JPH09510765A - 分配用回転閉塞装置を備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 吸気口および排気口が位置合わせして配設されるシリンダアセンブリを備える多気筒内燃機関であって、前記吸気口および排気口の開閉用分配システムが、気筒数と同数の複数の開口（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を具備する側壁を有する、相互に通じる複数の直列中空バルブ（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄまたは９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）からそれぞれが成る、２本の回転パイプ（Ｔ−８、Ｔ−９）を含むことを特徴とする。吸気用回転パイプ（Ｔ−８）および排気用回転パイプ（Ｔ−９）は、吸気マニホールド（３１）と排気マニホールド（３２）内にそれぞれ収納され、マニホールドはその周囲の大部分において、それぞれ前記吸気パイプ（Ｔ−８）および前記排気パイプ（Ｔ−９）を取り囲む室を画定し、前記室（３１、３２）は互いに気密に仕切られ、前記分配回転パイプ（Ｔ−８、Ｔ−９）の外側をこれらノズルに沿ってガス状流体が自由に循環できるように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 分配用回転閉塞装置を備えた内燃機関 本発明は分配用回転閉塞装置を有する内燃機関に関する。 既に、回転閉塞式分配装置を提供することにより従来の弁による分配システム の欠点を解消する試みはなされている。 例えば米国特許第２，７３０，０８８号により、燃焼室がそれぞれ一つの吸気 口および一つの排気口に通じ、気筒群の吸気口および排気口が一列に配設され、 分配手段により二つの円形断面の回転ノズルを有する前記吸気口および排気口の 開閉が可能であり、このノズルがそれぞれ、相互に堅固に接続され相互に通じる 整列した複数の中空閉塞具を含み、その側壁が、角度をずらして離隔された複数 の吸排気口を備え、その数が供給先の気筒数に対応し、これら回転ノズルのうち の一つにより気筒群の吸気口の整列開閉が可能であり、第二のノズルにより気筒 群の排気口の整列開閉が可能な、一列になった気筒群を含む多気筒内燃機関が知 られている。 各回転ノズルは異なる直径の交互の円筒形部分から成り、小径部分内にガスの 通過口が設けられる。各分配用回転ノズルは固定スリーブ内に収納され、その大 径部分は、固定スリーブの内部に合わせた回転および滑動の遊びが得られるよう に寸法設定され、これら大径部分はその端部付近に、ガスの通過に対し気密な継 手を形成するシールリングを具備する。 米国特許第２，７３０，０８８号に記載されている装置は、ガスの循環が専ら 吸気および排気分配用回転ロッドの内部で行われることに由来する大きな欠点を 有する。 その結果、吸気の場合には、第一シリンダへの供給が優先的に行われ、次いで 第二シリンダ、その次に第三シリンダというようになる。 従って、混合気の体積においても品質においても非常に不均等な状態で相次い でこれらシリンダへの供給が行われるので、エンジンのバランスが悪い。 同様に、燃焼ガスの排気は、専ら排気用回転ロッドの内側で相次いでそれぞれ のシリンダについて行われるため、ロッドの出力側からのシリンダの遠近により ガスの排気も非常に不規則に行われる。 上記特許に記載の装置の別の欠点は、筒状分配用回転ロッドの端部の一つに気 化器または排気管を設置しなければならないという点にある。そのことは、エン ジンを小さな体積内に収納しなければならない場合は制約となる。 本発明の目的は、上記の種類の回転分配システムを有する多気筒内燃機関の上 記の欠点を解消することである。 本発明によれば、この目的は、吸気用回転ノズルおよび排気用回転ノズルが、 前者が吸気マニホールド内に後者が排気マニホールド内にそれぞれ収納され、マ ニホールドはその周囲の大部分において、それぞれ吸気ノズルおよび排気ノズル を取り囲む室または空間を形成し、これら室は気密な状態で仕切られ、回転ノズ ルの外側をこれらノズルに沿ってガスが循環されるよう配設されることを特に特 徴とする、この種のエンジンによって達成される。 上記の特徴的な配置により、ガスの循環は、分配用回転ノズルの内側および外 側を同時に経由して、分配用回転ノズルと上記マニホールドの内表面の間に設け た空間内で行われ、空間内ではガス流（車用燃料および／またはロケット用燃料 ）が渦流を形成し、その結果、供給の場合、シリンダは全て、混合気の体積につ いても品質についてもほぼ同じ条件で供給をうけるので、すぐれた燃焼およびす ぐれたエンジンバランスが得られる。 同様に、ガスの排気は、排気用回転ノズルの内側および外側で同時に行われる ため、著しく改善される。 さらに、上記の特徴的な配置により、シリンダヘッドの種々の位置に、単数ま たは複数の気化器あるいは他の供給装置（燃料噴射器など）、および排気管を設 置することが可能である。このことは、エンジンを小さな体積内に収納しなけれ ばならない場合には、きわめて大きな長所となる。 本発明の別の特徴的な配置によれば、各吸気口および排気口は、流体の通過断 面積ならびに上記吸排気口の閉開のタイミングを変えることが可能な少なくとも 一つの可動座を具備し、調整手段によりこれら可動座の位置を調整することが可 能であり、これら手段は、吸気マニホールドと排気マニホールドを分離する気密 隔壁を介して気密な状態で設置されたシリンダを含み、シリンダ内には、ピスト ンを排気マニホールドの方向に押し返そうとする圧縮ばねの作用をうけたピスト ンが収納され、このピストンの面の少なくとも一つが関節により駆動ロッドに接 続され、駆動ロッド自身もシャフトに固定されたロッドに接続され、シャフトに はまた、伝達トライアングルを介して、少なくとも一つの回転閉塞具の少なくと も一つの可動座にそれぞれ接続されたロッドが固定される。 上記の特徴および長所、ならびにその他の特徴および長所は、以下の説明およ び添付の図面からより明らかになろう。 第１図は、本発明による分配装置を具備するシリンダの上部の長手方向断面図 である。 第２図は、相互の延長部内に配設された二つの閉塞具から成る分配用回転ノズ ルの実施例の斜視図である。 第２ｂｉｓ図は、相互の延長部内に組み付けられた二つの閉塞具から成る分配 用回転ノズルの他の二つの立体構成例を示す軸方向半断面図である。 第３図は、回転ノズルの駆動子の軸方向断面図である。 第３ｂｉｓ図は、この駆動子の端部の正面図である。 第４図は、ノズルに対向する駆動子の一実施例の軸方向断面図である。 第５図は、本発明による分配アセンブリの平面図および断面図である。 第６図ないし第９ａ図は、本発明による分配システムの動作を示す図である。 第１０図は、四気筒エンジンの上部に装備される吸気および排気用回転ノズル の一実施態様の平面および断面略図である。 第１０ｂｉｓ図は、第１０図の線１０−１０による高尺度略図である。 第１１図は、回転閉塞具の可動座の調整システム制御装置の斜視図および断面 図である。 第１２図は、回転閉塞具およびその可動座の横方向断面図である。 第１３図は、これら可動座の一つの斜視図である。 第１４図は、可動座の案内用側面フランジの正面図である。 本発明による内燃機関、より詳細にはこの機関を装備する分配装置の、非限定 的ではあるが有利な実施例を説明するため、前記図面を参照することにする。 第１図は、シリンダ１の上部、およびこのシリンダの上部に固定され燃焼室ま たは消弧室３を画定するシリンダヘッド２を示す。例えば特別なアルミニウムで つくられ適切な形態をもつシリンダヘッド内には、閉塞具のそれぞれの座６、７ を具備する吸気口４および排気口５が設けられる。 閉塞装置は、円形断面の中空回転要素８、９から成り、これら要素の側壁には 、吸気先または排気源となるエンジンの各シリンダについてそれぞれ、一つの開 口１０、１１が設けられる。これら閉塞装置は、円筒形、円錐形、卵形、さらに は球形とすることが可能である。吸気先または排気源となるシリンダの数に応じ て、二つまたはそれ以上の回転閉塞具８、９が、例えばねじ止めまたはその他の 方法により、連続して一列に組み付けられる。 第２図は、相互の延長部に組み付け二気筒エンジンに装備するための二つの円 筒形回転閉塞具８ａ、８ｂを示す。以下では説明をわかりやすくするため、上記 のようにしてつくられたアセンブリＴを、「回転ノズル」という名称で示すこと にする。 第２ｂｉｓ図は、相互の延長部内に組み付けられた二つの閉塞具８または８’ から成る分配用回転ノズルＴの他の二つの立体構成例を示し、単純なスプライン ６により他方の閉塞具に対する振幅が限定される滑動が可能であり、それにより 、膨張または一列配置不良の影響によって生じる可能性のある問題を解決するこ とができる。さらにこの図では、下部半断面の閉塞具８は凹型の構造を有するが 、上部半断面の閉塞具８’は中央部が凸型の構造を有する。このような形状は、 シリンダ内への新鮮ガスの投入容量を増加させる。 上記の説明のように、各吸気ノズルＴ−８および各排気ノズルＴ−９を構成す る閉塞具８、９の数は、エンジンのシリンダの数によって決まる。同様に、第１ ０図は、それぞれ四つの閉塞具８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、または９ａ、９ｂ、９ ｃ、９ｄの直線配列から成り、開口１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄまたは１１ ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが９０°ずつずれた、吸気用回転ノズルＴ−８およ び排気用回転ノズルＴ−９を示す。 このようにして直線に配列され、回転時相互に固設される８ａ、８ｂ、８ｃ、 ８ｄなどの閉塞具は、上記閉塞具がその開口を介して常に通じ合った状態にある 管状アセンブリを形成する。 回転ノズルＴ−８、Ｔ−９は、軸が平行であるまたは平行でない可変数シリン ダの吸気または排気を行うよう配置し寸法を決定することが可能であることがわ かる。 各ノズルＴは例えば、切削した鋼製の管状部品であって、特に内燃機関の場合 に、爆発、膨張、排気の段階において、熱およびその他の衝撃に耐えることので きるセラミックまたはその他の材質の被覆を、外面および必要であれば内面の全 長または一部に具備することの可能な部品で構成される。 ノズルＴ−８およびＴ−９の端部のうちの一つは、全体を参照番号１２（第３ 図）で示す駆動および案内子を具備するが、上記ノズルの反対側の端部は、上記 端部にねじ止めにより気密に固定される単純なプレートで構成することのできる 閉動作子１３（第５図）、あるいは、例えば回転継手により、場合に応じて気化 混合気取込管または排気管に接続が可能な管状の軸方向延長部１４ａ（第４図） を含む口１４を具備することができる。 このようにしてつくられ装備される各回転ノズルＴ−８およびＴ−９は、第２ 図および第５図の実施態様によれば、開口１０または１１を具備する部分から間 隔をとったところに、回転案内および上記ノズルの移動における位置決めを行う 軸受１６ａ、１６ｂ、１６ｃのインナーレースが固定される小径部分１５ａ、１ ５ｂ、１５ｃ（第２図）を含む。これら軸受のアウターレースは、以下の本文に おいて説明しシリンダヘッド２内に設けた収納隔壁に固定される。上記軸受はリ ングに置き換えることが可能である。 各軸受１６ａ、１６ｂ、１６ｃまたは外部摩擦リングは、そのうちの少なくと も一つを角度運動はかぎられているものの回転駆動することができる二つの偏心 および同心リング１７、１８に取り囲まれる。この軸受およびリングのアセンブ リは、ジャーナルのレベルにおいては、二対の半型ブッシュ１９の間で維持され 案内される。これら二対の半型ブッシュのうちの各対の半型ブッシュのうちの一 つはつめ１９ａを具備する。これらつめ１９ａは二つの偏心リング双方の面の一 つの中に入り、その結果、シリンダヘッドへの固定方法によって角度位置を倍加 することが可能なこれら半型ブッシュをただ回転させるだけで、回転ノズルＴ− ８、Ｔ−９を座６、７（これについては以下の本文において詳細に説明する）か ら遠ざけようとするあるいは近付けようとする移動運動が得られる。 従って調整が簡単になる。すなわち、流体の吸気または排気のためにシリンダ ヘッド内で使用しない開口を塞ぐ要素２９および３０を取り外した後は、ジャー ナル上でこれら半型ブシュを固定するねじ２０に直接手が届くようになる。 軸受１６ａ、１６ｂ、１６ｃ内の回転ノズルＴ−８、Ｔ−９の位置決めは、前 記軸受のハウジングの側面のうちの一つを支承し、他方の側面は次の回転ハウジ ングの端部によって阻止される切削された肩２２、あるいは、端部のジャーナル １６ｃに関しては、固定リング２３によって行われる。前方ジャーナル１６ａに 関するこのリングの役割は、口１２が有する内側に向いた肩２４が果たす。この 口１２は、軸受１６ａのインナーレースが取り付けられる平滑な当たり面２５、 および例えばキー打ち込みにより溝付きベルトによって駆動される溝付きプーリ ー２７またはチェーンによって駆動される歯車が固定されるシャフト２６を含む 。 この鋼製の口の外端２６ａは、例えばＤｅｌｃｏ（登録商標）型の点火装置ま たはエンジンの運転に必要な他の機器を駆動することができるよう、切削または 整形（第３ｂｉｓ図）することができる。 エンジン全ては必然的に二つの回転ノズルＴ−８、Ｔ−９を有するので、第１ 図および第５図を参照することによりわかるように、異なる回路によりシリンダ あたり二つの点火プラグ２８に接続されそれらに供給を行う一つまたは二つの点 火装置を設けることが可能である。これらプラグは垂直に設置することも、ある いはシリンダヘッドの軸方向の面内にある角度を有した状態で設置することも可 能であり、シリンダヘッド内には二つの通路が確保され燃焼室内に開口している 。 ディーゼルエンジンの場合、シリンダヘッド内に設けられ燃焼室内に通じる第 二穴は、予熱プラグその他を収納するのに使用可能であることに留意すべきであ る。 また口１２は、ディーゼルエンジンの噴射ポンプの駆動装置に結合可能である こと、あるいは例えば直接噴射装置の制御など他の機能に使用可能であることが わかる。 シリンダヘッド２の前部プレート２９または後部プレート３０を取り外した後 は、ノズルの口１２および１３へはきわめて容易に手が届く。 回転ノズルの案内軸受の潤滑は、クランク室内に位置するエンジンのオイルポ ンプによってオイルを供給される潤滑網から行われる。ジャーナル内に通じる管 路を通過し、同心リング、および軸受の外部ハウジングを阻止する半型ブッシュ １９によって取り込まれるオイルは、その役目を果たし、空いていて大型の寸法 の別の管路を経由してオイルパン内に戻る。 ４サイクルエンジンのクランクシャフトの回転を運動の源とする溝付きプーリ ー２７およびベルト、歯車またはチェーンによって駆動される各回転ノズルＴ− ８およびＴ−９は、このクランクシャフトが二回転する間に一回転する。 各ノズルＴ−８およびＴ−９を塞ぐ各要素はそれぞれ、念入りに内径および寸 法が決められた切断部あるいは開口１０または１１を有し、この開口はノズルの 回転時、ノズルに割り当てられた機能に従い、シリンダのうちの一つの燃焼室内 に通じる吸排気口４または５であって開口の一つの通路間の閉塞具の円筒形隔壁 によって閉じられた状態にある吸排気口のうちの一つに定期的に通じる。 他方、開口１０または１１が、燃焼室３への接続吸排気口４または５との往来 位置から離れると、開口は、回転ノズルＴ−８またはＴ−９を取り囲む空洞それ ぞれ３１または３２内に通じる。 吸気ノズルＴ−８および排気ノズルＴ−９は、円筒形または他の形状であって 、シリンダヘッド２内に設けられ、相互に気密な状態で仕切られた、隣接する二 つの空洞内に設置され、これら空洞はそれぞれ吸気マニホールド３１および排気 マニホールド３２を形成する。 この吸気マニホールド３１および排気マニホールド３２は、その周囲の大部分 において、それぞれ前記吸気回転ノズルＴ−８および前記排気回転ノズルＴ−９ を取り囲む長手方向の室または空間から成り、これら長手方向の室または空間に より、前記分配ノズルの外側、およびこれらノズルに沿ったガスの循環が可能で ある。その結果、ガスはノズルの内側も外側も自由に循環することができること がわかる。分配用回転ノズルの外側、およびこれらノズルに沿ってガスが自由に 循環できるようにするため、上記ノズルのジャーナルを構成するアセンブリ１６ −１７−１８の位置決めを行うハウジング６３、より詳細にはシリンダ間の中間 ジャーナルを収納するハウジングは気密ではなく、この自由な循環を可能にする 通路６２を穿口しまたは具備する（第１０図および第１０ｂｉｓ図）。 分配用回転ノズルＴ−８、Ｔ−９の各対の二重閉塞具８、９の開口１０、１１ は、自己に割り当てられた役割すなわちそれぞれ「吸気」および「排気」を果た すことができるようにするため、相互に角度的にずれた位置を有する。 クランクシャフトの回転時、回転ノズルＴ−８およびＴ−９は、上記の説明の ようにクランクシャフトの半分の速度で回転駆動される。従って、クランクシャ フトが一回転すると、各回転ノズルは１／２回転する。 シリンダヘッドの後部プレート３０を取り外し、それに通し穴を穿口するかそ れを交換し、次いで、回転ノズルＴ−８、Ｔ−９の端部を塞ぐプレート１３を取 り外した後は、シリンダヘッドの後部区域を使用することができ、その結果、こ のプレート１３を、第４図に示す種類の口１４であって、上記後部プレート３０ 内に設けた穴５６を横断しこのプレート外のところ（第５図の破線で示す）に通 じるのに充分な長さを有し、後部ジャーナル１６ｃの外部区域内で、それぞれ回 転ノズルＴ−８、Ｔ−９を収納する空洞３１および３２の間に設置された隔壁３ ４の延長部内に配設された気密な垂直仕切隔壁（図示せず）を支承するスリーブ １４ａを含む口に交換することが可能である。 ある流体を伝搬し、吸気マニホールド３１または排気マニホールド３２を構成 し回転ノズルＴ−８またはＴ−９のいずれかの周囲のシリンダヘッド２内に設け られた空洞の任意の点に通じる管路は、管路の代用となるノズルの内部によりあ る空洞から別の空洞へ通じることができるという可能性のため、この流体の移動 がはるかに容易となる。 二気筒エンジンへの本発明の適用を想定し第５図に示す例を参照することによ り、ノズルの内部空隙の決定的役割を理解することができる。 単数または複数のシリンダヘッド内に設けられた吸気口または排気口が側面に あっても（５７）または垂直であっても（５８ａ、５８ｂ）、あるいはノズルＴ −８またはＴ−９の後部（５６）にもうけられる場合であっても、シリンダＩに 通じるノズルＴ−８、Ｔ−９の閉塞具８ａ、８ｂの開口１０’、１１’が下側位 置にある時、シリンダ１１に通じる開口１０”、１１”は上側位置にあり、前者 とは１８０°離れ、周囲の空洞と自由に行き来できる状態にあり、シリンダヘッ ドの周囲および内部を流体が自由に往来することにより、速い流れがさらに促進 される。 また、流体の入力部および出力部の配置に関して提供される大きな便宜につい ても注意しなければならない。四気筒エンジンの場合、入力および／または出力 点を唯一つとすることも複数とすることも可能である。なぜなら、前部ジャーナ ルの位置決めの場所を除く側面または上面、後面、シリンダ間の中間面には穿口 が可能であり、流体の取り入れ点または排出点に接続が可能であるからである。 反対に、吸気システムおよび排気システムは、上記の説明のように、中央隔壁 ３４により気密な状態で仕切られる。 第６−６ａ図、第７−７ａ図、第８−８ａ図、第９−９ａ図は、本発明による 分配装置を具備する内燃機関であって、この機関の唯一つのシリンダを想定した 場合の４サイクルを示す対になった略図である。 第一段階：吸気（第６図および第６ａ図） 第６図では、ピストンＰは、４サイクルを終えるその上昇行程端の上死点にあ る。排気用回転閉塞具９の開口１１は依然としてシリンダ１に通じているが、吸 気用回転閉塞具８の開口１０は上記シリンダに通じた状態になるところである。 第６ａ図では、ピストンＰは下降し、排気用回転閉塞具９は排気口５を閉じるが 、吸気用回転閉塞具８は、気化混合気が吸気されたシリンダ１に、側面開口１０ を介して通じている。 第二段階：圧縮（第７図および第７ａ図） 第７図では、ピストンＰは下死点にあり、排気口５は排気用回転閉塞具９によ り完全に閉じているが、吸気用回転閉塞具８の開口１０は、断面積が減少した通 路を介して依然としてシリンダ１に通じている。上昇行程時のピストン１を示す 第７ａ図では、排気口５および吸気口４はそれぞれ排気用回転閉塞具９および吸 気用回転閉塞具８により密閉され、ガスはシリンダーの上部内で圧縮される。 第三段階：爆発および膨張（第８図および第８ａ図） 第８図では、ピストンＰは再度上死点にあり、排気口５および吸気口４はそれ ぞれ排気用回転閉塞具９および吸気用回転閉塞具８により以前として密閉された ままである。ピストンＰが上死点に達する前に生じる圧縮混合気の発火により爆 発が生じ、それによりピストンＰが下方に押される。（第８ａ図） 第四段階：排気（第９図および第９ａ図） 第９図では、ピストンＰは再度下死点にあり、排気用回転閉塞具の開口１１は 、シリンダ１の排気口５に通じた状態になり、燃焼ガスは外部に流れ出す。第９ ａ図では、ピストンは上昇途中であり、開口１１は排気口５に通じており、シリ ンダー内に残っている燃焼ガスは上記ピストンによって排出される。 ピストンが上死点（第６図）に達した時点でサイクルは終了する。 シリンダ１のピストンＰが、その膨張行程端で下死点を通過し上昇行程を開始 する時（第９ａ図）、このシリンダに割り当てられた排気用回転閉塞具９は開位 置にあり、前記ピストンが上死点（第６図）を通過するまでその状態を保ち、次 に、溝付きプーリーまたはこれを駆動する歯車を介してピストンに伝達される回 転運動によるまでは閉じない（排気閉塞具の閉動作遅れ）（第６ａ図）ことがわ かる。同時に、吸気用回転閉塞具８の開口１０は吸気口４に通じ（吸気用回転閉 塞具の開動作の進み）、吸気行程（第７図）を続けるピストンＰが再度下死点を 通過し（吸気用回転閉塞具の閉動作遅れ）、圧縮行程（第７ａ図）を開始するま でその状態が保たれる。 他方、膨張段階の間およびピストン１が下死点に達する前は、排気用回転閉塞 具９の開口１１は排気口５に通じ、燃焼ガスはその膨張の作用により外部に排気 される（排気閉塞具の開動作の進み）。 本発明の別の特徴によれば、各吸気口４および排気口５は、流体の通過断面積 を調節することが可能な少なくとも一つの可動座６または７、および好ましくは 、この断面積を減少させるため接近させることまたは断面積を増加させるため相 互に遠ざけることが可能な二つの可動座を具備する。上記に記載の分配装置の調 節は、吸気口４および排気口５への接続開口の断面積を減少または増加させるこ とにより流体の通過時間を変えることが可能な回転閉塞具８および９の座６およ び７の位置の調節装置を使用することにより得られる。座６および７の位置を調 節することにより、吸気口および排気口の閉および／または開タイミングを調節 することも可能であることがわかる。 第１図にこの調節装置の制御桿の二つの実施態様を示した。 図の左側には、シリンダヘッドの外部など離れたところから操作が可能な駆動 レバー３５に可動座７が接続された第一の実施態様を示した。 図の右側には、可動座の位置変更に関する全機能が、シリンダヘッドと回転ノ ズルＴ−８またはＴ−９の間にあり吸気マニホールド３１または排気マニホール ド３２を形成する空間内のシリンダヘッドの内部に含まれ動作する調節装置を示 した。 動作中に可動座の位置を変更することができる運転制御は、以下に説明し第１ １図に図示する装置により得られる。 きわめて単純な設計のこの装置は、切削加工した金属製のシリンダ３６から成 り、吸気マニホールド３１と排気マニホールド３２を仕切る気密横隔壁３４を通 した状態で取り付けられる。シリンダ３６は、例えばその中間部に、穴を具備し 前記隔壁上にねじ３８によりシリンダを固定することが可能なフランジ３７を含 む。本装置に対する熱的影響を少なくするため、排気マニホールド３２内に設置 されているシリンダの部分も可能な限り小型化することが好ましい。 「排気」側のシリンダヘッドは、例えばねじ止めによりシリンダの端部に取り 外し可能に取り付けられるプラグ５０により閉じられ、このプラグは、 − 端部のいずれかを介し、かつ例えば球形関節４１など関節により、前記シ リンダ内で滑動可能な状態で収納されたピストン４２に接続され − 第二の端部を介し、かつピン固定した単純軸４３により、シャフト４５上 に堅固に固定したロッド４４に接続された制御ロッド４０ａの通過および運動を 可能にする穴３９を含む。 ターボコンプレッサと併用する場合には、ロッド４０ａが横断する通路３９に はＯリングを具備するものとする。なぜなら、この場合、減圧効果が解消される からである。 シリンダの反対側のヘッドは、圧縮バネ４７の片方の端部が固定される内部肩 ４６を含み、もう一方の端部はピストン４２に支承され、このばねは、圧力また は減圧が減少するまたは停止する際、排気マニホールド３２方向に前記ピストン を押し返す役割を有する。このばねの仕様（直径、針金直径、巻線のピッチおよ び数、長さ、材質）は、求める使用方法およびばねの作用する環境に応じて決定 される。 このばねの圧縮率は、単数または複数のシムワッシャをシリンダヘッド内に設 置し肩４６に押し付けることにより変更することが可能である。また、シリンダ ３６の内側に向けられたばねの端部は、ピストンヘッド内に形成された溝の中に 収納される。ピストンヘッドはまた、肩４６の方向に向けられ、上記ばねが万一 張り出している場合これに対向する、小径案内部４２ａを有する。 プラグ５０により、ばね４７の作用によるピストン４２の過大な移動を防止す ることが可能である。またプラグは熱からピストンを保護し、その中央の穴３９ は、ロッド４０ａを運動させ、および上記ピストンのヘッドに作用するガスを通 過させることができる。 さらにピストンは、例えばその各端部の近傍に、窒化鋳鉄またはその他の材質 でつくった気密セグメント４８を具備する。 絶対的な気密性は存在理由がなく、長時間運転の際は、特に「排気」側の熱的 影響を考慮するため、当初、シリンダ３６とピストン４２の間に遊間を確保しな ければならないことがわかる。 好ましくはピストン４２は、気密セグメント４８の溝間に設けた周辺空隙４９ を含む。この空隙は、組み立て時あるいは場合によってはその後に、シリンダ３ ６内に通じる給油器（図示せず）によりＴ．Ｈ．Ｔ．グリスを充填されるように なっている。 吸気マニホールド３１の方向に向けられたピストン４２の面は、例えば球形関 節などの関節により、ロッド４０ａと同様のロッド４０ｂに固定され、ロッド自 身も、前記に記載のアセンブリと同様のロッド−シャフト−ロッドアセンブリに 接続される。ロッド４０ａおよび４０ｂは、調節可能な長さを有することができ るとともに、この特徴を有するためあらゆる既知の方法で配置することが可能で ある。 前記に記載のように、ピストン４２−シリンダ３６のアセンブリの端部の一つ が相当な熱に必然的に暴露される組み立て方法においては、このアセンブリの大 部分が、温度条件が異なりきわめて低い「吸気」側に位置されることになる。 燃焼機関内の「排気」段階中のガスの排気時に発生する圧力と対になり、ピス トン４２の対向する面の両側に作用する、「吸気」段階においてある点で発生す る減圧により、このピストンの移動運動が引き起こされ、関節によりそれぞれピ ストンに接続され、またシャフト４５上に固定されたロッド４４に接続された二 つの可動ロッド４０ａ、４０ｂにより、ピストンは前記シャフトの微細な回転運 動を引き起こすことがわかる。シャフト４５には、分配ノズルＴ−８、Ｔ−９の 回転シャッタ８および９の可動座６および７の操作桿に接続される伝達ロッド５ ９も固定される。 シャフト４５の種々の好ましい場所に、必要な数のロッド５９を取り付けるこ とが可能であることがわかる。 ロッド４４および／または５９は、それらに伝達しようとする運動の振幅に応 じて、シャフト４５上で、必要に応じて種々の位置に、異なる長さにして設置す ることが可能であることがわかる。もちろん、必要であれば − シリンダ３６−ピストン４２のアセンブリの直径を大きくして、その容量 を増加すること − 導通すべき単数または複数のシャフトに接続された単数または複数の主ロ ッドをより長くすること − シリンダ３６−ピストン４２のアセンブリの数を増加すること、または上 記に記載の組み立て方法を対にすること が可能である。 シャフト４５は、ロッド５９を介して、それぞれ閉塞具８および９の可動座６ および７に接続され、ロッド６０を介して、上記閉塞具に直接作用しその一つの 実施態様を第１図の右部分に示す伝達桿５１に接続される。 シリンダあたり四つあり、流体の吸気口４または排気口５を具備するシリンダ ヘッド２の部分内に設置される可動座６または７のそれぞれは、前記シリンダヘ ッド内に直接切削加工された場所に収納される。これら座６、７は、特に第１図 、第１２図、および第１３図においてわかるように、湾曲した形状を有する。 この切削の形状は、その位置の如何にかかわらず、回転ノズルＴ−８またはＴ −９と可動座６、７の間に一様な空間を形成するのに貢献する。このようにして 、 可動座の運動を制御するロッドの作用による、シリンダヘッドブロックと可動座 が割り当てられた回転ノズルの間における可動座の移動は完璧に制御される。 可動座の各端部はその横移動において、可動座６または７と回転ノズルＴ−８ またはＴ−９の間の気密性を向上させるためにも使用される側面フランジ５２で 制限される。さらに、側面フランジ５２はその内面に、可動座６または７が側面 に含み、前記可動座の移動を制限することが可能な爪５４が掛合される曲線溝５ ３を含む。 ノズルＴ−８およびＴ−９を具備するセラミック層は、通じるシリンダの直径 に応じて長さ、幅、および厚さが決定される可動座６または７のごく一部をかす めるに過ぎないことがわかる。 座６または７は、熱およびその他の衝撃、ならびに化学作用をうけることから 、例えば好ましくは、適切な混合物を具備するセラミックを使用することにより 、あるいは特殊物質と合金にした高強度鋼を使用することにより、これら有害な 作用に耐えるよう処理を施す。 上記のように、湾曲形の座６または７は、その自由縁の反対側を、同じく湾曲 し上記座の側面縁から同じ距離のところに配設された間隔を有するロッド５５に より延長され、これらロッドはヘッド５５ａを含み、可動座６または７の要素の 移動を得るため採用される制御の選択肢に従い、このヘッドを介してロッドが関 節により桿５１（第１図の右側面）または制御レバー３５（第１図の左側面）に 接続される。 本発明は、従来のバルブ式分配システムに比較した場合、大きな改善を提供す る。なぜなら、本発明により、バルブ、およびそのばねまたはその他の復元シス テムの全てをなくすことができ、それによりエンジンの回転速度を顕著に上げる ことおよびエンジンの効率を向上させることが可能であるからである。 好ましくはシリンダヘッド２に、相互間は気密であるが供給先のシリンダのア センブリには共通な二つの円筒形空洞を配設することによって実現される回転分 配システムが、非常に簡単かつ効果的であることが理解されよう。 エンジンが良好に作動するために必要な気化または非気化空気またはガス化空 気の吸入のための共通マニホールド３１を形成するこれら空洞のうちの一つは、 回転アセンブリＴ−８およびその可動または非可動座６、７を含み、吸気弁およ び座の作動装置の代わりとなる。 この空洞は、その形状、および完全な回転アセンブリおよびその座、ならびに これら座の位置の変化に影響を及ぼす装置全ての良好な動作に必要な体積をはる かに上回る体積のため、回転アセンブリの周囲かつ、同じく回転アセンブリの内 部からの供給をうける単数または複数のシリンダへのガスの流れを可能にし容易 にする付属装置の中央において、この空洞の内部においてある任意の点から他の 点へのガスの自由な移動が可能である。 空洞は必要に応じて種々の場所に開口させ、エンジンの良好な作動に必要な空 気またはガス混合気の外部取入口をともなって単数または複数の点に接続するこ とが可能である。 他方の空洞は、燃焼ガスの排気のための共通マニホールド３２を形成し、回転 アセンブリＴ−９およびその可動または非可動座６、７を含み、排気弁および座 の作動装置の代わりとなる。 この空洞３２は、その形状および体積は空洞３１とは全く異なることが可能で あるが、回転アセンブリ、その可動または非可動座、ならびにこれら座の位置の 変化に影響を及ぼす装置を容易に含むことができなければならない。空洞により 、回転アセンブリの周囲かつ、同じく回転シリンダの外部に向かう燃焼ガスの流 れを可能にし容易にする付属装置の中央において、この空洞の内部においてある 任意の点から他の点への燃焼ガスの自由な移動が可能であり、同じく回転アセン ブリの内部を経由して行われる燃焼ガスの排気が著しく向上する。 空洞は必要に応じて種々の場所に開口させ、単数または複数のガス排気管をと もなって単数または複数の点に接続することが可能である。 空冷エンジンへ適用する場合、本発明を実施するからといってそれに応じた変 更をする必要がない。ただしこの場合、熱量の超過分を排出しこの種のエンジン の単数または複数のシリンダヘッドが良好に冷却されるようにするため、単数ま たは複数のシリンダヘッドの外部は適当な形状および寸法のフィンを具備するこ とができる。 使用冷却システムの如何にかかわらず、低温さらには負の温度でエンジンを使 用する場合には、排気帯の中央隔壁が吸気帯に伝達する熱寄与量により、エンジ ンを始動するとすぐ吸気における流体の予熱が行われ、それにより吸気帯への着 氷が防止されることがわかる。 さらにこの中央隔壁は、反対方向には、かなりな量のフリゴリーの移動を行う のに使用され、したがって燃焼ガスの冷却が可能である。 これら熱量またはフリゴリーの寄与量は、必要に応じて、適切に設置したフィ ンを配設すること、この隔壁の厚みを減ずること、あるいはさらに隔壁の一部を 、より高い熱伝導率を有する金属でつくられた交換部分に交換することにより、 増加させることが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃焼室（３）がそれぞれ、一つの吸気口（４）および一つの排気口（５） を具備し、シリンダ群（１）の吸気口および（４）および排気口（５）が一列に 配設され、分配手段により円形断面の二つの回転ノズル（Ｔ−８、Ｔ−９）を含 む吸気口（４）および排気口（５）の開閉が可能になり、前記ノズルのそれぞれ に相互に整列し相互に通じる複数の直列中空閉塞具（８ａ、８ｂ）が形成され、 その側壁が複数の吸排気口（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１１ａ、１１ｂ 、１１ｃ、１１ｄ）を備え、その数が吸気先または排気元の気筒数に対応し、こ れら回転ノズルの一つ（Ｔ−８）により、気筒群（１）の一列配置吸気口（４） の開閉が可能であり、第二のノズル（Ｔ９）により気筒群（１）の一列配置排気 口（５）の開閉が可能な、少なくとも一つの気筒群（１）を含む多気筒内燃機関 であって、吸気用回転ノズル（Ｔ−８）および排気用回転ノズル（Ｔ−９）が、 前者が吸気マニホールド（３１）内に後者が排気マニホールド（３２）内にそれ ぞれ収納され、マニホールドはその周囲の大部分において、それぞれ前記吸気ノ ズル（Ｔ−８）および前記排気ノズル（Ｔ−９）を取り囲む室または空間を画定 し、これら室（３１、３２）は気密に仕切られ、前記分配回転ノズル（Ｔ−８、 Ｔ−９）の外側をこれらノズルに沿ってガス状流体が自由に循環できるように配 置されることを特徴とする多気筒内燃機関。 ２．吸気マニホールド（３１）および排気マニホールド（３２）が前記エンジ ンのシリンダヘッド（２）に設けられた空洞によって形成されることを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の多気筒内燃機関。 ３．吸気用回転ノズル（Ｔ−８）および排気用回転ノズル（Ｔ−９）が軸受ま たはリング（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）内に回動可能に取り付けられ、これら軸 受またはリングを支承するハウジング（６３）が、吸気マニホールド（３１）お よび排気マニホールド（３２）の一端から他方の端までガスの自由循環を可能に する通路または小穴（６２）を具備することを特徴とする請求の範囲第１項また は第２項に記載の多気筒内燃機関。 ４．それぞれの吸気口（４）および／または排気口（５）が、流体の通過断面 積ならびに前記ノズルの開閉のタイミングを変えることが可能な少なくとも一つ の可動座（６、７）を具備し、これら可動座（６、７）が、吸気マニホールド（ ３１）および排気マニホールド（３２）を構成する空洞の内部に収納されること を特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の内燃機関。 ５．それぞれの吸気口（４）および／または排気口（５）が、接近または離開 運動可能に取り付けられた二つの可動座（６、７）を具備し、これら可動座（６ 、７）が、吸気マニホールド（３１）および排気マニホールド（３２）を構成す る空洞の内部に収納されることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の内燃機関 。 ６．回転シャッタ（８、Ｔ−８；９、Ｔ−９）の端部のうちの一つが駆動子（ １２）を具備し、この駆動子の端部（２６ａ）が、エンジンの動作に必要な装置 の駆動を実現するように配設または構成されることを特徴とする請求の範囲第１ 項または第２項に記載の内燃機関。 ７．回転閉塞具（８、Ｔ−８；９、Ｔ−９）の端部の一つが、気化混合気取入 管または排気管への接続用の管状の軸方向延長部（１４ａ）を含む口（１４）を 具備することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の内燃機関。 ８．回転閉塞具（８、Ｔ−８；９、Ｔ−９）が軸受またはリング（１６ａ、１ ６ｂ、１６ｃ）により回転案内され、軸受またはリングがそのうちの少なくとも 一つを限られた振幅で回転駆動することができる二つの偏心および同心リング（ １７、１８）で取り囲まれることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項の いずれか一項に記載の内燃機関。 ９．回転閉塞具（８、Ｔ−８；９、Ｔ−９）の座（６、７）が、湾曲した形状 を有し側面フランジ（５２）内で案内されることを特徴とする請求の範囲第４項 または第５項に記載の内燃機関。 10．回転閉塞具（８、Ｔ−８；９、Ｔ−９）がその可動座（６、７）の位置に 調節手段を含むことを特徴とする請求の範囲第４項、第５項または第９項のいず れか一項に記載の内燃機関。 11．回転閉塞具（８、９）の可動座（６、７）の位置の調節装置が、吸気マニ ホールド（３１）と排気マニホールド（３２）を分離する気密隔壁（３４）を通 して気密に設置されたシリンダ（３６）を含み、シリンダ内には、ピストンを排 気マニホールド（３２）の方向に押し返そうとする圧縮ばね（４７）の作用を受 けるピストン（４２）が収納され、このピストン（４２）の面の少なくとも一つ が関節（４１）により駆動ロッド（４０ａ、４０ｂ）に接続され、駆動ロッド自 身もシャフト（４５）に固定されたロッド（４４）に接続され、シャフトにはま た、伝達桿（５１）を介して、少なくとも一つの回転閉塞具（８、Ｔ−８；９、 Ｔ−９）の少なくとも一つの可動座（７、８）にそれぞれ接続されたロッド（５ ９）が固定されることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の内燃機関。 12．ピストン（４２）の対向面のそれぞれが、ロッド（４０ａ、４０ｂ）によ り、かつ伝達系（４４、４５、５９）および桿（５１）を介して、各回転閉塞具 （８、Ｔ−８；９、Ｔ−９）の座（７、８）のうちの少なくとも一つに接続され ることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の内燃機関。