JP2704901B2 - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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JP2704901B2 JP1114889A JP11488989A JP2704901B2 JP 2704901 B2 JP2704901 B2 JP 2704901B2 JP 1114889 A JP1114889 A JP 1114889A JP 11488989 A JP11488989 A JP 11488989A JP 2704901 B2 JP2704901 B2 JP 2704901B2
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関に関するものである。
内燃機関装置は、多くの相互に連係した副装置に分け
ることができ、それらは、機関装置の速度、出力、燃料
消費及び、排気放出に関して所望の成果をもたらす様に
一緒に動作する。これらの区分は次の通りである。
（ａ） 点火手段、 （ｂ） 燃料供給の操作、 （ｃ） 機関のシリンダ及び燃焼室内での気体の流れの
操作。
ディーゼル機関装置は、更に次の副操作も有してい
る。
（ｄ）隔離機構、 （ｅ）燃焼室での燃料と空気の混合。
隔離とは、連続的に動作可能な点火手段が燃焼室内に
置かれている時に早期点火を防止するため、機関の吸気
行程及び圧縮行程の間、機関の燃焼室から燃料を排除す
ることを説明するために用いられる用語である。
隔離は、次の理由により、内燃機関に著しい燃料効率
の利点を与える。
（ｉ）圧縮による自然点火が防止できるので、機関の圧
縮比を、用いられる燃料に関係なしに選ぶことができ
る。
（ii）一部充填では、燃料供給は空気供給における慎重
な減少なしに減少することができる。これは、機関の
“超希薄燃焼”操作をもたらす。
（iii）一部充填では、また、例えば、ポンプ損失に導
く絞り弁により結果されるような空気吸入中に空気流と
の機械的干渉の必要がない。
ディーゼル機関は、その動作に隔離を用いる内燃機関
で現在用いられている唯一のものである。動作中、空気
は機関のシリンダへ吸入され高容量比（14:1〜25:1）に
圧縮され、その結果、空気は300℃〜400℃の高温に熱せ
られる。燃料は、圧縮行程の終りまではシリンダへ噴射
されない。空気の高温のために、燃料は自然に点火す
る。然しながら、燃料は燃料が噴射された直後には終こ
らない。燃料は液滴の形でシリンダへ入る。これらは、
燃焼を始めるために点火できる前にシリンダ内で空気と
よく混合して、蒸発しなければならない。
この燃焼における固有の遅延は、燃焼プロセスを比較
的遅いプロセスにし、そして、その遅いプロセスは、デ
ィーゼル機関の効率的な動作を比較的に低速度に制限す
る。前述した隔離は、燃料噴射ポンプにより機械的にデ
ィーゼル機関内で行われるものであり、噴射ポンプの噴
射ニードルは、噴射の瞬間までシリンダまたは燃焼室か
ら機械的に燃料を隔離する。
本発明は、改良された内燃機関の提供を意図するもの
である。
従って、本発明は、燃焼室と連通する少なくとも一対
の第１及び第２のシリンダ（第１のシリンダは、第２の
シリンダより大きな掃気量を有する。）と； 第１のシリンダへ一回分の十分な空気を供給するため
の第１の手段と； 第２のシリンダへ一回分の液体燃料を供給するための
第２の手段と； シリンダ内で動くことのできるそれぞれ第１及び第２
のピストンと； 第２のピストンが吸気行程を開始する第１の位置と、
圧縮行程の終りから10゜以上の動作角にある第２の位置
との間における動作中に第２のシリンダへ一回分の燃料
の供給を開始し、及び第２のピストンが圧縮行程の終り
のピストンの内死点の位置より遅くない第３の位置に達
する時に燃料の供給を終るように第２の手段を制御する
ための制御手段と； 第２のピストンが少なくとも圧縮行程の長さの概ね80
％を終える第４の位置に達する前に第２のシリンダから
燃焼室への燃料／空気混合物の動きを阻止する手段と； 第２のシリンダからの燃料／空気混合物及び第１のシ
リンダからの空気の燃焼室内での急速な混合を燃焼の間
手助けするため、第１のシリンダから燃焼室へ供給され
る空気中に渦巻運動を生じさせるための手段とから成る
内燃機関において、 第２のシリンダが、第１のシリンダの延長から成り、
第２のピストンが、第１のピストンの頂部上の突起から
成り、且つ、第１のピストンの行程は、第２のピストン
がその全工程に亘って第２のシリンダ内に突入するよう
に達成されていることを特徴とする内燃機関を提供す
る。
本発明による内燃機関は、点火が起こる共通の燃焼室
により隔離を助長するために相互に連結された掃気量の
等しくない２個のシリンダの間での気体の移動に依存し
ている。機関の両方のピストンが、それぞれの内死点位
置の方へ進むと、圧縮行程の大部分の間、気体は大きな
シリンダから燃焼室を通って小さなシリンダへ流れるこ
とは確証されている。燃料は、小さなシリンダの吸気行
程の間、及び／または気体の流れが逆になって小さなシ
リンダの中味が燃焼室へ入るピストン位置までの圧縮行
程の第１の部分の間、小さなシリンダへ吸入される。液
体燃料は、全負荷からアイドリングまでの燃料供給条件
の全範囲に亘って、吸気行程の始めの第２ピストンの内
死点から圧縮行程の終りの内死点の10゜以上前までの第
２シリンダのピストンの行程運動の全部または一部の開
始から圧縮行程の内死点位置まで、小さなシリンダへ供
給することができる。
点火前サイクルのうち、予め選ばれた部分の間に液体
燃料を小さなシリンダへ導入すると、燃料に小さなシリ
ンダで気化する時間を与え、従って、それが点火するた
めに燃焼室へ入る時に、続く燃焼プロセスは、気体の燃
料を含有し、ディーゼル機関の燃焼プロセスに比較して
遥かに速い。これは、本発明による機関がディーゼル機
関で可能な速度よりも遥かに高い速度で効率的に動作す
ることを可能にする。事実、本発明による機関は、隔離
機関としてのディーゼル機関の効率をガソリン機関の高
速能と結合する。
本発明の好適な形における多くの特徴は、効率的な隔
離に寄与する。それらは次の通りである。
（ａ）空気だけ（または、燃焼室内の点火手段で点火不
可能な程度の小量の燃料と混合した空気、その燃料／空
気混合比は混合物の低い（希薄な）可燃性限度よりも下
である。）を含有する大きな掃気量のシリンダと、燃料
が導入される小さな掃気量のシリンダとの組み合わせ。
２つのシリンダは共通の燃焼室により相互連結されてい
る。
（ｂ）液体の形での燃料の小さなシリンダへの導入によ
って、小さなシリンダ内でのその蒸発により該気体を冷
却し、斯くして、そこの圧力を圧縮行程の最後の部分ま
での圧縮行程の間何れの与えられたピストン位置でも、
小さなシリンダ内の圧力に関して下げる。これは、大き
なシリンダから燃焼室を通り小さなシリンダへの気体の
流れを効果的に推進する。
（ｃ）燃焼室は、吸気行程の間、気体の小さなシリンダ
への流れを制限する開口により、小さなシリンダと連通
しており、斯くして、そこでの圧力を大きなシリンダ内
の圧力よりも小さな値に保持するため、圧縮行程の始め
に小さなシリンダ内の圧力に影響を及ぼす。
以下、本発明を添付図面を参照して例示的に更に説明
する。
先ず第１図を参照すると、本発明による好適な形の内
燃機関の一部の断面が図示されている。機関及び機関の
動作を更によく理解するためには、先行技術である英国
明細書第2155546号及び2186913号が参照されるべきであ
る。上記先行明細書で用いられたのと同じ参照数字が同
じ部分を示すために添付図面が使用されている。
第１図の機関は、それぞれ第１及び第２のピストン1
6,18が入った協同する１以上の対になった第１及び第２
のシリンダ12,14を有している。シリンダ12,14は、機関
のシリンドヘッド内で燃焼室20により相互連結されてい
る。２つのシリンダは、小さなシリンダ14を形成してい
る筒状延長部を有する大きなシリンダ12によって形成さ
れている。大きなシリンダは、小さなシリンダよりも大
きな掃気量を有している。２つのシリンダの軸線は平行
であり、そして、シリンダ14は、大きなシリンダ12に関
して中心を外れて位置するように示されているが、それ
は、シリンダ12の中心を含む適宜の位置にあることがで
きる。大きなシリンダ12には第１のピストン16がついて
おり、それはまた、そのクラウンに小さなシリンダ14内
へ突出して小さなシリンダのためのピストン18を形成し
ている筒状の延長部を担持している。第１のピストン16
の行程は、第２のピストン18が、その外死点位置（oute
r dead center position）でもシリンダ14内へ突出する
ように構成されている。
両シリンダ12,14は、それぞれの開口40,44により燃焼
室20と連通している。燃焼室は、他の適当な形状を用い
ることができるけれども、好適には球形であり、後述す
るように適当な点火手段22がついている。燃料は、制御
手段37により制御される燃出噴射器36によって小さなシ
リンダ14内へ導入されるが、一方、空気は空気入口25を
通って大きなシリンダへ導入される。大きなシリンダへ
導入される空気は、好ましくは絞りがかけられない。即
ち、それは、既知のガロリン機関の場合のバタフライ弁
のような手段で制御されない。排気口27は、小さなシリ
ンダ14の中に設けられている。或いは、排気口及び排気
口27′,25′は、点線で示すように大きなシリンダ14へ
開口していてもよい。排気口及び吸気口は、きのこ弁の
ような弁によって、または、開口がシリンダの側壁にあ
るときには、ピストン自体によって開閉することができ
る。機関の始動は、始動を助けるため連続的な流れのス
パークまたは電弧を供給スパークプラグまたは電極52、
若しくは予熱プラグまたは燃焼室内の予熱面のような適
当な手段によって助けられる。
第２図は、変形された機関を示す、第１図と同様な図
面である。
この実施例では、燃焼室20は、実際に第２のピストン
18の内側に形成されている。第２のピストン18は、空気
が単に大きなシリンダ12から小さなシリンダ14へ洩れる
ので、ピストンリングなしに動作することができるが、
２つのシリンダの間には小さな差圧がある。
小さなシリンダ14にはまた、内死点またはその近くに
ある時に開口40内の量の大部分を移動させるために、そ
の端壁に突起100がついている。その突起は、ピストン1
8が内死点に近づく時に開口40へ入るように配置されて
いる。これについては、以下に詳細に説明する。
前述した各実施例の燃焼室は、連続的点火手段即ち連
続的に動作可能な点火手段を有している。点火手段に関
して本明細書中に用いられる“連続的に動作可能”とい
う用語は、すべての機関サイクルに亘って、または、機
関の一回転完了のため必要な時間の実質的部分（例えば
25％以上）である予め選ばれた時間に亘って、活動的で
あるかまたは作動されることができる点火手段の一形式
に関するものである。次の形式の点火手段を用いること
ができる。
（１） 燃焼室の壁の全部または一部は、熱絶縁体であ
り、且つ熱面点火手段を形成するため機関の動作中非常
に高い温度に達する、セラミック材料で形成されている
かまたは被覆されることができる。燃料／空気混合物
は、熱いセラミック面に接触して点火する。
（２） セラミック材料の代わりに、燃焼室の壁の全部
または一部は、機関の動作中矢張り点火に適した温度に
達することができる金属であることができる。
（３） 点火手段は、一般的にはプラチナ及び／または
パラジウム、好適には、燃焼室の内壁の全部または一部
上の膜または被覆物の形の触媒の形であり得る。
（４） 上記組み合わせを用いることもできる。
（５） 燃焼室に充満した熱い気体が、圧縮行程の終り
に上記点火手段を用いて或いは用いずに自然に点火する
圧縮点火。
吸気行程の間、空気は吸気口を通って大きなシリンダ
12へ導入され、そして導入された空気の一部は、燃焼室
を通って小さなシリンダ14へ引き込まれる。燃料もま
た、ピストンの予め選ばれた運動角（長さ）の間シリン
ダ14へ噴射または導入される。第２ピストンが内死点へ
到達する前に燃料の実質的な部分が蒸発できるように、
圧縮行程の終りで内死点の十分前に、燃料が小さなシリ
ンダへ導入される。噴射開始が起こる第２ピストンの運
動の範囲は、吸気行程の開始時のピストンの内死点か
ら、圧縮行程の終りの内死点の10゜以上前の運動角まで
である。噴射開始の好適な範囲は、吸気行程の開始時の
内死点から圧縮行程の90％を完了する点（約144゜の運
動角に等しい。）までである。燃料の噴射は、圧縮行程
の終りの内死点以前に終る。燃料噴射は、予め選ばれた
角を越えたこの範囲内の何れの時でも起こり得るが、理
想的には、燃料が蒸発するため、できるだけ多くの時間
を可能にするため、吸気行程でできるだけ早く噴射され
る。本発明の好適な形では、燃料の噴射は、吸気行程の
開始直後に始められる。
外死点に達した後、両ピストンは圧縮行程を開始す
る。圧縮行程の間、空気は、ピストン16によって燃焼室
20へ供給され、燃焼室の中で渦巻運動をするように強制
される。
図面では、両開口40及び44は、燃焼室へ接線的に開口
して渦巻運動を生じさせるように図示されているが、あ
る別の形では、開口44だけが燃焼室へ接線的に開口す
る。“接線的”という用語は、本明細書では、その厳密
な数学的意味で用いられていないが、開口が、相対的に
大きな接線的成分を有する方向で、燃焼室に開口する構
成を含んでいる。空気もまた、シリンダ14内で空気／燃
料混合物と混合するためにシリンダ14へ移動する。
両ピストン16及び18は、圧縮行程の間（ピストン18の
場合、これは圧縮行程の終り近くである。）燃焼室20へ
それぞれ気体を供給する。濃い燃料／空気混合物の燃焼
室への流入は、好適には前記明細書で記載されている適
当な手段及び装置に助けられて、急速な混合が伴う。
点火手段として触媒または熱面が用いられる場合は、
燃焼は、触媒のついた面または熱面で燃焼／空気混合物
がその面と接触すると開始される。点火手段が圧縮点火
である場合には、燃焼室内の燃料／空気混合物は自然に
点火する。小さなシリンダ内の燃料／空気混合物は、大
きなシリンダからの空気と混合する前には点火しない。
何故ならば、それは濃過ぎる（希薄過ぎる。）からであ
る。小さなシリンダ14から燃焼室へ押し込まれた燃料／
空気混合物は全部または部分的に蒸発しているから、デ
ィーゼル機関と異なり点火に遅れはない。ディーゼル機
関では、燃料は、内死点で燃料の滴の形で噴射され、そ
れは、先ず燃焼室で空気と混合しなければならず、次い
で燃焼可能なように加熱され蒸発されなければならな
い。
本発明では、燃料が前以て小さなシリンダ14へ導入さ
れているから、燃料は濃縮された形で燃焼室へ導かれる
が（層化と知られているプロセス。）、それは、燃焼室
へ導入されるとき、少なくとも部分的には蒸発してお
り、斯くして点火の遅れを減少する。燃焼は、温度を上
げ、且つ残りの気体の点火を促進する。一旦燃焼が始ま
ると、生じた化学反応が進行のために余分の酸素を必要
とし、斯くして、高められた混合動作を結果する。触媒
または熱面の点火によって、燃料は、燃焼室の面で点火
し、そして、燃焼する燃料は、気体を膨張して急速に内
側へ移動させ、そこでは、燃焼室内の空気流と強い相互
作用が強力が混合作用を生じる。
燃焼室内で回転する渦巻運動は、点火期間の間継続
し、そして、急速な完全な燃焼を促進するための時間に
亘って触媒または熱面との長い接触を確保する。両ピス
トンは、次いで、内死点から離れるように駆動されて、
燃焼された気体が膨張してピストンを通して機関のクラ
ンク軸へ動力を供給する。
シリンダ壁上の突起100（第２図。）は、ピストン18
が内死点の方へ動くとき、小さなシリンダ14内の燃料／
空気混合物を燃焼室20へ運ぶのを確保する。突起はピス
トン18が内死点に近づくにつれて開口40の中へ入り、従
ってピストン18のヘッドとシリンダ14の向かい合ってい
る端壁との間に捕えられた燃料／空気混合物が開口40の
狭い部分を通って燃焼室へ押し込まれる。これはまた、
燃料／空気混合物の速度を増し、燃焼室内での混合を高
める。
突起100,の形状は、突起と開口40の側壁との間に間隙
を残して、ピストン18のヘッドとシリンダ14の向かい合
いの端壁との間に捕らえられた気体に燃焼室へのアクセ
スを可能にするような形状である。この間隙は、突起10
0の周囲の全体のまわりで、または周囲の一部でだけ延
びることができる。
突起100の断面形状は、開口40の断面形状と対応する
ことができ、または、突起の幅または長さによって異な
ることができる異なった断面形状であることができる。
後者の場合には、ピストン８が内死点の方へ動くにつれ
て異なる間隙となるであろう。
開口40は、突起100の断面形状に応じて如何なる断面
形状、例えば矩形、円形または長円形などのような湾曲
形または不規則な形であり得る。
突起100の長さは、開口40の長さより大きくても同じ
でも小さくてもよい。
前記明細書に開示されているように、同様な突起をピ
ストン16のヘッドに形成することができる。
第２のピストンのための突起の使用は、燃焼室へ燃料
／空気混合物を殆ど全部供給することを確保する。両ピ
ストンに対して用いられると、それは、機関が速い燃焼
プロセスによって高めることができる殆どコンスタント
な燃焼量の期間を長くし、吸気行程の間に入口弁から燃
焼室を通り、小さなシリンダ14への空気の流入を促進す
るために一層大きな開口が用いられることを可能にす
る。
次に第３図を参照すると、燃焼室20の好適な形の断面
図が図示されている。この燃焼室では、燃焼室の断面の
大体の形は、半径R1を有する円形である（勿論、他の効
率的に湾曲した形状も使用可能である。）。両入口開口
40及び44は、機関の圧縮行程の間に燃焼室での気体の渦
巻運動を生じさせるため燃焼室へ接線的に開口してい
る。然しながら、燃焼室の曲率半径は、開口40及び44の
直前の周囲の部分に亘って（燃焼室内の気体の動きの方
向に）減少している。開口40及び44の直前の曲率半径
は、それぞれR3及びR2である。半径R2及びR3は同じでも
異なったものでもよい。
勿論、半径R2及びR3の両方または片方だけが半径R1と
異なってもよいことが判るであろう。
湾曲の変更の効果は、燃焼室内で循環している気体流
を、開口40及び44を通って燃焼室へ流入する流れに関し
て置き換えることである。これは、気体の改善された混
合を可能にし、且つ、燃焼室内で循環している気体が開
口40及び44を通る気体の流入を邪魔する傾向を減少す
る。
前述した実施例の隔離機関のディーゼル隔離機関に比
べての主たる利点は、燃料が、はるかに早く、即ち吸気
行程の開始から圧縮行程の終りの内死点から10゜の角運
動まで何時でも、小さなシリンダ14へ導入できるという
ことである。これは、燃料が燃焼室へ押し込まれる前
に、燃料に蒸発するためのはるかに多くの時間を与え
る。気体燃料の点火及び燃焼は、液体燃料の点火及び燃
焼よりもはるかに早く、ディーゼル機関の点火漏れ及び
より長い燃焼時間を少なくして、本発明に効率的な高速
度運転能を与える。
吸気行程の間に噴射された液体燃料は、ディーゼル機
関と較べて比較的低圧で噴射することができる。蒸発性
の小さい液体燃料もまた、例えば機関冷却水で熱交換す
ることにより、または排気で予熱することができる。蒸
発性の小さい液体燃料はまた、燃料の一層細かい粒子化
を促進し、斯くて蒸発を助けるため、高圧で噴射させる
ことができる。
気体の形の燃料を複式燃料ベースで機関に用いてもよ
い、気体状の小量の燃料が、大きなシリンダ12への吸気
で空気と混合することができる（混合物は、希薄な燃焼
可能性限度より低い。）、一方、大量の燃料が液状で小
さなシリンダ14へ噴射される。大量の空気中の小量の気
体燃料は、燃焼室の点火手段によって影響されない。
当業者であれば、第１図及び第２図で開示された実施
例が、ある機関で共にまたは個別に用い得ること及び前
述の先行技術の明細書に記述された実施例の何れかと組
み合わせることができるが理解されるであろう。
前述の各燃焼室は、湾曲した面または湾曲した断面形
状を有するものとして記述されているが、“湾曲”とい
う用語は、多面体の形の燃焼室におけるように多くの真
っ直ぐまたは湾曲した面または両方の組み合わせによっ
て形成される面を含むことが理解されるであろう。
第１のピストン16のクラウンまたはその一部には、機
関の動作中に熱面を形成するセラミック材料がついてお
り、またはセラミック材料で作られており燃焼を助ける
ことができる。セラミック材料は、有利には触媒材料で
被覆されることができる。
この形式のマッチシリンダ機関に所要燃料全範囲に亘
って燃料を供給する場合には、小さなシリンダ内の混合
物の燃料／空気比が燃焼可能性限度内にあるときに低負
荷である状態に達することができ、圧縮点火により小さ
なシリンダ内で、混合物の点火が生じる。これは、噴射
される燃料の量を、例えば、混合物の燃料／空気比が予
め選ばれた濃い燃焼可能性の限度内にある時に、あるシ
リンダへ噴射される燃料が予め定めた量に増加して混合
物を濃い燃焼可能性の限度より上に維持し、一方、他の
シリンダへ噴射された燃料が直ちに減少して混合物の燃
料／空気比を希薄な燃焼可能性限度より下にするように
制御することによって避けることができる。これは、機
関が、機関のサイクル中に望まいくない点火の危険性な
しに所望の負荷で継続して動作することを確保する。機
関の燃料要求が、各シリンダ内の混合物の燃料／空気比
が希薄な燃焼可能性限度より低いことであれば、各シリ
ンダへ噴射される燃料の量は、各シリンダ中にそのよう
な燃料／空気比を与える全て同じ値に調節される。各シ
リンダ中の混合物の燃料／空気比が、希薄な燃焼可能性
の限度より低い予め選ばれた値内で増加すると逆の動作
が生じるということが理解されるであろう。上記のこと
は、希薄な燃焼可能性限度より下で混合物を点火するこ
とのできる触媒点火手段の使用にあてはまる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による内燃機関の第１実施例の一部の
部分断面図である。 第２図は、本発明による内燃機関の第２実施例の、第１
図と同様な部分断面図である。 第３図は、本発明による内燃機関の変更された燃焼室の
断面図である。 12……第１シリンダ、 14……第２シリンダ、 16……第１ピストン、 18……第２ピストン、 22……連続動作自在の点火装置、 36……液体燃料供給手段、 37……制御手段、 20……燃焼室、 25,25′……空気供給手段、 27,27′……排気口、 40,44……開口、 52……電極、 66,100……突起部、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 23/00 Ｆ０２Ｂ 23/00 Ｇ Ｖ (56)参考文献 特開 昭54−112408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−206928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−261651（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−74807（ＪＰ，Ｕ)

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃焼室（20）と連通する少なくとも一対の
    第１及び第２のシリンダ（12,14）（第１のシリンダ（1
    2）は、第２のシリンダ（14）より大きな掃気量を有す
    る。）と； 第１のシリンダへ一回分の十分な空気を供給するための
    第１の手段（25,25′）と； 第２のシリンダへ一回分の液体燃料を供給するための第
    ２の手段（36）と； シリンダ（12,14）内で動くことのできるそれぞれ第１
    及び第２のピストン（16,18）と； 第２のピストン（18）が吸気行程を開始する第１の位置
    と、圧縮行程の終りの内死点の10゜以上前の運動角にあ
    る第２の位置との間における動作中に第２のシリンダ
    （14）へ一回分への燃料の供給を開始し、及び第２のピ
    ストンが圧縮行程の終りのピストンの内死点の位置より
    遅くない第３の位置に達する時に燃料の供給を終るよう
    に第２の手段（36）を制御するための制御手段（37）
    と； 第２のピストンが少なくとも圧縮行程の長さの概ね80％
    を終える第４の位置に達する前に第２のシリンダ（14）
    から燃焼室（20）への燃料／空気混合物の動きを阻止す
    る手段と； 第２のシリンダ（14）からの燃料／空気混合物及び第１
    のシリンダ（12）からの空気の燃焼室内での急速な混合
    を燃焼の間手助けするため、第１のシリンダ（12）から
    燃焼室（20）へ供給される空気中に渦巻運動を生じさせ
    るための手段とから成る内燃機関において、 第２のシリンダ（14）が、第１のシリンダ（12）の延長
    から成り、第２のピストン（18）が、第１のピストン
    （16）の頂部上の突起から成り、且つ、第１のピストン
    の行程は、第２のピストンがその全工程に亘って第２の
    シリンダ内に突入するように達成されていることを特徴
    とする内燃機関。
  2. 【請求項２】内燃機関が、圧縮点火内燃機関であること
    を特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
  3. 【請求項３】燃焼室内で連続的に動作自在な点火手段を
    有することを特徴とする、請求項１または２に記載の内
    燃機関。
  4. 【請求項４】燃焼室（20）が、第２のピストン（18）の
    中に形成され、且つ、各シリンダから燃焼室（20）への
    空気及び空気／燃料混合物の流れを可能にするために、
    第１及び第２のシリンダ（12,14）に開口しているそれ
    ぞれ第１及び第２の開口手段（44,40）を有することを
    特徴とする、請求項1,2または３に記載の内燃機関。
  5. 【請求項５】第２のシリンダ（14）が、その端壁に形成
    され、第２の開口（40）へ突入するように配置された突
    起（100）を有し、第２のピストン（18）がその内死点
    位置に近づく時に空気／燃料混合物を燃焼室（20）へ送
    り出すのを助けることを特徴とする請求項４に記載の内
    燃機関。
  6. 【請求項６】第２のピストン（18）が、その圧縮工程の
    長さの90％以下を完了した時に、第２の位置に達するこ
    とを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃
    機関。
  7. 【請求項７】制御手段（37）が、第２のピストン（18）
    の吸気行程中、第２の手段（36）に第２のシリンダ（1
    4）への一回分の燃料の供給を始めさせるように動作可
    能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに
    記載の内燃機関。
  8. 【請求項８】制御手段（37）が、第２のピストン（18）
    の吸気行程開始直後に、第２の手段（36）に第２のシリ
    ンダ（14）への一回分の燃料の供給を始めさせるように
    動作可能であることを特徴とする、請求項７に記載の内
    燃機関。
  9. 【請求項９】第１のピストン（16）が、少なくとも一部
    セラミック材料で作られたクラウンを有することを特徴
    とする、請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関。
  10. 【請求項１０】セラミック材料がその上に触媒材料を有
    することを特徴とする、請求項９に記載の内燃機関。
  11. 【請求項１１】第１の手段（25）が、第１のシリンダ
    （12）へ一回分の絞りのかけられていない空気を供給す
    るように動作自在であることを特徴とする、請求項１〜
    10のいずれかに記載の内燃機関。
  12. 【請求項１２】第１の手段（25）が、希薄な燃焼可能性
    限界以下である一回分の燃料／空気混合物を第１のシリ
    ンダ（12）へ供給するように動作自在であることを特徴
    とする、請求項１〜11のいずれかに記載の内燃機関。
  13. 【請求項１３】点火手段（22）が、熱面点火手段である
    ことを特徴とする、請求項１または３、もしくは１また
    は３に従属する４〜12項のいずれかに記載の内燃機関。
  14. 【請求項１４】熱面点火手段（22）が、セラミック材料
    から作られている燃焼室（20）の壁の少なくとも一部を
    有していることを特徴とする、請求項13に記載の内燃機
    関。
  15. 【請求項１５】点火手段（22）が、触媒材料を有するこ
    とを特徴とする、請求項１または３、もしくは１または
    ３に従属する４〜12項のいずれかに記載の内燃機関。
  16. 【請求項１６】燃焼室（20）が、概ねカーブした断面形
    状であり、それぞれ空気と燃料／空気混合物との供給の
    ための入口開口（44,40）を有し、且つ燃焼室（20）の
    断面の曲率半径（Ｒ）が、少なくとも１つの開口の直前
    の燃焼室の周囲の一部分に亘って、燃焼室内の気体の移
    動方向に減少していることを特徴とする、前記各請求項
    １〜15のいずれかに記載の内燃機関。
  17. 【請求項１７】複数の第１及び第２のシリンダ（12,1
    4）と複数の第１及び第２のピストン（16,18）とを有
    し、且つ、制御手段（37）が、各第２のシリンダ（14）
    内の燃料／空気混合比を監視し、及び第２のシリンダ
    （14）の少なくとも１つに噴射される燃料の量を調節し
    て、その中での燃料／空気比を燃料の濃い可燃性限度以
    上に維持し、及び第２のシリンダ内の燃料／空気混合比
    が濃い可燃性限度よりも上に予め選択された値に下がる
    時、第２のシリンダ（14）の残部へ噴射される燃料の量
    を調節して、燃料／空気混合比を燃料の希薄な可燃性限
    度よりも低くするように動作可能であり、機関のサイク
    ル中の不要な点火を防止することを特徴とする、請求項
    １〜16のいずれかに記載の内燃機関。
  18. 【請求項１８】制御手段（37）が、第２のシリンダ（1
    4）の少なくとも１つへ噴射される燃料の量を調節し
    て、その中での燃料／空気混合比を燃料の濃い可燃性限
    度よりも上にし、及び第２のシリンダ内の燃料／空気混
    合比が希薄な可燃性限度よりも下の予め選択された値に
    上昇する時に、残りの第２のシリンダ（14）へ噴射され
    る燃料の量を調節して燃料／空気混合比を燃料の希薄な
    可燃性限度よりも下に維持するように動作可能であり、
    機関のサイクル中の不要な点火を防止することを特徴と
    する、請求項17に記載の内燃機関。
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