピストン３１は制動される。

【００２４】そして、バルブ３６を閉鎖した後、バルブ
３５を開放し、駆動用シリンダ３内の空気を排出する。

【００２５】上記において、本発明の実施例について詳
細に説明したが、本発明の精神から逸れないかぎりで、
種々の異なる実施例は容易に構成できるから、本発明は
上記特許請求の範囲において記載した限定以外、特定の
実施例に制約されるのものではない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実験用ピストンをクランクシャフトにより駆動し、ま
た、該クランクシャフトを流体圧アクチュエータにより
駆動するので、小型の装置で、高速回転速度領域まで再
現し、かつ圧縮工程から膨張工程への移行を円滑に行う
ことのでき、従って実際のエンジンの圧縮、燃焼、膨張
の各行程を精度よく再現することができ、燃焼研究の効
率的な推進に貢献できる圧縮膨張装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。

【図２】本発明による装置の機構を示す説明図である。

【符号の説明】

１…実験用シリンダ ２…クランクシャフト ３…駆動用シリンダ ２１…ブレーキ ３４…バイパス管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井克典 神奈川県大和市代官３−９−５ レオパレ ス代官202

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実験用シリンダ内に配設された実験用ピス
   トンを駆動し、該実験用シリンダ内の作動室内を圧縮膨
   張せしめる圧縮膨張装置において、上記実験用ピストン
   に連結されたクランクシャフトと、該クランクシャフト
   と連結され該クランクシャフトを回転駆動せしめる流体
   圧アクチュエータとを有することを特徴とする圧縮膨張
   装置。
2. 【請求項２】上記流体圧アクチュエータの作動流体は空
   気であることを特徴とする請求項１記載の圧縮膨張装
   置。
3. 【請求項３】上記流体圧アクチュエータは駆動用ピスト
   ンを介して２個の作動室を有する複動型シリンダであ
   り、上記駆動用ピストンの所定量移動時に、上記２個の
   作動室を連通し該駆動用ピストンの移動速度を制動せし
   める制動手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   圧縮膨張装置。
4. 【請求項４】上記クランクシャフトに設けられ、上記実
   験用ピストンの駆動開始時に上記クランクシャフトの回
   転禁止状態を解除するブレーキ手段を有することを特徴
   とする請求項１記載の圧縮膨張装置。