TW512200B - Internal combustion engine of natural aspiration system for vehicle - Google Patents

Description

512200 A7 ___________B7 五、發明説明（1 ) 【技術領域】 本發明係關於米勒循環（Millcycle)進行運轉之車輛 用自然吸氣式內燃機。 【背景技術】 過去’往復式內燃然機，已知有進氣閥的關閥時間點 設定爲下死點前或從一經流入到氣缸內的吸氣從開閥中的 進氣閥逆流到進氣孔之下死點後之所謂的以米勒循環進行 運轉之內燃機。此米勒循環進行運轉之內燃機則是比奧圖 循環（Ottocycle)進行運轉之內燃機還降低壓縮衝程上死 點的壓縮壓力（實質的壓縮比），此外膨脹比維持與奧圖 循環引擎相同’所以前述實質的壓縮比相對地增加膨脹比 ;因此提高熱效率而改善圖示燃料消耗率。不過米勒循環 循環由於進氣閥設定爲前述的閉閥時間點而降低體積效率 。然而內燃機若爲從無負載領域到高負載高迴轉領域，在 大幅變化負載及迴轉數之運轉領域進行運轉之車輛用內然 機時，則達不到高負載運轉時充分的輸出。因此爲了補充 所不足的空氣量而達到高輸出，設置增壓裝置且又依內燃 機的運轉領域切換米勒循環或奧圖循環而運轉內燃機。 例如，日本專利特開平8 - 2 1 8 8 7 9號公報所載 示的引擎，在氣缸蓋除了設置進氣閥及排氣閥之外，還設 置從進氣通路分支之進氣還流通路，並且設置將連通到進 氣環流通路之燃燒室側的開口部開關之進氣還流閥；該進 氣還流閥利用驅動排氣閥之凸輪軸加以驅動，並且在該凸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 512200 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輪軸設置位相角度可變裝置。然後引擎則是利用該位相角 度可變裝置，當部分負載時，進氣還流閥設定爲進氣閥關 閉後仍開放著的時間點，而以流入到氣缸內的進氣經由進 氣還流通路還流到進氣通路之米勒循環進行運轉；當高負 載時，進氣還流閥設定爲與進氣閥同時關閉的時間點而以 奧圖循環進行運轉。 然則，前述過去的技術，必須設置增壓裝置或位相角 度可變裝置，所以內燃機的構造變爲複雜，增加零件件數 ，而會有增加內燃機的成本或重量之困難點。另外，前述 曰本專利公報所載示之過去技術，由於內燃機高負載時以 奧圖循環進行運轉，因而會有不徹底改善燃料消耗率的缺 點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明鑑於上述的問題點，其目的係爲針對具有從無 負荷領域到包括高負載高迴轉領域的運轉領域之車輛用自 然吸氣式內燃機，在包括高負載高迴轉領域之全運轉領域 內以米勒循環進行運轉而達到改善燃料消耗率，並且以簡 單的構造就能使內燃機的生產性提高，然且也達到抑制內 燃機的成本增加及重量增加。 【發明槪要】 本發明係針對具備活塞’及自由往復運動地嵌合活塞 之氣缸、及在從無負荷到包括高負荷高迴轉領域之全運轉 領內以一定的開關時間點進行開關之進氣閥和排氣閥之車 輛用自然吸氣式內燃機關；形成爲前述進氣閥的關閉時間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ · -- 512200 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 點設定爲下死點前和前述氣缸內的進氣逆流到前述吸氣閥 上流之下死點的一者之預定開閥時間點；前述內燃機的排 _里設定爲在於尚負載局迴轉領域經由前述進氣閥以前述 預定閉閥時間點進行閉閥之運轉而達到前述內燃機的最大 必要圖不輸出之預定排氣量之車輛用自然吸氣式內燃機。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據此車輛用自然吸氣式內燃機，預定排氣量的內燃 機’以高負載高迴轉之米勒循環進行運轉而達到內燃機的 最大必要圖示輸出，比過去的內燃機還增大排氣量。因此 ’確保產生最大必要圖示輸出之吸入空氣量，內燃機因在 從無負載到包括高負載高迴轉領域之負載及迴轉數都大幅 變化的全運轉領域內以米勒循環進行運轉，所以比運轉領 域內進行米勒循環的運轉還更加改善圖示燃料消耗率。其 中，高負載高迴轉領域內，用來增大氣缸口徑及活塞衝程 所決定的排氣量之構造，設爲用來獲取也是驅動車輛所必 要的最大輸出之最大必要圖示輸出之構造較爲簡單；由於 不致增加零件件數，因而提高內燃機的生產性，可以抑制 內燃機的成本增加；進而因比設置增壓裝置的情況還能抑 制內燃機的重量增加，所以此點也能改善燃料消耗率。 針對本發明的車輛用自然吸氣式內燃機，前述最大必 要圖示輸出設定爲比可能產生的最大輸出圖示輸出還小； 在於比產生該最大圖示輸出之第1預定轉數還低的也內燃 機迴轉數之第2預定迴轉數仍達到最大必要圖示輸出；另 外可以設置偵測內燃機迴轉數之迴轉數感測器、及當該迴 轉數感測器偵測出超過前述第2預定迴轉數的內燃機回轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -6 - 512200 A7 B7 五、發明説明（4 ) 數時使內燃機輸出降低之輸出降低手段。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此方式達到以下的效果。即是最大必要圖示輸出比內 燃機所能產生之最大圖示輸出還小，利用依照迴轉數偵測 手段所偵測出的內燃機迴轉數所控制之輸出降低手段使其 在任意的內燃機迴轉數時仍產生比最大圖示輸出還小的最 大必要圖示輸出，所以增大最大圖示輸出的設定自由度， 依照內燃機的用途或內燃機所應作用的最大負載，不致導 致成本增加或重量增加而簡單地就能設定最適合大小的最 大必要圖示輸出。其結果··可以將相同的內燃機用於多種 類的車輛，而可以削減搭載該內燃機之車輛的成本。 進而，最大必要圖示輸出比內燃機所能產生的最大圖 耶輸出還小，即使內燃機以米勒循環進行運轉，達到最大 必要圖示輸出之第2預定迴轉數也能比產生與奧圖循環進 行運轉之內燃機的最大圖示輸出成一致的最大必要圖示輸 出之內燃機迴轉數還低，所以減少產生最大必要圖示輸出 時的磨擦所造成的動力損失，而增加有效圖示輸出，改善 有效燃料消耗率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的自然吸氣式內燃機，可以在與前述活塞連結 之曲柄軸設置交流發電機及備有離心配重之行進離合器。 以此方式達到以下的效果。即是設在曲柄軸之交流發 電機及行進離合器由於具有附加在曲柄軸之迴轉慣性質量 (fly wheel )功能，因而抑制較低迴轉數所迴轉之曲柄軸 的迴轉變動，而能順利運轉。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 512200 A7 B7 五、發明説明（5 ) 【圖面之簡單說明】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖係爲本發明一實施例的內燃機從右側正視之部 分斷面圖。 第2圖係爲第1圖的π - π線斷面圖。 第3圖係爲用來說明第1圖中內燃機關的圖示輸出與 內燃機迴轉數的關係之圖形。 主要元件對照表 1 :曲柄箱 2 :氣缸 3 :氣缸蓋 4 :氣缸蓋外殼 5 :曲柄軸 6 :主軸承 7 :主軸承 8 :活塞 9 :連桿 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 ’·燃燒室 1 1 :驅動鏈輪 1 2 :交流發電機 1 3 :凸輪軸 1 4 :凸輪鏈輪 1 5 :同步鏈條 1 6 :磁性聯結器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 512200 A7 B7 五、發明説明（6 ) 1 7 :冷卻水泵 1 8 :連結構件 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 9 : 1次驅動齒輪 2 0 :外離合器構件 21:內離合器構件 2 2 :平板 2 3 :離心配重 2 4 : 1次被動齒輪 2 5 :外離合器構件 2 6 :離合器 2 7 :內離合器構件 2 8 :主軸 2 9 :主齒輪群 3 0 :中間軸 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 1 :中間齒輪群 3 2 :變速輪鼓 3 3 :進氣孔 3 4 :排氣孔 3 5 :進氣閥 3 6 :排氣閥 3 7 :進氣管 3 8 :排氣管 3 9 :燃料噴射閥 4 0 :火星塞 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9 - 512200 A7 _ B7 五、發明説明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) E =自然吸氣式內燃機 Μ :手動變速機 C ^ :變速離合器 C 2 :行進離合器 【實施形態】 以下，參照第1〜3圖說明本發明的一實施例。 本發明所用之自然吸氣式內燃機E爲搭載摩托車上之 頭上凸輪軸型水冷動單氣缸4衝程之自然吸氣式往復運動 內燃機；與備有後述的變速離合器C 2及手動變速機Μ之 傳動裝置一起構成動力單元。在於此說明書中，「前後左 右」係指以摩托車的車體爲基準之「前後左右」。 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 參照第1及2圖，內燃機Ε具有氣缸2，氣缸羞3及 氣缸蓋外殼4依序組裝在左右分割的曲柄箱1而成一體之 內燃機本體。內燃機Ε的曲柄軸5介由把持在曲柄箱1之 左右一對的主軸承6、7自由迴轉地支承於曲柄箱1 ，在 氣缸2形成具有指向前方的略斜上方的中心軸線之氣缸孔 徑2 a，嵌合於該氣缸孔徑2 a之活塞8介由連桿9連結 到曲柄軸5，利用以形成在活塞8與氣缸蓋3之間之燃燒 室1 0內的燃燒壓力而進行往復運動之活塞8，迴轉驅動 曲柄軸。 在曲柄軸5的延伸到由滾珠軸承（ball bearing )所形 成之主軸承6的左方之左軸端部，從主軸承6側朝向左方 依序設置驅動鏈輪1 1及交流發電機1 2。在與曲柄軸5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 512200 A7 _______B7 五、發明説明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成一體結合之驅動鏈輪1 1與成一體結合於自由迴轉地支 承在氣缸蓋3的凸輪軸1 3之凸輪鏈輪1 4之間，架掛同 步鏈條1 5，而以曲柄軸5的1 / 2迴轉數迴轉驅動凸輪 軸1 3。進而在凸輪軸1 3的左端設置介由永久磁鐵的磁 性聯結器1 6而與凸輪軸1 3驅動結合之冷卻水泵1 7。 另外，交流發電機1 2具備固定在發電機外殼1 2 c之定 子、及包圍該定子1 2 a的徑方向外方而成一體結合於曲 柄軸5之碗狀的轉子1 2 b。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，在曲柄軸5之延伸由滾子軸承（roll bearing ) 所形成之主軸承7的右方之右軸端部外周設置與曲柄軸5 的迴轉軸線同軸地自由迴轉支承於曲柄軸5之圓筒狀連結 構件1 8，在該連結構件1 8的主軸承7側成一體形成1 次驅動齒輪1 9，連結構件1 8右側的先端部成一體結合 到也是離心式行進離合器C 1的構成要素之外離合器構件 2 0。此行進離合器C 1進而具備成一體結合於曲柄軸5 之內離合器構件2 1、及複數個離心配重2 3。離心配重 2 3自由擺動地支承在與內離合器構件2 1成一體結合之 平板2 2 ，當內燃機迴轉數超過預定的迴轉數時利用離心 力抵接到內離合器構件2 0後，利用該磨擦力使行進離合 器C 1成爲結合狀態。然後，行進離合器C 1設定爲比過 去內燃機的行進離合器還大型之行進離合器或是具備持有 大質量的離心配重2 3之行進離合器，而即使內燃機E的 迴轉數爲低迴轉數時也使其在離心配重2 3產生能確保確 實的扭矩傳達之較大的離心力。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -11 - 512200 Α7 Β7 五、發明説明（9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 與1次驅動齒1 9嚙合之1次被動齒輪2 4自由迴轉 地支承於由隨時嚙合式的齒輪變速.機所形成之手動變速機 Μ的主軸2 8，該1次被動齒輪2 4介由調節齒驅動連結 到主軸2 8的設置在從曲柄箱體1突出到右方的右端部之 變速離合器C 2的外離合器構件2 5。變速離合器C 2爲 具有利用經駕駛員操作之中繼群體機構進行磨擦結合或解 除結合的多數個離合器板2 6之磨擦式多板離合器；當多 數個離合器板2 6利用聯結器力磨擦結合時，曲柄軸5的 扭矩介曲外離合器構件2 5傳達到與主軸2 8成一體結合 之內離合器構件2 7後，變速離合器C 2成爲結合狀態； 當多數個離合器板的磨擦結合解除時，阻斷扭矩從內離合 器構件2 5傳達到內離合器構件2 7後，變速離合器C 2 成爲非結合狀態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 曲柄箱體1內配置在曲柄軸5後方之手動變速機Μ， 具備設有主齒輪群2 9之前述主軸2 8及設有中間齒輪群 (counter gear ) 3 1之中間軸；經由變速操作機構（未圖 示）迴轉變速輪鼓（shift drum) 3 2，則卡合於該變速輪 鼓3 2的凸輪溝之撥叉（shift fork )在支承軸上往左右方 向適度移動，與變速操作之主齒輪群2 9的齒輪與中間齒 輪群3 1的齒輪經適度嚙合而進行變速。 然而，曲柄軸5的扭矩，往行進離合器C 1傳達到1 次驅動齒輪1 9，進而經由以1次驅動齒輪1 9及1次被 動齒輪2 4所形成之1次減速機構、變速離合器C 2，傳 達到手動變速機Μ，變速後的扭矩，從中間軸3 0經由2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -12- 512200 A7 — —_ B7____ 五、發明説明（1〇) 次減速機構傳達到後輪，而迴轉驅動後輪。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 針對內燃機E，在與活塞8之間形成燃燒室1 〇之氣 缸蓋3，如第1圖所示，設置分別連通到燃燒室1 0之進 氣孔3 3及排氣孔3 4 ;進而設置開關進氣孔3 3的也是 燃燒室1 0側的開口的進氣口 3 3 a之進氣閥3 5，然後 設置開關也是排氣孔3 4其燃燒室1 0側的開口的排氣口 4 a之排氣閥3 6。在也是進氣孔3 3的氣缸蓋3側面的 開口，連接流通以節氣閥（未圖示）所流量控制的空氣之 進氣管3 7 ;在該進氣管3 7設置朝向進氣口 3 3 a噴射 燃料而形成混合氧之燃料噴射閥3 9 ;另外在也是排氣孔 3 4下流側之氣缸蓋3側面的開口連接排氣管3 8。另外 ’面對燃燒室1 0用來對燃燒室1 〇內混合氣點火之2個 火星塞4 0 (其中一者顯示在第2圖中）裝著在氣缸蓋3 〇 進而固定於氣缸蓋3之一對進氣搖臂軸41及排氣搖 臂軸4 2分別於各自中央部分自由擺動地支承進氣搖臂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3及排氣搖臂4 4 ;在進氣及排氣搖臂4 3、4 4的一 端部設置分別在成一體形成於凸輪軸1 3的進氣凸輪4 5 、4 6及排氣凸輪4 5、4 6滑動之滾子，進氣及排氣搖 臂4 3、4 4的他端部分別抵接於進氣閥3 5及排氣閥 3 6的閥桿端部。然後，利用依進氣及排氣凸輪4 5、 4 6的迴轉而擺動之進氣及排氣搖臂4 3、4 4，與曲柄 軸5同步，依照一定的開關時間點及升降量開閥驅動進氣 閥及排氣閥。以凸輪軸1 3、進氣和排氣搖臂4 3、4 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)八4規格（210><297公董）—' --— -13- 512200 A7 B7 五、發明説明（11) ，以及進氣和排氣搖臂軸4 1、4 2等而構成動閥裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後，進氣閥3 5和排氣閥3 6的開關時間點，設定 爲在於內燃機E到達包含前述節氣閥全開時之高負載高迴 轉領域之全運轉領域成爲一定；其中進氣閥3 5的開閥時 間點，設定爲與排氣閥3 6產生重疊時排氣衝程的上死點 前，閉閥時間點則設定爲在進氣衝程的下死點前或該下死 點後的壓縮衝程，一經吸入到氣缸孔徑2 a內的進氣通過 進氣口 3 3 a逆流到進氣閥3 5上流的進氣孔3 3之預定 閉閥時間點。然而具有從無負載領域到高負載領域之內燃 機E，在於包括高負載高迴轉領域的全運轉領域內，以所 謂的米勒循環進行運轉；另外也是進氣閥3 5的閉閥時間 點之前述預定閉閥時間點係以內燃機E得到後述的最大必 要圖示輸出（indicated power) P R爲前提，衡量燃料消耗 率而加以適當設定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後，依氣缸孔徑2 a的口徑及活塞8的衝程量所決 定之內燃機E的排氣量，被設定爲在進氣閥3 5及排氣閥 3 6於包括內燃機E的高負載迴轉領域之全運轉領域內在 前述的開關時間點進行開關的條件下，高負載高迴轉領域 內，能夠產生用來驅動摩托車所必要的最大輸出之也是圖 示輸出的最大値的最大必要圖示P R之吸入空氣比所獲得 的最小排氣量V Q還大的預定排氣量V。 此最大小排氣量V Q比自然進氣式的往復運動內燃機（ 以下稱爲「等價奧圖循環內燃機」的排氣量還大。自然進 氣式的往復運動內燃機係進氣閥及排氣閥在內燃機的全速 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐） -14- 512200 A7 B7 五、發明説明（12) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 運轉領域內依一定的開關時間點進行開關，而且進氣閥的 開閥時間點被設定爲從氣缸孔徑到進氣孔幾乎不產生進氣 逆流之進氣衝程的大死點後，以產生同等於最大必要圖示 輸出相等大小的最大圖示輸出（圖示輸出的最大値）之過 去的奧圖循環進行運轉。上述最小排氣量比等價奧圖循環 內燃機的排氣量還大的原因係因內然機E與前述等價奧圖 循環內然機作比較，進氣閥3 5在下死點前閉閥即是進氣 閥3 5提早關閉，或是進氣閥3 5在下死點後閉閥即是進 氣閥3 5延遲關閉，而減小體積效率之故，而且也是必須 更加使其產生補償爲了補足體積效率降低所造成吸入空氣 量的不足而增大排氣量，造成機械摩擦損失的增加分量之 輸出之故。 然後，最小排氣量V 〇經由下式求出。 首先，前述等價奧圖循環內燃機的排氣量設爲Vi ( m3)，體積效率設爲，爲了使其產生最大圖示輸出（ 相等於最大必要圖示輸出）所必要的進氣空氣量設爲Q 1 ( m 3 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Q 1 二 V 1 X 7? 1 ...... ( 1 ) 其次’以米勒循環進行運轉之內燃機，其排氣量設爲 V 2 ( m 3 ) ’以米勒循環進行運轉的體積效率設爲7? 2， 則吸入空氣量Q所造成的排氣量V 2以下式表示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 512200 A7 B7 五、發明説明（13) V2 二 Q / T^^ViX (771/ 7?2) ...... (2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，前述等價奧圖循環內燃機的磨擦所造成的機械 磨擦損失動力設爲P s f i ( k W )，則該時機械磨擦損失 動力Psfl的磨擦平均有效壓力Pmfl (kPa)形成爲 下式

Pmfi=120xPSfi/(NxVi) ……（3 ) 然而，N爲內燃機的迴轉數。排氣量V 2其內燃機的機械磨 擦損失動力Psi2(kW)，使用該磨擦平均有效壓力 Pmfl而形成爲下式 PSf2=Pmfix NxV2/1 2 0 ...... (4) ，排氣量的增加分所造成的機械磨擦損失動p s f ( k W ) 經由下式 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 求出。 然則節流閥全開時，以米勒循環進行運轉之前述等價 奧圖內燃機的圖示輸出（k W )設爲p s i，則其平均有效 壓力Pmei(kPa)以下式表示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210^7^^ -16 - 512200 A7 五、發明説明（14 )

Pmel-120xPsl/(NxVl) ……（6) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 補償機械磨擦損失增加所造成的輸出減低分之排氣量 V f ( m 3 )經由下式求出。

Vf^ 1 2 Ox Psf// ( Νχ Pmel) ...... (7) 因而最小排氣量V Q ( m 3 )經由下式求出。 V 〇 = V 2 + V 1 ( 8 ) 然而，因增加排氣量V f而增加的排氣量所造成的機械 磨擦損失僅些微增加，爲可忽視的程度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本實施例則是與前述等價奧圖循環內燃機作比較，具 有比最小排氣量還大的預定排氣量V，且進氣閥3 5及 排氣閥3 6依前述的開關時間點進行開關的米勒循環進行 運轉之內燃機的也是圖示輸出的最大値之最大圖示輸出 P Μ (參照第3圖），係依據進/排氣系統的通路口徑或 進氣閥3 5 /排氣閥3 6的口徑及升降量、壓縮比等內燃 機Ε的諸元素加以決定，此外最大必要圖示輸出p R係以 後述的輸出降下手段6 5，6 5設定使其比內燃機Ε所能 產生之最大圖出ΡΜ還小。進而，預定排氣量V比前述等 價奧圖循環內燃機的排氣量還大，達到相等於前述等價奧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公釐） 512200 A7 __ B7 五、發明説明（15 ) 圖循環內燃機的最大圖示輸出之最大必要圖示圖出時其後 述的第2預定迴轉數N 2成爲比前述等價奧圖循環內燃機 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 產生最大圖示輸出時的內燃機迴轉數還低之內燃機迴轉數 〇 控制燃料噴射量及點火時間點的控制手段之電子控制 單元（E C U ) 6 0，輸入從偵測內燃機迴轉的迴轉數感 測器6 1 、偵測前述節氣閥的開放程度之開度感測器6 2 、偵測前述節氣閥下流的進氣壓力之壓力感測器6 3、偵 測冷卻水溫度或排氣溫度之溫度感測器6 4等偵測內燃機 E的運轉狀態之偵測手段的前述各種感測器6 1〜6 4的 偵測訊號，根據這些偵測訊號，從燃料噴射閥3 9，依內 燃機運轉狀態，噴出燃料，進而控制點火線圈4 7的高壓 產生時間點，利用2個火星塞4 0，在依內燃運轉狀態的 時間點進行點火。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此處，參照第3圖說明用來說明內燃機E其前述節氣 閥全開時的圖示輸出與內燃機迴轉數的關係之圖形。具有 被設定爲比式（8 )所求得的最小排氣量V 〇還大的預定排 氣量V之內燃機E，如圖中二點鎖狀虛線所示，當內燃機 迴轉數爲第1預定迴轉數1^1時，具有產生最大圖示輸出 P Μ的輸出特性（以實線所示）。 針對具有以此第1預定迴轉數Ν 1產生最大圖示輸出 Ρ Μ的輸出特性之內燃機Ε，在於未滿第1預定迴轉數 Ν 1的第2預定迴轉數Ν 2，例如爲第1迴轉數Ν 1的2 / 3迴轉數，達到最大必要圖示輸出P R，當開度感測器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公釐） ~ -- -18- 512200 A7

五、發明説明（16 ) 6 2所偵測出之前述節氣閥的開放程度爲全開，且迴轉數 感測器6 1所偵測出之內燃機迴轉數超過第2預定迴轉數 N2時，從電子控制單元6 0進行一連串的運算處理之輸 出降下手段6 5，輸出停止驅動燃料噴射閥3 9的訊號， 設定從燃料噴射閥3 9供應燃料，而降低內燃機£的輸出 。此處，第2預定迴轉數N2，以未滿第1迴轉數1^1爲 前提，設定爲使其達到依搭載內燃機E的車種或作用於內 燃機E的最大負載所必要的最大必要圖示輸出p R。 其次，說明前述所構成之實施例的作用及效果。 弟3圖中’爲了谷易理解’以虛線表示具有比內燃機 E的預定排氣量V還小的排氣量，產生與最大必要圖示輸 出P R相等的最大圖示輸出P m之前述等價奧圖循環內燃 機的槪略輸出特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一般，由於內燃機產生由曲柄軸、曲柄銷、活塞、動 閥裝置等的各滑動部因磨擦而造成的機械磨擦損失以及爲 了驅動交流發電機等的各種輔機而造成的輔機驅動損失所 形成之磨擦損失動，因而該內燃機的有效輸出爲從圖示輸 出減去磨擦損失動力之値。此磨擦損失動力依內燃機迴轉 數的增加而增加，所以圖示輸出直到達到最大圖示輸出爲 止，越增高機關迴轉數則越增加，同時也增加磨擦損失動 力。 達到內燃機E的最大必要圖示輸出P R之內燃機迴轉 數，即是第2預定迴轉數N2比前述等價奧圖循環內燃機 產生最大圖示輸出P m時的內燃機迴轉數還低，與此相對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 19 512200 A7 ____B7 五、發明説明（17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 應則得知內燃機E的摩擦動力損失（以實線所示）其最大 必要圖示輸出P R當中的磨擦損失動力p L Μ比虛線所示 的磨擦損失動力其前述等價奧圖循環內燃機的最大圖示輸 出P m當中之磨擦損失動力p l m還小。然後比較內燃機 E與前述等奧圖循環內燃機，相同大小之圖示輸出當中的 磨擦損失動力則是內燃機E較少。然而針對內燃機E與前 述等奧圖循環內燃機，產生機械磨擦損失的滑動部爲相同 處所；另外產生輔機驅動損失之補機也相同。 此樣搭載在摩托車上之預定排氣量V的內燃機E，經 由以筒負載局迴轉領域之米勒循環進行運轉，而達到內燃 機E的最大必要圖示輸出，由於與前述等價奧圖循環作比 較具有比最小排氣量V 〇還大的預定排氣量V，因而確保使 其產生最大必要圖示輸出PR的吸入空氣量；內燃機E因 在從無負載領域到包括高負載高迴轉領域的大幅變化負載 及迴轉數之全運轉領域內以米勒循環進行運轉，所以比運 轉領域的一部分以米勒循環進行運轉，更加改善圖示燃料 消耗率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中，高負載高迴轉領域內，增大依照氣缸孔徑2 a . 及活塞8的衝程所決定的排氣量之構造，作爲達到驅動摩 托車所必要之也是最大輸出的最大必要圖示輸出之構造較 爲簡單，也不致增加零件件數，因而提高內燃機E的生產 性，可以抑制內燃機E的成本增加，進而比設置增壓裝置 的情況還能抑制內燃機E的重量增加，所以此點也能改善 燃料消耗率。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 512200 A7 B7 五、發明説明（18) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 設置當迴轉數感測器6 1所偵測出之內燃機迴轉數超 過第2預定迴轉數N2時作動之輸出降下手段6 5，因而 經適當設置第2預定迴轉數N 2時作動之輸出降下手段 6 5，因而經適當設置定第2預定迴轉數N2，就能在未 滿第1預定迴轉數的任意機關迴轉數時使其產生比最大圖 不輸出P Μ還小的最大必要圖不輸出P R，所以增大最大 必要圖不輸出P R的設疋自由度，另外’依搭載內燃機Ε 的車輛或作用於內燃機Ε的最大負載，不致導致成本增加 或重量增加而簡單地就能設定最適合大小的最大必要圖示 輸出P R。其結果：可以將相同的內燃機Ε搭載在不同車 種的摩托車，而可以削減該摩托車的成本。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 進而，最大必要圖示輸出P R係經加大內燃機Ε的預 定排氣量V使其比內燃機Ε所能產生的最大圖示輸出Ρ Μ 還小，即使內燃機Ε以米勒循環進行運轉，達到最大必要 圖示輸出P R之第2預定迴轉數Ν 2也比產生與奧圖循環 進行運轉之前述等價奧圖循環內燃機的最大圖示輸出p m 成一致的最大必要圖示輸出之機關迴轉數N 3還低。即是 針對內燃機迴轉數爲第1預定迴轉數Ν1時能產生最大圖 示圖示PM之內燃機E，利用當內燃機E的迴轉數超過未 滿第1預定迴轉數Ni的第2預定迴轉數N 2時作動之輸出 降下手段6 5，而達到最大必要圖示輸出P R。此時，產 生最大必要圖示輸出P R之第2預定迴轉數N 2比前述等 價奧圖循環內燃機產生最大圖示輸出p m時的迴轉數N 3 還低之迴轉數；最大必要圖示輸出P r當中的磨擦損失動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 512200 A7 B7 五、發明説明（19 ) 力P L Μ比前述等價奧圖內燃機還減少。因此，即使在內 燃機Ε的全運轉迴轉領域R之高迴轉領域進行運轉時，圖 示輸出當中的摩擦損失動力P L也比前述等價奧圖內燃機 還減少，該減少量則爲增加有效圖示輸出；因此改善有效 燃料消耗率，進而當前述高迴轉領域的運轉頻率增高時也 能更加改善內燃機Ε的有效燃料消耗率。 離心配重2 3設置在曲柄軸5的軸端部，具有具備離 心配重2 3的行進離合器C 1及轉子1 2 b之交流發電機 1 2 ，由於具有附加在曲柄軸5的迴轉慣性質量（fly wheel )功能，所以控制比較低迴轉數所迴轉之曲柄軸5的 迴轉變動，而能順暢的運轉。進而，內燃機在比前述等價 奧圖循環內燃機還低的迴轉領域進行運轉，所以即使是低 迴轉數也能確保確實的傳達力，因而行進離合器C 1比等 價奧圖循環內燃機的行進離合器還大型，具是具備具有比 用於前述等價奧圖循環內燃機之離心配重還大質量的離心 配重2 3之行進離合器，所以可以使迴轉慣性質量增加， 而更加抑制前述迴轉變動。 另外，當內燃機迴轉數超過第2預定迴轉數時，因輸 出下手段6 5設疋供應到內燃機E的燃料，所以比控制 點火時間點使內燃機輸出降下的情況還減少燃料消耗，而 更加改善燃料消耗率。 以下’針對變更前述過實施例一部分的構成之實施例 ，說明已變更的構成。 前述實施例則是輸出降下手段6 5，控制燃料噴射閥 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — 批衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22- 512200 A7 B7 五、發明説明（2〇) 3 9而進行燃料設定，不過若爲將燃料噴射量減量的輸出 降下手段亦可；另外從最適點火時間點起大幅使點火時間 點緩角或進角，或停止點火或進行間歇點火，就使內燃機 E的輸出降低亦可。 前述實施例則是內燃機E的預定排氣量V設定爲比最 小排氣量V。還大，不過設定爲內燃機E的預定排氣量V相 等於最小排氣量V 〇亦可，此情況，最大必要圖示輸出P R 與最大圖示輸出PM—致。因而最大必要圖示輸出p R依 據進/排氣系統的通路口徑或進氣閥3 5/排氣閥3 6的 口徑以及升降量、壓縮比等有關內燃機E的諸元素加以決 定，因而不必要輸出降下手段6 5。 前述實施例則是內燃機E搭載在摩托車上，不過內燃 機用於摩托車以外的車輛亦可。另外內燃機若爲多氣缸亦 可〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） -23-

Claims (1)

1. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 . 一種車輛用自然吸氣式內燃機，係爲針對具備活 寨、及自由往復運動地嵌合活塞的氣缸、及在從無負載領 域到包括高負載高迴轉領域之全運轉領域內以一定的開關 時間點進行開關的進氣閥和排氣閥之車輛用自然吸氣式內 燃機；其特徵爲·· 前述進氣閥的閉閥時間點，設定爲下死點前及前述氣 缸內的進氣逆流到前述進氣閥上流的下死點後的其中一者 之預定閉閥時間點；前述內燃機的排氣量，設定爲高負載 阔迴轉領域利用前述進氣閥以前述預定閉閥時間點閉閥之 蓮轉而達到前述內燃機的最大必要圖示輸出之預定排氣量 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 ·如申請專利範圍第1項之車輛用自然吸氣式內燃 機’其中前述最大必要圖示輸出設定爲比能產生的最大圖 示輸出還小，並且在於比產生該最大圖示輸出的第1預定· 迴轉數還低的也是內燃機迴轉數之第2預定迴轉數使其達 到前述最大必要圖示圖出；此外具備有偵測內燃機迴轉數 之迴轉數感測器、及當該迴轉數感測器偵測出超過前述第 2預定迴轉數之內燃機迴轉數時使內燃機輸出降下之輸出 降下手段。 3 .如申請專利範圍第1項之車輛用自然吸氣式內燃 機，其中在與前述活塞相連結之曲柄軸設置具備交流發電 機及離心配重之行進離合器。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -24-