JP2003507630A - Variable volume apparatus and its system - Google Patents

Variable volume apparatus and its system

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JP2003507630A JP2001518543A JP2001518543A JP2003507630A JP 2003507630 A JP2003507630 A JP 2003507630A JP 2001518543 A JP2001518543 A JP 2001518543A JP 2001518543 A JP2001518543 A JP 2001518543A JP 2003507630 A JP2003507630 A JP 2003507630A
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グレン・アレキサンダー・トンプソン
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グレン・アレキサンダー・トンプソン
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    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01C3/00Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F01C3/02Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 少なくとも1つの可変容積空隙を有する回転装置で、前記空隙の容積は、前記装置の動作中に周期的に変化し、前記可変容積空隙が非押し退け容積部分を備え、前記非押し退け容積部分の容積が、前記装置の各動作サイクル中に所定の一定容積に維持され、前記可変容積空隙がさらに押し退け容積部分を含み、前記押し退け容積の容積が、前記装置の各動作サイクル中にゼロ容積から所定の最大容積まで周期的に変化し、前記装置が、前記非押し退け容積部分の容積を設定する第1の独立設定点手段を含み、前記装置が、前記押し退け容積部分の前記所定の最大容積を設定する第2の独立設定点手段を含む。 (57) A rotating device having at least one variable volume void, wherein the volume of the void changes periodically during operation of the device, wherein the variable volume void comprises a non-displaced volume portion; The volume of the displacement volume portion is maintained at a predetermined constant volume during each operating cycle of the device, the variable volume gap further includes a displacement volume portion, and the volume of the displacement volume is increased during each operating cycle of the device. Periodically varying from zero volume to a predetermined maximum volume, wherein the device includes first independent set point means for setting the volume of the non-displacement volume portion, wherein the device includes the predetermined displacement of the displacement volume portion. A second independent set point means for setting the maximum volume is included.

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】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、可変容積装置およびそのシステムに関し、特にエンジンおよびコン
プレッサのベースを形成するような装置に関するものであるが、それに限られる
わけではない。
The present invention relates to variable volume devices and their systems, and more particularly, but not exclusively, to such devices that form the base of engines and compressors.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention]

可変容積の空隙を組み込んだ様々な種類のエンジンおよびコンプレッサを含め
、様々な種類の装置および機構が知られている。その最も一般的なのは、恐らく
シリンダとピストンのアセンブリであり、ここでピストンがシリンダ内で往復し
、それによって内部空隙を画定し、その容積はピストンの周期的運動に従ってほ
ぼ周期的に変化する。
Various types of devices and mechanisms are known, including various types of engines and compressors that incorporate variable volume voids. Perhaps the most common is a cylinder and piston assembly, in which the piston reciprocates within the cylinder, thereby defining an internal air gap, the volume of which changes approximately periodically according to the periodic movement of the piston.

【0003】 内燃機関のベースとして使用する場合、このような可変容積の空隙は、最も単
純な形態で実現されると欠点が生じる。したがって、現代のエンジンは大部分が
、空隙の特徴および空隙の内容状態を変更する追加の機器を含む。このような機
器は掃気システム、過給機などを含む。
When used as the basis of an internal combustion engine, such variable volume voids have drawbacks when implemented in their simplest form. Therefore, most modern engines include additional equipment that alters the characteristics of the void and the state of the void contents. Such equipment includes scavenging systems, superchargers and the like.

【0004】 過給機自身は、内燃機関の可変容積の空隙に注入する気体を圧縮し、その中の
気体および状態を変更するベースとして、可変容積の空隙を含むことができる。
この場合も、過給機およびその可変容積空隙は、その最も初期の形態では、最も
適切な特徴を有さないことがある。
The supercharger itself may include a variable volume void as a base for compressing the gas injected into the variable volume void of the internal combustion engine to change the gas and state therein.
Again, the supercharger and its variable volume void, in its earliest form, may not have the most relevant features.

【0005】 特に、過給機または同様のコンプレッサ装置を例にとると、このような装置は
通常、ほとんど調節ができず、装置を自動車または同様の車両の内燃機関または
同様の装置とともに使用する場合、「走行中」に調節することは可能であっても
その可能性は確かに小さい。特に、このような可変容積装置は、それに関連する
制御システムを有さず、それに関連する制御システムを使用するには適さなかっ
た。
Particularly in the case of a supercharger or a similar compressor device, such a device is usually very unadjustable, when the device is used with an internal combustion engine of a motor vehicle or similar vehicle or a similar device. Although it is possible to adjust while "running", the possibility is certainly small. In particular, such variable volume devices did not have a control system associated with them and were not suitable for use with the control system associated therewith.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明の目的は、上述した欠点の1つまたは複数に対処するか、少なくとも有
用な選択肢を提供することである。
It is an object of the present invention to address one or more of the above mentioned drawbacks, or at least to provide a useful option.

【0007】 特定の形態では、可変容積装置は「傾斜軸機械」の形態で知られてきた。例え
ば、国際特許出願第87/04495号の開示を参照されたく、その出願の開示
は相互参照により本明細書の記載に援用する。
In a particular form, variable volume devices have been known in the form of “tilt axis machines”. See, for example, the disclosure of International Patent Application No. 87/04495, the disclosure of which is incorporated herein by cross-reference.

【0008】 この形態の装置は回転装置のクラスに由来し、これは、例えば、その構成要素
が回転運動によって動作するか、例えば、シリンダ内のピストンの往復運動と対
照になるように、回転相対運動によって動作する。
This form of device derives from the class of rotating devices, which are, for example, rotationally relative, such that their components are operated by rotational movement or, for example, as opposed to the reciprocating movement of a piston in a cylinder. It works by exercise.

【0009】 この傾斜軸装置は、特定の利点を有することが知られている。しかし、これま
では、これらの装置でも使用時にこのような装置のパラメータを制御する能力が
不十分であるなど、上述したものと同じ欠点を有する。
This tilt axis device is known to have certain advantages. However, to date, these devices also suffer from the same drawbacks as described above, such as their inability to control the parameters of such devices in use.

【0010】 本発明のもう一つの目的は、特に傾斜軸装置に関するが、それに限定されず、
上述した欠点の1つまたは複数に対処するか、それを改良することである。
Another object of the invention relates in particular but not exclusively to a tilt axis device,
Addressing or ameliorating one or more of the above mentioned disadvantages.

【0011】 したがって、本発明の一つの広義の形態では、燃料の燃焼のために少なくとも
1つの可変容積空隙を有するエンジンを備えるエンジン・システムが提供され、
前記エンジンは、さらに、前記燃料の燃焼中に前記燃料を封じ込め容積内に保持
する前記封じ込め容積を画定し、それによって前記燃料が放出したエネルギーの
少なくとも一部を前記エンジンの作業部分の機械的運動に変換するように、前記
空隙の動作自在に密封する手段を有し、前記エンジン・システムは、さらに、酸
化流体を前記封じ込め容積内の前記燃料と係合させる流体促進手段を備える。
Accordingly, in one broad form of the invention, there is provided an engine system comprising an engine having at least one variable volume void for combustion of fuel,
The engine further defines the containment volume that retains the fuel within a containment volume during combustion of the fuel, whereby at least a portion of the energy released by the fuel is mechanically actuated in a working portion of the engine. The engine system further comprises fluid promoting means for engaging an oxidizing fluid with the fuel in the containment volume.

【0012】 動作自在に密封する前記手段はピストンを備えることが好ましい。[0012]   Preferably said means for operatively sealing comprises a piston.

【0013】 前記作業部分は前記ピストンを含むことが好ましい。[0013]   Preferably the working part comprises the piston.

【0014】 動作自在に密封する前記手段はロータを備えることが好ましい。[0014]   Preferably said means for operatively sealing comprises a rotor.

【0015】 前記作業部分は前記ロータを含むことが好ましい。[0015]   Preferably the working part comprises the rotor.

【0016】 動作自在に密封する前記手段は、傾斜軸装置の第1の部分ディスク部材を備え
ることが好ましい。
Preferably said operatively sealing means comprises a first partial disc member of the tilting shaft device.

【0017】 前記作業部分は前記第1の部分ディスク部材を含むことが好ましい。[0017]   Preferably said working portion comprises said first partial disc member.

【0018】 前記流体促進手段は、コンプレッサ・システムを備えることが好ましい。[0018]   The fluid facilitating means preferably comprises a compressor system.

【0019】 前記コンプレッサ・システムは回転装置を備えることが好ましい。[0019]   The compressor system preferably comprises a rotating device.

【0020】 前記回転装置は、自身内に非押し退け部分および押し退け部分を有する可変容
積空隙を含み、前記回転装置が、さらに前記非押し退け部分を調節する第1の独
立設定点手段、および前記押し退け部分を調節する第2の独立設定点手段を含む
ことが好ましい。
The rotating device includes a variable volume void within itself having a non-displacement portion and a displacement portion, the rotation device further adjusting the non-displacement portion with first independent set point means, and the displacement portion. It is preferred to include a second independent set point means for adjusting

【0021】 前記コンプレッサ・システムは、前記作業部分から直接駆動することが好まし
い。
Preferably, the compressor system is driven directly from the working part.

【0022】 前記コンプレッサ・システムは、前記作業部分から独立した動力源で駆動する
ことが好ましい。
The compressor system is preferably driven by a power source independent of the working part.

【0023】 前記コンプレッサ・システムは、電気モータで駆動することが好ましい。[0023]   The compressor system is preferably driven by an electric motor.

【0024】 本発明の広義の代替形態では、少なくとも1つの可変容積の空隙を有するコン
プレッサ・システムが提供され、前記コンプレッサは、さらに、封じ込め容積を
画定して、前記封じ込め容積内で流体を圧縮するように、前記空隙を動作自在に
密封する手段を有する。
In a broad alternative form of the invention, there is provided a compressor system having at least one variable volume void, the compressor further defining a containment volume and compressing a fluid within the containment volume. Thus, it has means for operably sealing the gap.

【0025】 前記可変容積空隙は、非押し退け部分および押し退け部分を含むことが好まし
い。
The variable volume void preferably includes a non-displaced portion and a displaced portion.

【0026】 前記システムは、さらに、前記非押し退け部分の容積を調節する第1の独立設
定点手段を含むことが好ましい。
Preferably, the system further comprises first independent set point means for adjusting the volume of the non-pushed-out portion.

【0027】 前記システムは、さらに、前記押し退け部分の容積を調節する第2の独立設定
点手段を含むことが好ましい。
Preferably, the system further comprises second independent set point means for adjusting the volume of the displacement.

【0028】 本発明のさらなる広義の形態では、少なくとも1つの可変容積の空隙を有する
コンプレッサ・システムが提供され、前記空隙の容積は、前記装置の動作中に周
期的に変動し、前記可変容積空隙は、非押し退け容積部分で構成され、前記非押
し退け容積部分の容積は、前記装置の各動作サイクル中に所定の一定容積で維持
され、前記可変容積空隙は、さらに押し退け容積部分を含み、前記押し退け容積
部分の容積は、前記装置の各作業サイクル中に、ゼロ容積から所定の最大容積ま
で周期的に変動し、 前記装置は、前記非押し退け容積部分の容積を設定する第1の独立設定点手段
を含み、前記装置は、前記押し退け容積部分の前記所定の最大容積を設定する第
2の独立設定点手段を含む。
In a further broad aspect of the invention, there is provided a compressor system having at least one variable volume void, the volume of the void varying periodically during operation of the device, the variable volume void being Comprises a non-displaced volume portion, the volume of the non-displaced volume portion is maintained at a predetermined constant volume during each operating cycle of the device, and the variable volume void further includes a displacement volume portion, The volume of the volume portion periodically fluctuates from zero volume to a predetermined maximum volume during each work cycle of the device, and the device has first independent set point means for setting the volume of the non-displaced volume portion. And the apparatus includes second independent set point means for setting the predetermined maximum volume of the displacement volume.

【0029】 前記装置は、前記第1の独立設定点手段と前記第2の独立設定点手段との間に
連結手段を含むことが好ましい。
[0029] Preferably, the device includes connecting means between the first independent set point means and the second independent set point means.

【0030】 前記連結手段はスロット・ガイドを含むことが好ましい。[0030]   Preferably said connecting means comprises a slot guide.

【0031】 本発明のさらなる広義の形態では、自身内に少なくとも1つの可変容積の空隙
を含む回転装置が提供される。
In a further broad form of the invention, there is provided a rotating device including therein at least one variable volume void.

【0032】 前記少なくとも1つの可変容積空隙は非押し退け部分および押し退け部分を含
むことが好ましい。
Preferably, the at least one variable volume void comprises a non-displaced portion and a displaced portion.

【0033】 前記非押し退け部分の容積は、第1の独立設定点手段で変更できることが好ま
しい。
Preferably, the volume of the non-pushed-out portion can be changed by the first independent set point means.

【0034】 前記押し退け部分の容積は、第2の独立設定点手段で変更できることが好まし
い。
The volume of the repelled portion is preferably changeable by the second independent set point means.

【0035】 前記回転装置が傾斜軸装置を備えることが好ましい。[0035]   It is preferable that the rotating device includes a tilt axis device.

【0036】 前記装置は、変形傾斜軸装置を備え、該変形傾斜軸装置は、ハウジングと、[0036]   The apparatus includes a deformation tilt shaft device, the deformation tilt shaft device includes a housing,

【0037】 羽根回転軸を中心に回転可能な前記ハウジング内の羽根板と、[0037]   A blade plate in the housing that is rotatable about a blade rotation axis,

【0038】 部分円盤部材の回転軸を中心に前記ハウジング内で回転可能な少なくとも1つ
の部分円盤部材とを備え、
At least one partial disc member rotatable within the housing about a rotation axis of the partial disc member,

【0039】 前記少なくとも1つの部分円盤部材が、前記羽根板、前記部分円盤板および前
記ハウジングの少なくとも一部の間で可変作業容積を画定し、
The at least one partial disc member defines a variable working volume between the vane plate, the partial disc plate and at least a portion of the housing;

【0040】 前記作業容積が、前記回転装置の動作中に周期的に変動することが好ましい。[0040]   It is preferred that the working volume fluctuates periodically during operation of the rotating device.

【0041】 前記作業容積は、前記羽根回転軸と前記部分円盤部材回転軸との間のオフセッ
ト角度に従って周期的に変動することが好ましい。
It is preferable that the working volume periodically fluctuates according to an offset angle between the blade rotation axis and the partial disk member rotation axis.

【0042】 本発明のさらなる広義の形態では、第2の可変容積装置と流体連絡する少なく
とも第1の可変容積装置を備えるアセンブリが提供される。
In a further broad aspect of the invention, an assembly is provided that comprises at least a first variable volume device in fluid communication with a second variable volume device.

【0043】 前記少なくとも第1の可変容積装置は、押し退け部分および非押し退け部分を
有する空隙を含むことが好ましい。
The at least first variable volume device preferably includes a void having a displaced portion and a non-displaced portion.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

次に、本発明の実施形態を添付図面との関連で説明する。   Embodiments of the present invention will now be described in connection with the accompanying drawings.

【0045】 図1および図2を参照し、本発明の例示としての実施形態についての説明に移
る前に、本発明の好ましい実施形態全部に共通する特定の基本的概念について説
明する。
With reference to FIGS. 1 and 2, before moving on to a description of exemplary embodiments of the present invention, certain basic concepts common to all preferred embodiments of the present invention will be described.

【0046】 図1は、可変容積装置10の時系列図であり、この場合、内部でピストン12
が往復するシリンダの形態である。時系列図は図1Aから図1Dへと進行し、ピ
ストンは図1Aの上死点から図1Bでは下死点へ移動し、図1Cでは上死点へ、
図1Dでは下死点へと戻る。
FIG. 1 is a time series diagram of a variable volume device 10, in which case the piston 12
Is a form of a reciprocating cylinder. The time series diagram proceeds from FIG. 1A to FIG. 1D, and the piston moves from the top dead center in FIG. 1A to the bottom dead center in FIG. 1B and to the top dead center in FIG. 1C.
Returning to bottom dead center in FIG. 1D.

【0047】 図1Aおよび図1Cの上死点では、ピストン12およびシリンダ11がともに
、可変容積装置10の非押し退け部分13を含む容積を画定する。
At top dead center of FIGS. 1A and 1C, the piston 12 and the cylinder 11 together define a volume that includes the non-pushed-out portion 13 of the variable volume device 10.

【0048】 図1Aの上死点と図1Bの下死点との容積差が、可変容積装置10の押し退け
部分14を画定する。「押し退け」という用語は、この場合、ピストンが可変容
積装置10のこの部分を通して滑動または掃引するということを暗示するのに使
用される。
The volume difference between the top dead center of FIG. 1A and the bottom dead center of FIG. 1B defines the displaced portion 14 of the variable volume device 10. The term “push” is used in this case to imply that the piston slides or sweeps through this part of the variable volume device 10.

【0049】 図1Bおよび図1Dの下死点位置によって画定される最大内容積位置が、可変
容積の空隙15を画定する。
The maximum internal volume position defined by the bottom dead center position of FIGS. 1B and 1D defines a variable volume void 15.

【0050】 使用時および図1Aから図1Dへと進行する間、ピストン12が周期的に作動
し、可変容積空隙15の容積をそれに応じて周期的に変動させることが分かる。
It can be seen that in use and during the progression from FIG. 1A to FIG. 1D, the piston 12 operates cyclically, causing the volume of the variable volume void 15 to cyclically fluctuate accordingly.

【0051】 可変容積空隙の押し退け部分および非押し退け部分の概念は、往復運動ではな
く相対回転運動によって作動するものなど、他の可変容積装置にも等しく当ては
めることができる。この概念の特定の実施形態について、特に変形傾斜軸装置に
関して以下で説明する。傾斜軸装置は、装置内の作業構成要素が往復ではなく回
転する点で、回転装置として広義に記述することができる機械のクラスの一つで
ある。
The concept of the displaced and non-displaced portions of the variable volume void is equally applicable to other variable volume devices, such as those that operate by relative rotational movement rather than reciprocating movement. Specific embodiments of this concept are described below, particularly with respect to modified tilt axis devices. The tilt axis device is one of a class of machines that can be broadly described as a rotating device in that the working components within the device rotate rather than reciprocate.

【0052】 図2を参照すると、第1の可変容積空隙16が線図の形態で図示され、第1の
非押し退け容積17および第1の押し退け容積18を備える。第1の非押し退け
容積17を含む容積に特定の所定値を設定するようになっている第1の独立設定
点手段19も、線図で図示されている。
Referring to FIG. 2, the first variable volume void 16 is illustrated in diagrammatic form and comprises a first non-displacing volume 17 and a first displacement volume 18. The first independent set point means 19 adapted to set a specific predetermined value for the volume including the first non-displaced volume 17 is also shown diagrammatically.

【0053】 同様の対応する第2の独立設定点手段20は、第1の押し退け容積18の容積
を調節する手段を備える。
A similar corresponding second independent set point means 20 comprises means for adjusting the volume of the first displacement volume 18.

【0054】 設定点手段19、20によって実行されると想定される調節は、可変容積空隙
の周期中に生じるような周期的調節ではなく、上記で定義したような非押し退け
容積16およびこれも図1との関連で上記で定義された押し退け容積18を含む
容積の設定点調節であることが理解される。
The adjustments that are supposed to be carried out by the set point means 19, 20 are not periodic adjustments such as occur during the cycle of the variable volume void, but rather the undisplaced volume 16 as defined above and also FIG. It is understood that there is a set point adjustment of the volume including the displacement volume 18 defined above in relation to 1.

【0055】 第1の可変容積空隙16をコンプレッサとして使用する場合、これは、第2の
可変容積空隙21に入力するため、押し退け容積18の容積によって圧縮された
空気または同様の流体のチャージを出力するように作成することができる。第2
の可変容積空隙21はそれ自体が第2の非押し退け容積22および第2の押し退
け容積23を含むことができる。空隙は、エンジンまたはコンプレッサまたは他
の装置のうちいずれかの部品を形成することができる。本明細書でさらに説明す
る特定の実施形態では、第2の可変容積空隙はエンジンの部品を形成することが
でき、第1の可変容積空隙16は、特に、相互接続された可変容積装置24を生
成するように、第2の可変容積空隙21と相互接続する。
When using the first variable volume void 16 as a compressor, it outputs a charge of air or similar fluid compressed by the volume of the displacement volume 18 for input into the second variable volume void 21. Can be created to Second
Variable volume void 21 of itself may include a second non-displacement volume 22 and a second displacement volume 23. The void can form a component of either the engine or the compressor or other device. In a particular embodiment described further herein, the second variable volume void can form a component of the engine, and the first variable volume void 16 specifically includes the interconnected variable volume device 24. Interconnect with the second variable volume void 21 to create.

【0056】 図7.1は、自動車分野における応用の特定の、しかし単に例示としての例を
提供し、ここで第1の可変容積空隙は、吸入マニホールドを介して内燃機関内の
シリンダ・キャビティの形態の可変容積空隙に選択的に被制御状態で加圧するよ
うになっている過給機または同様のコンプレッサ装置の一部を形成する。
FIG. 7.1 provides a specific, but merely illustrative, example of an application in the automotive field, where the first variable volume air gap is via a suction manifold of a cylinder cavity in an internal combustion engine. Forming a variable volume void forms part of a supercharger or similar compressor device adapted to selectively pressurize in a controlled manner.

【0057】 以下の実施形態では、第1の独立設定点手段19が実際に第2の独立設定点手
段20から独立し、それによって以下の実施形態のうち少なくとも選択された実
施形態では、例えば、第1の非押し退け容積17を1つの第1の可変容積空隙1
6内の第1の押し退け容積18の調節から完全に独立して調節することが可能で
あることが、特に望ましい。この独立性は、このような制御の独立性がない可変
容積装置では実行できない特定の制御機会をもたらす。
In the following embodiments, the first independent set point means 19 are actually independent of the second independent set point means 20, whereby in at least a selected embodiment of the following embodiments, for example: The first non-displacement volume 17 is replaced by a first variable volume void 1
It is particularly desirable to be able to adjust completely independently of the adjustment of the first displacement volume 18 in 6. This independence presents certain control opportunities that cannot be implemented in variable volume devices without such control independence.

【0058】 以下の好ましい実施形態に関する詳細な説明では、可変容積空隙、特に非押し
退け容積および押し退け容積の独立設定点手段を有する可変容積空隙を提供する
一つの特定の方法を提供する変形傾斜軸装置の特定の形態に関する説明をする。
例示としての実施形態では、変形傾斜軸装置を適用して特定の利点を生じること
ができる相互接続可変容積装置についても説明する。
In the following detailed description of the preferred embodiment, a deformed tilt axis device that provides one particular method of providing a variable volume void, particularly a variable volume void with independent set point means for the non-displaced volume and the displaced volume. Will be described below.
The exemplary embodiment also describes an interconnected variable volume device in which a modified tilt axis device can be applied to provide certain advantages.

【0059】 (変形傾斜軸装置−第1の実施形態) 特に図3に関する変形傾斜軸装置25の形態の回転機械について説明し、これ
は可変容積空隙の非押し退け容積と押し退け容積との両方を独立して調節する能
力を有するという特徴を含む。
Modified Tilting Shaft Device-First Embodiment A rotary machine in the form of a deforming tilting shaft device 25, particularly with respect to FIG. 3, is described, which is independent of both the non-displaced volume and the displaced volume of the variable volume void. Including the feature of having the ability to adjust.

【0060】 略図である図3.1を参照すると、本発明は、直径方向の軸102で回転可能
な少なくとも部分的な円盤形の部材101を提供する。軸104を中心に観点可
能で、部材101の直径を中心に旋回可能でもある少なくとも1つの部分円盤部
材103も提供される。軸104は部材101の直径と交差し、これを分割する
。軸102と軸104の間の角度を変化させる手段(略図3.1には図示せず)
も設けられる。部材103の面と軸104との間の角度を変化させる手段(略図
3.1には図示せず)も設けられる。
Referring to FIG. 3.1, which is a schematic illustration, the present invention provides an at least partially disc-shaped member 101 rotatable on a diametrical axis 102. At least one partial disc member 103 is also provided which is viewable about an axis 104 and is also pivotable about the diameter of the member 101. The shaft 104 intersects the diameter of the member 101 and divides it. Means for changing the angle between shaft 102 and shaft 104 (not shown in schematic Figure 3.1)
Is also provided. Means (not shown in schematic Figure 3.1) for varying the angle between the surface of member 103 and axis 104 are also provided.

【0061】 上述した機構が作動すると、軸102および軸104が相互に対して固定した
関係で保持され、回転すると、部材103の表面が部材101の表面から周期的
に収束して発散し、軸102と軸104の間の角度が増加すると、収束および発
散の角度が増加して、その逆もあることが分かる。部材103の面と軸104の
間の角度が増加すると、部材103の表面が、作動中に部材101の表面により
近く収束し、その逆もあることも分かる。
When the mechanism described above operates, the shaft 102 and the shaft 104 are held in a fixed relationship to each other, and when rotated, the surface of the member 103 periodically converges and diverges from the surface of the member 101, It can be seen that as the angle between 102 and axis 104 increases, the angles of convergence and divergence increase and vice versa. It can also be seen that as the angle between the face of member 103 and axis 104 increases, the surface of member 103 converges closer to the surface of member 101 during operation and vice versa.

【0062】 このような機構が球形または部分球形のハウジングに囲まれ、それと密封関係
にあると、ポンプおよび他の多くの用途に適した変位機構が生成され、機構が可
変容量および可変圧縮率を有する変位装置またはポンプを提供するという利点が
あることが分かる。
Enclosing such a mechanism in a spherical or partially spherical housing, and in a sealed relationship with it, creates a displacement mechanism suitable for pumps and many other applications, which allows variable displacement and variable compression rates. It will be appreciated that there is an advantage in providing a displacement device or pump having.

【0063】 非制限的な例により、上記で開示した機構を使用することにより、可変容量お
よび可変圧縮率の両方を有する変位機構の実際的な例について、以下で説明する
By way of non-limiting example, a practical example of a displacement mechanism having both variable capacity and variable compressibility by using the mechanism disclosed above is described below.

【0064】 図3.2から図3.10を参照すると、円盤部材101が2つの部分から、図
示のように切断された区間を有して構築され、部材105は、自身を通る穴を有
する短い鋼棒であり、部材105は部材101の2つの部分間に保持され、した
がって部材101の中心で軸を中心に回転することができ、部材101の直径よ
り長い棒105Aが、部材105の穴を通過し、したがってこれは常に部材10
1の直径上にあり、部材105の軸を中心に旋回可能である。部分球形のハウジ
ングは2つの部分から構築され(図3.5)、各部分は図示のように穴を有する
。部分球形ハウジングの各部分は、円盤部材101にボルト締めされる。2つの
基本的に半円形の部材106はそれぞれ、図示のように舌状突起が組み込まれて
、旋回自在に棒5Aに取り付けられ、したがってそれぞれは棒105Aを中心に
回転でき、したがって部材101の直径を中心に旋回可能である。組み立てると
、2つの部材106の舌状突起は、部分球形ハウジングの各部分にある穴を通過
することによって、部分球形ハウジング内に貫入する。2つの部分円盤形の部材
103を設けて、部分球形ハウジング内の所定の位置に保持されて、部材101
の直径を中心に旋回可能であるよう、部材106の舌状突起に取り付ける。正方
形のガイド107を設けて、部材101および他の部材がそれを中心に回転する
よう、ベアリング内に装着する。正方形のシャフト108が、滑動自在に正方形
ガイド107を通過する。正方形軸108は、ハウジング内に突出する端部に取
り付けたジンバル機構109を有する。ジンバル機構の中心には、2つの支持部
材110を旋回自在に取り付け、これは部材106の舌にも旋回自在に接続され
、したがって正方形軸108が滑動自在に移動して、ハウジング区域にさらに入
ると、部材106および103が部材101の直径を中心に一方向に旋回し、正
方形軸108が滑動自在にハウジングの外側に向かって移動すると、部材106
および103は反対方向に旋回し、したがって部材106間の角度をそれぞれ増
減させ、その結果、部材103間の角度も増減させる。正方形ガイド107には
旋回点111も設け、したがってジンバルおよび軸102と104間の角度は、
旋回点111を中心に正方形軸108を旋回することにより変更することができ
る。使用時には、正方形ガイド107および正方形軸108を除くアセンブリ全
体が回転する。使用時には、正方形軸108が静止状態に保持されるが、使用中
に容量および圧縮率を変更できるように、出入りの動作および旋回点111を中
心とする動作が設けられる。
Referring to FIGS. 3.2 to 3.10, the disk member 101 is constructed from two parts with sections cut as shown, the member 105 having a hole therethrough. A short steel rod, the member 105 is held between two parts of the member 101, and thus can rotate about an axis about the center of the member 101, a rod 105A longer than the diameter of the member 101 is And therefore it is always
It is on a diameter of 1 and is pivotable about the axis of the member 105. The partially spherical housing is constructed from two parts (Fig. 3.5), each part having a hole as shown. Each part of the partially spherical housing is bolted to the disc member 101. Each of the two essentially semi-circular members 106 is pivotally attached to the rod 5A, incorporating a tongue as shown, so that each can rotate about the rod 105A and thus the diameter of the member 101. It is possible to turn around. When assembled, the tongues of the two members 106 penetrate into the partially spherical housing by passing through holes in each portion of the partially spherical housing. Two partial disk shaped members 103 are provided and held in place within the partial spherical housing to provide the member 101
Attached to the tongue of member 106 so that it can pivot about its diameter. A square guide 107 is provided and mounted within the bearing so that member 101 and other members rotate about it. A square shaft 108 slidably passes through the square guide 107. The square shaft 108 has a gimbal mechanism 109 attached to the end that projects into the housing. At the center of the gimbal mechanism, two support members 110 are pivotally mounted, which are also pivotally connected to the tongue of the member 106, so that the square shaft 108 is slidably moved to further enter the housing area. , Members 106 and 103 pivot in one direction about the diameter of member 101, and square shaft 108 slidably moves toward the outside of the housing.
And 103 pivot in opposite directions, thus increasing or decreasing the angle between members 106, respectively, and consequently increasing or decreasing the angle between members 103. The square guide 107 is also provided with a pivot point 111, so that the angle between the gimbal and axes 102 and 104 is
It can be changed by turning the square shaft 108 around the turning point 111. In use, the entire assembly rotates except for the square guide 107 and the square shaft 108. In use, the square shaft 108 is held stationary, but movements in and out and movement about the pivot point 111 are provided so that capacity and compression can be changed during use.

【0065】 明快さを期して、部材110および装着手段およびベアリングが部分組立図3
.10から削除されている。機構を移動させるには幾つか手段がある。
For clarity, the member 110 and mounting means and bearings are partially assembled.
. It has been deleted from 10. There are several ways to move the mechanism.

【0066】 (変形傾斜軸装置−第2の実施形態) 特に図4に関する変形傾斜軸装置26の形態の回転機械について説明し、これ
は可変容積空隙の非押し退け容積と押し退け容積との両方を別個に調節する能力
を有するという特徴を含む。
Modified Tilt Shaft Device-Second Embodiment A rotary machine in the form of a modified tilt shaft device 26, in particular with reference to FIG. 4, is described, which separates both the non-displaced volume and the displaced volume of the variable volume void. Including the feature of having the ability to adjust to.

【0067】 この第2の実施形態の目的は、 a)機構または弁または口の動作方向を変更せずに、作業流体の流れを逆転さ
せる手段と、 b)全ての回転部品を比較的小さく高速のベアリングに装着するか、それで支
持する手段と、 c)トルクと反作用トルクとの両方が軸上に発現し、機構のハウジングまたは
本体には(発生する摩擦以外の)トルクが存在も発現もしない手段と、 d)機構の容量を変化させる手段と、 e)機構の圧縮率を変更させる手段とを提供する傾斜軸機構26を提供するこ
とである。
The purpose of this second embodiment is: a) means for reversing the flow of the working fluid without changing the operating direction of the mechanism or valve or mouth, and b) all rotating parts relatively small and fast. Means for mounting on or supporting the bearings of c) and both c) torque and reaction torque develop on the shaft, and there is no torque (other than friction generated) in the mechanism housing or body To provide a tilting shaft mechanism 26 which provides means, d) means for changing the capacity of the mechanism, and e) means for changing the compression rate of the mechanism.

【0068】 トルクも反作用トルクも機構のハウジングや本体に存在せず、発現もしないこ
とにより、新しいクラスの機構が生じる。つまりこの場合は図4.5の球形ハウ
ジングである機構の本体に、トルクも反作用トルクも発現しない傾斜軸機構であ
る。
Neither torque nor reaction torque is present or manifested in the housing or body of the mechanism, resulting in a new class of mechanisms. In other words, in this case, the main body of the mechanism, which is the spherical housing shown in FIG. 4.5, is an inclined shaft mechanism that produces neither torque nor reaction torque.

【0069】 本発明は、可変容量も可変圧縮も提供しないその基本的形状では、ベアリング
・ハウジング202およびさらなるベアリング・ハウジング203を有する中空
の球形ハウジング201で構成される。羽根部材204は、部分的な楔部分が切
り取られた円形の板である。部分円錐部材205が羽根部材204にしっかり固
定される。凹状球形区間206は、自身の中心に穴を有し、部分円錐部材205
にしっかり接続される。軸207は、その延長軸が206の穴の中心を通過する
ように、羽根部材4に接続される。部材204、205、206および207を
備えるアセンブリは、ハウジング202内の位置決め軸207によってハウジン
グ201の球形室内に回転自在に配置され、ベアリング・ハウジング203は凹
状球形区間206の穴に挿入される。それぞれが部分球形の楔または頂点付近で
面取りされた区間であり、接続手段209によって相互に結合された2つの部材
208も設けられる。部分円形の断面を有し、羽根部材204の直径とほぼ等し
い長さを有する2本の棒210も設けられる。各棒210は、羽根部材204の
中心にある穴を通過するピンによって相互に接続され、したがって羽根204の
面で自由に回転する。軸212にしっかり接続された凹状球形区間のさらなる部
材211も設けられる。「T字」断面のスロット(図示せず)を部材の内面に機
械加工し、前記スロットは部材211の内面の中心を横断する。部材213は、
部材211に機械加工されたスロット内の一方端に配置されたベアリング・ハウ
ジングであり、したがって前記スロット内で滑動することができる。部材215
は、ベアリング・ハウジング213内に回転自在に配置された軸である。支持部
材214は、部材208を部材215にしっかり接続する。2つの口(図示せず
)が球形ハウジングの表面に切削され、これにより作業流体が、上述の機構によ
って画定された2つの作業室間を流れることができる。図4.5を参照すると、
前記口の1つが、ページのすぐ外側に位置し、「A」とマークした点から「B」
とマークした点まで延在し、口を引き抜き加工した位置で羽根204の縁または
周囲によって覆われるような幅を有する。第2の口は180°反対側にあり、同
様の寸法である。
The invention, in its basic shape, which provides neither variable displacement nor variable compression, consists of a hollow spherical housing 201 with a bearing housing 202 and a further bearing housing 203. The blade member 204 is a circular plate in which a partial wedge portion is cut off. The partial cone member 205 is firmly fixed to the blade member 204. The concave spherical section 206 has a hole in its center, and the partial conical member 205
Firmly connected to. The shaft 207 is connected to the vane member 4 such that its extension shaft passes through the center of the hole of 206. The assembly comprising the members 204, 205, 206 and 207 is rotatably arranged in the spherical chamber of the housing 201 by means of a positioning shaft 207 in the housing 202 and the bearing housing 203 is inserted in the hole of the concave spherical section 206. Two members 208 are also provided, each of which is a partially spherical wedge or chamfered section near the apex and which are connected to each other by connecting means 209. Two rods 210 having a partially circular cross section and having a length approximately equal to the diameter of the vane member 204 are also provided. Each rod 210 is interconnected by a pin that passes through a hole in the center of vane member 204 and thus is free to rotate in the plane of vane 204. A further member 211 of concave spherical section firmly connected to the shaft 212 is also provided. A slot (not shown) of "T" cross section is machined into the inner surface of the member, said slot traversing the center of the inner surface of member 211. The member 213 is
A bearing housing located at one end in a slot machined into member 211, and thus capable of sliding within said slot. Member 215
Is a shaft rotatably arranged in the bearing housing 213. Support member 214 securely connects member 208 to member 215. Two ports (not shown) are cut in the surface of the spherical housing, which allows a working fluid to flow between the two working chambers defined by the mechanism described above. Referring to FIG. 4.5,
"B" from the point where one of the mouths is located just outside the page and marked "A"
Extends to a point marked as and has a width such that it is covered by the edges or perimeter of the vane 204 at the mouth drawn position. The second mouth is 180 ° opposite and has similar dimensions.

【0070】 上述した機構で、ハウジング201、軸212およびベアリング・ハウジング
213が固定位置に保持され、軸207が回転すると、羽根204が軸207の
軸を中心に回転して、部材208が軸215の軸を中心に回転し、これにより機
構によって画定された2つの室の容積が変化して、口を通過する空気の流れを中
断し、球形室の壁に入れる。上記の機構から、ベアリング・ハウジング215が
図示の位置から凹状球形区間211の他方側へと移動すると、部材08が羽根部
材204に対して保持される角度がそれに応じて変化し、アセンブリを引き続き
動作させると、口を通る空気の流れの方向が逆転する。このようなハウジング2
15の位置の変化は、2つの方法のうちいずれかで達成することができる。軸2
12または部材211が、羽根204に対して180°回転できるか、あるいは
ベアリング・ハウジング215が、羽根204の軸から同じ距離になるまで、部
材211の内面に切り込んだスロットに沿って移動し、再び新しい位置に固定状
態で保持することができる。
With the mechanism described above, when the housing 201, shaft 212 and bearing housing 213 are held in a fixed position and the shaft 207 rotates, the blades 204 rotate about the shaft 207 and the member 208 rotates the shaft 215. Rotating about the axis of, which changes the volume of the two chambers defined by the mechanism, interrupting the flow of air through the mouth and entering the wall of the spherical chamber. From the mechanism described above, as the bearing housing 215 moves from the position shown to the other side of the concave spherical section 211, the angle at which the member 08 is held against the vane member 204 changes accordingly and the assembly continues to operate. Doing so reverses the direction of air flow through the mouth. Such a housing 2
The change in position of 15 can be accomplished in one of two ways. Axis 2
12 or member 211 can be rotated 180 ° with respect to vane 204, or bearing housing 215 can be moved along a slot cut into the inner surface of member 211 until the same distance from the axis of vane 204, and again. It can be held fixed in a new position.

【0071】 同様に、ベアリング・ハウジング215がスロット内で任意の中間位置へと移
動すると、2本の軸間の角度が変化し、その結果、機構の容量が変化することが
分かる。
Similarly, it can be seen that when the bearing housing 215 moves to any intermediate position within the slot, the angle between the two axes changes, resulting in a change in the capacity of the mechanism.

【0072】 2つの部材208の面間の角度が変化すると、機構の圧縮率が変化することも
分かる。
It can also be seen that the compressibility of the mechanism changes as the angle between the faces of the two members 208 changes.

【0073】 非制限的な例により、使用中の容量の変化は、上述したように部材211に切
り込んだスロットに沿ったベアリング・ハウジング15の動作を促進するように
、ベアリング・ハウジング215に接続されている液圧ラム、および軸212を
通過して液圧制御手段に至る液圧ラインによって提供することができる。
By way of non-limiting example, changes in capacity during use are connected to the bearing housing 215 to facilitate movement of the bearing housing 15 along the slots cut into the member 211 as described above. And a hydraulic line passing through the shaft 212 to the hydraulic control means.

【0074】 非制限的な例により、相互に対する各部材208の回転を促進するように、接
続手段209の代わりに一連の連動フィンガを設け、各支持部材214の各端に
ピン接続手段を設け、ベアリング・ハウジング213内で軸215を上下する液
圧手段、および軸212を通過して液圧制御手段へと至る液圧ラインを設けるこ
とにより、作動中に圧縮率を変更する手段を設けることができる。
By way of non-limiting example, a series of interlocking fingers are provided instead of connecting means 209 and pin connecting means are provided at each end of each support member 214 to facilitate rotation of each member 208 relative to each other. By providing hydraulic means for moving up and down the shaft 215 in the bearing housing 213 and a hydraulic line passing through the shaft 212 to the hydraulic control means, means for changing the compression ratio during operation can be provided. it can.

【0075】 単純さと図示の容易さを期して、シールについては図示せず、記述しない。[0075]   For simplicity and ease of illustration, the seal is not shown or described.

【0076】 図4.1は、記載の部材の断面である。[0076]   Figure 4.1 is a cross section of the described member.

【0077】 図4.2は、棒部材210を追加した図4.1の側断面図である。[0077]   FIG. 4.2 is a side sectional view of FIG. 4.1 with the addition of the bar member 210.

【0078】 図4.3は、部材208および209の平面図である。[0078]   FIG. 4.3 is a plan view of members 208 and 209.

【0079】 図4.4は、図4.3の側断面図である。[0079]   FIG. 4.4 is a side sectional view of FIG. 4.3.

【0080】 図4.5は、1つの室が最大容積で1つの室が最小容積の状態で組み立てた機
構の断面図である。
FIG. 4.5 is a cross-sectional view of a mechanism assembled with one chamber having the maximum volume and one chamber having the minimum volume.

【0081】 (変形傾斜軸装置−第3の実施形態) 図5を参照すると、本発明の第3の実施形態による変形傾斜軸装置27が図示
され、これは前述した第1および第2の実施形態の配置構成と比較すると、以下
の特徴のうち1つまたは複数を呈する。
(Deformation Inclination Shaft Device-Third Embodiment) Referring to FIG. 5, there is illustrated a deformation inclination shaft device 27 according to a third embodiment of the present invention, which is the same as the first and second embodiments described above. When compared to a morphological arrangement, it exhibits one or more of the following features.

【0082】 同じ容積の空気出力で、装置が短くなる。[0082]   With the same volume of air output, the device becomes shorter.

【0083】 部分円盤部材の密封を向上させることができる。[0083]   The sealing of the partial disc member can be improved.

【0084】 作動中の慣性の変化を軽減する。[0084]   Reduces inertial changes during operation.

【0085】 バランスをとるのが容易になり、それによって回転を高速化することができる
It is easier to balance, which allows faster rotation.

【0086】 第3の実施形態の装置の全体的な操作方法は、原理的には、配置構成が少なく
とも1つの部分円盤部材28が、部分円盤部材の回転軸30を中心に、ハウジン
グ29内で回転するという程度まで、第1および第2の実施形態の変形傾斜軸装
置の操作方法と同様であり、図5.2の場合は回転軸が羽根回転軸31に対して
角度αで傾斜している。羽根32は、この場合、ハウジング29と相互接続し、
使用中にはともに軸31を中心として回転する。
The overall method of operating the device of the third embodiment is, in principle, such that at least one partial disc member 28 with an arrangement is arranged in the housing 29 about a rotation axis 30 of the partial disc member. To the extent that it rotates, it is the same as the method of operating the modified tilt shaft devices of the first and second embodiments. In the case of FIG. 5.2, the rotary shaft is tilted at an angle α with respect to the blade rotary shaft 31. There is. The vanes 32 in this case interconnect with the housing 29,
Both of them rotate about the shaft 31 during use.

【0087】 角度αがゼロより大きいとすると、配置構成は、使用中に羽根32が部分円盤
部材の回転軸30を中心に回転するにつれ、部分円盤部材28の作業面33が羽
根32の対応する作業面34から周期的に収束して発散し、ハウジング29の対
応する内壁35とともに可変容積36を画定するような配置構成である。
Given that the angle α is greater than zero, the arrangement is such that the working surface 33 of the partial disc member 28 corresponds to the vane 32 as the vane 32 rotates about the rotational axis 30 of the partial disc member during use. The arrangement is such that it periodically converges and diverges from the work surface 34 and defines a variable volume 36 with a corresponding inner wall 35 of the housing 29.

【0088】 恐らく図5.3で最もよく分かるように、部分円盤部材28がその軸30を中
心に回転するにつれ、その羽根の接触縁37が、羽根32の中心38の周囲で振
動軸BBから振動軸AAを通して振動軸CCまで振動し、1サイクルの過程で再
び戻る。振動の程度を表す角度βは、軸のオフセット角度αに関連する。
Perhaps as best seen in FIG. 5.3, as the partial disc member 28 rotates about its axis 30, the contact edge 37 of its vane is about the center 38 of the vane 32 from the axis of oscillation BB. It vibrates to the vibration axis CC through the vibration axis AA and returns again in the process of one cycle. The angle β representing the degree of vibration is related to the axis offset angle α.

【0089】 作業面33が1サイクルで作業面34に近づく度合いは、軸30に対する作業
面33の角度設定によって支配される。この角度γは、制御アーム39をピボッ
ト40の周囲で回転させることによって設定され、これは歯車41の回転によっ
て達成される。角度γの調節は、それに応じて制御バー42を上下させることに
よって達成され、これは歯車ブロック43を介して歯車41をこれに対応して回
転させ、したがって制御アーム39をこれに対応して動作させ、最終的に角度γ
を変化させる。
The degree to which the work surface 33 approaches the work surface 34 in one cycle is governed by the angle setting of the work surface 33 with respect to the shaft 30. This angle γ is set by rotating the control arm 39 around the pivot 40, which is achieved by the rotation of the gear 41. The adjustment of the angle γ is achieved by raising and lowering the control bar 42 accordingly, which causes the gear 41 to rotate correspondingly via the gear block 43 and thus the control arm 39 to move accordingly. And finally the angle γ
Change.

【0090】 角度γの調節は、実際には、作業の任意のサイクルにおいて可変容積36内の
非押し退け容積の量を調節することである。
Adjusting the angle γ is actually adjusting the amount of undisplaced volume within the variable volume 36 at any cycle of the work.

【0091】 変形傾斜軸装置27では、図5.1で最もよく分かるように、バー42の突出
部分を横方向に動作させるか、調節することによって、可変容積36の非押し退
け容積部分を変化させることができる。バー42の突出部分を横方向に動作させ
ると、歯車ブロック44の揺動運動を引き起こし、これによって角度αを調節し
、任意の1サイクル中に羽根32の作業面34に対して部分円盤部材28が開く
最大程度を調節する。
In the modified tilt axis device 27, the non-displaced volume portion of the variable volume 36 is changed by laterally moving or adjusting the protruding portion of the bar 42, as best seen in FIG. be able to. The lateral movement of the protruding portion of the bar 42 causes a oscillating movement of the gear block 44, which adjusts the angle α and during any one cycle the partial disc member 28 relative to the working surface 34 of the vane 32. Adjust the maximum opening degree.

【0092】 この実施形態では、歯車ブロック44の軸は常に、ハウジング29内のアセン
ブリの幾何学的中心を指していることに留意されたい。
It should be noted that in this embodiment the axis of the gear block 44 always points to the geometric center of the assembly in the housing 29.

【0093】 また、好ましい形態では、可変容積36内の圧力の中心は、部分円盤部材の支
持軸45と位置合わせされ、旋回軸40にかかる負荷が最小になる。
Also, in a preferred form, the center of pressure within the variable volume 36 is aligned with the support shaft 45 of the partial disc member to minimize the load on the swivel shaft 40.

【0094】 この好ましい実施形態のさらなる特徴は、アーチ状の周縁46が軸方向に担持
する負荷がない、または最小であることである。つまり、ハウジング29の内壁
と並置した点で、周縁46によってかかる負荷が少ない、または全くない。
A further feature of this preferred embodiment is that the arcuate rim 46 has no or minimal axial bearing load. That is, at the point juxtaposed with the inner wall of the housing 29, there is little or no load applied by the peripheral edge 46.

【0095】 アセンブリ内の口は、特に図5.8を参照すると、空気または他の流体は、入
口47を介して取り入れることができ、可変容積36を通過した後、例えば、車
のガソリン・エンジンの図7.1で示したようなインレット・マニホールドに供
給するため、出口48から装填材料として排出される。
The mouth in the assembly, and with particular reference to FIG. 5.8, allows air or other fluids to be taken in through the inlet 47 and after passing through the variable volume 36, for example in a gasoline engine of a car. The outlet material 48 is discharged as a charge material to supply an inlet manifold as shown in FIG.

【0096】 図5.12は、オフセット位置にある傾斜軸制御機構の破断図である。[0096]   Figure 5.12 is a cutaway view of the tilt axis control mechanism in the offset position.

【0097】 図5.13は、オフセット位置にある図5.1の機構の斜視図である。[0097]   5.13 is a perspective view of the mechanism of FIG. 5.1 in the offset position.

【0098】 図5.14は、図5.12の配置構成の端面図である。[0098]   Figure 5.14 is an end view of the arrangement of Figure 5.12.

【0099】 図5.15は、ほぼゼロの非押し退け容積位置にある部分円盤部材の位置の斜
視図である。
FIG. 5.15 is a perspective view of the position of the partial disc member in a near zero non-displaced volume position.

【0100】 図5.16は、図5.15のアセンブリの平面図である。[0100]   5.16 is a plan view of the assembly of FIG. 5.15.

【0101】 図5.17は、図5.1の配置構成の部分組立図である。[0101]   Figure 5.17 is a partial assembly view of the arrangement of Figure 5.1.

【0102】 図5.18は、オフセット位置にある機構の斜視図である。[0102]   5.18 is a perspective view of the mechanism in the offset position.

【0103】 図5.19は、オフセット位置にある機構のさらなる斜視図である。[0103]   5.19 is a further perspective view of the mechanism in the offset position.

【0104】 図5.20は、図5.1の配置構成のハウジングのさらなる斜視図である。[0104]   5.20 is a further perspective view of the housing of the arrangement of FIG. 5.1.

【0105】 例えば、図5.13で見られるように、ピンBはスロット54内のアーチ内で
動作する。配置構成は、制御バー42の動作を制約し、それによって羽根32に
対する部分円盤部材28により画定された非押し退け容積を全ての押し退け容積
の設定でゼロに近づけるような配置構成である。スロットは、バー42の動作を
異なる形態で制約し、押し退け容積および非押し退け容積を異なる形態で制約す
るように、他の方法で輪郭づけることができる。
For example, as seen in FIG. 5.13, pin B operates within the arch in slot 54. The arrangement is such that it constrains the operation of the control bar 42, thereby causing the non-displacement volume defined by the partial disc member 28 for the vane 32 to approach zero at all displacement volume settings. The slots can be otherwise contoured to constrain the movement of the bar 42 differently and constrain the displaced and undisplaced volumes differently.

【0106】 最後に、装置27は、羽根32を中心に対称に配置された第1および第2の部
分円盤部材を組み込んでいることが理解される。この場合、対応する対称の構成
要素は、第1の部分円盤部材に関して既に説明した構成要素と同様の番号が与え
られている。
Finally, it is understood that the device 27 incorporates first and second partial disc members symmetrically arranged about the vane 32. In this case, the corresponding symmetrical components are given the same numbers as the components already described for the first partial disc member.

【0107】 (相互接続された可変容積装置−第1の実施形態) 図6.1および図6.2および前述の実施形態に関して説明した可変容積装置
を参照し、図2で原理的に図示したような可変容積装置の特定の相互接続構成を
、内燃機関に関して例示する。
Interconnected Variable Volume Device-First Embodiment Referring to FIGS. 6.1 and 6.2 and the variable volume device described with respect to the previous embodiments, illustrated in principle in FIG. A particular interconnection arrangement for such a variable volume device is illustrated for an internal combustion engine.

【0108】 普通のオットー・サイクル内燃機関は、通常、広範囲の負荷およびスロットル
設定で動作し、通常は任意の一つの設定で最適化されていない。この実施形態の
目的は、この負荷およびスロットル設定の範囲にわたって、このようなエンジン
を最適化する手段を提供することである。
A typical Otto cycle internal combustion engine usually operates over a wide range of load and throttle settings and is usually not optimized at any one setting. The purpose of this embodiment is to provide a means of optimizing such an engine over this range of loads and throttle settings.

【0109】 普通のガソリン・エンジンの圧縮率は、使用している、または一般に使用して
いる燃料のオクタン価によって制限される。この比率は、低いエンジンRPM値
でスロットルを広く開け、それによって良好な容積効率が達成された場合に、燃
料が異常爆発しないよう設定される。したがって、エンジンの通常の運転状態で
も、エンジンは、例えば、高いRPM値でスロットルが中間から広い場合、およ
び低いRPM値でスロットル設定が低い場合に、エンジンの容積効率が低い。容
積効率が低いRPM値で低く、低いスロットル設定が自明であり、低い動力設定
を維持する必要があり、それは極めて明白に真であるが、これは、エンジンが達
成可能な効率より非常に低い設定で動作していることも意味する。装填される燃
料/空気が低圧で導入され、実際に圧縮ストロークが開始する前に希薄になるか
らであり、したがって、圧縮率は、例えば、10から1であり、装填が非常に希
薄な状態で開始し、したがって効果的な圧縮率は、高いRPMでも同様に10か
ら1よりはるかに低く、あるいはスロットルが広く開いていないクルーズ設定で
、装填材料が希薄な状態から圧縮されるからである。これの明白な効果は、点火
後の上死点でシリンダ圧力が実際は、安全に達成できる圧力より十分に低いこと
である。最終結果は、ほぼ全てのスロットルおよび負荷の設定で、ストロークの
平均有効圧力が達成できる圧力より低く、効率がそれにつれて低下することであ
る。
The compression ratio of a conventional gasoline engine is limited by the octane number of the fuel used or commonly used. This ratio is set so that the fuel does not explode if the throttle is opened wide at low engine RPM values, thereby achieving good volumetric efficiency. Thus, even under normal engine operating conditions, the engine is low in volumetric efficiency, for example, at high RPM values with medium to wide throttle and at low RPM values with low throttle settings. Volumetric efficiency is low at low RPM values, low throttle settings are trivial, and low power settings need to be maintained, which is quite clearly true, but this is much lower than the efficiency the engine can achieve. It also means running on. This is because the fuel / air to be loaded is introduced at low pressure and becomes lean before the actual compression stroke begins, so the compression ratio is, for example, 10 to 1 and at very lean loading. This is because the onset and therefore effective compression rate is likewise well below 10 to 1 even at high RPMs, or at a cruise setting where the throttle is not wide open, the charge is compressed from a lean state. The obvious effect of this is that at top dead center after ignition, the cylinder pressure is actually well below the pressure that can be safely achieved. The net result is that at almost all throttle and load settings, the average effective pressure of the stroke is lower than the pressure that can be achieved and the efficiency decreases accordingly.

【0110】 希薄な装填材料で開始すると、異常爆発する前に可能な圧縮率が問題になって
大きくなり、圧縮率を、異常爆発を回避するのと同程度に可能な限り高レベルま
で上げると、任意の燃料/空気の装填で、ストロークの平均有効圧力が増加し、
当然、エンジンの全体的効率が上昇する。
Starting with a lean charge, the compressibility possible before the anomalous explosion becomes problematic and increases, and if the compressibility is raised to the highest level possible to avoid the anomalous explosion. , Any fuel / air charge increases the average effective pressure of the stroke,
Naturally, the overall efficiency of the engine is increased.

【0111】 相互接続された可変容積装置のこの第1の好ましい実施形態の目的は、エンジ
ンに可変圧縮率を提供し、この率は吸気流およびエンジンRPMの関数であり、
つまり任意のエンジンRPMで、エンジンの圧縮率は吸気流が減少するにつれて
増加し、その逆にもなる。このような構成を過給機とともに使用すると、任意の
RPMで空気流がピストンの容積変位を超えることができ、この場合、同じ規則
を用いて、シリンダの圧縮率が低下するが、高圧で混合気を装填したシリンダは
、負荷状態で可能な小型エンジンの効果により、他の方法で可能な出力より大き
い出力を生じる。これらの状態で、燃料効率は低下するが、エンジンのパワー対
重量比率は増加し、自動車で使用する大部分のエンジンは、その寿命の最大部分
を部分負荷状態で費やすので、燃料および全体的効率の正味利得は高負荷状態に
おける燃料効率の喪失を上回る。
The purpose of this first preferred embodiment of the interconnected variable volume device is to provide the engine with a variable compression ratio, which is a function of intake flow and engine RPM,
That is, for a given engine RPM, the compression ratio of the engine increases as the intake flow decreases and vice versa. Using such a configuration with a supercharger allows the airflow to exceed the volume displacement of the piston at any RPM, in which case the same rules are used to reduce the compressibility of the cylinder but mix it at high pressure. The air-filled cylinder produces more power than would otherwise be possible due to the effect of the small engine under load. Under these conditions, fuel efficiency is reduced, but the power to weight ratio of the engine is increased, and most engines used in automobiles spend most of their life in partial load conditions, thus reducing fuel and overall efficiency. The net gain of is greater than the loss of fuel efficiency under high load conditions.

【0112】 本発明は、既知の容積の空気を送出するように、吸気流の測定手段および/ま
たは可変容量の過給機を提供し、常にエンジンのRPMを測定する手段、および
ピストン容量の割合または比率として吸気流を計算する手段と、特定の吸気流/
エンジンRPMで異常爆発を回避するのにふさわしい最大圧縮率に実際的に近い
値を達成するように、エンジンの圧縮率を比例して変化させる手段を提供する。
The present invention provides a means for measuring the intake flow and / or a variable capacity supercharger to deliver a known volume of air, a means for constantly measuring the RPM of the engine, and a percentage of piston capacity. Or a means to calculate the inspiratory flow as a ratio and a specific inspiratory flow /
Means are provided for proportionally varying the compression ratio of the engine to achieve a value that is practically close to the maximum compression ratio suitable for avoiding abnormal explosions in the engine RPM.

【0113】 非制限的な例により、図6.1は、エンジン301の圧縮率を変化させる手段
を示す。主ベアリングがブロック302内に位置し、これは溝内に配置され、し
たがってブロック302をシリンダ・ヘッドに対して上下させることができる。
所望に応じてブロック302を上下することができるように、ねじ手段303を
設け、ねじを回転させるレバー304を設ける。実際には、サーボ機構(図示せ
ず)がレバー304を動作させることができる。
By way of non-limiting example, FIG. 6.1 shows means for varying the compression ratio of the engine 301. A main bearing is located within the block 302, which is located within the groove, and thus allows the block 302 to be raised and lowered with respect to the cylinder head.
A screw means 303 is provided and a lever 304 for rotating the screw is provided so that the block 302 can be moved up and down as desired. In fact, a servo mechanism (not shown) can move the lever 304.

【0114】 図6.2は、本発明の略図を提供し、ここで「A」は空気流測定手段であり、
「B」はRPM測定手段であって、これは電子計算機を組み込んで、サンプリン
グ時のピストン変位率の割合または比率として空気流を計算する。空気流がピス
トンの変位率より小さい場合は、計算器が信号を送信して、液圧リザーバ「D」
の弁を開放し、したがってエンジンの圧縮率を上昇させるか、それとは逆になる
ような方向に液圧サーボ「C」を動作させる。
FIG. 6.2 provides a schematic representation of the invention, where “A” is the air flow measuring means,
"B" is the RPM measuring means, which incorporates an electronic calculator to calculate the airflow as a percentage or ratio of the piston displacement rate at the time of sampling. If the air flow is less than the piston displacement rate, the calculator sends a signal to the hydraulic reservoir “D”.
Valve is opened, thus increasing the compression ratio of the engine, or operating the hydraulic servo "C" in the opposite direction.

【0115】 以上で説明した相互接続の可変容積装置のこの第1の実施形態に関する概念の
さらなる拡大により、内燃機関内では、拡張室内の燃焼の生成物を膨張させるこ
とによって作業が達成され、使用可能なエネルギーの量は、ピストンに対して作
業を実行する間に燃焼の生成物が膨張する度合いによって制限される。19世紀
の初期に、Sadi Carnotは、妥当なサイズで妥当な効率の内燃機関を
獲得するためには、燃焼の前に作業気体を圧縮する必要があることに気づいた。
この基本的真実は、現在は自明と考えられ、一般に受け入れられている。この基
本的真実や内燃機関から獲得される効率を上げるための多くの手段の発明にもか
かわらず、今日一般に使用されている内燃機関は、燃焼が関与する前には圧縮に
関して最適化されているものがほとんどない。
With a further extension of the concept relating to this first embodiment of the interconnected variable volume device described above, in the internal combustion engine the work is accomplished by expanding the products of combustion in the expansion chamber and used. The amount of energy possible is limited by the extent to which the products of combustion expand while performing work on the piston. In the early 19th century, Sadi Carnot found that in order to obtain an internal combustion engine of reasonable size and reasonable efficiency, it was necessary to compress the working gas before combustion.
This basic truth is now considered self-evident and is generally accepted. Despite this basic truth and the invention of many means to increase the efficiency gained from internal combustion engines, the internal combustion engines commonly used today are optimized for compression before combustion is involved. There are few things.

【0116】 内燃機関を様々なエンジン速度およびエンジン負荷状態で操作する必要がある
場合は、可変圧縮および膨張率を有する、より正確には可変押し退け容積/クリ
アランス容積比を有することが望ましい。その理由はよく知られ、容積効率が低
下する部分的なスロットル設定およびエンジン速度では、圧縮される装填材料が
最適圧力より下まで減少するので、有効圧縮率が低下するという事実から導かれ
、その結果、効率が低下する。
When an internal combustion engine needs to be operated at various engine speeds and engine load conditions, it is desirable to have a variable displacement and clearance volume ratio, more precisely a variable compression and expansion rate. The reason for this is well known and is derived from the fact that at partial throttle settings and engine speeds where volumetric efficiency is reduced, the effective compression ratio is reduced because the charge to be compressed is reduced below the optimum pressure. As a result, the efficiency is reduced.

【0117】 長年、この問題に対処するよう設計され、意図された多くの発明があった。代
表的な例は以下の通りである。 1.米国特許第5165368号は、負荷とともに変化するクランクシャフトの
捻れ衝撃に応答して、ピストン・ストロークを変化させる複雑な手段を開示して
いる。明細書の本文は、同様の意図を有する他の様々な発明にも言及している。 2.米国特許第5329893号は、エンジン負荷の尺度と主張されるインレッ
ト・マニホールドの圧力の変化に応答して、電気モータによりシリンダ・ブロッ
クを上限させることにより、クリアランス容積を変化させる手段を開示している
。米国特許第5562069号は、液圧手段によって起動される同様の発明を開
示しているが、圧縮率を変化させる状況またはトリガ手段については開示してい
ない。 3.米国特許第5605120号は、エンジンの動作中に調節可能であると主張
される回転可能な偏心クランクシャフト・ベアリングについて開示しているが、
明細書では、圧縮率を作業装填材料の質量に関連させるような軌道またはトリガ
状況または機構を提供していない。明細書は、エンジンへの空気および燃料の供
給は、圧縮率の変動と同時に調節する必要があるという明白な事実を述べている
が、それを実行するための手段を提供していない。 4.米国特許第4174683号は、可変インレット・カム・タイミングおよび
可変圧縮率を有するエンジンを開示し、インレット・バルブの開放時間は、圧縮
率の増加とともに同時にこれと比例して同期し減少して、それと逆も実行され、
加速器のペダル位置によって制御される。このような機構で明白なのは、大気圧
によって動かされ、シリンダに導入される装填材料の質量が、エンジン速度とイ
ンレット・バルブ・タイミングとの両方の関数であり、明細書で開示されている
ようにインレット・バルブ・タイミングのみの関数ではなく、その結果、開示さ
れた状況で圧縮率が変化すると、圧縮率は実際に導入された装填材料の質量との
関係を有さなくなる。 5.米国特許第5255637号は、可変圧縮率機構および可変バルブ・タイミ
ングを、ウェイスト・ゲートのないターボチャージャとともに有するエンジンの
概略を開示している。ノック・センサ、速度センサ、インテーク・マニホールド
圧力またはブースト・センサなど、様々なエンジン・センサに応答して、圧縮率
とバルブ・タイミングとの両方を変化させると提示している。 6.米国特許第4958号は、様々なエンジン状態センサに応答して、コンピュ
ータによりバルブ・タイミングおよびブースト圧力を変化させることにより、固
定した幾何学的形状のターボチャージャまたは過給機付きエンジンで有効圧縮率
を変化させる極めて複雑な手段を開示している。
Over the years, there have been many inventions designed and intended to address this problem. A typical example is as follows. 1. U.S. Pat. No. 5,165,368 discloses a complex means of varying piston stroke in response to crankshaft torsional shock which varies with load. The text of this specification also refers to various other inventions with similar intent. 2. U.S. Pat. No. 5,329,893 discloses means for varying the clearance volume by causing an electric motor to cap a cylinder block in response to a change in inlet manifold pressure which is claimed to be a measure of engine load. . U.S. Pat. No. 5,562,069 discloses a similar invention activated by hydraulic means, but does not disclose a situation or trigger means for changing the compressibility. 3. U.S. Pat. No. 5,605,120 discloses a rotatable eccentric crankshaft bearing which is claimed to be adjustable during engine operation.
The specification does not provide a trajectory or triggering condition or mechanism that relates compressibility to workload mass. The specification mentions the obvious fact that the supply of air and fuel to the engine needs to be adjusted at the same time as the compression rate fluctuations, but it does not provide a means to do so. 4. U.S. Pat. No. 4,174,683 discloses an engine with variable inlet cam timing and variable compression ratio, in which the inlet valve opening time is simultaneously and proportionally decreased with increasing compression ratio, and The reverse is also done,
It is controlled by accelerator pedal position. The manifestation of such a mechanism is that the mass of charge material, which is driven by atmospheric pressure and is introduced into the cylinder, is a function of both engine speed and inlet valve timing, as disclosed in the specification. It is not a function of inlet valve timing alone, so that when the compressibility changes in the disclosed situation, the compressibility becomes independent of the mass of charge material actually introduced. 5. U.S. Pat. No. 5,255,637 discloses an engine having a variable compression ratio mechanism and variable valve timing with a turbocharger without a waste gate. It proposes to change both compression ratio and valve timing in response to various engine sensors such as knock sensors, speed sensors, intake manifold pressure or boost sensors. 6. U.S. Pat. No. 4,958,981 discloses effective compression ratios in fixed geometry turbocharger or supercharged engines by varying valve timing and boost pressure by a computer in response to various engine condition sensors. It discloses a very complex means of changing the.

【0118】 内燃機関の最適燃料効率は、燃焼室が可能な限り最も低温の装填材料で充填さ
れ、残留排気ガスがなく、燃焼が完了し、ピストンが上死点に到達するのと同時
に最大圧力が獲得され、到達される前記最大圧力は、異常爆発を回避するのにふ
さわしい最大値であり、その後に機械的に可能な限り最高の膨張率となる場合に
生じる。この状態は、完全に掃気し、その後にエンジンの機械的圧縮率とバラン
スがとれた低温の装填材料が導入され、膨張が開始する前に燃焼が完了すること
を保証するエンジン速度に関する点で燃焼が生じることによって獲得される。こ
れらの事実は、どのエンジン速度および/または負荷状態でも真実である。
The optimum fuel efficiency of an internal combustion engine is that the combustion chamber is filled with the coldest possible charge material, there is no residual exhaust gas, combustion is complete, and the maximum pressure is reached at the same time as the piston reaches top dead center. The maximum pressure at which is reached and reached is the maximum suitable for avoiding an abnormal explosion, and then occurs at the highest expansion possible mechanically. This condition is completely scavenged, followed by the introduction of a low temperature charge that is balanced by the engine's mechanical compressibility and burns in terms of engine speed to ensure that combustion is complete before expansion begins. Is earned by These facts are true at any engine speed and / or load condition.

【0119】 任意のエンジンの幾何学的形状で、エンジンの機械的効率またはパワー対重量
の比率は、大量の装填材料を提供し、機械的効率および膨張率を下げることによ
り、燃料効率を犠牲にして獲得することができ、その結果、平均有効圧力が上昇
し、排気ガスの圧力および温度が上昇する。
For any engine geometry, the mechanical efficiency or power-to-weight ratio of the engine sacrifices fuel efficiency by providing a large amount of charge material and lowering mechanical efficiency and expansion rate. Can be obtained as a result of which the average effective pressure rises and the exhaust gas pressure and temperature rise.

【0120】 燃料効率または機械的効率が必要な場合、いずれの場合も、上死点で可能な最
高圧力になることが望ましい。
If fuel or mechanical efficiency is required, it is desirable in each case to have the highest possible pressure at top dead center.

【0121】 装填材料の質量を変動するエンジンの圧縮率および膨張率またはその逆と平衡
させるか、合わせることによってエンジン性能を改善するため、今日までに開示
された多くの方式はそれぞれ、上述した代表的サンプルを含み、依然として妥協
して、所望の結果を達成していない。大部分の場合、先行技術は、エンジンの状
態を感知し、次に既存のパラメータに合わせて様々な機構を調節しようとする。
つまり、最初に負荷状態または異常爆発を検出し、次にそれを引き起こす事象ま
たは状態が存在した後、メカニックを調節しようとし、この調節は往々にして、
これを引き起こした事象または状態を変化させ、したがってさらなる変更が必要
となる。他の開示にも、バルブ・タイミングと圧縮/膨張率のいずれか、または
両方を変化させる手段を提供するが、変化を現在の装填材料の質量または他のエ
ンジン状態に関連させる手段は提供しないという点で、深刻な欠点を有するもの
もある。他の開示、特に米国特許第4174683号は、装填材料の質量を調節
することを目的として、バルブ・タイミングを変化させることにより、バルブ・
タイミングと圧縮率の両方を変化させるが、この方法の問題は、導入または気化
される装填材料がエンジンの速度および負荷とともに変化し、したがってこの場
合も、装填材料の質量と圧縮率設定との間に関係がない。
Each of the many schemes disclosed to date has been described in order to improve engine performance by balancing or matching engine mass compression and expansion, or vice versa, with varying load mass. Includes a static sample and still compromises to achieve the desired results. In most cases, the prior art attempts to sense the condition of the engine and then adjust various mechanisms to the existing parameters.
That is, first detecting a load condition or abnormal explosion and then trying to adjust the mechanic after the event or condition that causes it exists, which adjustment is often
The event or condition that caused this is changed and thus requires further modification. Other disclosures also provide means for varying valve timing and / or compression / expansion rate, but not for relating variation to current charge mass or other engine conditions. Some have serious drawbacks. Other disclosures, in particular U.S. Pat. No. 4,174,683, disclose valve valves by varying valve timing for the purpose of adjusting the mass of the charge material.
While changing both timing and compressibility, the problem with this method is that the charge introduced or vaporized changes with engine speed and load, and so again between load mass and compressibility settings. Has nothing to do with

【0122】 要するに、様々な理由から先行技術は全て装填材料の質量と圧縮比とのバラン
スまたは関係が不良であり、場合によってはその意図が開示されていない。また
、今日までの開示の多くは、上述した欠点を有するばかりでなく、極めて複雑で
ある。
In summary, for various reasons, the prior arts all have a poor balance or relationship between the mass of the charge material and the compression ratio, and in some cases their intention is not disclosed. Also, many of the disclosures to date have not only the drawbacks described above, but are also extremely complex.

【0123】 本発明の実施形態は、全ての運転状態で内燃機関の装填材料の質量と圧縮率と
のバランスを連続的にとる単純で効果的な手段を提供することである。
An embodiment of the present invention is to provide a simple and effective means of continuously balancing the mass and compressibility of the internal combustion engine charge under all operating conditions.

【0124】 本発明の実施形態は、一般的に往復ピストン・タイプのエンジンで表される容
積式内燃機関を提供し、その幾何学的形状は様々な押し退け容積/非押し退け容
積比率を提供するように、使用中に変化することができ、前記押し退け容積/非
押し退け容積比を以下では「圧縮率」と呼ぶ。本発明は、使用中に変化させるこ
とができる容量または押し退け容積を有する少なくとも1つの容積式空気ポンプ
も提供する。前記ポンプは、前記エンジン速度と常に比例する速度で前記エンジ
ンによって駆動されるよう配置される。空気ポンプの容量を変化させる機構は、
機械的に、またはサーボ機構によって、前記エンジンの圧縮率を変化させる機構
に連結され、したがって前記空気ポンプの変位および前記エンジンの圧縮率は反
比例して変化する、つまり空気ポンプによって放出される空気の質量とエンジン
の圧縮率との間に一定の関係を維持するように、空気ポンプの容量が増加するに
つれ、エンジンの圧縮率が減少し、その逆もあり、したがって圧縮および燃焼の
後、燃焼室の圧力は、異常爆発が生じるような圧力より下で可能な限り高くなる
。これをさらに厳密にするため、空気ポンプの容量とエンジンの圧縮率との関係
は、圧縮ストロークのトップでエンジン内の最終圧力が、全出力およびエンジン
速度の設定で一定になるような関係である。
Embodiments of the present invention provide a positive displacement internal combustion engine, generally represented by a reciprocating piston type engine, the geometry of which provides various displacement volumes / non-displacement volume ratios. In addition, the ratio of the displaced volume to the undisplaced volume, which can be changed during use, is hereinafter referred to as "compressibility". The present invention also provides at least one positive displacement air pump having a volume or displacement that can be varied during use. The pump is arranged to be driven by the engine at a speed that is always proportional to the engine speed. The mechanism that changes the capacity of the air pump is
Mechanically or by a servomechanism, it is coupled to a mechanism that changes the compression rate of the engine, so that the displacement of the air pump and the compression rate of the engine change inversely, i.e., of the air released by the air pump. As the capacity of the air pump increases so as to maintain a constant relationship between the mass and the compressibility of the engine, the compressibility of the engine decreases and vice versa, so that after compression and combustion, the combustion chamber Pressure is as high as possible below the pressure at which an abnormal explosion occurs. To make this more rigorous, the relationship between the capacity of the air pump and the compression ratio of the engine is such that at the top of the compression stroke the final pressure in the engine remains constant at all power and engine speed settings. .

【0125】 実施形態では、エンジンの出力レベルまたは設定の変化を促進するように、空
気ポンプの容量およびエンジンの圧縮率を変化させる手段が、直接に、またはサ
ーボ・モータを介して加速器のペダルまたは同様の装置に連結することによって
、使用中に変化可能である。
In an embodiment, the means for changing the capacity of the air pump and the compression rate of the engine to facilitate changes in the engine output level or setting is provided by means of accelerator pedals or directly via a servo motor. It can be changed during use by connecting to a similar device.

【0126】 好ましい代替実施形態では、駆動軸を介して減速ギアボックスに接続された排
気ガスによって駆動されたタービンが提供され、減速ギアボックスからの出力は
、第2の駆動プーリまたは可変容量ポンプの他の適切な駆動手段に接続され、し
たがって他の方法では無駄になるエネルギーの一部が、実際に軸またはエンジン
の出力として返還される。遠心または他の適切なクラッチ機構を、タービンとギ
アボックスの間、またはギアボックスと可変容量ポンプとの間に挟み、タービン
および排気管は、予め設定した圧力および/または温度に到達したら排気ガスを
タービンに向ける様々な既知の手段のいずれかによって構成される。
In a preferred alternative embodiment, there is provided a turbine driven by exhaust gas connected to a reduction gearbox via a drive shaft, the output from the reduction gearbox being of a second drive pulley or a variable displacement pump. Some of the energy connected to other suitable drive means and thus wasted otherwise is actually returned as shaft or engine output. A centrifugal or other suitable clutch mechanism is sandwiched between the turbine and the gearbox, or between the gearbox and the variable displacement pump, and the turbine and the exhaust pipe are allowed to evacuate the exhaust gas when a preset pressure and / or temperature is reached. By any of a variety of known means for directing to the turbine.

【0127】 燃料は、知られている手段のいずれかにより、ポンプによって提供される空気
の塊に導入することができる。
The fuel may be introduced into the mass of air provided by the pump by any of the known means.

【0128】 上記で開示したような本発明の範囲から逸脱することなく、様々なオクタン価
の燃料を時に応じて使用できるように、空気ポンプの容量とエンジンの圧縮率と
の関係を調節する手段も提供することができる。このような手段は、オクタン価
の低い燃料では、装填材料の質量に関連して圧縮率を低下させ、その逆も実行す
る。また、密度高度の変化とともに空気ポンプの容量が比例して変化するように
、空気ポンプの容量とエンジンの圧縮率の関係を変化させる手段も提供すること
ができ、したがって関連するエンジンの圧縮率位置ごとに一定の質量を送出する
Means for adjusting the relationship between the capacity of the air pump and the compressibility of the engine so that fuels of different octane numbers can be used from time to time without departing from the scope of the invention as disclosed above. Can be provided. Such measures reduce the compressibility in relation to the mass of the charge material for low octane fuels and vice versa. Means may also be provided to change the relationship between the air pump capacity and the engine compressibility such that the air pump capacity varies proportionally with changes in density altitude, and thus the associated engine compressibility position. A constant mass is delivered every time.

【0129】 この実施形態の範囲から逸脱することなく、2つ以上のポンプを使用すること
ができ、2つ以上を使用する場合、1つまたは複数を使用して、第2のインレッ
ト・マニホールド・システムを通る掃気を提供し、別個のマニホールドは、タイ
ミングを合わせて、掃気のみを導入するよう意図された別個のインレット・バル
ブと連絡することができるか、あるいは最初に掃気と連絡し、次に空気および燃
料の主質量をインレット・バルブ・ポートと連絡させるように、第1および第2
のマニホールドに交互に開閉する手段を設けることができる。このような状況で
、掃気を提供する第2の空気ポンプは、エンジンの変化するクリアランス容積ま
たは非押し退け容積に一定の関係を与え、その間に第1の空気ポンプの容積が比
例して減少するように、容積が変化し、したがって両方のポンプによって提供さ
れる総質量は、出力設定に適した装填材料の質量に掃気プロセスで失われる部分
を加えたものを提供する。
More than one pump may be used without departing from the scope of this embodiment, and if more than one is used, one or more may be used to provide a second inlet manifold manifold. It provides scavenging through the system and a separate manifold can be timed to communicate with a separate inlet valve intended to introduce scavenging only, or first to communicate with scavenging and then First and second so as to communicate the main mass of air and fuel with the inlet valve port.
The manifold can be provided with means for opening and closing alternately. In such a situation, the second air pump, which provides the scavenging air, provides a constant relationship to the engine's changing clearance volume or non-displacing volume, while the volume of the first air pump decreases proportionally. In addition, the volume changes and thus the total mass provided by both pumps provides the mass of charge material suitable for the power setting plus the portion lost in the scavenging process.

【0130】 2つ以上の可変容積空気ポンプを使用するこの実施形態の範囲から逸脱するこ
となく、第1のポンプは、誘導ストロークの第1の部分で、適切なマニホールド
および弁手段を通して希薄な混合気を提供することができ、第2のポンプは、誘
導ストロークの第2の部分で、または層状給気を提供するような他の方法で、よ
り濃い混合気を提供することができ、このような手段を使用する場合、両方のポ
ンプがともにパワー設定に適した装填材料の質量を提供するように、各ポンプは
容積が比例して変化する。あるいは、3つのポンプを使用する場合、第1のポン
プが掃気体を提供し、第2および第3のポンプは、上述したように濃さの異なる
装填材料を提供する。あるいは、第1のポンプが、誘導ストロークの第1の部分
で、1つのオクタン価の燃料を有する装填材料を提供し、第2のポンプが、誘導
ストロークの第2の部分で、または層状給気を提供するような他の方法で、より
低いオクタン価を含む装填材料を提供し、したがって燃焼室の圧力がその特定の
燃料の異常爆発圧力に到達する前に、より低いオクタン価の燃料が燃焼する。
Without departing from the scope of this embodiment using two or more variable volume air pumps, the first pump is a lean mixture through a suitable manifold and valve means in the first part of the induction stroke. Air can be provided and the second pump can provide a richer mixture at the second part of the induction stroke, or in other ways such as providing stratified charge, thus When using different means, each pump varies proportionally in volume so that both pumps provide a mass of charge material suitable for the power setting. Alternatively, if three pumps are used, the first pump provides the scavenging gas and the second and third pumps provide different concentrations of charge material as described above. Alternatively, a first pump provides a charge having a fuel of one octane number in a first part of the induction stroke and a second pump provides a stratified charge in the second part of the induction stroke. In other ways, such as by providing a lower octane number charge, the lower octane number fuel burns before the combustion chamber pressure reaches the abnormal explosion pressure of that particular fuel.

【0131】 この実施形態の範囲は、任意の構成の可変容積の容積式ポンプを使用し、知ら
れている可変圧縮率のエンジンも使用するが、可変容積のポンプが実用的かつ効
率的になるためには、常に非押し退け容積またはクリアランス容積が実際的に可
能な限りゼロに近づくように、可変の押し退け容積/非押し退け容積比も提供し
なければならない。実際的で効率的であるのに加えて、このようなポンプは、軽
量で単純、かつ信頼性が高い構造であるとよい。
The scope of this embodiment uses variable displacement positive displacement pumps of any configuration and also known variable compression ratio engines, although variable displacement pumps are practical and efficient. To do so, a variable displacement / undispersed volume ratio must also be provided so that the undisplaced or clearance volume always approaches zero as much as practically possible. In addition to being practical and efficient, such pumps should be lightweight, simple, and reliable in construction.

【0132】 この実施形態の好ましい実施形態では、変形傾斜軸の第3の好ましい実施形態
で開示されたポンプを使用する。
A preferred embodiment of this embodiment uses the pump disclosed in the third preferred embodiment of the modified tilt axis.

【0133】 可変容量のポンプは、前記エンジンに対して一定の相対速度で作動し、最大容
量が適切に変化することが理解される。つまり、ポンプが代替ポンプの速度の2
倍で作動すると、ポンプは代替ポンプの半分の最大容量を有することができる。
It will be appreciated that variable displacement pumps operate at a constant relative speed to the engine and the maximum displacement varies appropriately. That is, the pump is 2 times faster than the alternative pump.
When doubled, the pump can have a maximum capacity that is half that of the alternative pump.

【0134】 好ましい実施形態では、エンジンの圧縮率は、約8:1の低い値からエンジン
で使用するよう意図された最高オクタン価の燃料で、アイドリング速度でエンジ
ンを動作させるのに必要な装填材料質量の最高圧縮圧力を獲得するのにふさわし
い高い圧縮率との間で変動することができ、可変容積ポンプの容積は、上述した
状態でアイドリング速度を維持するのに十分な低さの装填材料をエンジンに提供
する容積と、圧縮後にエンジンに十分な質量を提供する容積との間で変動可能で
あるとよく、エンジンを設定すると、その最低圧縮率は、燃焼の発生時に異常爆
発が生じる圧力より低い最高の可能な圧力まで圧縮される。
In a preferred embodiment, the compressibility of the engine is from a low value of about 8: 1 to the highest octane fuel intended for use in the engine, with the charge material mass required to operate the engine at idle speeds. The variable displacement pump's volume can vary between high compression rates suitable for achieving the highest compression pressure of the engine, and the volume of the variable displacement pump is low enough to maintain idling speeds in the above-described conditions. It should be possible to vary between the volume provided to the engine and the volume that provides sufficient mass to the engine after compression, and when the engine is set, its lowest compression rate is below the pressure at which abnormal explosion occurs when combustion occurs. Compressed to the highest possible pressure.

【0135】 この実施形態は、可変バルブ・タイミングを有する必要がなく、2つ以上のポ
ンプが、異なる特性または用途を有する装填材料の部分を提供する上述の状況を
除き、複数の吸気弁など、他の複雑で高価な構成を使用する必要性が低下する。
その理由は、エンジンが全ての運転状態で、必要な動力設定に適した装填材料の
質量が提供されることであり、別個のポンプを使用して掃気を提供する場合、掃
気は全てのエンジン速度で完全である。そうなるのは、任意の出力および速度設
定で、マニホールド圧力は、誘導する必要がある正確な装填材料の質量または掃
気の量を誘導した時点で単に安定するからである。本発明は、複雑な電子エンジ
ン管理システムを必要とせず、一定の高い効率を維持する物理的手段を提供する
ことも理解される。
This embodiment does not need to have variable valve timing, but multiple intake valves, etc., except in the above situations where two or more pumps provide portions of charge material with different characteristics or applications. The need to use other complex and expensive configurations is reduced.
The reason is that the engine provides a mass of charge material suitable for the required power setting in all operating conditions, and if a separate pump is used to provide scavenging, the scavenging will be at all engine speeds. Is complete. This is because at any power and speed setting, the manifold pressure will only stabilize once the exact charge mass or scavenging amount that needs to be derived is induced. It is also understood that the present invention provides a physical means of maintaining a constant high efficiency without the need for complex electronic engine management systems.

【0136】 要するに、この実施形態は、知られている適切なタイプの可変圧縮率エンジン
、または任意の適切な可変容量ポンプまたはコンプレッサとともに知られるが、
好ましくは図3または図5で示すタイプの可変圧縮率園児が提供され、エンジン
とポンプは最初に任意の適切な駆動手段を介して接続され、これはベルトとプー
リ、チェーンとスプロケットまたは直結歯車であり、第2に、可変容積ポンプに
よって提供された装填材料をエンジンのマニホールド・システムに導入するよう
に、任意の適切な導管によって接続される。任意の適切な機械的連結またはサー
ボ機構を使用して、可変容積ポンプの動作を可変圧縮率エンジンの変動する気候
と連結することができ、それぞれが任意の適切な連結またはサーボ機構により、
加速器ペダルまたは他の動力設置レバーまたは装置に接続される。
In summary, this embodiment is known with any suitable type of variable compression ratio engine known, or any suitable variable displacement pump or compressor,
A variable compression ratio nursery of the type shown in FIG. 3 or 5 is preferably provided, the engine and pump being first connected via any suitable drive means, which may be belts and pulleys, chains and sprockets or direct gears. And secondly, connected by any suitable conduit to introduce the charge material provided by the variable displacement pump into the engine's manifold system. Any suitable mechanical connection or servo mechanism can be used to couple the operation of the variable displacement pump with the varying climate of the variable compression ratio engine, each with any suitable connection or servo mechanism.
Connected to an accelerator pedal or other power-mounted lever or device.

【0137】 (相互接続された可変容積装置−第2の実施形態) 次に、図2の原理による可変容積装置の相互接続のさらなる例について、この
場合も内燃機関に関連して説明する。
Interconnected Variable Volume Devices-Second Embodiment Next, further examples of interconnection of variable volume devices according to the principles of FIG. 2 will be described, again in this context in the context of an internal combustion engine.

【0138】 内燃機関内では、拡張室内の燃焼の生成物を膨張させることによって作業が達
成され、使用可能なエネルギーの量は、ピストンに対して作業を実行する間に燃
焼の生成物が膨張する度合いによって制限される。19世紀の初期に、Sadi
Carnotは、妥当なサイズで妥当な効率の内燃機関を獲得するためには、
燃焼の前に作業気体を圧縮する必要があることに気づいた。この基本的真実は、
現在は自明と考えられ、一般に受け入れられている。圧縮は、圧縮点火エンジン
の動作の基本であることも明白である。燃焼前に圧縮する理由は、効率にとって
非常に重要なので、動力ストロークの間に圧力が上昇し、燃焼生成物の膨張率も
上昇する。
In an internal combustion engine, work is accomplished by expanding the products of combustion in an expansion chamber, and the amount of available energy is such that the products of combustion expand while performing work on the piston. Limited by degree. In the early 19th century, Sadi
In order to obtain an internal combustion engine of reasonable size and reasonable efficiency, Carnot
I have noticed that the working gas needs to be compressed before combustion. This basic truth is
It is now considered self-evident and generally accepted. It is also clear that compression is the basis of operation of a compression ignition engine. The reason for compression before combustion is so important for efficiency that the pressure rises during the power stroke and the expansion rate of the combustion products also rises.

【0139】 動力の設定を下げると、ガソリン・エンジンの効率が低下する。ガソリン・エ
ンジンの動力設定の低下は、エンジンに誘導される混合気の質量を減少させるこ
とによって達成され、幾何学的形状が固定したガソリン・エンジンでは、その結
果、有効圧縮率が低下し、効率が低下する。
Lowering the power setting reduces the efficiency of the gasoline engine. Lowering the power setting of a gasoline engine is achieved by reducing the mass of the air-fuel mixture induced in the engine, which in fixed geometry gasoline engines results in lower effective compression and lower efficiency. Is reduced.

【0140】 自動車および他の用途のエンジン容量は、概して、登坂、追い越しまたは発生
するような他のピーク負荷状態など、時々生じる需要要求に応えるのに十分であ
るよう意図される。過度の容量のエンジンを使用すると、時間の大半である通常
の使用時に、エンジンは比較的低い比例出力設定で動作し、その結果、それより
小型のエンジンを使用できる場合より効率が低下する。2つの代替エンジンが特
定の作業を実行できる場合、より高い有効圧縮率でその作業を実行するエンジン
が、最高の効率でその作業を実行する、と言うことができる。
The engine capacity of motor vehicles and other applications is generally intended to be sufficient to meet the demanding demands that sometimes arise, such as climbing, overtaking or other peak load conditions as they occur. Using excessive capacity of the engine will cause it to operate at a relatively low proportional power setting during normal use for the majority of the time, resulting in less efficiency than if a smaller engine could be used. It can be said that if two alternative engines can perform a particular task, the engine performing that task with a higher effective compression rate will perform that task with the highest efficiency.

【0141】 普通の過給および/またはターボ過給を使用すると、他の場合よりより小さい
エンジンでより大きい作業を実行することができるが、低い出力設定では効率の
損失が他の場合より大きくなる。これは、過給およびターボ過給では概ね、低い
圧縮率のピストンを使用する必要があるからであり、その結果、低い出力設定で
は、有効圧縮率が自然吸気エンジンの場合よりさらに低下する。
Using normal and / or turbocharging allows more work to be done with smaller engines than in other cases, but at higher power settings the efficiency loss is greater than in other cases. . This is because supercharging and turbocharging generally require the use of low compression pistons, which results in lower effective compression at lower power settings than in a naturally aspirated engine.

【0142】 この実施形態の目的は、小型のエンジンが、他の方法では過給機付きエンジン
または大型エンジンを必要とするような時折の需要作業を実行できるように、ス
トロークおよびクリアランス容積が固定されたエンジンの容積効率を維持する手
段を提供することであり、したがって前記小型エンジンは、出力設定を低下させ
て作業する場合、他の場合より高い有効圧縮率で作動する。
The purpose of this embodiment is to have a fixed stroke and clearance volume so that a small engine can carry out occasional demand work that would otherwise require a supercharged engine or a large engine. To maintain the volumetric efficiency of the engine, so that the small engine operates at a higher effective compression ratio than otherwise when working at lower power settings.

【0143】 本発明は、幾何学的形状が固定したガソリンまたは同様の燃料の内燃機関を、
基本的にゼロ変位の最小容量および前記エンジンの容量に比例する最大容量を有
し、エンジン速度に対して固定比例で前記エンジンによって駆動されるよう配置
された可変容量空気ポンプとともに提供し、したがって最大容量で設定されると
、前記空気ポンプは、異常爆発を回避するのにふさわしい最大圧力まで、または
それに近い圧力まで圧縮する空気質量を前記エンジンに送出する。実施形態では
、可変容量ポンプの可変容量機構が、直結またはサーボ連結によって加速器また
は他の出力設定機構によって操作される。したがって、実施形態では、通常のス
ロットル手段が可変容量ポンプで置換される。
The present invention provides a fixed geometry gasoline or similar fuel internal combustion engine,
Provided with a variable displacement air pump arranged to have a minimum displacement of essentially zero displacement and a maximum displacement proportional to the displacement of the engine and arranged to be driven by the engine in a fixed proportion to the engine speed, and thus a maximum When set by volume, the air pump delivers to the engine an air mass that compresses to a pressure close to or close to a maximum pressure suitable to avoid an abnormal explosion. In embodiments, the variable displacement mechanism of the variable displacement pump is operated by an accelerator or other power setting mechanism by direct coupling or servo coupling. Therefore, in an embodiment, the conventional throttle means is replaced by a variable displacement pump.

【0144】 このようなエンジンおよび可変容量ポンプでは、エンジンに過給する危険がな
いので、このようなポンプを、低い圧縮率のピストンを使用するか、他に効率を
低下させる変更を行うという要件なく、既存のエンジンに使用できることを理解
されたい。このようなポンプによって供給される空気は、変更なく電子燃料噴射
で充填したエンジンのインテーク・マニホールド・システムに導入できることも
理解されたい。さらに、キャブレターを有するエンジンでは、キャブレターを可
変容量空気ポンプの吸気側に配置することができるか、空気ポンプとエンジンの
間に配置する場合は、キャブレターの周囲の圧力をキャブレターのすぐ上流と等
しく維持するように、シュラウドまたは他の手段を設ける必要があることも理解
されたい。
With such engines and variable displacement pumps, there is no risk of overcharging the engine, so the requirement for such pumps to use low compression pistons or otherwise be modified to reduce efficiency. Please understand that it can be used for existing engines instead. It should also be understood that the air supplied by such a pump can be introduced into the intake manifold system of an engine filled with electronic fuel injection without modification. In addition, in engines with carburetors, the carburetors can be placed on the intake side of the variable displacement air pump, or, if placed between the air pump and the engine, keep the pressure around the carburetor equal to just upstream of the carburetor. It should also be appreciated that a shroud or other means must be provided, as described above.

【0145】 以上を変更することなく、別の実施形態では、排気ガスによって駆動されるタ
ービンを、駆動軸を介して減速ギアボックスに接続詞、減速ギアボックスの出力
を第2の駆動プーリまたは可変容量ポンプの他の適切な駆動手段に接続すること
ができ、したがって他の方法では無駄になるエネルギーの一部が、実際には軸ま
たはエンジンの出力として返還される。遠心または他の適切なクラッチ機構を、
タービンとギアボックスの間、またはギアボックスと可変容量ポンプの間に挟み
、タービンおよび排気管は、予め設定した圧力および/または温度に到達すると
、排気ガスをタービンに向ける様々な既知の手段のいずれかによって構成される
Without changing the above, in another embodiment, the turbine driven by the exhaust gas is connected to the reduction gearbox via the drive shaft, and the output of the reduction gearbox is connected to the second drive pulley or the variable capacity. Some of the energy that can be connected to other suitable drive means of the pump and that would otherwise be wasted is actually returned as shaft or engine output. Centrifugal or other suitable clutch mechanism,
Sandwiched between the turbine and the gearbox, or between the gearbox and the variable displacement pump, the turbine and the exhaust pipe are any of various known means for directing the exhaust gas to the turbine upon reaching a preset pressure and / or temperature. It is composed of

【0146】 上記で開示したようなこの実施形態の範囲から逸脱することなく、空気ポンプ
の容量とエンジンの容量との関係を調節する手段を設けることもでき、したがっ
て様々な特徴の燃料を時に応じて使用することができる。また、最大容量の設定
で一定の質量を送出するように、密度高度の変化で空気ポンプの容量が比例変化
するように、空気ポンプの容量とエンジンの容量との関係を変化させる手段も設
けることができる。
Means for adjusting the relationship between the capacity of the air pump and the capacity of the engine may also be provided without departing from the scope of this embodiment as disclosed above, and therefore fuels of various characteristics are sometimes used. Can be used. Also, a means for changing the relationship between the capacity of the air pump and the capacity of the engine should be provided so that a constant mass is delivered at the maximum capacity setting and the capacity of the air pump changes proportionally with changes in density altitude. You can

【0147】 本発明の範囲から逸脱することなく、2つ以上のポンプを使用することができ
、2つ以上を使用する場合、1つまたは複数を使用して、第2のインレット・マ
ニホールド・システムを通る掃気を提供し、別個のマニホールドは、タイミング
を合わせて、掃気のみを導入するよう意図された別個のインレット・バルブと連
絡することができるか、あるいは最初に掃気と連絡し、次に空気および燃料の主
質量をインレット・バルブ・ポートと連絡させるように、第1および第2のマニ
ホールドに交互に開閉する手段を設けることができる。このような状況で、掃気
を提供する第2の空気ポンプは、エンジンの変化するクリアランス容積または非
押し退け容積に一定の関係を与え、その間に第1の空気ポンプの容積が比例して
減少するように、容積が変化し、したがって両方のポンプによって提供される総
質量は、出力設定に適した装填材料の質量に掃気プロセスで失われる部分を加え
たものを提供する。
More than one pump may be used without departing from the scope of the present invention, and if more than one is used, one or more may be used to provide a second inlet manifold system. Provides a scavenging air through and the separate manifold can be timed to communicate with a separate inlet valve intended to introduce scavenging only, or contact the scavenging first and then the air. And means for alternately opening and closing the first and second manifolds may be provided to communicate the main mass of fuel with the inlet valve port. In such a situation, the second air pump, which provides the scavenging air, provides a constant relationship to the engine's changing clearance volume or non-displacing volume, while the volume of the first air pump decreases proportionally. In addition, the volume changes and thus the total mass provided by both pumps provides the mass of charge material suitable for the power setting plus the portion lost in the scavenging process.

【0148】 この実施形態の範囲では、任意の構造の可変容積式ポンプを使用するが、可変
容積のポンプが実用的かつ効率的になるためには、常に非押し退け容積またはク
リアランス容積が実際的に可能な限りゼロに近づくように、可変の押し退け容積
/非押し退け容積比も提供しなければならないことは明白である。実際的で効率
的であるのに加えて、このようなポンプは、軽量で単純、かつ信頼性が高い構造
であるとよい。
Within the scope of this embodiment, variable displacement pumps of any construction are used, but in order for variable volume pumps to be practical and efficient, the non-displacement or clearance volume is always practical. It is clear that a variable displacement / non-displacement volume ratio must also be provided, as close to zero as possible. In addition to being practical and efficient, such pumps should be lightweight, simple, and reliable in construction.

【0149】 図3および図4および図5に関して説明した変形傾斜軸ポンプが特に好ましい
The modified tilt shaft pump described with reference to FIGS. 3 and 4 and 5 is particularly preferred.

【0150】 特に好ましい実施形態では、図5のポンプを使用する。[0150]   In a particularly preferred embodiment, the pump of Figure 5 is used.

【0151】 可変容量のポンプは、前記エンジンに対して一定の相対速度で作動し、最大容
量が適切に変化することが理解される。つまり、ポンプが代替ポンプの速度の2
倍で作動すると、ポンプは代替ポンプの半分の最大容量を有することができる。
It will be appreciated that the variable displacement pump operates at a constant relative speed to the engine and the maximum displacement varies appropriately. That is, the pump is 2 times faster than the alternative pump.
When doubled, the pump can have a maximum capacity that is half that of the alternative pump.

【0152】 本発明は、可変バルブ・タイミングを有する必要がなく、2つ以上のポンプが
、異なる特性または用途を有する装填材料の部分を提供する上述の状況を除き、
複数の吸気弁など、他の複雑で高価な構成を使用する必要性が低下することが、
当業者には容易に理解される。その理由は、エンジンが全ての運転状態で、必要
な動力設定に適した装填材料の質量が提供されることであり、別個のポンプを使
用して掃気を提供する場合、掃気は全てのエンジン速度で完全である。そうなる
のは、任意の出力および速度設定で、マニホールド圧力は、誘導する必要がある
正確な装填材料の質量または掃気の量を誘導した時点で単に安定するからである
。本発明の実施形態は、複雑な電子エンジン管理システムを必要とせず、一定の
高い効率を維持する物理的手段を提供することも理解される。
The present invention, except for the above situation, in which two or more pumps provide portions of charge material having different characteristics or applications without having to have variable valve timing.
Reducing the need to use other complex and expensive configurations, such as multiple intake valves,
Those skilled in the art will readily understand. The reason is that the engine provides a mass of charge material suitable for the required power setting in all operating conditions, and if a separate pump is used to provide scavenging, the scavenging will be at all engine speeds. Is complete. This is because at any power and speed setting, the manifold pressure will only stabilize once the exact charge mass or scavenging amount that needs to be derived is induced. It is also understood that embodiments of the present invention provide a physical means of maintaining constant high efficiency without the need for complex electronic engine management systems.

【0153】 (相互接続した可変容積装置−第3の実施形態) 次に、相互接続した可変容積装置のさらなる例について、ディーゼル・エンジ
ンへの用途に関連して説明する。
Interconnected Variable Volume Device-Third Embodiment Next, a further example of an interconnected variable volume device will be described in connection with its application to a diesel engine.

【0154】 内燃機関内では、拡張室内の燃焼の生成物を膨張させることによって作業が達
成され、使用可能なエネルギーの量は、ピストンに対して作業を実行する間に燃
焼の生成物が膨張する度合いによって制限される。19世紀の初期に、Sadi
Carnotは、妥当なサイズで妥当な効率の内燃機関を獲得するためには、
燃焼の前に作業気体を圧縮する必要があることに気づいた。この基本的真実は、
現在は自明と考えられ、一般に受け入れられている。圧縮は、圧縮点火エンジン
の動作の基本であることも明白である。燃焼前に圧縮する理由は、効率にとって
非常に重要なので、動力ストロークの間に圧力が上昇し、燃焼生成物の膨張率も
上昇する。
In an internal combustion engine, work is accomplished by expanding the products of combustion in an expansion chamber, and the amount of available energy is such that the products of combustion expand while performing work on the piston. Limited by degree. In the early 19th century, Sadi
In order to obtain an internal combustion engine of reasonable size and reasonable efficiency, Carnot
I have noticed that the working gas needs to be compressed before combustion. This basic truth is
It is now considered self-evident and generally accepted. It is also clear that compression is the basis of operation of a compression ignition engine. The reason for compression before combustion is so important for efficiency that the pressure rises during the power stroke and the expansion rate of the combustion products also rises.

【0155】 動力の設定を下げると、ガソリン・エンジンとディーゼル・エンジンの両方で
効率が低下する。ガソリン・エンジンの動力設定の低下は、エンジンに誘導され
る混合気の質量を減少させることによって達成され、幾何学的形状が固定したガ
ソリン・エンジンでは、その結果、有効圧縮率が低下し、効率が低下する。ディ
ーゼル・エンジンの動力設定の低下は、噴射される燃料の体積を減少させながら
、誘導される空気の質量を維持することによって達成される。誘導される空気質
量の圧縮率は維持されるが、燃焼生成物は、空気質量が年少に必要な質量を超え
る程度まで、空気質量によって希釈される。これまで、効率に関する限り、この
燃焼生成物の希釈は、圧縮率および膨張率の低下と同義であり、効率の損失が生
じる。
Lowering the power setting reduces efficiency in both gasoline and diesel engines. Lowering the power setting of a gasoline engine is achieved by reducing the mass of the air-fuel mixture induced in the engine, which in fixed geometry gasoline engines results in lower effective compression and lower efficiency. Is reduced. Reducing the power setting of a diesel engine is accomplished by maintaining the mass of induced air while reducing the volume of fuel injected. The compressibility of the induced air mass is maintained, but the products of combustion are diluted by the air mass to the extent that the air mass exceeds the mass required for juveniles. Heretofore, as far as efficiency is concerned, dilution of this combustion product is synonymous with a decrease in compressibility and expansion, resulting in a loss of efficiency.

【0156】 長年、このガソリン・エンジンの問題に対処するよう設計され、意図された多
くの発明があった。代表的な例は以下の通りである。 1.米国特許第5165368号は、負荷とともに変化するクランクシャフトの
捻れ衝撃に応答して、ピストン・ストロークを変化させる複雑な手段を開示して
いる。明細書の本文は、同様の意図を有する他の様々な発明にも言及している。 2.米国特許第5329893号は、エンジン負荷の尺度と主張されるインレッ
ト・マニホールドの圧力の変化に応答して、電気モータによりシリンダ・ブロッ
クを上限させることにより、クリアランス容積を変化させる手段を開示している
。米国特許第5562069号は、液圧手段によって起動される同様の発明を開
示しているが、圧縮率を変化させる状況またはトリガ手段については開示してい
ない。 3.米国特許第5605120号は、エンジンの動作中に調節可能であると主張
される回転可能な偏心クランクシャフト・ベアリングについて開示しているが、
明細書では、圧縮率を作業装填材料の質量に関連させるような軌道またはトリガ
状況または機構を提供していない。明細書は、エンジンへの空気および燃料の供
給は、圧縮率の変動と同時に調節する必要があるという明白な事実を述べている
が、それを実行するための手段を提供していない。 4.米国特許第4174683号は、可変インレット・カム・タイミングおよび
可変圧縮率を有するエンジンを開示し、インレット・バルブの開放時間は、圧縮
率の増加とともに同時にこれと比例して同期し減少して、それと逆も実行され、
加速器のペダル位置によって制御される。このような機構で明白なのは、大気圧
によって動かされ、シリンダに導入される装填材料の質量が、エンジン速度とイ
ンレット・バルブ・タイミングとの両方の関数であり、明細書で開示されている
ようにインレット・バルブ・タイミングのみの関数ではなく、その結果、開示さ
れた状況で圧縮率が変化すると、圧縮率は実際に導入された装填材料の質量との
関係を有さなくなる。 5.米国特許第5255637号は、可変圧縮率機構および可変バルブ・タイミ
ングを、ウェイスト・ゲートのないターボチャージャとともに有するエンジンの
概略を開示している。ノック・センサ、速度センサ、インテーク・マニホールド
圧力またはブースト・センサなど、様々なエンジン・センサに応答して、圧縮率
とバルブ・タイミングとの両方を変化させると提示している。 6.米国特許第4958号は、様々なエンジン状態センサに応答して、コンピュ
ータによりバルブ・タイミングおよびブースト圧力を変化させることにより、固
定した幾何学的形状のターボチャージャまたは過給機付きエンジンで有効圧縮率
を変化させる極めて複雑な手段を開示している。
Over the years, there have been many inventions designed and intended to address this gasoline engine problem. A typical example is as follows. 1. U.S. Pat. No. 5,165,368 discloses a complex means of varying piston stroke in response to crankshaft torsional shock which varies with load. The text of this specification also refers to various other inventions with similar intent. 2. U.S. Pat. No. 5,329,893 discloses means for varying the clearance volume by causing an electric motor to cap a cylinder block in response to a change in inlet manifold pressure which is claimed to be a measure of engine load. . U.S. Pat. No. 5,562,069 discloses a similar invention activated by hydraulic means, but does not disclose a situation or trigger means for changing the compressibility. 3. U.S. Pat. No. 5,605,120 discloses a rotatable eccentric crankshaft bearing which is claimed to be adjustable during engine operation.
The specification does not provide a trajectory or triggering condition or mechanism that relates compressibility to workload mass. The specification mentions the obvious fact that the supply of air and fuel to the engine needs to be adjusted at the same time as the change in compressibility, but it does not provide a means to do so. 4. U.S. Pat. No. 4,174,683 discloses an engine with variable inlet cam timing and variable compression ratio, in which the inlet valve opening time is simultaneously and proportionally decreased in proportion to the increase of the compression ratio. The reverse is also done,
It is controlled by accelerator pedal position. The manifestation of such a mechanism is that the mass of charge material that is driven by atmospheric pressure and introduced into the cylinder is a function of both engine speed and inlet valve timing, as disclosed in the specification. It is not a function of the inlet valve timing alone, so that as the compressibility changes in the disclosed situation, the compressibility becomes independent of the mass of charge material actually introduced. 5. US Pat. No. 5,255,637 discloses an engine having a variable compression ratio mechanism and variable valve timing with a turbocharger without a waste gate. It proposes to change both compression ratio and valve timing in response to various engine sensors such as knock sensors, speed sensors, intake manifold pressure or boost sensors. 6. U.S. Pat. No. 4,958,981 discloses effective compression ratios in fixed geometry turbocharger or supercharged engines by varying valve timing and boost pressure by a computer in response to various engine condition sensors. It discloses a very complex means of changing the.

【0157】 以上の例はいずれも所期の目的を達成していない。いずれも、装填材料の質量
を開示されたエンジンの変化する圧縮率に適切に関連付ける手段を提供していな
いからである。
None of the above examples achieve the intended purpose. None of them provide a means to properly relate the mass of charge to the varying compressibility of the disclosed engine.

【0158】 例1は、異常に複雑な手段により、圧縮率をクランクシャフトの捻れ力に関連
させることを目指す点で興味深い。明らかに極端な複雑性以外にも、この方法は
、圧縮率を、状態が存在した後にその状態に関連させることを目指すという明白
な欠点を有する。つまり、誘発する状態が大きさを変えるのに十分な時間である
遅れ時間がある。異なる負荷状態で1回装填すると、クランクシャフトに異なる
捻れ力がかかるようにも見える。したがって、この発明は目的を達成しない。
Example 1 is interesting in that it seeks to relate the compressibility to the crankshaft torsion forces by an unusually complex means. Beyond the apparently extreme complexity, this method has the obvious drawback of aiming to relate the compressibility to the condition after it exists. That is, there is a delay time that is sufficient for the triggering condition to change size. When loaded once under different load conditions, it also appears that different twisting forces are applied to the crankshaft. Therefore, this invention does not achieve the object.

【0159】 例2は、マニホールド圧力がエンジン負荷の(したがって装填材料質量の)尺
度であるという主張に基づくが、これはせいぜい近似であることは明白で、この
場合も圧縮率を状態が存在したのちにそれに合わせるので遅すぎ、さらに瞬間的
変化または変化の方向を予測する手段がない。この例も失敗している。装填剤質
量を圧縮率に連続的に関連付ける手段がないからである。
Example 2 is based on the claim that manifold pressure is a measure of engine load (and thus of charge mass), but it is clear that this is at best an approximation, and again there was a compressibility condition. It's too late to match it later, and there's no way to predict the instantaneous change or direction of change. This example also fails. This is because there is no means for continuously relating the load mass to the compressibility.

【0160】 図3では、明細書は、エンジンへの空気および燃料供給は、圧縮率の変更と同
時に調節する必要があるという明白な事実を述べているが、それを実行する手段
を提供していない。この例も失敗である。
In FIG. 3, the specification states the obvious fact that the air and fuel supply to the engine needs to be adjusted at the same time as the compression ratio is changed, but it provides a means to do so. Absent. This example also fails.

【0161】 図4では、このような機構の明白な問題は、大気圧によって駆動され、シリン
ダに導入される装填材料の質量は、エンジン速度およびインレット・バルブ・タ
イミングとの両方の関数であり、明細書で開示されているように、インレット・
バルブ・タイミングのみの関数ではなく、その結果、開示された状況で圧縮率が
変化すると、圧縮率が実際に誘導される装填材料の質量との関係を失う。この例
も失敗である。
In FIG. 4, the obvious problem with such a mechanism is that the mass of charge material driven by atmospheric pressure and introduced into the cylinder is a function of both engine speed and inlet valve timing, Inlet, as disclosed in the specification,
It is not a function of valve timing alone, so that as the compressibility changes in the disclosed situation, the compressibility loses its relationship with the mass of charge material actually derived. This example also fails.

【0162】 図5も同様の理由で失敗である。[0162]   FIG. 5 also fails for the same reason.

【0163】 本発明の実施形態は、全ての出力設定で高い効率レベルを維持するように、デ
ィーゼル・エンジンのクリアランス容積と誘導される空気の質量とを比例して変
化させる手段を提供することにより、ディーゼル・エンジンの効率を改善するこ
とを目指す。
Embodiments of the present invention provide means for varying the diesel engine clearance volume and induced air mass proportionally to maintain high efficiency levels at all power settings. Aims to improve the efficiency of diesel engines.

【0164】 この実施形態は、一般的に往復ピストン・タイプのエンジンで表される容積式
内燃機関を提供し、その幾何学的形状は様々な押し退け容積/非押し退け容積比
率を提供するように、使用中に変化することができ、前記押し退け容積/非押し
退け容積比を以下では「圧縮率」と呼ぶ。本発明は、使用中に変化させることが
できる容量または押し退け容積を有する少なくとも1つの容積式空気ポンプも提
供する。前記ポンプは、前記エンジン速度と常に比例する速度で前記エンジンに
よって駆動されるよう配置される。空気ポンプの容量を変化させる機構は、機械
的に、またはサーボ機構によって、前記エンジンの圧縮率を変化させる機構に連
結され、したがって前記空気ポンプの変位および前記エンジンの圧縮率は反比例
して変化する、つまり空気ポンプによって放出される空気の質量とエンジンの圧
縮率との間に一定の関係を維持するように、空気ポンプの容量が増加するにつれ
、エンジンの圧縮率が減少し、その逆もあり、したがって圧縮の後、燃焼室の圧
力は、最適な圧縮で作動するディーゼル・エンジンに典型的な圧力になる。可変
容量ポンプと可変圧縮率エンジンの動作をエンジンの燃料噴射ポンプに連結する
連結機構またはサーボ機構も提供され、したがってエンジンの出力設定の範囲全
体で、3つ全て、つまり燃料体積、誘導空気の体積、およびエンジンのクリアラ
ンス容積の間で最適な関係を維持するように、3つの作動体積全ての間で一定の
関係を維持する。
This embodiment provides a positive displacement internal combustion engine, generally represented by a reciprocating piston type engine, the geometry of which provides various displacement volumes / non-displacement volume ratios, It can change during use and the ratio of displaced volume / non-displaced volume is referred to below as “compressibility”. The present invention also provides at least one positive displacement air pump having a volume or displacement that can be varied during use. The pump is arranged to be driven by the engine at a speed that is always proportional to the engine speed. The mechanism for changing the capacity of the air pump is mechanically or by a servo mechanism coupled to the mechanism for changing the compression ratio of the engine, so that the displacement of the air pump and the compression ratio of the engine change in inverse proportion. That is, as the capacity of the air pump increases, the compression ratio of the engine decreases and vice versa so as to maintain a constant relationship between the mass of air discharged by the air pump and the compression ratio of the engine. Thus, after compression, the pressure in the combustion chamber becomes that typical for diesel engines operating at optimal compression. A coupling mechanism or servo mechanism that couples the operation of the variable displacement pump and the variable compression ratio engine to the fuel injection pump of the engine is also provided, so that all three, ie fuel volume, induction air volume, over the range of engine power settings. , And a constant relationship between all three working volumes to maintain an optimal relationship between the engine clearance volume.

【0165】 これをさらに厳密にするため、空気ポンプの容量とエンジンの圧縮率との関係
は、全ての出力およびエンジン速度設定で基本的に一定である。
To make this more rigorous, the relationship between air pump capacity and engine compression ratio is essentially constant at all power and engine speed settings.

【0166】 実施形態では、エンジンの出力レベルまたは設定の変化を促進するように、空
気ポンプの容量およびエンジンおよび燃料噴射ポンプの圧縮率を変化させる手段
が、直接に、またはサーボ・モータを介して加速器のペダルまたは同様の装置に
連結することによって、使用中に変化可能である。
In an embodiment, the means for changing the capacity of the air pump and the compressibility of the engine and fuel injection pump to facilitate a change in engine power level or setting is directly or via a servo motor. It can be varied during use by connecting to an accelerator pedal or similar device.

【0167】 以上を変更することなく、必ずしも本発明の好ましい実施形態ではないが、別
の実施形態では、本発明は、排ガスによって駆動されるタービンを、駆動軸を介
して減速ギアボックスに接続し、減速ギアボックスの出力は第2の駆動プーリま
たは可変容量ポンプの他の適切な駆動手段に接続され、したがって他の方法では
無駄になるエネルギーの一部が、実際に軸またはエンジンの出力として返還され
る。遠心または他の適切なクラッチ機構を、タービンとギアボックスの間、また
はギアボックスと可変容量ポンプとの間に挟み、タービンおよび排気管は、予め
設定した圧力および/または温度に到達すると、排気ガスをタービンに向ける様
々な既知の手段のいずれかによって構成される。
Without modifying the above, but not necessarily a preferred embodiment of the invention, in another embodiment, the invention connects a turbine driven by exhaust gas to a reduction gearbox via a drive shaft. , The output of the reduction gearbox is connected to a second drive pulley or other suitable drive means of the variable displacement pump, so that some of the energy otherwise wasted is actually returned as shaft or engine output. To be done. A centrifugal or other suitable clutch mechanism is sandwiched between the turbine and the gearbox or between the gearbox and the variable displacement pump so that the turbine and the exhaust pipe reach the preset pressure and / or temperature when the exhaust gas is reached. Is directed to the turbine by any of various known means.

【0168】 上記で開示したような実施形態の範囲から逸脱することなく、様々な特徴の燃
料を時に応じて使用できるように、空気ポンプの容量とエンジンの圧縮率との関
係を調節する手段も提供される。また、密度高度が変化すると、空気ポンプの容
量が比例して変化し、したがって関連するエンジン圧縮率の各位置で一定の質量
を送出するように、空気ポンプの容量とエンジンの圧縮率の関係を変化させる手
段も提供することができる。
Means for adjusting the relationship between the capacity of the air pump and the compressibility of the engine so that fuels of different characteristics may be used from time to time without departing from the scope of the embodiments as disclosed above. Provided. Also, as the density altitude changes, the capacity of the air pump also changes proportionally, thus changing the relationship between air pump capacity and engine compressibility to deliver a constant mass at each relevant engine compressibility position. Means for changing can also be provided.

【0169】 この実施形態の範囲から逸脱することなく、2つ以上のポンプを使用すること
ができ、2つ以上を使用する場合、1つまたは複数を使用して、第2のインレッ
ト・マニホールド・システムを通る掃気を提供し、別個のマニホールドは、タイ
ミングを合わせて、掃気のみを導入するよう意図された別個のインレット・バル
ブと連絡することができるか、あるいは最初に掃気と連絡し、次に空気および燃
料の主質量をインレット・バルブ・ポートと連絡させるように、第1および第2
のマニホールドに交互に開閉する手段を設けることができる。このような状況で
、掃気を提供する第2の空気ポンプは、エンジンの変化するクリアランス容積ま
たは非押し退け容積に一定の関係を与え、その間に第1の空気ポンプの容積が比
例して減少するように容積が変化し、したがって両方のポンプによって提供され
る総質量は、出力設定に適した装填材料の質量に掃気プロセスで失われる部分を
加えたものを提供する。
More than one pump may be used without departing from the scope of this embodiment, and if more than one is used, one or more may be used to provide the second inlet manifold It provides scavenging through the system and a separate manifold can be timed to communicate with a separate inlet valve intended to introduce scavenging only, or first to communicate with scavenging and then First and second so as to communicate the main mass of air and fuel with the inlet valve port.
The manifold can be provided with means for opening and closing alternately. In such a situation, the second air pump, which provides the scavenging air, provides a constant relationship to the engine's changing clearance volume or non-displacing volume, while the volume of the first air pump decreases proportionally. The volume changes, and thus the total mass provided by both pumps provides the mass of charge suitable for the power setting plus the portion lost in the scavenging process.

【0170】 この実施形態の範囲は、任意の構成の可変容積の容積式ポンプを使用し、ディ
ーゼル・エンジンに採用されるような知られている可変圧縮率のエンジンも使用
するが、可変容積のポンプが実用的かつ効率的になるためには、常に非押し退け
容積またはクリアランス容積が実際的に可能な限りゼロに近づくように、可変の
押し退け容積/非押し退け容積比も提供しなければならない。実際的で効率的で
あるのに加えて、このようなポンプは、軽量で単純、かつ信頼性が高い構造であ
るとよい。
The scope of this embodiment uses variable displacement positive displacement pumps of any configuration and also known variable compression ratio engines such as those employed in diesel engines, but with variable displacement In order for the pump to be practical and efficient, it must also provide a variable displacement / non-displacement ratio so that the non-displacement or clearance volume always approaches zero as practically possible. In addition to being practical and efficient, such pumps should be lightweight, simple, and reliable in construction.

【0171】 特定の好ましい実施形態では、図5で開示したポンプを使用する。 可変容量のポンプは、前記エンジンに対して一定の相対速度で作動し、最大容
量が適切に変化することが当業者には理解される。つまり、ポンプが代替ポンプ
の速度の2倍で作動すると、ポンプは代替ポンプの半分の最大容量を有すること
ができる。
In a particular preferred embodiment, the pump disclosed in FIG. 5 is used. It will be appreciated by those skilled in the art that variable displacement pumps operate at a constant relative speed with respect to the engine and the maximum displacement varies appropriately. That is, if the pump operates at twice the speed of the alternative pump, then the pump can have half the maximum capacity of the alternative pump.

【0172】 好ましい実施形態では、エンジンの圧縮率は、従来の過給にふさわしい低い値
からエンジンで使用するよう意図された最低出力設定でエンジンを動作させるの
に必要な装填材料質量の最高圧縮圧力を獲得するのにふさわしい高い圧縮率との
間で変動することができ、可変容積ポンプの容積は、低出力の設定でエンジン動
作を維持するのに十分な低さの装填材料をエンジンに提供する容積と、圧縮後に
エンジンに十分な質量を提供する容積との間で変動可能であるとよく、エンジン
を最低圧縮率に設定すると、出力ストローク全体で高い平均有効圧力を獲得する
のにふさわしい圧力まで圧縮される。
In a preferred embodiment, the compression ratio of the engine is the maximum compression pressure of the charge material mass required to operate the engine at the lowest power settings intended for use with the engine from low values suitable for conventional supercharging. The variable displacement pump's volume provides the engine with low enough charge to maintain engine operation at low power settings. It should be possible to vary between the volume and the volume that provides sufficient mass to the engine after compression, and setting the engine to the lowest compression ratio, up to a pressure suitable for obtaining a high average effective pressure over the output stroke. Compressed.

【0173】 この実施形態は、可変バルブ・タイミングを有する必要がなく、2つ以上のポ
ンプが、異なる特性または用途を有する装填材料の部分を提供する上述の状況を
除き、複数の吸気弁など、他の複雑で高価な構成を使用する必要性が低下する。
その理由は、エンジンが全ての運転状態で、必要な動力設定に適した装填材料の
質量が提供されることであり、別個のポンプを使用して掃気を提供する場合、掃
気は全てのエンジン速度で完全である。そうなるのは、任意の出力および速度設
定で、マニホールド圧力は、誘導する必要がある正確な装填材料の質量または掃
気の量を誘導した時点で単に安定するからである。本発明は、複雑な電子エンジ
ン管理システムを必要とせず、一定の高い効率を維持する物理的手段を提供する
ことも理解される。
This embodiment does not need to have variable valve timing, but multiple intake valves, etc., except in those situations where two or more pumps provide portions of charge material with different characteristics or applications. The need to use other complex and expensive configurations is reduced.
The reason is that the engine provides a mass of charge material suitable for the required power setting in all operating conditions, and if a separate pump is used to provide scavenging, the scavenging will be at all engine speeds. Is complete. This is because at any power and speed setting, the manifold pressure will only stabilize once the exact charge mass or scavenging amount that needs to be derived is induced. It is also understood that the present invention provides a physical means of maintaining a constant high efficiency without the need for complex electronic engine management systems.

【0174】 (制御システム) 図7.1を参照すると、第1の可変容積装置49が図示され、これはこの場合
、第3の実施形態の変形傾斜軸装置27を備え、その出口48は給気を内燃機関
(図示せず)のインレット・マニホールド50に噴射するようになっている。内
燃機関は、図2を参照すると、可変容積空隙21を含み、これは往々にして、図
1で図示されるようなシリンダ構成内のピストンを備える。
Control System Referring to FIG. 7.1, a first variable volume device 49 is illustrated, which in this case comprises the modified tilting shaft device 27 of the third embodiment, the outlet 48 of which is supplied. Air is injected into the inlet manifold 50 of an internal combustion engine (not shown). The internal combustion engine, with reference to FIG. 2, includes a variable volume void 21, which often comprises a piston in a cylinder configuration as illustrated in FIG.

【0175】 この場合、サーボ・モータ51は、制御モジュール52に基づいてマイクロプ
ロセッサから受信した制御信号によって、制御バー42を操作する。サーボ・モ
ータ51は、バー42の2つの自由度を制御し、それによって可変容積36の任
意の1サイクルで、可変容積36の非押し退け容積を備える第1の独立設定点と
、押し退け容積の最大値の形態である第2の独立設定点とを独立して調節する。
In this case, the servo motor 51 operates the control bar 42 by the control signal received from the microprocessor based on the control module 52. The servo motor 51 controls the two degrees of freedom of the bar 42, so that in any one cycle of the variable volume 36, the first independent set point with the non-displaced volume of the variable volume 36 and the maximum displacement volume. The second form of value is independently adjusted with the second independent set point.

【0176】 羽根の回転軸31は、制御モジュール52によって動力を与えられ、速度が制
御された電気モータ53によって回転する。
The rotary shaft 31 of the blades is powered by a control module 52 and is rotated by an electric motor 53 whose speed is controlled.

【0177】 したがって、制御モジュール52はその配置で、第1の可変容積装置49の3
つのパラメータを制御する能力を有する。これは以下の通りである。 i.装填材料の非押し退け容積 ii.装填材料の押し退け容積 iii.可変容積36の回転速度および給気体の送出頻度
Therefore, the control module 52 is in its arrangement three of the first variable volume device 49.
Has the ability to control one parameter. This is as follows. i. Non-displaced volume of charge ii. Displacement volume of charge material iii. Rotational speed of variable volume 36 and delivery frequency of supply gas

【0178】 したがって、この配置構成により、インレット・マニホールド50に噴射され
た給気を有意に制御することができる。この制御の程度は、エンジン管理システ
ムおよびインレット・マニホールド50によって供給されるエンジンの状態、特
に可変容積21の状態を感知する他の感知構成と組み合わせて利用することがで
き、したがってこれらの空隙内の燃焼特徴を最適化することができる。
Therefore, with this arrangement, the supply air injected into the inlet manifold 50 can be significantly controlled. This degree of control can be utilized in combination with the engine management system and other sensing arrangements that sense the condition of the engine supplied by the inlet manifold 50, particularly the condition of the variable volume 21, and thus within these voids. The combustion characteristics can be optimized.

【0179】 以上は、本発明の幾つかの実施形態のみを説明し、本発明の範囲および精神か
ら逸脱することなく、当業者にとって明白な変更をすることができる。
The foregoing describes only some embodiments of the present invention, which may be apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention.

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

【図1】 可変容積空隙の系列図である。FIG. 1 is a series diagram of variable volume voids.

【図2】 第2の可変容積空隙と連絡する本発明の第1の実施形態による第
1の可変容積空隙のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a first variable volume void according to the first embodiment of the present invention in communication with a second variable volume void.

【図3.1】 本発明の実施形態による傾斜軸装置の構成要素の略図である
3.1 is a schematic view of components of a tilt axis device according to an embodiment of the present invention.

【図3.2】 図3.1の傾斜軸装置の羽根の図を含む。3.2 Includes a view of the vanes of the tilt axis device of FIG. 3.1.

【図3.3】 図3.1の装置の別の構成要素の図を含む。FIG. 3.3 includes a view of another component of the apparatus of FIG. 3.1.

【図3.4】 図3.1の装置の別の構成要素の図を含む。FIG. 3.4 includes a view of another component of the apparatus of FIG. 3.1.

【図3.5】 図3.1の装置のハウジングの図を含む。Figure 3.5 includes a view of the housing of the device of Figure 3.1.

【図3.6】 図3.1の装置のさらなる構成要素の図を含む。FIG. 3.6 includes a diagram of additional components of the apparatus of FIG. 3.1.

【図3.7】 図3.1の装置のジンバル・アセンブリの部分の図を含む。3.7 includes a view of a portion of the gimbal assembly of the device of FIG. 3.1.

【図3.8】 図3.1の装置のジンバル・アセンブリのさらなる部分の図
を含む。
3.8 includes views of additional portions of the gimbal assembly of the apparatus of FIG. 3.1.

【図3.9】 図3.1の装置のジンバル・アセンブリのさらなる構成要素
の図を含む。
3.9 Includes views of additional components of the gimbal assembly of the apparatus of FIG. 3.1.

【図3.10】 図3.1の傾斜軸装置の斜視図を含む。FIG. 3.10 includes a perspective view of the tilt axis device of FIG. 3.1.

【図4.1】 図4.5に示すような、本発明の第2の実施形態による変形
傾斜軸装置の図を含む。
4.1 includes a view of a modified tilt axis device according to a second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4.5.

【図4.2】 図4.5の変形傾斜軸装置のさらなる構成要素の配置構成を
示す。
4.2 shows an arrangement of further components of the modified tilt axis device of FIG. 4.5.

【図4.3】 図4.5の変形傾斜軸装置の2つの部分円盤部材の相対的配
置を示す。
FIG. 4.3 shows the relative arrangement of the two partial disc members of the modified tilt axis device of FIG. 4.5.

【図4.4】 図4.3の部分円盤部材の側断面図である。FIG. 4.4 is a side sectional view of the partial disc member of FIG. 4.3.

【図4.5】 本発明の第2の実施形態による変形傾斜軸装置の斜視図であ
る。
FIG. 4.5 is a perspective view of a modified tilting shaft device according to a second embodiment of the present invention.

【図5.1】 本発明の第3の好ましい実施形態による変形傾斜軸装置の斜
視図である。
FIG. 5.1 is a perspective view of a modified tilting shaft device according to a third preferred embodiment of the present invention.

【図5.2】 図5.1の変形傾斜軸装置の側断面図である。5.2 is a sectional side view of the modified tilting shaft device of FIG. 5.1.

【図5.3】 図5.1の変形傾斜軸装置の端部断面図である。FIG. 5.3 is an end cross-sectional view of the modified tilt shaft device of FIG. 5.1.

【図5.4】 図5.1の傾斜軸装置のさらなる斜視図である。5.4 is a further perspective view of the tilt axis device of FIG. 5.1.

【図5.5】 図5.1の傾斜軸装置のさらなる斜視図である。5.5 is a further perspective view of the tilt axis device of FIG. 5.1.

【図5.6】 図5.1の傾斜軸装置の詳細な斜視図である。5.6 is a detailed perspective view of the tilt axis device of FIG. 5.1.

【図5.7】 図5.1の装置の部分組立斜視図である。FIG. 5.7 is a partial assembly perspective view of the device of FIG. 5.1.

【図5.8】 図5.1の装置の組立斜視図である。FIG. 5.8 is an assembled perspective view of the device of FIG. 5.1.

【図5.9】 図5.1の装置のさらなる斜視図である。5.9 is a further perspective view of the device of FIG. 5.1; FIG.

【図5.10】 図5.1の装置のさらなる斜視図である。5.10 is a further perspective view of the device of FIG. 5.1.

【図5.11】 図5.1の装置のさらなる斜視図である。5.11 is a further perspective view of the device of FIG. 5.1.

【図5.12】 オフセット位置にある傾斜軸制御機構の破断図である。FIG. 5.12 is a cutaway view of the tilt axis control mechanism in the offset position.

【図5.13】 オフセット位置にある図5.1の機構の斜視図である。5.13 is a perspective view of the mechanism of FIG. 5.1 in the offset position.

【図5.14】 図5.12の配置構成の端面図である。5.14 is an end view of the arrangement of FIG. 5.12.

【図5.15】 ほぼゼロの非押し退け容積位置にある部分円盤部材の位置
の斜視図である。
FIG. 5.15 is a perspective view of the position of the partial disc member in a near-zero undisplaced volume position.

【図5.16】 図5.15のアセンブリの平面図である。5.16 is a plan view of the assembly of FIG. 5.15.

【図5.17】 図5.1の配置構成の部分アセンブリである。5.17 is a partial assembly of the arrangement of FIG. 5.1.

【図5.18】 オフセット位置にある機構の斜視図である。FIG. 5.18 is a perspective view of the mechanism in the offset position.

【図5.19】 オフセット位置にある機構のさらなる斜視図である。FIG. 5.19 is a further perspective view of the mechanism in the offset position.

【図5.20】 図5.1の配置構成のハウジングのさらなる斜視図である
5.20 is a further perspective view of the housing in the arrangement of FIG. 5.1.

【図6.1】 図6.2の制御構成との関連で使用する調節可能な非押し退
け容積部分を有する可変容積装置の側破断図である。
FIG. 6.1 is a side cutaway view of a variable volume device with adjustable non-displacing volume for use in connection with the control arrangement of FIG. 6.2.

【図6.2】 図6.1の可変容積装置との関連で使用する制御構成を示す
FIG. 6.2 shows the control arrangement used in connection with the variable volume device of FIG.

【図7.1】 自動車または同様の装置のエンジンとの関連で使用する可変
容積装置の例示としての相互接続対の斜視図である。
Figure 7.1 is a perspective view of an exemplary interconnect pair of a variable volume device for use in connection with the engine of a vehicle or similar device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 可変容積装置 15 空隙 16 第1の可変容積空隙 17 第1の非押し退け容積 18 第1の押し退け容積 19 第1の独立設定手段 20 第2の独立設定手段 21 第2の可変容積空隙 25 変形傾斜軸装置 26 変形傾斜軸装置 27 変形傾斜軸装置 28 円盤部材 29 ハウジング 30 回転軸 31 羽根回転軸 32 羽根 34 作業面 36 可変容積 37 接触縁 101 部材 102 軸 103 部材 104 軸 105 部材 106 部材 106 部材 107 ガイド 108 シャフト 111 旋回点 201 球形ハウジング 202 ベアリング・ハウジング 203 ベアリング・ハウジング 204 羽根部材 205 部分円錐部材 206 延長軸 207 軸 208 部材 209 接続手段 211 部材 212 軸 213 ベアリング・ハウジング 214 支持部材 215 ベアリング・ハウジング 301 エンジン 302 ブロック 303 ネジ手段 304 レバー   10 Variable volume device   15 void   16 First variable volume void   17 First non-displaced volume   18 First displacement volume   19 First independent setting means   20 Second independent setting means   21 Second variable volume void   25 Deformation tilt axis device   26 Deformation tilt axis device   27 Deformation tilt axis device   28 Disc member   29 housing   30 rotation axis   31 blade rotation axis   32 feathers   34 Working surface   36 variable volume   37 Contact edge   101 member   102 axis   103 member   104 axis   105 members   106 member   106 member   107 Guide   108 shaft   111 Turning point   201 spherical housing   202 bearing housing   203 Bearing housing   204 blade member   205 Partial cone member   206 extension shaft   207 axis   208 member   209 Connection means   211 members   212 axes   213 Bearing housing   214 support member   215 Bearing Housing   301 engine   302 blocks   303 screw means   304 lever

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 PQ 4496 (32)優先日 平成11年12月7日(1999.12.7) (33)優先権主張国 オーストラリア(AU) (31)優先権主張番号 PQ 5302 (32)優先日 平成12年1月27日(2000.1.27) (33)優先権主張国 オーストラリア(AU) (31)優先権主張番号 PQ 5440 (32)優先日 平成12年2月7日(2000.2.7) (33)優先権主張国 オーストラリア(AU) (31)優先権主張番号 PQ 5439 (32)優先日 平成12年2月7日(2000.2.7) (33)優先権主張国 オーストラリア(AU) (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,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (31) Priority claim number PQ 4496 (32) Priority date December 7, 1999 (December 1999) (33) Priority country Australia (AU) (31) Priority claim number PQ 5302 (32) Priority date January 27, 2000 (January 27, 2000) (33) Priority country Australia (AU) (31) Priority claim number PQ 5440 (32) Priority date February 7, 2000 (2000.2.7) (33) Priority country Australia (AU) (31) Priority claim number PQ 5439 (32) Priority date February 7, 2000 (2000.2.7) (33) Priority country Australia (AU) (81) Designated countries 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, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, C A, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM , DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, K E, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, R U, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM , TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW

Claims (50)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料を燃焼させる少なくとも1つの可変容積の空隙を有する
エンジンを備えるエンジン・システムであって、前記エンジンが、さらに、封じ
込め容積を画定して、前記封じ込め容積内で前記燃料が燃焼する間に、前記燃料
を保持するように、前記空隙を動作自在に密封する手段を有し、それによって前
記燃焼によって放出されたエネルギーの少なくとも一部を前記エンジンの作業部
分の機械的運動に返還し、前記エンジン・システムが、さらに、前記燃料が前記
封じ込め容積内にある状態で、酸化流体を封じ込める流体駆動手段を備えるエン
ジン・システム。
1. An engine system comprising an engine having at least one variable volume void for burning fuel, the engine further defining a containment volume within which the fuel burns. A means for operatively sealing the air gap to retain the fuel during recovery, thereby returning at least a portion of the energy released by the combustion to the mechanical motion of the working portion of the engine. However, the engine system further comprises fluid drive means for containing an oxidizing fluid with the fuel in the containment volume.
【請求項2】 請求項1記載のエンジン・システムにおいて、前記動作自在
に密封する手段がピストンを備えるエンジン・システム。
2. The engine system of claim 1, wherein the operably sealing means comprises a piston.
【請求項3】 請求項2記載のシステムにおいて、前記作業部分が前記ピス
トンを含むシステム。
3. The system of claim 2, wherein the working portion includes the piston.
【請求項4】 請求項1記載のエンジン・システムにおいて、前記動作自在
に密封する手段が回転子を備えるエンジン・システム。
4. The engine system of claim 1, wherein the operably sealing means comprises a rotor.
【請求項5】 請求項4記載のシステムにおいて、前記作業部分が前記回転
子を含むシステム。
5. The system of claim 4, wherein the working portion includes the rotor.
【請求項6】 請求項1記載のシステムにおいて、前記動作自在に密封する
手段が、傾斜軸装置の第1の部分円盤部材を備えるシステム。
6. The system of claim 1, wherein the operatively sealing means comprises a first partial disc member of a tilting shaft device.
【請求項7】 請求項6記載のシステムにおいて、前記作業部分が前記第1
の部分円盤部材を含むシステム。
7. The system of claim 6, wherein the working portion is the first
A system including a partial disk member of.
【請求項8】 請求項1から請求項7の何れか1項記載のシステムにおいて
、前記流体駆動手段がコンプレッサ・システムを備えるシステム。
8. A system according to any one of claims 1 to 7, wherein the fluid drive means comprises a compressor system.
【請求項9】 請求項8記載のシステムにおいて、前記コンプレッサ・シス
テムが回転装置を備えるシステム。
9. The system of claim 8, wherein the compressor system comprises a rotating device.
【請求項10】 請求項9記載のシステムにおいて、前記回転装置が、自身
内に非押し退け部分および押し退け部分を有する可変容積空隙を含み、前記回転
装置が、さらに、前記非押し退け部分を調節する第1の独立設定点手段と、前記
押し退け部分を調節する第2の独立設定点手段とを含むシステム。
10. The system of claim 9, wherein the rotating device includes a variable volume void having a non-pushing portion therein and a pushing-out part therein, the rotating device further adjusting the non-pushing portion. A system comprising one independent set point means and a second independent set point means for adjusting the displacement.
【請求項11】 請求項8または請求項9または請求項10記載の何れかの
システムにおいて、前記コンプレッサ・システムが前記作業部分から直接駆動さ
れるシステム。
11. The system of any of claims 8 or 9 or 10, wherein the compressor system is driven directly from the working part.
【請求項12】 請求項8または請求項9または請求項10記載の何れかの
システムにおいて、前記コンプレッサ・システムが、前記作業部分から独立した
動力源によって駆動されるシステム。
12. The system according to claim 8, 9 or 10, wherein the compressor system is driven by a power source independent of the working part.
【請求項13】 請求項12記載のシステムにおいて、前記コンプレッサ・
システムが電気モータによって駆動されるシステム。
13. The system of claim 12, wherein the compressor
A system in which the system is driven by an electric motor.
【請求項14】 少なくとも1つの可変容積の空隙を有するコンプレッサ・
システムであって、さらに、封じ込め容積を画定し、前記封じ込め体積内で流体
を圧縮するように、前記空隙を動作自在に密封する手段を有するコンプレッサ。
14. A compressor having at least one variable volume void
A system, wherein the compressor further comprises means for defining a containment volume and operatively sealing the void to compress a fluid within the containment volume.
【請求項15】 請求項14記載のコンプレッサ・システムにおいて、前記
可変容積空隙が非押し退け部分および押し退け部分を含むコンプレッサ・システ
ム。
15. The compressor system according to claim 14, wherein the variable volume void includes a non-displaced portion and a displaced portion.
【請求項16】 請求項15記載のコンプレッサ・システムにおいて、さら
に、前記非押し退け部分の容積を調節する第1の独立設定点手段を含むコンプレ
ッサ・システム。
16. The compressor system of claim 15 further including first independent set point means for adjusting the volume of said non-pushed portion.
【請求項17】 請求項15または請求項16記載の何れかのコンプレッサ
・システムにおいて、さらに、非押し退け部分の容積を調節する第2の独立設定
点手段を含むコンプレッサ・システム。
17. A compressor system as claimed in either claim 15 or claim 16 further comprising second independent set point means for adjusting the volume of the non-displaced portion.
【請求項18】 少なくとも1つの可変容積の空隙を有する回転装置であっ
て、前記空隙の容積が、前記装置の動作中に周期的に変化し、前記可変容積空隙
が、非押し退け容積部分を備え、前記非押し退け容積部分の容積が、前記装置の
各動作サイクル中に所定の一定の容積を維持し、前記可変容積の空隙が、さらに
、押し退け容積部分を含み、前記非押し退け部分の容積が、前記装置の各動作サ
イクル中に、ゼロ容積から所定の最大容積まで周期的に変化し、 前記装置が、前記非押し退け容積部分の容積を設定する第1の独立設定点手段
を含み、前記装置が、前記押し退け容積部分の前記所定最大容積を設定する第2
の独立設定点手段を含む回転装置。
18. A rotating device having at least one variable volume void, the volume of said void varying periodically during operation of said device, said variable volume void comprising a non-displaced volume portion. The volume of the non-displacement volume maintains a predetermined constant volume during each operating cycle of the device, the variable volume void further includes a displacement volume, and the volume of the non-displacement portion is: During each operating cycle of the device, the device cyclically varies from zero volume to a predetermined maximum volume, the device including first independent set point means for setting the volume of the non-displaced volume portion, the device comprising: A second for setting the predetermined maximum volume of the displacement volume
A rotating device including independent set point means.
【請求項19】 請求項18記載の回転装置において、さらに、前記第1の
独立設定点手段と前記第2の独立設定点手段との間に連結手段を含む回転装置。
19. The rotating device according to claim 18, further comprising connecting means between the first independent set point means and the second independent set point means.
【請求項20】 請求項19記載の回転装置において、前記連結手段がスロ
ット・ガイドを含む回転装置。
20. The rotating device according to claim 19, wherein the connecting means includes a slot guide.
【請求項21】 自身内に少なくとも1つの可変容積空隙を含む回転装置。21. A rotating device including at least one variable volume void therein. 【請求項22】 請求項21記載の回転装置において、前記少なくとも1つ
の可変容積空隙が、非押し退け部分および押し退け部分を含む回転装置。
22. The rotating device of claim 21, wherein the at least one variable volume void includes a non-pushing portion and a push-out portion.
【請求項23】 請求項22記載の回転装置において、前記非押し退け部分
の容積が第1の独立設定点手段によって変化できる回転装置。
23. The rotating device according to claim 22, wherein the volume of the non-pushed-out portion can be changed by the first independent set point means.
【請求項24】 請求項22または請求項23記載の何れかの回転装置にお
いて、前記押し退け部分の容積が、第2の独立設定点手段によって変化できる回
転装置。
24. The rotating device according to claim 22 or 23, wherein the volume of the displacement portion can be changed by the second independent set point means.
【請求項25】 請求項21から請求項24の何れか1項記載の回転装置に
おいて、前記回転装置が傾斜軸装置を備える回転装置。
25. The rotating device according to claim 21, wherein the rotating device includes a tilt shaft device.
【請求項26】 請求項25記載の回転装置において、変形傾斜軸装置を備
え、該変形傾斜軸装置がハウジングと、 前記ハウジング内で羽根の回転軸を中心に回転可能な羽根板と、 前記ハウジング内で、部分円盤部材の回転軸を中心に回転可能な少なくとも1
つの部分円盤部材とを備え、 前記少なくとも1つの部分円盤部材が、前記羽根板、前記部分円盤板および前
記ハウジングの少なくとも一部の間で可変作業容積を画定し、 前記作業容積が、前記回転装置の動作中に周期的に変化する回転装置。
26. The rotating device according to claim 25, further comprising a deformation tilt shaft device, the deformation tilt shaft device being a housing, a vane plate rotatable in the housing about a rotation shaft of a blade, and the housing. At least one of which is rotatable about the rotation axis of the partial disc member
Two partial disk members, the at least one partial disk member defining a variable working volume between the vane plate, the partial disk plate and at least a portion of the housing, the working volume being the rotating device. A rotating device that changes cyclically during operation.
【請求項27】 請求項26記載の装置において、前記作業容積が、前記羽
根回転軸と前記部分円盤部材の回転軸との間のオフセット角度に従って周期的に
変化する装置。
27. The apparatus according to claim 26, wherein the working volume changes periodically according to an offset angle between the blade rotation axis and the rotation axis of the partial disc member.
【請求項28】 第2の可変容積装置と流体連絡する少なくとも第1の可変
容積装置を備えるアセンブリ。
28. An assembly comprising at least a first variable volume device in fluid communication with a second variable volume device.
【請求項29】 請求項28記載のアセンブリにおいて、前記少なくとも第
1の可変容積装置が、押し退け部分および非押し退け部分を有する空隙を含むア
センブリ。
29. The assembly of claim 28, wherein the at least first variable volume device includes a void having a displaced portion and a non-displaced portion.
【請求項30】 エンジン・システムであって、 (a)作業流体を燃焼させる少なくとも1つの可変容積空隙を有するエンジン
を備え、該エンジンが、さらに、封じ込め容積を画定し、前記作業流体の燃焼中
に前記作業流体を前記封じ込め容積内に保持し、したがって、前記燃焼によって
放出されるエネルギーの少なくとも一部を前記エンジンの作業部分の機械的運動
に返還するように前記空隙を動作自在に密封する手段を有し、さらに、 (b)少なくとも1つの可変容積の空隙を有する回転装置を備え、前記空隙の
容積が、前記装置の動作中に周期的に変化し、前記可変容積空隙が非押し退け容
積部分を備え、該非押し退け容積部分の容積が、前記装置の各動作サイクル中に
所定の一定容積に維持され、前記可変容積空隙が、さらに押し退け容積部分を含
み、該押し退け容積部分の容積が、前記装置の各動作サイクル中にゼロ容積から
所定の最大容積まで周期的に変化し、 前記装置が、前記非押し退け容積部分の容積を設定する第1の独立設定点手段
を含み、前記装置が、前記押し退け容積部分の前記所定の最大容積を設定する第
2の独立設定点手段を含み、 前記回転装置が、前記作業流体を前記エンジンの前記少なくとも1つの可変容
積空隙に給送するように作用するエンジン・システム。
30. An engine system, comprising: (a) an engine having at least one variable volume void for burning a working fluid, the engine further defining a containment volume during burning of the working fluid. Means for retaining the working fluid in the containment volume and thus operatively sealing the gap to return at least a portion of the energy released by the combustion to the mechanical motion of the working portion of the engine. And (b) a rotating device having at least one variable volume void, the volume of the void varying periodically during operation of the device, the variable volume void comprising a non-displaced volume portion. The volume of the non-displaced volume is maintained at a predetermined constant volume during each operating cycle of the device, and the variable volume void is further displaced. A volume portion, the volume of the displacement volume varying periodically from zero volume to a predetermined maximum volume during each operating cycle of the device, the device setting a volume of the non-displacement volume portion; One independent set point means, the device including second independent set point means for setting the predetermined maximum volume of the displacement volume, the rotating device directing the working fluid to the at least the engine. An engine system that acts to feed one variable volume air gap.
【請求項31】 請求項30記載のエンジン・システムにおいて、前記動作
自在に密封する手段がピストンを備えるエンジン・システム。
31. The engine system of claim 30, wherein the operably sealing means comprises a piston.
【請求項32】 請求項30または請求項31記載の何れかのシステムにお
いて、前記作業部分が前記ピストンを含むシステム。
32. The system of either claim 30 or claim 31, wherein the working portion comprises the piston.
【請求項33】 請求項30記載のエンジン・システムにおいて、前記動作
自在に密封する手段が回転子を備えるエンジン・システム。
33. The engine system of claim 30, wherein the operably sealing means comprises a rotor.
【請求項34】 請求項33記載のシステムにおいて、前記作業部分が前記
回転子を含むシステム。
34. The system of claim 33, wherein the working portion includes the rotor.
【請求項35】 請求項30記載のシステムにおいて、前記動作自在に密封
する手段が、傾斜軸装置の第1の部分円盤部材を備えるシステム。
35. The system according to claim 30, wherein said operably sealing means comprises a first partial disc member of a tilting shaft device.
【請求項36】 請求項35記載のシステムにおいて、前記作業部分が前記
第1の部分円盤部材を含むシステム。
36. The system of claim 35, wherein the working portion comprises the first partial disc member.
【請求項37】 請求項30から請求項36の何れか1項記載のシステムに
おいて、前記流体駆動手段がコンプレッサ・システムを備えるシステム。
37. The system according to any one of claims 30 to 36, wherein the fluid drive means comprises a compressor system.
【請求項38】 請求項37記載のシステムにおいて、前記コンプレッサ・
システムが回転装置を備えるシステム。
38. The system of claim 37, wherein the compressor
A system in which the system comprises a rotating device.
【請求項39】 請求項38記載のシステムにおいて、前記回転装置が、自
身内に非押し退け部分および押し退け部分を有する可変容積の空隙を含み、前記
回転装置が、さらに、前記非押し退け部分を調節する第1の独立設定点手段およ
び前記押し退け部分を調節する第2の独立設定点手段を含むシステム。
39. The system of claim 38, wherein the rotating device includes a variable volume void therein having a non-push portion and a push portion therein, the rotating device further adjusting the non-push portion. A system including a first independent set point means and a second independent set point means for adjusting the displacement.
【請求項40】 請求項37または請求項38または請求項39記載の何れ
かのシステムにおいて、前記コンプレッサ・システムが、前記作業部分から直接
駆動されるシステム。
40. The system of any of claims 37 or 38 or 39, wherein the compressor system is driven directly from the working part.
【請求項41】 請求項37または請求項38または請求項39記載の何れ
かのシステムにおいて、前記コンプレッサ・システムが、前記作業部分から独立
した動力源によって駆動されるシステム。
41. The system of any of claims 37, 38 or 39, wherein the compressor system is driven by a power source independent of the working part.
【請求項42】 請求項41記載のシステムにおいて、前記コンプレッサ・
システムが電気モータによって駆動されるシステム。
42. The system of claim 41, wherein the compressor
A system in which the system is driven by an electric motor.
【請求項43】 請求項30から請求項42の何れか1項記載のエンジン・
システムにおいて、さらに、前記第1の独立設定点手段と前記第2の独立設定点
手段との間に連結手段を含むエンジン・システム。
43. The engine according to any one of claims 30 to 42.
An engine system, wherein the system further comprises coupling means between the first independent set point means and the second independent set point means.
【請求項44】 請求項43記載のエンジン・システムにおいて、前記連結
手段がスロット・ガイドを含むエンジン・システム。
44. The engine system according to claim 43, wherein said connecting means comprises a slot guide.
【請求項45】 請求項30から請求項44の何れか1項記載のシステムに
おいて、前記エンジンの前記可変容積空隙が非押し退け部分および押し退け部分
を含むシステム。
45. The system according to any one of claims 30 to 44, wherein the variable volume void of the engine includes a non-push portion and a push portion.
【請求項46】 請求項45記載のシステムにおいて、前記エンジンの前記
可変容積空隙の前記非押し退け部分の容積が、エンジンの可変容積手段によって
変化できるシステム。
46. The system of claim 45, wherein the volume of the non-pushed-out portion of the variable volume void of the engine is variable by variable volume means of the engine.
【請求項47】 請求項46記載のシステムにおいて、前記非押し退け部分
の容積が、独立した設定点手段によって変化できるシステム。
47. The system of claim 46, wherein the volume of the non-pushed-out portion is variable by independent set point means.
【請求項48】 請求項46記載のシステムにおいて、前記エンジンの前記
可変容積空隙の前記非押し退け部分を変化させる前記エンジン可変容積手段が、
前記第1の独立設定点手段と前記第2の独立設定点手段の間の前記連結手段と連
結されるシステム。
48. The system of claim 46, wherein the engine variable volume means for varying the unpushed portion of the variable volume void of the engine comprises:
A system coupled with the coupling means between the first independent set point means and the second independent set point means.
【請求項49】 請求項45から請求項48の何れか1項記載のシステムに
おいて、前記回転装置によって給送される前記作業流体の最大質量が、前記エン
ジンの前記非押し退け容積に比例するシステム。
49. The system according to any one of claims 45 to 48, wherein the maximum mass of the working fluid delivered by the rotating device is proportional to the undisplaced volume of the engine.
【請求項50】 請求項49記載のシステムにおいて、作業流体の質量が異
常爆発を引き起こす質量を超えないシステム。
50. The system of claim 49, wherein the working fluid mass does not exceed the mass that causes the abnormal explosion.
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