JPH07217443A - 4サイクルレシプロエンジン - Google Patents

4サイクルレシプロエンジン

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Publication number
JPH07217443A
JPH07217443A JP3307594A JP3307594A JPH07217443A JP H07217443 A JPH07217443 A JP H07217443A JP 3307594 A JP3307594 A JP 3307594A JP 3307594 A JP3307594 A JP 3307594A JP H07217443 A JPH07217443 A JP H07217443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stroke
piston
expansion
center
planetary 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
Application number
JP3307594A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakatsu Kimura
正勝 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsuba Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsuba Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP3307594A priority Critical patent/JPH07217443A/ja
Publication of JPH07217443A publication Critical patent/JPH07217443A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/32Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 図示仕事をより一層向上することができるよ
うに改良された4サイクルレシプロエンジンの提供。 【構成】 吸入・圧縮・膨張・排気の4行程を繰り返す
ピストン11の運動をクランク軸の回転運動に変換する
ことによって動力を発生する4サイクルレシプロエンジ
ンの構成を、クランクケース7に形成された軸受にジャ
ーナル部2が枢支されたクランクアーム4と、該クラン
クアームの遊端に枢着された遊星歯車5と、該遊星歯車
の中心から偏心した位置に大端部が連結され、かつピス
トンに小端部が連結されたコンロッド9と、遊星歯車が
転動自在に噛合するべく、前記軸受を中心としてクラン
クケースに形成された内歯歯車10とを有するものとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸入・圧縮・膨張・排
気の4行程を繰り返すピストンの運動をクランク軸の回
転運動に変換することによって動力を発生する4サイク
ルレシプロエンジンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】吸入・圧縮・膨張・排気の4行程を繰り
返す4サイクルレシプロエンジンに於ては、周知のよう
に、実際にパワーを発生する行程は膨張(燃焼)行程の
みであり、他の3行程は、全てエネルギ的にはマイナス
行程である。特に、吸入・圧縮行程に於ては、エンジン
がポンプとして作用するために多大なエネルギ損失を伴
い、また排気行程に於ても、排気抵抗を抑制するために
シリンダ内に燃焼圧が残っている状態で排気弁を開き始
める必要があるなど、エネルギ効率の低下を免れ得ない
要素がある。
【0003】ところで、図12に示すシリンダの内圧P
と容積Vとの関係を表す指圧線図に於て、a→bの区間
が吸入行程を、b→a′の区間が圧縮行程を、a′→
b′の区間が膨張行程を、b′→aの区間が排気行程
を、それぞれ示している。そして1サイクルあたりのエ
ンジンの仕事量Wtは、圧縮・膨張行程で囲まれる部分
の面積W1から、吸入・排気行程で囲まれる部分の面積
W2を引いた値、即ち、 Wt=W1−W2 が図示仕事と呼ばれて1つの目安にされており、この値
をできるだけ大きくすることが、エンジン効率の向上に
つながる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の4サ
イクルレシプロエンジンは、吸入・圧縮行程と膨張・排
気行程のピストンストロークが同一であるため、図示仕
事を高めるには、シリンダ内圧を高める(圧縮比の増
大)か、或いはシリンダ容積を大きくする(ボワアッ
プ)以外に方法が無く、特にスロットル弁開度が低い低
負荷領域は、吸入負圧が増大すると共に吸入空気量が低
下するため、図示仕事を高めることがきわめて困難であ
った。
【0005】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
図示仕事をより一層高めることができるように改良され
た4サイクルレシプロエンジンを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、吸入・圧縮・膨張・排気の4行程を繰り返
すピストンの運動をクランク軸の回転運動に変換するこ
とによって動力を発生する4サイクルレシプロエンジン
の構成を、クランクケースに形成された軸受にジャーナ
ル部が枢支されたクランクアームと、該クランクアーム
の遊端に枢着された遊星歯車と、該遊星歯車の中心から
偏心した位置に大端部が連結され、かつ前記ピストンに
小端部が連結されたコンロッドと、前記遊星歯車が転動
自在に噛合するべく、前記軸受を中心としてクランクケ
ースに形成された内歯歯車とを有するものとすることに
よって達成される。
【0007】
【作用】このような構成によれば、遊星歯車の転動に伴
って遊星歯車の中心から偏心した位置に連結されたコン
ロッドの大端部の位置が変化するので、吸入・圧縮行程
のピストンストロークに比して膨張・排気行程のピスト
ンストロークを大きくすることができる。従って、指圧
線図上の圧縮・膨張行程で囲まれる部分の面積と吸入・
排気行程で囲まれる部分の面積との相対差が、このスト
ロークの差分だけ増大することとなり、図示仕事が増大
される。
【0008】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【0009】図1及び図2は、本発明に基づき構成され
た4サイクルレシプロエンジンの概略構成を示してい
る。このエンジンのクランク1は、それぞれがジャーナ
ル部2とウェート部3とを有する一対のクランクアーム
4と、各クランクアーム4の遊端にその中心軸5aが枢
着された一対の遊星歯車5と、各遊星歯車5の中心から
偏心した位置で一対の遊星歯車5同士を接続するように
設けられたクランクピン6とからなっており、クランク
ケース7に設けられた軸受8にジャーナル部2が支持さ
れ、クランクピン6とコンロッド9の大端部とが相対回
転自在に相互連結されている。
【0010】クランクケース7には、クランク1のジャ
ーナル部2を支持する軸受8を中心とする内歯歯車10
が、コンロッド9を挟む位置に形成されており、これら
の各内歯歯車10には、各遊星歯車5が、それぞれ転動
自在に噛合している。
【0011】ピストン11は、シリンダ12に往復摺動
自在に嵌合している。そしてピストン11とコンロッド
9の小端部とが、相対揺動自在に相互連結されている。
なお、図示されない動弁装置並びに点火装置に関して
は、一般の4サイクルレシプロエンジンと何等変わると
ころはないので、これらの部分の説明は省略する。
【0012】次に本発明エンジンの作動要領について説
明する。内歯歯車10と遊星歯車5とは、歯数比が3:
2に設定されており、内歯歯車10を直線上に展開して
考えると、遊星歯車5は、内歯歯車10上を2回公転す
る間に3回自転する。実際には、遊星歯車5の直径の2
/3倍の直径の内周円上に内歯歯車10が形成されてい
るので、クランク1の回転方向(図1の矢印W)と遊星
歯車5の転動方向(図1の矢印X)とは互いに逆方向と
なり、クランクピン6が遊星歯車中心5aの回りを3回
転する間に、相対的にクランク1が2回転するようにな
っている。また、ジャーナル部中心と遊星歯車中心間の
偏心量(A)と、ジャーナル部中心とクランクピン中心
間の偏心量(B)との間には、所定の寸法差(C)があ
り(図2参照)、ピストン11の往復運動に伴って、図
1に想像線で示す軌跡をクランクピン6の中心が描く。
これにより、ピストン11が2往復する間に、コンロッ
ド9の大端部位置が左右にずれるだけで、その上死点の
高さ位置(a,a′)を変えることなく、下死点の高さ
位置のみを2つの位置(b,b′)に変化させる。な
お、上記寸法差(C)は、吸入下死点と膨張下死点間の
ストロークの1/2に相当しており、偏心量(A)は、
上記寸法差(C)の2倍になるように設定してある。
【0013】この様子を、図3〜図10を参照して更に
詳しく説明する。先ず、図3に示す上死点位置に於て、
遊星歯車中心5aに対してクランクピン6は右方に位置
しており、この状態からジャーナル部2の時計回りの回
転により、ピストン11が下降して吸入行程を開始する
と、遊星歯車5は、内歯歯車10との噛合による反時計
回りの自転運動を伴いつつ、ジャーナル部2を中心とし
た公転運動を行う。ここで遊星歯車中心5aに対してク
ランクピン6の中心が偏心しているので、クランクピン
6は、遊星歯車中心5a回りについて衛星運動を行うこ
ととなる。これにより、図4に示す吸入状態を経て吸入
下死点にピストン11が達すると、図5に示すように、
遊星歯車中心5aに対してクランクピン6が上方に位置
するため、下死点位置が高い位置をとる。
【0014】次に図6に示すように、引き続きクランク
1が回転してピストン11が上昇し、圧縮行程を開始す
る。そして図7に示す圧縮上死点に達した時は、クラン
クピン6が遊星歯車中心5aに対して左方に位置してい
る。
【0015】燃焼室内で混合気が燃焼してピストン11
が押し下げられる膨張行程を開始すると、クランク1は
時計回りの回転を継続し、図8に示す膨張状態を経て図
9に示す膨張下死点に達する。この膨張下死点では、遊
星歯車中心5aに対してクランクピン6が下方に位置す
るため、下死点位置が低い位置をとる。
【0016】引き続きクランク1が回転し、ピストン1
1が上昇して図10に示す排気行程を開始する。そして
図3に示す上死点位置に到達し、以上のサイクルが繰り
返し行われる。
【0017】さて、前記したように、指圧線図に於て、
圧縮・膨張行程で囲まれる部分の面積W1から、吸入・
排気行程で囲まれる部分の面積W2を引いたものがエン
ジンの仕事量の目安となることが周知である。従って、
この図示仕事を高めるには、この差を大きくすれば良
い。
【0018】本発明の構成によれば、図11に示すよう
に、上死点位置(a,a′)を変えることなく、下死点
位置が交互に2つの位置(b,b′)をとるので、膨張
・排気時のピストンストローク(ピストン排除容積)
を、吸入・圧縮時のピストンストロークより大きくする
ことができる。これにより、圧縮・膨張行程で囲まれる
部分の面積W1と吸入・排気行程で囲まれる部分の面積
W2との相対差が、このストロークの差分だけ(斜線部
分)大きくなり、図示仕事が高まることなる。
【0019】
【発明の効果】このように本発明によれば、吸入・圧縮
行程のピストンストロークに比して膨張・排気行程のピ
ストンストロークを大きくすることができるので、指圧
線図上の圧縮・膨張行程で囲まれる部分の面積と吸入・
排気行程で囲まれる部分の面積との相対差を、このスト
ロークの差分だけ増大させることができる。従って、4
サイクルレシプロエンジンの図示仕事を増大する上に多
大な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエンジンのクランク軸方向から見た部
分的縦断面図。
【図2】本発明のエンジンのクランク軸に平行する方向
から見た部分的縦断面図。
【図3】本発明のエンジンの排気上死点を示す模式的な
作動説明図。
【図4】本発明のエンジンの吸入途中を示す模式的な作
動説明図。
【図5】本発明のエンジンの吸入下死点を示す模式的な
作動説明図。
【図6】本発明のエンジンの圧縮途中を示す模式的な作
動説明図。
【図7】本発明のエンジンの圧縮上死点を示す模式的な
作動説明図。
【図8】本発明のエンジンの膨張途中を示す模式的な作
動説明図。
【図9】本発明のエンジンの膨張下死点を示す模式的な
作動説明図。
【図10】本発明のエンジンの排気途中を示す模式的な
作動説明図。
【図11】本発明のエンジンの指圧線図。
【図12】従来のエンジンの指圧線図。
【符号の説明】
1 クランク 2 ジャーナル部 3 ウェート部 4 クランクアーム 5 遊星歯車 5a 遊星歯車の中心 6 クランクピン 7 クランクケース 8 軸受 9 コンロッド 10 内歯歯車 11 ピストン 12 シリンダ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸入・圧縮・膨張・排気の4行程を繰り
    返すピストンの運動をクランク軸の回転運動に変換する
    ことによって動力を発生する4サイクルレシプロエンジ
    ンであって、 クランクケースに形成された軸受にジャーナル部が枢支
    されたクランクアームと、 該クランクアームの遊端に枢着された遊星歯車と、 該遊星歯車の中心から偏心した位置に大端部が連結さ
    れ、かつ前記ピストンに小端部が連結されたコンロッド
    と、 前記遊星歯車が転動自在に噛合するべく、前記クランク
    ケースの軸受を中心としてクランクケースに形成された
    内歯歯車とを有することを特徴とする4サイクルレシプ
    ロエンジン。
JP3307594A 1994-02-04 1994-02-04 4サイクルレシプロエンジン Pending JPH07217443A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998026165A1 (fr) * 1995-11-01 1998-06-18 Longwell Japan Co., Ltd. Ensemble entraine par une machine destine a une connexion directe dans un moteur a combustion interne
KR20010085035A (ko) * 2001-07-24 2001-09-07 유병섭 배기량 및 압축비가 자유롭게 가변되는 왕복동식 엔진
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
JP2015214900A (ja) * 2014-05-08 2015-12-03 いすゞ自動車株式会社 エンジン
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CN113580008A (zh) * 2021-08-20 2021-11-02 上海新钐机床有限公司 一种往复运动装置及包括该往复运动装置的砂轮架

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