JP2022033683A - 4-stroke relative movement cylinder equipped with special compression space - Google Patents

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Abstract

To realize excellent output while optimizing pressure in a cylinder and minimizing unburnt discharge gas or mixture by optimizing.SOLUTION: A cylinder 104 includes a floating piston 202 optionally inserted in an inner space 208 so as to improve the output and efficiency of the cylinder. The combustion pressure added to a crank shaft piston 204 is added to a smaller surface area of the crank shaft piston in an initial stage of an expansion stroke, and is added to a larger surface A area of the crank shaft piston in a stage after the expansion stroke. A variable combustion space can prevent incomplete combustion, and 4-stroke work (intake, compression, combustion, exhaust) is realized in one cycle.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

関連出願の相互参照
本出願は2020年8月20日に出願された米国の出願番号16/998,771と2019年12月25日に出願されたPCT出願番号PCT/US2019/06851を優先権主張するものである。
Cross-reference to related applications This application claims priority to US application number 16 / 998,771 filed on August 20, 2020 and PCT application number PCT / US 2019/06851 filed on December 25, 2019. Is.

本発明は作業用に広く利用される機械に関するものであり、具体的には油圧シリンダ(シリンダー、ということもある)と、内燃シリンダに関するものである The present invention relates to a machine widely used for work, and specifically to a hydraulic cylinder (sometimes referred to as a cylinder) and an internal combustion cylinder.

レシプロシリンダの構成部品及び操作に関する用語の定義は以下の通りである。
1.クランクシャフトのピストンの往復運動とは、クランクシャフトはボトム・デッド・センタ(下死点、以下BDC)と呼ばれるシリンダの最も低い位置と、トップ・デッド・センタ(上死点、以下TDC)と呼ばれるシリンダの最も高い位置を往復することを意味する。
2.行程容積とは、BDCとTDCの間のストローク距離とクランクシャフトの表面積を掛けたものである。
3.クリアランスボリュームとは、従来のシリンダにおいて燃焼の準備用に液体が圧縮されるTDCとシリンダヘッド間のスペースのことである。
4.排気量とは、往復運動のサイクルの後に交換が必要な空気と燃料の混合物の量であり、従来のシリンダーではクリアランスボリュームと行程容積の合計量と等しくなるものである。クリアランスボリューム内の内部構造(occupying structure:占有構造ともいう)の配置を変えるだけでクリアランスボリュームと圧縮比を変更することができるが、排気量を変更することはできない。
5.位置の関数としてのパスカルの法則は、パワーストローク中にフルード(FLUID)を排出することによりクランクシャフトの表面に対してかかる力を計算するために用いられるものである。ここでは力の出力とストローク距離の積は機械的出力を表し、これは機械的入力はまた熱入力と同等となる。
6.時間の関数としてのパスカルの法則は、本発明のシステムにより紹介する新しい数学的な方法であり、各ストロークごとに必要とされるフルードを交換するための、機械的入力と熱入力を保存することによりクランクシャフトピストンの背後のスペースで燃焼用のフルードと混合させて、クリアランスボリュームと行程容積の和よりも小さくすることができることを説明するものである。
7.シリンダのフルードインレット(流体入口)とは、フルードのマニホールドとエントリー弁である。従来のシリンダーでは、フルードのインレットは、例えば、ある往復サイクルと別の往復サイクルとで空気を変えて供給することができるが、こうした変化は燃焼前の圧縮比に影響を及ぼしてしまう。本明細で示す通り、第2のシリンダのフルードインレットを備えることでパワーストローク中のフルードの量や圧力を変えることができるが、従来のシリンダーではこうした事は不可能である。
8.第2のインレットとは、本明細においてはパワーストローク中に圧縮または燃焼用に供給されるフルードのことであり、これにより燃焼または油圧駆動力を増加させるものである。第一のフルードインレットが、各シリンダーのストロークごとにフルードをシリンダーに供給するものであるが、第2のインレットは増大する抵抗力駆動負荷に応じて任意のフルードを供給することができる。
9.従来の4気筒のエンジンとは、2サイクルで吸込、圧縮、燃焼、排気を行うレシプロエンジンのことである。同じシリンダー内の1回の動きで吸込、圧縮、排気を行うことにより従来の2ストロークシリンダーを最小化することができるものである。従来のシリンダーでは専用の圧縮スペースが設けられておらず、吸込、圧縮と燃焼、排気を分離しつつも各ストロークでパワーストロークを実現している。本明細で開示するこのシステムを、4ストローク相対運動シリンダーと呼ぶ。
10.専用の圧縮スペースとは、本明細書では一回のサイクルで4ストロークを実現させるための機能のことである。
11.従来の内部構造とは、シリンダー内部に配置され、燃焼前の圧縮比やクリアランスボリュームに影響与える挿入体のことを意味する。本明細書においては、内部構造は燃焼または油圧力により、クランクシャフトの方向へ向かってシリンダ内部を加速させ、燃焼を促進し、排気量を最小限に抑えるとともに、シリンダ内部の圧力を増加させるために使用される。
12、力の制御メカニズムとは、本明細書では、パワーストローク時におけるクランクシャフトの駆動力を増減させることができる機械装置を意味する
13.従来のシリンダーのフルードデコンプレッションとは、パワーストロークの終わりにフルードの圧力が減少することで発生する。クランクシャフトピストンの動きが毎秒15メートルを超える場合、クランクシャフトピストンの内部の表面はフリージングゾーン(freezingzone)と呼ぶ現象の影響を受ける。これは不完全燃焼に関わるため望ましくない。本明細書では、パワーストロークの開始時に専用の圧力スペースでフルードデコンプレッションを導入し、また、パワーストロークの後半でインレットを開いて圧縮した空気を燃焼スペースに移動させることにより、別のフルードデコンプレッションを導入する。これによりプライマリの燃焼スペースから排気し、燃焼の質を低下させることなく内部構造を冷却することができる。例えば、パワーストロークの終了近くにおいて、シリンダー内部の排気の圧力比が2:1の場合、また、燃料以外の混合過給フルードの割合が10:1でシリンダーに供給された場合、排気液が排出され、圧縮された新鮮な空気が減圧されてシリンダ内に広がり、冷却効果をもたらすとともに一部圧縮した空気を供給する。これは次のピストン運動で完全に圧縮される。
Definitions of terms related to components and operations of reciprocating cylinders are as follows.
1. 1. The reciprocating motion of the piston of the crankshaft means that the crankshaft has the lowest position of the cylinder called the bottom dead center (bottom dead center, hereafter BDC) and the top dead center (top dead center, hereafter TDC). It means reciprocating at the highest position of the cylinder.
2. 2. The stroke volume is the stroke distance between the BDC and the TDC multiplied by the surface area of the crankshaft.
3. 3. The clearance volume is the space between the TDC and the cylinder head where the liquid is compressed in preparation for combustion in a conventional cylinder.
4. Displacement is the amount of air-fuel mixture that needs to be replaced after a reciprocating cycle, which is equal to the total clearance volume and stroke volume in a conventional cylinder. The clearance volume and compression ratio can be changed simply by changing the arrangement of the internal structure (also called the occupying structure) in the clearance volume, but the displacement cannot be changed.
5. Pascal's law as a function of position is used to calculate the force exerted on the surface of the crankshaft by discharging the fluid (FLUID) during the power stroke. Here the product of the force output and the stroke distance represents the mechanical output, which is that the mechanical input is also equivalent to the thermal input.
6. Pascal's law as a function of time is a new mathematical method introduced by the system of the present invention to store mechanical and thermal inputs to exchange the fluid required for each stroke. Explains that the space behind the crankshaft piston can be mixed with the combustion fluid to make it smaller than the sum of the clearance volume and the stroke volume.
7. The fluid inlet (fluid inlet) of the cylinder is the manifold and entry valve of the fluid. In a conventional cylinder, the fluid inlet can be supplied with different air, for example, in one reciprocating cycle and another reciprocating cycle, but these changes affect the compression ratio before combustion. As shown in the present specification, it is possible to change the amount and pressure of the fluid during the power stroke by providing the fluid inlet of the second cylinder, but this is not possible with the conventional cylinder.
8. The second inlet is, in the present specification, the fluid supplied for compression or combustion during the power stroke, thereby increasing the combustion or hydraulic driving force. The first fluid inlet supplies the cylinder to the cylinder for each stroke of each cylinder, while the second inlet can supply any fluid in response to the increasing resistance drive load.
9. A conventional 4-cylinder engine is a reciprocating engine that sucks, compresses, burns, and exhausts in two cycles. The conventional two-stroke cylinder can be minimized by sucking, compressing, and exhausting with one movement in the same cylinder. The conventional cylinder does not have a dedicated compression space, and realizes a power stroke at each stroke while separating suction, compression and combustion, and exhaust. This system disclosed herein is referred to as a 4-stroke relative motion cylinder.
10. The dedicated compression space is, in the present specification, a function for realizing four strokes in one cycle.
11. The conventional internal structure means an insert that is placed inside the cylinder and affects the compression ratio and clearance volume before combustion. In the present specification, the internal structure accelerates the inside of the cylinder toward the crankshaft by combustion or hydraulic pressure to promote combustion, minimize the displacement, and increase the pressure inside the cylinder. Used for.
12. The force control mechanism, as used herein, means a mechanical device capable of increasing or decreasing the driving force of the crankshaft during a power stroke. Traditional cylinder fluid decompression occurs when the pressure in the fluid decreases at the end of the power stroke. When the crankshaft piston moves more than 15 meters per second, the internal surface of the crankshaft piston is affected by a phenomenon called the freezing zone. This is not desirable as it involves incomplete combustion. This specification introduces fluid decompression in a dedicated pressure space at the beginning of the power stroke, and another fluid decompression by opening the inlet later in the power stroke to move the compressed air to the combustion space. Introduce. This allows exhaust from the primary combustion space to cool the internal structure without degrading the quality of combustion. For example, near the end of the power stroke, if the pressure ratio of the exhaust inside the cylinder is 2: 1 and the ratio of the mixed supercharged fluid other than fuel is 10: 1, the exhaust gas will be discharged. The compressed fresh air is depressurized and spreads in the cylinder, providing a cooling effect and supplying partially compressed air. It is completely compressed by the next piston movement.

実に様々な装置がシリンダーを使って機械的な機能や有用な仕事を生み出している。典型的な例としては内燃機関 (以下エンジン)であり、混合気を圧縮・燃焼するピストンを備えた複数のシリンダを備えている。各ピストンはクランクシャフトと結合されており、このピストンに加えられた力が、様々な中間装置を通じて車両の車輪に伝えられ、推進力を生み出している。また、こうしたピストンはタービンやポンプや発電機を駆動させるために使用される。 A wide variety of devices use cylinders to create mechanical functions and useful work. A typical example is an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine), which has a plurality of cylinders equipped with pistons that compress and burn an air-fuel mixture. Each piston is coupled to a crankshaft, and the force applied to this piston is transmitted to the wheels of the vehicle through various intermediate devices to generate propulsion. These pistons are also used to drive turbines, pumps and generators.

エンジンや、油圧システムなどに使用する場合、一般的なシリンダではストローク量(つまりピストン表面を移動する量)に比例する仕事量を生成する。これはピストンの表面とストローク距離(つまり軸方向のピストン表面の距離)から生成される。したがって従来のシステム(つまりガソリンやディーゼルエンジン)はシリンダの出力を上げるためにストローク量や距離を増加させることを目指してきた。ストローク量や距離を増加させることでシリンダーのサイズやエンジンの質量を増大させることになるが、それによりエンジンや車両の経済性を低下させることになる。従来のシリンダーでは行程容積とクリアランスボリュームの和は、排気量と等しくなり、これが各ストロークに必要な取込量を示している。排気量を行程容積とクリアランスボリュームの和よりも小さくしたり、行程容積よりも小さくする解決方法があれば、排気量の減少率に比べてエンジンのパフォーマンスを向上させることができる。 When used in an engine, hydraulic system, etc., a general cylinder produces a work amount proportional to the stroke amount (that is, the amount of movement on the piston surface). It is generated from the piston surface and stroke distance (ie, the axial distance of the piston surface). Therefore, conventional systems (ie gasoline and diesel engines) have aimed to increase the stroke amount and distance in order to increase the output of the cylinder. Increasing the stroke amount and distance will increase the size of the cylinder and the mass of the engine, which will reduce the economic efficiency of the engine and vehicle. In a conventional cylinder, the sum of the stroke volume and the clearance volume is equal to the displacement, which indicates the amount of intake required for each stroke. If there is a solution that makes the displacement smaller than the sum of the stroke volume and the clearance volume, or smaller than the stroke volume, the engine performance can be improved compared to the reduction rate of the displacement.

エンジンの経済性を改善するための別の方法としては、リカバリシステムを使う方法がある。例えば油圧シリンダーは、ターボチャージャーや電気式のリカバリシステムに結合させることができるが、こうしたリカバリシステムはしばしば効率性に制限があり(例えば20%から30%)、特に圧縮率を高めるために初期圧力を1000psiにする際に見うけられる。ターボチャージャーのリカバリーでは、より低い圧縮率でシリンダーの駆動を行うことで、リカバリー率が改善される。本明細書の例ではリカバリー率の可能性は80%を超える。 Another way to improve the economy of the engine is to use a recovery system. Hydraulic cylinders, for example, can be coupled to turbochargers and electric recovery systems, but these recovery systems are often limited in efficiency (eg 20% to 30%), especially the initial pressure to increase compression ratio. Can be seen when setting to 1000 psi. In turbocharger recovery, driving the cylinder at a lower compression rate improves the recovery rate. In the examples herein, the chances of recovery are greater than 80%.

クリーンな環境要件を満たすために、4ストロークエンジンに直接噴射方式が導入されている。2ストロークエンジンではすべてのストロークでパワーストロークを実施することが求められるが、不完全燃焼の排気ガスを排出する傾向があるため、1部の地域では禁止されている。1回のサイクルで4ストロークの作業(取込、圧縮、燃焼、排気)を実現しつつ、すべてのストロークをパワーストロークにして、しかも排気ガスの質を犠牲にしない解決方法があれば、2ストロークエンジンと4ストロークエンジンの両方にメリットをもたらすことになる。 In order to meet clean environmental requirements, a direct injection system has been introduced in 4-stroke engines. Two-stroke engines are required to carry out power strokes on all strokes, but are banned in some areas due to their tendency to emit incompletely burned exhaust fumes. If there is a solution that realizes 4-stroke work (intake, compression, combustion, exhaust) in one cycle, makes all strokes power strokes, and does not sacrifice the quality of exhaust gas, 2 strokes It will bring benefits to both the engine and the 4-stroke engine.

以上のことから、シリンダーと内部の圧力を最適化して、未燃焼の排気ガスや混合気を最小化しつつも、優れた出力を実現させるという、環境が求める条件を満たすための機械的なニーズが存在している From the above, there is a mechanical need to meet the environmental requirements of optimizing the cylinder and internal pressure to achieve excellent output while minimizing unburned exhaust gas and air-fuel mixture. Existing

この概要では、下記の発明の詳細で述べる概念についてシンプルにした形でいくつか説明する。この概要は、本発明の主な特徴を特定することを目的としたものでは全くなく、また特許請求の範囲を限定することを意図したものでもない。さらに、ここで述べるいかなる解決方法も、本明細書で主張する範囲を限定する意図はないことにご留意をいただきたい。 In this overview, some of the concepts described in detail of the invention below will be described in a simplified form. This summary is not intended to identify the main features of the invention, nor is it intended to limit the scope of the claims. Further, it should be noted that any solution described herein is not intended to limit the scope claimed herein.

本発明の実施形態として、最もシンプルな形は本発明のシリンダを用いたエンジンである。このシリンダシステムはフルードを供給する内部スペースを持つ機械式のシリンダである。つまり、機械式エンジン・シリンダーシステムである。クランクシャフトピストンはその内部スペースで往復運動をするように構成されており、またそのシリンダの内部構造にはフローティングピストンが含まれる。この内部構造はクランクシャフトピストンの動きに合わせて可変的にシリンダ内部に前進・後退させることができる。この内部構造はクランクシャフトピストンとシリンダの上部にクリアランスエリアに燃焼室を含む。またこの内部構造はエンジンのヘッドに面する端部を有しており、この端部が第1と第2の燃焼室を作り出す。またこの内部構造とクランクシャフトピストンにはオス‐メスの結合部を有する。 As an embodiment of the present invention, the simplest form is an engine using the cylinder of the present invention. This cylinder system is a mechanical cylinder with internal space to supply fluid. In other words, it is a mechanical engine / cylinder system. The crankshaft piston is configured to reciprocate in its internal space, and the internal structure of the cylinder includes a floating piston. This internal structure can be variably moved forward and backward inside the cylinder according to the movement of the crankshaft piston. This internal structure includes a combustion chamber in the clearance area above the crankshaft piston and cylinder. This internal structure also has an end facing the head of the engine, which creates the first and second combustion chambers. The internal structure and the crankshaft piston also have a male-female joint.

また、ここで開示する一つまたは複数のシリンダを備えたエンジンブロックで、シリンダシステムがフルードが供給される内部スペースを有するシリンダと、その内部スペースで反復運動をするように構成されたクランクシャフトピストンからなるものがある。またシリンダの内部構造はフローティングピストンを含み、クランクシャフトピストンの動きに合わせて可変的にシリンダ内部スペースに前進・後退させることができる。さらに、この内部構造はクランクシャフトピストンとシリンダの上部にクリアランスエリアに燃焼室を含む。このシリンダシステムには各シリンダに第1と第2のフルードインレットがあり、このフルードインレットはフルードマニホールドと弁からなる。 Also disclosed herein is an engine block with one or more cylinders in which the cylinder system is configured to have a cylinder with an internal space to which fluid is supplied and a crankshaft piston that makes repetitive movements in that internal space. There is something that consists of. Further, the internal structure of the cylinder includes a floating piston, and can be variably advanced / retracted into the cylinder internal space according to the movement of the crankshaft piston. In addition, this internal structure includes a combustion chamber in the clearance area above the crankshaft piston and cylinder. In this cylinder system, each cylinder has a first and second fluid inlet, which consists of a fluid manifold and a valve.

別の実施形態では、エンジンブロックのシリンダは、フローティングピストンを備えたシリンダの他に従来のシリンダで構成されるか、フローティングピストンを備えたシリンダの1形態で構成されうる。 In another embodiment, the cylinder of the engine block may be configured with a conventional cylinder in addition to a cylinder with a floating piston, or may be configured with one form of a cylinder with a floating piston.

別の実施形態では、フローティングピストンがシリンダ内部のスペースの一部を徐々に排気するものがある。これにより実際の排気量がクリアランスボリュームや行程容積の和よりも小さくなる In another embodiment, the floating piston gradually exhausts a part of the space inside the cylinder. As a result, the actual displacement becomes smaller than the sum of the clearance volume and the stroke volume.

別の実施形態では、フローティングピストンが排気量を減少させてフルード取込を減らすものもある。 In another embodiment, a floating piston reduces displacement and reduces fluid uptake.

別の実施形態では、フローティングピストンがクランクシャフトピストンを燃焼力と同様の方向へ加速させるものもある。 In another embodiment, the floating piston accelerates the crankshaft piston in the same direction as the combustion force.

別の実施形態では、エンジンがシリンダの力を制御する機構からなるものがある。これはシリンダの内部構造を電磁アクチュエーターや、ターボチャージャーポンプ機構や、スーパーチャージャーポンプ機構により制御するものである。 In another embodiment, the engine comprises a mechanism that controls the force of the cylinder. This controls the internal structure of the cylinder by an electromagnetic actuator, a turbocharger pump mechanism, and a supercharger pump mechanism.

別の実施形態では、フローティングピストンが何らかの用途のための固定された構造であるか、機械的な結合か、磁気制御か、油圧により、シリンダの膨張または圧縮ストロークの際に、システムの必要性に応じて任意に、そして動的に、シリンダの内部の圧力を増減させることが可能な第2フローティングピストンとして機能するものがある。 In another embodiment, the floating piston has a fixed structure for some application, mechanical coupling, magnetic control, or hydraulic pressure to the need for a system during cylinder expansion or compression stroke. There is one that acts as a second floating piston that can increase or decrease the pressure inside the cylinder, depending on what you want and dynamically.

別の実施形態では、力の制御機構はスロットルの位置に応じて作用するものがある。 In another embodiment, the force control mechanism may act depending on the position of the throttle.

別の実施形態では、サイクルごとに電磁アクチュエーターをトリガさせることにより、スロットルペダルの位置を監視し、またそれに反応する機械式もしくは磁気センサを起動させるものがある。 In another embodiment, the electromagnetic actuator is triggered on a cycle-by-cycle basis to monitor the position of the throttle pedal and activate a mechanical or magnetic sensor that responds to it.

別の実施形態では、スーパーチャージまたはターボチャージャーの気流を、第2フルードインレットを通じてシリンダーに送り込むことにより、機械式もしくは磁気センサを起動させるものがある。このセンサーはエンジンの駆動負荷及びクランクシャフトピストンの正・負両方の駆動力を監視するものである。 In another embodiment, a supercharged or turbocharged airflow is pumped into the cylinder through a second fluid inlet to activate a mechanical or magnetic sensor. This sensor monitors the drive load of the engine and both the positive and negative driving forces of the crankshaft piston.

別の実施形態では、制御機構のセンサーが、クランクシャフトまたはクランクシャフトのロッドの位置や、フローティングピストンの位置に反応するものがある In another embodiment, the sensor of the control mechanism responds to the position of the crankshaft or the rod of the crankshaft or the position of the floating piston.

また別の実施形態では、制御機構のセンサーが、エンジンの負荷の大きさやクランクシャフトの抵抗力に反応するものもある。 In another embodiment, the sensor of the control mechanism responds to the magnitude of the load of the engine and the resistance of the crankshaft.

また別の実施形態では、制御機構のセンサーが、エンジンの速度に反応するものもある。 In yet another embodiment, the sensor of the control mechanism responds to the speed of the engine.

また別の実施形態では、制御機構のセンサーが、エンジンの温度に反応するものもある。 In yet another embodiment, the sensor of the control mechanism responds to the temperature of the engine.

また別の実施形態では、制御機構の電磁アクチュエーターが、2つではなく3つの極を使用するものがある。極を変えるとそれに伴って電子が一方から他方へ移動することになる。3つの極を使用することにより電子を別の場所に配置する必要もなく、引力と斥力を生み出すことができる。これによりサイクルの頻度が向上するだけでなく、高い出力を得ることもできる。 In yet another embodiment, the electromagnetic actuator of the control mechanism uses three poles instead of two. When the pole is changed, the electron moves from one side to the other. By using the three poles, it is possible to generate attractive and repulsive forces without having to place the electrons elsewhere. This not only improves the frequency of cycles, but also makes it possible to obtain high output.

また別の実施形態では、磁場が、フローティングピストンの永久磁石に反応して、膨張行程中にフローティングピストンをシリンダーの内部スペースから後退させるものもある In yet another embodiment, the magnetic field reacts to the permanent magnets of the floating piston, causing the floating piston to retract from the cylinder's internal space during the expansion stroke.

別の実施形態では、力の制御機構がターボチャージャーまたはスーパーチャージャーであり、フルードが直接フローティングピストンとシリンダヘッドの間のスペースに充填され、その圧力を増加させてフローティングピストンの速度を加速させ、間接的に燃焼圧力やクランクシャフトピストンに作用する力を増大させるものもある。 In another embodiment, the force control mechanism is a turbocharger or supercharger, where the fluid fills the space directly between the floating piston and the cylinder head, increasing its pressure and accelerating the speed of the floating piston, indirectly. Some increase the combustion pressure and the force acting on the crankshaft piston.

別の実施形態では、フルードを充填する経路は第1のインレットのほかに第2のフルードインレットも含まれる。力の制御機構の制御の下で、負荷と速度に反応する形で、この第1インレットは各ストロークでのエンジンへの吸入に利用され、第2インレットは可変的なエンジンフルードの供給に利用される。 In another embodiment, the fluid filling pathway includes a second fluid inlet in addition to the first inlet. Under the control of the force control mechanism, this first inlet is used for intake to the engine at each stroke and the second inlet is used for variable engine fluid supply in response to load and speed. To.

また別の機種形態では、シリンダーが油圧式のシリンダーで、フルードが作動液のものがある。この作動液はクランクシャフトピストンとフローティングピストン(内部構造)に囲まれたスペースに直接供給される。 In another model form, the cylinder is a hydraulic cylinder and the fluid is a hydraulic fluid. This hydraulic fluid is directly supplied to the space surrounded by the crankshaft piston and the floating piston (internal structure).

別の実施形態ではシリンダーが燃焼シリンダーであり、フルードが可燃性フルードであるものがある。 In another embodiment, the cylinder is a combustion cylinder and the fluid is a flammable fluid.

別の実施形態では、フローティングピストンが、クランクシャフトピストンと実質的に同じ速度で、膨張行程中のクランクシャフトピストンの位置と同じまたは反対方向に、圧縮行程中のクランクシャフトピストンの動きと同じ方向に運動するものがある。 In another embodiment, the floating piston is at substantially the same speed as the crankshaft piston, in the same or opposite direction to the position of the crankshaft piston during the expansion stroke, and in the same direction as the movement of the crankshaft piston during the compression stroke. There is something to exercise.

別の態様では、フローティングピストンが、膨張行程中にシリンダの内部スペース内に進み、圧縮行程中はシリンダの内部スペースから完全に後退するものがある。このフローティングピストンは、膨張行程中には特定の位置からさらに前進または後退する。 In another aspect, the floating piston may advance into the cylinder's internal space during the expansion stroke and completely retract from the cylinder's internal space during the compression stroke. The floating piston further advances or retracts from a particular position during the expansion stroke.

別の態様では、燃焼スペースがフローティングピストンの一部に含まれるか、フローティングピストンに囲まれるものがある。この時の燃焼スペースの直径は、シリンダの直径よりも小さいものである。 In another aspect, the combustion space may be part of or surrounded by a floating piston. The diameter of the combustion space at this time is smaller than the diameter of the cylinder.

別の実施形態では、クランクシャフトピストンとフローティングピストンとの係合面は一部または全体が円錐状である。 In another embodiment, the engagement surface between the crankshaft piston and the floating piston is partially or wholly conical.

別の実施形態では、フローティングピストンは、膨張行程中に加速の方向を変えることができる第2ピストンである。 In another embodiment, the floating piston is a second piston that can change the direction of acceleration during the expansion stroke.

別の実施形態では、フローティングピストンは、別々の2つのキャビティを作る端部を有しており、4ストロークシリンダーで利用されるクランクシャフトピストンとのオスーメス係合が可能なものがある。この4ストロークは2回の往復サイクルを行うものであり、フルードの圧縮は従来の4ストロークで行い、圧縮と燃焼はシリンダー内の同じスペースで行われる。 In another embodiment, the floating piston has an end that creates two separate cavities and is capable of male-female engagement with the crankshaft piston utilized in a 4-stroke cylinder. This four-stroke is a two-stroke reciprocating cycle, the fluid is compressed with a conventional four-stroke, and compression and combustion are done in the same space in the cylinder.

別の形態としては、専用の圧縮スペースで圧縮を開始して、シリンダー燃焼ごとに膨張と後退を含む2ストローク(2行程ともいう)を実行することにより、4ストロークエンジンの取込(intake)、圧縮、燃焼、排気の4ストローク機能を実現するものもある。 As another form, intake of a 4-stroke engine is performed by starting compression in a dedicated compression space and executing a 2-stroke (also referred to as a 2-stroke) including expansion and retreat for each cylinder combustion. Some realize four-stroke functions of compression, combustion, and exhaust.

別の形態としてはパワーストローク中にフローティングピストンの後ろのスペースに圧縮したフルードを供給することによって、シリンダー内圧を増加させてエンジンの加速度を増加させる方法がある。 Another form is to increase the internal pressure of the cylinder to increase the acceleration of the engine by supplying compressed fluid to the space behind the floating piston during the power stroke.

別の形態としては、フローティングピストンをクランクシャフトの反対方向に動かすことによってエンジンを減速させ、これによりシリンダ内部の圧力を減少させて、未燃焼の排気ガスを早々に排出することなくクランクシャフトのパワーを減少させるものがある。 Alternatively, the floating piston is moved in the opposite direction of the crankshaft to slow down the engine, which reduces the pressure inside the cylinder and powers the crankshaft without premature exhaust of unburned exhaust fumes. There is something that reduces.

別の形態としては、シリンダの内部構造が、電磁アクチュエータや油圧プレススーパーチャージャーやターボチャージャーにより前進または後退するものがある。 In another form, the internal structure of the cylinder is advanced or retracted by an electromagnetic actuator, a hydraulic press supercharger, or a turbocharger.

別の形態としては、電磁石とガソリンのハイブリッドシリンダ駆動、または油圧とガソリンのハイブリッドシリンダ駆動のものがある。ここでの第2ピストンはクランクシャフトに接続されたピストンに対して2次的圧力を加えるものである。 As another form, there is an electromagnet and gasoline hybrid cylinder drive, or a hydraulic and gasoline hybrid cylinder drive. The second piston here applies secondary pressure to the piston connected to the crankshaft.

別の形態としては、電磁石に引力や斥力を割り当てることにより、この電磁石に結合している第2ピストンのエネルギーリカバリー効率を高める方法がある。ここでの電磁石の極は2つではなく3つを用いる。 As another form, there is a method of increasing the energy recovery efficiency of the second piston coupled to the electromagnet by assigning an attractive force or a repulsive force to the electromagnet. Three poles of the electromagnet are used here instead of two.

別の形態としては、シリンダが燃焼シリンダであり、可燃性燃料を専用の圧縮スペースに噴射する手法も含むものがある。 As another form, the cylinder is a combustion cylinder, and there is also a method of injecting combustible fuel into a dedicated compression space.

別の形態としては、シリンダーが油圧シリンダーであり、圧縮行程中にさらにフルードを圧縮する手法を含むものがある。 Another form is that the cylinder is a hydraulic cylinder and includes a technique of further compressing the fluid during the compression stroke.

さらに別の実施形態としては次のようなものがある。機械式のシリンダーで、フルードを投入するための内部スペースを備え、クランクシャフトピストンがその内部スペースで往復運動をするものであり、この内部構造としてフローティングピストンを第2ピストンとして備えるものがある。この時のフローティングピストンは、膨張行程中に第2ピストンとして第一の方向に移動し、圧縮行程中には第一の方向とは逆の第2の方向へ後退する。この時のシリンダの内部構造は燃焼力により一定の距離を移動し、その後電磁アクチュエーターまたは油圧アクチュエーターによりさらに前進または後退する。 Yet another embodiment is as follows. A mechanical cylinder that has an internal space for charging fluid and a crankshaft piston that reciprocates in that internal space, and this internal structure includes a floating piston as a second piston. The floating piston at this time moves in the first direction as the second piston during the expansion stroke, and retreats in the second direction opposite to the first direction during the compression stroke. At this time, the internal structure of the cylinder moves a certain distance by the combustion force, and then further moves forward or backward by the electromagnetic actuator or the hydraulic actuator.

さらに機械式のシリンダーを使った別の実施形態としては次のようなものがある。シリンダは内部スペース、内部構造、クランクシャフトを備え、そのクランクシャフトピストンに加えられた燃焼圧力が、膨張行程の初期にクランクシャフトピストンのより小さな表面積に加えられ、それ以降の行程では大きな表面積に加えられるように構成される。 Yet another embodiment using a mechanical cylinder is as follows. The cylinder has an internal space, internal structure, crankshaft, and the combustion pressure applied to the crankshaft piston is applied to the smaller surface area of the crankshaft piston early in the expansion stroke, and to the larger surface area in subsequent strokes. It is configured to be.

さらにシリンダーを使った別の実施形態としては次のようなものがある。シリンダーはフルードを投入するための内部スペースを備え、クランクシャフトピストンがその内部スペースで往復運動をするように構成されるもので、シリンダの内部構造にフローティングピストンとして機能するシリンダ形状の構造を持つものがある。この時のフローティングピストンは、膨張行程中に第2ピストンとして第一の方向に移動し、圧縮行程中には第一の方向とは逆の第2の方向へ後退する。このフローティングピストンはクランクシャフトピストンとシリンダヘッドの間の燃焼スペースに一部囲まれている。さらにこの時のシリンダの内部構造は燃焼力により一定の距離を移動し、その後電磁アクチュエーターまたは油圧アクチュエーターによりさらに前進または後退する。 Further, another embodiment using a cylinder is as follows. The cylinder has an internal space for charging fluid, and the crankshaft piston is configured to reciprocate in that internal space, and the internal structure of the cylinder has a cylinder-shaped structure that functions as a floating piston. There is. The floating piston at this time moves in the first direction as the second piston during the expansion stroke, and retreats in the second direction opposite to the first direction during the compression stroke. This floating piston is partially surrounded by a combustion space between the crankshaft piston and the cylinder head. Further, the internal structure of the cylinder at this time moves a certain distance by the combustion force, and then further moves forward or backward by the electromagnetic actuator or the hydraulic actuator.

さらに別の実施形態では、内部構造のキャビティ内で燃焼が発生し、その燃焼の圧力が、内部構造とクランクシャフトピストンの両方に加えられるものがある In yet another embodiment, combustion occurs in the cavity of the internal structure and the pressure of the combustion is applied to both the internal structure and the crankshaft piston.

さらに別の実施形態では、内部構造がシリンダに対して動くことができ、その動きが力の制御機構により制御できるものがある。 In yet another embodiment, the internal structure can move with respect to the cylinder, the movement of which can be controlled by a force control mechanism.

別の実施形態では、力を加える機構がセンサーによりスロットルの位置に反応するものもある。これによりスロットルの位置によって力が内部構造に加えられることになる。 In another embodiment, the force-applying mechanism responds to the throttle position by a sensor. As a result, force is applied to the internal structure depending on the position of the throttle.

別の実施形態では、力を加える機構が膨張行程中に内部構造を後退する力を加えるように構成されている。 In another embodiment, the force applying mechanism is configured to apply a force that retracts the internal structure during the expansion stroke.

別の実施形態では、力を加える機構が膨張行程中に内部構造に対してさらに力を加えるように構成されるものもある。 In another embodiment, the force applying mechanism is configured to apply more force to the internal structure during the expansion stroke.

別の態様では、システムが力印加機構(力を適用する機構、ともいう)を介して内部構造の背後に新鮮な空気をポンピングすることによって、膨張行程中に圧縮行程機能を部分的に実行するように、または第1のフルードインレットを通して自然エンジン呼吸することによってフルードサクション行程を実行するように構成される。 In another aspect, the system partially performs the compression stroke function during the expansion stroke by pumping fresh air behind the internal structure through a force applying mechanism (also referred to as a force applying mechanism). It is configured to perform the fluid suction process as such or by breathing a natural engine through the first fluid inlet.

別の実施形態では、膨張行程の初期に内部構造の背後でフルードデコンプレッション(フルード減圧、ともいう)を実施するように構成されるものもある。このフルードデコンプレッションは、前のサイクルで圧縮されて燃焼スペースに残ったフルードを減圧するものである。 In another embodiment, fluid decompression (also referred to as fluid decompression) is configured to be performed behind the internal structure at the beginning of the expansion stroke. This fluid decompression decompresses the fluid that was compressed in the previous cycle and remained in the combustion space.

別の実施形態では、冷却効果のためにフルードデコンプレッションを実施するように構成されるものもある。ここでは、専用の燃焼スペースで圧縮されたフルードを後の行程の実施中に内部構造とシリンダヘッドの間の専用の燃焼スペースから内部構造のキャビティに移動させる。 In another embodiment, fluid decompression is configured to be performed for cooling effect. Here, the fluid compressed in the dedicated combustion space is moved from the dedicated combustion space between the internal structure and the cylinder head to the cavity of the internal structure during the subsequent stroke.

別の実施形態では、膨張行程の後半で排気をクリーンにするために内部構造のキャビティに吸込まれ圧縮された新鮮な空気やフルードを有するようにシステムを構成したものもある。 In another embodiment, the system is configured to have fresh air or fluid sucked into and compressed into a cavity of the internal structure to clean the exhaust later in the expansion stroke.

別の実施形態ではターボチャージャーまたはスーパーチャージャーで圧縮された空気が、膨張行程中に、第2フルードインレットから内部スペースに入るように構成されたものもある。 In another embodiment, turbocharged or supercharged compressed air is configured to enter the internal space from the second fluid inlet during the expansion stroke.

別の実施形態では、パワーストローク中に内部構造とクランクシャフトピストンが離れるように構成されたものもある。これを実現するために内部構造の表面エリアを設計して、初期の圧縮比の許容量の最小及び最大の範囲でパワーストローク中に確実に離れることができるようにしている。 In another embodiment, the internal structure and the crankshaft piston are configured to separate during the power stroke. To achieve this, the surface area of the internal structure is designed to ensure that it can be separated during the power stroke within the minimum and maximum limits of the initial compression ratio allowance.

別の実施形態では、後退ストローク(後退行程、ともいう)の初期部分の間及び内部構造とクランクシャフトピストンとの係合前に、排気フルードがシリンダの内部スペースを出るように、構成される。 In another embodiment, the exhaust fluid is configured to exit the cylinder's internal space during the initial portion of the retreat stroke (also referred to as the retreat stroke) and prior to engagement of the internal structure with the crankshaft piston.

別の実施形態では、システムが、後退ストロークの間、クランクシャフトが内部構造と係合する時間と完全な収縮の時間との間で、フルードの圧縮が、後に、完了するように構成され、この間、インレット弁は、内部構造のキャビティの間、および専用の圧縮スぺ-スの間で開かれる。 In another embodiment, the system is configured so that compression of the fluid is later completed during the retreat stroke, between the time the crankshaft engages the internal structure and the time of full contraction. , The inlet valve is opened between the cavities of the internal structure and between the dedicated compression spaces.

別の実施形態では、1度の燃焼ごとに2ストロークで取込(intake)、圧縮、膨張、排気を実行するように構成されるものもある。 In another embodiment, it is configured to perform intake, compression, expansion, and exhaust with two strokes for each combustion.

別の実施形態では、力の制御機構が電磁アクチュエーターを備えたものもある。 In another embodiment, the force control mechanism includes an electromagnetic actuator.

別の実施形態では、力の制御機構が油圧システムを備えたものもある。 In another embodiment, the force control mechanism comprises a hydraulic system.

別の実施形態では、力の制御機構が強制誘導システムを含むものもある In another embodiment, the force control mechanism may include a forced guidance system.

別の実施形態では、フルードを内部構造の取込側に送り、シリンダーの圧力とエンジンの加速度を増加させるように構成されるシステムのものもある。 In another embodiment, there is a system configured to send fluid to the intake side of the internal structure to increase cylinder pressure and engine acceleration.

別の実施形態では、後退する力を内部構造に加えることにより、または磁力により、もしくは第2フルードインレットからフルードを取り出すことにより、エンジンを減速させるように構成されるものもある。 In another embodiment, the engine is configured to decelerate by applying a retracting force to the internal structure, by magnetic force, or by removing the fluid from the second fluid inlet.

別の実施形態では、内部構造に前進する力を加えることによりエンジンを加速させるものもある。 In another embodiment, the engine is accelerated by applying a forward force to the internal structure.

別の実施形態では、内部構造の初期運動が、燃焼フルードと力をクランクシャフトピストンの方向に動かすことにより、エンジンの振動を吸収させるように構成されるものもある In another embodiment, the initial motion of the internal structure is configured to absorb engine vibrations by moving the combustion fluid and force towards the crankshaft piston.

別の実施形態では、膨張行程中に内部構造が方向を変えるものもある In another embodiment, the internal structure changes direction during the expansion stroke.

さらに次のような機械式のシリンダーを使った実施形態もある。各シリンダに内部スペース、内部構造、クランクシャフトピストンを備えたもの。この内部スペースは、専用の燃焼および圧縮スペースを持つように改良を加えられたもの。またこの内部構造は、この専用の圧縮スペースの表面にもなる。さらにこの内部構造にはパワーストローク初期に第1燃焼スペースとして使用されるキャビティを備えている。またこの内部構造には第1燃焼スペースと第2燃焼スペースを分ける端部がある。さらにクランクシャフトピストンに加えられる燃焼の圧力は、膨張行程の初期の段階ではクランクシャフトピストンの小さな表面スペースに加えられ、膨張行程の後の段階においてはクランクシャフトピストンのより大きな表面スペースに加えられる。この内部構造に加えられる燃焼の圧力は膨張行程の初期の段階ではクランクシャフトピストンの方向に力を加えられ、膨張行程の後の段階においてはこれとは反対にカムシャフトの方向に力を加えられる。ここで、内部構造とクランクシャフトピストンは膨張行程中に係合から解放するようになっている。また膨張行程の初期の段階における内部構造の動きは、圧縮したフルードを専用の圧縮スペースへ送り込む力を生む。 Further, there is also an embodiment using the following mechanical cylinder. Each cylinder has an internal space, internal structure, and crankshaft piston. This internal space has been modified to have a dedicated combustion and compression space. This internal structure also serves as the surface of this dedicated compression space. In addition, this internal structure is equipped with a cavity that is used as the first combustion space at the beginning of the power stroke. In addition, this internal structure has an end that separates the first combustion space and the second combustion space. Further, the combustion pressure applied to the crankshaft piston is applied to the small surface space of the crankshaft piston in the early stages of the expansion stroke and to the larger surface space of the crankshaft piston in the later stages of the expansion stroke. The combustion pressure applied to this internal structure is applied in the direction of the crankshaft piston in the early stages of the expansion stroke and in the opposite direction in the direction of the camshaft in the later stages of the expansion stroke. .. Here, the internal structure and the crankshaft piston are designed to be released from engagement during the expansion stroke. Also, the movement of the internal structure in the early stages of the expansion stroke creates the force to send the compressed fluid into a dedicated compression space.

別の実施形態では、内部構造のキャビティ内で燃焼させるように構成されているものもあり、この場合キャビティの直径はシリンダーの内側の直径よりも小さく設定されている。 In another embodiment, it is configured to burn in a cavity of the internal structure, in which case the diameter of the cavity is set smaller than the diameter inside the cylinder.

別の実施形態では、加速のために必要な時間を減少させることにより、より少ない燃料でストロークのパワー出力を行うことが可能になる。 In another embodiment, by reducing the time required for acceleration, it is possible to achieve stroke power output with less fuel.

別の実施形態では、内部構造のキャビティが、カムシャフト及びシリンダヘッドに面した端部を有している。 In another embodiment, the cavity of the internal structure has an end facing the camshaft and cylinder head.

別の実施形態では、内部構造の端部により、燃焼フルードを乱流運動させて完全に燃焼させるものもある。 In another embodiment, the end of the internal structure causes the combustion fluid to turbulently burn completely.

別の実施形態では、内部構造のキャビティの端部により内部構造をシリンダー内部で漸次的に前進させ、スペース内にあるフルードをより燃焼させ、必要なフルード取込量も少なくてすむように構成されている。 In another embodiment, the end of the cavity of the internal structure is configured to progressively advance the internal structure inside the cylinder, burning more fluid in the space and requiring less fluid uptake. There is.

別の実施形態では、内部構造とクランクシャフトピストンの結合部は、円錐型になっている。 In another embodiment, the joint between the internal structure and the crankshaft piston is conical.

別の実施形態では、燃焼力により内部構造を前進させることで、フルードの吸引をする。 In another embodiment, the combustion force advances the internal structure to suck the fluid.

別の実施形態では、内部構造等の及びクランクシャフトピストンの表面のサイズは、燃焼力とバランスをとるように構成されており、パワーストローク中に機械的な干渉を受けることなく分離することができる。 In another embodiment, the internal structure, etc. and the size of the surface of the crankshaft piston are configured to balance the combustion force and can be separated without mechanical interference during the power stroke. ..

別の実施形態では、内部構造は力を加える機構(力を適用する機構、ともいう)に反応する。 In another embodiment, the internal structure reacts to a force-applying mechanism (also referred to as a force-applying mechanism).

別の実施形態では、力を加える機構は、センサーによりスロットルの位置に反応する。これによりスロットルの位置によって力が内部構造に加えられることになる。 In another embodiment, the force-applying mechanism responds to the throttle position by a sensor. As a result, force is applied to the internal structure depending on the position of the throttle.

別の実施形態においては力を加える機構が、膨張行程中に内部構造に対して後退する力を与えるように構成されているものもある。 In another embodiment, the force-applying mechanism is configured to exert a retreating force on the internal structure during the expansion stroke.

別の実施形態においては力を加える機構が、膨張行程中に内部構造に対して前進する力を与えるように構成されているものもある。 In another embodiment, the force-applying mechanism is configured to exert a forward force on the internal structure during the expansion stroke.

別の実施形態においては、パワーストロークの初期段階においてフルードの圧縮を増大させるために使うターボチャージャーの力が、力を加える機構の一部であるものがある。 In another embodiment, the force of the turbocharger used to increase the compression of the fluid in the early stages of the power stroke is part of the force applying mechanism.

別の実施形態においては、力を加える機構に電磁アクチュエーターを備えたものもある。 In another embodiment, the mechanism for applying force includes an electromagnetic actuator.

別の実施形態においては、力を加える機構に電磁誘導を備えたものもある。 In another embodiment, the mechanism for applying the force may be provided with electromagnetic induction.

別の実施形態においては、力を加える機構に油圧システムを備えたものもある。 In another embodiment, the force applying mechanism may include a hydraulic system.

別の実施形態においては、内部構造に対して後退する力を加えることにより、エンジンを減速させるものもある。 In another embodiment, the engine is decelerated by applying a retracting force to the internal structure.

別の実施形態においては、内部構造に対して後退する力を加えることにより、エンジンを減速させるものもある。 In another embodiment, the engine is decelerated by applying a retracting force to the internal structure.

別の実施形態では、冷却ジャケットを使ってシリンダーを冷却するものもある。 In another embodiment, a cooling jacket is used to cool the cylinder.

別の実施形態では、パワーストロークの後の段階で、シリンダー内部の減圧したフルードによってシリンダを冷却するものもある。 In another embodiment, the cylinder is cooled by a decompressed fluid inside the cylinder at a later stage of the power stroke.

別の実施形態では、内部構造が前進することにより、燃焼スペースに残った圧縮されたフルードを減圧する。これによりパワーストロークの初期段階においてシリンダヘッドを冷却する効果をもたらす。 In another embodiment, the internal structure advances to decompress the compressed fluid remaining in the combustion space. This has the effect of cooling the cylinder head in the early stages of the power stroke.

別の実施形態では、内部構造が前進することにより、燃焼フルードを引き出し、これにより燃焼初期に起こる振動を最小限に抑えることができる。 In another embodiment, the internal structure can be advanced to draw out combustion fluid, thereby minimizing vibrations that occur in the early stages of combustion.

別の実施形態においては、4つのストロークを、それぞれ別個の2つの圧縮と燃焼スペースで行うものがある。 In another embodiment, the four strokes are performed in two separate compression and combustion spaces.

別の実施形態では、4つのストロークが、クランクシャフトピストンの往復運動ごとに行われるものもある。 In another embodiment, four strokes are made for each reciprocating motion of the crankshaft piston.

別の実施形態では、4-ストローク-相対運動-シリンダの各サイクルでパワーストロークを実施し、クランクシャフトピストンとシリンダーの間の摩擦を減少させるものもある。 In another embodiment, a power stroke is performed in each cycle of 4-stroke-relative motion-cylinder to reduce the friction between the crankshaft piston and the cylinder.

別の実施形態では、内部構造がシリンダーに対して相対的に可動するものがある。 In another embodiment, the internal structure is movable relative to the cylinder.

これらに加えて、シリンダーのシステム内に内部構造を導入する手法として次のものがある。 In addition to these, there are the following methods to introduce the internal structure into the system of the cylinder.

シリンダーや、その内部スペースを含むシステムであり、またクランクシャフトピストンを備えたものも含む。 A system that includes a cylinder and its internal space, including one with a crankshaft piston.

本発明の方法は次の内容を含む。クランクシャフトピストンに加えられた圧力が、膨張行程の初期にクランクシャフトピストンのより小さな表面積に加えられ、それ以降の行程では大きな表面積に加えられるようにシリンダ内部の構造が構成されるもの; The method of the present invention includes the following contents. The structure inside the cylinder is constructed so that the pressure applied to the crankshaft piston is applied to the smaller surface area of the crankshaft piston early in the expansion stroke and to the larger surface area in subsequent strokes;

及び、内部構造のキャビティ内で圧力を上昇させることにより、内部構造とクランクシャフトピストン両方に圧力を加える。これによりパワーストロークの初期段階においてはクランクシャフトの方向に内部構造を加速させ、後の段階ではそれとは反対に動くことになる。これは内部構造の表面に加えられる力の方向が変わるためである。 And, by increasing the pressure in the cavity of the internal structure, pressure is applied to both the internal structure and the crankshaft piston. This accelerates the internal structure in the direction of the crankshaft in the early stages of the power stroke and moves in the opposite direction in later stages. This is because the direction of the force applied to the surface of the internal structure changes.

ここで、内部構造は、内部のスペースに収容できるように細長い筒状の形をしており、この筒状の形が第1スペースの第1キャビティと第2スペースの第2キャビティを規定することになる。 Here, the internal structure has an elongated cylindrical shape so that it can be accommodated in the internal space, and this cylindrical shape defines the first cavity of the first space and the second cavity of the second space. become.

ここで、内部構造は、膨張行程においてクランクシャフトピストンの動きで生み出されたものが移動したスペースに供給されるフルードとぶつかることになる。 Here, the internal structure will collide with the fluid supplied to the moved space by what is produced by the movement of the crankshaft piston in the expansion stroke.

ここで、内部構造がシリンダ内部で燃焼用のフルードと衝突するため、内部構造に供給されるフルードの量は、クリアランスボリュームと行程容積の和よりも小さくなる。 Here, since the internal structure collides with the combustion fluid inside the cylinder, the amount of fluid supplied to the internal structure is smaller than the sum of the clearance volume and the stroke volume.

別の実施形態においては、シリンダは油圧シリンダであり、フルードは作動液(油圧液、ともいう)である。 In another embodiment, the cylinder is a hydraulic cylinder and the fluid is a hydraulic fluid (also referred to as hydraulic fluid).

別の実施形態ではシリンダは燃焼シリンダであり、フルードは燃焼用のフルードである。 In another embodiment the cylinder is a combustion cylinder and the fluid is a combustion fluid.

添付の図面および以下の実施形態の詳細な説明により、本発明の目的、特徴、利点をより簡単に理解できる。 The accompanying drawings and detailed description of the embodiments below will make it easier to understand the objects, features and advantages of the present invention.

ここで取り上げる実施形態は、請求の範囲について説明するための添付の図についてのものであり、請求の範囲を限定する意図はない。 The embodiments taken up here are for the attached figure for explaining the scope of claims, and are not intended to limit the scope of claims.

図1は、本願発明で開示する改善されたシリンダシステムを含んだエンジンシステムの例を概略的に示したものであるFIG. 1 schematically shows an example of an engine system including an improved cylinder system disclosed in the present invention.

図2 および 3 は、本願発明で開示するシリンダの内部構造の別の例である。ここではシリンダの内部構造の背後にスペースがある。Figures 2 and 3 are other examples of the internal structure of the cylinder disclosed in the present invention. Here there is space behind the internal structure of the cylinder. 同上Same as above

図4 は、本願発明で開示するシリンダの内部構造の一例である。FIG. 4 is an example of the internal structure of the cylinder disclosed in the present invention.

図5 は、本発明に関する断面図であるFIG. 5 is a cross-sectional view relating to the present invention.

図6は、本発明で開示する内容のうち、膨張行程中にクランクシャフトピストンがどのように動くかを概略的に示したものである。FIG. 6 schematically shows how the crankshaft piston moves during the expansion stroke among the contents disclosed in the present invention.

図7は、本発明で開示する内容のうち、クランクシャフトロッドとクランクシャフト回転直径を示したものである。FIG. 7 shows the crankshaft rod and the crankshaft rotation diameter among the contents disclosed in the present invention.

図8は、本発明で開示する内容のうち、シリンダの内部構造を引き寄せまたは反発させるための磁気の配置について概略的に示したものである。FIG. 8 schematically shows the arrangement of magnetism for attracting or repelling the internal structure of the cylinder among the contents disclosed in the present invention.

図9は、内部構造と、その種々の端部及び表面の一例を示したものである。FIG. 9 shows an example of the internal structure and its various ends and surfaces.

図10 は、本願発明で開示するシリンダの内部構造を用いた手法を示したものであるFIG. 10 shows a method using the internal structure of the cylinder disclosed in the present invention.

図11は、本発明における様々なシステムの仕事量を示したものである。ここでは、より大きな仕事量で、より高いトルクや馬力、またはより少ない燃料を実現している。FIG. 11 shows the workload of various systems in the present invention. Here, with greater workload, higher torque, horsepower, or less fuel is achieved.

図12は、排出量の値について従来のものと本発明の相対運動デザインを比較した表である。FIG. 12 is a table comparing the relative motion design of the present invention with the conventional one in terms of the emission value.

図13 本発明による、化学物質および排気ガスの試験結果を示したものである。FIG. 13 shows the test results of chemical substances and exhaust gas according to the present invention.

図14-17は、本発明のシリンダ内部構造の様々なメリットや可能性についてグラフで示したものである。FIG. 14-17 is a graph showing various merits and possibilities of the cylinder internal structure of the present invention. 同上Same as above 同上Same as above 同上Same as above

以下の詳細は単なる例示であり、説明する実施形態や、その使用に限定することを意図するものではまったくない。本明細書で用いる「一例」または「例」という言葉の意味は、「例、実例、例示として役立つもの」という意味である。ここで「一例」または「例」として説明する実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましいとか、有利だとかと、解釈されるべきではない。以下であげる実施形態すべては、当業者が本発明の実施形態を作成または使用することを可能にするために例示したものであり、特許請求の範囲を制限することを意図したものではまったくない。さらに、前述の技術分野、背景、簡単な要約、そして以下の詳細で述べる、明示または黙示な理論に拘束する意図もない。添付の図面に示した、また以下の明細書に記載する特定の装置やプロセスは、添付の特許請求の範囲で定義する本発明の概念を説明するための例示的な実施形態であることを理解していただきたい。したがって、本明細書の実施形態における特定の寸法や物理的特性といったものについては、特許請求の範囲において明示的に別段の記載をしない限りこれに限定するものではない。 The following details are merely exemplary and are not intended to be limited to the embodiments described or their use. As used herein, the word "example" or "example" means "an example, an example, something useful as an example." The embodiments described herein as "examples" or "examples" should not necessarily be construed as preferred or advantageous over other embodiments. All of the embodiments listed below are illustrative to allow those skilled in the art to create or use embodiments of the invention and are not intended to limit the scope of the claims at all. Moreover, there is no intention to be bound by the explicit or implied theories described in the technical fields, background, brief summary, and details below. Understand that the particular devices and processes shown in the accompanying drawings and described in the following specification are exemplary embodiments for explaining the concepts of the invention as defined in the appended claims. I want you to do it. Therefore, the specific dimensions and physical properties in the embodiments of the present specification are not limited thereto unless explicitly stated otherwise in the claims.

シリンダの内部構造について開示する。ここでは機械式のシリンダを使ったシリンダシステムを紹介する。このシリンダにはフルードを充填する内部スペースがあり、またその内部スペースで往復運動をするクランクシャフトピストンと、フローティングピストンを含むシリンダーの内部構造がある。このフローティングピストンはクランクシャフトピストンの往復運動に合わせて、シリンダーの内部で前進したり後退したりする。 The internal structure of the cylinder will be disclosed. Here, we will introduce a cylinder system that uses a mechanical cylinder. This cylinder has an internal space to fill the fluid, and also has a crankshaft piston that reciprocates in that internal space and an internal structure of the cylinder that includes a floating piston. This floating piston moves forward and backward inside the cylinder according to the reciprocating motion of the crankshaft piston.

図1では、 一例としてシリンダベースのエンジン102を用いたエンジンシステムを示す。この例に限定するものではないが、エンジン102は車両の推進力に使用する。例えば船舶、車両、飛行機などであるがこれに限るものではない。掘削装置やその他の産業用機械の油圧リフト、フォークリフトアーム、バックホーアームなどのさまざまな装置を動かすことができる。図1は、そうした機能を実現させて有用な仕事を生み出すためのエンジン102 とそのシリンダ104について概略的に示したものである。シリンダーは内部構造と従来のシリンダーを含む改良型である FIG. 1 shows an engine system using a cylinder-based engine 102 as an example. Not limited to this example, the engine 102 is used for vehicle propulsion. For example, ships, vehicles, airplanes, etc., but are not limited to this. It can operate a variety of equipment such as hydraulic lifts, forklift arms and backhoe arms for drilling rigs and other industrial machinery. FIG. 1 outlines the engine 102 and its cylinder 104 to realize such functions and produce useful work. The cylinder is an improved version that includes an internal structure and a conventional cylinder

ある実施形態では、エンジン102は、シリンダ104内で燃料を燃焼させることにより有用な仕事を生成するように構成された内燃機関(ICE)である。シリンダ104は、適切な任意の構成(例えば、I-4、V6、V8、V12)で、線形または円形に配置することができる。図1では示していないが、エンジン102の例として、エネルギー源(つまりバッテリー)や車輪に設置されたモーターといった電気システムによりサポートされるものがある。こうした構成は「ハイブリッド」と呼ばれ、エネルギーを充電するためのリカバリーブレーキ技術などを使用する。 In one embodiment, the engine 102 is an internal combustion engine (ICE) configured to produce useful work by burning fuel in a cylinder 104. The cylinder 104 can be arranged linearly or circularly in any suitable configuration (eg, I-4, V6, V8, V12). Although not shown in FIG. 1, an example of an engine 102 is one supported by an electrical system such as an energy source (ie, a battery) or a motor mounted on a wheel. Such a configuration is called a "hybrid" and uses recovery braking technology to charge energy.

シリンダー104は、燃料の燃焼によって引き起こされる往復運動で動くピストン(つまり、シリンダ内の第1及び第2ピストン)を備える。ある実施形態では、クランクシャフトピストンの往復運動がクランクシャフトの回転運動に変換され、これがトランスミッションを介して1つまたは複数の車輪に伝えられ、車両推進力得るものがある。また別の実施形態では、こうしたクランクシャフトピストンの往復運動が、それ以外の部分や、運動に転換されるものがある。例えば産業用車両のアームの関節運動(例、フォークリフトやバックホー)があるが、これに限るものではない。図1は、エンジン102によって生成される出力108を示しており、これは上記の回転運動、関節運動などの任意の他の適切な出力を含むものである。 Cylinder 104 comprises pistons (ie, first and second pistons in the cylinder) that move in a reciprocating motion caused by the combustion of fuel. In some embodiments, the reciprocating motion of the crankshaft piston is converted into rotational motion of the crankshaft, which is transmitted via a transmission to one or more wheels to gain vehicle propulsion. In yet another embodiment, the reciprocating motion of the crankshaft piston may be converted into other parts or motions. For example, there are, but are not limited to, range of motion of the arms of industrial vehicles (eg, forklifts and backhoes). FIG. 1 shows an output 108 produced by the engine 102, which includes any other suitable output such as the rotational motion, range of motion, etc. described above.

取込通路が、含気的にエンジン102と対になり、エンジンに空気取込を供給することにより、空気と燃料を混合させ、燃焼用の空気をシリンダの燃焼用に供給することができる。取込はシリンダーごとに第1と第2のインレットを経るものがある。フルードの取込まれた空気は内部構造の背後にある取込スペースで圧縮され、内部構造が取込通路の方向へ後退した時に、内部構造内にある燃焼スペースに送られる。そのため、図1では、エンジン102が、インプット106を受け取るところを表している。このインプットは燃料と空気の混合や、作動液や、大気圧での空気や、圧縮空気が含まれる。さらにインプット106は、ガソリン、ディーゼル、亜酸化窒素、エタノール、天然ガス、その組み合わせが含まれるがこれに限定するものではない。取込通路には取込スロットルが設置され、エンジン102に取り込む空気を制御する。例えば空気の質量、体積、圧力を制御する。取込通路は、給気冷却器、圧縮機(例、ターボチャージャー若しくはスーパーチャージャーの)、取込マニホールドなどを含むがこれに限定するものではない。それぞれの取込弁は、シリンダ104への給気を制御することができる。エンジン102に供給する燃料を貯蔵・供給するための燃料システムを備えることもできる。 The intake passage is aerated and paired with the engine 102, and by supplying air intake to the engine, air and fuel can be mixed and air for combustion can be supplied for combustion of the cylinder. Intake may go through the first and second inlets for each cylinder. The air taken in by the fluid is compressed in the intake space behind the internal structure and sent to the combustion space inside the internal structure as the internal structure recedes toward the intake passage. Therefore, in FIG. 1, the engine 102 receives the input 106. This input includes a mixture of fuel and air, hydraulic fluid, atmospheric pressure air, and compressed air. Further, the input 106 includes, but is not limited to, gasoline, diesel, nitrous oxide, ethanol, natural gas, and combinations thereof. An intake throttle is installed in the intake passage to control the air taken into the engine 102. For example, control the mass, volume, and pressure of air. The intake passage includes, but is not limited to, an air supply cooler, a compressor (eg, turbocharger or supercharger), an intake manifold, and the like. Each intake valve can control the supply of air to the cylinder 104. It can also be equipped with a fuel system for storing and supplying fuel to be supplied to the engine 102.

排気通路は、エンジン102と含気的に連結され、燃焼の結果の生成物がエンジンから排出される経路を提供する。排気ガス処理のためのNOxトラップ、微粒子フィルター、触媒などを廃棄通路に設置することができるが、これに限定するものではない。エンジン102がターボチャージャーにより加速される場合には、タービンを排気通路に設置してターボチャージャーコンプレッサーを駆動することもできる。各排気弁は、シリンダ104からの排気ガスを制御することができる。 The exhaust passage is aerated with the engine 102 to provide a path through which the product of the combustion is discharged from the engine. NOx traps, fine particle filters, catalysts, etc. for exhaust gas treatment can be installed in the waste passage, but are not limited to this. If the engine 102 is accelerated by a turbocharger, a turbine can also be installed in the exhaust passage to drive the turbocharger compressor. Each exhaust valve can control the exhaust gas from the cylinder 104.

制御装置110は、エンジン102の様々な部品と結合され、センサーからの入力を受け取たときにデバイスを作動させて、エンジンを動作させる。制御装置110はエンジンコントロールユニット(ECU)と呼ばれる。例えば、ECUは、スロットル位置、気圧、トランスミッション操作ギア、エンジンの温度、エンジンの速度、特定エンジン速度の変化などのインプットを受け取る。また以下で説明するように、制御装置110は、シリンダの動作サイクルに従って、シリンダ104の内部スペースで動作するシリンダの動きを制御することができる。 The control device 110 is coupled with various parts of the engine 102 and activates the device when it receives an input from a sensor to operate the engine. The control device 110 is called an engine control unit (ECU). For example, the ECU receives inputs such as throttle position, barometric pressure, transmission operating gear, engine temperature, engine speed, and changes in specific engine speed. Further, as described below, the control device 110 can control the movement of the cylinder operating in the internal space of the cylinder 104 according to the operation cycle of the cylinder.

制御装置110は任意の適切な方法で設置される。例えば制御装置110は演算装置や、演算装置で処理する機械言語の指示を補完するためのストレージを備えることもできる。演算装置は、制御装置、プロセッサ、システムオンチップ(SOC)の形態で実装されうる。ストレージは読み取り専用メモリ(ROM、例えば電子的に消去可能でプログラム可能なROM)やランダムアクセスメモリ(RAM)などの形態で実装されうる。制御装置110は、入力を受信し、出力(例えば、構成要素を作動させるための制御信号)を行うための入出力 (I/O) インターフェースを含む。 The control device 110 is installed in any suitable manner. For example, the control device 110 can also include an arithmetic unit and storage for complementing the machine language instructions processed by the arithmetic unit. Arithmetic logic units can be implemented in the form of controls, processors, and system-on-chip (SOC). Storage can be implemented in the form of read-only memory (ROM, eg, electronically erasable and programmable ROM) or random access memory (RAM). The control device 110 includes an input / output (I / O) interface for receiving an input and performing an output (for example, a control signal for operating a component).

エンジン102は別の形も考えられる。例えばエンジン102には油圧機械用に構成することもできる。ここでは、シリンダー104は往復運動により作動液を圧縮する各クランクシャフトピストンを含む。この例では、シリンダー104に供給される作動液として、インプット106には、油、水、その他のフルードが含まれる。出力108には、回転運動、関節運動、アクチュエーションなどの機械的出力を含む。また、出力108はシリンダー104によって圧縮される作動液を含むこともでき、この時シリンダによって加えられる圧力は、作動液を通じてその他の構成要素に伝えられる。こうした油圧の出力は、例えば、油圧リフトのように、機械的出力を生成するために利用できる。エンジン102を油圧機械用に構成する場合は、ポンプ、弁、アキュムレータ、リザーバ、フィルターなどが含むまれるがこれらに限定するものではない。こうした実施形態においては、制御装置110は、センサーの出力(例えば、圧力、弁の状態、フローレート)で動作する油圧シリンダー104、エンジン102、その他の回路などと組み合わせて実装される。 The engine 102 may have a different shape. For example, the engine 102 can be configured for hydraulic machinery. Here, the cylinder 104 includes each crankshaft piston that compresses the hydraulic fluid by reciprocating motion. In this example, the input 106 contains oil, water, or other fluid as the hydraulic fluid supplied to the cylinder 104. Output 108 includes mechanical outputs such as rotational motion, range of motion, and actuation. The output 108 can also include a hydraulic fluid compressed by the cylinder 104, at which time the pressure applied by the cylinder is transmitted to other components through the hydraulic fluid. These hydraulic outputs can be used to generate mechanical outputs, such as hydraulic lifts. When the engine 102 is configured for hydraulic machinery, it includes, but is not limited to, pumps, valves, accumulators, reservoirs, filters and the like. In these embodiments, the control device 110 is mounted in combination with a hydraulic cylinder 104, an engine 102, other circuits, etc. that operate on the output of the sensor (eg, pressure, valve state, flow rate).

上で述べるようなシリンダの出力を増加させるための一長一短を解消しつつシリンダの出力を上げるために、シリンダー104は、動作用のフルード(例、作動液や燃焼用のフルード)を供給するシリンダ内部のスペースに任意に前進・後退が可能な内部構造202 (例、フローティングピストン)を備える。この図は燃焼シリンダ用のシリンダの内部構造の実施例を示したものであり、ここでは内部構造は、電磁アクチュエーター、油圧チャージャー、ターボチャージャー等により、燃焼スペースもしくはクランクシャフトピストンの方向に前進・後退することができるように構成されている。 In order to increase the output of the cylinder while eliminating the advantages and disadvantages of increasing the output of the cylinder as described above, the cylinder 104 is inside the cylinder that supplies fluid for operation (eg, fluid for hydraulic fluid or fluid for combustion). The space is equipped with an internal structure 202 (eg, floating piston) that can be moved forward and backward at will. This figure shows an example of the internal structure of a cylinder for a combustion cylinder. Here, the internal structure is advanced / retracted in the direction of the combustion space or the crankshaft piston by an electromagnetic actuator, a hydraulic charger, a turbocharger, or the like. It is configured to be able to.

この図では、挿入ロッドまたは第2ピストンとも呼ぶシリンダーの内部構造202を有するシリンダ104を示している。シリンダの内部構造202は第2ピストンとして働き、クランクシャフトピストン204(例、クランクシャフトピストン204が第1ピストン)と内部構造202が燃焼室を部分的に囲んでいる。 This figure shows a cylinder 104 having a cylinder internal structure 202, also referred to as an insertion rod or second piston. The internal structure 202 of the cylinder acts as a second piston, with the crankshaft piston 204 (eg, the crankshaft piston 204 being the first piston) and the internal structure 202 partially surrounding the combustion chamber.

クランクシャフトピストン204 は、コネクティングロッドと結合され、このコネクティングロッドがクランクシャフト等の別の装置に結合されて、クランクシャフトピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動やその他の運動に転換する。これを利用することで車両の推進力を入れたり、発電機を操作したり、ポンプを駆動させたり、なんらかの装置を作動させることができる。クランクシャフトピストン204の往復運動は、シリンダ104の内部スペース208の給気の燃焼によって生じる。この燃焼は取込カムシャフトを通じて、取込弁210で部分的に制御が可能である。この取込弁210は任意に内部スペース208に空気を送り込むことができる。スパークプラグまたはグロープラグを制御することにより、噴射された給気に点火することができる。燃焼生成物は排気カムシャフトによって駆動する排気弁216から排出される。取込んだ空気を燃焼させる過程でシリンダー104から熱を逃さずに、任意の温度を保つため、また熱劣化を防ぐために、シリンダの内壁に冷却ジャケットを設置する。このジャケットが内部スペース208を決め、またシリンダの外壁を決めることになる。水、不凍液などを使用した冷却剤は冷却システムを通じて冷却ジャケットで循環する。冷却システムは、例えば、冷却剤の熱を外部に放射するラジエーターを含む。冷却システムはエンジンの一部のフルードを圧縮したり、冷却ジャケットが到達するのが難しい内部構造付近ではシリンダ内のフルードを減圧することを含む。 The crankshaft piston 204 is coupled to a connecting rod, which is coupled to another device such as a crankshaft to convert the reciprocating motion of the crankshaft piston into a rotary motion of the crankshaft or other motion. By using this, it is possible to apply the propulsive force of the vehicle, operate the generator, drive the pump, and operate some device. The reciprocating motion of the crankshaft piston 204 is generated by the combustion of the supply air in the internal space 208 of the cylinder 104. This combustion can be partially controlled by the intake valve 210 through the intake camshaft. The intake valve 210 can optionally send air into the internal space 208. By controlling the spark plug or glow plug, the injected air supply can be ignited. Combustion products are discharged from the exhaust valve 216 driven by the exhaust camshaft. A cooling jacket is installed on the inner wall of the cylinder in order to maintain an arbitrary temperature without escaping heat from the cylinder 104 in the process of burning the taken-in air and to prevent thermal deterioration. This jacket will determine the internal space 208 and also the outer wall of the cylinder. Coolants using water, antifreeze, etc. circulate in the cooling jacket through the cooling system. The cooling system includes, for example, a radiator that radiates the heat of the coolant to the outside. The cooling system involves compressing some of the fluid in the engine and decompressing the fluid in the cylinder near internal structures that the cooling jacket is difficult to reach.

上記のように、シリンダ104には、シリンダーの出力と効率を高めるために内部スペース208に任意に挿入されるシリンダの内部構造202を含む。内部構造202はフローティングピストンであり、クランクシャフトピストン204の往復運度に合わせて内部スペース208に向かって前進する。別の実施形態においては、フローティングピストン202には、クランクシャフトピストン204が下の方向(図2参照)に動くのに合わせて、内部スペース208に挿入されるものがある。この内部構造は、フルードの圧縮の専用の取込側の近くでその背後にフルード蓄積スペース、すなわちコンパートメントを有してもよく(図2上部704)、専用のフルードの圧縮スペースは、2回のクランクシャフトピストン運動で実行される4ストローク機能を有するように構成される。
しかしながらシリンダー104は、挿入ロッド202を内部スペース208に挿入するタイミングに応じて、任意の適したサイクルに従って構成される。一般的には、内部構造202はクランクシャフトピストン204が下方向に動く(図2参照)のに合わせて、内部スペース208に挿入される。
As mentioned above, the cylinder 104 includes a cylinder internal structure 202 that is optionally inserted into the internal space 208 to increase the output and efficiency of the cylinder. The internal structure 202 is a floating piston, which advances toward the internal space 208 according to the reciprocating movement of the crankshaft piston 204. In another embodiment, the floating piston 202 is inserted into the internal space 208 as the crankshaft piston 204 moves downward (see FIG. 2). This internal structure may have a fluid storage space, i.e., a compartment behind it near the dedicated intake side of the fluid compression (Figure 2, top 704), with the dedicated fluid compression space twice. Crankshaft is configured to have a 4-stroke function performed by piston movement.
However, the cylinder 104 is configured according to any suitable cycle, depending on when the insertion rod 202 is inserted into the internal space 208. Generally, the internal structure 202 is inserted into the internal space 208 as the crankshaft piston 204 moves downward (see FIG. 2).

シリンダ104は、圧縮ストローク(例、2または4ストロークサイクル)又は排気ストローク(例、4ストロークサイクル)を実施することができる。挿入ロッド202は、クランクシャフトピストン204が下方向または上方向に動くのに合わせて、内部スペース208から後退する。フローティングピストン202と、クランクシャフトピストン204の動きは任意の形で合わせることができる。ある実施形態においては、フローティングピストン202の動きと、クランクシャフトピストン204の動きを、実質的に同じ速度で、同じ方向に動くようにシンクロされているものもある Cylinder 104 can perform compression strokes (eg, 2 or 4 stroke cycles) or exhaust strokes (eg, 4 stroke cycles). The insertion rod 202 retracts from the internal space 208 as the crankshaft piston 204 moves downward or upward. The movements of the floating piston 202 and the crankshaft piston 204 can be matched in any way. In some embodiments, the movement of the floating piston 202 and the movement of the crankshaft piston 204 are synchronized to move in substantially the same speed and in the same direction.

内部構造202は、シリンダ104の必要取込量を減少させることができる。また内部スペース208により、燃焼または油圧の過程に使用される「燃焼ボリューム」若しくは「油圧ボリューム」と呼ばれる排気量の量に影響を与える。その際の内部スペースはクリアランスボリュームや行程容積の和よりも小さくなる。 The internal structure 202 can reduce the required intake of the cylinder 104. The internal space 208 also affects the amount of displacement, called the "combustion volume" or "hydraulic volume", used in the combustion or hydraulic process. The internal space at that time is smaller than the sum of the clearance volume and the stroke volume.

図8に示すとおり、特定の機器においては、内部構造を引きつけたり、反発するために、電磁石を使うこともできる。電磁石の使う方向が(反発または誘引の)のいずれであっても、その反対(反発または誘引)は受動的な機能で足りる。エンジンや、車両や、スロットルを減速させる目的で、膨張行程の初期の段階で、内部構造を後退させるために電磁力を使うこともできる。
この実施形態では内部構造202は、コイル224を介して伝達される電流によって生成される磁場と相互に作用する図2の磁石227(例えば、永久磁石)及び内部構造のソレノイド型の電磁的な伸縮、を含む。
コイル224によって生成される磁力線は、(具体的には、コイルの上端より下でコイルの下端より上の部分)は、フローティングピストン202が伸縮する長さと並行になる。フローティングピストン202の電磁作動を容易にするために、電気システム226には、コイル224に任意に電流を供給する電流源を含む。電気システム226は制御装置110に結合され、制御装置110は、電気システムを制御して上記のシリンダ104の動作に従って、もしくは入力に基づいて(例えば、カムシャフトのタイミング、弁のタイミング、取込や給気変数、他の動作条件)、挿入ロッド202を任意に配置することができるほか、内部構造202を前進または後退させることができる。
いくつかの実施形態では、制御装置110は図1の制御装置110だが、内部構造202を前進または後退させるため、または内部構造202の上部(例、図2の取込側)に圧力を加えるためのシステム及び装置を含み得る。制御装置101のそうした装置及びシステムは、油圧またはターボチャージャーもしくは電磁アクチュエーターであり、内部構造202に力を加えることができるもので、一般的にはここでは「力を加える機構」(力を適用する機構、ともいう)と呼ぶ。コイル224、電気システム226、磁石227、制御装置110は、ここで「電磁アクチュエーター」と呼ぶものを構成する。ある実施形態では、電磁アクチュエーターはソレノイドを考慮することができ、挿入ロッドが電磁アクチュエーターによりスラッグとして機能する。図2に示すように、前進する力と後退する力が内部構造(フローティングピストン) 202の本体に加えられることを理解していただきたい。
As shown in FIG. 8, in certain devices, electromagnets can also be used to attract or repel the internal structure. Regardless of the direction in which the electromagnet is used (repulsion or attraction), the opposite (repulsion or attraction) requires a passive function. Electromagnetic forces can also be used to retract the internal structure early in the expansion stroke for the purpose of slowing down the engine, vehicle or throttle.
In this embodiment, the internal structure 202 interacts with a magnetic field generated by a current transmitted through the coil 224 to a magnet 227 (eg, a permanent magnet) of FIG. 2 and a solenoid-type electromagnetic expansion and contraction of the internal structure. ,including.
The lines of magnetic force generated by the coil 224 (specifically, below the top of the coil and above the bottom of the coil) are parallel to the length of expansion and contraction of the floating piston 202. To facilitate the electromagnetic operation of the floating piston 202, the electrical system 226 includes a current source that optionally supplies current to the coil 224. The electrical system 226 is coupled to the controller 110, which controls the electrical system according to the operation of the cylinder 104 described above, or based on the input (eg, camshaft timing, valve timing, uptake, etc. The air supply variable (other operating conditions), the insertion rod 202 can be arranged arbitrarily, and the internal structure 202 can be advanced or retracted.
In some embodiments, the controller 110 is the controller 110 in FIG. 1, but to move the internal structure 202 forward or backward, or to apply pressure to the top of the internal structure 202 (eg, the capture side of FIG. 2). Systems and equipment can be included. Such devices and systems of the controller 101 are hydraulic or turbochargers or electromagnetic actuators that can apply force to the internal structure 202 and are generally referred to here as "force applying mechanisms" (forces applied). It is also called a mechanism). The coil 224, the electrical system 226, the magnet 227, and the control device 110 constitute what is referred to here as an "electromagnetic actuator". In one embodiment, the electromagnetic actuator can consider a solenoid, and the insertion rod acts as a slug by the electromagnetic actuator. Understand that, as shown in Figure 2, forward and backward forces are applied to the body of the internal structure (floating piston) 202.

図2と図3のシリンダー104は、シリンダーの出力を増加させるために別の形態に構成することもできる。例えば燃焼波の形状に適合するように、円錐形状のクランクシャフトピストン及び/又は内部構造にすることも可能である The cylinders 104 of FIGS. 2 and 3 can be configured in different forms to increase the output of the cylinders. It is also possible to have a conical crankshaft piston and / or internal structure, for example to fit the shape of the combustion wave.

クランクシャフトピストンの内面は、クランクシャフトピストンの相対運動中のせん断応力を増加させるためのへこみ及び/又は突起を含む。 The inner surface of the crankshaft piston contains dents and / or protrusions to increase shear stress during relative motion of the crankshaft piston.

コイル224はハウジング内に設置できる。このハウジングは断熱され、挿入ロッド202の動きに対して滑らか(低摩擦)であり、内部スペース208とハウジングの間を埋めるものでもある。コイル224は電気システム226により駆動し、制御装置110に結合されている。 Coil 224 can be installed inside the housing. The housing is insulated, smooth (low friction) to the movement of the insertion rod 202, and also fills the space between the internal space 208 and the housing. The coil 224 is driven by the electrical system 226 and is coupled to the controller 110.

内部構造 202 は、複数のパーツもしくは筒状の層から構成される。内部構造は様々なエンジンシリンダーに合わせて様々なサイズがあり得る。例えば内部構造202の形状は、高いトルクの仕様に合わせたデザインにすることができるが、これに限るものではない。クランクシャフトピストンとは異なり、内部構造の冷却は課題であるが、高い耐火性の素材で作成するか、中を空洞にしてヘリウムなどを充填させたり、シリンダーの冷却ジャケットと接触させる方法が考えられる。内部構造の冷却は、膨張行程でフルードデコンプレッション(フルード減圧、ともいう)によって達成できる。さらに、内部構造と、シリンダーの内壁の接触については、冷却ジャケットの前後にベアリングを用いる方法や、圧縮した空気を圧縮スペースから通過させて、シリンダーと内部構造の間の小さなスペースを埋め、摩擦を最小限に抑える方法が考えられる。 The internal structure 202 is composed of a plurality of parts or a cylindrical layer. The internal structure can be of different sizes to fit different engine cylinders. For example, the shape of the internal structure 202 can be designed according to the specifications of high torque, but is not limited to this. Unlike the crankshaft piston, cooling the internal structure is an issue, but it is possible to make it with a highly fire resistant material, make the inside hollow and fill it with helium, etc., or make it contact with the cooling jacket of the cylinder. .. Cooling of the internal structure can be achieved by fluid decompression (also referred to as fluid decompression) in the expansion stroke. Furthermore, regarding the contact between the internal structure and the inner wall of the cylinder, bearings can be used before and after the cooling jacket, or compressed air can be passed through the compression space to fill the small space between the cylinder and the internal structure to reduce friction. A method to minimize it can be considered.

ここで説明する内部構造202及びシリンダの実装は、一例として紹介したものであり、これに限定することを意図するものではまったくない。本明細書で述べる「シリンダ」とは、必ずしも筒状のものに限定するものではなく、クランクシャフトピストンの往復運動により有用な仕事及び出力を生成するために使用される機械的装置のことを示すものである。半球形状若しくは楔形なども考えられる。シリンダヘッド要素、弁などのシリンダの構成要素は、追加、削除、変更することができる。さらに、挿入体を用いる構成も考えられる。例えば、ここで開示する挿入体は、非線形のシリンダ104において、底面、側面、または斜めなどの任意の方向からシリンダの内部スペースに挿入させることができる。シリンダ104自体は、ストローク中に円形若しくは湾曲した経路をたどることになるピストン及びフローティングピストンを備えたエンジンの一部であり、そのため湾曲している。さらに、フローティングピストンを制御するために電磁アクチュエーターを採用することもできる。 The implementation of the internal structure 202 and the cylinder described here is introduced as an example, and is not intended to be limited thereto. As used herein, the term "cylinder" is not limited to a cylinder, but refers to a mechanical device used to generate useful work and output by the reciprocating motion of a crankshaft piston. It is a thing. Hemispherical shape or wedge shape is also conceivable. Cylinder head elements, valves and other cylinder components can be added, deleted and modified. Further, a configuration using an insert is also conceivable. For example, the insert disclosed herein can be inserted into the internal space of the cylinder from any direction such as bottom surface, side surface, or diagonal in the non-linear cylinder 104. The cylinder 104 itself is part of an engine with pistons and floating pistons that will follow a circular or curved path during the stroke and is therefore curved. Further, an electromagnetic actuator can be adopted to control the floating piston.

別の実装形態では、フルードを機械で送るだけでなく、磁気アクチュエータの磁気力でクランクシャフトピストンに対して前進させるというハイブリッドなソリューションを採用できる。例えば、油圧ポンプを使わずにフルードがクランクシャフトピストン棒に対して圧力を加えたり、別の例としては、第2シリンダを専用の燃焼室として使い、圧縮した空気を第1シリンダの圧縮スペースに送り込む油圧シリンダとして機能させることにより、有効な圧縮比をあげたり、パワーストローク中に内部構造に対してさらに前進させる力を加えることもできる。内部構造202を備えた第1シリンダは、油圧機構として動作させるために内部構造とクランクシャフトピストンの間に作動液を使用できる。 In another implementation, a hybrid solution can be adopted in which the fluid is not only mechanically fed, but is advanced with respect to the crankshaft piston by the magnetic force of the magnetic actuator. For example, the fluid exerts pressure on the crankshaft piston rod without using a hydraulic pump, or as another example, the second cylinder is used as a dedicated combustion chamber and the compressed air is used as the compression space of the first cylinder. By functioning as a hydraulic cylinder to feed, it is possible to increase the effective compression ratio or apply a force to further advance the internal structure during the power stroke. The first cylinder with the internal structure 202 can use hydraulic fluid between the internal structure and the crankshaft piston to operate as a hydraulic mechanism.

ここで述べるシリンダの内部構造の実装は、様々な技術的効果及び利点を生み出す可能性がある。例えば、内部構造202は、1ストロークあたりの排気量として説明するように必要なフルード取込を減らすことができる。別の例では、シリンダの内部構造はより長い間隔のストロークを同様のフルード量で実現することが可能になる。さらに、クランクシャフトピストンの内面に1平方インチあたりでより大きな力を加えることを可能にする。別の実施形態では、電磁アクチュエーターを使用して内部構造を前進させることにより、燃焼圧力を維持するものある。別の実施形態では、より低い圧力で、クランクシャフトピストンの動きを層状にすることができる。油圧を履行する場合、フローティングピストンにより、作動液の取込ポンプに必要な量のフルードを減らすことができる。こうした技術的な影響は、車両の経済性を向上させることになる。 The implementation of the internal structure of the cylinder described herein has the potential to produce a variety of technical benefits and benefits. For example, the internal structure 202 can reduce the required fluid uptake as described as displacement per stroke. In another example, the internal structure of the cylinder allows longer spacing strokes to be achieved with similar fluid volumes. In addition, it allows greater force per square inch to be applied to the inner surface of the crankshaft piston. In another embodiment, an electromagnetic actuator is used to advance the internal structure to maintain the combustion pressure. In another embodiment, the movement of the crankshaft piston can be layered at a lower pressure. When hydraulic pressure is applied, the floating piston can reduce the amount of fluid required for the hydraulic fluid uptake pump. These technological impacts will improve the economics of the vehicle.

ここで説明する手順、タスク、及び手法は、シリンダの動作全体を通じて任意の頻度、間隔、サイクル等で繰り返されるものである。これは連続して行う場合もあれば、中断される場合もある(たとえば、コントローラー入力、オペレーター入力に応答する形)。 The procedures, tasks, and techniques described herein are repeated at arbitrary frequencies, intervals, cycles, etc. throughout the operation of the cylinder. This may be continuous or interrupted (eg, in response to controller input, operator input).

燃焼スペース208は、フローティングピストン202とクランクシャフトピストン204により囲まれており、燃焼前の位置の調整をすること、燃焼スペース自体をシリンダーに合わせて相対的に動かすこと若しくはその形状やサイズを変更することができる。 The combustion space 208 is surrounded by a floating piston 202 and a crankshaft piston 204 to adjust the pre-combustion position, move the combustion space itself relative to the cylinder, or change its shape and size. be able to.

電磁石(図2-226)を反発または引力だけに動作するようにして、3極電磁アクチュエータを使用すると、磁気アクチュエータの極の向きを変更することがないため、電子は片側に留まる。このように配置することで、ソレノイドの部品に加えられる磁場の強度を数百倍に増加させることができ、正極と負極の間で電子を移動させるために費やされる電気エネルギーを節約できることになろう。 When an electromagnet (Fig. 2-226) is operated only by repulsion or attractive force and a 3-pole electromagnetic actuator is used, the direction of the pole of the magnetic actuator is not changed, so that the electron stays on one side. With this arrangement, the strength of the magnetic field applied to the solenoid components could be increased hundreds of times, saving the electrical energy spent moving electrons between the positive and negative electrodes. ..

シリンダの内圧を低下させるための解決方法は、電磁石226または他の動力源からの二次的な力を使用することによって、未燃の状態で排気する代わりに、第2ピストン202をクランクシャフトピストンと反対方向に(例えば、離れて)動かすことである。 The solution to reducing the internal pressure of the cylinder is to use a secondary force from an electromagnet 226 or other power source to use a crankshaft piston with a second piston 202 instead of exhausting in an unburned state. To move in the opposite direction (for example, away).

圧縮スペース側の取込経路210と燃焼スペース804の間に第2ピストン202を配置し、取込側のフルードの圧力を高くすることにより、取込経路を長期間にわたってより清潔で信頼性の高い状態に保つことができる。 By arranging the second piston 202 between the intake path 210 on the compression space side and the combustion space 804 and increasing the pressure of the fluid on the intake side, the intake path is cleaner and more reliable over a long period of time. Can be kept in a state.

内部構造202が燃焼室を取り囲み、端部202-2がシリンダヘッドやフルードインレットの側に面する場合、第2ピストンとして初期加速の一部となって前進するとともに、2つのピストンが外れた後にクランクシャフト側からの圧力を受けると方向を変えることができる。この際、フローティングピストンに干渉することなく変更することができ、膨張ストローク中に停止して、ゆっくりと方向を反転を始めることになる。 If the internal structure 202 surrounds the combustion chamber and the end 202-2 faces the side of the cylinder head or fluid inlet, it will advance as part of the initial acceleration as the second piston and after the two pistons have come off. The direction can be changed by receiving pressure from the crankshaft side. At this time, it can be changed without interfering with the floating piston, and it stops during the expansion stroke and slowly starts reversing the direction.

「クランクシャフトピストンの方向に動かす」とは、クランクシャフトピストンの移動方向ではなく、クランクシャフトピストンの位置を示すものであることにご留意をいただきたい。 Please note that "moving in the direction of the crankshaft piston" does not indicate the direction of movement of the crankshaft piston, but the position of the crankshaft piston.

内部構造202の背後にあるフルードを蓄積する区画704が、2回のクランクシャフトの運動で4ストロークを可能にする。これは、エンジンRPM(回転/毎分)を半分にして摩擦力を減少させることを意味する。このシステムは、汚染物質の排出を抑えながらエンジンの加速と減速を管理することを可能にして省エネに資するものである。 The fluid-storing compartment 704 behind the internal structure 202 allows four strokes with two crankshaft movements. This means halving the engine RPM (revs per minute) to reduce friction. This system contributes to energy saving by making it possible to control the acceleration and deceleration of the engine while suppressing the emission of pollutants.

2回のクランクシャフトの運動で4ストロークを実行するために、新鮮な空気や予混合のフルードが、圧縮行程中に、ポートインジェクションチャンバー704にある内部構造202の背後に供給される。これにより膨張行程に力を加え、(圧縮行程の一部として)部分的に空気を圧縮することになる。圧縮行程が始まると、この部分的に圧縮されたフルードが、間接噴射として燃焼スペース804に移動し、内部スペースの背後の連絡経路706を介してさらに圧縮(例えば、完全圧縮)される。特別な経路を使用した別の方法(直接噴射)では、点火プラグとともに燃焼室804に直接供給できる。排気口216は、様々な位置や構成が考えられる。 「予混合」フルードとは、ポートインジェクションフルードまたは間接インジェクションフルードであり、「予混合チャンバー」は、ポートチャンバーであることをご理解いただきたい。 Fresh air and premixed fluid are supplied behind the internal structure 202 in the port injection chamber 704 during the compression stroke to perform four strokes in two crankshaft movements. This exerts a force on the expansion stroke and partially compresses the air (as part of the compression stroke). When the compression stroke begins, this partially compressed fluid moves to the combustion space 804 as an indirect injection and is further compressed (eg, fully compressed) via the communication path 706 behind the internal space. Another method using a special path (direct injection) can be supplied directly to the combustion chamber 804 along with the spark plug. The exhaust port 216 can be considered in various positions and configurations. Please understand that the "premixed" fluid is a port injection fluid or an indirect injection fluid, and the "premixed chamber" is a port chamber.

圧縮行程が始まり、ピストンが後退を始めると、スペース704内の部分的に圧縮された空気が燃焼スペースに移動してさらに圧縮される。これが内部構造に減圧冷却効果をもたらし、エリア804からフルードを排気弁216に向けて排気する。そして、ピストンが動いて、燃焼スペースから排気がきれいになるまでに、燃料のフルードがポートインジェクションチャンバーの1つにすべてまたは一部が噴射されて、新鮮な空気と混合される。ピストンが完全に後退すると、燃焼スペース804内において空気と燃料の混合物の圧縮が完了する。特別な経路を介して直接噴射する別の方法では、燃料は点火プラグとともに燃焼室に直接供給され、燃料はポートインジェクションチャンバーではなく燃焼スペースに噴射される。排気口216は別の場所に設置しうるが、圧縮行程中に稼働され(engage)始めると、2つのピストンの間のスペースに整列することになる。 As the compression stroke begins and the piston begins to retract, the partially compressed air in space 704 moves to the combustion space and is further compressed. This has a decompression cooling effect on the internal structure and exhausts the fluid from area 804 towards the exhaust valve 216. Then, by the time the piston moves and the exhaust is clean from the combustion space, all or part of the fuel fluid is injected into one of the port injection chambers and mixed with fresh air. When the piston is fully retracted, the compression of the air-fuel mixture is complete within the combustion space 804. In another method of direct injection via a special path, the fuel is fed directly into the combustion chamber along with the spark plugs and the fuel is injected into the combustion space rather than the port injection chamber. The exhaust port 216 can be installed elsewhere, but once it begins to engage during the compression stroke, it will align with the space between the two pistons.

図2-10ではさらに詳細について示している。 Figure 2-10 shows more details.

図2-10ではシリンダーの内部構造を使ったシステムについての様々な実施形態や、構成部分や、特徴について示している。例えばシリンダー104は、内部スペース208、内部構造202、クランクシャフトピストン204を含む。シリンダー104の内部スペース208は、内部構造202により修正され、クランクシャフトピストン204に加えられる燃焼圧力は、膨張行程の初期段階において、そのより小さい表面積に加えられるようになり、膨張行程の後の段階では、そのより大きな表面積に加えられるようになる。 Figure 2-10 shows various embodiments, components, and features of a system that uses the internal structure of a cylinder. For example, the cylinder 104 includes an internal space 208, an internal structure 202, and a crankshaft piston 204. The internal space 208 of the cylinder 104 is modified by the internal structure 202 so that the combustion pressure applied to the crankshaft piston 204 is applied to its smaller surface area in the early stages of the expansion stroke and later in the expansion stroke. Then, it will be added to the larger surface area.

例えば、図2に見られるように、エアマニホールド及び一方向弁などを備える第1フルードインレット210-1は、すべての行程において圧縮スペースへの空気の供給を可能にする。
第1フルードインレットのマニホールドは、自然取込用に構成される、またはターボチャージャー若しくはスーパーチャージャーのフルードの経路若しくは貯蔵場所に接続される。
第2フルードインレット210-2は、フルードマニホールド及び一方向弁などを備え、力を適用する機構に反応するか、クランクシャフトドライブへの抵抗の増加時、またはスロットル位置の変更時において、圧縮したフルードをシリンダ内部の専用の燃焼スペース704または第1燃焼スペース804に送り込む。これによりシリンダの内圧を高めることができる。フルードの経路706は後退の行程の際に、フルードを取込側704から燃焼チャンバー804に移動させる。
For example, as seen in FIG. 2, the first fluid inlet 210-1, including an air manifold, a one-way valve, etc., allows air to be supplied to the compression space during all strokes.
The manifold of the first fluid inlet is configured for natural uptake or is connected to the fluid path or storage of a turbocharger or supercharger.
The second fluid inlet 210-2 is equipped with a fluid manifold, a one-way valve, etc., and is a compressed fluid that responds to a mechanism that applies force, increases resistance to the crankshaft drive, or changes the throttle position. To the dedicated combustion space 704 or the first combustion space 804 inside the cylinder. This makes it possible to increase the internal pressure of the cylinder. The fluid path 706 is moved from the fluid intake side 704 to the combustion chamber 804 during the retreat stroke.

例えば図6に見られるように、膨張行程の初期の段階では、より小さい表面802が燃焼キャビティー804内で燃焼にさらされる。膨張行程の後の段階では、より大きい表面806が燃焼キャビティー804内で燃焼にさらされる。このコンセプトは図で示すすべての実施例に適用される。一部円錐状のクランクシャフトピストンは、直角の形と比べてより大きな表面積が燃焼圧力の波にさらされることになる。 For example, as seen in FIG. 6, in the early stages of the expansion stroke, the smaller surface 802 is exposed to combustion within the combustion cavity 804. In the later stages of the expansion stroke, the larger surface 806 is exposed to combustion within the combustion cavity 804. This concept applies to all the embodiments shown in the figure. The partially conical crankshaft piston will have a larger surface area exposed to the waves of combustion pressure than the right angle shape.

例えば、クランクシャフトピストンは薄い部分808から厚い部分810に変わる端部を有する。図6に示すように、この薄い部分は、初期に燃焼圧力にさらされ、厚い部分は後の燃焼圧力にさらされる。この薄い部分は燃焼スペースに挿入でき、また燃焼スペースの端のすぐ隣に設置することもできる。内部構造の形状は、このクランクシャフトピストンに正確に一致、もしくはおおよそ一致するように構成される。 For example, a crankshaft piston has an end that changes from a thin portion 808 to a thick portion 810. As shown in FIG. 6, this thin portion is initially exposed to combustion pressure and the thick portion is exposed to later combustion pressure. This thin portion can be inserted into the combustion space or placed just next to the edge of the combustion space. The shape of the internal structure is configured to exactly match or roughly match this crankshaft piston.

このシステムは、内部構造202内のキャビティ804の中で燃焼が発生するように構成される。これにより燃焼の圧力が内部構造202とクランクシャフトピストン204の両方にかかる。 The system is configured so that combustion occurs in the cavity 804 in the internal structure 202. As a result, the combustion pressure is applied to both the internal structure 202 and the crankshaft piston 204.

内部構造202には、相対運動が可能なシリンダ104を含む。この内部構造202の動きは、力を適用する機構702により制御される。内部構造202は膨張行程中に加速の向きを変えることができる。 The internal structure 202 includes a cylinder 104 capable of relative movement. The movement of this internal structure 202 is controlled by a force-applying mechanism 702. The internal structure 202 can divert acceleration during the expansion stroke.

力を適用する機構702は、スロットル位置に関するセンサーにより、スロットル位置に反応するように構成することができる。例えば、内部構造202に加わる力をスロットルの位置に依存させることができる。力を適用する機構702は、膨張行程または収縮行程において内部構造202に後退する力を加えることができる。 The force applying mechanism 702 can be configured to respond to the throttle position by means of a sensor for the throttle position. For example, the force applied to the internal structure 202 can depend on the position of the throttle. The force-applying mechanism 702 can exert a retreating force on the internal structure 202 during the expansion or contraction stroke.

力を適用する機構702は、電磁アクチュエータ、油圧システム及び/又は過給機を含む。過給機には、ターボチャージャー、油圧チャージャー、及びスーパーチャージャーなどがある。内部構造は、電磁アクチュエーターと機械的に連結することができる。 The force applying mechanism 702 includes electromagnetic actuators, hydraulic systems and / or turbochargers. Superchargers include turbochargers, hydraulic chargers, and superchargers. The internal structure can be mechanically coupled to the electromagnetic actuator.

図7で示す通り、300は、クランクシャフトであり、301は、クランクシャフトの直径であり、302 は、クランクシャフトのロッドである。相対運動シリンダでは、膨張行程の初期の段階で、圧縮したフルードをスーパーチャージすることにより、より大きなトルクを得ることができる。またクランクシャフトのロッド(302)や、クランクシャフトの直径 (301)は、高いトルクを得るための長いロッドや、大きな重量により動きが鈍くなるような今日の商業用の車両に使われているものよりも小さいものにすることができる。 As shown in FIG. 7, 300 is the crankshaft, 301 is the diameter of the crankshaft, and 302 is the rod of the crankshaft. In the relative motion cylinder, a larger torque can be obtained by supercharging the compressed fluid in the early stage of the expansion stroke. Crankshaft rods (302) and crankshaft diameters (301) are also used in long rods for high torque and in today's commercial vehicles where heavy weight can slow them down. Can be smaller than.

本発明のシステムは、第2の力の機構として油圧ターボチャージャーを使用することにより、膨張行程中に圧縮力を増加させるための時間当たりの仕事量を向上させることができる。これはさらに燃焼スペース内の圧力の増加及びさらなる駆動力になる。シリンダ内で正の力を維持すると、仕事のための加速時間を最小限にすることができ、その結果作業エネルギーの一部を不要にすることができる。従来のシリンダーの圧力は、結果としてエネルギーの無駄を引き起こし、パワーストロークの力から差し引かれることになる。 The system of the present invention can improve the amount of work per hour to increase the compressive force during the expansion stroke by using the hydraulic turbocharger as the second force mechanism. This further increases the pressure in the combustion space and provides additional driving force. Maintaining a positive force in the cylinder can minimize the acceleration time for work, resulting in the elimination of some of the work energy. The pressure of a conventional cylinder results in wasted energy and is subtracted from the force of the power stroke.

図8は、クランクシャフトピストンの膨張中に反発作用(前進力)を提供する第1の電磁石 1802を示したものである。第2の電磁石1804は、クランクシャフトピストンの引き込み中に後退させる力(引き込む力)を提供することができる。極1802、1804、227は、3極の電磁配置を形成する。従来の配置では、227と1802のような2つの極のみである。3極構成では、例えば、極1802と227は常に同様の極として動くことで反発力を形成し、極1804と227は、引力を実行するように構成することができる。3極の配置では、電子が極の間を移動する必要がないため、1秒あたりの力の出力が大きくなるだけでなく、より高い頻度での運動が可能になる。 FIG. 8 shows a first electromagnet 1802 that provides a repulsive action (forward force) during expansion of the crankshaft piston. The second electromagnet 1804 can provide a retracting force (pulling force) during the pulling of the crankshaft piston. The poles 1802, 1804 and 227 form a three-pole electromagnetic arrangement. In the traditional arrangement, there are only two poles, such as 227 and 1802. In a three-pole configuration, for example, poles 1802 and 227 can always move as similar poles to form a repulsive force, and poles 1804 and 227 can be configured to perform an attractive force. With a three-pole arrangement, the electrons do not have to move between the poles, which not only increases the force output per second, but also allows for more frequent movements.

このシステムでは、圧縮行程中に取込側でフルードを圧縮することにより、圧縮行程を部分的に実行するように構成することができる。これはつまり、力を適用する機構702を通じて内部構造202に力を加えることを意味する。このようにして、燃焼ごとに2回のストロークを行い、取込、圧縮、膨張、排気を実行するように構成される。相対運動のシリンダ は、専用のスペース704でフルードの圧縮を行う。 The system can be configured to partially execute the compression stroke by compressing the fluid on the capture side during the compression stroke. This means applying force to the internal structure 202 through the force applying mechanism 702. In this way, it is configured to make two strokes for each combustion to perform uptake, compression, expansion and exhaust. The relative motion cylinder compresses the fluid in a dedicated space 704.

本システムは、内部構造202の取込側704にフルードを送り、シリンダー内の圧力を高めるとともに、エンジンの加速を高めるように構成される。また、内部構造202に後退する力を加えることによってエンジンの減速を引き起こすように構成される。また、内部構造202に前進する力を加えることによってエンジンを加速するように構成される。 The system is configured to send fluid to the intake side 704 of the internal structure 202 to increase the pressure in the cylinder and increase the acceleration of the engine. It is also configured to cause the engine to decelerate by applying a retreating force to the internal structure 202. It is also configured to accelerate the engine by applying a forward force to the internal structure 202.

連絡経路とも呼ばれるフルードの経路706は、フルードの管理のステージ1とステージ2との間のタイミングを分けるための制御弁を備える。ステージ1では、ターボチャージャー若しくはスーパーチャージャーを使用して新鮮な空気を部分的に圧縮する膨張行程中に、内部構造(フローティングピストン)の背後にフルードを蓄積して、ピストンに二次的な駆動力を加える。ステージ2では、部分的に圧縮された新鮮な空気若しくは予混合のフルードを、複数の弁及び経路を備えた連絡経路を通じて、内部構造202内の燃焼スペース804に移動させる。連絡経路は、取込口への経路及び排気口への経路を含む。 The fluid path 706, also referred to as the communication path, comprises a control valve for separating the timing between stage 1 and stage 2 of fluid management. In stage 1, a turbocharger or supercharger is used to partially compress the fresh air during the expansion stroke, accumulating fluid behind the internal structure (floating piston) and providing secondary driving force to the piston. Add. In stage 2, partially compressed fresh air or premixed fluid is transferred to the combustion space 804 in the internal structure 202 through a communication path with multiple valves and paths. The communication route includes a route to the intake port and a route to the exhaust port.

連絡経路は、一方向弁を備え、圧縮したフルードの一部を燃焼スペースに送り込むことができる。また膨張行程中は弁を閉じることができ、さらに膨張行程の後の段階では弁を開いて、燃焼スペースに正の圧力を加えたり、スペース804を排気してクリーンにすることができる。ポートインジェクションの区画は、膨張行程中にサイズを拡張することもできる。 The communication path is equipped with a one-way valve and can send a part of the compressed fluid into the combustion space. The valve can also be closed during the expansion stroke, and the valve can be opened later in the expansion stroke to apply positive pressure to the combustion space or exhaust space 804 for cleanliness. The port injection compartment can also be expanded in size during the expansion stroke.

本システムは、クランクシャフトピストン204と内部構造202の間の燃焼圧力により、内部構造202をクランクシャフトピストン204から離れる方向に後退させて、燃焼圧力を吸収することもできる The system can also absorb the combustion pressure by retracting the internal structure 202 away from the crankshaft piston 204 due to the combustion pressure between the crankshaft piston 204 and the internal structure 202.

図9の図は、圧縮スペースに面する内部構造の端部202-1と、第1燃焼スペースに面する内部構造の端部202-2 と、第2燃焼スペースに面する内部構造の端部202-3を示したものである。202-4は、内部構造の外側の表面の切り込みを示したものである。
これは排気フルードをシリンダのインレット(inlet)側に近づけるようにするものである。端部(202-2)は、燃焼時や油圧の上昇時に、燃焼の内部スペースや油圧シリンダー内で内部構造を前進させることにより、位置に関するパスカルの法則を次のように変化させることになる。
つまりフローティングピストンが燃焼用のフルードの体積とスペースに対して圧迫を加えることであり、これはパスカルの法則では計算されるものではない。ストロークの出力は、クランクシャフトのピストン表面とストロークの距離に依存する。時間に関するパスカルの法則では、追加の出力が計算され、それが位置に関するパスカルの法則に加えられる。これは、内部構造が前進することにより置き換えられる燃焼や油圧の量に比例する。
Figure 9 shows the end of the internal structure facing the compression space 202-1, the end of the internal structure facing the first combustion space 202-2, and the end of the internal structure facing the second combustion space. It shows 202-3. 202-4 shows the notch on the outer surface of the internal structure.
This brings the exhaust fluid closer to the inlet side of the cylinder. The end (202-2) changes Pascal's law regarding position by advancing the internal structure in the internal space of combustion and in the hydraulic cylinder during combustion and when the oil pressure rises as follows.
That is, the floating piston exerts pressure on the volume and space of the combustion fluid, which is not calculated by Pascal's law. The stroke output depends on the distance between the piston surface of the crankshaft and the stroke. Pascal's law with respect to time calculates additional output, which is added to Pascal's law with respect to position. This is proportional to the amount of combustion or oil pressure that is replaced by the advancement of the internal structure.

また図9に示すように、表面202-3と202-2の違いが、膨張行程の初期段階では内部構造を加速させ、後の段階では減速と収縮を発生させる。 Also, as shown in FIG. 9, the difference between the surfaces 202-3 and 202-2 accelerates the internal structure in the early stages of the expansion stroke and causes deceleration and contraction in later stages.

図10に示すように、1902では内部構造のピストンとシリンダーの間で動作するパーツの境界内で燃焼が開始され、1904ではその両方のパーツをシリンダーの内部スペースに前進させている。これはシリンダ内部構造が向きを変えて、膨張行程中に完全に停止するまで続く。1906では、膨張行程の初期段階でフルードの圧縮が専用のスペースで始まる。1908では、電磁アクチュエータ、油圧システム、ターボチャージャーなどの2次的な装置による力を適用することにより、シリンダ内部構造をさらに前進または後退させている。
1910では、膨張行程の後の段階で圧縮したフルードが燃焼スペースに移動し、排気を行って第1燃焼スペースをクリーンにするとともに、フルードの減圧により内部構造に冷却効果をもたらす。1912では後退ストロークの初期において、内部構造とフローティングピストンが稼働(engage)を始める前に排気が行われる。1914では、内部構造とクランクシャフトピストンが完全に後退することで、フルードの圧縮が完了すると、インレット(inlet)弁が閉じて、圧縮したフルードの大部分が内部構造内の第1燃焼スペースに残り、一部が連絡経路に残る。この一部は次の往復運動の開始時に減圧され、内部構造に冷却効果をもたらす。
As shown in Figure 10, in 1902 combustion begins within the boundaries of the parts that operate between the piston and cylinder of the internal structure, and in 1904 both parts are advanced into the internal space of the cylinder. This continues until the cylinder internal structure turns and stops completely during the expansion stroke. In 1906, fluid compression begins in a dedicated space early in the expansion process. In 1908, the internal structure of the cylinder is further advanced or retracted by applying force from secondary devices such as electromagnetic actuators, hydraulic systems and turbochargers.
In 1910, the compressed fluid moves to the combustion space after the expansion stroke and exhausts to clean the first combustion space, and the decompression of the fluid brings a cooling effect to the internal structure. In the 1912, in the early stages of the receding stroke, the internal structure and the floating piston are exhausted before they begin to engage. In 1914, the internal structure and crankshaft pistons were completely retracted, and when the fluid had been compressed, the inlet valve closed and most of the compressed fluid remained in the first combustion space within the internal structure. , Some remain in the contact route. Part of this is decompressed at the start of the next reciprocating motion, providing a cooling effect on the internal structure.

図11では、ジュール.Wで測定した仕事量を示したものである。 FIG. 11 shows the amount of work measured by Joule.W.

たとえば、従来のシリンダーで50mgの燃料が約150ジュールの仕事量を提供していた場合、本発明のシステムを使用したシミュレーションテストでは約400ジュールを提供している。あるテストでは、燃焼として25mgを用意して、ターボチャージャーのポンプを駆動するエネルギー源として25mgと計算して、作業出力が800ジュール近くまで上がった。
あるエネルギーの研究によれば、従来のエンジンを使って車を走らせる場合、熱エネルギーの20%程度しか使用していないと主張している。我々のシュミレーションの結果では、本発明のシステムを使用することで化石燃料の使用を最適化することができることがわかっている。
仕事量の向上は、教科書で使用されている次の式によって理論的に評価することもできる(パフォーマンスの向上は、シリンダー内の圧力上昇に比例し、変位量に反比例する)。図17のような圧力テストでは、本発明のシステムでは200%を超える圧力上昇の達成を示しており、フローティングピストンは、行程容積の約50%で、燃焼用のフルードとスペースを奪い合うことも可能である。こうしたパフォーマンスの向上により、理論的には従来のシリンダーよりも400%向上すると言える。
For example, if 50 mg of fuel provided about 150 joules of work in a conventional cylinder, simulation tests using the system of the invention provide about 400 joules. In one test, 25 mg was prepared for combustion, and 25 mg was calculated as the energy source for driving the pump of the turbocharger, and the working output increased to nearly 800 joules.
One energy study claims that driving a car with a conventional engine uses only about 20% of its thermal energy. The results of our simulations show that the use of fossil fuels can be optimized by using the system of the present invention.
The increase in work can also be theoretically evaluated by the following equation used in the textbook (improvement in performance is proportional to the increase in pressure in the cylinder and inversely proportional to the amount of displacement). Pressure tests, such as Figure 17, show that the system of the present invention achieves a pressure rise of over 200%, with floating pistons capable of competing for combustion fluid and space at approximately 50% of the stroke volume. Is. These performance improvements can theoretically be 400% better than traditional cylinders.

図12は、燃料のポートインジェクションに関連するテストのうち最良の結果を示したものである。このシミュレーションテストでは、HCが0%であり、排気中のCOとNOがほぼ0%であることが明らかになった。 Figure 12 shows the best results of the tests related to fuel port injection. This simulation test revealed that HC was 0% and CO and NO in the exhaust were almost 0%.

図13は、本発明のシステムにおいては排気中に従来よりも少ない炭化水素残留物が見つかったことを示している。一定の配置では、シュミレーションのテストではパワーストロークを完了した時点でHCの排出量が0だったことが明らかになった。 FIG. 13 shows that in the system of the present invention, less hydrocarbon residue was found in the exhaust than before. At certain arrangements, simulation tests revealed that HC emissions were zero at the end of the power stroke.

図14は、直接噴射を使用した場合の機械的な仕事量の評価のグラフを示したものである。ここでは新しいデザインD3により、通常のシリンダーよりも仕事対時間のグラフの下に大きなエリアが生まれていることがわかる。これは、面積の違いに応じた仕事エネルギーの効率性で200%の向上である。従来のデザインであるD1-T3では、本発明のD3-T2にくらべて膨張行程の初期段階でより大きな燃焼暴露面積(図6の802)になっていることがわかる。 従来のシステム(D1-T3)では、膨張行程の開始時に高い仕事エネルギーを提供するが、パワーストロークの後半では仕事出力が低くなる。グラフの下のより大きな領域は、従来の設計で直接噴射と間接噴射を比べたときに見られるものであり、本発明のシステムでは時間あたりの機械的な仕事量のグラフで下の領域がさらに大きくなっていることがわかる。本発明の一つのデザイン態様では、図14で機械的な仕事量のグラフがストロークの最後にプラスに増加していることを示している。これはクランクシャフトピストンの距離が離れ、フローティングピストンの圧力が高まり、フローティングピストンがまだゆっくりと前進している一方でクランクシャフトピストンが完全に停止した状態である。 FIG. 14 shows a graph of evaluation of mechanical work when direct injection is used. Here you can see that the new design D3 creates a larger area under the work vs. time graph than a regular cylinder. This is a 200% improvement in work energy efficiency with different areas. It can be seen that the conventional design D1-T3 has a larger combustion exposure area (802 in FIG. 6) at the initial stage of the expansion stroke than the D3-T2 of the present invention. The conventional system (D1-T3) provides high work energy at the beginning of the expansion stroke, but the work output is low in the second half of the power stroke. The larger area below the graph is seen when comparing direct and indirect injection in conventional designs, and in the system of the present invention the lower area is further in the graph of mechanical work per hour. You can see that it is getting bigger. In one design aspect of the invention, FIG. 14 shows that the graph of mechanical work is positively increased at the end of the stroke. This is a state in which the crankshaft pistons are separated, the pressure of the floating pistons increases, and the floating pistons are still slowly moving forward, while the crankshaft pistons are completely stopped.

図15はフローティングピストンに対して急激に前進する力を与えた際の仕事のグラフであり、その力を実施するために使用した力のうち80%以上が回復しており、従来のものでは力の回復が25%以下であることに鑑みると、本発明のシステムの大きな可能性を示している。
また、本システムの可能性として、第2インレットを通じてターボチャージャーフルードなど2次的な力をパワーストローク中に加えることができる点にある。これはつまり、エンジンの出力を犠牲にせずにより高いトルクを実現することができる。なぜなら、大きな抵抗力によりエンジンの駆動力が妨げられた際に、スーパーチャージャー若しくはターボチャージャーによってより高いトルクを利用することができるからである
Figure 15 is a graph of the work when a force that advances rapidly to the floating piston is applied, and more than 80% of the force used to carry out that force has recovered, and the conventional force has recovered. In view of the recovery of 25% or less, it shows great potential of the system of the present invention.
Another possibility of this system is that secondary force such as turbocharger fluid can be applied during the power stroke through the second inlet. This means that higher torque can be achieved without sacrificing engine output. This is because a higher torque can be utilized by a supercharger or turbocharger when the driving force of the engine is obstructed by a large resistance force.

図16は、力と距離のグラフを示したものである。このグラフは、本発明のシリンダーD2-T1の初期の力が通常のシリンダーよりも小さいことを示している。このグラフから、新しい設計と従来の設計の間のエネルギー評価を混同されないようにご留意をいただきたい。仕事エネルギーのパフォーマンスを(力*距離/秒)に基づいて評価し、仕事対時間として(作業/秒)を示す場合がある。 FIG. 16 shows a graph of force and distance. This graph shows that the initial force of the cylinder D2-T1 of the present invention is smaller than that of a normal cylinder. Please be careful not to confuse the energy assessment between the new design and the old design from this graph. Work energy performance may be evaluated based on (force * distance / second) and shown as work vs. time (work / second).

図17は、圧力対距離と圧力対時間のグラフを示したものである。このテストは、負荷抵抗なしで実施した。本発明のD2-T1は、従来のシリンダのD1-T1に比べて曲線の下の領域がはるかに大きいことがわかる。膨張行程中、シリンダーは約300%の高い内部圧力を維持しており、これはより高い熱効率、クリーンな燃焼、 NO2/NOxの排気比の向上を意味するものである。クランクシャフトピストンに抵抗負荷をかけた状態で試験を繰り返したところ、本発明システムD2-T1(D2-T3となずける)のグラフ下の面積は、通常のシリンダーと比較してシリンダの内圧がより高くなり、フルードの燃焼がさらに進んだ。またシミュレーション結果では、ゼロHC、ゼロCO、略ゼロNO(0.000035)の出力であることが明らかになった。 FIG. 17 shows a graph of pressure vs. distance and pressure vs. time. This test was performed without load resistance. It can be seen that the D2-T1 of the present invention has a much larger region under the curve than the D1-T1 of the conventional cylinder. During the expansion stroke, the cylinder maintains a high internal pressure of about 300%, which means higher thermal efficiency, cleaner combustion and improved NO 2 / NO x exhaust ratio. When the test was repeated with a resistance load applied to the crankshaft piston, the area under the graph of the system D2-T1 (which can be called D2-T3) of the present invention shows that the internal pressure of the cylinder is higher than that of a normal cylinder. It became higher and the combustion of the fluid proceeded further. The simulation results also revealed that the output was zero HC, zero CO, and almost zero NO (0.000035).

本発明の手法は以下を含む。1)シリンダレベルで2つのエネルギー源を使用するハイブリットエンジン手法。2)相対的な内圧を上げて、クランクシャフトピストン速度を下げることにより、COと遊離炭化水素ラジカルの大部分を管理可能なCO2、N2、NO2に変換させて、シリンダレベルでフルードフィルタを実施する手法。3)内部構造を衝撃吸収材として使用して振動を抑制する方法。4) ニュートン-ガリレイの相対性の第2理論として内部構造を使用することにより、エネルギーを節約する手法。5)エネルギーの交換と節約を時間に依存させる手法。 The method of the present invention includes: 1) A hybrid engine method that uses two energy sources at the cylinder level. 2) By increasing the relative internal pressure and decreasing the crankshaft piston speed, most of the CO and free hydrocarbon radicals are converted into manageable CO 2 , N 2 , and NO 2 , and the fluid filter at the cylinder level. Method to carry out. 3) A method of suppressing vibration by using the internal structure as a shock absorber. 4) A method of saving energy by using the internal structure as the second theory of Newton-Galiley relativity. 5) A time-dependent method of exchanging and saving energy.

内部構造の形状により、膨張行程中に必要なフルードの取込(インテイクともいう:intake)量が減少する。例えば、クランクシャフトピストンのクリアランスと行程容積の合計が10立方インチの場合、本発明の相対運動シリンダでは、第1と第2燃焼スペースでの排気条件は約5-6立方インチである。 The shape of the internal structure reduces the amount of fluid intake required during the expansion stroke. For example, if the total clearance and stroke volume of the crankshaft piston is 10 cubic inches, then in the relative motion cylinder of the present invention, the exhaust conditions in the first and second combustion spaces are about 5-6 cubic inches.

内部構造をシリンダ内、特に燃焼シリンダに前進させることは、燃焼力や油圧をコントロールして、より多くのトルクや馬力を実現したり、様々な条件で最適化するためのものであることをご理解いただきたい。本発明の相対運動シリンダは出力を大幅に向上させるものであり、特にトルクと馬力で最適化する際には顕著である。こうした向上は、パスカルの時間の法則をベースにしている。たとえば、物理学の研究には、車輪と道路の間の摩擦により、車両の運動中にエネルギーが消費される可能性があることを示したものがあるが、これは、運動に費やされるエネルギーのごく一部である。大部分の非効率な点はクランクシャフトピストンの加速に費やされるエネルギーにある。仮に1時間の運動におけるそうした加速の値を秒毎で計算する場合、同じ動作時間で、同様の重量の別の車の半分の値であり、同じ距離を走行するのに燃料の半分で済む。
こうした加速時間の経過については、
(E=1/2 Mf*g2 *t)
というエネルギーの公式を使用したが、これについて説明する。
この公式は、加速時間(t)がジュールによって計算された作業エネルギーとどのように交換されるかを示している。ここでは(t)の値を最小化して2秒から1秒にすると、エネルギー出力が1ジュールから2ジュールに変化する。これは、より高いトルクや馬力を実現するための最適化を行う前に生じるものである。加速の時間の経過の値を最小化するとエネルギー出力が大幅に変化する一方で、熱出力は燃料1立方インチあたり固定されているとみなすことができ、これこそが本発明と先行技術のエンジンの効率性の解決方法の差である。
It is important to advance the internal structure to the inside of the cylinder, especially to the combustion cylinder, to control the combustion force and oil pressure to achieve more torque and horsepower, and to optimize under various conditions. I want you to understand. The relative motion cylinder of the present invention greatly improves the output, and is particularly remarkable when optimizing with torque and horsepower. These improvements are based on Pascal's Law of Time. For example, some physics studies have shown that friction between wheels and roads can consume energy during vehicle motion, which is the amount of energy consumed during motion. It's only a small part. Most of the inefficiency lies in the energy spent accelerating the crankshaft pistons. If we were to calculate the value of such acceleration in seconds for an hour of exercise, it would be half the value of another car of similar weight at the same operating time, and half the fuel to travel the same distance.
Regarding the passage of such acceleration time,
(E = 1/2 Mf * g 2 * t)
I used the energy formula, but I will explain this.
This formula shows how the acceleration time (t) is exchanged for the working energy calculated by Joule. Here, if the value of (t) is minimized from 2 seconds to 1 second, the energy output changes from 1 joule to 2 joules. This happens before optimization to achieve higher torque and horsepower. Minimizing the value over time of acceleration significantly changes the energy output, while the heat output can be considered fixed per cubic inch of fuel, which is the engine of the present invention and the prior art. The difference in efficiency solutions.

本発明の新システムでは、往復サイクルでワンパワーストロークが実現するため、全ての他の往復サイクルによるものに比べて摩擦による損失が15%減少する。さらに従来のエンジンのような他の往復サイクルによるパワーストロークでは、6000 RPMが往復サイクルの許容限度であるが、ここで問題になっているのはエンジンの取込と機械的な故障にあり、本発明の手法ではRPMを半分に減らすことによりこの問題を解決している。
これはつまり、6000 RPMが実際には3000 RPMに減少することを意味し、50%の摩擦損失の減少、より多くの取込、機械的故障の減少により、約15%の出力向上を達成するものである。これは圧縮による損失を考慮に入れる前の状態であり、ここでも本システムが役に立つ。圧縮時に消費されるジュールは燃焼圧力を上昇させるために利用され、またパワーストローク中にクランクシャフトピストンに力を加えることでジュールが回復するからである。
In the new system of the present invention, one power stroke is realized in the reciprocating cycle, so that the loss due to friction is reduced by 15% as compared with that of all other reciprocating cycles. In addition, for power strokes from other reciprocating cycles such as conventional engines, 6000 RPM is the permissible limit for reciprocating cycles, but the problem here is engine uptake and mechanical failure. The method of the invention solves this problem by reducing the RPM by half.
This means that 6000 RPM is actually reduced to 3000 RPM, achieving a power increase of about 15% with a 50% reduction in friction loss, more uptake, and reduced mechanical failure. It is a thing. This is the state before taking into account the loss due to compression, and this system is useful here as well. This is because the joule consumed during compression is used to increase the combustion pressure, and the joule is restored by applying a force to the crankshaft piston during the power stroke.

本発明のシステムは時間に関するパスカルの法則を導入している。これは加速のための時間の経過がニュートンや特殊相対性理論で知られている座標になるだけではなく、エネルギー源としての役割を果たすためである。この時、時間の関数としての物体の動きはジュールで計測されるエネルギーを加速の時間の経過と交換することになりうるため、ニュートンのような仕事の単位では、その動きが実際には時間の関数である場合に十分に物理的な距離を定義できない。時間の関数としてクランクシャフトピストンの物理的な移動距離を、どれだけのニュートン量が必要になるかとして計算する事では不十分であり、その代わりに、圧力やフルードの排気の様々な条件における仮想の移動距離を定義する必要がある。 The system of the present invention introduces Pascal's law regarding time. This is because the passage of time for acceleration not only becomes the coordinates known in Newton and special theory of relativity, but also serves as an energy source. At this time, the movement of the object as a function of time can exchange the energy measured in Joule with the passage of time of acceleration, so in a unit of work such as Newton, the movement is actually time. It is not possible to define a sufficient physical distance when it is a function. It is not enough to calculate the physical distance traveled by the crankshaft piston as a function of time as how much Newton is needed, instead it is hypothetical under various conditions of pressure and fluid exhaust. It is necessary to define the travel distance of.

本発明の相対運動のシリンダーの解決策では、内部構造のキャビティーには、シリンダーのカムシャフト側に面する端部があるその表面積(202-2)は、クランクシャフトピストンに面する端部よりも小さいため、内部構造の初期のクランクシャフト方向への加速が可能になり、膨張行程の後の段階では反対方向への加速が可能になる。
内部構造のキャビティ内に端部を有することで、第1と第2の燃焼区画において2次的にフルードの乱流の動きを作り出すことが可能になる。これによりフルードをよりよく混ぜ合わせて、より完全に燃焼させることが可能になる。
In the solution of the cylinder of relative motion of the present invention, the cavity of the internal structure has an end facing the camshaft side of the cylinder, its surface surface (202-2) is greater than the end facing the crankshaft piston. Is also small, which allows acceleration in the initial crankshaft direction of the internal structure and in the opposite direction at a later stage of the expansion stroke.
Having an end in the cavity of the internal structure makes it possible to create a secondary fluid turbulent movement in the first and second combustion compartments. This allows the fluid to mix better and burn more completely.

さらに、力を適用する機構は、磁力やターボチャージャーを使用することができ、これにより膨張行程中に内部構造を加速させて、燃焼スペースの内圧を上昇させることができる。しかも、急激な燃料の燃焼も不要であり、クランクシャフトロッドや機械的なギアのロットや直径の比率を増やすことも不要である。 In addition, the force-applying mechanism can use a magnetic force or a turbocharger, which can accelerate the internal structure during the expansion stroke and increase the internal pressure of the combustion space. Moreover, there is no need for rapid fuel combustion, and there is no need to increase the lot or diameter ratio of crankshaft rods or mechanical gears.

ターボチャージャーとスーパーチャージャーをエンジンで使うことで、予(pre-)燃焼流体の圧縮比を高めることができる。本発明のシステムでは、ターボチャージャー若しくはスーパーチャージャーは、力を適用する機構の一部として使用され、内部構造を前進させたり、燃焼スペースの圧力を最小化してエンジンを減速させることにより、エンジンの加速を制御する。本発明のターボチャージャーは、風力タービンのシリンダに接続した力を適用するメカニズムとしても利用できる。現在では、風速が安定しないことから、風力タービンの回転数は安定しておらず、風力タービンを電気モーターに接続させる点に問題があり、高価なブレーキ装置を設置したり、風力タービンと発電機の間に蓄圧器を配置することによって解決しているが、こうした蓄圧機が風力発電の半分以上を支えている。
本発明の相対運動のシリンダーでは、風力タービンは1つまたは複数の油圧ターボチャージャーポンプで駆動させることができる。この時、作動フルードが1若しくはそれ以上のシリンダーの方向に駆動する場合、強い風速の場合に力を適用する機構によりフルードがより多くのシリンダ に供給され、発電用の安定した回転数を実現させることができる。
By using a turbocharger and a supercharger in the engine, the compression ratio of the pre-combustion fluid can be increased. In the system of the invention, the turbocharger or supercharger is used as part of a force-applying mechanism to accelerate the engine by advancing the internal structure or minimizing the pressure in the combustion space to slow down the engine. To control. The turbocharger of the present invention can also be used as a mechanism for applying a force connected to a cylinder of a wind turbine. Nowadays, because the wind speed is not stable, the rotation speed of the wind turbine is not stable, and there is a problem in connecting the wind turbine to the electric motor. The solution is to place a pressure accumulator between the two, but these accumulators support more than half of the wind power generation.
In the relative motion cylinder of the present invention, the wind turbine can be driven by one or more hydraulic turbocharger pumps. At this time, when the operating fluid is driven in the direction of one or more cylinders, the fluid is supplied to more cylinders by the mechanism that applies force in the case of strong wind speed, and stable rotation speed for power generation is realized. be able to.

図11から17は、ANSYS分析を用いたテスト結果を示したものである。
また(4)インチボアシリンダーの燃焼条件の同様の初期パラメーターは次のとおりである:
マスフローインジェクション = 0.05 kg/s;
インジェクション時間 = 0.001 sec;
インジェクションの圧力 = 17405 PSI;
燃料の温度 = 300 K;
投入する燃料の量 = 50 mg;
ノズル直径 = 1 mm;
およそのエンジン回転数 = 4000 RPM.
圧縮空気初期パラメーター:
初期ボリューム = 4.81 インチ^3;
空気圧 = 500 PSI;
空気の温度 = 830 K;
N2の質量濃度 = 0.7675
O2の質量濃度 = 0.2325
抵抗圧力 = 20 PSI (クランクシャフトピストンでは1074Nの抵抗)
Figures 11 to 17 show the test results using the ANSYS analysis.
Also, (4) similar initial parameters of the combustion conditions of the inch bore cylinder are:
Mass flow injection = 0.05 kg / s;
Injection time = 0.001 sec;
Injection pressure = 17405 PSI;
Fuel temperature = 300 K;
Amount of fuel to be added = 50 mg;
Nozzle diameter = 1 mm;
Approximate engine speed = 4000 RPM.
Compressed air initial parameters:
Initial volume = 4.81 inches ^ 3;
Pneumatic = 500 PSI;
Air temperature = 830 K;
Mass concentration of N 2 = 0.7675
Mass concentration of O 2 = 0.2325
Resistance pressure = 20 PSI (1074N resistance for crankshaft pistons)

図11-17のグラフ全体に示すように、炭化水素の除去は相対運動のシリンダで実現することができる。 H12C23テストでは炭化水素が500%減少し、同等の直接噴射パラメーターの質量分率では、18:1の圧縮比で、6.59%から0.67%に減少している。〔予(pre)混合とターボチャージャー〕で10:1の圧縮の場合、炭化水素が排除され、排気ガス中に検出されたのは0.000000ppmであった。本発明の予(pre)混合の場合だけで見ると(ターボチャージャーを使用した場合)、この黒い排気ガスを0.00024%まで削減することができた。これは直接噴射方式よりも1000%少なくなったことになる。予(pre)混合はこの相対運動のシリンダで部分的に使用することができ、CO2排出も制御できるが、従来のシリンダでは予(pre)混合によるCO2排出レベルはあらゆる地域で禁止されているレベルになってしまう。 As shown in the entire graph of Figure 11-17, hydrocarbon removal can be achieved with relative motion cylinders. Hydrocarbons were reduced by 500% in the H12C23 test, and at the same direct injection parameter mass fraction, the compression ratio was reduced from 6.59% to 0.67% at an 18: 1 compression ratio. In the case of 10: 1 compression with [pre-mixing and turbocharger], hydrocarbons were eliminated and 0.000000 ppm was detected in the exhaust gas. Looking only at the pre-mixing of the present invention (when using a turbocharger), this black exhaust gas could be reduced to 0.00024%. This is 1000% less than the direct injection method. Pre-mixing can be partially used in this relative motion cylinder and CO 2 emissions can also be controlled, but in conventional cylinders CO 2 emission levels due to pre-mixing are banned in all regions. It will be at the level you are in.

管理できないCOやNO排気削減は、第1燃焼スペースの内圧の増加に比例していたが、燃料と空気を早期に混合することにより、COが排除され、ゼロ出力を達成することができた。 NOは、従来のシリンダの11,000ppmと比較して、35ppmに減少した。 The uncontrollable reduction of CO and NO emissions was proportional to the increase in the internal pressure of the first combustion space, but by mixing fuel and air early, CO was eliminated and zero output could be achieved. NO was reduced to 35ppm compared to 11,000ppm for conventional cylinders.

相対運動するシリンダーの内圧は、ターボチャージャーの力や、早期のインジェクションもしくは予(pre)混合により、より高い駆動とともに増大する。 The internal pressure of the relative-moving cylinder increases with higher drive due to the force of the turbocharger and early injection or pre-mixing.

相対運動のシリンダは、時間に関する関数として、正の距離移動する(パワーストライク)負の質量(燃焼流体の質量、フローティングピストンによって変位)の概念を導入している。これは数学的にニュートンの用語でいえば、運動の加速にかかる時間を最小限に抑えることによって、エネルギーを消費するのではなく生成することを意味する。これを実施するためには、複素数を使用して質量の負の値を扱う。位置エネルギーは実際の数値で測るのではなく、デカルトの加速度ベクトルの体積座標を仮定する。 Relative motion cylinders introduce the concept of positive mass (power strike) negative mass (mass of combustion fluid, displaced by floating piston) as a function of time. Mathematically in Newton's terms, this means producing energy rather than consuming it by minimizing the time it takes to accelerate motion. To do this, we use complex numbers to handle negative values of mass. Potential energy is not measured by actual numerical values, but assumes the volume coordinates of the Cartesian acceleration vector.

本発明の手法での負の質量は、燃焼用のフルードの体積として表される。これは、クランクシャフトピストンの動きによって生成された行程容積よりも小さくなるように、内部構造によって排気され体積が減少するものである。この体積は次のように計算される(負の質量=クランクシャフトピストン表面にストローク距離を掛けたものから利用可能な燃焼スペースを引いたもの)。 The negative mass in the method of the present invention is expressed as the volume of fluid for combustion. This is exhausted by the internal structure to reduce the volume so that it is smaller than the stroke volume generated by the movement of the crankshaft piston. This volume is calculated as follows (negative mass = crankshaft piston surface multiplied by stroke distance minus available combustion space).

こうしたパワーストロークのエネルギーの差は、この内部構造においては、時間の関数である。この時間はエネルギー出力方程式の直接変数となる。ここでは物理的な距離の値を短い仮想の距離に変更し、またメートルではなく秒で計算する。計算は次のようになる。仕事エネルギー=1/2質量力*加速度の2乗* T(W = 1/2 Mf * g2 * t)。
ここで、(t)は、調査対象が平均速度に達するための一般的な加速の経過時間である。
The energy difference of these power strokes is a function of time in this internal structure. This time is a direct variable of the energy output equation. Here we change the physical distance value to a short virtual distance and calculate in seconds instead of meters. The calculation is as follows. Work energy = 1/2 mass force * square of acceleration * T (W = 1/2 Mf * g 2 * t).
Here, (t) is the elapsed time of general acceleration for the survey target to reach the average speed.

ここで説明した本発明の実施形態から、様々な修正や、変更などが考えられるため、これまでの説明や図については、あくまでも例として示したものであり、これに限定する意図は全くない。したがって特許請求の範囲は、添付の特許請求の範囲と、法的にそれと同等とみなされるものによって決まるべきである。 Since various modifications and changes can be considered from the embodiment of the present invention described here, the explanations and figures so far are shown as examples only, and there is no intention of limiting them. Therefore, the scope of claims should be determined by the scope of the attached claims and what is legally equivalent.

101:制御装置
102:エンジン / シリンダーベースのエンジン
104:シリンダ
106:インプット
108:出力
110:制御装置
1802,1804,227:極
1802:第1の電磁石
1804:第2の電磁石
1902:内部構造のピストンとシリンダーの間で動作するパーツの境界内で燃焼が開始
1904:その両方のパーツをシリンダーの内部スペースに前進
1906:パワーストローク行程の初期段階でフルードの圧縮が専用のスペースで始まる
1908:電磁アクチュエータ、油圧システム、ターボチャージャーなどの第2的な装置による力を適用することにより、シリンダ内部構造をさらに前進または後退
1910:パワーストローク行程の後の段階で圧縮したフルードが燃焼スペースに移動し、排気を行って第1燃焼スペースを清潔にするとともに、フルードの減圧により内部構造に冷却効果をもたらす
1912:後退ストロークの初期において、内部構造とフローティングピストンが係合を始める前に排気が行われる
1914:内部構造とクランクシャフトピストが完全に後退することで、フルードの圧縮が完了すると、吸気バルブが閉じて、圧縮したフルードの大部分が内部構造内の第1燃焼空間に残り、一部が通信経路に残る
202:フローティングピストン
202:挿入ロッド
202:内部構造
202-2:第1燃焼空間に面する内部構造の端部
202-2:端部
202-3:第2燃焼空間に面する内部構造の端部
202-4:内部構造の外側の表面の切り込み
204:クランクシャフトピストン
208:内部スペース
208:燃焼スペース
210:取込経路
210:取込弁
210-1:第1フルードインレット
210-2:第2フルードインレット
216:排気口
216:排気弁
224:コイル
226:電気システム
226:電磁石
227:磁石
300:クランクシャフト
301:クランクシャフトの直径
302:クランクシャフトのロッド
702:力を適用する機構(力を加える機構、ともいう)
704:スペース
704:フルードを蓄積する区画
704:フルードを貯蓄するための専用のスペースまたは小さな区画
704:ポートインジェクションチャンバー
704:スペース
704:取込口
704:燃焼スペース
706:フルードの経路
706:連絡経路
802:表面
804:エリア
804:第1燃焼スペース
804:燃焼キャビティー
804:燃焼スペース
804:燃焼チャンバー
804:燃焼室
806:表面
808:薄い部分
810:厚い部分
101: Control device 102: Engine / Cylinder-based engine 104: Cylinder 106: Input 108: Output 110: Control device 1802, 1804, 227: Pole 1802: First electromagnet 1804: Second electromagnet 1902: Piston of internal structure Burning begins within the boundaries of the parts operating between the and the cylinder 1904: Both parts advance into the internal space of the cylinder 1906: Fluid compression begins in a dedicated space early in the power stroke stroke 1908: Electromagnetic actuator By applying the force of a second device such as a hydraulic system, turbocharger, etc., the cylinder internal structure is further advanced or retracted 1910: The compressed fluid is moved to the combustion space at a later stage of the power stroke stroke and exhausted. 1912: At the beginning of the receding stroke, exhaust is performed before the internal structure and the floating piston start engaging, 1914: When the internal structure and the crankshaft piston are completely retracted and the fluid compression is complete, the intake valve closes, leaving most of the compressed fluid in the first combustion space within the internal structure and some in the communication path. 202: Floating piston 202: Insert rod 202: Internal structure 202-2: End of internal structure facing the first combustion space 202-2: End 202-3: Internal structure facing the second combustion space End 202-4: Notch on the outer surface of the internal structure 204: Cylinder shaft piston 208: Internal space 208: Burning space 210: Intake path 210: Intake valve 210-1: First fluid inlet 210-2: First 2 Fluid inlet 216: Exhaust port 216: Exhaust valve 224: Cylinder 226: Electric system 226: Electromagnet 227: Magnet 300: Cylinder shaft 301: Cylinder shaft diameter 302: Cylinder shaft rod 702: Mechanism for applying force (force) (Also called a mechanism to add)
704: Space 704: Fluid storage compartment 704: Dedicated space or small compartment for fluid storage 704: Port injection chamber 704: Space 704: Intake port 704: Combustion space 706: Fluid route 706: Communication route 802: Surface 804: Area 804: First combustion space 804: Combustion cavity 804: Combustion space 804: Combustion chamber 804: Combustion chamber 806: Surface 808: Thin part 810: Thick part

Claims (19)

以下を含む機械式エンジン-シリンダシステム:
内部スペース、内部構造、クランクシャフトピストンを備えたシリンダであって、
ここで、そのシリンダの内部スペースが内部構造により変化し、専用の燃焼スペースを有しており、
また、その内部構造が、専用の燃焼スペースに、表面を提供し、
さらに、その内部構造が、パワーストロークの初期段階において、キャビティ内に、第1燃焼スペースを有し、
さらに、その内部構造が端部を有し、それが第1燃焼スペースと第2燃焼スペースを分けており、
ここで、クランクシャフトピストンに加えられる燃焼圧力が、膨張行程の初期の段階ではクランクシャフトピストンのより小さな表面積に加えられ、膨張行程の後の段階ではクランクシャフトピストンのより大きな表面積に加えられ、
ここで、内部構造に加えられる燃焼圧力は、膨張行程の初期の段階ではクランクシャフトピストンの方向に加えられ、膨張行程の後の段階では反対方向に加えられ、
内部構造とクランクシャフトピストンは、膨張行程の際に係合から解放されることができるサイズになっており、
膨張行程の初期段階において、内部構造の動きにより、燃焼用のフルードを専用の燃焼スペースに送る力を生成する、
機械式エンジン-シリンダシステム。
Mechanical engine-cylinder system including:
A cylinder with internal space, internal structure, crankshaft pistons,
Here, the internal space of the cylinder changes depending on the internal structure and has a dedicated combustion space.
In addition, its internal structure provides a surface for a dedicated combustion space,
In addition, its internal structure has a first combustion space in the cavity in the early stages of the power stroke.
In addition, its internal structure has an end, which separates the first and second combustion spaces.
Here, the combustion pressure applied to the crankshaft piston is applied to the smaller surface area of the crankshaft piston in the early stages of the expansion stroke and to the larger surface area of the crankshaft piston in the later stages of the expansion stroke.
Here, the combustion pressure applied to the internal structure is applied in the direction of the crankshaft piston in the early stages of the expansion stroke and in the opposite direction in the later stages of the expansion stroke.
The internal structure and crankshaft pistons are sized to be released from engagement during the expansion stroke.
In the early stages of the expansion stroke, the movement of the internal structure creates a force that sends the combustion fluid to a dedicated combustion space.
Mechanical engine-cylinder system.
請求項1に記載のシステムであって、パワーストローク中のクランクシャフトピストンの加速が減少して、パワーストロークの出力が、より少ない燃料で実現できる、システム。 The system according to claim 1, wherein the acceleration of the crankshaft piston during the power stroke is reduced, and the output of the power stroke can be realized with less fuel. 請求項1に記載のシステムであって、内部構造のキャビティ内で圧力を受ける端部により、シリンダーの内部構造を前進させて、燃焼用の気体とスペースを奪い合い、これによりより少ないフルード取込と排気を実現する、システム。 In the system of claim 1, the end pressured within the cavity of the internal structure advances the internal structure of the cylinder, competing for combustion gas and space, resulting in less fluid uptake. A system that realizes exhaust. 請求項3に記載のシステムであって、パワーストロークによるフルードの排気条件が、シリンダのクリアランスボリュームとパワーストローク中のクランクシャフトピストンの行程容積の和よりも小さい、システム。 The system according to claim 3, wherein the exhaust condition of the fluid by the power stroke is smaller than the sum of the clearance volume of the cylinder and the stroke volume of the crankshaft piston during the power stroke. 請求項3に記載のシステムであって、内部構造とクランクシャフトピストンの表面のサイズが燃焼力とバランスが取れており、これによりパワーストローク中に機械的な干渉なしに係合から解放されることができる、システム。 The system according to claim 3, wherein the internal structure and the size of the surface of the crankshaft piston are balanced with the combustion force, thereby releasing the engagement during the power stroke without mechanical interference. Can be a system. 請求項1に記載のシステムであって、内部構造が力を加える機構に反応する、システム。 The system according to claim 1, wherein the internal structure reacts to a mechanism to which a force is applied. 請求項6に記載のシステムであって、力を加える機構が、センサーによりスロットルの位置に反応し、これによりスロットルの位置によって力が内部構造に加えられることになる、システム。 The system according to claim 6, wherein the mechanism for applying force reacts to the position of the throttle by a sensor, whereby the force is applied to the internal structure depending on the position of the throttle. 請求項6に記載のシステムであって、力を加える機構が膨張行程中に内部構造に後退する力を加えるように構成された、システム。 The system according to claim 6, wherein the force applying mechanism is configured to apply a retreating force to the internal structure during the expansion stroke. 請求項6に記載のシステムであって、力を加える機構が膨張行程中に内部構造に前進する力を加えるように構成された、システム。 The system according to claim 6, wherein the force applying mechanism is configured to apply a force advancing to the internal structure during the expansion stroke. 請求項9に記載のシステムであって、内部構造に前進する力を加えることにより、エンジンを加速するように構成される、システム。 The system according to claim 9, wherein the engine is configured to accelerate by applying a forward force to the internal structure. 請求項6に記載のシステムであって、ターボチャージャー及びスーパーチャージャーが力を加える機構の一部である、システム The system according to claim 6, wherein the turbocharger and the supercharger are a part of a force-applying mechanism. 請求項6に記載のシステムであって、力を加える機構に電磁アクチュエーターを含む、システム。 The system according to claim 6, wherein the mechanism for applying a force includes an electromagnetic actuator. 請求項6に記載のシステムであって、力を加える機構が油圧システムを備え、フルードの圧縮のため専用のエンジンシリンダとして構成されている、システム。 The system according to claim 6, wherein the force applying mechanism includes a hydraulic system and is configured as a dedicated engine cylinder for fluid compression. 請求項1に記載のシステムであって、内部構造が前進し、燃焼スペースに残った圧縮された気体の一部が減圧されることで、シリンダヘッドに冷却効果をもたらす、システム。 The system according to claim 1, wherein the internal structure advances and a part of the compressed gas remaining in the combustion space is decompressed to bring about a cooling effect on the cylinder head. 請求項1に記載のシステムであって、フルードの圧縮が、パワーストローク中に専用の圧縮スペースで開始される、システム。 The system of claim 1, wherein compression of the fluid is initiated in a dedicated compression space during the power stroke. 請求項1に記載のシステムであって、専用の圧縮スペースで圧縮されたフルードの1部が、解放されて、膨張行程の後の段階で第1燃焼スペースで減圧される、システム。 The system of claim 1, wherein a portion of the fluid compressed in the dedicated compression space is released and decompressed in the first combustion space at a later stage of the expansion stroke. 内部構造をシリンダシステム内に導入する方法であって、
該システムは、内部スペースを備えたシリンダを含み、及び、該システムは、クランクシャフトピストンを含み、
該方法は以下を含む;
そのシリンダの内部スペースが内部構造により変化し、ここで、クランクシャフトピストンに加えられる燃焼圧力が、膨張行程の初期の段階ではクランクシャフトピストンのより小さな表面積に加えられ、膨張行程の後の段階ではクランクシャフトピストンのより大きな表面積に加えられ、
内部構造のキャビティの圧力を増大させて、内部構造とクランクシャフトピストンの両方に圧力を加え、内部構造の表面に加える力の向きを変更させることにより、内部構造は膨張行程の初期の段階ではクランクシャフトピストンの方向に加速し、膨張行程の後の段階では反対方向に加速され、
ここで内部構造は、内部のスペースに収容できるように細長い筒状の形をしており、この筒状の形が第1スペースのキャビティと第2スペースのキャビティを規定することになり、
ここで内部構造は、クランクシャフトピストンにより排気された体積を満たすためにフルードとその体積を奪い合うものであり、
ここでその内部構造が導入されることで、各パワーストロークで廃棄された実際の気体の体積が、クリアランスボリュームと行程容積の和よりも小さくなるように構成されている。
It is a method of introducing the internal structure into the cylinder system.
The system includes a cylinder with internal space, and the system includes a crankshaft piston.
The method includes:
The internal space of the cylinder changes due to the internal structure, where the combustion pressure applied to the crankshaft piston is applied to the smaller surface area of the crankshaft piston in the early stages of the expansion stroke and in the later stages of the expansion stroke. In addition to the larger surface area of the crankshaft piston,
By increasing the pressure in the cavity of the internal structure, applying pressure to both the internal structure and the crankshaft piston and redirecting the force applied to the surface of the internal structure, the internal structure cranks in the early stages of the expansion stroke. Accelerates in the direction of the shaft piston and in the opposite direction at a later stage of the expansion stroke,
Here, the internal structure has an elongated cylindrical shape so that it can be accommodated in the internal space, and this cylindrical shape defines the cavity of the first space and the cavity of the second space.
Here, the internal structure competes for fluid and its volume to fill the volume exhausted by the crankshaft piston.
By introducing the internal structure here, the volume of the actual gas discarded at each power stroke is configured to be smaller than the sum of the clearance volume and the stroke volume.
以下を含む機械式のエンジンシリンダ:
フルードを充填する内部スペースを含む機械式のシリンダ、
その内部スペース内で往復運動をするように構成された、クランクシャフトピストン、
そのシリンダの内部構造にはフローティングピストンが含まれ、
ここで、この内部構造はクランクシャフトピストンの動きに合わせて可変的にシリンダ内部に前進・後退させることができ、
さらに、その内部構造に、パワーストロークの初期段階において、キャビティや、第1燃焼スペースを有するものであり、
さらに、その内部構造が端部を有し、それが第1燃焼スペースと第2燃焼スペースを分けているものであり、
ここで、クランクシャフトピストンに加えられる燃焼圧力が、膨張行程の初期の段階ではクランクシャフトピストンのより小さな表面積に加えられ、膨張行程の後の段階ではクランクシャフトピストンのより大きな表面積に加えられるものであり、
ここで、内部構造に加えられる燃焼圧力は、膨張行程の初期の段階ではクランクシャフトピストンの方向に加えられ、膨張行程の後の段階では反対方向に加えられるものであり、
内部構造の表面とクランクシャフトピストンは、膨張行程の際に係合から解放されることができるサイズになっているものであり、
吸込み(suction)、圧縮、燃焼、排気の4つのストロークが2回のクランクシャフトの往復運動で実現されるものであり、
また、圧縮されたフルードが、内部構造の第1燃焼スペースに保管されるものである。
Mechanical engine cylinders including:
Mechanical cylinder, including internal space to fill the fluid
A crankshaft piston, configured to reciprocate within its internal space,
The internal structure of the cylinder includes a floating piston,
Here, this internal structure can be variably moved forward and backward inside the cylinder according to the movement of the crankshaft piston.
Furthermore, its internal structure has a cavity and a first combustion space in the initial stage of the power stroke.
In addition, its internal structure has an end, which separates the first and second combustion spaces.
Here, the combustion pressure applied to the crankshaft piston is applied to the smaller surface area of the crankshaft piston in the early stages of the expansion stroke and to the larger surface area of the crankshaft piston in the later stages of the expansion stroke. can be,
Here, the combustion pressure applied to the internal structure is applied in the direction of the crankshaft piston in the early stage of the expansion stroke and in the opposite direction in the later stage of the expansion stroke.
The surface of the internal structure and the crankshaft piston are sized to be released from engagement during the expansion stroke.
The four strokes of suction, compression, combustion, and exhaust are realized by two reciprocating movements of the crankshaft.
Further, the compressed fluid is stored in the first combustion space of the internal structure.
以下を含む、機械式のエンジンシステム:
エンジンブロック内に複数のシリンダを備え、力を加える機構がターボチャージャー若しくはスーパーチャージャーポンプもしくは電磁アクチュエーター、及びスロットルを備えているものであって、
そのエンジンブロックにクランクシャフトピストンの位置に反応するセンサーが含まれているものであって、
そのエンジンシリンダに内部スペース、内部構造、クランクシャフトピストン、第1フルードインレット、第2フルードインレットを備えているものであって、
ここで、そのシリンダの内部スペースが内部構造により変化し、専用の燃焼スペースを有するものであり、
また、その内部構造が、専用の燃焼スペースの表面を提供するものであり、
さらに、その内部構造がキャビティ内に端部を有し、それが第1燃焼スペースと第2燃焼スペースを分けているものであり、
さらに、その内部構造は、パワーストロークの初期段階において、キャビティ内に、第1燃焼スペースを有するものであり、
第1フルードインレットは、マニホールド及び弁を備え、各往復サイクルでフルードを専用の圧縮スペースに送るものであり、
第2フルードインレットは、マニホールド及び弁を備え、それが力を加える機構に反応して、任意の往復サイクルに応じて充填されたフルードをシリンダ内に開放するものである。
Mechanical engine system, including:
It has multiple cylinders in the engine block, and the mechanism that applies force is a turbocharger or supercharger pump or electromagnetic actuator, and a throttle.
The engine block contains a sensor that reacts to the position of the crankshaft piston.
The engine cylinder has an internal space, an internal structure, a crankshaft piston, a first fluid inlet, and a second fluid inlet.
Here, the internal space of the cylinder changes depending on the internal structure and has a dedicated combustion space.
In addition, its internal structure provides the surface of a dedicated combustion space.
In addition, its internal structure has an end in the cavity, which separates the first and second combustion spaces.
In addition, its internal structure has a first combustion space in the cavity in the early stages of the power stroke.
The first fluid inlet is equipped with a manifold and a valve to send the fluid to a dedicated compression space on each reciprocating cycle.
The second fluid inlet comprises a manifold and a valve that, in response to the mechanism by which it applies force, releases the filled fluid into the cylinder in response to any reciprocating cycle.
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