JP2021513024A - 内燃エンジン - Google Patents
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Abstract
Description
ボクサーエンジンに関する。
エンジン内において、シリンダ内のピストン7,8の直線運動は、スコッチヨークアセンブリ110,120によって、クランクシャフト1の回転運動に変換される。図4及び図5に詳細に示されるように、エンジンは、2種類のスコッチヨークアセンブリ110,120、すなわち、主スコッチヨークアセンブリ110及び補助ヨークアセンブリ120を有している。図2は、中央の補助スコッチヨークアセンブリ120及び2つの外側の主スコッチヨークアセンブリ110の配置を示している。
図3は、可変圧縮を可能にする機構を示している。主ピストン7の上死点(TDC)を変更することによって、全速度範囲及び全負荷範囲にわたって比較的一定の圧縮圧力を達成することができる。すなわち、主シリンダI,III;II,IV内における給気充填の程度に関わらず、エンジン圧縮端の圧力をその所定値に維持することができる。本発明の可変圧縮機構は、ウォーム歯車13,14及びウォーム歯車制御シャフト11,12を利用して主ピストン7の上死点(TDC)を調整するようになっている。
本発明における周知のスプリットサイクルプロセスを用いる方法は、2段階圧縮及び2段階膨張を含む点において独創的である。2段階圧縮及び2段階膨張は、主シリンダI,III;II,IVと補助シリンダV,VII;V1,VIIIとの間で分割して行われる。図面に開示される実施形態では、エンジンは、4つの主シリンダI,III;II,IV及び4つの補助シリンダV,VII;VI,VIIIを有している。代替的実施形態では、シリンダを直列又は並列に追加することによって、シリンダの数を倍にすることも可能である。
図9及び図10は、本発明の可変弁タイミングを可能にする機構を示している。クランクシャフト1の回転運動は、相互接続された歯車16,17a,17b,41及び接続シャフト44,45によって、2つのカムシャフト30に伝達される。接続シャフト44,45を長手方向に調整することによって、クランクシャフト1の回転に対する対応するカムシャフト30の回転が変更される。すなわち、弁の開閉のタイミングが、対応するピストンの移動に対して変更される。
V,VII;V1,VIII 補助シリンダ(右エンジン側;左エンジン側)
P 面
L 左エンジン側
R 右エンジン側
1 クランクシャフト
2 主ヨーク
3 補助ヨーク
4 補助ピストンロッド
5 主ピストンロッド
6 クランク半割軸受
7 主ピストン
8 補助ピストン
9 前側クランクシャフト軸受
10 後側クランクシャフト軸受
11 ウォーム制御シャフト(右エンジン側)
12 ウォーム制御シャフト(左エンジン側)
13 ウォーム歯車(右エンジン側)
14 ウォーム歯車(左エンジン側)
15 潤滑油ポンプ
16 ベベル歯車(クランクシャフト)
17a 第1のベベル歯車(接続シャフト)
17b 第2のベベル歯車(接続シャフト)
18 接続シャフト軸受
20a (20bと向き合う)雄型螺旋スプライン
20b (20aと向き合う)雄型螺旋スプライン
22a (22bと向き合う)雌側螺旋スプライン
22b (22aと向き合う)雌側螺旋スプライン
23 摺動面
25 スタッド
27 雌ネジ山(主ピストンロッド)
28 旋回式連結部
30 カムシャフト
31 吸気弁
32 吐出弁
33 排気弁
34 弁バネ
35 バネワッシャ−
36 排気弁間隙調整ネジ
37 主弁間隙調整ネジ
38 主弁カムヨーク
40 主弁ヨークガイドピン
41 ベベル歯車(カムシャフト)
42a(17aの)スピンドル
42b(17bの)スピンドル
44 接続シャフト(右エンジン側)
45 接続シャフト(左エンジン側)
46 カム歯車ハウジング
47 スパークプラグ
48 右カムシャフトハウジング
49 左カムシャフトハウジング
50 上側案内プレート
51 下側案内プレート
52 シリンダ底プレート
53 シリンダブロック
54 弁シートプレート
55 金属ガスケット
56 上部弁ブロック
59 クランクシャフト軸受プレート
60 潤滑油溜め
61 フライホイール
62 接続通路
63 スロットル
65 排気マニホールド
66 燃料噴射ノズル
67 補助シリンダライナー
68 主シリンダライナー
69 逆止弁(入口)
70 逆止弁(出口)
71a(逆止弁用)バネ
71b(入口逆止弁用)ディスク
71c(出口逆止弁用)ディスク
72 圧力トラップ溝
74 ダブルカム
77 案内溝
81 シリンダブロック
100a 流体移送通路
100b 移送入口(補助シリンダ)
101 吸気弁シート(主シリンダ)
102 吐出弁シート(主シリンダ)
103 排気弁シート(補助シリンダ)
104 スパークプラグシート
105 孔
110 主スコッチヨークアセンブリ
111 冷却水ジャケット
120 補助スコッチヨークアセンブリ
Claims (12)
- クランクシャフト(1)を備える2つの実質的に鏡面対称のエンジン側(L,R)を有するボクサーエンジンであって、
前記クランクシャフト(1)に接続された少なくとも2つの主スコッチヨークアセンブリ(110)であって、各々が各エンジン側(R;L)の1つの主シリンダ(I,III;II,IV)内に配置された1つの主ピストン(7)を有する、少なくとも2つの主スコッチヨークアセンブリ(110)と、
前記クランクシャフト(1)に接続された少なくとも1つの補助スコッチヨークアセンブリ(120)であって、各エンジン側(R;L)の1対の補助シリンダ(V,VII;V1,V111)内に配置された1対の補助ピストン(8)を有する、少なくとも1つの補助スコッチヨークアセンブリ(120)と、
を備え、
前記主スコッチヨークアセンブリ(110)は、前記クランクシャフト(1)に対して同期して配置され、前記補助スコッチヨークアセンブリ(120)は、前記クランクシャフト(1)に対して180°位相がずれて配置され、
各補助ピストン(7)が、各補助シリンダ(V,VII;V1,VIII)内に外側空間及び内側空間を画定し、前記内側空間は、対向するエンジン側(R;L)の方を向いており、
各補助シリンダ(V,VII;VI,VIII)対の前記内側空間は、互いに流体連通して圧縮チャンバを形成し、前記圧縮チャンバは、第1及び第2の逆止弁(69,70)を備え、前記補助シリンダ(V,VII;VI,VIII)対は、前記第1の逆止弁(69)を通る外気を吸引し且つ圧縮し、前記空気を前記第2の逆止弁(70)を通して前記対向するエンジン側(R;L)の主シリンダ(I,III;II,IV)内に送り出すように構成されており、
各補助シリンダ(V,VII;VI,VIII)対の前記外側空間は、互いに流体連通し、同一エンジン側(R;L)の主シリンダ(I,III;II,IV)から加圧された排気ガスを受け入れるようになっている、
ボクサーエンジン。 - 前記補助ピストン(8)は、周方向に配置された圧力トラップ溝(72)を備えている、請求項1に記載のボクサーエンジン。
- 各主スコッチヨークアセンブリ(110)は、多角形断面を有する主ピストンロッド(5)を備え、各主ピストンロッド(5)は、
第1の端において対応する主ピストン(7)に対する旋回式連結部を有し、
第2の端において対応する主ヨーク(2)から突出するスタッド(26)に対するネジ山付き接続部を有し、
長手方向に摺動可能なウォーム歯車(13,14)に抱持されている、
先行する請求項のいずれかに記載のボクサーエンジン。 - 前記ウォーム歯車(13,14)に係合するウォーム制御シャフト(11;12)を更に備え、前記ウォーム制御シャフト(11;12)は、流体圧又は電気アクチュエータによって調整されるようになっている、請求項3に記載のボクサーエンジン。
- 前記ボクサーエンジンは、前記クランクシャフト(1)と前記カムシャフト(30)とを接続する2つの接続シャフト(44;45)を備え、前記カムシャフト(30)は、前記主シリンダ(I,III;II,IV)の吸気弁(31)及び吐出弁(32)と前記補助シリンダ(V,VII;VI,VIII)の排気弁(33)とを作動させるようになっており、
各接続シャフト(44;45)は、第1の端部分において第1の接続シャフトベベル歯車(17a)の第1の突出するスピンドル(42a)の第1の雄螺旋スプライン(20a)に係合する第1の雌螺旋スプライン(22a)を備え、前記第1の接続シャフトベベル歯車(17a)は、前記カムシャフト(30)に接続されたカムシャフトベベル歯車(41)に係合されており、
前記接続シャフト(44;45)は、第2の端部分において第2の接続シャフトベベル歯車(17b)の第2の突出するスピンドル(42b)の第2の雄螺旋スプライン(20b)に係合する第2の雌螺旋スプライン(22b)を備え、前記第2の接続シャフトベベル歯車(17b)は、前記クランクシャフト(1)に接続されたクランクシャフトベベル歯車(16)に係合されており、
前記接続シャフト(44,45)は、前記第1及び第2の突出するスピンドル(42a,42b)に沿った前記接続シャフト(44,45)のいくらかの長手方向運動を可能にする長さを有し、
前記第1の雄螺旋スプライン(20a)及び前記第2の雄螺旋スプライン(20b)は、互いに逆のネジ山を有し、前記第1の雌螺旋スプライン(22a)及び前記第2の雌螺旋スプライン(22b)は、互いに逆のネジ山を有している、
先行する請求項のいずれかに記載のボクサーエンジン。 - 前記2つの接続シャフト(44;45)は、流体圧又は電気アクチュエータによって、同時に長手方向に調整されるようになっている、請求項5に記載のボクサーエンジン。
- 各主シリンダ(I,III;II,IV)のための2つのカム及び各補助シリンダ(V,VII;VI,VIII)のためのダブルカム(74)を有するカムシャフト(30)を備えている、先行する請求項のいずれかに記載のボクサーエンジン。
- 各エンジン側(R,L)において上部弁ブロック(56)とシリンダブロック(81)との間に配置された弁シートプレート(54)は、
2つの主シリンダ吸気弁シート(101)と、
2つの主シリンダ吐出弁シート(102)と、
2つの補助シリンダ移送入口(100b)と、
2つの補助シリンダ排気弁シート(103)と、
両方の主シリンダ吐出弁シート(102)及び両方の補助シリンダ移送入口(100b)に流体連通する流体移送通路(100a)と、
を備える、先行する請求項のいずれかに記載のボクサーエンジン。 - 前記圧縮チャンバ及び前記主シリンダ(I,III;II,IV)は、少なくとも1つの接続通路(62)によって接続されている、先行する請求項のいずれかに記載のボクサーエンジン。
- 前記少なくとも1つの接続通路(62)は、空冷されている、先行する請求項のいずれかに記載のボクサーエンジン。
- 前記少なくとも1つの補助ヨークアセンブリ(120)の重量は、少なくとも2つの主ヨークアセンブリ(110)の重量と均衡が取れている、先行する請求項のいずれかに記載のボクサーエンジン。
- シリンダ底プレート(52)は、往復運動する補助ピストンロッド(4)の周りを封止している、先行する請求項のいずれかに記載のボクサーエンジン。
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