JPS59119022A - クランクケ−ス過給式４サイクル内燃機関 - 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】 本発明はクランクケース過給式４サイクル内燃機関（エ
ンジン）に関する。

内燃機関の過給は、燃料の燃焼をより効率良くし、発生
動力を高めるのにしばしば行なわれている。普通、過給
を行なうには、シリンダに送り込む空気を圧縮、たとえ
ば、クランクケースに充填する。たとえば、ｒＭｏｄｅ
ｌ　　Ａｉｒｐｌａｎｅ　Ｎ　ｅ　ｗ　ｓ　Ｊ　ｔ７）
　１９８１年５月号の３２頁に始まるｒＷｅｂｒａ　　
Ｔ４　　Ｆｏｕｒ　　ＣｙｃｌｅＪなる題名の論文を参
照されたい。

さらに、従来の成る種のエンジンでは、クランクケース
出口をエンジン・シリンダに通じる空気入口に接続して
過給機能を与える流路を利用している。クランクケース
出口には一方向弁、たとえば、リード弁が設けてあり、
通路の中央に入口ボットあるいはサージタンクが配置し
である。たとえば、ｒＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　　’ｏ
ｆ　　Ｖ。

ｌｕｍｅｔｏｒｉｃ　　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　　。

ｆ　　４−３ｔｒｏｋｅ　　Ｃｙｃｌｅ　　Ｅｎｇｉｎ
ｅ　　ｂｙ　　Ｃｒａｎｋｃａｓｅ　　Ｓｕｐｅｒｃｈ
ａｇｉｎｇ」なる題名（７）　Ｄ　ｒ　、　Ｗ　ａ　ｔ
　ａ　ｎ　ａ　ｂ　ｅの論文にこのような技術が開示し
である。

さらに、２サイクルエンジンでは大気接続式ジェットポ
ンプが用いられ、燃料を含まない空気１、−エンジンの
燃焼室に与える助けとしている。たとえば、Ｈｅｎｒｉ
ｋｓｏｒｚｒ＋米国特許第３，２５７．９９６号を参照
されたい。

また、成る種のターボチャージ式ディーゼルエンジンは
へルムホルツ（Ｈｅ　１ｍｈ　ｏ　ｌ　ｔ　ｚ）チュー
ニングした取入システムを備え、低速エンジン性能をト
ルク出力の増加によって改善している。このシステムに
おいて、空気は緩衝溜めおよびチューニングパイプを通
してシリンダの吸気マニホルドに連続的に送られる。ｒ
Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ　　Ｔｕｎｅｃｌ　　Ｉｎｄｕｃｔ
ｉｏｎ　　Ｓｙｓｔｅｍ　　Ｆｏｒ　　Ｔｕｒｂｏｃｈ
ａｒｇｅｄ　　Ｄｉｅｓｅｌ　　Ｅｎｇｉｎｅ」という
題名の、１９７９年２月にミシガン州デトロイト市Ｃｏ
ｎｇｒｅｓｓ　　ａｎｄ　　Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ発行
のＭ　、　Ｃ、Ｂ　ｒ　ａ　ｎ　ｄ　ｓ著ｒａｐｅ　ｒ
７９００６９を参照されたい。

４サイクル内燃機関で昇圧を行なうことの利点を過給作
用に頼ることなく得ることができる。

本発明によるクランクケース過給式４サイクルエンジン
は、ピストンの膨張行程毎に個々のパルス状の圧縮空気
をクランクケースに送り、このクランクケースから一方
向弁を通してサージタンクに送るように設けた外部吸気
ポートを包含する。

サージタンクのチャンバはチューニングパイプを通して
エンジン・シリンダの吸気部に通じるマニホルドボリュ
ームチャン／へに接続しである。

チューニングパイプは適正な長さ、体積を持って設計し
てあり、低速でエンジン・トルクを増加させる共鳴周波
数を与える。

この構造はクランクケースとシリンダの間で閉じたルー
プ接続を行ない、ここにピストンの往復動の頻度に正比
例する空気圧力パルスを与える。

このループ内で圧力倍増効、果が得られ、シリンダに最
終的に送り込まれる空気の圧力をかなり増大させる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を説明する。

４サイクル内燃機関１０は少なくとも１つのピストン１
１を有し、このピストンはシリンダ１２内に収容されて
いる。シリンダ１２は燃焼室１３を構成している。ピス
トン１１は普通の要領で往復動してクランクケース１５
内に配置したクランり軸１４を回転させる。クランクケ
ース１５はクランク室１６を構成している。

図示のように、エンジン１０はガソリン火花点火式であ
り、そのシリンダ１２には点火栓１７が装着してあり、
また、排気ポート１８およびそれに組込んだ弁１９と吸
気ボート２０およびそれに組込んだ弁２１とを包含する
。

クランクケース１５を過給するために、ピストン制御式
空気取入ポート２２がシリンダ１２の壁に設けてあり、
この空気取入ポート２２はピストンがその上昇位置にあ
るときにピストン１１の底のすぐそばにある。空気取入
ポート２２は、ピストン１１が上昇したときにクランク
室１６と連絡するようになっているが、ピストンが他の
位置にあるときには閉鎖される。さらに、空気取入ポー
ト２２は蝶型絞り弁２３を経て大気に連通する。

ターボチャージャー、に依存することなく低速でエンジ
ン１０の馬力を高めることが望ましい。

この目的のために、クランク室１６は閉じたループ２４
を通してシリンダ１２に接続しである。図示のように、
このループ２４はクランクケース１５内の空気出口２５
を包含し、この空気出口はノズル２７を有する一方向弁
２６を包含するエアポンプと連通している。この一方向
弁２６はノズル２７ののど部にあるリード弁として示し
てあり、このリード弁はクランクケース１５からの空気
の放出のみを許すようになっている。ノズル２７はサー
ジタンク２８に通じており、このサージタンクは緩衝溜
めとして作用すると共に拡大チャンバ２９を構成してい
る。サージタンク２８は出口３０を備えており、この出
口にチューニングパイプ３１の一端が装着しである。こ
のチューニングパイプは朝顔型に広がった端を有し、前
記のＢｒａｎｄｓ論文７９００６９号に記載されている
ような共鳴周波数を持つ。詳細はこの論文を参照された
い。チューニングパイプ３１の反□対端はマニホルド３
３などの入口３２に装着しである。このマニホルドは拡
大ボリュームチャンバ３４を与える。マニホルド３４の
放出部は短パイプ３５と管継手３６を通してシリンダ１
２のダクト３７に通じており、このダクトは燃焼室１３
の吸気ボート２０に通ｐている。

適当なガソリン噴射器３８がダクト３７に接続してあっ
てエンジンｌＯに測定した量の燃料を与えるようになっ
ている。

第１図を参照して、この図にはエンジン１０が点火時期
にある状態で示してあり、ピストン１１は上昇行程の終
りの位置にあり、空気取入ポート２２が開いてクランク
室１６を大気と接続している。弁１９．２１は閉じてい
る。

点火時、ピストン１１は下方へ押され、空気取入ポート
２２を塞ぎ、個々の量の空気をクランクケース１５に押
し込む。第２図参照。圧縮下にある空気は、クランクケ
ース空気出口２３および一方向弁２６を通して閉ループ
２４内に押し込まれ、それからノズル２７を通してサー
ジタンク２８に押し込まれる。この圧縮空気はｉユーニ
ングパイプ３１およびマニホルド３３も満たす。

ピストン１１が排気行程にもどり始めると直ちに、一方
向弁２６が閉じてループ２４内に空気を捕え、排気弁１
９が開くと、ピストンが第３図に示すように上方へ動き
、最終的には、その最上方位置をとる。ここで、再び、
空気取入ポート２２がクランク室１６を大気に接続する
。

ピストン１１の次の下降行程中に、第２の量の空気が再
びクランクケース１５内に押し込まれ、次に加圧ループ
２４内に噴射される。しかしながら、この瞬間に、燃料
もほぼ同時に噴射器３８からダクト３７内に噴射され、
吸気弁２０が開く。

第４図参照。ノズル２７の放出した第２の量の空気は圧
力倍増効果を与え、非常に圧力の高い空気がチューニン
グしたループ２４を通り、燃焼室１３に流入する。

ピストン１１がその２回目の膨張行程に達し、ループ２
４がほぼ空になると、ピストンが第５図に示すｌうに圧
縮行程に入り、弁１９．２１．２６がすべて閉じ、空気
取入ポート２２が塞がれる。こうして、第１図に示すよ
うに点火の準備が整う。

エンジンが作動し続けるにつれて、複数の連続的な圧力
パルスがループ２４に与えられる。これらのパルスの周
波数はピストン往復動の周波数に正比例し、したがって
、エンジン赤クランク軸回転数に正比例する。交互の連
続的な新気が最初に捕えられ、次に、第２の新気と一緒
にシリンダ１２に放出される。

ジェットポンプ補助装置の基本的な動作を変えることな
く今まで説明してきた構造に成る種の改造を施せる。た
とえば、ガソリン噴射器３４の代りに任意適当な設計の
気化器を用い得る。さらに、空気取入ボート２２をシリ
ンダニ２ではなくてクランクケース１５の壁に設け、ピ
ストン制御式吸気弁手段の代りに一方向リード弁あるい
はクラン′り軸回転式弁を用いてもよい。エンジンがデ
ィーゼルエンジンであれば、点火栓１７の代りに燃料噴
射器を使用する。

【図面の簡単な説明】

第１図は点火時期にある４サイクルエンジンの概略断面
図である。 第２図は点火後のピストンの膨張行程を示す図である。 第３図は排気行程の終りに近いピストンを示す図である
。 第４図は次の燃料吸気行程を示す図である。 第５図は点火の直前の圧縮行程を示す図である。 図面において、１０・・・エンジン、１１・・・ピスト
ン、１２・ｅ１１シリング゛、・１３・命・燃焼室、１
４・ｅ・クランク軸、１５−−、クランクケース、１６
・・・クランク室、１７・・・点火栓：　１８・・・排
気ボート、１９・拳・吸気ボート、２２・φ・空気取入
ボート、２４・・働閉鎖ループ、２５・・・空気出口、
２６拳・・一方向弁、２７・・・ノズル、２８・・・サ
ージタンク、２９１１・・拡大チャンバ、３０−−・出
口、３２−・・入口、３３・φ争マニボルト、３４・−
・拡大ボリューム・チャンバ、３５・・・短パイプ、３
７・・寺ダクト、３８・・・燃料噴射器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、　クランクケースと、クランク軸と、シリンダ
   内で往復動するピストンと、前記シリンダに燃料を供給
   する装置と、前記シリンダに設けた升付きの吸気、排気
   ボートとを有する過給式４サイクル内燃機関で用いるシ
   リンダ給気装置であって、 （ａ）前記エンジンの壁に設けてあり、前記ピストンが
   その上昇行程の終りの位置にあるときに前記クランクケ
   ースと大気とを連通させる空気取入ポートと、 （ｂ）前記クランクケースを前記シリンダと接続し、そ
   れらの間に空気通路を与えるチューニングした閉鎖ルー
   プとを包含し、この閉鎖ループが。 （ｉ）前記クランクケースに設けてあって前記ピストン
   の下降行程毎にクランクケースを通る成る量の圧縮空気
   を受は取るようになっている空気出口ポートと、 （ｉ　ｉ）前記クランクケース空蕪出ロボートと連通ず
   る第１チヤンバおよび前記シリンダ入口と連通ずる第２
   チヤンバとを有する一対の拡大チャンバを構成する手段
   と、 （ｉ　ｉ　ｉ）前記チャンバ間にあり、それらをつない
   でいるチューニングパイプとを包含し、（ｃ）前記ルー
   プがピストンの往復動に応答して前記クランクケースか
   ら連続的な圧縮空気の圧力パルスを受は取って前記シリ
   ンダに連続的に送るチューニングした手段を構成してい
   ることを特徴とするシリンダ給気装置。
2. （２）、　特許請求の範囲第１項記載のシリンダ給気装
   置において、前記連続的な圧力パルスの周波数が前記ク
   ランク軸の回転数に正比例していることを特徴とするシ
   リンダ給気装置。
3. （３）、　特許請求の範囲第１項記載のシリンダ給気装
   置において、前記ピストンの交互の連続的な往復動に応
   答して前記チューニングしたループ内に前記成る量の圧
   縮空気を捕える手段を包含することを特徴とするシリン
   ダ給気装置。
4. （４）、　特許請求の範囲第１項記載のシリンダ給気装
   置において、前記ピストンの連続的な往復口に応答して
   前記チューニングしたループ内に第１の量の圧縮空気を
   捕え、この捕えた空気中に第２の量の圧縮空気を噴射し
   て前記ループ内でこれら空気量を倍増させ、前記シリン
   ダに順次解放する手段を包含することを特徴とするシリ
   ンダ給気装置。