JPS5932618A - 4サイクル機関 - Google Patents

4サイクル機関

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JPS5932618A
JPS5932618A JP14305482A JP14305482A JPS5932618A JP S5932618 A JPS5932618 A JP S5932618A JP 14305482 A JP14305482 A JP 14305482A JP 14305482 A JP14305482 A JP 14305482A JP S5932618 A JPS5932618 A JP S5932618A
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JP
Japan
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crank chamber
intake
gas
cylinder
pipe
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Pending
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JP14305482A
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English (en)
Inventor
Zenji Ishikawa
善司 石川
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Publication of JPS5932618A publication Critical patent/JPS5932618A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/26Four-stroke engines characterised by having crankcase pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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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4サイクル機関の改良に関するものであって、
4サイクル機関の吸気効率を高めることを目的とするも
のである。
従来機関においては、新気ガスの吸入においては吸気行
程中のシリンダー内負圧により吸入されるわけであるが
、吸気タイミングの取方と機関の回転数によって大きく
左右されるものである。
この吸入効率を高めることは4サイクル機関にとって機
関効率を高め、燃費と性能を向上させるものであるが、
過給装置を有しない機関にあってはおのずと上限があっ
た。
またルーツポンプ式あるいは排気ターボ式等、過給装置
を有する機関においては吸入効率を高くすることが出来
る結果、機関の性能、特にトルクを大幅にアップ出来る
ものであるが、 機関の維持管理またコストについては相当高価なものと
なり、特に小型機関についてはコストの点で過給装置を
付加するということは一般的ではない。
本発明は以上のような高コストとなる過給装置を機関に
付加することなく吸入効率を高くし、機関性能、燃費等
を向上させようとするものである。
以下にその要旨を述べれば、 4サイクル機関において、各シリンダーのクランク室を
気密にし、該クランク室に連通する吸気管を該シリンダ
ー壁下部に設けピストンの往復運動により該吸気管口を
開閉し、新気ガスが該クランク室に吸気出来るようにす
る。
また該クランク室内より該シリンダー上部の吸気ポート
に連通する送気管を設け、該クランク室近接部分の送気
管路内にはリードバルブを設ける。
該リードバルブにおいてはクランク室内より送気管方向
に吸気が通る一方向のものとし、該クランク室に吸入さ
れた新気ガスが送気管を通り吸気ポート方向に流入する
ようにする。
以上のようにして、4サイクル機関においては、クラン
ク軸2回転で1回の新気の吸入が行なわれることと、機
関が回転することによってクランク室の容積が変化する
ことを利用し、吸気を一担クランク室に導入し加圧して
シリンダーに過給吸入させることを特徴とした4サイク
ル機関である。
以下に本発明の実施例について説明すれば、第1図は吸
気ポート8と送気管6との間にキヤブレター13を配し
た4サイクルがガソリン機関による本発明の実施例であ
る。
以下その構成を説明すれば、 クランク室3を気密にし、吸気管1においてはシリンダ
ー10の下部側面壁に取付け、シリンダー壁を貫通して
クランク室と連通するようにしてあり、該吸気管1はピ
ストン11の上下動により管路が開閉されるものであり
、いわゆる2サイクル機関における吸気方法であるピス
トンバルブ方式と同様である。
そして、送気管6においてはその一端をクランク室3の
上部にクランク室と連通するように取付け、他の一端を
キヤブレター13と連通するように取付けられ該キヤブ
レター13は吸気ポート8と連通して取付けられている
そして、クランク室3に近接している送気管6の内部に
は吸気の流れを規制する逆止弁としてリードバルブ5を
設けてある。
該リードバルブ5の流れ方向はクランク室3より送気管
6の方向となるようにしてある。
さらに本実施例においては、クランク室3内の隙間空間
を極力小さくすることによって、クランク室3での新気
ガスの加圧を効率よく行なうことを計っている。
また、以上のような構成とすることによって、機関のシ
リンダー、ピストン、クランク軸回りの潤滑は、従来の
4サイクル機関のようにクランク室にオイル溜を設ける
ことが出来ないので、本実施例では上記の潤滑に対処す
るために、一部の2サイクル機関に用いている分離給油
方式を用いている。
第1図中20はそのためのオイルポンプである。
従ってクランク室3にはオイル溜りを有せず余分なオイ
ルが攪拌しないのでピストン11には、いわゆるオイル
リングは有しない。
さらに図示されていないが、カムシヤフト、動弁機構の
潤滑においてはクランク室3とは別のオイル系で潤滑さ
れている。
以上は本実施例の構成であるが、以下のその作動原理に
ついて述べれば、 4サイクル機関においてはクランク軸2回転で1回の新
気ガスの吸入が行なわれるものであるが、この時、気密
なクランク室3は2回の容積変化をしている。
すなわち、圧縮行程ではピストン11は上昇しクランク
室3の容積は増加し、内部の圧力は低くなるとともにピ
ストン11により閉じられていた吸気管1がピストン1
1が上昇するとともにクランク室3と連通するために、
吸気管1を通り新気ガスがクランク室3に吸気される。
そして、燃焼行程ではピストン11は下降しクランク室
3の容積は減少し、吸気管1はピストン11により閉じ
られクランク室3内の吸気は加圧され、リードバルブ5
を介して送気管6に流れていく。
また、排気行程では再びピストン11は上昇しクランク
室3の容積は増加し内部の圧力は低くなり、吸気管1は
クランク室3と連通し新気ガスがクランク室3に吸気さ
れる。
さらに、吸入行程ではピストン11は下降しクランク室
3の容積は減少し吸気管1はピストン11により閉じら
れる。
そして、前記排気行程中にクランク室3内に吸気された
新気ガスは加圧されリードバルブ5を介して、送気管6
に流れていく。
そして、この吸気行程においては吸気バルブ7は開いて
いるから、スロットルバルブ14の開度に応じて、前記
燃焼行程中に送気管6に流れた吸気と該吸気行程で加圧
された吸気とがシリンダー10の中に吸入される。
以上が第1図に図示された実施例の構成と作動原理であ
る。
次に第2図に示す実施例について説明すれば、前記第1
図と同様4サイクルガソリン機関である。
吸気管1においては、その取付位置はクランク室3の壁
面とし、クランク室壁を貫通してクランク室3と連通す
るようにしてある。
そして、該吸気管1を有するクランク室3の側壁におい
ては、その内側にクランク軸4に固定されたロータリー
デイスクバルブ19が配され、気密を保ちながらクラン
ク軸4とともに回転し吸気管1の開閉をするようにして
ある。
該吸気管1にはキヤブレター13を配し、該キヤブレタ
ー13を介して新気ガスがクランク室3の中に吸気され
る。
そして前記ロータリーデイスクバルブ19においては圧
縮行程と排気行程、すなわちピストン11が上昇すると
きに吸気管1を開き、吸気行程と燃焼行程において吸気
管1を閉じるようにバルブタイミングを取るものとする
一方、送気管6においては前記第1図に示す実施例と同
様にクランク室3に近い送気管路内にリードバルブ5を
設けてあるが、キヤブレターは設けずに直接吸気ポート
8に配管している。
また、クランク軸、シリンダー、ピストン関係の潤滑に
ついては、前記第1図実施例と同様オイルポンプ20に
よる分離給油方式とし、2サイクル機関と同じ潤滑方式
を用いている。
あるいはまた、オイルポンプ20を癈し燃料中に潤滑油
を混合する混合油方式としてもよいことは第1図実施例
と同様である。
本実施例においても前記第1図実施例と同様オイルリン
グをピストンに設けていない。
以上が第2図に示される実施例の構成であるが、作動原
理については第1図実施例と同様であり、スロットルバ
ルブ14の開度に応じて吸気が過給される。
次に第3図に示す4サイクルガソリン機関の実施例につ
いて説明すれば、吸気管1はクランク室3に連通するよ
うに設け、逆止弁としてリードバルブ2をクランク室3
に近接した吸気管1の管路内に設けている。
送気管6においては前記2実施例と同じくクランク室3
に近接した送気管路内にリードバルブ5を設けてクラン
ク室3に連通するように取付けている。
そして、送気管6においてはその中間部付近にオイルセ
パレーター15を設け、吸気ポート8と連通するように
している。
そして、吸気ポート8とオイルセパレーター15との間
の送気管6においては、吸気ポートに近接して燃焼噴射
ノズル16を設け、該ノズル16とオイルセパレーター
15との間には吸気コントロールバルブ17を設けてあ
る。
そして、本実施例においてはクランク室3にオイル溜り
を設け、オイルの飛沫でもってピストン、シリンダー、
クランク軸回りを潤滑するため、前記2実施例よりクラ
ンク室3は大きいものである。
そして、オイル飛沫がシリンダー10内に吸入されない
ように該オイルセパレター15でもって吸気と潤滑油を
分離するものである。
18は分離したオイルをクランク室3内にもどすための
オイル孔である。
作動原理においては前記2実施例と同様である。
クランク室3内の容積変化及び圧力変化に従ってリード
バルブ2及び5が開閉し新気ガスがクランク室3に吸入
され、送気管6に送られていく。
そして吸気コントロールバルブ17の開度に応じてシリ
ンダー10内に新気ガスが吸入されていく。
以上、図示された本発明の実施例を説明したが、各実施
例において吸気管あるいは吸気管に設けられたキヤブレ
ターあるいは燃料噴射ノズルを癈すれば、本発明の構成
はデイゼル機関においても有効なものである。
以下に本発明の効果について説明すれば、第1図実施例
によれば、吸気の流れからみれば、キヤブレター13が
クランク室3より上流に設けたため、スロットルバルブ
14が低開度の場合はクランク室3に入る吸気は絞られ
るが、開度が大きい場合は体積効率を100%と仮定す
ればシリンダー行程容積の2倍の新気ガスが1吸気行程
にシリンダー内に過給されるものである。
第2図実施例によればキヤブレター13がクランク室3
より下流に設けたため、前記第1実施例と異なりスロッ
トルバルブ14の開度と関係なく常に行程容積を限度と
する空気がクランク室3に導入され、該吸気された空気
は送気管6を通りキヤブレター13により燃料と混合し
た吸気ガスはシリンダー10に吸気される。
該キヤブレター13はクランク室3より送られる吸気に
より常に正の圧力を受けるものである。
本実施例によれば、吸気管1に設けたリードバルブ2の
開閉で常時行程容積を限度とする空気がクランク室3内
に導入されるもの であるから、特に第1図実施例に比較して低速時の加速
性がすぐれている。
第3図実施例によれば、吸気管1に設けたリードバルブ
2の開閉で常時行積容積を限度とする空気がクランク室
3内に導入されることでは前記第2実施例と同様である
が、本実施例では従来機関と同じ潤滑方式を用いている
ため、クランク室3に導入された空気が飛散したオイル
と共に送気管6に送られることから、オイルと空気を分
離するオイルセパレーター15を設けたものである。
また従来機関においてオイルの劣化はブローバイガスの
オイルへの混入及び、オクランク室中の高温によるえい
きようが大きいものであるが、本実施例においては常に
新しい空気がクランク室3中に導入されるため、クラン
ク室及びピストンは従来機関より相当低い温度に保たれ
、クランク室中のブローバイガスの滞留がなく、このた
めのオイルの劣化は少ないものである。
一般に4サイクル機関において出力の増加を計る場合、
機関回転数の増加、吸入空気量の増加、すなわち、体積
効率の増加を計ることが行なわれるが、特に有効な方法
は過給をすることである。
しかし、従来において機関に過給を行なうことについて
は、機関出力の一部を取出しルーツポンプ等の機械的な
過給装置あるいは、排気ターボ等を用いて行なうのが一
般的であるが、 しかし、従来の方法によれば機関に上記のような過給装
置を取付けねばならず重量、スペース、コストの点で負
利な面がある。
特に小排気量の小型機関においては、コストの点で高価
であり一般的ではない。
しかし、本発明においては4サイクル機関の機構の中に
過給の要素があることに着目したものであり、特別に過
給装置を機関に付加することなしに過給を可能にしたも
のである。
したがって小型機関においても過給がコスト的に可能と
なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は吸気管1がピストンの上下動により開閉される
ピストンバルブ方式による本発明実施例の正面断面図。 第2図は吸気管1がロータリーデイスクバルブ19の回
転により開閉されるロータリーデイスクバルブ方式によ
る本発明実施例の正面断面図。 第3図は圧力差により吸気管1のリードバルブが開閉さ
れるリードバルブ方式による本発明実施例の正面断面図
。 第4図は第2図に示される実施例のA視によるクランク
室、ロータリーデスクバルブ、吸気管の位置関係を示す
断面図。 符号の説明 1…吸気管 2…リードバルブ3…クラン
ク室 4…クランク軸 5…リードバルブ 6…送気管
 7…吸気バルブ 8…吸気ポート 9…点火プラグ 
10…シリンダー 11…ピストン 12…排気ポート
 13…キヤブレター14…スロットルバルブ 15…
オイルセパレーター16…燃料噴射ノズル 17…吸気
コントロールバルブ 18…オイルにがし孔 19…ロ
ータリーデイスクバルブ 20…オイルポンプ 特許出願人 石川善■

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、4サイクル機関において、各シリンダーのクランク
    室を気密にし、該クランク室に連通する吸気管を該シリ
    ンダー壁下部に設け、ピストンの往復運動により該吸気
    管を開閉し、新気ガスが該クランク室に吸気出来るよう
    にする。 また該クランク室内より該シリンダー上部の吸気ポート
    に連通する送気管を設け、該クランク室近接部分の送気
    管路内にはリードバルブを設ける。 該リードバルブにおいては、クランク室内より送気管方
    向に吸気が通る一方向のものとし、該クランク室に吸気
    された新気ガスが送気管を通り吸気ポート方向に流入す
    るようにする。 以上のようにして、4サイクル機関においては、クラン
    ク軸2回転で1回の新気ガスの吸入が行なわれることと
    、機関が回転することによってクランク室の容積が変化
    することを利用し、新気ガスを一担クランク室内に導入
    し加圧してシリンダーに過給吸入させることを特徴とし
    た4サイクル機関。 2.吸気管の取付位置をクランク室とし、大気と該クラ
    ンク室とが該吸気管を通して連通するようにし、該クラ
    ンク室近接部分の吸気管路内にはリードバルブを設け、
    該リードバルブにおいては大気よりクランク室内方向に
    新気ガスが通る一方向のものとした第一項記載の4サイ
    クル機関。 3.吸気管の取付位置をクランク室側部とし、クランク
    軸とともに回転する、切欠部を有するロータリーデイス
    クにより吸気管口を開閉するロータリーデイスクバルブ
    方式とした第一項記載の4サイクル機関。
JP14305482A 1982-08-18 1982-08-18 4サイクル機関 Pending JPS5932618A (ja)

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JP14305482A JPS5932618A (ja) 1982-08-18 1982-08-18 4サイクル機関

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JP14305482A JPS5932618A (ja) 1982-08-18 1982-08-18 4サイクル機関

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986003804A1 (en) * 1984-12-17 1986-07-03 John Charles Coren Self cooling and supercharging internal combustion engine
JPH01121511A (ja) * 1987-11-05 1989-05-15 Shigeji Hakoyama 2サイクル・ガソリンエンジン
JP2004514091A (ja) * 2000-11-30 2004-05-13 キルヒベルゲル,ローランド 4サイクル内燃機関
GB2434405A (en) * 2006-01-20 2007-07-25 Keith Gordon Hall Internal combustion engine with disc drive mechanism and crankcase compression of intake air

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