JP2972940B2

JP2972940B2 - 内燃機関

Info

Publication number: JP2972940B2
Application number: JP3512230A
Authority: JP
Inventors: メリット，ダン
Original assignee: KOBENTORII HORITEKUNITSUKU HAIAA EDEYUKEISHON CORP
Current assignee: KOBENTORII HORITEKUNITSUKU HAIAA EDEYUKEISHON CORP
Priority date: 1990-07-23
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1999-11-08
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: AU647501B2; CA2047516A1; GB2246394B; DK0468674T3; LV10523B; ATE112815T1; DE69104570D1; GB2246394A; JPH06506997A; EP0468674A1; BR9106675A; CS224991A3; AU8123591A; CN1044144C; MD1211B2; CA2047516C; RU2087731C1; DE69104570T2; WO1992001860A1; MD950108A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、内燃機関に関するものである。

内燃機関は、分離機関または非分離機関に分類するこ
とができる。すべてのそのような機関は、空気と混合さ
れている燃料の点火及び燃焼に先立つ圧縮行程を用いて
いる。

非分離機関においては、燃料は、通常SIGE機関と呼ば
れる火花点火ガソリン機関の場合のように、圧縮行程の
開始前に空気と混合される。成層燃焼機関（stratified
charge engine）として知られる現在は一般的でない
或るSIGE機関では、燃料は、圧縮行程の間に但し火花で
開始される点火のかなり前に空気に導入される。すべて
の非分離機関では、予め混合された空気−燃料ガス混合
物が火花が生じる前に圧縮プロセスで発生する高い温度
によって点火されることがあるから、最大圧縮圧力は限
られている。

SIGE機関は、空気燃料混合物が概ね化学的に正しいこ
とを要求する。この限定ならびに低い圧縮比、及び、空
気投入を部分負荷に絞る必要性−すべてこの燃焼装置に
関連しているものである−は、SIGE機関に対して比較的
悪い熱効率をもたらすものである。その主たる利点は、
敏速な燃焼プロセス、かくして、予め混合された燃料及
び空気のガス状混合物の敏速な燃焼によってもたらされ
る高い機関速度及び出力である。

分離機関は、燃料の入っていない全部または大部分の
空気を圧縮し、そして、圧縮行程の終わりに近く点火が
開始されるべき時点でその空気へ燃料を導入する。よく
知られている分離機関は、液体燃料を非常に高い圧力下
に圧縮行程の終わり近くに燃焼室へ噴射するディーゼル
機関である。

分離機関は、部分負荷においてSIGE機関に較べて遙に
高い熱効率の能力を有する。効率を高めるその圧縮圧力
は、早点火の危険性によって制限されない。如何なる絞
りも部分負荷において要求されず、従ってポンプ損失を
避ける。同じく熱効率を改善する部分負荷での希薄燃焼
が可能である。

ディーゼル分離法の不利点は、それが液体燃料を噴射
して蒸発させ、燃料が点火して敏速に燃焼する前に比較
的長い時間がかかるということである。ディーゼル機関
は、従って、SIGE機関よりも熱的により効率的である
が、SIGE機関と同じな高い回転数で動くことはできず、
そして、一定の大きさ及び重量から少ない出力を生じ
る。

出願人によって発明された種々の形式の分離機関が、
例えばGB−Ａ−2155546,GB−Ａ−2186913,GB−Ａ−2218
153及びGB−Ａ−2238830から知られている。これらの機
関は、文献においてメリット機関（Merritt engine）
として知られている。

メリット機関は、少なくとも１組の第１及び第２のシ
リンダと該シリンダの中を動くことのできるそれぞれの
第１及び第２のピストンとを有しており、各組におい
て、第１のシリンダは、第２のシリンダよりも大きな掃
気容積を有し、そして、そこには、吸気弁及び／または
第１のシリンダと連通する口、排気弁及び／または第１
のシリンダと連通する口、燃料を第２のシリンダへ供給
するための燃料供給源、ピストンが実質的に内死点位置
にあるときに燃焼空間を形成する手段（燃焼空間は、膨
張行程の少なくとも初期の部分の間両シリンダと連通す
る。）及び進入即ち燃料／空気混合物の第２のシリンダ
から燃焼空間への移動を制止するための制止手段が設け
られている。

従って、メリット機関は、若干の少量の空気が全部の
燃料と共に小さい方の第２のシリンダ内で圧縮され、一
方、大部分の空気は独立に大きい方の第１のシリンダで
圧縮されるという差異を有する、ディーゼル機関に似た
分離機関である。第２のシリンダ内の非常に濃い燃料／
空気混合物は、それが濃過ぎるので、圧縮行程の間には
爆発しないであろう。

既知のメリット機関の一例が添付図面の図１に図示さ
れている。図１は、内燃機関の一部の概略断面図であ
る。該機関は、以下に簡単に説明されているが、より詳
細な説明については、読者は、GB−Ａ−2218153を参照
されたい。

機関10は、第１のシリンダ12と小さい方の第２のシリ
ンダ14とを有している。第１のピストン16は、第１のシ
リンダ12の中で動くことができ、そして、ピストンリン
グ16aによって該シリンダへ密封されている。小さい方
の第２のピストン18は、ピストン16の頂部から突き出し
ており、そして、シリンダ14の中で動くことができる。
理解されるであろうように、大きい方のシリンダ16は、
小さい方のシリンダ14よりも大きな掃気容積を有してい
る。２つのシリンダの軸線は平行であり、そして、シリ
ンダ14は、大きい方のシリンダ12に対して同心状の位置
で図示されているが、それは、何れかの適当な位置即ち
シリンダ12に対して偏心状に配置することができる。第
１のピストン16の行程は、好適には、第２のピストン18
が外死点位置でもシリンダ14の中へ突き出るように構成
されている。ピストン16の頂部の外死点位置は、図１に
おいて破線で図示されている。GB−Ａ−2218153では、
２つの別々のピストン及び２つの別々のクランクシャフ
トも示されているが、ピストン16,18は、共通のクラン
クシャフトＣ及びコンロッド機構を有している。燃焼室
20の形の燃焼空間が、第２のピストンの中に形成されて
おり、そして、第１のシリンダ14及び第２のシリンダ12
の双方に２つの口28及び29を経て連通されている。口28
は、前述した制止手段を有している。

燃焼室20を第２のシリンダ14（後述するように燃料口
28は、メリット機関で“進入”として知られるものに影
響を及ぼし、そして進入は、点火のタイミングに影響を
及ぼす。メリット機関において、“進入”なる用語は、
燃料／空気混合物の第２のシリンダから燃焼空間への移
動をいう。

図１に示された機関は、メリット機関の４行程形式の
ものである。操作においては、実質的に空気から成る充
填物が吸気管25から吸気弁24を経てメーンシリンダへ入
れられる。この空気の一部は、吸入行程の間に口28及び
29を通り第２のシリンダ14へ入る。液体燃料が噴射器21
により第２のシリンダ14へ射出され、そして、燃料の射
出は、吸入行程の間及び必要ならば圧縮行程の初期の分
の間行われることができる。

圧縮行程の終わりに燃料が機関へ噴射される分離ディ
ーゼル機関に較べて、メリット機関は、機関の周期で実
質的により長い部分の間に機関へ燃料が射出されること
を可能にする。そのようにして、燃料は、より長くかっ
て、液体からガスへ蒸発するが、燃焼室20で燃焼が進行
するまで最初に第１のシリンダ12で圧縮された空気の大
部分と十分には混合しない。出願人の前の特許出願にお
いて、共通の燃焼室と連通する掃気容積の等しくないシ
リンダのそのような構成であって燃料が小さい方のシリ
ンダに入る場合には、本明細書中で“気体力学”（gas
dynamics）分離と呼ばれるプロセスが生じるというこ
とが確立されそして知られている。

気体力学分離は機械的な弁装置（代表的には燃料噴射
器の針弁。）が、燃料噴出の瞬間まで機関への燃料供給
を遮断するディーゼル機関の機械的形式の分離には区別
される。メリット機関で生じる気体力学分離プロセスに
おいては、大きい方の第１のシリンダ及び燃焼室内の空
気は、圧縮行程の大部分の間に小さい方の第２のシリン
ダへ動くことが知られている。図１において、これは、
燃焼室20と燃料の全部または大部分が入る第２のシリン
ダ18とを連通する口28を通る空気の流れをつくり、かく
して、燃料の燃焼室への動きを止める。圧縮行程の終わ
り近くに、第２のシリンダ14内の圧力が燃焼室29内の圧
力よりも大になるにつれて、気体の流れは反転し、そし
て、噴射器21から射出されて小さい方のシリンダ14内で
小さな割合の空気と共に蒸発した燃料は、燃焼室へ入ら
なければならない。

本発明は、改良された内燃機関を提供しようとするも
のである。

従って、本発明は、第１のシリンダが第２のシリンダ
よりも大きな掃気容積を有する、少なくとも１組の第１
及び第２のシリンダと；該シリンダの中で動くことのできるそれぞれ第１及び
第２のピストンと；第１のシリンダと連通する吸気手段と；第１のシリンダと連通する排気手段と；燃料を第２のシリンダへ供給するための第１の燃料供
給源と；ピストンが実質的に内死点位置にあるときに、膨張行
程の間両方のシリンダと連通する燃焼空間を形成する手
段と；第２のピストンが内死点位置またはその近くに達する
前に進入を制止するための制止手段とを有し；且つ、第１の燃料供給源が、第２のピストンの頂部の上方の
第２のシリンダへ燃料を供給するように構成されている
内燃機関において、第２のピストンが、第１のピストンの頂部から隔たっ
てそれに連結されており、且つ前記の頂部の周囲の少な
くとも或る部分に亘って延び、第１のピストン頂部と第
２のピストンとの間の軸方向の距離に較べて軸方向にお
いて小である縁部を有する頂部を有し、それによって、
該両ピストン頂部と第２のシリンダの壁との間に燃焼空
間を形成すること、第２のピストンの頂部の縁部が、第２シリンダの隣接
する壁から径方向に隔たっていてそれらの間に制止手段
を構成する間隙を形成すること、及び、前記の隔たりは、圧縮行程の終り近くまでガスが第２
のシリンダから燃焼空間へ通過するのを実質的に防止す
る大きさであることを特徴とする内燃機関を提供する。

本発明の好適な形は、圧縮行程の初期部分の間第２の
シリンダ内の圧力を第１のシリンダ内の圧力より低い値
に制御し、それによって第２のピストンが内死点位置ま
たはその近くに達する前に進入を制止するため、第２の
シリンダと連係したアクセス手段を有している。圧縮行
程の終わりにおける第２のシリンダ内の圧力が進入のタ
イミングに影響を及ぼすことを心に留めて、進入のタイ
ミングは、最適の点火タイミングを提供するように制御
されることができる。進入は、圧縮行程の終わり近く
に、例えば、内死点前25゜以内に起きるように調整され
るべきである。

アクセス手段は、好適には、第２のシリンダへ開口し
ている第１の口手段と、第１の口手段を制御するための
第１の弁手段とを有している。第１の口手段は、好適に
は、吸入行程の開始のときに開くことができ、そして、
圧縮行程の初期部分の間閉じることができる。閉じ時間
は、進入のタイミングに直接の影響力を有している。好
都合には、弁手段は、機械的または電気的に動作可能な
きのこ弁からなることができる。きのこ弁の使用は、容
易に入手可能な形式の弁を利用することを可能にし、そ
して、電気的に動作可能な弁が用いられる場合には、混
合物の吸入を制御するように弁開口時間及び閉じ時間の
特に微細な制御が可能である。

アクセス手段は、第１の可変流れ面積弁手段例えば、
該第１の弁手段の上流に好適に配置された蝶弁または絞
り弁を更に含むことができる。そのような可変流れ面積
弁を使用することによって、弁手段を通る空気の流れが
正確に制御されることができ、進入の時間に互って制御
を高める。

液体燃料噴射器を有することができる燃料供給源は、
好適には、第１の弁手段の上流に配置される。燃料供給
源からの吸入及び燃料噴射時間のタイミングのための適
当な手段が、弁手段の開いているか閉じている時間内に
燃料が導入されるように設けられることができる。アク
セス手段は、機関管理装置（engine management syst
em）のような制御手段によって制御されることができ
る。

図１に示す機関において、燃焼室20は、第２のピスト
ン18の中に形成され、そして、そのような構成は多くの
点で容認できるが、そのような燃焼室は、或る製作上の
困難性を提供する可能性がある。そのような困難性は、
燃焼室が第２のピストン18の中に部分的にだけ形成され
ている構成を提供することによって克服することができ
る。そのような構成においては、第２のピストンは、第
１のピストンの頂部から隔たって連結されており、且つ
第１のピストンの頂部と第２のピストンの頂部との間隔
に較べて相対的に薄い軸方向の縁部を有する頂部を有す
ることができ、そして、該第２のピストンの頂部は、軸
方向において、好適には常に第２のシリンダの中に残っ
ている。そのようにして、２つのピストンの頂部の間に
小さい方のピストン自体の中に完全に納められた燃焼空
間を設ける必要性を避ける燃焼空間を形成することが可
能である。

第２のシリンダは、急激なまたは漸進的な進入特性を
示すように形成されることができる。例えば、第２のシ
リンダは、第２のピストンが内死点位置またはその近く
に実質的に位置するときに第２のピストンの頂部の縁部
のまわりに迂回路を形成するための手段を第１のシリン
ダから遠い方の端部に有して形成することができる。そ
のようにして、第２のピストンの頂部の周縁は、ピスト
ンの行程の大部分の間、第２のシリンダの壁の近くに位
置することができる。然しながら、第２のピストンの頂
部が迂回路の近くに位置すると、第２のピストンの頂部
の周縁と第２のピストンの壁との間の間隙が効果的に増
大して迂回路を通る急激な進入を可能にする。迂回路
は、好適には、第２のピストンの頂部の縁部の厚みより
も大である軸方向の長さを有する。好都合には、迂回路
は、第２のシリンダの円周の全部または一部に亘って延
びることのできる第２のシリンダの壁に形成された溝の
形をとることができる。

溝を設けることは、それが、第２のシリンダ内で蒸発
した燃料及び空気のための、進入を遅らせる隙間容積を
提供すること、及び、進入後に炎が燃焼空間から第１の
ピストンの頂部の上に残っている燃料に達するための通
路をも提供することにおいて、最も有益である。また、
溝を設けることは、第２のピストンの頂部上に残ってい
る排気ガスが排気行程の終わりに洩出することを手助け
することもできる。

迂回路は、急激なまたは漸進的な進入が要求されるか
否かに依存して、第２のシリンダの内腔の急激なまたは
漸進的な拡大によって形成されることができる。

第２のピストンの使用と縁部のついた頂部及び進入を
引き起こす迂回路との組み合わせは、該ピストンの縁部
と第２のシリンダの側壁との間の非常に縮小した間隙が
用いられることを可能にする。非常に小さな間隙が用い
られることができる。そのような構成においては、空気
を第２のシリンダへ供給するためのアクセス手段の使用
が必要であり、そして、アクセス手段は、排気ガスを第
２のシリンダから取り除くために用いられることもでき
る。

第２のピストンの頂部に小さな縁部を設けることによ
り、進入の開始は、小さなピストンの頂部の薄い縁部と
相互作用して、第２のピストンの頂部の上方の第２のシ
リンダ内のガスのための、ピストンの縁部を通る第２の
ピストンが内死点位置に達するときに迂回通路の存在を
許す迂回手段によって、誘発されることができる。

第２のピストンの頂部の縁部と第２のシリンダの壁と
の間の適当に設計された間隙については、第２のピスト
ンの頂部の上方の第２のシリンダ内のガスの圧力が、進
入の瞬間まで、第２のピストンの頂部の他の側の燃焼空
間内の空気の圧力寄り低い状態にあるように制御する構
成がとられなければならない。そのような制御は、前述
したアクセス手段によって遂行されることができる。第
２のピストンの縁部のまわりに制止手段を形成すること
は特に容易であり、そして、その構成はその点で、特に
有利である。

１つの実施例においては、間隙は、第２のピストンの
頂部の縁部と第２のシリンダと隣合った壁との間の連続
した環状の隙間である。他の実施例では、間隙は、第２
のピストンの頂部上の２以上の径方向の突起によって遮
断されている。１以上の突起は、第２のピストンのため
の面−面支持（side−to−side support）を提供する
ように第２のシリンダの隣合った壁上でを好都合に滑り
自在であることができる。或いは、間隙はピストンの頂
部の動きの間はそのための滑る支持（sliding suppor
t）を提供するように第２のシリンダの壁上を軸方向に
延びる２以上の径方向の突起によって遮断されることが
できる。

ピストンの構造は、種々の形をとることができる。

例えば、第２のピストンの頂部は、少なくとも１つの
柱例えば単一の中央の柱によって、第１のピストンの頂
部から隔たっていることができる。

柱は、燃焼空間の湾曲した壁を提供するように成形さ
れることができる。湾曲した壁は、燃焼室へ進入すると
きに、圧縮行程の間入る空気の渦巻きを増大してそのよ
うな空気と気化した燃料／空気混合物との混合を助ける
ように成形されることができ、そして、それは特に有利
であり得る。

所望により、第２のピストンは、或いは、その頂部と
第１のピストンの頂部との間を延びる円筒形のすそ部を
有することができ、該すそ部には、比較的薄い縁部を有
する複数の第２のピストンの頂部部分を残す実質的な大
きさの窓が設けられている。

膨張行程の間、燃焼空間が完全に第１のシリンダと連
通する前に、燃料／空気混合物が燃焼空間内でできるだ
け完全に燃焼されることが最も望ましい。それを達成す
ることを助けるために、第１のピストンの頂部には、ピ
ストンが内死点に達するかまたは実質的に達するときに
燃焼空間を第１のシリンダから概ねさえぎるように第２
のシリンダ中へ動作用の隙間とをもって嵌まる***部分
またはプラグがついていることができる。第２のシリン
ダは、その中のピストンリングと密封状に嵌まり合う必
要はないから、第２のシリンダは、円筒状である必要は
ない。従って、基部は、選ばれた第２のシリンダの断面
に適切な形であることができる。

そのような***部分が設けられるときには、ピストン
が進入を助けるため内死点位置の近くにあるときに第１
のシリンダから第２のシリンダへの空気の移動を可能に
するため、第２のピストンの頂部上の空間を第１のシリ
ンダと相互連結する通路手段が設けられることができ
る。

好都合には、進入に次いで、燃料は、燃焼空間内の熱
い圧縮された空気との接触によって点火されることがで
きる。しかしながら、所望により、燃料の点火は、燃焼
空間と連通するか連係している点火プラグ、触媒または
他の点火手段によって手助けされることができる。触媒
点火手段が設けられる場合には、それは、燃焼空間内に
例えば第２のピストンの頂部の下側但し第２のシリンダ
の壁上でなしに位置決めされる。

第２のシリンダには、第１のシリンダに最も近い端部
に第２の迂回路手段、例えば、第１の迂回路手段につい
て前述したのと類似した溝がついていることができる。
第２の迂回手段は、ガスが外死点位置で第２のピストン
の頂部を迂回することを可能にし、そして、これは、吹
き出し段階として知られている段階の間排気過程の始め
に第２のピストンの頂部のまわりの圧力を等しくするた
めに有利である。

第２のピストンの頂部が、第１のピストンの頂部と第
２のピストンの頂部の下側との間に形成された燃焼空間
を有する薄い円縁を有するピストンをもつことの１つの
利点は、機関が、ガス分離原理と普通のディーゼル機関
及びSIGE機関の燃焼装置との組み合わせを可能にするこ
とができ、従って、本発明によってつくられたメリット
機関との混成として動作するときにこれらの普通の機関
の装置の双方に利益を与えることができるということで
ある。

そのようなディーゼル混成装置は、燃料の一部が気化
され、メリット機関原理によって分離され、そして次い
で点火されて、ディーゼル機関形式で噴射される残って
いる燃料の気化及び燃焼を助けるように炎を生じさせる
ことを可能にする。

絞り手段が、機関の部分負荷状態の間第１のシリンダ
への空気の供給の制限を可能にするために、第１のシリ
ンダと連通する該吸気手段の上流に配置されることがで
きる。

或るSIGE混成装置においては、第２のピストンの頂部
が内死点位置またはその近くにあるときに、点火プラグ
が、第２のピストンの後の燃焼空間内の燃料／空気混合
物の点火を助けることができるように、点火プラグが第
２のシリンダの壁に配置されることができる。

第１の動作形式において、該吸気弁は、火花点火可能
な絞り弁で制御された燃料及び空気の混合物を第１のシ
リンダへ入れるように、該吸気弁が配置されることがで
き、それによって、該燃料供給源及び第２のシリンダへ
の空気供給手段が働いて、吸気弁は、ピストンが内死点
位置の近くにあるときに該点火プラグにより点火される
ように該空気／燃料混合物を第１のシリンダへ入れ、そ
して、第２の動作形式では、吸気弁は、実質的に空気だ
けを第１のシリンダへ入れ、そして、燃料供給源及び空
気供給手段はメリット機関形式で動作するように燃料及
び空気を第２のシリンダへ送り出すために働いている。

第１の燃料供給源からの燃料が、第２のシリンダと連
係している前記アクセス手段によって入れられる場合に
は、機関は、二行程周期で動作することができる。その
ような構成の１つの例では、大気圧よりも高い圧力で実
質的に空気だけを第１のシリンダへ入れるために、該吸
気手段が設けられており、該排気手段は、第１のシリン
ダのために設けられており、第２のピストンは、第１の
ピストンに取り付けられており、そして、空気は矢張り
大気圧よりも高い圧力で該アクセス手段を通って、該第
１の燃料供給源からの燃料と共に、第２のシリンダへ供
給される。所望により、空気は、同じ供給源例えば機関
のクランクケースから両方のシリンダへ供給されること
ができる。

二行程周期は、メリット機関分離原理と共に用いるよ
うに特に適しており、そして、四行程周期で分離を制御
する特徴事項例えば、第１及び第２の迂回溝、第２のピ
ストンの薄い縁部のある頂部、内死点位置で燃焼空間を
閉じるための***部分、及び、追加の絞り弁のついたま
たはついていない弁を含む第２のシリンダのために設け
られたアクセス手段のいずれかを組み入れることができ
る。そのような機関においては、（ａ）第２のピストンは、第１のピストンの上方に弁の
ための空間をつくる必要はないので、第１のピストンと
同心状に容易に位置決めされることができる、（ｂ）第２のピストンの頂部の下からの排気ガスの除去
は、燃焼空間の開放性のために、二行程掃気期間の間容
易に達成される。

（ｃ）第２のシリンダへ入る燃料は、膨張行程の終わり
のガスの交換の間容易に排気口へ逃げ込むことができな
い。

本発明に係わる内燃機関を以下残りの添付図面を参照
して説明する。添付図面中、図２は、本発明の係わる内燃機関の一部の概略断面図
であり、そこでは、第１及び第２のピストンの頂部は第
２のピストンの中央の柱によって相互連結されている。

図３は、ガスの動きを示す図２の一部の拡大図であ
る。

図４は、図２に示すものと類似した実際の形の機関の
断面図である。

図５は、図４と類似した断面図であるが、機関の始動
及びアイドリングのための点火プラグの取り付けを示し
ている。

図６は、図４と類似の断面図であるが、本発明の第１
のディーゼル混成機関を示している。

図７は、本発明に係わる別のディーゼル混成機関を示
す他の断面図である。

図８は、図４と類似の断面図であるが、本発明に係わ
る混成火花点火機関を示している。

図8Aは、図８の機関を示す概略断面図である。

図９は、本発明に係わる第１のピストン上の***部分
及び第２のピストンを通る通路を示す概略断面図であ
る。

図9Aは、図９のピストンの別の形を示す概略断面図で
ある。

図10は、シリンダ中における変形された小さい方のピ
ストンの一部の立面図である。

図10Aは、図10の構成に代わるものを提供するために
変形された第２のシリンダの横断面図である。

図11は、図10の矢印XI方向でみた図10のピストンの平
面図である。

図12は、別の形の第２のピストンを示す。

図13は、図12のXIII−XIII線での図12に示すピストン
の断面図である。

図14は、更に他の形の第２のピストンの構造を示す。

図15は、二行程原理で動作する本発明に係わる機関の
概略断面図である。

図15Aは、図15に示す機関の一部の拡大図である。

図16は、図15に示すものと類似の機関の一部の実際の
形である。

図17は、本発明に係わる内燃機関の別の形式の一部の
概略断面図である。

図１について上述したように小さい方のピストン18内
の燃焼室20は、或る製作上の困難性を示すことがあり、
そこで、燃焼空間がより容易に製作されることを可能に
し、そしてまた多くの他の重要な利点を与える別の形式
のピストンを有する、本発明に係わる１つの機関を示す
図２が参照される。図２において、図２に示されている
部分に対応する部分は、同じ参照数字を有している。

図２において、小さい方のピストン18は、大きい方の
ピストン16と同心になっている（ピストン18はピストン
16に偏心的に配置されてもよいから、同心性は必須なも
のではない）。ピストン18は、柱234と、ピストン18の
頂部35がピストン16へ連結しまたは一体をなすための隆
起部分または基部84とを含んでいる。連結は非剛性即ち
可撓性または弾性、例えば玉回り継ぎ手であってもよ
い。頂部35及び36は平坦に示されているが、一方または
両方が湾曲例えばドーム状または調和するシリンダヘッ
ド面を有する切頭円錐形であり得る。図２から判るよう
に、柱234は、輪郭が湾曲しており、大きい方のシリン
ダ12から燃焼空間20へ入る空気の渦巻及び燃焼室20への
進入口続く燃料／空気混合物の渦巻を助長する。燃焼空
間20は、柱234と小さい方のシリンダ14の概括的に14aで
示される壁との間に形成される。柱の形状及び大きさ
は、適当な大きさ及び形状の相応した燃焼容積を生じる
ように選択される。

ピストン18の頂部35が、ピストン18の頂部35とピスト
ン16の頂部36との間の軸方向の距離よりも実質的に小で
ある軸方向の厚さ“t"を有する縁部を有することが判る
であろう。頂部35は、円筒状またはその他の形状の周縁
37を有し、それは、第２のシリンダの壁14aから僅かに
隔たっており、図１の制止口28と均等な作用を遂行し及
び制止手段の全部または一部を構成する環状間隙128の
形の制止手段を形成する。図面でみられる小さい方のシ
リンダ14の上端には、周溝39が設けられており、これが
存在するときには、後述するように進入を促進する迂回
路を提供する。小さい方のシリンダ14の上端には、第２
の吸気弁31と絞り弁32とを有する概括的に30で示される
アクセス手段が設けられている。弁31は、液体燃料噴射
器34がついている吸気管33から空気を入れるように配置
されている。絞り弁32は、吸気管33を通って流れる空気
の量を制御し、そして、燃料噴射器34によって送り出さ
れる燃料の量とは実質的に独立に制御する。

機関の吸入行程の間、空気は吸気管25を通って大きい
方のシリンダ12へ入る。空気はまた、開いている弁31を
通って、噴射器34からの燃料と共に小さい方のシリンダ
14へ入る。噴射器34からの燃料は、第２の吸気弁31が開
けられまたはそれが閉じられるときの期間の間または両
期間の間吸気管33へ供給される。絞り弁32は、小さい方
のシリンダ14へ入る気団を制御し、そして、機関の吸入
行程の間、吸気弁31を通って小さい方のシリンダ14へ入
る空気／燃料混合物が、大きい方のシリンダ12内の圧力
より通常低いことを確実にすることができる。圧縮行程
の初期の間（前半の一部または全部の間）吸気弁24の閉
止後の弁31の閉止のタイミングにより、同様に、第２の
シリンダ14内の圧力が弁31の閉止時の第１のシリンダ12
内の圧力より低いことを確実にすることができる。吸気
弁24が閉止後に予め決められたピストン位置での弁31の
閉止を制御するために、機関管理装置Ｍを用いることが
できる。、圧縮行程の間、ピストン18の頂部35に亘って
の圧力差は、圧縮行程の終わりのピストン18の内死点位
置近くで、小さい方のシリンダ14の中身の燃焼空間20へ
の進入のタイミングに或る効果を有する。これは、次い
で、シリンダ14内の燃料／空気混合物が圧縮行程の間大
きい方のピストン16によって燃焼空間20へ送り出される
比較的熱い空気と遭遇するときに例えば圧縮点火による
気化した燃料の点火のタイミングを制御する。

噴射器34を弁31の上流に配置することにより、該燃料
噴射器を燃焼圧力及び温度から保護することができ、こ
れは有利である。

機関管理装置Ｍにより遂行される絞り弁32の位置の調
節及び／または弁31の閉止は、全範囲の機関速度及び燃
料の量に亘る機関の点火のタイミングを制御するのに用
いられることができる。燃料の量は、通常オペレータに
よって要求される出力で決定され、従って、通常の火花
点火機関の場合のように絞り弁32の位置によって直接制
御される必要はない。圧縮行程の間、大きい方のシリン
ダ12からの空気は圧縮され、そして、その空気の一部は
圧力差のために燃焼室20の中へ移動する。機関の吸入及
び圧縮行程の間、第２の吸気弁31を経て第２のシリンダ
へ入る燃料は、該小さい方のシリンダ14内で気化する。
第２の吸入弁31を通って入ってくる燃料／空気の割合
は、燃焼限界範囲の外側にあり、従って、ピストン18の
上方の小さい方のシリンダ14内で圧縮温度のみによって
は瞬間的に点火しない。圧縮行程の終わりの内死点位置
近くで、頂部35の周縁37は、制止手段の大きさを効果的
に増大させる迂回路39に隣接した破線で示される位置に
達し、そして、蒸気の形の空気／燃料混合物が、迂回路
39を通って周縁37のまわりに、そして燃焼空間20へ突進
する。圧縮行程の終わり近くにも、任意の基部84は、第
２のシリンダ14へ入り、燃焼空間20を第１のシリンダ12
から部分的に分離させる。燃焼空間内の空気は圧縮さ
れ、従って、燃焼空間に入る燃料／空気混合物の瞬間点
火を生じさせるのに十分な高い温度になっており、そし
て、燃焼空気内のガスの膨張が次いで膨張行程を開始す
るようにピストン16,18を押し下げる。進入過程は、小
さい方のピストン18がその内死点位置に達する瞬間まで
に実質的に完了している。従って、燃焼の開始は内死点
位置の前に生じることができ、そして早期点火及び大き
い方のピストン12の頂部36上での望ましくない圧力上昇
を結果することがある。基部84を用いることによって、
内死点位置を通過した後まで大きい方のピストンの頂部
36上での圧力上昇を遅らせるのに役立つことができる。
基部84の更に詳細な事項については後述する。図３に示
すように、溝39の軸方向の長さは、燃料／空気混合物Ｎ
が迂回溝39を通って頂部のまわりに進入するための拡大
された間隙を設けるように、第２のピストンの頂部35の
厚さｔよりも大である。

溝39の断面形状は、例えば図３に示すように、図２及
び図３に示すものと違ってもよく、該溝は、ピストン18
がその内死点位置に近づくにつれて急激ではなしに漸進
的に増大する間隙をつくり切頭円錐形の下方の壁39bを
有することができる。

溝39はまた、第２のシリンダ14内に隙間容積即ち第２
のシリンダ内のピストンの動きによって減少されない容
積を提供する。この隙間容積は、圧縮行程の間シリンダ
12内の燃料／空気混合物のための余分の容積を与えるこ
とによって進入のタイミングを効果的に遅らせるが、進
入時に燃焼空間20と連通する。溝39の他の作用は、炎及
び得られた燃焼空間20内の圧力上昇が第２のピストンの
頂部35の上方の空間と連通することを可能にすることで
ある。そのようにして、炎は進入後に第２のピストンの
頂部35上に残る燃料を燃えつくすことができる。

迂回域へ動くときに第２のピストンの頂部35を位置決
めするために、溝39は、内壁14aの連結を形成する複数
の領域39a（図16参照）によって遮られていてもよい。

アクセス手段30を制御することにより、小さい方のシ
リンダ14内の圧力は、進入の最適のタイミングを与える
ように正確に制御されることができ、かくして、その全
速度及び負荷範囲に亘って機関の最適の運転特性を与え
るように点火のタイミングを制御する。

燃焼空間20は、図１の燃焼室20と比較すると開放され
た燃焼空間であり、そして、図１に示す比較的閉じた燃
焼室よりも燃焼空間から第１のシリンダ12への燃焼後の
ガスの除去が制限されていない。

排気行程の間、第２のピストンの頂部35上に捕捉され
てガスは、上昇する第２のピストン18によって間隙128
を通り燃焼空間20及び第１のシリンダ12へ移される。迂
回路39が設けられているときには、それは排気行程の終
わりにそのような排気ガスの脱出を助ける。排気ガス
は、大きい方のシリンダ12から排気弁26を経て排気管27
へ排出される。

小さい方のシリンダ14は迂回溝39がその上端に設けら
れて図示されているが、間隙128の大きさは間隙128単独
で即ち迂回路39なしに、進入のための通路を形成する全
体の制止手段を提供するように選択し得ることが理解さ
れるであろう。そのような場合には、間隙128の大きさ
は、圧縮行程の大部分の間、頂部35の上面と燃焼空間20
との間に適切な分離を確実にするように慎重に選択され
る。

図１の固定された口29が図２の実施例には存在しない
ことが理解されるであろう。その代わりに、それは、第
１のピストン16の頂部36と第２のシリンダ14の下端の縁
部14bとの間の環状のガス脱出域129によって効果的に代
替されている。ピストンが膨張行程の間に下降すると、
環状脱出域129は急激に増大して、燃焼空間20から第１
のシリンダ12へのガスの実質的に妨げられない移動を促
進する。

頂部35は、入ってくる燃料及び第２の吸気弁31を通っ
て入る空気によって、圧縮行程の間空気中の燃料の気化
の効果によって、及び柱234による熱の伝導によって冷
却されるであろう。

排気過程は、図15及び図15Aを参照して説明されるよ
うに、第２のシリンダ14a下端に迂回溝135を設けること
によって利益を受けることができる。溝135は、第２の
シリンダ14の排気過程の吹き出し段階が第１のシリンダ
12へ及びそれから排気弁26へ脱出することを可能にす
る。排気過程の吹き出し段階に次いで、排気ガスは、排
気行程の大部分の間、間隙128を通ってピストンの頂部3
5から排気管27中へ移動することができる。

複式吸気及び排気弁として弁31を用いる構成の利点
は、排気行程の終わりにシリンダ14内に残っている未燃
焼の燃料が機関から出る必要がなく、従って、排気ガス
による汚染を減少することである。

以下、図２で示す機関の好適な実際の形を図示する図
４が参照される。図４において、図２に示す部分に対応
する部分は対応する参照数字を有し、従って詳細に説明
されないであろう。

図４を参照すると、機関のシリンダブロック40には冷
却ジャケット41がついておって、大きい方の第１のシリ
ンダ12と小さい方の第２のシリンダ14とを形成してい
る。主たる吸気管25は、カム軸43上のカム42によって操
作される吸気弁24による開閉される。弁24は、通常の形
式の弁案内44の中に滑り自在に取りつけられており、そ
して、その上端にコレット45を有していて破線で示す弁
ばね46の位置決めを助けている。

第２の吸気弁31は、ロッカアーム48を介してカム軸43
上のカム47により操作される。第２の弁31はまた破線で
示すばね50の位置決めを助けるコレット装置49を有して
いる。小さい方のピストン18は、ピストンの頂部35の直
下で外側へフレアがついており且つ湾曲した上端で終わ
る輪郭の湾曲した柱234を有している。排気弁26及び排
気口27は、図４には示されていないが、それにもかかわ
らず、機関内に大きい方のシリンダに連通して存在して
いる。図４に示す機関の操作は、図２で示す機関の操作
と同じである。図４において、ピストンの実線位置は、
外死点位置を示し、そしてピストンの内死点に近い位置
は、破線で示されている。

開放形の燃焼空間構成を用いている他の利点は、点火
プラグまたは予熱プラグを直接燃焼空間20へ接近させる
ことを可能にすることである。その点に関して以下、第
２のシリンダ14の壁14aを通って延びるそのような点火
プラグ52の存在を除いて図４と同じである図５が参照さ
れる。点火プラグは、特に冷開始動時及びアイドリング
時に点火の開始を助けるのに用いられることができる。

所望により、大きい方のシリンダ12には、部分負荷の
吸入工程の間大きい方のシリンダ12への空気の取り入れ
を減少するために絞り弁またはオン／オフ固定面積制御
装置のような流量制御装置を設けることができる。分離
を促進するシリンダ間の圧力差を維持するために、絞り
弁32を用いて第２のシリンダへ入ってくる空気の同じよ
うな減少が、必要とされることができる。吸気管33と25
とを連結すると矢張りこの状態を達成することができ
る。部分負荷において必要とされる一定量の燃料につい
て、この制御は、小さい方のシリンダ14内の燃料／空気
比を増大し、従って、その中の混合物の燃料空気比が燃
焼限界に近づくときに、小さい方のシリンダ間での圧縮
による瞬間点火を避ける。最大縮圧力及び温度は、その
ような流量減少の結果矢張り減少され、そして、燃料／
空気混合物は、結局、進入後に点火プラグ52の助けを必
要とするであろう。例えば、機関は、小さい方のシリン
ダ14内の燃料／空気混合物が化学的に正しいように即ち
概ね化学量論的であるように選ばれるときにアイドリン
グ状態にされることができる。絞り過程は、瞬間圧縮点
火を避けるのに十分な低さになるように圧縮圧力を減少
することができ、そして、点火プラグが、次いで進入後
燃焼空間20へ入ってくる化学的に正しい混合物を点火す
るのに用いられることができる。

図５から、点火プラグ52のシリンダ側端部に凹部52a
が形成されていることが判るであろう。凹部52aが第２
のピストン頂部35に亘るガスの望ましくない迂回路とし
て働くことを避けるために、点火プラグ52は、小さい方
のシリンダ14内に適切に位置決めされるべきである。或
いは、凹部52aの容積は、例えば適当な形の点火プラグ
を用いることにより減少することができる。

開放形の燃焼室構成を用いる他の利点は、メリット機
関分離の利点から利益を受けることのできる本発明に係
わる混成機関が製作されることを可能にすることであ
る。

第１のそのような混成装置は、図６に示されており、
図中図４に示す部分と対応する部分は同じ参照数字がつ
いている。図６において、噴射器60の形の第２の燃料供
給源が設けられており、第１の燃料供給源（噴射器34）
は、前のように吸気通路33へ燃料を送り出すように配置
されている。図４と図６とを比較すると、噴射器34が、
通路33と機関ロッカカバー62との間の位置へ移されてい
ることが判るであろう。

吸入行程の間、弁24及び31が開かれて実質的に絞られ
ていない空気が大きい方のシリンダ12へ入れられるこ
と、及び、燃料及び空気が吸気弁31を通って小さい方の
シリンダ14へ入れられることを可能にしている。しかし
ながら、図４では噴射器34は機関での燃焼のための実質
的に全部の所要な量の燃料を供給するが、図６の装置の
噴射器34は、その量の一部だけを供給する。ピストン18
が図６中破線で示す内死点位置に近づくと、頂部35は、
ディーゼル機関形式では燃料チャージをピストン頂部35
の直下の燃焼空間20へ送り出す噴射器60の出口を越えて
動く。

ピストン18が内死点に近づくにつれて、頂部35上の気
化した燃料及び空気の混合物は、ピストンの縁部37と小
さい方のシリンダの壁14aとの間に形成された今や迂回
路39によって拡大された間隙を通って燃焼空間20へ進入
する。そのような進入は、溝39が設けられていれば、間
隙37は非常に小さくても可能である。圧縮行程の間、大
きい方のシリンダ12からの空気は、燃焼空気へ入って仕
舞っているであろうし、そして進入した燃料／空気混合
物を点火するのに十分な温度になっているであろう。噴
射器60は、燃焼する進入混合物の存在下に極めて急激な
点火を可能にするように、圧力下に燃焼空間20へ燃料チ
ャージを送り出すようにタイミングされている。そのよ
うにして、機関は、燃料噴射器60の形のディーゼルと機
関に特有の分離法とここで説明されるメリット機関に特
有な燃料の分離法とを利用する。そのようなディーゼル
機関とメリット機関の原理の組合わせは、ディーゼル機
関が、仮にあるとしても非常に少量の排煙で、高い燃料
供給率において動作することを可能にし、そしてまた、
ディーゼル機関がより低い圧縮比で且つより高い機関速
度で動作することを可能にすることができる。組合わせ
は、メリット機関原理によって手助けされていないディ
ーゼル機関に較べて著しく燃焼速度を増大する。

噴射器34及び60によって送り出される燃料の量及びそ
の送り出しのタイミングは、例えば排気がその排煙を減
少するように一定の運転上の要求のため噴射器34と60と
の間に燃料の正しい割合を与えるように機関管理装置の
ような手段によって制御されるであろう。

図６及び噴射器34が弁31の上流に配置された前出の構
成において、噴射器34への燃料ラインの圧力送り出し
は、比較的低く例えば10バール以下であるが、噴射器60
は、燃焼圧力を克服するためにずっと大きな強さを必要
とするディーゼル噴射器に特有のものである。

第２のディーゼル混成機関が図７に図示されている。
図中、図４に示す部分と対応する部分は対応する参照数
字を有しており、従って詳細には説明しない。図７にお
いては、噴射器34は省略されており、全部の量の燃料
は、図６の噴射器60と同じ場所に配置された単一の制御
された噴射器70によって供給される。噴射器70は、２以
上の異なった律動で燃料を放出することのできる高圧デ
ィーゼル形式の噴射器例えばソレノイド制御ディーゼル
噴射器であろう。律動は、異なった期間のものであるこ
とができ、そして噴射器は、各期間の間異なった流量で
放出することができる。低い流量で開始してより高い流
量に進む連続した燃料放出を与えることのできる噴射器
は、矢張り可能である。吸入の間、空気は、吸気弁24を
通って大きい方のシリンダ14へ入れられ、第２の吸気弁
31が開いて実質的に空気だけを入れ、そして、噴射器70
によって、全体の燃料チャージの一部がピストン頂部35
の上の小さい方のシリンダ14へ噴射される。ピストン18
が破線で示す内死点位置に近づく時間までに、頂部35の
上の燃料及び空気の混合物中の燃料が気化し最後に燃焼
空間20へ進入し、それによってその中の圧縮された熱い
空気によって点火される。噴射器70は、次いで面で脈動
させられ、そして、残りのチャージの燃料を燃焼空間20
内の燃えている混合物へ送り出し、それによって燃料は
図６の構成におけると同様に急速に燃焼する。所望によ
り、燃料は、吸入行程の代わりに圧縮行程の間または吸
入行程及び圧縮行程の間、噴射器70の最初の脈動でピス
トン頂部35上の空間へ射出されることができる。

周期当たり２回射出される代わりに、連続したより長
い射出が行われ且つ小さい方のピストンの頂部35がその
噴射器を越えるときに燃料の送り出し量が増大してより
多くの燃料を直接燃焼空間へ送り出すことも考えられ
る。機関は、そのとき、前と同様に同じ利点をもって動
作する。

図６及び図７のディーゼル／メリット混成によって、
２つの燃焼装置が共に動くことが理解されるであろう。

第３の混成構造においては、メリット分離装置は、燃
料及び空気が出力を生じさせるために点火による次の点
火のため少なくとも圧縮行程の間に予め混合される火花
点火機関原理と組み合わされることができる。１つの例
が図８に示されているそのような混成の構造において
は、２つの燃焼原理が連続して働いている。

図８及び図8Aにおいて、図４及び図５の部分と対応す
る部分は同じ参照数字を有しており、従って詳細には説
明されない。図８に示す機関は、火花点火機関に特有な
燃料／空気管理装置80が追加されて、図５に示すものと
同じ態様に作られている。装置80は、この例の場合では
低圧噴射器82である燃料調合器（キャブレタのような燃
料／空気調整装置であってもよい。）と絞り弁83とを含
んでいる。そのような装置は、火花による点火を促進す
るために燃料／空気比の厳密な制御を可能にする。

操作においては、機関は、燃料噴射器34を切りそして
吸気管33内の絞り弁32を閉じて、装置80を動作させる火
花点火機関として始動され及び暖機されることができ
る。吸入の間、燃料／空気混合物は、吸気弁24を通って
大きい方のシリンダ12へ入れられる。圧縮の間、混合物
は燃焼空間20へ圧縮され、そこで、点火プラグからの火
花によって点火される。この点火は、破線で示す内死点
位置の近くで生じるようにタイミングされている。絞り
弁83を開きそして燃料の供給を増すことによって、出力
が増大されることができる。しかしながら、絞り弁83の
開き及び大きい方のシリンダ12へ引き入れられることの
できる燃料／空気の量には、メリット形では圧縮点火を
可能にするに十分な高さでなければならず、一方、シリ
ンダ12内での圧縮点火が火花点火形式の操作においては
避けられなければならない。機関の圧縮比により課され
る限度があるであろう。

一旦機関が暖められると、噴射器82は、切ることがで
き、絞り弁83が開かれ噴射器が入れられ、そして絞り弁
32が普通に操作される。それによって機関は図４に関し
て説明された態様で動作するであろう。切り換えは、増
大する量の火花点火可能な混合物を第２の吸気弁31を通
って第２のシリンダ14内へ入れ、一方、機関管理装置の
制御下に吸気弁24を通る混合物の量を減少することによ
り徐々になされることができる。

機関の始動及び暖機に有用であるほか、図８及び図8A
の混成構造は、機関に運転形式の選択を可能にすること
ができる。メリット運転形式は部分負荷燃料経済を必要
とするときまたは、噴射器34に供給されることのできる
異なった燃料例えばアルコールで運転しようとするとき
に特に有利であり、メリット形式は、燃料の変更及び特
にオクタン価の変更に感受性が小である。

点火後、大きい方のシリンダ12内の早期の圧力上昇を
遅らすために、基部84は、進入時に近くの小さい方のシ
リンダ14へ入り、そして、膨張行程の初期までそこに留
まる。そのようにして、燃焼空間から大きい方のシリン
ダ12へのガスの流出は、ピストンがその膨張行程を開始
しそして基部84が第２のシリンダ14から出るまで、制限
される。一旦基部84が小さい方のシリンダ14へ入ると、
大きい方のシリンダ12に残っている空気の燃焼空間への
移動を可能にするために、基部84の側部とシリンダ14の
壁14aとの間に、或る間隙が設けられればならないこと
が理解されるであろう。その間隙は、基部に図９に示す
ような壁14aからテーパ付きで離れる縁部84aを形成する
ことにより、または、平行な基部84の面と壁14aの面と
の間に十分な間隙を設けることによって与えられる。

テーパのついた実施例を用いるときには、テーパは、
軸方向に変化することができる。例えばそれは軸方向に
湾曲することもできる。85で示される間隙の大きさは、
膨張行程の開始まで大きい方のピストンへの圧力移動を
遅らす作用と圧縮行程の終わり近くで燃焼空間20への空
気の十分な動きを可能にする作用との間の妥協であろ
う。

図９に示すように、基部84には、大きい方のピストン
16の頂部36から基部84の頂部の方へまたは頂部へまたは
その近くに延びる１以上の溝86が形成されることができ
る。溝86は、例えば図示されるよに傾斜していてもよ
く、そして、溝を通って生じるガス流の渦巻を増進する
ように接線成分を有してもよい。

基部84のような***部分を用いるときには、基部84が
燃焼空間を第１のシリンダから閉じ始めるときに第１の
シリンダから第２のシリンダへの空気の移動を可能にす
るように第２のピストン頂部35上の空間と第１のシリン
ダとを連絡するための通路87を設けることができる。こ
れは、進入を助け、そしてピストン頂部35上からのそれ
以上の燃料／空気混合物の燃焼空間20への移動を強制す
る。通路87は、第２のピストンを通ってその頂部から延
び、基部84の側壁に第１のピストン頂部36でまたはその
近くで開口し、または、図9A中の88で示すように機関ブ
ロックを通って延びることができる。通路の容積は、燃
焼空間の容積に較べて小さい。通路87、88、溝86は、基
部84が燃焼空間への空気の流れを邪魔するとき、ピスト
ン16上の空気の逃げを助けるために組み合わせで用いら
れることができる。

図２〜図８には基部84が存在するが、状況により、例
えば点火遅延がシリンダ12内の圧力の集中を遅らせる場
合には、基部84の使用は必要でないであろう。

図9Aは、図９に示されるのと同じ目的を達成するため
に用いられ、そして、図９の基部84の例えばテーパ、溝
などを取り入れているピストン頂部36上の基部84の変形
を示す。

図10及び図11においては、ピストン18は、その頂部35
から延びてシリンダ14の壁14aとの滑り接触のための横
方向支持を可能にする４つの放射状突起90を有して図示
されている。間隙128は、突起90によってできるだけ少
なくさえぎられるべきであり、突起90は従ってそのよう
に小さくされるべきであろう。突起は実際にピストン頂
部のための乾燥軸受要素として動作するであろうから、
それらは、高温にも耐えることのできる適当な材料でつ
くられるべきである。

図10Aにおいて、第２のシリンダ14の壁14aには、図10
及び図11の突起90の代わりにピストン18の頂部35のため
の支持部を構成する径方向内側へ向いた軸方向に延びる
突起900がついている。そのような場合には、突起は、
効果的に間隙128をさえぎる。突起は、矢張りシリンダ
の軸線に対して軸方向成分を除き傾斜していることがで
きる。

図２〜図11において、小さい方のピストンは、その上
端に頂部のある中央の柱を有する実質的に茸形をしてい
る。図12及び図13は、頂部35が大きい方のピストン16の
頂部36から上方へ延びる多くの周方向に隔たった柱100
によって支持されている別の構造を図示している。所望
により、ピストン18は、破線で示すような基部84を有す
ることができる。そのような構成は、図13に示すように
制止間隙128の形成を容易にするため、矢張り、実質的
に開いた燃焼空間20を与え且つ頂部35の実質的な部分に
亘って薄い縁部37を残している。

圧縮行程の間燃焼空間20へ入る空気の渦巻を助長する
ため、破線で示すように頂部35の下方例えば基部84に、
湾曲した凸起部材101が設けられることができる。突起
部材は、ピストンの軸線のまわりの回転流を助長するた
め羽根を有することができる。

小さい方のピストン18のための更に別の構造が図14に
図示されおり、すそ部110は、頂部35及び36と相互連結
されており、そして、該すそ部には複数の実質的な窓11
1が形成されている。窓は、頂部35の薄い縁部37の周方
向の長さを最大にするように、好適には、図示されるよ
うに変化する幅の形、例えば倒立三角形状である。図示
12と同様に、突起部材101が設けられることができ、そ
して、基部84も設けられることができる。

前出の実施例においては、機関は四行程周期で動作す
る。図15は、二行程周期で動作することのできる本発明
の機関の１つの形式を図示している。

図15では、吸気弁及び排気弁24及び26が、それぞれ吸
気口及び排気口124及び126によって代えられており、そ
して、点火プラグ130または予熱プラグが、始動及びア
イドリングのために小さい方のシリンダ14の壁14aに設
けられている。機関には、絞り弁32のあるまたは絞り弁
32のない吸気弁31を有するアクセス手段30が設けられて
いる。吸気弁31は、カム操作または電磁操作のものであ
ることができる。低圧噴射器34のような燃料供給源が弁
31の土流に配置されることができ、そして、弁31が閉じ
ているか開いているときに燃料吸気管33へ送り出すこと
ができる。

小さい方のピストン18は、図12及び図13または図14に
示す形式のものであり得るが、茸状である。

操作においては、空気は、適当な供給源132例えばク
ランクケースまたは外部のポンプから大気圧より高い圧
力で管33または133へ入れられる。管33は、所望によ
り、別の供給源から空気を供給されることができる。吸
気口124（管133に連結されている。）が破線で示すよう
にピストン頂部36によって開かれると、圧力下の空気が
大きい方のシリンダに入り、一方、前周期からの排気ガ
スは、排気口126を通って排出される。同時に、弁41が
開き、そして、管33からの空気を頂部35の上の小さい方
のシリンダ14へ入れる。その空気の一部は、頂部35のま
わりの制止間隙128を通って前周期からの排気ガスを追
い出す。１以上の切り欠き135が小さい方のシリンダ14
の壁14aの下端に形成され、それは、第２のピストンの
頂部35が破線で示す外死点位置にあるときに該頂部を迂
回する。切り欠き135は、大きい方のシリンダ14から小
さい方のシリンダ12への排気ガスの動きを助け、そし
て、ピストンシール38の使用を可能にし、一方、また排
気行程の始めに吹き出しが起こるのを可能にする。

切り欠き135は、ピストンの頂部がその外死点位置に
おいて小さい方のシリンダ14と合って残ることを確実に
するように、好適には壁14aのあたりで非連続である。
そのような構成は、図16に示されており、そこには切り
欠き間の遮断部135aが示されている。遮断部135aは、連
続した第２のシリンダの壁14aを形成する。

切り欠き135は、基部84の軸方向の厚さ“y"よりも小
さいが小さいピストン18の頂部の縁部よりは大きい軸方
向の長さ“X"（図15A）を有することができる。

燃料は、弁31が開くや否や空気と共に小さい方のシリ
ンダ14に入ることができるが、燃料送り出しの開始は、
ピストン18がその外死点位置から切り欠き135を完全に
おおうように少し上昇するまで但し排気口126が大きい
方のピストン16によっておおわれる前に遅らせられるこ
とができる。弁31の閉じは、排気口126が閉じられた後
圧縮行程の初期の間に小さい方のシリンダ内の圧力が上
昇し始めるまで、好適には遅らせられるべきである。そ
のようにして、間隙128を用いるメリット分離原理が助
けられる。若し弁31が電磁的に作動される場合には、閉
じのタイミングにおける変動が、絞り弁32の代わりに、
進入を制御するために用いられることができる。圧縮行
程の終わりごろに燃料空気混合物の進入が制止間隙128
を通って、そして若し設けられていれば多分迂回溝39を
通って次いで図１に示すように制止シール38が用いられ
ているときでも起こる。点火は、頂部が矢張り破線で示
されている内死点位置に近いときに頂部35の下方の燃焼
空間20と直接連通している点火プラグ130からの助けに
よりまたは助けなしに、燃焼空間20内の熱い空気との接
触によって得られる。膨張行程の終わりに、排気ガス
は、排気口126から逃げ、そして、切り欠き135は、小さ
いピストンの頂部35のまわりの圧力を等しくするのに役
立つであろう。図15において、ピストン18の位置は、実
線及び破線で示されるいろいろな位置に図示されてい
る。

ピストン18がその内死点位置にあるときに切り欠き13
5より上方に延びる基部84をもつことができること、ま
たは、ピストン頂部36が代わりに図9Aに示すような基部
84をもつことができることが理解されるであろう。メリ
ット機関のための二行程周期は、ディーゼル及び火花機
関周期を有する前述の混成構造のいずれででも動作する
ことができる。機関は、図２、図３に示す迂回路39を利
用することができる。機関はまた、図15に示す間隙128
の形の制止手段を用いることができる。吸気弁31を排気
弁として用いる必要は全くない。

図16は、図15に示す二行程機関の実際の形式を示す。

図16において、機関のシリンダブロック40には、図４
に示すもとと類似の冷却ジャケット41がついている。シ
リンダブロックは、大小のシリンダ12、14、吸気口124
及び排気口126を画定している。吸気弁31は、この例で
はカム軸43によって操作され、そして、通常の形の弁案
内44の中に滑り自在に取りつけられている。弁31は、破
線で示す通常の形の弁ばね46によって閉じられた位置に
保持されている。

吸気口124及び管37への空気は、適当な供給源例えば
機関のクランクケース（図示せず。）から供給される。
或いは、空気はブロワーなどによって供給されることも
できる。

ピストン16、18は、クランクＣに連結されている。

図16に示す機関の動作は、図15に示すものと同であ
り、そして、対応する部分は同じ参照数字を有してい
る。

前述の各実施例においては、更なる弁31を含むアクセ
ス手段30の使用について言及されたが、そのようなアク
セス手段は、図17に示すように省略されることができ
る。これは、非常に高い潜在性の熱能力の燃料例えばメ
タノールが用いられる場合であろう。何故ならば、これ
らは、進入のタイミングを制御するためアクセス手段の
助けなしに分離を非常に効果的に助長するように、ピス
トン頂部35の上の小さい方のシリンダ内の空気を冷却す
ることができるからである。

図17においては、それぞれのシリンダ12、14内のピス
トン16、18の構成は、例えば図２に関して前述したもの
と類似している。吸気弁及び排気弁24、26は、口124及
び126に設けられている。小さい方のピストン18は、前
述した種々の特長部分例えば基部84を有することのでき
る茸形である。或いは、ピストン18は、図10、11、11a,
12及び13または14に示す形のものであることができる。
燃焼圧に耐えることのできる燃料噴射器160は、吸入行
程の間または吸入及び圧縮行程の間燃料を直接小さい方
のシリンダ14へ送り出すために設けられている。

吸入行程の間、一部の空気は、制止間隙128を通って
頂部35の上方の小さい方のシリンダ空間に入る。追加の
制止通路128aが、頂部内の穴として設けられることがで
きる。穴128aは、例えば突出するスパークプラグ162ま
たは予熱プラグ、またはディーゼル形式の燃料噴射器に
よって実質的に充填されることができる。この実施例に
おいては、吸入行程ならびに排気ガス移動の間空気をシ
リンダ14へ入れるために、制止手段は、間隙128または
（128a）でなければならないことが理解されるであろ
う。

圧縮行程の終わり近くに、気化された噴射された燃料
と空気との進入が、制止間隙128、迂回手段39及びプラ
グと穴128Aとの間の間隙を通して生じるであろう。点火
は、これまでの実施例に関して述べられた態様で進入に
次いで起こるであろう。

気体力学的分離について詳細な参照がなされたが、図
18は、機械的分離原理で動作し、しかし矢張り気体が点
火前に吸入及び圧縮行程の間に気化することを可能にす
る本発明の更なる実施例を示している。

ここで用いられる“弁”という用語は、口を含んでい
る。

ここで用いられる“空気”という用語は、酸素と他の
通常不活性な気体との適当な混合物、ならびに、気体状
または液状（即ち気化される液体）燃料と一緒になって
の燃焼のための実質的に純粋な酸素を含む。それは、循
環される排気ガス、クランクケースのガス及び循環され
る内燃機関ガス中に存在する少量の炭化水素物質を含む
ことができる。

ここで用いられる“進入”という用語は、第２のシリ
ンダから燃焼空間への燃料／空気混合物の動きをいう。

最後に、本発明による機関は、圧縮点火を可能にする
ように十分に高い幾何学的圧縮比を有する圧縮点火機関
であり、圧縮比は、外死点及び内死点位置での機関のシ
リンダ内のガス容積の比である。

説明された各実施例の特徴は、適切な場合には相互に
交換されることができることが、当業者には理解される
であろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号９１０６２１９．０ (32)優先日 1991年３月23日 (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (56)参考文献特開昭54−42516（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−42515（ＪＰ，Ａ) 英国公開2156432（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02B 19/00 - 23/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のシリンダ（12）が第２のシリンダ
（14）よりも大きな掃気容積を有する、少なくとも１組
の第１及び第２のシリンダ（12、14）と；該シリンダの中で動くことのできるそれぞれ第１及び第
２のピストン（16、18）と；第１のシリンダと連通する吸気手段（25、124）と；第１のシリンダと連通する排気手段（27、126）と；燃料を第２のシリンダへ供給するための第１の燃料供給
源（34、70）と；ピストン（16、18）が実質的に内死点位置にあるとき
に、膨張行程の間両方のシリンダと連通する燃焼空間
（20）を形成する手段と；第２のピストン（18）が内死点位置またはその近くに達
する前に進入を制止するための制止手段（128、38、3
9）とを有し；且つ、第１の燃料供給源（34、70）が、
第２のピストン（18）の頂部（36）の上方の第２のシリ
ンダ（14）へ燃料を供給するように構成されている内燃
機関において、第２のピストン（18）が、第１のピストン（16）の頂部
（36）から隔たってそれに連結されており且つ頂部（3
6）の周囲の少なくとも或る部分に亘って延び第１のピ
ストン頂部（36）と第２のピストンとの間の軸方向の距
離に較べて軸方向において小である縁部（37）を有する
頂部（35）を有し、それによって、該両ピストン頂部と
第２のシリンダの壁（14a）との間に燃焼空間（20）を
形成すること、第２のピストンの頂部（25）の縁部（27）が、第２のシ
リンダ（14）の隣接する壁（14a）から径方向に隔たっ
ていてそれらの間に制止手段を構成する間隙（128）を
形成すること、及び、前記の隔たりは、圧縮行程の終り近くまでガスが第２の
シリンダ（14）から燃焼空間へ通過するのを実質的に防
止する大きさであることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】第２のピストンの頂部（35）が、常に第２
のシリンダ（14）の中に残ることを特徴とする請求の範
囲１に記載の内燃機関。
【請求項３】第２のピストンの頂部（35）が、第１のピ
ストンの頂部（36）から隔たっており且つ少なくとも１
つの柱（234）によってそれに連結されていることを特
徴とする請求の範囲１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】柱（234）が、第２のピストンの頂部（3
5）に関して実質的に中央に設けられていることを特徴
とする請求の範囲３に記載の内燃機関。
【請求項５】中央の柱（234）が、燃焼空間（20）のた
めの湾曲した壁を形成するような形状になっていること
を特徴とする請求の範囲４に記載の内燃機関。
【請求項６】複数の周方向に隔たった柱（100）が、軸
方向に比較的小さな縁部（37）を有する第２のピストン
の頂部部分を残すように設けられていることを特徴とす
る請求の範囲３に記載の内燃機関。
【請求項７】第２のピストン（18）が、その頂部（35）
と第１のピストン（16）との間に延び且つ軸方向に比較
的小さい縁部（37）を有する複数の第２のピストンの頂
部部分を残す実質的な大きさの窓（111）のついた円筒
状のすそ部（110）を有することを特徴とする前記請求
の範囲１〜３または６の何れかの項に記載の内燃機関。
【請求項８】突起部材（101）が、燃焼空間（20）内の
ガスの渦巻きを助長するように第２のピストン（18）の
頂部（35）の下方、第１のピストン（16）上に設けられ
ていることを特徴とする前記請求の範囲６または７に記
載の内燃機関。
【請求項９】第２のピストン（18）が、第１のピストン
（16）に対して偏心的に設けられていることを特徴とす
る前記請求の範囲のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項１０】ピストンが内死点位置またはその近くに
あるときに燃焼空間（20）を第１のシリンダ（12）から
概ね切り離すように、第２のシリンダ（14）に動作用間
隙をもって適合するように寸法を合わせてつくられた第
１のピストンの頂部（36）上の***部分（84）を有する
ことを特徴とする前記請求の範囲のいずれかの項に記載
の内燃機関。
【請求項１１】前記***部分（84）の軸方向の長さが、
進入の開始と内死点位置の間でピストン（16、18）が動
く距離と実質的に等しいことを特徴とする請求の範囲10
に記載の内燃機関。
【請求項１２】前記***部分（84）が、第２のシリンダ
の壁（14a）から発散する径方向外側の壁（84a）を有す
ることを特徴とする請求の範囲10または11に記載の内燃
機関。
【請求項１３】前記径方向外側の壁（84a）が、第２の
シリンダの壁（14a）から傾斜または湾曲することを特
徴とする請求の範囲12に記載の内燃機関。
【請求項１４】前記***部分（84）が第１のピストン
（16）の頂部（36）から該***部分（84）の上面へ延び
る１以上の溝（86）の設けられた径方向外側の壁（84
a）を有することを特徴とする前記請求の範囲のいずれ
かの項に記載の内燃機関。
【請求項１５】ピストンが内死点位置の近くにあるとき
に、進入を助けるために第１のシリンダから第２のシリ
ンダへの空気の移動を可能にするために、第２のピスン
トン（18）の頂部（35）上の空間を第２のシリンダ（1
2）と相互連結する通路手段（87、88）が、設けられて
いることを特徴とする前記請求の範囲のいずれかの項に
記載の内燃機関。
【請求項１６】前記通路手段（87）が、第２のピストン
（18）内に形成されていることを特徴とする請求の範囲
15に記載の内燃機関。
【請求項１７】間隙（128）が、第２のピストンの頂部
（35）の縁部（37）と第２のシリンダ（14）の隣接する
壁（14a）との間の連続した環状の間隙であることを特
徴とする請求の範囲１〜16のいずれかの項に記載の内燃
機関。
【請求項１８】前記間隙（128）が、第２のピストン（1
8）のための支持部材を提供するように他方の第２のピ
ストンの頂部及び第２のシリンダの壁と滑り自在に係合
する第２のピストンの頂部（35）及び第２のシリンダ
（14）の壁（14a）の少くとも一方の上の２以上の径方
向の突起（90、900）によって遮断されていることを特
徴とする請求の範囲１〜17のいずれかの項に記載の内燃
機関。
【請求項１９】燃焼空間（20）の選ばれた位置に触媒材
料の層が配置されていることを特徴とする請求の範囲
３、４または５に記載の内燃機関。
【請求項２０】第２のシリンダ（14）に、第２のピスト
ン（18）がその内死点位置またはその近くにあるときに
第１のシリンダ（12）から遠い方の端部に第２のピスト
ンの頂部（35）の縁部（37）のまわりの第１の迂回路
（39）を形成する手段がついていることを特徴とする前
記請求の範囲のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項２１】前記第１の迂回手段（39）が、第２のピ
ストンの頂部（35）の縁部（37）の厚さより大である軸
方向の長さを有することを特徴とする請求の範囲20に記
載の内燃機関。
【請求項２２】前記第１の迂回手段（39）が第２のシリ
ンダ14の壁（14a）に形成され第２のシリンダの周囲の
少なくとも１部分に亘って延びる溝であることを特徴と
する請求の範囲20または21に記載の内燃機関。
【請求項２３】前記第１の迂回手段（39）が、第２のシ
リンダ（14）の内腔の急激なまたは漸進的な拡大部（3
9、39b）によって形成されていることを特徴とする請求
の範囲20、21または22に記載の内燃機関。
【請求項２４】前記燃焼空間（20）内での燃料の点火を
助けるための手段（52）を有することを特徴とする前記
請求の範囲１〜23のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項２５】前記の点火を助けるための手段（52）
が、点火プラグ、触媒または他の点火装置を有すること
を特徴とする請求の範囲24に記載の内燃機関。
【請求項２６】第２のシリンダ（14）に、第１のシリン
ダ（12）に最も近い端部において、第２のピストン（1
8）がその外死点位置またはその近くにあるときに第２
のピストンの頂部（35）の縁部のまわりに１つの迂回路
を形成する更なる手段（135）が設けられていることを
特徴とする前記請求の範囲１〜25のいずれかの項に記載
の内燃機関。
【請求項２７】前記の更なる迂回手段（135）が第２の
ピストンの頂部（35）の縁部（37）の厚さよりも大であ
る軸方向の長さを有することを特徴とする請求の範囲26
に記載の内燃機関。
【請求項２８】前記の更なる迂回手段（135）が、第２
のシリンダ（14）の壁（14a）に形成された溝であり、
第２のシリンダの周囲の少なくとも１部に亘って延びて
いることを特徴とする請求の範囲26または27に記載の内
燃機関。
【請求項２９】前記の更なる迂回手段（135）が、第２
のシリンダ（14）の内腔の急激なまたは漸進的な拡大部
によって形成されていることを特徴とする請求の範囲2
6、27または28に記載の内燃機関。
【請求項３０】第２のシリンダ（14）へ燃料と共にまた
は燃料なしに空気を入れ、または空気と共にまたは空気
なしにガス状の燃料を入れるために第２のシリンダ（1
4）と連係するアクセス手段（30）を有し、該アクセス
手段が、第２のシリンダに開口する第１の口手段（33）
と該口手段を制御するための第１の弁手段（31）とを有
することを特徴とする前記請求の範囲のいずれかの項に
記載の内燃機関。
【請求項３１】前記第１の手段（33）が、第２のシリン
ダ（14）のための吸気口及び排気口として役立つことを
特徴とする請求の範囲30に記載の内燃機関。
【請求項３２】前記アクセス手段（30）が、更に、第２
のシリンダ（314）のための排気手段（151）と、第２の
口手段を制御するための第２の弁手段（150）とを有す
ることを特徴とする請求の範囲30に記載の内燃機関。
【請求項３３】前記第２の排気口手段（151）が、排気
ガスの循環を可能にするための第１の口手段（33）と連
通することを特徴とする請求の範囲32に記載の内燃機
関。
【請求項３４】前記弁手段（31、150）が、機械的また
は電気的に動作可能な茸弁であることを特徴とする前記
請求の範囲１〜33のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項３５】前記アクセス手段（30）が、第１の弁手
段（31）の上流の第１の可変流れ面積弁手段（32）を含
むことを特徴とする請求の範囲30〜34のいずれかの項に
記載の内燃機関。
【請求項３６】前記可変流れ面積弁手段（32）が、蝶弁
または絞り弁であることを特徴とする請求の範囲35に記
載の内燃機関。
【請求項３７】第１の燃料供給源（34）が、第１の弁手
段（31）の上流に配置されていることを特徴とする請求
の範囲30〜36のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項３８】第１の燃料供給源（34）が、液体燃料噴
射器であることを特徴とする請求の範囲30〜37のいずれ
かの項に記載の内燃機関。
【請求項３９】第１の弁手段（31）が開いているか閉じ
ている時間の間燃料が導入されるように第１の燃料供給
源（34）の導入と送出しのタイミング制御のために、制
御手段（Ｍ）が設けられていることを特徴とする請求の
範囲30〜38のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項４０】圧縮行程の初期の間、第２のシリンダ内
の圧力を第１のシリンダ（12）内の圧力より低い値に制
御するように前記アクセス手段（30）を制御するための
制御手段（Ｍ）を有し、それによって、ピストン（16、
18）が内死点位置の近くに達する前に進入を制止するこ
とを特徴とする、前記請求の範囲１〜24に従属するとき
の請求の範囲30〜39のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項４１】前記制御手段（Ｍ）が、第１のシリンダ
（12）の空気吸入手段（25）の閉じた後に予め選択され
たピストン位置で第１の弁手段（31）を閉じるように動
作可能であることを特徴とする請求の範囲40に記載の内
燃機関。
【請求項４２】機関の部分負荷状態の間第１のシリンダ
（12）への空気の供給の制御を可能にするために、第１
のシリンダ（12）と連通する第２の可変流れ面積弁手段
（83）が、空気吸入手段（25）の上流に配置されている
ことを特徴とする前記請求の範囲１〜41のいずれかの項
に記載の内燃機関。
【請求項４３】第２のピストン（18）の頂部（35）が、
その内死点位置またはその近くにあるときに該第２の燃
料供給源（60）が燃焼空間（20）へ圧力下に第１の燃料
供給源（34）により第２のシリンダ（14）へ供給された
燃料に加えて、或る量の燃料を送り出すことができるよ
うに、高圧液体燃料噴射器の形の第２の燃料供給源（6
0）が配置されていることを特徴とする前記請求の範囲
１〜42のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項４４】第２のピストンが内死点から隔たった予
め決められた位置にあるときに開始し及び終了して、第
２のシリンダ（14）内の第２のピストン（18）の頂部
（35）の上方の空間へ送り出されるべき全体の燃料の量
の一部を送り出すように第１の燃料供給源（34）を制御
するための、及び、ピストン（16、18）が実質的に内死
点位置またはその近くにあるときに、燃焼空間（20）へ
全体の燃料の量の更なる部分を送り出すように第２の燃
料供給源（60）を制御するための手段（Ｍ）を有するこ
とを特徴とする請求の範囲43に記載の内燃機関。
【請求項４５】第１の燃料供給源（70）が、第２のシリ
ンダ（14）の側壁（14a）に配置された、第２のシリン
ダ内の第２のピストン（18）の頂部（35）の上方及び下
方へ燃料を直接送り出すための高圧燃料噴射器であるこ
とを特徴とする前記請求の範囲１〜36のいずれかの項、
または、請求の範囲１〜36のいずれかの項に従属すると
きの請求の範囲38〜42のいずれかの項に記載の内燃機
関。
【請求項４６】第２のピストン（18）が内死点位置から
隔たった予め決められた位置にあるときに開始及び終了
して、第２のシリンダ（14）内の第２のピストン（18）
の頂部（35）の上方の空間へ送り出されるべき全体の燃
料の量の一部を送り出すように、及び、ピストン（16、
18）が次いで内死点位置またはその近くにあるときに燃
焼空間（20）へ全体の燃料の量の更なる部分を送り出す
ように、燃料噴射器（70）を制御するための手段（Ｍ）
を有することを特徴とする請求の範囲45に記載の内燃機
関。
【請求項４７】第１の部分の燃料が吸入及び／または圧
縮行程の間に、第２のシリンダ（14）内の第２のピスト
ンの頂部（35）の上へ送り出され、及び、更なる部分の
燃料が進入と共にまたは進入後に始まる期間の実質的な
間に燃焼空間（20）へ送り出されるように、前記燃料噴
射器制御手段（Ｍ）が、全体の量の燃料を２以上の脈動
でまたは実質的に連続して一定のまたは可変な流量で一
定の期間に亘って送り出すように動作可能であることを
特徴とする請求の範囲46に記載の内燃期間。
【請求項４８】期間が火花点火形式で動作することを可
能にするように、火花点火自在な燃料／空気混合物を供
給するための第２の燃料供給源（82）が、第１のシリン
ダ（12）の空気吸入手段（25）内に設けられていること
を特徴とする請求の範囲30〜41のいずれかの項に従属す
るときの請求の範囲42に記載の内燃機関。
【請求項４９】第１の燃料供給源（34）が働いていない
かまたは実質的に働いておらず且つ第２の可変流れ面積
弁手段（83）が圧縮温度を圧縮点火値より低く制限する
ように一部閉じている火花点火形式と、第２の燃料供給
源（82）が働いていないかまたは実質的に働いておらず
且つ第２の可変流れ面積弁手段（83）が圧縮点火を可能
にするために圧縮温度を上昇するように実質的に完全に
開いている、火花点火の助けによるまたは助けによらな
い圧縮点火形式との間で機関を切り換えるように、第１
及び第２の燃料供給源（34、82）及び第２の可変流れ面
積弁手段（83）を制御するための制御手段（Ｍ）を有す
ることを特徴とする請求の範囲48に記載の内燃機関。
【請求項５０】機関のアイドリングが、第２のシリンダ
（14）へ送り出された空気の中へ燃料を第１の燃料供給
源（34、70）から導入して火花点火可能な混合物とする
ことによって達成され、そして、或る絞られた量の実質
的に空気だけを第１のシリンダ（12）へ入れながら、該
混合物が第２のシリンダへ導入され、そして該混合物
が、ピストン（18）が内死点位置に対して適当な位置に
あるときに点火プラグ（52）によって点火されることを
特徴とする、前記請求の範囲42、または請求の範囲１〜
41にいずれかの項、または、請求の範囲１〜41のいずれ
かの項に従属するときの請求の範囲43〜49のいずれかの
項に記載の内燃機関。
【請求項５１】機関が二行程周期で動作し、及び、排気
手段（126）の閉じている間か閉じた後に第１の弁手段
（31）を閉じるように第１の弁手段（31）を制御するた
めの手段（Ｍ）を有することを特徴とする、請求の範囲
30、または、請求の範囲30に従属するときの請求の範囲
32〜50のいずれかの項に記載の内燃機関。
【請求項５２】前記第２のシリンダ（14）のための第１
の口手段（33）、及び、前記第１のシリンダ（12）のた
めの空気吸入手段（124）が、共通の空気供給源（132）
を有することを特徴とする請求の範囲51に記載の内燃機
関。
【請求項５３】機関が、圧縮点火を可能にするのに十分
な高さの幾何学的圧縮比を有する圧縮点火機関であり、
圧縮比が、外死点及び内死点位置での機関のシリンダ
（12、14）内のガス容積の比であることを特徴とする前
記請求範囲１〜52のいずれかの項に記載の内燃機関。