JPH11502003A - 独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関エンジンの汚染を防止する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関エンジンの汚染を防止する方法及び装置であって、圧縮室、燃焼室（１）及び膨張室（１６）は、完全に独立した別々の三つの部分で構成され、低出力運転、たとえば都市部での走行の際には、燃焼室の充填時、燃料噴射器（６）がもはや作動されず、したがって燃焼室には、各サイクルにおいて、高温で圧縮された純粋な空気が充填され、エンジンのコンプレッサからの圧縮空気を入れた後に、燃焼室中に、室温で超高圧によって空気が貯蔵されている外部タンク（２３）からの少量の追加空気が導入され、この少量の追加空気は、燃焼室中にすでに収容されている圧縮熱気と接触することによって加熱されて膨張し、膨張時に動力行程を生起するように初期の圧力を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】 独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関エンジンの 汚染を防止する方法及び装置 本発明は、一定容積の独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関エンジンの汚 染を防止する方法及び装置に関する。 本発明者は、そのフランス特許出願、国内登録番号第９５０１５１８号及び第 ９５０２２１２号の中で、一定容積の独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関 エンジンに関する方法についてすでに述べている。ここでは、圧縮室と燃焼室と 膨張室とは、別々の三つの部分からできており、完全に独立していることによっ て、これら三つの要素の各々が互いに影響を及ぼし合うことなく、それらに割り 当てられた機能に適するように構成できる。さらに、膨張制御システム（９５０ ２２１２）は最大膨張圧力をクランク角度に一致させることができ、このタイプ のエンジンの総合効率を一層改善することができる大きな接線力を与えることを 可能にする。 ただし、特に自動車で都市区域を運転する場合には、エンジンが依然として燃 料を消費しているので、汚染物質は、かなりの割合で減少するとはいえ、それで もなお発生してしまう。 本発明によるエンジンの運転方法によれば、エンジンがほんのわずかの出力し か必要としないときに、特に都市を走行する際に、このような汚染ガスの発生を 完全に除去することができる。 この方法は、実行手段、特に、低出力運転時に、燃料噴射器がもはや作動され ず、またこの場合、何らかの適切な手段によって燃焼室中に、エンジンのコンプ レッサからの（燃料無しの）圧縮空気が燃焼室中に入った後、周囲温度下で超高 圧の空気（あるいは他の何らかの気体）が貯蔵されている外部タンクから少量の 追加空気が導入され、この少量の圧縮空気は、燃焼室内の熱気団と接触すること により熱せられて膨張し、この膨張によって、たとえば都市部を走行する車両を 運転するのに十分な動力行程を得ることができるように、燃焼室内の圧力を実質 的に増大させることを特徴としている。得られる出力は、噴射された追加空気量 に依存する。 この方法はまた、超高圧の圧縮空気による外部タンクの再充填を可能にし、汚 染防止走行の連続動作能力を改善するために、減速の際または高出力運転の際に 連動される高圧コンプレッサをエンジンに装備することを特徴とする。 したがって、都市区域では汚染ガスを排出せずに低出力で運転することができ 、また燃料噴射器は動作させるが追加空気噴射器は動作させないことにより、必 要に応じて瞬時に、路上での通常の使用と両立可能な動力を発生させることがで きることが理解されるであろう。 噴射される追加空気の量、噴射手段、圧縮空気の貯蔵形態、使用される気体、 貯蔵タンクの充填手段は、減速および制動時もしくは路上運転時に作動する搭載 コンプレッサによって、および／または、特別に装備されたガソリンスタンドの ポンプ、または、貯蔵用ボンベを交換することによって、本発明の原理を変える ことなく変更することができる。 本発明は、一定容積の独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関エンジン、特 に、他のエンジン用途と同様、車両における都市部での使用に適用される。本発 明はまた、従来の内燃機関エンジンにも適用される。 本発明の他の目的、利点、特徴は、添付の図面を参照して、いくつかの実施形 態についての非限定的な説明を読むことによって明らかになるであろう。 第１図は、排気行程の最後で、主ピストンが上死点にある、 一定容積の独立した燃焼室をもつ内燃機関エンジンに適用された本発明の実施形 態を示す横断面図である。 第２図は、膨張行程の開始点における同一内燃機関エンジンを示す図である。 第３図は、車両への取付けを示す概略図である。 第１図及び第２図は、一定容積の独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関エ ンジンに適用される本発明による方法の実施形態を示す図であり、ここでは、燃 焼室１には、緩衝容積２によって、ほぼ一定の圧力で保たれている圧縮空気が供 給されるが、この緩衝容積への供給は、ダクト３を通ってコンプレッサによって 行なわれる。 開閉がフラップ５によって制御されるダクト４は、緩衝容積２を独立の燃焼室 １へ接続し、空気及び燃料の混合気が燃やされるところの燃焼室１内に該混合気 が導入される前に空気及び燃料の混合気を生成するための燃料噴射器６を備えて いる。 膨張シリンダ７は、コネクティングロッド９によってクランク軸１０のクラン クピンに接続された主ピストン８と、対向二次ピストン１１を備えており、この 二次ピストンの運動は、燃焼室を膨張室１６に接続するパイプ１４をフラップ１ ５が開放 するとすぐ、膨張開始圧力を最小容積で形成すると共に、最適の膨張平均接線力 を与えるクランク角及びコネクティングロッドの傾斜角に一致させるべく、下降 行程の一部分で主ピストンに同行するように、ここではそれ自体がクランク軸１ ０によって駆動されるカム１２によって制御される。 本発明による追加圧縮空気の噴射器２２は、燃焼室１に取り付けられ、さらに 、高圧の圧縮空気（あるいは互換性のある他の気体）を貯蔵するボンベ２３から 減圧弁を通して供給される。 本発明によれば、低出力運転の際、第１図に示されているように、エンジンが 膨張シリンダの上死点にあると、燃料噴射器６は作動されていないので、燃焼室 １は孤立しており、燃料を含まない純粋な圧縮熱気団を収容している。追加空気 噴射器２２が開放され、室内に高圧貯蔵ボンベ２３から出され、移動を可能にす るように燃焼室を支配している圧力よりもわずかに大きな圧力下で膨張した少量 の追加空気団が導入される。この追加空気団は、室内に含まれる圧縮空気と接触 することで加熱され、膨張して、第２図に示されているように、パイプ１４が開 放されると膨張室内で膨張して動力行程を生起するように初期の圧力をかなりあ るいは実質的に増大させる。ここに示され たエンジン装置の効率が優れているため、追加空気の量は非常に少なくてすみ、 発生する動力の大きさを決定するであろう。 燃焼室への追加空気の噴射手段は、本発明の原理を変えることなく変更するこ とが可能であるが、それでも、搭載電子機器によって、特に流量をより容易に制 御することができる燃料噴射器のような電磁式噴射器が望ましい。 第３図は、本発明による方法を車両に適用した場合の概略図を示しているが、 ここで、高圧追加圧縮空気の貯蔵タンク２３Ａは、「ポンプ」で充填するための 充填孔２４と、搭載された小型高圧コンプレッサ２６によって供給される補助充 填孔２５とを備えている。このコンプレッサは、減速及び制動時にクラッチシス テム２７によって作動して車両に優れたエンジンブレーキを提供し、路上での高 出力運転時にも作動する。このような設備は、汚染が除去された運転の際の連続 動作能力をかなり増大させるという利点を有している。 タンク、空気噴射器、高圧コンプレッサ、そのクラッチ、充填用バルブ、他の 逆止弁の設計は、本発明の原理を変えることがない限り、変更することができる とともに、本発明は、上述及び図面に示した実施形態にまったく限定されるもの ではなく、 その精神から離れない限り、当業者の能力範囲内で考え得るところの用途に応じ た数多くの代案が可能であることはいうまでもない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．圧縮室、燃焼室及び膨張室が分離して完全に独立した三つの部分からなり、 該三つの要素の各々が互いに影響を及ぼすことなく各々に割り当てられた機能に 適するように構成されており、エンジンの効率を改善することかできる膨張の制 御システムを備え得る隔離された一定容積の独立室内で燃焼が行なわれる一定容 積の独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関エンジンの汚染を防止する方法で あって、低出力運転、たとえば、このように装備された車両における都市部運転 の際、 一定容積の燃焼室を充填する間、燃料噴射器がもはや作動されず、この燃焼室 には各サイクルにおいて高温下で圧縮された純粋な空気が充填されており、 燃焼室内にエンジンコンプレッサからの圧縮空気が入った後、何らかの適切な 手段によって、周囲温度で超高圧の空気あるいは他の気体が貯蔵されている外部 タンクから少量の追加空気あるいは他の気体が導入され、移動を可能にするため に燃焼室を支配している圧力よりわずかに大きい圧力で膨張し、 この少量の追加空気は、すでに燃焼室内に収容されている圧 縮熱気と接触することで加熱されて膨張し、膨張するときに十分な動力行程を生 起することができるように、燃焼室内を支配している初期の圧力を実質的に増大 させることを特徴とする方法。 ２．前記エンジンが、燃料噴射器が作動されているときの高出力走行時と同様、 車両の減速または制動時にも作動する付属の高圧コンプレッサを備えており、汚 染防止運転時における連続動作能力を改善することができることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載のエンジンの汚染を防止する方法。 ３．一定容積の独立した燃焼室をもつサイクル式内燃機関エンジンに適用される 請求の範囲第１項に記載の汚染を防止する方法を実施するための装置であって、 燃焼室（１）には、開閉がフラップ（５）によって制御されるダクト（４）を通 して、ほぼ一定の圧力に維持されている圧縮空気の緩衝容積（２）が供給され、 このダクトは、空気及び燃料の混合気が燃焼室中に入れられる前にこの混合気を 生成するための電磁式燃料噴射器（６）を収容しており、膨張シリンダ（７）は 、コネクティングロッド（９）によって、クランク軸（１０）のクランクピンに 接続されている主ピストン（８）と、反対側に取り付けられ た二次ピストン（１１）とを備えており、この二次ピストンの運動は、燃焼室を 膨張室に接続するパイプ（１４）をフラップ（１５）が開放するとすぐ、膨張開 始圧力を最小容積で形成すると共に、最適の膨張平均接線力を与えるクランク角 及びコネクティングロッドの傾斜角に一致させるべく、下降行程の一部分で主ピ ストンに同行するように制御されており、燃焼室（１）には、超高圧で空気を貯 蔵する圧縮空気ボンベ（２３）から減圧弁を通して供給を受ける電磁式空気噴射 器（２２）が取り付けられており、低出力運転、たとえば都市部で車両を使用す るとき、燃料噴射器（６）は作動されず、緩衝容積（２）内に収容されている圧 縮熱気が室内に入れられた後で、空気噴射器（２２）が、周囲温度で少量の追加 空気を入れるように起動され、すでに燃焼室内に収容されている熱気と接触させ ることによってこの追加空気を加熱して膨張させ、膨張室を燃焼室（１）に接続 するパイプの開放後すぐに膨張室内で膨張させて動力行程を生起するように圧力 を増大させることを特徴とする装置。 ４．追加圧縮空気の貯蔵タンク（２３または２３Ａ）が、車両に特別に装備され たポンプで直接的に、超高圧で圧縮空気また は他の気体を充填可能な逆止弁付きの充填孔を有していることを特徴とする請求 の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置。 ５．貯蔵タンク（２３、２３Ａ）は、汚染が防止された運転において実現可能な 連続動作能力を改善するように、エンジンが路上で高出力運転されるときと同様 、車両の減速または制動時にクラッチ（２７）あるいは他の手段によって起動さ れてエンジンブレーキを改善することができる搭載超高圧コンプレッサ（２６） によって供給を受ける補助充填孔を有していることを特徴とする請求の範囲第１ 項から第４項のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置。 ６．請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の方法及び装置の従来の 内燃機関エンジンへの適用。