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JPH08100668A - 往復直線運動の回転運動への変換のためのクランク・システム - Google Patents

往復直線運動の回転運動への変換のためのクランク・システム

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JPH08100668A
JPH08100668A JP7235488A JP23548895A JPH08100668A JP H08100668 A JPH08100668 A JP H08100668A JP 7235488 A JP7235488 A JP 7235488A JP 23548895 A JP23548895 A JP 23548895A JP H08100668 A JPH08100668 A JP H08100668A
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JP
Japan
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crank
cam
dead center
crank system
stroke
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Application number
JP7235488A
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English (en)
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JP3616168B2 (ja
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Livio Biagini
ビアギニ リビオ
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POMETSUIA SARL
Pomezia Srl
Original Assignee
POMETSUIA SARL
Pomezia Srl
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Publication date
Application filed by POMETSUIA SARL, Pomezia Srl filed Critical POMETSUIA SARL
Publication of JPH08100668A publication Critical patent/JPH08100668A/ja
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Publication of JP3616168B2 publication Critical patent/JP3616168B2/ja
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    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00
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    • F01B9/06Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
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    • F01B9/06Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • F01B2009/061Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft the piston motion being transmitted by curved surfaces by cams
    • F01B2009/063Mono-lobe cams

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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱力学サイクルの作動と、それによって得ら
れる力の利用とを向上させ得る、特に往復動吸熱機関に
適した、往復運動の回転運動への変換のためのクランク
機構システムを提供すること。 【解決手段】 機関ピストン・ピン(3)上に設けられ
たホイールまたは回転連接棒(2)および機関サイクル
工程の最適化のための周辺輪郭を有する、出力軸(6)
上に設けられたカム(1)が前記システムに含まれ、前
記カムの輪郭に沿って前記ホイールが回転するように構
成された解決手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に往復動吸熱機
関に適する、往復運動の回転運動への変換のためのクラ
ンク機構システムに関する。特に本発明は、熱力学サイ
クルの作動と、前記熱力学サイクルによって得られる力
の利用とを向上させ得る上記種類のシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】吸熱往復動機関の場合、ピストンの往復
運動は通常、連接棒−クランク・システムにより回転運
動へ転換されることが周知されているが、クランクは出
力軸へ固定的に結合されている。同封の図1には、従来
技術による機関を構成する諸部分が次の符号を使用して
表示されている。 l=連接棒の長さ r=クランク半径、従ってピストン行程Cは2rに等し
い β=連結棒軸線とシリンダ軸線との間の角度 α°=上死点(TDC)に対するクランクの角変位 更にまた、上死点(TDC)および下死点(BDC)に
対応して、クランクの完全な各回転毎に、ピストンの運
動方向が2回反転することが周知されている。
【0003】図1から、出力軸上に作用するトルクが、
連接棒軸線に沿って作用する力およびクランク半径の双
方の関数であることを更に知ることができる。力Fb
は、熱力学サイクルにより生成される力Fbと、ピスト
ン推力に対するシリンダの壁の反作用による力Fとのベ
クトル合成によって得られるが、前記推力は連結棒軸線
の傾斜βによるものである。前記推力により摩擦損失が
定められる。トルクは、 Mm=F×r× [sinα°+λ/2×sinα°]/(1
−λ2 sin2 α°)1/2 項λ2 sin2 α°を無視すると、 Mm=F×r× [sinα°+λ/2×sinα°] 即ちMm=Fדf”ここに“f”=r× [sinα°
+λ/2×sinα°] 。 上式において、Mmはトルク、Fは熱力学サイクルによ
り生成されたピストン・ヘッド上に作用する力、rはク
ランク半径、α°はシリンダ軸線に対するクランク角、
そしてλはr/l比である。
【0004】ピストン・ヘッド上に作用する力Fは、横
座標でピストンの変位を、縦座標でピストン・ヘッド上
のシリンダ内圧力を表示した直角図表による図に、(制
御された火花で燃焼可能な空気の点火を行う)オットー
・サイクルによる4サイクル吸熱機関について近似的に
表現した熱力学サイクルによって得られる。図2から、
実線で示される実際のサイクルが、幾つかの理由で、
(平行な陰影で示す)理論サイクルよりも少ない面積を
占めていることを知ることができるが、その中で最重要
なものの一つは、火花で制御される燃焼が上死点で即座
にではなく、ある期間中に発生するという事実から派生
するものであり、従ってピストンはその往復運動中、完
全に燃料の燃焼が生起する前に、上死点への行程の一部
分と下死点後の正の行程の一部分とを遂行する。
【0005】本文で明らかに認識されるように、この事
実は得られるネットワークの低減を意味し、前記低減
は、ある著者等により、取得可能なネットワークの10
ないし15%と指摘されている。更に機関、例えば4行
程機関、の作業サイクルは、その幾何学的態様のみを考
慮に入れて4行程で遂行され、半回転、即ち180°の
角度に対応する各々がクランクで作動されることも周知
されている。この出力軸の回転中心に対するシリンダ軸
線の不整合により、異なる期間を有する行程が得られる
可能性がある(通常は短い不整合、従って短い差が得ら
れ、それ故この場合は無視することができる)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の考慮は、制御さ
れる火花点火を伴う往復動4行程吸熱機関に対する特定
の関連を以てなされているが、2行程機関とディーゼル
機関とに対する妥当な差異を伴って前記の考慮が確認さ
れている。最近、ロータリ機関が実現されているが、前
記機関は往復運動の回転運動への変換のためのシステム
を必要とせず、技術的観点に鑑み、極めて興味深いもの
である。例えばそれを、単一用途に最も適したタービン
機関およびバンケル(WANKEL)機関に関連させる
ことができる。この解決策のすぐれた技術的特質にも拘
わらず機関製造業者は、基本的に、限定された利点しか
得られない新製品につき、適切な諸工具を備えた生産ラ
インや関連する研究投資を放棄するという決定を行うの
に、(特に中/小の場合の)これらの機関の利点が余り
にも少な過ぎるという事実により、左程には関心を寄せ
ていない。上首尾であるべき機関分野における新解決策
により、遠大な経済、容易な生産、既に利用可能なプラ
ント、および生産コストが関連するような著しい利点が
得られるべきことは明らかである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本出願人
は、現在利用可能な解決策に関連して著しい利点を得る
ことを可能にさせるクランク機構を実現し、更に、製造
業者によって有利に適応できる解決策を実現しつつあ
る。事実、本発明による解決策によれば、定容燃焼を伴
った作業サイクルを実現することができる。更に、提案
された解決策によれば、可変振幅を伴った、不整合のな
い、肝要な限界内でのサイクルを実現することができ
る。
【0008】本発明による解決策に従えば、それによ
り、関連積分の考量平均倍増までのトルク公式の値の著
しい増大を実現することができる。これは、行程容積ユ
ニットの比出力の関連増大を伴う前記消費率の低減を比
例的に意味する。本発明により提案された解決策を採用
すれば、それにより、低減された寸法を有する、従って
更に軽量かつ安価な機関を製造することができる。更に
また、本発明によれば、既に存在する生産ライン、機械
および技術を用いて生産することができる。本発明に従
ったシステムによって得られる別の利点は、19世紀の
末に向けて法律で規定されるゼロ値汚染を達成するため
の、層状給気問題の解決策に関連するものである。
【0009】これらおよびその他の諸結果は、ピストン
・ピン上へ空転すべく取り付けられたホイールまたは回
転連接棒と出力軸上へ取り付けられたカムとの組合せに
よって在来の連接棒−クランク組立体に置き換わるクラ
ンク機構により、本発明に従って得られる。従って本発
明の特定の目的は、特に往復動吸熱機関に適する、往復
直線運動の回転運動への変換のためのクランク・システ
ムにして、機関ピストン・ピン上へ空転すべく設けられ
たホイールまたは回転連接棒および、機関サイクル行程
の最適化のため少なくとも2組のセグメントまたはカム
・アーチから成る周辺輪郭を有する、出力軸上に設けら
れたカムを含み、摩擦のないこと若しくは最小の摩擦に
より特色づけられた継手を用い、前記カムの輪郭に沿っ
て前記ホイールが回転するようにしたクランク・システ
ムを提供することにある。
【0010】特に、本発明によれば、吸気行程および膨
張行程を最適化すべく1種以上の曲率を有する第一輪郭
セグメントならびに、圧縮および排気行程を最適化すべ
く1種以上の曲率を有する第二輪郭セグメントを前記カ
ムが備えることもできる。本発明によるシステムの好適
な実施例においては、特に、上死点に対応して定容燃焼
を、また下死点に対応して膨張行程の最適化するために
燃焼を最適化すべく、前記カムがさらなるセグメント若
しくはアーチを備えることができる。
【0011】特に、前記のさらなるセグメントまたはア
ーチは、機関軸線と下死点およびそれぞれ上死点を画定
する湾曲部との間の距離に対応して一定の曲率半径を備
える。ピストンに連結されたホイールが、出力軸の回転
軸線に対して同心の輪郭に沿って転動しても、ピストン
はシリンダに沿ったその直線運動に留まったままであ
り、出力軸はその回転を続けることを実際に考慮に入れ
るべきである。シリンダ・ヘッド内に包有された給気の
完全燃焼のために点火の瞬間から必要な時間に対応する
アーチに沿い、上死点でそれが発生する場合、定容燃焼
行程が得られる。全ての著者および研究者によれば、こ
の理想的な燃焼サイクルは、熱力学的効率の著しい向上
を示す。
【0012】同様に、上述と同じ方法で、下死点でピス
トンが停止され、排気弁を開く前に全ての膨張行程を用
いて燃焼生成物の完全な膨張を先ずそれに生起させた場
合に諸利点が得られる。実際、図表で表示したように、
カム輪郭を適宜に付形して、設計者により最も便宜な方
法で選択された上死点後の角度に沿い、完全な行程を生
起させることができる。従来技術により製造された機関
においては、(上記に論議された偶発的な不整合とは別
に)上死点から下死点までの180°に沿い、常に行程
が生起されていることが周知されており、排気行程に対
し適宜の振幅を備えることの必要性に鑑み、この機関の
王者の場合には排気弁が下死点の十分手前(更に70°
−80°手前)で開かれ、不完全な膨張および、従っ
て、より低い膨張効率が確認される。本発明に従った解
決策によれば、完全な膨張が可能となる。
【0013】本技法により実現された4行程機関は次の
如く作動する。 I)吸気 II) 圧縮、そして上死点の約35°手前で点火が生起し
て燃焼が開始され、上死点に向かいピストンが上昇する III)下死点への上死点の膨張。燃焼は上死点より手前で
は完了されず、従ってピストンの膨張行程中継続され
る。膨張は、排気弁の開放により、下死点の手前(通常
は下死点より70°手前)で突然に遮断される IV) 排気は、下死点から上死点へ上昇するピストンの推
力の下に生起する。 4種の行程は、出力軸の720°の回転、即ち完全な2
回転続行される。
【0014】本発明に従って実現された4行程機関は完
全な2回転、即ち720°、しかし好適な実施例におい
ては5または6行程、にわたり作動する。 I)吸気 II) 圧縮 III)(ピストンを停止させた)点火および完全燃焼 IV) 完全膨張 V)(ピストンを停止させた)排気弁の開放 VI) 排気 既述の4行程機関においては、行程V、VIを統合するこ
ともできる。本発明により実現された2行程機関におい
ては、その代りに、排気(または伝達)行程中、ピスト
ンを下死点に停止させるのが有効であるが、それは、機
関作動を向上させる「時間断面」の値がこの工夫により
向上されるからである。
【0015】更に本発明によれば、ホイールによって加
えられる圧縮応力が材料の弾性限度内に留まるようにす
る材料により、前記ホイールおよび前記カムが実現され
る。本発明によれば常に、ホイールとカムとの間の接触
を維持する装置が得られる。第一実施例によれば、接触
を維持する前記装置は、ホイールの前記軸線上で自由に
揺動し、またその底部に、カムの外側輪郭に対し同心の
輪郭を備えて正確にそれを再現する突起継手を設けられ
た小連接棒で構成されている。別の実施例においては、
前記装置を、1端で1以上の自由度を以てピストンに拘
束され、下死点から上死点への行程中に慣性エネルギを
吸収して上死点から下死点への行程の最初の部分の間に
前記エネルギを戻す弾性システムに他端で拘束されるロ
ッドで構成することができる。前記弾性システムは、本
発明により、結局マイクロプロセッサにより制御される
液圧システムに取り替えることができる。本発明による
クランク・システムは、全てのシリンダに対して1組の
みのカム、若しくは各シリンダについて1組のカムを備
えた多シリンダ機関に用いることができる。ここで本発
明を、その好適な実施例につき、同封の諸図面の諸図を
特に参照して、限定的な目的ではなく例示のために説明
する。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明による解決策を詳細に説明
する前に、同じ行程容積、口径および行程、同じ燃料を
使用する同じサイクル(2または4行程)、同じ圧縮
比、同じ燃焼室、同じ数量およびサイズの吸気および排
気弁、同じ工具および材料を使用して製造が実現されて
いる同じ吸気および排気システム、ならびに同じ(火花
または圧縮)点火システムを有する、一方が本発明によ
り、他方が従来技術によって実現された2組の機関の比
較にこの定性的評価が基づいているという予備的供述を
行い、本明細書の序言において既に論議された従来技術
の解決策との比較がなされることを指摘したい。図3を
参照すると、本発明によるシステムには、連接棒−クラ
ンク組立体として周知され、かつ図1に示された装置に
置き替わる部分の組立体が含まれている。特にそれに
は、出力軸と一体のカム1、自由に回転し、従ってピス
トン・ピン3上で空転するホイール2、およびピストン
4の自由を制限してシリンダ5の軸線に沿って動く1構
成要素が含まれ、それを以下に特に説明する。
【0017】参照数字6は出力軸を示す。カムの曲率中
心C1 、C2 、C3 および、その値を次にトルクの計算
式内に示す関連アームb1 、b2 、b3 も表示されてい
る。制御された火花を伴う4行程機関について機関の作
動を説明するが、適正な差異を以てしても、2行程機関
に適用された新機軸が同様に作用することを、圧縮点火
を伴い、任意の種類の燃料による双方(2行程および4
行程機関)の場合に認識することが必要である。更に、
単に図面を複雑にすることを回避するため、図には3種
の曲率中心のみが示されている。
【0018】図4には、上死点後の燃焼生成物に対す
る、膨張行程中の、本発明によるシステムの作動が示さ
れている。ピストン4の最頂部には既燃ガスの圧力が作
用するが、前記圧力は文字pで表示されている。これに
より、その周辺がカム1を駆動するホイール2の上のピ
ストンのピン3へ伝達される力が定められる。行程を最
適化すべくその輪郭が適切に研究されるカム1に沿った
ホイール2の運動は、純粋な、即ち滑りのない、従って
摩擦のない部類のものであり、ホイール2によって加え
られる圧縮応力が、ホイール2およびカム1のために選
択された材料の弾性限度の十分範囲内にあることに留意
する必要がある。カム1の、あり得べき非定形の輪郭の
1つを図式的に表現する図5から、その特定の瞬間にホ
イール2と接触した輪郭の曲率中心に従ったカム1の輪
郭上への接触によりホイール2の回転が生起することを
知ることができる。
【0019】図5においては、考慮に入れられた輪郭の
諸中心がC1 、C2 、C3 で表示され、前記曲率中心と
機関軸線との間の距離がb1 、b2 、b3 で表示され、
機関軸線は文字Aで表示されている。距離b1 、b2
3 は、値r、即ちクランク半径に代わる下死点からの
出力軸の回転の角度αに対応する瞬間トルクの値を付与
する上述の式へ導入されるべきパラメタである。ここで
図6を検討すると、関係式 C+rt −rb ここに C=C1 は機関軸線Aとカム1頭部の曲率中心との間の
距離、 rt は(上死点を定める)カム1頭部の輪郭の曲率半
径、rb は(下死点を定める)カム1のベースの曲率中
心である。ピストン面積を行程に乗じて機関排気量が得
られることを認識することは容易である。既述の連接棒
−クランク・システムについては2rに等しいピストン
の行程は、トルクに対する式に見られる一定のパラメタ
である。
【0020】機関排気量が依然、ピストン面積a×2r
に等しくても、距離、b1 、b2 、b3 、等は適宜に選
択することができ、rの倍数であっても良い。例えば、
r=26mm、従って2r=行程=52mmと仮定し、
t =rb =16mmとすれば、行程=52mm=C+
t −rb =C+16−16=52従ってC=b1 が得
られる。例えばrt =16、rb =26とすればb1
62が得られるが、この場合b1 は行程よりも大であ
る。再びトルクの式を取り上げると、 Mm=F×r× [sinα°+λ/2×sinα°] /
(1−λ2 sin2 α°)1/2 であることがわかる。
【0021】項λ2 sin2 α°を無視し、従って項
(1−λ2 sin2 α°)1/2 が1に等しく、且つピス
トン上に作用する力Fが、既に検討された連接棒−クラ
ンク・システムまたは本発明によるシステムの何れにお
いても等しいと仮定すれば、瞬間的なMmは、次式の関
数である。 “f”=r× [sinα°×λ/2×sinα°] ここにr=行程=一定値、また、l=一定の連接棒長
さ、考慮に入れられた機関については、λ=r/l(従
来技術によればλは約0.25に等しい)。本発明によ
るシステムにおいてはr=b1 、b2 、b3 、等であ
り、その値はホイール2の半径(この例におけるそれ
は、ホイール2が円として仮定されているので一定であ
る)と、カム1の幾つかの輪郭長さの曲率半径とを加え
ることによって得られる。
【0022】従来技術による機関および本発明によるシ
ステムにつき、同じ行程=52mmを用い、従来技術の
機関に長さl=110mmを有する連接棒を用い、また
図6に示すカム1を使用し、76mmの直径を有するホ
イール2を用いて上述の関数“f”の値の研究を進める
と、2つの場合についての関数“f”の値は、良好な近
似を以て、等しいピストン行程の下で、次の表Iに示す
如くになる。
【表1】 表 I ピストン 従来技術 革新的 システム 行程mm “f” “f” 2.5 7.7 20.8 9 21.5 40 17.5 24 44 29.5 26 37 37 21.8 31 41 20.4 22 49 7.8 16 本発明によるシステムについての、シリンダ軸線に関連
する、カム1の輪郭上のホイール2によって加えられる
推力準円のより大きな傾斜により、ピストン・スカート
とシリンダとの間の相対運動中により大きな損失が存在
するということを考慮に入れても、従来技術の機関にお
いては膨張が遮断されるが、本発明による解決策は完全
な膨張を可能にさせるので、得られる利点は実際、著し
いものである。
【0023】要するに、膨張行程および能動サイクル
は、本発明による解決策によって得られた価値に関連し
て得られる動力の著しい増大と共に終わるものであり、
これは、定容燃焼に続く向上された熱力学的効率、また
は完全な膨張、または連接棒−クランク・システムに関
連する摩擦損失の低減の何れかによるものである。本発
明による解決策は多シリンダ機関用に有利に用いること
ができ、全てのシリンダに対して単独のカム1、または
シリンダの数に応じて多数のカム1を備えている。図4
には排気行程が示されている。図4(b)には排気行程
が示されている。ピストン4は、フライホイール内に蓄
積されたエネルギを利用して下死点から上死点へ上昇す
べく、ホイール2を用いて輪郭により押しやられる。出
力軸6が下死点からの画定された円アーチを作ると、ホ
イール2はカムとの接触を解く傾向を有する。
【0024】従ってそれには、カム1によってピストン
4に与えられたエネルギを渡してホイール2との接触を
維持する装置が設けられなければならない。この種の装
置が図7に示されているが、他の数多くの同等の解決策
を選ぶことが可能なので、それが単に例示的なものであ
ることが理解されるべきである。図7の装置には、ホイ
ール2の背後へ同心に設けられかつ、カム1の裏側輪郭
9と結合する突起8を底部に有する小連接棒7が含ま
れ、前記裏側輪郭9によりカム1の外側輪郭が正確に再
現されている。
【0025】前記突起の上方には、輪郭9に沿った小連
接棒7の滑動を、カム1の運動に全く影響を及ぼさずに
行うために、ホイールまたはスライド10が設けられ
る。既に述べた如く、小連接棒には、ホイール2の中心
とカム1の外側輪郭との間の距離を一定に維持する目的
しかない。前記距離を一定に維持する装置の別の実施例
が図8に示されている。この場合、この装置には、例え
ば前記ピストン4の下方部分で、ピストン4に対し1以
上の自由度を以て抑制されるロッド11が含まれている
(図においては、ピストン4のピン3に対してロッド1
1が抑制されている)。ロッド11の他端は、その下死
点から上死点への行程中にピストン4の慣性エネルギを
吸収し、上死点から下死点への行程の第一部分中にそれ
を戻すのに適した、弾性機素12に対し抑制されてい
る。
【0026】既に述べた如く、弾性機素は、結局マイク
ロプロセッサにより制御される液圧システムに取り替え
ることができる。図4(c)には、吸気行程が示されて
いる。この場合、ピストン4はカム1の輪郭に追従すべ
く強制されなければならず、従って装置がピストン4
に、下死点に対応する位置を離れることを余儀なくさせ
ることが必要である。出力軸6によって作られる円アー
チを画定した後は、ピストン4の慣性エネルギによって
ホイール2とカム1との間の接触の回復が可能となるの
で、この装置の作用は最早不要となり、ピストンの慣性
に対抗するカム1は、下死点に対応してそれを打ち消
す。図4(d)には、圧縮行程が示されている。排気行
程における如く、(圧縮行程中のピストン4の負の作業
が、ある場合には慣性を打ち消す値をとることもある
が)カム1からのホイール2の分離が生起され、従って
この場合にも、上述の装置の作用が必要である。
【0027】図9には、燃焼中に定容積を維持すること
を可能にさせる多心カム輪郭の例が示されている。図示
の例は、ピストン行程=56mmについて実現されてい
る。図において、C1 、C2 、C3 、C4 、C5
6 、C7 は多心輪郭、r1 、…、r7 は曲率、そして
A、B、C、D、E、F、Gは接触点を示している。カ
ム1の回転は逆時計回りの方向に生起し、ピストン行程
は、C4 +C5 +r 1 −r4 =56mmの如くに計算さ
れる。回転連接棒2の直径は70mmに等しい。アーチ
A−B−C−Dは膨張および吸気行程に対するアーチ
で、ピストンはアーチD−Eに沿い下死点に対応して停
止され、アーチE−F−Gは排気および圧縮行程に対す
るアーチで、ピストンはアーチG−Aに沿い上死点に対
応して停止される。最後のアーチ(この例では30°の
アーチ)に丁度対応して、定容燃焼が生起する。停止時
間は、カムの周速度を4500rpmとして、t=0.
001secと計算されている。本発明は、限定的にで
はなく、その好適な実施例に従い例示的に説明されてい
るが、同封の特許請求の範囲に定義された関連する範囲
を逸脱することなく、修正および/または変更を当業者
によって提示され得ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による機関の略図。
【図2】オットー・サイクルの線図。
【図3】本発明によるシステムの実施例の略図。
【図4】本発明によるクランク・システムを有する4行
程機関のサイクルの種々の行程を示す図。
【図5】本発明による特に好適な輪郭を示す図。
【図6】図5のカムの概要を示す図。
【図7】ホイールとカムとの間の接触を一定に維持する
装置を備える、本発明によるクランク・システムの断面
図。
【図8】ホイールとカムとの間の接触を維持する装置の
第二実施例の略図。
【図9】定容燃焼を得るためのカムの輪郭の一例を示す
図。
【符号の説明】
1 カム 2 ホイール 3 ピストン・ピン 4 ピストン 6 出力軸 7 小連接棒 8 突起 11 ロッド 12 弾性機素 A 機関軸線

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特に往復動吸熱機関に適する、往復直線
    運動の回転運動への変換のためのクランク・システムに
    おいて、機関ピストン・ピン上へ空転すべく設けられた
    ホイールまたは回転連接棒および、機関サイクル行程の
    最適化のために少なくとも2組のセグメントまたはカム
    ・アーチから成る周辺輪郭を有する、出力軸上に設けら
    れたカムがそれに含まれ、摩擦のないこと若しくは最小
    の摩擦により特色づけられた継手を用い、前記カムの輪
    郭に沿って前記ホイールが回転することを特徴とするク
    ランク・システム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されたクランク・システ
    ムにおいて、吸気行程および膨張行程を最適化すべく1
    種以上の曲率を有する第一輪郭セグメントならびに、圧
    縮および排気行程を最適化すべく1種以上の曲率を有す
    る第二輪郭セグメントを前記カムが備えることを特徴と
    するクランク・システム。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載されたク
    ランク・システムにおいて、特に、上死点に対応して定
    容燃焼を、また下死点に対応して膨張行程の最適化を達
    成するために燃焼を最適化すべく、前記カムがさらなる
    セグメント若しくはアーチを備えることを特徴とするク
    ランク・システム。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載されたクランク・システ
    ムにおいて、前記のさらなるセグメントまたはアーチ
    が、機関軸線と下死点およびそれぞれ上死点を画定する
    湾曲部との間の距離に対応して一定の曲率半径を有する
    ことを特徴とするクランク・システム。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4までの何れか1項
    に記載されたクランク・システムにおいて、それによ
    り、特に2行程機関の場合、排気および移送行程中の機
    能時間面の増大を許容すべく、さらなるセグメント若し
    くはアーチが設けられることを特徴とするクランク・シ
    ステム。
  6. 【請求項6】 請求項1から請求項5までの何れか1項
    に記載されたクランク・システムにおいて、前記ホイー
    ルおよび前記カムが、ホイールにより加えられる圧縮応
    力をその材料の弾性限度内に留めるような材料を用いて
    実現されることを特徴とするクランク・システム。
  7. 【請求項7】 請求項1から請求項6までの何れか1項
    に記載されたクランク・システムにおいて、ホイールと
    カムとの間の接触を維持する装置が設けられることを特
    徴とするクランク・システム。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載されたクランク・システ
    ムにおいて、接触を維持する前記装置が、ホイールの前
    記軸線上で自由に揺動しかつ、かムの外側輪郭に対して
    同心の輪郭と結合してそれを正確に再現する突起を底部
    に備えた小連接棒から成ることを特徴とするクランク・
    システム。
  9. 【請求項9】 請求項7に記載されたクランク・システ
    ムにおいて、前記装置が、一端で1以上の自由度を以て
    ピストンに拘束され、下死点から上死点への行程中に慣
    性エネルギを吸収して上死点から下死点への行程の最初
    の部分の間に前記エネルギを戻す弾性システムに他端で
    拘束されるロッドから成ることを特徴とするクランク・
    システム。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載されたクランク・シス
    テムにおいて、前記弾性システムが、結局マイクロプロ
    セッサにより制御される液圧システムに取り替えられる
    ことを特徴とするクランク・システム。
  11. 【請求項11】 請求項1から請求項10までの何れか
    1項に記載されたクランク・システムにおいて、それ
    が、全てのシリンダに対して1組のみのカム、若しくは
    各シリンダについて1組のカムを備えた多シリンダ機関
    に用いられることを特徴とするクランク・システム。
  12. 【請求項12】 本質的に図示されかつ説明された、特
    に往復動吸熱機関に適する、往復直線運動の回転運動へ
    の変換のためのクランク・システム。
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