JPS6345425A - 自動車一般陸舶用４及び２サイクル・エンジンの改良 - 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】 （イ）産業上の利用分野 夥しい自動車用並に種々の陸上用及び船舶用４及び２サ
イクル型ガソリン・エンジンとディーゼル・エンジン。

（ロ）従来の技術 今や世界に夥しい自動車用並に種々の陸上用及び船舶用
の４及び２サイクル・ガソリン・エンジン及びディーゼ
ル・エンジンで、燃焼膨張行程でのピストンがシリンダ
内面に及ぼす強い横圧（側圧とも云える）による摩擦の
エネルギ損失のみならず、ピストン及びシリンダの磨耗
の促進、高い摩擦熱も加っての潤滑油の劣化や冷却水蒸
発の促進等の害があるにも拘らず、従来この高い横圧を
何ら軽減する方法を講ずることなく現在に至っている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は前記の如き燃焼膨張行程でのピストンがシリン
ダ内面に及ぼす高い横圧を大きく軽減し、それが起こす
種々の害を大幅に減少することである。

（ニ）問題点を解決するための手段 エンジンで、高圧の燃焼ガスに押し下げられるピストン
の直線運動をクランク軸の回転運動に変えるため、ピス
トンとクランク軸の腕ウェブ上のクランク・ピスとを連
結する連桿を用いるが、連桿はシリンダ中心線に対し０
゜から概して２５゜以内の角度で傾斜を変化しながら運
動するので、ピストンを押す燃焼ガス圧力はピストン・
ピンを介して、連桿を押しクランク軸を回わす力と、前
記連桿の傾斜角に大体比例した大きさのピストンの横圧
とを分力として生じるので、シリンダ中心線に対し燃焼
膨張行程で連桿の在る側とは反対側へ、クランク軸（ジ
ャーナルの中心線）を適宜偏心させることで、連桿のシ
リンダ中心線に対する傾斜角を、横圧が特に高くなる燃
焼膨張行程でかなり小さくなるようにし、種々の横圧の
害を軽減するのである。

（ホ）作用 本発明の性質、作用、効果等を説明するため一例として
、シリンダ内径８６ｍｍ、ピストン行程８０ｍｍ、圧縮
比９．５、本発明のシリンダ中心線からのクランク軸の
偏心を水平に１２ｍｍ真下に１０ｍｍの４サイクル・ガ
ソリン・エンジンを想定し、第１図はそのエンジンの１
シリンダ分の断面図で、且つピストンが燃焼行程で細い
鎖線で示した上死点から行程の約４０％ｌ、下つた処を
示し、その中の各部分を示す符号のローマ字の右下に小
０を付けた方が在来型、これがない方が本発明によるエ
ンジン部分を示す。

第２図は４（行程）サイクルの、「ガソリン空気の混合
気吸入―混合気圧縮―点火燃焼膨張―排気」の４行程中
のシリンダ内圧力を示す指圧線図。

そこで、第１図のシリンダ１内のピストン２を押し下げ
るガス圧力をＰとする。次に、ピストンに嵌入されたピ
ストン・ピン３（その中心Ｒ）を上端の軸受に通し、下
端の大軸受を、クランク軸ジャーナルＡ０とＡ（その軸
心Ｃ０とＣ）に付いた腕ウェブＢ０とＢにあるクランク
・ピンＥ０とＥ（その中心Ｆ０とＦ）に滑嵌合された連
桿Ｄ０とＤの中心線ＲＦ０とＲＦのシリンダ中心線Ｓ―
Ｓに対する傾斜角は、ピストンが上からこの位置に下る
間に次第に大きくなり図の位置が最大で、これをθ０と
θとする。

その時のシリンダ中心線に存る下向きの力Ｐは、力学的
にピストン・ピンを介して連桿Ｄ０又はＤの中心線ＲＦ
０又はＲＦ方向に押す力Ｐ′０又はＰ′（この力は更に
クランク・ピンＥ０又はＥを押してクランク軸ジャーナ
ルＡ０又はＡを回転する）と、連桿が傾いているため凭
れる作用として、矢張りピストン・ピンを介してピスト
ンをシリンダ内面に垂直に押しつける力即ちピストンの
横圧Ｐ′０又はＰ′′とに分力化するが、力の大きさを
線の長さで表わせば、ＰとＰ′０又はＰ′′はそれぞれ
二つの直角三角形の直角を挟む二辺で、連桿方向の力Ｐ
０′又はＰ′はそれぞれの斜辺となる分力の関係になり
、ＰとＰ′０又はＰとＰ′はそれぞれθ０又はθの角を
なす。

ここで、三つの分力関係を符号等で第１図の中で表し難
いので第４図に、在来型の力関係を左側に、本発明の方
の力関係を右側に分離して示し、何れも垂直の中心線の
左側が燃焼行程、その右側が圧縮行程での三つの力の三
角関係を示す。

処で、その圧縮行程のピストンの横圧は、第１図のシリ
ンダ中心線Ｓ―Ｓの右側に鎖線で示した如く、Ｓ―Ｓの
反対側から移動した在来型又は本発明の方の連桿（Ｄ０
又はＤの中心線）ＲＦ０又はＲＦの内ＲＦは、本発明で
クランク軸の軸心をＳ―Ｓの右側へ偏心したため、Ｓ―
Ｓとの傾斜角がＲＦ０より圧縮行程では大きくなる訳で
あるが、同じくピストンの位置では圧縮行程のシリンダ
内圧力は燃焼行程のその圧力の１／３以下であり且つ、
本例では、クランク軸心を水平方向のほか垂直下にも偏
心したためＳ―Ｓの両側で連桿のＳ―Ｓとの傾斜角を小
さくする効果があり、従って燃焼行程では本発明のピス
トンの横圧を更に小さくすると共に圧縮行程では本発明
のマイナス効果を縮小し総合効果を拡大する。

そこで第４図の圧縮行程の力線であるが、前記の燃焼（
以後膨張を略す）行定とは力の進行方向が逆であっても
、ピストンの横圧は同方向に生じ、且つ力の反作用で考
えれば燃焼行程と同じであるので（ただＳ―Ｓに対し反
対向きなだけ）、小文字のＰを似て同様に記入した。

扨、本発明によれば在来型のエンジンより如何にピスト
ンの横圧を、特に燃焼行程初期の最も高くて害の大きい
処を如何に抑え得るかを、数字的グラフで見るため、第
１図のモデル・エンジンの燃焼、圧縮両行程のピストン
の多くの位置で、第２図の指圧線図に従いそこのピスト
ンの横圧を計算し、第３図の「ピストンの横圧線図」を
描いた。

処で本発明では、クランク軸をシリンダ中心線Ｓ―Ｓよ
り水平に１２ｍｍ、真下に１０ｍｍ偏心したため、ピス
トンの上死点に対応のクランク・ピンの中心が描く円上
の上死点Ｊは、その円の最上点より３゜３０′過ぎた所
であり、更に１４゜囲ったところでＳ―Ｓと合うので、
上死点からそこまでは燃焼行程でもピストンはシリンダ
の反対側（本図で左側）に横圧を与え、ここからピスト
ンは本図でシリンダの右側に横圧を与えつつ下り、Ｓ―
Ｓに合って横圧はゼロになり、それより２３゜の間横圧
はシリンダの反対側（左側）へ移り、クランク・ピン円
の下死点Ｋに達し燃焼行程は終るが、その下死点はクラ
ンク・ピン円の最下点より６゜２０′過ぎの所であるの
で、燃焼行程と吸入行程はクランク（ピン）円で１８２
゜５０′の間となり、圧縮行程と排気行程は１７７゜１
０′の間となる。

そこで、第３図の太い鎖線は在来型、太い実践は本発明
に於けるピストンの横圧線を示し、水平の０線の上側は
燃焼行程中、０線の下側は圧縮行程中の横圧の変化を表
わす曲線で、その左端はピストンの上死点、右端は同下
死点に当るが、本発明の燃焼行程の横圧線の両端、死点
付近は、クランク軸の偏心によりマイナス側即ち下側に
入っている。また、圧縮行程で本発明による横圧の方が
在来型の方より大きい部分を、燃焼行程の本発明の横圧
に加算した横圧線が細い鎖線で、これと太い鎖線の間の
縦線を引いた部分が本発明による横圧軽減量と云える。

（ハ）　発明の効果 第３図で見れば、燃焼行程中のピストンの横圧最高値は
、本発明によれば１７５ｋｇで、在来型の３２０ｋｇよ
り１４５ｋｇ、４５．３％軽減するが、圧縮行程では本
発明の方は１２２キログラム、在来型は９５ｋｇで２７
ｋｇ、２８，４％増大、結局本発明実施で差し引き１１
８ｋｇの軽減となり、第３図中多くの縦線を引いた部分
が本発明による横圧軽減量である。

要するに、在来エンジンでは、燃焼行程のピストンの高
い横圧はピストン、シリンダの偏磨耗、冷却水の蒸発、
潤滑油の劣化等の促進、エンジン運転時殊に高速運転で
の騒音振動激化の原因等の害を本発明で大いに改善出来
るが、それがエンジン製造に当って僅かな寸法の移動で
、至極容易に実施出来る事である。

【図面の簡単な説明】

第１図は４サイクル・ガソリン・エンジンの１シリンダ
分の断面図、第２図は前記エンジンの指圧線図、第３図
はピストンの横圧線図、第４図はピストンに働く力の分
力関係図である。 （８）特許出願人　大同四郎

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　クランク軸ジャーナルの中心線をシリンダの中心線
   より適宜偏心した自動車用並に一般陸舶用４及び２サイ
   クル型ガソリン、ディーゼル・エンジン。 ２　クランク軸の中心線をシリンダ中心線より水平と垂
   直下方に偏心した上記第１項記載のエンジン。