JPH03168330A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPH03168330A JPH03168330A JP30624789A JP30624789A JPH03168330A JP H03168330 A JPH03168330 A JP H03168330A JP 30624789 A JP30624789 A JP 30624789A JP 30624789 A JP30624789 A JP 30624789A JP H03168330 A JPH03168330 A JP H03168330A
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- cylinders
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は車両、船舶等の駆動源として使用される内燃
機関に関するものである。
機関に関するものである。
[従来の技術]
従来、この種の内燃機関として、例えば第6図に示すよ
うなレシプロエンジン5.l(この場合、4サイクル)
が一般に知られている。このレシプロエンジン51では
、各シリンダ52内に供給された燃料混合気が爆発燃焼
されることにより、各ピストン53が押し下げられ、コ
ネクティングロッド54を介してクランク軸55に回転
力が付与されて出力軸56が回転駆動される。
うなレシプロエンジン5.l(この場合、4サイクル)
が一般に知られている。このレシプロエンジン51では
、各シリンダ52内に供給された燃料混合気が爆発燃焼
されることにより、各ピストン53が押し下げられ、コ
ネクティングロッド54を介してクランク軸55に回転
力が付与されて出力軸56が回転駆動される。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、前記従来のレシプロエンジン51では、
その機構上、剛体で重量の大きいクランク軸55を使用
していることから、全体重量が大きなものになっていた
。しかも、ピストン53、コネクティングロッド54及
びクランク軸55の連結関係から、低速トルクを大きく
することが難しく、ピストン53やクランク軸55にお
ける機械的なエネルギー損失が比較的大きなものになっ
ていた。又、出力軸56の方向はクランク軸55の配置
によって規制されるため、狭いエンジンルーム等で出力
軸56の方向を自由に設定することができなかった。
その機構上、剛体で重量の大きいクランク軸55を使用
していることから、全体重量が大きなものになっていた
。しかも、ピストン53、コネクティングロッド54及
びクランク軸55の連結関係から、低速トルクを大きく
することが難しく、ピストン53やクランク軸55にお
ける機械的なエネルギー損失が比較的大きなものになっ
ていた。又、出力軸56の方向はクランク軸55の配置
によって規制されるため、狭いエンジンルーム等で出力
軸56の方向を自由に設定することができなかった。
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、従来のレシプロエンジンとは全く異なる
新規の構成によって出力軸を回転駆動させることが可能
で、全体重量を低減することが可能で、しかも低速トル
クを増大し、機械的なエネルギー損失を低減して効率良
く出力を得ることが可能で、更には設置の条件に応じて
出力軸の方向を自由に設定することが可能な内燃機関を
提供することにある。
、その目的は、従来のレシプロエンジンとは全く異なる
新規の構成によって出力軸を回転駆動させることが可能
で、全体重量を低減することが可能で、しかも低速トル
クを増大し、機械的なエネルギー損失を低減して効率良
く出力を得ることが可能で、更には設置の条件に応じて
出力軸の方向を自由に設定することが可能な内燃機関を
提供することにある。
[課題を解決するための手段]
上記の目的を達成するために、この発明においては、燃
料混合気の燃焼に基づいて往復駆動される駆動用ピスト
ンを備えた熱力シリンダと、駆動用ピストンの往復駆動
に連動して往復駆動されて作動流体の圧縮を行う圧縮用
ピストンを備えた流体力シリンダと、その流体力シリン
ダにて圧縮された作動流体を動翼に受けて出力軸を回転
駆動させる回転式原動機とからなっている。
料混合気の燃焼に基づいて往復駆動される駆動用ピスト
ンを備えた熱力シリンダと、駆動用ピストンの往復駆動
に連動して往復駆動されて作動流体の圧縮を行う圧縮用
ピストンを備えた流体力シリンダと、その流体力シリン
ダにて圧縮された作動流体を動翼に受けて出力軸を回転
駆動させる回転式原動機とからなっている。
[作用]
上記の構成によれば、熱力シリンダ内にて燃料混合気が
爆発燃焼されることにより、駆動用ピストンが押し下げ
られ、それに連動して圧縮用ピストンが押し下げられて
作動流体が流体力シリンダ内にて圧縮される。このとき
、圧縮された作動流体は回転式原動機の動翼に作用して
出力軸が回転駆動され、動力が得られる。
爆発燃焼されることにより、駆動用ピストンが押し下げ
られ、それに連動して圧縮用ピストンが押し下げられて
作動流体が流体力シリンダ内にて圧縮される。このとき
、圧縮された作動流体は回転式原動機の動翼に作用して
出力軸が回転駆動され、動力が得られる。
そして、この内燃機関では、クランク軸の代わりにそれ
よりも比重を小さくし得る流体力シリンダ、回転式原動
機及び作動流体を使用しているので、体積当たりの重量
を小さくすることができる。
よりも比重を小さくし得る流体力シリンダ、回転式原動
機及び作動流体を使用しているので、体積当たりの重量
を小さくすることができる。
又、作動流体の運動エネルギーによって出力軸が回転駆
動されるので、その低回転時にも比較的大きな回転トル
クが得られる。更に、クランク軸との連結関係を除いて
いるので、それに係る摩擦等の機械的なエネルギー損失
が省かれ、その分だけ出力効率が良くなる。加えて、流
体力シリンダと回転式原動機との間に作動流体を介在さ
せて機械的な駆動連結の関係を除いているので、熱力シ
リンダ及び流体力シリンダの配置とは別に回転式原動機
の配置が自由となり、その出力軸の配置が自由となる。
動されるので、その低回転時にも比較的大きな回転トル
クが得られる。更に、クランク軸との連結関係を除いて
いるので、それに係る摩擦等の機械的なエネルギー損失
が省かれ、その分だけ出力効率が良くなる。加えて、流
体力シリンダと回転式原動機との間に作動流体を介在さ
せて機械的な駆動連結の関係を除いているので、熱力シ
リンダ及び流体力シリンダの配置とは別に回転式原動機
の配置が自由となり、その出力軸の配置が自由となる。
[実施例]
以下、この発明を4サイクル4気筒の内燃機関に具体化
したー実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
したー実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第1図〜第4図はこの実施例における内燃機関の構造及
びその一連の作用を説明する概略構或図である。
びその一連の作用を説明する概略構或図である。
ケーシングlの上側には4気筒分の熱力シリンダ2A,
2B,2C,2Dが設けられている。各熱力シリンダ2
A〜2D内には駆動用ピストン3A,3B,3C,3D
がそれぞれ上下へ往復動可能に設けられている。又、各
熱力シリンダ2A〜2Dの内壁と各駆動用ピストン3A
〜3Dの上端との間はそれぞれ燃焼室4となっており、
各燃焼室4に対応して各シリンダヘッド2aには開閉駆
動される吸気弁5及び排気弁6がそれぞれ設けられてい
る。吸気弁5には燃焼室4へ燃料混合気を供給するため
の図示しない吸気通路が接続されている。又、排気弁6
には燃焼ガスを外部を排出するための図示しない排気通
路が接続されている。
2B,2C,2Dが設けられている。各熱力シリンダ2
A〜2D内には駆動用ピストン3A,3B,3C,3D
がそれぞれ上下へ往復動可能に設けられている。又、各
熱力シリンダ2A〜2Dの内壁と各駆動用ピストン3A
〜3Dの上端との間はそれぞれ燃焼室4となっており、
各燃焼室4に対応して各シリンダヘッド2aには開閉駆
動される吸気弁5及び排気弁6がそれぞれ設けられてい
る。吸気弁5には燃焼室4へ燃料混合気を供給するため
の図示しない吸気通路が接続されている。又、排気弁6
には燃焼ガスを外部を排出するための図示しない排気通
路が接続されている。
更に、各シリンダヘッド2aには図示しない点火プラグ
がそれぞれ設けられている。
がそれぞれ設けられている。
そして、吸気弁5が開かれたときに燃焼室4内に燃料混
合気が供給され、その燃料混合気が点火プラグの着火に
よって爆発燃焼されることにより、駆動用ピストン3A
〜3Dが押し下げられる。又、燃料混合気が爆発燃焼し
た後、駆動用ピストン3A〜3Dが押し上げられて排気
弁6が開かれることにより、燃焼室4内の燃焼ガスが排
出される。
合気が供給され、その燃料混合気が点火プラグの着火に
よって爆発燃焼されることにより、駆動用ピストン3A
〜3Dが押し下げられる。又、燃料混合気が爆発燃焼し
た後、駆動用ピストン3A〜3Dが押し上げられて排気
弁6が開かれることにより、燃焼室4内の燃焼ガスが排
出される。
一方、ケーシングlの下側には前記各熱力シリンダ2A
〜2Dに対応した流体力シリンダ7A,7B,7C,7
Dがそれぞれ設けられている。各流体力シリンダ7八〜
7D内には圧縮用ピストン8A,8B,8C,8Dがそ
れぞれ上下へ往復動可能に設けられている。各圧縮用ピ
ストン8A〜8Dは上下に対応する各駆動用ピストン3
A〜3Dに対してコネクティングロッド9A,9B,9
C,9Dを介して連結され、各駆動用ピストン3A〜3
Dの往復駆動に連動して上下へ往復駆動される。
〜2Dに対応した流体力シリンダ7A,7B,7C,7
Dがそれぞれ設けられている。各流体力シリンダ7八〜
7D内には圧縮用ピストン8A,8B,8C,8Dがそ
れぞれ上下へ往復動可能に設けられている。各圧縮用ピ
ストン8A〜8Dは上下に対応する各駆動用ピストン3
A〜3Dに対してコネクティングロッド9A,9B,9
C,9Dを介して連結され、各駆動用ピストン3A〜3
Dの往復駆動に連動して上下へ往復駆動される。
この実施例では、各駆動用ピストン3A〜3D、各コネ
クティングロツド9A〜9D及び各圧縮用ピストン8A
〜8Dがそれぞれ一体戒形されて連動ピストンIOA,
IOB,IOC,IODを構成している。
クティングロツド9A〜9D及び各圧縮用ピストン8A
〜8Dがそれぞれ一体戒形されて連動ピストンIOA,
IOB,IOC,IODを構成している。
隣接する各連動ピストンlOA−10Dの間は揺動バー
11A,IIB,IICを介してそれぞれ連結されてい
る。各揺動バー11A〜IICはその中間にて支軸12
を介して揺動可能に支持されている。又、各揺動バー1
1A〜IICの両端は、各コネクティングロッド9A〜
9Dの中間に対し、ピン13を介して回動可能に連結さ
れている。このピンl3との連結部分において、各揺動
バー11A〜11Cにはスライド溝11aが形威されて
おり、各揺動バー11A〜IIDが揺動されるときにピ
ンl3に対する揺動バー11A−11Dの僅かな変位が
許容される。又、各揺動バーllA〜1lDの揺動範囲
を好適に規制するために、ケーシングl内の適宜な箇所
には幾つかのストパー14が設けられている。
11A,IIB,IICを介してそれぞれ連結されてい
る。各揺動バー11A〜IICはその中間にて支軸12
を介して揺動可能に支持されている。又、各揺動バー1
1A〜IICの両端は、各コネクティングロッド9A〜
9Dの中間に対し、ピン13を介して回動可能に連結さ
れている。このピンl3との連結部分において、各揺動
バー11A〜11Cにはスライド溝11aが形威されて
おり、各揺動バー11A〜IIDが揺動されるときにピ
ンl3に対する揺動バー11A−11Dの僅かな変位が
許容される。又、各揺動バーllA〜1lDの揺動範囲
を好適に規制するために、ケーシングl内の適宜な箇所
には幾つかのストパー14が設けられている。
従って、この実施例では、各熱力シリンダ2A〜2Dの
燃焼室4のうちの一つで爆発燃焼が行われて連動ピスト
ンIOA〜IODのうちの一つが押し下げられることに
より、それに伴って各揺動バー11A−1ICが揺動さ
れ、隣接する他の連動ピストンIOA〜10Dが交互に
上下へ駆動される。つまり、隣接する連動ピストンIO
A〜IODが互いに連動して交互に上下動される。
燃焼室4のうちの一つで爆発燃焼が行われて連動ピスト
ンIOA〜IODのうちの一つが押し下げられることに
より、それに伴って各揺動バー11A−1ICが揺動さ
れ、隣接する他の連動ピストンIOA〜10Dが交互に
上下へ駆動される。つまり、隣接する連動ピストンIO
A〜IODが互いに連動して交互に上下動される。
又、各流体力シリンダ7A〜7Dの内壁と各圧縮用ピス
トン8A〜8Dの下端との間はそれぞれ作動油を圧縮す
るための圧縮室l5となっており、それら圧縮室15に
対応して各シリンダボトム7aには作動油を導入・導出
するために開閉駆動される一対の開閉弁16.17がそ
れぞれ設けられている。
トン8A〜8Dの下端との間はそれぞれ作動油を圧縮す
るための圧縮室l5となっており、それら圧縮室15に
対応して各シリンダボトム7aには作動油を導入・導出
するために開閉駆動される一対の開閉弁16.17がそ
れぞれ設けられている。
従って、各連動ピストンIOA〜IODが押し下げられ
ることにより、それに対応する各流体力シリンダ7A〜
7Dの圧縮室l5にて作動油が圧縮される。
ることにより、それに対応する各流体力シリンダ7A〜
7Dの圧縮室l5にて作動油が圧縮される。
尚、この実施例では、各熱力シリンダ2A〜2Dに対応
する吸気弁5及び排気弁6、各流体力シリンダ7A〜7
Dに対応する開閉弁16.17のそれぞれは、各揺動バ
ー11A〜IICに対して図示しないカム機構を介して
駆動連結され、各揺動/<−11A〜IICの揺動に連
動して好適なタイミングで開閉駆動されるようになって
いる。
する吸気弁5及び排気弁6、各流体力シリンダ7A〜7
Dに対応する開閉弁16.17のそれぞれは、各揺動バ
ー11A〜IICに対して図示しないカム機構を介して
駆動連結され、各揺動/<−11A〜IICの揺動に連
動して好適なタイミングで開閉駆動されるようになって
いる。
そして、各流体力シリンダ7A〜7Dの一方の開閉弁1
6には高圧パイプl8が接続され、その高圧バイプl8
の一端が回転式原動機としてのタービンl9の上流側に
接続されている。又、各流体力シリンダ7A〜7Dの他
方の開閉弁l7には低圧パイプ20が接続され、その低
圧パイプ20の一端がタービン19の下流側に接続され
ている。
6には高圧パイプl8が接続され、その高圧バイプl8
の一端が回転式原動機としてのタービンl9の上流側に
接続されている。又、各流体力シリンダ7A〜7Dの他
方の開閉弁l7には低圧パイプ20が接続され、その低
圧パイプ20の一端がタービン19の下流側に接続され
ている。
又、両パイプ18.20の一端は、タービンl9の上流
側及び下流側の近傍にて短絡パイプ21を介して接続さ
れている。
側及び下流側の近傍にて短絡パイプ21を介して接続さ
れている。
前記タービン19は内部に図示しない動翼を備えた周知
のものであり、各流体力シリンダ7A〜7Dの一方の開
閉弁l6が開かれたときに、圧縮室15にて圧縮された
作動油を高圧パイプ18を介して導入し、その高圧の作
動油を動翼に受けて出力軸19aを回転.駆動させる。
のものであり、各流体力シリンダ7A〜7Dの一方の開
閉弁l6が開かれたときに、圧縮室15にて圧縮された
作動油を高圧パイプ18を介して導入し、その高圧の作
動油を動翼に受けて出力軸19aを回転.駆動させる。
又、動翼に作用した後に低圧となった作動油は、タービ
ン19から導出され、他方の開閉弁17が開かれたとき
に低圧パイプ20を介して各流体力シリンダ7A〜7D
の圧縮室15に戻される。
ン19から導出され、他方の開閉弁17が開かれたとき
に低圧パイプ20を介して各流体力シリンダ7A〜7D
の圧縮室15に戻される。
又、タービン19の出力軸19aは所定の駆動機構に駆
動連結されたものであり、同出力軸19aにはフライホ
イール22が個着されている。そして、このフライホイ
ール22にはスタータモータ23の出力軸23aがギア
24を介して駆動連結されている。
動連結されたものであり、同出力軸19aにはフライホ
イール22が個着されている。そして、このフライホイ
ール22にはスタータモータ23の出力軸23aがギア
24を介して駆動連結されている。
高圧パイプ18の一端側近傍には、各流体力シリンダ7
A〜7Dの圧縮室15にて作動油が圧縮され始める時に
発生する衝撃波を緩和させるためのダンパー25が設け
られている。又、低圧パイプ20には、作動油を補給す
るためのリザーバタンク26が接続パイプ27を介して
接続されている。
A〜7Dの圧縮室15にて作動油が圧縮され始める時に
発生する衝撃波を緩和させるためのダンパー25が設け
られている。又、低圧パイプ20には、作動油を補給す
るためのリザーバタンク26が接続パイプ27を介して
接続されている。
前述した短絡パイプ2l及び接続バイプ27の途中には
、内燃機関の始動時にのみ低圧パイプ20を高圧に保持
するために閉じられる始動バルブ28.29が設けられ
ている。又、同様に前記両パイプ21.27の途中には
、運転時にエンジンブレーキ操作等によって出力軸19
aに逆回転の負荷がかかりタービン19が逆転しようと
する際、低圧パイプ20内の作動油が高圧になり過ぎる
のを防ぐべく低圧パイプ20側から高圧パイプ18側へ
の流れのみを許容するチェックバルブ30、作動油がリ
ザーバタンク26へ逆流するのを防ぐためのチェックバ
ルブ31がそれぞれ設けられている。
、内燃機関の始動時にのみ低圧パイプ20を高圧に保持
するために閉じられる始動バルブ28.29が設けられ
ている。又、同様に前記両パイプ21.27の途中には
、運転時にエンジンブレーキ操作等によって出力軸19
aに逆回転の負荷がかかりタービン19が逆転しようと
する際、低圧パイプ20内の作動油が高圧になり過ぎる
のを防ぐべく低圧パイプ20側から高圧パイプ18側へ
の流れのみを許容するチェックバルブ30、作動油がリ
ザーバタンク26へ逆流するのを防ぐためのチェックバ
ルブ31がそれぞれ設けられている。
次に、上記のように構或した内燃機関の作用について説
明する。
明する。
さて、この内燃機関を始動するには、各始動バルブ28
.29を閉じてスタータモータ23を駆動させ、ギア2
4及びフライホイール22を介して出力軸19aを回転
させる。これによって、タービン19の動翼が回転され
、作動油が低圧パイプ20から各流体力シリンダ7A〜
7Dの圧縮室l5へ送り込まれ、各連動ピストンIOA
〜10Dに上下運動が付与される。
.29を閉じてスタータモータ23を駆動させ、ギア2
4及びフライホイール22を介して出力軸19aを回転
させる。これによって、タービン19の動翼が回転され
、作動油が低圧パイプ20から各流体力シリンダ7A〜
7Dの圧縮室l5へ送り込まれ、各連動ピストンIOA
〜10Dに上下運動が付与される。
そして、各連動ピストンIOA〜IODに上下運動が付
与された状態で、各熱力シリンダ2A〜2Dの燃焼室4
に燃料混合気を順次供給して点火プラグにより着火して
爆発燃焼を順次行う。
与された状態で、各熱力シリンダ2A〜2Dの燃焼室4
に燃料混合気を順次供給して点火プラグにより着火して
爆発燃焼を順次行う。
即ち、第1図に示す状態を第1のステージとすると、こ
の第1のステージにおいて1番左側の熱力シリンダ2A
の連動ピストンIOAが「爆発」によって押し下げられ
ると、それに対応する流体力シリンダ7Aの圧縮室l5
にて作動曲が圧縮され、開閉弁l6を介して高圧パイプ
18へ圧送される。そして、その作動油はタービン19
へ圧送されて動翼に回転力が付与され、出力軸19aが
回転駆動される。
の第1のステージにおいて1番左側の熱力シリンダ2A
の連動ピストンIOAが「爆発」によって押し下げられ
ると、それに対応する流体力シリンダ7Aの圧縮室l5
にて作動曲が圧縮され、開閉弁l6を介して高圧パイプ
18へ圧送される。そして、その作動油はタービン19
へ圧送されて動翼に回転力が付与され、出力軸19aが
回転駆動される。
このとき、隣接する熱力シリンダ2Bでは、揺動バー1
1Aの揺動によって連動ピストンIOBが押し上げられ
、燃焼室4内に先に供給された燃料混合気の「圧縮」が
行われる。又、それに対応する流体力シリンダ7Bでは
、タービンl9から出た作動油が低圧パイプ20及び開
閉弁17を介して圧縮室l5内に戻る。
1Aの揺動によって連動ピストンIOBが押し上げられ
、燃焼室4内に先に供給された燃料混合気の「圧縮」が
行われる。又、それに対応する流体力シリンダ7Bでは
、タービンl9から出た作動油が低圧パイプ20及び開
閉弁17を介して圧縮室l5内に戻る。
同様に、熱力シリンダ2Cの燃焼室4では揺動/<−1
1Bを介して連動ピストンIOCが押し下げられ、吸気
弁5を介して燃料混合気の「吸気」が行われ、それに対
応する流体力シリンダ7Cの圧縮室15では作動油が圧
縮されて開閉弁16及び高圧パイプl8を介してタービ
ン19へ圧送される。そして、タービンl9へ圧送され
た作動油は前記流体力シリンダ7Aから圧送された作動
油と相俟って動翼に回転力を付与し、出力軸19aが回
転駆動される。
1Bを介して連動ピストンIOCが押し下げられ、吸気
弁5を介して燃料混合気の「吸気」が行われ、それに対
応する流体力シリンダ7Cの圧縮室15では作動油が圧
縮されて開閉弁16及び高圧パイプl8を介してタービ
ン19へ圧送される。そして、タービンl9へ圧送され
た作動油は前記流体力シリンダ7Aから圧送された作動
油と相俟って動翼に回転力を付与し、出力軸19aが回
転駆動される。
更に、熱力シリンダ2Dの燃焼室4では連動ピストンI
ODが押し上げられ、排気弁6を介して燃焼ガスの「排
気」が行われる。又、それに対応する流体力シリンダ7
Dでは、タービン19から出た作動油が低圧パイプ20
及び開閉弁17を介して圧縮室l5内に戻る。
ODが押し上げられ、排気弁6を介して燃焼ガスの「排
気」が行われる。又、それに対応する流体力シリンダ7
Dでは、タービン19から出た作動油が低圧パイプ20
及び開閉弁17を介して圧縮室l5内に戻る。
次に、第2図に示す第2のステージにおいて、左側から
2番目の熱力シリンダ2Bの連動ピストンIOBが「爆
発」によって押し下げられると、それに対応する流体力
シリンダ7Bの圧縮室15にて作動油が圧縮され、開閉
弁l6、高圧パイプ18を介してタービンI9に作動油
が圧送され、出力軸19aが回転駆動される。
2番目の熱力シリンダ2Bの連動ピストンIOBが「爆
発」によって押し下げられると、それに対応する流体力
シリンダ7Bの圧縮室15にて作動油が圧縮され、開閉
弁l6、高圧パイプ18を介してタービンI9に作動油
が圧送され、出力軸19aが回転駆動される。
そして、隣接する熱力シリンダ2Cの燃焼室4では「圧
縮」となり、それに対応する流体ノJシリンダ7Cの圧
縮室I5には、タービン19から作動油が戻る。同様に
、熱力シリンダ2Dの燃焼室4では「吸気」となり、そ
れに対応する流体力シリンダ7Dの圧縮室l5では作動
油が圧縮されてタービン19へ圧送され、流体力シリン
ダ7Bからの作動油と相俟って出力軸19aが回転,駆
動される。更に、熱力シリンダ2Aの燃塊室4では「排
気」となり、それに対応する流体力シリンダ7Aの圧縮
室I5には、タービン19から作動油が戻る。
縮」となり、それに対応する流体ノJシリンダ7Cの圧
縮室I5には、タービン19から作動油が戻る。同様に
、熱力シリンダ2Dの燃焼室4では「吸気」となり、そ
れに対応する流体力シリンダ7Dの圧縮室l5では作動
油が圧縮されてタービン19へ圧送され、流体力シリン
ダ7Bからの作動油と相俟って出力軸19aが回転,駆
動される。更に、熱力シリンダ2Aの燃塊室4では「排
気」となり、それに対応する流体力シリンダ7Aの圧縮
室I5には、タービン19から作動油が戻る。
続いて、第3図に示す第3のステージにおいて、左側か
ら3番目の熱力シリンダ2Cの連動ピストンIOCが「
爆発」によって押し下げられると、それに対応する流体
力シリンダ7Cの圧縮室15にて作動油が圧縮され、開
閉弁16、高圧パイプl8を介してタービンl9に作動
油が圧送され、出力軸19aが回転駆動される。
ら3番目の熱力シリンダ2Cの連動ピストンIOCが「
爆発」によって押し下げられると、それに対応する流体
力シリンダ7Cの圧縮室15にて作動油が圧縮され、開
閉弁16、高圧パイプl8を介してタービンl9に作動
油が圧送され、出力軸19aが回転駆動される。
そして、隣接する熱力シリンダ2Dの燃焼室4では「圧
縮」となり、それに対応する流体力シリンダ7Dの圧縮
室15には、タービン19から作動油が戻る。同様に、
熱力シリンダ2Aの燃焼室4では「吸気」となり、それ
に対応する流体力シリンダ7Aの圧縮室l5では作動油
が圧縮されて夕−ビン19へ圧送され、流体力シリンダ
7cからの作動油と相俟って出力軸19aが回転駆動さ
れる。更に、熱力シリンダ2Bの燃焼室4では「排気」
となり、それに対応する流体力シリンダ7Bの圧縮室1
5には、タービンl9から作動油が戻る。
縮」となり、それに対応する流体力シリンダ7Dの圧縮
室15には、タービン19から作動油が戻る。同様に、
熱力シリンダ2Aの燃焼室4では「吸気」となり、それ
に対応する流体力シリンダ7Aの圧縮室l5では作動油
が圧縮されて夕−ビン19へ圧送され、流体力シリンダ
7cからの作動油と相俟って出力軸19aが回転駆動さ
れる。更に、熱力シリンダ2Bの燃焼室4では「排気」
となり、それに対応する流体力シリンダ7Bの圧縮室1
5には、タービンl9から作動油が戻る。
次に、第4図に示す第4のステージにおいて、左側から
4番目の熱力シリンダ2Dの連動ピストンlODが「爆
発Jによって押し下げられると、それに対応する流体力
シリンダ7Dの圧縮室l5にて作動油が圧縮され、開閉
弁16、高圧パイプ18を介してタービンl9に作動油
が圧送され、出力軸19aが回転駆動される。
4番目の熱力シリンダ2Dの連動ピストンlODが「爆
発Jによって押し下げられると、それに対応する流体力
シリンダ7Dの圧縮室l5にて作動油が圧縮され、開閉
弁16、高圧パイプ18を介してタービンl9に作動油
が圧送され、出力軸19aが回転駆動される。
そして、熱力シリンダ2Aの燃焼室4では「圧縮」とな
り、それに対応する流体力シリンダ7Aの圧縮室15に
は、タービン19からの作動油が戻る。同様に、熱力シ
リンダ2Bの燃焼室4では「吸気」となり、それに対応
する流体力シリンダ7Bの圧縮室15では作動油が圧縮
されてタービン19へ圧送され、流体力シリンダ7Dか
らの作動油と相俟って出力軸19aが回転駆動される。
り、それに対応する流体力シリンダ7Aの圧縮室15に
は、タービン19からの作動油が戻る。同様に、熱力シ
リンダ2Bの燃焼室4では「吸気」となり、それに対応
する流体力シリンダ7Bの圧縮室15では作動油が圧縮
されてタービン19へ圧送され、流体力シリンダ7Dか
らの作動油と相俟って出力軸19aが回転駆動される。
更に、熱力シリンダ2Cの燃焼室4では「排気」となり
、それに対応する流体力シリンダ7Cの圧縮室15には
、タービン19から作動油が戻る。
、それに対応する流体力シリンダ7Cの圧縮室15には
、タービン19から作動油が戻る。
このように、各熱力シリンダ2A〜2Dにおいて各ステ
ージで「吸気」,「圧縮J,r爆発」,「排気」の各行
程が連続的に順次繰り返され、タービン19の出力軸1
9aが連続的に回転駆動されて内燃機関の運転が行われ
る。
ージで「吸気」,「圧縮J,r爆発」,「排気」の各行
程が連続的に順次繰り返され、タービン19の出力軸1
9aが連続的に回転駆動されて内燃機関の運転が行われ
る。
そして、内燃機関の運転時に、エンジンブレーキ等の操
作によってタービン19の出力軸19aに逆転のトルク
が作用して低圧パイプ20内の作動油が所定以上の圧力
になると、短絡パイプ21のチェックバルブ30が作用
して高圧の作動油が高圧パイプ18側へ逃がされるので
、低圧パイプ20内の作動油が必要以上に高圧になるこ
とが防止される。
作によってタービン19の出力軸19aに逆転のトルク
が作用して低圧パイプ20内の作動油が所定以上の圧力
になると、短絡パイプ21のチェックバルブ30が作用
して高圧の作動油が高圧パイプ18側へ逃がされるので
、低圧パイプ20内の作動油が必要以上に高圧になるこ
とが防止される。
又、高圧パイプl8及び低圧パイプ20を流通する作動
油の量が減少したときには、接続パイプ27のチェック
バルブ31を介してリザーバタンク26の作動油を適宜
に補給することができるので、タービンl9の駆動効率
を低下させることがない。
油の量が減少したときには、接続パイプ27のチェック
バルブ31を介してリザーバタンク26の作動油を適宜
に補給することができるので、タービンl9の駆動効率
を低下させることがない。
更に、各流体力シリンダ7A〜7Dの圧縮室15にて作
動油が圧縮され始める際に発生する衝撃波は、ダンパー
25にて吸収して緩和することができる。
動油が圧縮され始める際に発生する衝撃波は、ダンパー
25にて吸収して緩和することができる。
上記のように、この実施例の内燃機関では、従来例のレ
シプロエンジン5lが各ピストン53の上下運動をコネ
クティングロツド54の円弧運動を介してクランク軸5
5の回転運動に変換していたのに対し、それとは異なっ
た新規の構成により、各連動ピストンIOA〜IODを
単に上下運動させて作動油を圧縮し、その圧縮力によっ
てタービン19の出力軸19aを回転駆動させるように
している。
シプロエンジン5lが各ピストン53の上下運動をコネ
クティングロツド54の円弧運動を介してクランク軸5
5の回転運動に変換していたのに対し、それとは異なっ
た新規の構成により、各連動ピストンIOA〜IODを
単に上下運動させて作動油を圧縮し、その圧縮力によっ
てタービン19の出力軸19aを回転駆動させるように
している。
従って、剛体で重量の大きいクランク軸55の使用を省
略し、その代わりに比重を小くし得る流体力シリンダ7
A〜7D,圧縮用ピストン8A〜8D,高圧パイプ18
、低圧パイプ20,タービンl9及び作動油等を使用し
ているので、体積当たりの重量を小さくすることができ
、内燃機関の全体重量を軽減することができる。又、各
コネクティングロッド9A〜9Dは各シリンダ2A〜2
D.7A〜7Dに対応して単に上下運動させるだけなの
で、各駆動用ピストン3A〜3Dを各熱力シリンダ2A
〜2D内にて円滑に上下動させることができ、各駆動用
ピストン3A〜3Dの下側を長くしてスカート部を設け
る必要がなく、各駆動用ピストン3A〜3Dの長さを小
さくして、その分の重量をも軽減することができる。
略し、その代わりに比重を小くし得る流体力シリンダ7
A〜7D,圧縮用ピストン8A〜8D,高圧パイプ18
、低圧パイプ20,タービンl9及び作動油等を使用し
ているので、体積当たりの重量を小さくすることができ
、内燃機関の全体重量を軽減することができる。又、各
コネクティングロッド9A〜9Dは各シリンダ2A〜2
D.7A〜7Dに対応して単に上下運動させるだけなの
で、各駆動用ピストン3A〜3Dを各熱力シリンダ2A
〜2D内にて円滑に上下動させることができ、各駆動用
ピストン3A〜3Dの下側を長くしてスカート部を設け
る必要がなく、各駆動用ピストン3A〜3Dの長さを小
さくして、その分の重量をも軽減することができる。
又、クランク軸との連結関係を除いたことから、各連動
ピストンIOA〜IODを単に上下運動させるだけでタ
ービンI9の出力軸19aを回転駆動できるので、駆動
用ピストン3A〜3Dと熱力シリンダ2A〜2D間にお
ける摩擦、圧縮用ピストン8A〜8Dと流体力シリンダ
7A〜7D間における摩擦等の機械的なエネルギー損失
を低減することができ、その分だけタービン19からの
出力効率を向上することができると共に、スラップ音等
の機械音の発生を低減することができる。
ピストンIOA〜IODを単に上下運動させるだけでタ
ービンI9の出力軸19aを回転駆動できるので、駆動
用ピストン3A〜3Dと熱力シリンダ2A〜2D間にお
ける摩擦、圧縮用ピストン8A〜8Dと流体力シリンダ
7A〜7D間における摩擦等の機械的なエネルギー損失
を低減することができ、その分だけタービン19からの
出力効率を向上することができると共に、スラップ音等
の機械音の発生を低減することができる。
更に、この実施例の内燃機関では、タービン19へ圧送
される作動油の運動エネルギーが一定の場合には、出力
軸19aの回転がゼロの時にその回転トルクを最大にす
ることができるので、出力軸19aの低速トルクを大き
くすることができる。
される作動油の運動エネルギーが一定の場合には、出力
軸19aの回転がゼロの時にその回転トルクを最大にす
ることができるので、出力軸19aの低速トルクを大き
くすることができる。
又、各流体力シリンダ7A〜7Dとタービンl9との間
において、高圧パイプl8及び低圧パイプ20の配置を
自由に設定して作動油を介在させることができるので、
ケーシング1の配置とは別に、タービンl9の配置を自
由に設定することができ、その出力軸19aの配置を自
由に設定することができる。このため、狭いエンジンル
ーム等の空間を有効に利用することができる。
において、高圧パイプl8及び低圧パイプ20の配置を
自由に設定して作動油を介在させることができるので、
ケーシング1の配置とは別に、タービンl9の配置を自
由に設定することができ、その出力軸19aの配置を自
由に設定することができる。このため、狭いエンジンル
ーム等の空間を有効に利用することができる。
尚、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲において構或の一部を適宜
に変更して次のように実施することもできる。
発明の趣旨を逸脱しない範囲において構或の一部を適宜
に変更して次のように実施することもできる。
(1)前記実施例では4サイクルの内燃機関に具体化し
たが、第5図に示すように、2サイクルの内燃機関に具
体化してもよい。即ち、この2サイクルの内燃機関の基
本的な構戒は前記実施例の4サイクルの内燃機関と同じ
であって、熱力シリンダ41A,41B,流体力シリン
ダ42A, 42B、コネクティングロッド43A,4
3Bを介して接続された駆動用ピストン44A,44B
及び圧縮用ピストン45A,45Bよりなる連動ピスト
ン46A,46B,各連動ピストン46A,46Bの上
下動を連動させるための揺動バー47の他、一対の開閉
弁16.17、高圧パイプ18、低圧パイプ20、ター
ビン19及びスタータモータ23等から構成することが
できる。又、第5図では最小気筒数である2気筒の内燃
機関を示したが、気箇数を適宜に増やすこともできる。
たが、第5図に示すように、2サイクルの内燃機関に具
体化してもよい。即ち、この2サイクルの内燃機関の基
本的な構戒は前記実施例の4サイクルの内燃機関と同じ
であって、熱力シリンダ41A,41B,流体力シリン
ダ42A, 42B、コネクティングロッド43A,4
3Bを介して接続された駆動用ピストン44A,44B
及び圧縮用ピストン45A,45Bよりなる連動ピスト
ン46A,46B,各連動ピストン46A,46Bの上
下動を連動させるための揺動バー47の他、一対の開閉
弁16.17、高圧パイプ18、低圧パイプ20、ター
ビン19及びスタータモータ23等から構成することが
できる。又、第5図では最小気筒数である2気筒の内燃
機関を示したが、気箇数を適宜に増やすこともできる。
尚、この2サイクルの内燃機関では、各熱力シリンダ4
1A,41Bにおける吸気弁及び排気弁を省略すること
ができる。
1A,41Bにおける吸気弁及び排気弁を省略すること
ができる。
(2)前記実施例では、各熱力シリンダ2A〜2Dのシ
リンダヘッド2aに点火プラグを設けた4サイクルの内
燃機関に具体化したが、点火プラグの代わりに噴射ノズ
ルを設けたディーゼルエンジンに具体化してもよい。
リンダヘッド2aに点火プラグを設けた4サイクルの内
燃機関に具体化したが、点火プラグの代わりに噴射ノズ
ルを設けたディーゼルエンジンに具体化してもよい。
(3)前記実施例では、4気筒の内燃機関に具体化した
が、気箇数を適宜に増やすこともできる。
が、気箇数を適宜に増やすこともできる。
(4)前記実施例では、連動ピストンIOA〜lODを
駆動用ピストン3A〜3D,コネクティングロッド9A
〜9D及び圧縮用ピストン8A〜8Dによって一体或形
したが、これらを別体に設けたり、連動ピストン自体を
筒状に一体戒形したりする等、その形状及び構造を適宜
に変更することもできる。
駆動用ピストン3A〜3D,コネクティングロッド9A
〜9D及び圧縮用ピストン8A〜8Dによって一体或形
したが、これらを別体に設けたり、連動ピストン自体を
筒状に一体戒形したりする等、その形状及び構造を適宜
に変更することもできる。
(5)前記実施例では、作動流体としての作動油を使用
した内燃機関に具体化したが、作動流体としてエアを使
用した内燃機関に具体化することもできる。
した内燃機関に具体化したが、作動流体としてエアを使
用した内燃機関に具体化することもできる。
(6)前記実施例では、回転式原動機としてタービン1
9を設けたが、油圧モータや空気圧モータを設けてもよ
い。
9を設けたが、油圧モータや空気圧モータを設けてもよ
い。
[発明の効果]
以上詳述したようにこの発明によれば、従来のレシプロ
エンジンとは全く異なる新規の構成により出力軸を回転
駆動させることができ、全体重量を低減することができ
、しかも機械的なエネルギー損失を低減して機械音の発
生を低減することができ、出力効率を向上させることが
できると共に低速トルクを増大することができ、更には
設置の条件に応じて出力軸の方向を自由に設定すること
ができるという優れた効果を発揮する。
エンジンとは全く異なる新規の構成により出力軸を回転
駆動させることができ、全体重量を低減することができ
、しかも機械的なエネルギー損失を低減して機械音の発
生を低減することができ、出力効率を向上させることが
できると共に低速トルクを増大することができ、更には
設置の条件に応じて出力軸の方向を自由に設定すること
ができるという優れた効果を発揮する。
第1図〜第4図はこの発明を具体化したー実施例におけ
る4サイクル4気筒の内燃機関の構造及びその一連の作
用を説明する概略構或図である。 第5図はこの発明を具体化した別の実施例における2サ
イクル2気筒の内燃機関を示す概略構成図、第6図は従
来例のレシプロエンジンを示す概略構威図である。 図中、2A〜2D,41A,41Bは熱力シリンダ、3
A〜3D,44A,44Bは駆動用ピストン、7A〜7
D,42A,42Bは流体力シリンダ、8A〜8D.4
5A.45Bは圧縮用ピストン、19は回転式原動機と
してのタービン、19aは出力軸である。
る4サイクル4気筒の内燃機関の構造及びその一連の作
用を説明する概略構或図である。 第5図はこの発明を具体化した別の実施例における2サ
イクル2気筒の内燃機関を示す概略構成図、第6図は従
来例のレシプロエンジンを示す概略構威図である。 図中、2A〜2D,41A,41Bは熱力シリンダ、3
A〜3D,44A,44Bは駆動用ピストン、7A〜7
D,42A,42Bは流体力シリンダ、8A〜8D.4
5A.45Bは圧縮用ピストン、19は回転式原動機と
してのタービン、19aは出力軸である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 燃料混合気の燃焼に基づいて往復駆動される駆動用
ピストンを備えた熱力シリンダと、前記駆動用ピストン
の往復駆動に連動して往復駆動されて作動流体の圧縮を
行う圧縮用ピストンを備えた流体力シリンダと、 前記流体力シリンダにて圧縮された作動流体を動翼に受
けて出力軸を回転駆動させる回転式原動機とからなる内
燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30624789A JPH03168330A (ja) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30624789A JPH03168330A (ja) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | 内燃機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03168330A true JPH03168330A (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=17954775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30624789A Pending JPH03168330A (ja) | 1989-11-25 | 1989-11-25 | 内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03168330A (ja) |
-
1989
- 1989-11-25 JP JP30624789A patent/JPH03168330A/ja active Pending
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