JPH08507844A - 高い過給圧力比を可能にし圧縮式点火又は制御式点火により作動する４サイクル内燃機関に対する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関は、異なる容積の少なくとも二つのシリンダ（２及び３）と、歯車列（19，20，21）を介して同一の回転速度で結合された二つのクランク軸（４及び５）と、伝動組立品（18）から分離可能にされかつ吸気圧の増加に伴って圧縮率を減少するように設計された三つの同心の軸（17，28，32）を有する可変調整式伝達装置とを備えた組立品を有する。最大及び最小の圧縮率は、二つのシリンダ（２及び３）の間の、及び二つのシリンダ（２及び３）とすきま容積の間の圧縮率によって、二つのクランク軸（４及び５）の間の環状の容積限界内に設定され、その結果、可変調整式伝達装置の往復動作の開始は、圧縮段階の最後に、二つのクランク軸（４及び５）の間の環状の容積のユニットによって、ピストン（８）の移動量を増加させ、可変調整式伝達装置の往復動作の終了は、少なくとも短い往復動作のクランク軸（５）のクランクの最大トルクから、ピストン（８）で、燃焼ガスを結合して膨張させる。

Description

【発明の詳細な説明】 高い過給圧力比を可能にし圧縮式点火又は制御式点火により作動する４サイクル 内燃機関に対する改良 定義上、ピストン機関の過給の原理は、シリンダ容積を増大させることなく空 気質量を増大させることにある。その結果、固定圧縮比をもつエンジンにとって 、燃焼圧力の増大及びより大きい容積出力（容積１リットルあたりの出力）がも たらされる。しかしながら過給圧力が増大したとき、エンジンの機構に対する機 械的応力度及び熱応力度は増大する。この重大な欠点は、燃焼室及びピストンの 行程により生み出された容積比が修正不可能であり、吸入空気の圧力及び温度そ してエンジンの速度及び温度の変化に適合できないという事実に由来するもので ある。 以来、エンジン設計者は、一方では吸気での圧力変動の振幅に対する限界を決 定することによって、又他方では大気吸入圧力と過給圧力の間の平均圧縮比を実 現することによって、いくつかの設計規則を遵守している。平均圧縮比の決定は 、エンジンの異なる状態とできるかぎりうまく折合いをつける一つの妥協である ことから、大気吸入状態は過度に低い圧力及び温度にあり、過給圧力状態は過度 に高い圧力及び温度に位置づけされている。 本発明の目的は、吸入空気の密度及び温度、エンジンの回転速度及び温度に応 じて燃焼室の容積を変動させて、内部冷却を伴う単一の又は二重の過給圧力に基 づくエンジンの超過給を可能にすることから成る可変的容積比をもつエンジンの 概念にある。 本発明に従うと、この新しいエンジンは大行程クランクのものと小行程クラン クのものという二列のクランク軸を含んで成る。二本 のクランク軸は、歯車列及び小行程クランク軸との関係において角度的に移動す る歯車列の一部を成す結合用歯車をもつ可変調整式伝達装置を用いて同じ回転速 度で結合されており、かくして二本のクランク軸の間の伝達装置の遮断を必要と せずにこれらのクランク軸の間の無限の調整回数を可能にしている。 本発明に従うと、可変調整式伝達装置は、小行程クランク軸のシャフトとは独 立してパワーユニットから分離でき、そのため欠陥部品の交換又は部品の標準的 変換を容易かつ迅速に行なうことができるという利点がある。その容積によって 区別されるシリンダは各々二列のクランク軸の一方の上に配置されている。小行 程クランク軸のクランクは、より小さいシリンダのピストンの連接棒と共に作動 し、大行程クランク軸のクランクは、より大きなシリンダのピストンの連接棒と 共に作動する。二本のシリンダは、各々のシリンダのピストンの位置とは無関係 に、気体が一本のシリンダからもう一方のシリンダへと通過できるように互いに 連絡し合う二本のシリンダのグループを一つ形成するような形で、シリンダヘッ ド内のくり抜き部により、一本ずつ一方の列から他の列へと連結されている。 圧縮点火の態様での本発明に従うと、エンジンは、すきま容積内に燃料噴射装 置を少なくとも一つ含んでおり、燃料の噴射は大行程クランク軸との半速での係 合で行なわれる。 本発明の制御式点火の態様に従うと、エンジンは、すきま容積内に少なくとも 一本の点火プラグを含み、点火は、大行程クランク軸と半速同期で既知の手段に よって行なわれる。 本発明に従うと、分配は、４ストロークサイクルの精確な時点において吸気弁 及び排気弁を用いて吸気及び排気導管と二本のシリンダのグループを周期的に連 結させる、大行程クランク軸と半速で係合するカムシャフトによって少なくとも 確保されている。膨張段階 は、駆動応力の二本のクランク軸を連動させる二本のまとまったシリンダの各ピ ストン上で同時に行なわれる。大行程クランク軸は、エンジンの外部伝達機構と 直接結びつけられ、かくして、可変調整式伝達装置は大行程クランク軸上に小行 程クランク軸の駆動トルクしか伝達しないようになっている。従って可変調整式 伝達装置に対する駆動応力は、まとまった二本のシリンダのうち小さい方の容積 に依存している。 二本のクランク軸の間の可変的調整伝達装置の異なる角度的ずれは、圧縮の終 りの段階（最大容積のピストンの上死点）で最小容積内で生み出された付加的空 間を修正する効果をもつ。この付加的空間は、最大の意味では可変調整式伝達装 置の行程の始めで、又最小の意味では可変調整式伝達装置の行程の終りでエンジ ンの容積比を修正するような形で、すきま容積で構成されている。 本発明に従うと、可変調整式伝達装置に作用する制御用ジャッキをもつ油圧力 増幅器が、最大限の汚染で最適な作動条件にエンジンを維持するような形で、過 給圧力に比例して小さいシリンダ容積の付加的容積を修正する。 同様に本発明に従うと、パイロット生産エンジンについて予め設定されたプロ グラムにより、圧力及び温度の過度の応力を除去することが可能となる。エンジ ンの各々の状態は、エンジンの全ての能力を包括するような形で点による進行尺 度に記憶される。各々の記憶点は、四つのセンサーの測定値すなわち吸入空気圧 、吸入空気温度、エンジン速度及びエンジン温度によって形成された組合せであ る。各々の組合せは、可変調整式伝達装置の制御用ジャッキの位置と同時に記録 される。このプログラムは、テストベンチで製作されたエンジンのものと同一の パイロット生産エンジンの自動的制御を可能にする。四つのセンサーの測定値を 頻繁に監視することにより 、パイロット生産エンジンについてのものと全く同じ作動条件を再現するため、 燃料の仕様も同一でなくてはならない。 本発明について、以下の説明を用い、又全て制限的意味のない一例として添付 した図面を参照しながら、次により詳細に記述していくことにする。なお図面中 、 図１は、圧縮の終りの段階で、可変調整式伝達装置の行程の始めの位置におい て表わされた、まとまった二本のシリンダの間の５という比率をもつ可変容積燃 焼室を有する４サイクルエンジンの部分的縦断面図である。第二及び第三の同心 要素の間の対になったらせん状溝付けのものとは反対に円形のらせんをもつ第一 と第三の同心要素の間の対になったらせん状溝付けを見ることができる。 図２は、二本のクランク軸からとり外された可変調整式伝達装置を示す、図１ のエンジンの分解図を表わす。 図３は第一及び第三の同心要素の間の対になった直線溝付け及び第二と第三の 同心要素の間の対になったらせん状溝付けを詳細に示す。本発明の一変形態様に 従った図１のエンジンを表わしている。 図４は、大行程クランク軸のクランクとの関係において小行程クランク軸のク ランクの36°の角度的送りを伴う可変調整式伝達装置の行程の始めにおける圧縮 の終りの位置で表わされた、まとまったシリンダ間の５という比率を伴う可変容 積の燃焼室を有する、本発明に従った４サイクルエンジンの概略的横断面図であ る。 図５は、大行程クランク軸のクランクとの関係において小行程クランク軸のク ランクの69°の角度的送りを伴う可変調整式伝達装置の行程の終りにおける圧縮 の終りの位置で表わされた、図４のものと同じエンジンの概略的横断面図である 。 図６は、図４及び図５に表わされたものと同じエンジンのまとまった二本のシ リンダのシリンダヘッドの底面の平面図である。 図７は、大行程クランク軸のクランクとの関係において小行程クランク軸のク ランクの30°の角度的送りを伴って可変調整式伝達装置の行程の始めにおける圧 縮の終りの位置で表わされた、二本のまとまったシリンダ間の2.5という比率を 伴う可変的容積の燃焼室をもつ本発明に従った４サイクルエンジンの概略的横断 面図である。 図８は、大行程クランク軸のクランクとの関係において小行程クランク軸のク ランクの70°の角度的送りを伴う可変調整式伝達装置の行程の終りにおける圧縮 の終りの位置で表わされた、図７のものと同じエンジンの概略的横断面図である 。 図９は、図７及び図８に表わされたものと同じエンジンの二本のまとまったシ リンダのシリンダヘッドの底面の平面図である。 図10は、対応する容積効率と共に、可変調整式伝達装置の行程の始め又は終り で、点火無しの膨張及び圧縮の段階における大行程クランク軸（５）の角回転一 度あたりの容積比を示す、二本のまとまったシリンダの二つの容積間の５という 容積比をもつエンジンの重複させた図を表わしている。 図11は、対応する容積効率と共に、可変調整式伝達装置の行程の始め又は終り で、点火無しの膨張及び圧縮の段階における大行程クランク軸（５）の角回転一 度あたりの容積比を示す。二本のまとまったシリンダの二つの容積間の2.5とい う容積比をもつエンジンの重複させた図を表わしている。 ここで図１〜９を参照すると、シリンダハウジングブロック（１）には、一方 が大行程クランク（４）を有し他方が小行程クランク（５）を有する平行に配置 された二本のクランク軸（４及び５）が含まれており、それぞれピストン（６及 び８）及びそれぞれ連接棒（７及び９）を具備した二本のシリンダ（２及び３） は各々二列のクランク軸（４及び５）より上に配置されている。小行程クランク 軸（５）のクランクは最小のシリンダ（３）のピストン（８）の連接棒（９）と 共に作動し、大行程クランク軸（４）のクランクは最大のシリンダ（２）のピス トン（６）の連接棒（７）と共に作動する。二本のシリンダ（２及び３）は、互 いに連結する二本のシリンダ（２及び３）の一つのグループを形成するような形 で、シリンダヘッド（10）内のくり抜き部により一方の列からもう一方の列へ一 本ずつ連結されている。 圧縮式点火の態様では、エンジンはすきま容積内に少なくとも一つの燃料噴射 装置（図示せず）を含んでいる。燃料の噴射は、大行程クランク付きクランク軸 （４）と半速の係合で、既知の手段（図示せず）により行なわれる。 制御式点火の態様では、エンジンはすきま容積内に少なくとも一本の点火プラ グ（図示せず）を含んでいる。点火は、大行程クランク軸（４）と半速同期で既 知の手段（図示せず）により行なわれる。 分配は、大行程クランク軸（４）と半速の係合でカムシャフト（図示せず）に よって少なくとも確保されている。最大のシリンダ（２）の上に張り出すシリン ダヘッド（10）の部分は、吸気弁及び排気弁（それぞれ13及び14）を含んでおり 、４ストロークサイクルの精確な時点で二本のシリンダ（２及び３）のグループ を吸気及び排気導管（11及び12）と周期的に連結させている。 シリンダ容積が非常に大きいエンジンについては、最小のシリンダ（３）の上 に張り出すシリンダヘッド（10）の部分に大行程シリンダ軸（４）と半速で係合 された第二のカムシャフト（図示せず）を具備することができ、かくして、最大 シリンダ（２）内で行なわれる４ストロークサイクルの開放及び閉鎖と同じ時点 での吸気及び排気の第二の周期的開放及び閉鎖が確保されるようになっている。 二本のまとまったシリンダ（２及び３）の容積間の比率は、少なくとも2.5〜５ の間にあり、１〜７という過給圧力比にエンジンを適合させることができる。 可変調整式伝達装置は、積重ねられた三つの同心要素で形成されている。すな わち、第一の要素は内部部分に位置づけられた伝動軸（17）で構成され、第二の 要素は外部部分内にある歯車装置（20）のスリーブ（28）で構成され、第三の要 素は上述の他の二つの要素の間の中間部分内にある滑動管（32）により構成され ている。前記スリーブ（28）は、補強軸受（15）とスリーブ（28）の間の適切な 二列式傾斜接触ころ軸受（16）を用いて、補強軸受（15）内に維持されている。 前記補強軸受（15）は可変調整式伝達装置が小行程クランク軸（５）のシャフト （18）から分離した組立品を構成できるような形でパワーユニット（１）に固定 されている。このため可変調整式伝達装置及び小行程クランク軸（５）は、それ ぞれのシャフト（17及び18）を伴って作られている。可変調整式伝達装置のシャ フトと小行程クランク軸（５）のシャフト（18）の間の突合せ端部は、パワーユ ニット（１）内に具備された開口部内への補強軸受（15）の適用の時点で軸方向 滑動によるパワーユニット（１）内へのそれらの結合を可能にする対応する雄及 び雌の直線溝付けを伴って仕上げ加工されている。補強軸受（15）は、小行程ク ランク軸（５）のシャフト（18）に沿って配置されており、パワーユニット（１ ）上への補強軸受（15）の適用の際にシャフト（17）に対する自由軸受としても 役立つこのシャフト（18）上のシャフト（17）の自動心出しを可能にするように なっている。この手段は、小行程クランク軸（５）の取外しに着手する必要なく パワーユニット（１）の外に可変調整式伝達装置を取外すことを可能にする。 伝動軸（17）とスリーブ（28）は好適にも、シャフト（17）と一 体化した軸受（22）を用いて互いとの関係において軸方向に同心的に維持されて いる。軸受（22）には、スリーブ（28）と無関係にシャフト（17）が自由に回転 できるようにする軸方向及び半径方向スラストころ軸受（23）が備わっている。 軸受（22）、小行程クランク軸（５）のシャフト（17）及びシャフト（18）の間 の結合用突合せ端部の直線溝付けが限定される場所において、シャフト（17）と 一体化している。軸受（22）及びスリーブ（28）はパワーユニット（１）の内部 にある。軸受（22）は同様にはずみ車の役目も果たすディスクの形で製作されて おり、このはずみ車の周囲には、直線溝付けが限定されている側とは反対側の面 上にあるリング（25）のボルト留めを可能にする開口部（24）が規則的に貫通し ている。軸受（22）のはずみ車の上へのリング（25）の適用は、軸方向及び半径 方向応力をもつころ軸受（23）の外レース（26）の固定を可能にする収納部を形 成するために利用され、一方このころ軸受（23）の内レース（27）は、スリーブ （28）をとり囲むリング形のスペーサ（29）に対してスリーブ（28）上に固定さ れており、このスペーサ（29）は、ころ軸受（23）の内レースと傾斜接触のころ 軸受（16）の内レースとの間の離隔空間を吸収することを目的としており、この 傾斜接触のころ軸受の内レースは、スリーブ（28）上の唯一のナット（30）を用 いた上述されたあらゆる部品の固定により、スリーブ（28）上に具備された肩部 に対して軸方向に維持されている。 スリーブ（28）の歯車装置（20）は、大行程クランク軸（４）と一体になった 歯車装置（19）及びこれら二つの歯車装置（19及び20）の間の中間歯車（21）を 用いて、この大行程クランク軸と同じ回転速度で結合されたパワーユニット（１ ）の外側に位置づけされている。 伝動軸（17）は、補強軸受（15）に対面する軸受（22）の側に、 滑動管（32）が嵌入されることになるらせん状の溝付け（31）を含んでいる。こ の滑動管（32）はその内部周囲に、らせん状の溝付け（31）と対になった溝付け （33）を有しており、かくしてこの滑動管（32）は、伝動軸（17）上にらせん状 に滑動し、前記第一の要素と第三の要素の間の角度的ずれを許容することができ るようになっている。 滑動管（32）は同様に、この管の内側に作られた溝付け（33）とは反対向きの らせんを有するらせん状の溝付け（34）をその外周上に有している。スリーブ（ 28）は、その内周上に、滑動管（32）の外部らせん状溝付け（34）と対になった らせん状溝付けを有し、かくしてこの管がスリーブ（28）内をらせん状に滑動し 、上述の第一及び第三の要素の間のらせん状の滑動と同時に前記第二及び第三の 要素の間の角度的ずれを許容することができるようになっており、このスリーブ （28）は、滑動管（32）が軸方向並進運動をしていない場合、再度シャフト（17 ）と回転上一体化された状態になる。 前記滑動管（32）の端部が軸受（22）の閉塞によって構成される停止限界にあ る場合、滑動管（32）の長さ（32）はスリーブ（28）の内部に設定され、滑動管 （32）のもう一方の端部は、パワーユニット（１）の外に歯車装置（20）を通し てスリーブ（28）の外側に解放されて、適切な手段により傾斜接触の二列式ころ 軸受（36）の内レースの固定を可能にする。ころ軸受（36）の前記内レースは滑 動管（32）の回転運動と一体化され、一方回転運動しないころ軸受（36）の外レ ースは留め部分（37）と一体化されている。 油圧制御システムにより作用する圧縮比のプログラムの決定メモリーにより、 二本のクランク軸（４及び５）の間の調整を修正するための留め部品（37）及び 滑動管（32）の移動が可能となる。 可変調整式伝達装置の行程の始めは、滑動管（32）が、大行程ク ランク軸（４）のクランクとの関係における小行程クランク軸（５）のクランク の最小の角度的送りに対応するスリーブ（28）（低トルク）の出口ストッパ位置 （図示せず）に来るような形で、配置されている。 可変調整式伝達装置の行程の終りは、滑動管（32）が、大行程クランク軸（４ ）のクランクとの関係における小行程クランク軸（５）のクランクの最大の角度 的送りに対応するスリーブ（28）（高トルク）の戻りストッパ位置（図示せず） に来るような形で配置される。 本発明に従うと、可変調整式伝達装置の間の二本のクランク軸（４及び５）の 調整を精密にし容易にするため、それぞれ滑動管（32）及びスリーブ（28）の対 になった溝付け（34及び35）、それぞれシャフト（17）及び滑動管（32）の対に なった溝付け（31及び33）、ならびに二本のシャフト（17及び18）の間の突合せ 溝付けの各々の数が奇数である場合、歯車（20）の歯の数は偶数であり、その逆 も又成り立つ。 本発明の一変形態様に従うと、可変調整式伝達装置のシャフト（17）は、補強 軸受（15）に面した軸受（22）の側に、滑動管（32）が上に嵌入されることにな るらせん状溝付け（31）に代って直線の溝付け（38）を有しており、この滑動管 は、その内周上に、らせん状溝付け（33）に代わる直線溝付け（39）を有し、直 線溝付け（39）は、シャフト（17）の直線溝付け（39）と対になっている。 本発明に従うと、設計すべきエンジンの型式について選択された最小及び最大 の体積比は、エンジンの異なる要素の寸法、つまり一方では二本のまとまったシ リンダ（２及び３）の容積間の比率、そして他方では、すきま容積（10）により 形成された容積とのこれらのシリンダ（２，３）の二つの容積の合計容積により 形成される比 率に応じて実現され、これらの比率は、可変調整式伝達装置の行程の終りの位置 により規定された大行程クランク軸（４）のクランクとの関係における小行程ク ランク軸（５）のクランクの最大の角度的送りが、圧縮の終りの段階（ピストン ６の上死点）で、小行程クランク軸（５）のクランクと連接棒（９）の間に少な くとも90°の角度を伴ってエンジンの前記最小の容積比を規定するために、すき ま容積（10）に必要な付加的空間とピストン（８）の位置づけ（８）を一致させ ることになるような形で、構成されている。 エンジンの異なる要素の間の適切な寸法と関連した、可変調整式伝達装置の行 程の終りの位置における二本のクランク軸の間の上述の角度的調節の措置によっ て、エンジンは、 膨張段階で、少なくとも小行程クランク軸（５）のクランク上で瞬間的最大ト ルクから、随伴するピストン（８）上の燃焼ガスによって、 膨張段階で、前記ピストン（８）上の燃焼ガスの背圧の源である排気弁（14） の開放に先立ってピストン（８）の再上昇を制限することによって、 吸気の終り段階で、シリンダ（３）内の充てん容積の減少の源であるピストン （８）の再上昇を制限することによって、 作動することが可能となる。 これらの作動は、最大負荷状態でのエンジンの最適な効率の維持を確保すると いう利点をもつ。 選択された最大容積比は、可変調整式伝達装置の行程の始めの位置により規定 される大行程クランク軸（４）のクランクとの関係における小行程クランク軸（ ５）のクランクの最小の角度的送りが、圧縮の終りの段階（ピストン６の上死点 ）において小行程クランク軸（５）のクランクと連接棒（９）が一定の角度を成 すようにその 上死点から離隔した小行程クランク軸（５）のクランクの連接棒（９）とのエン ジンの最大容積比を規定するためにすきま容積（10）に必要な付加的空間とピス トン（８）の位置づけを一致させるような形で、最小容積比について規定された 寸法値と同じデータベースに基づいて実現される。 エンジンの異なる要素の間の適切な寸法に関連した、可変調整式伝達装置の行 程の始めの位置における二本のクランク軸間の上述の角度的調節の措置により、 エンジンは、 圧縮の終りの段階において、二本のクランク軸（４及び５）の間の角度的ずれ 一度あたりのピストン（８）上のより大きい並進運動を確保することによって、 作動することが可能となっている。 この作動は、低負荷のエンジンの容積比の修正工程を加速するという利点をも つ。 採用された記号の内容： Ｐ＝容積比 Ｖ１＝まとまった二本のシリンダのうち大きい方の容積 Ｖ２＝まとまった二本のシリンダのうちの小さい方の容積、 、 α＝小行程クランク軸のクランクの角度的送り ve＝過度の絞りの無い気体の移送に必要なまとまった二本のシリンダのすきま 容積、 （αminimum）＝可変調整式伝達装置の行程の始めにおける、小行程クランク 軸のクランクの角度的送り。 （αmaximum）＝可変調整式伝達装置の行程の終りにおける、小行 程クランク軸のクランクの角度的送り。 Ｖα（αminimum）＝大行程クランク軸のクランクが圧縮の終り段階で上死点 にある場合に小行程クランク軸のクランクの角度的送りの最小角度によって規定 される、可変調整式伝達装置の行程の始めにおける、すきま容積の容積に加えら れる付加的容積、 Ｖα（αmaximum）＝大行程クランク軸のクランクが圧縮の終りの段階で上死 点にある場合に小行程クランク軸のクランクの角度的送りの最大角度により規定 される、可変調整式伝達装置の行程の終りにおける、すきま容積に加えられる付 加的容積、 Ｖγ（αminimum）＝大行程クランク軸のクランクが吸気の終りの段階で下死 点にある場合に小行程クランク軸のクランクの角度的送りの最小角度により規定 される、可変調整式伝達装置の行程の始めにおける空気吐出し容積、 Ｖγ（αmaximum）＝大行程クランク軸のクランクが吸気の終りの段階で下死 点にある場合に小行程クランク軸のクランクの角度的送りの最大角度により規定 される、可変調整式伝達装置の行程の終りにおける空気吐出し容積。 可変容積型燃焼室についたエンジンの容積比の特性及び公式。 （Ｖ１＋Ｖ２）×２シリンダグループ数＝エンジンのシリンダ容積。 Ｖ１＋〔Ｖ２−Ｖγ（α）〕×２シリンダグループ数＝可変調整式伝達装置の 調整により規定されるエンジンのシリンダ容積。 可変調整式伝達装置の調整により構成される容積比の規定を伴う、エンジンの 理論上の容積特性。 可変調整式伝達装置の行程の始めにおける最大容積比の規定。実際には、あま りにも無視できるほどのものであるためにＶ２からＶγ（αminimum）を演繹す べきでないと考えることができる。 可変調整式伝達装置の行程の終りにおける最小容積比の規定。実際には、Ｖ１ 及びＶ２での吸入質量が最大過給圧力で記憶された校正に従属していることから 、Ｖγ（αmaximum）をＶ２から演繹すベきでないと考えることができる。 Ｖα（α）が可変調整式伝達装置の行程の始めと終りの間のどんな角位置にで も位置づけされるか否かに応じて、容積比の簡略式を仮定することができる：す なわち 本発明に従うと、選択された最小容積比は、可変調整式伝達装置の行程の終り の二つの限界の間に実現され得る。第一の限界は、圧縮の終り（ピストン６の上 死点）で、小行程クランク軸のクランクと連接棒の間の少なくとも90°の角度を 伴って最小容積比を規定するためすきま容積（10）に必要な付加的な空間に関連 づけてピストン（８）の位置づけを決定するように大行程クランク軸（４）のク ランクとの関係において小行程クランク軸（５）のクランクの最大の角度的送り を伴って実現され、第二の限界は、以下の最小容積比の公式に従って二本のまと まったシリンダ（２及び３）の平行かつ接近した位置によって規定される二本の クランク軸（４及び５）の作業空間によって生み出される許容限界に至るまで二 本のシリンダ （２及び３）の二つの容積の間の比率の減少に比例して、大行程クランク軸（４ ）のクランクとの関係における小行程クランク軸（５）のクランクのより小さい 角度的送りを伴って実現される。 より小さいシリンダ容積をもつエンジン上の可変調整式伝達装置上の応力を減 少させるためまとまった二本のシリンダの二つの容積の間のより大きい容積比を 計算することができ、逆により大きいシリンダ容積のエンジンの速度を増大させ るべくまとまった二本のシリンダ（２及び３）の二つの容積の間のより小さい容 積比を計算することができる。 実際には、Ｖ１及びＶ２での吸入質量が容積比と過給圧力の間の記憶された校 正に従属することから、Ｖγ（αmaximum）をＶ２から演繹すべきでないと考え ることができる。 選択された最大容積比は、可変調整式伝達装置の行程の始めにおいて大行程ク ランク軸（４）のクランクとの関係における小行程クランク軸（５）のクランク の最小の角度的送りが、圧縮の終り（ピストン６の上死点）で、小行程クランク 軸（５）のクランクと連接棒（９）が一定の角度を成すように小行程クランク軸 （５）のクランクの連接棒（９）がその上死点から離隔した状態で最大容積比を 規定するためすきま容積（10）に必要な付加的空間と関連してピストン（８）の 位置づけを決定するような形で、最小容積比について規定された寸法値のデータ ベースに基づいて実現される。従って次の公式に従って最大容積比を規定するこ とができる。 実際には、Ｖ１及びＶ２での吸入空気質量が吸気パイプ内の大気 負圧と容積比の間の記憶された校正に従属していることから、Ｖγ（αminimum ）をＶ２から演繹することはできないと考えることができる。 図10及び図11の図は以下の公式から作成されている： ａ＝小さいシリンダの上死点 ｂ＝小さいピストンの頂部 ｓ＝小さいピストンの表面 ｌ＝小さい連接棒の長さ ｒ＝小さいクランク軸の長さ Ａ＝大きいシリンダの上死点 Ｂ＝大きいピストンの頂部 Ｓ＝大きいピストンの表面 Ｌ＝大きい連接棒の長さ Ｒ＝大きいクランク軸の長さ Vm＝すきま容積 α＝角回転（上死点でゼロ度）（三角法の逆方向） ψ＝大きいクランク軸との関係における小さいクランク軸の角度的送り、 数多くの利用分野のうちの一つに従ってエンジンを機能的かつ高性能のものに するための例。 コンピュータの計算シートに記録された上述の公式は、エンジンの異なる要素 の間の寸法値、すなわちまとまった二本のシリンダの二つの容積の間の容積比及 びすきま容積（10）により形成された容積と共にこれらのシリンダ（２，３）の 二つの容積により形成され る比率を管理し選択することを可能にし、計算は、エンジンの最大及び最小容積 比について規定された仕様が、それぞれ可変調整式伝達装置の行程の始め及び終 りの大行程クランク軸のクランクとの関係における小行程クランク軸のクランク の最小及び最大の角度的送りの対応する度合と一致できるような形で、設定され る。図10及び11のグラフは、大行程クランク軸（４）のクランクの360°の角回 転にわたるまとまった二本のシリンダ（２，３）の容積効率及び容積比の変動曲 線の例を示している。 排他的な意味なく高容量の発電装置の態様で示された本発明の特定の一実施例 に従うと、二本のクランク軸（４及び５）は各々機械的に一つの発電機に連結さ れ、二つの発電機の電気回路は平行に連結されている。二つの発電機の各々の容 量は、エンジンの巡航状態でのそのそれぞれのクランク軸の出力に応じて規定さ れ、このため可変調整式伝達装置及び二本のクランク軸（４及び５）の間の対応 する連結装置は、トルクの補償用応力に制限されている。 圧縮点火式４サイクルエンジンの利点。 容積効率の増大。 重量あたりの出力の増大。 機械的摩擦による損失の減少。 セタン価に対するエンジンの適合化。 考えられるあらゆる状況下（低温発進から高い過給圧力に至る）における燃 料の自動引火のために理想的な圧縮の終りの温度の精密な規定。 高地でのエンジンのより優れた性能。 不燃焼炭化水素及び窒素酸化物の排出の最少化。 制御点火式４サイクルエンジンの利点。 容積効率の増大。 重量あたりの出力の増大。 機械的摩擦及び圧送による損失の減少。 吸気パイプ内の負圧に比例した圧縮比の増大による（ガス絞り弁の閉鎖）、 部分的負荷状態のエンジンの効率の増大。 オクタン価に対するエンジンの適合化。 高地でのエンジンのより優れた性能。 混合物のより優れた均質性。 不燃焼炭化水素、窒素酸化物及び一酸化炭素の排出の最少比。 オンロードトラクタ車両における高い過給圧力比の圧縮点火式４サイクルエン ジンの利用の利点と条件。 ピストンの平均速度の基準に従ったエンジンの各シリンダの容積の減少により 、エンジン回転数の増大及び低周波数の一貫した減少が可能になる。パワーアク スルの第二の減速に至るまで変速機と伝動軸の組立品上にはより大きな減速比が 具備されることになる。機械的摩擦はシリンダ容積に比例し、負荷に対する感応 性はほとんどないことから、効率が改善する。エンジンブレーキは、車両上の速 度制限装置を用いてエンジンの出力の増大を考慮することによって維持すること ができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年３月２３日 【補正内容】 明細書 高い過給圧力比を可能にし圧縮式点火又は制御式点火により作動する４サイクル 内燃機関に対する改良 本発明の目的は、吸入空気の密度及び温度、エンジンの回転速度及び温度に応 じて燃焼室の容積を変動させて、内部冷却を伴う単一の又は二重の過給圧力に基 づくエンジンの超過給を可能にすることから成る可変的容積比をもつエンジンの 概念にある。 PCT 特許第WO89／03476号により、エンジンが単流形掃引状態にあり（新鮮ガ ス及び排気ガスの吸入が二本のシリンダのうち大きい方のシリンダの相対する端 部で行なわれる）、二本のクランク軸が同一回転速度にある機構を備えた、シリ ンダハウジング内で二本のクランク軸の心出しを伴う並んで統合された二本のシ リンダの軸方向グループを含む、圧縮点火式２サイクルエンジンに関する本発明 の好適な一実施態様を一例として表わす可変容積比をもつ圧縮点火式エンジンが 知られている。このエンジンには、エンジンの異なる状態に応じて容積比を変動 させることができるように圧縮の終りの段階で予燃焼室のピストンの位置づけを 周期的に同期化することを可能にするカプラも具備されている。しかしながら、 上述のこれらの手段は、２本のシリンダのうちの小さい方のシリンダにおいて各 排気サイクルで燃焼ガスが部分的にしかシリンダの外に排出されずそのため新鮮 な空気が単流形で吸入され得ないために効率損失がもたらされることから、２サ イクルエンジンが良好な条件下で作動できるようにしてくれないものである。発 明のもう１つの態様に従うと、この特許においては、小さいクランク軸が大きい クランク軸の半速度状態にありこのため例えば吸気段階での小シリンダから大シ リンダへの燃焼ガスの吐出し及び排気段階での大シリンダから来て小シリンダに より吸入された燃焼ガスの吐出しといったエンジンの段階との関係における小シ リンダのピストンの脱同期に続く４サイクルエンジンの作動が無効化される結果 となるような機構も又、４サイクルエンジンに具備されうるということが同様に 明示されている。 本発明は、４サイクル可変容積燃焼室をもつエンジンの新しい組合せを記述し ている。このエンジンには、２本のクランク軸のシャフトが可変調整式伝達装置 を用いて同じ回転速度で結合されている１つの機構が含まれている。可変調整式 伝達装置の行程の始めと終りの間で実現された二本のクランク軸の間の角度的ず れ行程は、二本のまとまったシリンダの２つの容積間及びこれらのシリンダの容 積とすきま容積の間の適切な比率によって配置されており、このためエンジンの 段階との関係における小シリンダのピストンの脱同期なくエンジンの容積比を加 減することが可能となっている。 同様に、西独特許第DE-A-3616234号により、二本の駆動結合状態にあるシャフ ト特にクランク軸及び機械のハウジング内に収納されたカムシャフトの相対的角 位置の変動用装置が知られており、この装置の主要部品は、回転運動をする全て の機械的部品が上にとりつけられているカムシャフトによって構成されており、 並進及び回転の結びついた運動の交番を伴うこれらの部品のうちの１つがカムシ ャフトとクランク軸の間の駆動結合のずれを決定している。前記部品の並進及び 回転の結びついた運動は、カムシャフトから分離した複動式油圧シリンダ及びピ ストンの組立品によって行なわれる。装置の角位置の変化に対するピストンの移 動により生み出された軸方向抵抗力は、カムシャフトの抵抗トルク（弁棒上のカ ムの摩擦による抵抗）により釣合せられ、その結果スラスト軸受の備わった軸受 を用いて不動化されたカムシャフト上で軸方向応力が作り上げられることになる 、ということを明示しておかなくてはならない。カムシャフトは、クランク軸の トルクとの関係において約１〜３％の小さい抵抗トルクしか生成せず、そのため カムシャフト上には小さい軸方向応力が生じ、かくして機械的見地から見て小さ い支持能力をもつスラスト軸受を利用すること、従ってカムシャフト上で用いる のに充分なほど小さいスラスト軸受を利用できるようにすることが可能となる。 パワーユニットの外への角位置変動用装置の取外しに関しては、これは、この装 置の一部を成しかつこの装置の一部品として同様に勘定に入れられるカムシャフ トにより支持されている多数の機械的部品の取外しを連続的にひき起こす。 本発明は同様に、４サイクル式可変容積型燃焼室をもつエンジンの調節に適し た可変調整式伝達装置の新しい組合せについても記述している。エンジンの二本 のクランク軸の二本のシャフトと結合状態にある可変調整式伝達装置のこの新し い組合せは、これら二本のシャフト上のわずかな軸方向応力も無く、又可変調整 式伝達装置上のトルク応力の如何に関わらず、これら二本のシャフト間の角位置 を変動させるという利点をもつ。この新しい配置に従うと、可変調整式伝達装置 をパワーユニットから取り出し、互換性がありかつパワーユニット上に再度取り つけることのできる二つの機械的組立品として二本のクランク軸から結合解除さ せることができる。この可変調整式伝達装置には、この伝達装置と二本のクラン ク軸の結合の間の精確な角度調節を利用できるようになるための手段も同様に具 備されている。 定義上、ピストン機関の過給の原理は、シリンダ容積を増大させることなく空 気質量を増大させることにある。その結果、固定圧縮比をもつエンジンにとって 、燃焼圧力の増大及びより大きい容積出 力（容積１リットルあたりの出力）がもたらされる。しかしながら過給圧力が増 大したとき、エンジンの機構に対する機械的応力度及び熱応力度は増大する。こ の重大な欠点は、燃焼室及びピストンの行程により生み出された容積比が修正不 可能であり、吸入空気の圧力及び温度そしてエンジンの速度及び温度の変化に適 合できないという事実に由来するものである。 油圧制御システムにより作用する圧縮比のプログラムの決定メモリーにより、 二本のクランク軸（４及び５）の間の調整を修正するための留め部品（37）及び 滑動管（32）の移動が可能となる。 可変調整式伝達装置の行程の始めは、滑動管（32）が、大行程クランク軸（４ ）のクランクとの関係における小行程クランク軸（５）のクランクの最小の角度 的送りに対応するスリーブ（28）（低トルク）の出口ストッパ位置（図示せず） に来るような形で、配置されている。 可変調整式伝達装置の行程の終りは、滑動管（32）が、大行程クランク軸（４ ）のクランクとの関係における小行程クランク軸（５）のクランクの最大の角度 的送りに対応するスリーブ（28）（高トルク）の戻りストッパ位置（図示せず） に来るような形で配置される。 本発明に従うと、可変調整式伝達装置の間の二本のクランク軸（４及び５）の 調整を精密にし容易にするため、それぞれ滑動管（32）及びスリーブ（28）の対 になった溝付け（34及び35）、それぞれシャフト（17）及び滑動管（32）の対に なった溝付け（31及び33）、ならびに二本のシャフト（17及び18）の間の突合せ 溝付けの各々の数が奇数である場合、歯車（20）の歯の数は偶数であり、その逆 も又成り立つ。 本発明の一変形態様に従うと、可変調整式伝達装置のシャフト（17）は、補強 軸受（15）に面した軸受（22）の側に、滑動管（32）が上に嵌入されることにな るらせん状溝付け（31）に代って直線の溝付け（38）を有しており、この滑動管 は、その内周上に、らせん状溝付け（33）に代わる直線溝付け（39）を有し、直 線溝付け（39）は、シャフト（17）の直線溝付け（39）と対になっている。 本発明に従うと、設計すべきエンジンの型式について選択された 最小及び最大の体積比は、エンジンの異なる要素の寸法、つまり一方では二本の まとまったシリンダ（２及び３）の容積間の比率、そして他方では、すきま容積 （40）により形成された容積とのこれらのシリンダ（２，３）の二つの容積の合 計容積により形成される比率に応じて実現され、これらの比率は、可変調整式伝 達装置の行程の終りの位置により規定された大行程クランク軸（４）のクランク との関係における小行程クランク軸（５）のクランクの最大の角度的送りが、圧 縮の終りの段階（ピストン６の上死点）で、小行程クランク軸（５）のクランク と連接棒（９）の間に少なくとも90°の角度を伴ってエンジンの前記最小の容積 比を規定するために、すきま容積（40）に必要な付加的空間とピストン（８）の 位置づけ（８）を一致させることになるような形で、構成されている。 エンジンの異なる要素の間の適切な寸法と関連した、可変調整式伝達装置の行 程の終りの位置における二本のクランク軸の間の上述の角度的調節の措置によっ て、エンジンは、 膨張段階で、少なくとも小行程クランク軸（５）のクランク上で瞬間的最大ト ルクから、随伴するピストン（８）上の燃焼ガスによって、 膨張段階で、前記ピストン（８）上の燃焼ガスの背圧の源である排気弁（14） の開放に先立ってピストン（８）の再上昇を制限することによって、 吸気の終り段階で、シリンダ（３）内の充てん容積の減少の源であるピストン （８）の再上昇を制限することによって、 作動することが可能となる。 これらの作動は、最大負荷状態でのエンジンの最適な効率の維持を確保すると いう利点をもつ。 選択された最大容積比は、可変調整式伝達装置の行程の始めの位 置により規定される大行程クランク軸（４）のクランクとの関係における小行程 クランク軸（５）のクランクの最小の角度的送りが、圧縮の終りの段階（ピスト ン６の上死点）において小行程クランク軸（５）のクランクと連接棒（９）が一 定の角度を成すようにその上死点から離隔した小行程クランク軸（５）のクラン クの連接棒（９）とのエンジンの最大容積比を規定するためすきま容積（40）に 必要な付加的空間とピストン（８）の位置づけを一致させるような形で、最小容 積比について規定された寸法値と同じデータベースに基づいて実現される。 可変調整式伝達装置の行程の終りにおける最小容積比の規定。実際には、Ｖ１ 及びＶ２での吸入質量が最大過給圧力で記憶された校正に従属していることから 、Ｖγ（αmaximum）をＶ２から演繹すベきでないと考えることができる。 Ｖα（α）が可変調整式伝達装置の行程の始めと終りの間のどんな角位置にで も位置づけされるか否かに応じて、容積比の簡略式を仮定することができる：す なわち 本発明に従うと、選択された最小容積比は、可変調整式伝達装置の行程の終り の２つの限界の間に実現され得る。第一の限界は、圧縮の終り（ピストン６の上 死点）で、小行程クランク軸のクランクと連接棒の間の少なくとも90度の角度を 伴って最小容積比を規定するためすきま容積（40）に必要な付加的な空間に関連 づけてピストン（８）の位置づけを決定するように大行程クランク軸（４）のク ランクとの関係において小行程クランク軸（５）のクランクの最大 の角度的送りを伴って実現され、第二の限界は、以下の最小容積比の公式に従っ て二本のまとまったシリンダ（２及び３）の平行かつ接近した位置によって規定 される二本のクランク軸（４及び５）の作業空間によって生み出される許容限界 に至るまで二本のシリンダ（２及び３）の二つの容積の間の比率の減少に比例し て、大行程クランク軸（４）のクランクとの関係における小行程クランク軸（５ ）のクランクのより小さい角度的送りを伴って実現される。 より小さいシリンダ容積をもつエンジン上の可変調整式伝達装置上の応力を減 少させるためまとまった二本のシリンダの二つの容積の間のより大きい容積比を 計算することができ、逆により大きいシリンダ容積のエンジンの速度を増大させ るべくまとまった二本のシリンダ（２及び３）の二つの容積の間のより小さい容 積比を計算することができる。 実際には、Ｖ１及びＶ２での吸入質量が容積比と過給圧力の間の記憶された校 正に従属することから、Ｖγ（αmaximum）をＶ２から演繹すべきでないと考え ることができる。 選択された最大容積比は、可変調整式伝達装置の行程の始めにおいて大行程ク ランク軸（４）のクランクとの関係における小行程クランク軸（５）のクランク の最小の角度的送りが、圧縮の終り（ピストン６の上死点）で、小行程クランク 軸（５）のクランクと連接棒（９）が一定の角度を成すように小行程クランク軸 （５）のクランクの連接棒（９）がその上死点から離隔した状態で最大容積比を 規定するためすきま容積（40）に必要な付加的空間と関連してピストン（８）の 位置づけを決定するような形で、最小容積比について規定された寸法値のデータ ベースに基づいて実現される。従って次 の公式に従って最大容積比を規定することができる。 実際には、Ｖ１及びＶ２での吸入空気質量が吸気パイプ内の大気負圧と容積比 の間の記憶された校正に従属していることから、Ｖγ（αminimum）をＶ２から 演繹することはできないと考えることができる。 図10及び図11の図は以下の公式から作成されている： ａ＝小さいシリンダの上死点 ｂ＝小さいピストンの頂部 ｓ＝小さいピストンの表面 ｌ＝小さい連接棒の長さ ｒ＝小さいクランク軸の長さ Ａ＝大きいシリンダの上死点 Ｂ＝大きいピストンの頂部 Ｓ＝大きいピストンの表面 Ｌ＝大きい連接棒の長さ Ｒ＝大きいクランク軸の長さ Vm＝すきま容積 α＝角回転（上死点でゼロ度）（三角法の逆方向） ψ＝大きいクランク軸との関係における小さいクランク軸の角度的 送り、 数多くの利用分野のうちの一つに従ってエンジンを機能的かつ高性能のものに するための例。 コンピュータの計算シートに記録された上述の公式は、エンジンの異なる要素 の間の寸法値、すなわちまとまった二本のシリンダの二つの容積の間の容積比及 びすきま容積（40）により形成された容積と共にこれらのシリンダ（２，３）の 二つの容積により形成される比率を管理し選択することを可能にし、計算は、エ ンジンの最大及び最小容積比について規定された仕様が、それぞれ可変調整式伝 達装置の行程の始め及び終りの大行程クランク軸のクランクとの関係における小 行程クランク軸のクランクの最小及び最大の角度的送りの対応する度合と一致で きるような形で、設定される。図10及び11のグラフは、大行程クランク軸（４） のクランクの360°の角回転にわたるまとまった二本のシリンダ（２，３）の容 積効率及び容積比の変動曲線の例を示している。 排他的な意味なく高容量の発電装置の態様で示された本発明の特定の一実施例 に従うと、二本のクランク軸（４及び５）は各々機械的に一つの発電機に連結さ れ、二つの発電機の電気回路は平行に連結されている。二つの発電機の各々の容 量は、エンジンの巡航状態でのそのそれぞれのクランク軸の出力に応じて規定さ れ、このため可変調整式伝達装置及び二本のクランク軸（４及び５）の間の対応 する連結装置は、トルクの補償用応力に制限されている。 圧縮点火式４サイクルエンジンの利点。 容積効率の増大。 重量あたりの出力の増大。 機械的摩擦による損失の減少。 セタン価に対するエンジンの適合化。 考えられるあらゆる状況下（低温発進から高い過給圧力に至る）における燃 料の自動引火のために理想的な圧縮の終りの温度の精密な規定。 高地でのエンジンのより優れた性能。 不燃焼炭化水素及び窒素酸化物の排出の最少化。 制御点火式４サイクルエンジンの利点。 容積効率の増大。 重量あたりの出力の増大。 機械的摩擦及び圧送による損失の減少。 吸気パイプ内の負圧に比例した圧縮比の増大による（ガス絞り弁の閉鎖）、 部分的負荷状態のエンジンの効率の増大。 オクタン価に対するエンジンの適合化。 高地でのエンジンのより優れた性能。 混合物のより優れた均質性。 不燃焼炭化水素、窒素酸化物及び一酸化炭素の排出の最少比。 オンロードトラクタ車両における高い過給圧力比の圧縮点火式４サイクルエン ジンの利用の利点と条件。 ピストンの平均速度の基準に従ったエンジンの各シリンダの容積の減少により 、エンジン回転数の増大及び低周波数の一貫した減少が可能になる。パワーアク スルの第二の減速に至るまで変速機と伝動軸の組立品上にはより大きな減速比が 具備されることになる。機械的摩擦はシリンダ容積に比例し、負荷に対する感応 性はほとんどないことから、効率が改善する。エンジンブレーキは、車両上の速 度制限装置を用いてエンジンの出力の増大を考慮することによって維持すること ができる。 【図４】 【図５】 【図６】 【図７】 【図８】 【図９】 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年５月２６日 【補正内容】 明細書 以来、エンジン設計者は、一方では吸気での圧力変動の振幅に対する限界を決 定することによって、又他方では大気吸入圧力と過給圧力の間の平均圧縮比を実 現することによって、いくつかの設計規則を遵守している。平均圧縮比の決定は 、エンジンの異なる状態とできるかぎりうまく折合いをつける一つの妥協である ことから、大気吸入状態は過度に低い圧力及び温度にあり、過給圧力状態は過度 に高い圧力及び温度に位置づけされている。 本発明の目的は、吸入空気の密度及び温度、エンジンの回転速度及び温度に応 じて燃焼室の容積を変動させて、内部冷却を伴う単一の又は二重の過給圧力に基 づくエンジンの超過給を可能にすることから成る可変的容積比をもつエンジンの 概念にある。 本発明に従うと、この新しいエンジンは大行程クランクのものと小行程クラン クのものという二列のクランク軸を含んで成る。二本のクランク軸は、歯車列及 び小行程クランク軸との関係において角度的に移動する歯車列の一部を成す結合 用歯車をもつ可変調整式伝達装置を用いて同じ回転速度で結合されており、かく して二本のクランク軸の間の伝達装置の遮断を必要とせずにこれらのクランク軸 の間の無限の調整回数を可能にしている。 本発明に従うと、可変調整式伝達装置は、小行程クランク軸のシャフトとは独 立してパワーユニットから分離でき、そのため欠陥部品の交換又は部品の標準的 変換を容易かつ迅速に行なうことができるという利点がある。その容積によって 区別されるシリンダは各々二列のクランク軸の一方の上に配置されている。小行 程クランク軸のクランクは、より小さいシリンダのピストンの連接棒と共に作動 し、大行程クランク軸のクランクは、より大きなシリンダのピストンの連接棒と 共に作動する。二本のシリンダは、各々のシリンダのピストンの位置とは無関係 に、気体が一本のシリンダからもう一方 のシリンダへと通過できるように互いに連絡し合う二本のシリンダのグループを 一つ形成するような形で、シリンダヘッド内のくり抜き部により、一本ずつ一方 の列から他の列へと連結されている。 圧縮点火の態様での本発明に従うと、エンジンは、すきま容積内に燃料噴射装 置を少なくとも一つ含んでおり、燃料の噴射は大行程クランク軸との半速での係 合で行なわれる。 本発明の制御式点火の態様に従うと、エンジンは、すきま容積内に少なくとも 一本の点火プラグを含み、点火は、大行程クランク軸と半速同期で既知の手段に よって行なわれる。 請求の範囲 １．吸気段階、圧縮段階、膨張段階及び排気段階を含む４サイクル内燃機関に おいて、 −自己発火又は制御式点火により作動する交互運動で駆動されるピストン（６ ，８）を具備し、 −歯車列（19，20，21）及び可変調整式伝達装置を介して同じ回転速度で結合 された、大行程クランクを有する第一のクランク軸（４）と、該第一のクランク 軸列のクランクの行程より小さい行程のクランクを有する第二のクランク軸（５ ）とから成る２列のクランク軸を具備し、 −各該クランク軸列（４，５）の一方の上にそれぞれ配置されたシリンダ（２ ，３）の組立品を具備し、それらは大シリンダ（２）の容積よりも小さい容積を 有する小シリンダ（３）を備え、該大シリンダは、該シリンダ（２，３）内を移 動するピストン（６，８）の位置とは無関係に、ガスを一方のシリンダから他方 のシリンダに通過させるように互いに連通する二本のシリンダ（３，４）のグル ープを形成するような形で、すきま容積（40）を介して小シリンダ（３）と連絡 しており、該ピストンは、該クランク軸のクランクと共に作動する連接棒（９） に結合されるが、該第二のクランク軸列（５）のクランクは、該小シリンダ（３ ）内を移動する該ピストン（８）の該連接棒（９）を作動させ、該第一のクラン ク軸列（４）のクランクは、該大シリンダ（２）内を移動する該ピストン（６） の該連接棒（７）を作動させ、 −４ストロークサイクルの予め定められた時点に、吸気弁（13）及び排気弁（ 14）を介して、吸気導管（11）及び排気導管（12）と該二本のシリンダ（２，３ ）のグループとを周期的に連絡させるた めに、該第一のクランク軸列（４）と半速で係合するカムシャフトを具備する内 燃機関であって、 可変調整式伝達装置は、この装置に作用する制御用ジャッキを有する油圧力増 幅器を用いて、該第一のクランク軸列（４）のクランクに関する該第二のクラン ク軸列（５）のクランクの角度を調整して変動させる制御機構を具備し、該伝達 装置は、該大シリンダ（２）の該ピストン（６）の圧縮の終りの段階に、最小容 積比と最大容積比の間で内燃機関の容積比を変更可能であり、これらの最小及び 最大容積比は、 ａ）該大シリンダ（２）の容積と該小シリンダ（３）の容積の間の比率に依存 する関数、及び ｂ）一方では該小シリンダと該大シリンダの合計容積の間の比率に、他方では すきま容積（40）と、該大シリンダ（２）の該ピストン（６）の圧縮の終りの段 階に該小シリンダ（３）内に作り出された付加的容積との間の比率に依存する関 数であり、 該可変調整式伝達装置は、前記容積比を得るために、該第一のクランク軸列（ ４）のクランクに関する該第二のクランク軸列（５）のクランクの角度的送りを 調節し、最小の容積比を限定するために、該大シリンダ（２）の該ピストン（６ ）の圧縮の終りの段階において、該小シリンダ（３）の該ピストン（８）の該連 接棒（９）と該第二のクランク軸列（５）のクランクとの間に少なくとも90°の 角度が形成されるような最大の角度的送りと、大シリンダ（２）のピストン（６ ）の圧縮の終りの段階において、最大容積比を得るのに必要な付加的容積を作り 出すために、小シリンダ内のピストン（８）の適切な位置に一致するような最小 の角度的送りとの間で、該角度的送りは変動し、該第二のクランク軸列（５）の クランクが該小シリンダ（３）のピストン（８）の連接棒（９）とある角度を形 成する、４サイクル内燃機関。 ２．一つのグループのシリンダは、該可変調整式伝達装置の行程の終りに最小 の容積比を得るように該第二のクランク軸列（５）のクランクの角度的送りを減 少させるような形で、二本のシリンダに対して近接しかつ平行な位置により限定 される該二本のクランク軸（４，５）の作業空間によって生み出された空間によ り限定される許容限界まで、該大シリンダ（２）の容積と該小シリンダ（３）の 容積の間の比率が減少させられるように、選択され、該角度的送りの減少は、大 シリンダ（２）の容積と小シリンダ（３）の容積の間の比率の減少に比例してい ることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。 ３．可変調整式伝達装置は、積重ねられた三つの同心要素すなわち伝動軸（17 ）により構成されている内部要素と、二本のクランク軸列（４，５）の結合のた めに歯車装置（20）を支持するスリーブ（28）により構成された外部要素と、前 記内部要素と外部要素の間に配置されかつこれらの内部及び外部要素に関して滑 動する管（32）で構成されている中間要素とを有し、該スリーブ（28）は、二列 式傾斜接触ころ軸受（16）によって補強軸受（15）の中に保持されており、 該第二のクランク軸列（５）のシャフト（18）は、該伝動軸（17）の一端と突 合さった一端を有し、これらの端部は、パワーユニットの開口部に該補強軸受（ 15）が係合される際に、該第二のクランク軸列（５）のシャフト（18）に関して 三つの要素の自動心出し及び結合を可能にするために、そして該第二のクランク 軸列（５）を取外すこと無く、該伝達装置を取外すことを可能にするために、直 線の雄の溝付け及び対応する雌の溝付けを有し、 該軸受（22）は、ころ軸受（23）の外レース（26）の収納部を形 成する固定用リング（25）を支持し、該ころ軸受（23）の内レース（27）は、該 伝動軸（17）を維持するために該スリーブ（28）上に固定され、 スペーサ（29）は、該ころ軸受（23）の該内レース（27）と傾斜接点式ころ軸 受（16）の内レースとの間に延びており、該スペーサは、前記レースを離隔する 空間を補償し、該スリーブ（28）の肩部に抗して該傾斜接触式ころ軸受（16）の 該レースを軸方向に保持し、 単一のナット（30）は、該ころ軸受（23）及び該傾斜接触式ころ軸受（16）の 該内レースと該スペーサ（29）とをスリーブ（28）上に確実に固定し、 該伝動軸（17）は、該固定用リング（25）の側に、らせん状又は直線の溝付け （31）を有して、これらの溝付けには、該滑動管（32）が係合され、該滑動管（ 32）の内部面は、らせん状又は直線の溝付け（33）を有し、滑動管（32）は、該 伝動軸（17）に沿ってらせん状又は直線的に滑動可能であり、 該スリーブ（28）の内部面はらせん状の溝付け（35）を有し、該伝動軸がらせ ん状である場合、該スリーブ（28）のらせん状は該伝動軸のらせん状と反対であ り、 該滑動管（32）は、つねにスリーブ（28）から外に解放された片端を有し、該 端部は傾斜接触式の二列のころ軸受（36）の内レースによって保持され、該ころ 軸受（36）の外レースはジャッキの留め部品（37）に確実に結合され、更に 該らせん状溝付けは配置されて、該滑動管（32）が該スリーブから移動する際 に、該管は、第一のクランク軸列（４）のクランクに関して該第二のクランク軸 列（５）のクランクの角度的送りを減少させることを特徴とする請求項１又は２ に記載の内燃機関。 ４．該点火装置は、制御されており、かつ該すきま容積（40）の中に少なくと も一本の点火プラグを有し、点火は該第一のクランク軸軸列（４）と半速同期で 行なわれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つの項に記載の４サイク ル内燃機関。 ５．まとまった該二本のシリンダ（２及び３）の容積の間の比が2.5〜５の間 にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つの項に記載の４サイクル内 燃機関。 ６．該スリーブ（28）により支持されている該歯車装置（20）は、該伝動軸（ 17）と該滑動管（32）の間の溝付けの歯数及び該伝動軸（17）と該第二のクラン ク軸列（５）の該シャフト（18）の突合せ端部の溝付けの歯数がそれぞれ奇数か 又は偶数である場合に、それぞれ偶数又は奇数の歯数を有していることを特徴と する請求項３に記載の４サイクル内燃機関。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．交互運動により駆動されるピストン（６，８）を有し、自動発火又は制御 式点火により機能する４サイクル内燃機関において、二列のクランク軸を有し、 そのうち一本は大行程クランク軸（４）でありもう一本は小行程クランク軸（５ ）であり、容積が異なるシリンダ（２，３）は、これら二本のクランク軸列（４ ，５）のうちの一本の上にそれぞれ配置され、小行程の該クランク軸（５）のク ランクは最も小さいシリンダ（３）のピストン（８）の連接棒（９）と作動し、 該大行程クランク軸（４）のクランクは最大のシリンダ（２）のピストン（６） の連接棒（７）と共に作動し、二本の該クランク軸（４，５）は、可変調整式伝 達装置に作用する制御用ジャッキをもつ油圧力増幅器に、及び該大行程クランク 軸（４）のクランクに関して該小行程クランク軸（５）のクランクの調整を角度 的に変動させる制御機構を含む可変調整式伝達装置及び歯車列（19，20，21）に 、同じ回転速度で結合され、２本の該シリンダ（２，３）が、該ピストン（６， ８）の各々の位置とは無関係に、気体が一方から他方へ通過できるように互いに 連通する二本のシリンダ（２，３）のグループを一つ形成するような形で、シリ ンダヘッド（10）のくり抜き部により一本ずつ一方の列から他方の列へと連結さ れ、設計される内燃機関の型式に関して選択された最小及び最大の容積比は、内 燃機関の異なる要素の寸法、すなわち一方では、二本のまとまったシリンダ（２ 及び３）の容積の間の比に応じて、そして他方では、これらのシリンダ（２，３ ）の２本のシリンダの合計容積がすきま容積（10）によって形成された容積と成 す比率に応じて実現され、これらの比率は、可変調整式伝達装置の行程の終りの 位置によって規定される、該大行程クランク軸（４）のクランクに 関する該小行程クランク軸（５）のクランクの最大角度送りが、圧縮の終りの段 階（ピストン６の上死点）でピストン（８）の位置づけを、該小行程クランク軸 （５）のクランクとシリンダヘッド（９）の間に少なくとも90°の角度をもたせ て内燃機関の前記最小容積比を規定するためすきま容積（10）に必要な付加的な 空間と一致させ、しかも該大行程クランク軸（４）のクランクに関する該小行程 クランク軸（５）のクランクの最大角度の送りが、圧縮の終りの段階（ピストン ６の上死点）でピストン（８）の位置づけを、その上死点から離隔した該小行程 クランク軸（５）のクランクのシリンダヘッド（９）と内燃機関の最大容積比を 規定するためすきま容積（10）に必要な付加的な空間と一致させ、かくして前記 シリンダヘッド（９）が、小行程クランク軸（５）のクランクと一定の角度を成 すような要領で、構成されていることを特徴とする４サイクル内燃機関。 ２．可変調整式伝達装置の行程の終りの最小容積比が該大行程クランク軸（４ ）のクランクとの関係における該小行程クランク軸（５）のクランクのより少な い送りを伴って実現されており、しかもそれが、二本のまとまったシリンダ（２ ，３）の平行かつ近づいた位置により規定される二本のシリンダ軸（４，５）の 作業空間によって生み出される許容限度に至るまで二本のシリンダ（２，３）の 二つの容積の間の比の減少に比例していることを特徴とする請求項１に記載の４ サイクル内燃機関。 ３．可変調整式伝達装置が、重複した３つの同心要素で形成されており、第一 の要素が内部部分の中にある伝動軸（17）で構成され、第二の要素が外部部分の 中に位置づけされた歯車装置（20）のスリーブ（28）によって構成され、第三の 要素は他の二つの上述の要素の間の中間部分の中に位置づけされた滑動管（32） によって構成 され、スリーブ（28）は、補強軸受（15）と該スリーブ（28）の間の適切な二列 の傾斜接触式ころ軸受（16）を用いて補強軸受（15）内に維持され、可変調整式 伝達装置及び小行程クランク軸（５）は、各々それぞれのシャフト（17及び18） を伴って実現されており、これら二本のシャフトの間の突合せ端部はパワーユニ ット（１）内へのその結合及び該パワーユニット（１）内に具備された開口部上 に補強軸受（15）を固定する際のシャフト（18）上への３つの同心要素（17，28 ，32）の軸方向自動心出しを可能にするため対応する雄及び雌の直線溝付けを伴 って仕上げ加工されており、該パワーユニット（１）からの可変調整式伝達装置 の取外しは小行程クランク軸の取外し無く行なわれ、伝動軸（17）は、ころ軸受 （23）の外レース（26）の収納部を形成する固定用リング（25）と軸受（22）を 用いてスリーブ（28）により同心的かつ軸方向に維持され、ころ軸受（23）の内 レース（27）は、肩部に対して軸方向に維持された傾斜接触式内レース（16）と 該内レースの間の離隔空間を補償する目的をもつスペーサ（29）に対しスリーブ （28）上に固定され、該スリーブ（28）上の上述の全ての部品の固定は唯一のナ ット（30）を用いて行なわれ、該スリーブ（28）の歯車装置（20）は、歯車装置 （19）及び（20）によりクランク軸（４）と同じ回転速度で結合された該パワー ユニットの外部にあり、該伝動軸（17）には軸受（22）のリング（25）の側にら せん状溝付け（31）が含まれ、その上に滑動管（32）が嵌入されることになり、 この滑動管はその内部周囲に、該伝動軸（17）上でらせん状に滑動するような形 で溝付け（33）を有し、スリーブ（28）は、その内部周囲上に、溝付け（31，33 ）とは反対のらせんの溝付け（35）を有しており、該滑動管（32）はスリーブ（ 28）内にらせん状に滑動するような形でその外部周囲上に溝付け（34）を有し、 該滑動管（32）の端部は、常にスリーブ （28）の外へ解放されており、傾斜接触の二列式ころ軸受（36）の内レースによ り維持されており、この内レースが該滑動管（32）の回転運動と一体化されてい る一方、前記ころ軸受（36）の外レースは留め部品（37）と一体化されており、 溝付け（31，33，34，35）は、該滑動管（32）が該スリーブ（28）の外部に移動 しながら該クランク軸（４）のクランクとの関係における該クランク軸（５）の クランクの角度的送りを減少させるような形で配置されていることを特徴とする 請求項１及び２に記載の４サイクル内燃機関。 ４．可変調整式伝達装置の該シャフト（17）には、補強軸受（15）に面する軸 受（22）の側で、らせん状溝付け（33）の代りの直線溝付け（38）と対になった 直線溝付け（39）をその内部周囲に含む滑動管（32）が上に嵌入されることにな るらせん状溝付け（31）の代わりの直線溝付け（38）が含まれていることを特徴 とする、本発明の一変形態様に従った、請求項１〜３に記載の４サイクル内燃機 関。 ５．圧縮式点火装置が該すきま容積（10）内に少なくとも１つの燃料インジェ クタを含んでおり、燃料の噴射は該大行程クランク軸（４）と半速係合で行なわ れることを特徴とする、圧縮点火式の請求項１に記載の４サイクル内燃機関。 ６．制御式点火装置には、すきま容積（10）内に少なくとも１つの点火プラグ が含まれており、点火は該大行程クランク軸（４）と半速同期で行なわれること を特徴とする請求項１に記載の４サイクル内燃機関。 ７．分配は、４サイクルの精確な時点において、吸気弁（13）と排気弁（14） を用いて吸気導管（11）及び排気導管（12）と二本のシリンダ（２，３）のグル ープを周期的連絡状態におく、該大行程クランク軸（４）と半速で係合したカム シャフトによって少なくと も確保されていることを特徴とする請求項１に記載の４サイクル内燃機関。 ８．該大行程クランク軸（４）は、内燃機関の外部伝達機構と直接結合され、 かくして可変調整式伝達装置が、該大行程クランク軸（４）上に小行程クランク 軸（５）の駆動トルクしか伝達しないようになっていることを特徴とする請求項 １〜４に記載の４サイクル内燃機関。 ９．二本のまとまったシリンダ（２及び３）の容積の比が少なくとも2.5と５ の間にあることを特徴とする請求項１〜８に記載の４サイクル内燃機関。 10．可変調整式伝達装置間の該二本のクランク軸（４及び５）の調整を精密に し容易にするため、それぞれ該滑動管（32）及び該スリーブ（28）の対になった 溝付け（34及び35）、それぞれ該シャフト（17）及び該滑動管（32）の対になっ た溝付け（31及び33）ならびに該二本のシャフト（17及び18）の間の突合せの溝 付けの数が奇数である場合、該歯車装置（20）の歯の数は偶数であり、その逆も 又成り立つことを特徴とする請求項１〜９に記載の４サイクル内燃機関。