JPS58152181A - 自由ピストン機関ポンプシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には加圧液圧動力を発生する複合勤カシ
ステムに関し、詳細には動力シリンダ内の燃焼エネルギ
ーを液圧エネルギーに変換する自白ピストン機関ポンプ
に関するものである。

自由ピストン機関ポンプ（以下ＦＰＩ：Ｐと略称する）
に於ては、機関ピストンの運動は少なくとも実質的に直
接に液圧ポンプ素子に１普通は慣例のロータリエンジン
のクランクシャフト及び連接棒装ａ′ｔ−使用せずに、
伝えられる。発生した液圧動力は車輛の推進、補助設備
の操作、その他の目的に使用される。

本発明はＦＰＥＰの効率を最適にしかうその作用と使用
の融通性と容易性を提供する。

本発明のＦＰＥＰは動力行程中に機械的仕事を行なう機
関と、動力行程中流体を汲込するために機関動作に応動
するポンプを含む。本発明の１つの特徴によれば、機関
燃焼室の吸気口と排気口は対向端にあり、機関シリンダ
の単一方向即ちユニフロー掃気を行なわせる。本発明の
今１つの特徴によれば、弁作用がポンプの液圧入力及び
出力経路を制御して、−次高流量と二次高圧の作動モー
ドでの選択的外ｉを可能ならしめると共Ｋ、好適には出
力圧力と流量の積を実質的に一定に保つ；弁作用はまた
サイクル速度、即ち単位時關轟りのサイクル数、−次モ
ード又は二次モードでの始動、間欠的サイクル作用、及
び圧縮エネルギーブーストを制御するために選択的に使
用される。他の特徴によれば、汲込は全動力行程中に行
なうことができ、正規の作動範囲内で圧縮エネルギーは
全圧縮行程中供給される。

変形自在の袋灘圧縮アキュムレータが動力行程中エネル
ギーを貯えるために使われ、このエネルギーは圧縮のた
めに戻され、このアキュムレータは圧縮エネルギーを制
御するために調節できる圧力を有する可縮性流体を含む
。他の特徴によれば、圧縮比及び関連し九圧力と温ｒＬ
ｔシリンダ内に設定するために圧縮に使用されるエネル
ギーの全制御は機関効率を最適にし、圧縮損失を最小に
し、機関シリンダ内の作動圧力特性を制御することを可
能ならしめる。更に、圧縮エネルギーを与える速度は制
御されて、圧縮行程中機関ピストンの速度と加速の特性
を設定し、サイクル速度を可変ならしめることができる
。

本発明の他の特徴は、好適には同期装置に普通に実質的
に負荷を与えることなしにＦＰＥＰの対向ピストン型の
ピストンを同期化するとと；圧縮行程の開始時における
ピストンの加速ブースト；異常な動力行程中の過剰エネ
ルギーのためのエネルギー吸収器：及びＦＰＥＰ用のリ
セット弁及び作動器配置を含む。更に付加的特徴は制御
の特色に関するものでおり、即ち複数の機関及び／又は
ポンプのパラメータが電子的に監視され、従って作動が
電子的に制御され、複数のＦＰＥＰの連けい配置又は対
をなした配置として圧力脈動を減少させ、すべてのＦＰ
ＥＰより少ないものを所定時に作動することを可能にす
る融通性が得られ、素子や機１ｆｆｌｔ組合わせること
により一般的な効率が得られる点にある。

本発明の主目的は上■ピ！＃ｆＩ１１に有する改良され
た自由ピストン機関ポンプ及びこれに組合わされる装備
を提供することにある。

本発明のその他の目的には次のことが含ｌれる、即ち液
圧動力を発生するための、例えば車輛の推進又は補助装
備の操作等のための改良システムを提供すること；燃焼
エネルギーを有効な、制御された、融通性のある、比較
的複雑でないやり方で、液圧動力に変換させること、特
にＦＰＥＰに上記のことを行なわせること；コストを最
小にし、効率と作用を改善し、ＦＰＥＰの寸法と重量を
最小にすること；例えば全動力行程にわたり汲込全行な
うこと及び／又は複数のＦＰＥＰを並列に連結し好適に
は共通の素子と機能を共有することによりＦＰＫＰの出
力特性と効率全改善すること；異常に高いピークシリン
ダ燃焼圧力に耐える能力を提供すること；自然の質量平
衡を与え、またＦＰＥＰの振動ｔ＊少にすること；好適
には同期設備に対して実質的に負荷を与えることなしに
対向ピストンｌｉＦ　Ｐ　Ｅ　Ｐのピストン対を同期化
させること；制御を容易にし、ＦＰＥＰの制御の融通性
を改善すること；　ＦＰＥＰのニモードの汲込速度を可
能にし、液圧システムの要件を急速に満たすことを可能
にすること；例えば素子と機能を組合せかつ圧力変動及
びその他の損失を減らすことにより最適の効率と作動の
融通性を得るよう複数のＦＰＥＰを、特に同期させて、
連けい配置させること：始動及び幾つかの運転モードの
両方においてＦＰＥＰに一定のサイクル期間を与え、特
に排気ガスの慣性の使用を最適にするための排気システ
ムの同調を容易にすること；ＦＰＥＰの始動を容易にす
ること、ＦＰＲ：Ｐのサイクル速度、間欠的作動及び始
動を制御すること；好適には調節可能のガスー油アキュ
ムレータｔ％に設ケることにより圧縮エネルギーの貯え
と送出の効率を改善すること；ＦＰＥＰにおいて必要と
する動的シールの数とそのシールにかかる負荷を最小に
すること；　ＦＰＥＰの作動中の圧縮エネルギー、圧縮
比及び圧縮エネルギー速度の特性を制御すること：圧縮
行程の開始時のピストン加速度を増し、動力行程の終了
時のピストン質量の減速度を増すために追加エネルギー
を特に供給することによってｙｐＥｐのサイクル速度能
力を増大させること；ＦＰＥＰのサイクル毎の作動を調
整して、ａ作を敢逼にし、恒常性をもたせ、融通性を与
え、特にこれらのことを電子制御装置を用いて行なわせ
ること；高い熱効率を維持しながらピーク燃焼圧力レベ
ルを制御すること二等が含１れる。

以下、本発明を図示の実施例に基づき詳述する。

因では、同様の部分には同じ参照数字が付されている。

先ず第１回を参照すれば、本発明のＦＰＥＰは全体的に
ｌで示している。ＦＰＨＰ　１は機関部分２と液圧ポン
グ部分８をもつ。

機関部分２がもつ機関シリンダ４内を一対の機関ピスト
ン５，６が直線状に即ち軸線方向に動き、両ピストン間
に燃焼室７を形成する。圧縮行程中、燃料噴射器１０が
燃焼室内に燃料を噴射する。燃焼室の右端の吸気口１１
はそれへの空気通路を与え、反対端の排気口１２は排気
ガスを排気ライン１ａを経て出す。吸気口１１と排気口
１２を燃焼室７の対向端に配置したためユニフロー掃気
即ち単方向掃気が得られる。

機関部分２は対向ピストン型であり、圧縮行程中機関ピ
ストン５，６はシリンダ４内でお互に向って押圧され、
圧縮室７の大きさを減少させ、その中の圧力と温度を増
し、燃料噴射器１０で噴射した燃料の圧縮点火を行なわ
せ、動力行程を開始させる。動力行程中ピストン５，６
はシリンダ４内で軸線方向で反対方向に燃焼エネルギー
により駆動される。ピストン６が排気口１ｊｌを開くと
、排気生成物は排気ライン１８を経て燃焼室を出る。

続いてピストン５が吸気口１１を開くと、空気が燃焼室
７に入り、所望の掃気をし、その後洗の圧縮行程が始萱
る。

好適には、機関ピストン６．６は等しい質量をもち、ピ
ストン５と共に動く機関部分２のこれらの部品はピスト
ン６と共に動くこれらの部品と等しい質量をもち、この
恵め有効にかつ自然に機関部分ｇを中心４１１４のまわ
りに質量平衡せしめる。

前記中心線は機関部分の直線状軸線１５に直角をなす。

機関部分２の質量平衡及び作動の実質的均一性の維持を
更に助けるため、同期装置１６が機関ピストン５，６を
機械的に連結している。各同期装置１６は一緒に直線運
動するようにピストン６に連結した一対のラック１７．
１８と、夫々のラックで回転させる一対のビニオン歯車
１９゜２０をもつ。ピニオン歯車１９．２０を連結する
軸２１はビニオン歯車で回り、一対のかさ歯車２２．２
８により連結されて、継手軸２４１に：回す。

継手軸２４はラック、ビニオン歯車、軸、かさ歯車の類
似装置に連結される。これらはピストン５について参照
数字１７〜２８で示したものと同様のものである。圧縮
行程中の圧縮エネルギーは好適には同期装置１６とは無
関係に両機関ピストン５．６により加え、動力行程中燃
焼エネルギーは両機関ピストン５，６をシリンダ４内で
比較的外方へ直接押圧する。同期装置１６は望ましくは
同期作ａｔ起し、一般に機関ピストン５，６の平衡した
均一な作動と運動を維持し、その際同期装置１６のいろ
いろな部品に機械的負荷又は力を何ら加えることがない
ようにする。

燃焼を保つ空気は空気フィルタ２５を通り、圧縮器２６
により圧縮され、散気圧、好適には８気圧で空気ライン
２７と吸気口１１を経て燃焼室７内に送られる。空気ラ
イン２７中の後部冷却器（ａｆｔｅｒ　ｃｏｏｌｅｒ　
）　２８は冷却即ち熱交換機能を、吸込空気及び燃焼室
に対して与える。更に、空気フィルタ２５に入る空気は
空気ライン２９と１個以上の舌片（ｒｅｅｄ　）逆止弁
８０を経て各ピストン５．６の後側室ａｘ、ａｓへ行き
、そこで圧縮行程中に吸込まれ、動力行程中に加圧され
、従って吸気口１１ｔ−通して動力行程の端で押圧され
、更に圧縮器２６の加圧機能と協働して機関部分２の過
給作用を行なう。

排気ライン１８を紅て圧縮室を出る燃焼排気生成物は排
気制御弁８４、排気タービン８ｂ及び排気ライン８６を
通って常法に従って出る。排気タービン８５は軸８７に
より圧縮器２６を駆動する。

史に、後述する好適実施例では、機関部分２の各作動サ
イクルは、圧縮行程と動力性Ｓを含むが、好適には実質
的に均一であり、燃焼排気生成物に含まれたエネルギー
の最適利用のために排気システム８８の相対的向＠を可
能にする。

説明の簡略化のため、液圧ポンプ部分δの右半部８Ｒの
みを第１図に示し、機関部分５につき以下、詳述する。

第１８図に示す液圧ポンプ部分８の他方の半部８Ｌは上
記右学部の説明と実質的に同じである。前記ポンプ部分
δの両半部の制御装置は好適には同時に、並列配置とす
る。右側ポンプ半部８Ｒに係る入口液圧流体ライン４０
と出口液圧流体ライン４１は好適には左半部８Ｌと並列
の流体関係で液圧システム（図示せず）に連結する。外
部液圧システム（図示せず）に於て、圧力Ｐの比較的低
圧の送入液圧流体は送入液圧流体ライン４０に送られ、
ポンプ部分８は外部液圧システムに使うため送出液圧流
体ライン４１１ｆｒ経て比較的高い圧力ｐｏで液圧流体
を汲送する。

ポンプ半部δＲについて説明すれば、これは１個の慣性
の摺動シール４４を使って封止関係でポンプシリンダ４
８内を摺動するポンプピストン４２１にもつ。棒又は軸
４５はポンプピストン４２を機関ピストン５と機械的に
連結し、直線状のインライン（１ｎ−１ｉｎｅ　）方式
の往復運動をするようになす。ポンプピストン４２と共
ＶＣｆｆｌ動でき、好適には図示の如くそれとかつ棒４
５と一体に形成された圧縮ピストン４６は圧縮シリンダ
４７に対して摺動する。圧縮流体流れライン４Ｂは圧縮
シリンダ４７と圧縮アキュムレータ４９間に延びる。

圧縮ピストン４６と圧縮アキュムレータ４９の目的は圧
縮エネルギー、即ち圧縮行程を起すのに要するエネルギ
ーを動力行程中に貯え、その後かかる圧縮行程を動力行
程の終了後に起す九めにかかる圧縮エネルギーを機関ピ
ストン５に給送することにある。

圧縮アキュムレータ４９では、袋５０が不活性ガス、そ
の他のガスの如き圧縮可能の流体を含み、この袋５０は
剛性のアキュムレータハウジング５１内に入れられる。

動力行程中圧縮流体流れライン４９内の液圧流体は圧縮
ピストン４６によりアキュムレータハウジング５１に汲
送され、袋５０の変形を起し、その中のガスを圧縮して
、圧縮エネルギーを貯える。圧縮行程中袋５０内の圧縮
ガスに貯えた′圧縮エネルギーは流れライン４８中の液
圧流体を介して与えられて、圧縮ピストン４６、従って
機関ピストン５を押圧し、圧縮行程中左方へ動かす。圧
縮アキュムレータ４９に出入りする流体の周期的な移転
速度は非常に速いので、エネルギー交換は事実上断熱的
であり、熱損失は無視しつる。唯１個のシール５２が、
圧縮アキュムレータ圧力から出力圧力を隔離するために
使用されるので、サイクル当りの摩擦力損失が、上記の
シール条件に起因して、減少する。シール５２は所望の
隔ｍを与え、この場合正規の動力行程と二次的作動モー
ドの圧縮行程の両性程中高圧出力アキュムレータ５８と
圧縮アキュムレータ４９内の圧力は好適にははソ等しい
。−次的作動モードに於ける圧鵬行程中にＰｃ　（袋５
０内の圧力）マイナスＰ１の差圧はシール５２閂に存在
しないが、かかる差圧は好適には比較的小さくなり、普
通はシール（ｔｅｒｍ　）として周囲圧力を含むものよ
り確実に小さくなる。

ポンプピストン４２の正面又は圧力側に第一ボンプ！１
６０があり、ポンプピストン４２の後側に第二ポンプ室
６１がある。送入逆止弁６２．６３は低圧Ｐ１の流体を
送入液圧流体ライン４０から図示の流れ方向に供給する
。送入液圧流体ライン４０に連結した低圧アキュムレー
タ６４く液圧ポンプ部分８への供給のための送入液圧流
体を貯え、その間送入流体の圧力脈動を最小にする。送
出逆止弁６５，６６は室６０．６１で送出液圧流体ライ
ン４１と高圧アキュムレータ５８に連結される。

８個の選択的に作動する制御弁６７〜６９は液圧ボング
部分８の作動を制御する念めに使う。弁６７〜６９は電
気液圧的に又は機械的に作動され、大きな通路を与え、
この通路を通って流体が流れ、これにより流れを開閉す
べく急速作動を行なわせ、そして圧力損失を避けるよう
Ｋなる。好適な弁はボール型インライン（１ｎ−１ｉｎ
ｅ　）方式の弁である。

慣例の圧力制御弁７０は図示の流体流れラインに連結さ
れて、超過量を除去し、マ九別法として、必要に応じて
流体圧力を変えるようＫなす。

液圧ポンプ部分８に於て、汲込は好適には全動力行程中
に行ない、圧縮エネルギーは好適には全圧縮行程中に与
えられる。主汲込素子はポンプピストン４２であり、こ
れは最少数の図示したシールをもつ。液圧ポンプ部分８
の最も有効４作動モードでは、高圧液圧流体は動力行程
で汲出され、圧縮行程で引込まれ、これらは図示した逆
止弁装置の作用により行なわれる。逆止弁の閉鎖は好適
には、ピストン速度が均等にゼロにまで減少する行程の
終端でのみ起る。この結果、この弁はある本来の流量減
少特性をもち、ピストン運動が止まつ念とき、弁が直ち
に弁座に着座して、ピストン運動が逆転し次ときに逆流
漏れを起す傾向を除去する。また出力及び入力流量が前
記両性１１を通じて連続し、行程中に個別のレベルにエ
ネルギーを変える交替技術に関しては不連続性をもたな
い。

全行程の汲込は筐た逆止弁といろいろな流路を通るピー
ク液圧流量を減少し、液圧損失を減少させる。

ＦＰＫＰ　１の各児童作動サイクル中、液圧ポンプ部分
ａａエネルギーを供給して圧縮行程を行なわせ、機関ピ
ストン５．６をお互に向けて進め、燃料と空気を燃焼室
Ｙ内に圧入せしめる。その後燃焼エネルギーは機関ピス
トン５，６を相対的に外方へ駆動し、燃焼室７を動力行
程で膨張させ、この間に流体は液圧ポング部分により汲
込される。

液圧ポンプ部分８は２つの別個の作動モードをもつ。即
ち１つは一次高流量モードで、これは通常使用され、一
層有効な作動モードであ一す、もう１つは二次高圧モー
ドで、これは制御弁６７．６８゜６９の調整に依存する
。

第２に、２Ｂ図に於ては、ＦＰＥＰ　１及び％に一次高
流量モードにある液圧ポング部分δの作動を示している
。前記−次モードでは、制御弁６７は開き、制御弁６８
．６９は閉じる。第２Ａ図に示す圧縮行程中、圧縮アキ
ュムレータ４９内に圧縮ガスの形で貯えられたエネルギ
ーは圧縮流体流れライン４８内の液圧流体を介して与え
られ、ポンプピストン４２の圧縮ピストン部分４６、従
って機関ピストン５を図に於て左方へ駆動し、圧縮呈γ
内を圧縮する。圧縮行程では、液圧流体は第一ポンプ室
６０へ送入逆止弁６２を経て入り、その間少量の流体が
第二ポンプ室６１から開いた制御弁６７を経て出る。続
いて、第ｊｌＢ図に示す動力行程では、高圧流体はポン
プピストン４２により汲込され、第一ボンプ室６０ｔ−
送出逆止弁６５に経て出て行き、そのとき比較的低圧の
流体が開い九制御弁６７を経て第二ボング室６１へ戻る
。

送入液圧流体ライン４０′Ｉｋ経て送られる送入流体は
望ましくは低圧アキュムレータ６４（第１図）により安
定化し九比岬的低圧であり、第一ポンプ室６０から送出
液圧流体ライン４１へ汲込される液圧流体は比軟的高圧
であり、そして外部装置（図示せず）で仕事をするため
に使用したり、高圧アキュムレータ５８ＦＦ３に貯える
ことができる。

第８ム、８Ｂ図に示す二次又は＾圧作動モードでは、制
御弁６７は閉じ、制御弁６８．６９は開く。第８ム図に
示す圧線行程では、高圧流体が第一ポンプ室６０へ−い
た制御弁６９を通って入り、高圧液圧流体Ｆｉまた第二
ポンプ室を送出逆止弁６６と開いた制御弁６８を経て出
る。第一ポンプ室６０内に露出するポンプピストン面積
は第二ポング塞６１内に露出する面積より大きいので、
上記流体流量は圧縮行程中正味エネルギー又は仕事与え
られる圧縮エネルギーを補足する。この点は第２Ａ図に
つき説明したのと同様である。しかし、二次モードでは
、圧縮アキュムレータ４９内の圧力レベルＰｃは好適に
は、損失を最少にするため、かなり減少せしめられ、そ
の後生な圧縮エネルギーが送出液圧流体ライン４１から
与えらる。

その後の動力行程で、圧縮エネルギー（損失は小さい）
がピストン４２の汲込作用で出力システムへ戻される。

詳細には、第８Ｂ図に示す如く、動力行程中送入流体は
第二ポンプ室６１へ送入逆止弁６８を経て入り、高圧流
体は送出液圧流体ライン４１、外部負荷（図示せず）及
び高圧アキュムレータ６８へ、第一ポンプ室ａ　ｏｏ容
１１に！　り定１つた量で、送られる。従って、二次モ
ードで作動するＦＰＫＰ　ｌ内の燃焼エネルギーで生ず
る正味の有効仕事量は第一ポンプ室６０からの正味の汲
込された高圧流体に関係する。

−次と二次の作動モードは、例えば両作動モードに対す
る動力の入力レベルが等しいと仮定して、比較すること
ができ、そのためには正味の液圧出力仕事は、損失を無
視して両モードに対１．て等しくなければならない。各
モードにおける出力仕事は圧力と流量の積に比例し、入
力仕事は出力仕事に等しい。それ故、もし第一ポンプ室
６０の容積が第二ポンプ室６１の容積の２倍であれば、
二次作動モードの可能出力圧力は一次作動モードの可能
圧力の２倍になる。

ＦＰＥＰ　ｌｉ始動するため、ポンプ半部８Ｒに係るリ
セット機１１７５　ｉ；ｔ　、他方のポンプ半部８Ｌも
ま良問１のリセット機構又は図示のものへの連結部をも
っているが、機関ピストン５，６及びポンプピストン４
ｚを例えば第４図に示す如く外方へ位置させるために作
動される。このように外方へ位置させることは、第一ポ
ンプ室６０内の流体を送入圧力レベルＰ１へ、液圧流体
ライン７６、選択的に調節自在のリセットスフ゛−ル弁
７８の室７７及び流体ライン連結部７９を通る連結によ
り、開通せしめることにより行なわれる。前記流体ライ
ン連結部７９は例えば低圧アキュムレータ６４に連結し
ている。同時に、第二ポンプ室６１内の流体圧力は高圧
流体を外部供給源（図示せず）から流体ライン連結部８
０、リセットスプール弁７８の室８１、リセット作動器
８２、逆止弁８８及び液圧流体ライン８４を経て供給す
ることにより上昇せしめられ、かくして適切な圧力を供
給してピストンを外方へ圧縮アキュムレータ４９の力に
抗して与える。

リセットスプール弁７８と、リセット機構７５のリセッ
ト作動器８２をＦＰＫＰ　１を始動する丸めに使用する
之め、入力Ｐ１、出力ＰＯ％及び圧縮アキュムレータＰ
Ｃ圧力レベルは先ず普通の手段で設定［、なければなら
ない。好適実施例かつ最良のモードでは、ＦＰＥＰＩは
例えば２０００　ｐｌｉｉ（約１４０．６１４　＃Ｉ／
。８）かそれ以上の最小作動圧力レベルで始動するよう
に設計される。始動用の最小圧力レベルが設定された後
、圧縮ピストン４６の表面種に作用する圧縮アキュムレ
ータ及ヒスべての摩擦力に打勝つのに十分の大きさの力
レベルが機関とポンプピストンを第４図に示す位置へ動
かすのに必要であり、この位置は圧縮行程の開始準備の
できた位置である。更に、常温始動条件に対して比較的
高レベルの圧縮エネルギーを発生するためには、比較的
高レベルの圧縮アキュムレータ圧力ｐｃが望ま【７い。

リセット作動器８２はピストンを所望の如くリセットす
るために必要な力レベルを提供する。

リセット作動器８ｇは一層の液圧増圧器であり、これは
段付きシリンダ９１内を動く作動ピストン９０を含み、
このピストンのもつ比較的大きな表面積９２は流体室９
８内に露出し、比較的小さい表面積９４は流体室９５内
に露出する。ばね９６は通常、作動ピストン９０を段付
きシリンダ９１内で右方位置（図示せず）へ、不使用時
に、偏倚させる。作動ピストン９０と逆止弁９８を通る
流体流れ通路９７は流体室９３．９Ｓの単方向流体流れ
の接続部を提供する。リセット作動器８２の大きさは、
第二ボ／プ室６１の全押しのけ可能容積が流体室９５の
全押しのけ可能容積より幾分小さいようなものとする。

更に、作動ピストン９０の大表面積９２はある量だけ小
表面積９４より大きく、前記量はばね９６の負荷、摩擦
力、第二ポンプＷ１６１内の圧力に因る力に打勝ってポ
ンプピストン４２を第４図に示す位置に、圧縮力即ちＰ
ｃと圧縮ピストン４６の面積との積に抗してリセットす
るのに十分な量とする。

リセットをするとき、リセット弁７８は第４図の位置に
置かれる。次いで第一ボ／グ＠ａＯは低圧Ｐｉに開かれ
、リセット作動器８２は高圧Ｐｏ　を供給される。作動
ピストン９ｏは第４図に示す左側位置に進められ、流体
を流体室９５がら第二ポンプ室６１に押入し、ポンプピ
ストン４２と機関ピストン５を第４図の右側位置に進め
る。ポンプピストン４２が完全にリセット〔７たとき、
これは第１８図にりＩＩ後述する位置感知ａＫより感知
することができるが、リセット弁）８のスプールはその
シリンダ内で右方へ移動して、第一ポンプ室６０との連
絡を断ち、リセット作動器の流体室９８を低圧Ｐ１へ開
かせる。流体流動通路９７と逆止弁９８は次いでばね９
６が作動ピストン９゜を最右方位置へ移動させるように
なす一方、流体室９５は流体を再充填され、逆止弁８８
ｔｆｉポンプを室９５から隔離する。

第４図に示すリセット位置で、ＦＰＫＦｌ−はサイクル
開始の準備ができている。更に、数個の制御弁６７〜６
９の図示の位置及び設定は、ＦＰＥＰＩが間欠的に作動
するとき、サイクルの間の１保持”状態にある。

次にＦＰＩＣＰ　ｌの作動を始めるために、第４図に示
す状態に対して、制御弁６７は急速に開かれ、このため
第二ポンプ室６１内の高圧を低送入圧力レベルに開き、
このため圧縮アキュムレータ４９からの圧縮エネルギー
が圧縮行程を起して一次モードのサイクル作動を開始さ
せる。

始動中、特に低温の端における始動及び”暖機”の時に
は、実質的に圧縮エネルギーを上昇させることが望まし
い。圧縮エネルギーの増大は最初に液圧アキュムレータ
４９内の圧力Ｐｃｘ％に袋５０内の流体（好適には圧縮
ガス）の圧力Ｐａを予定レベルに上昇させ、その後上記
リセットの順次の作用と作動開始を初期圧縮行程で行な
うことにより達成することができる。更に、友とえ一層
高い始動圧縮を望んでも、制御弁６９社初期圧縮行程中
に開かれ、特に上記の一次及び二次モードで作動するこ
とが望まれるまで、開いた箇゛箇に保走れる。正規の作
動が行なわれておりかつＦＰＥＰ　１が満足な温度とな
った後、圧縮アキュムレータＰｃは幾分減少せしめられ
て、不必要な圧縮エネルギー損失全少なくすることがで
きる。

二次モードでＦＰＥＰ　１の作動を開始したいならば、
上記のリセット作用が最初に行なわれる。

その後、制御弁６７を閉じ丸状態で、圧縮行程を開始さ
せるため、先ず制御弁６８を開き、その後直ちに制御弁
６９は開かれる。従ってＦＰＫＰ　１は第３ム、８Ｂ図
につき上述し九如く、サイクルを成就させるため二次作
動モードで作動する配置にされる。

ＦＰＥＰ　１はそのサイクル回数ｔ−最大値から毎　　
′分当り数サイクルの低い回数にまで変えるように作り
うる。かかるサイクル回数の制御は、１つの動力行程の
終りに正規のサイクル運動を成る休止期間をもって中断
することにより、行なわれる。

各サイクル自体は圧縮及び動力行程の両方向における全
速サイクルである。中断は動力行程の端で起って、中断
が終了するまで、成る休止期間を作り、この中断過程は
、後述する如く、弁操作によりもたらされる。

一次モードにおいては、動力行潰中、制御弁６７．６８
は閉ざされる。それ故、圧扁行程は開始できない。とい
うのは第二ポンプ室６１内に圧力が閉鎖されるからであ
る。従って正規のサイクル回数が中断される。ポング部
分８がこの位置に保持されると、第一ポンプ室６０内の
圧力は低圧に下がる一方、第二ポンプ室６１内の圧力は
力の平衡が得られるまで増大する。次のサイクルを始め
るため、第二ポンプ室６１内の高圧流体は制御弁６７を
開くことにより低圧に対して開放される。

従って、間欠的サイクル作用が制御弁６７を使用して一
次モードで行なわれる。更に、この間欠的サイクル作用
中、送入逆止弁６８は働き、即ち流体を動力行程で通し
、第二ボング室６１へ供給し、それ故制御弁６７は動力
行程中特に速く閉鎖しなくてもよいが、その閉鎖は動力
行程の終り罠は完了しなければならない。

二次作動モードにおけるサイクル速度を減少させ九いな
らば、両制御弁６８．６９は連続的に作動されて開かれ
なければならない。評細には、動力行程中、制御弁６８
．６９は閉ざされ、流体が送入逆止弁６８を経て第二ポ
ンプ室６１を充填し、第一ポンプ室６０から高圧で送出
逆止弁６５を通って出る。圧縮行程運動は第二ポンプ室
６１内に形成される閉鎖圧力により阻止される。次の作
動サイクルを動始するため、制御弁６８が先ず開かれ、
続いて制御弁６９を開いて圧縮行程を開始させる。

＄５ｋ、５Ｂ図を紗照すれば、本発明の加速ブースタと
エネルギー吸収器の特徴が示されている。

加速ブースタ１００は２個の同じ部分１００Ａ。

１００Ｂをもち、これらは第５ム図に作動状庫で示して
いる。加速ブースタ１００Ｂは例えばシリンダ１０２内
を摺動するブーストピストン１０１をもつ。弁１０８が
室１０４を開いて圧力を戻させると、室１０６内のブー
ストピストン１０１の露出表面積に作用する口１０５の
出力圧力はブーストピストンを第５Ａ図に示す左方位置
へ動かす。

動力行程の端で、機関ピストン５の後側のバンド１１０
がブーストピストン１０１の棒１１１に掛合し、それを
右方へ進め、室１０６から高圧流体を口１０５を経て流
出せしめる。室１０６内に腹出したブーストピストン１
０１の表面積は機関部分２の後側室８１内に露出した棒
１１１の表面積より大きいので、機関ピストン５は、加
速ブースタ１００を作動しないときよりも速くゼロに減
速する。室１０６内の圧力と面積１０７の積、即ち出力
圧力ｐｏはかかる減速を促進しようとする力となる。同
じ圧力の力は後続の圧縮行程の開始中に急速な加速を与
える。この結果、動力と圧縮行程の両者と期間の積は小
さくなり、得られるサイクル及び給送速度は増大する。

加速ブースタ１００を作動させるため、弁１０８が室１
０４を出力圧力Ｐｏに対して開かせ、ブーストピストン
１０１をシリンダ１０２内で右方へ、エネルギー吸収ピ
ストン１１２に掛合する１で押圧する。室１０４内に無
出し九ブーストピストン１０１の面積は室１０６内に露
出した面積１０７より僅かく大きい。このためブースト
ピストンは例えば第５Ｂ図に示す位置へ適切に後退する
力を与えるが、強力な吸収ピストンばね１１８を圧縮す
ることはしない。

第５Ｂ図には、第５Ａ図の加速ブースタ１００の部分１
００Ｂの１つがエネルギー吸収器１１４と共に示され、
この吸収器は吸収ピストン１１２とばね１１８を含んで
いる。吸収器１１４が含む流体密のシリンダ１１５には
ばね１１８が入っており、吸収ピストン１１２が前記シ
リンダ内を摺動する。流体通路１１６と逆止弁１１７は
吸収ピストン１１２内に入っており、シリンダ１１５内
の室１１９と送出口１０５間の流体経路１１８は吸収ピ
ストン１１２によりそれらの間で流体を導く。

燃焼エネルギーが動力行程中に除去される液圧エネルギ
ー量より大きくなる異常な場合には、機関ピストンとポ
ンプピストンを含む数個のピストン素子は底着は力（ｂ
ｏｔｔｏｍｉｎｇ　ｆｏｒｏｅ　）から保護される。前
記底着は力はエネルギー吸収作用を供する各機関ピスト
ン５．６の各加速ブースタ部分に係る個別のエネルギー
吸収器１１４により構造的な損傷を引起す。各エネルギ
ー吸収器１１４は強力液体ばねを含み、ピストンを減速
させ、過剰のエネルギーを吸収する。吸収ピストン１１
２は夫々のシリンダ１１５に密嵌している。逆止弁１１
７と流体通路１１６はすべての空気を液体ばね室１１９
から確実に除去する。流体経路１１８は吸収ピストン１
ｌｌａの後退が始まった直後にこのピストンにより閉ざ
されるオリフィス１２０を含む。従ってもし機関ピスト
ン５が動力行程でブーストピストン１０１の棒１１１Ｋ
ｍ触すれば、抵抗力となる高速液体はね力が生じてピス
トン運動を止める。かかるエネルギー吸収作用に使用で
きる動程は第５Ｂ図に示す距離Ｘ２である。かかる動程
及びエネルギー吸収はまた、加速ブースタ１００を作動
したときく加速ブーストピストン１０１が距ｌｌｌ１ｌ
ＩＸ０を移動した後に、１使用しうる。

複数のＩＰＰＥＰ　１が出力を増すためにまた作用の融
通性を付加するために組合せられ−うる。所望に応じて
組合せたグループのうちの唯１つのＦｐｇｐのみを例え
ば要求液圧が小さいときに作動させてもよく、又はすべ
てのＦＰＥＰ−ｆ作動させることもできる。

第６図を参照すれば、−グループの、ここでは一対のｙ
ｐＥｐシステム１δ０がＦ　Ｐ　Ｋ　Ｐ　ｌａ’とＦ　
Ｐ　Ｅ　Ｐ　ｉｂ’を含み、その各々は前述のＦＰＥＰ
］と実質的に同じ形と作用をもつ。第６図中のプライム
符号を付した数字社第１図の同じ数字で示したものと同
じ又は類似の珍と作用をもつ部分を示す。

本発明により一対のＦＰＥＰｔ設けるとき、幾つかの特
別のボン′７′素子と作用を組合せて汲込効率を改善し
、かつピストン運動グに通常発生する圧力脈動を減少き
せる。第６図に示すシステムでは、高圧及び低圧アキュ
ムレータ５８’、６４’は流量損失と必要スペースを減
少させる働きをする。

この結果、単一のｙｐｘｐ以上の出力効率の正味利得が
ある。ＦＰＩＣＰ　ｌａ’　、　１ｂ’は夫々の中心線
１８１ａ　、　１８　ｌｂのまわりに配置され、これら
は１列配置であり、簡明のため、ライ／１ａｌｂは第６
図の上と下に示しており、ポンプピストンと、液圧ポン
プ部分８ｂ′の室は図示の如く分けられている。ＦＰＫ
Ｐ１ａ’、ｌｂ’は並んで配置した２個のポンプ間で相
互作用する素子、弁及び口をもつ。これらのＦＰＥＰは
好適には第１８図につき後述する電子制御システムによ
り交互にサイクル作用をするようＫな、される。

システム１８０においては、流動は第二ポンプ室６１ａ
’　、　（ｌ　ｌｂ’を相互連結する制御弁６７ａ’。

６７ｂ′を経て隣接ボンダに直接送られ、流体が、無視
しうる圧力損失で、かかる第二ボンダ室間を自由に通れ
るようになす。更に、制御弁６７ａ’。

６７ｂ’ｉｊ、独立に作用するとき、ＦＰＥＰ１ａ’。

ｌｂ’を隔離させるため及び−次と二次の作動モード間
の転換を行なうために作用する。

第６図に示す一次作動モードにおいては、送入及び送出
流量は、もし動力行程時間が圧縮行程時間に近似すれば
、実質的に連続する。勿論、流れは前記行程の終りに瞬
間的に止まり、そのときにアキュムレータ５８’、６４
’は要・求流量を供給する。図示の如く、システム１３
０は一次モードの作動のためにセットされ九制御弁をも
つ。作動は、前述の如く休止期間をもつ間欠的サイクル
作用に関する限り、始動、及びお互に位相を外して作動
する両ＦＰＩＣＰ１ａ’、１ｂ’を用いるが又は一度に
それらのうちの１つのみを用いるシステム１８０の一般
的作ｌｔｈは前述のものと実質的に同じであ抄、所望に
応じて前記の加速ブーストとエネルギー吸収手段をシス
テム１８０に備えることができる。

更に、システム１８０は二次モードで前述の手法で、例
えば制御弁６ｓａ’　、６８ｂ’　、６９ａ’　。

６９ｂ’ｌ開き、制御弁６７ａ’　、　６７ｂ’を閉じ
ることにより作動させることができる。

例えばＦＰＥＰｌａ’のみを作動させるため、その関Ｆ
ＰＫＰ１ｂ’は不作動化されているが、制御弁６７ｂ′
は閉ざされると共に、制御弁６７ａ′は例えば−次モー
ドで作動できるように開いたままであり、又はＦ　Ｐ　
Ｅ　Ｐ　１ｍ）’が前述の如く二次モードで作動せしめ
られる。

シリンダ空気圧縮条件はディーゼル機関の設計に係わる
人々は周知である。シリンダ装入空気を圧縮する主目的
はその圧力と温度を、ディーゼル燃料を噴射したときに
それに点火させるのに適したレベルに増大させることに
ある。この条件はシリンダと空気の初期温度、装入空気
の圧力レベルの如き状態に依存して変る。

自由ピストン機関及びその他のディーゼル機関において
は、圧縮されたときのシリンダ内の装入空気の最終状態
は送入口閉鎖時点の初期シリンダ容積を最終シリンダ容
積で割った値に直接関係する。これは機関の圧縮比と称
され、一般にロ′−タリーエンジン設計では一定であり
、又は若干の特別の用途では機械的手段により又はピス
トン自体の限定慣れ九液圧制御手段により変化しうる。

現般にはシリンダのピーク圧力を限定して構造上の故障
を避ける如き特別の目的で又は実験目的で設計されてき
た。

対向ピストン型自由ピストン機関ボング１はこの領域に
独特の可能性と融通性をもつ。それらは、圧縮比及びこ
れに関連する圧力及び温度状ｌ１Ｍをシリンダ内に設定
するために圧縮を行なうエネルギー量を完全に制御し、
かくして該システムの全効率を最適にし、圧縮損失を最
小にし、シリンダ内の作動圧力特性を制御し、また圧縮
行程におけるピストンの速度及び加速［％性を設定しか
つサイクル速度の可変性を与える圧縮エネルギーを与え
る速度を制御する。

代表的なディーゼル機関シリンダ特性とそれらの圧縮比
に対する関係を＠７〜９図に示す。これらは圧縮エネル
ギー条件を定め、ＦＰＫＰの融通性を示す基礎情報とし
て示す。第７図は代表的ディーゼルシリンダの常温始動
の九めの圧縮比とシリンダガス温度間の関係を示し、図
中、ムは常温始動温度、Ｂは代表的テイーゼルサイクル
、ＣはＦＰＥＰの常温始動可能範囲を示す。対向ピスト
ンＦＰＫＰＩは２０〜８０又はそれ以上の範四内の均等
な常温始動圧縮比を得るために設計される。

代表的ディーゼルシリンダの理想熱効率関係は第８図に
示す。効率の改善割合は実質的に８又は１０の比が得ら
れ７ｔｖｋに下落することが分かる。

第９図は期待できる特性ピークシリンダ燃焼圧力対各種
ブレーキ手段有効圧力用圧縮比の線図を示し、図中Ａは
ＦＰＥＰ動作の代表的ラインを示す。代表的ＦＰＥＰ作
動ラインが示されている。

特性ＢＭＥＰラインは、圧縮比がシリンダピーク圧力レ
ベルに大きな影響を与えることをはっきり示す。本発明
の圧縮エネルギ手段の対向ピストンＦＰＥＰＩは設計限
界内にピーク圧力レベルを制御すると共に、高熱効率を
維持する。極めて高いピークシリンダ圧力はＦＰ］ｉ：
Ｐ　１により容易に支持することができる。圧縮室は高
圧の包含に適した構造をもつ。ピストン力は液圧力とピ
ストン素子の加速に直接移転する。ピストンに加わる高
加速力に抵抗するためのクランクアーム又はその他のリ
ンク仕掛は存在しない。

第１０図は所要の圧縮エネルギ一対各種のシリンダ装入
空気圧力の代表的ＦＰＫＰの線図を示し、図中ムＦｉ、
ＦＰＥＰの代表的作動ライン゛、ＢはＦＰＥＰの常温始
動可能範囲を示す。

圧縮エネルギーは圧縮アキュムレータ４９（第１図）内
に圧縮ガスとして貯える。圧縮に利用できるエネルギー
量は次式によりはソ決定される：但し、Ｐ冨アキュムレ
ータガス圧 ■＝アキュムレータガス容積 ｎ＝当量ガス定数 下側に記した文字は、圧縮行程の開始時の初期状］Ｉ！
（１）と、圧縮行程の終了時の最終状１１ｍ（２）を示
す。

作動ラインは第１０Ｑに付加されており、最良の全効率
に対する代表的最適制御状態を示す。このラインは特殊
な機関用途のために得られる実際の試験結果により定め
られる。第１°０図はまた設計の常温始動可能範囲を示
す。

圧縮に利用できかつ圧縮アキュムレータ内に貯釆られる
エネルギーは第１１図に示し、図中Ａは高エネルギー範
囲、Ｂは代表的作動範囲及び始動、０は低エネルギー範
囲を示す。図示し九特性は。

８０　ｉｎ’　（約４９１．６１（：１７１”　’）の
アキュムレータ装入ガス容積と、１０００　ｐｓｉ　（
約７０．８１　ｋｇ／ｃｌｒＬ’Ａ　）の前輪人（ｐｒ
ｅ−ｃｈａｒｇｅ　）圧力に基づいている。図示の例で
は、作動押退は容積には５１ｎ（約８１．９４））が選
択され九。

第１図に示す圧力制御弁、７０は圧縮アキュムレータの
公称圧゛力レベルを設定する。このレベルは作動中に変
化させて、予定性能要件が得られるようになされる。圧
力制御弁７０は後述する如く篭手マイクロ１０セッサ制
御センターからその情報傘受ける。圧縮アキュムレータ
４９内の圧力レベルを上下することにより、圧縮エネル
ギーは例えは第１１図に示す如く８乃至１又はそれ以上
変えられる。これははｙ２乃至１だけ変化する第１０図
に示す作動要件を十分にカバーする。二次作動モードで
は、若干の圧縮用エネルギーが前述の如く出力圧力アキ
ュムレータ５８により供給される。

それ故圧縮アキュムレータ４９が必要とするエネルギー
量は第１１図に示される低エネルギー範囲に向けて減少
する。

＄１２図はピストン質量（４１１，４６，５）に加わる
圧力が行程及びエネルギーレベルに応じて変化する状態
を示し、図中Ａは高エネルギー特性、Ｂは圧縮行程の開
始、０は低エネルギー特性を示す。正味エネルギーレベ
ルが圧縮アキュムレータ４９の作動圧力を増すことによ
り上昇するにつれて、圧縮行程の開始時の初期力は最終
の力レベルに対してかなり増す。この特性変化＝、ピス
トン質量の初期加速が実質的に増大するという有利な結
果をもたらす。これにより、圧縮行程時間及びその結来
生ずるサイクル速度を“速くする″丸めの有効な加速制
御手段が提供される。

第１８図には、主制御回路１５００基本素子がＦＰＥＰ
　１に関して示されている。マイクロプロセッサ電子制
御センター１５４への主入力のみがＦＰＫＰ作動を制御
する出力と共に示されている。

電子制御装置１５４への他の入力も二次的に重要である
。普通これらの入力は出力信号に対して優先度の低い影
譬を与え°るに過ぎないと考えられている。この二次内
入゛力は吸気及び排気マニホルド温度、排気圧力、その
他の油圧や温度の如き情報及び故障検出センサーの情報
を含む。

主制御ループ社次゛の如く作用する。主制御ループはＦ
ＰＫＰ　ｌの各サイクル作動を調整する手段を提供し、
設計範囲内のすべての液圧圧力と流量の必要量に対する
最適の性能可能性と一定の作動を実現せしめる。ＦＰＥ
Ｐの送出は１００対ｌ又はそれ以上のターンダウン（ｔ
ｕｒｎ４ｏｗｎ　）比をもつサイクル速度可変性を含む
有効な方法で制御することができる。Ｉ！［燃焼過程に
必要な圧縮エネルギーとその結果生じる圧縮比は８気圧
又はそれ以上の送入空気過給圧力レベルを含むすべての
動力出力レベルにわたって最有効、な作動可能性を得る
ように制御することがで豊る。制御ループは機関ポンプ
素子を始動のために急速く位置決めする手段と、ポンプ
の二重製送特性を制御して一次高流量低圧作動モードと
二次低流量高圧作動モード間の円滑な移転を行なわせる
方法を提供する。主制御ループを用いれば、圧縮エネル
ギーは圧縮行程の最初の部分で実質的に増大してサイク
ル速度？加速し７かつＦＰＫＰ　１の可能な汲込速［を
増大させることができる。更に、ｙｐｍｐモジュールサ
イクル速度は隣接したＦＰＥＰモジュールサイクル速度
と一致させて、連続液圧入力及び出力流量を生ぜしめる
ことができる。

サイクルを最適化するため、対向ピストンＦＰＥＰ　１
はエネルギー出力過程を最適化するために必要とされる
ことであるが、下死位置（圧縮行程の始点）を変える融
通性をもつ。第１４図は、全動作を最適化するとき種々
の動力レベルとサイクル速度に対して行程の正規の下死
位置付近に成る制御範囲が存在することを示す。吸気及
び排気口区域１．送入空気圧力レベル及び出力レベルの
如き燃焼ガスディーゼルサイクルを形成するファクター
の相互関係は冥際の試験データにより決められかつ電子
マイクロプロセッサ制御装置１５４の論理回路に１０グ
ラムされたように下孔位置を変えることにより最適化す
ることができる。

第１３図を参照すれば、ピストン位置、送入空気装入圧
力及び出力圧力レベルは電子制御装置１５４への主機関
センサー人力１５１〜１５８である。これらのシステム
パラメータに対する予定の手Ｊ［Ｋ基づいて、噴射器燃
料送出制御装置１５５の作用祉所望に応じて変化させて
所望の作動行程長さを設定する。

動力伝達制御のため、ＦＰＥＰＩからの液圧出力は入力
指令装置装［１５７と、出力圧力センサ−１５８により
感知した減衰情報の出力圧力レベルの程度により調整さ
れる。圧力がこのレベル以下に下がるにつれて、ＦＰＥ
ＰＩは必要に応じてそのレベルを回復すべくサイクル作
用を起す。電子制御装置１５４はサイクル速度、燃料送
出設定、圧力レベルの減衰速度に基づく要求を満たすの
に必要な装入空気圧力を燃料送出設定装［１５５と燃料
噴射器１０．所望の過給及びポンプ制御弁１６０（第１
．４．５Ａ図の弁６７〜６９．〕８゜１０８等）を制御
することにより決定する。

圧縮エネルギーレベルは、圧縮アキーユムレータ４９の
圧力レベルを最適圧縮のために調節するために電子制御
装置１５４に貯えられたプログラム情報に基づいて制御
することができる。センサー６１は圧縮アキュムレータ
圧力を感知し、これは電子制御装置１５４により入力指
令装置１５７、送入空気圧センサー１５２及び出力圧力
センサ−１５８から受けた情報と相関せしめられて、圧
力−制御弁１６２を作動させるようになす。この弁は特
定の作動モードに要求されるように圧力レベルを上昇又
は下降させる。

始動のために、電子制御装置１５４の論理回路はＦＰＥ
Ｐ　１が操作員入力１５７、出力１５δ、圧縮１６１ア
キユムレータ圧力、送入空気圧力１５２及びピストン位
置センサー１５１を含む情報に基づいて始動されるべき
であるかどうかを決定する。もし条件を満足すれば、Ｆ
ＰＥＰピストン５，６はリセットされ、リセット弁７８
は閉ざされ、始動サイクルが始まる。

モード選択は、液圧圧力／流量負荷要件に依存して外部
操作員人力１５７によるか又はセンサー１５！、１Ｂ８
，１６１を介して自動電子制御装置によって行なうこと
ができる。モードの変更が必要なとき、出力５ｇ及び圧
１１４９アキュムレータ圧力が感知され、燃焼室７への
送入空気装入圧力が胱取られなけれにならない。必要な
調節が例えば電子制御装置１５４により制御弁６７〜６
９を切替える前になされる。この電子制御装置はまた好
適には圧縮アキュムレータ４９の圧力を調節し、燃料噴
射器１０を適切に制御して、作動モードの変更を行なわ
せる。

液圧システムの要求に応じて、加速ブースタ１００１に
作動させて流量を更に−多くすることができる。このこ
とは、もし流量が要求を支えることができなけれは、電
子制御装置１５４により自動的に行なわれる。従って、
入力指令１５７、センサー１５８からの出力圧力と減衰
速度、センサー１６１−ニーらの圧縮アキュムレータ４
９の圧力は電子制御装置１５４により監視され、この電
子１１制御装置はポンプブースト制御弁ｌＯδ、燃料送
出制御装置１５５及び圧縮アキュムレータ圧力制御装置
１６２の適切な作動を行なわせる。

ある設備内にある２つ又は８つ以上のＦＰ罵Ｐモジュー
ル１は１つのモジュールでピスト／行程長さを、基準と
しての今１つのモジュールと比較して僅かに変えること
により同期化させることができる。燃料送出量１５５を
僅かに変えることによりピストン行程長さ１５１を所望
に応じて増減して、モジュールのサイクル速度を変化さ
せる。

以上の説明から、ＦＰＩＣＰＩは融通性があり、単独で
使用した場合、又は他のＦＰＫＰと組合せて使用した場
合にも前述の如き種々の特徴を示し、液圧流体の汲込金
して例えば種々の目的の仕事をすることが認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＦＰＥＰを示す動因、第２五図と第２
８図は夫々−次高流量モードでの圧縮行程と動力行程の
作動を示す第１図のＦＰＥＰの部分図、 第８ム崗と第８３図は二次間圧モードでの圧縮行程と動
カニ程の作動を夫々示す第１図のＦＰＥＰの部分図、 第４図はリセット弁及び作動器と組合わせた第１図のＦ
ＰＩＦの部分図、 第５ム図と第５Ｂ図は夫々加速ブースト及びエネルギー
吸収器の特徴を示す第１ＱのＦＰＥＰの部分図、 第６図は一次−〜−−ドで作動するように接触配置させ
た一対のＦＰＫＰの部分図で、二次モードで作動するよ
うに適轟な弁調節により調節自在にした構成をも示すも
の、 第７図乃至第１２図は夫々ディーゼル機関の特性を示す
線図、 第１８図は本発明によるＦＰＫＰを示す線図で、本発明
の電子モニター・制御システムのブロック図を示すもの
、 第１４図は第１８図のｙｐｇｐと電子システムの作用範
囲を示す線図である。 １・・・ＦＰＥＰ、２・・機関部分、８・・・液圧ポン
プ部分、５，６・・・機関ピストン、フ・・・燃焼室、
１０・・・燃料噴射器、１１・・・吸気口、１２・・・
排気口、１６・・・同期装置、２６・・圧縮器、δ５・
・・排気タービン、４２・・・ポングピストン、４１・
・・圧縮ピストン、４９・圧縮アキュムレータ、５０・
・・袋、６７．６８．６９・・制御弁、８３・・・リセ
ット作動器、９０・・・作動ピストン、１００・・・加
速ブースタ、１０１・・ブーストピストン、１１２・・
・エネルギー吸収ピストン、１１４・・吸収器、１１９
・・・液圧ばね室、１８０・・・ＦＰＥＰシステム、１
５４・・・電子制御装置、１５６・・・燃料送出制御装
置、１５７・・・指令制御装置、１６０・・・ポング制
御弁。 」＝「？ 圧＃ｒこ 圧Ｍ！に 圧舊昆 Ｊ＝「Ｊｏ ｊ臣ｒソＪ ヘッド鳥、ｌ　　　　　２　　　　３　　　　４　　　
　　′　　　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　直線の軸線をもつ機関シリンダと、前記機関シリン
   ター内で前記＝　ｍ　ｖｃ沿って圧縮付根中お互に近づ
   くようにかつ動力行程中お互に離れるように動く一対の
   機関ピストンと金含む自由ピストン機関と；流体全汲込
   するため各機関ピストンに組合わせた個別のポンプ手段
   とを備え、各ポンプ手段は前記機関シリンタに軸線方向
   で整列したボングアリンダと、各機関ピストンにこれと
   共に動くように連結さｔ［かつ＝ｉｔ　記ポンプシリン
   ダ内に第一と第二のポンプ室を形成するポンプピストン
   と、前記ポンプ室に出入りする流体の流れを制御する弁
   手段とを含むことを特徴とするインライン方式対向ピス
   トン型目出ピストン機関ボンフシステム、 Ｌ　特ｆ＋祠水の範囲１配戦の自由ピストン機関ポング
   システムに於て、前記弁手段は、比較的低圧の流体の送
   入流れを前記第一ポンプ室　−へ入れる第一逆止弁手段
   と、比較的高圧の流体の送出流れを前記第一ポンプ室か
   ら出すための第二逆止弁手段と、前記第二逆止弁手段を
   選択的にバイパスさせるためにこの第二逆止弁手段と流
   体的に並列に配置し次第−選択作動弁手段と、夫々比較
   的低圧の流体の送入流れ全前記第二室に入れそして比較
   的間圧の流体の送出流れを削Ｂ己第二ポンプ室から出す
   ための第三と第四の逆止弁手段と、前記第三逆止弁手段
   を選択的にバイパスさせるためにこの第三逆止弁手段と
   流体的に並列に配置した第二選択作動弁手段と、前記第
   一逆止弁手段金逼る流体流れを選択的に制御する友めに
   この第四逆止弁手段と流体的に直列に配置した第三選択
   作動弁手段とを備えたことを特徴とする目出ピストン機
   関ポンプシステム。 ＆　特許請求の範囲８記載の自白ピストン機関ボンフ゛
   システムに於て、前記弁手段は前記逆止弁手段とポンプ
   室に対し７て流体的に連結されていて前記ポンプを尚圧
   モードと高波蓋モードで選択的に作動できるようになし
   ており、またＰｒＩＪ記ポンプに比較的低圧の入力流体
   を連結するための送入流体流れ手段を備え、前記送入流
   体流れ手段はかかる入力流体を前記第一逆止弁手段へ、
   また並列連結した第三逆止弁手段と第二選択性勘弁手段
   へ供するために連結されており、また比較的間圧の流体
   出口に前記並列連結した第二逆止弁手段と、第−選択的
   外勘弁手段と、Ｆ５ｉＪ紀直列連結しｆｃ第四逆止弁手
   段と第三選択的作動弁手段を連結するための送出流体流
   れ手段を備えたことを特徴とする自由ピストン機関ポン
   プシステム。 うちの少なくとも１つのキ洩少なくとも１つのパラメー
   タを監視するセンサ一手段と、前８ピ機関手段とポンプ
   手段のうちの少なくとも１つの手段を制御するために前
   記センサ一手段に応動する電子制御手段を備えたことｆ
   ｑ＃徴とする自由ピストン機関ポンプシステム。 ５、　％許請求の範囲４記載の自由ピストン機関ポンプ
   システムに於て、圧縮行程で前記機関ピストン手段の初
   期加速を増すために選択的に作動可能の加速ブースト手
   段を備え、この７”ス）手段の有するブーストピストン
   手段は前記機関ピストン手段に掛合して動力行程中及び
   圧縮行程の初めの間に一方向に動がされ、前記仕事を前
   記機関ピストン手段に供給１／、このピストン手段を動
   かして圧縮を起し、これにより圧縮行程を加速させるよ
   うに作用し、また流体制御中段を備え、この流体制御中
   段は前記ブーストピストン手段を作動位置へ勤かして、
   かかる増大し之加速を生ぜしめるように、またＭ’＋ｆ
   記ブーストピストン手段が通常前記機関ピストン手段に
   掛合しない不作動位置へ動かすように選択的に作用する
   ことを％徴とする自由ピストン機関ポンプシステム。 ＋ＬＩ＃許請求の範囲ｌ記載の自由ピストン機関ポンプ
   システムに於て、前記機関ピストンの同期運動を維持す
   るための同期手段を備え、この同期手段は普通はそれら
   の間で実質的な力を伝達せず、このために機関の相対的
   質量中心を平衡状態に保つようになしていることを特徴
   とする自由ピストン機関ポンプシステム。 ′１．　　％許請求の範囲６記載の自由ピストン機関ポ
   ンプシステムに於て、前記同期手段はラック・ビニオン
   オン組立体を含むことを特徴とする自白ピストン機関ポ
   ンプシステム。 ＩＬ　　％許請求の範囲ｌ記載の自由ピストン機関ポン
   プシステムに於て、第一自由ピストン機関ポンプに並列
   に連結された送入及び送出流体流れラインをもつもう１
   つの自由ピストン機関ポンプを含み、前記もう１つの自
   由ピストン機関ポンプは直線の軸線をもつ機関シリ゛　
   ンダと、前記機関シリンダ内を前記軸線に沿って圧縮行
   程中お互に近づくように動力行程中お互に離れるように
   動きうる２つの機関ピストンと、流体汲込のために各機
   関ピストンに組合わされた個別のポンプ手段と、前記自
   由ピストン機関ポンプの作動を制御する丸めの制御手段
   を備えたことを特徴とする自由ピストン機関ポンプシス
   テム。 ９、　％許縛求の範囲１記載の自由ピストン機関ポンプ
   システムに於て、圧縮アキュムレータを備え、このアキ
   ュムレータは、比較的剛性のハウジングと、第一流体を
   前記ハウジングに出（〜入れするように連結する流体連
   結手段と、実質的に流体密の容器を形成する前記ハウジ
   ング内の変形可能部材と、動力行程中に前記第−流体に
   より前記容器に加えられる圧力に応動してエネルギーを
   貯えるために圧縮することができかつ圧縮性Ｓを行なう
   ために前記容器を！＃脹させてエネルギーを前記第一流
   体に与える念めに膨張することができる前記容器内の媒
   体を含むことを％像とする自由ピストン機関ポンプシス
   テム。 １へ　　％許請求の範囲１記載の自由ピストン機関ポン
   プシステムに於て、前記機関シリンダから燃焼排気生成
   物を排出するため１つの機関ピストンの通常予期される
   最大押退は量により開かれるべく動力行程中前記押退は
   量に対して備えかつ前記機関シリンダの一端近くでこの
   シリンダにある排気口手段と、前記機関シリンダ内での
   燃焼用の空気を供給するため他方の機関ピストンにより
   開かれるべく動力行程中に前記他方の機関ピストンの通
   常予期される最大押退は量に対して備えかつ前記機関シ
   リンダの反対側の熾近くにある空気送入口手段を有し、
   前記口手段が前記機関シリンダ内で単一方向の掃気を可
   能ならしめることを特徴とする自白ピストン機関ポンプ
   システム０