(57)【要約】改良型内燃エンジンユニットは、シリンダと分離室との間の分離開口部、および、分離開口部の開閉を制御するのに適した分離弁を備える。分離室は、吸気と排気の開口部によって、吸気マニホールドと排気マニホールドにそれぞれ接続可能である。分離弁と排気弁の両方を開くことで、ガスが、開いた分離開口部、分離室、および、開いた排気開口部を通って、シリンダ容積部から排気マニホールドへ流れることを可能にする。分離弁と吸気弁の両方を開くことで、ガスが、開いた吸気開口部、分離室、および、分離開口部を通って、吸気マニホールドからシリンダ容積部へ流れることを可能にする。吸気弁と排気弁は、エンジンコンピュータによって順に制御されるソレノイドによって駆動される。分離弁は、エンジンによって順に駆動されるカムシャフトによって駆動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良型内燃エンジンユニットであって、
前記改良型エンジンユニットは、シリンダによって囲まれるシリンダ容積部内を移動するピストン、吸気マニホールドにシリンダ容積部を接続する吸気開口部の開閉を制御する吸気弁、および、排気マニホールドにシリンダ容積部を接続する排気開口部の開閉を制御する排気弁を有し、
前記改良型エンジンユニットは、
（ａ）シリンダと、吸気と排気の開口部によって吸気マニホールドと排気マニホールドにそれぞれ接続可能な分離室との間の少なくとも１つの分離開口部、および、
（ｂ）前記分離開口部の開閉を制御するのに適した少なくとも１つの分離弁をさらに備え、
それによって、分離弁と排気弁の両方を開くことで、開いた分離開口部、分離室、および、排気開口部を通って、ガスがシリンダ容積部から排気マニホールドへ流れることを可能にし、および、前記分離弁と吸気弁の両方を開くことで、開いた吸気開口部、前記分離室、および、開いた分離開口部を通って、ガスが吸気マニホールドからシリンダ容積部へ流れることを可能にする、改良型エンジンユニット。
【請求項２】
吸気弁と排気弁の少なくとも１つは、少なくとも１つの電気機構によって駆動される、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項３】
少なくとも１つの分離弁は、カムシャフトによって駆動され、前記カムシャフトは、クランクシャフト回転に対するカムシャフト回転の第１の比率で、クランクシャフトに関連付けられ、前記カムシャフトは、カムシャフト回転に対する分離弁の開口の第２の比率を提供する、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項４】
プーリーシステムは、前記第１の比率が１：４および１：３の１つとなるように、前記カムシャフトを前記クランクシャフトに関連付ける、請求項３に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項５】
前記第２の比率は、２：１および４：１の１つである、請求項４に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項６】
完全なシリンダ容積部に対する前記分離室の容積の比率が、５−２０％の範囲内である、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項７】
吸気行程中の前記分離室の圧力は、０．２５ｐｓｉ以下に維持される、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項８】
エンジンユニットは、１またはそれ以上のセンサーに関連付けられ、センサーは、吸気弁と排気弁の少なくとも１つの操作を行う制御手段に、エンジンユニット操作パラメータの表示を送達する、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項９】
前記分離弁の直径は、前記シリンダの内径の６５−９５％の範囲である、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項１０】
前記分離弁の直径は、前記シリンダの内径の７０−８５％の範囲である、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項１１】
エンジンは、少なくとも２つの分離開口部と、少なくとも２つのそれぞれの分離弁とを有する、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項１２】
吸気弁が閉じるまで排気弁が開いているので、分離弁はほとんど開いている、請求項１に記載の改良型エンジンユニット。
【請求項１３】
改良型内燃エンジンユニットを操作する方法であって、
前記改良型エンジンユニットは、シリンダによって囲まれるシリンダ容積部内を移動するピストン、吸気マニホールドにシリンダ容積部を接続する吸気開口部の開閉を制御する吸気弁、および、排気マニホールドにシリンダ容積部を接続する排気開口部の開閉を制御する排気弁を有し、
前記改良型エンジンユニットは、
シリンダと分離室との間の分離開口部、および、前記分離開口部の開閉を制御するための分離弁をさらに含み、分離室は、吸気と排気の開口部によって吸気マニホールドと排気マニホールドにそれぞれ接続可能であり、
改良型内燃エンジンユニットを操作する方法は、
（ａ）分離弁を開く工程であって、前記分離弁が開いている間に、
（ｉ）排気弁を開き、燃焼したガスが、開いた分離開口部、分離室、および、開いた排気開口部を介して、シリンダ容積部から排気マニホールドへ流れることを可能にし、
（ｉｉ）前記燃焼したガスの流れを止めるために前記排気弁を閉じ、および、
（ｉｉｉ）吸気弁を開き、ガスが、開いた吸気開口部、前記分離室、および、前記開いた分離開口部を介して、吸気マニホールドからシリンダ容積部へ流れることを可能にする、工程と、
（ｂ）前記吸気弁を閉じるとともに前記分離弁を閉じる工程であって、
それによって、前記吸気マニホールドからのガスの流れを止め、圧縮と燃焼の行程の間、シリンダ容積部から前記分離室を隔離し、および、圧縮と燃焼の行程の間、前記吸気マニホールドと前記排気マニホールドをシリンダ容積部から二重に隔離する、工程を含む、方法。
【請求項１４】
前記分離弁の前記開閉は、カムシャフトによって行われる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記吸気弁と前記排気弁は、１またはそれ以上の電気機構によって駆動される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記１またはそれ以上の電気機構の少なくとも１つの電気機構は、エンジンユニット操作パラメータの１またはそれ以上の表示に一致して動作し、１またはそれ以上のセンサーから受け取る表示はエンジンユニットに関連付けられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
吸気弁と排気弁の少なくとも１つの弁は、エンジンの回転速度と協働して気圧に影響を及ぼすように制御される、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃エンジンの分野であり、とりわけ、吸気と排気の開口部および弁のための分離室を有する、改良型エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の詳細
内燃エンジン（ＩＣＥ）は、燃料、例えば、化石燃料の燃焼が燃焼室において、酸化性物質、一般的には空気によって生じる、エンジンである。内燃エンジンにおいて、高温および高圧のガスが燃焼によって生産される。ガスの膨張は、ピストンのようなエンジンの可動部品に力を加え、および、該可動部品をある距離移動させることによって、有用な力学的エネルギーが生成される。
【０００３】
内燃エンジンという用語は、４サイクルおよび２サイクルのピストンエンジンのように、燃焼が断続的なエンジンのことを指す。内燃エンジンの第２の分類は、連続燃焼、ガスタービン、ジェットエンジン、および、ほとんどのロケットエンジンを使用する。ＩＣＥの多くの定常的な用途がある一方で、ＩＣＥの真の強度は移動用途にあり、それらは、あらゆるサイズの車、航空機、および、船のための電力供給装置として優位を占めている。
【０００４】
４サイクルのＩＣＥに関して、４サイクルとは、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンの１つの作業サイクル当たり２つのクランクシャフト回転の間に生じる、吸気、圧縮、燃焼、および、排気の行程である。
【０００５】
シリンダ内部を摺動可能なピストンがクランクシャフトの軸からもっとも遠ざかると、サイクルは始まる。ピストンの吸気行程において、ピストンはシリンダの上部から降りて、シリンダの内部の圧力を下げる。燃料と空気の混合物は、大気圧によって、吸気口または吸気開口部を介してシリンダへと押し出される。その後、吸気弁は閉じ、圧縮行程は燃料と空気の混合物を圧縮する。
【０００６】
その後、空気と燃料の混合物は、ディーゼルサイクルエンジンのために、通常はガソリンまたはオットーサイクルエンジンのための点火プラグによって、あるいは、圧縮の熱および圧力によって、圧縮行程の終わり間近に点火される。ガスを燃焼する結果として生じる圧力は、動力行程を介してピストンを押す。排気行程では、ピストンは、シリンダから排気口または排気開口部を通って燃焼生成物を押し出す。その後、排気弁は閉じ、吸気行程が再び行われる。
【０００７】
通常、吸気と排気の弁は、４サイクル当たり１度回転するカムシャフトによって駆動され、その一方で、クランクシャフトは４サイクル当たり２度回転する。最近では、ソレノイドを用いて、吸気弁と排気弁を操作するための多くの設計があり、それらは、エンジン制御装置またはコンピューターによって駆動される。
【０００８】
吸気と排気の弁は、圧縮と燃焼の行程中に、燃焼室またはシリンダで発生した高い圧力にさらされる。したがって、その圧力を低下させ、圧縮と燃焼の行程のあいだに、燃焼室の本体部から吸気開口部と排気開口部を隔離させることが有利であることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態によって、改良型内燃エンジンユニットが提供される。該エンジンユニットは、シリンダによって囲まれるシリンダ容積部内を移動するピストン、吸気マニホールドにシリンダ容積部を接続する吸気開口部の開閉を制御する吸気弁、および、排気マニホールドにシリンダ容積部を接続する排気開口部の開閉を制御する排気弁を有する。改良型エンジンユニットは、シリンダと分離室の間の分離開口部、および、分離開口部の開閉を制御するのに適した分離弁を備える。分離室は、吸気と排気の開口部によって、吸気マニホールドと排気マニホールドにそれぞれ接続可能である。分離弁と排気弁の両方を開くことで、ガスが、開いた分離開口部、分離室、および、開いた排気開口部を通って、シリンダ容積部から排気マニホールドへ流れることを可能にする。分離弁と吸気弁の両方を開くことで、ガスが、開いた吸気開口部、分離室、および、分離開口部を通って、吸気マニホールドからシリンダ容積部へ流れることを可能にする。
【００１０】
いくつかの実施形態では、吸気弁と排気弁は、電気機構によって駆動される。
【００１１】
いくつかの実施形態では、分離弁は、カムシャフトによって駆動される。カムシャフトは、クランクシャフト回転に対するカムシャフト回転の第１の比率、例えば、１：４または１：３で、クランクシャフトに関連付けられる。カムシャフトは、カムシャフト回転に対する分離弁の開口の第２の比率、例えば、２：１を提供する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、十分なシリンダ容積部に対する分離室の容積の比率は、５−２０％の範囲にある。
【００１３】
いくつかの実施形態では、吸気行程中の分離室の圧力は、０．２５バール以下に維持される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、エンジンユニットは、センサーに関連付けられる。センサーは、吸気弁と排気弁の操作を行う制御手段に、エンジンユニット操作パラメータの表示を送達する。
【００１５】
いくつかの実施形態では、分離弁の直径は、シリンダの内径の６５−９５％の範囲であり、好ましくは、シリンダの内径の７０−８５％の範囲である。
【００１６】
いくつかの実施形態では、エンジンは、２またはそれ以上の分離開口部と、それぞれの２またはそれ以上の分離弁とを有する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、吸気弁が閉じるまで排気弁が開いているので、分離弁は開いている。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態にしたがって、改良型内燃エンジンユニットを操作する方法が提供される。該方法は、分離弁を開く工程であって、分離弁が開いている際に排気弁を開き、燃焼したガスが、開いた分離開口部、分離室、および、排気開口部を介して、シリンダ容積部から排気マニホールドまで流れることを可能にし、燃焼したガスの流れを止めるために排気弁を閉じ、および、吸気弁を開き、ガスが、開いた吸気開口部、分離室、開いた分離開口部を介して、吸気マニホールドからシリンダ容積部まで流れることを可能にする、工程を含む。該方法は、吸気弁を閉じる工程と、吸気マニホールドからのガスの流れを止めるために、分離弁を閉じる工程とを含んでいる。それによって、分離室は、圧縮と燃焼の行程の間、シリンダ容積部から隔離されたままであり、吸気マニホールドと排気マニホールドは、圧縮と燃焼の行程の間、シリンダ容積部から二重に隔離されたままである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明としてみなされる主題は、明細書の結びの部分で特に指摘され明確に請求される。しかしながら、本発明は、システム構成と、操作方法の両方に関して、その特徴および利点とともに、添付の図面を読む際に以下の詳細な記載を参照することによってもっとも良く理解される。
【００２０】
【図１】排気行程中の改良型エンジンユニットの概略図である。
【図２】吸気行程中の改良型エンジンユニットの概略図である。
【図３】圧縮行程中の改良型エンジンユニットの概略図である。
【図４】燃焼行程中の改良型エンジンユニットの概略図である。
【図５】複数のセンサーを含む、改良型エンジンユニットのブロック図である。
【図６】改良型エンジンユニットを操作する方法のフローチャートである。
【図７ａ】カムシャフトを回転させて分離弁を開閉するために、１：４の速度でプーリーシステムを回転させるクランクシャフトの等角図である。
【図７ｂ】図７ａのクランクシャフトの断面図である。
【図８ａ】カムシャフトを回転させて分離弁を開閉するために、１：３の速度でプーリーシステムを回転させるクランクシャフトの等角図である。
【図８ｂ】図８ａのクランクシャフトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は特定の例となる実施形態に関してここで記載される。当然のことながら、本発明は開示された例となる実施形態に限定されない。さらに、当然のことながら、記載されたエンジンユニットを取り扱う方法とシステムのあらゆる特徴が、添付の請求項の任意の特定の１つで主張されるような本発明を実行するのに必要であるというわけではない。エンジンユニットの様々な要素および特徴は、本発明を完全に可能なものとするために記載される。同様に、当然のことながら、方法が示されるかまたは記載されるこの開示にわたって、方法の１つの工程が別の工程に依存して先に行われるということが文脈から明らかでなければ、方法の工程は任意の順序でまたは同時に行われてもよい。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する前に、当然のことながら、本発明は、その出願において、以下の記載で説明されるまたは図で例証される構造の構築および配置の詳細に限定されない。本発明は、他の実施形態が可能であるか、あるいは、様々な方法で実践または実行されることができる。同様に、当然のことながら、本明細書で使用される表現および用語は、記載目的のためであり、限定的なものとしてみなされてはならない。
【００２３】
他に定義されない限り、本明細書で用いられる全ての技術的および科学的な用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で提供されるシステム、方法、および、例は、一例にすぎず、限定的なようには意図されていない。
【００２４】
本出願の記載および請求項では、動詞「含む」（「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｅ」、および、「ｈａｖｅ」）、ならびに、その同源語の各々は、動詞の目的語が必ずしも動詞の一部、構成要素、要素、または、一部の完全なリストである必要がないことを示すために用いられる。
【００２５】
いくつかの実施形態にしたがって改良型内燃エンジンユニット（５）が、操作の４つの工程の間、図１−４に示される。エンジンユニット（５）は、シリンダ（１０）によって囲まれるシリンダ容積部（１２）内を移動するピストン（８）と、吸気開口部（１６）の開閉を制御して吸気マニホールドにシリンダ容積部（１２）を接続する吸気弁（１４）を有する。エンジンユニット（５）は、排気開口部（２２）の開閉を制御して排気マニホールド（２４）にシリンダ容積部（１２）を接続する排気弁（２０）を有する。
【００２６】
改良型エンジンユニット（５）は、シリンダー（１０）と分離室（３２）の間の分離開口部（３０）と、分離開口部（３０）の開閉の制御に適した分離弁（３４）を含んでいる。分離室（３２）は、吸気開口部（１６）と排気開口部（２２）によって、吸気マニホールド（１８）と排気マニホールド（２４）にそれぞれ接続可能である。
【００２７】
図１で示された排気行程の間、分離弁（３４）と排気弁（２０）は両方とも開いており、したがって、燃焼ガスは、開いた分離弁（３４）、分離室（３２）、および、開いた排気開口部（２２）を通って、シリンダ容積部（１２）から排気マニホールド（２４）へと流れる。
【００２８】
結果として生じる吸気行程の間、分離弁（３４）と吸気弁（１４）は両方とも開いており、従って、外気は、開いた吸気弁（１４）、分離室（３２）、および、分離開口部（３０）を通って、吸気マニホールド（１８）からシリンダ容積部（１２）へと流れる。
【００２９】
吸気弁（１４）と排気弁（２０）は、ソレノイド（４０）とソレノイド（４２）とによってそれぞれ駆動される。分離弁（３４）は、連接棒（４６）によってクランクシャフト駆動ピストン（８）の回転速度の半分で回転するカムシャフト（４４）によって、駆動される。カムシャフト（４４）の偏心によって、カムシャフトは、吸気と排気行程の間ピストンの方に分離弁（３４）を押し、その一方で、圧縮と燃焼の行程の間、シリンダ容積部（１２）内の高圧ガスは、分離弁（３４）を分離開口部（３０）の方に押す。ばねは、分離弁の開閉状態の切り替えをよりよく制御するために使用されてもよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、完全なシリンダ容積部に対する分離室（３２）の容積の比率は、５−２０％の範囲内にある。ここで、分離室（３２）の容積は、分離室（３２）の壁と、および、それぞれのバルブ（１４）、（２０）、および、（３４）によって閉じられた、吸気開口部（１６）と、排気開口部（２２）と、分離開口部（３０）とによって囲まれた容積として定義される。シリンダ容積部（１２）は、シリンダの内壁と、クランクシャフトに最も接近するピストン（８）と、分離弁（３４）により閉じられる開口部（３０）とによって囲まれた容積として定義される。
【００３１】
従来のエンジンユニットと比較して、改良型エンジンユニット（５）の利点の１つは、圧縮と燃焼の行程の間、分離弁がシリンダ容積部（１２）内の高圧にさらされるのを防ぐため、排気と吸気の開口部および弁は、低めの最高圧にさらされるということである。例えば、１つの実施形態では、分離室（３２）内の圧力は、同じシリンダ容積部の従来のエンジンユニット内で生じた６０バールほどの高さの圧力と比較すると、６バール以下に保たれる。
【００３２】
ここで、図５を参照すると、エンジンユニット（５）は、様々なセンサーを含んでもよい。典型的なセンサーは、温度メーター（５０）、ガスセンサー（５２）、および、圧力センサー（５４）である。センサーは、例えば、制御手段であるエンジンコンピューター（５６）に、エンジンユニット操作パラメータの表示を送達する。制御手段（５６）は、ソレノイド（４０）と（４２）をそれぞれ制御し、したがって、吸気弁（１４）と排気弁（２０）の操作を行う。センサーは、例えば、エンジンユニット、シリンダ容積部（１２）、分離室（３２）、および、冷却液内の様々な位置に位置付けられてもよい。
【００３３】
図６は、本発明のいくつかの実施形態にしたがって、改良型内燃エンジンユニット（５）を操作する方法（１００）のフローチャートを示している。方法（１００）は、分離弁（３４）を開く工程（１１０）、および、排気弁（２０）を開く工程（１２０）を含み、燃焼したガスが、開いた分離開口部（３０）、分離室（３２）、および、排気開口部（２２）を介して、シリンダ容積部（１２）から排気マニホールド（２４）まで流れるのを可能する。方法（１００）は、燃焼したガスの流れを止めるための排気弁（２０）を閉じる工程（１３０）と、吸気弁（１４）を開く工程（１４０）を含み、ガスが、開いている吸気開口部（１６）、分離室（３２）、および、開いている分離開口部（３０）を通って、吸気マニホールド（１８）からシリンダ容積部（１２）へ流れるのを可能にする。方法（１００）は、吸気マニホールド（１８）からのガスの流れを止めるために、吸気弁（１４）と分離弁（３４）を閉じる工程をさらに含む。それによって、分離室（３２）は、圧縮と燃焼行程の間に、シリンダ容積部（１２）から隔離される。さらに、吸気マニホールドと排気マニホールドは、圧縮と燃焼行程の間に、高圧シリンダ容積部（１２）から二重に隔離される。
【００３４】
ここで、図７および８を参照すると、分離弁（３４）は、図７ａおよび７ｂでは、カムシャフト（４４ａ）によって、図８ａおよび８ｂでは、カムシャフト（４４ｂ）によって、駆動される。カムシャフト（４４ａ）および（４４ｂ）は、プーリーシステムによって、クランクシャフト回転に対するカムシャフト回転の第１の比率、図７ａでは１：４の比で、および、図８ａでは１：３の比で、クランクシャフト（２００）に関連付けられる。図７ａ−ｄのプーリーシステムは、第１のホイール（２１０ａ）と、タイミングベルト（２２５）によって相互接続された第２のホイール（２２０ａ）を含み、第２のホイール（２２０ａ）の周長に対する第１のホイール（２１０ａ）の周長の比率は、１：４である。図８ａ−ｄのプーリーシステムは、第１のホイール（２１０ｂ）と、タイミングベルト（２２５）によって相互接続される第２のホイール（２２０ｂ）とを含み、第２のホイール（２２０ｂ）の周長に対する第１のホイール（２１０ｂ）の周長の比率は、１：３である。
【００３５】
ここで、カムシャフト回転に対する分離弁の閉鎖の第２の比率について論じると、カムシャフト（４４ａ）は２つの相対する先端を有し、したがって、２：１の比率が提供される。対照的に、カムシャフト（４４ｂ）は、先端を１つだけ有しており、したがって、第２の比率に対して１：１の値を提供する。カムシャフト（４４ａ）および（４４ｂ）は、先端の形状によって異なり、先端の形状は、分離弁（３４）によって分離開口部（３０）を開く持続時間を決定する。カムシャフト（４４ａ）では、先端（２３０）の２つの側（２３１および２３２）は、その中間に鋭角を有し、したがって、開口時間は短い。対照的に、カムシャフト（４４ｂ）の開口側（２４０）は、約１８０°のアークとして形成され、したがって、分離弁（３４）を開いたままにする。
【００３６】
典型的な従来のエンジンは、毎分４０００回転（ｒｐｍ）し、２０００でカムシャフト回転と連動する。対照的に、２つの先端を持つカムシャフトでは、カムシャフトは、１０００ｒｐｍしか回転しないはずであり、したがって、動力損失と、エンジンおよびカムシャフト上の負荷を減らす。
【００３７】
ここで、クランクシャフト回転に対する分離弁の閉鎖の第３の比率を参照すると、それは、クランクシャフト回転に対するカムシャフト回転の第１の比率と、カムシャフト回転に対する分離弁の閉鎖の第２の比率との積である。図７の例において、第３の比率は１：２であり、その一方で図８の例では、比率は１：３である。カムシャフトの形成とタイミングベルト比の決定により、第３の比の値についての様々な可能性が絶えず与えられることに留意する。典型的な前述の値について、第３の値の範囲は、１：４と２：３の間である。
【００３８】
１：３の第３の比率で、エンジンは、残りの既燃ガスを取り除き、かつ、分離室を冷却するために、燃焼を伴わない吸気と排気の追加の２工程を含むように設計されてもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、エンジンは、２またはそれ以上の分離開口部と、それぞれの２またはそれ以上の分離弁とを有する。そのような設計では、各々の分離弁は軽い。
【００４０】
吸気弁を電子制御する能力は、分離弁と連動して、エンジン効率に実用的な効果を有してもよい。内燃エンジンの圧縮比がその燃焼室とシリンダの体積の比を最大容量から最小容量まで表わすことに注意する。ピストンエンジンでは、その比率は、ピストンがその工程の最後にあるときのシリンダと燃焼室の容積と、ピストンがその工程の最初にあるときのシリンダと燃焼室の容積間の比率である。４つのシリンダの典型的な１９２０ｃｃのエンジンでは、ピストンは、工程の最後にあり、４８０ｃｃの空気（シリンダの４３０ｃｃと燃焼室の５０ｃｃ）を含んでいる。ピストンがシリンダ内部での工程の最初に移り、先端または燃焼室の内部の残りの容積が５０ｃｃにまで減ると、圧縮比は９．６：１の理想的な比率になる。
【００４１】
高い圧縮比は、エンジンがその高い熱効率により、所定の大量の空気と燃料の混合物から、さらに多くの力学的エネルギーを抽出することを可能にする。高い比率により、利用可能な酸素と燃料の分子は、圧縮の断熱された熱とともに縮小した空間に入れられ、燃料液滴の優れた混合と蒸発が生じる。したがって、それによって、点火時の力を増大させ、高温ガスをかなりの程度まで膨張させることにより、その力からより有効な作用を抽出することを可能にする。
【００４２】
吸気行程でシリンダ内に入る空気の量は、圧縮比によく似てエンジン効率に影響を与える。例えば、９．６：１の圧縮比のエンジンが吸気弁の端部で１．０バールの空気によって満たされように設計され、実際に０．８バールの空気によって満たされると仮定する。圧縮後、空気と燃料の混合物の圧力は、８：１の圧縮比のエンジンの圧力に似ている。吸気弁が内部空気圧を外部空気圧と等しくするほど十分な時間開いていないため、そのような実際の低い圧縮比は、高回転速度で生じる。
【００４３】
吸気行程の最後での気圧の変化を避けるために、エンジンは高圧縮比に設計されてもよく、吸気弁の制御は、シリンダに入る空気の量がエンジン回転速度に依存することなく一定であるように、分離弁と協働して吸気弁の開口時間を変更するために使用されてもよい。言い換えれば、低回転速度では、吸気弁は、空気があまりシリンダに入らないように、通常よりも早く閉じられる。対照的に、高い回転速度では、空気量が低回転速度時と似るように、吸気弁はさらに長い時間開いたままにされる。
【００４４】
例えば、上で言及した４８０ｃｃのシリンダは、圧縮比が１２：１となり、理想的な圧縮比より高くなるように、４０ｃｃの燃焼室とともに設計される。低回転速度では、吸気弁は、不完全な８０％の圧力（すなわち０．８バール）を取り除くように限定され、さらなる２０％は排気ガスの回復から来る。したがって、実際の圧縮比は９．６：１である。高い回転速度では、吸気弁はまったく限定されないか、または、少なくとも非常に少ない程度に限定されるため、したがって、実際の圧縮比は再び９．６：１である。
【００４５】
あるいは、低回転速度で、排気弁は、空気の２０％を放出するために、圧縮行程の最初に使用されるため、したがって、実際の圧縮比は９．６：１で維持される。高い回転比では、排気弁は、圧縮行程の間にシリンダの空気を放出するためにはまったく用いられないか、または、ほとんど用いられない。
【００４６】
本発明はその特定の実施形態と併せて記載されているが、多くの代替形態、修正形態、および、変更形態が当業者に明白なものとなることは明らかである。したがって、添付の請求項の精神と広範な範囲内にあるそのような代替形態、修正形態、および、変更形態をすべて包含するように意図される。本発明は、記載された例により、任意の方法で限定されない。
【図１】
2013528740.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013528740.tif 000005
【図４】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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