JPH05340262A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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JPH05340262A
JPH05340262A JP5009925A JP992593A JPH05340262A JP H05340262 A JPH05340262 A JP H05340262A JP 5009925 A JP5009925 A JP 5009925A JP 992593 A JP992593 A JP 992593A JP H05340262 A JPH05340262 A JP H05340262A
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Vladimir Shapovalov
シャポヴァーロフ ウラジミール
Bikutsuuya Anatorii
ビクツーヤ アナトリー
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B2053/005Wankel engines
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転方式の内燃機関において、製造を容易な
らしめ、密閉を完全ならしめ、排気ガス中の有害成分を
低減せしめるものであり、従来のヴァンケル機関等と比
較して、機関の占有容積ならびに重量を低減し、機関効
率を高め、かつ燃料消費率を最少ならしめる。 【構成】 両端閉鎖された円筒状ハウジング1より成
り、軸対称配設の回転軸2を備えた機関で、ハウジング
1内には、燃料混合気供給用、点火プラグ設置用および
排気ガス排出用の各々3個ずつの貫通孔3、4、5がそ
れぞれ互いに120°方向毎に穿設され、ハウジング1
内の回転軸2には、1個のロータ6と、体積の可変な楔
形の隔室9、10、11、12を形成する2個の回転部
材7、8とが配設され、これらの回転部材7、8は、各
々独立に一方向に回転および減速されるように構成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は回転形の内燃機関に関
し、特に自動車に内設される内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】往復動の代りに回転部材のみによって構
成された内燃機関は公知である。この種の内燃機関はヴ
ァンケル機関と称せられ、ハウジングの内面はトロコイ
ド状で、ロータは外方に丸味を持った三辺より成る正三
角形状であり、ハウジングとロータとの間は、ロータの
回転に伴って変化する3個の空間より成る。ロータは偏
心軸および適宜な内部ギアによって駆動される。ハウジ
ングには、吸入孔、排気孔および点火プラグを固定する
取付孔とを備えハウジングの一部には冷却水套を備え
る。偏心軸とロータとの回転ムラを消去するために、対
向重を付加した「はずみ車」が配設されている。この場
合、寸法は、偏心軸がロータの3倍の速度で回転するよ
うに選択される。
【0003】ヴァンケル機関の作動方法は、一種の4衝
程方法に相当する。3個の隔室空間は同時に作動するの
で、作動過程は3回軸毎に1つの空間内で反復され、1
回転毎に2衝程動作におけるような作動過程が現れる。
ヴァンケル機関の欠点は、特に高価な製造工程を必要と
する複雑な形態である。その他の問題点は、機関の密閉
性で、この密閉性の欠除は、機関の効率の低下、廃気ガ
ス中の有毒成分の増大、および、燃料およびオイル消費
の増加を招いた。
【0004】ヴァンケル機関における燃料−空気−混合
分布性の欠点は、燃料の消費を20ないし30%増大さ
せる。燃料室表面と室容積との比がかなり大なるため
に、室外壁の温度が低いので、燃料が完全燃焼せず、そ
れによって廃気ガス中の有毒成分の増大を招く。その他
の欠点は、回転数範囲が狭いために、高価な気化装置を
必要とする。さらに機関の作動形態における融通性の欠
除により、5段変速という特殊な変速機の搭載により、
辛うじて均衡させることができる。これは、不適切な回
転モーメントの過程を補正するためにも必要である。
【0005】またドイツ実用新案第8,513,618
号明細書には、1個の円筒状ハウジングと軸対称に配設
された回転部材より成る回転形内燃機関が開示されてい
る。空洞状の両端閉鎖形のハウジングの内部には、回転
軸上に2個の円形板が回転可能に支承され、それらの半
径方向には、円形板の周辺部に沿ってそれぞれ等距離に
回転部材が結合され、例えば各円形板に4個ずつの回転
部材が配設されている。ハウジングには、点火プラグを
取付けるための透孔が各放射方向に配設されている。ハ
ウジングの側壁には、燃料を吸入および排出するために
必要な貫通孔が形成されている。この内燃機関は、その
製造費がきわめて高価であり、かつ内燃機関として使用
した場合の排気ガスは、かなり多量の有害成分を含有す
るという欠点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、製
造が容易で、絶対密閉性を保証し、廃気ガス中の有毒成
分を、従来の回転式機関と比較して遥かに減少させるこ
とができる、きわめて効率がよく燃料消費率が少ない回
転式内燃機関を構成することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題は、両側が閉鎖
された円筒状のハウジング内に相互に120°をなす放
射方向に形成された燃気混合気導入用の吸気孔と、点火
プラグ取付用の取付孔と廃気ガス排出用の排気孔とし
て、それぞれ3個ずつの貫通孔を構成することによって
解決される。この回転軸には、ハウジング内において、
容積の可変な楔状の4個の室を形成する2個の回転部材
が配設されている。この回転部材は、相互に独立に一方
向に運動および減速される。
【0008】回転部材の回転トルクは回転軸に伝達され
る。他の実施例においては、2個の回転部材は、環状の
円形板および円形板の一端に放射状に固定された2個の
翼板より成る。
【0009】回転部材は回転軸に押付けられるので、一
方の回転部材の円形板は、他方の回転部材の中間に移動
することができる。翼板の正面側は、他の円形板の内面
の各々にスライドするように形成され、回転中は、回転
部材は機械的結合によって回転軸と連結される。円形板
および翼板の外周は、ハウジングの内面に摺接してい
る。
【0010】2個の回転部材を制止または解除させるた
めに、制御機構によって2個の回転部材と係合し得る戻
り止め部材が配設されている。この戻り止め部材は、各
々60°に対称に配設された6個の貫通孔に導入され、
かつ、押圧ばねにより、一方および他方の回転部材の円
形板内の対応凹孔に係止される。戻り止め部材を配設す
るための穿孔は、ハウジング内の半径方向、またはハウ
ジングの両側カバー内の回転軸と共軸に形成される。
【0011】
【作用】前記構成により、従来の内燃機関と比較してき
わめて簡単に構成することができるので、製造コストを
大幅に低減することができる。また主要な構成部品が溶
接できるので、高い精度で製作することができ、機関の
密閉性もきわめて良好であり、従来の封止部材でも十分
な密閉が可能となる。
【0012】燃焼室を特殊な楔状とすることにより、廃
気ガスの有害成分を、特に一酸化炭素を約30%減少さ
せることができる。さらに他の利点は、寸法の低減であ
り、従来の同等工率のヴァンケル機関と比較して約30
%低減させることができ、同時に重量は約40%低減さ
れる。
【0013】この発明の構造原理によれば、回転中にお
いて、対重を備えたハズミ車によってバランスを取った
ヴァンケル機関のような回転不均衡は全く生じない。
【0014】この新規な機関は、回転部材により、その
ために形成された穿孔が自動的に閉鎖または開口するの
で、混合気用の特殊な分配装置を必要としない。
【0015】また、従来の点火および排気装置を内設す
ることができ、また潤滑も従来の方法で可能であり、す
ぐれた価格対工率特性を備え、ヴァンケル機関と比較し
て2.5ないし3分の1の原価であり、ピストン機関の
約1.5ないし2分の1の原価である。
【0016】この発明の機関は、特に低速においての回
転トルクが大であり、この機関を搭載した車両は加速性
能が優秀である。また、この方式の回転トルク伝達の方
式によれば、特に高速度における自動車の運転において
最少の燃料消費で走行することができる。
【0017】
【実施例】図1は、内燃機関の長さ方向断面図で、機関
はハウジング1と、軸対称に配設された回転軸2から成
り、その両端面は閉塞板16で閉鎖されている。円筒状
ハウジング1内には、混合気を導入するための3個の貫
通孔3と、点火プラグを固設するための3個の貫通孔4
と、廃気ガスを排出するための3個の貫通孔5とが、そ
れぞれ120゜均等対称方向に穿設されている。1個の
ロータ6と2個の回転部材7、8とにより、ハウジング
1内に、4個の体積可変な隔室空間9,10,11,1
2が形成される(図2参照)。これらの隔室空間は楔状
である。回転部材7、8は、いずれも円形板13と互い
に対称に配設された2個の翼板14より成る。翼板14
の内周面21は、回転軸2の半径と一致する(図3参
照)。円形板13には、さらに短いフランジ22が形成
され、回転部材7、8は1個の部材、または複数個の部
材を一体化して形成することができる。回転部材7、8
は、回転軸2の方に押されて、回転部材7の翼板が、他
の回転部材8の翼板の間の自由空間内へ通過するように
相互に配置されている。
【0018】円形板13および翼板14の大小関係は、
一方の回転部材の翼板の端面が他の回転部材の円形板に
摺接できるような大きさ関係に形成されているので、円
形板13のみならず翼板14が共に、その外周面によっ
てハウジング1の内周面に当接して滑動する。さらに翼
板を特殊な形状に構成することにより、回転部材の種々
異なる運動過程によって容積が変化し得るような4個の
楔状空間9、10、11、12が形成される。回転部材
7、8によって生成された回転モーメントは、カップリ
ング15を経由して回転軸2に伝達される。回転部材7
と8とは、同時ではなく単に交互に一方向に回転するの
で、一方の回転部材は、他方の回転部材が回転している
間に、戻りが制止される。これらの戻り止め部材18
は、円形板13に形成された凹部に係合され、回転部材
7、8の一方または他方の戻り止めの作用を果たし、こ
れらは自動制御装置によってその運動が変換される。
【0019】図1中の戻り止め部材18は球体であり、
スプリング20によって回転部材の各々を係止するよう
に作用する。また全体機構をハウジングの両側面のカバ
ーにおいて係止または解除できるように構成することも
可能である。戻り止め部材18を案内するための凹孔
は、両側カバー内に円軌道上に相互に60゜角間隔に形
成され、円形板の外側の対応凹孔に内挿されている。
【0020】以下、この内燃機関の動作について図5に
よって説明する。回転部材7の回転中において、他方の
回転部材8は戻り止め部材18によって保持される。機
関の作動空間には内部容積可変の4個の隔室9、10、
11、12が形成され、回転部材7の回転により、2空
間9、10には減圧が、また他の2空間11、12には
加圧が生成される。空間10内では、排気孔が開き、廃
棄ガスが排出される。空間10に対向する空間12内で
は、予め噴射された燃料混合気が圧縮される。さらに回
転部材7が矢印方向に回動すると、空間10、12の内
部容積は減少し、空間9、11の内部容積は増加する。
この際、空間9内では、混合気が吸入され、吸入孔が開
口される。燃焼気体の膨張により、回転部材7はさらに
回転し、空間12内では、混合気はさらに圧縮され、つ
いに回転部材7は死点に到達する。この瞬間に3種の機
能、即ち、空間12内における混合気の点火、回転部材
7の制止、および回転部材8の解除、が達成される。空
間12内における燃焼気体の膨張により、回転部材8の
回転が生起され、空間9内に吸入された混合気が圧縮さ
れ、空間11内に残存する燃焼気体が衝撃される。この
際、同時に空間10内では開口されたバルブを通じて混
合気が吸入される。空間9内で必要な圧力に達すると、
混合気が点火され、同時に回転部材8は制止され、回転
部材7は解除される。この過程はさらに反復され、回転
部材7、8は交互に回転し、回転している間にそれらの
回転能率は、ラッチェンカプリング等により回転軸2に
伝達される。この様な機関の動作は、駆動軸の3分の1
回転によって既に反復されている。
【0021】この機関には公知の水冷方式が可能なの
で、機関ハウジング内に冷却水套が配設される。
【0022】上記は、新規な内燃機関による最初の試験
結果である。排気量212立方cmの機関によって得ら
れた特性値は下記の通りである。
【0023】 工率 31 馬力、 23 キロワット 比重 6.8 燃料消費率 1.41/100キロメートル(理論
値) 回転能率 17 kpm (1000U/分にお
ける値)
【0024】
【発明の効果】この発明の重要な利点は、回転能率の経
過にある。回転能率は回転数が降下すると大となり、こ
の特性は電動機と類似する。
【0025】また、この内燃機関は、排気行程において
自動的に無負荷回転数に調整され、構造上変速機構を必
要とせず、無負荷回転において回転数が100/分で少
ないので、燃料消費が最少である。この内燃機関は円筒
状の作動室を有し、またロータおよびシリンダ外壁は、
同程度に炭化水素を完全燃焼させるに足る高温度に保た
れる。また燃料消費が少ないことにより、廃棄ガスおよ
びそれによる毒性を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 内燃機関の長さ方向断面図
【図2】 図1のA−A方向に沿った断面図
【図3】 回転部材の長さ方向断面図
【図4】 図3の回転部材の上面図
【図5】 作動状態における図1の内燃機関のA−A線
に沿った断面図
【符号の説明】
1 ハウジング 2 回転軸 3、4、5 貫通孔 6 ロータ 7、8 回転部材 9、10、11、12 隔室空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウラジミール シャポヴァーロフ ウクライナ国,320005 ドニエプロペトロ ウスク,カーヴェー.5,ゲルニシェフス コゴ 30 (72)発明者 アナトリー ビクツーヤ ポーランド国,00562 ワルシャワ,ナト リンスカ ストラーセ 3

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸対称に配設された回転軸2を有するハ
    ウジングより成り、ハウジング1内には、混合気を導入
    するための120゜均等対称方向に穿設された3個の貫
    通孔3と、点火プラグを固設するための120゜均等対
    称方向に穿設された3個の貫通孔4と、廃気ガスを排出
    するための120゜均等対称方向に穿設された3個の貫
    通孔5とを備え、1個のロータ6と体積可変の楔状の4
    個の隔室空間9,10,11,12によって形成された
    2個の回転部材7、8が配設され、該回転部材7、8
    は、相互に独立に順次一方向に移動並びに制止可能であ
    り、それらの回転能率が回転軸2に伝達されるように構
    成された内燃機関。
  2. 【請求項2】 回転部材7、8が、円形板13の片側に
    対称に固定された翼板14を有する1個の円形板13よ
    り成り、回転部材7、8は、回転軸2上に滑動自在であ
    り他の回転部材の間隔空間に介入可能であり、翼板14
    の前面は、他の円形板の内面に滑動可能に形成され、回
    転中は、回転部材7、8は機械的結合15を介して回転
    軸2と連結され、円形板13と翼板14の外周面はハウ
    ジング1の内周面に係接するように構成された請求の範
    囲第1項記載の内燃機関。
  3. 【請求項3】 制御機構により、2個の回転部材7、8
    と噛合される係止部材18が配設されている請求の範囲
    第1または第2項記載の内燃機関。
  4. 【請求項4】 個々の回転部材7、8に対する係止部材
    18が、各々60゜方向に中心対称に配設された透孔1
    7に導入される請求の範囲第3項記載の内燃機関。
  5. 【請求項5】 透孔17がハウジング1の半径方向に穿
    設されている請求の範囲第4項記載の内燃機関。
  6. 【請求項6】 透孔17が2個のカバー16内の回転軸
    2と同軸に穿設されている請求の範囲第4項記載の内燃
    機関。
JP5009925A 1992-01-25 1993-01-25 内燃機関 Withdrawn JPH05340262A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4201993.1 1992-01-25
DE4201993A DE4201993C1 (ja) 1992-01-25 1992-01-25

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Publication Number Publication Date
JPH05340262A true JPH05340262A (ja) 1993-12-21

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ID=6450220

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JP5009925A Withdrawn JPH05340262A (ja) 1992-01-25 1993-01-25 内燃機関

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JP (1) JPH05340262A (ja)
CA (1) CA2087819A1 (ja)
DE (1) DE4201993C1 (ja)

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CA2087819A1 (en) 1993-07-26
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DE4201993C1 (ja) 1993-04-15

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