JP3518688B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、内燃機関に関するものである。

発明の背景 出願人によって発明された、分離機関として分類され
ることのできる種々の内燃機関が、例えば、GB−Ａ−21
55546、GB−Ａ−2186913、GB−Ａ−2218153、GB−Ａ−2
218157、GB−Ａ−2246394及びGB−Ａ−2261028から知ら
れている。これらの機関は、現在、文献においてメリッ
ト機関（Merritt engine）として知られている。

メリット機関は、少なくとも１組の第１及び第２のシ
リンダと該シリンダの中を動くことのできるそれぞれの
第１及び第２のピストンを有しており、各組において、
第１のシリンダは、第２のシリンダよりも大きな掃気容
積を有し、そして、そこには、吸気弁及び／または第１
のシリンダと連通する口、排気弁及び／または第１のシ
リンダと連通する口、燃料を第２のシリンダへ供給する
ための燃焼供給源、ピストンが実質的に内死点位置にあ
るときに燃焼空間を形成する手段（燃焼空間は、膨張行
程の少なくとも初期の部分の間両シリンダと連通す
る。）及び進入即ち燃料／空気混合物の第２のシリンダ
から燃焼空間への移動を制止するための制止手段が設け
られている。

本明細書で用いられる“空気”という用語は、酸素と
他の通常不活性な気体との、及び、燃焼用の実質的に純
粋な酸素と気体または液体（即ち気化される液体。）燃
料との混合物を含む。それは、再循環される排気ガス、
クランクケースガス、及び、再循環される内燃機関ガス
中に存在する小量の炭化水素物質を含むことができる。

本明細書で用いられる“進入”という用語は、第２の
シリンダから燃焼空間への燃料／空気混合物の移動をい
う。メリット機関は、若干の少量の空気が全部の燃料と
共に小さい方の第２のシリンダ内で圧縮され、一方、大
部分の空気は独立に大きい方の第１のシリンダで圧縮さ
れるという差異を有する、ディーゼル機関に似た分離機
関である。

ディーゼル機関及びメリット機関のような分離機関の
重要な特性は、機関の圧縮行程の大部分の間、殆どの空
気から燃料を遠ざけることである。メリット機関は、吸
入工程の間に燃料を受け取り且つ圧縮行程の終わりに近
い進入の瞬間まで燃料を大量の空気と隔離させる小さな
方のシリンダ及びピストンを用いることによってそうし
ている。小さい方のシリンダは、燃料マネージメントシ
リンダと呼ぶことができる。

分離機関は、高い圧縮比が用いられるときでも、圧縮
行程の大部分の間、燃料が自然に点火するのに十分な空
気と混合されていないから、燃料に点火するために圧縮
点火として知られている方法を用いるのに大いに適して
いる。矢張り分離機関であるディーゼル機関では、点火
の時機は、燃焼空間への燃料の射出の時機によって決め
られる。これまでに開示されたメリット機関では、点火
時機の制御は、進入、換言すれば、燃料マネージメント
シリンダから燃焼空間への気化された燃料の移動のプロ
セスの時機を制御することによって行われている。高い
圧縮比を用いるメリット機関では、一部の燃料の点火
は、燃料が燃焼空間へ入り、それで非常に熱い空気と出
合う瞬間に生じることができる。GB−Ａ−2246394は、
進入の時機、従って、点火の時機を制御することができ
る幾つかの方法を説明している。詳細は、小さい方のシ
リンダには、小さい方のシリンダ内の圧力を圧縮行程の
初期の間大きい方のシリンダ内の圧力よりも低い値に制
御し、それによって、小さい方のピストンが、その内死
点位置またはその近くに到達する前の進入を制止するア
クセス手段が設けられている。GB−Ａ−2246394で説明
されているアクセス手段は、好適には小さい方のシリン
ダへ開口している第１のポートを含んでいる。このポー
トは、機関の各サイクルの間第１のポートを通る空気及
び／または燃料のアクセスを制御するため、可変流れ面
積弁即ちスロットル弁と被作動ポペット弁のような第１
の弁とを収容することができる。液体燃料の射出器を有
することができる燃料源は、好適には第１の弁の上流側
に配置されている。

ディーゼル機関やメリット機関のような分離機関の主
な利点は、それらが有する極めて薄い全体の燃料／空気
混合物を燃焼させる能力である。圧縮行程の間予め混合
された燃料／空気混合物を有する火花点火機関は、火花
によって起こされた炎が燃焼空間内の燃料／空気混合物
の全量を横切って動くことを可能にする化学量論的に近
い燃料／空気混合物に限られる。非常に薄い全体の燃料
／空気混合物は、全体として一層冷たい膨張プロセスを
もたらし、それは、とりもなおさず、改善された機関熱
効率と排気ガス中の特に部分負荷での有害なNOxガスの
より低い量を導く。レシプロ内燃機関の熱効率は、熱放
出に続く平均温度が化学量論的燃焼でみられる高い値か
ら降下するとき薄いバーン（thin burn）と共に上昇す
る。

非常に効率的なレシプロ内燃機関を助長するための主
たる特徴は、非常に早い燃焼と熱放出に続くより低いガ
スの温度である。

自動車機関または高速ディーゼル機関は、より高い速
度で、液体燃料が点火される前に完全に気化されるのに
十分な時間を与えることができないから、早い燃焼を達
成しない。他方、ディーゼル機関は、部分負荷での全体
として薄いバーンに続くより低いガスの温度を助長する
ことができる。メリット機関は、すべての条件下にディ
ーゼル機関よりも早い燃焼と低い部分負荷温度とを潜在
的に達成することができる。メリット機関では、燃料
は、吸入工程の間に燃料シリンダへ入れられ、そして、
大部分の空気から隔離されて、燃料には、燃料が点火す
べく燃焼空間へ進入する前に、小量の空気の中で気化す
るようにより多くの時間が与えられる。

既知のメリット機関の１例が、GB−Ａ−2246394から
複写された機関に一部を通る断面図である添付図面中の
図１に図示されている。この機関は、燃料／空気混合物
が火炎前面として燃焼する従来のスパーク点火ガソリン
機関（S1GE）の態様で、始動及びアイドリングの間、燃
料／空気混合物を点火するためのスパークプラグを用い
る圧縮点火機関である。この機関を以下に簡単に説明す
る。より詳細な説明については、GB−Ａ−2246394を参
照されたい。

この機関は、大きい方のピストン16の円頂部36に取り
付けられた小さい方のピストン18を有している。このピ
ストン18は、柱部234と円頂部235とを有している。図１
から、柱部234は形状がカーブしており、このカーブ
が、大きい方のシリンダ12から燃焼空間20に入ってくる
空気の渦巻きと、燃焼室20への進入に続く燃料／空気混
合物の渦巻きとを促進することが判るであろう。

燃焼空間は、ピラー234と概括的に14aで示されている
小さい方のシリンダ14の壁との間に形成されている。ピ
ラーの形状及び寸法は、適切な寸法及び形状の相応した
燃焼容積をつくり出すように選択されている。

ピストン18の円頂部35は、ピストン18及び16の円頂部
35及び36の間の軸方向の距離よりも実質的に小さい軸方
向の厚さをもつ縁を有していることが判るであろう。円
頂部35は、環状の間隙128の形の制止手段を形成するた
めに、小さい方のシリンダの壁14aから僅かに離れてい
る円筒状の周縁37を有している。図中にみられる小さい
方のシリンダ14の上端には、以下説明する進入を促進す
るためのバイパスとなる任意の周溝39が形成されてい
る。小さい方のシリンダ14の上端には、第２の吸入弁31
とスロットル弁32とを有するアクセス手段が設けられて
いる。燃料射出器34が、吸入管33へ液体燃料を送るため
に設けられている。スロットル弁32は、吸入管33へ流れ
る空気の量を制御し、そして、燃料射出器34により送ら
れる燃料の量とは実質的に独立に制御する。

機関の吸入工程の間、空気は吸入管25を通って大きい
方のシリンダ12へ入る。また、空気も開いた弁31を通っ
て射出器34からの燃料と共に小さい方のシリンダ14へ入
る。圧縮行程の初期におけるピストン18の円頂部35での
圧力差は、スロットル弁32と弁31を閉じる時機とによっ
て影響されることができる。これは、続いて、圧縮行程
の終わり近くのピストン18の内死点位置の近くで小さい
方のシリンダ14の中味が燃焼空間20へ進入する時機に或
る効果を有している。進入は、続いて、シリンダ14の中
の燃料／空気混合物が圧縮行程の間に、大きい方のピス
トン16によって燃焼空間20へ送られる一層温かい空気と
出合うときに、圧縮点火によって気化された燃料の点火
の時機を制御する。

溝39は、小さい方のピストンの円頂部35の厚さよりも
大きい或る軸方向の長さを有し、燃料／空気混合物がバ
イパス溝39を通って円頂部のまわりに進入するための拡
大された間隙を提供する。溝39はまた、小さい方のシリ
ンダ14の中に隙間容積を提供し、そして、この隙間容積
が、圧縮行程の間にシリンダ12の中に余分の容積を提供
することにより進入の時機を効果的に遅らせる。

図１に示す機関はまた、空気を大きい方のシリンダ12
へ供給する吸入管25中に位置するスロットル弁23とスパ
ークプラグ52とを有している。排気弁と排気ポートは図
１に示されていないが、それにもかかわらず、大きい方
のシリンダ12と連通して機関の中に設けられている。ピ
ストンの実線位置は外死点位置を示し、そして破線は、
内死点位置におけるピストンを示している。

“開かれた”燃焼空間の構成は、スパークプラグ52が
燃焼空間20へ直接アクセスすることを可能にする。この
スパークプラグは、小さい方のシリンダ14の壁14aを通
って延びている。所望によっては、大きい方のシリンダ
12にスロットル弁のような流量制御装置を設けて、部分
負荷での吸入工程の間大きい方のシリンダ12への空気の
取り入れを減少することができる。部分負荷で必要とす
る或る一定の量の燃料のために、この制御は、小さい方
のシリンダ14内の混合物の燃料／空気比が燃焼限界に近
づくときに、小さい方のシリンダ14内の燃料／空気比を
増加して、圧縮による小さい方のシリンダ内での自然点
火を回避する。ピーク圧縮圧力及び温度も、そのような
流量減少の結果として減少し、そして、燃料／空気混合
物は、進入後にスパークプラグ52の助けを最終的に必要
とするであろう。例えば、小さい方のシリンダ14内の燃
料／空気混合物が化学的に正しい、即ち、概ね化学量論
的であるように選ばれるときに、機関は、アイドル状態
にされることができる。スロットリングプロセス（thro
ttling process）は、圧縮圧を減少して、自然圧縮点火
を避けるのに十分な低さにすることができ、そして、ス
パークプラグは、次いで、進入後に燃焼空間20へ入る化
学的に正しい混合物を点火するのに使用することができ
る。

図１の既知のメリット機関でスパークプラグを使用す
る目的は、機関をアイドリングや始動のような限界状態
と即応させることである。詳しくは、低い部分負荷のも
とで、小さい方のシリンダ内の燃料／空気混合物は、圧
縮点火によって点火可能な概ね化学量論的な値に近づく
ことができるであろう。そのような問題を回避するため
に、小さい方のシリンダ14内の燃料／空気比を自然圧縮
点火が生じるレベルより上に維持するために、スロット
ル32は一部閉鎖されることができる。しかしながら、こ
の絞りの結果として小さい方のシリンダ内で生じる圧力
の減少は、間隙128を通って大きい方のシリンダ12から
小さい方のシリンダ14への空気の流れを増大することが
でき、かくして、燃料／空気混合物の比を化学量論的な
ものに戻し、そして、進入の開始前に小さい方のシリン
ダ内での自然圧縮点火の危険性を再確立する。これを防
止するためには、スロットル弁23が機関への空気の吸入
を減少させることによって大きい方のシリンダ12内の圧
縮圧力を減少するのに用いられる。この効果は、間隙12
8を通り第２シリンダへの空気の流れを減少させ、進入
前の自然圧縮点火の危険性を再び除去する。スロットル
23による空気の流れの減少の結果として、ピーク圧縮圧
力及び、温度も減少する。圧縮温度の減少された終りで
は、燃料／空気混合物は、圧縮点火によっては点火する
ことはできず、そして、そこで、スパークプラグ52が、
混合物が進入するときに従来の火花点火の態様で混合物
を点火させるために用いられる。燃料／空気混合物は、
かくして、従来の火花点火式ガソリン機関の態様で混合
物中に拡められ火炎前面として燃焼する。

発明の要約 本発明は、改良された内燃機関及びその操作方法を提
供することを目的とする。

従って、本発明は、第１のシリンダが第２のシリンダ
よりも大きな掃引容積を有する、少なくとも１組の第１
及び第２のシリンダと、 これらのシリンダの中を動くことのできるそれぞれ第
１および第２のピストンと、 第１のシリンダと連通している吸気手段と、 第１のシリンダと連通している排気手段と、 燃料を第２のシリンダへ供給するための第１の燃料源
と、 ピストンが、実質的に内死点位置にあるときに膨張行
程の間両シリンダと連通する燃焼空間を形成する手段
と、 各圧縮行程の終り近くに燃焼空間内で到達した圧力及
び温度が、用いられた燃料の自然圧縮点火を生じさせる
のに不十分であることを確実にするための手段と、 燃焼空間と連通している点火手段と、 ピストンが圧縮行程で予め選ばれた点に達する前で
の、第２のシリンダから燃焼空間への燃料／空気混合物
の進入を制止するための制止手段と、 進入の開始後で進入の完了前に進入する燃料の一部を
点火するように点火エネルギーを燃焼空間へ放出し、そ
れによって、燃焼空間の温度及び圧力を、圧縮点火によ
り残りの燃料を点火するのに十分な高さに上げるため
に、点火手段をトリガするための制御手段と、 圧縮行程の終わり近くに燃焼空間内で到達した圧力及
び温度が、用いられた燃料の自然圧縮点火を生じさせる
のに不十分であることを確実にするための第２の手段と
を有する内燃機関を提供する。

本発明はまた、 第１のシリンダが第２のシリンダよりも大きな掃引容
積を有する、少なくとも１組の第１及び第２のシリンダ
と、 これらのシリンダの中を動くことのできるそれぞれ第
１および第２のピストンと、 第１のシリンダと連通している吸気手段と、 第１のシリンダと連通している排気手段と、 燃料を第２のシリンダへ供給するための第１の燃料源
と、 ピストンが、実質的に内死点位置にあるときに、膨張
行程の間両シリンダと連通する燃焼空間を形成する手段
と、 各圧縮行程の終わり近くに燃焼空間内で到達した圧力
及び温度が、用いられた燃料の自然圧縮点火を生じさせ
るのに不十分であることを確実にする手段と、 燃焼空間と連通している点火手段と、 第２のピストンが圧縮行程で予め選ばれた点に達する
前での第２のシリンダから燃焼空間への燃料／空気混合
物の進入を制止するための制止手段と、 点火手段を制御するための制御手段、 とを有する内燃機関を操作するための方法であって、機
関の吸気行程及び／または圧縮行程の間に第１の予め選
ばれた量の燃料を第２のシリンダ内に導入し、及び、 進入の開始後且つ進入の完了前に、点火エネルギーを
燃焼空間へ放出し、それによって、燃焼空間内の温度及
び圧力を圧縮点火によって進入する燃料の残りを点火さ
せるのに十分なレベルに上昇させることを特徴とする方
法を提供する。

本発明によるメリット機関での点火の時機を操作し及
び制御する方法は、火花で点火プロセスを開始させ、そ
して、機関を圧縮点火によって継続させる、即ち火花ト
リガー圧縮点火（STCI）である。

本発明の好適な形は、すべての操作条件下に燃焼を開
始するため火花点火に依存している。このため、機関の
幾何学的圧縮比は、使用の際に燃料の自然圧縮点火を避
けるために十分低く選ばれる。しかしながら、従来の既
知の方法での火花点火は、炎前線が混合物中に広がるこ
とを可能にするため、均質に近い燃料／空気混合物を必
要とし、そして、これは、従来の火花点火ガソリン機関
（SIGE）で達成されている。

本発明における火花トリガー圧縮点火は、或る異なっ
たプロセスである。火花による点火は、２段階の点火プ
ロセス、即ち、火花点火及び圧縮点火の第１段階であ
る。この第１段階では、火花点火は、進入中の燃料と燃
焼空間中の空気との間の境界で局部的な炎を発生させる
だけである。この炎は、寿命が短く、そして、その瞬間
には存在しない予め混合された燃料／空気混合物の中へ
広がりそうもない。この火花点火は、進入プロセスの完
了前、換言すれば、全部の燃料が小さい方のシリンダか
ら小さい方のピストンの円頂部を越えて燃焼空間中へ移
って、その燃焼空間中にある燃焼のために必要なすべて
の空気と混合するだけの時間がたつ前に生じる。この火
花点火の段階は、噴出口の周辺で空気と混合しながら噴
出口から出てくる気体燃料の噴流を火花で点火するプロ
セスと似たプロセスである。火花点火プロセスが始まっ
た後に、炎は、小さい方のピストンの作用により燃焼空
間へ進入して、より多い空気と混合するときに、残りの
気化された燃料の圧縮点火を生じさせるのに十分である
ように燃焼空間内の気体の圧力及び温度を上昇させる。

このプロセスは、火花トリガー圧縮点火（STCI）とし
て説明されている。燃料の蒸気を完全な燃焼で必要とさ
れる更なる空気と共に混合し及び燃焼させるプロセス
は、火花点火の瞬間を越して進行する。通常の火花点火
機関（SIGE）では、燃料と空気との間の混合プロセス
は、火花の出現前に殆んど完了している。

火花トリガー圧縮点火を用いる重要な利点は、それに
よって容易に、可変的な機関条件に合致するように調時
することができることである。火花トリガー圧縮点火を
用いるときには、進入プロセスの調時に必要とされる正
確な制御は、機関の操作に左程重要でも、また、左程厳
密でもなくなることができる。

火花トリガー圧縮点火を達成するため、機関システム
は、進入の初期の間、選ばれた特定の燃料を圧縮により
点火するには不十分な圧縮比で動作することができる。
或いは、圧縮圧力及び温度を調節するためにスロットル
23を用いることができる。例えば、ガソリンの場合、圧
縮比は、火花トリガー圧縮点火に対して、例えば、12:1
の値に下げることができ、一方、若し圧縮点火が、この
ような燃料を用いて独立して用いられるとしたら、例え
ば18:1の圧縮比の値が必要とされるであろう。第２の要
件は、進入プロセスの初期に燃焼空間で燃料の蒸気が空
気と混合している間燃料の蒸気と出合う場所にスパーク
プラグを位置させることである。スパークプラグは、正
しい時間に火花を生じて圧縮点火プロセスを開始させ
る。既に燃焼空間への進入を開始した燃料の一部を点火
させた後に、燃焼空間内の気体の圧力及び平均温度は上
昇する。この結果、仮に火花で生じた元の炎が燃焼空間
全体に広がらなくても、燃焼空間への進入を続け及びそ
この空気と混合する、残りの気化された燃料が圧縮点火
によって点火される。

２つのピストンの掃気容積の大きさに対する燃焼空間
の容積の大きさが、機関の圧縮比を決定し及び、点火が
生じる直前に圧縮行程の終わり近くでの気体の圧力及び
温度の大きさに強く影響する手段を提供する。圧力及び
温度の状態は、点火手段が点火プロセスを開始するよう
に操作される前に、燃料の自然圧縮点火を誘発するには
不十分でなければならない。

点火手段の好適な形は、通常の態様で付勢され且つ点
火制御手段として働く機関マネージメント装置Ｍのよう
な制御手段によって調時されるスパークプラグである。
火花は、渦巻きの形で燃焼空間へ押し込まれる空気が進
入プロセスの開始後に燃料の蒸気と結合し始める進入プ
ロセスの初期の間、燃料と空気との濃い混合物を点火し
なければならない。そのような点火プロセスは、燃料ガ
スの噴出口が圧力下に燃料を空気中に放出し、そして、
火花によって点火されるときにも生じる。火花点火プロ
セスは、燃料蒸気と空気との始めの濃い混合物が進入プ
ロセスの間に混合する更なる空気の存在下に点火されな
い場合には、成功しないであろう。一旦火花点火が生じ
ると、火花で生じた炎は、火花点火に続く圧力及び温度
の上昇が、その後、更なる燃料ガスが、小さい方のシリ
ンダの円頂部を越して燃焼空間へ移動するときに圧縮点
火によって点火されることを確実にするので、燃焼空間
へ進入している燃料の全部が燃焼させるまで保持される
必要はない。

小さい方のシリンダは、急激または斬新的な進入特性
を提供するように形成することができる。例えば、小さ
い方のシリンダは、大きい方のシリンダから遠い方の端
部に、内死点位置に隣接しているとき小さい方のピスト
ンの円頂部の縁のまわりにバイパスを形成する手段が形
成されてもよい。このようにして、小さい方のピストン
の円頂部の縁は、このピストン工程の大部分の間小さい
方のシリンダの壁の近く位置することができる。しかし
ながら、一旦、小さい方のピストンの円頂部の縁がバイ
パスに隣接して位置すると、小さい方のピストンの円頂
部の円縁と小さい方のピストンの壁との間の間隙が効果
的に増大して、バイパスを通る急速な進入を可能にす
る。バイパスは、好適には、小さい方のピストンの円頂
部の縁の厚さよりも大きな軸方向の長さを有する。好都
合には、バイパスは、小さい方のシリンダの円周の全部
または一部に延びることのできる、小さい方のシリンダ
の壁に形成された溝の形をとることができる。

バイパスを設けることは、小さい方のシリンダ内の変
化された燃料及び空気のための進入を遅らせる隙間容積
を提供する点、及び、進入後に炎が燃焼空間からピスト
ンの円頂部上に残っている燃料に到達するための通路を
提供する点で、最も有益である。また、溝を形成するこ
とにより、小さい方のピストンの円頂部上に残っている
排気ガスが排気工程の終わりに逃げるのを助けることが
できる。

バイパスの重要な作用の１つは、小さい方のシリンダ
の上端に隙間容積を設けることである。小さい方のシリ
ンダの幾何学的圧縮比は、シリンダの掃引容積プラス隙
間容積とその隙間容積との比である。同様に、大きい方
のシリンダが幾何学的圧縮比は、若し、衝撃隙間及び他
の隙間容積が無視されれば、シリンダの掃引容積プラス
燃焼空間容積とその燃焼空間容積との比である。２つの
幾何学的圧縮比の相対値（relative value）は、進入の
時機に強い影響を及ぼすであろう。火花トリガー圧縮点
火の使用は、より低い幾何学的圧縮比、従ってより大き
い燃焼空間容積を必要とするから、バイパス中に含まれ
る量はまた、小さい方のシリンダの幾何学的圧縮比を小
さくするために、増大しなければならない。さもなけれ
ば、進入が、早過ぎて生じるかも知れない。小さい方の
ピストンの円頂部上の衝撃隙間は、圧縮行程の終わりに
この円頂部上に捕捉されることのできる燃料の量を最少
にするために、好適には、小さく保たれる。

バイパスの増大された大きさは、火花トリガー圧縮点
火プロセスを開始させるために用いられるスパークプラ
グのための１つの適切な位置を提供することができる。
他の適切な位置は、機関の設計に依存して、バイパスよ
り僅かに下方であり得る。

早過ぎる進入を阻止するための阻止手段は、小さい方
のピストンの円頂部の縁と小さい方のシリンダの壁との
間に適当に設計された隙間である。そのような隙間に
は、小さい方のピストンの円頂部上の小さいシリンダ内
のガス圧が進入の瞬間まで、小さい方のピストンの円頂
部の他の側での燃焼空間内の空気圧よりも低いままであ
るように制御するための設備が施されなければならな
い。そのような制御は、前述したアクセス手段によって
行うことができる。点火は火花の発生に依存するので、
進入の正確な時機は、火花トリガー圧縮点火メッリト機
関では圧縮点火にだけ依存するメリット機関の場合より
も左程厳密ではない。何故ならば、後者の場合には、点
火の時機は進入の時機によって決定されるからである。

図面の簡単な説明 以下、本発明を添付図面を参照して例示的に更に説明
する。図中、 図１は、既知のメリット機関の１つの実施例の一部断
面図である。

図２は、本発明による機関の第１の実施例の線図的断
面図である。

図2Aは、ガスの動きに対するスパークプラグのための
１つの可能な位置を示す図２の部分拡大図である。

図2Bは、図2Aの１変形を示す。

図３は、図２の機関の実際の形を示す。

図４〜９及び14は、小さい方のシリンダ内でブリーシ
ング（breathing）を達成することができる種々の態様
を示す、本発明による機関の幾つかの実施例を図示して
いる。

図10〜13は、本発明による機関の他の実施例を示す。

図15は、外死点位置におけるピストンを示す図５の実
施例の１態様である。

本発明による点火方法は、全速度及び負荷範囲に亘る
機関の殆んどまたは全部の操作モードの間火花点火の使
用を必要とする。

実施例 図２を参照すると、機関の幾何学的圧縮比は、用いら
れた燃料の圧縮点火が生じない度合い、例えば非常に高
オクタン価のガソリンに対しては12:1、及び、中程度の
オクタン価のガソリンに対しては10:1に下げることがで
きる。この設計の特長は、小さい方のシリンダから燃焼
空間20へ移される、即ち進入する予め気化した燃料が、
燃焼空間内の空気との接触で自然に点火せずに、外部の
制御を用いるスパークプラグ52で生じる火花を持つこと
を確実にする。スパークプラグは、燃料がもつと多くの
空気と混合し始める瞬間に且つ火花点火が確実に生じ得
る条件下に、或る量の空気中の予め気化した燃料の濃い
混合物を点火する。

火花点火は、単に、火花点火が生じるときまでで小さ
い方のピストンの円頂部35を越えて進入した燃料に影響
を及ぼす。火花によって開始する燃焼と連係した圧力及
び温度の上昇は、ピストンの円頂部35を越えて進入する
燃料の残りを圧縮点火によって点火させる。

この操作法の主たる利点は、スパークプラグの付勢に
よるずっと簡単な点火制御である。進入の正確な瞬間
は、最早や厳密ではなく、そして、進入は、火花の助け
なしに動作する純粋に圧縮点火のメリット機関で可能な
よりも早く開始することができる。

圧縮比を下げることは、単に、機関の理論的な温度効
率のポテンシャルを僅かに減少する。この効果を償うた
めに、燃焼空間の増大された大きさが、寄生容積（para
sitic volumes）の相対効果をどこかで減少し、そし
て、燃焼の間のガスのよりよい動きを可能にする。

図２は、スパークプラグ52の位置の重要性を示す、図
１の概略図である。２つの可能な位置が示されている。
図2Aでは、スパークプラグは、燃料の蒸気が小さい方の
ピストンの円頂部の下で循環している空気と出合う戦略
的な場所にあるバイパス凹部39の内側に位置して図示さ
れている。空気流の方向は、太い矢印で、及び燃料の方
向は細い矢印で概略図示されている。図2Bでは、スパー
クプラグは、バイパス凹部39の直下に位置して図示され
ている。そのようなケースでは、火花点火は、小さい方
のピストンの円頂部が凹部39から離れ始めるとすぐに生
じるように調時されることができる。

GB−Ａ−2246394に記載された機関の多くの構造の特
長が、本発明に当てはまることが理解されるであろう。
特に挙げる必要のある共通な特徴は、小さい方のシリン
ダの下端に第２のバイパス溝135を形成することと同じ
である柱部に関連した小さい方のピストンの構造と、大
きい方のピストンの円頂部36にあるまた近くにある小さ
い方のピストンのための基部84と燃焼空間に入る空気の
渦巻きを促進するための方法とである。GB−Ａ−224639
4の図15及び16に図示されている２行程サイクルで動作
する機関の構造は、特に、本発明の点火方法にとって適
している。

GB−Ａ−2246394における混成機関の説明は、本発明
に当てはまる。GB−Ａ−2246394の図６及び７に示す混
成ディーゼルは、図10〜12を参照して更に後述されるよ
うに、本発明による火花点火によって助けられることが
できる。

そこで図３を参照すると、この図は、スロットル弁2
3'が周辺制御（marginal control）だけをする小さな羽
根を有している点を除いて、図１の構造と同一である機
関の構造を示している。４行程モードで本発明により操
作されるときには、空気は、通常の状態下に何ら絞りを
かけられずに吸気口25を通って引き入れられる。燃料
は、燃料射出器34により燃料入口通路33へ射出される。
弁31が開かれるまで燃料は小さい方のシリンダへ通るこ
とができないから、燃料は、いつでも射出されることが
できる。吸入行程の間、弁31が開かれて燃料と空気とが
小さい方のシリンダ14に入ることを可能にする。

圧縮行程の間、小さい方のシリンダ14内の圧力は、特
に、効果を生じるように設計された溝39により形成され
る隙間容積のせいで、大きい方のシリンダ12内の圧力よ
りも遅く上昇する。

圧縮行程の終わり近くに、進入が生じ、そして、或る
量の燃料が間隙128を通って燃焼空間に入る。進入が始
まった後に、且つ好適にはピストンが内死点位置に達す
る前にスパークプラグが付勢される。燃料／空気混合物
の最初の燃焼が生じると、間隙128を通って進入する残
りの燃料／空気混合物が圧縮点火によって自然に点火す
ることを十分に可能にするように、燃焼空間内の圧力及
び温度が上昇する。火花によって生じた最初の炎が首尾
よくこの燃料に到達しなくても、これは生じる。

膨張行程の終わりに、大きい方のシリンダ12用の排気
弁（図示せず。）が開き、燃焼生成物の排出を可能にす
る。小さい方のシリンダ14用の別の排気口を設けても設
けなくてもよい。

スロットル弁23'は、進入後但し火花の発生前の燃料
の圧縮点火の可能性を避けるために、吸入行程の間、微
調整として空気の取り入れを僅かに少なくするように用
いることができる。これは、例えば乏しい燃料でまたは
熱い日に起こり得る。

スロットル弁32は、矢張り任意であり、そして、STCI
ではこのような制御は通常必要でないが、進入の時機の
制御に役立つように用いることができる。小さい方のシ
リンダのブリージングを制御するための多くの構成があ
り、以下、図４〜９を参照してそれらを説明する。

先ず図４を参照すると、同図は、２つの弁を用いる小
さい方のシリンダ14のブリージングを説明する、本発明
の或る好適な形の概略断面図である。小さい方のシリン
ダは、独立に動作する吸気弁31及び排気弁150を有して
いる。燃料は、図３について既述したように、吸入弁33
へいつでも射出される。排気弁151は、大きい方のシリ
ンダ12へ空気を供給する主吸気弁25に好適に連結されて
いる。これは、未燃焼の燃料を捕捉して排気放出物を減
少し、及び、機関の負荷に比例して上昇する排気ガスを
再循環させる。

図６は、入口弁である１つだけの弁31を使用する小さ
い方のシリンダ14のブリージングを説明する、図４と類
似の図である。燃料射出器34は、弁31によって、燃焼圧
力及び温度から遮蔽されている。排気ガスは、間隙12
8、大きい方のシリンダ12及び排気管27を通って排出さ
れる。

図７は、小さい方のシリンダ14のための吸気及び排気
弁として働く単一の弁31を用いる小さい方のシリンダ14
のためのブリージング制御の別の方法を示す。小さい方
のシリンダ14へのガスの出入りは、１つの機関サイク
ル、即ち１連の４行程で操作している間に２度、即ち１
度目は排気行程の間、そして２度目は吸気行程の間に、
弁31を開くことによって手助けされている。

排気行程の間に弁31を開くと、ピストンの円頂部35上
に捕捉された排気ガスの容易な放出が可能になる。

吸気／排気管33は、図４に関して説明したように大き
い方のシリンダ12の吸気管25へ連結されている。燃料射
出器34は、排気行程の間に燃料が大きい方のシリンダへ
噴出されることを避けるように、吸気行程の間に弁31の
近くに燃料を放出する。

図５は、１つの弁を用いる小さい方のシリンダからの
ブリージングを説明する、本発明の別の概略断面図であ
る。小さい方のシリンダは、１つの排気弁150と、吸気
行程の開始と同時に小さい方のシリンダ14へ直接放出す
る燃料射出器34とを有する。排気行程の間に小さい方の
シリンダ14から出る排気ガスは、矢張り図４に関して説
明したように、大きい方のシリンダ12へ燃料を供給する
吸気管25へ好都合に指し向けられることができる。

吸気行程の間、空間は、小さい方のピストン18の円頂
部のまわりの環状の間隙128を通って小さい方のシリン
ダ14に入る。これによって生じるポンプ損失は少なく、
多分、小さい方のピストンの円頂部の面積が大きい方の
ピストンの面積の10％であれば0.1バールより少ない。

図８は、図４及び５の形と類似した本発明の更に別の
形の概略図であり、弁のない小さい方のシリンダのブリ
ージングを説明する。小さい方のシリンダ14は、それ自
身の吸気または排気弁を有しないから、大きい方のシリ
ンダ12の主吸気及び排気管25、27を通って空気及び排気
燃焼ガスを受け入れ、ガスは、小さい方のピストンの円
頂部のまわりの間隙128を経て、２つのシリンダ間を通
る。この構成は、幾らかの追加のポンプ喪失と多分炭化
水素及び一酸化炭素の幾らかの排気放出という犠牲にお
いて、機械的な簡略性という利点を有する。

図９は、弁1010によって吸気管25と連通することがで
きる球1000が追加されていることを示す、図７の機関の
より詳細な図である。

分離メリット機関としての機関の性能は、球1000へ弁
31を通って放出される排気ガスを入れることによって改
善されている。これは、排気行程の終わりに容器内で適
当な圧力上昇をもたらす容積によって選ばれる。この容
積は、一定でもよく、または、例えば或る管（図示せ
ず。）内で動くことができるプランジャーにより可変的
でもよい。この容積は、図示されているように球に含ま
れていてもよく、または、若し管がその他端で密封され
ていれば、弁31のポートに連結されている管の形でもよ
い。スロットル弁32は、弁31のポートにおける流れを制
御するのに有用であり得るが、これは必ずしも必要では
ない。

弁31が閉じるときに球1000に捕捉されている熱い排気
ガスは、大気圧よりも僅かに上の圧力を有している。そ
れらはまた、小さい方のピストンの円頂部上に残る未燃
焼の燃料を含んでいる。燃料噴出器34は、燃料をこの捕
捉されているガスの中へ放出する。燃料射出器は、図示
された場所に位置することもでき、または、若しこの位
置が燃料をより効果的に気化させることを手助けするな
らば、直接に球1000へ放出することもできる。燃料噴射
の時機は、多分、サイクルのいずれかの部分の間に生じ
得るので、燃料の最適の気化を助けるように選ばれる。

弁31は、吸気行程の間に再び開き、球1000の中または
管が代わりに用いられている場合にはその管の中の僅か
に加圧されたガスが、燃料ガスを伴ってシリンダ14の中
へ突進する。前のサイクルの燃焼生成物は、燃料の気化
を助け、そしてまた、窒素酸化物の生成を阻止し、NOx
の排気放出を制御する認められた方法である“排気ガス
再循環”を促進する。

球1000内での圧力上昇は、気管の速度に依存する。低
速では、排気プロセスに続く良い吸気プロセスを確実に
する十分な圧力はないであろう。これを克明するため
に、球1000は、低速条件下に、または、球内のピーク圧
が所望の値より低くなるときに開くことのできる弁1010
により、吸気管25へ連結されている。弁1010が開くと、
排気ガスは、再循環のために大きい方のシリンダ12へ通
じる吸気管25へ放出され、そして、吸気が、大きい方の
シリンダに供給する吸入空気マニホールドから引き出さ
れる。

弁1010は、機関マネージメント装置により制御される
ことができ、または、球1000内の圧力レベルの直接影響
下に自動的に動作することもできる。

小さい方のシリンダ14への空気の積極的な供給を確実
にする別の態様が図14に示されている。ここでは、小さ
なファンまたはブロワー1002が、吸気行程の間に圧力下
に空気を小さい方のシリンダへ誘導するために用いられ
ている。このファンは、必要なときには機関マネージメ
ント装置によりスイッチオンされることができる。ファ
ンは、所望により、球の操作の間は閉じたままであり、
ファンが必要とされ且つ動作に移されるときに開く弁10
01を組み入れることにより、球1000と共に動作すること
ができる。

小さい方のシリンダへの吸気プロセスの制御は、燃料
噴出器34が弁31の後に位置しているとき、最も重要であ
ることが理解されるであろう。この構成は、燃料射出器
が燃焼圧力及び温度から遮蔽されることを可能にする。

小さい方のシリンダへの吸気プロセスの制御は、若
し、ディーゼル機関の混成構造のための図５、10及び12
の場合のように燃料噴出器31が直接に燃料を小さい方の
シリンダへ放出するように置かれていれば、左程重要で
はない。従って、図５では、吸気プロセスが内部的、即
ち、空気が吸気弁24を通って入る場所である大きい方の
シリンダから小さい方のシリンダへ入ることが図示され
ている。

図10は、ディーゼル混成形式である本発明の好適な別
の形を示す、図４〜８と類似の図である。図10の機関
は、STCIを促進するために、スパークプラグ52との組合
わせで２つの燃料噴出器34、60を用いている。小さい方
のシリンダ14のブリージングは、吸気及び排気弁として
役立つ１つの弁を用いる図４〜８に関して説明したのと
同じ態様で行うことができる。唯一の弁が、単に１つの
排気弁として役立ち、または、直接、即ち全く弁なしに
小さい方のシリンダと連通するそれぞれ吸気及び排気弁
としての役目をもつ２つの別々の弁として役立つ。

燃料射出器34は、吸気行程の間に小さい方のシリンダ
14へ小量の燃料を射出し、そして、この燃料は、火花で
点火することができるように燃焼空間へ進入する前に気
化する。この燃料の点火が燃焼空間内の圧力及び温度を
上げ、圧縮行程の終わり近くに燃料噴出器60によって射
出される大量の燃料が圧縮点火によって点火されること
可能にする。このようにして、燃料を点火するのに必要
な圧縮比を下げることができる。

若し、射出器34には別のより揮発性の燃料例えばガソ
リンが供給され、一方、射出器60にはディーゼル燃料が
供給されれば、メリット／ディーゼル混成機関の操作は
更に改良されることができ、また、機関の圧縮比は、従
来のディーゼル機関で通常である24:1と18:1の間の代わ
りに、更にもっと、例えば12:1と13:1の間に下げること
ができる。

図11は、燃料を吸気管33へ射出するために置かれた射
出器34を示す、図10と類似の図である。揮発性燃料（例
えば石油）は、吸気行程の間に小さい方のシリンダ14に
入れるために射出器34によって射出され、一方、射出器
60は、圧縮行程の終わり近くにディーゼル燃料と射出す
る。進入に続いて、燃料は、火花によって点火され、そ
して、ディーゼル燃料が次いで圧縮点火で熱いガスによ
り点火される。

図11の機関はまた、図10に関して言及されたいずれか
の弁ブリージング構造を用いることができる。

図12は、図10に関して言及されたいずれかの弁ブリー
ジング構造を用いることができるメリット／ディーゼル
混成としての本発明の更に好適な形を示す、図10及び11
と類似の別の図である。操作においては、ディーゼル燃
料射出器34が吸気行程の間に先ず小さい方のシリンダ14
内へ射出し、圧縮行程の終わり近くに一層多量の燃料を
射出する。燃料射出器34にはディーゼル燃料を供給さ
れ、そして、機関の圧縮比は、図10に関して説明したよ
うに下げることができる。

GB−Ａ−2246394の図８に図示されている火花点火混
成機関の構成は、全面的に本発明に適用可能であるが、
操作の方法は異なっている。事実、GB−Ａ−2246394の
図８は、ここで図13として複製されている。図13を参照
すると、機関の圧縮比が、自然な圧縮点火を生じさせる
ことのできる値より低く保たれるので、機関は、２つの
吸気弁24または31のいずれかまたは両方を通って供給さ
れる化学量論的な燃料／空気混合物で操作することがで
きる。

図13の機関は、射出器82が不活性のままであり且つス
ロットル83が完全に開いている間に、射出器34を通って
燃料を供給することによりメリット機関モードで始動さ
れアイドル運転されることができる。機関の部分負荷操
作は、部分負荷及びアイドル運転で機関に現在の伝統的
な火花機関に比して、一層高い温度効率という利益を与
えるメリットモードで、STCIを促進するためにスパーク
プラグ52を用いて、継続することができる。

部分負荷において窒素酸化物生成のしき値よりも薄い
燃料／空気比でメリットモードで操作するときには、用
いられるスリーウェイ接触コンバーター（three way ca
talytic converter）で排気ガス流中に自由酸素があ
り、NOxがこれらの条件下に存在しなくても、機関は、
排気放出物の法的制限内にある。

化学量論的な燃料／空気混合物で且つスリーウェイ接
触コンバーターを用いてSIGEモードで操作する利点は、
特にメリット操作モードがNOx燃料／空気比のしき値よ
りも下で部分負荷で動作するときに、メリット操作モー
ドで可能なよりも高いブレーキ平均有効圧力（（brake
mean effective pressure）BMEP）値を得ることであ
る。或る車両では、SIGEが全負荷状態に対応するように
自動的に選ばれながら、メリットモードが、市街地運転
及び簡易自動車道路での巡航速度で用いられることが提
案されている。

メリット機関モードから従来の火花点火機関モード
（SIGE）への切り換えは、最大の空気使用が必要とさ
れ、換言すれば、両シリンダ14および16内にある全空気
が最大量の燃料を燃焼させるために必要とされることの
できる全機関負荷状態の近くで効果的に行うことができ
る。この場合には、射出器82は、機関マネージメント装
置により付勢され、一方、射出器34は、遮断されるかま
たは減少した燃料量で操作される。吸気弁24を通って入
る予め混合された燃料／空気混合物は、スパークプラグ
52を可能化する化学量論的なものであることができ、こ
のスパークプラグ52は、本発明によって、継続的に動作
して、機関マネージメント装置の制御下に混合物を容易
に点火することができる。

全負荷から部分負荷操作への移行は、SIGEモードでの
全負荷から減少するように用いられるスロットル弁83に
よって、燃料供給が射出器34によって完全に引き継がれ
るまで、徐々に行われることができる。そしてそのとき
は、スロットル弁83は完全に開かれた状態である。

この混成操作方法は、本発明のメリット機関モードに
おける火花点火法を利用して、部分負荷及びアイドル運
転でのメリット機関の高い熱効率ポテンシャルを保持し
ながら、全負荷での完全な空気使用、従って出力能力の
増大を可能にする。

図13の機関の操作は、スパークプラグ52がメリットモ
ード及びSIGEモードで常に用いられる点で、GB−Ａ−22
46394で説明された操作と異なっている。

SIGEモードで操作する主たる目的は、分離モードで用
いるときに可能なよりも多量の空気利用を可能にするこ
である。これは、より大きな値の平均有効圧力（MEP）
とより大きな出力とをもたらす。従って、分離モード
は、高い機関温度効率で操作しながら、部分負荷の機関
操作のためまたは部分負荷のMEPで通している。通常のS
IGE機関は、部分負荷のMEPにおいて減少した温度効率で
動作する。同時に、SIGEモードは、該メリット機関が、
SIGE機関が最も効率的に動作する操作状態において通常
の火花機関に匹敵する全負荷のMEPを達成することを可
能にする。このようにして、STCI原理で動作するメリッ
ト機関の混成は、現存するSIGE機関またはディーゼル機
関が現在達成することのできる温度効率よりも高い温度
効率でより広い動作負荷状態に亘って動作することので
きる機関を提供する。

図14は、図13と類似の図であり、メリット（分離）モ
ードでの機関の操作が、図９を参照して説明されたよう
に、球1000、弁1001及びファン1002の使用によって助け
られている。

SIGEモードでの操作のための要件は、ボディが小さい
ピストン234を、非分離モードまたはSIGEモードで円頂
部35の下へ送られる燃焼可能な燃料／空気混合物の過早
点火を避けるのに十分な低い温度に保つことである。こ
れは、例えばガジオンピン（gudgeon pin）で、オイル
噴流を基部に衝突させることにより、小さい方のピスト
ン体234を冷却することを必要とする。若しそのような
冷却が必要であれば、円頂部35の温度は、分離モードの
間に小さい方のシリンダへ送られた全部の燃料を気化す
るのに不十分であり得る。そのような場合には、球1000
中の排気ガスの捕捉が、補償としての追加の燃料気化法
を提供する。

図15は、小さい方のピストンがその外死点位置で小さ
い方のシリンダ14のボアから出た状態を示す、図５の実
施例の別の図である。小さい方のシリンダ14のブリージ
ング構成は、前述したいずれかの形をとることができ
る。図15において、１つの排気弁が小さい方のシリンダ
14のために設けられている。吸気弁の不存在は、両ピス
トンが外死点位置にあるときに大きい方のシリンダ12か
ら空気を吸引し、そしてまた、大きい方のシリンダ12へ
の過剰な燃料のこぼれを避けるために部分真空が望まし
いので、小さい方のシリンダのために有利であり得る。
小さい方のシリンダ16のために排気管151及び排気弁150
を設けることは、吸気行程の始めに小さい方のシリンダ
内の過剰な圧力上昇を避けるために望ましい。排気管15
1は、大きい方のシリンダ12の吸気管24と連通して、未
燃焼の炭化水素や一酸化炭素を再循環させる。図15に示
すように、吸気弁がないときには、燃料射出器34は、直
接小さい方のシリンダ14と連通するが、他のブリージン
グ構成は異なってもよい。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−140415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−15248（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−69025（ＪＰ，Ｕ) 特表 平６−506997（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 75/02 F02B 19/04 F02B 19/06

Claims (29)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のシリンダ（12）が第２のシリンダ
   （14）よりも大きな掃引容積を有する、少なくとも１組
   の第１及び第２のシリンダ（12、14）と、 これらのシリンダの中を動くことのできるそれぞれ第１
   及び第２のピストン（16、18）と、 第１のシリンダ（12）と連通している吸気手段（24、2
   5）と、 第１のシリンダと連通している排気手段（26、27）と、 燃料を第２のシリンダ（14）へ供給するための、第１の
   燃料源（34）と、 ピストン（16、18）が実質的に内死点位置にあるとき
   に、膨張行程の間両シリンダと連通する燃焼空間（20）
   を形成する手段と、 圧縮行程の終わり近くに燃焼空間で到達した圧力及び温
   度では、燃料の自然圧縮点火が生じないようにする手段
   （23'、83）と、 燃焼空間と連通している火花点火手段（52）と、 第２のピストン（18）が圧縮行程の予め選ばれた点に達
   する前に第２のシリンダから燃焼空間（20）への燃料／
   空気混合物の進入を制止するための制止手段（39、12
   8）と、 点火エネルギーを燃焼空間（20）へ放出する各機関サイ
   クルの間、進入の開始後、且つ進入燃料の一部に点火す
   る進入の完了前に、燃焼空間（20）内の温度及び圧力を
   圧縮点火による残りの燃料の点火に十分な高さに上げる
   ため、火花点火手段（52）をトリガすることによって点
   火を制御するように動作可能な制御手段（Ｍ）と、 第２のピストン（18）の円頂部（35）が内死点位置また
   はその近くにあるときに、第１の燃料源（34）によって
   第２のシリンダ（14）へ供給された燃料に加えて或る量
   の圧力下の燃料を燃焼空間（20）へ送り出すことができ
   るように位置決めされている、高圧液体燃料射出器の形
   の第２の燃料源（60）と、 を有する火花トリガ圧縮点火内燃機関。
2. 【請求項２】第２のピストン（18）が、第１のピストン
   （16）の円頂部（36）から離れてそれに連結されている
   円頂部（35）を有しており、円頂部（35）は、第１のピ
   ストンの円頂部（36）と第２のピストンの円頂部（35）
   との間の軸方向の距離に比べて軸方向に比較的小さい縁
   （37）を有しており、それによって、ピストンの両円頂
   部と第２のシリンダの側壁（14a）との間に燃焼空間（2
   0）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の機
   関。
3. 【請求項３】圧縮行程の終わり近くで燃焼空間で到達し
   た圧力および温度が用いられた燃料の自然圧縮点火を生
   じさせないようにするための手段が、ピストンの外死点
   及び内死点位置でガスによって占められるために利用可
   能なシリンダ（12、14）内の容積比である機関の幾何学
   的圧縮比を有することを特徴とする、請求項１または２
   に記載の機関。
4. 【請求項４】圧縮行程の終わり近くで燃焼空間で到達し
   た圧力および温度が用いられた燃料の自然圧縮点火を生
   じさせないようにするための手段が、更に、シリンダ
   （12、14）内のガスの圧力及び温度を用いられた燃料の
   自然圧縮点火を点火手段による点火の前に生じさせない
   レベルに維持するため、吸気手段（24、25）を通って第
   １のシリンダ（12）へ吸引される空気を絞るためのスロ
   ットル手段（23'、83）を有することを特徴とする、請
   求項３に記載の機関。
5. 【請求項５】吸気の間、燃料と空気とを第２のシリンダ
   （14）へ入れるために第２のシリンダに連係するアクセ
   ス手段を有し、アクセス手段が、第２のシリンダに開口
   する第１のポート手段（33）と、その開口手段を制御す
   るための第１の弁手段（31）とを有することを特徴とす
   る、請求項１〜４のいずれかに記載の機関。
6. 【請求項６】前記第１の燃料源（34）が、第１の弁手段
   （31）によって遮蔽されている低圧の燃料射出器である
   ことを特徴とする、請求項５に記載の機関。
7. 【請求項７】前記第１のポート手段（33）が、第２のシ
   リンダ（14）のための吸気ポート及び排気ポートとして
   役立つことを特徴とする、請求項５または６に記載の機
   関。
8. 【請求項８】前記アクセス手段が、更に、第２のシリン
   ダ（14）のための排気ポート手段を形成する第２のポー
   ト手段（151）とこの第２のポート手段を制御するため
   の第２の弁手段（150）とを有することを特徴とする、
   請求項５または６に記載の機関。
9. 【請求項９】排気ガスを排気するため第２のシリンダ
   （14）と連係した排気手段を有し、この排気手段が第２
   のシリンダに開口する排気ポート手段（151）と、この
   排気ポート手段を制御するための排気弁手段（150）と
   を有し、且つ第１の燃料源が、燃料を直接に第２のシリ
   ンダ（14）へ射出するための燃料射出器（34）であるこ
   とを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃
   機関。
10. 【請求項１０】前記排気ポート手段（151）が、排気ガ
    スの再循環をさせるために吸気手段（24、25）と連通し
    ていることを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記
    載の機関。
11. 【請求項１１】前記第１のシリンダ（12）の吸気手段
    （24、25）及び排気手段（26、27）が、それぞれ、第２
    のシリンダ（14）のための単一の空気入口及び排気手段
    として役立ち、且つ、第１の燃料源が、燃料を直接第２
    のシリンダ（14）へ送るための燃料射出器（34）である
    ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の機
    関。
12. 【請求項１２】前記第１のポート手段（33）が、球（10
    00）と連通していることを特徴とする、請求項７に記載
    の機関。
13. 【請求項１３】前記球（1000）が可変であることを特徴
    とする、請求項12に記載の機関。
14. 【請求項１４】前記球（1000）が、密閉容積内のガスの
    圧力を制御するための弁（1010）により吸気手段（24、
    25）と連通していることを特徴とする、請求項12または
    13に記載の機関。
15. 【請求項１５】前記球（1000）が、内部のガスの圧力を
    制御するため、弁（1000）及びファン（1002）により大
    気圧と連通していることを特徴とする、請求項12または
    13に記載の機関。
16. 【請求項１６】第２のシリンダ（14）へ送り込まれるべ
    き或る割合の全体の燃料の量を、第２のピストン（18）
    が内死点から離れた予め決められた位置にあるときに出
    発し及び完了する第２のピストンの円頂部（35）上へ送
    り出すように制御するための、及び、ピストン（16、1
    8）が続いて内死点位置またはその近くにあるときに、
    更なる割合の全体の燃料の量を燃焼空間（20）へ送り出
    すように制御するための手段（Ｍ）を有することを特徴
    とする、請求項１〜15のいずれかに記載の機関。
17. 【請求項１７】前記第１の燃料源（34）が、第２のシリ
    ンダ（14）の側壁（14a）に設けられた、第２のピスト
    ン（18）の円頂部（35）の上と下へ直接燃料を送り出す
    ための高圧燃料射出器（34）であることを特徴とする、
    請求項１〜４、９、11のいずれかに記載の機関。
18. 【請求項１８】従来の火花点火モードで機関を動作可能
    にするように火花点火のできる燃料／空気混合物を供給
    するための、燃料源及びスロットル弁（83）が、第１の
    シリンダ（12）の吸気手段（25）内に設けられているこ
    とを特徴とする、請求項１〜17のいずれかに記載の機
    関。
19. 【請求項１９】前記第２のピストンの円頂部（35）の縁
    （37）が、隣接する第２のシリンダ（14）の側壁（14
    a）から半径方向に離れており、その間に阻止手段を有
    する間隙（128）が形成されていることを特徴とする、
    請求項４〜18のいずれかに記載の機関。
20. 【請求項２０】前記第２のシリンダ（14）が、第１のシ
    リンダ（12）から遠い端部に、第２のピストン（18）が
    内死点位置またはその近くにあるときに第２のピストン
    の円頂部（35）の縁（37）のまわりにバイパス（39）を
    形成する手段が設けられていることを特徴とする、請求
    項４〜19のいずれかに記載の機関。
21. 【請求項２１】前記バイパス手段（39）が、第２のシリ
    ンダ（14）の壁（14a）に形成され、且つ、第２のシリ
    ンダの周囲の少なくとも或る部分に亘って延びる溝であ
    ることを特徴とする、請求項20に記載の機関。
22. 【請求項２２】第１のシリンダ（12）が第２のシリンダ
    （14）よりも大きな掃引容積を有する、少なくとも１組
    の第１及び第２のシリンダ（12、14）と、 これらのシリンダの中を動くことのできるそれぞれ第１
    及び第２のピストン（16、18）と、 第１のシリンダ（12）と連通している吸気手段（24、2
    5）と、 第１のシリンダと連通している排気手段（26、27）と、 燃料を第２のシリンダ（14）へ供給するための、第１の
    燃料源（34）と、 ピストン（16、18）が実質的に内死点位置にあるとき
    に、膨張行程の間両シリンダと連通する燃焼空間（20）
    を形成する手段と、 燃焼空間と連通している火花点火手段（52）と、 第２のピストン（18）が圧縮行程の予め選ばれた点に達
    する前に第２のシリンダから燃焼空間（20）への燃料／
    空気混合物の進入を制止するための制止手段（39、12
    8）と、 火花点火手段（52）を制御するための制御手段（Ｍ）
    と、 圧縮行程の終わり近くで燃焼空間で到達した圧力及び温
    度では、燃料の自然圧縮点火が生じないようにする手段
    （23'、83）と、 を有する内燃機関を操作する方法であって、 機関の各吸入及びまたは圧縮行程の間、第１の予め選ば
    れた量の燃料を第２のシリンダ（14）内へ導入するこ
    と、及び 進入の開始後且つ進入の完了前に、各機関サイクルの
    間、火花点火手段をトリガして、点火エネルギーを燃焼
    空間（20）へ放出するように燃料の一部に点火し、それ
    によって燃焼空間（20）内の温度及び圧力を圧縮点火に
    よる残りの燃料の点火に十分な高さに上げることを特徴
    とする操作方法。
23. 【請求項２３】前記第２のピストン（18）が、第１のピ
    ストン（16）の円頂部（36）から離れてそれに連結され
    ている円頂部（35）を有しており、円頂部（35）は、第
    １のピストンの円頂部（36）と第２のピストンの円頂部
    （35）との間の軸方向の距離に比べて軸方向に比較的小
    さい縁を有しており、それによって、第１ピストンの両
    円頂部と第２のシリンダの側壁（14a）との間に燃焼空
    間（20）を形成することを特徴とする、請求項22に記載
    の方法。
24. 【請求項２４】圧縮点火による点火のために圧縮行程の
    終わり近くに、高圧下に第２の予め選ばれた量の液体燃
    料を燃焼空間（20）へ射出することを更に特徴とする、
    請求項22または23に記載の方法。
25. 【請求項２５】前記第１の予め選ばれた量の燃料を吸気
    行程の間に第２のシリンダ（14）へ射出することを特徴
    とする、請求項24に記載の方法。
26. 【請求項２６】前記第１の予め選ばれた量の燃料を、吸
    気行程の間開口する吸気弁（31）により、第２のシリン
    ダ（14）と連通している吸気弁（33）へ導入することを
    特徴とする、請求項24に記載の方法。
27. 【請求項２７】前記第２の燃料がディーゼル燃料であ
    り、第１の燃料がディーゼル燃料以外の揮発性の燃料で
    あることを特徴とする、請求項24〜26のいずれかに記載
    の方法。
28. 【請求項２８】前記第１の燃料がガソリンであることを
    特徴とする、請求項27に記載の方法。
29. 【請求項２９】前記第１のシリンダ（12）へ導入される
    空気を、圧縮温度及び圧力の限度を燃焼空間（20）への
    点火エネルギーの放出前に圧縮点火を生じさせるために
    不十分なレベルに制御するように絞ることを特徴とす
    る、請求項22〜28のいずれかに記載の方法。