JPS6223521A - 制御圧力燃焼室を備えた内燃機関 - 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】 を使用する制御圧力燃焼室を有する往復移動内燃機関に
関するものである。

従来、この踵の内燃機関が有する主たる欠点は、ａ）不
十分な効率、及びｂ）最も精製した燃料を内燃機関の必
須な特性に適合させるために添加物を使用する必要があ
るということである。これらの燃料は非常に高価である
と共に、非常に汚染されている排気ガスを生じる。

本発明の目的は上述した欠点を除去する燃焼室を有する
内燃機関を提供することにある。

内燃機関のシリンダ頭部に（よ別個のシリンダを設け、
別個のシリンダの空気室に接続する。

別個のシリンダと空気室との間には自由ピストンを配置
している。その目的は燃焼を遅らせ且つ長引かせそして
圧縮及び燃焼中にエネルギを吸収し、次いで膨張中にエ
ネルギを解放することにある。

高速ガソリン及びジーゼル機関においては応答速度につ
いてその重量の影響に鑑みて自由ピストンを出来るだけ
軽量の材料から形成すべきである。またピストンは出来
ろ限り最大の熱伝導性を有すると共に機械的応力に対し
て強い抵抗力を持たねばならない。更に、ピストンは潤
滑油を完全に分配するのに適する必要なピストンリング
と溝を持たねばならない。

自由ビス）・ンは燃焼室から離れて対面する端部に突起
を有し、この突起の目的はその移動を制限することにあ
る。フレーム又はシリンダの底部に対するこの突起の衝
突を緩衝するために、ゴムリング又はワッシャを設けで
ある。該ゴムリング又はワッシャの厚さと硬さは空気ク
ッションの圧力と力の平衡の状態により自由ピストンの
移動の開始について実質的な効果を有する。

突起のゴムワッシャは十分な気密性を設けることができ
るので機関の停止により空気クッションの室内の圧力が
維持される。機関の作動中に圧縮室とクッション室との
間に生じるかも知れない僅かなガス流は圧縮室からクッ
ション室への方向でなければならない。その結果として
、クッション室の圧力が増加する。自由ピストンの移動
に影響を及ぼす圧力の増加を防止するために、適宜に保
持させられた弁が設定された値に圧力を維持する。

潤滑油が空気クッション室に流入する場合に、その潤滑
油はまたクッション室内の圧力に影響を及ぼし、また弁
を通して放出される。この場合に、自由ピストンは油が
その中に沈澱するのを防止するために適宜な保護を設け
なければならない。この場合に、ピストンをその上部で
栓をして密閉し、良好な熱伝導体であるガスを充填させ
る。

ガソリン機関において空気クッションを同じ容積と同じ
圧力を使用し１５００〜３　０　０　０　ｒｐｍの速度
について発生した量は過剰であったが、５　０　０　ｒ
ｐｍについてはむしろ少ないことが見い出された。

従って、４　０　０　０　ｒｐｍ以上の速度では主とし
て往復移動体の運動中にエネルギを廃棄させることによ
り機関の効率が減じられるので４０００ｒｐｍを超える
べきではない。

最高速度を４　０　０　０　ｒｐｍに制限し且つ０から
２　５　０　０　ｒｐｍの速度についての自由ピストン
からの利益の減少を受容することにより、空気クッショ
ンの容積および圧力を変えろことなく良好な効率でカバ
ーできる２　５　０　０　ｒｐｍから４０００ｒｐｍの
作動範囲が存する。

機関のより広い回転速度範囲にわたって最大の効率を得
るためには空気クッションの容積又は圧力を変化させる
必要がある。容積の場合には、空気クッションの容積を
変化させる機構を取り付ける必要があり、圧力の場合に
は、コンプレッサーが空気クランフンの圧力を変化させ
る。

それでも、低速については成る器具、金属又はプラスチ
ックばね等により自由ピストンの行程を常に制限する必
要がある。最も有効な方法は自由ピストンの後方運動が
過剰である場合に自由ピストンの上部に関して空気出口
なしに、それ自体を円筒状中空体中に嵌合することにあ
る。

本発明による往復移動の内燃機関の変形例によれば、ト
ルクの増加により、同じシリンダ移動、ｒｐｍ及び燃料
の消費を維持しながら、およそ２０％ないし３０％の実
際の動力の増加が得られる。

高回転数の自転車のエンジンには、指示された比率の運
動速度を減じるために、本発明の使用がより望ましい。

同じシリンダ移動及び同じ動力を維持しながら、燃料消
費はほぼ２０％ないし３０％の同じ比率に減じられる。

本発明によれば、高圧縮比が使用されるので、燃焼は普
通のエンジンにおけるよりも高い圧力−ｃｆｆｆｌする
。更に、これは予め定めた値内での燃焼の発生中に維持
され、以下の利点を有する。

（１）ガソリン機関において、低オクタン価の燃料、即
ち添加物のない安価安価なガソリンを使用することがで
きろ。これは、廃ガスによる汚染を相当除去する。

（２）ジーゼル機関において、同様にセタン価に影響を
及ぼし、燃焼圧力の高いピークを防止し、この型式の機
関に特有なノッキングを減少し、その寒冷始動を容易に
する。

（３）機関の同じシリンダ移動を維持し且つ指示された
比率に回転数を減じながら、機関の寿命をほぼ３０％ま
で増大させる。

（４）前項に記載された条件下で、潤滑油の消費を２０
％〜２５％まで減少させる。自由ピストンもまた油を消
費するけれども、機関ピストンの２サイクル毎の１サイ
クルのみ実施し、その通路は機関の行程のほぼ１５％〜
２０％である。

（５）始動がより高い圧縮比、即ち高い圧縮圧力及び高
い温度で行なわれるので、実質上機関の寒冷始動を改善
する。

（６）より高し）圧縮比により、車両がもはや加速して
ないとき機関は車両を良好に遅らせる。

（７）熱サイクルはサイクルのほとんどの部分中に一定
圧力において生しる燃焼によってより低い温度に達する
ので燃焼中のガスの分離熱の減少により熱サイクルを改
善させる。より低い温度により、熱による損失は少なく
、燃焼室、弁、噴射プラグ等の部品に対する損傷もまた
少ない。

（８）最大燃焼圧力の制限により、ピストン、ピン、軸
受、連結棒等のすべての機関の部品に付加される瞬間的
応力が少ない。成る場合において、これはその強度及び
重量を減少させることができ、特にジーゼル機関におい
て、運転振動および雑音の大きな減少を見い出すことが
可能である。

（９）高速ジーゼル機関において、自由ビス）−ンによ
り生じる容積が燃焼室内に必要な流れを作る同様の効果
を有するもので渦巻室、空気溜め室および燃焼小室はも
はや必要ではない。

（ｌ［ｌｌ同様に、すべてのジーゼル機関において、室
内の流れに加えて、燃焼が実質的に延長されるので燃料
噴射が簡単化されろ。これはより大きい出口開口部及び
小数の開口部を有する噴射装置を使用することができろ
。

以下に本発明の実施例を添付図面について詳細に説明す
る。

図はガソリン機関のシリンダ１を示す。該シリンダ１に
は燃焼混合物を流入させることができ且つ通常の開口部
又（よ通路を備丸でいる。シリンダ１内にはピストンリ
ング３を備えた往復移動ピストン２が配置されている。

該ビス１−ン２はその力をビン４及び連結棒５を介して
伝達する。シリンダ頭部には１つを点線で示しｔこ通常
の弁と点火プラグ６が配されている。ジーゼル機関の場
合には、点火プラグの位置に噴射器を保持する。

シリンダ頭部には第２シリンダ７が設けられ、該シリン
ダ７内には軸線方向に移動可能な自由ピストン８が配置
されている。該ピストン８の前部９はシリンダ１の圧縮
及び燃焼室の一部を形成するが、その反対の後面１０は
空気クッションのように作用する空気室１１の圧力を受
ける。ピストン８はリング１２を備えており、その後部
にはその行程を制限する後部周辺突起１３を有している
。該突起１３とフレームとの間の激しい打撃を回避する
ために、衝撃を緩衝するゴムリング１４が挿入されてい
る。自由ピストン８は導管１５によって潤滑されるよう
になっている。

燃焼室からのガスの流入による空気室１１内の圧力の増
加を回避するために、該空気室１１内の圧力が予定値を
超えたとし空気室１１からガスを排出をさせるばね負荷
弁１６を設けている。また、空気室１１に空気を満たさ
ねばならない場合には弁１７を設けである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による内燃機関の断面図である。 図中、符号１は主シリンダ、２はピストン、３はピスト
ンリング、６は点火プラグ、７は第２ピストン、８は自
由ピストン、１１は空気室、１３は突起、１４はゴムリ
ング、１６はばね負荷弁、１７は弁である。 特許出願人　　工しウテリオ　エステパン　チバＶで・
ど□パパ 代理人　土　　橋　　橋　　夫、・パ ・（釡ン′ 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％： ２　発明の名称 制御圧力燃焼室を備えた内燃機関 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 工しウテリオ　エステパン　チバト ５　補正命令の日付　昭和６１年７月２日（発送日　昭
和６１年７月２９日） ６　補正の対象

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料混合物を流入しそして排出材料を放出させる
   開口部を有する主シリンダと、主シリンダ内において燃
   料混合物の燃焼を開始する点火プラグと、往復運動のた
   め主シリンダ内に支持されたピストンと、該ピストンが
   主シリンダ内でそれに向って往復運動するシリンダ頭部
   とを含む内燃機関において、シリンダ頭部に主シリンダ
   に向って開口している第２シリンダを備え、圧縮及び燃
   焼段階を引長し且つ圧縮及び燃焼によるピストンの移動
   時にエネルギを吸収するため主シリンダと連通させた自
   由ピストンを第２シリンダ内に移動可能に配設し、主シ
   リンダから離れている第２ピストンの一側で第２シリン
   ダを密封し、主シリンダから離れる第２ピストンの運動
   により圧縮される空気クッションを第２シリンダ内に形
   成したことを特徴とする制御圧力燃焼室を備えた内燃機
   関。
2. （２）自由ピストンを第２シリンダ内に保持するために
   自由ピストンに保持子を備えたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の内燃機関。
3. （３）第２シリンダには第１シリンダから離れる自由ピ
   ストンの運動時に自由ピストンによって当接させるため
   の当接可能部材を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の内燃機関。
4. （４）自由ピストンには自由ピストンが主シリンダから
   離れて第２シリンダを通って予め定めた距離だけ移動し
   た後に第２シリンダの当接可能部材に当接する周辺突起
   を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
   の内燃機関。
5. （５）第２シリンダの当接可能部材と自由ピストンとの
   衝撃を緩衝する減衰部材を自由ピストンの突起に配置さ
   せたことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の内
   燃機関。
6. （６）当接可能部材に対する自由ピストンの衝撃を緩衝
   する減衰部材を自由ピストンに設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項に記載の内燃機関。
7. （７）第２シリンダの内側における第２ピストンの背部
   に空気クッションを形成するため第２シリンダを第２ピ
   ストンの背部で閉鎖させたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の内燃機関。
8. （８）空気クッションを形成するため第２シリンダ内に
   空気を充填し且つ空気クッション内の最大圧力を制限す
   る弁機構を第２シリンダに設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第７項に記載の内燃機関。