(57)【要約】      （修正有）【課題】クランク軸１回転の間に、１回燃焼可能で、効率が良く、高トルクを達成し、排気・排そう機構も容易な形の内燃エンジンを提供する。【解決手段】燃焼・排気用シリンダーと、吸気・圧縮用シリンダーを設けて、燃焼・排気と吸気・圧縮行程を、２つのシリンダーに分業し、圧縮混合気を保有移動するためのローターを設けて、２ストロークエンジンと同じ１回転で、全行程を終了させる。さらに、燃焼用シリンダーより圧縮用シリンダーの容量を大きく設計しより大きな出力向上を達成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンに於いて、吸気・圧縮用シリンダーと燃焼・排気シリンダーで分業する対のシリンダーを有し、圧縮混合気を吸気・圧縮用シリンダーから、燃焼・排気用シリンダーに保有移動できる装置のローターを有する。２ストロークで全行程が終了する内燃エンジン。クランクシャフトにクランク軸と同じ回転をするように、ローターを固定し、ローター円周表面上に適当でかつ必要な、形、大きさの窪みを設置する。このローターの窪みで圧縮混合気を保有移動する。また圧縮用シリンダーと燃焼用シリンダーの容量を変える事も出来る。以上のことを大きな特徴とする内燃エンジン。
【請求項２】
請求項１の内燃エンジンに於いて、１つのローター円周表面上に放射状に、分業できる２つのシリンダーを対に、複数組設置し、クランクシャフト１回転の間に、組の数だけの爆発燃焼することを特徴とする内燃エンジン。
【請求項３】
請求項１・２でのエンジン機構を、クランクシャフトに縦列に複数組設置し１回転の間に数多くの燃焼回数が得られる特徴の内燃エンジン
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気・圧縮と燃焼・排気の４行程を、２つのシリンダーに分業させ、圧縮混合気を保有移動できる装置を介在させて、低回転から高回転までトルクが得られる内燃エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年多くの人々がエンジンに関わる開発に力を注いできていますが、類似文献が見当たりません。非特許文献として、これからの時代のエンジンとして期待される２ストロークエンジン開発に力を注いでいる大手自動車メーカーの事が記載されているオートメカニック誌・９０年新年号での専門家の意見を示す事が出来る。しかしながら、現在においては、４ストロークエンジンが主流である。
【非特許文献１】オートメカニック誌・1990年新年特集『高性能２ストロークエンジン時代』トヨタ・２ストローク開発責任者・中村徳彦談スバル研究所主任・片岡龍次談
【０００３】
現在主流の４ストロークエンジンよりも高性能エンジンと考えられている２ストロークエンジンだが、排気・排そう機構がアキレス腱で実現出来ない点が問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、クランク軸１回転の間に、1回燃焼可能で、効率が良く、高トルクを達成し、排気・排そう機構も容易な形の内燃エンジンを開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図１で示すローターを開発し、ローターに適当なる窪みを設け、図１−Ａで示す位置にはこだわらないが、ローター外周表面上に、圧縮用シリンダーと、燃焼用シリンダーを設ける。２つのシリンダーに分業させる機構を完成させた事が大きい。
【０００６】
図３で示すように、ローター外周表面上に、圧縮用シリンダーを複数組設置することで、クランク軸１回転で複数回燃焼出来る機構であり、図2・図3で示す行程図のエンジンを基に図４で示すように、クランク軸に対して縦列に並べた機構にすることでクランク軸１回転の間に、８回燃焼も容易に可能となる。
【０００７】
２つのシリンダーに分業させることで、図１で示す排そう坑など新機構を取り入れ
易く、現在使用されている排ガス機能はそのまま使用できる。
【発明の効果】
【０００８】
２ストロークエンジンの長所はポンピングロスがない事で、欠点は排気・排そうシステムが困難な事です。４ストロークエンジンは、それの反対の長所・欠点を持つ、それぞれの長所を持たせることで、欠点が消されてゆくことに注目して開発した機構、それが同時に燃焼と圧縮・排気と吸気をできるようにしたのが２つのシリンダーに分業させる方法で、見事に長所と長所を共有することに成功したのである。現在主流の４ストロークエンジンと、効率・出力で比較してみることにする。４ストローク４気筒エンジンでは、1回の燃焼回転角度は１８０度で、それは、ピストンの上死点から下死点に至る回転角度で、最低回転力に下がってきたところで最高回転力が加わる構造は、混合気圧力が最高値に至る角度と重なる事もあり大変不安定な回転力になるので数値以上の大きな効率ロスを生みます。本発明の４燃焼用シリンダーであれば、１回の燃焼角度は９０度になり、回転力が中位で次の燃焼がおきることである、これは４ストロークエンジンの８気筒エンジンと同じ角度なのです。さらに、別々のシリンダーを設けることで、燃焼用シリンダーに比べて、圧縮用シリンダーの、ボアを大きく、ストロークは短く、容量を大きくすることができます。これは、現在のターボチャージャーを使用すれば、ターボプラスターボチャージャーの働きを生むこととなります。次に図５−Ａで示す。燃焼による上死点からピストンが下死点に下がって行き、回転圧力が下がってゆく数値を表している。これを基に、４ストロークエンジンと比較してみる。図５−Ｂの数値４１,１と８２,２とが回転力の基礎となる数値である。同排気量エンジンなので、圧縮行程などのロス分は同じとする。(実際は、ポンピングロスがあるだけ４ストロークの方が大きく大体６０〜７０パーセント位である)ロス分６０パーセントとすれば２４,７がロス分となり、出力は１６,４となる。８２,２から２４,７を差し引くと５７,５となり実に３,５倍となり効果は大きい。出力面の効果は燃焼回転角度が小さくなることで生まれる滑らかなトルクがえられる。
【０００９】
本発明の特徴として、同等エンジン排気量で比較すれば、３分の１以下の回転数で、同等の出力が得られることを示している。実施する上で必要トルクは、現在の５０パーセント高位と考えられる。本発明エンジンは、対比回転数・排気量を少なく設計出来る。ロス分の上でも高回転を必要とする４ストロークエンジンは悪く、高回転程悪化してゆくのに対して、低い回転で使用出来るので燃費効率は高くなることが分かる。
【００１０】
本発明エンジン機構で、燃焼回転角度60度・45度でも容易に製品化ができる。45度であれば、４ストロークエンジン１６気筒に値し、半分の８気筒で済むことになり、出力が効率よく得られ燃費の向上はもちろんのこと、非常に滑らかな回転のエンジンが生まれる。図２・３・４で燃焼回転角度45度の機構設計の方法を示している。また圧縮用シリンダーを大きくすることにより高出力が得られる。図５−Ｂで示す１１４、２数値は、２０パーセント圧縮用シリンダーを大きくした時の数値では、実に５倍以上の出力比となる。
【００１１】
排ガス対策については、同一シリンダーで全行程を行う４ストロークエンジンは、それぞれの行程に移る時に機構上高技術を必要とする排そう機能が必要であるのに比べて、本発明エンジンは、分業という構造上有利な設計になっている。混合気と燃焼・。排気ガスがほとんど混在して排出されない構造になっているだけでなく、排そう坑など必要な装置を容易に組み込みができる。４ストロークエンジンよりクリーンな対策ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
内燃エンジンに於いて、燃焼回転角度が90度以下とすること。出力向上を達成して、燃費効率を向上させ、分業する２つのシリンダーを設けクリーンな排気が行えるエンジンを開発する。
【実施例】
【００１３】
図２で、本発明の最少シリンダーの燃焼行程を示す。図２−Ａで、１で点火燃焼し、２では６が閉じて圧縮が始まる。図2−Ｂで燃焼と圧縮とを行っている途中に、左より７に到達してきた８を圧空排そうする。図２−Ｃの１では排気が始まる直前となり、２では排そうされた８が到達してくると２で圧縮された混合気が押し込まれる。図２−Ａに戻って完了する。
【００１４】
図3では、１ローターに複数組シリンダーを設置したものである。燃焼・排気用シリンダーと吸気・圧縮用シリンダーは交互に設置し、それぞれ対抗するシリンダーは、一方が燃焼すれば、対向側は排気、一方が吸気を行えば対向側は圧縮が行われ、４行程を同時進行することとなる。
【００１５】
図４では、図2・図３で示した単体エンジンを複数組縦列設計した例を示している。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
自動車用動力源だけでなく、燃費・出力とも大きく向上できる本発明内燃エンジンは広く産業界に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】複数組設置展開図・上面図
【図２】１燃焼用・１圧縮用シリンダーの行程図
【図３】２燃焼用・２圧縮用シリンダーの行程図
【図４】縦列設計の例
【図５】回転圧力比の比較表
【符号の説明】
【００１８】
１  燃焼・排気用シリンダー
２  吸気・圧縮用シリンダー
３  ローター
４  点火プラグ
５  排気坑
６  吸気坑
７  排そう坑
８  ローター窪み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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