(57)【要約】【課題】異なる排気量のシリンダを組合わせて配置し、それらの作動するシリンダの組合わせにより多段階の排気量に調整して低燃費を実現する。【解決手段】内燃機関エンジンを排気量の異なるＡグループ：３１a、３１ｂとＢグループ３２a、３２bから構成し、エンジンの負荷状態に応じてそれぞれのグループ別、或いは両グループ同時にシリンダを作動させて、燃費効率を向上する。  これらのシリンダの組合わせは、シリンダ内径、ストロークなどの相違により、これらの多段階の動作をさせることが出来る。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダからなり、該シリンダは少なくとも二種類の異なる排気量のシリンダからなることを特徴とする多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項２】
該複数のシリンダは、それらの内径が少なくとも二種類以上に分けられることを特徴とする請求項１記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項３】
該複数のシリンダは、それらのストロークが少なくとも二種類以上に分けられることをことを特徴とする請求項１記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項４】
該複数のシリンダは、それらの内径およびストロークがそれぞれ少なくとも二種類以上に分けられることを特徴とする請求項１記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項５】
該複数のシリンダは少なくとも二組に分けられ、且つ各組のシリンダ総排気量が異なることを特徴とする請求項２，３或いは４記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項６】
該複数のシリンダは、着火順序が奇数のものと偶数のもので、二つの組に分けられることを特徴とする請求項５記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項７】
各組の具有するシリンダの数は異なることを特徴とする請求項５記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項８】
各組の具有するシリンダの内径は異なることを特徴とする請求項５記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項９】
各組の具有するシリンダのストロークは異なることを特徴とする請求項５記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【請求項１０】
該エンジンは直列多シリンダエンジン、V型或いは水平対向多シリンダエンジンであることを特徴とする請求項１記載の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造に係り、特に排気量の異なるシリンダを配置することにより、走行の状況に応じて選択できるよう多種類の排気量による運転モードを提供することでガソリンの消耗を低減させる構造を具有するエンジンのシリンダ配置構造に関わる。
【背景技術】
【０００２】
一般の自動車エンジンにおいて、ガソリンが効率よく使用されて最も燃費の良好な状態であるとき、エンジン回転数が2000〜3500RPMの高負荷域に分布していると言われ、また一般道路での運転の場合、これらから離れた負荷状態であることから、運転が省燃費モードであることは少ない。現在では省燃費のためバルブ構造を作動させる技術が用いられており、自動車の走行状況に合わせてエンジンの排気量を調節することができる、すなわちエンジンの負荷が低い状態にあるとき、働くシリンダの数量も少なくなることからポンピングロスを減少させると同時にエンジンが省燃費域で運転する比率を高め、自動車の燃費の改善が図られている。原理としては、バルブ構造の作動によりエンジンが特定の低負荷状態にある場合、一部の吸気口と排気口とを閉じ、省燃費モードに入る。高負荷の際にはエアバルブを全開にして排気量を上げて、エンジンのバランスを保つ。
現時点における一般の自動車の設計においては、軽負荷時には半分のシリンダのみを働かせるようになっているが、クライスラーやゼネラルモーター社の八シリンダエンジンでは八つのシリンダエンジン中四つのシリンダが対応し、またホンダ社では六シリンダエンジン中で三つのシリンダにこれらの構造を設けているのみである。
【特許文献１】特開平２−２０７１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし上述のような公知における技術において、それぞれのシリンダの排気量は等しいことから、エンジンが選択できるのは二段階（二種類）の排気量の運転モードのみであり、例えば図１に示すように複数のシリンダ１１a〜dの直列多シリンダエンジン１０では、シリンダ１１a〜d全てを作動させた状態にして排気量を最大にする、或いは二つのシリンダ１１a，１１bを閉鎖状態として残りの二つのシリンダ１１c，１１dのみによる小排気量での運転モードに切り替える、或いは図２に示すように複数のシリンダ２１a〜fを具有するV型或いは水平対向多シリンダエンジン２０において、全てのシリンダ２１a〜fを全開状態にして最大排気量で運転する、或いは三つのシリンダ２１a〜cを閉鎖状態にして残りの三つのシリンダ２１d〜fのみによる小排気量での運転モードに切り替えることができるようになってはいるものの、道路の状況やその他のコンディションに影響され、実際にはエンジン回転数は変化して定まらず、高低二つの負荷のみに分けられるわけではない。
そこでこれらの欠点に鑑み、異なる排気量のシリンダを配置し、排気量の多寡により運転モードを更に細かく段階分けし、走行状況等に応じて調整することで省燃費を実現するべく、本発明の多段式排気量調整型エンジンのシリンダ配置構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
複数のシリンダを設けるが、該複数のシリンダは排気量の違いにより少なくとも二組に分ける、或いは該複数のシリンダは内径の違いにより少なくとも二組に分けられる、或いは該複数のシリンダはストロークの違いにより少なくとも二組に分けられる、或いは該複数のシリンダは内径の違いにより少なくとも二組に分けられると同時にストロークの違いにより少なくとも二組に分けられる、或いは該複数のシリンダは各組の総排気量がそれぞれ異なるようにする、或いは該複数のシリンダは着火順序の奇数と偶数の別により二組に分けられる、或いはこれらのシリンダの組の具有するシリンダの数量を異なるものとする、或いは各組の具有するシリンダの内径をそれぞれ異なるものとする、或いは各組の具有するシリンダはストロークをそれぞれ異なるものとし、エンジンにおいては直列多シリンダエンジン、V型或いは水平対向多シリンダエンジンとする。
上述の各実施例では、異なる内径のシリンダを配置した際は各シリンダのストロークは等しいままで、各シリンダとシリンダヘッドとの接続面が平面を呈し、また各シリンダのストロークを異なるものとしたり、異なる内径や異なるストロークのシリンダを組み合わせる方法により、多段式排気量調節型エンジンの必要とする条件を満たすが、シリンダの内径やストロークが異なる、或いはシリンダを閉鎖することにより引き起こされるであろうエンジンバランスやノイズや振動等の問題は公知の技術により克服できる省燃費実現に影響はないため、ここでは敢えて記述しない。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、エンジン内に排気量別に二組以上のシリンダを設ける、もしくはシリンダの内径別、ストローク別等で二組以上に分けることにより、道の状況等に応じ、エンジンが多段階で排気量別の運転モードに切り替えられるようになり、省燃費の目的を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図３に示すように、本発明の多段式排気量調節型エンジンのシリンダ配置構造において、直列多シリンダエンジン３０の実施例では、該直列多シリンダエンジン３０には四つのシリンダ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂを具有し、着火順序が奇数のシリンダ３１ａ,３１ｂをＡ組、また着火順序が偶数のシリンダ３２ａ，３２ｂをＢ組とし、該Ａ組のシリンダ３１ａ，３１ｂの内径は等しく、該Ｂ組のシリンダ３２ａ，３２ｂの内径が等しいものとする。また該Ｂ組のシリンダ３２ａ，３２ｂの内径は該Ａ組のシリンダ３１ａ，３１ｂよりも小さいものとし、すなわち該Ｂ組のシリンダ３２ａ，３２ｂのいずれか一方のシリンダによる排気量は該Ａ組のシリンダ３１ａ，３１ｂのいずれか一方のシリンダによる排気量より少ない。バルブ構造（図中なし）により、該直列多シリンダエンジン３０は 該Ａ組のシリンダ３１ａ，３１ｂのみを働かせる、或いは該Ｂ組のシリンダ３２ａ，３２ｂのみを働かせる、或いは該Ａ組および該Ｂ組のシリンダ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂと同時に働かせ、これにより該直列多シリンダエンジン３０には三つの種類の異なる排気量による運転モードが提供され、該Ｂ組のシリンダ３２ａ，３２ｂのみが働くモードでの排気量が最も少なく、次いで該Ａ組のシリンダ３１ａ，３１ｂのみが働くモードであり、すなわち該Ａ組と該Ｂ組のシリンダ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ全てが同時に働く際に排気量が最多となる。
【０００７】
図４に示すように、本発明をＶ型或いは水平対向多シリンダエンジン４０に応用した際において、該Ｖ型或いは水平対向多シリンダエンジン４０には六つのシリンダ４１ａ〜ｃ，４２ａ〜ｃが含まれ、着火順序が奇数のシリンダ４１ａ〜ｃをＡ組、着火順序が偶数のシリンダ４２ａ〜ｃをＢ組とする。該Ａ組のシリンダ４１ａ〜ｃの内径は等しく、また該Ｂ組のシリンダ４２ａ〜ｃの内径は等しいものとする。該Ｂ組のシリンダ４２ａ〜ｃの内径は該Ａ組のシリンダ４１ａ〜ｃの内径より小さい、すなわち該Ｂ組のシリンダ４２ａ〜ｃのいずれか一つのシリンダによる排気量は該Ａ組のシリンダ４１ａ〜ｃのいずれか一つのシリンダによる排気量よりも少ない。バルブ構造（図中なし）により、該Ｖ型或いは水平対向多シリンダエンジン４０は該Ａ組のシリンダ４１ａ〜ｃのみを働かせる、或いはＢ組のシリンダ４２ａ〜ｃのみを働かせる、もしくはＡ組とＢ組のシリンダ４１ａ〜ｃ，４２ａ〜ｃ全てを同時に働かせる。これにより該Ｖ型或いは水平対向多シリンダエンジン４０には三つの種類の異なる排気量による運転モードが提供され、該Ｂ組のシリンダ４２ａ〜ｃのみが働くモードでは排気量が最も少なく、次いで該Ａ組のシリンダ４１ａ〜ｃのみが働くモードであり、すなわち該Ａ組と該Ｂ組のシリンダ４１ａ〜ｃ、４２ａ〜ｃ全てが同時に働く際に排気量が最多となる。
【０００８】
図３，４に示すように、本発明における実施例の特徴として、シリンダを内径の別により二組に分け、こうして三種類の異なる排気量によるモードを提供するが、つまりは設置されるシリンダの内径を異なるものにすることでさらに多種類の排気量モードを提供することも可能であり、図５に示すように直列多シリンダエンジン５０には内径がそれぞれ異なる四つのシリンダ５１，５２，５３，５４を設ける。通常では該四つのシリンダ５１，５２，５３，５４は単独で働くものとするが、二組或いは三組のシリンダが働く（シリンダ５１とシリンダ５２、或いはシリンダ５２とシリンダ５３、或いはシリンダ５１，５２，５３の組み合わせ）、もしくは四つのシリンダ５１，５２，５３，５４全てが働くものとし、こうすることで該直列多シリンダエンジン５０に十四種類の異なる排気量による運転モードが提供される。同様にして図６に示すように、V型或いは水平対向多シリンダエンジン６０に応用した場合、内径が全て異なる六つのシリンダ６１〜６６を設け、各シリンダの組み合わせにより、該V型或いは水平対向多シリンダエンジン６０にさらに多くの異なる排気量の種類を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】公知における直列多シリンダエンジンのシリンダ配置説明図である。
【図２】公知におけるＶ型或いは水平対向多シリンダエンジンのシリンダ配置説明図である。
【図３】本発明を直列多シリンダエンジンのシリンダ配置に応用した実施例における説明図である。
【図４】本発明をＶ型或いは水平対向多シリンダエンジンのシリンダ配置に応用した実施例における説明図である。
【図５】本発明を直列多シリンダエンジンのシリンダ配置に応用したもう一つの実施例における説明図である。
【図６】本発明をＶ型或いは水平対向エンジンのシリンダ配置に応用した実施例における説明図である。
【符号の説明】
【００１０】
１０  直列多シリンダエンジン
１１a〜d  シリンダ
２０  V型或いは水平対向多シリンダエンジン
２１a〜f  シリンダ
３０，５０  直列多シリンダエンジン
３１a，３１b，３２a，３２b，５１〜５４  シリンダ
４０，６０  V型或いは水平対向多シリンダエンジン
４１a〜c，４２a〜c，６１〜６６  シリンダ
Ａ，Ｂ  組
【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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【図６】
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