JPS60501169A - 内燃機関とその作動サイクル - Google Patents

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】 内燃機関とその作動サイクル 本発明は内燃機関に関し、さらに詳細には熱効率が高く、出力対厘瀘比が極めて 優れ、燃料経済性に曖れ、汚染物質の排出蓋が少なく、馬力が一定し、可変圧縮 比および可変圧縮制動を備えたコンノくクトな設計の内燃機関に関する。

従来技術 現在用いられている内燃機関の主なものは、クランク軸とシリンダで構成し、動 作ピストンがシリンダ内に往復運動し回転式クランク軸を駆動する型式のもので ある。

この構成の変形したものには、直立列形、Ｖ形、星形および水平対向形心合わせ エンジンが／ある。構成形態に関係なく、ピストンは２つの主要作動サイクル、 すなわち２行程もしくは４行程の火花点火定容サイクルまたは２行程もしくは４ 行程の圧縮点火ディーゼルサイクルのうち一方に基づいてシリンダ内を往復動す る。火花点火サイクルでは、好ましい空燃比で均一混合気＆ま、嘔気火花または これと同じものによって引起こされる点火により圧縮される。圧縮点火サイクル でをま、燃料を家、圧縮によって燃料の自然点火または自己点火温度を超えた温 これまで一発されてきた２つの形式の作動サイクルと各種の外形上のエンジン構 成は、満足し得るものでを家あるが個々には付随する欠陥を伴なって−・る。

火花点火エンジンにあっては、燃料は予め空気と混合させておいて、所望の比率 範囲すなわち１】：１と１７：１内に入るように制御された空燃比をもった望ま しく１均一風合気が提供されなければならない。１７：１より大き〜）空燃比は 、燃焼しないこともある混合気を生じ、１１：１以下の空燃比は、燃料消費の観 点からは不充分で、汚染に関しても受入れられない混合気を生じる。さらに、火 花点火エンジンの圧縮比は、圧締行程中、均一な混合気が不用意に早点火されな いように、ある最大値に抑えている。「この圧縮比の限界により、火花点火エン ジンの熱効率の限界が定まってしまう。

火花点火エンジンとは対照的に、圧縮点火エンジン＆１圧縮行程中、燃料の自然 点火温良よりも高〜・温度まで加熱される望気を用いているので、燃料は不均一 なやり方で、前記の加熱された空気に噴射されて燃焼を行なう。

従って圧縮７点火工／ジンに注入された燃料＆１．力）なり過剰の空気中で燃焼 して膨張行程用に＆１力・なり大きな質蓋の加熱空気を生じ′させはするが、燃 焼用としてシリンダ内で利用できる空気をみんな利用するとをま限らな（・。

だから圧縮点火エンジンは火花点火エンジンと比較して熱効率に実質的な同上が みられる。し力・し残念なことには、圧縮点火エンジンは熱効率の向上に対して はかなり複雑で高くつく燃料供給噴射機構を必要とする。

在来のクランク軸とシリンダの構成では、与えられた特定の作動サイクルには関 係なく、ピストンは燃料が点火されるサイクルの成る期間を通じて常に最上位置 またはその近くにある。この構成において、クランク軸動程位置は、作動サイク ルを最も小さくさせるピストンの働きに反するさ一メントＡコニＡ−を呈するの で、その部分のサイクル期間中ピストンに対し膨張を行なう燃焼生成物の機械的 変換効率は良くない。

さらに在来のクランク軸・連接棒構成の機械的な制約は、クランク軸動程距離と 連接棒の長さが固定され、容易に変えられないので、エンジンの圧縮比を変える ことが非常−托困難である。このため、在来のクランク軸・連接棒構成は可変す る圧路法には対応しない。一般に認められているように、可変圧縮エンジンは、 各種、各品等の燃料の使用を可能にし、かつ各種の代替エンジン燃費が変わった り、軍事的な背景で燃料供給が確かでない状況に特に適している。クランク軸・ 連接棒構成の機械的制約の外に、在来のカム作動弁列は、エンジン出力カーブの 一部にのみ最適である固定した弁調時が必要となる。

一般に認められているように、可変弁調時は全エンジン作動範囲にわたって最適 化を可能にする。

前述した事情に鑑み１本発明の目的は、就中、空気と各塊、各品等の燃料の均一 な混合気がこれまで得られたものよシずつと高い圧力比で圧縮点火法によシ点火 される内燃機関の全く新規でこれまでになく改良されたサイクルを提供するにあ る。

本発明の他の目的は、カム作動のピストンが高い機械的効率を生じさせ１回転当 シ１．２の出力行程またはそれ以上の出力行程を与え、非常にコンパクトに設計 されて高い出力対重量比をもたらす新規な形式の内熱機関を提供することにある 。

本発明の他の目的は、ａ金気の物理化学的遅延期間を減少し、燃焼は一定の体積 およびまたは一足の圧力条件下で行なわれ、非常に高い圧ｍ＊ｅｖｔ比が用いら れる新規でこれまでになく改良された作製す１クルをもったエンジンを提供する ことにおる。

本発明の他の目的は、公知の設計とは違い、効率をさらにずっと上り゛るように ピストン行桂を短かくシ、これによって実質的な燃料軒済性を得る構成を提供す るにある。

本発明の他の目的は、熱効率と機械的効率の付加上昇が、排気ガス流の圧力と熱 のエネルギおよび複式にすることによってエンジン出力にこれまでになく上昇が みられる冷却機構の熱エネルギを回収することによシ達成されるエンジンを提供 することにある。

本発明の他の目的くエンジン作動中圧縮比を変える手段を備え、２種以上の燃料 が使用でき、汚染物の排出が少ないエンジンを提供し、かつ圧縮比を新しい作動 サイクルと組合わせることにある。

本発明の他の目的は、エンジン作動中、弁調時を度え、同上したエンジン制御と 可変圧縮制御を与えるエンジンを提供するにある。

本発明の他の目的は、マニホルド内で空気と燃料を混合することにより、高くつ く燃料供給系統を不要にするエンジンを提供するとともに、新規にして卓越した エン等しく良く作動して膨張用に大鼠の加熱空気を与えるエンジンを提供するに ある。その結果、エンジンは、多くの用途における伝動要件を不要に、またはこ れを減じる一定の馬力を出すことができる。さらに複式ターボ介−ジャで過給す ればエンジンの馬力をさらに増すことになる。

なうシリンダ内にある第１と第２のピストンを備えた少なくとも１つのシリンダ をもった内燃機関を提供することにある。分割弁、＞１ピストン間のシリンダ内 に設けられてピストン面間のシリンダ部分を第１ピストンと分割弁間で画定され た第１圧縮室と、第２ピストンと分割弁間で画定された第２圧縮室とに分割する 。ピストン運動と分割弁の開閉とは制御されて、へ口窄気が第１圧縮室と開いた 分割弁を経て＠２圧絹室に入り分割弁が閉じたとき第２圧縮室にとどまる一方、 混合気は第１圧縮室に入るようにされる。圧縮行程中は、分割弁は閉じられたま まにされ、ピストン運動は制御されて、第１ピストンが閉じた分割弁との間で画 定された第１圧縮室内の混合気を選択された圧力になるまで圧縮する一方、＄２ ピストンは閉じた分割弁の間で画定された第２圧縮室内の空気を、温度の断続的 上昇で隣接する第１圧縮蚕の圧縮された混合気の自己点火温度より高い温度まで にさせるだけの圧力になるまで圧縮する。ピストンの圧縮行程が完了すると、分 割弁が開いて第２圧縮堅の高温圧縮空気を、開いた分割弁を経て混合気を入れた 第１圧縮室まで導き、その混合気を点火する。その結果、第１圧縮堅でかくして 点火された混合気からでき上った燃焼生成物は開いた分割弁を経て第２圧縮室に 入りそこで空気をさらに加熱する。両方の圧縮室の加熱膨張した気体はピストン を仕事行程中に下死点位置まで強く後退させて以下に述べる燃焼生成物を効果的 に急激膨張させる。

本発明の好適な実施例においては、複数の作動シリンダは、長手方向にのびるエ ンジン軸線に対し平行に整合しかつ該軸線から等しく隔てられ、また作動シリン ダのおのおのには１対の作動ピストンと、各シリンダを第１と第２の圧縮室に分 割する分割弁とが設けられる。それぞれが回転自在に設けられた軸方向面カムは シリンダの両端に位置決めされ、カム従軍・連結機構はピストンを、それぞれの 運動を制御する軸方向向カムに連結する。選択されたカムの軸郭は、ピストンを 点火に従う圧縮行程と、後続する圧縮行程直前で各仕事行程の終端に中間の排出 ・掃気・吸気の相をもった次の仕事行程とを経て動かすようにしている。燃焼工 程中に生成された排気ガスは、使用可能な出力を排気ガスから抽出する目的で、 １つまたはそれ以上のタービンユニットに対して提供される。タービン軸は、吸 気を圧縮または空気制御パルプ用の圧縮空気を供給するコンプレッサユニットに 接続または該ユニットを駆動する。さらにタービン軸はエンジン出力軸に接続さ れてエンジンを複式化するかまたは複式ターボチャージャ構成としてこれにより 吸気コンプレッサユニットを駆動するのに必要なもの以上に排気ガス流から抽出 した使用可能な出力がエンジン馬力の出力を増大させる。在来の閉止形気化器も 適してはいるが、燃料は電気的または機械的に制御された燃料噴射装置から供給 するのが望ましい。

本発明の具体例の１つにあっては、混合気を圧縮するこれらピストンを制御する 軸方向面カムは、エンジンの長手方向軸線に沿って選択的に変位し、混合気の圧 輪比を変え、特定の品等、種類の燃料に対し燃焼パラメータを最適なものにする 。さらに軸方向面カムは初期の仕事行程中一定の体積およびまたは一定の圧力燃 焼を効率よく増大させるよう都合よく形状づけられる。

それぞれのシリンダを空気・燃料圧縮室と点火空気圧縮室とに分割する分割弁は いくつかの形にすることができる。１つの例では、分割弁は、おのおのに複数の 扇形の開口がある、整合する＠１と第２の円板弁を備え、また円板弁の１つは移 動できるように取付けられているので、円板弁の開口は互いに交代に一致して分 割弁の片側から片側への連通な行ない、一致しないと、分割弁を効果的に閉じる 。他の例にあっては、複数の扇形の開口を設けた揺動中間円板弁が同じ扇形の開 口を備えた２つの静止円板弁間に位置決めされて、分割弁の開閉が揺動中間円板 弁によって制御されている。また別の例にあっては、分割弁はすべりブロック弁 として形成される。

必要とされる温度と圧力の故に、分割弁は、排気弁のたぐいの用途に従来から向 けられている材料から作られる。さらに、セラミックは分割弁を作るのに好適で ある。

望ましくは弁の面同志が一致する面対面の界面間に生じる洩れをすべてバイパス 通路を介してエンジン排気管に向けられ圧縮室の洩れと、予想される早点火とを 防止することができる。

分割弁の可動部分は、カムおよびカム従軍を介して機械的に、空気アクチュエー タを空気作用で、ｉ＋ｉａソレノイドを電気的に、または油圧アクチュエータを 油圧で、他の制御手段を用いるなどして色々なやり方で制御する。

本発明は不均一ではなく均一の混合気を圧縮点火するのに新規なサイクルを提供 し、これによって圧縮中点火エンジン、直接噴射による火花、点火エンジンに従 来用いられていた高価な高圧燃料噴射構成を不要にする。さらにエンジンは、比 較的大きな質鼠の空気を急速に加熱し、気相燃焼生成物から最高の仕事エネルギ を抽出する機会を多くする比較的大きな膨張比とすることによって全体の熱効率 を最適なものにする。２段膨張すなわち複式エンジンまたは複式ターボチャージ ャ構成の使用によって吸気を圧縮し、かつエンジン出力軸に付加的なエネルギを 与えるという両方の目的で、排気ガス流からエネルギをさらに余計抽出すること ができる。

図面の簡単な説明 本発明の目的、特徴および利点のみならず各図の中味も添付図面に基づく例示的 で好適な実施例の詳細な説明により全く明らかなものとなる。

第１図は本発明に基づく２行程×２行程（２／２行程）の作動サイクルの展開を 図解的に示す平面図、第２図は本発明に基づく可変圧縮制動という特徴を備えた ４行程×２行程（４／２行程）の作動サイクルの展開を図解的に示す平面図、第 ３図は本発明に基づく可変圧縮制動特性を備えた輿望行程×２行程（４Ｖ／２） の作動サイクルの展開を図解的に示す平面図、＠４図は本発明に基づ（エンジン の好適な実施例の部分断面等角図で一部選択的に切欠いて示すか、または分かり 易くする理由で省略を行なっているが、可変弁調時制御系の選択された変換器と アクチュエータは示されている。

第５図は本発明に基づくエンジンの好適な実施例の横断面図、第６図は第４図示 のエンジンの吸気分割弁とこのアクチュエータの詳細図、第７Ａ図は第５図のエ ンジンの上方弁カートリッジアセンブリの等角詳細図、第７Ｂ図は第５図示の下 方弁カートリッジアセンブリの展翻等角詳細図、第８Ａ図はカム従軍の第１実施 例を示″ｆ横断面図、第８Ｂ図は第８Ａ図の８Ｂ−８Ｂ線に沿った部分的横断面 図でカム従車ころがり部材とビン従軍のａ戟におけるそれぞれのころがり接触点 を示す、第８Ｃ区はカム従車の第２芙施例を示ｊ横１１ｒ面図、第８Ｄ図はカム 従軍の′＃Ｊ３実施例を示す部分的横断面図、第８Ｅ図は本発明に基づくカム従 軍の第４実施例を示す横断面図、第９図は各種のエンジン構成の動作特性を示す 比較表である。

好適な実施例の説明 第１図、第２図および第３図は、第４図と第５図孔間して大体説明される各種エ ンジンの実施例における例示的な作動サイクルを示す。第１図、第２図および第 ３図に示す作動サイクルは、広いグループに属する可能な作動サイクルとその度 形例の単なる例示である。第１区は２つの完全な作動サイク・ルがエンジンの３ ６０　反回転中に生じ、かつ定圧燃焼を効率よ（増大させる特徴をもつ１８０度 ２行程×２行程（２７２行程）の作動サイクルな示す。第２図は２つの完全な作 動サイクルがエンジンの３６０曳回転中にまた完了し、かつ所望の定盪撚焼に特 徴づけられ、弁調時を変更することにより可変圧縮制動を含むように修正できる ４行程×２行程（４／２行程）の作動サイクルを示す。第３図は定置・定圧燃焼 に特徴づけられ、弁調時を変更することにより可変圧縮制動に特徴つけられるよ うに修正でき、かつ輸送エンジン用途にめした真空行程×２行程（４Ｖ　／　２ 　）の作動サイクル変形を含む４行程サイクルを示す。

第１図において円形の軸方向面のカムＣ１・Ｃ２が平面展開で示され、また各図 にはこれらカムの対向カム輪郭の間に代表的なシリンダＣＹＩ、があるのが示さ れる。シリンダＣＹＬ　には、開放または閉止位置いずれかにある分割弁ＤＶと 、空気・燃焼混合室を画定する分割弁とカムＣ１間にあるピストンＰ１と、点火 ・空気室を画定する分割弁とカムＣ２間のピストンＰ２とがある。ピストンＰ１ は截頭円錐冠を備えたものとして示される一方、ピストンＰ２は補完的な凹状冠 を備えたものとして示される。分割弁ＤＶには勾配があって、２つのビス、トン がそれぞれ上死点位置にあるときこれらピストン間で画定されたすきま簡に合わ せている。ピストンＰＩ、Ｐ２はピストンとそれぞれのカム面間に位置状めされ た球状のころがり部材として図解的に示したカム従動子機構ＣＦＩ・ＣＦ２によ って、カムＣＩ、Ｃ２に接続される。カムＣＩ。

Ｃ２は両方とも同一方向に回転するように、機械的に結合される。第１図、第２ 図および第３図において、明確を期するために、軸系およびまたは他の機械面継 手は図示されない。例示のシリンダに関する＠１図の位置ｒａＪ・・・・・・「 ｅ」は、それぞれの作動サイクル位置におけるピストンＰ１．Ｐ２の相対位置を 示すものである。

シリンダについて点火空気および混合気両方の吸気は、ピストンＰ１の下死点近 くの円周方向に位置する吸気口ＩＰを通じて行なわれる。吸気口ＩＰはピストン Ｐ１の運動によって開放または閉止される。閉止した状態の吸気口ＩＰは実線で 示される。ピストンＰ２の下死点付近の円周方向に位置する排気口ＢＰを介して シリンダの排気が行なわれる。排気ＬＪＢＰはピストンＰ２の運動によって開放 または閉止される。閉止した状態の排気口ＢＰは実線で示される。

第１図の２行程×２行程（％行程）作動サイクルは先ず位置ｆａＪに示した作動 サイクル部分を見るとよく分かる。この位置「ａ」では、ピストンＰＩ　、Ｐ２ はそれぞれの上死点またはその付近にあり、分割弁Ｄ■は開放されて、その弁を 介して連通ずることができ、カムＣ１・Ｃ２の輪郭は上昇端にあり、ピストンＰ Ｉ、Ｐ２をその上死点付近に拘束し、両ピストン間に燃焼室を形成する。

位置ｒａＪに示した作動サイクル部分の直前に、以下に詳述するように、分割弁 １）Ｖは開放され、ピストンＰ２で圧縮した（例えば圧縮比２４：ｌ）高圧空気 かピストンＰ１の面と分割弁ＤＶ間で圧縮した混合気中に入って、混合気を点火 させる。

ピストンＰ１の行程終端位置はそれぞれのカムＣ１の輪郭によって調節され、１ ２：ｌのような選択した圧縮比によって混合気の圧縮を行なう。一般にピストン Ｐ１による選択された圧縮比は特定燃料の出力を最大にし℃でるだけ高くしなけ ればならないが、望ましくない早点火または異常爆発を生じるおそれあるほど高 くする必要はない。ピストンＰ２で圧縮した空気は分割弁ＤＶの反対側で圧縮し た混合気の点火温度より高い温度まで断熱上昇するのに充分な圧力にまで圧縮さ れる。一般に圧縮比は２４：１とすれば十分である。ピストンＰ１．Ｐ２の面と 分割弁ＤＶ間の距離または上部空間が減少すると、圧縮比は急激に増大するので 、カムＣＩ、Ｃ２の輪郭の上昇を調節することによって、圧縮比を正確に調節す 、ることかできる。さらに第４図および第５図に関して、以下に詳述するように 、カムＣ１は全体がその回転軸に沿って前進または後退して、混合気シリンダの 圧縮比を変化させ、極めて望ましい可変圧縮制動を得ることができる。当業者な ら容易に理解し得るように、可変かつ調節可能な圧縮比によって各種、各品等の 燃料を使用することが可能となる。たとえば最適な効率が得られるように、単に 圧縮比を変えるだけで、ディーゼル燃料またはガソリン燃料およびその他の気体 、液体、微粒子燃料（高エネルギ燃料を含む）などの各種、各品等の燃料を燃焼 させることができる。

分割弁ＤＶの開放時、分割弁ＤＶとピスト７２２間で圧縮した高・−圧点大温度 の空気がピストンＰ１の面と分割弁ＤＶ間で圧縮した圧縮混合気中に入り、第１ 図の位置「ａ」で波形線で示されるように、この混合気を点火させる。分割弁Ｄ Ｖはいくつかの円周上に設けた等間隔の穴を有しているため、いくつかの点火個 所での点火が同時に開始し、波面を生じさせ、この波面は分割弁からピストンＰ １に向けて燃焼する。削進する波面とピストンＰ１の面の間には膨張力のある未 燃焼混合気があるため、この波面は最初に定圧状態で前進する。燃焼中、混合気 は分割弁ＤＶとピストンＰ】の面の間に集まるため、この燃焼過程は「層化」ま たは「成層」過程と考えることができる。ピストンＰ２で圧縮される空気は比較 的大量であるため、相当な余剰酸素を利用して、選択した空燃比またはこの空燃 比を圧＠ｒ３する圧縮比に関係なく、混合気の燃焼を促進させることができる。

混合気が燃焼すると、燃焼室内の圧力は上昇し茜温の燃焼生成物が生じ、これは 分割弁ＤＶの開口を通り、開放した分割弁ＤＶとピストンＰ２の面との間の室内 にある比較的大量の空気を加熱し、かつこれと混合する。当業者なら明らかなよ うに、利用可能な大量の余剰酸素で、燃焼およびそれに続く排気物中の未燃焼分 子また一部燃焼した炭化水素分子の酸化を促進させ、完全な高圧燃焼を行なわせ ることができる。余剰酸素は勿論、利用可能な酸系を必要とする触媒促進反応を 含むところの排気の後燃焼処理の促進に利用することができる。

分割弁を開放して、点火温度の空気を混合気中に導く前述の点火順序の結果、点 火遅れを大幅に少なくし全体の点火順序が従来の圧縮点火および火花点火エンジ ンに優る効率で行ない得るように改良できる。従来の圧縮点火エンジンの場合、 燃料は相当な圧力でそれぞれ、異なった大きさの分離小滴としてシリンダ内に噴 射され、燃焼室内で色々な方向に運動する。このため物理的な連動期間がまじ、 この期間中、水滴の一部は蒸発し燃料気化分の帯域で包囲される。この小滴の温 度はその後、燃焼空気の点火温度まで上昇する。最初の燃料気化分が燃焼し始め ると、化学的遅延が生じ、この遅延がある間、燃料気化分が消費され、燃焼熱に よって残された燃料ｉ１％滴はさらに蒸発する。知られているように、燃料小滴 の一部が燃料の蒸発を行な５間に、他の燃料部分は燃焼し始める。その結果、従 来の圧縮点火エンジンの物理的および化学的遅延では極めて大きなものとなり、 予想することも全くできない。これに対して火花点火エンジンでは点火直前に混 合気は均一な状態となるため、従来の圧縮点火エンジンのそれと比べて、物理的 および化学的遅延は少ない。しかし点火は点源で行なわれ、膨張波面として燃焼 室内に拡散する。圧縮点火および火花点火両エンジンに対して、本発明の点火遅 れは遥かに少なくなる。これは点火直前に混合気が均一な状態になり、点火は火 花点火エンジンのように、単一個所ではなく、開いた分割弁に隣接した共通面の 複数の個所で行なわれ、混合気を通って、開いた分割弁からピストンＰ１の面ま で前進する波面を生じさせて前述した層化または成層燃焼を行なわせる。

点火空気シリンダは比較的太歓の余剰空気を供給するので、混合気室内の燃料単 位社当たりの燃焼熱は１点火空気シリンダから供給された比較的入社の空気の温 度を上昇できるものであることを要し、膨張行程の開始と終了間の温度差は従来 の圧縮点火エンジンの場合よりも相対的に小さい。その結果、従来の圧縮点火エ ンジンよりも効率をあげることかできる。膨張行程中に得られた大きな温度差は 前述した点火遅れの短縮化がその一理出である。

図示するようにカムＣ１，Ｃ２は回転すると、燃焼中に生じた相当な気体圧に応 答して、ピストンＰＩ　、Ｐ２をそれぞれの下死点に向けて後退させる。ピスト ンＰ１・Ｐ２の膨張行程中、カムＣ１，Ｃ２の一方または両方の下向輪郭におけ る少なくとも一部は、極めて望ましい均圧燃焼状態が得られるような形にするこ とができる。勿論、カム輪郭は、もどり輪郭へ移っていく間、飛び超しまたは切 換えが最小となるように選択される。出力行程中、ピストンＰ１．Ｐ２がそれぞ れの下死点に向けて下降すると、復帰するカム輪郭によ゛つてピストン力は所望 の回転運動に転換される。知られているように、出力行程中、動作ピストｙＰＪ 、Ｐ２の両方に作用するモーメントアームは一定であり、従来の往復運動するク ランク軸・連接棒構成のエンジンとくらべて、機械的効率は大巾に上回る。従来 のエンジンは、出力行程中、動作ピストンに作用するモーメントアームは気体圧 力が最大のとき（すなわち、上死点またはその直後）最小となり、これと逆に、 ピストンが下死点に向けて動く際に最大となり、気体圧力は体積膨張によって減 少する。ここで説明してきた各種のエンジンの場合、軸方向面カムＣＩ、Ｃ２の 半径を大きくまたは小さくすることによって、トルク出力は容易に増減させるこ とができる。

ピストンＰ１．Ｐ２はその下死点に向けて運動を続け、第１図の位置ｒｂＪに示 した排気行程に入り、この行程中、ピストンＰ２は排気口ＥＰを開放し、長い点 線の矢印で示したように、相当蓋の燃焼生成物を排出する。排気口がピストンＰ ２により始めて開放されると、ピストンＰ１はカムＣ１輪郭の一時休止部分で調 節され、大量の燃焼生成物を排出し、またシリンダ内圧をシリンダ掃気を行なう のに十分な低圧に降下させることができる。

この一時休止期間終了時、カムＣ１輪郭は復帰し、ピストンＰ１に吸気口ＩＰを 開放させ、第１図の位置「Ｃ」で鎖線の渦巻き矢印で示したようにシリンダ掃気 を開始する。シリンダ吸気口ＩＰが開放されるまで、シリンダ内圧はその時開放 された吸気口ＩＰを通ってシリンダに流入する加圧吸気の圧力以下に減圧し１分 割弁ＤＶの開口、ついで開放排気口ＢＰを通ってシリンダＣＹＬ　に沿つて残り の排気生成物を掃引し、残留排気生成物を効率よく除去し分割弁とピストンＰ１ の問および分割弁とピストンＰ２の間に存在する容量だけの新しい吸気をシリン ダ全体に再充填する。

新しい吸気が分割弁を掃引すると、シリンダＣＹＬ２に復帰した熱によって分割 弁に対する所望の冷却が行なわれる。

第１図の位置「り」およびｒｄＪの間に示したよ５Ｋ。

作動サイクルの掃気部分が完了すると、分割弁ＤＶが閉じ、これとほぼ同時に、 カムＣ２の輪郭は上昇しピストンＰ２を前進させて、排気口］１３Ｐを閉じ、従 って、これで閉じた分割弁とピストンＰ２の面の間の室は一定籠の外気を収容し 、以下に説明するように、ピストンＰ２はさらに、前進し続けると、引続いて圧 縮を行なう。ピストンＰ】の位置は分割弁ＤＶの閉じた後、わずかの藺、吸気口 ＩＰが開放したままであるように調節する。この間、ピストンＰ１の面と閉じた 分割弁Ｄ■との間に形成された室の依然として開放されたままの吸気口から燃料 が適切に調節された燃料噴射装置によって吸気に噴射される。噴射燃料の量は所 望の空燃比が得られるのに十分なものとする。選択した空燃比は火花点火エンジ ンのように狭い範囲内ではなく、たとえば、９：１の低い値から極めて高い値ま で、非常に広範囲にわたって変えることができる。空燃比の上限は機械的摩擦力 に打克って空気の圧縮と点火を行なうのに要する出力によって決まる。

燃料噴射の直後、カムＣ１の輪郭は勾配上昇に移り、ピストンＰ１を前進させて 、第１図の位置ｒｄＪの右側に示すように、吸気口ＩＰを閉じる。この作動サイ クル時、分割弁ＤＶは閉じたままで、ピストンＰ２の面との間に形成された室は 、もしあったとしても最小鼠の排気生成物と共に、充填吸気を収容している。閉 止分割弁とピストンＰ１の面との間に形成された室は選択した比による混合気を 収容している。

カムＣ１の輪郭は第１図の位置ｒｅＪでピストンＰ１の前進を継続して行ない１ ２：１のような選択した圧縮比によってその混合気を圧縮する。この圧縮比は殆 んどのガソリンに使用され、自然発火を生ぜずに、最高の熱効率を達成すること ができる。この圧縮比は低オクタン価ガソリンに対しては小さくし特定のディー ゼルまたは石油系燃料に対しては大きくすることができる。同時に、カムＣ２の 輪郭はピストンＰ２をその上死点に向けて前進させ、２４：１のような選択した 圧縮比で、その充填空気を圧縮スる。この圧縮比は、このようにして圧縮した空 気の温度を閉止分割弁ＤＶの反対側に負荷した圧縮混合気の点火温度よりも高温 に断熱上昇させるのに適した値である。

圧縮行程の完了時、ピストンＰ１．Ｐ２両方ともそれぞれの上死点にある。ピス トンＰ１．Ｐ２がその上死点に達する少し前または少し後に、分割弁ＤＶが開き 、分割弁ＤＶとピストンＰ２の面との間で圧縮した高い点火温度および面圧の空 気がその開いた分割弁を通って圧縮した混合気中に流入しかつこの混合気と混合 し、混合気を点火し前記したサイクルを反復させる。

第１図において、前述した作動サイクルはカムが１８００回転する間に行なわれ るため、エンジンが３６００　回転する毎に、全作動サイクルが２回行なわれる 。カムＣＩ。

Ｃ２の輪郭はエンジンが１回転する毎に行なわれる作動サイクルを増減し得るよ うに容易に変えることができる。

第２図は第１図の展開図と同じ要領で、本発明による４行程×２行程（４Ａ行程 ）の作動サイクルを示すものである。第２図の第１肉との相異点は、頭部扁平ピ ストンを使用したこと、および第２図の吸気口ＩＰは分割弁の近くに位置決めし 、シリンダＣＹＬ　の外側に回転可能なように取付けた吸気弁工ｖによって吸気 弁の動作を調節する点である。以下に詳述するように、吸気弁ＩＶは、２つの位 置間を回転し、かつ吸気口ＩＰと交互に整合して吸気口を完全に開き、また吸気 口から外れて、これを完全に閉じる穴を備える。

ピストンＰＩ、Ｐ２をその上死点またはその付近に位置決めし、分割弁を開く第 ２因の位置「ａ」を先ず考慮すると、第２図の作動サイクルがよく分かる。構成 要素がこの位置に達する直前に、分割弁ＤＶは開放され、圧縮した点火温度の空 気が、分割弁ＤＶとピストンＰ２の面との間に形成された室から、ピストンの開 口を通って開いた分割弁ＤＶとピストンＰ１の面との間に形成された室内の圧縮 した混合気中に入るようにしている。第２図の位置「ａ」での点火は波形線で示 される。

ピストンＰ１．．Ｐ２はそれぞれのカムＣＩ　、Ｃ２の休止部分で第２図の位置 「ａ」に示した位置に保持され、定容燃燥による望ましく、かつ高効率の特性を 提供する。定容燃焼の利点については、例えば１９５８年、ジョン・ウィリー・ ’７７　ト・サン／（（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ）発行のＨ−フ　 デグラ−（Ｈ，Ｅ、Ｄｅｇｌｅｒ　）著の［内燃機関（Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｃｏ ｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅ　）　Ｊの７７−９８頁、１９７３年、ハーバ ・アンドＴＯつ（Ｈａｒｐｅｒ　＆　Ｒｏｗ　）発行のＥ。

Ｆ、オバー）　（Ｗ、Ｆ−Ｏｂｅｒｔ）著の「内燃機関と空気汚染（Ｉｎｔｅｒ ｎａｌ　Ｃｏｍｂｑｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅ　ａｎｄ　Ａｉｒ　Ｐｏ１ｌｏｔｉ ｏｎ　）　Ｊ０１６６〜１７５　頁に記載されるところである。ピストンＰ１． Ｐ２はそれぞれの上死点付近に位置決めされ、定容燃焼室を形成しているため、 混合気は望ましく、かつ有利な定容状態で燃焼する。このことは、燃焼過程中、 ピストンがその下死点方向に押され、最高シリンダ圧の発生を抑制し、また燃焼 過程を冷却することも多く、その結果、最適な作動効率以下となり、また排気中 に未燃焼生成物が生ずることになる別の形式構造の往復運動エンジンと対照的で ある。混合気が燃焼すると、そのとき、定容量の燃焼室の圧力は上昇し、その後 、高温の燃焼生成物は分割弁ＤＶの開口を通り、開いた分割弁とピストンＰ２の 面との間の室内にある比較的大量の空気を加熱し、かつこの空気と混合する。

燃焼過程が生ずると、カムＣ］、Ｃ２は回転し、それぞれの輪郭が下降し、ピス トンＰＩ　、Ｐ２が燃焼過程中に生じた気体圧の増大に応答して、それぞれの下 死点に向けて後退し始めるまで回転し続ける。ピストンＰＩ、Ｐ２が後退すると 、ピストン力はもどり輪郭に作用し、従ってカムＣ１，Ｃ２が回転する。

ピストンＰ１．Ｐ２はそれぞれの下死点に向けて出力行程を継続する。この下死 点で、ピスト、ンＰ２は位Ｉｔ　ｒｂＪの排気口ＥＰを開き、膨張して比較的低 圧の燃焼生成物をシリンダから排出する。排気口ＥＰの開放と同時に、カムＣＩ の輪郭は上昇して、第２図の位置ｒｂＪに示すように、ピストンＰ１をその上死 点に向けて前進させ、ピストン文援による排気ラムまたは押出し運動を行なう。

ピストンＰ１の前進量は勿論、カムＣ１の上昇輪郭によって調節されるが、一般 にピストンＰ１は第２因の位置「Ｃ」に示したように、少なくとも吸気口に向け て、またはその付近まで前進しなければならない。ピストンＰ１がその排気叉援 を行なう最大限のところに到達すると、カムＣ１のカム輪郭は一時休止に変わり 短期の掃気が行なわれる。構成部材が第２図の位置ｒＣＪに示した位置にある間 行なわれる掃気中、回転可能な吸気弁ＩＶを適宜調節することにより吸気口ＩＰ は開かれ、その時は前進しているピストンＰ１の面との闇に形成された室内に新 しい加圧吸気が入り、分割弁１）ＶとピストンＰ２の面との間に形成された呈を 介して、分割弁ＤＶの開口から掃引し依然として閉じている排気口ＥＰから排出 される。掃気サイクル中、シリンダを通る空気流は分割弁を冷却し、シリンダＣ ＹＬ２に熱を戻し、ピストンＰＩ。

Ｐ２の面を冷却させる作用をする。このピストン支援による排気と掃気サイクル が完了すると、カムＣ２は上昇輪郭に変わり、ピストンＰ２を前進させて、よっ て排気口ＥＰを開き、分割弁ＤＶは第２図の位置Ｉ”ＣＪおよびｒｄＪ間に示す ように閉じられる。このようにして、この時は閉じている分割弁ＤＶと、同じく 閉じている排気口ＢＰとの間に形成された室には新気が充填され、その後、これ を混合気の点火温度以上の温度まで圧細し、燃焼する。

分割弁ＤＶとピストンＰ２の面との間の室内に新気の充填圧縮が済むと、カムＣ Ｉの輪郭は下降し、ピストンＰ２は後退し容量膨張と減圧とを行ない、位置ｒｄ Ｊで実線の渦巻き線により示したように開放吸気口ＩＰを通って空気および燃料 を吸引する。混合気は通常の吸気行程の吸引により、ま、たは望ましくは過給機 またはターボチャージャを介して供給される圧力によってシリンダ中に導入する ことができる。さらに燃料はたとえば、吸気が開放吸気口を通って燃焼室内に流 入する前に、気化により、または燃料噴射装置から吸気流への燃料噴射により、 たとえばシリンダ外で予混合することができる。吸気流路、吸気口および燃焼室 の形状は、禍巻き流を生じ、燃焼室内で混合気を渦巻き状にし、混合気流を乱流 にして空気と燃料の混合効率を高め、物理的な遅れ時間を短縮することができる ようにしである。物理的な遅れ時間の短縮により、化学的遅れ時間も短か（なり 、よって全体的な点火遅れ時間を短縮できる。燃料室外での燃料混合に加えて、 燃料は開いた吸気口を通って直接混合気室内に噴射することができ、この室内で は渦巻き状の乱流によって、空気と燃料の混合が行なわれる。ひとたび、混合気 がシリンダ内に導かれると、吸気弁ＩＶは第２図の位置「ｄ」および「ｅ」間で 閉じる。

位置「ｅ」のカムＣ１，Ｃ２それぞれの輪郭は上昇しピストンＰ１がピストンＰ １と閉止分割弁ＤＶ間の混合気を１２：１のような選択した圧縮比により圧縮す る。前記圧縮比は望ましくない早点火を生じるほど大きな値としないで燃料中の 熱、エネルギを有効に利用できるように選択する。同時に、ピストンＰ２は２４ ：１のような選択比によりピストンＰ２と閉じた分割弁ＤＶとの間に形成された 室内の充填新気を圧Ｍｊる。この圧縮比は、前記圧縮した空気の温度を閉じた分 割弁ＤＶの反対側におけるさせるのに十分な値である。

ピストンＰ１．Ｐ２の各上死点によって形成された頭部空間がピストンの相対的 行程によって僅かに変化した場合でも、圧縮比は重要な変化１受けるので、カム Ｃ１・Ｃ２の上昇輪郭を容易に調節して、それぞれの圧縮比を調節できる。また 第４図および第５図に関して、以下に詳述するように、カムＣ１全体はその回転 軸に沿って、前進または後退し、圧縮比を変えて、各種、各品等の燃料に合わせ られる。

ピストンＰＩ　、Ｐ２がそれぞれの上死点に達すると、分割弁ＤＶが開き、分割 弁とピストンＰ２との間の室内の比較的高圧に圧縮された空気は分割弁ＤＶの開 口を通・って圧力の低い混合気中に流入し、この混合気を点火する。

点火個所は開いた分割弁ＤＶに近接して広がることにより、開いた分割弁ＤＶに 隣接する領域からピストンＰ１の面に向かい、かつその面にまで燃焼させる波面 が前述した「層化」または「成層」燃焼な庄じさせる。この点火は、波形線で示 される第２図の位置「ａ」で示される。

燃焼過程はカムＣ１，Ｃ２の輪郭によって得られた望ましい定容状態で経過し、 シリンダ内の圧力を増大させる。

かくして、カムＣ１・Ｃ２両方の輪郭は下降して前述したように出力行程中膨張 を行なわせる。

第２図示の作動サイクルは、エンジン軸が１８０°回転する間に完了し、エンジ ンが完全に１回転する間に２サイクルを行なう。すなわち、カム輪郭を変形させ 、エンジン１回転毎のサイクル数を増減させるのである。

第２図の作動サイクルには、分割弁と吸気弁の調時を制御して達成される好適な 圧縮制動モードがある。第２図の位置「ａ」に示したように、圧縮制動サイクル は、ピストンＰＩ　、Ｐ２がそれぞれの上死点にあり、分割弁および吸気弁がそ の開放位置にあるときに開始される。カムＣ１，Ｃ２が回転すると、ピストンＰ １．Ｐ２はともに。

それぞれの下死点に向けて後退し、開放した吸気弁口から新気を吸引する。カム Ｃ］は、ピストンＰ１を上死点に向けて前進させる一方、ピストンＰ２を第２図 の位置ｒｂＪおよびｒＣＪで示した下死点にとどまるように輪郭づけられる。ピ ストンＰ１が上死点に達すると、分割弁は閉じ、ピストンＰ２は圧縮行程を開始 し、ピストンＰ２と、その時は閉じている分割弁との間で充填空気を圧縮する。

カムＣ１の輪郭はそこで下降し、ピストンＰ１をその下死点まで後退させ、充填 空気を再吸引する。ピストンＰ１がその下死点に達すると、吸気弁は閉じ、その 後、カムＣＩ、Ｃ２の上昇輪郭によりピストンＰＩ　、Ｐ２はそれぞれの充填空 気に向けて前進する。ピストンＰＩ。

Ｐ２が第２図の位置「ｅ」に示したように、それぞれの上死点に遅すると、分割 弁および吸気弁が開き、この時には圧縮されている空気を放出する。第４図の実 施例について、可変圧縮特性に関し、以下に詳細に説明する。

圧縮制動は可変するものであることは知られている。

すなわち圧縮制動量は、分割弁と吸気弁の開閉時期を制御することで調節される 。このため、ピストンＰ１．Ｐ、２が第２図の位置ｒｅＪに示したそれぞれの上 死点に達するいくらか前に、分割弁および吸気弁を開き、また充填空気の装置が シリンダ内に流入し、その後ピストンＰＩ。

Ｐ２で圧縮される前に、分割弁およびまたは吸気弁を閉じることによって、圧縮 制動特性を変えることができる。

第３図は、第１図および第２図の展開図と同じ要領で、本発明に基づく真空行程 ×２行程（４Ｖ／２行程）からなる４行程サイクルの作動サイクルを示すもので ある。

第３図に示した作動サイクルおよび構成部材と第１図に示したものとの相異点は 、交通、輸送の分野で使用されるエンジンにとって好ましい可変圧縮制動特性を 備えていること、截頭円錐形の冠を有するピストンを使用していること、および 単一の穴、開口またはみそを有する滑動ブロック形弁で分割弁を形成しているこ とである。

第３図の作動サイクルは、ピストンＰ］、Ｐ２がそれぞれの上死点またはその付 近に位置し、分割弁が開いている第３図の位置「ａ」を先ず参照することにより 明らかとなる。構成部材が第３図の位置［ａＪで示した位置に達する直前に、分 割弁を開き、圧縮した点火温度の空気が、分割弁ＤＶとピストンＰ２の面との間 に形成された室から、分割弁の開口を通って開いた分割弁ＤＶとピスト７２１０ 面との間に形成された室内の圧縮された混合気中に入り、波形線で示すように点 火を行なう。

ピストンＰＩ、Ｐ２はカムＣＩ、Ｃ２の一時休止部分により、第３図の位置「ａ 」で示した位置に保持され、定容および定圧燃料という望ましい効率向上特性を 提供する。

その後、燃焼過程に入って、カムＣ１，Ｃ２はともに、短かい定容燃焼領域を通 って進み、それぞれの輪郭が定圧燃焼領域を通って下降し、ピストンＰ１．Ｐ２ が燃焼中ニ生じた気体圧の上昇に応答して、それぞれの下死点に向ゆて後退し始 めるまで、カムは前進する。ピストンＰ１・Ｐ２が後退すると、ピストン力はそ れぞれの復帰または下降輪郭に伝えられ、カムＣ１，Ｃ２を回転させる。ピスト ンＰＩ、Ｐ２はそれぞれの下死点に向けて出力行程を続ける。前記の下死点にお いては、第３図の位置ｒｂＪに示すように、ピストンＰ２は排気口ＥＰを開放し 、膨張した比較的低圧の燃焼生成物をシリンダＣＹＬ　から排出する。掃気７ア ンＳＦまたはこれと同じものが設けられて吸気口ＩＰがカムＣ１上の一時休止期 間によって副部されるピストンＰ１によって、閉じたままでいる間、蚕から排気 を除去およびその一部を排出する。第３図に示すように、掃気ファン８Ｆの下流 にはガスタービンＧＴを設け、膨張行程を伸長させる。次いでカムＣＡＭ郭は復 帰し、ピストンＰ１は吸気口ＩＰを開放し、第３図の位ｗ　ｒｂ、」と「ｃ」と の間でシリンダ掃気を開始する。

吸気口ＩＰが開放されるまで、一部排出されたシリンダの内圧は、この時には開 いている吸気口ＩＰを通って流入する吸気の圧力より低（なっていて、分割弁Ｄ Ｖの開口を通じて、シリンダＣＹＬ　に沿って、残留排気生成物を掃引し、つい で排気口ＥＰを通じて、シリンダから残留気体生成物を完全に除去し、分割弁Ｄ Ｖを冷却する作用をする新気をシリンダ全体に再充填する。吸気流はシリンダＣ ＹＬ１．分割弁Ｄ■を冷却し、シリンダＣＹＬ２に熱を戻し、さらにピストンＰ Ｉ、Ｐ２の冠部な冷却する。

第３図の位置「Ｃ」のすぐ右側で作動サイクルのうち掃気部分が完了すると、カ ムＣ２の輪郭は排気口ＥＰを閉じるのに足りるだけ上昇し、次いで一時休止部分 に入り、他方、カムＣ１の輪郭は上昇輪郭に変化し依然として開放したままの分 割弁に向けてピストンＰ１を前進させ開放した分割弁とピストンＰ２との間に形 成された室内で充填新気の圧縮を行なう。この「ラム予備圧縮」行程はピストン Ｐ］が上昇位置の上端、すなわち第４図の位ｆｉｔ　ｒｄＪの直後で、分割弁Ｄ Ｖの閉じる位置に達したときに終了する。このラム予備圧縮行程は、分割弁ＤＶ とピストンＰ２の面との間でシリンダを完全に過給する。

その後、第３図の位置「ｅ」に示すように１．カムＣ１の輪郭は下降し、ピスト ンＰ１を後退させてピストンＰ１の面とこの時には開いている分割弁ＤＶとの間 の室内に一部真空を生じさせる。これと同時に、カムＣ２の輪郭は上昇して、閉 じた分割弁に向けて、ピストンＰ２を前進させ、２４：ｌのような選択した圧縮 比によりその充填新気を圧縮する。

第３図の位置ｒｆＪの直前に示すように、ピストンＰ１がその下死点に達すると 、吸気口ＩＰは開放し、大気圧または大気圧以上に加圧した吸気はピストンＰ１ の面と閉じた分割弁ＤＶとの間の室内に吸引され、ピストンＰ１は第３図の位置 ｒｅＪで後退行程を経る間に、部分真空を生じさせ充填空気の吸気を促進する。

吸気中、燃料は開いている吸気口ＩＰを通って吸気中に噴射され、または吸気中 、気化器内で吸気と予備混合することができる。

空気および燃料がピストンＰ１の面と分割弁ＤＶとの間の室内に流入すると、カ ムＣ１の輪郭は上昇して、ピストンＰ１をその上死点に向けて前進させ、１２： ｌのような選択した比で混合気の圧縮を行なう。ピストンＰ１がその上死点に向 けて前進する間にピストンＰ２はその上死点に向けて前進を続は充填点火空気を 圧縮して隣接する室内の混合気の点火温度より高温になるまで断熱上昇させる。

ピストンＰ１．Ｐ２がともに上死点に達すると、分割弁ＤＶが開きピストンＰ２ の面と分割弁ＶＤとの間に形成された室から点火温度の加熱空気をピストンＰ１ の面と分割弁との間に形成された圧縮混合気中に流入させる。点火空気は前述し たように、点火中心点を生じさせ、この点火中心は分割弁からピストンＰ１方向 に前進する燃焼波面を生じさせる。

ピストンＰ１と開放した分割弁との間の前述した順化または成層燃焼領域で燃焼 し、かつ膨張する燃焼気体は次いで膨張行程中に開いた分割弁を通って充填空気 を加熱し、ピストンＰ１．Ｐ２をともに後退させる。

第３図の作動サイクルは、分割弁の調時すなわち開閉時期を変えて可変圧縮制動 をするのにも利用できる。第３図の位置ｒａＪに示すように、ピストンＰＩ、Ｐ ２が上死点にあり、分割弁が開いているときに圧縮制動サイクルが開始される。

カムＣ１・Ｃ２の輪郭は下降し、ピストンＰＩ　、Ｐ２を下死点に向けて後退さ せる。すると先ずピストンＰ２が排気口を開き、その後ピストンＰ１が吸気口を 開く。吸気口と排気口が開くと、シリンダには充填新気が導かれる。それからカ ムＣ１，Ｃ２の輪郭が上昇して、ピストンＰ２を少し前進させ排気口を閉じる。

次いで、ピストンＰ１はその上死点に回かつて前進して、ピストンＰ２の面と分 割弁との間に形成されたシリンダＣＹＬ２に対しラム支援充填を行なう。ピスト ン・Ｐｌがその上死点すなわち第３図の位置ｒｄＪの直ぐ後に届くと、分割弁Ｄ Ｖが閉じ、カムＣ２の輪郭が上昇し、ピストンＰ２でラム支援充填気体を圧縮す る一方、ピストンＰ１は次いで、位置「ｅ」およびｒｆＪに示すようにその下死 点まで後退し吸気口を開く。ピストンＰ２が吸気口を開（と、分割弁が開きピス トンＰ２’で圧縮した空気を吸気口ＩＰから排出する。圧縮制度モード中、シリ ンダに吸引される空気緻は空気流鎗を絞ることにより調節される。第４図の実施 例を参照して、可変圧縮特性について以下に詳述する。

第９図は例示として混合気および点火空気シリンダについて、寸法および関連す るシリンダ圧力のデータを夏。

■・■　およびＮ群の４組に分けて表にしたものである。

第９図に示したデータは混合気および点火空気シリンダそれぞれの充填空気を圧 縮したときのシリンダの体積効率に関するものであり一定の寸法に対して混合気 行程をいかに短かくすればエンジンの全体的な体積効率を向上させられるかを明 らかにしズいる。各群において唯一の運動変数は混合気ピストンの行程長さであ り、その他のデータは混合気ピストンの行程長さの変化による結果を示すもので ある。

第９図の表の各欄に記載したデータを次のように定義混合気　圧縮行程の開始時 、１５プサイアで充填した混合気シリンダ。

空　気　圧縮行程の開始時、１５プサイアで充填した点火空気シリンダ。

行程ｍｍ 混合気　各群とも約ｙｅ；ｍｍｍから約２５．４ｍｍの範囲内で変えた混合気シ リンダのピストン行程。

空　気　４群すべて定数（約７６．２ｍｍ）にした点火空気シリンダのピストン 行程。

圧縮比 混合気　各群では定数なるも群から群かとは可変させた混合気シリンダの圧縮比 。

空　気　１．１　および１群では定数なるもＮ群では別の値にした点火空気シリ ンダの圧縮比。

ｍ乳」 混合気　圧縮行程終了時で分割弁開放前の混合気シリンダのすきま空間またはヘ ッド空間。

空　気　圧縮行程終了時で分割弁開放前の点火空気シリンダのすきま空間または ヘッド空間。

全行程 混合気シリンダ・ピストンと点火空気シリンダ・ピストンの合計行程は分割弁開 放後の全膨張行程と考えることができる。

すきま空間 分割弁開放後の混合気シリンダ・ピストンと点火空気シリンダ・ピストン間の合 計すきま空間。

膨張比 この欄の数字は最終的な複合圧縮比と考えることができる。すなわち、たとえば 、ガソリンは１２：１から２０：１　までの比で燃焼ができる。

シリンダ圧力 混合気　分割弁開放前の混合気シリンダ圧力（加熱しない）。

窒　気　分割弁開放前の点火シリンダ圧力（加熱しない）。

圧力係数 圧力係数の欄は混合気および点火空気シリンダが最終圧力の欄の値に影響を及ぼ す数置的圧力値を示すものである。シリンダの圧力係数はそのシリンダのすきま 空間を合計すきま空間で割ってめタスきま空間比にシリンダ圧を掛けて得られる 。たとえば、■ｖ　群の欄の下の計算例が示すように１群の第１列および第２列 の数値から混合気シリンダおよび点火空気シリンダの合計すきま空間約１２．７ ｍｍに対するすきま空間はそれぞれ約９．５２５ｍｍおよび約３．１７５ｍｍで あることが分かる。混合気シリンダは合計丁きま空間の７５％（約９．５４．５ ｉｆｆｌ／　］　２．７　ｍｍ　）を有し、他方点火空気シリンダはその２５％ （約３．１７５ｍｍ／ｌ　２．７　ｍｍ　）を有する。混合気シリンダは分割弁 開放前、１２０　プサイの圧力を作用させるから最終圧力１８０　プサイに対し て混合気シリンダの圧力係数は９０プサイ（７５＊Ｘ１２０）で、点火空気シリ ンダの圧力係数は９０プサイ（２５ｓＸ３６０）となる。

最終圧力 分割弁開放後の混合気シリンダおよび点火シリンダのすきま空間圧力を合計した 値である複合圧力値。

増加チ （）　括弧円の数値は混合気シリンダの行程が唯一の利用可能な仕事である各群 （ｌ・■・ｌおよび■）内における圧力増加の−を示す。１群では、混合気行程 の約７６．２ｍｍから２５．４ｍｍまでの変化が、最終圧力を１８０　プサイア から２４０プサイアに、すなわち３３％増加させる。

〔〕　括弧内の数値はシリンダ圧力１２０　プサイアのときの圧縮比８：１にお ける圧力増加−を示す。

１群の最終圧力の欄では２８８（プサイア）という数値は１４０チの圧力増加を 示す。（圧力数値は全て加熱しない場合のもの）。

本発明のサイクルにより燃焼直前に最終圧力と温度が非常に高く上昇し、その結 果、非常に高い熱効率がみられる。熱エネルギを加えれば、効率は大幅に増大す る。

シリンダ内で失じた最終圧力は、混合気シリンダおよび点火空気シリンダの圧力 作用を組合わせたもので、かつ複合圧縮比と複合膨張比とを示す。最終圧力は、 混合気シリンダと点火空気シリンダのシリンダ圧およびこれらシリンダの最終圧 力に対する作用に影響する物理的パラメータを変えることによって、用途に応じ て変化する。

混合気シリンダおよびまたは点火シリンダの行程を延長し、または短縮すること により、これらシリンダ内で生ずる圧力とシリンダに対する圧力作力作用を変え て最終圧力を変化させる。第９図に示した例では、混合気シリンダの行程を変え て最終圧力を変化させに０当業名なら気が注くように、点火空気シリンダの行程 を同様の方法で変えて、最終圧力を同様に変化させられる。ある用途の場合、た とえば混合気シリンダの行程を比較的長（し、点火空気シリンダの行程を短かく することが必要とされる。

前述したような各種のエンジン作動サイクルその他のサイクルおよびこれらの変 形サイクルは、第４図と第５図に示したエンジンの実施例を含む各種のエンジン に利用される。本発明に基づく内燃機関の１実施例は第４図に示され、符号１０ を付けて説明される。本発明のエンジンの好適な実施例による構造を！−第５図 に示す通りである。このエンジン１０　（第４図）は長手方向にのびる軸線ＬＡ まわりに形成され、かつ長手方向軸線に対し平行に整合し、選択された半径で長 手方向軸線まわりに等間隔で配設された複数のシリンダＣＹＬＩ・・・・ｎを備 えているのでシリンダＣＹＬＩ・・・・・・ｎ　は拳銃の弾倉と同じ要領で位置 づけられる。シリンダＣＹＬ１・・・・・・ｎは吸気口および分割弁カートリッ ジアセンブリを備え、このアセンブリは全体を符号ＶＣで示し、シリンダを第１ と第２０半割シリンダＣＹＬ］・ＣＹＬ２とに分割している。第Ｊと第２の半割 シリンダＣＹＬＩ　、ＣＹＬ２は、第１図、第２図および第３図に関して前述し たように混合気と点火空気が充填されるように構成される。第１半割シリンダＣ ＹＬＩは左側工／ジンブロック部分内で交えられる差込スリーブとして作られ、 他方第２半割シリンダＣＹＬ２も同じく差込スリーブとして作られ、補完的な右 側工／ジンブロック部分内で交えられる。この右側ブロック部分は左側エンジン ブロックにボルト止めされ、弁カートリッジＶＣは適当なサイズのカートリッジ 受入空所内で適所に係止されるのがよい。第４図において、それぞれのエンジン ブロック部分を合わせるための各種の接続ボルト、パイロットビンおよびまたは 案内面は図示を省略した。分割ブロック構造、カー）　ＩＪッジ型式の弁および 差込シリンダスリーブは、組立および分解がたやすいエンジンを提供する。

ピストンＰ１は半割シリンダＣＹＬＩ内で弁カートリッジ■Ｃの片側に位置され て弁カートリッジＶＣとの間で混合気を圧Ｍする一方、ピストンＰ２はシリンダ ＣＹＬＺ内で弁カートリッジＶＣの反対側に位置し弁カートリッジＶＣとの間で 充填点火空気を圧縮する。ピストンＰＩ。

Ｐ２は、第１図、第２図および第３図に関して詳述したように、内燃機関の作動 サイクルを制御する上昇、下降および一時休止輪郭を有するそれぞれの軸方向面 カムＣ１・Ｃ２の制御のもとに、互いに前進し、上死点に接近し、互いに後退し て下死点に接近する。カムＣＩ、Ｃ２は背板ＢＰ（第４図では片方のみ図示）に よって支持され長手方向軸線ＬＡまわりを回転する。カムＣＩ　、Ｃ２はその局 面にある（第４図に図解的に示す）外リング歯車１（０１、ＲＧ２　を支えてい る。出力軸Ｏ８に同右したピニオン歯車ＰＧ１．ＰＧ２はカムＣＩ、Ｃ２のリン グ歯車ＲＧＩ　。

ＲＧ２と係合し、カムＣ１，、Ｃ２の回転に応答して出力軸Ｏ８を回転させる。

作用中は、以下に詳述するように、ピストンＰＩ、Ｐ２は半割シリンダＣＹＬ１ 　、ＣＹＬＺ間で往復運動しカムＣＩ、Ｃ２を回転させ、その回転を出力軸Ｏ８ に伝達する。

エンジン駆動の付属部品を備えた１つまたはそれ以上の出力取出装置ＰＴＯをエ ンジンに取付け、リング歯車ＲＧ１　またはＲＧ２　で駆動させる。複式ターボ チャージャアセンブリはエンジンの中心部にあって、符号Ｃ’Ｉ’　Ａで全体が 示される。複式ターボチャージャアセンブリＣＴＡ　は排気ガス生成物からエネ ルギを抽出するタービン部ＴＳと、以下に詳述するエンジン燃焼用の加圧吸気源 ならびに空圧制御アクチュエータ機構用の圧縮空気源を設けた接続圧縮機部分Ｃ ８とを備える。

＠４図に示すように、カムＣＩ、Ｃ２は軸方向面形式亀大体円形の基部３０と、 曲線状の軌道３４にのびる円筒状の軸方向にのびる延長部分３２と、半径方向外 向きにのびろリムまたはリップ３６とを備える。軌道３４およびリム３６はとも に以下に詳述するように、ピストンＰＩ、Ｐ２のカム従動子機構と保合する。カ ムＣ１・Ｃ２の基部３０はカムと支持背板ＢＰ間に介在する推力軸受ＴＢと係＠ する。この推力軸受ＴＢは第４図に示したシバ付きころ軸受やパッド形式の平軸 受ｔもったその他の推力軸受形状を含め種々の形にできる。カムＣ１，Ｃ２は長 手方向軸線ＬＡまわりを回転し、ピストン運動を制御する一方、背板ＢＰに支持 されてかかる回転を行なうよ−に構成されろ。

第４図の左側に例示したように背板ＢＰは、おおむね環状構造であって長手方向 軸線ＬＡに沿ってｅ相対的な摺動を行なう支持用の左側エンジンブロック部分内 に設けた整合する内径案内面内に受入れられ、または伸縮自在にされた外側機械 加工の面５８（シールは図示せず）をもった外径表面部を備える。

背板ＨＰの中心部分は図示するように開口し、吸気口ＡＩを形成し四角または台 形ねじのような雌ねじ５２を支え、左側エンジンブロックＥＢの内部叉持シリン ダ５４上の雄ねじと補完的に係合する。背板スリーブ５０の内端は円形止め板Ｒ Ｐを保持する。この円形止め板ＲＰはそれ自体と前述した推力軸受ＴＢ間にカム Ｃ１を位置決めしている。背板ＢＰの円周部分は歯部分５６を有する。歯車モー タＧＭは左側の半割ブロックＥＢ上に取付けられ、その出力軸上には歯車の歯部 分５６に係合するピニオン歯車を有し、可変圧縮を行なう。前述したことから明 らかなように歯車モータＧＭを作動させて、そのピニオン歯車ＰＧ３を回転させ 長手方向軸線ＬＡを中心として背板ＢＰをわずかに角回転させ、背板ＢＰとカム Ｃ１を長手方向軸ＮＬＡに沿って前進または後退させピストンＰ１の作動範囲を 変えて可変圧紬調、節を行なう。調節可能な背板ＢＰの軸中方への運動は支持シ リンダ５４に設けた肩部によって規制され、また軸外方への運動は支持シリンダ ５４の外端上に設けた環状輪によって規制される。可変圧縮調節はエンジン駆動 中に行ない燃料の品種、品等、エンジン速度、負荷および環境条件に合った最適 なものとすることができる。

ピストンＰ１．Ｐ２は以下に詳述するように、第８．Ａｌｆｉ第８Ｂ図、第８Ｃ 図、第８Ｄ図および第８Ｅ図にいくつかの実施例で示した関連するカム従動子機 構によってそれぞれのカムＣ１またはＣ２に接続される。たとえばピストンＰ２ をカムＣ２に接続する第４図のカム従動子機構はカムＣ１の球受入軌道３４と球 受入推カパツドＴＰＭに挿入した球状体すなわち球Ｂ２のようなころがり素子を 備えている。推力パッドＴＰはピストンＰ２底部の推力パッドの受入空所内に保 持される。球Ｂ２はカムＣ２とピスト７２２間で作動力を伝達する作用をする一 方、この両者間Ｑ摩擦力を最小にする。勿論、前述したカム従動子機構を用いて ピストンＰ１をそのカムＣＩに接続することもできる。

ピストンＰ２は軸方向にのびるスカート６２ｔＩＬ：備え、このスカート６２を 通ってねじ切りされた止めねじ６４がのびる。この止めねじ６４は、シリンダの スカートに形成した長手方向にのびる案内スロツ）　６８　（４４ｇでは、この スロットの片側のみを図示）内に取付けた案内ブロック６６を通り止めナツトで 調節可能なよう札′固定しである。止めねじ６４の円錐状テーパを付はりめ端は 外方伸長のリム３６の下面に係合し、かつ摺動丁ゐ、。

看脱式のアクセス板ＡＰおよび左側と右側のブロック部に設けた差入れ口からカ ム従動子の止めねじ＄４およびその止めナツトに手を入れることができる。各種 のカム従動子がピストンＰ１またはＰ２を規制してカム輪郭に従動する。

２つの半割シリンダＣＹＬ１．ＣＹＬ２問お−よび氾つのピストンＰ１．Ｐ２の 面またはクランク間には弁カートリッジＶＣアセンブリが設けられる。第４図お よび；８１４１６　’図の拡大図に示すように、弁カートリッジＶＣは第・１） 静止弁板ＶＤＩと、これから間隔を置いた第２静止弁板％’１ｌ）２と、両静止 弁板ＶＤ１．ＶＤ２間に位置決めされた回転可能な中間弁板ＩＤとを備える。静 止弁板ＶＤＩ、ＶＤ２　は、必要に応じて、半割シリンダＣＹＬＩ、ＣＹＬ２の 端部と一体に形成することができる。各静止弁板には互いに整合する扇状の貢通 口８２が複数個、等間隔に設けられる。回転可能な中間弁板ＩＤは静止弁板ＶＤ １．およびＶＤ２　と数および全体的形状が同一であるため、この中間弁板ＩＤ を、ｋ通口８２、孔８４が整合し弁カートリッジＶＣと連通する開放位置とに通 口８２および孔８４が互いに整合しなくなる閉止位置との間で動かせる。静止弁 板ＶＤＩ。

ＶＤ２　はともに回転可能な中間弁板ＩＤを叉承し、かつ密封する隆起密封リム すなわちパッド８６を備える。バッド８６における気体漏れはすべて、中間弁板 ＩＤを風通する逃し穴９０と連通するバイパス通路８８円に迂回し、漏れた気体 は中間弁板ＩＤと通路９２を通って以下に詳述する排気カス室に入る。

中間弁板ＩＤは図示するように取付面を備えた組合わせ取付輪および吸気弁スリ ーブＶＳ内で回転を余儀なくさせられる。中間弁板ＩＤの局面部分は歯車シック ＧＲ１の歯と保合するようにされた鋸歯状部１００を有し、歯車ラックＧＲＩは 以下に詳述する空圧制御アクチュエータＣＡＩ　に接続され、このアクチュエー タは他のエンジン部品の動作との調時間係で分割弁の開閉を行なう。

おおむね静止弁板ＶＤＩ　付近で半割シリンダＣＹＬＩの壁部分に吸気口ＩＰが 設けられる。吸気弁スリーブ■ＳはシリンダＣＹＬＩの局面部分に回転可能に取 付けられてシリンダ壁に設けた吸気口ＩＰと数、サイズおよび形状が同一の吸気 口を備える。吸気弁スリニブｖｆｉ−を回転させて、吸気口を合わせると、シリ ンダＣＹＬＩの、内部は吸気マニホルドＩＭの吸気予備混合室ＭＣに開く、；吸 気弁スリーブｖＳの下部周縁部には鋸歯状部１００史寸訣と形状が同じ鋸歯状部 を有する。別の歯車ラックＧ３Ｒ：２が吸気弁スリーブと係合し、以下に詳述す るように吸気弁スリーブｖ８を互に開閉させる制御装置の空圧側脚アクチュエー タＧＡ２　に接続される〇 半割シリンダＣＹ、Ｌｌは片側が肩部１１２と当薇・１シ、その反対側が吸気弁 スリーブ■Ｓと当接する周縁フランジ１１０　を備える。

第４図示の組立状態において半割シリンダＣＹ”ｌｉｌは左側ブロックのシリン ダ受入孔内で適所に固定さ、れ、半割シリンダＣＹＬ２は右側ブロック内の同じ シリンダ受入孔内で調節可能なように取付け、シリンダＣＹ　Ｌ　’４　ｔとＣ ＹＬ２の内方に面ｊる端部間には分割弁ＤＶの各種の一部１品を設ける。シリン ダＣＹＬ２はすきまを調節して静止弁板と中間弁板間にはめ込む。シリンダｅＹ Ｌ２の開口フランジを直通し、右側ブロック上の隔壁と係合するねじ°切り締付 具１１によって適所に調節シム１２を係止する。

複式ターボチャージャアセンブリＣＴＡはエンジンの中央または中心部分を占め 、タービン部Ｔ８および圧縮機部Ｃ８を備える。この圧縮置部Ｃ８には圧縮＠Ｃ ＵＢ。

ＣＯ２を備え、第４図の実ｊ１例に示すように、を気弁調節装置を用いる場合に は圧縮空気源となる。タービン部Ｔ８は掃気ファ７８Ｆおよびタービン装置ＴＵ Ｉ　、ＴＵ２を備え、膨張した燃焼生成物から有用エネルギを取出す。

圧縮機部Ｃ８は回転軸１９に固着した第１圧縮機Ｃ６１を備える。この圧縮機Ｃ ＵＩ　は背板ＢＰの中央吸気口Ａ１を介して吸気を導き、その最初の加圧を行な う。絞りアクチュエータＴＡによって調節される周縁シャッタ１５が圧縮機ＣＵ １とＣ０２間で形成された室の周縁に設けも汽回転して周縁孔１３を通ってエン ジン内部の空気流路および吸気マニホルド（特に図示しない）に至る吸気流を制 御する。第２圧縮機ＣＵ２は圧縮空気を用意し、この圧縮空気は以下に詳述する ように、吸気口１６を通ってエンジンの空圧装置に供給される。

タービン部ＴＳには回転自在に設けた軸１９に固着されてともに回転できる掃気 ７ア７８Ｆと第１と第２のタービンユニットＴＵＩ、ＴＵ２　がある。いくつか の周縁排気口ＥＰから排気ガスが排気ガス室内に入り排気ファン、タービンユニ ットＴＵ１．ＴＵ２　を通り、ここで使用可能なエネルギが取出され、その後排 気管ＥＸＨから排出される。

タービンユニットＴＵＩ　、Ｔ０２　間には１つまたはそれ以上の水噴霧器ＷＭ Ｉ　が排気ガス流中に水を噴霧する目的で設けである。この水噴霧は蒸気に置換 され排気ガス流から熱エネルギを除去させてこれを冷却しくａ）タービン装置ツ ）ＴＵ２　を通るガス流の質藍を増大させ、（ｂ）排気ゲス流からのエネルギ抽 出を向上させる。

複式ターボチャージャアセンブリＣＴＡ　は＄４図に図解的に示すようにチェー ンまたは歯のついたベルトの如き無端ベルト１４によってエンジンの出力軸Ｏ８ に接続される。この無端ベルトは、軸１９に設けたスプロケットＳ１、遊動スプ ロケット８２．エンジンオイルポンプＯＰの入力軸に取付けたスプロケツ）８３ 　、エンジンの出力軸Ｏ８に取付けたスプロケツ）８４のそれぞれからなる協動 スプロケットまたは協動プーリに掛けられる。

低エンジン速度時には、エネルギは出力軸Ｏ８から軸１９に伝達され、吸気圧組 機ＣＵＩ、ＣＵ２　を駆動する一方、エンジン出力が増大すると、排気ガス流の エネルギを十分利用できるため、排気ガス流から出力を十分に取出して圧縮機Ｃ ＵＩ、Ｃ’［Ｊ２　を駆動し、圧縮機部Ｃ８の駆動に要する以上の余剰出力をエ ンジンの出力軸Ｏ８に向けることができる。エンジン出力軸Ｏ８に直接機械的に 接続されているため、タービンの遅れは解消される。

左側と石側のブロック部の半径方向伸長部として形成した外周のマニホルドアセ ンブリＭＡによってシリンダに燃料および空気が導入される。マニホルドアセン ブリＭＡはメカトロ式、プランジャ式燃料噴射装置ＦＩを受け入れる離隔された 軸方向の開口を備える。燃料噴射装置ＦＩは加圧燃料源に接続され、スリーブ吸 気弁ＩＶの開放時、マニホルド室から図示したフラップ弁式の逆止弁ＣＶＩ（そ の作用は以下に説明）を通って、混合室ＭＣの予備吸気口内に、一定量の燃料を 選択的に噴射する。

混合室ＭＣはシリンダＣＹＬ１に導かれる。さらに液体噴射装置ＬＩは半径方向 に整合した孔内に設けられ、また液体噴射装置は、水またはガソリン燃料を使用 する場合にはメタノール、オクタン価改良剤、ディーゼル燃料を使用する場合に はセタン価改良剤を含む水または他の物質との溶液中の水など燃焼促進液を選択 的に噴射する。

液体噴射装置ＬＩは整合していて、燃焼促進液を混合室ＭＣの予備吸気口中に噴 射し、前述した燃料噴射装置ＦＩから噴射した充填燃料と混合させる。

燃料および燃焼促進液噴射装置ＦＩ　、１．ｌは、吸気弁ＩＶの吸気口が開放し ている間に所望の燃料および燃焼促進液がシリンダＣＹＬＩ　に流れるように一 般に調時されて作動する。

エンジン全体に対する吸気の供給は前述した第１の圧Ｆｆ３＠　ＣＵＩ　によっ て維持され、加圧された吸気は絞ＶアゆテユエータＴＡ制御による回転シャツタ 弁１５を介して供給される。

前述した空気および燃料の吸気構造に加えて、外周マニホルドアセンブリＭＡは また、圧縮制動中、以下に詳述するように利用される吸気・排気アセンブリを備 える。

この吸気・排気アセンブリは混合室ＭＣの下部と図示したフラップ式の逆止弁Ｃ Ｖ２を通って混合室ＭＣから空気マフラＡＭの膨張室ＥＣに届く流路を備える。

空気マフけている。

第４図示のエンジンの全体的な冷却はいくつかの流路な通って水または水と凍結 防止液との混合液のような冷却流体によって行なわれる。冷却剤の流量、温度お よび熱除去は従来の手段（第４図には特に図示しない）を用いて調節することが できる。

第４図に示したいくつかの吸気弁および分割弁の作用は菫圧起動により行なわれ る。空圧アクチュエータの空気供給は圧縮機ＣＵ１　からの加圧空気によって行 なわれ、この吸気は第２圧縮機Ｃ２によって圧縮される。この圧縮空気は流路１ ６を介して空圧制御装置の空気供給管１７の逆止弁ＣＶ３　に送られる。空気供 給管１７に接続された圧力加減装置ＰＲによって余剰空気は第１圧縮機ＣＵＩ　 領域のエンジン吸気口に戻され、エンジン空気供給管の圧力を保持し、余剰加圧 空気を吸気口に戻し、エネルギ節約上有利であるようにしである。圧縮空気供給 主管１７は通常は閉じている電磁作動のはね復帰の２方向の始動弁Ｓ■を介して 空気泡ＡＲおよびエンジン始動装置Ａｓに接続される。この空気始動装置Ａｓは 従来構造で、カムＣ２のリング歯車Ｒ２と係合し、または係合可能なビニオン歯 車ＲＧ４と駆動する空気モータを備える。

圧縮空気供給主管１７から弁カートリッジＶＣ用の空圧制御アクチュエータＣＡ Ｂ、ＣＡ２　まで分岐空気管１８が設けられる。第６図の拡大図に示したように 、空圧制御アクチュエータは単動型でピストンを備え、このピアトンはシリンダ 内で往復運動し、ピストンを弾性付勢するばねによって後退位置に戻る。アクチ ュエータロットがシリンダ端板を通ってピストンがら伸張し前述した蔵車ラック に取付けられ、またこの歯車ラックは第４図および第５図に示すように分割弁Ｄ Ｖの揺゛動吸気弁スリーブｖ８または揺動中間弁板ＩＤと係合する＠空圧アクチ ュエータからの排気は圧力および流速の点で相当なエネルギを有している。各空 圧アクチュエータからの排気は流路な通って圧Ｎ機ＣＤＩの排気側付近の部分に 入り、ここで圧縮機の羽根付近に空気を導入することでエネルギ抽出が行なわれ る。さらに圧縮機ＣＵＩ　は、その吸気口における圧力が大気圧以下であるため 、各宙圧アクチュエータからの排気の除去を促進する働きをし、空圧アクチュエ ータからの空気排出を迅速化し、アクチュエータサイクルの速度をさらに増加さ せる。

以下に述べるように、電磁作動のはね復帰の３方回空圧弁としての制御アクチュ エータ弁ＣＡ■１・ＣＡＶ２を利用してアクチュエータＣＡＩ、ＣＡ２　を制御 できる。

前述の空圧制御装置はエンジンの駆動パラメータを監視し前述したように燃料お よび燃焼促進液噴射装置Ｆ工・ＬＩおよび空圧制御アクチュエータＣＡ１．ｅＡ ２　に対し適宜、調時制御信号を送る電気制御装置からの電気信号に応答して作 動し広範囲にわたるエンジン速度、負荷および駆動条件に対して可変弁開閉時期 を指令する。

ス　エンジン全体に対し、いくつかのエンジン取材セフｆ丁　が設けられ、また エンジン以外にもいくつかのセンナをド　設は駆動パラメータを得ている。エン ジンの駆動に適し幻　だエンジン取付およびエンジン取付以外のセンサは下記ｋ 　の第１表に掲げである。

Ｆ　第１表 ト　エンジン上の　エンジン以外のへカセ１　人力センサ　ンサおよび信号 燃料圧力　制御変換器 ド　燃料温度　加速度変換器 コ　混合比　絞り位置変換器 カム（回転〕位置　勾配（下り斜面）センサ′　異常爆発（ノック）　大　気　 圧 冷却剤ｆＪ　（ＣＹＬ、ＣＹＬｉ　、ＣＹＬ２）　燃料り択排気温度　点火（０ Ｎ１０ＦＦ） ！　排気圧力　圧縮比の調節 り　排気成分 セｙす（００ｘ、ＮＯｘ、Ｏｚ） 吸気圧 吸気温度 空圧装置の空気圧 油圧 油温度 エンジン回転数 エンジン上およびエンジン以外のセンサの出方は吸気口を通って中央制御装置に 送られる。この中央制御装置は、たとえば少なくとも１つの演算装置（ＡＬＵ） および複数の関連する作動レジスタを有するプロセッサを備える単一ボードコン ピュータと、エンジン駆動メモリを有する読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）と、デ ータ一時記憶および処理用のランダムアクセス記憶装置（ＲへＭ）と、アナログ 形式の変換器と、センサのアナログ出力を単一ボードコンピュータに適合させた デジタル値に変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｌ））とを備えるマイク ロコンピュータに具体化するのがよい。

この中央制御装置はあらかじめ記憶されたエンジンの駆動プログラムに従って、 変換器とセンサの出方を処理し、下記の第１表に掲げた出方制＃信号を出してエ ンジンの駆動を行なう。

ｍ　ｌ　表 可変開閉を含む弁制御アクチュエータ　圧縮調節分割弁制御　可変圧縮制御 燃料の吐出（噴射装置など）　空気供給調節吸気マニホルド液噴射装置　始動順 序 水噴射装置　冷却装置制御 作用に際し、カムＣ１，Ｃ２が回転し℃ピストンＰ１．Ｐ２’４シリンダＣＹＬ １．ＣＹＬ２円で往復連動させる。ｎｃＪ達したように、出力は回転するカムＣ Ｉ、Ｃ２によって出力軸Ｏ８に伝えられる。複式ターボチャージギアセンサする ことで、エンジン吸気を加圧する出力を得る。吸気はエンジンの吸気口ＡＩを通 して導入され、第１圧縮機ＣＵＩ　で最初に加圧され、第２圧縮機ＣＵ２　で圧 縮された空気は制御装置の空気として供給される。加圧された吸気は回転可能な 絞りスリーブ１５の吸気口１３を通って供給され、外部マニホルドアセンブリＭ Ａ内のいくつかの流路を通ってシリンダＣＹＬＩに流れる。排気ガス流は数多く の排気口流路を通って排気口ＨＰからタービン部Ｔ８に入り、ここで排気ガス流 は排気ファン８Ｆおよびタービン装置ＴＵ１．ＴＵ２を通り、使用可能な出力が 取出される。水噴霧装［ＷＭＴは第１と第２のタービン装置ＴＵＩ、ＴＵ２の間 で高温のガス流に対し一定歓の水を噴霧し急速に蒸気として蒸発することにより 排気ガスから熱エネルギを除去し排気ガス流から取出したエネルギを排出する。

制御装置はまたエンジンの圧縮比を調節する歯車モータＧＭに制＃信号を送り最 適な効率が得られるようにしエンジン駆動な駆動条件および負荷に合わせる。こ の最適化および適合化はたとえばピストンＰ１の圧縮行程中、異常爆発センサが 早点大の発生を感知するまで圧縮比を増大させる。異常爆発センナを使用するこ とは、消賀する燃料の品種、品等、エンジン負°萄および各種の環境条件を含む 効率的なエンジン駆動に影Ｉ＃スるパラメータをすべて考慮するためである。当 業者なら分かるように、可変圧縮比という特徴によって、エンジンはたとえば、 自動車が登り坂、下り坂および平坦路で走行する場合の交通、運輸分野におけろ 考えられる運転条件下で最硼な駆動をすることができる。運輸の分野に利用した 場合、平坦路走行中、中程度のオクタン価のガソリン燃料を使用するエンジンに 対して、制御装置で異常爆発直前の値、たとえば１２：１まで圧縮比を自動的に 増大させ、エンジン出力を最大にする。登り坂道での運転開始と同時に圧縮比は たとえば８：Ｊまで減少し異常爆発を最小にし最後に下り坂道での運転開始と同 時に圧縮比は、以下に述べる圧縮制御モード中、燃料に依らずして増識し、この 時には望ましいエンジン制御作用７紋えられる。

＠述したエンジンは空圧アクチュエータ装置乞利用してエンジンの調節を行なう ものである。油圧、メカトロおよび真荒装置を含む別形式のアクチュエータおよ びアクチュエータ装置でもよい。たとえば大型で低速のエンジンには油圧装置が 望ましく小型、高速エンジンには空圧またはメカトロ装置が望ましい。

前述したエンジンは可変圧縮制動特性を備え、エンジンを可変エネルギ吸収圧組 機として構成する。この可変圧縮制動特性は運輸交通分野、特に自動車が下り坂 道を走行中、自動車の速度を抑制する場合に有効であるが、平坦路または登り坂 道を走行中必要な場合に自動車の速度を抑制する際にも有用である。一般に、可 変圧縮制動は、シリンダにあらゆる墓で空気を充填し、選択した圧縮比でこの充 填空気を圧縮し、およびその圧縮した空気をエンジン内で完全に圧縮する前に放 出する（この最後の段階は任意である）ことにより、行なわれる。圧縮制動モー ド中、吸気の絞りを変えてシリンダ内の空気量を変化させることにより速度を調 聚する。

圧縮制動モード中、分割弁ＤＶは開放位置にしておぎ、また各シリンダの吸気弁 １■は、ピストンＰＩ　、ｆ’２が上死点またはその付近に達するとき、定期的 に開放されるのが望ましい。次いでピストンＰ１．Ｐ２はカムＣＩ、Ｃ２の制御 のもとで下死点に向けて後退する。後退中、加圧された吸気はピストンＰ１．Ｐ ２が下死点に達するまで燃料噴射装置ＦＩ付近の低圧逆止弁Ｃ■１を通って流れ 、シリンダに充填新気を充填する。圧縮制動モード中、燃料または燃現促進剤は 吸気中に噴射されない。ピストンＰ１．Ｐ２が下死点に達すると、吸気弁１ｖは 開かれる。

その後の圧縮行程時、ピストンＰＩ　、Ｐ２は上死点に向けて動（際に、充填新 気の圧縮をする。上死点に達し、充填新気が完全に圧縮されると、吸気弁ＩＶは 再度、開いて、その時には圧縮されている充填空気な流路を通じて放出する。こ の流路は混合室ＭＣの下端から予備混合室の吸気口に達し、逆止弁ＣＶ２　Ｋ至 っている。燃料噴射装置ＦＩ付近の低圧逆止弁ＣＶｌは閉じられ、またその後第 ２低圧逆止弁ＣＶ２が開き、その時には圧縮されている充填空気を膨張室ＢＣと 空気マフラＡＭに流丁。このようＫしてシリンダは、たとえば大型トラックが下 り坂を走行中、圧縮制御モードで相当量のエネルギを吸収できる圧縮機に変換さ せられる。たとえば、空気圧ブレーキ、始動装置、付属品を使用するトラック、 その他の自動車の空圧装置に使用する空気溜めを充填することによって、圧動制 動モード中に圧縮した空気を回収できる。

ある用途によっては、パイロット作動逆止弁の使用が望ましい。

本発明ＫＡづく、符号Ｅで示したエンジンに関する実際的な好適な実施例は第５ 図に示され、このエンジンと第４図示のエンジンとの相異点はシリンダＣＹＬの 吸気弁と分割弁な空圧ではなく愼械的に作動させ、また液体冷却ではなく梨冷に よる点である。

第５図示のようＫ、このエンジンはシリンダを第ｊシリンダ部ＣＹＬＩと第２直 列形シリンダ部ＣＹＬ２で形成した複数のシリンダＣＹＬ］・・・・・・ｎ（第 ５図の断面図ではそのうち２つのシリンダのみが図示される）を備え、分割弁と 吸気弁を第４図のエンジンの場合と同様、複式シリンダの中間付近に取付けてい る。シリンダ部ＣＹＬＩとＣＹＬ２はともに中間線に沿って適当なねじ切り締付 具によって同右したそれぞれの左側および右側のシリンダブロック部ＥＢ１．Ｅ Ｂ２内圧位置沃めされ分割弁と吸気弁をシリンダの２つのシリンダ部間に係止す る。

シリンダＣＹＬ１．ＣＹＬ２および分割弁は第４図に示したのと同じ要領で、組 立てた状態で保持される。正副ばねの抵抗力がシリンダｃｙｔ、２をシリンダＣ ＹＬＩの方向に付勢しいくつかの保合面に対し普封力を印加して４耗を防ぐ。

適当なねじ切り締付具およびパイロットピンにより、背板ＢＰ２はエンジンブロ ックの一端に同右され、また背板ＢＰＩは可変圧縮特注を示すよう調節が可能で ある。背板は、ブロックＥＢＩの内径面に設けた補完的な、雌ねじと噛合する台 形ねじまたは四角ねじのような雄ねじを備える。背板ＤＰＩの周面部はピニオン 歯車ＰＧ’３と噛合するようにされた外歯車部を備える。可逆歯車モータはピニ オン歯車ＲＧ３を駆動し、背板ＢＰＩ　を長手方間軸線まわりに回転させ、エン ジンブロックＥＢＩの内側に向けて軸方向に削進させるか、またはこのブロック の内側から後退させて圧縮比を変える。第４図の実施例に関し前述した構造と同 じ軸方向面カムＣ１，Ｃ２を背板ＢＰＩ、ＢＰ２ＫＱ付する。カムＣＩに関し図 示したように、このカムは相対的回転をするように、環状推力軸受みぞＢＣ内に 入れられている基板、曲線状の軌道までのびる軸方向沖長部および＄４図に関し …Ｊ述したものと同じ外方半径方向に伸長する止めリップを備える。カムは図示 するように１止め板によって、環状推力軸受みぞ内に保持される。

カムＣＩ　、Ｃ２の外周は出力軸Ｏ８に同右したピニオン歯車と噛合する半径方 向伸長リング歯車を備える。

ピストンＰｌ　、Ｐ２をカムＣＩ、Ｃ２に同右するカム従動子機構は第４図の実 施例に関して図示した構造と同じである。ピストンスカートは案内ブロックアセ ンブリＧＥＡを受入れる案内路をもっている。止めねじは案内ブロックアセンブ リを通り、第４図について前述したものと同じ要領で止めナツトにより固定され る。

エンジンＥは第４図の実施例と同じ要領で左側エンジンブロックＦＢＩ内で圧縮 機部、すなわちエンジン冷却装置に最初の圧力を供給する第１段圧縮機を備える 。空気は吸気フィルタを通じて供給される。この最初に加圧した吸気は、回転で きるように取付けたシャツタ弁の周縁孔を通じて供給される。

冷却水噴霧装置、ＣＭＩ　が回転シャツタ弁より多少大きいボルト円に設けられ 、シリンダ冷却装置の空気流中に冷却噴霧水を選択的に噴霧する。噴霧水の流量 を調節して噴霧水を含んだ冷却空気が弔１シリンダＣＹ　Ｌ　１の壁を通過する 際に蒸発して蒸気となりシリンダＣＹＬＩの壁から熱を吸収し、シリンダＣＹＬ １の温度を完全に望ましい低い値に抑える。この時には蒸気を含んでいる空気は 、シリンダＣＹＬ２璧を通過する際にさらに熱エネルギを回収する。しかしシリ ンダＣＹＬ２かも回収した熱エネルギの量は、シリンダＣＹＬＩから回収した熱 エネルギの址より少ないため、シリンダＣＹＬ２の作動は望ましい程度の高温で 行なわれる。シリンダＣＹＬｌの温度は望ましい程度の低い温度と早点火を抑制 する選択温良ま１こはそれ以下の温度を保つ。シリンダＣＹＬ２には充填点火空 気が入っているため、シリンダＣＹＬ２の温度は実際上可能な限り高温に保つこ とができる。シリンダＣＹＬ２内を高温に保つことによりエンジンＥの全体的な 熱効率を同上させることができる。前述したように、第１段の圧縮機は以下に説 明する掃気ファンとともに、シリンダジャケット内の蒸気流を望ましい状態に保 持することで有効である。

右側エンジンブロックＢＢｚ　内に設けた冷却エネルギ回収機構ＣＥＨのハウジ ング内に収容した該冷却エネルギ回収機構によって使用可能なエネルギが、エン ジン冷却ジャケット内の蒸気流から弁制御カムガレ−の右側に回収される。冷却 ジャケットからの蒸気を含んだ空気流は第５図示の如く冷却エネルギ１収機構Ｃ ＥＨのハウジング内に向けられる。この冷却エネルギ回収機構ＣＥＲは、先ずタ ービン主軸ＴＭＳ　に取付けた掃気ファン、次との掃気ファンによって蒸気流は 冷却ジャケットを通って連続的に流れ、またタービンは蒸気を含む空気流から使 用可能なエネルギを回収する。たとえば閉止冷却剤サイクルとするために必要で あれば、蒸気を含んだ空気は凝縮器を通過させ、冷却剤の回収を行なうことがで きる。

冷却ジャケット内で蒸気流のエネルギを回収するのに加えて、右側エンジンブロ ックＢＢ２内に設けた排気エネルギ回収機構［Ｈのハウジング内に収容した排気 エネルギ回収機構によって排気ガス流の高温および残留圧力の使用可能なエネル ギは冷却エネルギ回収−構ＣｇＨの右−側に回収される。この排気エネルギ回収 機構ＥＥＲは、先ずタービン主軸Ｔ−Ｍ８　Ｋ取付けた掃気ファン、次いで掃気 ファンの下流でタービン主軸に取付けたガスタービンおよび第３＆ｃ、ガスター ビンの下流でタービン主軸ＴＭＳに取付けた蒸気タービンを備える。掃気ファン はそれぞれの掃気段階中、各シリンダおよび排気ガス流路内に部分真空作用をさ せ、排気ガス流を促進し、また背圧を回避することによって、いくつかのシリン ダからの排気ガス流の掃気に有効である。次いで排気ガス流は従来の方法でガス タービンを駆動し、排気ガス流から機械的な方法で使用可能なエネルギの（ロ） 収を行なう。水ｌ！ｌｊ霧装置がガスタービンと蒸気タービン間に設けられ、ガ スタービンと蒸気タービン間で高温の排気ガスに水噴霧を行なう。

この噴霧水は蒸発して蒸気となり、圧力を増加させることによって排気ガースよ り熱エネルギを回収する。次いで蒸気を含んだ排気ガスは蒸気タービンを通り、 この蒸気タービンは使用可能なエネルギを回収する。蒸気タービン下流の排気ガ ス生成物は、排気管ＢＸＨを通じて大気中に放出される。必要なら、特定のエン ジン用途に従って噴霧水を含む排気ガスを凝縮器を通過させ、水の回収を行なう ことができる。凝ＮＫよって、排気ガス中に含まれた粒状物を完全に除去し、ま た凝縮水に融解した気体状の排気物を除去できる。

カムガレ−内に取付けた円板形式のカムｃＩｖ、ｃ１）ｖによって弁の作動の制 御が行なわれる。カムＣＩＶ、ＣＤＶは軸受でヌ持したスリーブＢＢ８　Ｋ固看 され、ターボチャージャ主軸ＴＭ８　と独立に回転する。スリーブの左側端部は 出力軸０８に接続したチェーン駆動装置で駆動する歯車列の他の歯車（一部のみ 図示〕と”噛合する歯車を有している。歯車列は一定の回転比で、かつカムＣ１ ，Ｃ２の回転に従った調時間係で２コのカムＣＩＶ、ＣＤＶ　を回転させる。

力・ムＣＩＶ、ＣＤＶ　はおおむね円形で、その１コの面に切込んだみぞ（一部 のみ図示〕を有し、みそは閉路を形成し、その回転軸からの半径が変化して弁と 分割弁の制御を行なう。カムのみぞは、特に図示はされていないが、シリンダの 吸気弁および分割弁を互いに調時間係で、またカムＣ１，Ｃ２の回転位置に対し 調時間係で開閉させるように半径方向に変形させたものも含む。吸気弁と分割弁 には細長いカム従動子が設けられ、カム従動子は従動子ブツシュ内に担持され、 カム従動子の一端は適当な弁カムのみぞ内に入るビンまたはころ？：叉えている 。カム従動子の両端は、第７Ａ図の上部および第７Ｂ図の下部に詳細に示したよ う罠１回転吸気弁スリーブの周縁面の補完的な鋸歯状部１００　に噛合し、また 第４因のエンジンと同じ要領で分割弁のｍ動因板部と係合する歯車ラックを備え る。従ってカムＣＩＶ・ＣＤＶはエンジンのシリンダ数と同数で、カム従動子に 接続される。作用九ついて説明すると、カムＣＩＶ、ＣＤＶ　を回転すると、カ ム従動子はそれぞれのブツシュ内で往復運動し吸気弁と分割弁の作動を制ａ′ｆ る。

第５図のエンジンＥの実施例における弁カートリッジ構造体は第７Ａ図、第７Ｂ 図に示したものとは機械的構成が多少異なるか＠４図のエンジンの実施例におけ るものと作用は同じである。分割弁は間隔をおいて配設した第１と第２の静止弁 板７１月、ＶＤ２を備えこの弁板はシリンダ軸を中心として等間隔に配列した扇 状孔または開口を有している。揺動可能な中間弁板ＩＤは静止弁板ＶＤＩ。

ＶＤ２　のものと寸法、数および形状の等しい多数の開口８４を有している。静 止弁板ＶＬ＞１．ＶＤ２はその貫通孔の周囲にリムまたはパッド８６を備え、中 間弁板ＩＤを支承しかつ密封して弁の漏れを防止し、隣接するシリンダ内の点火 温度の空気により混合気が早点火するのを阻止する。吸気弁は複数の周縁開口部 およびシリンダＣＹＬＩの壁に形成しｋｖ、気口と互いに整合し、または整合し ないようにした吸気口１１’を備えている。第７八図と第７Ｂ図に示すように、 紋気弁スリーブと中間弁板ＩＩ）は前述したカム従動子の歯車ラックと噛合する 鋸丙状部を有する。

第４図および＄５図に示したピストンカム従動子の実施例はいくつかの従動子の 構成のうち代表的なものである。前述したエンジンの実施例の使用に適した他の ピストンカム従動子の構造は第８Ａ図から％８Ｂ図に示したものを含む。

第８Ａ図に断面で示したカム従動子５００は接続ビン５０６　のまわりを相対的 に（ロ）転するよう軸受したスリーブ軸受５０４　を設ける。この接続ピン５０ ６　ばその上端がねじ切りされて、図示するように、ピストンＰ、１０　のスカ ート部に形成した雌ねじ端ぐり穴と螺合する。所望の組立と調節が完了すると、 止めナラ）　５０８　により、接続ビン５０６　は調節位置に保持される。接続 ビン５０６の遠隔端５１■ま、図示のようにねじ切りされている。第８Ａ図に示 したカムＣＩＯは第４図および第５図に示したカムを構造上、変形を施したもの であり、おおむね直線状でころがり素子５０２の直線状のねじ切り面と係合し、 止めリップ５１４が軌道からずれて後続ピン５０６のねじ切り端部５１０と係合 する。接続ビン５０６を回転させることにより接続ビン５０６と止めリップ５１ ４の下側間のすきま寸法を調節できる。カムＣＩＯの回転中、ピストンＰ】０は 、第４図、第５図に関してｌｉｊ述しＴこように、そのシリンダ内で往復連動し 、その連動の一部は案内みぞ５１２（第８Ａ図ではその片側のみ図示）によって 調節される。

第８八図の実施例の構造は輪郭切換時の飛び超しか最小であるようにしであるの で都合がよい。第８Ｂ図示の如＜、　第８Ａ図の構成ではカム従動子５００が接 続ビン５０６　のねじ切り端部５１０を軸方向にころがり素子５０２より遠くに 位置づけるｋめ、接続ビン５０６のテーバ付きのねじ切り端部５１０はたとえば 表面５］６よりもゆるやかな切換曲線に当接する。

第８Ｃ図に示したカム従動子５２０はカムＣ２’Ｏ軌道の曲線面およびピストン Ｐ２０の底部内に保持した軸受バッド５２４と係合する軸受されない半円球ころ ５２２を利用している。ねじ切り止めねじ５２６がピストンＰ２０のスカートの ねじ切り穴を通り、ねじ切り止めナツト５２８によって固定される。止めねじ５ ３０の遠隔端はカムＣ２０の止めリップの下側と係合する。ピストンＰ２０の動 作は一部分（第８Ｃ図では片側のみ図示）、案内みぞ５３２によって制御されろ 。

第８Ｄ１９のカム従動子５４０は前述した工５ＶＣ，，第８Ａ図、第８Ｃ図のカ ム従動子の構造的特徴を組合わせたものである。ねじ切りころがり素子５４２は 内部クリップによってピストンＰ４０の端ぐり穴内に保持されたピストンピン５ ４３の周囲に、軸受スリーブ５４４で！１！ｌｌ］文されていも止めねじ５４６ は案内ブロックのすきま穴およびピストンスカートのねじ切り穴を通って伸長す る。止めナツト５４８　は止めねじ５４６をその調節位置に保つ。止めねじ５４ ６　の遠゛隔端は符号５５０で示すようにテーパが付けてあり、カムＣ４（Ｉの 止めリップの下側に係合する。ピストンｐ４ｏの往復運動は前述した実施例の場 合と同様に案内みぞ内での案内ブロックの動作により制御される。

第８Ｅ肉の実施例におけるカム従動子５６０はカムＣ６０の軌道の球状保合面と ピストンＰ６０の底部に設けた軸受パッド５６４間に位置しかつ前者に係合する 楕円形の球５６２　を備えている。軸受パッド５６４はそれ自体で瞥合し得るよ うに上部および底部に丁ぎまを設けて、パッド挿入用の空所内に取付けである。

止め具アセンブリはカムＣ６０の下側の楕円形補完面と係合する楕円形のころが り素子によって形成され、かつ調節止めナツト５６８および案内ブロック５７０ の保持用球パッド部分を支承するねじ５６６で固定されている。この案内ブロッ ク５７０は案内みぞ内で支えられる。取付ねじ５７２により、このアセンブリは ピストンＰ６０のスカートに取付けられる。

当業者なら分かるように第１図から第３図までに示した作動サイクルおよび前述 した反形例は第４図および第５図に示したエンジン形状に限定されず、クランク 軸連接棒形式のエンジンにも適したものである。また２本のクランク軸を有する エンジンも１：１またはＪ：２の駆動比でクランク軸と接続することにより、第 １図から第３図までのサイクルに容易に適合させられる。たとえば２本クランク 軸・対同ピストン・２行程エンジンはクランク軸を］：１の駆動比で接続するこ とにより第１図の作動サイクル（′２／２行程）を行ない、ま１こクランク軸を １：２の駆動比で接続すれば第２図の作動サイクル（％行程）および第３図の作 動サイクル（４Ｖ／２行程）を行なうようにすることができる。この２本クラン ク軸対向ピストン形式のものに加えて、Ｈ−ブロック対向シリンダ装置を作動さ せて、クランク軸を１＝１または１：２の駆動比で接続し、撚焼室をｒＵＪ字形 または同じ形状で構成することにより第１図から第３図まで色々なサイクルを行 なえる。

第１図のサイクルを行なえる単一クランク軸エンジンは、とりわけ並列クリップ 、複列星形対向シリンダ、Ｖ−ブロックおよび直立列形のものを含む。ピストン 対が混合気および空気運動ピストンＥして作用し、はぼ２つのシリンダと同時に ピストンがその上死点に達し、燃焼室をｒＵＪ字形または同じ形状で形成し、２ つのシリンダ間に分割弁を設けて混合気室および点火空気室を形成するよ５Ｋｊ るには、前記形状のクランク軸を改造することが必要である。

第２図および第３図のサイクルは隣接するシリンダ間でクランク軸を分離し、ク ランク軸を１＝２の駆動比で再接続することＫより分割直列形クランク軸構成と することができる。

さらに、この作動サイクルは双子ロータが運動ピストンおよび分割弁のように作 用するワンケルロータリエンジン形式のものにも使用できる。この場合、双子ロ ータは共通軸に取付け、各ロータをそれぞれの室内に設は通路で２室間を連通す る。このロータはそれぞれの混合気および充填点火空気を必要な圧力まで圧縮す る作用をし流路を開放して点火温度の空気を混合気中に入れて燃焼させ、その後 に膨張する燃焼生成物は両ロータに働きかける。流路内に調節可能な分割弁を設 け、前述したものと同様な要領で室の有効寸法を変えることによって、ピストン シリンダエンジンにおけるのと同じ成果を得られる。

各種のエンジン構造の特跣について種々検討した結果、軸方向ピストン構造が確 認できる利点から好Ｊｌな実施例として採用された。

当業者には明らかなように添付した請求の範囲およびこれと同一の部分に記載し た如く、本発明の精神および範囲から逸脱することなく前述した好適な実施例に つき種々の変更、変形を施すことができる。

彪　Ｐ 特表昭［１Ｏ−５０１１６９（２の 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内部に少なくとも１つのシリンダを形成したブロック、と、前記シリンダ 内に位置決めされ、制御状態で往復運動を行ない相互方向に前進させ、互いに後 退する第１と第２のピストンと、この第１と第２のピストン間のシリンダ内に位 置決めされ開放位置間で作動し、＃１ピストン、シリンダおよび弁手段間に形成 された第１室と、第２ピストン、シリン、ダおよび弁手段間に形成された第２室 とを連通させる該弁手段と、第】と第２のピストンに接続され、ピストン端部な 弁手段に隣接する所定の第１位厘まで前進させて往復運動を制御し、さらに各ピ ストンをそれぞれの第１位置からそれぞれの第２位置まで後退させる制御手段と 、第２ピストンが前記最初の所定位置以外の位置にあるとき第２室内に空気を入 れ、さらに所定比率の混合気を第１室内圧入れる導入手段を備え、前記制御手段 が作動して第１ピストンを第ＩＮ内の混合気を所定圧力まで圧縮し、第２ピスト ンで第２呈内の空気を圧縮し、その圧縮された空気の温度が圧縮された混合気の 自然点火にして圧縮した空気を第２室から第１室の圧縮混合気中ＶＣ流入させ、 混合気を点火させるアクチュエータ手段とｔ備え、前記ピストンが点火した混合 気から燃焼生成物が形成されるのに応答して後退し、また点火した混合気の燃焼 生成物を第１と第２のピストンがかなり後退した後排出させる排出手段とを備え てなる内燃機関。 ２、内部に少なくとも第１と第２のシリンダを形成するブロック手段と、第１シ リンダ内に位置決めされ制御状態で往復運動を行な５弗１ピストンと、第２シリ ンダ内圧位置決めされ、制御状態で往復連動を行なう第２ピストンと、第１と第 ２のシリンダ間に接続され、この間の連通を可能Ｋｊる通路手段と、第Ｉと第２ のシリンダ間の開放位置と閉止位置間で作動可能な弁手段と、第１と第２のピス トンに接続され各ピストンをそれぞれのシリンダ内にてそれぞれの前進位置まで 前進させ、さらにそれぞれの後退位置まで後退させることによって往復運動を行 なわせる制御手段と、第２シリンダ内に空気を入れ、さらに第１シリンダ内に所 定比率の混合気を導入する導入手段を備え、制御手段が第１ピストンをその前進 位置に向けて前進させ、内部の混合気を所定比率まで圧縮し、さらに第２ピスト ンをその曲進位置に向けて前進させ、内部の空気を圧縮し、その空気の温度を第 １室円の圧縮した混合気の自然点火温度以上の温度まで上昇させるのに十分な所 定圧力まで圧縮させ、さらに前記弁手段に接続され＄２シリンダ内の空気と第１ シリンダ内の混合気の圧縮中、弁手段を閉止し、まＦ所定時に開放し、圧縮した 空気を１！８２室から第１室の圧縮した混合気中に流入させ、混合気を点火させ るアクチュエータ手段とを備え、前記ビス）−７が点火した混合気からの燃焼生 成物の形成に応答して後退し、さらに点火した混合気の燃焼生成物をピストンの 後退後、排出させる排出手段とを備えてなる内燃機関。 ３、　内部に形成され、長手方向に伸長する中心軸に平行に整合され、かつ中心 軸から間隔をおいて配設した複数のシリンダと、第１と第２のピストンを有し各 シリンダ内圧位置決めされ前進方向に向けかつ後退位置まで制御状態で往復運動 を行なうピストン対と、各シリンダ内で第１と第２のピストン間に位置決めされ 、開放位置間で作動し、ＭＪピストン、シリンダおよび弁手段間に形成された第 １室と、第２ピストン、シリンダおよび弁間に形成された第２室間とを連通させ るように作動可能な該弁手段と、第１と第２のピストンに接続され、各ビス、ト ンを弁手段に隣接する所定の前進位置まで定期的にｌ；Ｉ進させ、各ピストンを 最初の所定位置からそれぞれの第２後退位圃まで後退させることによって往復運 動を制御する制御手段と、第２ピストンが前記最初の所定位置以外の位置にある とき第２室内に空気を入れさらに、第１室内に所定比率の混合気を入れる導入手 段とを備え、制御手段が作動して第１ピストンで第１堅円の混合気′７ａ′所定 の圧力まで圧縮し、第２ピストンで第２シリンダ内の空気を圧縮し空気の温度が 圧縮した混合気の自然点火温度以上の温度まで上昇するのに十分な所定圧力まで 圧締可能であるようにし、さらに弁手段に接続され第２室円のを気および第１室 内の混合気の圧縮中、弁手段を閉じ、所定時に弁手段を開放し圧縮しに空気を第 ２室から＠１室の圧縮した混合気中に流入させ、混合気を点火させるアクチュエ ータ手段とを備え、ピストンが点火した混合気からのＳ焼生成物の形成に応答し て後退するようにし、点火した混合気の燃焼生成物をピストン後退後排出する排 出手段とを備えてなる内ｍａ関。 ４、前記ブロック手段が共通軸と平行に直線状に整合され、かつ共通軸から間隔 をおいて配設された複数のシリンダを備える請求の範囲第１項記載の内燃機関。 ５、前記第１と第２のピストンが周囲にシリンダを形成した共通軸に沿って往復 運動する請求の範囲第１項記載の内燃機関。 ６、前記弁手段カーさらに開口を有する少な（とも第１と第２の弁板な備え、各 弁板を相互に相対的に回転するように可動状態に収付け、開口を相互に整合させ て弁を開放する請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の内燃機関。 ７、前記制御手段が相互に機械的に連結させた第１と第２の軸方向面カムと第Ｊ と第２のピストンをそれぞれ第１と第２の軸方向面カムに接続する第１と第２の 接続手段とを備える請求の範囲第１項または第３頂上戦の内燃機関。 ８・　前記軸方向面カムが接続されたピストンに対面する円形軌道および反対方 向を向いた第２軌道を備え、さらに前記第１と第２の接続手段が最初の軌道と接 続されたピストンのころがり素子取付手段間に形成した第１ころがり素子と、ピ スト／の第２ころがり素子取付手段と反対方向を向いた第２軌道間に接続された 第２ころがり素子とを備える請求の昶囲第７項記載の内燃機関。 ９・　前記軸方向面カムが接続されたピストンに対面する第１軌道と、反対方向 を向いた第２軌道とを備ゼ、さらにカム従動子機構が接続されたピストンのころ がり素子取付手段と最初の軌道間に形成された第１ころがり素子と、接続された ピストンの案内ビン取付手段に接続され、反対方向を向いた第２軌道と係合する 軸方向に整合した案内ピンを備える請求の範囲第７項記載の内燃機関。 １０　前記軸方向面カムが接続されたピンに対面する第］軌道と、反対方向を向 いた＠２軌道を備え、さらにカム従動子機構が最初の軌道に係合する外（ｔｉｌ ｌレースを有する第１軸受と、第２軌道と保合する外側レースを有する第２軸受 を備える請求の範囲第７項記載の内燃機関。 ］１．前記第１−と第２の軸受の外側レースが内燃機関の中心線を通る線と一致 する請求の範囲第１０項記載の内燃機関。 １２、前記内燃機関が第１と＠２の軸方向面カム間に接続さｆｔた出力軸を備え る請求の範囲第７項記載の内燃機関。 １３、前記第１と第２の軸方向面カムが外歯な有し、出力軸が第１と第２の接続 されたビニオン歯車を有し、第１と第２の軸方向面カムの外歯と係＠する請求の 範囲第１．２１項記載の内燃機関。 １４、　ｉｉ］記第上第１２の軸方向向カムの少なくとも一方な内燃機関の軸に 沿って調節し、第１と第２の圧縮室の少なくとも一方の圧縮力を変化させること ができる請求の範囲第１項記載の内燃機関。 １５、前記導入手段が弁手段と第１ピストン間のシリンダ璧に形成した少なくと も１つの吸気口と、少なくとも１つの吸気口の開閉手段を備えろ請＊の軛囲紀１ 項記載の内燃機関。 １６、少なくとも１つの吸気口の前記開閉手段が揺動スＩＪ−プを備える請求の 範囲第１５項記載の内燃機関。 １７、前記導入手段がさらに吸気口を通って選択した蓋の炭化水素燃料を噴射す るよう取付けた調節可能の噴射手段を備える請求の範囲第１６項記載の内燃機関 。 １８、前記内燃機関の吸気中に所定菫の水を噴射するよう位置決めした水噴射装 置をさらに設けてなる請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の内−機関。 １９、前記アクチュエータ手段が弁手段を作動させる空気圧作動の弁アクチユエ ータを備える請・求の範囲第１項・第２項または！Ｉ！３項記載の内燃機関。 ２０、点火した混合気の排出撚焼失成物からエネルギを圓縮機手段に接続し、導 入手段から導入した秋気を加圧する請求の範囲第１項、第２項または第３項記載 の内燃機関。 ２１、排出燃焼生成物中に所定皺の水を噴射しこの生成物の冷却および噴射水の 膨張を行なわせ、タービン手段を通じズさらに出力を回収する水＠躬手段をさら に設けている請求の範囲第２０項記載の内燃機関。 ２２、助燃気体および炭化水素燃料の所定鰍の混合体を所定圧力まで圧縮する工 程と、この圧縮した圧縮促進気体の温度を助燃気体と炭火水素燃料の混合体の点 火温度以上の温度に上昇させるのに十分なＦｆｒ足圧力まで一定鰍の助燃気体を 圧縮する工程と、この圧縮した助−気体を圧縮促進気体と炭火水素燃料の圧縮し た混合体中に導入し点火させる工程と１点火した助燃気体と炭化水素燃料の混合 体の燃焼生成物を圧縮した助燃気体中に導入し熱を印加する工程と、点火した混 合体の燃焼生成物およびさらに加熱された助燃気体からの回収工程とからなる炭 化水素燃料からのエネルギ回収方法。 ２３、第１と第２のシリンダ内で制御状態で往復運動を行ない選択した圧縮比で 充填混合気を圧縮する第１圧縮室および圧縮した点火空気の温度を充填混合気の 点火温度以上の温度まで上昇させるのに十分な選択圧縮比で点火充填空気を圧縮 するに＆２圧縮室と、開放および閉止位置間で作動しかつ第１とＷ４２の圧ＩＩ 室に接続された弁手段と、第１圧縮室内に充填混合気を、！Ｊ２圧Ｎ呈内に充填 空気を４人し、第１と第２の連動ピストンでそれぞれの充填気体を圧縮し、弁手 段を開放して混合気圧縮室内に点火空気を流入させ、充填混合気を点火させる手 段とを備えてなる内燃機関であって、前記第１と第２の運動ピストンが点火した 混合気によって形成した燃焼生成物に応答して出力行程中動くようにされている 内燃機関。