JPH06504831A - デュアルモード、位相シフトカムエンジン - 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】 デュアルモード、位相シフトカムエンジン１１二且ユ９次■ 本発明は、カム駆動するピストンを備えた膨張可能な置型エンジンであって、燃 料混合気の供給量、即ちチャージを制限すべく作用時に膨張率及び吸気時期を変 えられるエンジンに関し、特に、弁と燃焼タイミングをシフトし、そのシフトに よって生じる点火前の発火を防止すべくチャージを制限することにより、吸気弁 の開口時間を制御することにより、及び／又は、超充満、即ちスーパーチャージ するため用いられた仕事がシリンダ圧力に置き換わるように最大チャージを制限 することにより、４ストロークのピストン駆動カム上の、高さの異なる上死点位 置の間の燃焼ピークをシフトする装置に関する。

景−′来　′■の説口 商業的に受容される燃焼効率の向上及び燃料消費量の減少（ＳＦＣ）は、下記の ごとき面で制約があった。

（ａ）本発明に関し制限することは、吸気弁を早めに閉めることによりシリンダ の中に自由に入ってくる燃料空気充満量を調節する過程と定義する。米国特許第 ４．２８０゜４５１号のような制限付エンジンの場合、圧縮率は、頭部を削るこ とにより高められた。制限することによりシリンダの吸気量は減少した。その結 果生じる圧縮率は、ここでは制限された圧縮率と呼ぶが、点火前の発火により同 じ最高限度に制限される。しかし、比重面の効率は低下し同一動力に対して一層 大きなエンジンが必要となる。

（ｂ）膨張率を高めることによりＳＦＣを低下させることは、一定で同等の膨張 率と圧縮率だけを提供する現在のデザインでは制約されている。

（Ｃ）最近のシリンダ遮断装置は低速複数回転装置であり、単一回転調節はでき ない。

（ｄ）圧縮率、或いはもっと適切に言えば、点火前の圧力を気圧率に高めること によりＳＦＣを下げることは、点火前の発火を防ぐ点火前最高圧力及び温度によ って制約される。

（ｅ）最近、作用時の排気量を減らすことによってＳＦＣを減らす試みがなされ た。弁を止めたり、シリンダを停止したり、また残念なことにシリンダを冷やす ことである。これまでのところ商業的には実用的ではない。

（ｆ）自動車は、大部分が最高出力の１０〜２０％で走る。残念ながら、効率は 積載量が減るにつれて低下し、そのためＳＦＣが最悪の領域でエンジンが働く。

（ｇ）制限することによってエンジンを調節すると、絞った場合より排気物の中 に炭化水素が増える。米国特許第４　、７６５゜２８８号に記載されているよう に、特に遊びの状態の時及び遅い半速の時に言える。簡潔に言えば、弁が閉じた 後、吸気された空気は膨張してシリンダ全体に広がり、その後で再度圧縮される 。この膨張で一時的ではあるが、充満混合気が冷え弁が閉じた時の当初の量に再 度圧縮される。この理論は、「燃料が比較的冷えすぎ、燃料がうまく昇華せず、 またその結果混合がうまく行かず」炭化水素の水準が高くなると述べている。

（ｈ）弁の閉め口を水圧で調節する１つの方法が米国特許第４，４６６．３９０ 号に記載されている。弁は、カムシャフトと弁との間に挟まれ、流体に変換する 栓が外れて再度充満するにつれて作動する。そのため、流体の栓を休息に再度溝 たすことができる水圧装置、循環とつど流体を感知、計算、増幅し、放出する信 号を送る電気装置、並びに流体放出弁が必要である。複雑で高価な装置である。

（ｉ）過度に供給することは、エンジンの動力を一段と高めるためである。ＳＦ Ｃが下がるの拳は、追加量を回収するからではなく、機械効率が高まるからであ る。超充満圧縮はシリンダの圧縮を高める。総力は点火前の発火によって制限さ れる。超充満にならずにシリンダが一杯になり、それでありながら相当の超充満 となる境目にある一定の速度では、シリンダの圧縮率は、点火前の発火を避ける ため低くする。過充満を殆ど、或いは全くなくして速度を遅くすると、総圧縮率 は低下したシリンダ圧縮率であり、ＳＦＣが増大する。早めに吸気弁を閉めるこ とにより超充満を補填することは、ドイツ特許第ＤＴ−ＰＳ１００１０４９号に 開示されている。２５００馬力のような大型で安定したディーゼルやガソリンエ ンジンへの適用も、自動推進に使用するためには複雑すぎる。

（ｊ）絞ったエンジンでは、圧力が下がる間に起る高速の真空状態となり、その ために吸気分岐管壁から液体燃料が蒸発することになり、−酸化炭素（Ｃｏ）と 炭化水素（ＨＯ）の排気量が増える。

（ｋ）燃焼過程で高音になると、酸化窒素（ＮＯｘ）が生じる。この排気量を減 らすために触媒反応式反射炉を使用しなければならない。

（＋）シリンダを最高圧縮率で充満するか詰込むと、回転偶力が最大になる。超 充満の状態にすると、機械効率が高まり膨張率が比較的に下がることになり効率 が低下する。排気量は超克満量を増やすと増加するので、単位排気量当たりの産 出力を効果的に高めることにはならない。

旦」Ｌ叉ａＪ−虞 従って、本発明の目的及び利点のいくつかを以下に順番に示し、その他は後車で 明らかにする。

（ａ）エンジンを最大容積効率で選択可能に操作すること、即ちいっそう燃料効 率の高いサイクルにシフトすること。

（ｂ）より膨張率の大きいサイクルを利用することによりＳＦＣを低下させるこ と。

（Ｃ）各回転時に弁とシリンダの動作を調和せしめ、もって「スキップファイア 」と呼ばれるシリンダの回転式停止を可能とすること。

（ｄ）一部充満して点火前の圧力を高めることによりＳＦＣを低下させること。

（ｅ）シリンダを止めることなくエンジンの排気量を少なくすること。

（ｆ）完全に充満した場合より一部充満した場合のＳＦＣの方をよくすること。

（ｇ）炭化水素の量を相当に減らすように制限する時に点火前の状況を改善する こと。

（ｈ）安定的に操作するために受動的調節のみが必要な低水圧流量率で実際的な 水圧機械的弁を提供すること。

（ｉ）エンジンへの超充満圧縮量の変換を可能にすること。

（ｊ）速度を落としたり遊びの状態の時、分岐管の高度真空状態によって生じる 濃厚混合気がら発生するｃｏとＨＣの排出を減らすこと。

（ｋ）エンジンシリンダからのＮＯｘの排気量を減らすこと。

（１）真の排出量一単位当たりの超充満産出量を増やすこと。

■ 図１は、二重圧縮率エンジンの簡略断面図である。

図２は、シャフトの角度に対するピストンの往復運動のグラフ図である。

図３は、点火前の圧力（Ｐｐｉ）、温度（Ｔｐｉ）、圧力比率（Ｒｐｉ）、指示 熱効率（ＩＴＥ）を描いたもので、全て最高指示中位有効圧力（％ＩＭＥＰ）に 対する比率で表しである。

図４は１．差動型位相シフト及び継続変則制限装置の部分断面図である。

図５は、図４及び８に関する主シヤフト角度に対するカム従動器の運動を示す図 である。

図６は、２０−ブ弁カムを備えた位相シフト装置の部分断面図である。

図７は、図６のシャフト角度に対するカム従動器の運動を示す図である。

図８は、変則的制限が増えて行くこと及び往復型位相シフト装置であることを除 き、図４と同じ図である。

図９は、往復運動の機構を示す、図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図１０は、図１及び図４の調節装置の概略図である。

説０／　１　二重圧　比 晟朋 両面ピストン・ドライブ・カム１８は、主ドライブ・シャフト５４のドラム形部 分の外径上で波打つカム状体を有する。カム１８、ドラム部分及びシャフト５４ は、シリンダ・ブロック・アセンブリ１７６に回転可能に取付けられたロータ部 を形成する。多数の双端転がりピストン１７４は、ロータの周囲に離隔配置され ており、各ピストン端部は、各々のシリンダに滑動自在に嵌合されている。ロー ラは、ピストン１７４に回転可能に取付けられており、ピストン１７４の軸方向 位置がカム１８によって決定されるようにカム１８と回転係合している。

カム１８は、寸法りだけ異なる各軸方向の２つの最高位置を有する。

援詐 ピストン１７４は、ＩＣカムエンジンのように、カム１８を駆動し、その回転す るカムによって前後に駆動される。違いは、カム１８上の各ピストン端の２つの 最高位置が２つの異なるピストン上昇位置を形成する点である。ＵＴＤＣと呼ば れる上側上死点位置及びＬＴＤＣと呼ばれる下側上死点位置である。シャフト５ ４の回転は、各ピストン端に定期継続的に隙間容積を形成する。ＵＴＤＣの小隙 間容積１７０は高圧縮率を生成する。ＬＴＤＣの大隙間容積１７２は低圧縮率を 生成する。

最大及び最小チャンバ容積の定期継続は図２に示されており、４ストロークエン ジンのストローク、吸気、圧縮、パワー即ち膨張、及び排気は、カム１８によっ て予め決定されたピストンの移動に表われる。このストロークは、エンジンが従 来技術と同様に作用する動力部分と、エンジンがより高い圧縮率でより効率的に 作用する経済部分と、後段で説明するごとく、２ストローク、即ち１の位置から 他の位置へ行くのに必要とされる１８０度の位相シフトを表わすシフト部分とに 別れる。

位皿之ｌ」−剪ｊソ肱Ｗ」１作 点火は、ＬＴＤＣ，比較的低い圧縮率及び大きい隙間容積で起こる。排気後の隙 間容積は小隙間容積となり、ガス残存量が少ない。圧縮率と膨張率は等しい。シ リンダに燃料ガスを無制限に充満してもよい。このような状態で、エンジンは最 高の力を発揮する。これは、また、設計上の考慮に適する最高の圧縮率となる状 態である。

位相シフトの過程 往復運動、即ちストロークに対するピストン運動の関係は、２ストロークシフト される。これは、４ストロークのピストン・ドライブ・カムに対し主ドライブ・ シャフトを１８０度回転させることに相当する。点火点又は燃焼点をＬＴＤＣか らＵＴＤＣにシフトし、また、反対方向にシフトする場合はその逆となる。弁操 作は、弁封ピストンの干渉、バツクファイア等を考慮した上で、位相シフトの間 は停止すればうおい。より洗練された装置では、より円滑なシフトを行うため、 排気ストロークの遅い時期に各シリンダの弁を閉め、新たな排気ストロークの際 に操作を再開すればよい。

位相シフト後の経 ＵＴＤＣ，高圧縮率及び小隙間容積で点火が起きる。

排気後の隙間容積は大隙間容積となり、残存ガス量が多い。しかし、最大圧縮率 がシフト前の状態に設定されており、シリンダは動力モードで作用する。このた め、スロットルを絞ってチャージ濃度を制限するか、吸気弁の早い或いは遅い閉 鎖によってチャージ量を制限するか、或いはその両方で最高チャージを制限する 必要がある。

チャージ濃度を変えるか絞ることにより、大きく開いたスロットル位置が元のよ うに絞られ、スロットルの開きが減少し、最大吸気分岐管圧力が維持される。チ ャージ容積を変えるか制限することにより、吸気弁は、最大吸気容積を元の制限 に戻すため早めに又は遅く閉められる。

両方により、各々は、他方及び必要とされる全体に従って制限されよう。経済モ ードの正味効果は、膨張率が、小隙間容積で割った総シリンダ容積に高まったこ とである。また、吸気ずれが減少して、チャージ及び力の出力が減った。更に、 吸気ずれが減った状態で制限圧縮率が維持された。

制限された圧縮率を維持する利点は、点火前の圧力、即ち部分負荷運転での外気 圧に対する点火前圧縮率が増大することによってＳＦＣが減少することである。

図３の左側の縦の座標に示した点火前の圧力、ｐｓｉａのＰｐｉが、横座標に示 した産出量の観点から図示しである。

また、こと図表は、右側の縦座標に示した気圧、Ｒｐｉに対する点火前の圧力比 率を反映している。産出量は、最高指示中位有効圧力の比率、％　ｉｍｅｐで表 示される。本発明の圧力比率が締めたり制限した場合の比率よりかなり高いこと が分る。このことから、同じ状態で示した指示熱効率、％表示のＩＴＥも同様に 高い位置に図示される。図３の曲線は、スパーク式点火エンジンのいろいろな操 作モードの熱力学上の状態を計算して図示しである。圧縮比率８．９、膨張比率 １５に基づいている。

これらは理想的な操作に関するものでり、減損を織り込むような修正はしていな い。従って、これらの事項は相対比較にのみ有効である。

更に、図３に関連して一部充満しての操作に利点のあることが明らかである。Ｉ ＭＥＰ　５９％で、本発明ではＩＴＥが２１％高まる。従来の技術操作又は動力 操作の下でほぼ同等のＩＭＥＰに関してＩＴＥ　４２％から経済操作では５１％ のＩＴＥまで上昇する。５１％のＩＴＥは、動力操作の同等の産出量での４２％ を超えるだけでなく、完全に充満した状態での４６％を上回る。別の言い方をす ると、本発明のエンジンは、一部充満した状態の方が完全に充満した状態よりも 燃焼効率が高い。

従来技術とは逆である。

解放調整装置３６内を滑動可能な、ピストン状に形成された、従動器２４に固着 されたローラシャフト２２に回転可能に取付けられたローラ２０を含む転がりカ ム従動器２４は、吸気カム面６２で弁カム５８と回転接触している。弁カム５８ は、通常、排気カム面７４を含んでいる。カム従動器２４は、圧縮ばね２８、及 び流動栓２５の一部を収受できるように空洞になっており、ずれるように弁リフ タ５０と滑動係合する。更に、カム従動器２４に沿った１つの軸上の位置に放射 状の導管と環２６がり、カム従動器２４の内側で解放調節装置３６に接続する。

空洞のシリンダ形調節装置３６は、制限ハウジング５２と滑動係合している。調 節装置、即ちコントローラ３６は、排水導管６０と排水室５６を通って復路（回 帰）導管３５に接続する調節環３０を有する。調節装置３６は、結合（リンク） ピン３４を介してコントローラ駆動リンク３２に揺動可能に接続されている。両 端が空洞となっている段のついたシリンダ形の弁リフタ５０は、一方の端がハウ ジング５２、従動器２４の両方と滑動係合している。リフタ５０は、ばね２８と 流動栓２５の一部を受入れるために従動器の端の方に行くにつれて空洞となって いる。流動栓２５は、放射導管によってリフタ５０の供給環４３と供給導管４４ に接続している。供給導管４４は、逆止め弁４２と供給ポンプ４０を通して供給 ３８に接続している。スペーサー４６を通して吸気弁４８と接続しているりフタ ５０の空洞となっている端は、ハウジング５２と滑動可能に係合している。弁ス プリング４９は、弁４８の閉鎖力を維持する。リフタ５９の外周の直径の間の軸 受５１は、制限ハウジング５２の軸受に接触する。側路導管４１は、供給導管４ ４と接続する。

導管４１は、切断弁４５と圧力緩和弁４７を通して水圧流を供給３８に戻す。円 でかこったＬＡで図示した制限作動器は、リンク３２を動かして速度を制限し、 もって調節するものである。最も簡単な場合では、リンク３２を加速ペダルに接 続させる連結装置である。より洗練された装置では、後述する中央制御装置によ って動く、電気力学型或いは電気水圧型ピストンであることもある。

差動シフトの実 弁カム５８は、主ドライブ・シャフト５４と押出しベアリング６４との間で回転 可能に係合し、吸気カム面６２でローラー２０と接触している。斜角歯車６８は 、弁カム５８の歯車とシャフト５４に固着されているカム・ドライブ歯車６６と 係合している。歯車６８は、斜角歯車シャフト７６の歯車リング７２に回転可能 に取付けられている。リング７２は、ドライブ・ギア６６とベアリング６４との 間に回転可能に取着されており、ギア・リング・ドライブ・リンク７０に揺動可 能にピン止めされている。シフト作動器は、図の上で円でかこったＳＡで表しで あるが、リンク７０を動かし、それにより経済モードと動力モードとをシフトす る。これを達成するためには、水圧ピストンとか気圧ピストン、シフト・レバー など、既に知られている多くの機器を使用することがで加圧された圧液流が制御 （チェック）弁４２と導管４４を通って導入され、液体栓２５を形成すると共に 、これに連結された閉鎖室（チャンバ）を完全に充満する。

ディスク・カム５８が回転すると、カムによる定期的な力が創出され、カム従動 器２４が図５の移動通路７８を通って駆動する。従動器２４の運動は、弁４８を 開閉して、囲まれた流体を介してリフタ（リフタ）５９に伝達される。この動き により、従動環２６は、制御環３０と重なり合い、或いは部分的に一直線上に並 び、栓２５から往路導管３５への流路を完成する。このようにオーバーラツプす ると、栓２５にある流体が逃げることができ、リフタ５０が下がる。このように −置型なり合うと、リフタ５０が制止した位置に戻るまでその状態にしておかな ければならない。スプリング４９は弁４８及びリフタ５０を閉鎖位置に駆動若し くは付勢する。従動器２４は、リフタに向かって移動し続けてもよいが、液体プ ラグ２５が解放されているので抵抗に殆ど遭うことはない。

弁４８が下がって衝撃を受けると、閉鎖時に弁座に対し好ましくない影響を与え る。段５１とそれに対応するハウジング５２上の段との間に形成される室は、リ フタ５９が弁４８を開くにつれて圧力流体で一杯になる。弁が閉るとリフタ５０ が下がり、段の間の流体が環４３を通って液体栓２５の中に押出される。環４３ が段の室から締め出されると、水圧緩衝が形成される。段５１と環４３との間の 直径は修正若しくは決定し、緩衝の抵抗を調節するために漏れを制限することが できる。弁の隙間は、リフタ５０と吸気弁４８を閉鎖位置にして、スペーサ４６ の厚みを変えることにより設定する。

従動器２４は、図５上のほぼＴ３で曲線７８の上で最も高い位置に到達する。栓 ２５が自由になり、リフタ５０が曲線８０に沿って下降する。従来の技術では、 曲線８０もカム従動器の動きに呼応して動くが、その動きは、カムのドライブ・ トレインに従属しており、カムの側面に組込まれ、従動器２４は、比較的短時間 でＴ３からＴ４に下降する。供給ポンプ４０は、Ｔ３からＴ４に移行する間、流 体栓２５を再度満たすだのに十分な大きさが必要である。スプリング２８から生 じる力と合せて従動器２４上の流体の圧力は、下降する間カム５８とずっと接触 していられるように十分でなければならない。図５のＧ曲線７８上のＴ３からＴ ４までの間で、従動器２４が最も高い位置で止ると、リフタ５０が閉鎖位置に下 降することができる。閉鎖位置では、リフタ５０の供給環４３、供給導管４４と 重なり、流体栓２５を再度満たすことができる。さもなければ、液体は、一旦自 由になると連続的に流れる。

Ｔ４からＴ５にかけての延長時間に起るため、従動器２４が長時間かけて下降す ることが本発明の１つの特徴である。下降速度をＴ３からＴ４への速度の四分の １に落とす。従動器２４の下降を延ばすには、リフタ５０が、常に、流体栓２５ が解放されると下降することが必要であり、従来技術の場合のように、カムの側 面が下がるのにつれて下降するわけではない。これは従動器２４のカム４８との 接触を維持するため従来技術で要求されたちのより小さいパイプとポンプでよい ことを意味する。

弁が閉り始めるかどうかは、従動環２６が制御環３０と重なる時に決まる。環３ ０が環２６から最も遠い位置にある時、環２６が静止又は下がった位置にあると きには、それらの環が重なり合うまで動くのに時間がかかる。

従って、弁４８は、最も長い時間開いており、閉鎖は図２の時間Ｔ３で始る。反 対に、環３０が環２５に最も近い位置にあると、開いている時間が最も短くなり 、閉鎖はＴ１で始る。開いている時間は、環３０と環２６の相対的位置によって 決まるが、それは、次で調節装置３６の位置によって決まる。調節装置３６は、 ドライブ・リンク３２を制限作動装置ＬＡで動かすことにより位置を決めること ができる。弁の閉鎖は、Ｔ１からＴ３にかけての中間時間Ｔ２でも始めることが でき、リフタ５０が図５の曲線８２に沿って下降することになる。従って、シリ ンダへの燃料空気の充満は、自動車の絞り弁で行うように連続的、可変的に制限 することができる。燃料節約量の差で、絞る際に失う量が排除される。

吸気弁４８は、激しい排気量を減らすために停止すること、即ち往復運動の変り 目に弁を閉鎖することができる。弁の動きをよくするためには、閉鎖弁４５は閉 めたままとし、操作は前に説明したように進める。エンジン調節装置からの信号 で弁４５が開く。弁４５が線輪筒により動かしている場合には、この信号に電圧 を適用することができる。こうなると、流体の圧力が解放弁の設定水準を超える 場合に、流体栓２５は弁４５と圧力開放弁４７を通して導管４１から逃れること ができる。この圧力設定水準は、最低水準が供給ポンプ４０から過度に流出する のを防ぐものであり、最高水準は弁スプリング４９と解放弁４８に打ち勝つため に必要な圧力を下回るものである。このように、閉鎖弁４９が閉ると、吸気弁が 活発化し、開くと吸気弁が停止する。

上記装置は、吸気弁を早めに閉めるためにも遅めに閉めるためにも、信頼でき比 較的安価な水圧機械的制限装置を提供する。安定した操作のためには受動的な調 節のみが必要となる。各弁サイクルに時間ごとの信号は必要ない。

燃焼率を高め炭化水素を排除するかその水準を大幅に低下させることが、点火前 の圧力を高めることと制限効果を結び付けた本発明の別の利点である。従来の技 術で制限だけを行うと、遊びの状態或いは低水準に部分的充満をした状態の時、 炭化水素量が比較的増大する。図３の点火前の温度Ｉｐｉと圧力Ｐｐｉを検討す ると、米国特許第４，７６５．２８８号に説明されている代替理論が得られる。

絞ったエンジン充満量を減らすと、点火前の温度が上がり、他方制限したエンジ ンでは温度が下がる。また、負荷量を減らすと、絞った場合、制限した場合、い ずれの場合にも点火前の圧力が下がり、制限した場合の方が一層低下する。制限 した操作で遊ばせると、ＩＭＥＰが約２０％低下し、水化炭素が最高に発生し、 絶対温度が１７％下がり、絶対圧力が２５％低くなる。このような相関関係にあ る状況は、燃焼効率に対して否定的な影響を与え、その結果、水化炭素の発生が 増加する恐れがある。

この発明では、遊びの状態及び部分的負荷に下げた場合の点火前の圧力は、絞っ た場合、制限した場合、いずれの場合の圧力の約２倍である。また、遊びの状態 での点火前の温度は、絞った場合の水準にほぼ完全に戻ってくる。いずれが変化 した場合にも、水化炭素が減少する方向に向かい、両方を合せると水化炭素の発 生水準を絞った場合以下に下げることができる。

更に、利点としては、減速及び遊びの状態の時、高い分岐管真空状態により生じ る過渡に濃厚な混合物から発生するＣＯ及びＩ（Ｃの排気量を減らし、また排除 することもできることである。この真空状態により、分岐管壁の上に凝縮された 燃料は急速に昇華する。制限されたエンジンでは、分岐管真空状態は起こらない 。分岐管圧力は、本質的に気圧水準で一定である。真空状態でもなく、濃厚な混 合状態でもない。

もう１つの利点は、燃焼する間に発生するＮＯｘの量を減らすことにより、その 排気利用を減らすことである。

前のサイクルでシリンダの中に残った残存ガスは、新しい燃える前の混合物の中 で希釈剤として作用する。燃焼後に達した絶対温度は、燃えたガスの量に反比例 して変わる。この燃やすガスの量を増やすと、ＮＯｘの排気水準か大幅に減るこ とが判っている。はとんどのエンジンが稼働する経済モードでは、また、おそら く経済モードだけのエンジンでは、排気隙間量は燃焼隙間量より多い。

この数量が増えれば増えるほど、未燃焼のガスがシリンダの中に残り、ＮＯｘの 排気量を減らす効果が出てくるであろう。

差動シフトの ２回の往復運動を段階的にシフトするために、すなわち、１８０度が必要である が、ディスク・カム５８の主ドライブ・シャフト５４に対する関係は、４つのス トローク・カム上で１８０度シフトしなくてはならない。必要なら、前述したよ うに、その時、弁を停止する。段階的にシフトする前、ギア・リングは静止して いる。ドライブギア６６は、ドライブ・シャフト５４と一緒に回転し、斜角ギア ６８と噛み合っている。ギア６８は、ディスク・カム５８と噛み合い、それを反 対方向に動かす。

カム５８のギアとドライブギア６６の直径は等しい。それ故、シフト作動器がリ ンク７９を動かし、ギア・リング７２を９０度に円周に沿って動かし、ディスク ・カム・シャフト５８とドライブ・シャフト５４との関係が必要な１８０度のシ フトをする。弁が再度作動し段階的シフトが完了する。従来の技術によるエンジ ンの排気弁は、カム側面が同じディスク・カムの上にあるが異なる位置にある。

これが問題で、吸気弁カム面がシフトすると、排気弁カム面７４もシフトする。

タイミングに変化を付けると変わるが、排気は制限する必要がないので、同一排 気側面を使用することができる。ギア・リング７２の２つの静止位置をシフト作 動器で調整することにより、もう１つの目的を達成することができる。特に、吸 気弁、排気弁双方のタイミングを、同時に同じ量だけ進めたり遅らせたりするこ とができる。

図８及び図９における実１’ｌの脱Ｂと制限を増やす面での実施例 ころがりカム従動器２４Ａは、小さい方の端にピストンの形で造られており、制 限ハウジング５２Ａの中に滑りこんでいる。従動器２４Ａは、圧縮スプリング２ ８Ａ及び室１２０の中の水圧流体の圧力によって、弁カム５８Ａと接触するよう になっている。解放調節器１１８は、ピストンの形に造られており、従動器２４ Ａに調節できるように付いている。スプリング２８Ａのもう一方の端は、ハウジ ング５２Ａと接触している。弁リフタ５０Ａは、小さい方のシャフトの上にピス トンの形で造られており、ハウジング５２Ａ及び緩衝調整器１００の中に滑り込 んでおり、一部は室１２０の中の流体に触れており、また、流体の圧力によって 弁４８と接触するようになっている。弁４８は、弁スプリング４９によって、閉 鎖位置の方向に跳ねるように付いている。緩衝室１０１は、リフタ５０Ａと調節 器１００との間に形成される。図４のように、いて圧流体が供給導管４４Ａを通 して供給される。緩衝調節器には、導管を通して室１２０に接続している内部緩 衝環１０６があり、ハウジング５２Ａに調節できるように付いている。解放調節 器１１８には、室１２０の端に解放面１０８が付いている。制限ハウジング５２ Ａには、解放調節器１１８と接触して２つ以上の環が付いており、動力環１０２ は、復路導管３５Ａに接続しており、また、中級環１０４は、解放弁１２２を通 して排水に接続している。この具体化におけるリフタ５０の軸は、スプリング２ ８Ａと従動器２４Ａの後ろにあり、また、全て室１２０の中の流体に晒されてい る。

′復運動のシフトの実＆ 弁カム５８Ａは、主ドライブ・シャフト５４Ａとベアリング６４Ａの間で回転し ながら係合しており、ころがりカム従動器２４Ａが接続している。往復レバー１ １２は、カム５８Ａにしっかり付いているシャフト１１６の上に回転できるよう についており、ＰｌとＰ２の２つの位置でトリップ・キー１１４、停止リング１ １０及び緩和ピン１２４と係合している。停止リング１１０は、型どったゴムの ような衝撃緩和材を通して内部リングと外部リングとをしっかりと一緒につなげ たものである。トリップ・キーには、Ｋｌ、Ｋ２と、静止したハウジングに摺動 しながら係合する２つの位置がある。トリップ・レバー１１２には、緩和スプリ ング１２６の力によりレバー１１２の緩和の中にある緩和ピン１２４によって決 定される２つの位置がある。レバー１１２もタブ１２８を持っており、そのタブ は、トリップ・キー１１４かに２の位置にある場合、回転中にトリップ・キー１ １４の位置に入る。停止リング１１０は、シャフト５４Ａにしっかり留められて おり、ドライブ・カム５８Ａを動かすためにレバー１１２の上で停止面１３０と 係合する。シフト作動器は、図の上で円で囲った５Ａ−Ａで表示しであるが、ト リップ・キー１１２を経済モードと動力モードとの間でシフトするために動がす 。多くの既に知られている器具は、図４の作動器のように、この機能を行なえる 。図９は、トリップ・レバーの部分的図解で、２つの位置を明らかにしている。

制限を増やす操 リフタ５０Ａと従動器２４Ａの軸が一致していないこと、及び制限が継続的に変 わるのではなく、決まった位置でのみ起こることを除けば、機能的操作は、図４ と同じである。従動器２４Ａが、図２の経路を通って動くにつれて、流体かりフ タ５０Ａを上に揚げる。解放面１゜Ｏが中級環１０４を室１２０に晒すというが 重なるまで、リフタ５０Ａの動きは続く。弁１２２が開いていると、流体が放出 され、リフタ５０Ａが弁スプリング４９のカで下がり、弁４８を閉める。解放弁 １２２が閉まると、何の変化も起こらず、従動器２４Ａは、面１０８が動力環に 晒されるというか重なるまで続く。環１０２は、常に復路導管３５Ａに接続して おり、弁４８を閉めるために離ゆたいを放出するので、時間をかけて補充をする こともある。環１０２と１０４との間に必要な距離により、環に相対する部分は 、環を密接に交列させるために使用することができる。解放弁１２２は、操作モ ードを変える時以外は受動的である。経済モードが開いていようと、動力モード が閉じていようと、リフタ５０Ａのシャフトが調節器１００の十分奥深く入り、 環１０６を閉めると、水圧による緩衝効果が室１０１の中に現れる。緩衝の製造 上の許容度というか強さの変異性は、調節器１００をハウジング５２Ａとの関連 で動かすことにより補填することができる。解放調整器１１８は、弁４８が適当 な時間に確実に閉まるようにして製造上の許容度を補填するために従動器との関 連で調節することができる。

環１０４と弁１２２と同じような別の環と弁を加えると、他の段階の制限を行な うことができる。同じような環と弁を従動器２４Ａの上の大きな面の静止位置に 被せるように置くと、重なり合って閉まるまで弁が開くのを遅らせるために使用 することができる。また、別の環を復路導管に接続し、リフタ５０Ａの大きな面 の最も望ましい開いた位置にちょうど重なるように置くと、弁４８の最大開口を 制限する為に使用することができる。

継続変速装置が必要であるので、従来の技術と同様に絞り装置を使用する。動力 操作の間、ＩＴＥが図３の絞った側面に従う。経済操作の間、ＩＴＥはこの発明 と同じ点で最高に達するが、そこから図示した点線に沿って絞られる。

トリップ・シフトの シフトの前に、Ｐｌの位置に示したように、停止リング１１０がトリップ・レバ ー１１０を噛み合い、弁カム５８Ａを主ドライブ・シャフト５４Ａで動かす。レ バー１１２が図示したＫｌの位置で静止したトリップ・キー１１４を通り越すが 、何の相互作用も起こらない。緩和スプリング１２６でレバー１１２の緩和の中 に押し込められた緩和ビン１２４は、レバー１１２をその位置に保つ。経済位置 と動力位置との間で１８０度シフトすることは、シフト作動器５Ａ−Ａが、点線 で示したように、キー１１４をに２の位置に動かすことによって達成される。レ バー１１２がキーを越えて回転するにつれて、今度はキー１１４がタブ１２８を 叩き、図９の点線で示したように、シャフト１１６のレバー１１２を他の緩和位 置、Ｐ２に回転させる。この為、カム５８Ａがシャフト５４Ａから離れる。動か さないカム５８Ａは、レバー１１２の停止面１３０がリング１１０の反対の停止 と係合するまで速度を落とす。停止リング１１０の衝撃緩和材が衝撃を緩和する 。カム５８Ａは、経済モードから動力モードにシフトし相対的位置が１８０度変 わること以外、シャフト５４Ａと共に回転を続ける。

段階的シフトは完了する。トリップ・キー１１４の位置をＫｌに戻すと、レバー １１２の主な端を動かし、Ｐｌの位置に回転させる。停止リング１１０は、トリ ップ・レバー１１２と再び噛み合い元のモードを取り戻す。

従来のロッカアーム１４は、ブツシュロッド９４で駆動され、弁４８を駆動し、 支点９ｏの回りで振動し、支持ハウジングに対して押圧する支点スプリング９２ がら支点９ｏを通して伝達される力により弁４８及びブツシュロッド９４と接触 するようになっており、その力によって接触している支点９０の形成面により位 置安定が得られる。支点９ｏは、支持ハウジングにビン留めされており、そのビ ンの回りを回転することができるが、それ以外は制限されており、フラップラッ チと係合する接触面９６及び置換面８８を有する。フラップラッチ１６は、支持 ハウジングによって揺動可能かつ調節可能に支持されており、それから分離しな いように抑えられており、接触面９６及び置換面８８と係合する図示のごとき第 １の位置を有し、電磁アクチュエータ１５の差右酔う端部に近接する面８８との 係合が解除されるようにずらされた時に決決定される第２位置を有し、電磁アク チュエータ１５の磁気吸引力にょって第２位置に保持される。電磁アクチュエー タ１５は、通電された際に、フラップラッチ１６を保持する磁気吸引力に対抗し てこれを弱める永久磁石１５ａ及びコイル１５ｂを有し、がっ支持ハウジングに 据え付けられている。ハウジング５２Ｂに取付けられたフラップ・スプリング８ ６は、通電されていない電磁アクチュエータ１５の保持力を克服するのに不十分 な力で、また、通電された時には十分な力で、フラップラッチ１６を支点９０と 係合させるべく付勢させる。弁カム５８Ｂは、ブツシュロッド９４を従動器２４ Ｂを介して駆動する。

カム５８Ｂの回転に応答するカム従動器２４Ｂの移動が図７に示しであるが、基 準線１６９、その上の経済ローブ１６８及び基準線１６９の下のディップ１６７ を有する。後の２ストロークに対応する第２のディップ及びローブについては、 以下で説明する。

６のフラップラッチの フラップラッチ１６がスプリング８６で支点９０と係合するように押されると、 振動器１４が、従来の振動器のように作動する。振動器１４を支点９０に押し付 ける力が定期的に揺動ビン、支点スプリング９２、また接触面９６を通してフラ ップラッチ１６の端の面に発生する。また、フラップラッチ１６を通して支持ハ ウジングの中にも、起こる。これは、支点９０をフラップラッチ１６にしつかり 留めることのできる弁であり、ブツシュロッドの正常の正の動きが弁の動きに変 わる。

次のような場合、弁の操作ができなくなる　：　カム従動器が下がり、ブツシュ ロッド９４は「負」の動きをする。ブツシュロッド９４と従動器２４Ｂは、いず れも支点スプリング９０の反動力により負に動く。この負の動きの結果、支点９ ０はフラップラッチ１６から離れる方向に揺動するが、フラップラッチ１６とも はや重なることがないほど遠くなることはない。この動きで面８８をフラップラ ッチ１６の対応する面に接するように置き換え、フラップラッチ１６を電磁アク チュエータ１５に非常に近い位置に置き換える。これがフラップラッチ１６は永 久磁石１５ａの力で抑えられたままとなる。この抑えられた位置では、接触面９ ６がフラップラッチ１６の対応する端の面と並ばなくなる。

このように並ばなくなると、支点９０の接触面９６は、弁カム５８Ｂのローブが 正の動きを起こす時、フラップラッチ１６の端の面を通り越して振動することが できる。支点９０は、この正の動きに勢いよく屈し、フラップラッチ１６が維持 される限り、正常な弁操作ができないようにする。

保留可能な位置から弁操作ができなくなるようにするには、コイル１５ｂに電気 を通して操作ができる状態にし、フラップラッチ１６に対する保留状態を解除す る必要がある。カム従動器がディップ５８ａの底にある、極端に負の動きをする 位置から支点９０が静止位置に戻る時に少なくとも短い時間、保留状態を解除す ると、フラップラッチ１６は、フラップ・スプリング８６で動かすと置換面８８ 接触面９６と一直線に並んでび噛みように下がる。。これが弁４８を再活性化さ せる窓である。

フラッグラッチ１６を置き換えるというか各サイクルの噛み合いから正の状態に 動かすことが、この発明の一つの特徴である。各サイクル前に、ローブを選択す ることができる。保留または捕獲装置以外の方法で、この場合は作動器１５で置 き換える。こうして、保留装置は、フラップが［現れる時に動かしたり止めたり するだけでよく、何かを動かしたりその慣性を克服する必要もないので、高速度 の操作ができる。例えば、ソレノイドで動かしたラッチの場合のように。

図７は、主シヤフトまたはカム５８Ｂの回転の観点からみたカム従動器２４Ｂと ブツシュロッド９４の移動経路を図示したものである。カム５８Ｂには図示した 移動経路をつくるローブが二つある二　通常の高い動力モード用の動力ローブ１ ６６と取入量を制限する経済ローブ１６８である。

弁カム５８Ｂについている第二のディップとローブの目的は、二回の往復運動の シフトを達成する為に一方のローブを動かし他方を止め、或は逆に動かすことを 考えれば明らかである。まず少なくとも、別のローブにシフトし次の隙間量で燃 焼させることにより弁操作を変えることができる。隙間量が一定のクランク・エ ンジンでも。

各弁操作を電気的に動かしたり止めたりできること、開口側面を選択することと 相まって。エンジン操作をコンピューター・チップで調和させることができる。

このカム・エンジンの構造では、二つのローブが適切に配置されており、一方か ら他方にシフトすることにより弁シフトを経済モードから動力モードにシフトす る効果がある。また、実質的にチップを修正するだけで、次のような選択ができ る＝　「スキップファイア」と呼ぶ、シリンダの燃料節約回転停止、シリンダの 減速中止、吸気操作を止め両排出ローブを活発化させることによるエンジン・ブ レーキをかけることなどである。或は、高速から低速のカム側面への二往復の段 階的シフトとかミラ一式超充満方法など。

この場合、弁４８Ｂをブツシュロッド９４の動きは主シヤフト５４Ｂと平行であ ることを示している。しかし従動器の動きも振動器に対して９０度の角度で放射 的に処理することもでき、４５度での弾力的な支えもできる。この発明のもう一 つの側面は、上部のカムに振動器の中央部をうごかさせるので、表面８８及び向 弁の反対側にある振動器の端の不可欠な部分である接触面９６とを置き換えるこ とである。それから、フラップラッチ１６は、振動器１６と直接噛み合い機能的 な支点となり、弁が活動する間に少し揺動することすらある。支点９０の同等部 分は、スプリング積載機能と位置決定機能とだけを保持し、かけかねの端近くで 振動器と係合する。これやその他の形で、支点９０は回転する必要がなく、また 、線形にすべるようにすることもできる、等。また別の特徴として、かけがねを 置き換える機能を別の結合器またはカムで、或は両者を使って果たすことができ る。

本発明には他にも展開可能な領域が数多くある。電磁アクチュエータ１５は、電 気を通した時にその状態を保つように手直しすることができる。スプリングで動 く追歯つめ、即ちかぎ、によってフラップを捕らえたり動かないようにしたり、 或は捕らえないで動くようにしたりすることかできる。主な決定要因は、速度、 即ち各サイクルにフラップを置き換えることにより増大する、必要なサイクル率 である。一つのディップとローブでシリンダを遮断するように、ゆっくり動く物 の場合には、表面８８とディップ５８ａを置き換える動きを省略することができ 、或は可能にする為に押し戻すこともできる。作動器は、偏ったものとか二倍の 力を出す物、ソレノイド、水圧式、真空式作動器など。

超　満　Ｓｕ　ｅｒｃｈａｒ　ｉｎ 超充満エンジンの産出量を調節して制限すると相乗効果がおこる。直接制限する ことにより充満量を調節すると、操作圧縮率を調節することになる。図２で、弁 が吸気の動きで閉まる時の０１における圧力と温度の状態は、同じピストンが圧 縮運動にある時、Ｃ２で名目的に取り戻す。Ｃ２における量はＣ１における量と 同じで、実質的に絞られた状態か気圧の水準である。制限してこの量を変えると 、操作圧縮率が比例して変わる。

超充満により引き起こされる圧縮率低下は、二つ以上の要素が付は加えられると 、制限する時に必要ない。まず初めに、超充満圧力を計らねばならない、即ち、 分っているエンジンの規格に基づいて計算する。二番目に、超充満圧力に従って 、最高制限位置を低下させる、即ち制限する。さもないと、加速器が働き点火前 発火となる。

両方合せた圧縮率は、常に、縁起充満圧縮率と適当に下げた操作圧縮率とを合せ たものに等しい。超充満圧縮率は、常に完全に利用され、シリンダの圧縮率が調 節される。

その結果は、超充満速度に加速するにつれて、超充満により回収されるブローダ ウンの作業は今度はエンジンの中に戻る。この作業は、これまでピストンが行な っていた作業に取って代わり、こうして直接シャフト産出量を増やす。これによ り、従来の技術で超充満と制限を別々にする場合よりも単位排気量当たりの産出 量が増加し、ＳＦＣが減少する、これが相乗効果である。ＩＣエンジンの超充満 のシナ−によると、産出量は２５から４０％増加し得ると言う。超充満により圧 縮率が上昇し、シリンダの圧縮を置き換えることができる。

尚、このような返還の利点は、最高充満量を元の状態に絞るというか制限するこ とができる置換型、即ち膨張可能室型のエンジン全てに当てはまる。内部燃焼、 外部燃焼。その他の暖房、圧縮点火、或はスパーク点火。ディーゼルの圧縮に使 用されるかなりの量は、排気から構成される装置き換えることができる。

Ｊ　ｏ　作　１０　調　１装 図４で継続的に変化する制限装置を調節する仕組みは、図１０に示しである。そ れは、この発明に関連した調節作用を図解し、説明したものである。従来の技術 でもこの発明でも、送り出したり、受は入れたり、作動したりする為の機械式、 電気式、気圧式及び水圧式装置と一緒に、この仕組みには恐らく調節装置１６４ の中に電子式調節器ＥＣＵが含まれることになろう。ＥＣＵは、各知覚器からエ ンジン速度、シャフトの位置、ＲＰＭ、エンジンの積載要求量などの人力信号を 受け取る。例えば、加速器のペダル１５４につながった分圧器から超充満速度と 圧力、油と水の温度などを得る。ＥＣＵは、いろいろな可変人力バラメーターに 関連するエンジン操作の特徴を表す資料を内蔵しており、適切な隙間量を選定す るなど、適切な産出信号を提供する。また、選定された隙間量に従って点火や燃 焼のタイミングを変える。これらの信号により、ライン１５８を通してシフト作 動器を調節してエンジンを経済モードか動力モードに入れ、また、停止弁をライ ン１６２に沿って開くことによりシフトする開弁を停止する。モードによるが。

加速停止器１５６は、シリンダに過剰に充満することを避けるような位置におく 。速度調節作動器は、吸気弁の開いている時間を調節するこによりライン１６０ を通してエンジン速度を調節する。

図６で二つのローブの並び方を調節する仕組みは、速度調節作動器が従来の技術 と同様に絞る操作になるという点以外、図４と同じになる。制限機能が弁カム上 の二つの異なるローブの形に組込まれているので、加速停止器は省略される。ま た、適切なローブを選定する為に、各サイクルの６弁の間、適切な間隔をおいて 信号が送られる。

図８の手配を調節する仕組みは、加速停止器１５６が取り除かれ停止器１５６の 機能が点線で示すように開放弁１２２によって達成されること以外は、図６の場 合と同じである。いろいろ異なる制限段階で、追加される開放弁の位置は、超充 満圧縮補填、作業量返還などの為に選択することができる。

■ 選択できるエンジン操作方法が増えることが、この発明の究極的な利点である。

モードが増えることは単一エンジンでこれまで禁止されていた可能性の選択がで きる。

複数モードで単一燃料の成績を高めるか、単一のモードに専心して複数の燃料の 成績を高めるかである。往復運動の操作を段階的に変えることによってこれらの 操作モードの問題に取り組む。ピストン・ドライブ・カムをいろいろ変えると、 圧縮率と膨張率を選択できる。弁をいろいろ調節すると、吸気、排気いずれでも 置き換えるこができる。継続的か増加的弁により絞った場合の減損程度を選択で きる。本質的に一つだけしか選択できないという場合はない。制限して一層高い 圧縮率モードに戻すことにより、吸気置換量を減らして速度を制限した圧縮率を 維持することができ、部分的動力で一層高い指示熱効率を生み出す。超充満エン ジンで制限して元に戻すことにより、超充満圧縮物をエンジンに返還することが できる。このような多くの選択は、全ての単一、或は二重の燃料膨張可能室エン ジン、広義に定義すれば、圧縮流体で室を膨張させ使用可能な産出物を生み出す エンジンに適用できる。

操作中に段階的にシフトできるので、長年探求してきた目標をいくつか達成でき る。最高点火前圧力比率Ｒｐｉ１８が、絞ったエンジンの場合のように１３に下 がり効率が低下する代わりに、最高経済動力で維持される。約５９％の動力で絞 りに関連した減損を回避する、部分的積載で膨張率サイクルを大きくして操作す るので、部分的積載での効率の方が、満載の場合より高くなり、従来の技術にお ける関連が逆転する。シリンダを止めずに置き換えを減らすので、操作温度、従 って成績を維持する。減速及び遊びの間に濃厚な混合物を発生する、いろいろな 他面的真空状態を減らす。遊びの状態及び低積載量での点火前の圧力と温度を高 める。経済モードで燃焼ガス団を増やす。全てがＨＣ，Ｃｏ、及びＮＯｘの排気 を減らす方向に向かう。

もう一つの利点は、筆者の行なったテストから明らかである。３０７オールドモ ービルの吸気分岐管に真空測定器をつなげた。いろいろな都市、郊外を通常の速 度、加速、減速で自動車を走らせた。真空状態は、水銀１０インチから２０イン チに変わった。エンジンは、常に経済モードに入る動力水準で操作した。老齢の 女の先生が運転する有名な車の場合は、決して動力モードにはシフトされないで あろう。実際的な意味で、動力モードは、過渡期のギアとして処理され、操作の 多く、或は全部さえも、一層燃料効率がよく排気の少ない経済モードで起こる。

弁の三つの並び方には、各々独自の取柄がある。図４では、継続的に制限を変え 時間的間隔を調整するが、絞りとそれに関連した減損が実質的に取り除かれるよ うな洗練されているが受動的な調節方法が得られる。段階的シフトに加えて絞り と増加的制限によって速度を調節する図８も受動的であり、更に次のような特徴 がある；遊びの状態の制限増やす選択；　ミラ一式超充満；　エンジンの長さを 短くすること；　放射状のカム側面を製造するのが一層易しいこと；　調節力が 改善されていること；　半球状の頭部で放射状に置かれた隅切弁に対する適応力 があり、重要な量に対する表面の比率を下げることなど。図６では、弁操作の二 つのモードが６二つのローブ・カム側面に組み込まれている。カムのシャフトに 対する関係をシフトする必要はない。その代わり、望ましいローブが活かされ、 他方が止まる、或はその逆である。

フラップラッチ装置の高速電動弁調節器により、エンジン・サイクルの間に実際 的に弁とシリンダを調和させることができる。これによりスキップファイア、減 速停止、エンジン・プレイキなどを行うことができる。

超充満で制限することにより、排気エネルギーをシリンダ圧縮物として回収でき る。こうして自動車エンジンのミラ一式超充満が実践的なものになり、２５から ４０％産出量を増やすことができる。

この発明に関して発表されている特徴を手直ししたり変更することは可能である 。例えば、図４の変速解放デザインは、図９の不一致従動器２４Ａとリフタ５０ Ａのデザインに適合させることができ、エンジンの長さを短くしたり調整力を高 めたりできる。三つの弁の並べ方は、従来のイン・ライン、■、或はその他のデ ザインのスパーク点火または圧縮点火型エンジンに組み込み、一定の隙間量に調 節することを含め、可変的弁調節を行うことができる。弁で流体を放出すること により二重のローブをシフトする面で影響を与えることができる。図１の両端が 閉じているエンジンを片方だけ閉じたものにすることもできる。経済モードだけ のエンジンも可能である。複数ローブ弁カムにより複数側面が得られるが、それ に接する為に段階的シフトが必要である。カム・エンジンにおける単一ローブ・ シャフト・シフトは、燃料を二重の燃料エンジンに入れた圧縮率に匹敵する可能 性がある。従って、この発明は、詳細にわたり説明するよりも実践的に使用でき る点を理解する必要がある。

どんな発明でも最も重要なことは、何を達成できるかだが、この発明では自動車 との関連で最もよく述べである。前に触れた米国特許４，２８０，４５０番の路 上テスト結果を使うと、テスト用エンジンの指示熱効率の計算上の増加量に対し てＭＰＧが２３％増加したことが測定されており、また、超充満と最発生を除き 、この発明したエンジンに同じ方法を使い同じ効率で増加率を計算すると、ＭＰ Ｇの見込み増加率は、エンジンの最高動力を落とすことなくこれが既存の技術の 改善であるだけでなく、エンジンの操作方法の根本的変更であることは、従来の 技術に詳しい人には明らかであろう。エンジン技術において、最も競争が激しく 多くの人々がひしめいている分野における突破口となる開拓者的発明である。こ のように、この発明は、その心と心髄に関して次のような主眼点に関して広範な 解釈を受ける価値がある。

５ＨＥＥＴＩＯＦ６ シャフト角度 ５ＨＥＥＴ　３０Ｆ　６ ＳＨＥＥＴ　４０Ｆ　６ ５ＨＥＥＴ６０Ｆ６ 国際調査報告 一一一−＾−−喀−−嗜軸・ＰＣＴ／υ５９２／ＣＸ）３０８＋ｍ−−−＾ｍａ ｉｍｍ　Ｋｍ〜５９２１００３０８フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号ＦＯ２Ｂ　７５１０４　 ７５４１−３ＧＩ

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくともシリンダを１つ有し、該シリンダはピストンを有し、該ピストン は上死点で一部隙間量を作り、該隙間量は継続的に続く隙間量の１つであり、前 記ピストンの上死点における位置はピストン・ドライブ・カムの影響を受ける膨 張可能な室型エンジンであって、前記隙間長を最高と最低の隙間量の間で継続的 に交互に動かす手段を有し、前記最低隙間量は充満する力を持つのに十分である ことを特徴とするデュアルモード、位相シフトカムエンジン。
2. ２．前記シリンダが上死点の位置に従い機能的サイクルを行なうエンジンを有し 、その後の隙間量に従い前記機能的サイクルをシフトする手段を更に有すること を特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. ３．前記エンジンは、同室との流体の流出入を調節する弁を少なくとも１つ有す るエンジンにおいてシフトする手段と、弁カムから定期的に出る力に反応して該 弁を操作するドライブ・トレーン手段と、前記弁カムを動かす手段とを有し、該 弁をシフトするのに該動かす手段に対する前記弁カムの回転関係を変える手段を 有することを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. ４．前記エンジンは、更にドライブ・トレーン手段をつないで流動栓を水圧で提 供する手段を有し、該流動栓に加圧力水圧流体を提供する手段と、水圧流体を排 水する手段とを含み、前記弁は閉鎖部の方に傾いており、前記流動栓に接続した 栓の口と、 水圧流体を排水するための該手段に接続した放出口と、前記栓の口と前記放出口 を接続する重複が起った後の該弁を閉める手段と、を有し、 前記重複により水圧式連結装置からその連結器を通して流体を放出し、このよう にして弁が閉まることができ、その後、前記栓口と前記放出口との間の関連した 動きが起こり、該動きを前記弁カムが起こすことを特徴とする請求項３に記載の エンジン。
5. ５．前記エンジンは、更に、排水装置と口との間に挟まれて弁で動く連結器があ り、該口は前記放出口と二番目の放出口から構成される集合体から選択し、また 、前記水圧式連結装置を前記重複が起こると前記弁で動く連結器の状態に従いそ のままにしておいたり、解放したりする手段を含むことを特徴とする請求項４に 記載のエンジン。
6. ６．前記エンジンは、更に、前記弁カムに従うカム従動器と、該従動器を前記弁 の最終有効閉鎖が起こった後に静止位置に戻す手段を含むことを特徴とする請求 項４に記載のエンジン。
7. ７．前記エンジンは、更に、前記放出口の同位置を変えるための手段を含むこと を特徴とする請求項４に記載のエンジン。
8. ８．前記エンジンは、更に、流体の室との流出入を調節する弁を少なくとも１つ 有しており、 複数のローブを有する弁カムがあり、該ローブのタイミングは前記隙間量の流れ のタイミングに対応すること、前記ローブの各々により自由に前記弁操作を始動 したり停止したりするための手段、 を有することを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
9. ９．前記自由に始動したり停止したりするための手段は、ドライブ・トレーンの 振動腕の支点をかえるための手段を含み、該手段は、 前記エンジンに付いているものに適用される支援手段と、 該支援手段に備え付けられている位置確定手段で、該位置確定手段は、振動器に 接触するようにして回転表面を決め、該位置確定手段は、該回転費用面の動きを 決めるように備え付けられ、更に該位置確定手段は、弁ドライブ・トレーンの中 での衝突に負けないような十分な力で振動器に接触するように傾いていることと 、前記振動器に横の支持を伝達するようにした接触手段で、該横の支持が前記弁 の通常の開口を可能にし、該接触手段が第一接触表面を決めること、 該第一接触表面に接触し前記弁の正常な開口を行なうドライブ・トレーンの力に 反応するようにして第二接触表面を決めるかけがね手段であって、該かけがね手 段は、前記支持手段の上に備え付けられ前記第二接触表面が前記第一接触表面と 一線上に並んだり外れたりするようになっており、前記第二接触表面の動きは本 質的に前記振動器の前記回転表面を通して第一接触表面及び反動力の軸の両者に 近づいたり離れたりすること、停止状態と始動状態の間で自由に切換えることが できる作動手段であって、前記停止状態は、前記かけがね手段を停止位置に留め 、該接触表面の整列を崩し前記ドライブ・トレーンの力に反応した該接触表面が 互いに通り越すようにすることにより前記弁を停止させ、前記始動状態は、前記 接触表面と並んだ位置に前記かけがね手段を移動し前記ドライブ・トレーンの力 に反応して正常な弁の開閉を行ない、前記作動手段には、更に前記かけがね手段 を前記始動位置から前記停止位置に移動させ自由に前記始動位置に留めおくか動 かすようなかけがねを外す手段が含まれ、その動きで前記ロープの各々が現れる 前に各エンジンサイクルを起こすこと、を有することを特徴とする請求項８に記 載のエンジン。
10. １０．請求項９に記載の装置は、更に前記かけがねを外す手段の中に前記弁カム のディップを有し、該ディップは、振動器の負の動きを生み出しその動きを起こ すための各ローブの以前にはカム側面の基準線の下にあることを特徴とする請求 項９に記載のエンジン。
11. １１．前記かけがね装置を停止位置に留めるための手段は、電磁式作動器である ことを特徴とする請求項９に記載のエンジン。
12. １２．室との流体の流出入を調節する弁を有し、カム従動器は弁カムに従い、ド ライブ・トレーン手段で前記弁カムに反応して前記弁を開き、前記ドライブ・ト レーン手段には、前記カム従動器が静止位置に戻る前に前記弁を閉鎖する手段が 含まれ、前記弁が最終的に閉じた後、前記従動器を静止位置に戻す手段を有する ことを特徴とする膨張可能な室型エンジン用弁カム。
13. １３．少なくとも１つのシリンダを有し、該シリンダにはピストンがあり、該ピ ストンが一部上死点で隙間量を決め、該隙間量は、継続的に発生する隙間量の１ つであり、前記シリンダは、ピストンの上死点位置に従って機能的サイクルを行 ない、その後の隙間量に従うよう該機能的サイクルをシフトする工程を有するこ とを特徴とする膨張可能な室型エンジンのシフト方法。
14. １４．前記シフトの工程は、異なる量の隙間量にシフトすることを含むことを特 徴とする請求項１３に記載の方法。
15. １５．エンジンにおけるシフトの工程には、同室との流体の流出入を調節する弁 が少なくとも１つあり、弁カムは複数のローブを有し、該ローブのタイミングは 前記連続隙間量のタイミングに対応し、また、前記弁を自由に始動したり停止し たりする手段は前記ローブの各々が操作するものであって、 前記上死点位置に対応するロープのために弁操作を停止する工程と、 その後の隙間量に対応するローブのために弁操作を始動する工程と、 を有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. １６．エンジンにおけるシフトの工程には、前記室との流体の流出入を調節する 弁を少なくとも１つ有し、弁カムから定期的に発生する力に反応して前記弁を操 作するためのドライブ・トレーン手段があり、ドライブ・トレーン手段は、前記 弁カムを動かし、前記弁をシフトするために前記運転手段に対する回転の関係を 変更する工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. １７．前記ドライブ・トレーン手段を水圧でつなぐ流動栓を提供する手段を有す るエンジン中に、前記弁を閉鎖部の方に傾かせる手段と、加圧水圧流体を前記流 動栓ま方に供給する手段と、水圧流体を排水する手段と、前記栓と放出口が外れ た時に前記水圧連結装置を維持する手段とを含み、前記栓の口と前記放出口を接 続する重複部が現れると前記弁を閉じる工程を有し、該重複は、前記弁カムによ り前記栓の口と前記放出口の間の相対的な動きによって引き起こされることを特 徴とする請求項１６に記載の方法。
18. １８．前記弁で動く連結器の状態に従い、前記重複が起こると直ぐ前記水圧式連 結装置を自由にそのままにして置いたり離したりする工程を更に含み、前記弁で 動く前記連結器は排水器と口との間に挟まれており、該口は前記放出口と第二放 出口から構成される集合体から選ばれることを特徴とする請求項１７に記載の方 法。
19. １９．前記放出口の位置を変更する工程を更に有することを特徴とする請求項１ ７に記載の方法。
20. ２０．エンジンにおける前記シフトの工程には、前記室との流体の流出入を調節 する弁を少なくとも１つ有し、弁カムは複数のローブを具備し、前記ロープのタ イミングは連続隙間量のタイミングに対応し、また前記ローブの各々によって弁 操作を自由に始動したり停止したりする手段を有してなり、 前記上死点位置に対応するロープのための弁操作を停止する工程と、 その後の前記隙間量に対応するロープのための弁操作を始動する工程と、 を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
21. ２１．自由に始動、停止を行なうための前記手段における前記始動、停止工程は 、 かけがね手段を始動位置から停止位置へ動かすことで、始動位置の前記かけがね 手段が振動腕の支点表面に対して支えの役割をし、該支えが前記弁カム・ローブ に反応して前記弁の操作を可能にし、停止位置の前記かけがね手段により前記支 えが取り除かれ、該支えを取り除くと前記支点表面で形を変えることができ、該 形に変えられると前記弁カム・ロープに反応して前記弁の操作を停止するのに十 分であり、前記かけがね手段が噛み合っている端の動きは本質的に噛み合い部と 前記支点表面を通した反動力の軸のいずれからも遠ざかっており、該動きは前記 ロープの各々が選択する前に起こる工程と、前記かけがね手段を始動が選択され るまで前記停止位置に留めておく工程と、 前記かけがね手段の始動が選択され次第、前記始動位置に戻す工程と、 を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. ２２．前記移動段階は、カム従動器が前記弁カムのディップの中に下降する工程 を含み、該ディップは、前記ロープの各々の前にはカム側面の基準線の下にあり 、この下降で振動器の負の動きが起こり、該移動段階を通して前記ラッチ手段を 動かすことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. ２３．前記保留段階は、前記かけがね手段を電磁式作動器で停止位置に保留する 工程を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
24. ２４．弁を自由に停止したり始動したりするためのエンジン弁振動器の支点を変 える装置であって、前記エンジンに付いている支持手段と、前記支持手段に備え 付けられた位置確定手段であり、該位置確定手段は、振動器に接触するようにし て回転表面を決め、該位置確定手段は、前記回転表面の動きを決めるように備え 付けられ、吏に、該位置確定手段は、弁ドライブ・トレーンの衝突に負けないよ うな十分な力で振動器に接触するように傾いており、 前記振動器に横の支持を伝達するようにした接触手段であり、該横の支持により 支点が前記弁の正常な開口を可能にし、前記接触表面が第一接触表面を決め、前 記第一表面に接触するためのものであり前記弁を正常に開かせるドライブ・トレ ーンの力に反応するようにした第二接触表面を決めるかけがね手段であり、該か けがね手段は前記支持手段の上に備え付けられており、前記第二接触表面が前記 第一接触表面と並んだり反れたりするように動けるようになっており、前記第二 接触表面の動きは本質的に前記第一接触表面及び前記振動器の前記回転表面を通 した反動力のいずれにも近づいたり離れたりし、 停止状態と始動状態の間、自由に切換えの利く作動器手段であって、前記停止状 態で前記かけがね手段を前記接触表面と一線上に並ばない停止位置に留めておき 、前記接触表面が前記ドライブ・トレーンの力に反応してお互いを通り越して動 くままにすることにより停止させ、前記始動状態で前記かけがね手段を前記接触 表面と並べ、前記ドライブ・トレーンの力に反応して正常な始動位置に動かし、 更に前記作動手段は、前記かけがね手段を前記始動位置から前記停止位置へ動か すかけがねを外す手段と、 を含むことを特徴とするエンジン弁振動器の支点変更装置。
25. ２５．前記かけがねを外す手段により弁カム上の少なくとも１つのローブが現れ る以前に各エンジン・サイクルをそのように動かし、前記弁カムが前記ドライブ ・トレーンを動かすようにしたことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. ２６．前記かけがねを外す手段の中に、前記弁カムのディップがあり、該ディッ プは、前記動きを起こすための始動器の負の動きを引き起こす前記ローブ以前に はカム側面の基準線より下にあることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
27. ２７．前記かけがね手段を停止位置に留めておく手段が、電磁式作動器であるこ とを特徴とする請求項２５に記載の装置。
28. ２８．室との流体の流出入を調節する弁を少なくとも１つ有し、該弁は閉鎖部の 方に傾いており、弁カム、該弁カムから定期的に生じる力に反応して前記弁を操 作するドライブ・トレーン手段と、流動栓を水圧で前記ドライブ・トレーンにつ なげる手段と、加圧水圧流体を同一流動栓にに供給する手段と、水圧流体を排水 する手段とを含む膨張可能な室型エンジン用の弁調節装置であって、前記流動栓 に接続した栓口と、 水圧流体を排水するための前記手段に接続した放出口、また前記弁を前記栓口と 前記放出口に接続すると重複が現れることにより閉じる手段であり、前記重複に より流体を水圧連結装置から連結器を通して放出することにより弁が閉じるよう にし、前記栓口と前記放出口の間の関連した動き、前記弁カムによる関連した動 き、をするようにしたことを特徴とする弁調節装置。
29. ２９．排水器と口との間に挟まれて弁で動く連結器と、前記放出口と第二放出口 から構成される集合体から選ぶ前記口と、前記重複が起こると弁で動く前記連結 器の状態に従い前記水圧連結装置を自由にそのままにしたり外したりする手段と 、を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の弁調節装置。
30. ３０．前記弁カムに従う従動器と、前記弁が最終有効閉鎖地点を通過した前記カ ム従動器を静止位置に戻す手段と、を更に含むことを特徴とする請求項２８に記 載の弁調節装置。
31. ３１．前記放出口位置を変える手段を更に含むことを特徴とする請求項２８に記 載の弁調節装置。