JP2000097037A - 自己加給式4サイクルレシプロエンジン - Google Patents

自己加給式4サイクルレシプロエンジン

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JP2000097037A
JP2000097037A JP10285952A JP28595298A JP2000097037A JP 2000097037 A JP2000097037 A JP 2000097037A JP 10285952 A JP10285952 A JP 10285952A JP 28595298 A JP28595298 A JP 28595298A JP 2000097037 A JP2000097037 A JP 2000097037A
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JP
Japan
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intake
engine
cylinder
cylinders
valve
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JP10285952A
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English (en)
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Hiroshi Suzuki
博 鈴木
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧室及び加圧弁を設けることなく過給を行
い、過給式4サイクルレシプロエンジン出力の一層の向
上及び構造のシンプル化、低コスト化を図る。 【構成】 気筒間工程タイミングをクランク軸回転角度
で360°ずらした2つの気筒を有する4サイクルレシ
プロエンジン本体のクランク室に連なる位置に、ピスト
ンが上死点側に動いている時のみ開く第一及び第二イン
テークバルブ12・14を設けた各第一及び第二インテ
ークポート23・24を形成し、そして第一クランク室
18と第二クランク室19が連通し、尚かつシリンダー
ヘッド部まで伸びて第一吸気ポート4と第二吸気ポート
5へと連通する吐出ポート17を形成したことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はピストンの往復動に伴
うクランク室の容積変化を利用してシリンダー内へ吸気
を過給する過給式4サイクルレシプロエンジンに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、ピストンの往復動に伴うクランク
室の容積変化を利用した過給式4サイクルレシプロエン
ジンが開発及び実用化されており、例えば実開平3ー1
19539号公報に開示されたものがある。この過給式
4サイクルレシプロエンジンでは、ピストンの往復動に
伴うクランク室の容積変化を利用してクランク室へ空気
を吸入し、さらに、この空気をクランク室から圧力室へ
吐出させ、圧力室とシリンダー内とを開閉する加圧弁を
所定のタイミングで開閉させることにより圧力室からシ
リンダー内へ加圧空気を過給するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記エンジンにあって
は、圧力室や加圧弁が必要なために構造が複雑である。
又、加圧弁を開閉する動弁機構が必要なためにコストが
高くなり、しかも、小型のエンジンにおいてはシリンダ
ーヘッドに加圧弁を取り付けるスペースを確保すること
が困難である。さらに過給効率を上げるためには吸気弁
を閉止した直後の短時間の間だけ加圧弁を開放すること
が望ましいが、短時間だけ開放する高リフトカムの設計
が困難である。この発明は上記問題点を解決し、出力の
一層の向上を図れるようにした自己過給式4サイクルレ
シプロエンジンを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する、こ
の発明の自己過給式4サイクルレシプロエンジンは、気
筒間の工程タイミングをクランク軸回転角度で360°
分ずらした、2つの気筒を有する4サイクルレシプロエ
ンジン構造を基本構造とし、そして該エンジン本体のク
ランク室に連なる位置に、ピストンが上死点側に動いて
いる時のみ開くインテークバルブを設けたインテークポ
ートを形成させ、インテークマニホールドをシリンダー
ヘッド部にある吸気ポートに付けなくて、新たに形成し
た該インテークポートの方へ付け、そして該エンジンの
2つのクランク室を連通し、尚かつシリンダーヘッド部
まで伸びて該エンジンの2つの気筒の該吸気ポートにま
で連通する吐出ポートを形成させたとを特徴とする。
【0005】
【作用】この発明の自己過給式4サイクルレシプロエン
ジンは上記手段により、2つの気筒の気筒間工程タイミ
ングがクランク軸回転角度で360°分ずれているた
め、1つの気筒のシリンダー内工程が燃焼工程の場合、
もう1方の気筒のシリンダー内工程は吸入工程になって
いる、そしてそこからクランク軸1回転後には1つの気
筒は排気工程を経て吸入工程となり、またこの時、もう
1方の気筒のシリンダー内工程は圧縮工程を経て燃焼工
程となっているため、該エンジンでは燃焼、排気、吸
入、圧縮の4工程がクランク軸が1回転している間に発
生し完了することになり、しかもそれは毎回転継続して
行われるのである。そしてピストンの往復動によるクラ
ンク室の圧力変動により、吸気は圧縮工程と同時に起き
る排気工程とにおいて2気筒分の吸気量がインテークポ
ートから該クランク室に吸入され、次の燃焼工程と同時
に起きる吸入工程とにおいて、2気筒分の該吸気は該ク
ランク室から吐出ポートを介して、該エンジンの2つの
気筒の吸気ポートまで圧送され、吸気バルブが開いてい
る側の吸入工程中の1方の気筒のシリンダー内に圧縮さ
れて供給されるため、過給作用が営まれるのである。従
来のものに対して、クランク軸1回転で吸気を過給し、
燃焼することができるため、吸気の流れに無駄がなくス
ムーズに吸気をシリンダー内に供給し過給することがで
きる。又吸気を溜めておいて圧縮する必要がないので、
構造をシンプルにし、そして低コスト化することができ
る。
【0006】
【実施例】本発明の1実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、図1は本発明に係る自己過給式4サイクルレ
シプロエンジンの全体構造の概念断面図を示したもの
で、第一シリンダー15と第二シリンダー16の2気筒
を有し、その気筒間の工程タイミングをクランク軸回転
角度で360°分ずらした2気筒4サイクルレシプロエ
ンジン構造を基本としてあり、そして該エンジンの各第
一及び第二シリンダー15・16の横部で各第一及び第
二クランク室18・19へと連なり、尚かつ各第一及び
第二ピストン9・10が往復動する時に、各第一及び第
二ピストンスカート9a・10aによって開閉される位
置に各第一及び第二インテークポート23・24が形成
してあり、その該各第一及び第二インテークポート23
・24内には該各第一及び第二ピストン9・10が上死
点側に動いている時のみ開く各第一及び第二インテーク
バルブ12・14が設けてあって、各第一及び第二イン
テークマニホールド11・13に連なっている。そして
該第一クランク室18と第二右クランク室19を連通、
尚かつシリンダーヘッド部まで伸びて第一気筒が吸入工
程時にのみ開く第一吸気バルブ3を有した第一吸気ポー
ト4と、同じく第二気筒が吸入工程時にのみ開く第二吸
気バルブ6を有した第二吸気ポート5まで連通する吐出
ポート17を形成したものとしてある。21・22は第
一及び第二点火プラグ、1・8は該第一及び第二気筒が
排気工程時にのみ開く各第一及び第二排気バルブ2・7
を有した各第一及び第二排気ポートである。
【0007】この様な構成において、上記自己過給式4
サイクルレシプロエンジン1例の動きと各工程における
各バルブの開閉状況、及び吸気が圧縮されて過給される
過程を、図2から図5の図面に基づいて説明する。図2
は該エンジン1例のクランク軸20を回転させて、第一
シリンダー15内が圧縮工程途中(第一吸排気バルブ3
・2は閉じている)となった状態で、第二シリンダー1
6内はクランク軸回転角度で360°分ずれた工程の排
気工程途中(第二吸気バルブ6は閉じて、第二排気バル
ブ7は開いている)にあり、この時、第一及び第二ピス
トン9・10は同時に上昇中である。このため第一及び
第二クランク室18・19は負圧になり吸気が第一及び
第二インテークマニホールド11・13から開いた各第
一及び第二インテークバルブ12・14を経て各第一及
び第二インテークポート23・24を通り、該各第一及
び第二クランク室18・19に吸入されている所であ
る。
【0008】図3は該エンジン1例の図2からクランク
軸20が0.5回転して、第一シリンダー15内が燃焼
工程途中(第一吸排気バルブ3・2は閉じている)、第
二シリンダー16内が吸入工程途中(第二吸気バルブ6
は開いて、第二排気バルブ7は閉じている)の状態であ
る。第一及び第二クランク室18・19に充満していた
吸気は第一及び第二ピストン9・10が同時に下降する
ため、該ピストン9・10に圧され、この時第一及び第
二インテークバルブ12・14は閉じていて該吸気は戻
れないので、吐出ポート17を通り開いている該第二吸
気バルブ6から第二吸気ポート5を経て該第二シリンダ
ー16内に圧し込まれ、該第二シリンダー16内が過給
されている所である。
【0009】図4は該エンジン1例の図2からクランク
軸20が1回転して、第一シリンダー15内が排気工程
途中(第一吸気バルブ3は閉じて、第一排気バルブ2は
開いている)、第二シリンダー16内が圧縮工程途中
(第二吸排気バルブ6・7は閉じている)の状態であ
る。第一及び第二ピストン9・10が同時に上昇してい
るのでクランクケース内は負圧になり、図2と同様吸気
が第一及び第二クランク室18・19に吸入されている
所である。
【0010】図5は該エンジン1例の図2からクランク
軸20が1.5回転して、第一シリンダー15内が吸入
工程途中(第一吸気バルブ3は開いて、第一排気バルブ
2は閉じている)、第二シリンダー16内が燃焼工程途
中(第二吸排気バルブ6・7は閉じている)の状態であ
る。第一及び第二クランク室18・19に充満していた
吸気は図3と同様に吐出ポート17を通って圧されてく
るが、該第二吸気バルブ6は閉じていて、該第一吸気バ
ルブ3が開いているで、今度は該第一吸気バルブ3を経
て第一吸気ポート4を通り該第一シリンダー15内に圧
し込まれ、該第一シリンダー15内が過給されている所
である。
【0011】該エンジン1例の図2からクランク軸20
が2回転すると元の図2の状態に戻り、図2−図3−図
4−図5−図2の繰り返しが連続して行われるため、従
来の過給式4サイクルレシプロエンジンより無駄なく簡
単に、そしてスムーズに強い燃焼爆発力を得ることがで
きるのである。図6は図2の状態からクランク軸が2回
転するまでの各バルブの開閉状況をまとめた図である。
【0012】以上実施1例について説明したが、この発
明は以下の実施態様をとることができる。 (1)シリンダー横部にインテークポートを該エンジン
1例では2つの気筒の各に設けたが、2つの気筒の内の
1つに設けるのみでも良い。 (2)インテークポートを該エンジン1例では2つの気
筒のシリンダー横部のある位置に各設けたが、シリンダ
ー横部の代わりに各のクランクケース部に設けても良
い、又該インテークポートは(1)項と同様2つのクラ
ンクケース部の内の1つに設けるのみでも良い。 (3)インテークマニホールドから吸入する吸気はエア
ーと燃料と潤滑油の混合気のみに限らず、エアーと燃
料、エアーと潤滑油の混合気や、エアーのみの場合もあ
り種類を問わない。 (4)請求項1に記載されている自己過給式4サイクル
レシプロエンジンをつなぎ合わせて2気筒の整数倍気筒
の自己過給式4サイクルレシプロエンジンを構成するこ
とも可能である。 (5)(4)項の2気筒の整数倍気筒エンジンにした場
合、請求項1の2つの気筒とは隣合う気筒の組み合わせ
と限らない。
【0013】
【発明の効果】この発明の自己過給式4サイクルレシプ
ロエンジンは、前記の様に構成されて過給作用が営まれ
ていて、クランク軸が1回転する間に吸気を過給し燃焼
することができ、吸気をシリンダー内に供給するのに専
用のバルブを必要とせず従来の吸気バルブを使うことが
できるため、吸気を溜めて加圧する加圧室を設ける必要
がなくエンジンの構造をシンプルにできる。またこの加
圧室とシリンダーとを開閉する複雑な機構の加圧弁駆動
機構も不要なためコストの低減を図ることができ、しか
もシリンダーヘッドに設けていた加圧弁が不要となるた
めにシリンダーヘッドに加圧弁を設けるスペースがない
小ピストン径エンジンにおいても本発明に係る過給方式
を採用することができるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】自己過給式4サイクルレシプロエンジン1例の
全体構造の概念断面図である。
【図2】自己過給式4サイクルレシプロエンジン1例の
第一シリンダー内が圧縮工程途中、第二シリンダー内が
排気工程途中の時の概念断面図である。
【図3】上記図2からクランク軸が0.5回転した状態
の概念断面図である。
【図4】上記図2からクランク軸が1回転した状態の概
念断面図である。
【図5】上記図2からクランク軸が1.5回転した状態
の概念断面図である。
【図6】上記図2からクランク軸が2回転するまでの各
バルブの開閉状況をまとめた図である。
【符号の説明】
1 第一排気ポート 2 第一排気バルブ 3 第一吸気バルブ 4 第一吸気ポート 5 第二吸気ポート 6 第二吸気バルブ 7 第二排気バルブ 8 第二排気ポート 9 第一ピストン 10 第二ピストン 11 第一インテークマニホールド 12 第一インテークバルブ 13 第二インテークマニホールド 14 第二インテークバルブ 15 第一シリンダー 16 第二シリンダー 17 吐出ポート 18 第一クランク室 19 第二クランク室 20 クランク軸 23 第一インテークポート 24 第二インテークポート
【手続補正書】
【提出日】平成10年11月2日(1998.11.
2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【実施例】本発明の1実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、図1は本発明に係る自己過給式4サイクルレ
シプロエンジンの全体構造の概念断面図を示したもの
で、第一シリンダー15と第二シリンダー16の2気筒
を有し、その気筒間の工程タイミングをクランク軸回転
角度で360°分ずらした2気筒4サイクルレシプロエ
ンジン構造を基本としてあり、そして該エンジンの各第
一及び第二シリンダー15・16の横部で各第一及び第
二クランク室18・19へと連なり、尚かつ各第一及び
第二ピストン9・10が往復動する時に、各第一及び第
二ピストンスカート9a・10aによって開閉される位
置に各第一及び第二インテークポート23・24が形成
してあり、その該各第一及び第二インテークポート23
・24内には該各第一及び第二ピストン9・10が上死
点側に動いている時のみ開く各第一及び第二インテーク
バルブ12・14が設けてあって、各第一及び第二イン
テークマニホールド11・13に連なっている。そして
該第一クランク室18と第二クランク室19を連通し
尚かつシリンダーヘッド部まで伸びて第一気筒が吸入工
程時にのみ開く第一吸気バルブ3を有した第一吸気ポー
ト4と、同じく第二気筒が吸入工程時にのみ開く第二吸
気バルブ6を有した第二吸気ポート5まで連通する吐出
ポート17を形成したものとしてある。21・22は第
一及び第二点火プラグ、1・8は該第一及び第二気筒が
排気工程時にのみ開く各第一及び第二排気バルブ2・7
を有した各第一及び第二排気ポートである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】図5は該エンジン1例の図2からクランク
軸20が1.5回転して、第一シリンダー15内が吸入
工程途中(第一吸気バルブ3は開いて、第一排気バルブ
2は閉じている)、第二シリンダー16内が燃焼工程途
(第二吸排気バルブ6・7は閉じている)の状態であ
る。第一及び第二クランク室18・19に充満していた
吸気は図3と同様に吐出ポート17を通って圧されてく
るが、該第二吸気バルブ6は閉じていて、該第一吸気バ
ルブ3が開いているで、今度は該第一吸気バルブ3を経
て第一吸気ポート4を通り該第一シリンダー15内に圧
し込まれ、該第一シリンダー15内が過給されている所
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気筒間の工程タイミングがクランク軸回
    転角度で360°分ずれた、2つの気筒を有する4サイ
    クルレシプロエンジン本体のクランク室に連なる位置
    に、ピストンが上死点側に動いている時のみ開くインテ
    ークバルブを設けたインテークポートを形成し、そして
    該エンジンの2つのクランク室を連通して、尚かつシリ
    ンダーヘッド部まで伸びて該エンジンの2つの気筒の吸
    気ポートにまで連通する吐出ポートを形成したもので、
    該ピストンの往復動による該クランク室の圧力変動を利
    用して、吸気を該インテークポートから該クランク室に
    吸入させ、そして該吸気を該クランク室から該吐出ポー
    ト及び該吸気ポートを経て該エンジンの2つの気筒のう
    ちの吸入工程中の1シリンダー内に圧縮して供給するよ
    うにした、自己過給式4サイクルレシプロエンジン。
JP10285952A 1998-09-22 1998-09-22 自己加給式4サイクルレシプロエンジン Pending JP2000097037A (ja)

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