JP3154355U

JP3154355U - ４ストロークエンジン内燃機ツーウェイ進気装置

Info

Publication number: JP3154355U
Application number: JP2009005276U
Authority: JP
Inventors: ▲パン▼▲ゴウ▼ 周
Original assignee: ▲パン▼▲ゴウ▼ 周
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: US20100050983A1; TWI348000B; TW201009182A; BRMU8901487U2; DE202009010032U1

Abstract

【課題】４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置の構造を提供する。【解決手段】シリンダー１０、クランク軸室１４、第一進気岐管３０、排気岐管３２、第二進気岐路管３６を含み、シリンダー１０は気体を導入して燃焼爆発させるシリンダー室１２を具有し、該シリンダー室にそれぞれ進気門２６及び排気門２８を接続し、クランク軸室は該シリンダー室と連通し、該クランク軸室はクランク軸１６及びレバー１８を設け、該レバーにピストン２０を接続し、該ピストンは該シリンダー内で上下運動し、該クランク軸室のシリンダー室に近い場所にシリンダー進気口２２を設け、第一進気岐管は該進気門と連通し、排気岐管は該排気門と連通し、第二進気岐管は該クランク軸室と連通させて４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置を構成する。【選択図】図１

Description

本考案は４ストロークエンジン内燃機に関し、特に新しいデザインの進気ストロークと排気ストロークは積極的に４ストローク内燃機の仕事率と性能を高めることで、４ストローク内燃機が動力ストロークの後、加速的にシリンダー室内部の排ガスを排出する４ストロークエンジン内燃機ツーウェイ進気装置の構造に関する。

従来技術の４ストローク内燃機(エンジン)の基本構造は図１２に示すように、シリンダー８０を含み、該シリンダー８０はシリンダー室８１及び連結するクランク軸８２を具有し、該シリンダー室８１内部にピストン９４を設け、該ピストン８４はクランク軸８２内にあるレバー８３及びクランク軸９２によって動く。該シリンダー８０は点火プラグ８５及び進気門８６、排気門８７を設け、該進気門８６は進気岐管８８と連通し、該排気門８７は排気岐管８９と連通する。該進気岐管８８はキャブレター９０を設けることで、進気岐管８８から入り込む空気を吸引して燃油と混合して混合気を形成する。４ストローク内燃機(エンジン)の作動は、燃料と空気の混合気を吸入し、それを圧縮し、燃焼により気体を膨張させてピストン運動を行い、最後に燃焼した後の排ガスを排出する。この過程を４つのステップに分かれる。

(一)進気ストローク：ピストンを下向きに進気門を開き、空気と燃料(ガソリンなど)の混合気をシリンダー内に吸入する。
(二)圧縮ストローク：進気門を閉めるとピストが上向きに動き、混合気を圧縮して体積を小さくする。
(三)爆発ストローク：圧縮した混合気の中で点火することで、気体が燃焼爆発して膨張し、ピストンを下向きに押す(出力作動)
(四)排気ストローク：排気門を開き、ピストンを再度上向きに押し、燃焼後に発生する排ガスをシリンダー外に排出する。

従来技術の４ストローク内燃機(エンジン)は長年改善がなされていない。エンジンの性能アップはあったが、４ストローク内燃機(エンジン)の先天的な二つの動作ストロークに不足があるために、終始徹底的な改善や問題解決はできなかった。すなわち：
(一)４ストローク内燃機(エンジン)が爆発ストローク及び排気ストロークを行なった後、有効的に残留している排ガスを全て取り除くことができないため、進気容積効率を下げ、熱効率を減少させるなど、次回の循環燃焼に影響を来たしている。
(二)進気ストロークのガスが１００％の進気容積効率に達することができない。

上記の内容を鑑みて、原油の価格が高騰化する時代において、更に効率がよく、使用しやすい４ストローク内燃機を開発するなど、更なる技術改善が必要であった。

特開平７−３１７５４９号公報

前記従来技術の欠点を解決するため、本考案は新しい進気ストローク及び排気ストローク設計を考案し、４ストローク内燃機を理論的及び実質上の欠陥を無くすために、積極的に４ストローク内燃機の効率及び性能をアップし、汚染排出を抑え、理想的な４ストロークエンジンの運転に達する４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置を提供することを主な課題とする。

前記課題を解決するために、本考案に含まれるのは：シリンダー、気体を導入して燃焼爆発するシリンダー室、シリンダーのシリンダー室と接続する進気門及び排気門、クランク軸室はシリンダー室と連通し、該クランク軸室に連結するクランク軸及びレバーを設け、該レバーはピストンと接続する。該ピストンはシリンダー室内で上下し、且つ該クランク軸室のシリンダー室に近い場所にシリンダー進気口を設ける。第一進気岐管は該進気門と連通し、排気岐管は該排気門と連通し、第二進気岐管は該クランク軸室と連通する４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置である。
本考案は下記の特徴を有する。
（１）シリンダー、クランク軸室、第一進気岐管、排気岐管、第二進気岐路管を含み、
シリンダーは気体を導入して燃焼爆発させるシリンダー室を具有し、該シリンダー室にそれぞれ進気門及び排気門を接続し、
クランク軸室は該シリンダー室と連通し、該クランク軸室はクランク軸及びレバーを設け、該レバーにピストンを接続し、該ピストンは該シリンダー内で上下運動し、該クランク軸室のシリンダー室に近い場所にシリンダー進気口を設け、
第一進気岐管は該進気門と連通し、
排気岐管は該排気門と連通し、
第二進気岐管は該クランク軸室と連通することを特徴とする４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
（２）前記第一進気岐管はキャブレターを通って気体を送り、該気体は空気とガソリンを混合したものであり、該シリンダーにシリンダー室と接続する点火プラグを設けることを特徴とする（１）記載の4ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
（３）前記第一進気岐管より送り込むのは空気の気体と設定し、該シリンダーはシリンダー室の燃料噴射口を接続し、ミスト状の軽油を噴き出すことを特徴とする（１）記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
（４）片方向バルブを設け、該バルブを該第二進気岐管と該クランク軸室で構成する通路に設置することを特徴とする（１）記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
（５）前記第二進気岐管は該クランク軸室と第一進気岐管との間に接続することを特徴とする（４）記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
（６）前記第二進気岐管と該クランク軸室の間にエアコンプレッサーを設けることを特徴とする（１）記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
（７）前記エアコンプレッサーと該クランク軸は相連動することを特徴とする（６）記載の内燃機ツーウェイ進気装置。
（８）前記第二進気岐管は該クランク軸室にあるシリンダーの進気口と接続することを特徴とする（６）記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。

本考案では積極的に４ストローク内燃機(エンジン)の仕事率及び性能をアップし、１００％の進気容積効率に上げ、汚染排出を低減することで、理想的な４ストローク内燃機(エンジン)の運転効果に達する。

本考案の第一実施例の構造略図である。本考案の進気ストローク略図である。本考案の二次進気略図である。本考案の圧縮ストローク略図である。本考案の動力ストローク略図である。本考案の排ガス排出ストロークの第１の略図である。本考案の排ガス排出ストロークの第２の略図である。本考案の排ガスストローク略図である。本考案の排ガス終止ストローク略図である。本考案の第二実施例の構造略図である。本考案の第三実施例の構造略図である。従来技術のエンジン構造略図である。

本考案による４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置の構造を明確に示すために図に沿って詳細な説明を行う。

図１に示すのは、本考案の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置の第一実施例である。それに含まれるのはシリンダー１０、該シリンダー１０にシリンダー室１２及びクランク軸室１４を連結し、該クランク軸室１４にクランク軸１６及び該クランク軸１６と接続するレバー１８を設け、該レバー１８の別端はピストン２０と接続する。該ピストン２０は該シリンダー室１２内で動く。また、該クランク軸室１４の該シリンダー室１２に近い場所にシリンダー進気口２２を設ける。該シリンダー１０のクランク軸室１４と相対する別端に点火プラグ２４と進気門２６、排気門２８を設ける。該進気門２６は第一進気岐管３０と連通し、進気バルブ２６aを設ける。該排気門２８は排気岐管３２と連通し、排気バルブ２８aを設ける。該第一進気岐管３０の適切な位置にキャブレター３４及び阻風門３５を設置し、第一進気岐管３０から空気を吸引して燃油(ガソリンなど)を混合し、ガス兼気体(燃料混合気体)を作る。更に第二進気岐管３６は該第一進気岐管３０とクランク軸室１４の間に設置し、該第二進気岐管３６の一端は該第一進気岐管３０と、別端は該クランク軸室１４と連通する。該第二進気岐管３６のクランク軸室１４に近い場所に片方向のバルブ３８を設ける。該片方向のバルブ３８で該第二進気岐管３６とクランク軸室１４と連通するのをコントロールするため、片方向バルブ３８を第二進気岐管３６とクランク軸室１４の通路に設ける。該片方向バルブ３８は第二進気岐管３６或いはクランク軸１４のどちらに設置するのかは、実際の実施状況に基づくことができる。

図２に示すのは本考案の(一)進気ストロークの説明である：

まず該進気門２６を開き、ピストン２０が上死点から下に作動する際、同時に該第一進気岐管３０及びキャブレター３４より吸入したガス兼気体(燃料混合気体)をシリンダー室１２に入れる。続いて第二進気岐管３６の片方向バルブ３８が自動的に閉めるため、クランク軸室１４に圧力が生まれる。

図３に示すのは、本考案の(二)二次進気の説明である：

ピストン２０が下向きに下死点までの手前約３０度(例２５〜３５度)の時、シリンダー１０のシリンダー進気口２２が露出(開く)することで、クランク軸室１４の圧力を受けた空気がシリンダー進気口２２よりシリンダー室１２の中に入る。

図４に示すのは、本考案の(三)圧縮ストロークである。

該ピストン２０が下死点まで着いてから再び上に向くと、該シリンダー室12内のガス兼気体を圧縮し始め、進気門２６が閉まる。この時片方向バルブ３８が自動的に開き、空気が該第二進気岐管３６を通って片方向バルブ３８からクランク軸室１４に入る。

図５に示すのは、本考案の(四)動力ストロークである。

ピストン２０が上死点に近づくと、該点火プラグ２４が点火し、ガス兼気体が爆発することで該ピストン２０を押して下向きの動力が生じる。ピストン２０が下向きに作動するとき、該片方向バルブ３８が自動的に閉まる。

図６に示すのは本考案の(五)排ガス排出(１)である。

ピストン２０が下向きに下死点に着く手前の約３５〜４５度の時、該排気門２８が開くことで、シリンダー室１２内にある一部の排ガスが排気門２８の該排気岐管３２より排出する。

図７に示すのは、本考案の(六)排ガス排出(２)である。

ピストン２０は引き続き下向きに動き、下死点の手前約２５〜３５度になった時、シリンダー室１２内の圧力が下がり、該クランク軸室１４内の圧力が該シリンダー室１２内の圧力より大きく形成することで、該クランク軸室１４内の空気がシリンダー進気口２２を通って再びシリンダー室１２内に入り(図示の底部を参照)、排ガスの準備を行なう。

図８に示すのは、本考案の(七)の排気ストロークである。

ピストン２０が下死点に着いてから上向きに排気動作を行なう際、該シリンダー室１２の上半部は燃焼後に生じる排ガスが溜まり、下半部はシリンダー進気口２２よりクランク軸室１４に入った未燃焼の新しい空気が溜まっている。この時該片方向バルブ３８は自動的に開き、該クランク軸室１４より吸気を始める。

図９に示すのは、本考案の(八)排ガス終了である。

ピストン２０が上向きに上死点に到着すると排気ストロークが完了する。この時該シリンダー室１２内に残っているのは未燃焼の空気であり、燃焼済みのガスは該排気門２８より完全にシリンダー１０の外部に排出され、未燃焼の新しい空気は次の循環に使われる。

前記キャブレター３４が第一進気岐管３０に設ける位置は、第二進気岐管３６からクランク軸室１４に入るガス、空気或いはその混合比例を考慮して設置する。第二進気岐管３６よりクランク軸室１４に入るのがガスの場合、該キャブレター３４の設置位置を第二進気岐管３６と第一進気岐管３０の交わる場所より前に設置する。また、図１に示すキャブレター３４の位置の場合、主に第二進気岐管３６に入るのは空気であり、この時、該キャブレター３４のガソリン/空気を調整することで、シリンダー室１２内全体のベストガス比例を得ることができる。

本考案は該第二進気岐管３６を該第一進気岐管３０とクランク軸室１４と連通して間に設置し、更に該第二進気岐管３６よりクランク軸室１４に進気できるよう該片方向バルブ３８を設置する。二次進気方法により、該クランク軸室１４内に新しいガス或いは新しい空気を貯蔵する機能を具有する。このように、該クランク軸室１４内の新しいガス或いは新しい空気は適時に該シリンダー進気口２２よりシリンダー室１２内に入り、シリンダー室１２内にある燃焼後の排ガスをシリンダー室１２の外部に排出することで、循環作動の全てのステップの中で、有効的に完全に排ガスを排除することができる。且つ排気終了ストロークの後、該シリンダー室１２内に残るのは新しいガス或いは新しい空気であり、次の循環ステップに使われる。よって、本考案は従来技術の、終始排ガスが残留し、次の循環燃焼に影響を来たす問題を克服すると同時に、進気ストロークが容積効率１００％に達しない問題を解決するため、本考案は積極的に４ストローク内燃機(エンジン)の仕事率及び性能をアップし、汚染の排出を減少するため、理想的な４ストローク内燃機(エンジン)の作動効果に達する。

図１０に示すのは、本考案の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置の第二実施例である。第一実施例との差異は：第二進気岐管３６Aは該第一進気岐管３０と相接続し、第二進気岐管３６Aと該クランク軸室１４が接続する別端は開放端であり、外部気体/空気は該第二進気岐管３６Aよりクランク軸室１４に入ることができるため、シリンダー室１２に対し気体/空気の補充及び排ガス排出操作に参加することができる。また、図１０は軽油の４ストローク内燃機に基づくものであり、第一進気岐管３０及び第二進気岐管３６Aのいずれにも空気を送りこむことができ、図１に示す点火プラグ２４、キャブレター３４及び阻風門３５を設置する必要がない。ピストン２０が上向きにシリンダー室１２内の空気を圧縮することにより、燃料噴射装置２５の噴き出すミスト状の軽油と共にシリンダー室１２に入り、高圧高熱の空気と接触して燃焼爆発して動力を生じる。

図１１に示すのは、本考案４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置の第三実施例である。第一実施例との差異は：該第二進気岐管３６Bとクランク軸室１４の間にエアコンプレッサー４０を設け、クランク軸室１４が該エアコンプレッサー４０に動力を与える。該クランク軸室１４はクランク軸１６及び伝動部品４２(ベルトコンベヤー或いはその他)で該エアコンプレッサー４０の伝動連結することで、該エアコンプレッサー４０より吸入した気体/空気が該第二進気岐管３６Aよりクランク軸室１４内に入り、シリンダー室１２にて気体/空気の補充及び排ガス排出の操作を行なう。

１０シリンダー
１２シリンダー室
１４クランク軸室
１６クランク軸
１８レバー
２０ピストン
２２シリンダー進気口
２４点火プラグ
２６進気門
２６a 進気バルブ
２８排気門
２８a 排気バルブ
３０第一進気岐管
３２排気岐管
３４キャブレター
３５阻風門
３６、３６A、３６B 第二進気岐管
３８ワンウェイバルブ
４０空圧機
４２伝動部品

Claims

シリンダー、クランク軸室、第一進気岐管、排気岐管、第二進気岐路管を含み、
シリンダーは気体を導入して燃焼爆発させるシリンダー室を具有し、該シリンダー室にそれぞれ進気門及び排気門を接続し、
クランク軸室は該シリンダー室と連通し、該クランク軸室はクランク軸及びレバーを設け、該レバーにピストンを接続し、該ピストンは該シリンダー内で上下運動し、該クランク軸室のシリンダー室に近い場所にシリンダー進気口を設け、
第一進気岐管は該進気門と連通し、
排気岐管は該排気門と連通し、
第二進気岐管は該クランク軸室と連通することを特徴とする４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
前記第一進気岐管はキャブレターを通って気体を送り、該気体は空気とガソリンを混合したものであり、該シリンダーにシリンダー室と接続する点火プラグを設けることを特徴とする請求項1記載の4ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
前記第一進気岐管より送り込むのは空気の気体と設定し、該シリンダーはシリンダー室の燃料噴射口を接続し、ミスト状の軽油を噴き出すことを特徴とする請求項1記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
片方向バルブを設け、該バルブを該第二進気岐管と該クランク軸室で構成する通路に設置することを特徴とする請求項１記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
前記第二進気岐管は該クランク軸室と第一進気岐管との間に接続することを特徴とする請求項４記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
前記第二進気岐管と該クランク軸室の間にエアコンプレッサーを設けることを特徴とする請求項1記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。
前記エアコンプレッサーと該クランク軸は相連動することを特徴とする請求項６記載の内燃機ツーウェイ進気装置。
前記第二進気岐管は該クランク軸室にあるシリンダーの進気口と接続することを特徴とする請求項６記載の４ストローク内燃機ツーウェイ進気装置。