(57)【要約】      （修正有）【課題】４ストロークの標準的な内燃機関を８ストローク機関に変換する機械的な変換システムを有する内燃機関を提供する。【解決手段】変換用の機械的システム１０であって、従来の内燃機関のピストン７０に回動可能に接続されるようになっている上部、及び、従来の内燃機関のクランク軸６０に接続されるようになっている下部１３０を有する二重連接棒２０を含む、変換用の機械的システム１０。支持体３０が各二重連接棒２０を囲み、後退可能な装置２００を含む。連結解除装置４０が従来の内燃機関のクランク軸６０に位置付けられるようになっている。二重連接棒２０は第１の動作位置を有し、第１の動作位置では、二重連接棒２０は、剛直であり、ピストン７０が移動するとクランク軸６０に接続される。第２の動作位置では、二重連接棒２０は、連結解除装置４０の作用によってクランク軸６０をピストン７０から分離する。【選択図】図２
2015218731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変換用の機械的システムであって：
上部及び下部を有する二重連接棒であって、該二重連接棒の前記上部は、従来の内燃機関のピストンに回動可能に接続されるようになっており、各二重連接棒の前記下部は、従来の内燃機関のクランク軸に接続されるようになっている、二重連接棒；
各二重連接棒を囲む支持体であって、後退可能な装置を含む、支持体；及び
従来の内燃機関の前記クランク軸に位置付けられるようになっている連結解除装置
を備え、
前記二重連接棒は第１の動作位置及び第２の動作位置を有し、前記第１の動作位置において、前記二重連接棒は剛直であり、前記ピストンが移動すると前記クランク軸に接続され、前記第２の動作位置において、前記二重連接棒は、前記連結解除装置の作用によって前記クランク軸を前記ピストンから分離し、前記二重連接棒の第１の部分は前記ピストンに取り付けられたままであり、従来の内燃機関の各死点の始点では静止しており、前記二重連接棒の第２の部分は前記クランク軸に取り付けられたままであり、可動であり、前記ピストンは前記支持体に載り、前記二重連接棒は、従来の内燃機関の各死点の終了時に前記クランク軸を前記ピストンに取り付ける、変換用の機械的システム。
【請求項２】
前記二重連接棒の前記上部は、前記後退可能な装置において支持される摺動スロットに取り付けられるピンを含み、前記二重連接棒の前記下部は：
穴を有するヘッドであって、前記穴はクランク軸の基部を収容する、ヘッド；
ストッパを作動することによって前記支持体上の前記後退可能な装置の解放に作用し、前記ピストンを解放する固定されたトリガ；及び
前記ヘッド付近に位置付けられる連結解除カムであって、前記連結解除装置は該連結解除カムを回転させて前記クランク軸を前記ピストンから分離する、連結解除カム
を含む、請求項１に記載の変換用の機械的システム。
【請求項３】
内燃機関であって：
少なくとも１つのシリンダ；
各シリンダに接続されて空気を各シリンダに入れる吸気弁；
前記シリンダに接続されて各シリンダからガスを放出する排気弁；
前記シリンダのそれぞれ１つに動作可能に接続されるピストンであって、各ピストンは第１の端及び第２の端を有し、各ピストンの前記第１の端は対応するシリンダに接続される、ピストン；
第１の端及び第２の端を有するクランク軸であって、該クランク軸の前記第１の端は外部の力装置に接続されるように設計されている、クランク軸；
変換用の機械的システムであって：
上部及び下部を有する二重連接棒であって、各二重連接棒の前記上部は、対応するピストンに回動可能に接続され、各二重連接棒の前記下部は、前記クランク軸の前記第２の端に接続される、二重連接棒；
各二重連接棒を囲む支持体であって、後退可能な装置を含む、支持体；及び
前記クランク軸に位置付けられる連結解除装置
を含む、変換用の機械的システム
を備え、
前記二重連接棒は第１の動作位置及び第２の動作位置を有し、前記第１の動作位置において、前記二重連接棒は剛直であり、前記ピストンが移動すると前記クランク軸に接続され、前記第２の動作位置において、前記二重連接棒は、前記連結解除装置の作用によって前記クランク軸を前記ピストンから分離し、前記二重連接棒の第１の部分は前記ピストンに取り付けられたままであり、従来の内燃機関の各死点の始点では静止しており、前記二重連接棒の第２の部分は前記クランク軸に取り付けられたままであり、可動であり、前記ピストンは前記支持体に載り、前記二重連接棒は、従来の内燃機関の各死点の終了時に前記クランク軸を前記ピストンに取り付ける、内燃機関。
【請求項４】
前記ピストンは、前記死点の開始時に、前記クランク軸の３６０°の総回転時間の約１／３の時間期間にわたって静止している、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記上部は前記二重連接棒の前記下部に摺動して入る、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記支持体はリングである、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記二重連接棒の前記上部は、前記後退可能な装置において支持される摺動スロットに取り付けられるピンを含む、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記二重連接棒の前記下部は：
穴を有するヘッドであって、前記穴はクランク軸の基部を収容する、ヘッド；
ストッパを作動することによって前記支持体上の前記後退可能な装置の解放に作用し、前記ピストンを解放する固定されたトリガ；及び
前記ヘッド付近に位置付けられる連結解除カムであって、前記連結解除装置は該連結解除カムを回転させて前記クランク軸を前記ピストンから分離する、連結解除カム
を含む、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項９】
４ストローク内燃機関を８ストローク内燃機関に変換する方法であって：
１）内燃機関に機械的システムを配置するステップであって、前記内燃機関は、少なくとも１つのシリンダ；各シリンダに接続されて空気又は混合物を各シリンダに入れる吸気弁；前記シリンダに接続されて各シリンダからガスを放出する排気弁；前記シリンダのそれぞれ１つに動作可能に接続されるピストンであって、各ピストンは第１の端及び第２の端を有し、各ピストンの前記第１の端は対応するシリンダに接続される、ピストン；第１の端及び第２の端を有するクランク軸であって、該クランク軸の前記第１の端は外部の力装置に接続されるように設計されている、クランク軸を含み；
前記機械的システムは：
上部及び下部を有する二重連接棒であって、各二重連接棒の前記上部は、対応するピストンに回動可能に接続され、各二重連接棒の前記下部は、前記クランク軸の前記第２の端に接続される、二重連接棒；
各二重連接棒を囲む支持体であって、後退可能な装置を含む、支持体；及び
前記クランク軸に位置付けられる連結解除装置
を含み；
前記二重連接棒は第１の動作位置及び第２の動作位置を有し、前記第１の動作位置において、前記二重連接棒は剛直であり、前記ピストンが移動すると前記クランク軸に接続され、前記第２の動作位置において、前記二重連接棒は、前記連結解除装置の作用によって前記クランク軸を前記ピストンから分離し、前記二重連接棒の第１の部分は前記ピストンに取り付けられたままであり、従来の内燃機関の各死点の始点では静止しており、前記二重連接棒の第２の部分は前記クランク軸に取り付けられたままであり、可動であり、前記ピストンは前記支持体に載り、前記二重連接棒は、従来の内燃機関の各死点の終了時に前記クランク軸を前記ピストンに取り付け；
前記二重連接棒の前記上部は、前記後退可能な装置において支持される摺動スロットに取り付けられるピンを含み；
前記二重連接棒の前記下部は：
穴を有するヘッドであって、前記穴は前記クランク軸の基部を収容する、ヘッド；
ストッパを作動することによって前記支持体上の前記後退可能な装置の解放に作用し、前記ピストンを解放する固定されたトリガ；及び
前記ヘッド付近に位置付けられる連結解除カムであって、前記連結解除装置は該連結解除カムを回転させて前記クランク軸を前記ピストンから分離する、連結解除カム
を含む、機械的システムを配置するステップ；
２）吸気行程を生じるステップであって、該吸気行程は、前記ピストンが移動し、前記二重連接棒が剛直であり細長く、前記二重連接棒２の前記上部が前記二重連接棒の前記下部にロックされ、前記ピストン、前記連接棒及び前記クランク軸を有する剛直なユニットを形成すると生じる、吸気行程を生じるステップ；
３）下死時間を生じるステップであって、該下死時間は、前記二重連接棒が前記ピストン及び前記クランク軸を連結解除し、前記二重連接棒の前記上部及び前記下部が分離されると生じる、下死時間を生じるステップ；
４）圧縮行程を生じるステップであって、該圧縮行程は、前記ピストンが移動し、前記二重連接棒が剛直であり短く、前記二重連接棒の前記上部及び前記下部が、前記ピストン、前記連接棒及び前記クランク軸を有する剛直なユニットを接触形成すると生じる、圧縮行程を生じるステップ；
５）第１の上死時間を生じるステップであって、該第１の上死時間は、前記ピストンが前記クランク軸から分離され、前記二重連接棒の前記上部及び前記下部が分離され、前記ピストン、前記二重連接棒及び前記クランク軸が分離されると生じる、第１の上死時間を生じるステップ；
６）燃焼行程を生じるステップであって、該燃焼行程は、前記ピストンが移動し、前記二重連接棒が剛直であり細長いときに生じる、燃焼行程を生じるステップ；
７）第２の下死時間を生じるステップであって、該第２の下死時間は、前記二重連接棒がその最大振幅に達するとき、前記クランク軸に接続されている前記二重連接棒の前記下部が回転し続けるときに生じる、第２の下死時間を生じるステップ；
８）排気行程を生じるステップであって、該排気行程は、前記二重連接棒が短く剛直であるときに生じる、排気行程を生じるステップ；並びに
９）第２の上死時間を生じるステップであって、該第２の上死時間は、前記ピストンが前記クランク軸から分離され、前記二重連接棒の前記上部及び前記下部が分離され、前記ピストン、前記二重連接棒及び前記クランク軸が分離されると生じ；前記連結解除装置は前記クランク軸に位置付けられ、カムを作動してローラの前記装置を押し、前記固定された箱が、前記二重連接棒が短縮され始めることを可能にするままにし、前記ピストンは静止しており、前記クランク軸及び前記支持体から分離される、第２の上死時間を生じるステップ
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に言及するものである。より詳細には、本発明は、４ストロークの標準的な内燃機関を８ストローク機関に変換する機械的な変換システムを有する内燃機関に言及するものである。さらに、本発明は、機械的な変換システムの一部を形成する要素に言及するものである。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１４年５月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／９９３，８１８号に対する優先権の利益を主張し、当該出願の内容は参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関（ＩＣ機関）は、２ストローク又は４ストロークいずれかの熱力学サイクルを用いる。図１において分かるように、標準的な内燃機関は基本的に、連接棒６及びクランク軸８による回転移動に変換される往復運動に影響を与えるピストン４を収容するシリンダ２を含む。
【０００４】
４ストローク内燃機関では、ピストンは、１回の熱力学サイクルを構成する４つの別個の行程を完了する。行程とは、シリンダに沿ういずれかの方向へのピストンの全移動を指す。
【０００５】
図１は、従来のＩＣ機関の４つの別個の行程を示している：
吸気行程：この行程では、ピストン４は上死点（ＴＤＣ）で開始する。ピストン４は、シリンダ２の上部からシリンダの下部まで下り、シリンダ２の容積を増大させる。燃料及び空気の混合物が、大気（又はそれ以上の）圧力によって吸気弁３を通してシリンダ内に押しやられる。
圧縮行程：吸気弁３及び排気弁５の双方が閉じた状態で、ピストン４はシリンダ２の上部に戻り、空気又は燃料−空気混合物を圧縮してシリンダヘッドに入れる。
燃焼行程：これは、サイクルの２巡目の開始である。ピストン４が上死点（ＴＤＣ）に近づいている間、ガソリン機関内の圧縮された空気−燃料混合物がスパークプラグ７によって点火される。圧縮された燃料−空気混合物の燃焼から結果として生じる圧力が、ピストン４を下死点（ＢＤＣ）に向かって戻すように押しやる。
排気行程：排気行程の間、ピストン４は、排気弁５が開いている間に上死点（ＴＤＣ）に戻る。この作用によって、使用済みの燃料−空気混合物を、排気弁（複数の場合もあり）を通して押し出す。
【０００６】
２ストロークＩＣ機関も非常に一般的であるが、４ストローク機関よりも効率が低く、より多くの有害な化学物質を排出する。
【０００７】
機関の性能を改善するために何年にもわたってＩＣ機関に対して多くの改良がなされてきた。改良は基本的に、伸張可能な連接棒を用いるか、吸収ばねを用いるか、ピストンの支持ピンを用いるか、長いか若しくは短いピストンの移動を用いるか、又は、長円形のクランク軸によって、従来の行程のサイクルを延ばそうと試みるものである。残念ながら、既知の従来技術の改良は、比較的複雑な複数の連結システムを概ね特徴とし、これによって、多数の可動部品の付加的な摩擦及び慣性に起因して動力の損失が増す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
複雑な複数の連結システムを用いることなく機関の性能を改善するシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、変換用の機械的システムであって、上部及び下部を有する二重連接棒であって、二重連接棒の上部は、従来の内燃機関のピストンに回動可能に接続されるようになっており、各二重連接棒の下部は、従来の内燃機関のクランク軸に接続されるようになっている、二重連接棒；各二重連接棒を囲む支持体であって、後退可能な装置を含む、支持体；従来の内燃機関のクランク軸に位置付けられるようになっている連結解除装置を含み；二重連接棒は第１の動作位置及び第２の動作位置を有し、第１の動作位置において、二重連接棒は剛直であり、ピストンが移動するとクランク軸に接続され、第２の動作位置において、二重連接棒は、連結解除装置の作用によってクランク軸をピストンから分離し、二重連接棒の第１の部分はピストンに取り付けられたままであり、従来の内燃機関の各死点の始点では静止しており、二重連接棒の第２の部分はクランク軸に取り付けられたままであり、可動であり、ピストンは支持体に載り、二重連接棒は、従来の内燃機関の各死点の終了時にクランク軸をピストンに取り付ける、変換用の機械的システムに関する。
【００１０】
加えて、本発明は、内燃機関であって、少なくとも１つのシリンダ；各シリンダに接続されて空気を各シリンダに入れる吸気弁；シリンダに接続されて各シリンダからガスを放出する排気弁；シリンダのそれぞれ１つに動作可能に接続されるピストンであって、各ピストンは第１の端及び第２の端を有し、各ピストンの第１の端は対応するシリンダに接続される、ピストン；第１の端及び第２の端を有するクランク軸であって、クランク軸の第１の端は外部の力装置に接続されるように設計されている、クランク軸；変換用の機械的システムであって：上部及び下部を有する二重連接棒であって、各二重連接棒の上部は、対応するピストンに回動可能に接続され、各二重連接棒の下部は、クランク軸の第２の端に接続される、二重連接棒；各二重連接棒を囲む支持体であって、後退可能な装置を含む、支持体；及び、クランク軸に位置付けられる連結解除装置を含む、変換用の機械的システムを含み；二重連接棒は第１の動作位置及び第２の動作位置を有し、第１の動作位置において、二重連接棒は剛直であり、ピストンが移動するとクランク軸に接続され、第２の動作位置において、二重連接棒は、連結解除装置の作用によってクランク軸をピストンから分離し、二重連接棒の第１の部分はピストンに取り付けられたままであり、従来の内燃機関の各死点の始点では静止しており、二重連接棒の第２の部分はクランク軸に取り付けられたままであり、可動であり、ピストンは支持体に載り、二重連接棒は、従来の内燃機関の各死点の終了時にクランク軸をピストンに取り付ける、内燃機関に関する。
【００１１】
さらに、本発明は、４ストローク内燃機関を８ストローク内燃機関に変換する方法であって：１）内燃機関に機械的システムを配置するステップであって、内燃機関は、少なくとも１つのシリンダ、各シリンダに接続されて空気を各シリンダに入れる吸気弁；シリンダに接続されて各シリンダからガスを放出する排気弁；シリンダのそれぞれ１つに動作可能に接続されるピストンであって、各ピストンは第１の端及び第２の端を有し、各ピストンの第１の端は対応するシリンダに接続される、ピストン；第１の端及び第２の端を有するクランク軸であって、クランク軸の第１の端は外部の力装置に接続されるように設計されている、クランク軸を含み；機械的システムは：上部及び下部を有する二重連接棒であって、各二重連接棒の上部は、対応するピストンに回動可能に接続され、各二重連接棒の下部は、クランク軸の第２の端に接続される、二重連接棒；各二重連接棒を囲む支持体であって、後退可能な装置を含む、支持体；及び、クランク軸に位置付けられる連結解除装置を含み；二重連接棒は第１の動作位置及び第２の動作位置を有し、第１の動作位置において、二重連接棒は剛直であり、ピストンが移動するとクランク軸に接続され、第２の動作位置において、二重連接棒は、連結解除装置の作用によってクランク軸をピストンから分離し、二重連接棒の第１の部分はピストンに取り付けられたままであり、従来の内燃機関の各死点の始点では静止しており、二重連接棒の第２の部分はクランク軸に取り付けられたままであり、可動であり、ピストンは支持体に載り、二重連接棒は、従来の内燃機関の各死点の終了時にクランク軸をピストンに取り付け；二重連接棒の上部は、後退可能な装置において支持される摺動スロットに取り付けられるピンを含み；二重連接棒の下部は：穴を有するヘッドであって、穴はクランク軸の基部を収容する、ヘッド；ストッパを作動することによって支持体上の後退可能な装置の解放に作用し、ピストンを解放する固定されたトリガ；及び、ヘッド付近に位置付けられる連結解除カムであって、連結解除装置は連結解除カムを回転させてクランク軸をピストンから分離する、連結解除カムを含む、機械的システムを配置するステップ；２）吸気行程を生じるステップであって、吸気行程は、ピストンが移動し、二重連接棒が剛直であり細長く、二重連接棒の上部が二重連接棒の下部にロックされ、ピストン、連接棒及びクランク軸を有する剛直なユニットを形成すると生じる、吸気行程を生じるステップ；３）下死時間を生じるステップであって、下死時間は、二重連接棒がピストン及びクランク軸を連結解除し、二重連接棒の上部及び下部が分離されると生じる、下死時間を生じるステップ；４）圧縮行程を生じるステップであって、圧縮行程は、ピストンが移動し、二重連接棒が剛直であり短く、二重連接棒の上部及び下部が、ピストン、連接棒及びクランク軸を有する剛直なユニットを接触形成すると生じる、圧縮行程を生じるステップ；５）第１の上死時間を生じるステップであって、第１の上死時間は、ピストンがクランク軸から分離され、二重連接棒の上部及び下部が分離され、ピストン、二重連接棒及びクランク軸が分離されると生じる、第１の上死時間を生じるステップ；６）燃焼行程を生じるステップであって、燃焼行程は、ピストンが移動し、二重連接棒が剛直であり細長いときに生じる、燃焼行程を生じるステップ；７）第２の下死時間を生じるステップであって、第２の下死時間は、二重連接棒がその最大振幅に達するとき、クランク軸に接続されている二重連接棒の下部が回転し続けるときに生じる、第２の下死時間を生じるステップ；８）排気行程を生じるステップであって、排気行程は、二重連接棒が短く剛直であるときに生じる、排気行程を生じるステップ；並びに、９）第２の上死時間を生じるステップであって、第２の上死時間は、ピストンがクランク軸から分離され、二重連接棒の上部及び下部が分離され、ピストン、二重連接棒及びクランク軸が分離されると生じる、第２の上死時間を生じるステップを含む、方法に関する。
【００１２】
本発明を更に明確にし、理解するために、本発明は、単に一例として好ましい実施形態に従って提示される異なる図に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の４ストロークＩＣ機関の４つの別個の行程を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるシステムを含むＩＣ機関の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による二重連接棒及びピストン支持体の斜視正面図である。
【図４】図３の二重連接棒の縦断面図である。
【図５】図３の二重連接棒の横断縦断面図である。
【図６】吸気−燃焼段階における図３の二重連接棒の横断縦断面図である。
【図７】圧縮−排気段階における図３の二重連接棒の横断縦断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による後退可能な装置を含む支持体の上面図である。
【図９Ａ】第１の位置における後退可能な装置の細部を示す、図８の支持体の断面図である。
【図９Ｂ】第２の位置における後退可能な装置の細部を示す、図８の支持体の断面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による機械的システムの斜視正面図である。
【図１１】圧縮−排気段階中の図１０の機械的システムの横断縦断面図である。
【図１２】吸気−燃焼段階中の図１０の機械的システムの横断縦断面図である。
【図１３】図１０の機械的システムの支持体及び後退可能な装置の上面図である。
【図１４】第１の位置における後退可能な装置の細部を示す、図１３の支持体の断面図である。
【図１５Ａ】二重連接棒が剛直で細長いことを示す、本発明による第１の行程、すなわち吸気行程を示す図である。
【図１５Ｂ】二重連接棒がピストン及びクランク軸を連結解除することを示す、本発明による第２の行程、下死時間ＢＤＴを示す図である。
【図１５Ｃ】二重連接棒が剛直で短い、本発明による第３の行程、すなわち圧縮行程を示す図である。
【図１５Ｄ】ピストンがクランク軸から分離される、本発明による第４の行程、第１の上死時間（１ＴＤＴ）を示す図である。
【図１５Ｅ】連接棒が剛直で細長い、本発明による第５の行程、すなわち燃焼行程を示す図である。
【図１５Ｆ】ピストン及びクランク軸が分離され、二重連接棒が自由で短く、約５９０°において二重連接棒の部分がぶつかって剛直になる、本発明による第６の行程、第２の下死時間（第２のＢＤＴ）を示す図である。
【図１５Ｇ】二重連接棒が短縮されてロックされる、本発明による第７の行程、すなわち排気行程を示す図である。
【図１５Ｈ】二重連接棒がロック解除されてその部分が自由になる、本発明による第８の行程、第２の上死時間（第２のＴＤＴ）を示す図である。
【図１６】本発明による第１のサイクルの１回目の４つの行程を示す図である。
【図１７】第２のサイクルの２回目の４つの行程を示す図である。
【図１８Ａ】短位置にある本発明の別の実施形態による機械的システムの横断縦断面図である。
【図１８Ｂ】長位置にある図１８Ａの機械的システムの横断縦断面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ａの機械的システムの詳細な図である。
【図１８Ｄ】後退可能な装置の細部を示す、図１８Ｃの支持体の上面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、従来の４ストロークＩＣ機関を８ストロークＩＣ機関に変換する機械的な変換システム１０に言及するものである。システム１０の構成要素は全て、短期間、例えば１サイクルの１／６にわたって、死点（ＤＣ）においてピストンを静止したままにし、死点（ＤＣ）を死時間（ＤＴ）に変換するように一緒に同期して働く。
【００１５】
本発明において、上死点（ＴＤＣ）とは、ピストンが（クランク軸から離れるように）その上方移動の最も離れた範囲にあるときの位置を指す。
【００１６】
本発明において、下死点（ＢＤＣ）とは、ピストンが（クランク軸に向かって）最も下側の範囲にあるときの位置を指す。
【００１７】
本発明において、死点（ＤＣ）とは、クランク及び連接棒が同じ線上にある、行程の各端において生じる、クランク軸が連接棒によって回転することができない位置を指す。
【００１８】
本発明において、死時間（ＤＴ）とは、ピストンが離脱して支持体に載り、従来のＩＣ機関の新たな行程を生じる位置を指す。
【００１９】
図２において分かるように、本発明による機械的システム１０は、二重連接棒２０、支持体３０及び連結解除装置４０を含む。
【００２０】
本発明を説明する上で簡単にするために、図は、１つのクランク軸に取り付けられる１つのシリンダ内の１つのピストンのみを示す。本発明は、任意の数のシリンダ及びピストン、並びに、複数の二重連接棒を使用することができる。図は説明のためのものあり、一定の縮尺では描かれておらず、本発明の動作方法を概略的に示す。この機関は、火花点火（ＳＩ）式、圧縮点火（ＣＩ）式であるか、又は、可燃性混合物に点火する何らかの他の手段を使用するものであり得る。本発明において用いられる燃料としては、全ての炭化水素及び水素又はそれらの混合物が挙げられる。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態による機械的システム１０を含む従来のＩＣ機関の断面図を示している。ＩＣ機関は概して、二重連接棒２０を通じて伝達されるピストン７０の上下の往復運動によって回転されるクランク軸６０により内部で回転力が生成されるシリンダ５０を主要な構成要素として含む。クランク軸６０はクランクケース８０に収容される。ピストン７０は、ピン９０を用いることによって二重連接棒２０に回動可能に接続される。吸気弁１００が開き、空気又は混合物をシリンダ５０に入れる。排気弁１１０が開き、ガスをシリンダ５０から放出することを可能にする。
【００２２】
二重連接棒２０は、強固で剛性かつ軽量の材料から作ることができる。この材料は、例えば、鋼、チタン、アルミニウム、炭素繊維、他の金属と組み合わせた炭素繊維、又はそれらの混合物であり得る。
【００２３】
本発明による二重連接棒２０は、２つの異なるやり方で働き、一方は、ピストン７０が移動するときに剛直な連接棒として、他方のやり方は、ＤＴの間に内部の機構を通じてクランク軸６０をピストン７０から分離する連接棒としてのものである。この連結解除は、ピストン７０が死点を通過すると生じる。ピストン７０は、クランク軸６０から連結解除されると、支持体３０に載り、静止したままでＤＴを開始する。短時間の後、二重連接棒２０はクランク軸６０をピストン７０に取り付け、これはＤＴの終了時に生じる。ピストン７０をクランク軸６０から分離するために、二重連接棒２０は、２つの部分、すなわち、ピストン７０に取り付けられるとともに静止している上部１２０、及び、基部１５０を用いることによってクランク軸６０に取り付けられるとともに可動である下部１３０を含む（図３）。
【００２４】
図３〜図７において分かるように、二重連接棒２０は、上部１２０及び下部１３０を含むことができる。上部１２０及び下部１３０は、摺動可能な片又は伸縮式の片として組み込むことができる。上部１２０と下部１３０との接続は、機械式、電気機械式、磁気式、電磁式、水圧式、空気圧式、及び／又はそれらの組み合わせであり得る。上部１２０と下部１３０との接続部は、本願において後に開示されるロック・ロック解除用の内部及び／又は外部の装置を含むことができる。したがって、上部１２０の下端１７０及び下部１３０の上端１８０が互いに接触するか又は互いから離れる。
【００２５】
二重連接棒２０の上部１２０は、ピストン７０のピン９０を受け入れる穴１４０を含むことができる。二重連接棒２０の下部１３０は、二重連接棒２０の下部１３０のヘッド２４０に位置付けられる穴１６０に配置される基部１５０（図２）を通じてクランク軸６０に取り付けることができる。
【００２６】
上部１２０は下端１７０を含むことができ、下部１３０は上端１８０を含むことができる。下端１７０及び上端１８０は、圧縮行程及び排気行程の間は接続することができる。二重連接棒２０の上部１２０は、後退可能な装置２００において支持される下部１３０の摺動スロット１９２に取り付けられるピン１９０を含むことができる。ピン１９０は、ＴＤＴの間、ピストン７０を後退可能な装置２００に保持することができる。
【００２７】
二重連接棒２０の下部１３０は、二重連接棒２０のヘッド２４０に位置付けられる穴１６０を含むことができる。穴１６０はクランク軸の基部１５０を収容することができる。加えて、下部１３０は、支持体３０に位置付けられる後退可能な装置２００を作動する固定されたトリガ２１０を含むことができる。
【００２８】
後退可能な装置２００は、トリガ２１０によってピストン７０のピン１９０を解放するようにストッパ２２０（図８、図９Ａ、図９Ｂ）を含むことができる。トリガ２１０はストッパ２２０を押し、ピストン７０のピン１９０を自由にする。連結解除カム２３０を、二重連接棒２０の下部１３０のヘッド２４０付近に位置付けることができる。連結解除カム２３０は、ＢＤＴの間に作動され、二重連接棒２０を短縮させることができる。クランク軸６０の外側に位置付けられる連結解除装置４０はカム２３０を作動し、ローラ２６０の固定された箱２７０を押し、固定された箱２７０が、二重連接棒２０が短縮され始めることを可能にするままにする。ピストン７０は静止し、クランク軸６０から分離され、表面２４５が支持体３０に載る。支持体３０のピン１９０は、後退可能な支持体２００に載り、二重連接棒２０をクランク軸６０から分離する。クランク軸６０に接続されている二重連接棒２０の下部１３０は回転し続ける。
【００２９】
幾つかの実施形態では、ヘッド２４０は、少なくとも１つの締結具２５０によって接続される上部分２４２及び下部分２４４を含むことができる。幾つかの実施形態では、ヘッド２４０は一体片であり得る。
【００３０】
図２、図８、図９Ａ、図９Ｂから分かるように、後退可能な装置２００は、二重連接棒２０の上部１２０のピン１９０に動作可能に接続される上側案内部２３５、ＤＴＳの終了時に固定されたトリガ２１０によって引くことができる解放ストッパ２２０、及び、ＢＤＴにおいて支持体３０に載るスカート２４５を含むことができる。
【００３１】
サイクルがＴＤＴにあるとき、ピン１９０は支持体３０に載り、ピストン７０を静止させて独立したままにし、二重連接棒２０の下部１３０は、二重連接棒２０がその最長の長さに達するまでクランク軸６０とのその移動を続けることができる。加えて、後退可能な支持体３０は、ＢＤＴの間、支持体３０上のスカート２４５を通じてピストン７０を保持する機能を有する。
【００３２】
連結解除装置４０はクランク軸６０に位置付けることができる。連結解除装置４０は、ＢＤＴの開始時に、クランク軸の移動の間に、連結解除カム２３０を回転させてクランク軸６０をピストン７０から分離する機能を有することができる。カム２３０は金属シート２８０を押し、回転中に、固定された箱２７０に位置付けられるローラ２６０を自由にし、二重連接棒２０が再び自由に短縮する。
【００３３】
図６及び図７において分かるように、吸気−燃焼行程の間、二重連接棒２０は細長く、排気及び圧縮の間は短い。固定された箱２７０に導入されて二重連接棒２０をロックするローラ２６０は、その振幅が大きい時点でピストン７０及びクランク軸６０を接続する。金属シート２８０はローラ２６０を保持する。幾つかの実施形態では、金属シート２８０はＵ字形を有することができる。
【００３４】
金属シート２８０は、ＤＴＢの間に、連結解除装置４０上のカム２３０の動作を通じてピストン７０と二重連接棒２０とクランク軸６０との間の接続をロック解除することを担うことができる。
【００３５】
穿孔ねじ３００を用いてヘッド２４０の２つの部分を保持することができる。穿孔ねじ３００は、潤滑油が、導油路２９５を通って循環し、二重連接棒２０の部分を、その移動の間に潤滑することを可能にすることができる（図４）。
【００３６】
図１０〜図１４は、本発明の別の実施形態による機械的システム１０Ａを示している。機械的システム１０Ａは機械的システム１０と同じ部品を含むことができる。連結及び連結解除中に、案内部２３５が開き、ピン２３１が金属シート２８０を押して歯車３５０及び歯を回転させ、歯車３５０及び歯は、歯車３５０を移動させるばねの作用によって互いに面するそのより長い長さにある。
【００３７】
この実施形態では、連接棒２０の連結解除用の内部システム４０は、連接棒をそのより長い長さ及び短い長さにおいて剛直のままにする機能を有する片の組である。システム１０において、ローラ２６０は、連接棒が（上死時間において）そのより長い長さに達すると、ばね３２０に導入されて剛直のまま（連結されたまま）であり、下死時間では、ピン２３１及びクランク軸の装置４０によって、金属シート２８０はローラ２６０をばね３２０から押し、二重連接棒２０を自由にして再び短縮させる。二重連接棒２０はこの実施形態では矩形である。
【００３８】
システム１０Ａは２つの歯車によって実行され、歯車は一方が可動の歯車であり、他方は固定され、連接棒２０の一部である。連接棒２０が短いとき（下死時間）、上部１２０は、一方が他方の内部に挿入される重なり合う櫛の形状を有する歯を有する。連接棒（２０）がその最長の長さに達すると、可動歯車は、歯車３５０内に収容されているばね３５２によって駆動されて回転し、細長い同じ長さを有する歯を面したままにし、連接棒２０を剛直のまま（連結されたまま）にする。これは上死時間において生じる。下死時間では、二重連接棒２０はクランク軸の装置４０を通じて分離され、可動歯車を回転させて歯車の歯を位置決めする歯車３５０にピン２３１が固定されることによって、歯は一方が他方の内部に埋め込まれ、二重連接棒２０をその短い長さのままにする。二重連接棒２０はこの場合は円形である。
【００３９】
図１８Ａ〜図１８Ｄは、本発明の別の実施形態による機械的システム１０Ｂを示す。システム１０Ｂは、可動ボルト６３０、及び、二重連接棒２０の一部である固定ナット６１０によって実行される。二重連接棒２０が細長くなると、可動ボルト６３０は、二重連接棒２０がその最長の長さに達するまで回転し、その時点で、可動ボルト６３０が反対方向に回転することができないため、二重連接棒２０は剛直のまま（連結されたまま）である。これは上死時間におけるものである。下死時間では、クランク軸６０の装置４０がピン２３２を回転させ、これによって、可動ボルト６３０の逆移動を可能にし、二重連接棒２０が再び短縮される。
【００４０】
図１５Ａ〜図１５Ｈは、シリンダ５０、ピストン７０、二重連接棒２０、連結解除装置４０、弁１００、１１０；クランクケース８０；基部１５０によって形成される半径及びクランク軸６０の中心線を描く外周８２０；クランク軸６０の基部１５０とクランク軸６０の軸線３６０とを接続するとともに、「クランク軸の半径」と称される線分によって形成されるクランク軸半径８５０を示しており；矢印は図のそれぞれ１つに従って対応するサイクル時間を示している。
【００４１】
図１５Ａは、ピストン７０が移動しているため二重連接棒が剛直で細長いことを示す、本発明による第１の行程、すなわち吸気行程の図を示している。二重連接棒２０の上部１２０は二重連接棒２０の下部１３０にロックされ、ピストン−連接棒−クランク軸を有する剛直なユニットを形成する。このサイクルはおよそ５４°から１８０°まで進む。
【００４２】
図１５Ｂは、二重連接棒２０がピストン７０及びクランク軸６０を連結解除し、二重連接棒２０の２つの部分が自由であることを示す、本発明による第２の行程、下死時間ＢＤＴの図を示しており、このサイクルはおよそ１８０°から２３４°まで進む。
【００４３】
図１５Ｃは、ピストン７０が移動しているため二重連接棒２０が剛直で短い、本発明による第３の行程、すなわち圧縮行程の図を示している。二重連接棒２０の上部１２０は二重連接棒２０の下部１３０に接触し、ピストン−連接棒−クランク軸を有する剛直なユニットを形成する。このサイクルは、約２３４°から３６０°まで、基部が通る時間だけ続く。
【００４４】
図１５Ｄは、ピストン７０がクランク軸６０から分離される、本発明による第４の行程、第１の上死時間（１ＴＤＴ）の図を示している。二重連接棒２０はロック解除され、その部分は自由になり延長する。およそ４１０°において、二重連接棒２０はロックされる。ピストン７０−二重連接棒２０−クランク軸６０の組立体は解放される。このサイクルは、およそ３６０°から４１４°まで、基部が通る時間だけ実行される。
【００４５】
図１５Ｅは、連接棒が剛直である、本発明による第５の行程、すなわち燃焼行程の図を示している。このサイクルでは、二重連接棒２０は剛直で細長い。このサイクルは、およそ４１４°から５４０°まで続く。
【００４６】
図１５Ｆは、ピストン及びクランク軸が分離される、本発明による第６の行程、第２の下死時間（第２のＢＤＴ）の図を示している。二重連接棒の２つの部分は自由であり、剛直ではなく、短縮される。表面２４５は支持体３０に載ることができ、二重連接棒２０はクランク軸６０から分離される。二重連接棒２０の下部１３０はクランク軸６０から。クランク軸６０に接続されている二重連接棒２０の下部１３０は回転し続ける。クランク軸６０の外側に位置付けられる連結解除装置４０がカム２３０を作動し、ローラ２６０の装置２８０を押し、固定された箱２７０が、二重連接棒２０が短縮され始めることを可能にするままにする。ピストン７０は静止しており、クランク軸６０から分離され、表面２４５は支持体３０に載る。クランク軸６０に接続されている二重連接棒２０の下部１３０は回転し続ける。二重連接棒２０がその最小振幅に達するとき、行程は、およそ５４０°から５９４°まで、基部１５０が通る時間だけ続く。
【００４７】
図１５Ｇは、二重連接棒が短く剛直である、本発明による第７の行程、すなわち排気行程の図を示している。このサイクルはおよそ５９４°から７２０°まで進む。
【００４８】
図１５Ｈは、二重連接棒が連結解除され、その部分が剛直ではない、本発明による第８の行程、第２の上死時間（第２のＴＤＴ）の図を示している。およそ７７０°まで、二重連接棒２０はロックされる。ローラ２６０は、ばね３２０によって押されてキャビティ３１０内に収容され、このように二重連接棒２０の上部１２０と下部１３０とをロックし、ロックされるとほぼ即座に解放される。二重連接棒２０を支持体３０から解放するために、下部１３０のトリガ２１０がストッパ２２０を作動し、ピン１９０を支持体２００から解放することを可能にする。
【００４９】
クランク軸に接続されている二重連接棒２０の下部１３０は回転し続ける。およそ４°の後、ピストン−連接棒−クランク軸の組立体は解放される。これは、７２０°からおよそ７７４°まで、基部が通る時間だけ続く。
【００５０】
図１６は、第１のサイクルの第１の４つの行程を示しており、変化が生じるおよその角度の値を表す。１において、二重連接棒はロックされる。２において、二重連接棒は解放される。３において、吸気が生じる。４はＤＴＢであり、連結解除装置４０がカム２３０を作動してピストン−連接棒−クランク軸の組立体をロック解除し、ピストン７０のスカートは支持体３０の表面２４５に載り、二重連接棒２０の下部の上端１８０が二重連接棒２０の上部の下端１７０と接触するまで短縮され始める。６のＤＴＳにおいて、二重連接棒２０の上部１２０のピン１９０が後退可能な支持体２００に載り、案内部２３５を通じてロックされる。
【００５１】
本発明による二重連接棒、ピストン支持体及び連接棒連結解除装置を標準的な機関に一体化することによって、従来の内燃機関サイクルの死点ＤＰが死時間ＤＴに変換される。したがって、４ストロークの内燃機関を８ストロークに機械的に変換することは、吸気−圧縮−燃焼−排気の標準的な行程に４つの付加的な行程を加える。付加的な行程は２つの下死時間（ＤＴＢ）及び２つの上死時間（ＤＴＴ）である。
【００５２】
本発明において、ピストンは、ＤＴＴ及びＤＴＢの間、クランク軸を回転させるのにかかる時間のほぼ１／３において、静止したままである。
【００５３】
従来技術は、本発明においても用いられる要素の幾つかを示している。しかし、従来技術では、ＤＴＢ及びＤＴＴにおいてＤＣ及びＤＴを延ばすためにこれらの要素を順次同期して用いることができない。
【００５４】
加えて、従来技術は、ピストンを死時間の開始から静止したままにすることができていなかった。
【００５５】
死時間まで延ばされる死点を維持するというこの新規性は、実際には、本発明に進歩性（自明ではない）を与える特徴である。
【００５６】
従来技術は、伸張可能な連接棒に関する幾つかの特許を開示しているが、それらはいずれも、二重の挙動を開示しておらず、また、本発明が必要とする機械的な構造を含まない。加えて、従来技術の連接棒はいずれも、ピストンとクランク軸とを離脱させる内部の機構を再現せず、また、後退可能な装置を有するシリンダに固定されるピストン支持体、若しくは、クランク軸に通常は位置付けられる、ＤＴＢにおいてピストンを離脱させ、加えて、死時間において死点を延ばすように同期して順次全て作用する要素を有しない。
【００５７】
８サイクル（ダウンタイムＤＴを含む）が続く時間の間中、クランク軸は、標準的な機関におけるように回転したままであり、一方で、ピストンは４行程で停止している（各ＤＴにより２回、全部で総回転時間の１／３）。
【００５８】
１つの実施形態では、本発明による二重連接棒、ピストン支持体及び連接棒連結解除装置を用いて２ストローク機関を４ストローク機関に変換することができる。
【００５９】
利点
標準的な機関と比較して、本発明によって得られる主な利点は：
吸気行程において、混合物がより長く予熱され；
圧縮行程において、より長い時間高圧に晒される混合物の乳化、及び、混合物のより完全な点火が改善される；
燃焼において、ピストンがＤＴＴにおいて静止していたほんの一瞬の後、ピストンの推力を印加するより大きい力が生じ、これはおよそ、クランク軸の軸線の中心から離れるにつれて、クランクピン金属及びクランク軸の軸線による半径の形態への力の投射によって生成されるてこの時間であり、より良い機械てこを生成する。
排気において、ＤＴＢにおける排気弁の１つのより長い開口時間の間、ガスが自由に放出されるため、ガスの排出がより低い動力消費で行われる。また、ＤＴにおいて得られる利点も加えられる。
ＤＴＢが続く時間の間：燃焼室内に位置付けられる燃料混合物を加熱し始めると同時にシリンダヘッドを冷却し、また、ピストンを静止したままにし、吸気弁を開いたままにすることにより、吸気口におけるガスの慣性を利用することによってシリンダをより良く満たす。
ＤＴＳにかかる時間の間：ピストンがこの位置に留まる時間期間、すなわち、総回転時間のおよそ１／６に等しい時間期間にわたって混合物が高圧で乳化される。
ＤＴＳのために、燃焼における利点は特に、クランク軸に加えられる力モーメントのより良い機械てこを用いた力を印加することによるより大きい出力の利点である。燃焼力をより良く使用することにより、従来の機関におけるよりも最高で５倍高い。別の利点は、８回において、従来の機関の同じシリンダ（等しいピストン径及び等しい移動）の、クランク軸及び基部の軸線によって形成される半径は、標準よりも１５％長く、印加される力のモーメントがより良く使用される。
【００６０】
これらの利点に加えて、例として言及することができるものの中でも：摩擦、座屈、冷却システム、「ピストン−連接棒−クランク軸」のシステムの圧縮である種々の要因によるより少ないエネルギー損失によって、それらの利点が得られる。
【００６１】
利点を要約すると：
−およそ７０％低い、より少ない消費
−活動サイクルのより短い時間
−燃焼室内のより少ない熱損失
−燃料のより良い乳化
−亜酸化窒素のより少ない生成
−一酸化炭素のより少ない生成
−酸素のより少ない消費
−より有用な出力
−テフロンリングを可能にする
−減衰（ダンパ）を用いた燃焼力の緩衝の効果的な可能性
−より摩耗の少ないオーバライザ
−（従来の機関の等しい出力で）およそ５倍の機関サイズの低減
【００６２】
本発明をより良く理解するために、等しい符号が同じ部分に相当する、本発明の実現の一例に対応する図面が添付されている。
【図１】
2015218731.tif 000003
【図２】
2015218731.tif 000004
【図３】
2015218731.tif 000005
【図４】
2015218731.tif 000006
【図５】
2015218731.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015218731.tif 000009
【図８】
2015218731.tif 000010
【図９Ａ】
2015218731.tif 000011
【図９Ｂ】
2015218731.tif 000012
【図１０】
2015218731.tif 000013
【図１１】
2015218731.tif 000014
【図１２】
2015218731.tif 000015
【図１３】
2015218731.tif 000016
【図１４】
2015218731.tif 000017
【図１５Ａ】
2015218731.tif 000018
【図１５Ｂ】
2015218731.tif 000019
【図１５Ｃ】
2015218731.tif 000020
【図１５Ｄ】
2015218731.tif 000021
【図１５Ｅ】
2015218731.tif 000022
【図１５Ｆ】
2015218731.tif 000023
【図１５Ｇ】
2015218731.tif 000024
【図１５Ｈ】
2015218731.tif 000025
【図１６】
2015218731.tif 000026
【図１７】
2015218731.tif 000027
【図１８Ａ】
2015218731.tif 000028
【図１８Ｂ】
2015218731.tif 000029
【図１８Ｃ】
2015218731.tif 000030
【図１８Ｄ】
2015218731.tif 000031