(57)【要約】模型製作に使用するための高出力２ストロークエンジン（１０）は、シリンダ（１２）内に移動可能に据え付けられた、ワーキングチャンバを形成するピストン（２４）を有し、このピストンが、コネクティングロッド（２２）を介してクランクシャフト（４８）に接続されており、このクランクシャフトが、シリンダ（１２）に隣接した、シリンダ（１２）と連結しているクランクルーム（４４）を取り囲むクランクケース（１１）に軸（４２）の周りを回転可能に据え付けられており、その際、クランクルーム（４４）に通じるクランクシャフトダクト（３７´）がクランクシャフト（４８）内で縦方向（長手方向）に延び、且つ、クランクシャフト（４８）の回転角度に依存して、インテークオープニング（３８）を介し、クランクケース（１１）に取り付けられた混合気用インテークマニホールド（１５）と連結しており、その際、シリンダ（１２）に少なくとも１つのオーバーフローポート（３２）が形成されており、このオーバーフローポートにより、シリンダ（１２）内のピストン（２４）の位置に依存して、混合気がクランクルーム（４４）からピストン（２４）のそばを通り過ぎワーキングチャンバに流れることができる。エンジン出力の向上は、クランクケース（１１）の内部に、クランクルーム（４４）の混合気での充填を改良する手段（３７´、４５）を配置したことによって達成される。【選択図】図９
2008509312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に模型製作に使用するための高出力２ストロークエンジン（１０）であって、シリンダ（１２）内に移動可能に据え付けられた、ワーキングチャンバを形成するピストン（２４）を有し、前記ピストンが、コネクティングロッド（２２）を介してクランクシャフト（１８、４８）に接続されており、前記クランクシャフトが、前記シリンダ（１２）に隣接した、前記シリンダ（１２）と連結しているクランクルーム（４４）を取り囲むクランクケース（１１）に軸（４２）の周りを回転可能に据え付けられており、
その際、前記クランクルーム（４４）に通じるクランクシャフトダクト（３７、３７´）は、前記クランクシャフト（１８、４８）内で縦方向（長手方向）に延び、且つ、前記クランクシャフト（１８、４８）の回転角度に依存して、インテークオープニング（３８）を介し、前記クランクケース（１１）に取り付けられた混合気用インテークマニホールド（１５）と連結しており、
その際、前記シリンダ（１２）に少なくとも１つのオーバーフローポート（３２；３２ａ、ｂ、ｃ）が形成されており、前記オーバーフローポートにより、前記シリンダ（１２）内の前記ピストン（２４）の位置に依存して、前記混合気が前記クランクルーム（４４）から前記ピストン（２４）のそばを通り過ぎ前記ワーキングチャンバに流れることができる高出力２ストロークエンジンにおいて、
前記クランクケース（１１）の内部に、前記クランクルーム（４４）の混合気での充填を改良する手段（３７´、４３、４５、４６、４７、４９、５０）を配置したことを特徴とする高出力２ストロークエンジン。
【請求項２】
前記クランクルーム（４４）の充填を改良する前記手段は、クランクシャフトダクト（３７´）を含み、前記クランクシャフトダクト（３７´）が、前記クランクシャフト（４８）の内部で、前記クランクシャフト（４８）の回転の際に発生する遠心力が前記クランクシャフトダクト（３７´）を流れる混合気を前記クランクルーム（４４）へ向って加速するように延びることを特徴とする、請求項１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項３】
前記クランクシャフトダクト（３７´）は、穴として形成されており、前記クランクシャフト（４８）の前記軸（４２）との間の角度αがα＞０°であることを特徴とする、請求項２に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項４】
前記クランクシャフトダクト（３７´）は、前記クランクシャフト（４８）の内部で、前記クランクシャフトダクト（３７´）の軸と前記クランクシャフト（４８）の軸（４２）との間隔が、前記クランクルーム（４４）へ近づくにつれて増加することを特徴とする、請求項４に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項５】
前記コネクティングロッド（２２）は、偏心に配置されたクランクピン（４０）を用いて前記クランクシャフト（４８）に接続されており、且つ、前記クランクシャフトダクト（３７´）は、前記クランクピン（４０）の向かい側で前記クランクルーム（４４）に通じることを特徴とする、請求項３又は４に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項６】
前記クランクシャフト（４８）に、前記クランクシャフトダクト（３７´）と前記クランクルーム（４４）間で放射状方向に延びる連結部（４５）が備わっていることを特徴とする、請求項５に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項７】
前記連結部（４５）は、前記クランクピン（４０）の向かい側に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項８】
前記連結部は、スロット（４５）として形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項９】
前記クランクシャフト（４８）は、前記クランクルーム（４４）の領域に、前記クランクピン（４０）が固定されている、前記軸（４２）に垂直な円板状部分（３６）を有し、前記クランクシャフト（４８）は、前記円板状部分（３６）の前記クランクルーム（４４）と反対側の面で軸受け（１６）に回転可能に据え付けられており、前記連結部又は前記スロット（４５）は前記円板状部分（３６）に配置されており、且つ、前記連結部又は前記スロット（４５）は、前記クランクシャフトダクト（３７´）にある混合気が前記連結部（４５）を通って直接前記軸受け（１６）に達するように形成されていることを特徴とする、請求項６から８のいずれか１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１０】
前記クランクルーム（４４）の充填を改良するための前記手段は、前記クランクシャフト（１８）に、前記クランクシャフトダクト（３７´）と前記クランクルーム（４４）の間で放射状方向に延びる連結部（４５、４６）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１１】
前記コネクティングロッド（２２）は、偏心に配置されたクランクピン（４０）を用いて前記クランクシャフト（４８）に接続されており、且つ、前記連結部（４５、４６）は前記クランクピン（４０）の向かい側に配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１２】
前記クランクシャフト（４８）は、前記クランクルーム（４４）の領域に、前記クランクピン（４０）が固定されている、前記軸（４２）に垂直な円板状部分（３６）を有し、前記クランクシャフト（４８）は、前記円板状部分（３６）の前記クランクルーム（４４）と反対側の面で軸受け（１６）に回転可能に据え付けられており、前記連結部（４５、４６）は、少なくとも部分的に前記円板状部分（３６）に配置されており、且つ、前記連結部（４５、４６）は、前記クランクシャフトダクト（３７´）にある混合気が前記連結部（４５、４６）を通って直接前記軸受け（１６）に達するように形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１３】
前記連結部は、スロット（４５）として形成されていることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１４】
前記連結部は、ダクト（４６）として形成されていることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１５】
前記クランクルーム（４４）は、前記クランクシャフトダクト（３７）の出口の向かい側で、前記クランクシャフトダクト（３７）に垂直に向いている壁（２０）により制限されており、前記クランクルーム（４４）の充填を改良するための前記手段は、前記壁に配置された方向転換手段（４３）として形成され、前記方向転換手段が前記クランクシャフトダクト（３７）から流れ出て前記壁に垂直にぶつかる混合気流を脇へとそらすことを特徴とする、請求項１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１６】
前記方向転換手段は、方向転換テーパ（４３）を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１７】
前記クランクシャフト（４８）はバランスウエイト（３９）を有し、且つ、前記クランクルーム（４４）の混合気での充填を改良するための前記手段は、前記クランクシャフト（４８）の回転の際、前記混合気を後ろへ運ぶように、前記バランスウエイト（３９）に取り付けられている傾斜部（４７）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１８】
前記クランクルーム（４４）の混合気での充填を改良するための前記手段は、複数の、軸方向に延びる、好ましくはスロット形のチャンバ（４９）を有し、前記チャンバが前記インテークオープニング（３８）の高さに前記インテークオープニング外の前記クランクシャフト（４８）の周囲に分散させて配置されており、且つ、前記クランクケース（１１）に、前記チャンバ（４９）と共に作用する軸方向のフローダクト（５０）が備わっており、前記フローダクトを介して前記チャンバ（４９）にある混合気を前記クランクケース（１１）の後方スペースに排気することができることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか１に記載の高出力２ストロークエンジン。
【請求項１９】
前記フローダクトは、前記インテークマニホールド（１５）に対して、前記クランクシャフト（４８）の回転方向に約９０°ずらして配置されていることを特徴とする、請求項１８に記載の高出力２ストロークエンジン。
【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に関する。請求項１の前文に記載の、特に模型製作に使用するための高出力２ストロークエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
１分間に４万回転以上もの回転数で数馬力（例えば２．６馬力）もの出力を出す、コンパクトな高出力２ストロークエンジン（例えば、気化器とグロープラグを備えた「ニトロエンジン」又はスパークプラグを備えたガソリンエンジン）は、特にスペース及び／又は重量に制限のある場合、例えばカート車両、エンジン付超軽量飛行機（ＵＬＭ）、超小型飛行機（マイクロエアービークルＭＡＶ）等で使用される。特に、模型飛行機、模型ボート及び模型自動車駆動用として、特に要求の多い趣味の分野において及びレース用として、電気式高出力モータと並び、かなり以前から有効であることが実証されてきた。
【０００３】
このようなシリンダを備えた高出力２ストロークエンジンの模範的な構造の展開図を図１に示す。ここでは、便宜上気化器を省略してある。高出力２ストロークエンジン１０は、成形された（ａｎｇｅｆｏｒｍｔｅｎ）冷却用リブを備えたシリンダ１２を有するクランクケース１１を含む。クランクケース１１には、クランクシャフト１８が２つのボールベアリング１４と１６によって回転可能に、水平に位置している。クランクシャフト１８を据え付けるために、ボールベアリング１４、１６の代わりに、非鉄金属のスライドベアリングを組込むこともできる。クランクシャフト１８は前方ボールベアリング１４を通り抜けクランクケース１１から突き出し、例えば円錐形のキャッチ（Ｍｉｔｎｅｍｅｒ）１３で固定されている。出力はクランクシャフト１８の突き出た端部で取り出される。後ろ側で、クランクケース１１は、クランクケース１１にボルト２１で固定されたカバー２０で閉鎖され、挿入されたパッキング１９を用いて気密に閉鎖されている。クランクシャフト１８は、後方の円板状（ｋｒｅｉｓｓｃｈｅｉｂｅｎｆｏｒｍｉｇｅｎ）の端部（図２の部分３６）に偏心に配置されたクランクピン４０を担持し、このクランクピンの上にコネクティングロッド２２がその下端で回転可能にはまりこんでいる。クランクピン４０の向かい側には、バランスウエイト３９が形成されている。コネクティングロッド２２の上端は、ロックリング２３によって固定されたピストンピン２６を用いて、ピストン２４と回転可能に連結し、このピストンは、シリンダ１２にはめ込まれた垂直なシリンダライナ（ｌａｕｆｂｕｃｈｓｅ）２５内をスライドして上下に動くことが可能である。上へ開いたシリンダ１２は、ヘッドプレート２８によって密閉され、このヘッドプレートは、グロープラグ３０をねじ込むためのネジ穴をその中心部に有する。シリンダ１２には、ヘッドプレート２８が、それを覆う冷却ヘッド２９によって固定され、この冷却ヘッドは、垂直の穴のリムを通り抜けてシリンダ１２と（あるいは、シリンダを通り抜けてクランクケース１１と）ボルト３１で固定される。シリンダライナ２５とヘッドプレート２８の間隔調節のため、従ってワーキングチャンバの調節のために、シリンダライナ２５とヘッドプレートの間に、予め決められた厚さの環状調節プレートが配置される。
【０００４】
図１に示される種類の高出力２ストロークエンジン１０では、混合気の吸入及び燃焼ガスの排出はシリンダライナ２５内で動くピストン２４（及びクランクシャフト１８）を介して、それ自体公知の方法で制御される。ピストン２４の上昇運動の際、ピストン２４の下方にありクランクケース１１のクランクルーム（図４の４４）と連結されているスペースに負圧が生じ、この負圧により、混合気が、クランクケース１１のインテークマニホールド１５を経て、そこに接続されている気化器から吸入される。ピストン２４が、上死点ＯＴの通過及び点火後再び下降すると、まず、シリンダ１２の横に配置された排気ガス出口１７を解放し、この排気ガス出口を介して燃焼ガスが外へ排気される。インテークマニホールド１５とクランクケース１１のクランクルーム４４との間の連結が遮断され、内部スペース４４にある混合気が、シリンダ壁の横に配置されたオーバーフローポート３２を介して、ピストン２４により解放された、ピストン２４上方のワーキングチャンバへ押され、そこで燃焼ガスをおしだす（給気変換Ｌａｄｕｎｇｓｗｅｃｈｓｅｌ）。ピストン２４の新たな上昇運動で、混合気は圧縮され、ＯＴの通過後点火される。２ストローク工程のこれ以上の細部について専門家は周知であるので、ここではこれ以上詳細には論じない。
【０００５】
ここでさらに指摘したいのは、図１に示した２ストローク高出力エンジン１０の場合、排気ガス出口１７がインテークマニホールド１５の真向かいに配置されていることと、図１ａによると全部で３つの同種のオーバーフローポート３２ａ、ｂ、ｃが備わっており、このオーバーフローポートが排気ガス出口１７の向かい側に、シリンダ軸に対し９０°、１８０°及び２７０°ねじって配置されている、ということである。オーバーフローポート３２ａ、ｂ、ｃは、シリンダ１２内にはめ込まれたシリンダライナ２５（図１）と、シリンダ壁にある凹部があわさって作り出される。３つのオーバーフローポート３２ａ、ｂ、ｃの配置は、例えばＥＰ−Ａ１−００５９８７２に記載されているような、非常に効果的に組み合わされたクロスフロー・リターンフロー排気（Ｑｕｅｒｓｔｒｏｍ−Ｕｍｋｅｈｒｓｔｒｏｍｓｐｕｅｌｕｎｇ）に相当する。シリンダライナ２５には、図１に見られるように、全部で４つの水平スロットが対応して備わっており、これらのスロットは互いに９０°ごとにねじって配置されている。その際、排気ガス出口１７に割り当てられた1つのスロットは、残りの３つのオーバーフロースロットとは異なる高さに位置する。
【０００６】
それ自身公知の、クランクシャフト１８を介しての混合気の吸入と、クランクシャフト１８によるその制御（さらにＤＥ−Ｕ１−２９５１１００７参照）は、図２及び３のクランクシャフト１８の形と、図４及び５によるクランクシャフト１８とクランクケース１１の協調動作から生まれる。クランクシャフト１８は、軸４２に沿って、外径の異なる、いくつかの部分３３、・・・、３６に細分されている。一番前の部分３３はクランクケース１１から突出し、エンジン出力の取り出しに役立つ。クランクシャフト１８は、次の部分３４で、前方ボールベアリング１４に据え付けられている。両部分３３、３４の間に配置されたスクリュのねじ山（Ｇｅｗｉｎｄｅ）４１は、両部分をクランクシャフト１８に固定するために役立つ。部分３４に、さらなる円筒形部分３５が接続し、その外径は明らかに大きくなっている。クランクシャフト１８は、図４、５より、クランクケース１１内のサイズの合った穴に、部分３５でとどまる。クランクシャフト１８は、インテークマニホールド１５が通じる部分３５に、後端から収容された同軸のボルト穴（Ｓａｃｋｌｏｃｈｂｏｈｒｕｎｇ）を有し、このボルト穴がクランクシャフトダクト又はガス混合ダクト３７を形成する。部分３５の壁のインテークマニホールド１５の合流点の高さに、インテークオープニング３８があいている。このインテークオープニングは、クランクシャフト１８のある決まった回転位置において（図５）クランクシャフトダクト３７をインテークマニホールド１５と最大断面で連結するが、他の回転位置においては、もっぱら遮断される（図４）。このように形成されたクランクシャフト１８は、ピストンの動きに同期して作動するバルブを形成し、このバルブが、各回転で上述の角度範囲において、混合気が気化器からクランクシャフトダクト３７を通ってクランクルーム４４へ流入するのを可能にする。
【０００７】
既に上述したように、上昇するピルトン２４はクランクルーム４４に負圧を発生し、結果として、クランクシャフト１８のインテークオープニング３８がインテークマニホールド１５の領域へ回転するとき、気化器で作りだされた混合気が吸入される。この吸入された混合気はクランクシャフトダクト３７を通って軸方向に流れ、クランクルーム４４に流れ出し、クランクケースカバー２０の向かい側の壁に衝突し、ピストン２４が下降するときには、吸入された混合気が前圧縮され（ｖｏｒｋｏｍｐｒｉｍｉｅｒｔ）、クランクルームから横のオーバーフローポート３２を介してピストン２４の上方にあるワーキングチャンバへと押される。
【０００８】
しかしながら、このような動作パターンより、いくつか不利な点が生じる。つまり、図５において矢印及び二重（双方向）矢印で示すように、クランクシャフトダクト３７から流出した混合気はカバー２０の向かい側の壁に垂直にぶつかり、そこから、逆の方向に跳ね返され、そのため、クランクシャフトダクト３７からの後続のガス流れを妨げる。これにより、１作動サイクルに使用可能な混合気量が減少し、エンジン出力の低下につながる。クランクルーム４４へ軸方向に向かう混合気流にはさらに、同時に潤滑としても用いられる混合気が後方ボールベアリング１６の領域には限られた量しか届かず、そのためその領域の潤滑が最適にならない、という欠点がある。結局、基本的には、ピストンの動きに基づく混合気輸送だけで、ワーキングチャンバの充填が不十分となる。
【０００９】
そこで、ＤＥ−Ａ１−２９３３７９６においては、クランクシャフトがクランクウェブに据え付けられた多気筒（Ｖ型配列又は星形配列）２ストローク模型製作エンジンの場合に、混合気を順番にシリンダに通し、軸方向に向かう流れ込み（Ｚｕｓｔｒｏｍ）と放射状に向かう排気を有するロータリバルブを備えることが提案された。放射状の排気によって、いくつかのシリンダに割り当てられている、クランクケース内の異なったダクトを、ロータリバルブを用いて制御することができる。ロータリバルブはクランクシャフトの後端に形成されている。混合気は、スロットルバルブを配置した、シャフトで延びるダクトを介して、ロータリバルブに供給される。ロータリバルブからの混合気の放射状の排出により、ブースト効果（Ｌａｄｅｅｆｆｅｋｔ）が生じる。この公知の解決策は多気筒モータ用に設計されている。気化器とインテークマニホールドがドライブシャフトの上方表側にあり、多くの場合、後ろ側に始動装置が取り付けられる通常の単気筒エンジンには、この解決策は利用できない。
【００１０】
ＵＳ−Ａ１−２００４／００７９３０３では、クランクケースを介して混合気で充填される小型２ストロークエンジン用に、クランクシャフト軸に配置されている、ノズル・デフューザ・コンビネーション（「ノズル・デフューザ」）の使用が提案された。このノズル・デフューザは二つの効果を有する。つまり、一つは、混合気流の渦を高め、それにより、混合と燃焼が改良される。もう一つは、混合気の速度と圧縮を高め、それにより、エンジンの出力を高める、一種のターボ過給を引き起こす。その上、バランスウエイトに、ノズル・デフューザから外に通じる、放射状のダクトを備えることができる（図３及び９の２０４）。これらのダクトは、エンジンの出力をより均一にする（段落００５１）。ノズルだけの使用やノズル・デフューザ・コンビネーションの使用の場合、出力はよりいっそう改良され、燃料消費はよりいっそう低減されることが認められる。しかしながら、この解決策の場合、ノズルの狭くなる断面が、気化器とクランクルーム間の混合気のフロー抵抗を増大させ、それにより、ピストンだけで引き起こされる吸入効果の妨げとなり、不都合である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、スペース及び／又は重量に関して限られた使用、特に模型製作に使用するための、簡単で且つ既存のエンジンにも利用可能な対策によりその出力を明らかに改善する、高出力２ストロークエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、請求項１の特徴全体により解決される。本発明の本質は、インテークマニホールドからクランクルームへ流れる混合気流に、１サイクル当たりのクランクルームの混合気充填を改良するような影響を及ぼす手段を、クランクケースの内部に配置することにある。
【００１３】
本発明の第１の好ましい形態によると、クランクルームの充填を改良するための手段がクランクシャフトダクトを含み、このクランクシャフトダクトは、クランクシャフトの内部で、クランクシャフト回転時に発生する遠心力がクランクシャフトダクトを流れる混合気をクランクルームに向って加速するように延びる。このようなクランクシャフトダクトの形成により、クランクシャフトが独自のポンプとして作用し、ピストンから発生する負圧に加わって混合気をクランクルームに運び、その結果クランクルームの充填が改良される。その際、クランクシャフトダクトの混合気の加速は、クランクシャフト軸までの半径方向の距離にだけでなく、角加速度又はエンジンの回転数にも左右される。エンジンの回転数が高くなればなるほど、混合気を前方へ押し出す力が大きくなる。
【００１４】
好ましくは、クランクシャフトダクトは穴（Ｂｏｈｒｕｎｇ）として形成され、クランクシャフト軸との間の角度（α）がα＞０°である。このような直線のクランクシャフトダクトは特に製造が簡単である。クランクシャフト内部のクランクシャフトダクトが、クランクシャフトダクト軸とクランクシャフト軸との間隔がクランクルームの方へ近づくにつれて増加するように延びる場合、予め与えられた角度において加速度が最大となる。クランクシャフト軸に対して斜めのクランクシャフトダクト穴は同時に、ダクトからクランクルームへ流れ出る混合気が、斜めの角度でクランクケースカバーの向かい合う壁に当たり、そのため流れを妨げるはね返りを回避する、という利点を有する。
【００１５】
クランクシャフトの横に配置されたオーバーフローポートに混合気が入ることに関しては、偏心に配置されたクランクピンを用いてクランクシャフトにコネクティングロッドが連結されている高出力２ストロークエンジンの場合、クランクシャフトダクトがクランクピンの向かい側でクランクルームに通じるならば特に有利である。
【００１６】
斜めに延びるクランクシャフトダクトを有するエンジンでは、クランクシャフト内に、クランクシャフトダクトとクランクルーム間で放射状方向に延びる連結部が備わり、この連結部を通って混合気が放射状方向にクランクシャフトから投げ出されることにより、給気をさらに改良することができる。同様に、この連結部は好ましくはクランクピンの向かい側に配置され、スロットとして形成されることが好ましい。
【００１７】
クランクシャフトがクランクルーム領域で軸に垂直な円板状の部分を有し、この部分にクランクピンが固定され、クランクシャフトが円板状の部分のクランクルームと反対側の面で軸受けに回転可能に据え付けられている場合、回転数が非常に高いときに軸受けに不可欠となる潤滑に関して、この連結部又はスロットを円板状の部分に配置し、且つ、この連結部又はスロットを、クランクシャフトダクトにある混合気がこの連結部を通って直接軸受けに達するように形成することが有利である。
【００１８】
クランクルームの充填を改良する手段が、クランクシャフトで放射状方向に延びる、クランクシャフトダクトとクランクルーム間の連結部を含む場合、従来の同軸のクランクシャフトダクトでも、エンジンの給気を改良することができる。放射状の連結部により、混合気の一部が加速され、クランクシャフトからクランクルームへ投げ出される。このことは、横に配置されたオーバーフローポートに関しても、コネクティングロッドがクランクシャフトに偏心に配置されたクランクピンを用いてとめられている高出力２ストロークエンジンで、この連結部がクランクピンの向かい側に配置されている場合には、特に有利である。
【００１９】
ここでまた、クランクシャフトがクランクルームの領域で軸に垂直な円板状部分を有し、この部分にクランクピンが固定されている場合、且つ、クランクシャフトが円板状部分のクランクルームと反対側の面で軸受けに回転可能に据え付けられている場合には、連結部が少なくとも部分的に円板状部分に配置され、且つ連結部がクランクシャフトダクトにある混合気が連結部を通って直接軸受けに達するように形成されていることにより、軸受けの潤滑をよりよくすることができる。
【００２０】
その際、この連結部をスロットとして形成することができる。また、ダクトとして形成することもできる。
【００２１】
最後に、クランクルームがクランクシャフトダクトの出口の向かい側でクランクシャフトダクトに垂直に向いている壁により制限されている場合、クランクルーム充填改良手段を壁に配置した方向転換手段として形成し、この手段によりクランクシャフトダクトから流れ出て壁に垂直にぶつかる混合気流が脇へとそらされることによって、特に簡単に改良することができる。その際、この方向転換手段は、特に方向転換テーパを含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明を、図面と関連し、実施例により詳細に説明する。
【００２３】
図６に、本発明によるエンジンのための第1の実施例を示す。クランクシャフト１８は、図２から５に表されているように、それ自体公知の方法で構成されている。クランクシャフトは、一定の回転位置でインテークオープニング３８を介してインテークマニホールド１５と連結し、もう一方の端部でクランクケース１１のクランクルーム４４の中へと通じる、同軸のクランクシャフトダクト３７を有する。クランクシャフトダクト３７は数ミリメーター、例えば７ｍｍの内径を有する。始動装置なしのエンジンの場合、ほんの数ミリメーターの間隔をおいて、クランクシャフトダクト３７の出口に、クランクケース１１を後ろ側で気密に閉鎖するカバー２０の垂直な壁が向かい合っている。出口の直ぐ向かい側には、壁に、方向転換部材が方向転換テーパ４３の形で配置されている。方向転換テーパ４３は先端をクランクシャフトダクト３７の出口の方向へ向けている。方向転換テーパ４３の高さと円錐角は、テーパが、一方では、クランクルーム４４内で動くコネクティングロッドを妨げず（このことは、コネクティングロッドあるいはコネクティングロッドウェブの特別な形態によって支援することができる）、他方で、クランクシャフトダクト３７を通って流れ方向転換テーパ４３にぶつかる混合気が、図６に矢印で示されているように、横へそらされるよう選択されている。従って、方向転換テーパ４３は、給気に不利で方向が同じの、カバー２０の壁からの混合気の跳ね返りを阻止し、同時に、気化器で形成される混合気のさらなる混合を促進する。しかしながら、混合気の給気は、この実施形態においては、ピストンによって生じる負圧によるものに限られたままである。
【００２４】
付加的なポンプ作用を生み出し、それによって混合気のクランクルーム４４への給気を積極的に改良するために、図７のクランクシャフトの構成が特に有利である。図７のクランクシャフト４８では、インテークオープニング３８からクランクルーム４４へと通じる、穴として形成されたクランクシャフトダクト３７´が軸４２に対し相対的に斜めに向いている。図１０の概要図によると、クランクシャフトダクトは、軸４２と角度α（α＞０）、例えば２０°の角度をなす。同時に、クランクシャフトダクト３７´は軸４２の一方の側にあるため、クランクシャフト４８の軸４２とクランクシャフトダクト３７´の軸との半径方向の間隔が、クランクルーム４４へ近づくにつれて増加する。軸４２の周りにクランクシャフト４８を回転させると、クランクシャフトダクト３７´にある混合気が、回転数と両軸間の半径方向の間隔にともなって増加する遠心力ＺＦにさらされる。図１１には、クランクルーム４４までの３つの異なる距離に対して、従って３つの異なる軸間隔に対して、付随する遠心力ＺＦ１、ＺＦ２、ＺＦ３が半径方向のベクトルとしてプロットされている。これらのベクトルのクランクシャフトダクト３７´の軸方向成分は、ダクト内を流れる混合気に対する、クランクルーム４４に近づくにつれて増加する加速力である。角度αを大きく選ぶほど、各点における加速度はより大きくなり、α＝９０°でその理論的最大値に達するが、クランクシャフト４８の予め決められた外形構造及びインテークマニホールド１５の位置から、限界がある。
【００２５】
クランクシャフトダクト３７´の傾斜に基づいて、図７のクランクシャフト４８は遠心力ポンプのように作動する。このポンプによって、混合気がクランクシャフトダクト３７´を通ってクランクルーム４４に運ばれる。それにより、クランクシャフトケース１１にはより多くの混合気が蓄えられ、そのため、より多くの混合気をワーキングチャンバでの燃焼に使用することができる。それにより、エンジンの出力が増加する。しかし、斜めに延びるクランクシャフトダクトにはもう一つ別の効果がある。つまり、図７に矢印で示すように、この傾斜により、混合気がカバー２０の壁に垂直ではなく斜めにぶつかるため、図５に示した同方向のはね返りによる流れの妨害が起こらない。図７に示したクランクシャフトダクト３７´の出口が、クランクシャフト４８の円板状部分３６のクランクピン４０の向かい側にあるため、さらなる効果が生まれる。図１に関連番号「３２」で示されるように、クランクシャフト１８及び４８の横のシリンダ１２の壁にオーバーフローポートが備わっていれば（図１ａのオーバーフローポート３２ａと３２ｃを参照）、偏心に配置されたクランクシャフトダクト３７´の出口を通って、混合気は横のオーバーフローポート３２ａ、ｃの少なくとも１つに直接射出され、給気過程が付加的に促進される。
【００２６】
図８には、クランクケースの混合気流の本発明の別の実施形態を示す。ここで、同軸のクランクシャフトダクト１８の端部で、円板状部分３６のクランクピン４０の向かい側に（バランスウエイト３９を横切って）、放射状スロット４５が取り付けられている。このスロットは、軸方向に、部分３６の後ろにあるベアリング１６がクランクシャフトダクト３７からの混合気と直接接触するほど、クランクシャフト１８の内側に入り込んでいる。周知のように、２サイクルエンジンは動力用燃料に含まれるオイルによってのみ潤滑される。この理由から、オイルを含む混合気をボールベアリング１６又は匹敵するスライドベアリングに誘導することが重要である。クランクシャフト１８の高速回転により生ずる射出力によって、クランクシャフトダクト３７からの混合気が、放射状にスロットを通ってベアリング１６へ運ばれる。同時に、混合気は、（既に上述したように）、横に配置されたオーバーフローポート３２ａ、ｃの少なくとも１つに射出され、混合気の輸送が、クランクルーム４４からワーキングチャンバ又は燃焼室へと加速される。図９より、スロット４５のこの両方の効果は、斜めに延びるクランクシャフトダクト３７´のポンプ効果とも組み合わすことができ、潤滑を良好にし、さらに改良された混合気の充填が可能となる。
【００２７】
本発明の範囲内で、給気を改良し、同時に高回転数の場合でも後方ベアリング１６の潤滑を確実なものにするための別の可能性を、図１０に示す。この場合、クランクシャフト１８の後方の円板状部分３６の前に、クランクシャフトダクト３７から始まり軸受け１６の領域でクランクルーム４４に通じる、放射状に延びるダクト４６が備わっている。ダクト４６を通って、潤滑のための混合気がベアリング１６に直接送られる。その上さらに、ダクト４６は遠心力によって、混合気を横に配置されたオーバーフローポート３２ａ、ｃの１つに射出する。
【００２８】
本発明の範囲での、給気を改良するための別の可能性を、図１２に実施例で示す。図１２では、部分図１２ａ及びｂが異なる視点からの側面図を示し、部分図１２ｃ及びｄは異なる断面図を示す。図１２の実施例は、インテークオープニング３８と斜めに延びるクランクシャフトダクト３７´を有するクランクシャフト４８を示す。クランクシャフト４８の後端には、同様に、クランクピン４０が偏心に配置され、バランスウエイト３９によってバランスされている（ｎｅｕｔｒａｌｉｓｉｅｒｔ）。バランスウエイト３９には、傾斜部４７が備わっており、例えば斜めに浸食されている（ａｎｇｅｆｒａｓｔ）。クランクシャフト４８の回転により、傾斜部４７を用いて、混合気が後ろへ運ばれ、クランクシャフトダクト３７´からの新しい混合気を吸引する吸い込み効果をもたらす。同時に、混合気は、ガスをチャンバに導くオーバーフローポートに送られ、加速される。
【００２９】
さらなる改良は、図１２−１４に示す付加的手段により可能となる。この付加的手段は、クランクシャフト４８に配置されたチャンバ（Ｋａｍｍｅｒｎ）４９を含み（図１２）、このチャンバはクランクケース１１の壁にはめ込まれたフローダクト５０と共に作用する（図１３、１４）。軸方向に延びる、好ましくはスロット形のチャンバ４９は、インテークオープニング３８の高さに、インテークオープニング外のクランクシャフト４８の周囲に分散させて配置されている。同じく軸方向のフローダクト５０を介して、チャンバ４９にある混合気をクランクケース１１の後方スペースに排気することができる。
【００３０】
新鮮な混合気の吸入（空気と動力用燃料との混合）は、クランクシャフト４８のインテークオープニング３８によって制御される。インテークオープニング３８が開いていると、気化器を経て空気が吸入される。ベンチュリ効果によって、動力用燃料も吸入される。インテークオープニングがインテークマニホールド１５を越えてねじられるとすぐに吸入が中断され、動いている混合ガスがはね返る。インテークオープニング３８が次に開くとき、空気と動力用燃料は新たに動き出さなければならない。それによって、混合ガスの吸収がいくらか妨げられている。
【００３１】
チャンバ４９は、次いで遠心力の影響によりフローダクト５０を介して後方ケーシングスペースへ運ばれる混合ガスを引き受ける。フローダクト５０は、その際、好ましくは、気化器取り付け位置（インテークマニホールド１５）に対して約９０°、クランクシャフトの回転方向へずらされている。混合ガスは、その際、好ましくは、クランクシャフト４８のボールベアリングを通って流れ、ボールベアリングを潤滑し冷却する。
【００３２】
それにより、後方ケーシングスペースはより良好に混合ガスで満たされ、エンジンのトルクと出力を高める。
【００３３】
全体として、本発明は次の特徴及び利点により傑出している。
本発明は、クランクシャフト及び／又はクランクシャフトケースのカバーを簡単に取り替えることによって、既存のエンジンに問題なく利用することができる。
混合気流の誘導を改良することによって、エンジンのより良い給気又は充填が達成され、その結果明らかに高い出力が得られる。
斜めのクランクシャフトダクト及び／又はクランクルームへの放射状の開口部の、遠心力に基づくポンプ効果及び／又は射出効果が、混合気を回転数に依存して加速し、ピストンの吸入効果を独自のポンプ効果により支援する。
クランクシャフトの内側に位置するベアリングとの付加的な放射状の連結部は、高回転数でのベアリングの混合気潤滑を確実にする。
射出効果且つポンプ効果は、混合気の混合を改善し、それにより、出力をより高め、排気ガスを減少させる。
本発明は、模型製作用のエンジンにおいて特に利点を有するが、他の使用も可能であり、特にスペースと重量に関して制限がある場合、例えばカート（Ｋａｒｔ）、エンジン付超軽量飛行機（ＵＬＭ）、マイクロエアービークル（ＭＡＶ）等において重要である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施に適した、公知の（単気筒）高出力２ストロークエンジンの本質的な部分の展開図である。
【図１ａ】図１の高出力２ストロークエンジンのシリンダとクランクシャフトをはめ込んだクランクケースの断面を上から見た図である。
【図２】図１のエンジンのクランクシャフトの側面図（図２ａ）と後ろから見た図（図２ｂ）である。
【図３】図２のクランクシャフトの一部を断面にして、図２と比較可能に示した図である。
【図４】インテークマニホールドへのクランクシャフトダクトの連結が遮断された回転位置での、クランクケース内での図３のクランクシャフトの取付け具合を簡略化した図である。
【図５】インテークマニホールドにクランクシャフトのダクトが連結されたクランクシャフト回転位置での、図４の構成図である。
【図６】本発明の一実施例による、混合気流の直接的なはね返りをカバー壁の円錐形方向転換部材によって阻止するクランクケースを、図４と比較可能に示した図である。
【図７】本発明の他の実施例による、斜めのクランクシャフトダクトを有するクランクシャフトを、図４と比較可能に示した図である。
【図８】クランクシャフトダクトの出口にスロットの形で放射状開口部を備えた本発明の別の実施例によるクランクシャフトを、一部断面にした側面図（図８ａ）と後ろからみた平面図である。
【図９】図７の斜めのクランクシャフトダクトと図８の付加的な放射状開口部を有するクランクシャフトを、図８と比較可能に示した図である。
【図１０】スロットの代わりにダクトを有する別の実施例によるクランクシャフトを、図８と比較可能に示した図である。
【図１１】遠心加速力の説明のため、クランクシャフトの一部分に、斜めのクランクシャフトダクトの概要を示した図である。
【図１２ａ】混合気輸送の改良のための、傾斜させたバランスウエイトと外周に配置されたチャンバを有するクランクシャフトの実施例の透視側面図である。
【図１２ｂ】混合気輸送の改良のための、傾斜させたバランスウエイトと外周に配置されたチャンバを有するクランクシャフトの実施例の他の透視側面図である。
【図１２ｃ】混合気輸送の改良のための、傾斜させたバランスウエイトと外周に配置されたチャンバを有するクランクシャフトの実施例の縦断面である。
【図１２ｄ】混合気輸送の改良のための、傾斜させたバランスウエイトと外周に配置されたチャンバを有するクランクシャフトの実施例の横断面である。
【図１３】ケース壁にはめ込まれた、クランクシャフトのチャンバと共に作用するフローダクトを有する付属のクランクケースの縦断面図である。
【図１４】図１３のケースのフローダクトを有する外観図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  高出力２サイクルエンジン（模型エンジン）
１１  クランクケース
１２  シリンダ
１３  キャッチ（円錐形の）
１４、１６  ボールベアリング
１５  インテークマニホールド
１７  排気ガス出口
１８、４８  クランクシャフト
１９  パッキング
２０  カバー（クランクケース）
２１、３１  ボルト
２２  コネクティングロッド
２３  ロックリング
２４  ピストン
２５  シリンダライナ
２６  ピストンピン
２７  調整プレート（環状の）
２８  ヘッドプレート
２９  冷却ヘッド
３０  グロープラグ
３２、３２ａ、ｂ、ｃ  オーバーフローポート
３３、・・・、３６  部分（クランクシャフト）
３７、３７´  クランクシャフトダクト／ガス混合ダクト
３８  インテークオープニング（クランクシャフトダクト）
３９  バランスウエイト
４０  クランクピン
４１  スクリュねじ山
４２  軸（クランクシャフト）
４３  方向転換テーパ
４４  クランクルーム
４５  スロット
４６  ダクト
４７  傾斜部
４９  チャンバ
５０  フローダクト
α  角度
【図１】
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【図１ａ】
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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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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2008509312.tif 000022
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