JPS623118A - 低揮発性燃料使用機関 - 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】 ａ）産業上の利用分野 この発明は１石油系燃料のうち揮発性の低い　　　、軽
油や灯油などを燃料として使用する機関に関する。

ｂ）従来の技術 軽油や灯油はガソリンに比して気化され難く、着火温度
が高いことから、そのように、使用する燃料の木質的性
状の相違に対応するために、従来、一方は気化器つきの
電気火花点火によ　　　□す る燃焼方式を営むガソリン機関が出現し、他方　　　・
は圧縮予熱された高温空気の中に噴霧油粒子とした燃料
企噴射して自然着火燃焼を行なうこと　　　　□を特徴
とするディーゼル機関が登場するに至ったこと周知であ
り、かかる使用燃料の性状の相違から、後者、すなわち
、ディーゼル機関は、燃料価額が安く経済的であり、か
つ、熱効率が比較的高いという２つの利点と引換えに、
気化され難く、着火温度が高いという不利益に対応すべ
く、１５乃至２２の高圧縮比に耐えられる　　　、大型
堅牢なシリンダー機構を搭載することになり、その結果
、機関の価額が高価となり、出力あたりの重量が大きく
、また、振動が激しいなど、各種の宿命的なハンディを
背負わされて現在に及んでいる。

ところで、ディーゼル機関の動作方法については、従来
から、吸入・圧縮・爆発・排気の４行程、クランク軸２
回転をもって一連の動作を完了させる４サイクル機関と
、クランク軸１回転２行程の間に吸入・圧縮・爆発・排
気の一連の動作を完了させる２サイクル機関との２種類
が周知である。

また、ディーゼル機関の着火は、高圧縮に伴って生じる
高温空気による自然着火を主流とするが、赤熱した焼玉
をシリンダーヘッドに設けて石火源に使用する焼玉機関
が知られている。

９）発す１が解決しようとする問題点 既述したように、軽油又は灯油の如き低揮発性燃料は気
化し難く、着火点がガソリンに比して遥かに高温領域に
ある。

従って、そのような燃料を４サイクル型デイ　　　　゛
−ゼル機関に使用する場合に、均等な動作距離をもった
４行程中の１行程として存在する圧縮行程を使って、圧
ｌｉｌ！！ｌＪ作完了上死点でシリンダ内空気圧力を着
火温度寸前に達する程高温状態に−・挙に高める、とい
う設計上の無理乃至制約を強いられる。

従来は、上記の必要に応えるために、ガソリン機関と対
比したとき異常とも思われる１５乃至２２の高圧縮比の
動作をする機関を設計することにより、上記を解決しよ
うとした。

しかしながら、かかる解決がａ関の生産コストを高め、
山方当り重量を大きくシ、激しい振動やディーゼルノッ
クなど、諸弊害の根源になっていること前述した通りで
ある。

この発明の目的は、ガソリン機関の圧縮比と殆ど変らな
い低圧縮比の動作をする軽量低源な機関を使って、シリ
ンダ内に供給される低揮発性燃料の温度を着火寸前の高
温状態に高める合理的な機関を提供することである。

ｄ）発明を解決をするための手段 この発明の構成は、上記の目的を達成するために、吸入
拳圧縮・爆発・排気を順次繰り返す４行程のうち、その
圧縮行程を吸入弁排気弁閉結の儘複数回連続させてシリ
ンダ内空気の予熱温度を高めることにより、着火性の高
い燃料の温度を着火点寸前の温度まで高め、最終圧縮動
作完了時に点火装置にて着火させるようにした点にある
。

ｅ）作　　用 本発明では、吸入行程と爆発行程の間にある圧縮動作を
１行程で完了させようとする在来の既成観念を踏襲せず
、シリンダ内空気の圧縮動作を２乃至３行程かけて行な
うようにしたので、圧縮比を低く設定しても、シリンダ
内空気の温度を比較的低圧状態下で着火点寸前の高温状
態に導くことができる。

もっとも、複数回の圧縮動作をシリンダ内のピストンで
実行させるには、圧縮行程の間に復帰行程が介在し、こ
の復帰行程時にシリンダ内空気の圧力が一旦常圧に戻る
ことになるが、その時に、１回目の圧縮動作で得られた
高温度が再び常温まで下降せず、多少の温度低下を生じ
るに止まるから、２回目の圧縮動作開始時におけるシリ
ンダ内空気の基礎温度が高められている。従って、２回
目の圧縮動作完了時には１回目のときよりも更に高温に
達することができる圧縮行程を連続２回設定した場合、
機関の一連の動作は６サイクルで完了することになり、
上記を連続２回設定した場合には８サイクルで完了する
ようになる。

ｆ）実　　施　　例 図示の実施例は、本発明を６サイクル機関として示す、
第１図は吸入弁ｌのみを開放させてシリンダ２内のピス
トン３を下死点まで後退させた吸入行程の完了時を示し
１通常の４サイクル機関のそれと何ら変らない。

第２図は吸入弁ｌ及び排気弁４を何れも閉結した状態で
ピストン３をシリンダ２内の上死点まで前進させた第１
回目の圧縮行程完了時を示し、通常の４サイクル機関の
圧縮行程と何ら変らない。

ただし、本発明では圧縮比が、周知のディーゼルエンジ
ンのように高くなく、ガソリン機関並みの低圧縮比とし
て機関が設計されている。

従って、第２図で示す第１回目の圧縮行程完了時におい
てはシリンダ内空気の圧縮がディーゼル機関のそれより
低いから、当然予熱された温度もそれなりに低温である
。

そこで、本発明では、第３図で示すように吸入弁ｌ及び
排気弁４を何れも閉結した状態でピストン３をシリンダ
２内の下死点まで後退させる。これを圧縮解除行程とい
う。

その圧縮解除行程でシリンダ内空気は圧縮状態から最初
の常圧状態へ復帰する。その復帰動作には圧縮空気の復
原圧力が有効に作用する。

ところが、シリンダ内空気の圧力が常圧へ復帰しても、
圧縮時に使用した温度の上昇分のすべてが前記解除によ
って下降せず、第１回目圧縮時に得られた空気の予熱効
果が残留する。

従って、第２回目の圧縮行程始動時（第３図参照）にお
けるシリンダ内空気は第１回目のその　　　、。

温度より高く、その高温状態下で第２回目の圧　　　１
縮が開始される。

それ故、第２回目の圧縮行程完了時（第４図参照）には
、第１回目（第２図参照）の時に達　　　パし得なかっ
た更に高温の圧縮状態が得られる。

そこで、図示の実施例では、ＰＩＳ２回目の圧縮行程完
了時にシリンダ内空気が達し得る予熱温度を燃料の着火
点寸前にまで高められるように、圧縮比をあらかじめ設
定しておく、そうすれ　　　゛ば、第４図で示すように
、最終圧縮行程終了時に点火装置５を作動させることに
よって有効な爆発が生じ、ピストン３はシリンダ２内の
下死点まで一挙に押し戻される（第５図参照）。

第６図は爆発完了時における排気行程を示し、一般的４
サイクル機関のそれと何ら変らない軽油や灯油などの低
揮発性燃料は、吸入行程　　　？ れる場合もあり、或はまた、第１回圧縮行程（第２図参
照）時に噴射ポンプ（図示せず°）にて噴射されること
もある・ 本発明では、第１回圧縮の後、その圧縮の解除（第３図
参照）と再圧！１ｉｌ（第４図参照）とが行われるから
、シリンダ内にて空気と燃料との混合が良好に行われ、
それが着火と爆発に一層有利に作用する。

圧縮行程をｉ続３回生じ得るようにすれば８サイクル塁
の機関として動作する。

ｇ）効　　　果 以上詳述したように、本発明は、クランク軸（図示せず
）の回転３回またはそれ以上で一連の動作が完結するよ
うに、圧縮行程を複数回設けた機関を開発したので、シ
リンダ内空気の温度を着火寸前の高温状態まで高めるこ
とができるようになったから、軽油や灯油の如き低揮発
性燃料であっても、従来型のディーゼル機関によらず、
本発明による機関で充分に作動し得るようになったばか
りでなく、圧縮比を比較的低くなし得るから、軽量小型
低源な機関で低源な燃料を使用し得るようになるなど、
産業上の利益は頗る顕著である。

□オ □ クル機関の例を示す。

第１図は吸入行程完了時。

第２図は第１回圧縮行程完了時、 第３図は圧縮解除行程完了時、 ｆｉＳ４図は第２回圧縮行程完了時。

第５図は爆発行程完了時、 第６図は排気行程完了時、 における各説明図である。

ｌ・・・・吸入弁、２・・・・シリンダ。

３・・・・ピストン、４・・・・排気弁、５・・・・点
火装置。

特許出願人　　斉　藤　　久　法 代理人弁理士　三　　根　　　守 才　１　図　　　　　　　　　　　　　矛　２　図ぺ 第４図　　　　　　　才５図 第３図 才　６　図 ム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入・圧縮・爆発・排気を順次繰り返す４行程の
   うち、その圧縮行程を吸入弁排気弁閉結の儘複数回連続
   させてシリンダ内空気の予熱温度を高めることにより、
   着火性の高い燃料の温度を着火点寸前の温度まで高め、
   最終圧縮動作完了時に点火装置にて着火させるようにし
   たことを特徴とする低揮発性燃料使用機関。
2. （２）圧縮行程を連続２回設定した６サイクル型の特許
   請求の範囲第１項記載の機関。
3. （３）圧縮行程を連続３回設定した８サイクル型の特許
   請求の範囲第１項記載の機関。