JPH04228871A - ピストン内燃機関 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス状及び（又は）液状
の燃料で運転するためのピストン内燃機関であって、燃
料供給系を有し、該燃料供給系が燃料を圧縮するために
作業シリンダあたり該作業シリンダのシリンダヘッド側
に配属された、圧縮機シリンダを有するピストン圧縮機
と圧縮機シリンダ内に受容された段付きピストンとを有
し、該段付きピストンの大きい方の面が配属された作業
シリンダの燃焼室の圧力で負荷されており、該段付きピ
ストンが小さい方の面で作業シリンダの燃焼室において
圧力が上昇すると燃料を圧縮するようになっており、ピ
ストン圧縮機の圧縮室と作業シリンダの燃焼室との間を
延びる少なくとも１つのオーバフロー通路が設けられて
おり、該オーバフロー通路が段付きピストンの案内路に
位置しかつこのピストンの制御縁により遮断もしくは開
放される燃焼室への開口を少なくとも１つ有している形
式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＥ−ＰＳ２８２６８０７号明細書にお
いては、このような内燃機関であって、互いに連続する
作業工程で、ガス状の燃料が作業シリンダのシリンダヘ
ッドに配置されたピストン圧縮機により圧縮されかつこ
の場合には個々には興味のない法則で圧縮され、かつこ
れによって加熱した状態で当該の作業シリンダの燃焼室
において圧縮された燃焼空気内に吹込まれる形式のもの
が記載されている。この場合にはピストン圧縮機は大き
い方の面で燃焼室圧で負荷可能な差動ピストンを有して
いる。圧縮機ピストンの戻しと圧縮機の圧縮室への燃料
の吸込みは、このピストンの背面側のばね力による支持
又は作業シリンダの燃焼室において低い圧力が発生して
いると、圧縮工程に対して反対方向でのピストンの作動
によって行なわれる。

【０００３】

【発明の構成】前記内燃機関は本発明によれば互いに逆
向きに運動可能な作業ピストンを有するそれぞれ２つの
作業シリンダが互いに相関関係にあり、該作業シリンダ
のピストン圧縮機の段付きピストンが逆向きに強制連結
されていることにより改良された。

【０００４】

【発明の効果】本発明により開発された圧縮機ピストン
のばねなしの駆動系は、きわめて高い回転数の場合にも
内燃機関の働きを可能にしかつ種々の運転条件での内燃
機関の制御を簡易化する。圧縮機ピストンの運動を外部
駆動装置で助けることは内燃機関の使用の可能性を拡げ
、種々の燃料で運転した場合にもこの内燃機関の使用を
可能にする。燃料は特に、ガス状の燃料で、混合気の状
態のものであるが、種々のガス、排ガス又は空気と混合
された、蒸発又は噴霧化された液状の燃料であってもよ
い。燃料圧縮機の圧縮行程で燃料の１部は混合気におけ
る酸素と結合し、熱を発生しかつ液状の燃料の残りを気
化することができる。これによって燃焼はほぼ煤なしで
行なわれるようになる。

【０００５】本発明にとって特徴的なことは、それぞれ
２つの作業シリンダが協働し、これにしたがってこの作
業シリンダに配属された燃料圧縮機の圧縮機ピストンが
協働することができる。この場合には圧縮機ピストンが
強制連結されていることにより、両方の燃料圧縮機は逆
向きに正確に、作業シリンダ内に受容された作業ピスト
ンの逆向きの運転形式に関連して運転される。このよう
な内燃機関の作業シリンダの数は任意の整数であること
ができる。

【０００６】燃料圧縮機の協働する段付きピストンの強
制連結には多様な可能性があるにも拘らず、特に簡単な
構成は、本発明の１実施例のように、互いに相関関係に
ある作業シリンダのピストン圧縮機の段付きピストンが
それぞれ傾倒レバーを介して機械的に逆向きに強制連結
されていることによって得られる。

【０００７】同様に有利であることは、圧縮機シリンダ
のシリンダ軸線に対して直角に延びる軸線を中心として
旋回可能な傾倒レバーの端部が圧縮機ピストンの付加部
に枢着されており、該付加部が配属された作業シリンダ
とは反対側に突出しており、該ピストン付加部と傾倒レ
バー端部との間の枢着範囲に、自動的に働く手段が、傾
倒レバー運動に際しての強制を補償するために設けられ
ていることである。このような強制は軸受軸線を中心と
して旋回可能な傾倒レバーの端部が中心点として傾倒レ
バー軸受軸線を有する円弧部分の上を移動させられるこ
とによって生じる。

【０００８】傾倒レバーの運動に際して前述の強制を補
償する手段としては傾倒レバーの端部が自動的に調節さ
れる偏心軸受を介してピストン付加部に枢着されており
、枢着を行なう軸線ピンにより貫かれたそれぞれ１つの
偏心スリーブが自由に回転可能に傾倒レバー又はピスト
ン付加部における軸受切欠きに受容されていると有利で
ある。

【０００９】これに対して二者択一的に傾倒レバーの運
動に際して強制を補償する手段として、傾倒レバーの端
部がそれぞれ圧縮機ピストンの案内に対して横方向に運
動可能で、それ自体、枢着軸を形成する軸受ピンにより
貫かれた滑子を介してピストン付加部に枢着されている
ことも可能である。この場合には傾倒レバー端部の逆向
きの上向き及び下向き運動に際して滑子が案内において
わずかな横運動を行なうことができるようになる。有利
でかつ構造的に簡単であるのは、滑子が傾倒レバー長手
方向に延びる、傾倒レバー端部の長孔ガイドに受容され
ており、これに従って軸受ピンがピストン付加部に固定
的に支承されていることである。

【００１０】他の二者択一的な構成によれば、傾倒レバ
ーの運動に際して強制を補償するためには、傾倒レバー
の端部が圧縮機ピストンの付加部に、一方では傾倒レバ
ーにかつ他方では当該ピストン付加部に枢着された、ほ
ぼ所属の圧縮機シリンダの軸方向に延びるリンクを介し
て枢着されている。この実施例の場合にはリンクは圧縮
機ピストンの上方及び下方に向けられた運動に際してわ
ずかな旋回運動をピストン付加部における枢着点を中心
として行なう。

【００１１】この構成の場合には、それぞれ１つのピス
トン付加部を傾倒レバー端部と結合するリンクが一端で
、球継手により、他端で軸受ピンにより枢着されている
と有利である。傾倒レバーの運動に際して強制を補償す
る手段が前述のごとく構成されている場合には、燃料圧
縮機の、傾倒レバー端部に枢着された段付きピストンは
その運動軸を中心として回動することができる。これは
圧縮機ピストンの、所属の作業シリンダの燃焼室に向い
た側が、制御輪郭として構成され、該制御輪郭が当該段
付きピストンのそのつどの回転位置に関連して供給の時
点を変化させ、高圧縮し、その際に加熱した燃料を燃料
圧縮機から各作業シリンダの燃焼室へ流入させることを
可能にする場合に有意義である。

【００１２】このような実施例の構成的に簡単な解決策
は、リンクのピストン付加部側の端部が軸受球を備えか
つ該軸受球がピストン付加部の軸受皿に受容されている
ことである。

【００１３】しかしながら本発明の１実施例によれば、
傾倒レバーの端部が歯セグメントとして構成されており
、該歯セグメントと噛合うラックがピストン付加部に配
置されていることも可能である。ピストン付加部と傾倒
レバー端部との作用結合のための手段が前述の如く構成
されている場合には、歯付きセグメントの部分円の中心
点が傾倒レバーの軸受軸線上に位置している場合には、
円弧部分上の傾倒レバー端部の運動を補償する特別な処
置は必要ではない。

【００１４】本発明の別の有利な実施例の特徴は、燃料
圧縮機の逆向きに傾倒レバーを介して強制連結された段
付きピストンがカム軸から駆動される外部駆動装置によ
り駆動されることである。この場合、外部駆動装置は作
業シリンダの燃焼室から段付きピストンの大きい方の面
に作用する負荷に加えて、段付きピストンに作用する。

【００１５】この場合、外部駆動装置はタペットと突き
棒とを介してカム軸から駆動される傾倒レバーを有し、
傾倒レバーが段付きピストンの強制連結を行なう傾倒レ
バーと共に回動不能に共通の軸受軸の上に配置されてい
ることができる。このように構成されていることにより
、外部駆動装置に所属する傾倒レバーに作用する駆動運
動は直接的に、互いに所属しあう２つの燃料圧縮機の段
付きピストンの強制連結を行なう傾倒レバーに伝達され
る。

【００１６】しかしながら前述の構成と二者択一的に、
外部駆動装置が燃料圧縮機あたり、カム軸により駆動さ
れた、各段付きピストンのピストン付加部に係合する１
つの傾倒レバーを有していることができる。

【００１７】外部駆動装置に所属する傾倒レバーの駆動
はカム軸からタぺットと突き棒とを介して行なわれるか
又は上方にあるカム軸により行なうことができる。この
場合、燃料圧縮機のピストン付加部に係合する傾倒レバ
ーはカム円板従動子としてローラを備えていることがで
きる。さらにこの構成の１実施例においては外部駆動装
置を構成する傾倒レバーの、燃料圧縮機の段付きピスト
ンに向いた端部が調節可能な枢着点に支承されており、
例えば枢着点に対して調節可能なタペットに支承されて
いる。

【００１８】さらに本発明の１実施例によればカム軸か
ら段付きピストンを付加的に駆動するために、それぞれ
１つの、カム軸により駆動されたポンプと、それぞれ１
つの、それぞれ１つのポンプと液圧導管を介して作用的
に結合された、ピストン付加部に作用する液圧シリンダ
とを有する、液圧式に作用する外部駆動装置を有してお
り、カム軸によって駆動された搬送ポンプの各作業行程
時に搬送ポンプに配属された液圧シリンダの負荷が行な
われ、該液圧シリンダが段付きピストンのピストン付加
部に直接的に作用し、これによって、段付きピストンを
強制連結された他の段付きピストンと逆向きに駆動する
。この場合に有利であるのは各液圧導管に調節可能な緩
衝部材が接続されていることである。

【００１９】各燃焼室に対する燃料の供給の開始を選択
的に変化させるためには、カム軸の回転角が機関のクラ
ンク軸に対して調節可能であり、かつ外部駆動装置を成
すカムは燃焼室への燃料供給が所定の法則に従って行な
われるように構成されていることができる。

【００２０】本発明の内燃機関は２サイクルエンジンと
しても４サイクルエンジンとしても同じように構成する
ことができる。

【００２１】

【実施例】図１から５までに示した内燃機関は、並行位
置で隣り合って配置された作業シリンダ１１，１１′と
逆向きに働くピスン１２，１２′とを有する、空冷式の
２筒式２サイクル機関１０である。作業シリンダ内には
シリンダ壁を貫く、燃焼空気もしくは混合気用の流入開
口１３と排ガスの流出開口１４とが開口している。これ
ら開口は公知の形式で作業ピストン１２，１２′の上縁
により制御される。しかしながらこれについてはこれ以
上説明することは省略する。

【００２２】作業シリンダの上にはこれを上側で閉鎖す
るシリンダヘッド１６が受容されている。シリンダヘッ
ドは公知の形式で作業シリンダをシリンダヘッドシール
７を介在させてねじ固定したシリンダヘッドプレート１
８を有し、該シリンダヘッドプレート１８には各作業シ
リンダに対して同軸的に、燃料を作業シリンダの燃焼室
へ圧縮して供給するピストン圧縮機２０，２０′が配置
されている。この場合にはガス状の燃料、燃料−空気混
合物であるが、燃料と燃焼ガス、天然ガス又は水素との
混合物であってもよい。又、前述の混合物は使用可能な
すべての混合物を挙げたものではない。

【００２３】燃料圧縮機２０，２０′はそれぞれ１つの
シリンダブッシュ２１，２１′とこのシリンダブッシュ
内に軸方向に運動可能に受容された段付きピストン２２
とを有するピストン圧縮機である。シリンダブッシュは
切欠き２３，２３′内にねじ込まれている。該切欠き２
３，２３′は両方の作業シリンダ１２，１２′に対して
同軸的にシリンダヘッドプレート１８を通って延びてい
る。シリンダブッシュ２１，２１′は段の付けられたシ
リンダ孔２４，２５もしくは２４′，２５′を備え、し
かもそれぞれ作業シリンダ１１，１１′とは反対側の孔
２４，２４′が、作業シリンダ２４，２４′に面した孔
２５，２５′よりも小さな直径を有している。シリンダ
孔の段付けされた構成に相応してシリンダ孔に受容され
る段付きピストン２２，２２′もそれぞれ、所属の作業
シリンダに面した、拡大されたシリンダ孔２５，２５′
に案内されたピストン区分２７，２７′と、これに対し
て小さな直径を有するピストンシャフト２８とを有して
いる。該ピストンシャフト２８は圧縮機シリンダの、作
業シリンダとは離れた孔区分２４，２４′に流体密に案
内されている。この限りにおいては、図面にはこのシー
ルを行なう２つのピストンリングが圧縮機ピストンあた
り概略的に示されている。

【００２４】圧縮機ピストンとは段付きピストンであっ
て、燃料を圧縮するための圧縮室３０，３０′はシリン
ダブッシュの拡大されたシリンダ孔２５，２５′の範囲
にある。シリンダブッシュは各作業シリンダに向いた側
はピストン区分２７，２７′により閉鎖されている。該
ピストン区分２７，２７′はピストンシャフトに対して
大きな直径を有している。

【００２５】両方の作業シリンダ１１，１１′にシリン
ダヘッド側で配属された燃料圧縮機２０，２０′の圧縮
機ピストン２２，２２′は傾倒レバー装置３２によって
逆向きに強制連結されている。この強制連結には作業及
び圧縮機シリンダの軸線に対して対称的に軸受軸３４を
中心として旋回可能に軸受ブラケット３５に受容された
傾倒レバー３３が用いられる。この軸受ブラケット３５
自体はシリンダヘッドプレート１８とねじ係合された控
えボルト３６，３６′の上に高さ調節可能に配置され、
傾倒レバー３３の軸受軸３４を形成する。該軸受軸３４
はシリンダ軸に対して直角に延びている。傾倒レバーの
、前記軸受軸から離れた方の端部には、燃料圧縮機２０
，２０′の段付きピストン２２，２２′が枢着されてい
る。この目的のためには作業シリンダとは反対側で圧縮
機ピストンのピストンシャフト２８，２８′からフオー
ク状の付加部３９，３９′が延びており、該付加部３９
，３９′の間に傾倒レバーの端部３８，３８′が受容さ
れている。枢着は前述の付加部と傾倒レバーの端部とを
貫く軸受ピン４０，４０′が行なう。

【００２６】傾倒レバーの端部を貫く切欠き４２，４２
′には偏心軸受４３，４３′が受容され、該偏心軸受自
体はピストンシャフト２８，２８′のフオーク状の付加
部３９，３９′に固定的に支承された軸受ピン４０，４
０′により貫かれている。偏心軸受４３，４３′は段付
きピストンの上方及び下方の運動に際してそれを受容す
る切欠き４２，４２′内で限られた運動を行なう。これ
によって、傾倒レバー端部が円弧区分の上を移動するた
めに圧縮機ピストンに対する傾倒レバー端部の枢着点に
おいて発生しなければならなかった強制は自動的に回避
されることになる。

【００２７】シリンダヘッドプレート１８に結合された
軸受ブラケット３５に支承された傾倒レバー３３を用い
て圧縮機ピストン２２，２２′が前述の如く強制連結さ
れていることにより、両方の作業シリンダ１１，１１′
に配属された燃料圧縮機２０，２０′の圧縮機ピストン
は逆向きの運動しか行なうことができない。

【００２８】作業シリンダ１１，１１′とは反対側では
作業シリンダとねじ結合されたシリンダヘッドプレート
１８から、外側の壁区分４５が突出している。該壁区分
４５は傾倒レバー装置３２を受容する中空室４６を取囲
んでいる。該中空室４６は上側においては前記壁区分と
ねじ結合されたカバー４７で閉鎖されている。シリンダ
ヘッドに受容された燃料圧縮機２０，２０′に対して対
称的に、シリンダヘッドプレート１８から上方へ延びる
壁区分４５には空気案内通路４８，４８′が設けられて
いる。空気の代りに作業シリンダ１１，１１′内には燃
料−空気混合物を導入することができるが、これは内燃
機関の運転形式に相違をもたらすものではない。１つの
空気案内通路４８は空気供給導管４９と接続されている
のに対し、他方の空気案内通路４８′はベンド５０に開
口している。該ベンド５０は円弧状に下方へ作業シリン
ダ１１，１１′の範囲に延び、それ自体作業シリンダの
空気流入開口１３と接続された分岐部５１に接続されて
いる。このような配置によって作業ピストン１２，１２
′の運動に関連して作業シリンダ１１，１１′内へ流入
する燃焼空気は傾倒レバー装置３２を受容するシリンダ
ヘッドの室４６を通して導かれる。さらに空気供給導管
４９と結合された空気案内通路４８には潤滑油を燃焼空
気内へ噴射する噴射ノズル５２が開口している。燃焼空
気に連行された潤滑粒子は内燃機関のクランクケースに
おける部分の潤滑をも行なうことができる。

【００２９】特に図２から４までに示すようにシリンダ
ヘッドプレート１８及び（又は）燃料圧縮機２０，２０
′は、ピストンシャフト２８，２８′を案内するシリン
ダ孔の長さのほぼ中央に半径方向のリング溝５４，５４
′を備え、それぞれこのリング溝５４，５４′の範囲に
はシリンダヘッドプレート１８を通って延びる横孔５５
が開口している。該横孔５５にはガス状もしくは蒸発さ
せられた燃料又は添加ガスのための供給導管６５並びに
液状の燃料の供給導管６６が通じている。もちろんガス
状及び（又は）液状の燃料は他の形式で合わせられ、一
緒に横孔５５に侵入することもできる。リング溝からは
周方向に分配されて多数の半径孔５７，５７′が延びて
いる。該半径孔５７，５７′は圧縮機ピストンのピスト
ンシャフト２８，２８′を案内するシリンダ孔２４，２
４′内に開口する。適当な数でかつ周方向に分配されて
、ピストンシャフトにはリング溝５３，５３′と縦溝５
８，５８′が形成されている。該縦溝５８，５８′は、
配属された作業シリンダとは反対側で、各ピストンシャ
フトの上に受容されたピストンリングの前で終っており
、燃料圧縮機の圧縮室３０，３０′がシリンダブッシュ
に設けられたリング溝５４，５４′に、圧縮機ピストン
２２，２２′が下方位置にあるときに接続されるように
、段付きピストンの拡大された区分に向かって延び込ん
でいる。圧縮機ピストンのこの位置は図２と３の左半分
が示している。圧縮機ピストンが前述の下方位置から、
配属された作業シリンダ１１，１１′とは反対側に向か
って移動すると、オーバフロー通路を形成する縦溝５８
，５８′の、拡大されたピストン区分２７，２７′に面
した端部はピストンシャフトを案内するシリンダ孔２４
，２４′の範囲に達し、これによってピストン圧縮機の
圧縮室３０，３０′が燃料供給を行なう、シリンダブッ
シュにおけるリング溝５４，５４′から遮断される。

【００３０】図４と図２と図３との左半分には図２の左
側の作業シリンダ１１の作業ピッストン１２が最下位置
で示されている。この最下位置においては、排ガス流出
開口１４と空気流入開口１３は開かれている。これらの
開口の配置は作業ピストン１２が下降するときにまず排
ガス流出開口１４を開放し、作業ピストンが引続き下降
運動するときに空気流入開口１３を開放することを示し
ている。したがって排ガス流出開口１４を開放したあと
でまず排ガス作業シリンダの燃焼室から流出しかつ接続
された排ガス導管６０，６０′から作業ピストンが空気
流入開口１３を開放する前に流出する。空気流入開口１
３が開放すると噴射された潤滑油を含んだ新鮮空気がま
だ残っている残留排ガスを押し除けて作業シリンダ内に
流入する。

【００３１】図２における左側の作業シリンダの作業ピ
ストン１２の位置と関連して、この作業シリンダに配属
された燃料圧縮機２０の段付きピストン２２は同様に最
下位置にある。この最下位置においては別の図示されて
いない燃料供給導管と接続された、シリンダブッシュ２
１におけるリング溝５４は半径孔５７とリング溝５３と
ピストンシャフトにおける縦溝５８とを介して燃料圧縮
機の圧縮室と接続される。この運転位置では圧縮機ピス
トン２２は、縦溝５８の下端が圧縮室３０の上端を越え
た瞬間から燃料を圧縮室から吸込む。

【００３２】図２には作業シリンダ１１が下方に位置し
、該作業シリンダに配属された燃料圧縮機２０の段付き
ピストン２２が相応して下方に位置している場合に、他
の作業シリンダ１１′の作業ピストン１２′、ひいては
所属の燃料圧縮機２０′の段付きピストン２２′が上方
位置にあることが示されている。

【００３３】図２の右半分に示された作業ピストン１２
′の上方位置においては、この作業シリンダ内に閉じ込
められた燃焼空気は強く圧縮され、この強く圧縮された
燃焼空気の圧力は下側で段付きピストン２２′の大きい
方の負荷面６２′に作用する。段付きピストン２２′は
ピストン圧縮機２０′の圧縮室３０′に面した小さい方
のリング面６３′で、この圧縮室内に閉じ込められたガ
ス状の燃料に作用し、段付きピストン２２′の、作業シ
リンダに向いた下縁が圧縮室３０′から作業室に向かっ
て延びるオーバフロー開口６４′を開放し、強く圧縮さ
れた、その際に加熱した燃料が前記オーバフロー開口を
介して作業シリンダ燃焼室に流入するまでガス状の燃料
を圧縮する。

【００３４】圧縮された燃料が同様に圧縮された燃焼空
気内に流入すると自動着火が生じる。燃焼に際して拡が
る燃焼ガスは当該ピストンを下方へ運動させる。他のシ
リンダの作業ピストンは上昇運動を行ない、その際に配
属された作業シリンダ内に閉じ込められた燃焼空気を圧
縮する。一方の作業シリンダにおいて下降する作業ピス
トンが該作業シリンダの排ガス流出開口を通過すると、
この作業シリンダ内に急激な弛緩が生じ、この結果とし
て、配属された燃料圧縮機の段付きピストンが他のピス
トン圧縮機の段付きピストンと強制連結されかつこの段
付きピストンが下側で負荷されることに基づき下降運動
を行なう。この結果、ピストン圧縮機の圧縮室において
燃料が吸入まれるのに対して、同時に他の燃料圧縮機に
おいて燃料の圧縮が行なわれる。

【００３５】図６には段付きピストン１２２の付加部１
３９に一方の傾倒レバー端部１３８を滑子１７０を介し
て枢着した状態が示されている。該滑子１７０は傾倒レ
バー１３３の端部に配置された、傾倒レバー長手方向に
延びる長孔１７１内に往復運動可能に受容されている。 滑子は１７０は段付きピストンの付加部に固定的に支承
され軸受ピン１４０により貫かれ、傾倒レバーにおける
段付きピストンの本来の枢着点を形成している。傾倒レ
バー端部における長孔１７１に往復運動可能に受容され
た滑子によっては、前述の実施例における偏心軸受４３
，４３′によるように傾倒レバーがその軸受軸を中心と
して旋回する場合の強制が回避される。

【００３６】図７の実施例は傾倒レバー２３３の端部と
燃料圧縮機の段付きピストン２２のシャフトとの間にリ
ンク２７４が配置され、同じように傾倒レバー端部と段
付きピストン付加部とに、それぞれ１つの軸受ピン２４
０，２７５を介して枢着されている。このリンク２７４
は圧縮機シリンダの軸の方向に、ひいては段付きピスト
ンの運動方向に延びている。傾倒レバー端部と前述のリ
ンクとの結合を行なう軸受ピン２４０により形成された
枢着点が、傾倒レバーの枢着軸を中心として傾倒レバー
が上方及び下方へ運動する場合に、円弧軌道の上を移動
するので、リンクは運転中に段付きピストン付加部にお
ける枢着軸を中心としてわずかな旋回運動を行ない、こ
れによって強制が回避される。

【００３７】図８に示された実施例においても傾倒レバ
ー３３３の端部３３８は段付きピストン３２２の付加部
に、軸受ピン３７５を介して枢着されたリンク３７４と
段付きピストン付加部の球皿３７６に受容された支承球
３７７とを介して結合されている。支承球３７７は球皿
３７６に段付きピストン付加部の上にねじ篏められたキ
ャップ３７８で保持されている。該キャップ３７８はキ
ャップナットの形式で構成されている。支承球３７７か
ら突出するシャフト３７９はキャップ３７８を貫き、リ
ンク３７４の、軸受ピン３７５から離れた端部とねじ結
合され、カウンタナット３８０で確保されている。段付
きピストンの付加部における枢着点が球継手として構成
されていることによって燃料圧縮機の段付きピストンは
その縦軸線を中心として回動可能である。段付きピスト
ンは、配属された作業シリンダの燃焼室に向いた側に、
傾斜して延びる制御縁３８２を有している。この制御縁
３８２によって、段付きピストンがその縦軸線を中心と
して回動させられることにより、燃料圧縮機の圧縮室か
ら、配属された作業シリンダの燃焼室へのオーバフロー
通路の開放時点の調節、ひいてはこの作業シリンダの燃
焼室への燃料の供給の制御並びに燃料の圧縮と加熱の制
御が可能である。

【００３８】図９の実施例においては段付きピストン４
２２の付加部はラック４８０を備え、傾倒レバー４３３
の端部は該ラック４８０と協働する歯付きセグメント４
８１として構成されている。該歯付きセグメントのピッ
チ円中心点は傾倒レバー旋回軸に位置しているので、こ
の実施例においては傾倒レバーの運動に際して強制を回
避する手段は必要ではない。

【００３９】これまでに記述した実施例においては軸受
軸を中心として旋回可能な傾倒レバーにより強制連結さ
れた両方の燃料圧縮機の段付きピストンは、各作業シリ
ンダの燃焼室に向いた面が交互に負荷されることだけに
よって駆動される。これに対して図１０には外部駆動装
置を有する実施例が示されている。この実施例では互い
に相関する２つの燃料圧縮機の強制連結され段付きピス
トンは内燃機関のカム軸５００から駆動力を取出して外
部から駆動される。この外部駆動装置はピストン圧縮機
による燃料の圧縮を助け、ピストン圧縮機による運動を
安定化し、燃焼プロセスの経過の正確な制御を行なう。

【００４０】この実施例においては、段付けピストンの
強制連結を行なう傾倒レバーは軸受軸５３４の上に回転
不能に受容されている。この軸受軸５３４の上にはこの
傾倒レバーから間隔をおいて別の傾倒レバー５０１が配
置されている。この第２の傾倒レバーは自体公知の形式
で偏心カム５０２，５０２′を備えたカム軸５００によ
り突き棒５０３，５０３′とカム円板従動子としてのロ
ーラ５０５，５０５′を有するタペット５０４，５０４
′とを介して駆動される。遊びを補償するためにはこの
駆動系には公知の形式で調節ねじ５０６，５０６′が設
けられている。これについての詳細な説明は省略する。

【００４１】カム軸５００から駆動力を取出す第２の傾
倒レバー５０１の駆動は、第２の傾倒レバーが段付きピ
ストンの強制連結を行なう傾倒レバーに回動不能に結合
されていることに基づき段付きピストンに伝達され、配
属された作業シリンダの燃焼室に向いた圧縮機ピストン
の負荷面の負荷を助けるように作用する。

【００４２】図１１に示された実施例も内燃機関のカム
軸６００から、駆動力を取出して、第１の傾倒レバー６
３３を用いて強制連結された段付きピストン６２２，６
２２′を駆動する外部駆動装置が示されている。この場
合には１つの段付きピストンの付加部に枢着軸６０８を
中心として旋回可能な別の傾倒レバー６０１が係合し、
該傾倒レバー６０１が突き棒６０３と、カム軸６００の
偏心カム６０２に係合する從動子６０５を有するタペッ
ト６０４を介して駆動される。第２の段付きピストンの
外部駆動装置は同じ形式で構成されかつこの外部駆動装
置に配属された別の傾倒レバー６０１′は図面に示され
た傾倒レバー６０１と同じ軸受軸６０８に受容されかつ
カム６０２′により駆動される。

【００４３】図１２には傾倒レバー７３３を介して強制
連結された段付きピストン７２２，７２２′の、図１１
に示された外部駆動装置と二者択一的に使用される外部
駆動装置が示されている。該外部駆動装置は上方に位置
するカム軸７００から駆動力を取出す。図示の傾倒レバ
ー７０１はその一端で当該段付きピストンの付加部に作
用し、他端で枢着軸７０８を用いて、調節可能なタペッ
ト７０７に旋回可能に支承されている。この傾倒レバー
の長さのほぼ中央において傾倒レバーにはカム軸７００
の当該の偏心カム７０２と協働する従動ローラ７０５が
配置されている。互いに対を成して配属しあう燃料圧縮
機の第２の段付きピストンに作用する外部駆動装置は同
じ形式で構成されているが、図示の傾倒レバー装置のう
しろに位置しかつカム７０２′によって駆動される。

【００４４】図１０から図１２の実施例は段付きピスト
ンの外部駆動装置の、カム軸から取出された運動の機械
的伝達に関するものであるが、図１３は液圧式の伝達系
を有する外部駆動装置を示している。したがって、従動
ローラ８０５，８０５′を介してカム軸８００の偏心カ
ム８０２，８０２′と協働するタペット８０４，８０４
′は油圧ポンプとして構成され、それぞれ１つの油圧導
管８０９，８０９′を介して油圧シリンダ８１０，８１
０′と作用結合されている。該油圧シリンダ８０９，８
０９′は軸受軸８３４を中心として旋回可能に支承され
た傾倒レバー８３３によって強制連結された圧縮機ピス
トン８２２，８２２′の付加部に直接的に係合し、圧縮
機ピストンを油圧媒体負荷に関連して駆動する。傾倒レ
バー端部は図６で説明した形式で縦ガイドに受容された
滑子を介して圧縮機ピストンの付加部に枢着されている
。各油圧媒体系は付加的に調節可能な緩衝器８１１，８
１１′を備えており、両方の油圧媒体系は共通の油圧媒
体供給導管８１２に逆止弁８１３，８１３′を介して接
続されている。該逆止弁により油圧媒体系は油圧媒体で
充たされるが供給導管に向かっては遮断される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２筒内燃機関をシリンダカバーを除い
て上から示した図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。

【図３】図２の１部の拡大図。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。

【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図。

【図６】傾倒レバー端部における長孔切欠き内に滑動可
能に受容された滑子を介して傾倒レバーに枢着された圧
縮機ピストンを示した図。

【図７】中間接続されたリンクを用いて圧縮機ピストン
に枢着された傾倒レバー端部を示した図。

【図８】同様にリンクを介して圧縮機ピストンに枢着さ
れた傾倒レバー端部を示した図。

【図９】圧縮機ピストンに配属されたラックと該ラック
と協働する、傾倒レバーに設けられた歯付きセグメント
とを介して圧縮機ピストンと強制連結された傾倒レバー
を示した図。

【図１０】強制連結された２つの圧縮機ピストンのため
の、内燃機関のカム軸から駆動力が取出される外部駆動
装置を示した図。

【図１１】図１０に示した外部駆動装置と二者択一的に
用いられる外部駆動装置を示した図。

【図１２】上方に位置するカム軸から駆動力が取出され
る外部駆動装置を示した図。

【図１３】内燃機関のカム軸から駆動力が取出される、
強制連結された２つの圧縮機ピストンを駆動する、油圧
式の外部駆動装置を示した図。

【符号の説明】

１０　　　　２筒型２サイクル機関 １１，１１′　　　　作業シリンダ １２，１２′　　　　ピストン １３　　　　流入開口 １４　　　　流出開口 １６　　　　シリンダヘッド １７　　　　シリンダヘットシール １８　　　　シリンダヘッドプレート ２０，２０′　　　　ピストン圧縮機 ２１，２１′　　　　シリンダブッシュ２２，２２′　
　　　段付きピストン ２３，２３′　　　　切欠き ２４，２４′、２５，２５′　　　　シリンダ孔２７，
２７′ピストン区分 ３０，３０′　　　　圧縮室 ３２　　　　傾倒レバー装置 ３３　　　　傾倒レバー ３９，３９′　　　　付加部 ４０，４０′　　　　軸受ピン ４２，４２′　　　　切欠き ４３，４３′　　　　偏心軸受 ４７　　　　カバー ４８，４８′　　　　空気案内通路 ４９　　　　空気供給通路 ５０　　　　ベンド ５４　　　　リング溝 ５５　　　　横孔 ５７　　　　半径孔 ５８　　　　縦溝 ６０，６０′排ガス導管 １２２　　　　段付きピストン １３３　　　　傾倒レバー １３９　　　　付加部 １７０　　　　滑子 １７１　　　　長孔 ２２２　　　　段付きピストン ２３３　　　　傾倒レバー ３２２　　　　段付きピストン ３３３　　　　傾倒レバー ３７４　　　　リンク ３８２　　　　制御縁 ４２２　　　　段付きピストン ４３３　　　　傾倒レバー ４８０　　　　ラック ４８１　　　　歯付きセグメント ５００　　　　カム軸 ５０１　　　　傾倒レバー ５０２，５０２′　　　　偏心カム ５０３，５０３′　　　　突き棒 ５０４，５０４′　　　　タペット ５０５，５０５′　　　　ローラ ５０６，５０６′　　　　調節ねじ ６００　　　　カム軸 ６２２，６２２′　　　　段付きピストン６３３　　　
　傾倒レバー ７２２，７２２′　　　　段付きピストン７３３　　　
　傾倒レバー ８００　　　　カム軸 ８０２，８０２′　　　　偏心カム ８０４，８０４′　　　　タペット ８０９，８０９′　　　　油圧導管 ８１０，８１０′　　　　油圧シリンダ８１１　　　　
緩衝器 ８１３，８１３′　　　　逆止弁

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガス状及び（又は）液状の燃料で運転
   するためのピストン内燃機関であって、燃料供給系を有
   し、該燃料供給系が燃料を圧縮するために作業シリンダ
   あたり該作業シリンダのシリンダヘッド側に配属された
   、圧縮機シリンダを有するピストン圧縮機と圧縮機シリ
   ンダ内に受容された段付きピストンとを有し、該段付き
   ピストンの大きい方の面が配属された作業シリンダの燃
   焼室の圧力で負荷されており、該段付きピストンが小さ
   い方の面で作業シリンダの燃焼室において圧力が上昇す
   ると燃料を圧縮するようになっており、ピストン圧縮機
   の圧縮室と作業シリンダの燃焼室との間を延びる少なく
   とも１つのオーバフロー通路が設けられており、該オー
   バフロー通路が段付きピストンの案内路に位置しかつこ
   のピストンの制御縁により遮断もしくは開放される燃焼
   室への開口を少なくとも１つ有している形式のものにお
   いて、互いに逆向きに運動可能な作業ピストン（１２，
   １２′）を有するそれぞれ２つの作業シリンダ（１１，
   １１′）が互いに相関関係にあり、該作業シリンダのピ
   ストン圧縮機の段付きピストン（２２，２２′）が逆向
   きに強制連結されていることを特徴とする、ピストン内
   燃機関。
2. 【請求項２】　　互いに相関関係にある作業シリンダの
   ピストン圧縮機の段付きピストン（２２，２２′）がそ
   れぞれ傾倒レバー（３３）を介して機械的に逆向きに強
   制連結されている、請求項１記載のピストン内燃機関。
3. 【請求項３】　　圧縮機シリンダのシリンダ軸線に対し
   て直角に延びる軸線（３４）を中心として旋回可能な傾
   倒レバー（３３）の端部（３８，３８′）が圧縮機ピス
   トン（２２，２２′）の付加部（３９，３９′）に枢着
   されており、該付加部（３９，３９′）が配属された作
   業シリンダ（１１，１１′）とは反対側に突出しており
   、該ピストン付加部と傾倒レバー端部との間の枢着範囲
   に、自動的に働く手段が、傾倒レバー運動に際しての強
   制を補償するために設けられている、請求項２記載のピ
   ストン内燃機関。
4. 【請求項４】　　傾倒レバー（３３）の運動に際して強
   制を補償するための手段として傾倒レバー（３３）の端
   部（３８，３８′）が自動的に調節される偏心軸受を介
   してピストン付加部（３９，３９′）に枢着されており
   、枢着を行なう軸受ピン（４０，４０′）により貫かれ
   たそれぞれ１つの偏心スリーブ（４３，４３′）が自由
   に回転可能に傾倒レバー又はピストン付加部における軸
   受切欠き（４２，４２′）に受容されている、請求項３
   記載のピストン内燃機関。
5. 【請求項５】　　傾倒レバー（１３３）の運動に際して
   強制を補償する手段として、傾倒レバー（１３３）の端
   部がそれぞれ圧縮機ピストンの案内に対して横方向に運
   動可能で、それ自体、枢着軸を形成する軸受ピン（１４
   ０）により貫かれた滑子（１７０）を介してピストン付
   加部に枢着されている、請求項３記載のピストン内燃機
   関。
6. 【請求項６】　　滑子（１７０）が傾倒レバー長手方向
   に延びる、傾倒レバー端部の長孔ガイド（１７１）に受
   容されており、これに従って軸受ピンがピストン付加部
   に固定的に支承されている、請求項５記載のピストン内
   燃機関。
7. 【請求項７】　　傾倒レバーの端部が圧縮機ピストンの
   付加部に、一方では傾倒レバー（２３３）にかつ他方で
   は当該ピストン付加部に枢着された、ほぼ所属の圧縮機
   シリンダの軸方向に延びるリンク（２７４）を介して枢
   着されている、請求項３記載のピストン内燃機関。
8. 【請求項８】　　それぞれ１つのピストン付加部を傾倒
   レバー端部と結合するリンク（３７４）が一端で、球継
   手（３７６，３７７）により、他端で軸受ピン（３７５
   ）により枢着されている、請求項７記載のピストン内燃
   機関。
9. 【請求項９】　　リンク（３７４）のピストン付加部側
   の端部が軸受球（３７７）を備えかつ該軸受球（３７７
   ）がピストン付加部の軸受皿（３７６）に受容されてい
   る、請求項８記載のピストン内燃機関。
10. 【請求項１０】　　傾倒レバー（４３３）の端部が歯セ
    グメント（４８１）として構成されており、該歯セグメ
    ント（４８１）と噛合うラック（４８０）がピストン付
    加部に配置されている、請求項１又は２記載のピストン
    内燃機関。
11. 【請求項１１】　　燃料圧縮機の逆向きに傾倒レバーを
    介して強制連結された段付きピストンがカム軸から駆動
    される外部駆動装置により駆動される、請求項２から１
    ０までのいずれか１項記載のピストン内燃機関。
12. 【請求項１２】　　外部駆動装置がタペット（５０４，
    ５０４′）と突き棒（５０３，５０３′）とを介してカ
    ム軸（５００）から駆動される傾倒レバー（５０１）を
    有し、傾倒レバー（５０１）が段付きピストンの強制連
    結を行なう傾倒レバーと共に回動不能に共通の軸受軸（
    ５３４）の上に配置されている、請求項１１記載のピス
    トン内燃機関。
13. 【請求項１３】　　外部駆動装置が燃料圧縮機あたり、
    カム軸（６００）により駆動された、各段付きピストン
    のピストン付加部に係合する１つの傾倒レバー（６０１
    ，６０１′）を有している、請求項１１記載のピストン
    内燃機関。
14. 【請求項１４】　　燃料圧縮機のピストン付加部に係合
    する傾倒レバー（７０１，７０１′）が上方に位置する
    カム軸（７００）により駆動されかつそれぞれ１つのロ
    ーラをカム従動子として備えている、請求項１３記載の
    ピストン内燃機関。
15. 【請求項１５】　　外部駆動装置を構成する傾倒レバー
    （７０１，７０１′）の、燃料圧縮機の段付きピストン
    とは反対側の端部が、調節可能な枢着点（７０８，７０
    ８′）に支承されている、請求項１４記載のピストン内
    燃機関。
16. 【請求項１６】　　外部駆動装置を構成する傾倒レバー
    （７０１，７０１′）の、段付きピストンとは反対側の
    端部が、調節可能なタペット（７０７，７０７′）に枢
    着されている、請求項１５記載のピストン内燃機関。
17. 【請求項１７】　　それぞれ１つの、カム軸（８００）
    により駆動されたポンプ（８０４，８０４′）と、それ
    ぞれ１つの、それぞれ１つのポンプと液圧導管（８０９
    ，８０９′）を介して作用的に結合された、ピストン付
    加部に作用する液圧シリンダ（８１０，８１０′）とを
    有する、液圧式に作用する外部駆動装置を有している、
    請求項１１記載のピストン内燃機関。
18. 【請求項１８】　　各液圧導管（８０９，８０９′）内
    に調節可能な緩衝部材（８１１，８１１′）が接続され
    ている、請求項１７記載のピストン内燃機関。
19. 【請求項１９】　　機械のクランク軸に対してカム軸（
    ５００，６００，７００，８００）の回転角が燃焼室へ
    の燃料供給の開始を選択的に変化させることを目的とし
    て調節可能である請求項１１から１８までのいずれか１
    項記載のピストン内燃機関。
20. 【請求項２０】　　外部駆動装置を構成するカムが、燃
    焼室への燃料の供給がそれぞれ所定の法則に従って行な
    われるように構成されている、請求項１１から１９まで
    のいずれか１項記載のピストン内燃機関。