JPS5853613A - タイミングロ−タリ−バルブ吸排道孔燃焼システム - 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】 レシプロエンヂンは１．古来よりピストン上下運動に吸
入圧縮爆発排気のタイミング行程を連動させることによ
り、その上下運動を回転運動に変えその動力を種々の分
野に活用することに始まっている。

その歴史を見るとき、ピストン上下構造には大きな変化
はないが、タイミング構造は、年代ごとに時代の要求に
応じて構造を改良し、時代の文明に応えて来たのである
。初代のサイドパルプ構造ヘッドパルプ構造　オーバヘ
ッドカム構造と、高速化の時代に次々に構造を改良し時
代の要求に応えて来たのである。

これらは、大量消費時代の機構であ多大発展と共に公害
問題が世界的に起り、触媒による対策がなされたが、い
まや世界は省エネルギ一時代と一転したのである。

新しい８０年代に要求されている問題は、第一は経済性
の高い、第二は大気汚染騒音共に少ない第三は低速高速
共に高い高性能のエンヂンでありより高度なタイミング
機構の改良が要求されている時代である。

本発明はパルプ構造の改革によって燃焼室内を合理化さ
せ、ピストン行程とパルプタイミングの一体化を促進さ
せることを主眼とした機構であるその合理化した燃焼室
の特徴を図面について説明すれば 第１図は　ヘット上面図　１はヘット本体　３はパルプ
タイミングギヤー　４は吸気マニホールド取付口　１３
は排気マニホールド取付口　従来の吸排双方のマニホー
ルドはヘット上部には、バルグやカム構造があるため、
取付口は不可能であったが、１ヘツトの場合は両サイド
上部に取付が可能であることが特徴である。

第２図は　ヘットパルプタイミングギヤー側側面図 第３図は　ヘンドブラグ側　側面図　９はプラグ第４図
は　ヘット下面図　従来の４サイクルエンヂンヘツトの
欠点を説明すれば、燃焼室の構造は双方のパルプが、燃
焼室内にあり吸気パルプは吸入の連続で、排気パルプは
、排気の連続であり吸気側は低温であり、排気側は高温
である。

又、弁構造が腹雑なため燃焼壁の温度は全体に低く、燃
料気化が充分でないため、濃い燃料を必要とする。

始動時にチッーク使用時間の長いのも、エンヂン全体の
温度の上昇によって、気化させる構造であるためである
。

こうした構造上の欠点は狭い燃焼室内に吸気弁排気弁が
あり、各弁と燃焼壁面との温度差が大きく、吸気周辺は
特に温度が低く燃料が燃えにくいため、不完全燃焼の原
因であり、特に公害面には一酸化炭素や炭化水素の大き
な排出の原因であり燃焼室内のカーボンの蓄積等の結果
を見ても明らかである。又、残ガスが多いと経済面、性
能面にも損失が大きいのである。

本特許請求の範囲　１吸排道孔着火ヘットはその欠点を
除くためにされたもので、それを図面について説明すれ
ば、 第４図　１５燃焼室中央８吸排道孔にて吸気と排気を交
互に繰り返す構造であシ、吸気ガスは排気熱で気化され
、排気熱は吸気ガスに熱を取られて冷却され、双方の作
用が合理的に働らく構造であシ、燃焼室壁全体が吸気道
であり排気道のため、燃焼室全体が温度が高く始動時の
エンヂン全体が低温時の場合でも温度の上昇が早く、燃
料気化を促進し、８吸排道孔にて着火することにより８
吸排道孔を副室として１５主室全体に火炎伝波を促進し
、希薄混合気の安定した燃焼を可能にするのである。そ
の結果−駿化炭素、炭化水素、窒素酸化物等の公害を自
然に低減すると同時に、燃料消費も低減しエンヂン性能
面も向上するのである。

この燃焼室の特徴は、従来はエンヂン全体の温度の上昇
によシ燃料を気化させたが、 １吸排道孔着火へ７）の場合は、排気熱の作用によって
燃料を気化する面が、従来の構造とは根本的に違う構造
である。

第５図　特許請求の範囲　１吸排道孔着火ヘット断面図 第５図　特許請求の範囲　２タイミングロ一タリーシス
テムパルプ正面図 従来の構造や欠点について説明すれば、４行程機構には
、サイドパルプ構造、へ７）パルプ構造オーバーヘット
、カム構造の６種の機構があるが何れの構造のエンヂン
の低速時の回転も、高速時の回転も、それぞれの構造に
よって特徴があり、一定のパルプタイミング機構によっ
て、エンヂンの回転数が低速高速共に限定されている。

又、限定された構造の中にもパルプ、スプリングのバネ
力による限られた運動にも制限があシ、又この外にパル
プ、スプリングのバネ力の衰退、カムやロッカアームの
摩滅、タベ、トの隙間の不良、パルプやシート面の損傷
等の欠点が、パルプ、タイミング機能を一層低下させる
重大な原因となっている。従来の工ンヂン構造の欠点は
パルプ機構による限定構造によるものである。

これらのパルプやスプリングによるパルプ構造の原因に
よって、多くの省エネルギ一対策費又は公害対策費が消
費者の負担になっているのであるこうした従来のパルプ
構造を取り除き、ピストン行程とパルプ、タイミング行
程の一体化、並びに燃焼室の合理化は４行程機構の生命
であり、車の両輪である。

発明の主な目的は複雑な構造を取り除き、より能率的機
能的行程を持たせることを発明の主眼とした機構である
。

それを図面について説明すれば 第５図　２タイミングロ〜タリーシステム、ノ＜ルプ正
面図　本体はパルプである　１６は吸入第２副パルプ室
　１７は吸入排気第１集合パルプ室１８は排気第２副バ
ルブ室　１４は第１パルプ室第２各パルプ室の間の正正
リングであり、圧縮比の高低により１４’Ｊングの本数
を増減する　１４に示す４カ所とする。

第６図　１吸排道孔着火ヘット　断面図第６図　２タイ
ミングロ一タリーシステムバルブ断面図 ２の外周はパルプであるが、内部は６と１１のホールで
空間である。各パルプ孔は、７と１０のパルプ孔の場合
は７が吸入孔であり、１０が排気孔であり、パルプタイ
ミング行程の位置設定の重要な要点である。５の場合は
４のインレットマニホールドの取付位置の設定により、
上面中心より９０度９０度の位置の範囲であれば設定す
ることができ、４の位置によって５の位置を設定すれば
よい。

１２と１３の場合も４と５の場合と同じである。

１と２の断面図で、吸気経路と排気経路を図面について
説明すれば、吸入行程においては、キャブレターから混
合ガスがインレットマニホールドを通り、４〜５〜６〜
７〜８〜１５を通シシリンダ内に吸気ガヌが吸入される
排気行程においては、シリンダから１５〜８〜１０〜１
１〜１２〜１３を通り、エキゾーストマニホールドより
マフラの順にて外に排出される。

この２のパルプに吸入孔と排気孔の穴を明けたパルプが
１回転することで、４行程機構を充分に満たす簡単な構
造で、回転抵抗だけでピストン行程とパルプタイミング
行程は如何なる高回転にも一体でパルプタイミングの狂
い乱れがなくなり、パルプの流動抵抗は孔と孔が合うこ
とで吸気排気作用する為弁穴のような弁頭のように穴の
上に蓋を浮か亡た恰好の弁がなくなり、パルプによる流
動抵抗が半減する。又タイミング機構とパルプ機構を共
に合理化した構造であるため、カムによる騒音やパルプ
、スプリングによる抵抗も半減するのであり、その抵抗
分が実動馬力面に加算されることは、省エネルギー社会
に大きく貢献をする機構である。

潤滑油はエンチン回転部同様強制循環方式とする。燃料
に少量のオイルを混合すると、２のパルプ面の摩滅防止
によい。

又、特殊なエンヂンを作製する場合は、特殊性に応じて
、２の経を大きくしたシ小さくすることで、２のパルプ
の６〜１１の内部の穴を広くしたシ狭くすることも自由
にでき、２の各パルプ孔の型を自由に変えて、性能に応
じた流動抵抗を作ればよい。タイミング位置角度も孔の
型や孔の位置で、特殊性に応じ設定すればよい。

多気筒の場合は、２を長くし気筒数に応じて構造を作れ
ばよい。

なお、本発明の、タイミングロータリー吸排道孔燃焼シ
ステムは、構造１と２の複合によって、４行程機構一般
、２行程の掃気孔や排気孔の、パルプ、タイミング機構
に広く応用できるものである。

第７図は、吸入路り圧縮始めのパルプタイミングの断面
図 １９ピストンは下死点図を示す、７は吸気孔の位置、１
０は排気孔の位置、圧縮行程は、次の着火爆発の準備行
程であり、重要な行程である。

従来のこの行程の欠点を説明すれば、弁穴バルグの場合
は、双方のパルプが燃焼室内にあり排気パルプは排気熱
により大半が多少の損傷を受けている。又、整備上によ
る機構の不備の場合もありこの行程で混合ガスを圧縮す
るため、排気パルプに欠陥がある場合圧縮時に燃料の一
部が外に漏れている場合が多く、新しいエンヂンの燃料
消費を１００とした場合、中古のエンヂンの大半が８０
％前後の燃料の燃料消費が増大していることを見ても、
判断できるのである。

又、使用者はこうしたエンヂンに馴れて、気づかずに使
用している場合や、判っていても整備費用が高く、無理
をして使用している場合が多くあり、エンヂン性能の低
下を始め燃料消費増大炭化水素の大半が、この行程で排
出する構造的原因がある。

この構造行程の場合は、７の吸気孔が下にあり１０の排
気孔はトにあるため、圧縮されて漏れた混合気はパルプ
面を通り吸気孔７に抜け、６ホールに戻るため、１０の
排気孔に漏れることは構造上なくなシ経済面、公害面、
性能面に利益が大きい。

第８図は圧縮終シ着火爆発始めの、パルプタイミングの
断面図 １９ピストンは上死点図を示す 爆発行程は爆発の圧力によって、動力を作る行程であり
、行程の中心的行程である。

従来のこの行程の欠点を説明すれば、双方のパルプが燃
焼室内にある構造上の欠点による爆発時のガス漏れによ
る爆発圧力の低下、弁にカーボンをかみこんで。ミス着
火の原因がある。

２の構造行程の場合は、７吸気孔は斜上に１０排気も斜
上に、共に８吸排気孔パルプ面より上にあり、双方のパ
ルプ孔が燃焼室の反対側てあり、ガス漏れやミス着火の
原因は構造上なくなることにより爆発圧力の一定化が促
進するため円滑な回転がえられる。

この爆発行程では爆発圧力が大きいが、６と１１のホー
ル壁が図の中の柱の役をして強度は充分である。

第９図は爆発終り、排気始めの　パルプタイミングの断
面図 １９ピストンは下死点図を示す 排気行程では、ピストン下列点前６０度前後ですみやか
に圧力を下げて排気行程に移る、パルプの予備行程があ
る。

従来のこの行程の欠点を説明すれば 方式の場合は、弁による流動抵抗があり、そのため予備
行程角度が大きいため、有効圧力、行程角度が小さい構
造上の欠点がある。

この構造の場合は、８〜１０〜１２〜１３の孔と孔が合
うだけであり、流動抵抗が半減するため予備行程角度が
小さぐなシ、爆発有効圧力角度が大きくなシ、動力が増
大する利点がある。

第１０図は、排気路り吸気始めの、パルプタイミング断
面図 １９ピストンは上死点図を示す 従来の吸気行程の構造による欠点を説明すればバルブ弁
頭面による流動抵抗が大きいため、排気行程から吸気行
程に移る予備行程によるオーバラップ時に混合気の吹き
抜けが起り、この時未燃焼ガスが排出される。

又、排気パルプに欠陥がある場合、吸入時に排圧がかか
り吸気作用が充分にできなくなる欠点がちる。

この構造の場合は、８〜７〜５〜４の孔と孔が合うだけ
であり、流動抵抗が半減するため予備行程角度が小さく
なシ、オーバラップ時の混合気の吹き抜けが半減する。

排気孔１０の場合回転しておシ、燃焼室内にないため排
圧が吸入時にかかることは構造上なくなる。

第１１図は、２の第２副パルプ室　１６と１８同型断面
図 従来の場合は、吸気側排気側とマニホールドの取付位置
はｉンヂンの左右に取付けるのが常識であるが、 １と２の場合は上面中心より左９０度右９０度の位置に
取付けることが可能である。自動車のエンヂン室等は狭
いものが多く構造面に有利である

【図面の簡単な説明】

第１図　ヘット上面図　１はヘット本体　ろはタイミン
グギヤー　４は吸気マニホールド取付口１３は排気マニ
ホールド取付口 第２図　ヘット、パルプ、タイミング、ギヤー側側面図
６はタイミング、ギヤー 第６図　ヘット、プラグ側　側面図　９プラグ第４図　
ヘット、下面図　８は吸排道孔　１５は燃焼室 第５図　１ヘット断面図　２タイミング、ロータリー、
システム、パルプ正面図、１６は吸入第２副パルプ室、
１７は吸入排気第１集合バルブ室、１８は排気第２副パ
ルプ室、１４は各室間圧止リング 第６図　１ヘット断面図　２タイミング、ロータリー、
システム、パルプ断面図、１の４はヘット吸入孔　２の
５は吸入第２パルプ孔　２の６は吸気ホール　２の７は
吸気第１集合パルプ孔２の１０は排気第１集合バルブ孔
　２の１１は排気ホー／Ｉ／２の１２は排気第２パルプ
孔　１の１３はヘット排気孔 第７図　パルプ、タイミングの断面図　７は吸気孔の位
置　１０は排気孔の位置　１９はピストン下死点位置　
吸入路り圧縮始めのパルプタイミング図を示す。 第８図　パルプタイミング断面図　７は吸気孔の位置　
１０は排気孔の位置　１９はピストン上死点位置　圧縮
路り爆発始めのバルブタイミング図を示す。 第９図　パルプタイミング断面図　７は吸気孔の位置　
１０は排気孔の位置　１９ピストン上死点位置　爆発路
り排気始めのバルブタイミング図を示す。 第１０図　パルプタイミング断面図　７は吸気孔の位置
　ｊＯは排気孔の位置　１９ピストン上死点位置　排気
路シ吸入始めのバルグ、タイミング図を示す。 第１１図　吸気第２パルプ孔断面図　２の５は吸気孔　
１の４はヘット吸気孔　排気第２パルプ孔の断面も同型
である。 第　１凹 遠　２凹 ’！Ｒ’７図　　　　　　第８回 Ｍ’１図　　　　　　′１Ａ１０艶

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　　４サイクル　エンヂンのシリンダーヘットの中央
   道孔１カ所で　吸気道と排気道を共通にすることによシ
   排気余熱で吸気ガスの気化を促進する構造を特徴とする
   　吸排道孔着火ヘット ２．４サイクル　エンヂンのパルプ構造の流動抵抗を減
   少させ　ピストン行程に対し　パルプタイミング行程が
   無制限構造で如何なる高回転にも一体である構造を特徴
   とする タイミングロータリーシステム　パルプ