JPS5847123A - 内燃機関 - 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】 本発明は往復動式内燃機関の性能改善に関する。

従来の大型２サイクル低速機関の構造を第１図に示す。

図において２機関本体は台板ｌ、架構２゜シリンダジャ
ケット・３からできており、シリンダジャケット３にシ
リンダライナ４が挿入され、同シリンダライナ４はシリ
ンダカバー５のカバー？ルト６によってシリンダジャケ
ット３に固定されている。

シリンダライナ４内にはピストン７があり、クランク軸
８によシコンロッド９．クロスへラド１０゜ピストンロ
ッド１１を経て駆動される。さらに。

シリンダシャケ、ト３．架構２１台板１はタイポル）１
２により締付けられ一体となっている。

ピストン７、シリンダライナ４．シリンダカバー５で構
成される燃焼室１３内の圧力Ｐのクランク角度θに対す
る変化を第２図に示す。

ピストン７の下死点ＢＤＣから上死点ＴＤＣに向かい燃
焼室１３内の作動ガスは圧縮され、上死点ＴＤＣ付近で
燃焼が起こり急に圧力が上昇して最高圧力Ｐｍａｘとな
る。ピストン７が上死点ＴＤＣをすぎると１作動ガスの
膨張が始まりピストン７に有効出力を与える。

ところで、この燃焼室１３内の作動ガス圧力がピストン
７に作用した力はピストンロッド１１゜クロスへ、ド１
０．コンロッド９を経由してクランク軸８に作用する。

この力はさらに台板１に受けもたれるが、そこからタイ
？ルト１２によシ架構２を通してシリンダジャケット３
に達し、シリンダカバー５に作用した作動ガス圧力とカ
バーがルト６によってバランスする。

従って２作動が７ス圧力が高くなると、即ちＰｍａ　ｘ
が大きくなると２以上述べた各部品に作用する力が大き
くなるため、各部品とも肉厚増あるいは径の拡大を計る
必要が生じる。

現在、燃費低減が最大の課題となっているが。

燃費低減の最も確実な方法は作動ガスの最高圧力Ｐｍａ
Ｘを高めることである。

しかし、最高圧力Ｐｍａ　ｘを高めると前述のように機
関構成の各部品の肉厚増あるいは径の拡大を計ることに
なり２重量が増加し価格の上昇を招く。

このため、従来の構造では容易に燃費低減を計ることが
できないＯ 本発明の目的は上記の点に着目し、従来機関の主要部品
寸法重量のままで２作動ガスの最高圧力ＰｍａＸを高め
、燃費低減ができると共に、最高圧力ＰｍａＸを高めて
も主要部品に作用する力が増大しない構造の往復動式内
燃機関を提供することであり。

その特徴とするところは、ピストンとクロスヘッドとの
間のピストンロッドに同軸に形成された補助ピストン、
シリンダライナに結合され上記補助ピストンが摺動する
補助シリンダ、同補助シリンダの上記クロスヘッド側に
設けられた端面板と上記補助ピストン及び補助シリンダ
とで区画された圧力室、同圧力室に連結され燃焼室の作
動ガス圧力と反対方向の一定圧力を上記補助ピストンを
介して上記ピストンに付勢する蓄圧器を備えたことであ
る。

本発明は内燃機関、往復動圧縮機に適用できる。

以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
。

第３図は本発明による１実施例の内燃機関の要部を示す
断面図である。

図において、符号３より７まで及び１０より１３までは
第１図と同一部材を示す。

２５は補助ピストンで、ピストンロッド１１に同軸に設
けられている。

２４は補助シリンダで、ピストンロッド１１と同軸でシ
リンダライナ４の下端に取付けられていて、内部に補助
ピストン２５が摺動可能に嵌挿されている。補助シリン
ダ２４のクロスヘッド１０側には同補助シリンダ２４の
端面を形成する端面板２４ａが設けられている。

２０は圧力室で、端面板２４ａと補助シリンダ２４と補
助ピストン２５とで区画形成されている。

圧力室２０には連絡・ぞイゾ２１を取付け、外部のゴム
袋等で形成された蓄圧器２２と連通しているＯ 蓄圧器２２．圧力室２０には２図示しない油圧源から高
圧油を弁２３を通して供給し、満たす。

上記構成の場合の作用に９いて述べる。　　　　。

機開始動後、弁２３を通して油圧源から作動油を供給し
蓄圧器２２．圧力室２０内の油の圧力をＰＧまで高める
。補助ビス゛トン２５はこの油圧により上向きの力Ｆｏ
を受け、ピストン７の受ける燃焼室１３の作動ガスによ
る下向きの力ＦＡをその分だけ小さくする。

こ′のときの力ＦＡのクランク角度θに対する変化及び
力Ｆｏを第５図に示す。実線で示す力ＦＡは第２図に示
した燃焼室１３内の圧力Ｐにピストン７の受圧面積を掛
けた値であり、破線で示す力Ｆ０は圧力室２０内の油圧
Ｐｏに補助ピストン２５の受圧面積を掛けた値である。

油圧Ｐｏは、蓄圧器２２の作用により、補助ピストン２
５の動きにかかわらず一定圧力Ｐｏを保つ。

この結果、ピストンロッド１１からクロスヘッド１０に
作用する力はＦＡ−Ｆｏとなり、その最大値は補助ピス
トン２５に油圧が作用しなかった場合のＦＡｍａＸから
ΔＦｍａｘまで低下する。

また、圧力室２０の油圧Ｐｏによって受ける力はＦｏと
なるが、この力は直接シリンダライナ４によって支えら
れ、カバーゼルト６によってシリンダカパー５に作用す
る燃焼室１３内の作動ガス圧力による力の一部とバラン
スする。

なお、ピストン７の膨張行程においては、クランク軸に
伝達される力はＦＡ−Ｆｏとなシ、従来のものよりもＦ
ｏだけ低下するが、圧縮行程においては。

ピストン７が上向きの力Ｆｏを受けるので、その分だけ
圧縮による負の仕事が減り、１サイクルを平均すると従
来のものと同一の仕事量即ち出力となる。

上述の場合には次の効果がある。

クロスヘッド１０に作用する力が、補助ピストンに油圧
を作用するためＦＡｍａＸからΔＦｍａｘまで低下する
結果、コンロッド９．クランク軸８２台板ｌ、架構２（
以上各部材は第１図参照）、シリンダジャケット３及び
タイデルト１２に作用する力の最大値もＦＡｍａＸから
ΔＦｍａｘまで小さくなる。

従って、この余裕の出た分だけさらに燃焼室１３内の最
高圧力ＰｍａＸを高くすることが可能となシ、燃費低減
を実現することができる。

さらに第４図において、矢印で示すαの期間はＦＡより
もＦｏの方が大きくなる期間で、クロスヘッド１．０．
コンロッド９．クランク軸８の各軸受部で作用力の方向
が反対となる。

このため、各軸受部で油膜の形成が容易になシ。

軸受負荷能力が大きくなるので、各軸受部の小形化が可
能となる。

第５図は本発明による他の実施例を示す説明図である。

同図は多シリンダ機関の場合の圧力室２０の配置を示す
。

蓄圧器２２を各シリンダ共通として、一つの蓄圧器２２
に連絡・ぐイブ２１で連結する。

クランクの位相の異なる多シリンダの圧力室２０を共通
の蓄圧器２２に連結するため、補助ピストン２５の動き
による圧力室２０．蓄圧器２２全体の容積変化が小さく
なる。

この場合は、全体の容積変化が小さくなるので。

蓄圧器を小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の大型２サイクル低速機関の要部を断面に
て示す正面図、第２図は第１図の機関の燃焼室内圧力の
変化を示す線図、第３図は本発明による１実施例の機関
の要部を示す断面図、第４図は第３図のピストンが作動
ガスにより受ける下向きの力Ｆ、と補助ピストンが油圧
によシ受ける上向きの力Ｆｏとをクランク角度に対して
示した線図。 第５図は本発明による他の実施例を示す説明図である。 ４・・・シリンダライナ、７・・・ピストン、１０・・
・クロスヘッド、１１・・・ピストンロッド、２０・・
・圧力室、２２・・・蓄圧器、２４・・・補助シリンダ
、２４ａ・・・端°面板、２５・・・補助ピストン。 ＢＤＣＴＤＣ８ＤＣ θ 牙２７ オ　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　往復動式内燃機関において、ピストンとクロスヘッ
   ドとの間のピストンロッドに同軸に形成された補助ピス
   トン、シリンダライナに結合され上記補助ピストンが摺
   動する補助シリンダ、同補助シリンダの上記クロスヘッ
   ド側に設けられた端面板と上記補助ぎストン及び補助シ
   リンダとで区画された圧力室、同圧力室に連結され燃焼
   室の作動ガス圧力と反対方向の一定圧力を上記補助ピス
   トンを介して上記ピストンに付勢する蓄圧器を備えたこ
   とを特徴とする内燃機関。。