JPH0674059A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPH0674059A JPH0674059A JP4321264A JP32126492A JPH0674059A JP H0674059 A JPH0674059 A JP H0674059A JP 4321264 A JP4321264 A JP 4321264A JP 32126492 A JP32126492 A JP 32126492A JP H0674059 A JPH0674059 A JP H0674059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion engine
- internal combustion
- gear
- planetary gear
- fixed gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/04—Engines with prolonged expansion in main cylinders
-
- 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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 内燃機関において、吸入，圧縮行程よりも燃
焼・膨張，排気行程を大きくするとともに、出力に応じ
て機械的圧縮比を変化させることができるようにして高
効率を達成する。 【構成】 出力に応じて角度を可変できる固定歯車２６
に噛み合った遊星歯車３０は、固定歯車の円周に沿って
自転しつつ公転する。遊星歯車の中心に回転自在に連結
された主クランクア−ム３２は固定歯車の中心のクラン
ク軸２８に連結している。遊星歯車にある角度を持って
固定された副クランクア−ム３４の自由端は、ピストン
２２に連結するコネクティングロッド２４に連結してい
る。シリンダ−２０内のピストンの往復運動は、コネク
ティングロッドと副クランクア−ムを介して、遊星歯車
に伝達され、この遊星歯車の公転運動によって、ピスト
ンの往復行程が規制され、ピストンの燃焼，膨張ストロ
−クが吸入・圧縮ストロ−クよりも増大する。且つ、固
定歯車の角度の変化に応じて、圧縮比が変化する。
焼・膨張，排気行程を大きくするとともに、出力に応じ
て機械的圧縮比を変化させることができるようにして高
効率を達成する。 【構成】 出力に応じて角度を可変できる固定歯車２６
に噛み合った遊星歯車３０は、固定歯車の円周に沿って
自転しつつ公転する。遊星歯車の中心に回転自在に連結
された主クランクア−ム３２は固定歯車の中心のクラン
ク軸２８に連結している。遊星歯車にある角度を持って
固定された副クランクア−ム３４の自由端は、ピストン
２２に連結するコネクティングロッド２４に連結してい
る。シリンダ−２０内のピストンの往復運動は、コネク
ティングロッドと副クランクア−ムを介して、遊星歯車
に伝達され、この遊星歯車の公転運動によって、ピスト
ンの往復行程が規制され、ピストンの燃焼，膨張ストロ
−クが吸入・圧縮ストロ−クよりも増大する。且つ、固
定歯車の角度の変化に応じて、圧縮比が変化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在の内燃機関の主たる構造は、例えば
ガソリンエンジンでは、シリンダ−とピストンにより形
成された内室の容積を変化させ、可燃ガス及びそれに類
する燃料を空気と一緒に圧縮し、あるいは、ディ−ゼル
エンジンでは、主として空気のみを圧縮して、高温、高
圧の空気に燃料を噴射し、燃焼膨張するエネルギ−と圧
縮に要するエネルギ−の差を動力として利用している。
ガソリンエンジンでは、シリンダ−とピストンにより形
成された内室の容積を変化させ、可燃ガス及びそれに類
する燃料を空気と一緒に圧縮し、あるいは、ディ−ゼル
エンジンでは、主として空気のみを圧縮して、高温、高
圧の空気に燃料を噴射し、燃焼膨張するエネルギ−と圧
縮に要するエネルギ−の差を動力として利用している。
【０００３】また、機構的機械的に内室の容積の変化す
る割合即ち圧縮比も設計された時点で決まっている。ま
た、特殊な機構を持つ可変圧縮型内燃機関も発表されて
いるが機構が複雑で一般に多く普及されていない。ま
た、現在の内燃機関は、圧縮と燃焼・膨張の容積変化が
同じである。
る割合即ち圧縮比も設計された時点で決まっている。ま
た、特殊な機構を持つ可変圧縮型内燃機関も発表されて
いるが機構が複雑で一般に多く普及されていない。ま
た、現在の内燃機関は、圧縮と燃焼・膨張の容積変化が
同じである。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】内燃機関の熱効率を
向上させるには、高圧縮比と少ない燃料を多くの空気で
燃焼させる即ち希薄燃焼させるのが一般的である。本発
明では、実効的な高圧縮比に着目して内燃機関の効率向
上を目的とするものである。
向上させるには、高圧縮比と少ない燃料を多くの空気で
燃焼させる即ち希薄燃焼させるのが一般的である。本発
明では、実効的な高圧縮比に着目して内燃機関の効率向
上を目的とするものである。
【０００５】高圧縮比を達成するには、ガソリンエンジ
ン等の電気火花着火ではノッキング（異常燃焼）という
困難な問題があり、ディ−ゼルエンジン等の圧縮着火で
は機械的強度の限界等で既に限界にきている。しかし、
この高圧縮比の高い効率は裏を返せば、燃焼、膨張行程
におけるより大きな容積変化を達成できれば良いという
ことになる。４行程内燃機関の場合、吸入、圧縮の容積
変化の割合よりも燃焼・膨張の容積変化の割合を大きく
すれば、結果として高圧縮比と同様な効果を得られる。
即ち、これは、実効的高圧縮比と言うことができる。
ン等の電気火花着火ではノッキング（異常燃焼）という
困難な問題があり、ディ−ゼルエンジン等の圧縮着火で
は機械的強度の限界等で既に限界にきている。しかし、
この高圧縮比の高い効率は裏を返せば、燃焼、膨張行程
におけるより大きな容積変化を達成できれば良いという
ことになる。４行程内燃機関の場合、吸入、圧縮の容積
変化の割合よりも燃焼・膨張の容積変化の割合を大きく
すれば、結果として高圧縮比と同様な効果を得られる。
即ち、これは、実効的高圧縮比と言うことができる。
【０００６】次に内燃機関の場合、出力の変化に対し、
ガソリンエンジン等は空気と燃料を一定の割合で混合し
た混合気の量を変えて出力を変化させている。結果とし
て、出力の低い場合、混合気の量が少ないので機械的に
設計された圧縮比よりも低い圧縮比になるから、効率も
低下する。即ち実効的圧縮比が低下する。また、ディ−
ゼルエンジン等は空気を圧縮して高い温度にしてそこに
燃料を噴射し燃焼・膨張させるので吸入する空気の量は
少なくできないが、出力を噴射する燃料の量を変えて変
化させている。
ガソリンエンジン等は空気と燃料を一定の割合で混合し
た混合気の量を変えて出力を変化させている。結果とし
て、出力の低い場合、混合気の量が少ないので機械的に
設計された圧縮比よりも低い圧縮比になるから、効率も
低下する。即ち実効的圧縮比が低下する。また、ディ−
ゼルエンジン等は空気を圧縮して高い温度にしてそこに
燃料を噴射し燃焼・膨張させるので吸入する空気の量は
少なくできないが、出力を噴射する燃料の量を変えて変
化させている。
【０００７】この結果、圧縮に要するエネルギ−は出力
の大小に対して変わらず、また、出力の低い場合少ない
燃料であるが、燃料と空気の比率も大きな出力の場合に
効率が上がるように設計されているので、ガソリンエン
ジン等の希薄燃焼とは少し効果が異なると思われる。こ
こで、４行程及び２行程内燃機関共出力の大小に合わせ
て吸入する混合気及び空気を変え、同時に機械的圧縮比
も変化させて実効的な高圧縮比即ち、吸気量が少ない場
合には機械的圧縮比を大きくし、吸気量が多いときは、
機械的圧縮比を小さくすることで、吸気量に対し常に一
定の高圧比が得られれば、出力の大小にかかわらず常に
高い効率で内燃機関を動かすことができる。
の大小に対して変わらず、また、出力の低い場合少ない
燃料であるが、燃料と空気の比率も大きな出力の場合に
効率が上がるように設計されているので、ガソリンエン
ジン等の希薄燃焼とは少し効果が異なると思われる。こ
こで、４行程及び２行程内燃機関共出力の大小に合わせ
て吸入する混合気及び空気を変え、同時に機械的圧縮比
も変化させて実効的な高圧縮比即ち、吸気量が少ない場
合には機械的圧縮比を大きくし、吸気量が多いときは、
機械的圧縮比を小さくすることで、吸気量に対し常に一
定の高圧比が得られれば、出力の大小にかかわらず常に
高い効率で内燃機関を動かすことができる。
【０００８】
【問題点を解決する手段】本発明は、シリンダ−と、ピ
ストンと、該ピストンに連結するコネクティングロッド
と、クランク軸と、前記コネクティングロッドの往復運
動を前記クランク軸の回転運動に変換する運動変換機構
とを備えた内燃機関において、前記運動変換機構を中心
部に前記クランク軸が配置された固定歯車と、該固定歯
車に噛み合い、該固定歯車の円周に沿って自転しつつ公
転自在な遊星歯車と、前記固定歯車の中心と前記遊星歯
車の中心とを結ぶ直線上に配置され一方が前記クランク
軸に連結し他方が前記遊星歯車の中心に回転自在に連結
する主クランクア−ムと、前記遊星歯車に固定され自由
端側が前記コネクティングロッドに回転自在に連結する
副クランクア−ムとで構成し、前記ピストンの、燃焼膨
張，排気ストロ−クを吸入，圧縮ストロ−クよりも大き
くし、且つ、前記固定歯車を前記内燃機関の出力の変化
に応じて回転方向に角度が変わるように成したものであ
る。
ストンと、該ピストンに連結するコネクティングロッド
と、クランク軸と、前記コネクティングロッドの往復運
動を前記クランク軸の回転運動に変換する運動変換機構
とを備えた内燃機関において、前記運動変換機構を中心
部に前記クランク軸が配置された固定歯車と、該固定歯
車に噛み合い、該固定歯車の円周に沿って自転しつつ公
転自在な遊星歯車と、前記固定歯車の中心と前記遊星歯
車の中心とを結ぶ直線上に配置され一方が前記クランク
軸に連結し他方が前記遊星歯車の中心に回転自在に連結
する主クランクア−ムと、前記遊星歯車に固定され自由
端側が前記コネクティングロッドに回転自在に連結する
副クランクア−ムとで構成し、前記ピストンの、燃焼膨
張，排気ストロ−クを吸入，圧縮ストロ−クよりも大き
くし、且つ、前記固定歯車を前記内燃機関の出力の変化
に応じて回転方向に角度が変わるように成したものであ
る。
【０００９】
【作用】内燃機関の吸入、圧縮、燃焼膨張、排気行程で
のピストンの往復運動に伴って、遊星歯車が固定歯車に
対して自転しつつ公転し、ピストンの往復運動は、遊星
歯車の中心に連結する主クランクア−ムの回転運動に変
換される。ピストンの往復行程は、遊星歯車の自転公転
運動に規制され、吸入、圧縮行程よりも燃焼膨張、排気
行程が大きくなる。固定歯車の回転方向の角度を出力の
変化に応じて変化させると、ピストンの圧縮行程が変化
し、これにより、出力に応じて機械的圧縮比を変化させ
ることができる。
のピストンの往復運動に伴って、遊星歯車が固定歯車に
対して自転しつつ公転し、ピストンの往復運動は、遊星
歯車の中心に連結する主クランクア−ムの回転運動に変
換される。ピストンの往復行程は、遊星歯車の自転公転
運動に規制され、吸入、圧縮行程よりも燃焼膨張、排気
行程が大きくなる。固定歯車の回転方向の角度を出力の
変化に応じて変化させると、ピストンの圧縮行程が変化
し、これにより、出力に応じて機械的圧縮比を変化させ
ることができる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例
を参照して詳細に説明する。第１図において、２０は内
燃機関のシリンダ−、２２はピストン、２４はコネクテ
ィングロッドであり、これの一方は、ピストンピンＰに
連結している。２６は固定歯車であり、これの内径部が
機枠（図示省略）に支持されている。前記固定歯車２６
の中心に位置して、クランク軸２８が機枠（図示省略）
に回転自在に支承されている。前記固定歯車２６にはス
タビライザ−２９が突設され、該スタビライザ−２９を
揺動変位させることで、前記固定歯車２６の角度を変化
させることができるように構成されている。
を参照して詳細に説明する。第１図において、２０は内
燃機関のシリンダ−、２２はピストン、２４はコネクテ
ィングロッドであり、これの一方は、ピストンピンＰに
連結している。２６は固定歯車であり、これの内径部が
機枠（図示省略）に支持されている。前記固定歯車２６
の中心に位置して、クランク軸２８が機枠（図示省略）
に回転自在に支承されている。前記固定歯車２６にはス
タビライザ−２９が突設され、該スタビライザ−２９を
揺動変位させることで、前記固定歯車２６の角度を変化
させることができるように構成されている。
【００１１】前記固定歯車２６には該歯車２６と同径の
１個の遊星歯車３０が噛み合っている。前記遊星歯車３
０は、固定歯車２６の外周に沿って自転しつつ回転し得
るように、主クランクア−ム３２によって支承されてい
る。前記主クランクア−ム３２の一方は、前記クランク
軸２８に連結し、前記主クランクア−ム３２の他方は、
前記遊星歯車３０の中心部の軸に回転自在に連結してい
る。
１個の遊星歯車３０が噛み合っている。前記遊星歯車３
０は、固定歯車２６の外周に沿って自転しつつ回転し得
るように、主クランクア−ム３２によって支承されてい
る。前記主クランクア−ム３２の一方は、前記クランク
軸２８に連結し、前記主クランクア−ム３２の他方は、
前記遊星歯車３０の中心部の軸に回転自在に連結してい
る。
【００１２】３４は、副クランクア−ムであり、これの
一方は、前記遊星歯車３０に適当な角度で固定されてい
る。前記副クランクア−ム３４の延長軸線は、前記遊星
歯車３０の中心Ｏ２を通るように設定されている。前記
コネクティングロッド２４の他方は、前記副クランクア
−ム３４の先端のクランクピンＣ’に回転自在に連結し
ている。
一方は、前記遊星歯車３０に適当な角度で固定されてい
る。前記副クランクア−ム３４の延長軸線は、前記遊星
歯車３０の中心Ｏ２を通るように設定されている。前記
コネクティングロッド２４の他方は、前記副クランクア
−ム３４の先端のクランクピンＣ’に回転自在に連結し
ている。
【００１３】図３は、本発明である内燃機関の動作原理
を示す説明図である。図中、直線Ｌは、シリンダ−ヘッ
ド２０ａの中心Ｈと、ピストンピンＰ’の中心点Ｐと、
固定歯車２６の中心点Ｏ１を通る線分である。点Ａ，Ｈ
は固定、点Ｐは直線Ｌ上のみ移動できる。図３は、固定
歯車２６の歯底円Ａに遊星歯車３０の歯先円Ｂが外接
し、円Ｂが円Ａの外周をすべらずに回転しながら円Ａの
外周に沿って回転する状態を示している。クランクピン
Ｃ’の中心点ＣとピストンピンＰ’の中心点Ｐを結ぶＣ
Ｐは長さが一定である。
を示す説明図である。図中、直線Ｌは、シリンダ−ヘッ
ド２０ａの中心Ｈと、ピストンピンＰ’の中心点Ｐと、
固定歯車２６の中心点Ｏ１を通る線分である。点Ａ，Ｈ
は固定、点Ｐは直線Ｌ上のみ移動できる。図３は、固定
歯車２６の歯底円Ａに遊星歯車３０の歯先円Ｂが外接
し、円Ｂが円Ａの外周をすべらずに回転しながら円Ａの
外周に沿って回転する状態を示している。クランクピン
Ｃ’の中心点ＣとピストンピンＰ’の中心点Ｐを結ぶＣ
Ｐは長さが一定である。
【００１４】円Ａの半径をａ、円Ｂの半径をｂとする
と、図３では、ａ＝ｂに設定されている。副クランクア
−ム３４に相当する線分Ｏ２，Ｃは、円Ｂに固定され、
円Ｂの回転とともに回転する。円Ａ即ち固定歯車２６を
図３Ｂに示すように、角度αだけ回転させると円Ｂがα
だけ連動して回転する。図３において、破線３６は点Ｃ
即ちクランクピンＣ’の移動軌跡を示し、その線上の数
字１，２，３……は、点Ｃの移動した軌跡の順序を表し
ている。
と、図３では、ａ＝ｂに設定されている。副クランクア
−ム３４に相当する線分Ｏ２，Ｃは、円Ｂに固定され、
円Ｂの回転とともに回転する。円Ａ即ち固定歯車２６を
図３Ｂに示すように、角度αだけ回転させると円Ｂがα
だけ連動して回転する。図３において、破線３６は点Ｃ
即ちクランクピンＣ’の移動軌跡を示し、その線上の数
字１，２，３……は、点Ｃの移動した軌跡の順序を表し
ている。
【００１５】上記４行程内燃機関において、吸入、圧
縮、燃焼膨張、排気の行程に応じて、点Ｃは、破線３６
に沿って、数字に示す順序で移動する。図１Ａは吸入行
程、図１Ｂは圧縮行程、図１Ｃは燃焼膨張行程、図１Ｄ
は排気行程を示している。図３において、Ｓｎは最大吸
気量時の圧縮行程でのピストンヘッド２２ａの上死点と
シリンダ−ヘッド２０ａとの距離を示している。尚、図
３において、ピストンピンＰとピストンヘッド２２ａの
位置は同じ点Ｐで示してある。
縮、燃焼膨張、排気の行程に応じて、点Ｃは、破線３６
に沿って、数字に示す順序で移動する。図１Ａは吸入行
程、図１Ｂは圧縮行程、図１Ｃは燃焼膨張行程、図１Ｄ
は排気行程を示している。図３において、Ｓｎは最大吸
気量時の圧縮行程でのピストンヘッド２２ａの上死点と
シリンダ−ヘッド２０ａとの距離を示している。尚、図
３において、ピストンピンＰとピストンヘッド２２ａの
位置は同じ点Ｐで示してある。
【００１６】Ｓｍ１は最大吸気量時の吸入行程でのピス
トンヘッド２２ａの下死点とシリンダ−ヘッド２０ａと
の距離を示している。Ｓｍ２は最大吸気量時の燃焼・膨
張行程でのピストンヘッド２２ａの下死点とシリンダ−
ヘッド２０ａとの距離を示している。
トンヘッド２２ａの下死点とシリンダ−ヘッド２０ａと
の距離を示している。Ｓｍ２は最大吸気量時の燃焼・膨
張行程でのピストンヘッド２２ａの下死点とシリンダ−
ヘッド２０ａとの距離を示している。
【００１７】Ｓ'ｎは吸気量を制限したとき即ち、固定
歯車２６を角度α回転変位させたときの、圧縮行程での
ピストンヘッド２２ａの上死点とシリンダ−ヘッド２０
ａとの距離を示している。Ｓ'm１は吸気量を制限したと
きの吸入行程でのピストンヘッド２２ａの下死点とシリ
ンダ−ヘッド２０ａとの距離を示している。
歯車２６を角度α回転変位させたときの、圧縮行程での
ピストンヘッド２２ａの上死点とシリンダ−ヘッド２０
ａとの距離を示している。Ｓ'm１は吸気量を制限したと
きの吸入行程でのピストンヘッド２２ａの下死点とシリ
ンダ−ヘッド２０ａとの距離を示している。
【００１８】Ｓ'm２は吸気量を制限したときの燃焼・膨
張行程でのピストンヘッド２２ａの下死点とシリンダ−
ヘッド２０ａとの距離を示している。Ｖｎは最大吸気量
時と吸気量を制限したときの圧縮行程でのピストンヘッ
ド２２ａの上死点の差を示している。
張行程でのピストンヘッド２２ａの下死点とシリンダ−
ヘッド２０ａとの距離を示している。Ｖｎは最大吸気量
時と吸気量を制限したときの圧縮行程でのピストンヘッ
ド２２ａの上死点の差を示している。
【００１９】Ｖｍは最大吸気量時と、吸気量を制限した
ときの吸入行程でのピストンヘッド２２ａの差を示して
いる。上記Ｖｎは、吸気量の変化即ち出力の変化に応じ
て、機械的な圧縮比が変化することを示している。内燃
機関の出力の変化は、図２に示すアクセルペダル３８の
変位によって生じ、このアクセル３８の変位は、リンク
３９と固定歯車２６に設けられたスタビライザ−２９を
介して固定歯車２６に伝達され、固定歯車２６は、その
回転方向の角度αを変化させ、この角度αの変化によっ
て、内燃機関の圧縮比が変化する。
ときの吸入行程でのピストンヘッド２２ａの差を示して
いる。上記Ｖｎは、吸気量の変化即ち出力の変化に応じ
て、機械的な圧縮比が変化することを示している。内燃
機関の出力の変化は、図２に示すアクセルペダル３８の
変位によって生じ、このアクセル３８の変位は、リンク
３９と固定歯車２６に設けられたスタビライザ−２９を
介して固定歯車２６に伝達され、固定歯車２６は、その
回転方向の角度αを変化させ、この角度αの変化によっ
て、内燃機関の圧縮比が変化する。
【００２０】以上の説明から明らかなように、本発明の
構成を備えた４行程内燃機関の場合、吸入・圧縮の容積
変化の割合よりも、燃焼・膨張の容積変化の割合が大き
くなる。即ち、図１Ｃに示す燃焼・膨張ストロ−クが図
１Ａ，Ｂに示す吸入・圧縮ストロ−クよりも大きくな
る。
構成を備えた４行程内燃機関の場合、吸入・圧縮の容積
変化の割合よりも、燃焼・膨張の容積変化の割合が大き
くなる。即ち、図１Ｃに示す燃焼・膨張ストロ−クが図
１Ａ，Ｂに示す吸入・圧縮ストロ−クよりも大きくな
る。
【００２１】このことは、より少ない圧縮に要するエネ
ルギ−でより大きな膨張率で多くの動力エネルギ−が得
られることを意味する。図４は、固定歯車に遊星歯車を
内接した２行程内燃機関を示している。この構成を用い
た場合には、吸入・圧縮の容積変化と燃焼・膨張，排気
の容積変化を変えることができないが、出力の大小に合
わせて吸入する混合気及び空気を変えるときに、機械的
圧縮比を変化させることができ、実効的な高圧縮比を得
ることができる。
ルギ−でより大きな膨張率で多くの動力エネルギ−が得
られることを意味する。図４は、固定歯車に遊星歯車を
内接した２行程内燃機関を示している。この構成を用い
た場合には、吸入・圧縮の容積変化と燃焼・膨張，排気
の容積変化を変えることができないが、出力の大小に合
わせて吸入する混合気及び空気を変えるときに、機械的
圧縮比を変化させることができ、実効的な高圧縮比を得
ることができる。
【００２２】次に、固定歯車に遊星歯車を内接させた実
施例を図４，５を参照して説明する。 Ａは、機枠に回
転可能に支承された内歯固定歯車４０の歯底円である。
前記内歯固定歯車４０には１個の遊星歯車４２が噛み合
い、この遊星歯車４２の歯先円が符号Ｂで示されてい
る。歯底円Ａと歯先円Ｂの径は２対１に設定されてい
る。
施例を図４，５を参照して説明する。 Ａは、機枠に回
転可能に支承された内歯固定歯車４０の歯底円である。
前記内歯固定歯車４０には１個の遊星歯車４２が噛み合
い、この遊星歯車４２の歯先円が符号Ｂで示されてい
る。歯底円Ａと歯先円Ｂの径は２対１に設定されてい
る。
【００２３】尚、この径の比率を３対１とすれば、４行
程内燃機関を構成することができる。３２は主クランク
ア−ムであり、これの一端は、前記固定歯車４０の内径
部の中心に位置して、機枠に回転自在に支承されたクラ
ンク軸２８に連結している。前記主クランクア−ム３２
の他端は、前記遊星歯車４２の中心部に回転自在に連結
している。
程内燃機関を構成することができる。３２は主クランク
ア−ムであり、これの一端は、前記固定歯車４０の内径
部の中心に位置して、機枠に回転自在に支承されたクラ
ンク軸２８に連結している。前記主クランクア−ム３２
の他端は、前記遊星歯車４２の中心部に回転自在に連結
している。
【００２４】３４は副クランクア−ムであり、これの延
長軸線が前記遊星歯車４２の中心を通るように、ある角
度で、前記遊星歯車４２に固定されている。前記固定歯
車４０には、図５に示すように、スタビライザ−２９が
突設され、該スタビライザ−２９は、連結リンク３９を
介して、アクセルペダル３８に連結している。
長軸線が前記遊星歯車４２の中心を通るように、ある角
度で、前記遊星歯車４２に固定されている。前記固定歯
車４０には、図５に示すように、スタビライザ−２９が
突設され、該スタビライザ−２９は、連結リンク３９を
介して、アクセルペダル３８に連結している。
【００２５】前記アクセルペダル３８の変位即ち、内燃
機関の出力の変化に応じて、前記固定歯車４０は、その
基準角度に対する角度αが変化するように構成されてい
る。前記固定歯車４０の回転方向の角度がαだけ変化す
ると、遊星歯車４２即ちその歯先円Ｂが図４Ｂに示すよ
うに２αだけ連動して回転する。３６はクランクピンＣ
の移動軌跡を示している。
機関の出力の変化に応じて、前記固定歯車４０は、その
基準角度に対する角度αが変化するように構成されてい
る。前記固定歯車４０の回転方向の角度がαだけ変化す
ると、遊星歯車４２即ちその歯先円Ｂが図４Ｂに示すよ
うに２αだけ連動して回転する。３６はクランクピンＣ
の移動軌跡を示している。
【００２６】上記２行程内燃機関は、Ｓｍ１とＳｍ２は
同一であり、また、Ｓ'm１とＳ'm２は同一であるが、固
定歯車４０の角度αが変化すると、ＳｎがＳ'ｎに変化
し、機械的圧縮比が変化する。
同一であり、また、Ｓ'm１とＳ'm２は同一であるが、固
定歯車４０の角度αが変化すると、ＳｎがＳ'ｎに変化
し、機械的圧縮比が変化する。
【００２７】図６，７は、小径な固定歯車４４の外周に
大径な内歯遊星歯車４６を内接させた４行程内燃機関の
実施例を示している。図中、Ａは、機枠に回転可能に支
承された固定歯車４４の歯先円であり、Ｂは内歯遊星歯
車４６の歯底円である。前記円Ａの半径をａ、前記円Ｂ
の半径をｂとすると、２ａ＝ｂに設定されている。
大径な内歯遊星歯車４６を内接させた４行程内燃機関の
実施例を示している。図中、Ａは、機枠に回転可能に支
承された固定歯車４４の歯先円であり、Ｂは内歯遊星歯
車４６の歯底円である。前記円Ａの半径をａ、前記円Ｂ
の半径をｂとすると、２ａ＝ｂに設定されている。
【００２８】３２は、主クランクアームであり、これの
一端は、前記固定歯車４４の内径部の中心に位置して、
機枠に回転自在に支承されたクランク軸２８に連結して
いる。前記遊星歯車４６は前記固定歯車４４の外周に沿
って自転しつつ、公転し得るようにその中心４８が主ク
ランクアーム３２の他端に回転自在に支承されている。
該遊星歯車４６は、公転２回中、自転は１回となる。
一端は、前記固定歯車４４の内径部の中心に位置して、
機枠に回転自在に支承されたクランク軸２８に連結して
いる。前記遊星歯車４６は前記固定歯車４４の外周に沿
って自転しつつ、公転し得るようにその中心４８が主ク
ランクアーム３２の他端に回転自在に支承されている。
該遊星歯車４６は、公転２回中、自転は１回となる。
【００２９】３４は副クランクアームであり、これの一
方は、前記遊星歯車４６に適当な角度で固定されてい
る。前記副クランクアーム３４の一端あるいは、その延
長軸線は、前記遊星歯車４６の中心４８に位置してい
る。前記副クランクアーム３４の他端はクランクピン
Ｃ’を介してコネクティングロッド２４の他端に回転自
在に連結している。
方は、前記遊星歯車４６に適当な角度で固定されてい
る。前記副クランクアーム３４の一端あるいは、その延
長軸線は、前記遊星歯車４６の中心４８に位置してい
る。前記副クランクアーム３４の他端はクランクピン
Ｃ’を介してコネクティングロッド２４の他端に回転自
在に連結している。
【００３０】前記固定歯車４４には、図７に示すように
スタビライザー２９が突設され、該スタビライザー２９
は、連結リンク３９を介してアクセルペダル３８に連結
している。前記アクセルペダル３８の変位即ち、内燃機
関の出力の変化に応じて、前記固定歯車４４は、その基
準角度に対する角度αが変化するように構成されてい
る。
スタビライザー２９が突設され、該スタビライザー２９
は、連結リンク３９を介してアクセルペダル３８に連結
している。前記アクセルペダル３８の変位即ち、内燃機
関の出力の変化に応じて、前記固定歯車４４は、その基
準角度に対する角度αが変化するように構成されてい
る。
【００３１】図６において、破線３６はクランクピン
Ｃ’の中心点Ｃの移動軌跡を示し、その線上の数字１，
２，３……は点Ｃの移動した軌跡の順序を示している。
また、直線Ｌ上の各点に付けられた数字は、前記点Ｃの
軌跡の順序を示す数字と対応し、数字の付けられた直線
Ｌ上の各点はピストンピンＰ’の中心点Ｐの位置を示し
ている。
Ｃ’の中心点Ｃの移動軌跡を示し、その線上の数字１，
２，３……は点Ｃの移動した軌跡の順序を示している。
また、直線Ｌ上の各点に付けられた数字は、前記点Ｃの
軌跡の順序を示す数字と対応し、数字の付けられた直線
Ｌ上の各点はピストンピンＰ’の中心点Ｐの位置を示し
ている。
【００３２】上記４行程内燃機関において、吸入、圧
縮、燃焼膨張、排気の行程に応じて点Ｃは、破線３６に
沿って、数字で示す順序で移動する。
縮、燃焼膨張、排気の行程に応じて点Ｃは、破線３６に
沿って、数字で示す順序で移動する。
【００３３】図６の動作説明図から明らかなように、本
実施例において、吸入・圧縮の容積変化の割合よりも、
燃焼・膨張の容積変化の割合が大きくなる。
実施例において、吸入・圧縮の容積変化の割合よりも、
燃焼・膨張の容積変化の割合が大きくなる。
【００３４】また、図６中の、Ｖｎは、吸気量の変化即
ち出力の変化に応じて、機械的な圧縮比が変化すること
を示している。尚、図６中の、図３中の符号と同一の符
号、例えばＳｎ，Ｓｍ１等の意味については、既に説明
してあるので、その説明を省略した。
ち出力の変化に応じて、機械的な圧縮比が変化すること
を示している。尚、図６中の、図３中の符号と同一の符
号、例えばＳｎ，Ｓｍ１等の意味については、既に説明
してあるので、その説明を省略した。
【００３５】
【効果】本発明は上述の如く、吸入，圧縮行程のストロ
−クよりも燃焼・膨張，排気行程のストロ−クを長くす
ることができ、より少ない圧縮に要するエネルギ−でよ
り大きな膨張率で多くの動力エネルギ−を得ることがで
き、相対的に大きな圧縮比を得ることができる。
−クよりも燃焼・膨張，排気行程のストロ−クを長くす
ることができ、より少ない圧縮に要するエネルギ−でよ
り大きな膨張率で多くの動力エネルギ−を得ることがで
き、相対的に大きな圧縮比を得ることができる。
【００３６】また、吸気量の変化即ち出力の変化に応じ
て機械的な圧縮比を容易に変えることができるので、吸
気量に応じた高い圧縮比が得られより多くの動力エネル
ギ−を得ることができる効果が存する。
て機械的な圧縮比を容易に変えることができるので、吸
気量に応じた高い圧縮比が得られより多くの動力エネル
ギ−を得ることができる効果が存する。
【図１】説明図である。
【図２】説明図である。
【図３】説明図である。
【図４】他の実施例を示す説明図である。
【図５】他の実施例を示す説明図である。
【図６】他の実施例を示す説明図である。
【図７】他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】 ２０ シリンダ− ２２ ピストン ２４ コネクティングロッド ２６ 固定歯車 ２８ クランク軸 ２９ スタビライザ− ３０ 遊星歯車 ３２ 主クランクア−ム ３４ 副クランクア−ム ３６ 移動軌跡 ３８ アクセルペダル ３９ リンク ４０ 固定歯車 ４２ 遊星歯車 ４４ 固定歯車 ４６ 遊星歯車
Claims (5)
- 【請求項１】 シリンダ−と、ピストンと、該ピストン
に連結するコネクティングロッドと、クランク軸と、前
記コネクティングロッドの往復運動を前記クランク軸の
回転運動に変換する運動変換機構とを備えた内燃機関に
おいて、前記運動変換機構を中心部に前記クランク軸が
配置された固定歯車と、該固定歯車に噛み合い、該固定
歯車の円周に沿って自転しつつ公転自在な遊星歯車と、
前記固定歯車の中心と前記遊星歯車の中心とを結ぶ直線
上に配置され一方が前記クランク軸に連結し他方が前記
遊星歯車の中心に回転自在に連結する主クランクア−ム
と、前記遊星歯車に固定され自由端側が前記コネクティ
ングロッドに回転自在に連結する副クランクア−ムとで
構成し、前記ピストンの、燃焼膨張，排気ストロ−クを
吸入，圧縮ストロ−クよりも大きくしたことを特徴とす
る内燃機関。 - 【請求項２】 前記固定歯車をその外周に歯が形成され
た歯車とし、該歯車の外周に前記遊星歯車を噛み合わせ
たことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。 - 【請求項３】 前記遊星歯車を前記固定歯車よりも大径
な内歯歯車としたことを特徴とする請求項２に記載の内
燃機関。 - 【請求項４】 前記固定歯車を前記内燃機関の出力の変
化に応じて回転方向に角度が変わるように成し、この角
度変化によって内燃機関の機械的圧縮比を変えるように
したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。 - 【請求項５】 シリンダ−と、ピストンと、該ピストン
に連結するコネクティングロッドと、クランク軸と、前
記コネクティングロッドの往復運動を前記クランク軸の
回転運動に変換する運動変換機構とを備えた内燃機関に
おいて、前記運動変換機構を、前記内燃機関の出力の変
化に応じて角度を可変できるように成し中心部に前記ク
ランク軸が配置され内周に歯が形成された内歯固定歯車
と、該内歯固定歯車に噛み合い該内歯固定歯車の内周に
沿って自転しつつ公転自在な遊星歯車と、前記内歯固定
歯車の中心と前記遊星歯車の中心とを結ぶ直線上に配置
され、一方が前記クランク軸に連結し他方が前記遊星歯
車の中心に回転自在に連結する主クランクア−ムと、前
記遊星歯車に固定され自由端側が前記コネクティングロ
ッドに回転自在に連結する副クランクア−ムとで構成
し、前記内燃機関の出力の変化に応じて前記内燃機関の
機械的圧縮比を変えるようにした内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4321264A JPH0674059A (ja) | 1992-05-19 | 1992-11-05 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15143992 | 1992-05-19 | ||
| JP4-151439 | 1992-05-19 | ||
| JP4321264A JPH0674059A (ja) | 1992-05-19 | 1992-11-05 | 内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674059A true JPH0674059A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=26480694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4321264A Pending JPH0674059A (ja) | 1992-05-19 | 1992-11-05 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674059A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030073714A (ko) * | 2002-03-13 | 2003-09-19 | 안병열 | 펌프와 압축기에 사용되어지는 부등속 회전 전달 방법 및그 장치 |
| JP2008240617A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関 |
| JP2009243462A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Hyundai Motor Co Ltd | 可変圧縮比装置 |
| JP2010007495A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンのクランクシャフト構造 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61112738A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-30 | Tadashi Arai | 内燃機関のピストンストロ−ク変換操置 |
| JPH04119212A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-20 | Tadao Takamizawa | ピストンクランク機構 |
-
1992
- 1992-11-05 JP JP4321264A patent/JPH0674059A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61112738A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-30 | Tadashi Arai | 内燃機関のピストンストロ−ク変換操置 |
| JPH04119212A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-20 | Tadao Takamizawa | ピストンクランク機構 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030073714A (ko) * | 2002-03-13 | 2003-09-19 | 안병열 | 펌프와 압축기에 사용되어지는 부등속 회전 전달 방법 및그 장치 |
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| JP2009243462A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Hyundai Motor Co Ltd | 可変圧縮比装置 |
| US8074612B2 (en) | 2008-03-31 | 2011-12-13 | Hyundai Motor Company | Variable compression ratio apparatus |
| JP2010007495A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンのクランクシャフト構造 |
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