JPH08512112A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関は一対またはそれ以上の対の第１、第２のシリンダ（１２、１４）を包含し、第１シリンダ（１２）が第２シリンダ（１４）よりも大きい行程容積を有し、第１、第２のピストン（１６、１８）がこれらシリンダ内で往復動できるようになっている。第２ピストン（１８）が、駆動ステム（２３４）を有し、第２シリンダ（１４）を、第２ピストンの駆動ステムを収容する第１容積部（１５ａ）と、２つのピストン間の第２容積部（１５ｂ）とに分割している。吸気口（２５）および排気口（２７）が第１シリンダ（１２）に設けてある。両ピストンがほぼそれらの上死点位置にあるときにピストン（１６、１８）間に共通の燃焼スペース（２０）が形成され、この燃焼スペース（２０）が第２容積部を包含している。圧縮行程の終わり付近で移送手段（３９、１２８、３９１）が第１容積部（１５ａ）と燃焼スペース（２０）間のガスの流れを可能とすると共に、抑制手段（１２８）が第２ピストン（１８）の圧縮行程の終わり付近で第１容積部から第２容積部内への燃料／空気混合物の移動を抑制する。第２ピストンの吸気行程中に燃料噴射器（３４）が第１容積部に燃料を与える。この内燃機関は、また、第２ピストン（１８）を駆動する駆動手段も有し、この駆動手段は第１ピストン（１６）の膨張行程の少なくとも一部で第２ピストン（１８）をほぼその上死点位置に維持する手段を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】 名称：内燃機関 発明の分野 本発明は、内燃機関に関する。 「分離式エンジン」とは、燃料が圧縮行程の終わり付近、点火直前までエンジ ンに導入した空気の大部分と混合し始めないエンジンである。分離式エンジンと して分類できる種々の内燃機関が、たとえば、GB-A-2155546、GB-A-2186913、GB -A-2218153、GB-A-2238830、GB-A-2246394、GB-A-2261028から知られている。こ れらのエンジンは、現在、文献ではＭｅｒｒｉｔｔエンジンとして知られている 。 ディーゼルエンジンも分離式エンジンであるが、火花点火式ガソリンエンジン （ＳＩＧＥ）は予め混ぜた燃料・空気混合気を圧縮する。 ディーゼルエンジンやＭｅｒｒｉｔｔエンジンのような分離式エンジンの重要 な特性は、点火の直前まで燃料を空気から離して閉じ込め、圧縮行程の終了付近 で燃料を燃焼室内へ急速に送り込むということにある。 ＭｅｒｒｉｔｔエンジンはＭｅｒｒｉｔｔ燃焼管理システム（ＭＣＣ）と呼ば れるものを使用し、このＭｅｒｒｉｔｔ燃焼管理システムは往復動燃焼エンジン で燃焼率を促進するように設計した一連のプロセスを意味する。この点では、デ ィーゼル、Ｏｔｔｏ、ＳＩＧＥのような他の一般的な燃焼管理システムに類似し ている。ＭＣＣは上述した先行特許明細書に記載されている多数の装置によって 作動させることができる。ＭＣＣは、より小さいピストンを有する、若干の空気 を収容する第２の小さいシリンダ内でエンジンに供給される燃料の少なくとも一 部を分離し、より大きいピストンの吸気行程あるいは圧縮行程またはこれら両行 程で小さい方のシリンダ内へ燃料を導入するということを特徴とする。燃料は、 両ピストンの圧縮行程の終わり付近で進入が生じるまで空気の大部分から分離さ れたままである。この構成では、燃焼開始前かなりの時間で燃料が空気中に蒸発 することができるが、それと異なり、ディーゼル分離エンジンでは、点火の直前 に液体燃料が空気中に噴射される。ＭＣＣシステムでは、小さい方のシリンダは 蒸発用シリンダとして用いられ、小さい方のピストンは燃料移送ピストンとして 用いられる。それ故、小さい方のシリンダは燃料管理シリンダと呼ぶことができ る。大きい方のシリンダは燃料なしで未絞りで空気を受け入れ、大きい方のピス トンは空気を圧縮するのに用いられる。 ここで用いる以下の用語は以下の意味を持つ。 燃料比−Ｆ 吸気管を絞っていないときの、大小両シリンダの総合行程容積を満たすのに必 要な空気の大部分内の酸素を使い切るのに必要な燃料の量に対するエンジンに実 際に供給された燃料の量の比。 空気 これは、ガス状または液体状（すなわち、蒸発液体）燃料と燃焼するための他 の通常不活性のガスを含んだ酸素ならびにほぼ純粋の酸素の任意の適当な混合物 をいう。空気は再循環の排ガス、クランクケース・ガスおよび再循環式内燃機関 ガス内に存在する少量の炭化水素物質を含有してもよい。 ＳＩＧＥ 普通の火花点火式ガソリンエンジン。 ＳＴＣＩ−（火花トリガー式圧縮点火） 空気と混合している部分蒸発燃料の、火花によって誘発される圧縮点火のプロ セス。 下死点位置 そのシリンダ内の最大容積を露出させた際にピストンがその移動方向を変える ときに生じるピストン位置。 上死点位置 そのシリンダ内の最小容積を露出させた際にピストンがその移動方向を変える ときに生じるピストン位置。 停止行程 小さい方のピストンが静止したままのときのエンジン・サイクル中の期間。 ＢＭＥＰ 大きい方のピストンにかかるブレーキ平均有効圧力。 従来技術に関するここで用いる以下の用語は以下の意味を持つ。 進入 Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン特有の、第２シリンダから燃焼スペースへの燃料／空 気混合物の、小さい方のピストンによって影響される移動。 分離 進入開始までに小さい方のシリンダに供給された燃料を小さい方のシリンダ内 に閉じ込めること。従来技術の説明 ディーゼルエンジン ディーゼルエンジンでは、燃料噴射に続いて、燃料、空気の混合を容易にする ために、周知の３つの配置でエンジンを構成するとよい。これを以下に説明する 。 １． 第１図に示す直接噴射式ディーゼルエンジン（ＤＩと呼ばれる）。 ２． 第２図に示す間接噴射式ディーゼルエンジン（ＩＤＩと呼ばれる）。 ３． 第３図に示す中間噴射式、すなわち、ピストン・プラッグド間接噴射式デ ィーゼルエンジン（ＩＮＩと呼ばれる） 第１図に示すＤＩディーゼルエンジンはピストン１６のクラウンに形成した開 放燃焼室２０を有する。空気は吸気管２５および吸気弁２４を通してシリンダ１ ２に入り、空気へ渦流運動が与えられる。燃料噴射器６０が多数の液体燃料噴流 を燃焼室へ噴射し、燃焼過程前およびその最中に渦流空気を燃料と混合する。 第２図に示すＩＤＩディーゼルエンジンは孔４２を通してシリンダ１２と連通 する別個の半密閉式燃焼室２０を有する。この孔は圧縮行程中に燃焼室に入った 空気に渦流運動を与え、燃料噴射器６０によって燃料が燃焼室内へ噴射され、こ の燃料噴射器は、普通、約１００バール以下の燃料ライン圧力を用いるピントル 式である。膨張行程中、高温ガスが孔４２から高速で流出する。これが寄生体積 内、特に、弁空所４２４内およびピストン１６上方のバンプ間隙内に含まれる別 の空気と未燃焼燃料を混合する助けとなる。 第３図に示すＩＮＩディーゼルエンジンはGB-A-0241398、GB-A-0361202、GB-A -0523137、GB-A-2088952その他に記載されている。この構成はピストン１６上の 突起１１６を使用する。この突起は燃焼室２０にある拡大孔内に入っている。突 起は、第２図の間接噴射式ディーゼルエンジンの孔４２と同じ目的を果たすより 小さい孔１６１を包含する。この構成では、エンジンは、ピストンが上死点位置 付近に達したときにＩＤＩディーゼルエンジンとして作動し、他のすべての時期 にはＤＩディーゼルエンジンとして作動する。 Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは、その基本的な純粋な形態では、ディーゼルエンジ ンと同様の分離エンジンであるが、非常に重要な差異を持つ。若干量の空気は、 エンジンサイクルのかなりの部分にわたって小さい方の第２シリンダ内のほぼす べての燃料と混合し、進入前に燃料が蒸発する時間がある。燃焼室への進入は大 きい方の孔を通して生じ、燃焼がより速くなり、遅延なしで開始する。 以下、Ｍｅｒｒｉｔｔ燃焼管理システムを説明すると、これはそれ自体を純粋 なＭＣＣとして使用し、特に部分負荷時に高い熱効率をすることができ、あるい は、ＳＩＧＥ燃焼管理システムと組み合わせることもできる。後者の場合、全負 荷での高い出力と部分負荷での高い熱効率とを組み合わせることのできるエンジ ンを得ることができる。また、ディーゼル燃焼管理システムと組み合わせてディ ーゼル燃料を使用し、普通のディーゼルエンジンに比べて、高い出力密度と低い 有害物排出レベルを有するエンジンを得ることもできる。 Ｍｅｒｒｉｔｔ燃焼システムはＳＩＧＥエンジンに比べて都市走行中の車輛で 用いたときにエンジンの熱効率をかなり改善し、自動車からの有害放出物の量を 低下させることができる。 公知のＭｅｒｒｉｔｔエンジンの一例が添付図面の第４図に示してあり、この 図はGB-A-2246394から再現したエンジンの一部を通る部分横断面図である。この エンジンは以下に簡単に説明するが、GB-A-2246394にはより詳しく説明されてい る。 第４図において、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは火花トリガー式圧縮点火（ＳＴＣ Ｉ）を使用するハイブリッド式Ｍｅｒｒｉｔｔ／ＳＩＧＥエンジンの動作を許す 構造として示してある。 このエンジンは大きいピストン１６のクラウン部３６に装着した小さいピスト ン１８を包含する。このピストン１８はピラー２３４とクラウン３５とを包含す る。第４図からわかるように、ピラー２３４は曲面の輪郭となっており、この曲 面が大きい方のシリンダ１２から燃焼スペース２０に入る空気に渦流運動を与え 、また、燃焼スペース２０への進入（すなわち、燃料／空気混合物の運動）の後 に燃料／空気混合物に渦流運動を与える。燃焼スペースはピラー２３４と小さい シリンダ１４の壁面１４ａの間に形成されている。ピラーの形状、寸法は適切な 寸法、形状の適当な燃焼容積を作るように選ぶ。 ここで、ピストン１８のクラウン３５が、ピストン１８、１６のクラウン３５ 、３６間の軸線方向距離よりもかなり小さい軸線方向厚さを持つ縁を有すること に注目されたい。クラウン３５は円筒形の周縁３７を有し、この周縁は小さいシ リンダの壁面１４ａからやや離れていて環状ギャップ１２８の形をした抑制手段 を構成している。小さいシリンダ１４の、図で見て上端には周溝３９が形成して あり、この周溝は後述するように進入を促進するバイパスとなる。小さいシリン ダ１４の上端は第２の吸気弁３１と絞り弁３２とを備えている。燃料噴射器３４ が吸気管３３へ液体燃料を供給するために設けてある。絞り弁３２は吸気管３３ を通して流れる空気の量を制御し、燃料噴射器３４によって供給される燃料の量 とはほぼ独立している。ＳＩＧＥモードのために第２の噴射器８２が用いられ、 ＳＩＧＥモードでは絞り弁８３がスパークプラグ５２と一緒に作動する。 Ｍｅｒｒｉｔｔ動作モードでのエンジンの吸気行程中、空気は吸気管２５を通 して大きいシリンダ１２へ入る。空気は、また、噴射器３４からの燃料と一緒に 開いている弁３１を通して小さいシリンダ１４へも入る。圧縮行程の早期部分に おいてピストン１８のクラウン３５を横切る圧力差は絞り弁３２と弁３１の閉鎖 タイミングの影響を受ける。これは、順次に、ピストン１８の上死点位置付近で 圧縮行程の終わりに近づくにつれて燃焼スペース２０内への小さいシリンダ１４ の内容物の進入タイミングに影響を与える。進入タイミングは、順次に、シリン ダ１４内の燃料／空気混合物が圧縮行程中に大きいピストン１６によって燃焼ス ペース２０に供給されるより熱い空気と出会ったときに、圧縮点火によって蒸発 燃料が点火されるタイミングを制御することができる。 溝３９は小さいピストンのクラウン３５の縁３７の厚さよりも大きい軸線方向 長さを有し、燃料／空気混合物がクラウンまわりに進入するための拡大ギャップ を与える。溝３９は小さいシリンダ１４にすきま容積を与え、このすきま容積は 圧縮行程中にシリンダ１４に余分な容積を与えることによって進入タイミングに 影響を与え得る。 第４図に示すエンジンは大きいシリンダ１２に空気を供給する吸気管２５の絞 り弁８３とスパークプラグ５２も有する。排気弁と排気口は第４図には示してい ないが、実際には、大きいシリンダ１２と連通してエンジンには存在する。ピス トンの実線位置は下死点位置を表しており、破線は上死点位置を示している。 第４図の「開いた」燃焼スペース配置によれば、スパークプラグ５２が燃焼ス ペース内へ直接アクセスすることが可能である。スパークプラグは小さいシリン ダ１４の壁面１４ａを貫いて延びている。大きいシリンダ１２は絞り弁８３のよ うな流量制御装置を備え、ＳＩＧＥモードにおける部分負荷時の吸気行程中に大 きいシリンダ１２への吸気量を減らすようにしてもよい。 既に燃焼スペースへの進入を開始した燃料の若干量が火花によって点火された 後、燃焼スペース内のガスの圧力および平均温度が上昇する。その結果、蒸発燃 料の残部が燃焼スペースへ進入し続け、その中の空気と混ざりあい、火花によっ て生じた当初の火炎が全燃焼スペースを横切って移動していない場合でも圧縮点 火によって点火される。この点火プロセスは火花トリガー式圧縮点火（ＳＴＣＩ ）と呼ばれる。 ＳＴＣＩを使用することの重要な利点は、変化するエンジン条件に合わせてタ イミングを取りやすいということにある。ＳＴＣＩを使用している場合、進入プ ロセスのタイミングにわたって必要とされる制御精度は重要度が低く、エンジン の動作にとってもそれほど絶対条件というわけでもない。 ＳＴＣＩを行うには、エンジン・システムが、特定の選定した燃料の進入の早 期の瞬間に圧縮点火を生じさせるには不充分な幾何学的圧縮比で作動するとよい 。あるいは、絞り８３を用いて圧縮圧力の終わりと温度を調節するようにしても よい。たとえば、ガソリンの場合、点火トリガー式圧縮点火については、圧縮比 はたとえば１０：１の値まで下げてもよい。しかしながら、圧縮点火をこのよう な燃料と一緒に用いようとする場合には、たとえば１８：１の圧縮比が必要であ るかも知れない。第２の要件は、燃料蒸気と出会う適所にスパークプラグを設 置し、一方、燃料が進入プロセスの早期部分で燃焼スペース内で空気と混合する ということにある。スパークプラグは正しい時期に火花を発してＳＴＣＩプロセ スを開始させる。 １つの点火方式のみを使用するＳＩＧＥあるいはディーゼルエンジンと異なり 、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンはその設計および使用する燃料に応じて火花点火と圧 縮点火の両方式のうちのいずれかを使用することができる。 進入の前に燃料の少なくとも一部を蒸発させることによって、Ｍｅｒｒｉｔｔ エンジンは上述したように火花点火を使用することができる。圧縮行程中に空気 の大部分から燃料を分離することによって、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは圧縮点火 として知られている点火プロセスを使用することができる。 分離式エンジンとして、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは適当な燃料を点火するのに 圧縮点火を使用するのに非常に適している。これは、高い圧縮比を利用する場合 でも、圧縮プロセスの大部分で燃料を自然発火する程充分な空気と予め混合させ ない（すなわち、混合物が濃厚すぎる）ためである。ディーゼルエンジン（これ も分離式エンジンである）では、点火タイミングは燃焼スペースへの燃料噴射の 開始タイミングによって決まる。公知のＭｅｒｒｉｔｔエンジンでは、点火タイ ミングの制御は進入プロセスの開始タイミングを制御することによって、あるい は、ＳＴＣＩを開始する火花のタイミングを制御することによって行われる。高 圧縮比および適当な燃料を使用するＭｅｒｒｉｔｔエンジンでは、燃料点火は、 燃料蒸気が燃焼スペースに入り始め、非常に熱い空気と出会ったときに火花の助 けなしに生じ得る。Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンのような分離式エンジンは燃焼室の 壁面に設置した触媒、たとえば、プラチナによっても点火され得る。これはGB-A -2155546やGB-A-2186913のようないくつかの先行出願に関わるＭｅｒｒｉｔｔエ ンジン特許明細書に記載されている。 点火方式の選択により、ガソリン、ディーゼル燃料を含む広範囲にわたる燃料 の選択も可能となる。選定した圧縮比と組み合わせた燃料の選択はＭｅｒｒｉｔ ｔエンジンで使用する点火方式を決める。たとえば、ディーゼル燃料または非常 にオクタン価の低いガソリンは高い圧縮比が選ばれた場合には圧縮点火によって 点火され、低い圧縮比と組み合わせた高いオクタン価のガソリンは火花で点火さ れる。ＭｅｒｒｉｔｔエンジンＳＴＣＩプロセスにおいては、火花点火は、燃料 の一部のみを点火すればよいので、すべての燃料、空気を混合するプロセスが完 了するまで待つ必要はない。このようにする場合、火花点火は燃焼スペースへの 進入中の残りの燃料を圧縮点火によって引き続いて点火する引き金となる。 GB-A-2246394から知られているＭｅｒｒｉｔｔエンジン技術はＳＩＧＥとのハ イブリッド化の方法を用いてＮＯＸ量についての現行の有害排出物規制法に関わ る問題を解決している。燃焼室にスパークプラグを追加すると共に、吸気マニホ ルドに燃料噴射器または気化器と絞り弁を追加することによって、第４図のＭｅ ｒｒｉｔｔエンジンは、（ｉ）より高いＢＭＥＰレンジで三元触媒コンバータに 匹敵する普通の火花点火式理論ガソリンエンジンとしても、（ｉｉ）中間からよ り低位のＢＭＥＰレンジでＮＯＸ排出量を無視し得る純粋なＭｅｒｒｉｔｔエン ジンとしても作動し得る。 ＳＴＣＩ方式は、スパークプラグが燃焼室内に既に存在するので、ハイブリッ ド式Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン／ＳＩＧＥエンジンにとっては非常に魅力的である 。ＳＩＧＥ作動モードとＭｅｒｒｉｔｔ作動モードの切り換えは、エンジン電子 管理システムを用いて自動的に行い得る。その結果、高ＢＭＥＰあるいは高エン ジン負荷では、エンジンはＳＩＧＥとして作動し、中間レンジおよびより低いＢ ＭＥＰでは、エンジンは純粋なＭｅｒｒｉｔｔエンジンとして作動し、しかもＮ ＯＸ放出がなく、熱効率もかなり改善される。 先の説明は、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンの燃焼管理システムが共通使用の他の２ つの燃焼システム（ディーゼルエンジンとＳＩＧＥ）間のリンクとなることを述 べている。ディーゼルと同様に、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは分離式エンジンであ るが、ＳＩＧＥと同様に、燃焼室に入る前に燃料を蒸発させることができる。デ ィーゼルと同様に、このＭｅｒｒｉｔｔエンジンは圧縮点火を使用できるし、あ るいは、ＳＩＧＥと同様に、火花トリガー式点火を使用できるが、高低いずれか の圧縮比と組み合わせることになる。さらに、ガソリンあるいはディーゼル燃料 のいずれかを使用できる。最も重要なことは、このＭｅｒｒｉｔｔエンジンが、 特に部分負荷において、ディーゼルエンジンと同じ位高いかあるいはそれよりも 高い熱効率で作動できるが、その急速燃焼プロセスにより、ディーゼルエン ジンで可能な程度よりもさらにＳＩＧＥの出力密度レベルに接近できるというこ とである。ディーゼルエンジンと同様に、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは幾何学的圧 縮比を低下させる必要なしにターボチャージドその他の圧縮空気供給源を使用す ることができる。非絞り式エンジンではあるが、ディーゼルエンジンと異なり、 このＭｅｒｒｉｔｔエンジンは高圧燃料噴射システムを必要としない。これは、 圧縮行程およびそれに続いて燃焼プロセスが開始する前にサイクルの低圧部分で Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンの小さいシリンダに燃料が入るからである。 ＳＩＧＥ圧縮行程は予混合の燃料／空気混合物に作用し、その火花点火方式は ほぼ理論比率の燃料／空気混合物のみに点火し得る。ＳＩＧＥ燃焼プロセスは、 火花で生じ、燃焼スペース内の全燃料／空気混合物容積を横切って移動する火炎 に依存する。逆に、ＳＩＧＥを超える分離式エンジンの主たる利点は、関連した 燃料の量と無関係に燃料を空気と混合するプロセス中に燃料を燃焼させることが できるということにある。したがって、極めて希薄な全燃料／空気混合物を燃焼 させることができる。中間から低位のＢＭＥＰレンジで非常に薄い燃料／空気混 合物を燃焼させるというこの能力は膨張行程でのガス温度をさらに低下させる。 このことは、順次に、エンジンの熱効率を向上させると共に、特に部分負荷での 排気中の有害なＮＯＸガスの量を低減する。往復動式内燃機関の熱効率が燃料／ 空気比が薄くなるにつれて上昇するという事実は認められている。 往復動式内燃機関の熱効率を向上させる２つの主たる方式は、膨張行程開始時 における燃焼速度の促進と、熱放出に続く平均ガス温度の低下である。後者の方 式は、大きいピストンにかかる最大表示平均有効圧力よりも低いところでエンジ ンが作動するときに用いる。 分離式エンジンは燃焼プロセスにおいてシリンダ内で利用できる全酸素をほぼ 完全に使用することによって達成されるＳＩＧＥの平均有効圧力の高い最大値に 合わない。分離式エンジンは間隙および寄生容積部に隠れた空気を利用すること ができないが、ガス化した燃料を燃焼させるＭｅｒｒｉｔｔエンジンは液滴に集 まった燃料を燃焼させるディーゼルエンジンよりも良好に作動できる。 車輛エンジンからの放出物の制御に関する最近の寄生の結果、三元触媒コンバ ータを使用することになった。これにより、部分燃焼燃料の酸化および燃焼プ ロセス中に生成された窒素の有害酸化物（ＮＯＸ）の脱酸素のプロセスを完了す る。現在利用できる触媒コンバータは、エンジンが理論燃料／空気混合物を流出 する場合にのみＮＯＸ低減と共に有効に作用することができる。これは、排気内 に存在する過剰な酸素がＮＯＸを低減するときに触媒コンバータを無効にするか らである。ＳＩＧＥを使用する車輛は、現在、ＮＯＸについての規制限界内でこ の方法によって作動している。現在ディーゼルエンジンを使用している車輛はこ の理由のためにＳＩＧＥのためのＮＯＸ低減目標を達成できず、純粋なＭｅｒｒ ｉｔｔエンジンもより高い平均有効圧力（ＭＥＰ）レンジで作動するときに同様 の問題に遭遇している。しかしながら、ＭＥＰの中間および低位レンジでは、Ｍ ｅｒｒｉｔｔエンジンは潜在的に燃焼プロセス中にＮＯＸの量を無視し得る程度 にしながら作動できる。 希薄燃焼ＳＩＧＥは、燃焼が最も熱いとき、たとえば、１６：１から２０：１ までの範囲の空気／燃料比で理論的に希薄な燃料／空気混合物で作動するときに 最大のＮＯＸ量を発生する。先に説明したように、このＮＯＸは三元触媒コンバ ータでは低減できない。これは過剰な酸素が排気流に存在するからである。しか しながら、さらに希薄なレンジ、たとえば、２０：１よりも大きい空気／燃料比 で作動するときには、約７０％のエンジンＢＭＥＰ以下では、過剰な空気による 稀釈はガスを冷却し、燃焼中にＮＯＸが生じるのを止めるのに充分なものとなり 得る。 他の分離式エンジン（ディーゼルエンジン）と同様に、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジ ンは燃焼プロセスの直前およびその最中に燃料と空気とを効果的に混合するため の手段を備える必要がある。ＭｅｒｒｉｔｔエンジンはＤＩまたはＩＤＩ形態の ディーゼルエンジンと同様の配置を使用してこれを行うことができる。Ｍｅｒｒ ｉｔｔエンジンでは、燃料は、少なくとも部分的に蒸発した状態で、圧縮行程の 終わりに向かう進入プロセス中に燃焼室に入る。ディーゼルエンジンにおける並 列プロセスは燃料噴射と呼ばれる。 本発明に関してここで用いられる以下の用語は以下の意味を持つ。 行程容積比−Ｅ 大きいシリンダの行程容積に対する小さいシリンダ内の第１容積部の行程容積 の比。 圧縮対進入容積比−ＣＩＶＲ ＣＩＶＲ−大きいシリンダ 大きいシリンダ内のピストン間の特定の容積の最大値対進入開始時のピストン 間の特定容積の値の比。 ＣＩＶＲ−小さいシリンダ 小さいシリンダの第１容積の最大値対進入開始時の第１容積の値の比。 相対圧縮対進入容積比 大きいシリンダの圧縮／進入容積比対小さいシリンダの圧縮／進入容積比の比 。 進入 圧縮行程の終わりまたはその付近で生じる燃焼スペース内への第２シリンダの 第１容積からの燃料／空気混合物の、小さいピストンによって影響を受ける運動 。 分離 進入開始まで第１容積へ給送される燃料の、小さいシリンダの第１容積内への 閉じ込め。 本発明は 改良した内燃機関を提供しようとしている。 したがって、本発明は、 少なくとも一対の第１、第２のシリンダであって、前記第１シリンダが前記第 ２シリンダよりも大きい行程容積を有する第１、第２のシリンダと、 前記シリンダ内で往復動できる第１、第２のピストンであって、前記第２ピス トンが駆動ステムを有し、前記第２シリンダを前記駆動ステムを収容する第１容 積部と前記２つのピストンの間の第２容積部とに分割している第１、第２のピス トンと、 前記第１シリンダと連通している吸気手段と、 前記第１シリンダと連通している排気手段と、 前記両ピストンがほぼそれらの上死点位置にあるときに前記両ピストン間に共 通の燃焼スペースを構成する手段であり、この燃焼スペースが前記第２容積部か らなる手段と、 圧縮行程の終わり付近で前記第１、第２の容積部間でガスが流れ得るようにす る移送手段と、 前記第２ピストンの圧縮行程の終わり付近まで前記第１容積部から前記第２容 積部までの燃料／空気混合物の移動を抑制する抑制手段と、 前記第１容積部に燃料を与える第１燃料源と、 前記第２ピストンを駆動する駆動手段であり、前記第１ピストンの膨張行程の 少なくとも一部で前記第２ピストンをその上死点位置あるいはその付近にほぼ静 止状態に維持する手段を包含する駆動手段と を包含する内燃機関を提供する。 すべての形態における本発明の顕著な利点の１つは、ディーゼルエンジン、Ｓ ＩＧＥエンジンの両方が、クランクケースおよびトランスミッション組立体を除 いてシリンダ・ヘッドのみの設計を変えることによってこの原理に従って変換で きるということにある。 第４図に示すエンジン構造をＳＩＧＥモードで作動させているとき、小さいピ ストン１６のピラー２３４は、温度を低く保って吸気弁２４を通してエンジンに 入る予混合空気・燃料の予点火を止めるのに有効な冷却を必要とするかも知れな い。ＳＩＧＥモードでは、このような冷却はピラーに設けた内部空所へガジオン ピンからオイル噴流を吹きつけることによって行えるが、ＳＩＧＥ動作モードで の予点火の問題は本発明によるエンジンの構造で解決できる。本発明による構造 は他の利点も有する。たとえば、GB-A-2246394に記載されているようにＭｅｒｒ ｉｔｔエンジン原理をディーゼルエンジンと組み合わせたとき、ピラー２３４を 取り除けば、ディーゼル燃料噴射器から燃焼スペース２０内への燃料噴流の分布 をより速く行うことができる。図面の簡単な説明 本発明を、添付図面を参照しながら実施例によって以下にさらに説明する。添 付図面において： 第１図は公知形態の直接噴射（ＤＩ）式ディーゼルエンジンの一部を通る部分 断面図である。 第２図は公知形態の間接噴射（ＩＤＩ）式ディーゼルエンジンの一部を通る部 分断面図である。 第３図は公知形態の中間噴射（ＩＮＩ）式ディーゼルエンジンの一部を通る部 分断面図である。 第４図はＳＩＧＥハイブリッド形態の公知のＭｅｒｒｉｔｔエンジンを通る部 分断面図である。 第５図は本発明によるＭｅｒｒｉｔｔエンジンの第１の直接進入型実施例の一 部を通る、吸気行程の終わりを示す部分断面図である。 第６図は圧縮行程の終わりにある第５図のエンジンの図である。 第７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ図は第５、６図のエンジンの動作の１つの完全なサ イクルを示している。 第８ａ図は圧縮行程中の第５、６図のエンジンの大小のピストンについてのク ランク角度変位曲線を示し、進入プロセスの制御方法を説明する図である。 第８ｂ図は進入プロセスの持続時間にわたる制御を示す、第８ａ図の詳細を示 す図である。 第９図は進入直前の第５、６図のエンジンの小さいシリンダおよびピストンの 詳細を示す図である。 第１０図は進入中の第９図のそれと同様の図である。 第１１図は本発明によるＭｅｒｒｉｔｔエンジンの第２の間接進入型実施例を 吸気行程の終わりで示す、第５図と同様の図である。 第１２図は本発明によるエンジンの第３の中間進入型実施例を圧縮行程の終わ りで示す、第５図と同様の図である。 第１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ図は本発明によるエンジンのシリンダ・ヘ ッドのための４つの形態の火炎プレート孔の平面図である。 第１４図は間接進入型実施例のためのスパークプラグ、下方溝および絞りオリ フィスを有する変形配置を示す、第９図と同様の図である。 第１５図はハイブリッド型火花点火希薄燃焼トーチ構造の形をしている本発明 によるエンジンの第４の直接進入型実施例を示す、第５図と同様の図である。 第１６図はディーゼル・ハイブリッド・トーチ配置における本発明によるエン ジンの第５の直接進入型実施例を示す、第５図と同様の図である。 第１７図は小さいシリンダ用の２つの燃料噴射器を備えた、ディーゼル・ハイ ブリッド配置の本発明によるエンジンの第６の間接進入型実施例を示す、第５図 と同様の図である。 第１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ図は第１７図のエンジンのための第７ａ図 から第７ｄ図と同様の図である。 第１９図は小さいシリンダのための１つの燃料噴射器を備えた、ディーゼル・ ハイブリッド配置の本発明によるエンジンの第７の直接進入型実施例を示す、第 ５図と同様の図である。 第２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ図は第１９図のエンジンのための第７ａ図 から第７ｄ図と同様の図である。 第２１図は大きいピストンについての排気行程の開始時で示す第１１図のエン ジンの変形例を示す図であり、この変形例はＳＴＣＩを用いてガソリン燃料で用 いるに適している。 第２２図は燃料噴射器の可能な位置を示す、第９図と同様の図である。 第２３図はＳＩＧＥハイブリッド・モードで作動する、第５図のエンジンの変 形例を示す図である。 第２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ図は小さいピストンの拡張吸気行程および 直接進入で作動する第２３図のエンジンのための第７ａ図から第７ｄ図と同様の 図である。 第２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ図は固定の小さいピストンと共に純粋なＳ ＩＧＥモードで作動する第２３図のエンジンのための第７ａ図から第７ｄ図と同 様の図である。 第２６図は比較的小さなカムリフトを用いて比較的長い行程距離にわたってエ ンジンの小さいピストンを動かすのに使用できる二重カム機構を通る部分断面図 である。図面の詳細な説明 Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンはディーゼルエンジンに類似する３つの配置で構成し 得る。 １． 直接進入（ＤＩ）式Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン ２． 間接進入（ＩＤＩ）式Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン ３． 中間進入式またはピストン・プラグド間接進入（ＩＮＩ）式Ｍｅｒｒｉｔ ｔエンジン ＤＩ式Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン（その一例が第５、６図に示してある）では、 大きいシリンダ１２と燃焼スペース２０の間の孔が最大であり、小さいシリンダ １４のフルボアとなり得る。 ＩＤＩ式Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン（その一例が第１１図に示してある）では、 孔２１６１は比較的小さく作ることができ、ＩＤＩディーゼルエンジン方式と同 様の要領で、大きいピストンの圧縮行程中に燃焼室に給送された空気における適 当な渦流運動を促進すると共に、膨張行程の早期部分で強力な熱ガス噴流を促進 することができる。 ＩＮＩ式Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン（その一例が第１２図に示してある）では、 大きいピストンが突起１１６を備えており、この突起が圧縮行程の後期部分およ び膨張行程の早期部分で孔を部分的に塞ぐ。 第５〜７図のＤＩ式Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは大きいシリンダ１２と小さいシ リンダ１４を有し、この小さいシリンダは大きいシリンダの軸線方向延長部とな っている。小さいピストン１８が小さいシリンダ１４内で移動可能であり、この 小さいピストンはクラウン３５と円筒形の駆動ステム２３４を有する。大きいピ ストン１６が大きいシリンダ１２内で移動可能であり、この大きいピストンはク ラウン３６を有し、普通の方法でピストンリングによってシールされている。２ つのピストンは別個の機構によって動かされる。これらの機構は相互に連結して あってもよく、適当な機構Ｃによって一緒に作動するように制御される。たとえ ば、大きいピストンをクランクシャフト・連接棒構造で動かし、小さいピストン をカムシャフト６００に取りつけたカム５００で動かしてもよい。２つのピスト ンの行程距離は異なっていてもよい。好ましくは、大きいピストンが長い行程を 有する。 小さいピストン１８は第２シリンダ１４を小さいピストンのクラウン３５の背 後の、駆動ステム２３４を含む第１容積部１５ａと２つのピストン間に構成され た第２容積部１５ｂ内へ駆動する。明らかなように、これらの容積部はピストン １８の移動につれて変わる。 小さいシリンダ内の行程容積は、シリンダ壁面１４ａ、小さいピストン１８の クラウン３５の背面および小さいピストン１８のステム２３４の表面によって境 されるスペースである。これは第５図で最もよくわかり、小さいシリンダの行程 容積は小さいピストンが下死点位置にあるときに最大値となる。第６図は、大小 のピストンがそれらの上死点位置に接近するときに圧縮行程の終わり付近にある エンジンを示している。壁面１４ａによって境されるスペースは今や燃焼スペー ス２０となる。 小さいピストン１８のクラウン３５は縁３７を有し、この縁の軸線方向厚さは ピストン１８の行程よりもかなり小さい。クラウン３５は円筒形の周縁３７を持 つものが示してあり、この周縁は小さいシリンダの壁面１４ａからやや離れてい て環状ギャップ１２８を形成している。小さいシリンダ１４の、図で見て上端に はオプションの周溝３９が形成してあり、この周溝は後述するように進入を促進 するバイパスとなり、小さいシリンダに間隙容積を与える。 小さいピストン１８のクラウン３５は第５、６図では簡略化した形態で示して あるが、種々の形状に設計することが可能であり、そのうちのいくつかを以下に 説明する。 小さいピストン１８はエンジンのシリンダヘッドにあるボア５１１によって案 内され、その中を摺動する。このボアはステム２３４まわりに小さい間隙を与え 、ステムが自由に動けるようにしているが、過剰なガスの漏洩を防ぐシールを与 える。１つまたはそれ以上の摺動密封リング５１０がシール・ステム２３４に対 して直列に設置してあり、さらにガスの漏洩を低減する。小さいピストンはカム シャフトの速度の半分の速度で回転するカム５００の影響の下に移動する。スプ リング５０１がピストン１８を助け、カムと接触させ続ける。カム５００は大き いピストン１６のクランクシャフト機構と同期して、圧縮行程の終わりで（第６ 図）、小さいピストン１８が図示したようにほぼその上死点位置に到達するよう にしている。この上死点位置では小さいピストン１８のクラウン３５の下面はシ ール面５１５をシールしてボア５１１を通り、またステム２３４まわりを通っ てガスが漏れるのをほぼ防ぐことができる。 カム５００のプロファイルは小さいピストンのための拡張吸気行程を与える。 小さいピストンの移動量は行程の長さにおいてだけでなく大きいピストンの移 動量と異なる。たとえば、小さいピストンの吸気行程は大きいピストンの排気行 程ならびに吸気行程以上に延びてもよい。また、２つのピストンの行程の開始ま たは終了あるいはこれら両方が正確に同じ瞬間に生じる必要はない。 明らかなように、小さいピストンを駆動する機構は図示のカムシャフトと異な っていてもよい。たとえば、カム作動式ロッカーでもよいし、第２６図に示すよ うに２つのカムによって作動するビームであってもよい。あるいは、液圧または 空気圧式の作動システムを使用してもよい。この場合、この作動システムは大き いピストンのカムシャフトからの信号によって制御される。このような制御が故 障した場合でも、小さいピストンの過った動きが望ましくない接触によって大き いピストンに損傷を与えることがない。 液体状の燃料は、小さいピストンの吸気行程あるいは圧縮行程またはこれら両 行程中に噴射器３４のような燃料供給弁によって小さいシリンダ１４に給送され る。燃料噴射器は、したがって、比較的低い圧力での給送を行うように設計する とよく、また、大きいピストンの燃焼期間および膨張行程中に面５１５に着座し たときに小さいピストンのクラウン３５によってシールド作用を与えるとよい。 液体燃料は若干量の空気と共に霧化するとよい。 ガス状の燃料は小さな弁機構（図示せず）を通してシリンダ１４に供給すると よい。この場合、弁機構は機械的あるいは電気的に作動させてもよいし、若干量 の空気と混ぜてから供給してもよい。 燃焼噴射器の代わりに、小さいピストン１８の動きを利用してステム２３４を 介して燃料を圧送し、クラウン３５の下面あるいはその付近に設けた孔を通して シリンダ１４内へ噴射してもよい。このような配置（図示せず）では、噴射器３ ４およびその燃料ポンプは小さいビストンに組み込むことができる。 大きいシリンダは排気弁２６と、大きいシリンダ１２内へほとんど絞らずに空 気を供給する吸気弁２４を備えた吸気管２５とを有する。 燃焼スペースはスパークプラグ５２を備えており、ＳＴＣＩ原理で作動できる ようになっている。この場合、エンジンの圧縮比は低下する。これは、圧縮行程 の終わりに溝３９およびギャップ１２８を通って進入した後に濃厚な混合気（蒸 発燃料を含有する）の点火が最初に第６図に示す瞬間のやや前に生じる火花で行 われるからである。火花に続いて、早期燃焼が燃焼スペース２０内のガスの温度 及び圧力を上昇させ、その結果、ギャップ１２８および溝３９を通って進入し続 けている残りの燃料が圧縮点火によって点火させられることになる。 第６図に示す燃焼スペース２０はシリンダヘッド内のシリンダ１４用に設けた スペース内に含まれるのが好ましいが、大きいシリンダ１２内へ、たとえば、大 きいピストン１６のクラウンに、破線で示すように設けたくぼみ１１７内へ延長 してもよい。あるいは、燃焼スペース２０は大きいピストン１６のクラウン３６ に設けた、破線で示すような突起１１６を用いることによって小さくすることも できる。 いずれかあるいは両方のピストン１６、１８が１１６または１１７のような突 起あるいはくぼみを持っていて、燃焼スペース内でのガスの動きを方向付ける用 にしてもよいし、また、エンジンに所望の圧縮比を与えるように燃焼スペースの 容積を調節できるようにしてもよい。小さいシリンダ１４の選定した容積が所与 の圧縮比にとって燃焼スペースで必要なすきま容積を得るには不充分である場合 には、大きいピストンのクラウンに空所１１７を設けるか、あるいは、弁座空所 を設けることができるくぼみをシリンダヘッドに設けるかすることによってさら に燃焼すきま容積を増やすしてもよい。 小さいシリンダ１４の容積は燃焼スペース２０の容積よりも小さいか、おおき いかのいずれでもよい。純粋なＭｅｒｒｉｔｔエンジンはエンジンへの全燃料供 給量を小さいシリンダ１４へ給送することを要求するが、このような構成はより 小さいシリンダのためのより大きい行程容積あるいは大きい行程容積比Ｅから利 益を得ることができる。たとえば、小さいシリンダを小型化してエンジンに供給 される燃料の小部分のみを受け入れるようにしてもよい。残りの燃料は、Ｍｅｒ ｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッド・モードにおけるように燃焼スペースへ直 接供給してもよいし、あるいは、Ｍｅｒｒｉｔｔ／ＳＩＧＥハイブリッド・モー ドにおけるように大きいシリンダの吸気管２５に供給してもよい。こうようにし て、小さいシリンダは主燃料チャージ量の点火のために利用することのできるエ ネルギをかなり増大することのできる点火増幅器を与えることができる。このよ うな応用はディーゼルエンジンにおける燃料プロセスを改善することができ、Ｓ ＩＧＥエンジンでの希薄予混合燃料／空気混合物の点火を可能とすることができ る。 カム・プロファイル５００は小さいピストン１８を上死点位置から下死点位置 へ１８０度のカム回転または３６０度のクランク回転にわたって移動させる。こ のことは、大きいピストン１６の排気行程および吸気行程の両方で同時に生じる 小さいピストンの拡張吸気行程を与える。小さいピストンの圧縮行程は９０度の カム回転にわたって生じ、後の９０度のカム回転では、小さいピストンはその上 死点位置に留まる。 第７ａ〜７ｄ図は４ストローク・サイクルの純粋なＭｅｒｒｉｔｔモードにお ける第５〜７図のエンジンの動作を図解している。第７ａ〜７ｄ図は大きいピス トン１６の吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を表している。第７ｄ図お よび第７ａ図は小さいピストン１８の吸気行程を表しており、第７ｂ図は両ピス トンの圧縮行程の開始を表しており、第７ｃ図は小さいピストンの停止期間すな わちパーキング期間を表している。 第７ａ〜７ｄ図に示されるタイミング配置によれば、小さいピストン１８は、 大きいピストン１６がその下死点位置（第７ｄ図）から離れて移動することによ ってその排気行程を開始したときに、上死点位置から離れるように移動する吸気 行程を開始することができる。こうして、小さいピストン１８の速度が大きいピ ストン１６の比べて遅くなり、その結果、大きいピストン１６がその排気行程の 終わり（第７ａ図）で上死点に到達したポイントで吸気行程距離のほぼ半分に達 するだけである。次いで、小さいピストン１８はその上死点位置から離れる吸気 行程を継続し、一方、大きいピストン１６もその吸気行程中その上死点位置から 離れるように移動する。吸気行程に続いて、大小の両ピストン１６、１８はほぼ 同時に圧縮行程を開始することができる（第７ｂ図）。最後に、大きいピストン がその膨張行程を行っているとき（第７ｃ図）、小さいピストン１８はその上死 点位置に停止したままである。この構成では、小さいピストンの吸気行程の最 初の部分が大きいピストンの排気行程中に生じ、第２の部分が大きいピストンの 吸気行程中に生じる。 このような配置の重要な利点はリフト中にカムの１８０度と同じ位に大きい長 い円弧長をカムシャフトに与えるということである。これによれば、余計な機械 的な応力を生じることなしに比較的大きいカムリフトを使用できる。小さいピス トン１８の吸気行程の持続時間を延長する主たる利点は、小さいシリンダの第２ 容積部で燃料が蒸発する時間を延ばすことにある。 噴射器３４は小さいピストン１８の吸気行程の初め（第７ｄ）で燃料の給送を 開始し、この燃料の給送は全吸気行程にわたってかつ圧縮行程中にも継続する。 好ましくは、小さいピストンの吸気行程の初めで可能なかぎり早く燃料噴射が開 始して小さいシリンダ１４内で液体燃料を蒸発させるのに利用できる期間を最大 にするとよい。小さいピストンの吸気行程の早期部分で、大きいシリンダ１２内 の排ガスは小さいピストンのクラウンまわりのギャップ１２８を通して第１容積 部１５ａに入る。熱いガスは噴射器３４の噴射した燃料の蒸発を助ける。 小さいシリンダ１４は吸気弁も排気弁も備えず、小さいピストン１８の吸気行 程の後の部分で、大きいシリンダ内の新鮮な空気がギャップ１２８を流れて小さ いシリンダの内容と混合する。オプションの下方溝３９１（第１４図）を用いて 、小さいピストンのクラウン３５まわりの周囲ギャップを拡大することによって 、このピストンが下死点位置で吸気行程の終わりに達したときに小さいシリンダ 内へ送られる空気の量を増大させてもよい。直接進入式または中間進入式実施例 に適した或るオプションの構成では、小さいピストン３５のクラウンは吸気行程 の終わりで小さいシリンダ１４のボアを出て大きいシリンダから小さいシリンダ への空気の吸入量を高めることができる。 ギャップ１２８のサイズは、小さいピストンの吸気行程中に小さいシリンダ内 の圧力を大きいシリンダ内の圧力よりも低い値に制限するように慎重に設計する 。このギャップはエンジン速度レンジ、使用燃料、行程容積比Ｅその他のパラメ ータに合わせて設計してもよい。上方溝３９を用いる場合、ギャップを接触する かしないかで摺動する間隙を与える程度に非常に小さくしてピストン１８の縁が 溝３９に到達するまで進入を阻止するようにしてもよい。この溝３９は省略し てもよいが、この場合、ギャップ１２８を充分に大きく作って、進入中に燃料が ギャップを通して燃焼スペース２０へ流れることができるようにしなければなら ない。 シリンダ１４の第１容積部１５ａのサイズが吸気行程中に増大するので、シリ ンダ１２からシリンダ１４の第１容積部へのガスの移送は燃料の蒸発によるシリ ンダ１４内の圧力増大によって影響される。 ひとたびシリンダ１４の第１容積部が圧縮行程中（第７ｂ図）に減少し始めた ならば、小さいピストン１８の圧縮行程の終わり付近まで分離が維持される。 分離が最終的に終わると、小さいシリンダ１４の第１容積部１５ａ内のガスの 混合物は進入プロセスで燃焼スペース２０内へ送り込まれる。この混合物は蒸発 した燃料、若干の空気、若干の排ガス、また、おそらくはまだ液状の若干の燃料 を含むが、圧縮点火による燃焼を促進するには酸素量が不充分である。 この進入プロセス中、小さいピストンのクラウンの下面は小さいシリンダ１４ の端面に向かって急速に移動する。これは第９、１０図によりはっきりと示して ある。第９図は進入の開始直前で圧縮行程の終わり付近において好ましい形態の 小さいピストンを示している。この時点では、分離はまだ優勢であり、空気は燃 焼スペース２０からギャップ１２８を通って第１容積部１５ａ内へ移動する。 第１０図において、ピストンのクラウン３５の縁３７は溝３９を覆っておらず 、小さいシリンダ１４からのすきま容積の突然の除去ならびに同時のギャップ１ ２８の拡大によって、第１容積部の内容物が矢印で示すように燃焼スペース２０ 内へ進入する。カム５００のプロファイルは、小さいピストン１８が若干の速度 で座部５１５に到達することができるように設計する。こうして、ガスは適切な 力で進入させられる。進入した燃料／空気混合物は溝の形状によって特別な要領 で燃焼スペース内へ送り込まれる。明らかに、この形状の或る程度の変更は可能 である。１つの変形例が第２２図に示してあり、ここでは、小さいピストンの溝 およびクラウン３５のプロファイルは第２２図に矢印で示すように進入する燃料 ／空気混合物の給送通路を与えるような形状にしてある。 燃焼スペースに入る燃料はさらなる酸素と混合し、圧縮点火によるか、あるい は、スパークプラグ５２を用いての火花点火によって点火される。しかしなが ら、進入プロセスが完了し、小さいピストンが第２２図に示すように座部５１５ に着座するまで全燃料が完全に燃焼することはない。 圧縮行程または進入期間中のステム・シール５１０を通して漏洩したガスは小 さいマニホルド５１００に集められ、そこから通路５１０１を通して大きいシリ ンダ１２の吸気管２５に給送される。 大きいピストン１６の膨張行程中、小さいピストンは停止しており、したがっ て、高い圧力、温度条件からステム・シール５１０および燃料噴射器３４を保護 する。小さいピストンのクラウン３５は燃焼期間中加熱され、これは次ぎのエン ジン・サイクルでの燃料の蒸発を助ける。 燃焼期間の大部分にわたって、そして、膨張行程中に小さいピストンを停止さ せるということは、小さいピストンのクラウン３５のない燃焼スペース２０を残 す。これは燃焼プロセスを改善する。 大きいピストン１６の排気相（第７ｄ図）は小さいピストン１８の吸気行程の 開始と一致し、第１容積部への燃料の噴射がこの行程中に開始する。 小さいピストン１８のその上死点、下死点位置間の移動の開始と終了は、大き いピストン１６のその上死点、下死点位置間の移動の開始と終了とタイミング的 に正確に一致してもよいし、一致しなくてもよい。小さいピストン１８がその上 死点位置に接近するか、あるいは、もしあったとして溝３９を露出させ始めると きに進入の瞬間に合わせ、大きいピストン１６がその上死点位置に接近したとき に最適なクランク位置で進入の瞬間を促進すると望ましい。点火はスパークプラ グ５２に発生した火花によって開始するか、使用燃料とエンジンの圧縮比の組み 合わせを圧縮点火を可能なように選んだ場合には圧縮点火によって開始する。 小さいピストン１８の行程は大きいピストン１６の行程より小さい、好ましく は、かなり小さい。 第２の適当なタイミング配置は第２５図のカム５０６を使用する。大小の両ピ ストンの吸気行程はほぼ同じクランク角度位置で開始し、両ピストンの圧縮行程 もほぼ同じクランク角度位置で終了する。その後、大きいピストン１４は膨張行 程を継続し、その後に排気行程が続く。一方、小さいピストン１８は両行程中停 止したままであり、圧縮行程の終わりで到達した上死点位置に停止している。ピ ストン移動のための他のタイミング配置も可能である。 ２つのピストンの動き（第７図に示す）は正確に同期している必要はない。好 ましくは、小さいピストンは大きいピストン１６の膨張行程の大部分にわたって シール面に着座し続けるとよい。小さいピストンは、大きいピストン１６の膨張 行程の終わり付近あるいは大きいピストンの排気行程の初めあるいはその最中に 吸気行程を開始する。あるいは、大きいピストン１６の排気行程中の任意の時点 で吸気行程を開始してもよい。大きいピストンの排気行程中に小さいピストンが その吸気行程を開始した場合、小さいピストンは若干量のガス状燃焼生成物を小 さいシリンダ１４の第１容積部に導入することになる。吸気行程中に燃料が小さ いシリンダに噴射されたとき、熱いガスは燃料の蒸発を助ける。 第１１、４、２１図に示すＭｅｒｒｉｔｔ間接進入配置では、燃焼スペース２ ０は孔２１６１を有する絞りまたはプレート２１６によって大きいシリンダ１２ から部分的に分離される。この孔は燃焼スペース２０と大きいシリンダ１２の間 のガスの移動を可能とし、多数の機能を与える。大きいピストン１６の圧縮行程 中に大きいシリンダ１２から燃焼スペース２０へ移動している空気に渦流運動を 与える。また、燃焼の早期段階で燃焼スペースから流出する熱ガスを高速の噴流 にする。この噴流は燃焼プロセスに参加するようにすることのできる未使用ある いは寄生空気を含むシリンダ１２内の弁空所に向かって送られ得る。孔２１６１ のサイズは、使用される燃料および圧縮比に依存して、設計者の選択に従って変 えることができる。間接進入混合配置は、圧縮点火またはＳＴＣＩと共に、ガソ リンまたはディーゼル燃料、実際には他の任意の燃料を用いてＭｅｒｒｉｔｔエ ンジンで使用することができる。間接進入型のＭｅｒｒｉｔｔエンジンの明らか なる利点は、エンジン火炎プレートに設ける孔２１６１のために必要なスペース を減らすことにある。これにより、第１１図および第１３ａ図でわかるように、 弁スペースとの干渉が少なくなる。燃焼スペースの容積はプレート２１６と小さ いピストンのクラウン３５の間に含まれてもよいし、あるいは、大きいシリンダ 内へ部分的に拡張してもよい。たとえば、第１１図に示すように大きいピストン １６のくぼみ１１７に拡張してもよい。 第１２図のＭｅｒｒｉｔｔ中間進入型エンジン配置では、シリンダ１２に向 かって開いている燃焼スペース２０の領域は一時的に中実の境界部１１６によっ て閉塞される。この境界部は第１１図の孔２１６１と同様の機能を果たす孔１１ ６１（単数または複数）を含む。孔は接線方向あるいは軸線方向あるいはこれら 両方向の速度成分を持って空気をシリンダ１２から燃焼スペース２０内へ向ける ことができる。これは圧縮行程の後の部分で燃焼スペース２０へ給送される空気 に回転ガス運動を与える。 中実境界部はピストン１６に設けた突起のように形成したプラグ１１６の形を していてもよい。プラグ１１６は燃焼スペース２０を含む小さいシリンダ１４の 壁からの余裕のある間隙を与えてピストンの移動中に接触を避けることができる 。プラグ１１６の、大きいピストン１６のクラウン上方の有効高さＨは比較的小 さくてもよい。たとえば、大きいピストン１６の行程の１０％〜２０％の範囲で あってもよい。これは、シリンダ１２内の空気の質量の大きな割合部分（たとえ ば、５０％〜７０％）が圧縮行程の終わり付近で大きいピストンの移動量の最後 の１０％〜２０％にわたってプラグを過ぎて燃焼スペース２０内へ送られるため である。さらに、この空気は高度に圧縮された状態にあるときに密度を増大する 。 第１２図でわかるように、プラグ１１６およびピストン１８は部分球形に形成 された表面を有し、この表面は燃焼室２０内の空気に渦流運動を与える助けとな る。 第１３ａ〜１３ｄ図はエンジン火炎プレートの２つの可能性のある形態の平面 図である。火炎プレートは弁ヘッド座２４、２６を含み、図は大きいシリンダ１ ２と小さいシリンダ１４の間の開口のための可能な形状を示す。第１３ｄ、１３ ｃ図の配置はシリンダあたり４つの弁を許す。２つの吸気弁２４と２つの排気弁 ２６は直接進入エンジンにおける完全開放、中央配置の小さいシリンダ１４を取 り囲んでいる。小さいシリンダの横断面は円形であってもよいし、第１３ｃ図に おけるような別の適当な形状としてもよく、火炎プレートで利用できる領域を最 良に使用することができる。小さいピストン１８のステム２３４の確実な案内を するためには、クラウン３５は、危険なしに、すなわち小さいシリンダの壁面１ ４ａに接触することなく任意の横断面形状とすることができる。４弁配置は対称 的であり、良好なガス流を与えるようにする。第１３ａ図は間接進入エンジンに おける２弁配置の一例を示している。ここで、燃焼スペースは孔２１６１を通し て大きいシリンダ１２に連通している（第１１図も参照のこと）。 第１３ｂ図は吸気弁２４および排気弁２６の弁空所４２４を示しており、間接 進入エンジンにおける燃焼スペース２０の端面図である。浅い通路３６０をシリ ンダヘッド、あるいは、大きいピストンのクラウンに切って孔２１６１に出入り するガスを方向付けしてもよい。矢印３６９は圧縮行程の後の部分で燃焼スペー スへ給送された空気の回転方向を示しており、矢印３６７、３６８は通路３６０ から弁空所内へ入った燃焼ガスの回転方向を示している。こうして、弁空所の寄 生容積に捕らえられた酸素が、Ricardo Comet配置を用いて、ＩＤＩディーゼル エンジンの動作と同じ要領で燃焼プロセスに参加することができる。Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンにおける分離プロセス 本発明によるエンジンでは、分離は小さいシリンダ１４の第１容積部１５ａ内 の燃料／空気混合物を大きいシリンダ１２に流入する空気から隔離しておくプロ セスである。このプロセスは、小さいピストン１８の吸気行程および圧縮行程の 大部分にわたって第２容積部１５ｂ内の圧力以下の、第１容積部内で優勢な圧力 に依存する。この分離はいくつかの特徴を用いて達成される。 １．選定した条件の下にギャップを通してガス流を許すに充分に大きいときの 小さいシリンダの壁面と小さいピストンのクラウンの間のギャップ１２８。 ２．ギャップを通してのガス流を許すには小さすぎるときの小さいシリンダの 壁面と小さいピストンのクラウンの間のギャップ１２８。 ３．小さいシリンダにすきま容積を与える容積を有する上方溝３９。 ４．相対圧縮対進入容積比。 ５．特に圧縮行程中の大きいピストン１２に対する小さいピストン１８の変位 クランク角度関係。これは２つのピストンの圧縮行程の大部分にわたる小さいシ リンダ１４と大きいシリンダ１２における容積低減率を決定する。 上記の特徴を、エンジンの設計に依存して組み合わせるかあるいは個別に使用 することによって、小さいピストン１８の圧縮行程の終わり付近まで進入を禁止 することができる。たとえば、特徴２を用いると特徴３の使用も必要となる。し かしながら、特徴１の使用によれば、小さいピストンが大きいピストンよりもっ と遅れることが必要である（特徴５）。 特徴２、３はたとえば第９図で用いられる。この第９図はギャップ１２８を通 り、小さいピストン１８のクラウン３５を横切るガスの移送を示している。小さ いピストンの吸気行程中、シリンダ１４の第１容積部１５ａが増大するにつれて 、たとえば噴射器３４によって第１容積部内へ燃料が給送される。燃料が蒸発す るにつれて、それは第１容積部内に付加的な部分圧力を生じさせ、この圧力が大 きいシリンダ１２内の圧力も低いままであるならば、大きいピストンの排気行程 中、大きいシリンダ内のガスの若干量がギャップ１２８を横切って移動して燃料 と混ざる。ギャップの寸法によって与えられる絞りは圧力低下を促進し、これが 第１容積部１５ａ内の圧力を大きいシリンダ内の圧力よりも低く保ち、この効果 がエンジン速度と共に増大する。 小さいピストンの吸気行程中に完全な分離を行うために、小さいシリンダ１４ の第１容積部１５ａへ給送される燃料の量は小さいシリンダの行程容積に一致し ていて、第１容積部内の全圧力が吸気行程中に大きいシリンダ内の全圧力よりも 低く保たれていなければならない。揮発性の高い燃料、たとえばガソリンは進入 プロセス開始前に小さいシリンダ内で完全に蒸発することのない揮発性の低い燃 料に比べて、小さいシリンダ１４により大きい行程容積を要求する。揮発性の低 い燃料でもＭｅｒｒｉｔｔエンジンで使用できる。これは、第１０図に示すよう に進入プロセスが強力なガス噴射を行い、このガスが若干の未蒸発燃料を細かい 液滴の形で運び、燃焼スペース内で急速に燃焼させ得るからである。たとえば、 純粋なＭｅｒｒｉｔｔエンジンは低圧噴射器３４によって小さいシリンダ１４の 第１容積部内へ噴射されたディーゼル燃料を使用でき、特に全負荷時にすべての 燃料を完全に蒸発させなくても作動できる。この場合、小さいピストンの吸気行 程、圧縮行程のときに燃料の一部のみが蒸発し、残りの液体燃料は進入プロセス 中に熱ガスと共に放出されたときに霧化される。 溝３９内に含まれる容積も、圧縮行程の終わり付近でピストンのクラウン３５ が溝に到達するまで小さいシリンダ１４にすきま容積を与える。小さいシリンダ の、たとえば上方溝３９内のすきま容積は、圧縮行程中にピストン１８の各連続 する変位段階を横ぎる容積比（したがって、圧力比）が同じ変位時間にわたって 大きいシリンダ１２の対応する容積比よりも小さいシリンダ１４で小さいように 選ぶ。こうすれば、小さいシリンダ１４の第１容積部内の圧力上昇が、大小の両 シリンダが等しい圧力で圧縮段階を開始したとしても大きいシリンダ１２内の圧 力上昇よりも低くなる。こうして、小さいピストンが溝３９に達するまで両ピス トンの圧縮行程中維持される。それ故、このすきま容積の突然の喪失（ギャップ １２８が急激に拡大したときに生じる）が進入プロセスを開始させる。 特徴５を第８ａ、８ｂ図を参照しながら説明する。２つのピストン１６、１８ が下死点位置（ＯＤＣ）から上死点位置（ＩＤＣ）まで圧縮行程中に移動すると きのこれらのピストンの位置が１８０度から３６０度のエンジン・クランク角に ついてプロットしてある。各ピストンの位置はピストンに対する行程長さのパー センテージで表してある。曲線６０００は大きいピストンのためのクランク機構 の代表的なほぼ正弦波の運動を示しており、曲線６００１、６００２はクランク シャフトに対する２つの位相角に設定したカムシャフトと共にカム・プロファイ ルによって小さいピストンに与えられる運動を示す２つの例である。ポイント６ ００３、６００４は小さいピストンのクラウンの縁３７が上方溝３９を露出させ 始めたときの進入プロセスの開始を表している。 曲線６００１（６００２）は曲線６０００より遅れており、その結果、ポイン ト６００３（６００４）での進入の前の大部分のクランク角位置で、大きいピス トン１６が小さいピストン１８よりも前方に移動し、こうすることによって、大 きいシリンダ１２内の圧力上昇を小さいシリンダ１４の第１容積部１５ａでの圧 力上昇よりも大きくする。明らかなように、第８ａ、８ｂ図に示す運動は、圧縮 行程中、小さいシリンダの第１容積部におけるよりも比例的に速い速度で大きい ピストンが大きいシリンダの容積を減少させることを示している。ポイント６０ ０３（６００４）は小さいピストンの残りの行程長さに沿った進入点を表してい る。小さいピストン１８を大きいピストン１６よりも相対的に遅くすることは、 カム５００のプロファイル（第５図）によるか、あるいは、大きいピストンを作 動させるクランクシャフトに対する、小さいピストンを作動させるカムの角度位 置を移動させることによって達成できる。Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンの進入プロセス 進入プロセスは分離プロセスに続くものであり、小さいシリンダ１４の第１容 積部１５ａの内容を小さいビストン１８のクラウン３５の縁３７を横切って燃焼 室２０へ移送するプロセスである。これは小さいピストン１８の圧縮行程の終わ り付近で生じ、それを第１０図の助けを借りて説明する。このとき、小さいシリ ンダ１４の第１容積部１５ａの内容物は、完全にあるいは部分的に蒸発した燃料 と、若干の空気と、おそらくは若干のガス状燃焼生成物とを含んでいる。この混 合物は非常に燃料が濃厚であり、酸素が乏しい。したがって、圧縮行程の終わり でも燃えにくい。燃焼スペース２０（吸気の大部分が含まれている）へ移送され たとき、この燃料は酸素の存在の下に点火によって容易に燃焼し始める。 小さいピストン１８のクラウン３５の縁３７が溝３９の縁に到達すると、分離 プロセスが崩れる。小さいシリンダの第１容積部１５ａ内に含まれるガスはピス トン１８のさらなる移動によって燃焼スペース２０内へ押し込まれる。燃料濃厚 ガスは溝によって半径方向下方へ偏向され、円筒形壁面まわりに燃焼スペース内 を回転している空気と混じり合う。ピストン１８が最終的に座部５１５につき当 たると、燃料は分離期間中に蒸発しなかった液体燃料を含んでいる燃焼スペース ２０内へ放出される。 小さいピストンのクラウン３５の縁の厚さＴ（第１０図）は進入が始まるピス トン１８の位置に影響する。厚さＴが大きければ大きいほど、進入が遅く始まる 。 進入開始のタイミングは、エンジンの設計、特に、使用する点火方式に従って 異なる。圧縮点火が用いられる場合には、進入のタイミングは燃焼開始を決定す るが、燃焼プロセスは小さいピストンがその座部に達し、酸素が存在する燃焼ス ペースにすべての燃料を給送するまで終了することはない。ＳＴＣＩが用いられ る場合には、進入は、火花点火が生じる前に早期に開始する。その正確なタイミ ングの重要性は、燃焼開始が進入開始後に生じなければならない火花のタイミン グによって制御されるので、低い。 進入プロセスの開始のタイミングは点火タイミングのやや先にある。これは燃 料を燃焼スペース内の酸素と混合して持続可能な燃焼プロセスを可能とする必要 があるからである。進入プロセスが時間を経るにつれて、進入プロセスのタイミ ングを大きいピストンの位置に関係した燃焼プロセスの所望タイミングと同期さ せる必要がある。或る好ましい解決策は、短時間だけ進入を遅らせることである 。 分離プロセスに関連して先に説明した第８ａ、８ｂ図は、進入プロセスのタイ ミングおよび持続時間をいかにして制御するかを示している。曲線６００１、６ ００２は、１つのカム・プロファイルを用い、カムシャフト（小さいピストンを 作動させる）とクランクシャフト（大きいピストンを作動させる）の間の位相角 を変えることによってもたらされる小さいピストン１８の２つの可能性のある動 きを示している。ポイント６００３、６００４は、第１０図に示すように、上方 溝の始まりに小さいピストンが到達することによって物理的に決定される進入プ ロセスの開始を表している。これら両ポイントは行程の終わりから距離ｘのとこ ろの共通線上に位置するように示してある。この距離ｘは溝３９の始まり位置を 表している。 第８ａ図において、二重矢印６００５は、カムシャフトとクランクシャフトの 間の位相を変えることによる進入プロセスの開始への効果を示している。その結 果、進入は、曲線６００１と６００２の場合、それぞれ、クランク角θ１、θ２ で始まる。曲線６０００と曲線６００１の間の遅延角を大きくすると曲線６００ ２が生じる。曲線６００２は、各クランク位置で、小さいピストンが曲線６００ １と比べて大きいピストンの位置からさらに遅れていることを示している。この ピストン距離の遅れは分離の開始を制御できる方法の１つである。これは、圧縮 行程中に２つのピストン１６、１８の引き続く容積比を制御するからである。明 らかなように、この遅れは進入が開始する小さいピストン１８の位置（ポイント θ１またはポイントθ２で示してある）に影響する。 第８ｂ図は進入プロセスの持続時間にわたっての制御を説明するための第８ａ 図の拡大図である。曲線６００２上の進入期間はθ２からθＣ２までのクランク シャフトの角度運動によって表されている。位置６００１から位置６００２まで の小さいピストン１８の遅れを大きくすると、進入プロセスの開始（θ１からθ ２まで）と終了（ＩＤＣからθＣ２まで）の両方が遅れる。θＣ２での終了は大 きいピストン１６の膨張行程の開始へ動かしたものとして図示してあり、これは 進入プロセスの開始を遅らせたことによる予期しない結果である。このような利 点を克服するためには、カム５００のプロファイルにより、θ２で進入開始ポイ ントに到達した後に小さいピストン１８から急激に離脱できるようにするとよい 。このような配置で可能なカム・プロファイルが第２１図に示してある。このカ ム・プロファイルを用いた場合、θＣ２ａまでの破線の曲線６００４あるいはθ Ｃ２ｂまでの破線曲線６００４は進入プロセス中の小さいピストン１８の位置を 示す。ポイント６００４に到達する前は、小さいピストンの動きはカム・プロフ ァイルによって制御される。ポイント６００４の後、すなわち、進入プロセスが 開始した後、小さいピストン１８は、スプリング５０１およびこの位置にある小 さいピストンに影響するガス力の作用の結果として得ることのできる最高速度ま で自由に加速する。この自由運動は時間依存であり、したがって、より低いエン ジン速度（ポイントθＣ２ａ）と比べてより高いエンジン速度（ポイントθＣ２ ｂ）においてより遅いクランク角で進入プロセスが終了することになる。これは 、全進入プロセスが、より高いエンジン速度で、急速に、たとえば、クランク回 転角で１１度を超えて生じる場合には欠点ではない。たとえば、６００ｒｐｍの アイドル速度で、進入プロセスは２つのクランク角度（上死点前の大きいピスト ン１６のクランク回転１０度から上死点前のクランク回転８度まで）にわたって 延ばすことができる。６０００ｒｐｍで、進入プロセスは１１度のクランク角（ 上死点位置前のクランク回転１０度プラス大きいピストンの上死点位置後の１度 ）にわたって延ばすことができる。 ポイント６００４での小さいピストン１８の自由加速運動の開始前に、小さい ピストンは６００ｒｐｍよりも６０００ｒｐｍのエンジン速度で速く動き、より 高いエンジン速度で進入プロセスを短くするのを助けることになる。 進入プロセスの終わりで、ピストン１８のクラウンが座部５１５と接触したと きに小さいピストンは停止する。このときの衝撃は小さいシリンダ１４の第１容 積部１５ａから急速に排出されるガスによって緩衝される。進入するガスのこう して生じた高い速度（第１０図の矢印５１１１）は燃焼スペース２０内での燃料 と空気の混合を助ける。 上記の配置は非常に短い持続時間の遅い進入を与える。このプロセスは、全燃 料が小さいシリンダ１４内へ導入される純粋なＭｅｒｒｉｔｔ動作モードにおい て火花トリガー式点火と一緒に用いるのに非常に適している。このような配置で は、進入が開始すると直ちに点火が生じ、全エンジン速度で燃焼期間が短くなり 、非常に高い熱効率を得ることができる。 別の配置では、常時カム・プロファイルの影響の下に所与のクランク角持続時 間にわたって進入プロセスを促進することができる。これは上死点位置（３６０ 度クランクシャフト位置）における進入終了までの曲線６００１の連続によって 示されている。この場合、点火のタイミングはポイントθ１で進入プロセスが開 始する後まで遅らせる必要がある。これは、圧縮点火を故意に避ける場合には時 間を合わせた火花の助けによって行われる。点火を行った後、まだ進入し続けて いる濃厚燃料混合物が燃焼し、早期に進入した燃料を点火する。この早期の燃料 は燃焼室２０内で空気と混じり合った後に希薄な燃料／空気混合物を形成する。 この希薄燃料／空気混合物が燃焼スペース２０内でこの方法で（たとえば、エン ジンがアイドリングで、燃料を少ししか使用していないときに）点火できない場 合には、大きいシリンダへの吸気管２５を部分的に絞るとよい。これは点火時の 燃焼室２０内の空気量を減らし、それによって、点火時の燃焼スペース２０内の 燃料／空気混合物を濃厚にする。このようなオプションの絞り弁８３が第２３図 に示してあるが、エンジンの熱効率を低下させる可能性があるので、この目的の ために絞り弁を使用するのは最小限とするとよい。あるいはまたはそれに追加し で、進入中に小さいシリンダ１４の第１容積部１５ａから出る濃厚燃料／空気混 合物は層状になり、燃焼室２０内で火花によって点火可能な状態に留まる。 圧縮点火を用いるＭｅｒｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッド形態のＭｅｒｒ ｉｔｔエンジンを用いる場合、第８ｂ図に示すポイントθ２での燃料／空気混合 物の進入はＭｅｒｒｉｔｔモードで小さいシリンダに入った少量の燃料の点火を 誘発することになる。これは、別個に、クランク角位置に関して最適な燃焼期間 を与えるように適切な時点で燃焼室へ入った燃料の主チャージ分のトーチ作用を 促進する。このようなエンジンでは、少量のトーチ作用燃料のみの圧縮点火が主 燃焼噴射プロセスに先立って生じるが、圧縮行程の終わりで認められる程の不利 な動作は生じない。Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンの点火プロセス Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは燃焼室にガス状燃料を給送する分離式エンジンであ る。したがって、燃焼プロセスを開始させるのに圧縮点火またはＳＴＣＩを用い るのとは別に、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンはグロープラグや燃焼室２０の壁面に配 置した触媒材料、たとえば、プラチナの層のような連続点火装置も使用し得る。 ＭｅｒｒｉｔｔエンジンがＳＩＧＥ燃焼システムとハイブリッド化されている場 合には連続点火装置は使用できない。 圧縮点火を使用するためには、ディーゼルエンジンと同様に、Ｍｅｒｒｉｔｔ エンジンは適当な燃料を圧縮点火のための充分に高い圧縮比と組み合わせる必要 がある。ディーゼル燃料を用いる場合、直接進入エンジンとして設計された純粋 なＭｅｒｒｉｔｔエンジンは、たとえば、１４：１〜１６：１の圧縮比を使用し 得る。Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンで予蒸発ディーゼル燃料を点火するのに必要は圧 縮比はディーゼルエンジンで用いられる圧縮比よりも低く、この場合、燃料の若 干量が蒸発プロセスで熱い空気から熱を抽出した後にのみ液体燃料が点火される 。間接進入エンジンとして設計されたＭｅｒｒｉｔｔエンジンはより高い圧縮比 、たとえば、１８：１〜２０：１を必要とする。これらの値は代表的なＩＤＩデ ィーゼルエンジンの要件より低いかも知れない。 ＳＴＣＩの使用は、燃料が点火前に小さいシリンダ１４の第１容積部１５ａ内 で予め蒸発させらるので、Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンでも可能である。ＳＴＣＩを 用いる場合、未支援の早期圧縮点火は避けなければならない。したがって、エン ジンの圧縮比は使用する燃料に合わせ、未支援の圧縮点火を避ける必要がある。 たとえば、高オクタン価のガソリンを用いる場合には、１０：１の圧縮比が適当 である。 ＳＴＣＩプロセスはスパークプラグ５２の電極のところに点火可能な混合気を 必要とする。したがって、燃料、空気の両方を電極付近に一緒に持って行ける適 切な場所にスパークプラグを設置することが重要である。 このような配置の適当な１つが第１４図に示してあり、ここでは、スパークプ ラグ電極が小さいシリンダの壁面１４ａにある空所１１５２内に位置している。 この空所は溝３９のやや下方の位置に示してあり、溝３９内へ開いていて濃厚な ガス状の燃料がスパークプラグ電極に到達できるようにしている。燃焼スペース ２０の壁面まわりに移動している渦流空気は空所の下方部分１１５３によってス パークプラグ電極に向かって送られる。こうしてできた混合気は火花で点火され て火炎を生じ、この火炎が溝３９まわりに移動するように進行する。エンジンの 圧縮比を適当に選定したとき、ひとたび若干の燃料に火花点火したならば、続い て充分な圧力、温度上昇が生じ、小さいシリンダの第１容積部１５ａから燃焼ス ペース２０へ流入する別のガス状燃料の圧縮点火プロセスを誘発することができ る。ＳＴＣＩプロセスはＳＴＧＥで用いられる通常の火花点火とは異なり、全混 合気を横切って移動できる火炎前面に着火する火花によって理論燃料／空気混合 物が点火される。Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンでは、ディーゼルエンジンと同様に、 燃料と空気の混合は燃焼プロセス中に生じ、すべての燃料が燃焼スペースへ給送 されるまで終われない。 純粋なＭｅｒｒｉｔｔエンジンの燃焼スペースは、燃料が点火を必要とすると きまで燃焼スペースに入らないので、代表的なＳＩＧＥの燃焼室よりも高い温度 で作動させ得る。Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン・ハイブリッドのトーチ作用点火能力 本発明によるＭｅｒｒｉｔｔエンジンで使用する分離プロセスは、小さいシリ ンダの第１容積部１５ａへの燃料供給源以外の燃料供給源から燃焼スペース２０ へ給送される燃料に点火する高エネルギ点火源を与えるように使用することがで きる。 この用途の２つの例が第１５、１６図に示してある。 第１５図の配置はスパークプラグによって通常点火し得る均質な燃料／空気混 合物と共に用いるのに適している。 第１５図において、噴射器８２を介する第２の燃料供給源が大きいシリンダ１ ２へ直接燃料を与える。小さいシリンダ１８は少量の燃料、たとえば、理論燃料 量の１０％（燃料比Ｆ＝１０％）を蒸発させるだけの小さい行程容積比Ｅを有す る。噴射器３４を通してエンジンの１サイクルあたりに給送される燃料の量は一 定であってもよいし、点火プロセスに必要なエネルギに従って変えてもよい。こ の燃料は、低圧噴射器３４によって給送されるように図示してあるが、他の低圧 計量装置を用いることもできる。たとえば、小さいピストンのステムの動きを利 用して１サイクルあたり一定量の燃料を圧送してもよい。燃料は噴射器８２によ って給送される燃料と同じであってもよいし、もっと揮発性のある燃料あるいは ガス状燃料であってもよい。 小さいシリンダはスパークプラグ５２を備え、燃焼スペース２０に進入する燃 料／空気混合物を点火する。燃焼スペース２０は大きいシリンダ１２の必要量を 満たすように設計したより大きいくさび状の燃焼室２２０と連通するように図示 してある。小さいシリンダの第１容積部１５ａ内の燃料／空気混合物は火花で容 易に点火することができる。たとえば、理論値とすることができる。 第２の低圧噴射器８２は大きいシリンダ１２に空気を供給している吸気管２５ に燃料を給送する。このようなエンジンの出力を制御するのに絞り弁８３が必要 であるかも知れない。噴射器８２を通しての燃料供給量は吸気行程、圧縮行程中 に大きいシリンダ１２に形成される理論混合気にとって必要な量よりも少なくて もよい。したがって、大きいシリンダ１２は希薄燃焼エンジンとして作動し、ス パークプラグ５２は圧縮行程の終わりで希薄混合気に点火するに充分なエネルギ を支援なしに与えることができなくてもよい。しかしながら、小さいシリンダの 第１容積部１５ａから進入する燃料／空気混合物はスパークプラグ５２によって より容易に点火でき、この点火に続いて、そうして生じた火炎が大きいピストン １６によって燃焼室２２０に給送される希薄混合気を点火することができる。こ のような配置において、エンジンは、噴射器８２を切った場合、噴射器３４によ って給送される燃料のみを用いてアイドリングすることができる。より低い部分 負荷で、絞り８３は小さいシリンダからのトーチ用火炎によって点火するための 希薄混合気強度を調節するために必要であるかも知れない。あるいは、噴射器８ ２を賦活できるまで噴射器３４によって小さいシリンダへ余分な燃料を給送して トーチ用火炎によって点火するに充分な強度の希薄混合気を生成してもよい。 トーチ用火炎はガソリンあるいは水素のようなガス状燃料あるいはプロパンま たはブタンのような自己蒸発型液体燃料であり得る。 第１５図に示す配置は、また、大きいシリンダ１２へ供給されたほぼ均質の燃 料／空気混合物と共に用いるにも適している。小さいシリンダ１４は、従来の直 接的なスパークプラグの代わりに燃焼スペース２０内の燃料／空気混合物に点火 するプラズマを発生するようにできるかぎり小さいスパークプラグを備えるよう にできるかぎり小さく作る。小さいシリンダ、ピストン、スパークプラグの組立 体は普通のスパークプラグの代わりに普通のＳＩＧＥエンジンのシリンダヘッド に螺合させる。このような配置では、小さいピストン１８は電気的に作動させる とよい。 第１５図に示す配置は小さいピストンの運動のための傾斜軸線も有する。この ような機械的な配置は吸気弁２４、排気弁２６および小さいピストン１８のため の作動機構のためのレイアウト上の利点を与える。 第１６図はハイブリッド式トーチ作用モードで用いるＭｅｒｒｉｔｔエンジン のための別の配置を示す。図示の配置はディーゼルエンジンのような圧縮点火に よって通常は点火できる燃料と共に用いるのに適している。シリンダヘッドの一 部と大きいピストン１６のクラウンの一部に形成した球形の燃焼室２２０は大き いシリンダ１２の必要を満たすものであり、燃焼室配置の種々の可能性のうちの 一例として示してある。小さいシリンダの第１容積部は低圧噴射器であり得る噴 射器３４によって燃料の供給を受ける。この燃料は第２の高圧噴射器６０によっ て燃焼スペースに供給された別の燃料をトーチ点火するのに用いられる。この配 置は噴射器６０が代表的な高圧ディーゼル噴射器であるＭｅｒｒｉｔｔエンジン 用の代表的なディーゼル・ハイブリッド配置であり、噴射器３４は小さいシリン ダへ少量のディーゼル燃料あるいは別のより揮発性のある燃料またはガス状燃料 を給送する低圧噴射器であってもよい。このような配置では、噴射器３４によっ て給送された分離燃料はスパークプラグを使用することなく圧縮点火によって点 火されるように図示してある。しかしながら、噴射器３４を通して供給され、第 １５図に関連して説明したＳＴＣＩプロセスを用いて火花によって点火されるガ ソリンのような揮発性燃料でディーゼルエンジンをトーチ点火することも可能で ある。このようなＭｅｒｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッド・エンジンの１つ の利点は、ディーゼルエンジンに代表されるように、よく知られた騒音を発生す るディーゼル・ノックが消える点までの点火遅延期間を短縮する、あるいは、排 除すらできることにある。別の利点は、ディーゼルエンジンの煤煙あるいは放出 粒子を低減し、燃焼プロセスを速度向上させることにあり、こうすることによっ て、ディーゼルエンジンの出力密度を向上させることができる。純粋型、ハイブリッド型のＭｅｒｒｉｔｔエンジン １ 純粋Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン・モード Ｍｅｒｒｉｔｔエンジン・モードで作動しているとき、たとえば、最大ＢＭＥ Ｐで１０％（アイドリング時）から８０％の燃料比Ｆレンジで作動しているとき 、大きいシリンダ１２への吸気は絞らず、燃料もまったくない。純粋Ｍｅｒｒｉ ｔｔモードでは、大きいシリンダ内に存在する空気の若干量が燃焼プロセス中に 燃料と混合するので、完全な燃料比Ｆ＝１００％で燃焼させることはなさそうで ある。さらに、たとえば８０％〜９０％の比Ｆでの燃料の燃焼は排気中に望まし くない窒素酸化物を発生させる可能性があるが、若干の酸素も排気中に存在する 。これは排気を処理するのに用いられる普通の三元触媒コンバータを無効にする ことになる。たとえば、８０％の燃料比より低い場合、約２０％の余剰空気の存 在があれば、燃焼ガスの温度を低下させて窒素酸化物の生成を防止するに充分で ある。 純粋なＭｅｒｒｉｔｔモードでは、小さいシリンダの行程容積比Ｅは最大とな り、最大量の燃料と協働する。第５図に示す直接進入実施例では、小さいピスト ン１８のクラウンの直径を必要に応じて制限し、吸排気弁２４、２６のために火 炎プレート上に充分な面積を与えるが、クラウン３５の形状は第１３ｃ図に示す ように円形でなくてもよい。小さいシリンダの押し退け第１容積部１５ａは駆動 機構によって制御される小さいシリンダ１８の行程を増大させることによっても 増大させることができる。第５図に示す単純な直接型オーバーヘッド・カムは、 たとえば、２０ｍｍまでの行程距離を与えることができる。普通のカム作動式ロ ッカ機構（図示せず）が、たとえば３０ｍｍ行程まで移動量を増大させることが できる。第２６に示す二重カム・ビーム配置は、コンパクトな配置において、た とえば５の倍数だけカムリフトをかなり増大させることができる。第２６図にお いて、たとえば歯車（図示せず）によって相互に連結された２つのカム５００が スプリング５０１によってカムと接触させられ続けるビーム５１９を揺動させ る。ビーム５１９の端はピン２３６によって小さいピストン１８のステム２３４ に取りつけてあり、サイドスラストはカラー２３５によって吸収される。 第７図はクランク角３６０度またはカム角１８０度と同じ位に長くできる小ピ ストン１８の吸気行程の延長期間を示している。このようん長いカムリフト持続 時間は、第２５図に示すカム・プロファイル５０６と比較して、所与の行程距離 に対して、カム、従動子間のストレスに関する要求の少ないカム５００のプロフ ァイルによって与えられる。 小さいシリンダの容積比Ｅは第１１図に示す間接進入実施例を用いながらボア の直径を大きくすることによって拡大することができる。この実施例では、吸排 気弁と大きいシリンダのボアに隣接して火炎プレートの円形縁付近に設けたオリ フィス２１６１の間の干渉がかなり少なくなる。したがって、小さいピストンの 直径を大きくすることができ、所与の行程容積について、小さいピストンの行程 を小さくすることができる。 表Ｉは、４行程エンジンの純粋なＭｅｒｒｉｔｔ動作モードを要約して例示す るものである。Ｅの値と燃料比Ｆは説明の目的のためにのみ表示してある。 ２ Ｍｅｒｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッド形態 第１７図はディーゼルエンジンとのハイブリッド配置のＭｅｒｒｉｔｔエンジ ンを示し、第１８図はこのようなエンジンの４行程動作シーケンスを示す。この 配置では、２つの燃料噴射器を用いている。噴射器３４はＭｅｒｒｉｔｔモード 用の低圧燃料供給を行い、噴射器６０はディーゼル・モード用の高圧燃料噴射器 である。噴射器３４は小さいピストンの吸気行程中に小さいシリンダの第１容積 部１５ａへ燃料を給送する。これは大きいピストンの排気行程で開始する。ほん の少量の燃料がＭｅｒｒｉｔｔモードで、たとえば、燃料比Ｆ＝１０％で給送さ れ、この量は或る特定の燃焼室設計の燃焼特性に依存してエンジンの負荷および 速度に応じて一定に留まるかあるいは変化する。第２の噴射器６０（代表的なデ ィーゼル燃料噴射器）は燃焼室２０内で均等な分布を与えるために残りの量のデ ィーゼル燃料を給送するように位置させてある。第２２図は２つの噴射器３４、 ６０に適した位置を示す。 第１７図に示すエンジンは圧縮点火で点火される。 ４行程サイクルでのこのエンジンの動作シーケンスは第１８ａ〜１８ｄ図を参 照しながら説明する。 第１８ｄ図は大きいピストン１６の排気行程と小さいピストン１８の吸気行程 の始まりとを示している。少量のディーゼル燃料が低圧噴射器３４によって小さ いシリンダ１４の第１容積部１５ａ内へ噴射される。吸気行程の早期ではギャッ プ１２８を通して少量の排気も小さいシリンダへ入る。 大きいピストンの吸気行程中（第１８ａ図）、小さいピストンは吸気行程を続 ける。両ピストンの圧縮行程の終わり付近で（第１８ｂ図）、小さいシリンダな いの蒸発燃料が燃焼室２０へ進入し、圧縮点火として知られるプロセスで熱い空 気と触れて着火する。このとき、代表的なディーゼル噴射器である第２噴射器 ６０が第１８ｂ図に示すように燃料を給送する。Ｍｅｒｒｉｔｔモードでの燃料 の燃焼で生じたトーチ火炎すなわち温度上昇の影響の下に燃料は極めて急速に着 火する。第１８ｃ図に示す膨張行程中、小さいピストン１８はその上死点位置に 停止したままであり、燃焼スペース２０内の燃焼プロセスを妨げることがない。 Ｍｅｒｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッド・モードは、第１６図に関連して 先に説明したように、第２シリンダを用いて主ディーゼル燃料給送を行うための 急速かつ強力な点火源を与えるトーチ作用配置である。 Ｍｅｒｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッド・モード用の第２配置が第１９図 に示してあり、４行程エンジンのような周期的な動作シーケンスが第２０図に示 してある。この配置においては、第２０ｂ図に示すように、高圧噴射器である単 一の燃料噴射器６０３４が小さいピストン１８の吸気行程（第２０ｄ図）中には 少量の、たとえば、Ｆ＝１０％の燃料を給送し、進入中または進入プロセスが生 じた後あるいはこれら両方の時期においては大きいピストン１６の上死点位置付 近で残りのもっと多いディーゼル燃料を給送するという二重の目的を果たす。こ のような噴射器６０３４を設けることにより、小さいピストンの吸気行程中には 小さいシリンダ１４の第１容積部１５ａ内へ第１の量の燃料を給送し、大きいピ ストン１６の圧縮行程の終わり付近では燃焼スペース２０内へ直接第２の量の燃 料を、約５００度のクランク角度の後に給送することができる。１サイクルあた りの二重燃料給送は２２０度と５００度のクランク角度隔たっており、電子的に 制御することができる。このような電子的に制御されるディーゼル燃料噴射シス テムは、最近、ディーゼルエンジンで用いるように導入されている。噴射器６０ ３４の適当な位置が第２２図に示してある。 第２０ｃ図は小さいピストン１８がその上死点位置に停止したままのときの大 きいピストン１６の膨張行程を示している。 第１８、２０図のＭｅｒｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッド配置では、２つ の燃焼システムが同時に作動することは明らかであろう。 表ＩＩ、ＩＩＩは、Ｍｅｒｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッド作動モードを 要約して例示している。表に示す燃料比Ｆの量は説明の目的のためにのみ選んで いる。 明らかなように、圧縮点火でディーゼル燃料を使用する純粋なＭｅｒｒｉｔｔ エンジンはディーゼルエンジンではない。このようなＭｅｒｒｉｔｔエンジン（ 第１１図に間接進入実施例として、第１２図に中間進入実施例として示す）は、 小さいシリンダの第１容積部１５ａと連通し、小さいピストン１８の吸気行程中 に低圧で燃料を給送するほんの１つの燃料供給源を使用する。純粋なＭｅｒｒｉ ｔｔエンジンは、圧縮点火エンジンとしてディーゼル燃料で作動するものである が、それでも、純粋なＭｅｒｒｉｔｔモードで作動するときにはハイブリッド型 ディーゼルエンジンではない。たとえば、その小さいシリンダを第１４図に示す 間接進入モードのＭｅｒｒｉｔｔエンジンはおそらくは火花支援式点火あるいは ＳＴＣＩと組み合わせてディーゼル燃料を使用できる。しかしながら、すべての 燃料が小さいピストンの吸気行程中に噴射器３４を通してこのエンジンに給送さ れるので、このエンジンは純粋なＭｅｒｒｉｔｔエンジンのままであり、ハイブ リッド型ディーゼル形態ではない。 ３ Ｍｅｒｒｉｔｔ／ＳＴＧＥハイブリッド型エンジン配置 これらの配置は、同じエンジン構造において純粋なＭｅｒｒｉｔｔエンジンが ＳＩＧＥエンジンあるいは火花点火式ガソリンエンジンとして順次に作動できる ようにする。この配置は第２３図に示してある。 第２３図は付加的な低圧噴射器８２と、ＳＴＧＥエンジンの代用的な配置にお いて大きいシリンダ１２の吸気管内に設置した絞り弁８３とを示している。スパ ークプラグ５２は燃焼スペース２０内に設置してあり、二重の目的を果たす。ス パークプラグは、ＳＴＣＩ点火プロセスにおいてＭｅｒｒｉｔｔモードで進入燃 料を点火し、あるいは、純粋なＳＩＧＥモードにおいて予混合の理論燃料／空気 混合物を点火する。 ガソリンタイプのエンジンを持つハイブリッド配置は、より高いレンジの燃料 比Ｆ値、たとえば、８０％〜１００％で理論燃料／空気混合物動作の使用を可能 とするという利点を有する。こうすることによって、排気からのすべての酸素が 除かれて三元触媒コンバータの使用を可能とする。８０％〜１００％のレンジの Ｆ値はエンジン排気中に窒素酸化物の大部分を生成させる。 Ｍｅｒｒｉｔｔ／ＳＩＧＥハイブリッド・モードはＳＩＧＥとして作動できる ように設計したＭｅｒｒｉｔｔエンジンとして説明することができる。このよう なエンジンでは、小さいシリンダ１４は、全負荷（８０％までのＦ）でかなりの 量の燃料、たとえば、エンジンの最大燃料吸入量の８０パーセントまでの燃料を 受け入れるに充分な大きさに作られる。一般的に言って、小さいシリンダ１４が 大きくなればそれだけ、そこに流入でき、進入前にかなり蒸発できる燃料の割合 が大きくなる。小さいシリンダ１４は、たとえば大きいシリンダ１２の行程容積 の約１０％の行程容積比Ｅを持ち得るが、２つのシリンダの相対サイズはエンジ ン設計者の選択事項である。小さいシリンダは燃焼スペース２０の全体を含んで もよいし、直接進入実施例、間接進入実施例あるいは中間進入実施例のいずれで 構成してもよい。スパークプラグ５２を使用する火花支援（ＳＴＣＩ）を用いて ８：１〜１２：１のレンジの中間圧縮比を用いるＭｅｒｒｉｔｔモードのエンジ ンでガソリンのような燃料を点火する。小さいシリンダ１４の第１容積部１５ａ から燃焼室スペース２０内へ進入するときに火花が少量の燃料に点火する。初期 火炎は燃焼スペース２０内の圧力、温度を上昇させ、進入プロセスが続くにつれ て残りの燃料の圧縮点火を可能とし、その間、燃料は燃焼に必要な空気と混合す る。この配置では、点火プロセスの正確なタイミングは進入プロセスのタイミン グと火花事象のタイミングとによって影響される。 このハイブリッド型エンジンは、たとえば、Ｆ＝０％〜８０％の燃料比レンジ においてＭｅｒｒｉｔｔモードで作動することになる。 たとえば、８０％より大きい燃料比Ｆで作動するとき、純粋なモードにおける Ｍｅｒｒｉｔｔエンジンは普通の火花点火式ガソリンエンジンに変化する。これ は噴射器３４を通しての小さいシリンダへの燃料の供給を断ち、代わりに、第２ ３図に示す吸気マニホルド噴射器８２に対する燃料供給を開始することによって 達成できる。この噴射器は大きいシリンダ１２の吸気管２５へほぼ理論的な燃料 ／空気混合物を給送する。Ｆ＝８０％〜１００％のレンジの燃料比は、Ｍｅｒｒ ｉｔｔモードで作動しているときには完全に開き、Ｆ＝８０％の燃料比では部分 的に閉じ、Ｆ＝１００％の燃料比では完全に開く絞り８３を用いて理論値に留ま るように制御される。 純粋なＳＩＧＥモードでは、噴射器８２および絞り８３はエンジンに理論的な 燃料／空気混合物を与え、純粋なＭｅｒｒｉｔｔモードでは、噴射器８２は不作 動となり、噴射器３４は作動している。同時に両噴射器３４、８２を通して必要 な理論燃料量をブレンドすることは実際には可能である。 第２４図は純粋なＳＴＧＥモードにおけるＭｅｒｒｉｔｔ／ＳＩＧＥハイブリ ッド型エンジンの４行程動作シーケンスを示している。燃料は、大きいピストン １６の吸気行程中（第２４ａ図）に噴射器８２によって吸気マニホルドに給送さ れる。スパークプラグ５２が圧縮行程の終わり（第２４ｂ図）で理論混合気に点 火する。小さいシリンダ１８は膨張行程中（第２４ｃ図）停止状態に留まり、こ うすることによって、燃焼プロセスと干渉することがない。排気行程中（第２４ ｄ図）、噴射器３４は不作動になっているか、あるいは、噴射器８２がやや少な い燃料量を給送するようになっている場合には図示したように少量の燃料を給送 してもよい。小さいシリンダ１４への若干量の燃料の給送は小さいピストンのク ラウンの冷却を助け、予点火問題の回避を可能とする。 表ＩＶは、Ｍｅｒｒｉｔｔ／ＳＩＧＥハイブリッド動作モードを要約して例示 している。表に示した燃料比Ｆの量は説明の目的のためだけに選んだ。 ここでも明らかなように、火花トリガー式点火と共にガソリン燃料を使用する 純粋なＭｅｒｒｉｔｔエンジンはＳＩＧＥエンジンではない。第５図に直接進入 実施例として示し、第２１図に間接進入実施例として示すこのような純粋なＭｅ ｒｒｉｔｔエンジンは、小さいシリンダの第１容積部１５ａと連通し、小さいピ ストンの吸気行程中に燃料を給送するだた１つの燃料供給源３４を使用する。純 粋なＭｅｒｒｉｔｔエンジンはガソリン燃料で作動し、火花点火を利用するが、 それでも、純粋なＭｅｒｒｉｔｔモードで作動しているときにはハイブリッド型 ＳＩＧＥではない。 第２４、２５図のＭｅｒｒｉｔｔ／ＳＩＧＥハイブリッド配置の場合、２つの 燃焼系統は順次に作動する。 ４ Ｍｅｒｒｉｔｔ／希薄燃焼ＳＩＧＥハイブリッド型エンジン形態 第１５図はこのモードでの動作を示している。このモードでは、小さいシリン ダ１４は小さい容積比Ｅのものでよい。このＭｅｒｒｉｔｔ／ハイブリッド・モ ードの目的は吸気弁２４を通して大きいシリンダに流入する希薄混合気の点火を 助けることにある。このハイブリッド形態では、Ｍｅｒｒｉｔｔ、ＳＩＧＥ両モ ードが同時に作動する。 行程容積比は、たとえば、Ｅ＝２％〜５％のレンジにあり、純粋なＭｅｒｒｉ ｔｔモードで動作するための燃料比Ｆは、たとえば、約１０％であり得る。した がって、エンジンは純粋なＭｅｒｒｉｔｔモードではアイドリング状態にあるが 、出力の需要が高まるにつれて、若干量のガソリンが噴射器８２によって大きい シリンダへ通じる主吸気管２５へ供給される。 低い部分負荷ＢＭＥＰ値では、噴射器８２によって供給された非常に希薄な混 合気はＭｅｒｒｉｔｔモードの助けによっても点火できない。この場合、絞り８ ３を利用して、このような点火が可能となるまで、吸気弁２４に流入する混合気 の濃度を高める。この状態が２０％から５０％までのＦ値で以下の表Ｖに例示し てある。 プラズマ点火 再び第１５図を参照して、この配置は本発明のさらに別の用途に適している。 小さいシリンダは、理論的に作動するＳＩＧＥエンジン用途と、より低い圧縮比 で作動するディーゼルエンジン用途の両方に対して強力な火花発生プラズマ点火 源として用いることができる。この配置では、小さいシリンダは適当な最小燃料 量を蒸発させるに充分なさらに小さい容積Ｅを持つ。 燃料噴射器３４は非常に少量の揮発性燃料あるいはガス状燃料を給送する。ガ ス状燃料は電気手段あるいは空気圧手段によって作動させられる小型の弁によっ て小さいピストンの吸気行程中に分配される。１％以下の小さいシリンダ行程容 積比では、たとえば、水素、プロパンあるいはブタンが適当である。第１５図に 示すようなＭｅｒｒｉｔｔ／希薄燃焼ＳＩＧＥハイブリッドあるいは第１６図に 示すようなＭｅｒｒｉｔｔ／ディーゼル・ハイブリッドのようなエンジンの動作 は上述したプロセスと同様なままであるが、シリンダ１４のサイズを小さくする 目的は未支援のスパークプラグと比べた場合に点火エネルギを強めるのに最も簡 単な方法を提供することにある。たとえば水素源と共にスパークプラグを備える システムはプラズマ・ジェット・イグナイタとして知られている。Ｍｅｒｒｉｔ ｔ分離プロセスによれば、たとえば、液体ブタンを吸気行程中に低圧で小さいシ リンダへ導入し、進入に続くスパークプラグによる点火までそこに分離させたま まとすることができる。こうしてできたプラズマジェットはＳＴＧＥエンジンの 予混合燃料／空気混合物を点火するか、あるいは、ディーゼルエンジンの点火プ ロセスおよび燃焼プロセスをかなり助けることになる。ガソリンその他の適当な 燃料を用いてプラズマを発生させることもできる。 小型の小さいシリンダ１４はピストン１８のためのより小型の駆動機構を必要 とする。これは電気的あるいは空気圧的に作動させることができる。 完全な小さいシリンダと小さいピストンの組立体は、ＳＩＧＥエンジンの未支 援スパークプラグの代わり、あるいは、ディーゼルエンジンでの点火を助けるべ く、シリンダヘッドにおけるスクリュウイン・アタッチメントとして構成するこ とができる。 第２２図は小さいシリンダ１４または燃焼室２０に供給する燃料噴射器のいく つかの可能性のある位置を示している。 表ＶＩ、ＶＩＩは、Ｍｅｒｒｉｔｔモードのプラズマ・トーチ点火を利用する 、第１５、１６図のエンジンのディーゼルモードおよび理論ガソリンモードを例 示している。 小さいシリンダと連通する燃料噴射器の位置はＭｅｒｒｉｔｔエンジンの構造 およびその意図した用途に依存する。種々の位置が第２２図に示してある。 噴射器３４は低圧噴射器がＭｅｒｒｉｔｔモードで燃料を供給できるように設 置してある。この位置は、膨張行程および圧縮行程の大部分にわたって小さいピ ストンのクラウンによって噴射器をシールドするという利点を有する。 噴射器位置６０３４は、純粋なＭｅｒｒｉｔｔモードあるいは第１９、２０図 に示すディーゼル・ハイブリッド配置における電子的に作動するディーゼル噴射 器に適している。 この位置がＭｅｒｒｉｔｔモードで用いられる場合、燃料噴射器は燃焼圧力、 温度に耐えることができなければならないが、低圧でのみガソリンのような燃料 を給送する必要がある。外方へ開いているピントル型噴射器がこのような用途に 適しており、これらはジャークポンプであるいは電子的に作動させてもよい。こ の位置をディーゼル・ハイブリッド・モードで用いる場合には、噴射器は１つの エンジンサイクル中２倍の高い圧力でディーゼル燃料を給送できなければならな い。 噴射器位置６０は燃焼室２０の容積を通じて均等に燃料を噴射することができ 、第１７、１８図に示すように２つの噴射器を使用するＭｅｒｒｉｔｔ／ディー ゼル・ハイブリッド・エンジンとして作動する高圧ディーゼル燃料噴射器に対し て最も適している。 第２５図は先に示した拡張カム・プロファイル５００と比べてそれと異なった カム・プロファイル５０６を使用するＭｅｒｒｉｔｔ／ＳＩＧＥハイブリッド配 置を示している。カム・プロファイル５０６は吸気行程（第２５ａ図）および圧 縮行程（第２５ｂ図）で大きいピストンとほぼ同期して小さいピストンを移動さ せる。大きいピストン１６の膨張行程（第２５ｄ図）および排気行程（第２５ｄ 図）の最中には、カムは小さいピストンをその上死点位置に停止させて置く。こ のようなカム・プロファイルはハイブリッド形態を含むすべてのＭｅｒｒｉｔｔ エンジンの形態で使用できる。第２５ｄ図に示す大きいピストンの排気行程中に 小さいピストンの吸気行程を開始させたり、第２５ａ図に示す大きいピストンの 吸気行程の終わりの前に小さいピストンの吸気行程を終了させたりする変形例も 可能である。 カム・プロファイル５０６は、カム・プロファイル５００と比べて吸気行程中 に小さいピストンにより高い速度を与え、この理由のために、大型で遅いエンジ ンあるいは小さい容積比Ｅの値で用いるのにより適している。 第２５図は、エンジンが純粋なＳＩＧＥモードで作動しているときに小さいピ ストン１８を作動させる駆動部が切り離され、エンジンがＭｅｒｒｉｔｔエンジ ン・モードで作動する必要があるときには再連結されるＭｅｒｒｉｔｔ／ＳＩＧ Ｅハイブリッド・エンジンに適したオプションの配置も示している。第２５図に 示す動作サイクルは、したがって、４行程動作の代表的なＳＩＧＥサイクルであ る。このような切り離しは、任意適当なカム・プロファイルと共に、あるいは、 小さいピストンを動かすように選定した任意の駆動機構（たとえば、電気的、機 械的あるいは空気圧式の機構）と共に用いることができる。また、Ｍｅｒｒｉｔ ｔ／ディーゼル・ハイブリッド・エンジンに応用することもできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年４月１８日 【補正内容】 第３４条の補正： 前記シリンダ内で往復動できる第１、第２のピストンであって、前記第２ピス トンが駆動ステムを有し、前記第２シリンダを前記駆動ステムを収容する第１容 積部と前記２つのピストンの間の第２容積部とに分割している第１、第２のピス トンと、 前記第１シリンダと連通している吸気手段と、 前記第１シリンダと連通している排気手段と、 前記両ピストンがほぼそれらの上死点位置にあるときに前記両ピストン間に共 通の燃焼スペースを構成する手段であり、この燃焼スペースが前記第２容積部か らなる手段と、 前記第１容積部内で圧縮行程の終わり付近における前記第１、第２の容積部間 のガスの流れを可能とする移送手段と、 前記第２ピストンの圧縮行程の終わり付近まで前記第１容積部から前記第２容 積部までの燃料／空気混合物の移動を抑制する抑制手段と、 前記第１容積部に燃料を与える第１燃料源と、 前記第２ピストンを駆動する駆動手段であり、前記第１ピストンの膨張行程の 少なくとも一部で前記第２ピストンをその上死点位置あるいはその付近にほぼ静 止状態に維持する手段を包含する駆動手段と を包含する内燃機関を提供する。 すべての形態における本発明の顕著な利点の１つは、ディーゼルエンジン、Ｓ ＩＧＥエンジンの両方が、クランクケースおよびトランスミッション組立体を除 いてシリンダ・ヘッドのみの設計を変えることによってこの原理に従って変換で きるということにある。 第４図に示すエンジン構造をＳＩＧＥモードで作動させているとき、小さいピ請求の範囲 １． 内燃機関であって、 少なくとも一対の第１、第２のシリンダ（１２、１４）であり、前記 第１シリンダ（１２）が前記第２シリンダ（１４）よりも大きい行程容積を有す る第１、第２のシリンダ（１２、１４）と、 前記シリンダ内で往復動することができる第１、第２のピストン（１ ６、１８）であり、前記第２ピストン（１８）が駆動ステム（２３４）を有し、 前記第２シリンダ（１４）を前記駆動ステムを収容する第１容積部（１５ａ）と 前記２つのピストン間の第２容積部（１５ｂ）とに分割している第１、第２のピ ストン（１６、１８）と、 前記第１シリンダ（１２）と連通する吸気手段（２５）と、 前記第１シリンダ（１２）と連通する排気手段（２７）と、 前記両ピストンがほぼそれらの上死点位置にあるときに前記両ピスト ン（１６、１８）間に共通の燃焼スペース（２０）を構成する手段であり、前記 燃焼スペースが前記第２容積部（１５ｂ）を包含している手段と、 前記第１容積部（１５ａ）において膨張行程の終了付近で前記第１、 第２の容積部（１５ａ、１５ｂ）の間のガスの流れを可能とする移送手段（３９ 、１２８）と、 前記第２ピストン（１８）の膨張行程の終了付近まで前記第１容積部 から前記第２容積部までの燃料／空気混合物の移動を抑制する抑制手段（１２８ 、Ｃ）と、 前記第１容積部（１５ａ）へ燃料を与える第１燃料源（３４、６０３ ４）と、 よってシールドされるように位置した低圧燃料噴射器であることを特徴とする内 燃機関。 ３０． 請求の範囲第１項から第２９項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記第１燃料源（３４、６０３４）が液体燃料噴射器であること を特徴とする内燃機関。 ３１． 請求の範囲第１項から第３０項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記第１燃料源（３４、６０３４）がガス状燃料噴射器であるこ とを特徴とする内燃機関。 ３２． 請求の範囲第１項から第３１項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記燃焼スペース（２０）内の燃料に点火するための手段（５２ ）を包含することを特徴とする内燃機関。 ３３． 請求の範囲第３２項記載の内燃機関において、前記点火手段（５２） がスパークプラグ、グロープラグその他の点火装置を包含することを特徴とする 内燃機関。 ３４． 請求の範囲第３２項または第３３項記載の内燃機関において、前記燃 焼スペース（２０）内の選定位置に触媒材料の層が設置してあることを特徴とす る内燃機関。 ３５． 請求の範囲第８項または第１５項記載の内燃機関において、前記小さ いシリンダ（１４）の前記壁面（１４ａ）に設けた空所（１１５２）内に設置し たスパークプラグを包含する点火手段（５２）を有し、前記空所が前記第１バイ パス手段（３９）内に開いていることを特徴とする内燃機関。 ３６． 請求の範囲第１項から第３５項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、高圧液体燃料噴射器の形をした第２燃料源（６０）が設けてあり 、前記第２ピストン（１８）がその上死点位置あるいはその付近にあるとき、前 記第２燃料源（６０）が、前記燃焼スペース（２０）へ、前記燃料源（３４）に よって前記第１容積部（１５ａ）へ供給された燃料に加えて、或る量の加圧燃料 を給送できるようにしたことを特徴とする内燃機関。 ３７． 請求の範囲第３６項記載の内燃機関において、前記第１燃料源（３４ ）を制御して、前記第２ピストンがその上死点位置から隔たった所定の位置にあ るときに開始し、終了するように、給送すべき全燃料量の一部を前記第１容積部 （１５ａ）へ給送させる手段（Ｍ）を有し、この手段（Ｍ）が、また、前記第２ 燃料源（６０）を制御して、前記両ピストン（１６、１８）がそれらの上死点位 置あるいはその付近に引き続いてあるときに全燃料量の残りの部分を前記燃焼ス ペース（２０）へ給送させることを特徴とする内燃機関。 ３８． 請求の範囲第１項から第３５項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記第１燃料源（６０３４）が、前記第２シリンダ（１４）の壁 面に設けてあって前記第２シリンダの前記第１、第２の容積部（１５ａ、１５ｂ ）に直接燃料を給送する高圧燃料噴射器であることを特徴とする内燃機関。 ３９． 請求の範囲第３８項記載の内燃機関において、前記燃料噴射器（６０ ３４）を制御して、前記第２ピストンがその上死点位置から隔たった所定の位置 にあるときに開始し、終了するように、給送すべき全燃料量の一部を前記第１容 積部（１５ａ）へ給送させると共に、前記両ピストン（１６、１８）がそれらの 上死点位置あるいはその付近に引き続いてあるときに全燃料量の残りの部分を前 記燃焼スペース（２０）へ給送させる手段（Ｍ）を有することを特徴とする内燃 機関。 ４０． 請求の範囲第３９項記載の内燃機関において、前記制御手段（Ｍ）が 、燃科の全量を所与の期間にわたって一定あるいは可変率で２つまたはそれ以上 のパルスあるいはほぼ連続的に給送するように作動し、燃料の第１前記部分を前 記小さいピストン（１８）の吸気行程または圧縮行程あるいはこれら両行程中に 前記第２シリンダ（１４）の前記第１容積部（１５ａ）内へ給送し、燃料の前記 別の部分を進入の開始あるいはその後にほぼ始まる期間中に前記燃焼スペース（ ２０）に給送するようにしたことを特徴とする内燃機関。 前記燃焼スペース内で圧縮行程の終わり付近に到達した圧力および温 度が使用燃料の自然な圧縮点火を生じさせるには不充分となるようにする手段と を包含することを特徴とする内燃機関。 ４４． 請求の範囲第４３項記載の内燃機関において、前記点火手段（５２） が前記小さいシリンダ（１４）の前記壁面（１４ａ）に設けた空所（１１５２） に設置したスパークプラグを包含することを特徴とする内燃機関。 ４５． 請求の範囲第４３項記載の内燃機関において、前記第１、第２の燃料 源（３４、８２）および前記可変流れ面積弁手段（８３）を制御して、エンジン を、前記第１燃料源が不作動あるいはほぼ不作動となり、前記可変流れ面積弁手 段（８３）が前記第１シリンダ（１２）へ導入される燃料／空気混合物をほぼ理 論値になるように制御する前記ＳＩＧＥモードと、前記第２燃料源（８２）が不 作動あるいはほぼ不作動となり、前記可変流れ面積弁手段（８３）がほぼ完全に 開くＳＴＣＩモードとの間で切り換える制御手段（Ｍ）を有することを特徴とす る内燃機関。 ４６． 請求の範囲第１項から第３５項および第４１項から第４５項のうちい ずれか１つの項に記載の内燃機関において、前記第１燃料源（３４、６０３４） からの燃料を前記第２シリンダ（１４）の前記第１容積部（１５ａ）に給送され た空気に導入することによってエンジンのアイドリングを行い、絞った量の実質 的に空気を前記第１シリンダ（１２）へのみ流入させた後に前記混合物が前記燃 焼スペース（２０）に進入し、圧縮温度を圧縮点火値より低い値に制限すること を特徴とする内燃機関。 ４７． 請求の範囲第１項から第４６項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記燃焼スペース（２０）が前記第２容積部（１５ｂ）を包含す ることを特徴とする内燃機関。 ６４． 請求の範囲第６０項から第６３項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第１の所定量の燃料を火花で点火して前記点火エネルギを発生させ ることを特徴とする方法。 ６５． 請求の範囲第６０項から第６３項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第１の所定量の燃料を圧縮点火で点火して前記点火エネルギを発生 させることを特徴とする方法。 ６６． 請求の範囲第６０項記載の方法において、さらに、 前記第２ピストンの圧縮行程の終わり付近で前記燃焼スペース（２０ ）内へ第２の所定量の高圧液体燃料を噴射して圧縮点火による点火を行う段階を 包含することを特徴とする方法。 ６７． 請求の範囲第６６項記載の方法において、前記第１の所定量の燃料を 前記第２ピストンの吸気行程中に前記第２シリンダ（１４）の前記第１容積部（ １５ａ）内へ噴射することを特徴とする方法。 ６８． 請求の範囲第６６項または第６７項記載の方法において、前記第２燃 料が低オクタン価あるいは高オクタン価の燃料であり、前記第１燃料が揮発性の 、より高いオクタン価の燃料であることを特徴とする方法。 ６９． 請求の範囲第６８項記載の方法において、前記第１燃料がガソリンで あることを特徴とする方法。 ７０． 請求の範囲第６８項記載の方法において、前記第２燃料がディーゼル 燃料であることを特徴とする方法。 ７１． 請求の範囲第６０項から第７０項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第２ピストン（１８）が前記第１ピストン（１６）の排気行程およ び吸気行程の少なくとも一部にわたって吸気行程を行うことを特徴とする方法。 ７２． 請求の範囲第７１項記載の方法において、前記第２ピストン（１８）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９４０３５４８．２ (32)優先日 1994年２月24日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (81)指定国 ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ， ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，Ｔ Ｄ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 噴射器（３４）が第１容積部に燃料を与える。この内燃 機関は、また、第２ピストン（１８）を駆動する駆動手 段も有し、この駆動手段は第１ピストン（１６）の膨張 行程の少なくとも一部で第２ピストン（１８）をほぼそ の上死点位置に維持する手段を包含する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 内燃機関であって、 少なくとも一対の第１、第２のシリンダ（１２、１４）であり、前記 第１シリンダ（１２）が前記第２シリンダ（１４）よりも大きい行程容積を有す る第１、第２のシリンダ（１２、１４）と、 前記シリンダ内で往復動することができる第１、第２のピストン（１ ６、１８）であり、前記第２ピストン（１８）が駆動ステム（２３４）を有し、 前記第２シリンダ（１４）を前記駆動ステムを収容する第１容積部（１５ａ）と 前記２つのピストン間の第２容積部（１５ｂ）とに分割している第１、第２のピ ストン（１６、１８）と、 前記第１シリンダ（１２）と連通する吸気手段（２５）と、 前記第１シリンダ（１２）と連通する排気手段（２７）と、 前記両ピストンがほぼそれらの上死点位置にあるときに前記両ピスト ン（１６、１８）間に共通の燃焼スペース（２０）を構成する手段であり、前記 燃焼スペースが前記第２容積部（１５ｂ）を包含している手段と、 膨張行程の終了付近で前記第１、第２の容積部（１５ａ、１５ｂ）の 間のガスの流れを可能とする移送手段（３９、１２８）と、 前記第２ピストン（１８）の膨張行程の終了付近まで前記第１容積部 から前記第２容積部までの燃料／空気混合物の移動を抑制する抑制手段（１２８ 、Ｃ）と、 前記第１容積部（１５ａ）へ燃料を与える第１燃料源（３４、７０） と、 前記第２ピストン（１８）を駆動する駆動手段（Ｄ）であり、前記第 １ピストン（１６）の膨張行程の少なくとも一部で前記第２ピストン（１８）を その上死点位置またはその付近にほぼ停止状態に維持する手段を包含する駆動手 段（Ｄ）と を包含することを特徴とする内燃機関。 ２． 請求の範囲第１項記載の内燃機関において、 第２ピストンが縁（３７）を備えるクラウン（３５）を有し、この縁 （３７）が前記第２シリンダ（１４）の隣接した壁面（１４ａ）から半径方向に 隔たって両者間にギャップ１２８を構成しており、 前記移送手段が前記第２シリンダ（１４）の、前記第１シリンダ（１ ２）から遠い方の端に形成された手段（３９）を包含し、この手段（３９）が、 前記第２ピストン（１８）がその上死点位置あるいはその付近にあるときに前記 第２ピストンのクラウン（３５）の前記縁（３７）まわり第１のバイパス（３９ ）を構成しており、 前記間隔が、圧縮行程の終了付近まで前記側壁と前記第２ピストンの クラウン（３５）の間を前記第１容積部から前記燃焼スペースへガスが流れるの をほぼ制限するサイズとなっている ことを特徴とする内燃機関。 ３． 請求の範囲第１項記載の内燃機関において、 第２ピストンが縁（３７）を備えたクラウン（３５）を有し、この縁 （３７）が前記第２シリンダ（１４）の隣接壁面（１４ａ）から半径方向に隔た っていて間にギャップ（１２８）を構成し、このギャップにより、前記第２ピス トン（１８）の全行程で前記第１、第２の容積部（１５ａ、１５ｂ）間のガスの 流れが可能となり、前記ギャップが前記移送手段を包含しており、 前記抑制手段が前記第１、第２のシリンダ（１２、１４）のここで定 義するような相対圧縮対進入容積比を包含し、この相対圧縮対進入容積比が１以 上である ことを特徴とする内燃機関。 ４． 請求の範囲第１項記載の内燃機関において、 第２ピストンが縁（３７）を備えたクラウン（３５）を有し、この縁 （３７）が前記第２シリンダ（１４）の隣接壁面（１４ａ）から半径方向に隔た っていて間にギャップ（１２８）を構成し、このギャップにより、前記第２ピス トン（１８）の全行程で前記第１、第２の容積部（１５ａ、１５ｂ）間のガスの 流れが可能となり、前記ギャップが前記移送手段を包含しており、 前記抑制手段が前記第１、第２のピストン（１６、１８）間にカップ リング手段（Ｃ）を包含し、使用時に、前記ギャップを横切って圧力差が生じて 前記第２ピストン（１８）の圧縮行程の終了付近まで前記第１容積部（１５ａ） から前記第２容積部（１５ｂ）までの燃料／空気混合物の流れを抑制するように なっている ことを特徴とする内燃機関。 ５． 請求の範囲第１項記載の内燃機関において、 前記移送手段が前記第２シリンダ（１４）の、前記第１シリンダ（１ ２）から遠い方の端に形成した手段（３９）を包含し、この手段（３９）が、前 記第２ピストン（１８）がその上死点位置あるいはその付近にあるときに前記第 ２ピストンまわりに第１のバイパス（３９）を構成し、 前記抑制手段が前記第１、第２のシリンダ（１２、１４）のここで定 義するような相対圧縮対進入容積比を包含し、この相対圧縮対進入容積比が１以 上である ことを特徴とする内燃機関。 ６． 請求の範囲第１項記載の内燃機関において、 前記移送手段が前記第２シリンダ（１４）の、前記第１シリンダ（１ ２）から遠い方の端に形成した手段（３９）を包含し、この手段（３９）が、前 記第２ピストン（１８）がその上死点位置あるいはその付近にあるときに前記第 ２ピストンまわりに第１のバイパス（３９）を構成し、 前記抑制手段が前記第１、第２のピストン（１６、１８）間にカップ リング手段（Ｃ）を包含し、使用時に、前記ギャップを横切って圧力差が生じて 前記第２ピストン（１８）の圧縮行程の終了付近まで前記第１容積部（１５ａ） から前記第２容積部（１５ｂ）までの燃料／空気混合物の流れを抑制するように なっている ことを特徴とする内燃機関。 ７． 請求の範囲第２項記載の内燃機関において、 前記抑制手段が、さらに、前記第１、第２のシリンダ（１２、１４） のここで定義するような相対圧縮対進入容積比を包含し、この相対圧縮対進入容 積比が１以上である ことを特徴とする内燃機関。 ８． 請求の範囲第２、５、６または７項記載の内燃機関において、前記第 １バイパス手段（３９）が前記第２シリンダの周囲長の少なくとも一部にわたっ て延びるように前記第２シリンダ（１４）の壁面（１４ａ）に形成した溝である ことを特徴とする内燃機関。 ９． 請求の範囲第２、３、５、７、８項のうちいずれか１つの項に記載の 内燃機関において、 前記抑制手段が、さらに、前記第１、第２のピストン（１６、１８） 間にカップリング手段（Ｃ）を包含し、使用時に、前記ギャップを横切って圧力 差が生じて前記第２ピストン（１８）の圧縮行程の終了付近まで前記第１容積部 （１５ａ）から前記第２容積部（１５ｂ）までの燃料／空気混合物の流れを抑制 するようになっている ことを特徴とする内燃機関。 １０． 請求の範囲第１項記載の内燃機関において、 第２ピストンが縁（３７）を備えたクラウン（３５）を有し、この縁 （３７）が前記第２シリンダ（１４）の隣接壁面（１４ａ）から半径方向に隔た っていて間にギャップ（１２８）を構成し、このギャップにより、前記第２ピス トン（１８）の全行程で前記第１、第２の容積部（１５ａ、１５ｂ）間のガスの 流れが可能となり、 前記移送手段が、前記ギャップ（１２８）と、前記第２シリンダ（１ ４）の、前記第１シリンダ（１２）から遠い方の端に形成した手段（３９）を包 含し、この手段（３９）が、前記第２ピストン（１８）がその上死点位置あるい はその付近にあるときに前記第２ピストンのクラウン（３５）の縁（３７）まわ りに第１のバイパス（３９）を構成し、 前記抑制手段が前記第１、第２のピストン（１６、１８）間にカップ リング手段（Ｃ）を包含し、使用時に、前記ギャップを横切って圧力差が生じて 前記第２ピストン（１８）の圧縮行程の終了付近まで前記第１容積部（１５ａ） から前記第２容積部（１５ｂ）までの燃料／空気混合物の流れを抑制するように なっている ことを特徴とする内燃機関。 １１． 請求の範囲第１項記載の内燃機関において、 第２ピストンが縁（３７）を備えたクラウン（３５）を有し、この縁 （３７）が前記第２シリンダ（１４）の隣接壁面（１４ａ）から半径方向に隔た っていて間にギャップ（１２８）を構成し、このギャップにより、前記第２ピス トン（１８）の全行程で前記第１、第２の容積部（１５ａ、１５ｂ）間のガスの 流れが可能となり、 前記移送手段が、前記ギャップ（１２８）と、前記第２シリンダ（１ ４）の、前記第１シリンダ（１２）から遠い方の端に形成した手段（３９）を包 含し、この手段（３９）が、前記第２ピストン（１８）がその上死点位置あるい はその付近にあるときに前記第２ピストンのクラウン（３５）の縁（３７）まわ りに第１のバイパス（３９）を構成し、 前記抑制手段が前記第１、第２のシリンダ（１２、１４）のここで定 義するような相対圧縮対進入容積比を包含し、この相対圧縮対進入容積比が１以 上である ことを特徴とする内燃機関。 １２． 請求の範囲第１項記載の内燃機関において、 前記抑制手段が前記第１、第２のシリンダ（１２、１４）のここで定 義するような相対圧縮対進入容積比を包含し、この相対圧縮対進入容積比が１以 上であり、 前記抑制手段が、さらに、前記第１、第２のピストン（１６、１８） 間にカップリング手段（Ｃ）を包含し、使用時に、前記ギャップを横切って圧力 差が生じて前記第２ピストン（１８）の圧縮行程の終了付近まで前記第１容積部 （１５ａ）から前記第２容積部（１５ｂ）までの燃料／空気混合物の流れを抑制 するようになっており、 前記移送手段が、前記ギャップ（１２８）と、前記第２シリンダ（１ ４）の、前記第１シリンダ（１２）から遠い方の端に形成した手段（３９）を包 含し、この手段（３９）が、前記第２ピストン（１８）がその上死点位置あるい はその付近にあるときに前記第２ピストンのクラウン（３５）の縁（３７） まわりに第１のバイパス（３９）を構成している ことを特徴とする内燃機関。 １３． 請求の範囲第１２項記載の内燃機関において、 第２ピストンが縁（３７）を備えたクラウン（３５）を有し、この縁 （３７）が前記第２シリンダ（１４）の隣接壁面（１４ａ）から半径方向に隔た っていて間にギャップ（１２８）を構成し、このギャップにより、前記第２ピス トン（１８）の全行程で前記第１、第２の容積部（１５ａ、１５ｂ）間のガスの 流れが可能となり、前記移送手段が前記ギャップを包含している ことを特徴とする内燃機関。 １４． 請求の範囲第４、６、９、１０、１２項のうちいずれか１つの項に記 載の内燃機関において、前記カップリング（Ｃ）が機械的なカップリングである ことを特徴とする内燃機関。 １５． 請求の範囲第１０項から第１３項のうちいずれか１つの項に記載の内 燃機関において、前記第１バイパス（３９）が前記第２シリンダの周囲長の少な くとも一部にわたって延びるように前記第２シリンダ（１４）の壁面（１４ａ） に形成した溝であることを特徴とする内燃機関。 １６． 請求の範囲第８項または第１５項記載の内燃機関において、前記第１ バイパス手段（３９）が前記第２シリンダ（１４）のボアの急なまたは漸次の拡 大部によって構成されていることを特徴とする内燃機関。 １７． 請求の範囲第８項または第１５項記載の内燃機関において、前記溝（ ３９）および前記ピストン縁（３７）が、協働して、前記第２容積部（１５ｂ） 内へ流れる燃料／空気混合物を前記第２容積部部内の空気と混ぜるのを助ける発 散型ギャップを与えるように形成してあることを特徴とする内燃機関。 １８． 請求の範囲第２項から第１７項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記移送手段が、前記第２シリンダ（１４）の、前記第１シリン ダ（１２）に近い方の端に形成された手段（３９１）を包含し、この手段（３９ ）が、前記第２ピストン（１８）がその下死点位置あるいはその付近にあるとき に前記第２ピストン（１８）まわりに第２のバイパスを構成することを特徴とす る内燃機関。 １９． 請求の範囲第１８項記載の内燃機関において、前記第２バイパス手段 （３９１）が前記第２ピストンのクラウン（３５）の縁（３７）の厚みよりも大 きい軸線方向長さを有することを特徴とする内燃機関。 ２０． 請求の範囲第１８項または第１９項記載の内燃機関において、前記第 ２バイパス手段（３９１）が前記第２シリンダの周囲長の少なくとも一部にわた って延びるように前記第２シリンダ（１４）の壁面（１４ａ）に形成した溝であ ることを特徴とする内燃機関。 ２１． 請求の範囲第１８、１９または２０項記載の内燃機関において、前記 第２バイパス手段（３９１）が前記第２シリンダ（１４）のボアの急なまたは漸 次の拡大部によって構成されていることを特徴とする内燃機関。 ２２． 請求の範囲第１項から第２１項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、 前記第２ピストン（１８）の前記ステム（２３４）が内燃機関のシリ ンダヘッドにあるボア内で密封状態で軸線方向に摺動できることを特徴とする内 燃機関。 ２３． 請求の範囲第１項から第２２項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、 前記第２ピストン（１８）の前記ステム（２３４）が内燃機関のシリ ンダヘッドにあるボア内で密封状態で軸線方向に摺動できるようになっており、 さらに、前記ボアを前記吸気手段（２５）に接続してボアから前記吸 気手段へ漏洩ガスを送る通路手段（５１０１）を包含する ことを特徴とする内燃機関。 ２４． 請求の範囲第１項から第２３項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記シリンダ（１２、１４）間を流れるガスに渦流運動を与える 手段（１１６、１１６１、２１６、２１６１）を包含することを特徴とする内燃 機関。 ２５． 請求の範囲第２４項記載の内燃機関において、前記シリンダ（１２、 １４）間を流れるガスに渦流運動を与える前記手段が前記第１ピストン（１６） のクラウンに形成した突起（１１６）を包含し、この突起が、前記第１ピストン がその上死点位置に接近したときに前記第２シリンダ（１４）内へ突入するよう に配置してあることを特徴とする内燃機関。 ２６． 請求の範囲第２５項記載の内燃機関において、前記突起（１１６）が 前記ガス流のジェットを所定の方向に向ける孔（１１６１）を有することを特徴 とする内燃機関。 ２７． 請求の範囲第２４項記載の内燃機関において、前記シリンダ（１２、 １４）間を流れるガスに渦流運動を与える前記手段が前記シリンダ（１２、１４ ）間の絞り（２１６、２１６１）を包含し、この絞りが前記ガス流のジェットを 所定方向に向ける孔（２１６１）を有することを特徴とする内燃機関。 ２８． 請求の範囲第１項から第２３項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、さらに、前記第１、第２のシリンダ（１２、１４）間に隔壁（２ １６、２１６１）を包含し、この隔壁がガス流のジェットを所定方向に向ける孔 （２１６１）を有することを特徴とする内燃機関。 ２９． 請求の範囲第１項から第２８項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記第１燃料源（３４）が燃焼中に前記第２ピストン（１８）に よってシールドされるように位置した低圧燃料噴射器であることを特徴とする内 燃機関。 ３０． 請求の範囲第１項から第２９項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記第１燃料源（３４、７０）が液体燃料噴射器であることを特 徴とする内燃機関。 ３１． 請求の範囲第１項から第３０項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記第１燃料源（３４、７０）がガス状燃料噴射器であることを 特徴とする内燃機関。 ３２． 請求の範囲第１項から第３１項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記燃焼スペース（２０）内の燃料に点火するための手段（５２ ）を包含することを特徴とする内燃機関。 ３３． 請求の範囲第３２項記載の内燃機関において、前記点火手段（５２） がスパークプラグ、グロープラグその他の点火装置を包含することを特徴とする 内燃機関。 ３４． 請求の範囲第３２項または第３３項記載の内燃機関において、前記燃 焼スペース（２０）内の選定位置に触媒材料の層が設置してあることを特徴とす る内燃機関。 ３５． 請求の範囲第８項または第１５項記載の内燃機関において、前記小さ いシリンダ（１４）の前記壁面（１４ａ）に設けた空所（１１５２）内に設置し たスパークプラグを包含する点火手段（５２）を有し、前記空所が前記第１バイ パス手段（３９）内に開いていることを特徴とする内燃機関。 ３６． 請求の範囲第１項から第３５項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、高圧液体燃料噴射器の形をした第２燃料源（６０）が設けてあり 、前記第２ピストン（１８）がその上死点位置あるいはその付近にあるとき、前 記第２燃料源（６０）が、前記燃焼スペース（２０）へ、前記燃料源（３４）に よって前記第１容積部（１５ａ）へ供給された燃料に加えて、或る量の加圧燃料 を給送できるようにしたことを特徴とする内燃機関。 ３７． 請求の範囲第３６項記載の内燃機関において、前記第１燃料源（３４ ）を制御して、前記第２ピストンがその上死点位置から隔たった所定の位置にあ るときに開始し、終了するように、給送すべき全燃料量の一部を前記第１容積部 （１５ａ）へ給送させる手段（Ｍ）を有し、この手段（Ｍ）が、また、前記第２ 燃料源（６０）を制御して、前記両ピストン（１６、１８）がそれらの上死点位 置あるいはその付近に引き続いてあるときに全燃料量の残りの部分を前記燃焼ス ペース（２０）へ給送させることを特徴とする内燃機関。 ３８． 請求の範囲第１項から第３５項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記第１燃料源（７０）が、前記第２シリンダ（１４）の壁面に 設けてあって前記第２シリンダの前記第１、第２の容積部（１５ａ、１５ｂ）に 直接燃料を給送する高圧燃料噴射器であることを特徴とする内燃機関。 ３９． 請求の範囲第３８項記載の内燃機関において、前記燃料噴射器（７０ ）を制御して、前記第２ピストンがその上死点位置から隔たった所定の位置にあ るときに開始し、終了するように、給送すべき全燃料量の一部を前記第１容積部 （１５ａ）へ給送させると共に、前記両ピストン（１６、１８）がそれらの上死 点位置あるいはその付近に引き続いてあるときに全燃料量の残りの部分を 前記燃焼スペース（２０）へ給送させる手段（Ｍ）を有することを特徴とする内 燃機関。 ４０． 請求の範囲第３９項記載の内燃機関において、前記制御手段（Ｍ）が 、燃料の全量を所与の期間にわたって一定あるいは可変率で２つまたはそれ以上 のパルスあるいはほぼ連続的に給送するように作動し、燃料の第１前記部分を前 記小さいピストン（１８）の吸気行程または圧縮行程あるいはこれら両行程中に 前記第２シリンダ（１４）の前記第１容積部（１５ａ）内へ給送し、燃料の前記 別の部分を進入の開始あるいはその後にほぼ始まる期間中に前記燃焼スペース（ ２０）に給送するようにしたことを特徴とする内燃機関。 ４１． 請求の範囲第１項から第４０項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記吸気手段（２５）の上流側で前記第１シリンダ（１２）と連 通して可変流れ面積弁手段（８３）が設置してあり、前記第１シリンダへの空気 供給量を制限することができることを特徴とする内燃機関。 ４２． 請求の範囲第１項から第４１項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、 前記吸気手段（２５）の上流側で前記第１シリンダ（１２）と連通し て、前記第１シリンダへの空気供給量を制限することができる可変流れ面積弁手 段（８３）が設置してあり、 前記第１シリンダ（１２）の前記吸気手段（２５）に、内燃機関をＳ ＩＧＥモードで作動させ得る火花点火可能な燃料／空気混合物を与える第２燃料 源（８２）が設けてある ことを特徴とする内燃機関。 ４３． 請求の範囲第１項から第３１項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、さらに、 前記第１シリンダ（１２）へ燃料を与える第２燃料源（８２）と、 前記吸気手段（２５）の上流側で前記第１シリンダ（１２）と連通し て設けた、前記第１シリンダへの空気供給量を制限することができる可変流れ面 積弁手段（８３）と、 前記燃焼スペース（２０）内の燃料を点火する手段（５２）と、 前記点火手段を制御する制御手段（Ｍ）と、 前記燃焼スペース内で圧縮行程の終わり付近に到達した圧力および温 度が使用燃料の自然な圧縮点火を生じさせるには不充分となるようにする手段と を包含することを特徴とする内燃機関。 ４４． 請求の範囲第４３項記載の内燃機関において、前記点火手段（５２） が前記小さいシリンダ（１４）の前記壁面（１４ａ）に設けた空所（１１５２） に設置したスパークプラグを包含することを特徴とする内燃機関。 ４５． 請求の範囲第４３項記載の内燃機関において、前記第１、第２の燃料 源（３４、８２）および前記可変流れ面積弁手段（８３）を制御して、エンジン を、前記第１燃料源が不作動あるいはほぼ不作動となり、前記可変流れ面積弁手 段（８３）が前記第１シリンダ（１２）へ導入される燃料／空気混合物をほぼ理 論値になるように制御する前記ＳＩＧＥモードと、前記第２燃料源（８２）が不 作動あるいはほぼ不作動となり、前記可変流れ面積弁手段（８３）がほぼ完全に 開くＳＴＣＩモードとの間で切り換える制御手段（Ｍ）を有することを特徴とす る内燃機関。 ４６． 請求の範囲第１項から第３５項および第４１項から第４５項のうちい ずれか１つの項に記載の内燃機関において、前記第１燃料源（３４、７０）から の燃料を前記第２シリンダ（１４）の前記第１容積部（１５ａ）に給送された空 気に導入することによってエンジンのアイドリングを行い、絞った量の実質的に 空気を前記第１シリンダ（１２）へのみ流入させた後に前記混合物が前記燃焼ス ペース（２０）に進入し、圧縮温度を圧縮点火値より低い値に制限し、前記ピス トン（１８）が上死点位置にあるとき前記混合物がスパークプラグ５２により点 かされることを特徴とする内燃機関。 ４７． 請求の範囲第１項から第４６項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記燃焼スペース（２０）が前記第２容積部（１５ｂ）を包含す ることを特徴とする内燃機関。 ４８． 請求の範囲第１項から第４６項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記第２容積部（１５ｂ）が前記燃焼スペース（２０）を包含す ることを特徴とする内燃機関。 ４９． 請求の範囲第１項から第４８項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記維持手段が、前記第１ピストン（１６）の膨張行程、排気行 程の少なくとも一部で前記第２ピストン（１８）をその上死点位置またはその付 近にほぼ静止した状態で維持するように作動することを特徴とする内燃機関。 ５０． 請求の範囲第１項から第４９項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記駆動手段（Ｄ）が、前記第２ピストン（１８）の圧縮行程の 第１部分で前記第２ピストン（１８）を前記第１ピストン（１６）よりも小さい 行程パーセンテージにわたって移動させるように作動すると共に、圧縮行程の後 の部分にわたって前記第２ピストンを加速して前記第１、第２のピストンをほぼ 同時にそれらの上死点位置に到達させるように作動することを特徴とする内燃機 関。 ５１． 請求の範囲第５０項記載の内燃機関において、 前記第２ピストン（１８）が前記第２ピストン（１８）をその上死点 位置に向かって押圧する片寄せ手段（５０１）を有し、 前記駆動手段が前記第２ピストン（１８）を移動するためのカム手段 （５００、５０６）を包含し、 前記カム手段（５００、５０６）が、その角度運動の一部にわたって 前記第２ピストン（１８）から離脱して前記第２ピストンを圧縮行程の後の部分 にわたって加速させるようなプロファイルとなっている ことを特徴とする内燃機関。 ５２． 請求の範囲第１項から第５０項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記駆動手段が前記第２ピストン（１８）を移動させるカム手段 （５００、５０６）を包含することを特徴とする内燃機関。 ５３． 請求の範囲第１項から第５２項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記駆動手段が、前記第１ピストン（１６）の排気行程および吸 気行程の両方で前記第２ピストン（１８）をその吸気行程にわたって移動させる ように作動することを特徴とする内燃機関。 ５４． 請求の範囲第１項から第５２項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記駆動手段が、前記第１ピストン（１６）がその吸気行程にわ たって移動している間に前記第２ピストン（１８）をその吸気行程にわたって移 動させるように作動することを特徴とする内燃機関。 ５５． 請求の範囲第１項から第５４項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、さらに、前記第１ピストン（１６）の各サイクルで前記第２ピス トン（１８）をほぼその上死点位置に維持し、それによって、本内燃機関を普通 のエンジンとして作動し得るようにする手段を包含することを特徴とする内燃機 関。 ５６． 請求の範囲第１項から第５５項のうちいずれか１つの項に記載の内燃 機関において、前記駆動手段が電気式、空気圧式または液圧式のアクチュエータ 手段を包含することを特徴とする内燃機関。 ５７． 請求の範囲第１項記載の内燃機関を作動させる方法であって、 前記第２ピストン（１８）の吸気行程あるいは圧縮行程またはこれら 両方の行程で第１の所定量の燃料を前記第１容積部（１５ａ）に導入する段階と 、 前記第１ピストン（１６）の吸気行程中に第２の所定量の燃料を前記 第１シリンダ（１２）へ導入して前記第１シリンダ（１２）内に所定の燃料／空 気比混合物を与える段階と、 進入開始後で進入完了前に前記燃焼スペース（２０）内へ点火エネル ギを放出して進入している燃料の一部に点火し、それによって、前記第１シリン ダ（１２）内へ先に導入されている前記燃料／空気混合物の点火を行う段階とを 包含することを特徴とする方法。 ５８． 請求の範囲第５７項記載の方法において、前記第１シリンダ（１２） 内の前記所定燃料／空気混合物が理論値よりも希薄であることを特徴とする方法 。 ５９． 請求の範囲第５７項記載の方法において、前記第１シリンダ（１２） 内の前記所定燃料／空気混合物がほぼ理論値であることを特徴とする方法。 ６０． 請求の範囲第１項記載の内燃機関を作動させる方法であって、 前記第２ピストン（１８）の吸気行程あるいは圧縮行程またはこれら 両方の行程で第１の所定量の燃料を前記第１容積部（１５ａ）に導入する段階 と、 進入開始後で進入完了前に前記燃焼スペース（２０）内へ点火エネル ギを放出して進入している燃料の一部に点火し、それによって、前記燃焼スペー ス（２０）内の温度および圧力を進入してる燃料の残りを圧縮点火によって点火 するに充分なレベルまで上昇させる段階と を包含することを特徴とする方法。 ６１． 請求の範囲第６０項記載の方法において、さらに、前記第１シリンダ （１２）へ導入される空気の量を制御しながら前記第１ピストンの吸気行程中に 前記第１シリンダ（１２）内へ別の所定量の燃料を導入して前記第１シリンダ（ １２）内に所定の燃料／空気比混合物を与えることを特徴とする方法。 ６２． 請求の範囲第６１項記載の方法において、前記所定の燃料／空気混合 物がほぼ理論値であることを特徴とする方法。 ６３． 請求の範囲第６０、６１または６２項記載の方法において、前記第１ シリンダ（１２）へ導入される空気を絞って、前記燃焼スペース（２０）内への 点火エネルギの放出前に圧縮点火を生じさせるには不充分なレベルまで圧縮温度 、圧力の終わりを制御することを特徴とする方法。 ６４． 請求の範囲第６０項から第６３項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第１の所定量の燃料を火花で点火して前記点火エネルギを発生させ ることを特徴とする方法。 ６５． 請求の範囲第６０項から第６３項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第１の所定量の燃料を圧縮点火で点火して前記点火エネルギを発生 させることを特徴とする方法。 ６６． 請求の範囲第６０項から第６４項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、さらに、 前記第２ピストンの圧縮行程の終わり付近で前記燃焼スペース（２０ ）内へ第２の所定量の高圧液体燃料を噴射して圧縮点火による点火を行う段階を 包含することを特徴とする方法。 ６７． 請求の範囲第６６項記載の方法において、前記第１の所定量の燃料を 前記第２ピストンの吸気行程中に前記第２シリンダ（１４）の前記第１容積部 （１５ａ）内へ噴射することを特徴とする方法。 ６８． 請求の範囲第６６項または第６７項記載の方法において、前記第２燃 料が低オクタン価あるいは高オクタン価の燃料であり、前記第１燃料が揮発性の 、より高いオクタン価の燃料であることを特徴とする方法。 ６９． 請求の範囲第６８項記載の方法において、前記第１燃料がガソリンで あることを特徴とする方法。 ７０． 請求の範囲第６８項記載の方法において、前記第２燃料がディーゼル 燃料であることを特徴とする方法。 ７１． 請求の範囲第６０項から第７０項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第２ピストン（１８）が前記第１ピストン（１６）の排気行程およ び吸気行程の少なくとも一部にわたって吸気行程を行うことを特徴とする方法。 ７２． 請求の範囲第７１項記載の方法において、前記第２ピストン（１８） が前記第１ピストン（１６）の排気行程および吸気行程のほとんど全期間を通じ て吸気行程を行うことを特徴とする方法。 ７３． 請求の範囲第６０項から第７２項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第２ピストン（１８）の圧縮行程が前記第１ピストン（１６）の圧 縮行程のほとんど全期間にわたって生じることを特徴とする方法。 ７４． 請求の範囲第６０項から第７３項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第２ピストン（１８）が前記第１ピストン（１６）の膨張行程のほ とんど全期間にわたってその上死点位置にほぼ静止した状態に留まることを特徴 とする方法。 ７５． 請求の範囲第６０項から第７０項のうちいずれか１つに記載の方法に おいて、前記第２ピストン（１８）が前記第１ピストン（１６）の排気行程およ び膨張行程のほとんど全期間にわたってその上死点位置にほぼ静止した状態に留 まることを特徴とする方法。