JP2001521094A - Control of mechanical piston movement, execution of a device, and method of balancing said device - Google Patents
Control of mechanical piston movement, execution of a device, and method of balancing said deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、ピストンを上死点で停止してそのまま一定時間維持することにより、燃焼室が独立したエンジンの場合では一定量のガスを送り込むなどの行程、または標準エンジンの場合では一定量の点火および燃焼などの行程を実行する、機械式ピストン運動の制御方法に関する。本発明はまた、それ自体がクランクシャフト(9)およびコネクティング・ロッド(7)により制御されるプレッシャ・レバー(3、4)でピストン(1)を制御するデバイスの実行にも関する。 (57) [Summary] The present invention provides a process in which a piston is stopped at a top dead center and is maintained for a certain period of time so that a certain amount of gas is sent in the case of an engine having an independent combustion chamber, or a process of a standard engine. It relates to a method for controlling the movement of a mechanical piston, possibly performing a certain amount of ignition and combustion strokes. The invention also relates to the implementation of a device for controlling the piston (1) with a pressure lever (3, 4), which itself is controlled by a crankshaft (9) and a connecting rod (7).
Description
（発明の属する技術分野） 本発明は、ピストン・エンジン、往復圧縮機、またはピストンの付いた機械の
コネクティング・ロッド/クランクシャフト・システムの作動動作、およびより 詳細には独立した燃焼室および/または膨張室を備えたエンジンの無公害化また は低公害化に関する。The invention relates to the operation of a connecting rod / crankshaft system for a piston engine, a reciprocating compressor or a machine with a piston, and more particularly to an independent combustion chamber and / or It is concerned with reducing or reducing the pollution of engines with expansion chambers.
【０００１】 （従来の技術） 二行程または四行程内部燃焼エンジンは主に、シリンダ内を摺動するピストン
を駆動する(またはピストンにより駆動される)コネクティング・ロッド/クラン ク・システムを使用して作動していることは既知のことである。ピストンは下り
行程でエア/フューエル混合ガスを吸い込み、それをシリンダ上部の燃焼室に向 かう上り行程で、体積が最小になるまで圧縮し、そこで混合気は点火され、温度
および圧力は上昇する。高温に達したガスは圧力が低下するに従って膨張し、ピ
ストンを押し返すため、この力はコネクティング・ロッドを介してクランクシャ
フトを回転させ、仕事を発生する。この行程を仕事行程と呼ぶ。BACKGROUND OF THE INVENTION Two-stroke or four-stroke internal combustion engines primarily use a connecting rod / crank system that drives (or is driven by) a piston that slides in a cylinder. Operation is known. The piston draws the air / fuel mixture on the down stroke and compresses it to a minimum volume on the up stroke towards the combustion chamber above the cylinder, where the mixture is ignited and the temperature and pressure rise. This force causes the crankshaft to rotate through the connecting rod, producing work as the hot gas expands as the pressure decreases and pushes back the piston. This process is called the work process.
【０００２】 ピストンの運動は一定であり、その経路は基本的にサイン・カーブを描く。上
死点の近くになるとピストンの動きは遅くなるが、動きは継続する。エンジン製
作者にとってはこの状態、より詳細には上死点前の、点火を誘発する燃焼時にも
っとも困難な問題の一つがある。[0002] The movement of a piston is constant, and its path basically describes a sine curve. Near the top dead center, the piston moves slowly, but continues to move. For engine builders, there is one of the most difficult problems in this condition, more specifically before top dead center, when firing to trigger ignition.
【０００３】 燃焼を開始すると圧力が発生してピストンが下り行程を開始する。すると燃焼
室の体積は膨張し、過給が燃焼を強制していなければ、燃焼で増加する傾向にあ
った圧力は減少する傾向になり、この間にエンジン出力の一部を失うことになる
負の仕事が発生する。同様に、排気行程の終了時、および吸入行程の開始時、ポ
ートが早期に開弁および閉弁しても圧力が低下して負の仕事が発生する。[0003] When combustion is started, pressure is generated and the piston starts a downward stroke. The volume of the combustion chamber expands, and if the supercharging does not force the combustion, the pressure that would tend to increase with combustion will tend to decrease, during which time some negative engine power will be lost. Work occurs. Similarly, at the end of the exhaust stroke and at the start of the suction stroke, even if the port opens and closes early, the pressure drops and negative work occurs.
【０００４】 特許申請WO 96/27737が開示する内容で、著者は車道を走行する場合はフュー エルに従来のガソリンまたはディーゼル・オイルのいずれかを使用し(単一モー ド・エア/フューエル動作)、低速走行の場合、特に市内、郊外を走行する場合は
圧縮エア(または無公害ガス)を加えて、他のフューエルは除外する(いわゆる圧 縮エアを追加した単一モード・エア動作)、二重モード原理に基づいて二つのエ ネルギー源を使用することによる、外部に独立した燃焼室を備えてエンジンを無
公害化する方法も説明している。特許申請96/07714で、著者は圧縮エアを追加し
たこの種の単一モード動作のエンジンを、営業用車両(例：市内バス)に取り付け
ることを説明している。[0004] Patent application WO 96/27737 discloses that the authors use either conventional gasoline or diesel oil for fuel when driving on a road (single mode air / fuel operation). When driving at low speeds, especially when traveling in the city or suburbs, add compressed air (or non-polluting gas) and exclude other fuels (so-called single mode air operation with compressed air added). It also describes how to use two energy sources based on the dual mode principle to provide an external combustion chamber and detoxify the engine. In patent application 96/07714, the author describes installing this type of single-mode operation engine with the addition of compressed air to commercial vehicles (eg, city buses).
【０００５】 この種のエンジンでは、エア/フューエル・モードで、エア・フューエル混合 ガスは独立した吸気室および圧縮室に導かれ、圧縮される。その後この混合気は
圧力がかかったまま、独立した、容積が一定の燃焼室に送り込まれ、そこで点火
され、前記混合気の温度ならびに圧力は増加する。前記混合気は前記燃焼または
膨張室につながるトランスファ・ポートから減圧膨張または排気室に送られた後
、排気室で仕事を行う。その後膨張したガスは排気管を介して大気に放出される
。[0005] In this type of engine, in the air / fuel mode, the air-fuel mixture gas is led to independent intake and compression chambers and compressed. The mixture is then pumped under pressure into a separate, constant volume combustion chamber where it is ignited and the temperature and pressure of the mixture increase. The mixture is sent to a decompression / expansion or exhaust chamber from a transfer port connected to the combustion or expansion chamber, and then performs work in the exhaust chamber. Thereafter, the expanded gas is released to the atmosphere via an exhaust pipe.
【０００６】 エアで低出力で作動する場合、フューエル・インジェクタは作動しなくなる。
この場合、吸気および圧縮室からフューエルが混入していない圧縮エアが燃焼室
に送られた少し後、外部のリザーバから圧縮エアが少量追加される。この外部リ
ザーバには大気温度で高圧(例：200バール)のエアが保存されている。When operating at low power with air, the fuel injector will not operate.
In this case, a small amount of compressed air is added from an external reservoir shortly after compressed air containing no fuel is sent from the intake and compression chambers to the combustion chamber. This external reservoir stores high-pressure (eg, 200 bar) air at ambient temperature.
【０００７】 この大気温度の少量の圧縮エアは燃焼または膨張室に入っている高温のエアの
塊に接触すると加熱されて膨張し、室内の圧力を増加して、膨張時にエンジンに
仕事を行わせる。[0007] A small amount of compressed air at ambient temperature is heated and expanded when it comes in contact with the hot air mass in the combustion or expansion chamber, increasing the pressure in the chamber and causing the engine to do work during expansion. .
【０００８】 （発明が解決しようとする課題） この種のエンジンは、非公害型または無公害型エンジンとして知られているが
、ガスまたはエアもまた、ピストンが上死点に至る前に必ず燃焼室から減圧膨張
室に移動を開始するため、ピストンが下り行程を開始する前に減圧膨張室で圧力
が増加して、エンジンの正しい動作には不利な負の仕事を発生する。[0008] Although this type of engine is known as a non-polluting or non-polluting engine, gas or air also burns before the piston reaches the top dead center. To start moving from the chamber to the decompression chamber, the pressure builds up in the decompression chamber before the piston begins the downstroke, creating negative work that is detrimental to the correct operation of the engine.
【０００９】 （課題を解決するための手段） 通常のコネクティング・ロッド/クランク・システムの大きな問題の一つは、 点火、燃焼、噴射、ガスの移動および排気終了および/または吸気開始時の出力 損失と公害である。この問題を解決する上で、気体の体積は常時変化すること、
特にピストンは常に運動するため、これにより気体の体積は影響を受け、決して
一定となることはないことに着目した。[0009] One of the major problems of a conventional connecting rod / crank system is ignition, combustion, injection, gas movement and power loss at the end of exhaust and / or start of intake. And pollution. To solve this problem, the volume of gas changes constantly,
In particular, he noticed that the volume of the gas was affected by the movement of the piston, and it was never constant.
【００１０】 より詳細には、エンジンまたはコンプレッサなどの機械のピストン運動を制御
する本発明の主題は実施する手法により、より詳細には、ピストンは上死点で運
動を停止し、その後一定期間上死点に止まり以下の動作を一定の体積で実施でき
るようにすることに特徴づけられる： 通常のエンジンの場合は点火および燃焼動作、 ディーゼル・エンジンの場合はフューエルの噴射動作、 燃焼および/または膨張室が独立したエンジンの場合はガスおよび/または圧縮
エアの移動動作、 エンジンおよびその他のコンプレッサのすべて場合、排気終了、吸気開始の動
作。[0010] More particularly, the subject matter of the present invention for controlling piston movement of a machine such as an engine or a compressor, by means of an implementation, more particularly, the piston stops moving at top dead center and then for a period of time It is characterized by being able to carry out the following operations in a fixed volume at the dead center: ignition and combustion operations for normal engines, fuel injection operations, combustion and / or expansion for diesel engines. The movement of gas and / or compressed air when the chamber is an independent engine, and the operation to end exhaust and start intake when all engines and other compressors are used.
【００１１】 このため通常の二行程または四行程エンジンの場合、ピストンを上死点にして
、燃焼室の容積を最小にしたまま、過給気 を点火し、過給気が完全に燃焼する のを待ってからピストンが下り行程を開始することにより、進角点火時(最新の エンジンが採用している)のバック・プレッシャを解消する効果を発揮し、燃焼 を効率化することにより、排出する排気ガス中に含まれる汚染物質を大幅に削減
する。[0011] For this reason, in the case of a normal two-stroke or four-stroke engine, the supercharging is performed with the piston at the top dead center and the volume of the combustion chamber being minimized. By starting the downward stroke of the piston after waiting for the supercharged air to completely burn, the effect of eliminating the back pressure at the time of advanced ignition (used in the latest engine) is achieved. By exerting the power and improving the combustion efficiency, the pollutants contained in the exhaust gas are significantly reduced.
【００１２】 ディーゼル・エンジンの場合は、これによりピストンが上死点にある間にフュ
ーエルを噴射することができ、こうして、上死点の前で燃焼開始することにより
発生し、悪影響を及ぼすバック・プレッシャを防止する。[0012] In the case of a diesel engine, this allows the fuel to be injected while the piston is at top dead center, thus producing a back-fire that is caused by starting combustion before top dead center. Prevent pressure.
【００１３】 燃焼および/または膨張室が独立したエンジンの場合、ピストンが上死点に達 する前にバック・プレッシャを発生させずに、ガスおよび/または圧縮エアの圧 力の減圧膨張室への移動を開始させ、移動するのを待ってから、ピストンに下り
行程を開始させ、従来圧力の損失、従って出力損失に影響を及ぼしていた減圧膨
張室の体積が増加するようにする。In the case of an engine with independent combustion and / or expansion chambers, the pressure of gas and / or compressed air is applied to the decompression chamber without back pressure before the piston reaches top dead center. The movement is started, and after waiting to move, the piston is started to descend, so that the volume of the decompression expansion chamber, which has conventionally affected the pressure loss and thus the power loss, is increased.
【００１４】 いずれの場合でも、ピストンが上死点に達する際、あるいはその直前に排気ポ
ートを閉弁することができるため、早期閉弁による圧力低下を回避し、またピス
トンが下り工程を開始する前に吸気口を開弁することができる。In any case, since the exhaust port can be closed when the piston reaches the top dead center or immediately before it reaches the top dead center, a pressure drop due to early valve closing is avoided, and the piston starts a descending process. The intake can be opened before.
【００１５】 （発明の実施の形態） ピストンを上死点で停止し、そのまま維持することは、専門家に既知の方法、
例えばカム、ピストンなどで行うことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Stopping and maintaining a piston at top dead center is a method known to the expert,
For example, it can be performed by a cam, a piston, or the like.
【００１６】 好ましくは、ピストンが上死点で停止できるように、本発明のもう一つの特徴
に従って、ピストンを、コネクティング・ロッド/クランク・システムが制御す るプレッシャ・レバー・デバイス自体により制御する。「プレッシャ・レバー」
というタームは2本の間接式アームからなるシステムで、一方のアームは端部を 固定、あるいは回転軸に接続しており、もう一方のアームは軸に沿って動くこと
ができる。これら2本のアームの間接が一直線に並んだ時、この2本のアームの軸
に対してほぼ垂直方向に力が加わると、自由な側の端は動く。この自由な側の端
はピストンに接続して、その運動を制御することができる。この2本の間接式ロ ッドがほぼ一直線になった時(約180°)に ピストンは上死点に達する。Preferably, in accordance with another aspect of the invention, the piston is controlled by the connecting rod / crank system controlled pressure lever device itself so that the piston can stop at top dead center. "Pressure lever"
The term is a system of two indirect arms, one of which is fixed at its end or connected to a rotating shaft, and the other of which can move along its axis. When the joints of these two arms are aligned, the free end moves when a force is applied substantially perpendicular to the axes of the two arms. This free end can be connected to a piston to control its movement. When the two indirect rods are almost aligned (about 180 °), the piston reaches the top dead center.
【００１７】 クランクシャフトはコネクティング・ロッドでこの2本のアームの間接ピンに 接続している。ピストンの各エレメントの場所と寸法でアッセンブリの動きの特
徴は変化する。固定されている端部の位置はピストンの排気軸と、一直線に並ん
だ時の2本のアームの軸との間の角度を決定する。クランクシャフトの位置は制 御用コネクティング・ロッドと一直線に並んだ時の2本のアームの軸との間の角 度を決定する。これらの角度の値、およびコネクティング・ロッドとアームの長
さの変化により、ピストンを上死点で停止する際の、クランクシャフトの回転角
度を決定することができる。The crankshaft is connected to connecting pins of these two arms by connecting rods. The characteristics of the movement of the assembly will vary with the location and dimensions of each element of the piston. The position of the fixed end determines the angle between the exhaust axis of the piston and the axes of the two arms when aligned. The position of the crankshaft determines the angle between the control connecting rod and the axes of the two arms when aligned. The values of these angles, and changes in the length of the connecting rod and arm, can determine the angle of rotation of the crankshaft when the piston stops at top dead center.
【００１８】 一つの実施例に従い、全デバイス(ピストンおよびプレッシャ・レバー)は、ピ
ストンの排気軸と並行の軸に沿って動くことができ、方向がピストンの慣性モー
メントの方向と反対で慣性モーメントが等しい重りに接続した、方向が反対で、
対称で、慣性モーメントの等しい鏡像の位置にあるプレッシャ・レバーを使用し
て、下側のアームを固定端または回転軸から延長してバランスをとる。慣性モー
メントとは重りと重心からの対象のポイントまでの距離との積と定義する。多シ
リンダ・エンジンの場合、相対する重りは、バランスをとる対象のピストンと同
様に通常に作動しているピストンの場合がある。According to one embodiment, the entire device (piston and pressure lever) can move along an axis parallel to the exhaust axis of the piston, the direction of which is opposite to that of the piston, and the moment of inertia is Connected to equal weights, in opposite directions,
The lower arm is extended from a fixed end or axis of rotation and balanced using a pressure lever that is symmetrical and located in a mirror image of equal moment of inertia. The moment of inertia is defined as the product of the weight and the distance from the center of gravity to the point of interest. In the case of a multi-cylinder engine, the opposing weights may be those of a normally operating piston as well as the piston to be balanced.
【００１９】 本発明は通常の燃焼エンジンの全モデルすべて、およびコンプレッサまたはピ
ストンが関連する他の機械に適用し、より詳細には特に体積が一定の独立した燃
焼または膨張室を備えた無公害、低公害エンジンに適用する。The present invention applies to all models of conventional combustion engines, and to other machines in which a compressor or a piston is involved, and more particularly to pollution-free, especially with a constant volume independent combustion or expansion chamber, Applies to low-pollution engines.
【００２０】 ピストンの数(原文の通り)、コネクティング・ロッドの形状とサイズは前述し
た本発明を変更せずに変更することができる。The number of pistons (as the original text) and the shape and size of the connecting rod can be changed without changing the invention described above.
【００２１】 その他の本発明の目的、長所および機能は、限界を含意しない、添付の図面を
参考とするいくつかの実施例の説明を読めば明らかである。Other objects, advantages and features of the present invention will be apparent from reading the description of some embodiments, which are not meant to be limiting, with reference to the accompanying drawings, in which:
【００２２】 図1は、本発明に従ったデバイスを断面図にして図示しており、その実施例で はシリンダ2を摺動するピストン1(上死点の位置で図示)はプレッシャ・レバーで
制御される。プレッシャ・レバーはアーム3とアーム4からなり、それらはピン5 で連結している。ピストン1はピンでプレッシャ・レバーの自由な側の端部1Aに 接続している。アーム4は固定ピン6で回転軸に固定されている。2本のアーム3と
アーム4が共有しているピン5には、ピン10の周りを回転するクランクシャフト9 のピストン・ピン8に接続した制御用コネクティング・ロッド7が取り付けられて
いる。クランクシャフトが回転すると、制御用コネクティング・ロッド7は、プ レッシャ・レバーの2本のアーム3と4の共通のピン5に力を加え、ピストン1をシ リンダ2の軸に沿って動かす。また、これに対して仕事行程の間は、ピストン1に
加えられた力をクランクシャフト9に伝達してクランクシャフトを回転させる。FIG. 1 shows in cross section a device according to the invention, in which a piston 1 (shown at top dead center) sliding on a cylinder 2 is a pressure lever. Controlled. The pressure lever consists of arms 3 and 4, which are connected by pins 5. The piston 1 is connected by a pin to the free end 1A of the pressure lever. The arm 4 is fixed to a rotating shaft by a fixing pin 6. A pin 5 shared by the two arms 3 and 4 is provided with a control connecting rod 7 connected to a piston pin 8 of a crankshaft 9 rotating around the pin 10. When the crankshaft rotates, the control connecting rod 7 applies a force to the common pin 5 of the two arms 3 and 4 of the pressure lever, moving the piston 1 along the axis of the cylinder 2. On the other hand, during the work stroke, the force applied to the piston 1 is transmitted to the crankshaft 9 to rotate the crankshaft.
【００２３】 固定ピン6はピストン1の排気軸の横に位置し、ピストンの排気軸と2本のアー ム3と4が一直線に並んだ時にできるX’Xの軸との角度Aを決定する。クランクシ ャフトはシリンダおよび/またはプレッシャ・レバーの軸の横に位置し、その位 置は制御用コネクティング・ロッド7と2本のアーム3と4が一直線に並んだ時にで
きるX’Xの軸との角度Bを決定する。角度AとB、および各種コネクティング・ロ ッドとアームの長さが異なると、アッセンブリの動きの特徴は変化し、非対称で
、ピストンが上死点で維持される、クランクシャフトの回転角度を決定するピス
トン1の経路のカーブが得られる。The fixed pin 6 is located beside the exhaust axis of the piston 1 and determines the angle A between the exhaust axis of the piston and the axis X′X formed when the two arms 3 and 4 are aligned. . The crankshaft is located beside the axis of the cylinder and / or pressure lever, and its position is aligned with the axis of X'X formed when the control connecting rod 7 and the two arms 3 and 4 are aligned. Determine the angle B. Different angles A and B, as well as different connecting rods and arm lengths, change the characteristics of the assembly movement and are asymmetric, determining the angle of rotation of the crankshaft, with the piston maintained at top dead center. The curve of the path of the piston 1 is obtained.
【００２４】 本発明に従ったデバイスの一つの非限定的な実施例を挙げる。ピストンの排気
は以下の寸法と位置で図2に示したカーブを記述する。 クランクスロー 32.8mm 制御用コネクティング・ロッド7の長さ 99.76mm ピストン・アーム3の長さ 124mm 下側アーム4の長さ 128mm 角度A：21.4° 角度B：29.6° 図2で、カーブ11からこの構成のシステムではピストンは70°の角度の間上死 点に止まるのに対し、通常のコネクティング・ロッド/クランク・システムの排 気のカーブ12から同じ行程でもピストンは一点だけ(上死点)で停止することがわ
かる。A non-limiting example of one of the devices according to the invention will now be given. The exhaust of the piston describes the curve shown in FIG. 2 with the following dimensions and positions. Crank throw 32.8mm Length of connecting rod 7 for control 99.76mm Length of piston arm 3 124mm Length of lower arm 4 128mm Angle A: 21.4 ° Angle B: 29.6 ° In Figure 2, this configuration is from curve 11 In this system, the piston stops at top dead center for a 70 ° angle, whereas the piston stops at only one point (top dead center) in the same stroke from the exhaust curve 12 of a normal connecting rod / crank system. You can see that
【００２５】 このため専門家は本発明の原理を変更することなく、ピストンが上死点で停止
する時間を選択して希望する動作パラメータ：燃焼時間、移動の時間などに合わ
せることができる。For this reason, without changing the principle of the present invention, the expert can select the time at which the piston stops at the top dead center and match it with the desired operating parameters: combustion time, travel time, and the like.
【００２６】 アッセンブリの動作については、本発明に従って、図3では、自由な端1Bでピ ストン1の排気軸に対して平行な軸に沿って動く重り15が取り付けられ、共通ピ ン5Aで連結している2本のアーム4Aと3Aからなる鏡像の関係にあるプレッシャ・ レバーで下側アーム4をその固定端または回転軸6を越えて延長してバランスを取
っている。下側アーム4を延ばしたアーム4Aは実際、同じ部品である。回転軸点6
については、アーム4と4Aの慣性モーメントは等しく、アーム3と3Aの慣性モーメ
ント、ピストン1およびバランス重り15の慣性モーメントも同様に等しい。この ため、制御用コネクティング・ロッド7とクランクシャフト・アッセンブリは通 常の方法でバランスをとり、プレッシャ・レバー・システムは完全にバランスが
とれる。この配置はより具体的には、単シリンダ・エンジンまたは非対称多シリ
ンダ・アッセンブリのバランスをとる場合に有利である。For the operation of the assembly, according to the invention, FIG. 3 shows that in FIG. 3 a weight 15 is mounted, which moves along an axis parallel to the exhaust axis of the piston 1 at the free end 1B and is connected at a common pin 5A. The lower arm 4 is extended beyond its fixed end or the rotating shaft 6 by a pressure lever having a mirror image relationship consisting of two arms 4A and 3A, which are balanced. The extended arm 4A of the lower arm 4 is actually the same part. Rotation axis point 6
, The moments of inertia of the arms 4 and 4A are equal, the moments of inertia of the arms 3 and 3A, the moments of inertia of the piston 1 and the balance weight 15 are also equal. Thus, the connecting rod 7 for control and the crankshaft assembly are balanced in the usual way, and the pressure lever system is perfectly balanced. This arrangement is more particularly advantageous when balancing single cylinder engines or asymmetric multi-cylinder assemblies.
【００２７】 対称多シリンダ・アッセンブリの場合、図4に示すように、バランス重りは、 ピストン1に平行な軸に沿って移動する相対するピストン1Cであり、これらのピ ストンはお互いにバランスをとっている。アーム3Aと4Aはアーム3と4に対して対
称であり、お互いにバランスをとっている。In the case of a symmetric multi-cylinder assembly, as shown in FIG. 4, the balance weight is an opposing piston 1 C moving along an axis parallel to the piston 1 and these pistons balance each other. ing. Arms 3A and 4A are symmetrical with respect to arms 3 and 4 and balance each other.
【００２８】 本発明は、ここに記述し、図示した実施例に限定されない。角度AとBはそれぞ
れ同時にまたは別々に正または負の値をとりうるが、同時に0になることはない 。シリンダの数は正数または偶数に変更することができ、ピストンを上死点で停
止して維持する方法は、ここに説明した本発明を変更することなく、カム、ピス
トンまたはその他の方法で実現することができる。The present invention is not limited to the embodiments described and illustrated herein. Angles A and B can each take positive or negative values either simultaneously or separately, but never zero. The number of cylinders can be changed to positive or even numbers, and the method of stopping and maintaining the piston at top dead center can be realized by cam, piston or other methods without changing the invention described here can do.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【第１図】 本発明に従ったピストン制御の動きの一例を断面図にして図示している。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a piston control operation according to the present invention.
【第２図】 本発明に従ったピストンの経路のカーブを、通常のピストンの経路のカーブと
比較して示している。FIG. 2 shows the curve of the path of the piston according to the invention in comparison with the curve of the path of a normal piston.
【第３図】 慣性モーメントが等しい重りを使用してバランスをとる、本発明に従ったデバ
イスを示している。FIG. 3 shows a device according to the invention balancing using weights with equal moments of inertia.
【第４図】 相対して作動するピストンを使用してバランスをとる、本発明に従ったデバイ
スを示している。FIG. 4 shows a device according to the invention for balancing using pistons operating in opposition.
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１４）[Submission date] April 14, 2000 (2000.4.14)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＷ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC , LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZW
Claims (9)
エアの移動動作、 エンジンおよびその他のコンプレッサのすべての場合、排気終了、吸気開始動
作、 を一定の体積で実行することができる時間だけ、ピストンを上死点で停止した
まま維持することを特徴とした、エンジンまたはコンプレッサ、あるいは無公害
または低公害エンジンのピストンの動きを制御する方法。1. The following operations: ignition and combustion operation for a normal engine; fuel injection operation for a diesel engine; gas and / or compressed air for an engine with independent combustion and / or expansion chambers. In all cases of the moving operation of the engine and other compressors, the end of the exhaust, the start of the intake operation, the piston is kept stopped at the top dead center for a time that can be performed with a fixed volume. How to control the movement of a piston in an engine or compressor, or a pollution-free or low-pollution engine.
なる前に、減圧膨張室の圧力が確立できるように、ピストンが上死点に停止して
いる間に燃焼および/または膨張室から減圧膨張室にガスを移動する動作を実施 することを特徴とした、燃焼および/または膨張室が独立したエンジンの場合の 本請求項1に従ったピストンの動きを制御する方法。2. Before the piston begins its down stroke and cannot maintain pressure due to volume increase, the piston is stopped at the top dead center so that the pressure of the decompression expansion chamber can be established. Controlling the movement of the piston according to claim 1 in the case of an engine having independent combustion and / or expansion chambers, characterized by performing an operation of moving gas from the combustion and / or expansion chamber to the decompression and expansion chamber. how to.
するとともに、長期に混合ガスが燃焼することを防止して燃焼を改善できるよう
に、ピストンが上死点で停止している間に混合ガスを点火および燃焼することを
特徴とした、通常の内部燃焼エンジンの場合の本請求項1に従ってピストンの動 きを制御する方法。3. A piston having a top dead center so as to prevent back pressure generated by ignition earlier than the top dead center and to prevent combustion of the mixed gas for a long time to improve combustion. Method for controlling the movement of a piston according to claim 1 for a normal internal combustion engine, characterized in that the gas mixture is ignited and burned while stopped at a point.
とにより発生するバック・プレッシャを防止できるように、ピストンが上死点に
停止している間にフューエルを噴射して燃焼させることを特徴とした、ディーゼ
ル式エンジンの場合の本請求項1に従ってピストンの動きを制御する方法。4. While the piston is stopped at top dead center, diesel oil is injected before top dead center and ignited to prevent back pressure caused by increased pressure. A method for controlling the movement of a piston according to claim 1 for a diesel engine, characterized by injecting and burning fuel.
ってピストンの動きを制御する方法。5. The method according to claim 1, wherein the operation of closing the exhaust port and / or opening the intake port is performed during the time when the piston is stopped at the top dead center. How to control the movement of the piston according to one or the other.
(5)に力が加わるとこのピストン(1)はシリンダの軸に沿って動き、この力は、プ
レッシャ・レバーの2本のアーム(3、4)に共通のピン(5)に接続した制御用コネク
ティング・ロッド(7)によりピストン(1)の排気軸に対して横にあるクランクシャ
フト(9)のピストン・ピン(8)に伝達され、前記制御用コネクティング・ロッド(7
)は、例えば仕事行程でピストン(1)に力が加わるとクランクシャフトの回転を駆
動することを特徴とし、および、プレッシャ・レバーの2本のアーム(3、4)が(X ’、X)と一直線上の軸に並ぶと、固定端(6)の位置は角度(A)を決定し、クランク
シャフト(9)の横方向の位置決めが、制御用コネクティング・ロッド(7)とプレッ
シャ・レバーの2本のアーム(3、4)が一直線に並んだ軸(X’、X)が作るもう一つ の角度(B)を決定し、これによりこれらの角度が同時に0になることはないが、正
または負の値をとることを特徴とした、本請求項1から5いずれか一つに従った方
法を実施するデバイス。6. The exhaust of the piston (1) is controlled by a pressure lever consisting of two arms (3, 4) connected to each other, one arm being connected to the fixed end (6) and the other being connected to the other end (3). ) Connects the free end to the piston pin of the piston (1) and connects the common pin of the two arms (3, 4).
When a force is applied to (5), this piston (1) moves along the axis of the cylinder, and this force is controlled by a pin (5) connected to a common pin (2) of the two arms (3, 4) of the pressure lever. Is transmitted to the piston pin (8) of the crankshaft (9) which is lateral to the exhaust axis of the piston (1) by the connecting rod (7), and is connected to the control connecting rod (7).
) Is characterized, for example, by driving the rotation of the crankshaft when a force is applied to the piston (1) during the work stroke, and that the two arms (3, 4) of the pressure lever are (X ', X) When the fixed end (6) is aligned with the axis, the position of the fixed end (6) determines the angle (A), and the lateral positioning of the crankshaft (9) depends on the control connecting rod (7) and the pressure lever. The two arms (3, 4) determine another angle (B) formed by the aligned axis (X ', X), which does not make these angles zero at the same time, Device for performing the method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it takes a positive or negative value.
の回転角度を決定することを特徴とした、本請求項6に従ったデバイス。7. An angle (A) formed between an axis (X ′, X) in which the two arms (3, 4) of the pressure lever are aligned and the exhaust axis of the piston, and the axis (A). X ', X) and the angle (B) formed by the control connecting rod (7), and the length of the connecting rod (7) and the two arms (3, 4) of the pressure lever 7. The device according to claim 6, characterized in that the change of affects the overall movement of the device and determines the angle of rotation of the crankshaft when the piston stops at top dead center.
)が固定端または回転軸(6)より延長し、自由端1Bには、ピストン(1)の排気軸に 平行な軸に沿って動く重り(15)が取り付けられており、固定端または回転軸(6) について、連結ピン(5、5A)の固定端(4、4A)に接続したアーム、およびピストン
と重り(3、3A)に接続したアームの慣性モーメント、ピストン(1)の慣性モーメン
トおよびバランス重り(15)の慣性モーメントがそれぞれ等しいことを特徴とした
、本請求項6および7のいずれか一つに従ったデバイス。8. In order to achieve balance, a lower arm (4) of a pressure lever is provided by a mirror-image piston lever composed of two arms (4A, 3A) connected by a common pin (5A).
) Extends from the fixed end or rotating shaft (6), and the free end 1B is fitted with a weight (15) that moves along an axis parallel to the exhaust axis of the piston (1). For (6), the moment of inertia of the arm connected to the fixed ends (4, 4A) of the connecting pins (5, 5A), the arm connected to the piston and the weight (3, 3A), the moment of inertia of the piston (1) and Device according to any one of claims 6 and 7, characterized in that the moments of inertia of the balance weights (15) are respectively equal.
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051025 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060404 |