JPH05503129A - 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】 内燃機関 本発明は、２サイクルまたは４サイクルタイプの内燃機関に関し、特にシリンダ 内に往復運動可能に受け入れられた少なくとも１つのピストンを有し、・このピ ストンが回転出力シャフトに対してその往復運動を出力シャフトの回転運動に変 換するカップリングによって連結されている前記形式のエンジンに関するもので あり、使用に際してシリンダ内で燃料／空気の混合気がエンジン動作サイクル中 の所定の時点（以下、本文中では点火時期と称する）に点火を行なうように構成 された内燃機関に関するものである。本発明はまた、この種のエンジンの運転方 法にも関する。

従来のエンジンにおいて、出力シャフトはクランクシャフトを構成し、また１つ 又は複数の各ピストンと出力シャフトとの間の連結はクランクを構成し、このク ランクは出力シャフトに強固に結合されると共に連接棒に相対回転可能に連結さ れ、この連接棒は、少な（とも限定された相対回転運動を許容する連結機構によ りピストンに連結されている。この種のクランクシャツ忙の使用は勿論長い間に 確立されたもので十分に実証されており、任意の運動における各ピストンの位置 と速度が、関連の連接棒とクランクの寸法形状によって精密に定められると共に シリンダ内の燃焼行程の進行と特性に対して完全に無関係であると言う必然的な 結果を有している。

内燃機関の動作効率は、相互に関連した多数の複雑な要素によって左右されるが 、これらの要素には、混合気を通しての炎伝播の完全性と速度、およびピストン の瞬時位置と燃焼行程の進行と相関が含まれる。

元来、従来のエンジンにおいてピストンの瞬時位置は上述したように幾何学的な 検討のみで定められるので、燃焼行程の進行をピストンの運動に適合するための 努力をしなければならなかった。混合気の点火は、火花、屯火エンジンでのスパ ークによるものであれ、ディーゼルエンジンでの圧縮によるものであれ、通常は 上死点位置（ＴＤＣ）よりも５°乃至４０”手前の所定の位置で生じる。燃料の 燃焼は点火位１からＴＤＣから約４０°後方に至るまでに行われる。また燃料の 燃焼は境界が不明瞭な二つの段階で行なわれ、初めの段階は最初の点火発生位置 から炎が混合気全体に拡がる炎伝播過程であり、第２の段階では燃料が実際に燃 焼してエンジンの出力が発生する。従来のエンジンにおいて、前記炎の伝播過程 はＴＤＣの前にほぼ完了することが好ましく、また、元来、炎の伝播速度は混合 気の圧力に逆比例するので使用可能な最大圧縮比に実質的な限界を与え、・混合 気の圧力が増加する以前に炎の伝播速度を最大限にする付加的な対策を講じる必 要があり、その結果、炎伝播速度の相当な減少を生じていた。

即ち、圧縮比を増加することは、それによって平均有効圧力ｆｍ、　ｅ、　ｐ、 　ｌ、従ってエンジン出力、従ってまたエンジンの効率の上昇がもたらされるこ とから望ましいことであるが、上述した要因によって圧縮比には実際上の上限が 設けられている。通常、炎伝播速度を最大限にするには、複雑な燃焼室の形状や 渦流を発生させる吸入口、あるいは押し込み領域等々、エンジンを複雑・高価に する装備によって渦流および／または乱流を混合気中に形成することが必要であ る。

従来からの往復動ピストンエンジンに関して、通常行われてきた上述の各種の対 策にも拘らず、燃焼効率はいまだに比較的低いところに止まっている。これはエ ンジンの取り出し動力および効率を理論的に達成可能な値よりも相当に低（する のみならず、エンジン排気ガス中に主として炭化水素と一酸化炭素の形のかなり な量の未燃焼または部分的に燃焼した燃料を残してしまう。この種の汚染物質が 排気ガス中に存在することは環境上の見地からしても受け入れられないものとな ってきており、次第に厳格になる環境保護に関する法令に合致させるために、こ れらの汚染物質の燃焼を完全にするための酸化触媒を車両に取り付けることがし ばしば必要である。この種の触媒は高価であるのみならず、例えば、鉛含有燃料 の不用意な使用による故障の恐れも存在する。

内燃機関に伴って生じるその他の問題は、各種の窒素酸化物（Ｎｏ、）の発生に 関することである。今日ではＮＯｘは特に有害な汚染物質と考えられている。

その形成は排気ガスの高い温度によって促進され、そして高い効率をめるエンジ ンの各種の設計はＮｏ８の発生を増加させる結果となっている。公害防止法令は 排気ガスからのＮ　Ｏｘの除去のために自動車への還元用の触媒の取り付けを益 々要求しているが、これは更に自動車の価格を上昇させるものである。

クランクシャフトを備えた従来のエンジンにおいて、上昇ストロークのピストン の速度は下死点位置（ＢＤＣ）から次第に増加し、ＴＤＣの９０”手前で最大に 達し、ＴＤＣでゼロになるまで次第に減少する。速度の減少割合、即ちピストン の減速度は、ＴＤＣの手前９０”からＴＤＣへ向けて順次増加している。下降ス トロークにおいてはこのパターンが反転する。従来のエンジンのピストンの運動 は図２に実線で示す通りであり、ここで縦軸はピストンの変位、横軸はクランク シャフトの回転角度である。

本願発明者によって、上述した問題の多（は少なくとも部分的には時間に対する ピストンの運動の特性、従ってピストンの往復運動を出力シャフトの回日勤に変 換するクランクシャフトの使用によるものであると言うことが確認されている。

出力シャフトとの結合に別の形式のカップリングを使用するエンジン、従ってク ランクシャフトを使用しないエンジンは周知であり、その様なエンジンの１例が 米国特許第４８３４０３３号で公開されている。このエンジンは互いに逆位相で 振動する２個の相対するピストンを有し、これらが長さ方向に平行にのみ運動で きるようにガイドされた共通ピストンロッドに接続されている。ピストンロッド から突出するローラーは出力シャフトに固定されたキャリジ内のカム溝の側面に 係合している。カム表面を形成する溝の側面と接触するローラーの直線運動が出 力シャフトの回日勤を起す。しかしながら、このエンジンにおけるカム表面はほ ぼ規則正しい正弦波形状で、ピストンの運動は従来のクランクシャフト付きエン ジンのそれを真似たようなものとなり・したがって、上述した問題はこのエンジ ンでは従って解決されない。

本発明の目的は、上述した問題を除去または減少することであり、特別には、通 常のものよりも燃料を更に完全に燃焼してエンジン出力と能率とを向上し、好ま しくは排気ガス流中における酸化触媒の必要性を除去したエンジンを構成するこ とである。本発明の更に別の目的は、排気ガスの温度を低下させてＮ　Ｏｘの発 生を減少し、酸化触媒の必要性を減少または除去するエンジンを構成することで ある。

本発明による内燃機関は、冒頭に記載した形式の内燃機関において、前記カップ リングが、ピストンの速度をその圧縮行程中のほぼ点火時期に急激に低下させる と共に次いで上死点位置に達する前に増加するように構成または適合されている ことを特徴とするものである。

即ち、本発明のエンジンにおいて、ピストンは点火時期またはその近（で急激に 減速され、これは、燃料が点火された直後に、ピストンの継続運動によるシリン ダ容積が僅かしか減少せず、いずれにしても従来のエンジンの場合よつ小さい割 合で減少することを意味する。このことはＴＤＣの９０°手前で減速割合が滑ら かに漸増する従来のエンジンとは対照的である。混合気の圧縮速度をこのように して急激に減少または停止することにより、複雑な燃焼室や渦流形成吸入口、あ るいは押し込み領域等などを何等必要とすることなく、炎の伝播を通常の場合よ りも高速に進行させることが可能となる。炎が混合気全体にひとたび伝播すると 、圧縮は通常の通りの過程で継続することになる。点火時期以後の短時間の間に 、典型的にはＴＤＣ（７）３５°乃至１５°前からＴＤＣの２０６乃至８″前マ チの間にピストンが普通よりも緩慢に動（と言うことは、ＴＤＣの少し前に従来 必要であった速度よりも大きな速度へ実質的に再加速して正確な時点でＴＤＣに 到達させる必要性があることを意味する。但し、この追加の圧縮が生じるときに は炎の前縁は混合気全体に既に伝播しており、従って炎の伝播を阻止する必要が ないため、従来可能であったよりも大きな度合いに混合気を圧縮することが可能 であり、換言すれば相当に大きな圧縮比で運転することが可能である。これは平 均有効圧力ｍ、　ｅ、　ｐ、を増加し、従ってエンジン出力の増加をもたらす。

燃料全体への炎の完全な伝播は更に完全な燃焼をもたらし、同一のエンジン出力 で従来よりも燃料消費量が減少し、従って未燃焼の排気の放出が相当減少する。

ＴＤＣまたはその近傍では比較的小さな出力が生じ、従来のエンジンにおいては ピストンは単にＴＤＣから比較的ゆっ（つと遠ざかってスピードを順次増加して 行くだけである。しかしながら、ＴＤＣ以後は燃焼する混合気の体積をできるだ け速く増加して完全燃焼を促進し、燃焼によって得られる出力を増大するように することが望ましい。

そこで本発明の好ましい実施態様においては、ピストンはその仕事（爆発）行程 においてＴＤＣ以後の０〜４ｏ°、好ましくはＯ〜２０″′の間に最大加速に、 更に好ましくは最大速度に到達するようにしである。これは、ピストンがその仕 事行程におけるＴＤＣ以後の９０°位置で最大の速度及び加速度に到達する従来 のエンジンとの際立った差異であることが理解されよう。

ＴＤＣ直後の点火された混合気の急激な体積増加、即ち、従来のエンジンに比べ てＴＤＣ直後のピストンの一層の高速の運動は、ピストンが設定時点でＢＤＣに 到達しなければならないことから、ピストンがその仕事行程内の後方部において 従来のエンジンに比べて更にゆっくりと運動しなければならないことを意味する 。この仕事行程の終点へ向かう間にはいずれにしても小さい出力しか生じないし 、この間の減少された混合気膨張度合は排気ガスの温度低下をもたらし、そのた めＮｏＸの減少となる。未燃焼炭化水素の急な減少に関連する排気ガスの温度低 下は、もし設けられているとすれば排気口と排気弁との腐食及び消耗を減じるこ とが理解されよう。

即ち、本発明による内燃機関は、従来使用されているものと全熱相違する原理に 従って作られている。即ち、従来のエンジンにおいてピストンの運動は連接棒と クランクシャフトとの運動力学によって決定され、燃焼をこの運動にできるだけ 適合させる種々の試みが行なわれている。しかしながら、本発明においては燃焼 は最適な要領で進行可能であり、ピストンはこの燃焼プロセスに従って完全に相 関をもった動きをするように計画されている。これは本質的に燃焼効率とエンジ ン出力の増加をもたらし、特に、圧縮比を従来実用的であると考えられていた値 以上に増加するという利点を利用すれば、汚染物質の放出が減少するという結果 をもたらす。

本発明は、火花、屯火またはディーゼル型式の２サイクルエンジンに適用可能で あるのみならず、これら何れの型式の４サイクルエンジンにも適用可能である。

本発明は、圧縮行程及び仕事行程でのピストンの動きを変えることのみに関係し ているので、エンジンが４サイクル型のものである場合、ピストンは排気行程の 間にこの同じ変形運動パターンまたは他の任意の運動パターンの何れでも達成可 能である。エンジンが火花点火型のものである場合、点火時期はエンジン、！＃ 、火システムによって定められることはもちろんである。エンジンがディーゼル 型の場合は、点火は圧縮比と使用燃料の特性によって定まる時期に生じる。

火花点火エンジンの点火タイミングをその動作状態に合うように変更することは 当然のところであり、特に点火時期は始動状態と通常の高温運転状態とでは一般 に相違する。各種のタイミング可変要素をピストンと出力シャフトとの間のカプ リングに導入して点火タイミングの変化に整合させることは可能であるが、これ をしないで、ピストン速度の前述の急激な変化がエンジンの通常の運転状態にお ける点火時期又はその近傍で生じるようにすることが好ましい。　・この明細書 において、ＴＤＣＯ前または後の角度に関しては、通常の要領、即ちクランクシ ャフトの回転角度であると解釈すべきである。出力シャフトがピストンの各サイ クルに対して完全な１回転を行うようにエンジンが構成されている場合、この角 度と言う用語は出力シャフトの回転角に関するものである。但し、クランクシャ フトを省略することは出力シャフトの１回転に対してピストンが２サイクル以上 を行う可能性を開き、これは出力トルクの増加という利点をもたらすが、この場 合はＴＤＣ前後の角度はそれ相応の解釈、即ち出力シャフトがピストンの３サイ クルについて１回転するとすればＴＤＣの前の９′″は出力シャフトの３°の回 転に対応するというように解釈すべきである。

ピストンと出力シャフトとの間のカップリングは種々の形態をとり得るものであ り、一つの実施態様において、このカップリングは、各ピストンに連結された連 接棒と出力シャフトに固定された回転カムとを含み、前記連接棒はその長手方向 への直線運動のみを行うようにガイドされ、また前記カムは、出力シャフトの周 方向に延在してピストンからの距離が出力シャフトの回転に伴って順次増加及び 減少するような連続的な環状カム面を有し、そして前記連接棒がカム面と摺動ま たは転勤係合しているような形態を有している。但しこれは要部ではな（、種々 の異なる形態のカップリングが考えられ、連接棒のないものも可能である。カッ プリングの精密な形態は、往復運動を回日勤に変換し、またピストンを前述のよ うに運動させるようにするものであれば、厳密なものではない。

本発明のエンジンは、単一のピストン又は出力シャフトに同一のカップリングあ るいは夫々のカップリングを介して連結されている複数のピストンを含むことが できる。例えば、シリンダが■型配列の場合、エンジンには一本以上の出力シャ フトが含まれていてもよいことはもちろんである。

本発明のその他の特徴および詳細は１例示としての幾つかの特別な実施例に関す る以下の添付図面を参照した説明から明らかであり、添付図面において、図１は １本発明による２サイクルエンジンを一部断面で示す模式側面図、図２は、従来 のエンジンと本発明のエンジンとのピストンの経時的な位置変化を示すグラフ、 図３は、同相で動き夫々の連接棒に接続された２つのピストンを有する変形構造 の図１と同様な模式側面図、 図４は、出力シャフトがピストンロッドに対して直交している形態の変形カップ リングを一部断面で示す側面図、 図５は、出力シャフトの長平方向にみた図４のカップリングを示す正面図である 。

図１には、対称的に配列された２つの等しいピストンｌを有する２気筒２サイク ルエンジンの一部が、共通連接棒５に接続された１方のピストン１のみについて 示されている。各ピストン１は、エンジンブロック、即ちボディ６によって画定 された各シリンダ２の内部で往復動可能であり、１つ以上のピストンリング３を 有している。各シリンダは夫々のシリンダヘッド９によって閉鎖され、シリンダ ヘッドは単純なほぼ半球状の燃焼室８を画定している。シリンダヘッド９には点 火プラグ（図示せず）を受け入れる孔７が設けられている。各シリンダはピスト ンで制御される排気口１０とピストンで制御される吸入口４とを有し、吸入口は 掃気通路１２を介してポンプ室と吸入口１４に接続され、吸入口は普通の弁、例 λばリード型のものを備えている。

連接棒５は、その外表面上で間隔をあけた二群のスプライン１１によってその長 平方向と平行な方向のみに移動できるようにガイドされ、前記二群のスプライン は、エンジンのメインボディ６の一部を形成する間隔を開けた複数の支持ウェブ １５に担持された各スプラインブツシュ１３と噛み合っている。これらブツシュ １３は連接棒のストロークよりも僅かに大きい距離だけ間隔をあけである。潤滑 油は、前記ウェブ１５に設けられた油路１６を介して前記噛合スプラインに供給 されている。各群のスプライン１１とそれに付属するピストンとの間で連接棒５ にはリップシール２０が嵌められている。

連接棒ど平行に延びているのは回転出力シャフト１７であり、連接棒５の往復運 動は、この出力シャフトに伝達されると共に、シャフト１７に固定されたほぼ放 射状に延在する環状カムディスク２１によってシャフト１７の回日勤に変換され る。カムディスク２１は、はぼシャフト１７の長平方向に沿って互いに逆方向に 向いた対向環状カム面２２および２３を有する。カムディスク２１は単純な平面 状のディスクではなく、その中心放射面２８に関して周方向に波状に形成されて いる。従って夫々のカム面２２．２３は各ピストンから連接棒５の長平方向に順 次増加および減少する距離を以て隔てられており、それによって各カム面２２． ２３は複数のピークと凹み、この図の場合は夫々３個ずつを有するものとなって いる。シャフト１７の長平方向における各カム面のピーク間の距離は前記連接棒 のストロークに等しい。

各カム面２２．２３は、連接棒５から放射状に突出する夫々のスタブシャフト２ ６．２７に回転可能に取り付けられた夫々のガイドロール２４．２５と係合して いる。

動作に当って、２つのピストンは逆位相で動き、従って一方のピストンの仕事行 程の間に生じる出力が連接棒を介して他方のピストンの圧縮行程を果たす。ロー ル２４．２５は連接棒と共に動き、シャフト１７が軸方向の運動に対して固定さ れていることと、カム面２２．２３が連接棒５の運動方向に対して傾斜している ことから、連接棒の往復運動がシャフト１７の回日勤に変換される。各カム面は ３個ずつのピークを有するのでシャフト１７はピストンの各サイクル毎に３分の １回転しか行なわず、そのため通常のエンジンに比較して出力トルクは少なくと も３倍に増加する。図１はカム２１に付属する対向ピストン対の一方のみを示し ているが、単一のピストンが図示のように配列されていたり、多数の別個のピス トンまたはピストン対が配列されていたりすることがあり得ることに注意された い。共通連接棒でリンクされて逆相で運動する１対のピストンを使用することの 重要な利点は、２つのシリンダ内での点火によって生じる変動力が大きくバラン スされ、クランクの回転によって生じる遠心力も勿論存在しないと言うことであ る。連接棒内に生じる力は全て直線的であり、従ってピストンが横向きの力を受 けることがなく、そのため機関の有効寿命及びピストンの有効寿命が増加する。

カム２１はロール２４．２５の間にサンドインチされているので、任意の瞬間の 両ピストンの位置はカム面２２．２３の形状、即ちその瞬間にロールと接触して いるカム面のその部分の詳細な形状によって詳細に決定される。カム面が正規の 正弦波形状の場合、ピストンの運動は従来のエンジンのピストンのそれと類似し たものとなる。しかしながら、本発明に従ったカム面は、ピストン運動が圧縮行 程の殆どに亙ってほぼ従来通りになる一方で点火時期においては急激に遅くなり 、これに引き続いてＴＤＣの前までスピードアップし、従来のエンジンよりも先 方まで動くように、即ち高い圧縮比となるように形成されている。点火時期また はその前後でのピストンの速度低下のために、炎は混合気を通して急速に伝播し 、従来のエンジンで生じたような圧力の相当な上昇による阻害は受けない。炎が 燃料全体にひとたび拡がると、圧縮比は何等の悪影響なしに従来よりも高い圧縮 比まで再び上昇し、そのため平均有効圧力（ｏｒ、　ｅ、　ｐ、　）、従ってエ ンジン効率が向上し、燃料の燃焼がほぼ完全に終了する。ＴＤＣの後ではピスト ンは急速に下降し、ＴＤＣから４０°以内で、好ましくは２０°以内でその最大 加速度、また恐らくは最大速度に到達する。これは更に燃焼割合と効率とを改善 し、事実上、燃焼を仕事行程において若干助けることになる。通常、２サイクル エンジンの排気口はＴＤＣの手前約８０°で開くので、本発明において生じる燃 焼の加速は排気弁の開放を例えばＴＤＣの前で１０°乃至７０゛だけ遅らせるこ とができる。これは更にエンジンのパワー出力を上昇し、一方、掃気能率は低下 させないことが確認されている。

ピストン運動の従来のエンジンからの相違の挙動を図２に点線で示す。ピストン が仕事行程の前半の間に従来よりも速くなるため、仕事行程の後半においては当 然のことながらゆつ（つと動かねばならない。図２に見られる通り、本発明のエ ンジンにおける仕事行程中の時間／変位曲線は従来のエンジンのそれとＢＤＣの 手前約９０°で交差する。しかしながら、排気口がＢＤＣの手前約７０°で開く ので、排気口の開放の前約２０°に亙ってピストンが普通よりも更にゆっくりと 動く期間がある。これにより排気ガス温度の低下が生じ、従って排気ガス中のＮ 　ＯＸ含有量の低下がもたらされる。

カム面２２．２３は上述したピストン運動を生じるように計画または成型されて いる。これを図１に示すのは勿論実際的ではないが、各カム面の各ピークの形状 は点線で変形されたような図２の曲線と同様の形をもつであろうことは容易に理 解される。

２つのピストンが強固な連接棒によって連結されている図１の構造において、両 ピストンの運動は全ての時間で等しいことはもちろんである。

本発明は主としてＴＤＣの前後における一方のピストンの運動を変更するが、こ の変更を加えられた運動は他方のピストンにおいても同様に同時に行われる。

但し、他方のピストンはこの時ＢＤＣの前後にあるので、この運動への僅かな変 更はその動作またはそれから生じるエンジン出力に重要な影響を与えることはな （、と言うのは出力はＴＤＣ後の約９０°の範囲内でのみ実質的に生じるからで ある。

図３は、２つのピストンＩＡとＩＢとが同相で動き、夫々連接棒５Ａと５Ｂに接 続されている変形実施例を示す。シリンダヘッドは設けられておらず、燃焼室は ２つのピストンの間に形成されている。各連接棒は夫々のスプライン］１によっ て直線状に摺動運動するように支持されている。各連接棒はロール２４．２５を 有し、これらは図１のカム２１と同様な形の夫々のカム２１上で作用する。その 他の点では構造と動作とは図１のそれと同様である。

図４と５は、直線内にある個々のピストン／シリンダの複数個を含む更に変更を 加えたエンジンを示し、各ピストンは、夫々のカップリングを介して連接棒５と 直交する出力シャフト１７に結合され、図にはそのうちの１個のみを示しである 。ピストンから遠い方の端部（図示せず）で連接棒は分岐すなわちヨーク３７を 有し、この分岐の間には、主ロール３８と、その下に間隔をおいてヨーク３７の 分岐から内側に突出するスタブシャフト４０に取り付けられた別の２個のロール ３９とがある。出力シャフト１７に回転自在に固定接続されているのが放射状に 突出するカムディスク２１で、その外周には外側に向いた表面３４と一対の内側 に向いた面３６とを有するリム３５を有する。リム３５はシャフト１７に沿った 方向から見たときにほぼ３角形となっており、その各辺は凹んでいる。リム３５ はロール３８．３９の間に挟まれており、ロール３８は表面３４と、そしてロー ル３９は表面３６と転動係合している。表面３４．３６とシャフト１７の軸との 間の距離はリムの周囲で順次変化するが、その最大変化値はピストンのストロー クに等しい。従って、ピストンが往復運動を行うと、リム３５とシャフト１７と がピストンの３サイクルごとに１回転する０図示できなかったけれども、表面３ ４．３６の形状は図１のカム面２２．２３のそれと同様であり、そのためピスト ンは図１の実施例のそれと同様な変形運動を行う。

上述の実施例に対して多数の変形が行い得ることは明白である。特に、エンジン はどの形式のものでもよく、その細部とピストンの運動に関するタイミングの若 干に関して調整を要するが、これは専門家にとってその能力範囲内のことである 。ピストンと出力シャフトとの間の連結もまた各種の形態を取ることができ、そ の全てにおける重要性はピストンの運動が上述のように変形されて燃料の燃焼に 追従し、燃料の燃焼とエンジンの出力を最良にすることである。

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Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダ内に往復動可能に受け入れられ、ピストンの往復運動を出力シャフ トの回転運動へ変換するカップリングを介して回転出力シャフトに結合された少 なくとも１つのピストンを有する内燃機関であって、使用に当って１つまたは各 シリンダ内の燃料／空気混合気が機関の動作サイクル内の所定の点火時期に点火 されるように構成されているものにおいて、前記カップリングが、機関の圧縮行 程におけるピストン速度をほぼ点火時期において急激に減少すると共に上死点位 置に達する前に再び上昇するように構成されていることを特徴とする内燃機関。
2. ２．前記カップリングが、機関の仕事行程におけるピストンの最大加速が上死点 位置の後の０〜４０°、好ましくは０〜２０°の間で達成されるように構成され ていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. ３．前記カップリングが１つまたは各ピストンに接続された連接棒と出力シャフ トに回転可能に固定取り付けされたカムとを含み、前記連接棒がその長手方向に 直線状の運動のみを行うようにガイドされ、また前記カムが連続的な環状状カム 面を有し、該カム面が出力シャフトを周方向に取り囲んで延在すると共にカム面 のピストンからの距離が出力シャフトの回転と共に順次増加および減少を行うよ うに形成され、前記連接棒が前記カム面と摺動または転動係合されていることを 特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
4. ４．前記出力シャフトが連接棒と平行に延在し、前記カム面がほぼ出力シャフト の長手方向に向いて、連接棒から横方向に延びる突出手段と係合していることを 特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
5. ５．前記出力シャフトが連接棒と直交して延在し、前記カム面が出力シャフトの 長手方向に対して横切る向きに向いていることを特徴とする請求項３に記載の内 燃機関。
6. ６．共通の連接棒に接続されて夫々のシリンダ内に配置された２つのピストンを 含むことを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の内燃機関。
7. ７．２つのピストンが同一シリンダ内にあり、これらが夫々別々の連接棒に接続 されて同期して圧縮および仕事行程を行うように構成されていることを特徴とす る請求項３〜５の何れか１項に記載の内燃機関。
8. ８．前記カムが互いに逆向きの２つの連続環状カム面を含み、前記連接棒に連結 された連結手段がカム面の夫々一方と摺動または転動接触をしていることを特徴 とする請求項３〜７の何れか１項に記載の内燃機関。
9. ９．前記カップリングが、出力シャフトの各完全回転ごとにピストンが２サイク ル以上、好ましくは３サイクルを行うように構成されていることを特徴とする請 求項１〜８の何れか１項に記載の内燃機関。
10. １０．シリンダ内に往復運動を行うように受け入れられた少なくとも１つのピス トンを有し、前記ピストンの往復運動を出力シャフトの回転運動に変換するカッ プリングによってピストンが回転出力シャフトに接続されている内燃機関の運転 方法であって、空気と燃料との混合気をシリンダ内に導入する工程と、エンジン の動作サイクル中の所定の点火時期に燃料に点火を行なう工程とを含む内燃機関 の運転方法において、 機関の圧縮サイクル中のピストンの運動をほぼ点火時期で急激に減少し、引き続 きピストン速度を上死点位置に到達する前に増加させることを特徴とする内燃機 関の運転方法。
11. １１．機関の仕事行程中においてピストンを上死点位置の後の０〜４０°、好ま しくは０〜２０°の間にその最大加速度に到達するように運動させることを特徴 とする請求項１０記載の方法。