JP7078688B2 - 内燃機関の試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の動作を模擬することが可能な内燃機関の試験装置に関する。

この種の装置として、従来、高速移動するカムに沿ってピストンを上昇させることにより、燃焼室内で混合気を急速に圧縮し、燃焼実験を行うようにした装置が知られている（例えば非特許文献１参照）。この非特許文献１記載の装置では、カム駆動用のピストンに面して配置された隔膜を針で破砕し、これにより、予めボンベに蓄えられた圧縮空気をカム駆動用のピストンに瞬時に供給し、カムを高速移動させる。

村瀬英一、「リーンバーンとパルスジェット点火」、フジコー技報－tsukuru No.7 (1999)

しかしながら、上記非特許文献１記載の装置では、試験を行う度に隔膜を破砕する必要があるため、試験の準備に多大なコストと時間とを要し、効率的に試験を行うことができない。

本発明の一態様による内燃機関の試験装置は、燃焼室に面して摺動可能に配置された第１ピストンを有する第１シリンダと、受圧室に面して摺動可能に配置された第２ピストンを有する第２シリンダと、第１ピストンに連結された第１ロッドの先端部が摺動するカム面が形成されるとともに、第２ピストンに連結された第２ロッドを介して、燃焼室の容積が減少される前の第１位置から燃焼室の容積が減少された後の第２位置へ駆動されるカムと、受圧室に供給される気体が蓄圧された圧力源と、圧力源から受圧室への気体の流路を形成する流路形成部と、流路形成部を介した気体の流れを制御する制御弁と、を備える。流路形成部は、受圧室に接続された複数の配管を有する。

本発明によれば、内燃機関の動作を模擬した試験を効率的に行うことができる。

本発明の実施形態に係る内燃機関の試験装置の全体構成を概略的に示す図。 図１の内燃機関の試験装置の動作の一例を示す図。 本発明の実施形態に係る内燃機関の試験装置の制御構成を示すブロック図。 図１の内燃機関の試験装置の動作の他の例を示す図。 図３のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。 図３の出力部に表示される試験結果の一例を示す図。 図１の駆動圧供給部の具体的な構成の一例を示す図。 図１の駆動圧供給部の具体的な構成の他の例を示す図。 図１の駆動圧供給部の具体的な構成のさらなる他の例を示す図。 図７Ａ～図７Ｃの各装置により得られる特性の一例を示す図。

以下、図１～図８を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る内燃機関の試験装置は、例えば車両に搭載されるエンジンの燃焼を模擬することが可能な装置である。この装置は、エンジンの作動時におけるピストンの昇降速度と同等の速度でピストンを駆動して燃焼室内の混合気を圧縮し、そのときの燃焼室内の挙動を評価できるように構成される。なお、この試験装置は、急速圧縮燃焼装置あるいは急速圧縮装置と呼ばれることもある。

図１は、本実施形態に係る内燃機関の試験装置１００の全体構成を概略的に示す図である。以下では、便宜上、図示のように上下方向および左右方向を定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。上下方向は重力が作用する方向（鉛直方向）であり、左右方向は水平方向である。図１に示すように、内燃機関の試験装置１００は、圧縮ピストン１１を有する圧縮シリンダ１０と、駆動ピストン２１を有する駆動シリンダ２０と、駆動ピストン２１の動きを圧縮ピストン１１に伝達するカム３０と、駆動ピストン２１に所定圧の気体を供給する駆動圧供給部４０と、燃焼室１に混合気を供給する混合気供給部５０とを有する。

圧縮シリンダ１０は、水平方向に延在する基台２上に立設されたスタンド３を介して鉛直姿勢で支持される。すなわち、圧縮シリンダ１０は、スタンド３上に配置された略円筒形状のシリンダチューブ１２を有し、シリンダチューブ１２内に昇降可能に圧縮ピストン１１が収容される。

シリンダチューブ１２の上面は上壁１３により閉塞され、燃焼室１が密閉される。上壁１３には、燃焼室１の内部を観察するための窓１４が設けられる。窓１４の側方には圧力センサ１５が設けられ、圧力センサ１５により燃焼室１内の圧力が検出される。シリンダチューブ１２の周囲には水冷ジャケット１６が設けられ、水温調整ユニット５により温度調整された冷却水が、電磁弁５ａを介して水冷ジャケット１６に供給される。シリンダチューブ１２には、燃焼室１内に混合気を導くための流入口１２ａと燃焼室１から燃焼ガスを排出するための流出口１２ｂとが、シリンダチューブ１２を貫通してそれぞれ形成される。

圧縮ピストン１１の下端部には、圧縮コンロッド１７の端部が接続される。圧縮コンロッド１７は下方に延在し、その外周面が、スタンド３の内周面に設けられたベアリング３ａを介して昇降可能に支持される。圧縮コンロッド１７の下端部にはローラフォロア１７ａが設けられ、圧縮コンロッド１７は、ローラフォロア１７ａを介してカム３０の上面に摺動可能に当接される。

カム３０は、基台２上に延設されたレール２ａに沿って、左右方向にスライド可能に支持される。カム３０の上面には、圧縮コンロッド１７の下端部が当接するカム面３１が左右方向にわたって形成される。カム面３１は、その左端部から所定長さにわたって右方に水平面に沿って延在する水平部３１ａと、水平部３１ａの右端部から右斜め上方に所定形状の曲線に沿って延在する傾斜部３１ｂと、傾斜部３１ｂの右端部からカム面３１の右端にかけて水平面に沿って延在する水平部３１ｃとを有する。

図１は、カム３０が右端の初期位置に位置する初期状態を示す。初期状態は、燃焼室１から燃焼ガスを排気する排気行程に対応する。なお、排気行程後には燃焼室内に混合気が供給されるが、この吸気行程においてもカムは初期位置に位置する。初期状態では、圧縮コンロッド１７の下端部が水平部３１ａに当接し、圧縮ピストン１１は最下部まで下降している。このときの圧縮ピストン１１の位置は、いわゆる下死点の位置に対応する。初期状態からカム３０が左方に移動して、圧縮コンロッド１７の下端部が傾斜部３１ｂに当接を開始すると、以降、カム３０の移動に伴い圧縮ピストン１１が上昇する。その後、圧縮コンロッド１７の下端部が水平部３１ｃに当接すると、圧縮ピストン１１の上昇が停止する。

図２は、カム３０が左端の最大スライド位置に位置する最大スライド状態を示す。最大スライド状態は、燃焼室１内の混合気を圧縮する圧縮行程に対応する。なお、圧縮行程後には、燃焼室１内の混合気が自己着火により燃焼される。最大スライド状態では、圧縮コンロッド１７の下端部が水平部２０ｃに当接し、圧縮ピストン１１は最上部まで上昇している。このときの圧縮ピストン１１の位置は、いわゆる上死点の位置に対応する。

図１，２に示すように、スタンド３には、排気行程において圧縮ピストン１１が上昇することを防止する上昇防止シリンダ６と、最大スライド位置に移動したカム３０を初期位置に戻す戻しシリンダ７とが設けられる。基台２には、カム３０の左端部に当接してカム３０の左方への移動を制限するダンパ８が設けられる。

駆動シリンダ２０は、カム３０の右方に配置される。駆動シリンダ２０は、基台２により水平状態に支持されたシリンダチューブ２２を有し、シリンダチューブ２２内に左右方向に摺動可能に駆動ピストン２１が収容される。シリンダチューブ２２の右面は側壁２３により閉塞され、シリンダチューブ２２内には、駆動ピストン２１と側壁２３との間に受圧室２４が形成される。

シリンダチューブ２２内には、駆動ピストン２１の左方に駆動コンロッド２５が配置される。駆動コンロッド２５は、左右方向に延在し、その右端部は駆動ピストン２１の左端部に接続される。駆動コンロッド２５の左端部は、駆動シリンダ２０の左端の側壁２６を貫通してカム３０の右端部に接続される。これにより、駆動シリンダ２０の左右方向の移動に伴いカム３０が左右方向に移動し、カム面３１に沿って圧縮コンロッド１７が昇降する。

駆動圧供給部４０は、所定圧の気体（例えば空気）を蓄えるバッファータンク４１と、側壁２３を貫通して受圧室２４とバッファータンク４１とを接続する複数の配管４２とを有する。複数の配管４２にはそれぞれ電磁弁４３（開閉弁）が取り付けられ、複数の電磁弁４３により、バッファータンク４１から受圧室２４への気体の流れが制御される。電磁弁４３の開閉は、コントローラ（図３）により制御される。なお、配管４２には、受圧室２４を大気に連通して大気開放するための電磁弁４４も接続される。バッファータンク４１内の気体の圧力は、圧力センサ４５により検出される。

混合気供給部５０は、窒素ガス（Ｎ２）が供給される窒素流路５１と、空気（Ａｉｒ）が供給される空気流路５２と、窒素流路５１と空気流路５２とが合流する混合流路５３とを有する。窒素ガスは、窒素流路５１に介装されたフィルタ５１ａ、圧力調整弁５１ｂ、流量調整器５１ｃおよび開閉弁５０ａを介して混合流路５３に導かれる。空気は、空気流路５２に介装されたフィルタ５２ａ、圧力調整弁５２ｂ、水分除去フィルタ５２ｃ、流量調整器５２ｄおよび開閉弁５０ｂを介して混合流路５３に導かれる。

空気流路５２には、フィルタ５２ａと圧力調整弁５２ｂとの間に分岐流路５４が接続される。したがって、フィルタ５２ａを通過した空気は、分岐流路５４に介装された圧力調整弁５４ａおよび開閉弁５０ｃを介してバッファータンク４１にも導かれる。なお、バッファータンク４１には、バッファータンク４１内の気体を排出するための開閉弁５０ｄも接続される。

混合流路５３には逆止弁５３ａが介装される。逆止弁５３ａの下流にはシリンジ５５が接続され、シリンジ５５を介して所定量の燃料が混合流路５３に供給される。これにより、混合流路５３で所定空燃比の混合気が形成される。混合流路５３は、ヒータ５６により所定温度に加熱される。このときの混合流路５３の温度は、温度センサ５３ｂにより検出される。加熱後の混合気は、開閉弁５０ｅを介して流入口１２ａから燃焼室１内に供給される。開閉弁５０ｅの下流の混合気の圧力は、圧力センサ５７により検出される。なお、混合流路５３には、混合気を排出するための開閉弁５０ｆも接続される。

燃焼室１の流出口１２ｂには、開閉弁５０ｇを介してポンプ９が接続される。排気行程において、ポンプ９の駆動により燃焼室１が真空状態に切り換えられる。なお、以上の開閉弁５０ａ～５０ｇは、例えばエアを駆動源とするエアバルブとして構成され、エアの供給に応じて開閉される。開閉弁５０ａ～５０ｇを単に符号で表すことがある。

図３は、本実施形態に係る内燃機関の試験装置１００の主な制御構成を示すブロック図である。図３に示すように、試験装置１００はコントローラ６０と、コントローラ６０にそれぞれ信号を入力する入力部６１、圧力センサ１５および位置検出器６５と、コントローラ６０からの指令によりそれぞれ制御される複数の電磁弁４３、複数の開閉弁５０ａ～５０ｇ（厳密には開閉弁５０ａ～５０ｇの駆動用のエアの供給を制御する不図示の制御弁）、ポンプ９および出力部６２とを有する。なお、図示は省略するが、コントローラ６０には、水温調整ユニット５と、混合気加熱用のヒータ５６と、上昇防止シリンダ６と、戻しシリンダ７とがさらに接続され、これらもコントローラ６０により制御される。

入力部６１は、各種試験条件や試験開始指令する入力するためのスイッチやタッチパネル等により構成される。出力部６２は、試験結果を表示するモニタ、すなわち圧力センサ１５により検出された燃焼室１内の圧力を表示するモニタ等により構成される。位置検出器６５は、カム３０が初期位置（図１）と最大スライド位置（図２）との間の所定位置に移動したことを検出する検出器である。所定位置は、カム３０の初期位置からの移動速度が一定となる位置である。具体的には、図４に示すように、圧縮ピストン１１が上昇を開始する位置（ピストン上昇開始位置）、すなわち圧縮コンロッド１７の下端部が傾斜部３１ｂの左端部に当接する位置である。なお、所定位置は、初期位置とピストン上昇開始位置との間の位置（例えばピストン上昇開始位置の直前の位置）であってもよい。

位置検出器６５は、投光部と受光部とを有する光電センサにより構成される。光電センサに対応してカム３０には、光電センサからの投光を遮る物体６６が取り付けられる。図１に示すように、カム３０が初期位置に位置するとき、光電センサに物体６６が対向していないため、光電センサ（位置検出器６５）はオフされる。図４に示すように、カム３０がピストン上昇開始位置に移動すると、光電センサに物体６６が対向し、光電センサ（位置検出器６５）がオンされる。

コントローラ６０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびその他の周辺回路を有する演算処理装置を含んで構成される。図５は、予め定められたプログラムに従いコントローラ６０（ＣＰＵ）で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば初期状態において入力部６１により試験開始が指令されると、開始される。

まず、ステップＳ１で、図１に示すように排気行程を実現する。具体的には、開閉弁５０ａ～５０ｇに制御信号を出力し、例えば開閉弁５０ａ～５０ｆを閉じた状態で開閉弁５０ｇを開放する。さらに、ポンプ９に制御信号を出力してポンプ９を駆動する。ステップＳ１は、ステップＳ２で肯定されるまで、すなわち燃焼室１内が真空状態となって、排気行程が完了したと判定されるまで繰り返される。

ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、図２に示すように吸気行程を実現する。具体的には、開閉弁５０ａ，５０ｂ，５０ｅ，５０ｇに制御信号を出力し、開閉弁５０ｇを閉じるとともに開閉弁５０ａ，５０ｂ，５０ｅを開放する。ステップＳ３は、ステップ４で肯定されるまで、すなわち燃焼室１内が所定の混合気で満たされて、吸気行程が完了したと判定されるまで繰り返される。

ステップＳ４で肯定されるとステップＳ５に進み、電磁弁４３に制御信号を出力し、複数の電磁弁４３を同時にオン（開放）する。これにより、バッファータンク４１から複数の配管４２を介して受圧室２４に所定圧の気体（空気）が瞬時に供給され、カム３０が左方に高速で移動する。次いで、ステップＳ６で、位置検出器６５がオンしたか否かを判定する。ステップＳ６は肯定されるまで繰り返され、ステップＳ６で肯定されるとステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、圧力センサ１５からの信号（圧力データ）の読み込みを開始する。以降、圧力データが所定のサンプリング周期で読み込まれる。読み込まれた圧力データは、コントローラ６０のメモリに記憶される。圧力データの読み込みが開始された後、燃焼室１では混合気の圧縮による自己着火が生じる。したがって、メモリには、混合気の圧縮前から自己着火による燃焼に至るまでの時系列の圧力データを記憶できる。図示は省略するが、以降、燃焼室１内の燃焼ガスの排気、カム３０の初期位置への復帰等の処理を行う。

メモリに記憶された試験結果は、例えば出力部６２（モニタ）に表示される。図６は、モニタに表示される試験結果の一例を示す図である。図６の横軸は、圧力データの読み込み開始からの経過時間であり、縦軸は圧力センサ１５による検出値である。図中の特性ｆ１１（実線），ｆ１２（点線），ｆ１３（一点鎖線）は、本実施形態の試験装置１００により得られた特性であり、特性ｆ２１（実線），ｆ２２（点線），ｆ２３（一点鎖線）は、本実施形態の比較例としての特性である。これら特性ｆ１１～ｆ１３および特性ｆ２１～ｆ２３は、それぞれ互いに同一条件で試験を３回行って得られた特性、すなわち１回目の試験結果、２回目の試験結果および３回目の試験結果をそれぞれ表す。

本実施形態では、位置検出器６５のオンを条件として圧力データの読み込みを開始する。これに対し、比較例では、例えば入力部６１の試験開始指令のオンを条件として圧力データの読み込みを開始する。このため、特性ｆ２１～ｆ２３に示すように、電磁弁４３の作動に誤差が生じることに起因して、１回目～３回目の圧力データにばらつきが生じる。

これに対し、本実施形態のように、位置検出器６５のオンを条件とする場合には、電磁弁４３の作動の誤差の影響を受けずに圧力データが得られる。このため、特性ｆ１１～ｆ１３に示すように、１回目～３回目の圧力データにはほとんどばらつきがなく、信頼性の高い圧力データを得ることができる。なお、図６の圧力データを参照することにより、圧縮ピストン１１の上昇により燃焼室１内で混合気が圧縮されて混合気の圧力が徐々に上昇し、自己着火後に圧力が急激に上昇するといった燃焼室１内での挙動を把握できる。

本実施形態（図１）では、駆動シリンダ２０の受圧室２４に複数の配管４２を介してバッファータンク４１が接続されるとともに、複数の配管４２にそれぞれ電磁弁４３が介装される。このため、各配管４２の径をそれほど大きくすることなく、配管全体として十分に径を大きくすることができる。また、複数の電磁弁４３を設けるので、大口径の電磁弁４３を設ける必要がない。したがって、電磁弁４３が全閉から全開に至るまでの時間は短く、電磁弁４３の応答性が高い。このため、バッファータンク４１から受圧室２４に至る流路全体の面積が拡大して、流路全体を短時間で全閉状態から全開状態に切り換えることができ、これにより受圧室２４に瞬時に大流量の高圧気体を供給することができる。

図７Ａ～７Ｃは、それぞれ駆動圧供給部４０の具体的な構成の一例を概略的に示す図である。図７Ａでは、第１口径（例えば１インチ）の３個の電磁弁４３がそれぞれバッファータンク４１に取り付けられる。各電磁弁４３には第１口径よりも小さい第２口径（例えば１／２インチ）の２本の配管４２の一端部がそれぞれ接続され、配管４２の他端部が駆動シリンダ２０に接続される。したがって、配管４２の総数は６本である。

図７Ｂでは、図７Ａと同様、第１口径の３個の電磁弁４３がそれぞれバッファータンク４１に取り付けられる。さらに図７Ａとは異なり、各電磁弁４３に第２口径の６本の配管４２の一端部がそれぞれ接続され、配管４２の他端部が駆動シリンダ２０に接続される。したがって、配管４２の総数は１８本である。

図７Ｃでは、第１口径の３個の電磁弁４３と、第１口径よりも小径である第３口径（例えば３／４インチ）の３個の電磁弁４３とが、それぞれ駆動シリンダ２０の側壁２３に取り付けられる。さらに各電磁弁４３に第２口径の３本の配管４２の一端部がそれぞれ接続され、配管４２の他端部がバッファータンク４１に接続される。したがって、配管４２の総数は１８本である。

基台２には、カム３０の左右方向における所定長さの移動を検出する左右一対の位置検出器６５ａ，６５ｂ（例えば左右一対の光電センサ）が設けられる。図８の特性ｆａ，ｆｂ，ｆｃは、それぞれ図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃの各装置により得られる特性である。図８の横軸はバッファータンク４１の圧力（タンク圧力Ｐ）であり、縦軸は、位置検出器６５ａがオンしてから位置検出器６５ｂがオンするまでに要した時間、すなわちカム３０が所定長さだけ移動するのに要した駆動時間ｔである。

図８に示すように、特性ｆａ，ｆｂでは、タンク圧力Ｐの増大に伴い駆動時間ｔが減少する。これに対し、特性ｆｃでは、タンク圧力Ｐの変化に拘わらず、駆動時間ｔがほぼ一定である。また、特性ｆｃでは特性ｆａ，ｆｂよりも駆動時間ｔが短く、カム３０の駆動速度が速い。このような結果が得られるのは以下の理由による。

第１の理由は、図７Ａ（特性ｆａ），図７Ｂ（特性ｆｂ）では、電磁弁４３がバッファータンク４１に取り付けられ、電磁弁４３がオンしてから配管４２内がバッファータンク４１からの気体で満たされるため、駆動時間ｔがタンク圧力Ｐの影響を受けやすい点である。これに対し、図７Ｃ（特性ｆｃ）では、電磁弁４３が駆動シリンダ２０に取り付けられるため、電磁弁４３がオンした直後にバッファータンク４１内の高圧気体が受圧室２４に供給され、駆動時間ｔはタンク圧力Ｐの影響を受けにくい。第２の理由は、図７Ｃでは、図７Ａ，図７Ｂのものよりも電磁弁４３の個数が多い点である。これにより、電磁弁全体としての口径が増大するので、電磁弁４３のオン後にバッファータンク４１からの気体を受圧室２４に瞬間的に供給することができ、これによりタンク圧力Ｐに拘わらず、駆動時間ｔがほぼ一定の短い時間となる。以上の点を考慮すると、電磁弁４３を受圧室２４の近くに配置することが好ましく、電磁弁４３の個数も多い方が好ましい。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）内燃機関の試験装置１００は、燃焼室１に面して摺動可能に配置された圧縮ピストン１１を有する圧縮シリンダ１０と、受圧室２４に面して摺動可能に配置された駆動ピストン２１を有する駆動シリンダ２０と、圧縮ピストン１１に連結された圧縮コンロッド１７の先端部が摺動するカム面３１が形成されるとともに、駆動シリンダ２０により、燃焼室１の容積が減少される前の初期位置から燃焼室１の容積が減少された後の最大スライド位置へ駆動されるカム３０と、受圧室２４に供給される気体が蓄圧されたバッファータンク４１と、バッファータンク４１から受圧室２４への気体の流路を形成する複数の配管４２と、複数の配管４２を介した気体の流れを制御する電磁弁４３と、を備える（図１）。この構成により、燃焼室１内で圧縮ピストン１１を高速で駆動して混合気を燃焼させる試験を、試験の度に一部の部品交換等をする必要がなく、繰り返し容易に行うことができる。すなわち、内燃機関の動作を模擬した試験を、効率的に行うことができる。

（２）電磁弁４３は、複数の配管４２にそれぞれ設けられる（図１）。このように複数の電磁弁４３を設けることで、電磁弁全体の口径を拡大しながら電磁弁４３を瞬時に開放することができ、圧縮ピストン１１を高速で駆動する試験を良好に行うことができる。これに対し、複数の電磁弁４３の代わりに単一の電磁弁を用いる場合、大口径の電磁弁とする必要があるが、電磁弁を大口径にすると電磁弁の応答性が低下するため、カム３０を高速で駆動することが困難である。

（３）複数の電磁弁４３は、駆動シリンダ２０の端部に取り付けられることが好ましい（図７Ｃ）。これにより、バッファータンク４１内の圧力の変化に拘わらず、カム３０の駆動時間ｔをほぼ一定にすることができ（図８）、安定した条件の下で試験を行うことができる。

（４）内燃機関の試験装置１００は、複数の電磁弁４３を制御する制御部としてコントローラ６０をさらに備える（図３）。コントローラ６０は、カム３０を初期位置から最大スライド位置へ移動するとき、複数の電磁弁４３を同時に開放するように複数の電磁弁４３を制御する（図５）。これにより、バッファータンク４１内の高圧の気体を受圧室２４に瞬時に供給することができ、カム３０を高速で駆動することができる。

（５）カム面３１は、カム３０が初期位置から最大スライド位置に至る途中のピストン上昇開始位置に移動するときに、圧縮コンロッド１７を介して圧縮ピストン１１が移動を開始するように構成される（図４）。内燃機関の試験装置１００は、カム３０がピストン上昇開始位置またはその直前の所定位置へ移動したことを検出する位置検出器６５をさらに備える（図３）。これにより、電磁弁４３の作動のばらつきの影響を受けずに、位置検出器６５のオンを条件として安定した試験データを得ることができる（図６）。

（６）位置検出器６５は、カム３０がピストン上昇開始位置またはその直前の所定位置へ移動したことを非接触で検出する光電センサにより構成される（図１）。これにより、位置検出器６５とその対象の移動物体（例えばカム３０）との接触を防止することができる。このため、カム３０の高速移動を妨げるような走行抵抗を生じさせることなく、良好な試験を行うことができる。

上記実施形態は、種々の形態に変更することができる。以下、いくつかの変形例について説明する。上記実施形態では、燃焼室１に面して摺動可能に配置された圧縮ピストン１１（第１ピストン）を有する圧縮シリンダ１０（第１シリンダ）において、自己着火により混合気を燃焼させるようにしたが、点火プラグを用いて混合気を燃焼させるようにしてもよく、第１シリンダの構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、受圧室２４に面して摺動可能に配置された駆動ピストン２１（第２ピストン）を有する駆動シリンダ２０（第２シリンダ）により、駆動コンロッド２５（第２ロッド）を介してカム３０を駆動し、これにより圧縮コンロッド１７（第１ロッド）を介して圧縮ピストン１１を駆動するようにしたが、第２シリンダの構成は上述したものに限らない。

上記実施形態では、水平姿勢で配置された駆動シリンダ２０によりカム３０を初期位置（第１位置）から最大スライド位置（第２位置）へ移動し、鉛直姿勢の圧縮シリンダ１０の圧縮ピストン１１を上昇させるようにしたが、第１シリンダと第２シリンダとを上述した以外の姿勢で配置してもよい。上記実施形態では、混合気供給部５０からの気体をバッファータンク４１に蓄圧するようにしたが、受圧室２４に供給される気体が蓄圧される圧力源の構成はこれに限らない。上記実施形態では、複数の配管４２を介してバッファータンク４１から受圧室２４に高圧気体を供給するようにしたが、複数の配管４２の本数等、流路形成部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、位置検出器６５（光電センサ）により、カム３０がピストン上昇開始位置（第３位置）または初期位置とピストン上昇開始位置との間の所定位置に移動したことを検出するようにしたが、検出器として光電センサ以外の非接触式センサを用いてもよく、接触式センサを用いてもよい。

上記実施形態では、圧縮シリンダ１０内で混合気の燃焼試験を行うようにしたが、第１シリンダ内で他の挙動（例えば燃焼を伴わない圧力の変化）を把握する試験を行うようにしてもよく、内燃機関の試験装置の構成は上述したものに限らない。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ 燃焼室、１０ 圧縮シリンダ、１１ 圧縮ピストン、１７ 圧縮コンロッド、２０ 駆動シリンダ、２１ 駆動ピストン、２４ 受圧室、２５ 駆動コンロッド、３０ カム、３１ カム面、４１ バッファータンク、４２ 配管、４３ 電磁弁、６０ コントローラ、６５ 位置検出器、１００ 試験装置

Claims (6)

1. 燃焼室に面して摺動可能に配置された第１ピストンを有する第１シリンダと、
   受圧室に面して摺動可能に配置された第２ピストンを有する第２シリンダと、
   前記第１ピストンに連結された第１ロッドの先端部が摺動するカム面が形成されるとともに、前記第２ピストンに連結された第２ロッドを介して、前記燃焼室の容積が減少される前の第１位置から前記燃焼室の容積が減少された後の第２位置へ駆動されるカムと、
   前記受圧室に供給される気体が蓄圧された圧力源と、
   前記圧力源から前記受圧室への前記気体の流路を形成する流路形成部と、
   前記流路形成部を介した前記気体の流れを制御する制御弁と、を備え、
   前記流路形成部は、前記受圧室に接続された複数の配管を有することを特徴とする内燃機関の試験装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の試験装置において、
   前記制御弁は、前記複数の配管に接続された開閉可能な複数の電磁弁を有することを特徴とする内燃機関の試験装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の試験装置において、
   前記複数の電磁弁は、前記第２シリンダの端部に取り付けられることを特徴とする内燃機関の試験装置。
4. 請求項２または３に記載の内燃機関の試験装置において、
   前記複数の電磁弁を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記カムを前記第１位置から前記第２位置へ移動するとき、前記複数の電磁弁を同時に開放するように前記複数の電磁弁を制御することを特徴とする内燃機関の試験装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の内燃機関の試験装置において、
   前記カム面は、前記カムが前記第１位置から前記第２位置に至る途中の第３位置に移動するときに、前記第１ロッドを介して前記第１ピストンが移動を開始するように構成され、
   前記カムが前記第１位置と前記第３位置との間の所定位置または前記第３位置へ移動したことを検出する検出器をさらに備えることを特徴とする内燃機関の試験装置。
6. 請求項５に記載の内燃機関の試験装置において、
   前記検出器は、前記カムが前記所定位置または前記第３位置へ移動したことを非接触で検出する非接触式センサであることを特徴とする内燃機関の試験装置。

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