JP5717742B2 - エンジンのシリンダ圧力調整器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前置きに従う、実質的にＣＯ２の排出を低減するエンジンに関する。

既知のモータにおいては、クランクアームシャフトに設けられた軸受部に、連結ロッドが取り付けられている。ピストンがトップ位置にある場合、燃焼室は、回転速度の全範囲で同じになっている。充填不足により、圧縮圧力が低下したままとなり、実質的に性能を低下させている。

回転速度が増大すると、燃焼室は、回転速度が低い場合よりも比較的迅速に増大する。このため、シリンダ内の圧力は十分に高いレベルまで増大することがなく、このことによりエンジンの動力が減少する。

従来のエンジンにおいては、ピストンが上死点にある場合、クランクアームと連結ロッドとが同一直線状にあって、レバーの長さがゼロになる。このため、トルクが一時的にゼロになる。

本発明は、上述した不利益を除去するために、熱エネルギの損失を実質的に低減させ、１リットル当たりの出力を増大させ、従来のエンジンと比較して約３８％のＣＯ２排出を減少させるエンジンを提供することを目的とする。

この目的は、圧縮圧力調整器を使用し、クランクアームシャフトに設けられた偏心ホイールの位置を調整するために調整ホイール４を使用することによって、本発明に従って達成され得る。

歯車は、２頁目の方程式によって寸法付けられる。偏心ホイールは、連結ロッドの下端部であってクランクアーム内に設けられた軸受部に取り付けられている。偏心ホイールは、クランクアームシャフトの中央に位置付けられた固定ギアリング３を有している。ギアリング３は、調整ホイール４によって駆動される。コンピュータおよび調整装置１９は、調整ホイール４を、十分なシリンダ圧力によって要求された位置に移動させる。

調整装置１９が調整ホイール４を反時計回りに移動させると、燃焼室は減少し、圧力は増大する。これに対応して、調整ホイールが時計回りに回動すると、圧力はより低くなる。

より詳細には、本発明に従うエンジンは、請求項１の特徴部分に提示されたことによって特徴づけられている。

以下に、添付された図面を参照しながら本発明がより詳細に述べられる。当該図面は、本発明に従うエンジン構成を断面図として示している。

図１は、本発明に従うエンジン構成を断面図として示す図である。

エンジンの部品２は、金属から作製されており、そのクランクアーム側端部において偏心ホイール３を取り付けることができる。クランクアームの中央に位置するギアリングは、そこに固定されている。偏心ホイールのギアリングは、調整ホイール４のギアリングに接触している。

調整ホイール４は、エンジンの本体に取り付けられており、０−３０°の範囲で後方および前方に回動され得る。調整ホイール４を回動させるために、回動肩部２４が設けられている。当該回動肩部２４には、スウィングアーム２２が取り付けられている。

スウィングアーム２２はシャフト１８に固定されている。各調整ギアリングを回動させるために、シャフト１８に回動器具が取り付けられている。

調整装置１９は、回転速度、要求される動力およびエンジンの充填比（filling ratio）を考慮する。

偏心ホイールは、エンジンのクランクシャフトに対して反対方向に回転する。偏心ホイールのギアリングのローリング半径ｒｖと、調整ギアリングのローリング半径Ｒｓとは、Ｒｓ＝Ｒ＋ｒｖ＝２．５＊ｒｖとなるように寸法付けられている。

各シリンダの移動ホイール４は、シャフト１８およびそこに固定されたスウィングアーム２２によって移動される。このことによって、各シリンダにて同時に調整が提供される。

このシステムは、燃焼行程の初めに、連結ロッドのより大きな角度９を提供し、これにより、てこ比アーム（leverage arm）を増大させる。これに対応して、燃焼行程の終わりに、連結ロッドの角度を減少させ、ピストンとシリンダ壁との間の摩擦を減少させる。

充填不足の場合、燃焼室は減少し、点火前部（fire front）への距離は点火時間のように短くなる。より一層短い点火時間とより一層大きい圧縮比とは、十分に高いシリンダ内圧力を提供する。

より一層大きな回転速度において、シリンダ圧力は、圧縮比を変えることによって増大される。この構造は、燃焼行程の間、より一層大きなピストン速度とより一層高いシリンダ圧力を提供する。燃焼室は迅速に増大し、圧力はそれほど増大しない。

燃焼室を変えることによって、シリンダ内の圧力は、ノッキング境界（knocking border）に調整され、エンジンの構造部と同じ高さの温度が可能になる。高い温度は熱伝導に対する抵抗を増大させ、これにより、熱エネルギの損失が減少され得る。

Claims (8)

1. エンジン圧縮圧力調整器を備え、
   エンジンのピストンからクランクアームの方向に、連結ロッド（２）が設けられ、
   前記連結ロッドは、軸受部を介して偏心ホイール（３）に取り付けられ、
   前記偏心ホイール（３）に、前記クランクアームの中央に位置するギアリングが設けられ、前記偏心ホイールは、調整ホイール（４）によって駆動され、
   前記偏心ホイール（３）および前記調整ホイール（４）は、前記クランクアームの半径（Ｒ）＋前記偏心ホイール（３）の前記ギアリングのローリング半径（ｒｖ）＝前記調整ホイール（４）のローリング半径（Ｒｓ）、のように寸法付けられ、
   前記偏心ホイール（３）の位置が回動アーム（２２）によって調整され、
   前記回動アームは、調整シャフト（１８）に取り付けられ、
   複数のシリンダの前記調整ホイールの各々は、単一の前記調整シャフトにより回動されるように適合されていることを特徴とするエンジン。
2. 前記調整ホイールの前記ローリング半径（Ｒｓ）は、前記偏心ホイール（３）の前記ギアリングの前記ローリング半径（ｒｖ）の２．５倍の程度であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 調整装置（１９）は、シフトアーム（２０）および前記回動アーム（２２）によって前記調整ホイール（４）を所望の位置に調整することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
4. 各シリンダの前記調整ホイールに、回動肩部（２４）と、衝撃を吸収するための緩衝装置（２９）とが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
5. 前記シリンダの充填比、回転速度および要求される動力を測定するように適合された調整装置（１９）を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
6. 前記調整装置（１９）は、圧縮比を変えて、前記シリンダ内に最適な圧縮圧力を提供するように適合されていることを特徴とする請求項５に記載のエンジン。
7. 連結ロッド（２）がクランクアームに設けられた偏心ホイール（３）に軸受部を介して取り付けられ、前記偏心ホイールに前記クランクアームの中央に位置するギアリングが設けられ、調整ホイール（４）の歯に係合する、エンジンのシリンダ内の圧縮圧力を調整する方法において、
   前記調整ホイール（４）に揺動自在に取り付けられた回動アーム（２２）を用いて前記調整ホイール（４）を回動することによって前記クランクアームに対して前記偏心ホイール（３）の位置を調整する工程を備え、
   前記調整ホイール（４）は、前記クランクアームの半径（Ｒ）と前記偏心ホイール（３）の前記ギアリングのローリング半径（ｒｖ）との合計が、前記調整ホイール（４）の前記歯のローリング半径（Ｒｓ）に等しくなるように寸法付けられ、
   当該方法は、調整シャフト（１８）の周りに前記回動アーム（２２）を回動することによって複数のシリンダの前記偏心ホイールの位置を調整する工程を更に備え、
   複数のシリンダの前記調整ホイールの各々は、単一の前記調整シャフトにより回動されるように適合されていることを特徴とする方法。
8. 前記調整ホイールの前記歯の前記ローリング半径（Ｒｓ）は、前記偏心ホイール（３）の前記ギアリングの前記ローリング半径（ｒｖ）の約２．５倍であることを特徴とする請求項７に記載の方法。

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