JPH02136513A - Engine - Google Patents
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- JPH02136513A JPH02136513A JP63290689A JP29068988A JPH02136513A JP H02136513 A JPH02136513 A JP H02136513A JP 63290689 A JP63290689 A JP 63290689A JP 29068988 A JP29068988 A JP 29068988A JP H02136513 A JPH02136513 A JP H02136513A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は４サイクル方式のエンジンに関し、詳しくは
シリンダに空気を過給状態で供給するようにした空気圧
縮構造に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a four-stroke engine, and more particularly to an air compression structure that supplies air to a cylinder in a supercharged state.
近年、乗用車用エンジン等において、高出力化や高効率
化が望まれている。このようなエンジンの出力や効率を
高める手段としては、従来２つの方法がとられている。In recent years, higher output and higher efficiency have been desired in passenger car engines and the like. Conventionally, two methods have been used to increase the output and efficiency of such an engine.
その１つはエンジンシリンダ内での燃焼ガスの圧縮比を
高めることであり、他の１つはシリンダ内に出来るだけ
多量の燃焼ガスを供給することである。すなわち、圧縮
比を高めたり、燃焼ガスを多く送り込むことにより、燃
焼ガスの発火温度や伝播速度が高まり強い爆発力を得る
ことができる。One of these is to increase the compression ratio of combustion gas within the engine cylinder, and the other is to supply as much combustion gas as possible into the cylinder. That is, by increasing the compression ratio or feeding a large amount of combustion gas, the ignition temperature and propagation speed of the combustion gas can be increased, and strong explosive force can be obtained.
しかし、圧縮比の増加は必然的にシリンダやピストン等
の強度増加を必要とするためにエンジンの重量増加を引
き起す欠点があり、乗用車エンジンではおのずと限界が
ある。However, an increase in the compression ratio necessarily requires an increase in the strength of the cylinder, piston, etc., which has the disadvantage of causing an increase in the weight of the engine, which naturally has its limits in passenger car engines.
一方、燃焼ガスを過給状態でエンジンに供給する過給装
置としては、従来排気ガスでタービンを回してこのター
ビンでエアコンプレンサを駆動するターボチャージャー
が知られているが、この構造ではタービンが極めて高速
度で回転すると共に排気ガスが非常な高温度であるため
に、タービンやコンプレンサの部品に高速回転や高温度
に耐えうる特種な材料のものが必要となり、製造コスト
が著しく高くなるという欠点がある。On the other hand, as a supercharging device that supplies combustion gas to the engine in a supercharged state, a turbocharger is conventionally known, in which the exhaust gas turns a turbine and the turbine drives an air compressor, but with this structure, the turbine is extremely Because the turbines and compressors rotate at high speeds and the exhaust gas is at extremely high temperatures, special materials that can withstand high speed rotation and high temperatures are required for turbine and compressor parts, which significantly increases manufacturing costs. be.
（発明の目的〕
この発明は、上記の課題を鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、クランクシャフトの機械的な回転
力を有効に利用して、空気を過給状態でシリンダ内に供
給しうるようにし、高出力で高効率なエンジンを提供す
ることにある。(Object of the Invention) This invention was made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to supercharge air into the cylinder by effectively utilizing the mechanical rotational force of the crankshaft. The goal is to provide high-output, high-efficiency engines that can be supplied to
上記の目的を達成するため、この発明は、クランクシャ
フトに連結したピストンをシリンダ内に往復動させ、そ
のシリンダ内で燃焼ガスを圧縮・爆発させてクランクシ
ャフトを回転させるエンジンにおいて、上記クランクシ
ャフトにクランクアームを介してロータをそのクランク
シャフトの周囲に回動可能に連結し、上記シリンダの下
部にロータが気密を保持して摺動するロータ室を設け、
このロータ室にはロータがクランクシャフトの周囲を回
動する際そのロータの外周面が常に摺接して転勤するロ
ータ摺動面を設け、このロータ摺動面の一端に空気導入
口を、他端に空気排出口を設けると共に、その摺動面の
上記導入口と排出口の上方に、それぞれ先端が上記ロー
タの外周に摺接してロータとロータ摺動面の間のすき間
を塞ぐシール部材を設けて、このシール部材とロータ外
周及びロータ室の内周面との間で空気圧縮部を形成し、
上記空気排出口とシリンダの間には空気連通路を形成し
、この空気連通路にクランクシャフトの回転に連動して
その通路を開閉する開閉手段を設け、かつ、この空気連
通路の体積を空気圧縮部の体積よりも小さく設定したも
のである。In order to achieve the above object, the present invention provides an engine in which a piston connected to the crankshaft is reciprocated in a cylinder, and combustion gas is compressed and exploded in the cylinder to rotate the crankshaft. A rotor is rotatably connected around the crankshaft via a crank arm, and a rotor chamber is provided in the lower part of the cylinder in which the rotor slides in an airtight manner;
This rotor chamber is provided with a rotor sliding surface on which the outer peripheral surface of the rotor constantly slides and transfers when rotating around the crankshaft, and an air inlet is provided at one end of this rotor sliding surface, and an air inlet is provided at the other end. An air outlet is provided in the rotor, and a sealing member is provided above the inlet and outlet on the sliding surface, the tips of which slide on the outer periphery of the rotor to close the gap between the rotor and the rotor sliding surface. an air compression section is formed between the sealing member and the outer circumference of the rotor and the inner circumference of the rotor chamber;
An air communication passage is formed between the air outlet and the cylinder, and an opening/closing means for opening and closing the passage in conjunction with the rotation of the crankshaft is provided in the air communication passage, and the volume of the air communication passage is This is set smaller than the volume of the compression section.
なお、上記構造のエンジンにおいて、ロータを磁性材料
で形成すると共に、ロータ室の周面にロータの回動力向
に沿って複数の電磁石を配置し、その各電磁石にそれら
をクランクシャフトの回動方向に順に起動させる磁石起
動装置を接続してもよい。In the engine with the above structure, the rotor is formed of a magnetic material, and a plurality of electromagnets are arranged on the circumferential surface of the rotor chamber along the rotational direction of the rotor, and each electromagnet is connected to the rotor in the rotational direction of the crankshaft. A magnetic activation device may be connected to activate the devices in sequence.
クランクシャフトが回転してロータが回転すると、空気
導入口から空気圧縮部に導入された空気はロータの回転
と共に空気連通路に送り込まれる。When the crankshaft rotates and the rotor rotates, the air introduced into the air compression section from the air inlet is sent into the air communication passage as the rotor rotates.
この場合、空気連通路の体積が空気圧縮部の体積より小
さいので、送り込まれた空気は連通路内で圧縮される。In this case, since the volume of the air communication path is smaller than the volume of the air compression section, the air sent in is compressed within the communication path.
この圧縮された空気は、例えばその空気内に燃焼ガスを
導入し、それをシリンダ内に導入させることによりター
ボチャージ−と同様にガスの過給機として利用できる。This compressed air can be used as a gas supercharger similar to a turbocharger, for example, by introducing combustion gas into the air and introducing it into the cylinder.
また、空気連通路と空気圧縮部との体積比を、シリンダ
内で得られる燃焼ガスの圧縮比より高くなるように設定
すると、高圧空気を直接シリンダ内に導入することによ
り、圧縮比の増大機構として利用することができる。In addition, if the volume ratio of the air communication passage and the air compression section is set to be higher than the compression ratio of the combustion gas obtained within the cylinder, a mechanism for increasing the compression ratio can be created by directly introducing high-pressure air into the cylinder. It can be used as
一方、ロータ室に電磁石を設けた場合には、ロータの回
転に合わせて電磁石を順に起動させて、ロータを電磁石
で吸引する。これにより、ロータの回転を加速させるこ
とができる。On the other hand, when electromagnets are provided in the rotor chamber, the electromagnets are sequentially activated in accordance with the rotation of the rotor, and the rotor is attracted by the electromagnet. This allows the rotation of the rotor to be accelerated.
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第１図及び第２図のエンジンブロック１は、多気筒タイ
プのものを示しており、ブロック１の上部には複数のシ
リンダ２が並列に設けられ、その各シリンダ２の下部に
それぞれロータ室３が設けられている。The engine block 1 shown in FIGS. 1 and 2 is of a multi-cylinder type, and a plurality of cylinders 2 are provided in parallel in the upper part of the block 1, and a rotor chamber 3 is provided in the lower part of each cylinder 2. is provided.
上記の各ロータ室３の中央には、エンジンブロンク１を
横断するクランクシャフト４が軸受を介して回転可能に
取付られている。このクランクシャフト４の各シリンダ
２に対応する位置には、クランクアーム５が設けられて
おり、このクランクアーム５にコンロッド６を介して連
結したピストン７がシリンダ２内部を往復動するように
なっている。At the center of each of the rotor chambers 3 described above, a crankshaft 4 that traverses the engine bronc 1 is rotatably attached via a bearing. A crank arm 5 is provided on the crankshaft 4 at a position corresponding to each cylinder 2, and a piston 7 connected to the crank arm 5 via a connecting rod 6 reciprocates inside the cylinder 2. There is.
各ロータ室３には、内側に孔９を有するロータ８が摺動
可能に嵌め込まれている。このロータ８の孔９の内周面
はクランクアーム５の両側に取付けたブツシュ１０の外
周面に摺接しており、ロータ８はクランクシャフト４が
回転すると、そのシャフト４の中心軸を回転中心として
シャフト４の周囲を回動するようになっている。ロータ
室３の両側面は、ロータ８の端面が気密を保って摺動す
るようにロータ幅と同一寸法で形成されており、ロータ
室３の半径方向の周面には、ロータ８がクランクシャフ
ト４の回りを回動したときロータ外周の描く軌跡に一致
させて円形のロータ摺動面゛１１が形成されている。A rotor 8 having a hole 9 inside is slidably fitted into each rotor chamber 3. The inner peripheral surface of the hole 9 of this rotor 8 is in sliding contact with the outer peripheral surface of bushings 10 attached to both sides of the crank arm 5, and when the crankshaft 4 rotates, the rotor 8 rotates about the central axis of the shaft 4. It rotates around the shaft 4. Both side surfaces of the rotor chamber 3 are formed to have the same dimensions as the rotor width so that the end surface of the rotor 8 can slide in an airtight manner. A circular rotor sliding surface 11 is formed to match the locus drawn by the outer periphery of the rotor when the rotor rotates around the rotor 4.
また、ロータ摺動面１１の両端部には、シール板１２．
１２がピン１３を介して回動可能に取付けられている。Furthermore, seal plates 12 are provided at both ends of the rotor sliding surface 11.
12 is rotatably attached via a pin 13.
このシール板１２．１２は、ロータ室３の幅と同一の幅
寸法を持ち、ロータ室３の内周面との間に設けたコイル
バネ１４により先端が常にロータ８の外周面に圧着する
ように付勢されており、このシール板１２．１２とロー
タ８の外周面及びロータ室３の内周面で囲まれる空間で
空気圧縮部１５が形成される。This sealing plate 12.12 has the same width as the width of the rotor chamber 3, and its tip is always pressed against the outer circumferential surface of the rotor 8 by the coil spring 14 provided between it and the inner circumferential surface of the rotor chamber 3. The air compression section 15 is formed in a space surrounded by the seal plate 12.12, the outer peripheral surface of the rotor 8, and the inner peripheral surface of the rotor chamber 3.
また、ロータ摺動面１１の後端には、ロータ８にバネ６
６を介して取付けた係止ピン６７が係合する係合孔６８
が形成されており、第１図のようにロータ８が上昇した
とき係止ビン６７が係合孔６８に係合してロータ８のそ
れ以上の上方向の動きを止め、−ロータ８端部とコンロ
ッド６の衝突を防ぐようになっている。Further, a spring 6 is attached to the rotor 8 at the rear end of the rotor sliding surface 11.
An engagement hole 68 into which a locking pin 67 attached via 6 engages.
is formed, and as shown in FIG. 1, when the rotor 8 rises, the locking pin 67 engages with the engagement hole 68 to stop further upward movement of the rotor 8. This is to prevent collision between the connecting rod 6 and the connecting rod 6.
ロータ室３の摺動面１１の両側には、シール板１２が嵌
まり込む切欠き１６．１６が設けられており、この切欠
き１６にシール板１２．１２が嵌合した状態でシール板
１２の表面とロータ室３の間のロータ摺動面１１上に、
ロータ８の外周面の一点が常に摺接してロータ８がクラ
ンクシャフト４の周囲を回動するようになっている。A notch 16.16 into which the seal plate 12 is fitted is provided on both sides of the sliding surface 11 of the rotor chamber 3. On the rotor sliding surface 11 between the surface of the rotor chamber 3 and the rotor chamber 3,
One point on the outer peripheral surface of the rotor 8 is always in sliding contact with the rotor 8 so that the rotor 8 rotates around the crankshaft 4.
また、両切欠き１６．１６の内面にはそれぞれ空気導入
管１７と空気排出管１８が取付けられている。空気排出
管１８は逆止弁１９を介してシリンダ２の側部に設けた
連通路２０に接続しており、その連通路２０に、空気予
圧室２１と、開閉弁２２を介して空気抜は路２３が連通
している。Moreover, an air introduction pipe 17 and an air discharge pipe 18 are attached to the inner surfaces of both notches 16 and 16, respectively. The air exhaust pipe 18 is connected to a communication passage 20 provided on the side of the cylinder 2 via a check valve 19, and an air pre-pressure chamber 21 and an air vent are connected to the communication passage 20 via an on-off valve 22. Road 23 is in communication.
上記空気予圧室２１には、連通路２０との開口２４を塞
ぐピストンバルブ２５が取付けられており、このピスト
ンバルブ２５はクランクシャフト４に連動するようにな
っている。また、予圧室２１の上部は連通孔２６を介し
てシリンダヘッド２７に設けた連通路２８に連通してお
り、この連通路２８はさらにシリンダ２の上端中央に取
付けたプラグ２９内部の連通孔３０を介してシリンダ２
の内部に連通している。上記構造において、いまロータ
８が回動してロータ室３がら空気排出管１８に空気が導
入されると、空気はその空気排出管１８から連通路２０
→空気予圧室２１→連通孔２６→連通路２８→連通孔３
０と流れてシリンダ２内に送り込まれる。したがって上
記の場合、空気排出管１８から連通孔３０までが請求の
範囲でいう空気連通路を構成しており、この空気連通路
の体積■１は、第１図に示す状態において形成される空
気圧縮部１５の体積■、より小さく（Ｖ、＜Ｖ、）設定
されている。また、上記の体積比ｖ１／ｖ２は、シリン
ダ２内部における圧縮比より大きくなっており、空気連
通路内で圧縮される空気圧力は、シリンダ２上面とピス
トン７上部の間で圧縮される燃焼ガスの圧力より大きく
なるようになっている。A piston valve 25 that closes an opening 24 with the communication passage 20 is attached to the air precompression chamber 21, and the piston valve 25 is adapted to be interlocked with the crankshaft 4. Further, the upper part of the preload chamber 21 communicates with a communication passage 28 provided in the cylinder head 27 via a communication hole 26, and this communication passage 28 further communicates with a communication hole 30 inside a plug 29 attached to the center of the upper end of the cylinder 2. through cylinder 2
It communicates with the inside of. In the above structure, when the rotor 8 rotates and air is introduced from the rotor chamber 3 into the air exhaust pipe 18, the air flows from the air exhaust pipe 18 to the communication path 20.
→ Air preload chamber 21 → Communication hole 26 → Communication path 28 → Communication hole 3
0 and is fed into the cylinder 2. Therefore, in the above case, the area from the air discharge pipe 18 to the communication hole 30 constitutes an air communication path in the claims, and the volume 1 of this air communication path is the air formed in the state shown in FIG. The volume (2) of the compression section 15 is set smaller (V, <V,). Furthermore, the above volume ratio v1/v2 is larger than the compression ratio inside the cylinder 2, and the air pressure compressed within the air communication passage is equal to the combustion gas compressed between the upper surface of the cylinder 2 and the upper surface of the piston 7. The pressure is set to be greater than that of the
上記連通孔２６．３０には、それぞれその内部を開閉す
るバルブ３１．３２が取付けられ、そのバルブ３１．３
２の上端は連通路２８の上方に突出しており、その上端
にそれぞれカム３３．３４が摺接している。このカム３
３．３４は、後述するカム作動杆３５が係合して回動す
るようになっている。Valves 31.32 for opening and closing the inside of the communication holes 26.30 are respectively attached, and the valves 31.3
The upper ends of 2 protrude above the communication path 28, and cams 33 and 34 are in sliding contact with the upper ends, respectively. This cam 3
3.34 is adapted to rotate when engaged with a cam operating rod 35, which will be described later.
また、クランクシャフト４の端部にはリングギヤ３６が
取付けられ、そのリングギヤ３６にカムシャフト３７に
連結したギヤ３８が噛み合っている。このカムシャフト
３７には、位相を変えて複数のカム３９．４０．４１が
取付けられており、各カム３９．４０．４１にはコイル
バ２４２により下向きに付勢されるブツシュロッド４３
ａ、４３ｂ、４３ｃが摺接している。Further, a ring gear 36 is attached to the end of the crankshaft 4, and a gear 38 connected to a camshaft 37 meshes with the ring gear 36. A plurality of cams 39, 40, 41 are attached to the camshaft 37 with different phases, and each cam 39, 40, 41 has a bushing rod 43 that is urged downward by a coil bar 242.
a, 43b, and 43c are in sliding contact.
このブツシュロッドのうち、中央のブツシュロッド４３
ｂの上端には、第３図に示すように、その回転レバー４
４が係合し、その回転レバー４４に水平方向に移動する
カム作動杆３５の一端が係合している。このカム作動杆
３５には、前記のカム３３．３４と係合してそれらを回
動させる係合部３５ａ、３５ｂが形成されている。Among these bushing rods, the bushing rod 43 in the center
At the upper end of b, there is a rotary lever 4, as shown in FIG.
4 is engaged, and one end of a cam operating rod 35 that moves in the horizontal direction is engaged with the rotating lever 44. The cam operating rod 35 is formed with engaging portions 35a and 35b that engage with the cams 33 and 34 to rotate them.
また、両側のブツシュロッド４３ａ、４３ｃの上端は、
第４図に示すように、シリンダヘッド２７に回動可能に
連結したタペット４５．４５の後端に係合しており、こ
のタペット４５．４５の先端は、シリンダヘッド２７の
吸気室４６と排気室４７に取付けられた吸排気室バルブ
→８．４９の上端に係合している。In addition, the upper ends of the bushing rods 43a and 43c on both sides are
As shown in FIG. 4, it engages with the rear end of a tappet 45.45 rotatably connected to the cylinder head 27, and the tip of this tappet 45.45 connects the intake chamber 46 of the cylinder head 27 with the exhaust gas. The intake/exhaust chamber valve attached to chamber 47 is engaged with the upper end of 8.49.
一方、ロータ室３のロータ摺動面１１には、その円周に
沿って多数の電磁石５０が埋め込まれており、クランク
シャフト４の先端には、その電６ｎ石を起動する磁石起
動装置５１が設けられている。On the other hand, a large number of electromagnets 50 are embedded in the rotor sliding surface 11 of the rotor chamber 3 along its circumference, and a magnet starting device 51 for starting the electromagnets is installed at the tip of the crankshaft 4. It is provided.
この磁石起動装置５１は、発電機構５２とスイッチ機構
５３とから成り、スイッチ機構５３と電磁石５０との間
がそれぞれリード線６４で接続されている。This magnet starting device 51 consists of a power generation mechanism 52 and a switch mechanism 53, and the switch mechanism 53 and the electromagnet 50 are connected by lead wires 64, respectively.
発電機構５２は、クランクシャフト４の先端に取付けた
ファン５４にコイルを巻き、そのファン５４の外周を界
磁コイル５５を巻いたケース５６で覆って直流電流を得
るようにしたもので、この直流電流はスイッチ機構５３
を介して電磁石５０に流れる。The power generation mechanism 52 is constructed by winding a coil around a fan 54 attached to the tip of the crankshaft 4, and covering the outer periphery of the fan 54 with a case 56 around which a field coil 55 is wound to obtain a direct current. The current flows through the switch mechanism 53
The current flows to the electromagnet 50 via the .
スイッチ機構５３の作動はクランクシャフト４の回転に
連動するようになっており、ロータ８の回転にタイミン
グを合わせて回転開始側の最初の電磁石５０ａに通電し
た後、次の電磁石５０ｂに通電し、次々とそれを移動さ
せていくもので、このとき、前の電磁石５０ａへの通電
は切れ、ロータ８の回転に合わせてロータの前方にある
電磁石５０が次々と起動されるようになっている。これ
により、電磁石５０の磁力によりロータ８が吸引され、
ロータ８の回転を加速させることができる。The operation of the switch mechanism 53 is linked to the rotation of the crankshaft 4, and after energizing the first electromagnet 50a on the rotation start side in synchronization with the rotation of the rotor 8, the next electromagnet 50b is energized. The electromagnets 50a are moved one after another, and at this time, the power to the previous electromagnet 50a is cut off, and the electromagnets 50 in front of the rotor are activated one after another in accordance with the rotation of the rotor 8. As a result, the rotor 8 is attracted by the magnetic force of the electromagnet 50,
The rotation of the rotor 8 can be accelerated.
なお、電磁石への通電は電磁石１個ごとに行なうのでは
なく、２個又は３個の電磁石を１組としてそれらを順次
変化させるようにしてもよい。Note that the energization of the electromagnets is not performed for each electromagnet, but may be sequentially changed by forming a set of two or three electromagnets.
ところで、シリンダ２内での燃焼ガスの圧縮比を高めた
場合、完全燃焼させるためには燃焼ガスに出来るだけ広
範囲で強いスパークを与える必要がある。このため、こ
の実施例では高密度のスパークを発生するためにプラグ
に工夫を加えている。By the way, when the compression ratio of the combustion gas in the cylinder 2 is increased, it is necessary to apply a strong spark to the combustion gas in as wide a range as possible in order to achieve complete combustion. Therefore, in this embodiment, the plug is modified to generate high-density sparks.
即ち、第５図及び第６図に示すように実施例のエンジン
においては、フランジ状プラグ２９の下面に多数のスパ
ーク端子５７を同心円状に配置し、このフランジ状プラ
グ２Ｓをシリンダ２の中央に位置させて取付けている。That is, as shown in FIGS. 5 and 6, in the engine of the embodiment, a large number of spark terminals 57 are arranged concentrically on the lower surface of the flange-shaped plug 29, and this flange-shaped plug 2S is placed in the center of the cylinder 2. It is located and installed.
この構造により、シリンダ２の中心で同心円状のスパー
クを燃焼ガス内に飛ばすことができるので、爆発を最短
距離でシリンダ内部の隅々まで伝えることができる。With this structure, concentric sparks can be emitted into the combustion gas at the center of the cylinder 2, so that the explosion can be transmitted to every corner of the cylinder over the shortest distance.
なお、上記のように多数のスパーク端子５７にスパーク
発生のため同時に高電圧を加えると、車輌に通常積載さ
れているバッテリの電圧だけでは不足するために、バッ
テリとは別の高圧電源を持つ必要がある。このため、こ
の実施例では第１図及び第５図に示すようにカムシャフ
ト３７の先端に整流子コイルと界磁コイルを組み合せた
発電機５８を形成し、この発電機５８からイグニッショ
ンコイル５Ｓに電流を流してスパーク端子５７を発火さ
せるようにしている。この場合、発電機５８とイグニッ
ションコイル５９との間にスイッチ回路６０を設け、エ
ンジンの回転が低速の間はパンテリ６１からイグニッシ
ョンコイル５９に電流を流し、エンジンの回転が高速に
なると回路が切換って発電機５８から電気が流れるよう
にしである。なお、第５図中６５はデイストリビュータ
ーである。Note that if high voltage is applied to multiple spark terminals 57 at the same time to generate sparks as described above, the voltage of the battery normally loaded in the vehicle will not be enough, so it is necessary to have a high voltage power source separate from the battery. There is. Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, a generator 58 that combines a commutator coil and a field coil is formed at the tip of the camshaft 37, and the ignition coil 5S is connected from the generator 58 to the ignition coil 5S. A current is passed through the spark terminal 57 to cause it to ignite. In this case, a switch circuit 60 is provided between the generator 58 and the ignition coil 59, and current is passed from the pantry 61 to the ignition coil 59 while the engine is rotating at low speed, and when the engine is rotating at high speed, the circuit is switched. This allows electricity to flow from the generator 58. In addition, 65 in FIG. 5 is a distributor.
この実施例のエンジンは上記のような構造で成っており
、次にその作用を第７図を参考にして説明する。The engine of this embodiment has the structure described above, and its operation will now be explained with reference to FIG.
第７図（ａ）は圧縮工程の最終の部分を示しており、こ
の状態でバルブ３１．３２と吸排気バルブ４８．４９は
閉まり、予圧室２１のピストンバルブ２５が上昇して開
口２４を塞いでいる。また、ロータ８に押されて後側の
シール板１２が切欠き１６に嵌まり込んで空気排出管１
８を塞いでいる。FIG. 7(a) shows the final part of the compression process. In this state, the valves 31, 32 and the intake/exhaust valves 48, 49 are closed, and the piston valve 25 of the preload chamber 21 rises to close the opening 24. I'm here. Also, the rear seal plate 12 is pushed by the rotor 8 and fits into the notch 16, causing the air exhaust pipe 1
8 is blocked.
次に、第７図（ｂ）のようにピストン７が上死点まで上
昇してシリンダ２上部で燃焼ガスが圧縮されると、プラ
グ２９からスパークが飛んで燃焼ガスが急激に燃焼する
。これが所謂爆発工程である。Next, as shown in FIG. 7(b), when the piston 7 rises to the top dead center and the combustion gas is compressed in the upper part of the cylinder 2, sparks fly from the plug 29 and the combustion gas is rapidly combusted. This is the so-called explosion process.
このとき、空気導入管１７と空気排出管１８は開放して
おり、空気圧縮部１５は開放状態にある。At this time, the air introduction pipe 17 and the air discharge pipe 18 are open, and the air compression section 15 is in an open state.
ついで、シリンダ内の爆発により第７図（Ｃ）に示すよ
うにピストン７が下がると、ロータ８がロータ摺動面１
１に摺接して下降し、そのロータ８に押されたシール板
１２が空気導入管１７の開口を塞ぐ。このとき、予圧室
２１のピストンバルブ２５が下がり、開口２４が開放さ
れる。Then, when the piston 7 moves down as shown in FIG.
The seal plate 12 slidably contacts the rotor 1 and lowers, and the seal plate 12 pressed by the rotor 8 closes the opening of the air introduction pipe 17. At this time, the piston valve 25 of the preload chamber 21 is lowered and the opening 24 is opened.
さらに第７図（団に示すようにビス・トン７が下降して
ロータ８がロータ室３内を下降すると、空気圧縮部１５
の体積が著しく小さくなり、空気は空気排出管１８と連
通路２０を通って予圧室２１内に圧入される。この場合
、磁石起動装置５１が起動し電磁石５０がロータ８の回
転に沿って順に起動され、ロータ８を前方から吸引する
。このため、ロータ８は、ピストン７により駆動される
クランクシャフト４の回転力と電磁石５０による磁気吸
引力により加速されロータ室３内を回動する。Furthermore, as shown in FIG.
The volume of the air is significantly reduced, and air is forced into the precompression chamber 21 through the air discharge pipe 18 and the communication passage 20. In this case, the magnet starting device 51 is started, and the electromagnets 50 are sequentially started along with the rotation of the rotor 8 to attract the rotor 8 from the front. Therefore, the rotor 8 is accelerated by the rotational force of the crankshaft 4 driven by the piston 7 and the magnetic attraction force by the electromagnet 50, and rotates within the rotor chamber 3.
次に、第７図（ｅ）に示すように、ピストン７が下死点
から上昇して排気工程に入ると、シール板１２により空
気排出管１８が塞がれると共に、予圧室２１のピストン
バルブ２５が上昇して開口２４を塞ぐ。次に第７図（ｆ
）に示すようにロータ８がロータ室３の上端にくると、
空気抜は路２３の開閉弁２２が開く。Next, as shown in FIG. 7(e), when the piston 7 rises from the bottom dead center and enters the exhaust process, the air exhaust pipe 18 is blocked by the seal plate 12, and the piston valve in the preload chamber 21 is closed. 25 rises and closes the opening 24. Next, Fig. 7 (f
), when the rotor 8 reaches the upper end of the rotor chamber 3,
Air is vented by opening the on-off valve 22 in the passage 23.
ついで、第７図の（ｇ）と（ロ）に示すようにピストン
７が下降する吸気工程の間は、吸気バルブ３１が開いて
シリンダ２内に燃焼ガスが導入されると共に、ロータ８
により空気排出管１８から排出される空気は空気抜は路
２３から外部に自由に抜け、ロータ８の回転の抵抗力に
ならない。なお、この場合も、電磁石５０がロータ８の
回転に連動して起動され、ロータ５０の回転を加速させ
ている。Then, during the intake stroke in which the piston 7 descends as shown in (g) and (b) of FIG. 7, the intake valve 31 opens and combustion gas is introduced into the cylinder 2, and the rotor 8
Therefore, the air discharged from the air discharge pipe 18 freely escapes to the outside from the air passage 23, and does not act as a resistance force to the rotation of the rotor 8. In this case as well, the electromagnet 50 is activated in conjunction with the rotation of the rotor 8, accelerating the rotation of the rotor 50.
吸気工程が終了して、第７図（ｉ）に示すようにビス１
−ン７が上昇し圧縮工程に入ると、連通孔２６．３０の
バルブ３１．３２が下降して連通路２８が開放され、予
圧室２１の圧縮空気がシリンダ２内に導入されて、シリ
ンダ２内の圧力を上昇させる。After the intake process is complete, screw 1 as shown in Figure 7(i).
- When the cylinder 7 rises and enters the compression process, the valve 31.32 of the communication hole 26.30 descends to open the communication passage 28, and the compressed air in the precompression chamber 21 is introduced into the cylinder 2. increase the pressure inside.
さらにピストン７が上昇して圧縮が進むと、バルブ３１
．３２が上昇して連通孔２６．３０を閉じ、第７図（ａ
）の状態に戻る。そして最初から上述した工程を繰り返
す。When the piston 7 further rises and compression progresses, the valve 31
．． 32 rises and closes the communication hole 26.30, as shown in Fig. 7(a).
). Then repeat the process described above from the beginning.
第８図は、この発明を吸気ガスの過給装置に用いた他の
実施例を示しており、この例では、空気予圧室２１と連
通ずる連通路２８にスロツトルバルブ６２と燃料噴射ノ
ズル６３を設け、その連通路２８をシリンダ２内部に連
通させている。上記構造においては、ターボチャージャ
の場合と同様圧縮された空気内に燃料が噴射されるので
、混合比の高い燃料ガスをシリンダ２内に導入すること
ができ、高出力を得ることができる。FIG. 8 shows another embodiment in which the present invention is applied to an intake gas supercharging device. In this example, a throttle valve 62 and a fuel injection nozzle 63 are connected to a communication passage 28 that communicates with an air precompression chamber 21. is provided, and its communication passage 28 communicates with the inside of the cylinder 2. In the above structure, since fuel is injected into compressed air as in the case of a turbocharger, fuel gas with a high mixing ratio can be introduced into the cylinder 2, and high output can be obtained.
以上のように、この発明は、クランクシャフトの回転力
を利用して空気を圧縮してシリンダ内に導入するように
したので、従来のターボチャージャのように高回転や高
温度に耐えうる材料を使用する必要がなく、低コストで
エンジンの高出力・高効率化をはかることができる。As described above, this invention utilizes the rotational force of the crankshaft to compress air and introduce it into the cylinder, so unlike conventional turbochargers, materials that can withstand high rotation and high temperatures are used. There is no need to use it, and it is possible to increase the output and efficiency of the engine at low cost.
また、ロータをロータ室に設けた電磁石で磁力吸引する
ようにすると、ロータの回転を加速させることができる
ので、−層過給効率の高いエンジンを提供することがで
きる利点がある。Furthermore, if the rotor is magnetically attracted by an electromagnet provided in the rotor chamber, the rotation of the rotor can be accelerated, which has the advantage of providing an engine with high -layer supercharging efficiency.
第１図は実施例のエンジンを示す縦断側面図、第２図は
同上の一部切欠き正面図、第３図及び第４図はそれぞれ
同上の要部を示す断面図、第５図は同上のプラグを示す
側断面図、第６図はプラグの底面図、第７図（ａ）乃至
（ｉ）は同上のエンジンの作用を示す図、第８図は他の
実施例を示ず側断面図である。
１・・・・・・エンジンブロック、
２・・・・・・シリンダ、 ３・・・・・・ロータ
室、４・・・・・・クランクシャフト、
５・・・・・・クランクアーム、
７・・・・・・ピストン、 ８・・・・・・ロータ
、Ｓ・・・・・・孔、 １１・・・・・・ロー
フ摺動面、１２・・・・・・シール板、 １５・・・
・・・空気圧縮部、１７・・・・・・空気導入管、１８
・・・・・・空気排出管、２０・・・・・・連通路、
２１・・・・・・空気予圧室、２５・・・・・・ピス
トンバルブ、
２６・・・・・・連通孔、 ２８・・・・・・連通路
、３０・・・・・・連通孔、 ３Ｌ ３２・・・・・
・バルブ、５０・・・・・・電磁石、 ５１・・・・
・・磁石起動装置、５２・・・・・・発電機構、 ５３
・・・・・・スイッチ機構。Fig. 1 is a longitudinal side view showing the engine of the embodiment, Fig. 2 is a partially cutaway front view of the same as above, Figs. 3 and 4 are sectional views showing the main parts of the above, respectively, and Fig. 5 is the same as above. 6 is a bottom view of the plug, FIGS. 7(a) to (i) are views showing the operation of the same engine, and FIG. 8 is a side sectional view showing other embodiments. It is a diagram. 1... Engine block, 2... Cylinder, 3... Rotor chamber, 4... Crankshaft, 5... Crank arm, 7 ... Piston, 8 ... Rotor, S ... Hole, 11 ... Loaf sliding surface, 12 ... Seal plate, 15.・・・
... Air compression section, 17 ... Air introduction pipe, 18
...Air discharge pipe, 20...Communication path,
21...Air prepressure chamber, 25...Piston valve, 26...Communication hole, 28...Communication passage, 30...Communication hole , 3L 32...
・Valve, 50... Electromagnet, 51...
... Magnet starter, 52 ... Power generation mechanism, 53
...Switch mechanism.
Claims (2)
内に往復動させ、そのシリンダ内で燃焼ガスを圧縮・爆
発させてクランクシャフトを回転させるエンジンにおい
て、上記クランクシャフトにクランクアームを介してロ
ータをそのクランクシャフトの周囲に回動可能に連結し
、上記シリンダの下部にロータが気密を保持して摺動す
るロータ室を設け、このロータ室にはロータがクランク
シャフトの周囲を回動する際そのロータの外周面が常に
摺接して転動するロータ摺動面を設け、このロータ摺動
面の一端に空気導入口を、他端に空気排出口を設けると
共に、その摺動面の上記導入口と排出口の上方に、それ
ぞれ先端が上記ロータの外周に摺接してロータとロータ
摺動面の間のすき間を塞ぐシール部材を設けて、このシ
ール部材とロータ外周及びロータの内面との間で空気圧
縮部を形成し、上記空気排出口とシリンダの間には空気
連通路を形成し、この空気連通路にクランクシャフトの
回転に連動してその通路を開閉する開閉手段を設け、か
つ、この空気連通路の体積を空気圧縮部の体積よりも小
さく設定したことを特徴とするエンジン。(1) In an engine that rotates a crankshaft by reciprocating a piston connected to a crankshaft within a cylinder and compressing and exploding combustion gas within the cylinder, a rotor is connected to the crankshaft via a crank arm. The cylinder is connected rotatably around the shaft, and a rotor chamber is provided at the bottom of the cylinder in which the rotor slides in an airtight manner. A rotor sliding surface is provided on which the outer peripheral surface always rolls in sliding contact, and an air inlet is provided at one end of this rotor sliding surface and an air outlet is provided at the other end, and the above-mentioned inlet and exhaust port are provided on the sliding surface. A sealing member is provided above the outlet, the tip of each of which slides into contact with the outer periphery of the rotor to close the gap between the rotor and the rotor sliding surface, and air is compressed between the sealing member and the outer periphery of the rotor and the inner surface of the rotor. an air communication passage is formed between the air outlet and the cylinder, and an opening/closing means for opening and closing the passage in conjunction with rotation of the crankshaft is provided in the air communication passage; An engine characterized in that the volume of the passage is set smaller than the volume of the air compression section.
ロータ摺動面にロータの回動方向に沿って複数の電磁石
を配置し、その各電磁石にそれらをクランクシャフトの
回動方向に順に起動させる磁石起動装置を接続したこと
を特徴とする請求項（１）に記載のエンジン。(2) The rotor is formed of a magnetic material, and multiple electromagnets are arranged along the rotating direction of the rotor on the rotor sliding surface of the rotor chamber, and each electromagnet is activated in turn in the rotating direction of the crankshaft. The engine according to claim 1, further comprising a magnet starting device connected to the engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290689A JPH02136513A (en) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290689A JPH02136513A (en) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02136513A true JPH02136513A (en) | 1990-05-25 |
| JPH0581731B2 JPH0581731B2 (en) | 1993-11-16 |
Family
ID=17759230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63290689A Granted JPH02136513A (en) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | Engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02136513A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5377634A (en) * | 1992-09-08 | 1995-01-03 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Compressor system for reciprocating machine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49125721A (en) * | 1973-04-11 | 1974-12-02 | ||
| JPS58167822A (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Nissan Motor Co Ltd | Supercharge device of 4-cycle engine |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP63290689A patent/JPH02136513A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49125721A (en) * | 1973-04-11 | 1974-12-02 | ||
| JPS58167822A (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Nissan Motor Co Ltd | Supercharge device of 4-cycle engine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5377634A (en) * | 1992-09-08 | 1995-01-03 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Compressor system for reciprocating machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0581731B2 (en) | 1993-11-16 |
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