JP2001012250A - Piston pump type engine - Google Patents

Piston pump type engine

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JP2001012250A
JP2001012250A JP11184639A JP18463999A JP2001012250A JP 2001012250 A JP2001012250 A JP 2001012250A JP 11184639 A JP11184639 A JP 11184639A JP 18463999 A JP18463999 A JP 18463999A JP 2001012250 A JP2001012250 A JP 2001012250A
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center side
piston
intake
cylinder
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston pump type engine performing high output without increasing engine volume and engine weight. SOLUTION: A crankcase 4R, an inlet cylinder 1 and a work cylinder 2 are separated from each other through a member 3, piston rod packings 10p, 20p are provided on parts 10h, 20h through which piston rods 10r, 20r of this member pass and inlet chambers 2A, 2B are respectively formed on the top dead center side and the bottom dead center side of a preliminary compression piston 20 on a piston pump type engine, and a settlement is provided by the piston pump type engine on which combustion chambers 1A, 2A are formed respectively on the top dead center side and the bottom dead center side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気シリンダを備
えたピストン・ポンプ式エンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston pump type engine having an intake cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】ピストン・ポンプ式エンジンは、ワーク
シリンダとは別に吸気シリンダを設け、この吸気シリン
ダ内を往復運動する予備圧縮ピストンの作用によって吸
気と予備圧縮が行なう。予備圧縮ピストンは、ワークピ
ストンが連結されているクランクに連結されておりワー
クピストンに連動して作用する。従ってクランクとそれ
ぞれのピストンから延在するピストンロッドとの連結具
合によって、ワークピストンと予備圧縮ピストンとの相
対的位置が決定される。ピストン・ポンプ式エンジン
は、吸気シリンダ側に吸気ポートが形成され、ワークシ
リンダ側に排気ポートが形成され、かつそれぞれのシリ
ンダに送気ポートが形成される1シリンダ2ポート式エ
ンジンであるため、それぞれのポートに吸気バルブ、排
気バルブ、送気バルブを設け、ピストン位置に応じてバ
ルブタイミングを調節し、燃焼効率を制御することも可
能である。さらに、ピストン・ポンプ式エンジンは、ク
ランク室圧縮式エンジンのようにクランク室を気密にす
る必要がないので軸受け部分の潤滑法やクランク形状を
自由に設定することができ、またワークシリンダよりも
吸気シリンダの容積を大きくするなどして、より多くの
圧縮気体をワークシリンダに供給することも可能であ
る。
2. Description of the Related Art In a piston pump type engine, an intake cylinder is provided separately from a work cylinder, and intake and preliminary compression are performed by the action of a preliminary compression piston reciprocating in the intake cylinder. The pre-compression piston is connected to a crank to which the work piston is connected, and acts in conjunction with the work piston. Therefore, the relative position between the work piston and the pre-compression piston is determined by the degree of connection between the crank and the piston rod extending from each piston. The piston-pump engine is a one-cylinder two-port engine in which an intake port is formed on the intake cylinder side, an exhaust port is formed on the work cylinder side, and an air supply port is formed on each cylinder. It is also possible to provide an intake valve, an exhaust valve, and an air supply valve at the port (1) and adjust the valve timing according to the piston position to control the combustion efficiency. Furthermore, the piston-pump type engine does not need to make the crank chamber airtight unlike the crankcase compression type engine, so the lubrication method and the crank shape of the bearing part can be set freely, and the intake air intake is higher than that of the work cylinder. It is also possible to supply more compressed gas to the work cylinder by, for example, increasing the volume of the cylinder.

【0003】このように、ピストン・ポンプ式エンジン
では、バルブタイミングの調節やクランクの形状など構
成の自由度が高く、吸気シリンダで予備圧縮された圧縮
気体を燃焼室に供給するため吸入効率にも優れるため、
高出力を得やすいという利点を有する。
[0003] As described above, the piston-pump engine has a high degree of freedom in adjusting the valve timing, the shape of the crank, and the like, and supplies the compressed gas precompressed by the intake cylinder to the combustion chamber. To be good,
There is an advantage that high output is easily obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピスト
ン・ポンプ式エンジンは、ワークシリンダとは別途に吸
気シリンダを備えるため、ワークシリンダのみで動作す
るエンジンと比較して機関体積が大きく、また構造が複
雑で機関重量も重いという欠点をも有する。このこと
が、ピストン・ポンプ式エンジンの効率を低下させる大
きな原因となっていた。
However, since the piston pump type engine has an intake cylinder separately from the work cylinder, the engine volume is larger and the structure is complicated as compared with an engine operated only by the work cylinder. However, it also has the disadvantage that the engine weight is heavy. This has been a major cause of lowering the efficiency of the piston pump type engine.

【0005】従って、本発明の主たる課題は、ピストン
ポンプ式エンジンにおいて、機関重量および機関体積を
増加させることなく高効率化を図ることにある。
Accordingly, a main object of the present invention is to improve the efficiency of a piston pump type engine without increasing the engine weight and the engine volume.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本願
発明請求項1記載の発明は、吸気シリンダと、この吸気
シリンダ内を往復運動する予備圧縮ピストンと、ワーク
シリンダと、このワークシリンダ内を往復運動するワー
クピストンと、前記予備圧縮ピストンおよび前記ワーク
ピストンからそれぞれ延在するピストンロッドが連結さ
れるクランクと、このクランクを収容するクランク室
と、吸気シリンダで圧縮された圧縮気体をワークシリン
ダに送気するための送気路と、この送気路の開閉を行な
う送気弁と、を備えるピストン・ポンプ式エンジンであ
って、クランク室と吸気シリンダおよびワークシリンダ
とを部材を介して隔てるとともに、この部材の、ピスト
ンロッドが貫通する部分にピストンロッドパッキンを設
け、前記予備圧縮ピストンの上死点側と下死点側のそれ
ぞれに吸気室を形成し、前記ワークピストンの上死点側
と下死点側のそれぞれに燃焼室を形成したピストン・ポ
ンプ式エンジンである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an intake cylinder, a pre-compression piston reciprocating in the intake cylinder, a work cylinder, and a work cylinder. A reciprocating work piston, a crank to which the pre-compression piston and a piston rod respectively extending from the work piston are connected, a crank chamber for accommodating the crank, and a compressed gas compressed by the intake cylinder to the work cylinder. An piston-pump type engine including an air supply path for supplying air and an air supply valve for opening and closing the air supply path, wherein a crank chamber is separated from an intake cylinder and a work cylinder by members. A piston rod packing is provided at a portion of this member through which the piston rod penetrates, and The air intake chamber is formed in the respective dead center and bottom dead center on the ton, is a piston pump type engine has a combustion chamber in each of the dead center and bottom dead center on the workpiece piston.

【0007】予備圧縮ピストンの上死点側と下死点側の
それぞれに吸気室を形成し、ワークピストンの上死点側
と下死点側のそれぞれに燃焼室を形成したことで、1つ
のシリンダと1つのピストンで、2シリンダ分の仕事を
行なうことができる。
An intake chamber is formed at each of the top dead center side and the bottom dead center side of the pre-compression piston, and a combustion chamber is formed at each of the top dead center side and the bottom dead center side of the work piston. Two cylinders of work can be performed with one cylinder and one piston.

【0008】請求項2記載の発明は、一方の燃焼室にお
いて気体が燃焼し膨張する間に、他方の燃焼室において
排気と掃気と気体の吸入と圧縮とが行なわれる請求項1
記載のピストン・ポンプ式エンジンである。
According to a second aspect of the present invention, while the gas is burned and expanded in one of the combustion chambers, exhaust, scavenging, suction and compression of the gas are performed in the other combustion chamber.
It is a piston pump type engine as described.

【0009】ワークシリンダ内では、ワークピストンが
上死点から下死点または下死点から上死点へと向かう1
行程の間に、一方の燃焼室で気体が燃焼して膨張する間
に、他方の燃焼室で掃気と排気と気体の吸入と圧縮とが
行なわれるため、1行程で1サイクルを完了することが
でき非常に効率的である。
In the work cylinder, the work piston moves from top dead center to bottom dead center or from bottom dead center to top dead center.
During the stroke, while gas is burned and expanded in one of the combustion chambers, scavenging, exhaust, gas suction and compression are performed in the other combustion chamber, so that one cycle can be completed in one stroke. Can be very efficient.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しながら具体的に説明する。図1に示されるよう
に、円筒形のワークシリンダ1および吸気シリンダ2が
近接して平行に並べて配置されている。ワークシリンダ
1は、このワークシリンダ内を往復運動するワークピス
トン10によって、上死点側燃焼室1Aと下死点側燃焼
室1Bとに分けられており、同様に吸気シリンダ2は、
この吸気シリンダ内を往復運動する予備圧縮ピストン2
0によって、上死点側吸気室2Aと下死点側吸気室2B
とに分けられている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a cylindrical work cylinder 1 and an intake cylinder 2 are arranged close to and parallel to each other. The work cylinder 1 is divided into a top dead center side combustion chamber 1A and a bottom dead center side combustion chamber 1B by a work piston 10 reciprocating in the work cylinder.
Pre-compression piston 2 reciprocating in this intake cylinder
0, the top dead center side intake chamber 2A and the bottom dead center side intake chamber 2B
And is divided into

【0011】上死点側および下死点側のそれぞれの燃焼
室1A,1Bには、排気ポート11A,11Bが設けら
れており、この排気ポート11A,11Bの開閉は排気
バルブ12A,12Bによって行なわれる。また上死点
側および下死点側のそれぞれの吸気室2A,2Bには、
吸気ポート21A,21Bが設けられており、この吸気
ポートの開閉は吸気バルブ22A,22Bによって行な
われる。排気バルブ12A,12Bおよび吸気バルブ2
2A,22bは、図示されないカム等によって動作させ
ることができる。
Exhaust ports 11A and 11B are provided in the combustion chambers 1A and 1B on the top dead center side and the bottom dead center side, respectively. Opening and closing of the exhaust ports 11A and 11B are performed by exhaust valves 12A and 12B. It is. The intake chambers 2A and 2B on the top dead center side and the bottom dead center side respectively have
Intake ports 21A and 21B are provided, and opening and closing of the intake ports are performed by intake valves 22A and 22B. Exhaust valves 12A, 12B and intake valve 2
2A and 22b can be operated by a cam or the like (not shown).

【0012】前記下死点側燃焼室1Bおよび前記下死点
側吸気室2Bとクランク室4Rとは、底板部材3を介し
て隔てられている。それぞれのピストンから延在するピ
ストンロッド10r,20rは、この底板部材3を貫通
し、クランク室4R内において連接棒10c,20cを
介して同一のクランク4に連結されている。前記ピスト
ンロッド10r,20rは、ピストン10,20に固定
されるかまたはピストンと一体的に形成されるかしてお
り、ピストンと同様に上下運動のみを行なう。前記部材
3に形成されたピストンロッド10r,20rが貫通す
る貫通孔10h,20hには、下死点側燃焼室1Bおよ
び下死点側吸気室2Bの気密性を保つためのピストンロ
ッドパッキン10p,20pが設けられている。ワーク
ピストン10の上下運動は、ピストンロッド10rによ
ってクランク室内の連接棒10cへと伝達され、連接棒
10cは伝達されたワークピストンの往復運動をクラン
ク4の回転運動に変換する。それぞれのピストン10,
20とクランク4とは、従来のピストンポンプ式エンジ
ンと同様に、ワークピストン10が予備圧縮ピストン2
0よりも遅れて動作するように連結されている。
The bottom dead center side combustion chamber 1B and the bottom dead center side intake chamber 2B are separated from the crank chamber 4R via a bottom plate member 3. Piston rods 10r, 20r extending from the respective pistons penetrate the bottom plate member 3 and are connected to the same crank 4 via connecting rods 10c, 20c in the crank chamber 4R. The piston rods 10r and 20r are fixed to the pistons 10 and 20 or are formed integrally with the pistons, and perform only vertical movement similarly to the pistons. Piston rod packings 10p for maintaining the airtightness of the bottom dead center side combustion chamber 1B and the bottom dead center side intake chamber 2B are provided in through holes 10h, 20h through which the piston rods 10r, 20r formed in the member 3 pass. 20p are provided. The vertical movement of the work piston 10 is transmitted to the connecting rod 10c in the crank chamber by the piston rod 10r, and the connecting rod 10c converts the transmitted reciprocating movement of the work piston into the rotational movement of the crank 4. Each piston 10,
The work piston 10 is connected to the pre-compression piston 2 in the same manner as the conventional piston pump type engine.
They are linked so as to operate after 0.

【0013】一方、吸気シリンダ2で吸気された気体を
ワークシリンダ1内へ供給するための送気路6A,6B
が形成されている。送気路6A,6Bは、上死点側燃焼
室1Aと上死点側吸気室2Aとの間、および下死点側燃
焼室1Bと下死点側吸気室2Bとの間、にそれぞれ形成
されている。送気路6A,6Bの途中にはこれら送気路
6A,6Bの開閉を行なう送気弁7A、7Bが取付けら
れており、これらの送気弁7A,7Bが開いたときに気
体が燃焼室1A,1Bへと送気され、閉じたときに送気
が停止される。送気弁7A,7Bはピストンが所定位置
に移動し、上死点側または下死点側の吸気室2A,2B
内の圧力が所定圧力になると開くように構成されてい
る。送気弁も吸気バルブおよび排気バルブ同様に図示さ
れないカム等によって動作させることができる。
On the other hand, air supply passages 6A and 6B for supplying the gas taken in by the intake cylinder 2 into the work cylinder 1.
Are formed. The air supply passages 6A and 6B are formed between the top dead center side combustion chamber 1A and the top dead center side intake chamber 2A and between the bottom dead center side combustion chamber 1B and the bottom dead center side intake chamber 2B, respectively. Have been. Air supply valves 7A and 7B for opening and closing the air supply paths 6A and 6B are mounted in the middle of the air supply paths 6A and 6B. When the air supply valves 7A and 7B are opened, gas is released from the combustion chamber. Air is supplied to 1A and 1B, and when closed, the air supply is stopped. The pistons of the air supply valves 7A and 7B move to predetermined positions, and the intake chambers 2A and 2B on the top dead center side or the bottom dead center side
It is configured to open when the internal pressure reaches a predetermined pressure. The air supply valve can also be operated by a cam or the like (not shown) like the intake valve and the exhaust valve.

【0014】上死点側および下死点側の燃焼室1A,2
Aには、ぞれぞれ燃料噴射用のインジェクション13
A,13Bおよび点火プラグ14A,14Bが設けられ
ている。インジェクション13A,13Bは、それぞれ
の燃焼室の側壁に設けられている。これらのインジェク
ション13A,13Bは、噴射された燃料が効率良く混
合気となるように上死点側燃焼室1Aではシリンダの下
円方向に、そして下死点側燃焼室1Bでは上円方向に配
置することが好ましい。また、シリンダ壁にインジェク
ションを設けずに、混合気として各燃焼室へ燃料を供給
してもよい。ワークピストンが上死点に到達したときに
上死点側燃焼室1Aで、下死点に到達したときに下死点
側燃焼室1Bでそれぞれ点火爆発を行なえるように、点
火プラグ14A、14Bがワークシリンダ1の気筒頂上
部と底部に設けられている。この点かプラグは、ディー
ゼル機関のように圧縮爆発型のエンジンとする場合には
設けなくてもよい。また、初期始動のためにどちらか一
方の燃焼室のみに点火プラグを設けることもできる。
Combustion chambers 1A, 2 on the top dead center side and the bottom dead center side
A shows the injection 13 for fuel injection, respectively.
A, 13B and spark plugs 14A, 14B are provided. The injections 13A and 13B are provided on the side walls of the respective combustion chambers. These injections 13A and 13B are arranged in the lower circular direction of the cylinder in the top dead center side combustion chamber 1A and in the upper circular direction in the bottom dead center side combustion chamber 1B so that the injected fuel becomes an air-fuel mixture efficiently. Is preferred. Further, the fuel may be supplied to each combustion chamber as an air-fuel mixture without providing an injection on the cylinder wall. The ignition plugs 14A and 14B are so arranged that ignition explosions can be performed in the combustion chamber 1A at the top dead center when the work piston reaches the top dead center and in the combustion chamber 1B when the work piston reaches the bottom dead center. Are provided at the top and bottom of the cylinder of the work cylinder 1. In this respect, the plug may not be provided when a compression explosion type engine such as a diesel engine is used. Also, an ignition plug can be provided only in one of the combustion chambers for the initial start.

【0015】その他、従来のピストンポンプ式エンジン
の燃焼室に設けられていた構成は、本願発明に係るピス
トン・ポンプ式エンジンの上死点側および下死点側の燃
焼室においても、特別の変更をせずに設けることができ
る。同様に、従来のピストン・ポンプ式エンジンの吸気
室に設けられていた構成は、上死点側および下死点側の
吸気室に同じように設けることができる。
In addition, the configuration provided in the combustion chamber of the conventional piston pump type engine is specially modified even in the combustion chamber on the top dead center side and the bottom dead center side of the piston pump type engine according to the present invention. It can be provided without performing. Similarly, the configuration provided in the intake chamber of the conventional piston pump type engine can be similarly provided in the intake chambers on the top dead center side and the bottom dead center side.

【0016】上記構成とすることで、予備圧縮ピストン
20が上死点方向に向かって移動するさいに、下死点側
吸気室2Bで吸気を行なうとともに上死点側吸気室2A
で予備圧縮と送気とを行なうことができ、また、前記予
備圧縮ピストンが下死点方向に向かって移動するさいに
は、上死点側吸気室2Aで吸気を行なうとともに下死点
側吸気室2Bで予備圧縮と送気を行なうことができる。
従って、吸気と送気とをピストンの1行程で行なうこと
が可能である。従って、吸気室で圧縮された気体をワー
クシリンダ内にタイミング良く供給することにより、ワ
ークシリンダ内では、ワークピストン10が上死点に向
かって移動するさい、すなわち下死点側燃焼室1Bで燃
焼と膨張とが行なわれている間に、上死点側燃焼室1A
で排気と掃気と気体の吸入と圧縮とを行なうことがで
き、前記ワークピストンが下死点方向に向かって移動し
ているとき、すなわち上死点側燃焼室1Aで燃焼と膨張
とが行な割れている間に、下死点側燃焼室2Bで排気と
掃気と気体の吸入と圧縮とを行なうことができる。
With the above configuration, when the pre-compression piston 20 moves in the direction of the top dead center, air is sucked in the bottom dead center side intake chamber 2B and the top dead center side intake chamber 2A
To perform pre-compression and air supply, and when the pre-compression piston moves toward the bottom dead center, air is taken in the top dead center side intake chamber 2A and the bottom dead center side intake chamber is sucked. Precompression and air supply can be performed in the chamber 2B.
Therefore, it is possible to perform intake and air supply in one stroke of the piston. Therefore, by supplying the gas compressed in the intake chamber into the work cylinder in a timely manner, the work piston 10 moves toward the top dead center in the work cylinder, that is, burns in the bottom dead center side combustion chamber 1B. And the expansion, the top dead center side combustion chamber 1A
To perform exhaust, scavenging, gas suction, and compression. When the work piston is moving toward the bottom dead center, that is, combustion and expansion are performed in the top dead center side combustion chamber 1A. During the cracking, exhaust, scavenging, gas suction and compression can be performed in the bottom dead center side combustion chamber 2B.

【0017】また、本願発明に係るエンジンは、一方の
燃焼室のみで仕事をすることも可能である。例えば、低
出力で運転する場合には上死点側または下死点側のどち
らか一方の燃焼室と吸気室とで仕事をし、高出力を必要
とする場合には上死点側および下死点側の両方の燃焼室
と吸気室とで仕事をさせることも可能である。
Further, the engine according to the present invention can work only in one of the combustion chambers. For example, when operating at low output, work is performed in either the combustion chamber on either the top dead center side or the bottom dead center side and the intake chamber, and when high output is required, It is also possible to work in both the combustion chamber and the intake chamber on the dead center side.

【0018】次いで、本願発明に係るエンジンの動作を
概略図をもとに説明する。図2に示されるように、予備
圧縮ピストン20が上死点付近に移動し、上死点側吸気
室2A内の圧力が所定圧力に到達すると上死点側送気弁
7Aが開き上死点側燃焼室1Aと上死点側吸気室2Aと
が連通する。このときワークピストン10は予備圧縮ピ
ストン20よりも遅れて動作するためワークシリンダ1
の中程に位置し上死点に向かって移動している。上死点
側燃焼室1Aの排気ポート11Aは開いており、上死点
側吸気室の吸気ポート21Aは閉じている。上死点側吸
気室2Aで予備圧縮された予備圧縮済気体Gは、上死点
側送気路6Aを通って上死点側燃焼室1Aに送気され
る。上死点側燃焼室1Aでは、掃気工程が行なわれる。
このとき、下死点側送気弁7Bは閉じたままであり、下
死点側吸気室1Bと下死点側燃焼室2Bとは連通してい
ない。下死点側燃焼室1Aの排気ポート11Bは閉じて
おり、下死点側燃焼室では燃焼ガスが膨張している。下
死点側吸気室2Bの吸気ポート21Bは開いており、下
死点側吸気室2Bには新気Nが吸気されている。
Next, the operation of the engine according to the present invention will be described with reference to schematic diagrams. As shown in FIG. 2, when the pre-compression piston 20 moves near the top dead center and the pressure in the top dead center side intake chamber 2A reaches a predetermined pressure, the top dead center side air supply valve 7A opens to open the top dead center. The first combustion chamber 1A and the top dead center side intake chamber 2A communicate with each other. At this time, the work piston 10 operates later than the pre-compression piston 20.
It is located in the middle of and is moving toward top dead center. The exhaust port 11A of the top dead center side combustion chamber 1A is open, and the intake port 21A of the top dead center side intake chamber is closed. The pre-compressed gas G pre-compressed in the top dead center side intake chamber 2A is sent to the top dead center side combustion chamber 1A through the top dead center side air supply passage 6A. In the top dead center side combustion chamber 1A, a scavenging process is performed.
At this time, the bottom dead center side air supply valve 7B remains closed, and the bottom dead center side intake chamber 1B and the bottom dead center side combustion chamber 2B are not in communication. The exhaust port 11B of the bottom dead center side combustion chamber 1A is closed, and the combustion gas is expanding in the bottom dead center side combustion chamber. The intake port 21B of the bottom dead center side intake chamber 2B is open, and fresh air N is sucked into the bottom dead center side intake chamber 2B.

【0019】続いて、図3に示されるように、予備圧縮
ピストン20が上死点に移動すると、上死点側吸気室内
から上死点側燃焼室へ予備圧縮済気体の送気は完了す
る。完了と同時に上死点側送気弁Aが閉じ、上死点側吸
気室2Aでは吸気ポート21Aが開いて新気Nが吸気さ
れ始める。上死点側燃焼室1Aの排気ポート11Aは送
気ポートが閉じる前に閉じられ、上死点に向かって移動
するワークピストンによって送気された予備圧縮済気体
が更に圧縮される。一方、このとき下死点側の送気弁7
Bが閉じたまま、下死点側吸気室の吸気ポート21Bが
閉じ、吸気されていた気体Sが予備圧縮されはじめる。
下死点側燃焼室1Bでは、ひきつづき気体の膨張がおき
ている。
Subsequently, as shown in FIG. 3, when the pre-compression piston 20 moves to the top dead center, the supply of the pre-compressed gas from the top dead center side intake chamber to the top dead center side combustion chamber is completed. . Upon completion, the top dead center side air supply valve A closes, the intake port 21A opens in the top dead center side intake chamber 2A, and fresh air N starts to be sucked. The exhaust port 11A of the top dead center side combustion chamber 1A is closed before the air supply port closes, and the pre-compressed gas fed by the work piston moving toward the top dead center is further compressed. On the other hand, at this time, the air supply valve 7 at the bottom dead center side
With B closed, the intake port 21B of the bottom dead center side intake chamber is closed, and the gas S that has been sucked in begins to be pre-compressed.
In the bottom dead center side combustion chamber 1B, the gas continues to expand.

【0020】続いて、図4に示されるように、ワークピ
ストン10が上死点に到達すると上死点側燃焼室1Aで
点火爆発が行なわれる。このとき予備圧縮ピストン20
は既にシリンダの中程に位置し下死点に向かって移動し
ている。上死点側の吸気ポート21Aは開いたままであ
り、上死点側吸気室2Aには新気Nの吸気が行なわれて
いる。一方、このとき下死点側送気弁7Bが閉じられ、
下死点側吸気室2Bで予備圧縮が開始される。同時に下
死点側燃焼室1Bの排気ポート11Bが開き、下死点側
燃焼室1Bでは排気が開始される。
Subsequently, as shown in FIG. 4, when the work piston 10 reaches the top dead center, an ignition explosion occurs in the combustion chamber 1A on the top dead center side. At this time, the pre-compression piston 20
Is already in the middle of the cylinder and is moving towards bottom dead center. The top dead center side intake port 21A remains open, and the fresh air N is being sucked into the top dead center side intake chamber 2A. On the other hand, at this time, the bottom dead center side air supply valve 7B is closed,
Preliminary compression is started in the bottom dead center side intake chamber 2B. At the same time, the exhaust port 11B of the bottom dead center side combustion chamber 1B opens, and the exhaust starts in the bottom dead center side combustion chamber 1B.

【0021】図5に示されるように、予備圧縮ピストン
20が下死点付近に移動し、下死点側吸気室2B内の圧
力が所定圧力に到達すると下死点側送気弁が開いて下死
点側燃焼室1Bと下死点側吸気室2Bとが連通する。こ
のときワークピストン10は予備圧縮ピストン20より
も遅れて動作するためワークシリンダ2の中程に位置し
下死点に向かって移動している。下死点側燃焼室1Bの
排気ポート11Bは開いており、下死点側吸気室2Bの
吸気ポート21Bは閉じている。下死点側吸気室2Bで
予備圧縮された予備圧縮済気体Gは、下死点側送気路6
Bを通って下死点側燃焼室1Bに送気される。下死点側
燃焼室1Bでは掃気工程が行なわれる。一方、上死点側
送気弁6Aは閉じたままであり、上死点側吸気室1Aと
上死点側燃焼室2Aとは連通していない。上死点側燃焼
室の排気ポート11Aは閉じており、上死点側燃焼室1
Aでは燃焼ガスが膨張している。上死点側吸気室2Aの
吸気ポート21Aは開いており、上死点側吸気室2Aで
は新気Nの吸気がおこなわれている。これは、図2に示
された状態の下死点側と上死点側が入れ替わった状態で
ある。
As shown in FIG. 5, when the pre-compression piston 20 moves near the bottom dead center and the pressure in the bottom dead center side intake chamber 2B reaches a predetermined pressure, the bottom dead center side air supply valve is opened. The bottom dead center side combustion chamber 1B communicates with the bottom dead center side intake chamber 2B. At this time, since the work piston 10 operates later than the pre-compression piston 20, it is located in the middle of the work cylinder 2 and is moving toward the bottom dead center. The exhaust port 11B of the bottom dead center side combustion chamber 1B is open, and the intake port 21B of the bottom dead center side intake chamber 2B is closed. The pre-compressed gas G pre-compressed in the bottom dead center side intake chamber 2B is supplied to the bottom dead center side air supply passage 6
B is supplied to the bottom dead center side combustion chamber 1B. A scavenging process is performed in the bottom dead center side combustion chamber 1B. On the other hand, the top dead center side air supply valve 6A remains closed, and the top dead center side intake chamber 1A and the top dead center side combustion chamber 2A are not in communication. The exhaust port 11A of the top dead center combustion chamber is closed, and the top dead center combustion chamber 1 is closed.
At A, the combustion gas is expanding. The intake port 21A of the top dead center side intake chamber 2A is open, and intake of fresh air N is performed in the top dead center side intake chamber 2A. This is a state in which the bottom dead center side and the top dead center side shown in FIG. 2 are interchanged.

【0022】従って、続いては図3に示された状態の上
死点側と下死点側とが入れ代わった状態である図6に示
される状態となる。予備圧縮ピストン20は下死点に移
動し、下死点側吸気室2B内から下死点側燃焼室2Bへ
予備圧縮済気体の送気が完了し、完了と同時に下死点側
送気弁6Bが閉じ、下死点側吸気室2Bでは吸気ポート
21Bが開いて新気Nの吸気が開始される。このとき下
死点側燃焼室の排気ポート11Aは下死点側送気路6B
が閉じる前に閉じられ、下死点に向かって移動するワー
クピストンによって送気された予備圧縮済気体が更に圧
縮される。一方、このとき上死点側の送気路6Aが閉じ
たまま、上死点側吸気室2Aの吸気ポート11Aが閉
じ、吸気されていた気体Sが予備圧縮ピストン20の作
用により予備圧縮されはじめる。上死点側燃焼室1Aで
は、引き続き気体の膨張がおきている。
Therefore, subsequently, the state shown in FIG. 6 is obtained, in which the top dead center side and the bottom dead center side of the state shown in FIG. 3 are interchanged. The pre-compression piston 20 moves to the bottom dead center, and the supply of the pre-compressed gas from the bottom dead center side intake chamber 2B to the bottom dead center combustion chamber 2B is completed. 6B is closed, the intake port 21B is opened in the bottom dead center side intake chamber 2B, and the intake of fresh air N is started. At this time, the exhaust port 11A of the bottom dead center side combustion chamber is connected to the bottom dead center side air supply passage 6B.
Is closed before closing, and the precompressed gas sent by the work piston moving toward the bottom dead center is further compressed. On the other hand, at this time, while the air supply passage 6A on the top dead center side is closed, the intake port 11A of the top dead center side intake chamber 2A is closed, and the sucked gas S starts to be pre-compressed by the action of the pre-compression piston 20. . The gas continues to expand in the top dead center side combustion chamber 1A.

【0023】続いて、図7に示されるように、ワークピ
ストン10が下死点に到達すると下死点側燃焼室1Bで
点火爆発が行なわれる。このとき予備圧縮ピストン20
は既にシリンダの中程に位置し上死点に向かって移動し
ている。下死点側の吸気ポート21Bは開いたままであ
り、下死点側吸気室2Bでは新気Nの吸気が行なわれて
いる。一方、このとき送気弁7Aによって上死点側送気
路6Aが閉じられ、上死点側吸気室2Aでは予備圧縮が
開始される。同時に上死点側燃焼室の排気ポート11A
が開き、上死点側燃焼室1Aでは排気が開始される。
Subsequently, as shown in FIG. 7, when the work piston 10 reaches the bottom dead center, an ignition explosion occurs in the bottom dead center side combustion chamber 1B. At this time, the pre-compression piston 20
Is already in the middle of the cylinder and is moving towards top dead center. The intake port 21B on the bottom dead center side is kept open, and the intake of fresh air N is performed in the bottom dead center side intake chamber 2B. On the other hand, at this time, the top dead center side air supply passage 6A is closed by the air supply valve 7A, and preliminary compression is started in the top dead center side intake chamber 2A. At the same time, the exhaust port 11A of the combustion chamber at the top dead center side
Is opened, and the exhaust starts in the top dead center side combustion chamber 1A.

【0024】続いて、予備圧縮ピストン20は、吸気シ
リンダの上死点付近に移動し、それに遅れて、ワークピ
ストン10はシリンダの中程に移動し、図2の状態へと
戻り一巡する。このようにそれぞれのピストンが各シリ
ンダ内をくり返し往復運動する。ワークシリンダ内で
は、ワークピストンが1行程する間に、吸入、圧縮、膨
張、排気の1サイクル全てが行なわれるため非常に効率
的である。
Subsequently, the pre-compression piston 20 moves to the vicinity of the top dead center of the intake cylinder, and after that, the work piston 10 moves to the middle of the cylinder and returns to the state of FIG. In this way, each piston reciprocates repeatedly in each cylinder. In the work cylinder, one cycle of suction, compression, expansion, and exhaust is performed during one stroke of the work piston, which is very efficient.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のとおり、本発明のよれば、2シリ
ンダ分の仕事を1つのピストンと1シリンダとで行な
う。また、ワークピストンが1行程する間に吸気、排
気、掃気、圧縮、爆発の1サイクルすべてが完了するた
めピストンの仕事には無駄がない。従って、機関重量お
よび機関体積を増加させることなく高出力を得ることが
可能であり、もってピストンポンプ式エンジンの高出力
化、高効率化、小スペース化などの利点がもたらされ
る。
As described above, according to the present invention, work for two cylinders is performed by one piston and one cylinder. Further, since one cycle of intake, exhaust, scavenging, compression, and explosion is completed during one stroke of the work piston, there is no waste in the work of the piston. Accordingly, high output can be obtained without increasing the engine weight and the engine volume, and advantages such as high output, high efficiency, and small space of the piston pump type engine are provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るピストンポンプ式エンジンの断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a piston pump type engine according to the present invention.

【図2】本発明に係るピストン・ポンプ式エンジンの動
作を説明するための第1の状態図である。
FIG. 2 is a first state diagram illustrating the operation of the piston-pump engine according to the present invention.

【図3】本発明に係るピストン・ポンプ式エンジンの動
作を説明するための第2の状態図である。
FIG. 3 is a second state diagram for explaining the operation of the piston-pump engine according to the present invention.

【図4】本発明に係るピストン・ポンプ式エンジンの動
作を説明するための第3の状態図である。
FIG. 4 is a third state diagram for explaining the operation of the piston-pump engine according to the present invention.

【図5】本発明に係るピストン・ポンプ式エンジンの動
作を説明するための第4の状態図である。
FIG. 5 is a fourth state diagram for explaining the operation of the piston-pump engine according to the present invention.

【図6】本発明に係るピストン・ポンプ式エンジンの動
作を説明するための第5の状態図である。
FIG. 6 is a fifth state diagram for explaining the operation of the piston-pump engine according to the present invention.

【図7】本発明に係るピストン・ポンプ式エンジンの動
作を説明するための第6の状態図である。
FIG. 7 is a sixth state diagram for explaining the operation of the piston-pump engine according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ワークシリンダ、1A…上死点側燃焼室、1B…下
死点側燃焼室、2…吸気シリンダ、2A…上死点側吸気
室、2B…下死点側吸気室、3…底板部材、4…クラン
ク、4R…クランク室、5…シリンダヘッド、6A…上
死点側送気路、6B…下死点側送気路、7A…上死点側
送気バルブ,7B…下死点側送気バルブ、8…ピストン
リング、10…ワークピストン、10c,20c…連接
棒、10h,20h…貫通孔、10p,20p…ピスト
ンロッドパッキン、10r,20r…ピストンロッド、
10s,20s…ピストンリング、11A…上死点側排
気ポート,11B…下死点側排気ポート、12A…上死
点側排気バルブ,12B…下死点側排気バルブ、13A
…上死点側インジェクション,13B…下死点側インジ
ェクション、14A,14B…点火プラグ、21A…上
死点側吸気ポート、21B…下死点側吸気ポート、22
A…上死点側吸気バルブ、22B…下死点側吸気バル
ブ、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Work cylinder, 1A ... Top dead center side combustion chamber, 1B ... Bottom dead center side combustion chamber, 2 ... Intake cylinder, 2A ... Top dead center side intake chamber, 2B ... Bottom dead center side intake chamber, 3 ... Bottom plate member , 4 ... crank, 4R ... crank chamber, 5 ... cylinder head, 6A ... top dead center side air supply path, 6B ... bottom dead center side air supply path, 7A ... top dead center side air supply valve, 7B ... bottom dead center Side air supply valve, 8: piston ring, 10: work piston, 10c, 20c: connecting rod, 10h, 20h: through hole, 10p, 20p: piston rod packing, 10r, 20r: piston rod,
10s, 20s ... Piston ring, 11A ... Top dead center side exhaust port, 11B ... Bottom dead center side exhaust port, 12A ... Top dead center side exhaust valve, 12B ... Bottom dead center side exhaust valve, 13A
... Top dead center side injection, 13B ... Bottom dead center side injection, 14A, 14B ... Spark plug, 21A ... Top dead center side intake port, 21B ... Bottom dead center side intake port, 22
A: top dead center side intake valve, 22B: bottom dead center side intake valve,

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】吸気シリンダと、この吸気シリンダ内を往
復運動する予備圧縮ピストンと、ワークシリンダと、こ
のワークシリンダ内を往復運動するワークピストンと、
前記予備圧縮ピストンおよび前記ワークピストンからそ
れぞれ延在するピストンロッドが連接棒を介して連結さ
れるクランクと、このクランクを収容するクランク室
と、吸気シリンダ内で予備圧縮された圧縮気体をワーク
シリンダに送気するための送気路と、を備えるピストン
・ポンプ式エンジンであって、 クランク室と吸気シリンダおよびワークシリンダとを部
材を介して隔てるとともに、この部材の、前記ピストン
ロッドが貫通する部分にピストンロッドパッキンを設
け、前記予備圧縮ピストンの上死点側と下死点側とのそ
れぞれに吸気室を形成し、前記ワークピストンの上死点
側と下死点側とのそれぞれに燃焼室を形成したことを特
徴とするピストン・ポンプ式エンジン。
An intake cylinder, a pre-compression piston reciprocating in the intake cylinder, a work cylinder, a work piston reciprocating in the work cylinder,
A crank in which piston rods respectively extending from the pre-compression piston and the work piston are connected via a connecting rod, a crank chamber for accommodating the crank, and compressed gas pre-compressed in the intake cylinder to the work cylinder. An air supply path for supplying air, the piston pump type engine comprising: a crank chamber, an intake cylinder, and a work cylinder separated from each other via a member, and a part of the member through which the piston rod penetrates. A piston rod packing is provided, an intake chamber is formed at each of the top dead center side and the bottom dead center side of the preliminary compression piston, and a combustion chamber is formed at each of the top dead center side and the bottom dead center side of the work piston. A piston pump type engine characterized by being formed.
【請求項2】一方の燃焼室において気体が燃焼し膨張す
る間に、他方の燃焼室において排気と掃気と気体の吸入
と圧縮とが行なわれる請求項1記載のピストン・ポンプ
式エンジン。
2. The piston pump type engine according to claim 1, wherein exhaust gas, scavenging gas, gas suction and compression are performed in the other combustion chamber while gas is burned and expanded in one combustion chamber.
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