JPS62501866A - ピストン機関 - 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】 発明の名称　ピストン機関 技術分野 本発明はピストン機関に関するものである。

発明の背景 ピストン機関、特に４サイクルガソリン機関においては排気残余物が熱く、それ は新たな燃料と空気の混合物の混合物を比較的熱くさせる。しかし、混合物は比 較的熱いため、燃料の燃焼によって付加される熱はより少ない圧力増加及びより 少ないパワーしか生じない。

排気残余物の量が減じることができる場合に、シリンダ内の燃料／空気浪合物の ）温度を減少させることができる。それは同じ熱および燃料がより大きな圧力お よびより多くのパワーを発生させることを意味する。排気残余物の量を減じると 新たな燃料／空気混合物の比率は増大し、それはさらに一定量の燃料について燃 焼圧力およびパワー出力を増大する。

さらに、最適な経済性のためシリンダ内の燃料混合物の所望の圧力に関連づけら れた圧縮の終りにピストン間隙を有するのが望ましい。

発明の開示 本発明の目的は、シリンダ内のピストン間隙がシリンダ内の圧力に応じて変化さ せることができる燃料／空気混合物によって動力が供給される４サイクル機関を 提供することにある。

本発明によれば、ピストン間隙がシリンダ内の圧力に依存する４サイクル機関を 設けたことにある。

好ましくは、ピストンは圧縮行程の終りより排気行程の終りにおいてシリンダヘ ッドとの間に小さな間隙を有する。この方法において事実上すべての熱い排気残 余物は次に燃料／空気混合物入力の温度が低いようにシリンダから放出される。

かくしてより少ない熱および燃料が所望のパワー出力について必要とされる。

圧縮行程の終りにおいてシリンダヘッドとピストンとの間の間隙は排気行程の終 りにおいて大きくなる。それはシリンダ内の燃料／空気混合物の圧力のためであ るが、間隙がシリンダ内の圧力に依存するとき圧縮比は好都合である。

上記は正規の負荷状態下の機関のみでなく機関が軽負荷での減少された圧力か又 は重負荷でのより高い圧力でも、シリンダ内の圧力によってそのピストン間隙を 変化させる能力を有するため軽負荷状態下の機関にも適用できる。

好適な実施例において機関のピストンは各々主ピストンの室内で往復移動可能な 副ピストンを有する。各主ピストンは副ピストンを介して連接棒に接続されてい る。

主ピストン内に副ピストンを保持するため、該副ピストンは室の広う）部分内に 補助される横方向延長部又はフランジを有することができる。

副ピストンは横方向延長部又はフランジの上下に２つの実質上密封された空間を 備えている。密封は好ましくはピストンリングを経由して行われている。排気行 程の終りにシリンダ内に圧力は存在しないので、主ピストンの慣性が連接棒の重 量または運動によって比較的制約されていないシリンダヘッドに近接して主ピス トンを運動させるようになる。これは下方空間容量が圧縮される一方、上方空間 容量が膨張するためである。シリンダヘッドに近接する主ピストンの運動は事実 上シリングからのすべての熱い排気ガスを放出しそこで燃料／空気混合物の次の 入力に対してシリンダ内の温度を上述した通り望ましく低減させる。

圧縮行程時シリンダ内の燃料／空気混合物はシリンダヘッドに向かう主ピストン の運動に対抗する。これは上方空間容量が副ピストンがシリンダヘッドに向かう 主ピストンの運動を補助しようとするとき圧縮されることを意味する。もちろん 、同時に、下方空間容量は増大する。

通常爆発又はノッキングを生じる継続重負荷、低速状態中に本発明のピストン装 置はより多くの間隙容量（より少ない慣性−より多く圧縮）を備えることができ る。

それゆえ、より高い公称圧縮比を選択させることができる。軽負荷、高速状態中 に本発明のピストン装置はより高い実際の圧縮比および改善された経済性（より 多くの慣性−より少ない圧力）を付与することができる。本発明の機関は排出物 質が少ないため無鉛燃料に適する。

本装置を自動的に中心に集めさせるために、又オイル駆送のため副ピストン密封 リングに隣接して好ましくは主ピストンの内壁に複数の小さな切欠部を設けるこ とができる。これらの切欠部は中間行程位置にあってもまたはそうでなくてもよ く、更に同時に開口しても良い。２つの切欠部又は数組の切欠部は好ましくは上 方および下方空間の各々について１つ設けられている。両切大部は好ましくはピ ストンリングよりも僅かに広い。下方切欠部が副ピストン行程の頂部近くに開口 されるならば、これは空間内の平均圧力を増大し且つ間隙を増大する。

切欠部の変形例として、１つ又はそれ以上の通気孔を外側主ピストンの壁に設け ることができるので、二次又は空気室からのガス損失を機関のクランクケースか ら引き出されたガスと交換させることができる。クランクケース内の圧力全体を 調整するのに弁のような調整手段を使用することができ、クランクケース圧力は 副ピストンの作用を高めるように空気または二次室の圧力を調整する。通気孔は クランクケースから二次室に潤滑油を搬送することができる。

図面の簡単な説明 以下に本発明を添付図面に示した実施例についてさらに説明する。

第１図は４サイクル機関の１つのシリンダが排気行程の終りにある第一実施例の 断面図、第２図は圧縮行程の終りにある同シリンダの断面図、第３図は４サイク ル機関の１つのシリンダが全トルクおよび低回転で圧縮の終りにある第２実施例 の断面図、第４図は排気および高回転の終りにある同シリングの断面図、第５図 は低慣性および圧力で圧縮アイドリングの終りにある同シリングの断面図である 。

発明を実施するための最良の形態 第１図及び第２図に関し、４サイクル機関のシリンダ１０は一端でシリンダヘッ ド１４によって閉鎖され、且つ往復移動可能な主ビス）・ン１６を有する室１２ がらなっている。シリンダヘッド１４は一対の弁１８（一方のみ図示）を有し、 一方の弁１８は排気ガスを放出し、他方の弁１８が燃料／空気混合物を取り入れ る。主ピストン１６は密封用のピストンリング２０を有する。２部分構造（１６ Ａ、１６Ｂ）からなる主ピストン１６内にはクランクシャフト（図示せず）に接 続させた連接棒２６に接続した副ピストン２４を備えである。

副ピストン２４は筒状部２７と該筒状部２７と一体のフランジ部２８とを有する 。ピストン２４は主ピストン１６内に往復移動可能であり、ビスＩ−ンリング３ ｏ及び３１によって密封されている。フランジ２８はそれ自体上下に２つの空間 ３２および３３を形成する。

主ピストン１６の内壁には２つの同等の切欠部４０Ａ。

４０Ｂを設けである。両方の切欠部４０Ａ、４０Ｂはこれらと協働するピストン リングより僅かに広い。

作動において、主ピストン１６はシリンダ内の圧力に応答して該シリンダ内を上 方に向って自由に移動する。

従って排気行程において圧力は低いので、主ピストンの慣性が主ピストンをシリ ンダヘッドに近接して移動させ、か＜ジて事実上すべての排気ガスを放出する。

しかし、圧縮行程において、圧力は高いので、Ｔ、Ｄ、Ｃにおいてピストンとシ リンダヘッドとの間の間隙が排気行程のものよりも大きい。更に、種々の負荷状 態下において、室内の圧力は異なり、主ピストンは適宜な間隙を付与するように 移動する。

これは排気及び圧縮行程に関してＴ、Ｄ、Ｃにおいて連接棒に関連して主ピスト ン１６を運動させることができるシリンダ内の圧力に応じて変化させられる空間 ３２及び３３の容量による。

内側ピストン行程の頂部近くで下方切欠部４０Ｂを開口させることば副ピストン ２４の上下の室又は空間内の平均ガス圧を増大させると共に間隙を増大させる。

また、もちろん、すべてのピストンリングは複数のリング機構又は段付き間隙型 式にすることができる。

第３図乃至第５図に関し、４サイクル機関のシリンダ６０は一端でシリンダヘッ ド６４によって閉鎖されている室６２からなっており、該室６２は往復移動可能 な主ピストン６６を有している。シリンダヘッドは室６２に燃料／空気混合物を 導入させる弁６８と室６２から排気ガスを漏出させる弁６９とを有している。排 気弁６９はピストン６６は密封用ピストンリング７ｏを有している。

主室６２内には機関のクランクシャフト（図示せず）に接続させた連接棒７８に 軸頭ピン７６によって接続した副ピストン７４を有する副室７２を備えである。

ビス）・ン７４は上方フランジ部８２を有し、上方フランジ部８２は室７２の上 方内面８ｏと閉止部材８６の上面８１との間で往復移動可能であり、該閉止部材 ８６の開口中心内をピストンの下部８４が移動する。ピストンリング９０および ９２はピストン７４と室７２との間を密封する。

第１図及び第２図の切欠部４０Ａ、４０Ｂに代えて、通気孔９６は副室７２とク ランクケース９８との間に設けられている。しかし、第３図乃至第５図の実施例 の作動は第１図及び第２図の実施例の作動と大体同じである。

国際調査報告 Ａｉ’ｔ’ＮＥＸτＯ−！Ｅ　ＩＮτＥ訳ＡＴＩＯＮＡＩ−５ＥＡ−ＲＣＨＲＸ ？ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ピストン間隙をシリング内の圧力に依存させるようにしたことを特徴とする ４サイクル機関。 ２）ピストンには圧縮行程の終りより排気行程の終りにおいてシリンダヘッドと の間に小さな間隙を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の４サ イクル機関。 ３）機関のピストンには主ピストンの室内で往復移動可能な副ピストンを各々備 え、副ピストンを介して主ピストンを連接棒に接続させたことを特徴とする特許 請求の範囲第１項又は第２項に記載の４サイクル機関。 ４）副ピストンには室の広い部分に保持される横方向延長部又はフランジを備え たことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の４サイクル機関。 ５）副ピストンには横方向延長部又はフランジの上下に２つの実質上密封された 空間を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の４サイ クル機関。 ６）本装置を自動的に中心に集めさせるため且つオイル搬送のため小さな切欠部 を副ピストン密封リングに隣接して設けたことを特徴とすろ特許請求の範囲第３ 項、第４項又は第５項に記載の４サイクル機関。 ７）切欠部を主ピストンの内壁に備えたことを特徴とする特許請求の範囲第６項 に記載の４サイクル機関。 ８）２つの切欠部又は教組の切欠部を上方及び下方空間の各々について１つ設け たことを特徴とする特許請求の範囲第６項又は第７項に記載の４サイクル機関。 ９）両切欠部をピストンリングより僅かに広くさせたことを特徴とする特許請求 の範囲第８項に記載の４サイクル機関。 １０）副又は空気室からのガス損失を機関のクランクシャフトから引き出したガ スと交換させることができるように１つ又はそれ以上の通気孔を外側主ピストン の壁に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第３項、第４項または第５項に記 載の４サイクル機関。 １１）副ピストンの作用を高めるように空気又は副室内の圧力を順次調整するク ランクケース圧力全体を調整するための手段を備えたことを特徴とする特許請求 の範囲第１０項に記載の４サイクル機関。