JP2015214984A - 2ストロークエンジンおよびこれに関係した方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2ストロークエンジンは、軸の周りに回転可能なクランクシャフトと、燃焼シリンダと圧縮シリンダとを含んだエンジンブロックと、を含んでいる。第1ピストンは燃焼シリンダ内にスライド可能に配置され、軸の周りのクランクシャフトの各回転の際の燃焼行程を通じて、燃焼シリンダ内を往復運動するためにクランクシャフトに動作可能に連結されている。第2ピストンは圧縮シリンダ内にスライド可能に配置され、軸の周りのクランクシャフトの各回転の際に新鮮な空気が圧縮シリンダ内に受け入れられ且つ圧縮シリンダ内で圧縮されるように、圧縮シリンダ内の往復運動のためにクランクシャフトに動作可能に連結されている。
【選択図】図2A
Description
12 ・・・クランクシャフト
14 ・・・回転軸
20,211 ・・・エンジンブロック
26 ・・・圧縮シリンダ
28 ・・・燃焼シリンダ
36 ・・・第1ピストン
38 ・・・第2ピストン
40、51 ・・・導管
46,196 ・・・排気ダクト
50 ・・・スパークプラグ
60、62 ・・・ロータリーバルブ
64 ・・・ヘッド部
70 ・・・制御ユニット
72 ・・・燃料インジェクタ
80 ・・・第1接続ロッド
82 ・・・第2接続ロッド
88 ・・・第1通路
93 ・・・第2通路
94 ・・・ポート
113 ・・・排気ポート
120 ・・・フィン
200,202 ・・・ベアリング
212 ・・・シール
Claims (20)
- 軸の周りに回転可能なクランクシャフトと、
燃焼シリンダと圧縮シリンダとを含んだエンジンブロックと、
前記燃焼シリンダ内にスライド可能に配置された第1ピストンであって、前記軸の周りの前記クランクシャフトの各回転の際の燃焼行程を通じて、前記燃焼シリンダ内を往復運動するために前記クランクシャフトに動作可能に連結された第1ピストンと、
前記圧縮シリンダ内にスライド可能に配置された第2ピストンであって、前記軸の周りの前記クランクシャフトの各回転の際に新鮮な空気が前記圧縮シリンダ内に受け入れられ且つ前記圧縮シリンダ内で圧縮されるように、前記圧縮シリンダ内の往復運動のために前記クランクシャフトに動作可能に連結された第2ピストンと、
前記燃焼シリンダと圧縮シリンダとの間の流体連通に寄与した導管と、
燃料を前記燃焼シリンダ内に入れるために前記燃焼シリンダと流体連通とされた燃料インジェクタと、
前記クランクシャフトに対する相対回転のために前記エンジンブロック内において前記クランクシャフトに連結された第1および第2ロータリーバルブであって、該第1および第2ロータリーバルブは個々に回転して、前記圧縮シリンダ内に新鮮な空気を選択的に導入し、圧縮された空気を前記導管内に流すことを可能にした第1および第2ロータリーバルブと、
を具備し、
該第1および第2ロータリーバルブは、前記圧縮シリンダ内において圧縮された空気が前記導管を通じて前記燃焼シリンダ内に移送され、且つ燃料が前記燃料インジェクタによって前記燃焼シリンダ内に導入される前に前記燃焼シリンダ内の概略全ての内容物を掃気するように、動作可能であり、前記導管内の空気の圧力を約60psi(0.41MPa)よりも低く制御していることを特徴とする2ストロークエンジン。 - 前記第1および第2ロータリーバルブの各々は、前記クランクシャフトの回転速度の約半分の回転において前記クランクシャフトに動作可能に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。
- 前記導管は空気を保持するための第1容積を形成し、前記燃焼シリンダは空気と燃料との混合気を保持するための第1最大容積を形成し、
前記導管の第1容積は、前記燃焼シリンダ内の概略全ての内容物および清浄な空気の追加の体積を掃気するために、前記燃焼シリンダの第1最大容積よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。 - 前記燃焼シリンダは空気と燃料との混合気を保持するための第1最大容積を形成し、前記圧縮シリンダは空気を保持するための第2最大容積を形成し、
該第2最大容積は、前記燃焼シリンダ内の概略全ての内容物および清浄な空気の追加の体積を掃気するために、前記第1最大容積よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。 - 前記導管は、該導管内の空気の温度を制御するための複数のフィンを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。
- 前記第1ロータリーバルブは該第1ロータリーバルブの回転軸に全体的に横向きに延在した第1通路を含み、前記第1ロータリーバルブの回転は前記圧縮シリンダと外部の空気源との間の流体連通を間欠的に提供することを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。
- 前記第2ロータリーバルブは該第2ロータリーバルブの回転軸に全体的に横向きに延在した第2通路を含み、前記第2ロータリーバルブの回転は前記圧縮シリンダと前記導管との間の前記第2通路を通じた流体連通を間欠的に提供することを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。
- 前記第1および第2ロータリーバルブは前記圧縮シリンダの端部近傍に配置され、且つ個々の軸に関して回転可能であり、該個々の軸は全体的に互いに平行であり且つ前記クランクシャフトの回転軸に全体的に平行であることを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。
- 前記燃料インジェクタは、燃料を前記燃焼シリンダ内に噴出するために、前記燃焼シリンダと流体的に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。
- 消費されたガスを前記燃焼シリンダから掃気するために、前記燃焼シリンダと流体連通とされた排気ダクトをさらに具備し、
該排気ダクトは前記燃焼シリンダの近位側の位置における第1断面領域から、前記燃焼シリンダの遠位側の別の位置における第2断面領域へと膨張しており、該第2断面領域は前記第1断面領域よりも面積が大きいことを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。 - 前記排気ダクトは、該排気ダクトの長手軸に対して約45°の角度で傾斜した少なくとも1つの側壁を具備していることを特徴とする請求項10に記載の2ストロークエンジン。
- 前記燃料インジェクタは前記導管に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。
- 前記エンジンブロックは前記圧縮シリンダのヘッド部を形成し、前記第1および第2ロータリーバルブは前記ヘッド部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の2ストロークエンジン。
- 共通のクランクシャフトを、エンジンの燃焼シリンダおよび圧縮シリンダ内において個々に往復運動で移動可能な第1および第2ピストンに連結するステップと、
前記燃焼シリンダと圧縮シリンダとを導管を通じて互いに流体的に連結するステップと、
前記圧縮シリンダ内への空気の流れおよび前記導管内の空気を圧縮するための前記圧縮シリンダから導管への空気の流れを制御するための、一組のバルブを設けるステップと、
概略全ての燃焼の残留物と所定の体積の清浄な空気とを前記燃焼シリンダから排気するように動作可能な、少なくとも1つの前記圧縮シリンダまたは前記導管内の空気のための保持容積を設けるステップと、
を含んでいることを特徴とする2ストロークエンジンの製造方法。 - 前記燃焼シリンダ内への燃料の供給を制御し、前記導管から得られる空気の少なくとも約15%が前記燃焼シリンダ内に流入し、燃料の供給に先立って排気ダクトを通じて流出することが可能とするステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項14に記載の2ストロークエンジンの製造方法。
- 前記導管内の空気の温度を約華氏180度(82.2℃)よりも低く制御するステップをさらに具備していることを特徴とする請求項14に記載の2ストロークエンジンの製造方法。
- 前記導管内の空気の圧力を約60psi(0.41MPa)よりも低く制御するステップをさらに具備していることを特徴とする請求項14に記載の2ストロークエンジンの製造方法。
- 前記エンジン内への燃料の供給を制御して、少なくとも1つの前記燃焼シリンダ、圧縮シリンダ、または導管を冷却するステップをさらに具備していることを特徴とする請求項14に記載の2ストロークエンジンの製造方法。
- 前記エンジンをオイルフリー燃料源に連結するステップをさらに含み、前記燃料はアルコールベース再生可能燃料、水素またはプロパンの1つを含んでいることを特徴とする請求項14に記載の2ストロークエンジンの製造方法。
- 2ストロークエンジン内において動力を発生させる方法であって、該方法は、
前記エンジンの個々の燃焼シリンダおよび圧縮シリンダ内において第1ピストンおよび第2ピストンを往復させるステップであって、前記第1ピストンおよび第2ピストンは、クランクシャフトを回転させてこれによって動力を発生させるために、共通のクランクシャフトに連結されている、ステップと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダへと空気を導くステップと、
前記燃焼シリンダ内に燃料を導入するステップと、
前記燃焼シリンダ内において空気と燃料との混合気を燃焼させるステップと、
消費したガスと所定の体積の清浄な空気とを、前記燃焼シリンダから排気するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
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