JP2008002375A - エンジン用補助駆動装置及び補助駆動装置付きエンジン - Google Patents
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Abstract
【課題】排気ガスとして無駄に排出される気体の爆発により生じるエネルギーを回転力として用いることでエンジンの効率をより高めることを課題とする。
【解決手段】ピストンエンジンの回転力を補助するエンジン用補助駆動装置として、ピストンと、前記ピストンが摺動するシリンダーと、シリンダーの一方に設けられる密閉室と、前記ピストンの往復により回動する前記ピストンエンジンの回動軸と直列に連結されるクランクシャフトと、前記ピストンエンジンの少なくとも1の気筒の排気口と前記密閉室とを連通する吸気口と、前記密閉室と外部とを連通する排気口と、前記排気口の開閉を行う排気バルブとを設け、前記気筒が排気工程のときに、前記ピストンは前記密閉室の容積が拡大する方向に向う位置に存し、前記排気バルブは前記密閉室の容積が縮小するときに開き、前記密閉室が拡大するときに閉じるように形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】ピストンエンジンの回転力を補助するエンジン用補助駆動装置として、ピストンと、前記ピストンが摺動するシリンダーと、シリンダーの一方に設けられる密閉室と、前記ピストンの往復により回動する前記ピストンエンジンの回動軸と直列に連結されるクランクシャフトと、前記ピストンエンジンの少なくとも1の気筒の排気口と前記密閉室とを連通する吸気口と、前記密閉室と外部とを連通する排気口と、前記排気口の開閉を行う排気バルブとを設け、前記気筒が排気工程のときに、前記ピストンは前記密閉室の容積が拡大する方向に向う位置に存し、前記排気バルブは前記密閉室の容積が縮小するときに開き、前記密閉室が拡大するときに閉じるように形成する。
【選択図】 図1
Description
本発明はエンジンの駆動を補助する装置に関し、特に、エンジンの排気圧を駆動力として利用するものに関する。
内燃式のエンジンは、混合気を燃焼室に吸気して、これを圧縮し、燃料を爆発させることで、ピストンなどを駆動させて回転力を得るものである。このような内燃式のエンジンでは燃料の爆発後、燃焼室の容積がほぼ最大になった時点で、推進力を妨げないように燃焼室内部のガスは速やかに排気されるようになっている。
ところで、燃焼室で爆発した気体は容積比で何十倍にも膨張しようとする。しかし、一般に、ガソリンエンジンの圧縮比は5〜10程度、ディーゼルエンジンでも圧縮比は20程度であるので、爆発気体のエネルギーの大半が使用されていないことになる。
そこで、本発明では、排気ガスとして無駄に排出される気体の爆発により生じるエネルギーを回転力として用いることでエンジンの効率をより高めることを課題とする。
そこで、本発明では、排気ガスとして無駄に排出される気体の爆発により生じるエネルギーを回転力として用いることでエンジンの効率をより高めることを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項1に記載の発明は、ピストンエンジンの回転力を補助するエンジン用補助駆動装置であり、ピストンと、前記ピストンが摺動するシリンダーと、シリンダーの一方に設けられる密閉室と、前記ピストンの往復により回動する前記ピストンエンジンの回動軸と直列に連結されるクランクシャフトと、前記ピストンエンジンの少なくとも1の気筒の排気口と前記密閉室とを連通する吸気口と、前記密閉室と外部とを連通する排気口と、前記排気口の開閉を行う排気バルブとを有している。そして、前記気筒が排気工程のときに、前記ピストンは前記密閉室の容積が拡大する方向に向う位置に存し、前記排気バルブは前記密閉室の容積が縮小するときに開き、前記密閉室が拡大するときに閉じるように形成される。なお、ピストンエンジンは、4サイクルピストンエンジンと2サイクルピストンエンジンが含まれる。
請求項2に記載の発明は、前記エンジン用補助駆動装置において、前記排気口から排気の流入があるとに開き、前記密閉室の容積が縮小するときには閉じる、前記吸気口の開閉を行う吸気バルブを、さらに設けたものである。
請求項3に記載の発明は、2気筒を単位ユニットとする2×N(Nは整数)気筒の4サイクルピストンエンジンであって、当該一単位ユニットには、請求項1又は2に記載のエンジン用補助駆動装置が設けられるとともに、各気筒は2サイクルずれて駆動し、当該エンジン用補助駆動装置は各気筒の排気口に連通する吸気口を有するものである。なお、2×N気筒のエンジンとは、2気筒エンジン、4気筒エンジン、6気筒エンジンのように気筒数が2の倍数となっているエンジンを意味する。
請求項4に記載の発明は、ロータリーエンジンの回転力を補助するエンジン用補助駆動装置であって、駆動ローターと、ロータハウジング及びサイドハウジングにより構成され、前記駆動ローターの回転により、対向する2の密閉室が交互に容積の拡大と縮小を繰り返すハウジングと、前記ロータリーエンジンの回動軸と直列に連結される、前記駆動ローターを支持する偏心シャフトと、前記ハウジングに固定される固定ギアと、固定ギアに係合する前記駆動ローターに設けられるローターギアと、前記ロータリーエンジンの少なくとも1のローターに対応する排気口を前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により拡大に至る部分と連通する吸気口と、前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により縮小に至る部分を外部と連通する排気口とを有するものである。そして、前記ロータリーエンジンの前記ローターに対応する排気工程の時に、前記一の密閉室の容積が拡大する過程となるように形成される。なお、ここでのロータリーエンジンは、ローターの回転により2の対向する密閉室が交互に容積の拡大と縮小を繰り返すものをいう。なお、「前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により拡大に至る部分」とは、前記ハウジングにおいて密閉室が駆動ローターの回動によって拡大過程にある場合における、当該密閉室のいずれかの部分を意味する。同様に、「前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により縮小に至る部分」とは、前記ハウジングにおいて密閉室が駆動ローターの回動によって縮小過程にある場合における、当該密閉室のいずれかの部分を意味する。また、「前記ロータリーエンジンの少なくとも一つのローターに対応する排気口」とは、前記ロータリーエンジンが直列2ローターロータリーエンジンのようにローターを複数有する場合における、一つのローターを含むハウジングに形成される当該ローターの排気工程により生じるガスを排気する排気口を言うものであり、同様に、「前記ローターに対応する排気工程」とは、当該ローターの回動により生じる排気工程をいうものとする。
請求項5に記載の発明は、2の直列に配される一組のローターとハウジング部分を単位ユニットとする2×N(Nは整数)ローターロータリーエンジンであって、当該単位ユニットは、請求項4に記載のエンジン用補助駆動装置が設けられ、各ローターに対応する排気工程は、等しい時間間隔で交互に行われ、当該エンジン用補助駆動装置の前記吸気口が前記対向する各密閉室のそれぞれに設けられるとともに、各ローターに対応する排気口とそれぞれの前記吸気口が連通するものである。なお、2×Nローターロータリーエンジンとは、同一軸に複数のローターが設けられ、各ローターごとにハウジングが形成される、それぞれのローターを含む部分が独立して吸気、圧縮、燃焼、排気を行うロータリーエンジンのうち、ローターの数が2の倍数となっているものであり、直列2ローターロータリーエンジン、直列4ローターロータリーエンジンなどが例示される。
請求項1に記載の発明は、ピストンエンジンの回転力を補助するエンジン用補助駆動装置であり、ピストンと、前記ピストンが摺動するシリンダーと、シリンダーの一方に設けられる密閉室と、前記ピストンの往復により回動する前記ピストンエンジンの回動軸と直列に連結されるクランクシャフトと、前記ピストンエンジンの少なくとも1の気筒の排気口と前記密閉室とを連通する吸気口と、前記密閉室と外部とを連通する排気口と、前記排気口の開閉を行う排気バルブとを有している。そして、前記気筒が排気工程のときに、前記ピストンは前記密閉室の容積が拡大する方向に向う位置に存し、前記排気バルブは前記密閉室の容積が縮小するときに開き、前記密閉室が拡大するときに閉じるように形成される。なお、ピストンエンジンは、4サイクルピストンエンジンと2サイクルピストンエンジンが含まれる。
請求項2に記載の発明は、前記エンジン用補助駆動装置において、前記排気口から排気の流入があるとに開き、前記密閉室の容積が縮小するときには閉じる、前記吸気口の開閉を行う吸気バルブを、さらに設けたものである。
請求項3に記載の発明は、2気筒を単位ユニットとする2×N(Nは整数)気筒の4サイクルピストンエンジンであって、当該一単位ユニットには、請求項1又は2に記載のエンジン用補助駆動装置が設けられるとともに、各気筒は2サイクルずれて駆動し、当該エンジン用補助駆動装置は各気筒の排気口に連通する吸気口を有するものである。なお、2×N気筒のエンジンとは、2気筒エンジン、4気筒エンジン、6気筒エンジンのように気筒数が2の倍数となっているエンジンを意味する。
請求項4に記載の発明は、ロータリーエンジンの回転力を補助するエンジン用補助駆動装置であって、駆動ローターと、ロータハウジング及びサイドハウジングにより構成され、前記駆動ローターの回転により、対向する2の密閉室が交互に容積の拡大と縮小を繰り返すハウジングと、前記ロータリーエンジンの回動軸と直列に連結される、前記駆動ローターを支持する偏心シャフトと、前記ハウジングに固定される固定ギアと、固定ギアに係合する前記駆動ローターに設けられるローターギアと、前記ロータリーエンジンの少なくとも1のローターに対応する排気口を前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により拡大に至る部分と連通する吸気口と、前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により縮小に至る部分を外部と連通する排気口とを有するものである。そして、前記ロータリーエンジンの前記ローターに対応する排気工程の時に、前記一の密閉室の容積が拡大する過程となるように形成される。なお、ここでのロータリーエンジンは、ローターの回転により2の対向する密閉室が交互に容積の拡大と縮小を繰り返すものをいう。なお、「前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により拡大に至る部分」とは、前記ハウジングにおいて密閉室が駆動ローターの回動によって拡大過程にある場合における、当該密閉室のいずれかの部分を意味する。同様に、「前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により縮小に至る部分」とは、前記ハウジングにおいて密閉室が駆動ローターの回動によって縮小過程にある場合における、当該密閉室のいずれかの部分を意味する。また、「前記ロータリーエンジンの少なくとも一つのローターに対応する排気口」とは、前記ロータリーエンジンが直列2ローターロータリーエンジンのようにローターを複数有する場合における、一つのローターを含むハウジングに形成される当該ローターの排気工程により生じるガスを排気する排気口を言うものであり、同様に、「前記ローターに対応する排気工程」とは、当該ローターの回動により生じる排気工程をいうものとする。
請求項5に記載の発明は、2の直列に配される一組のローターとハウジング部分を単位ユニットとする2×N(Nは整数)ローターロータリーエンジンであって、当該単位ユニットは、請求項4に記載のエンジン用補助駆動装置が設けられ、各ローターに対応する排気工程は、等しい時間間隔で交互に行われ、当該エンジン用補助駆動装置の前記吸気口が前記対向する各密閉室のそれぞれに設けられるとともに、各ローターに対応する排気口とそれぞれの前記吸気口が連通するものである。なお、2×Nローターロータリーエンジンとは、同一軸に複数のローターが設けられ、各ローターごとにハウジングが形成される、それぞれのローターを含む部分が独立して吸気、圧縮、燃焼、排気を行うロータリーエンジンのうち、ローターの数が2の倍数となっているものであり、直列2ローターロータリーエンジン、直列4ローターロータリーエンジンなどが例示される。
請求項1に記載の発明は、補助するエンジンの排気によりピストンが駆動し、補助するエンジンの回動軸と同軸に回転するクランクシャフトを回動させるので、補助するエンジンの排気を回転駆動力に変換して、これを補助するエンジンの回動力として付加することができる。
請求項2に記載の発明は、吸気口の開閉を行う吸気バルブを用いることにより、補助するエンジンの排気バルブの開閉タイミングを問わず、適切にエンジン用補助駆動装置の排気を補助するエンジンに逆流させることなく制御することができる。
請求項3に記載の発明は、単位ユニットの各気筒のサイクルが2サイクルずれることで
4サイクル中で2回転するクランクシャフトに対して、各1回転ごとに交互に排気工程が生じ、エンジン用補助駆動装置には、回転ごとに交互に各気筒からの排気が流入するので、エンジン用補助駆動装置は各回転ごとに駆動力が発生することとなり、エンジン補助駆動装置をより効果的に働かせることができる。
請求項4に記載の発明は、補助するエンジンの排気により駆動ローターが駆動し、補助するエンジンの回転軸と同軸に回動する偏心シャフトを回動させるので、補助するエンジンの排気を回転駆動力に変換して、これを補助するエンジンの回動力として付加することができる。
請求項5に記載の発明は、単位ユニットの各ローターに対応する排気工程が交互に等間隔で生じ、それぞれの排気がエンジン用補助駆動装置のそれぞれの密閉室に交互に流入するので、エンジン用補助駆動装置にはそのつど駆動力が発生することとなり、エンジン補助駆動装置をより効果的に働かせることができる。
請求項2に記載の発明は、吸気口の開閉を行う吸気バルブを用いることにより、補助するエンジンの排気バルブの開閉タイミングを問わず、適切にエンジン用補助駆動装置の排気を補助するエンジンに逆流させることなく制御することができる。
請求項3に記載の発明は、単位ユニットの各気筒のサイクルが2サイクルずれることで
4サイクル中で2回転するクランクシャフトに対して、各1回転ごとに交互に排気工程が生じ、エンジン用補助駆動装置には、回転ごとに交互に各気筒からの排気が流入するので、エンジン用補助駆動装置は各回転ごとに駆動力が発生することとなり、エンジン補助駆動装置をより効果的に働かせることができる。
請求項4に記載の発明は、補助するエンジンの排気により駆動ローターが駆動し、補助するエンジンの回転軸と同軸に回動する偏心シャフトを回動させるので、補助するエンジンの排気を回転駆動力に変換して、これを補助するエンジンの回動力として付加することができる。
請求項5に記載の発明は、単位ユニットの各ローターに対応する排気工程が交互に等間隔で生じ、それぞれの排気がエンジン用補助駆動装置のそれぞれの密閉室に交互に流入するので、エンジン用補助駆動装置にはそのつど駆動力が発生することとなり、エンジン補助駆動装置をより効果的に働かせることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
図1に本実施形態1に係るエンジン用補助駆動装置Yを用いた4サイクルピストンエンジンXを模式的に表す図を示す。本4サイクルピストンエンジンXは2気筒エンジンであり、第一気筒部分Aと第二気筒部分Bとエンジン用補助駆動装置Yとで構成される。図では、それぞれを並列で表しているが、実際は、回動軸を共通にし直列に配置されるものである。
第一気筒部分Aび第二気筒部分Bは4サイクルエンジンであり、燃焼室A1、B1のそれぞれにおいて、吸気、圧縮、燃焼、排気の4サイクルが行われる。そして、第一気筒部分Aおよび第二気筒部分Bは、2サイクル分だけずれて駆動するようになっている。この結果として、第一気筒部分Aと第二気筒部分Bのピストンは同じ動きをすることとなる。
(実施形態1)
図1に本実施形態1に係るエンジン用補助駆動装置Yを用いた4サイクルピストンエンジンXを模式的に表す図を示す。本4サイクルピストンエンジンXは2気筒エンジンであり、第一気筒部分Aと第二気筒部分Bとエンジン用補助駆動装置Yとで構成される。図では、それぞれを並列で表しているが、実際は、回動軸を共通にし直列に配置されるものである。
第一気筒部分Aび第二気筒部分Bは4サイクルエンジンであり、燃焼室A1、B1のそれぞれにおいて、吸気、圧縮、燃焼、排気の4サイクルが行われる。そして、第一気筒部分Aおよび第二気筒部分Bは、2サイクル分だけずれて駆動するようになっている。この結果として、第一気筒部分Aと第二気筒部分Bのピストンは同じ動きをすることとなる。
エンジン用補助駆動装置Yは、第一気筒部分Aよび第二気筒部分Bとほぼ同じ構成を有するが、点火プラグはなく、また、吸気口が2つ形成される点において相違する。即ち、エンジン用補助駆動装置Yは、ピストン10、ピストン10が摺動往復するシリンダー20、シリンダー20の一方に形成される密閉室30、ピストン10の往復運動により回動するクランクシャフト40、第一気筒部分Aの排気口A2と密閉室30を連通させる第一吸気口50a、第二気筒部分Bの排気口B2と密閉室30を連通させる第二吸気口50b、第一吸気口50aの開閉を行う第一吸気バルブ60a、第二吸気口50bの開閉を行う第二吸気バルブ60b、密閉室30と外部とを連通する排気口70、排気口70の開閉を行う排気バルブ80を有する。
第一吸気バルブ60aは、第一気筒部分Aの排気バルブA3が開くタイミングと同時に開き、密閉室30の容積が最大となるピストン10の下死点位置において閉じるように制御され、第二吸気バルブ60bは、第二気筒部分Bの排気バルブB3が開くタイミングと同時に開き、やはり、密閉室30の容積が最大となるピストン10の下死点位置において閉じるように制御される。また、排気バルブ80は、密閉室30の容積が最大となるピストン10の下死点位置において開き、密閉室30の容積が最少となる上死点位置において閉じるように制御される。また、第一気筒部分Aおよび第二気筒部分Bが排気工程のときに、前記ピストン10は前記密閉室30の容積が拡大する方向に向う位置に存する。
次に、以上のような構成を有する4サイクルピストンエンジンXの動作について説明する。まず、図2(a)に示すように、第一気筒部分Aが吸気工程、第二気筒部分Bが燃焼工程であるものとする。この状態ではエンジン用補助駆動装置Yのピストンが上昇過程にあるので、第一吸気バルブ60a、第二吸気バルブ60bは閉じ、排気バルブ80は開いた状態にある。次に、図2(b)に示すように、第一気筒部分Aは圧縮工程、第二気筒部分Bは排気工程に移る。この際には、排気バルブ80と第一吸気バルブ60aは閉じた状態で、第二吸気バルブ60bが開き、第二気筒部分Bの排気口B2からの排気がエンジン用補助駆動装置Yの吸気口50bから流入して密閉室30に圧力をかけ、ピストン10を押し下げる力を発生させる。さらに、図2(c)に示すように、第一気筒部分Aが燃焼工程、第二気筒部分Bが吸気工程となると、エンジン用補助駆動装置Yのピストンが上昇過程となり、第一吸気バルブ60a、第二吸気バルブ60bは閉じ、排気バルブ80は開いた状態となる。そして、図2(d)に示すように、第一気筒部分Aは排気工程、第二気筒部分Bは圧縮工程に移ると、排気バルブ80と第二吸気バルブ60bは閉じた状態で、第一吸気バルブ60aが開き、第一気筒部分Aの排気口A2からの排気がエンジン用補助駆動装置Yの吸気口50aから流入して密閉室30に圧力をかけ、ピストン10を押し下げる力を発生させる。
このように、本実施形態にかかる4サイクルピストンエンジンXでは、2つの気筒部分から交互に排出される排気を適切なタイミングで駆動力に変換するので、混合空気の爆発力の無駄を減少させることができ、エンジン効率を高くすることができる。
なお、第一気筒部分A及び第二気筒部分Bは、排気工程以外では、排気バルブA3、B3を閉じているので、第一吸気バルブ50a、第二吸気バルブ50bは多くの場合省略することができる。
このように、本実施形態にかかる4サイクルピストンエンジンXでは、2つの気筒部分から交互に排出される排気を適切なタイミングで駆動力に変換するので、混合空気の爆発力の無駄を減少させることができ、エンジン効率を高くすることができる。
なお、第一気筒部分A及び第二気筒部分Bは、排気工程以外では、排気バルブA3、B3を閉じているので、第一吸気バルブ50a、第二吸気バルブ50bは多くの場合省略することができる。
(実施形態2)
図3に実施形態2に係るエンジン用補助駆動装置Wを用いたロータリーエンジンVを模式的に表す図を示す。本ロータリーエンジンVは、直列2ロータリーロータリーエンジンであり、一つのロータリーとハウジングから構成される第一ロータリー部分Pと、他のロータリーとハウジングから構成される第二ロータリー部分Qと、エンジン用補助駆動装置Wとから構成される。図では、それぞれを並列で表しているが、実際は、回動軸を共通にし直列に配置されるものである。
図3に実施形態2に係るエンジン用補助駆動装置Wを用いたロータリーエンジンVを模式的に表す図を示す。本ロータリーエンジンVは、直列2ロータリーロータリーエンジンであり、一つのロータリーとハウジングから構成される第一ロータリー部分Pと、他のロータリーとハウジングから構成される第二ロータリー部分Qと、エンジン用補助駆動装置Wとから構成される。図では、それぞれを並列で表しているが、実際は、回動軸を共通にし直列に配置されるものである。
第一ロータリー部分P、第二ロータリー部分Qはそれぞれがロータリーエンジンの構成を有するするものであり、ローターによりハウジング内に3つの密閉部分が形成され、ローターが回転することにより、それぞれが回動しながら上方と下方で圧縮と拡大を繰り返し、それぞれが、吸気、圧縮、燃焼、排気の4工程をローターの一回転で行う。各サイクルは常に同じ位置で行われるので、吸気口は吸気サイクルが行われる位置に形成され、排気口が排気サイクルが行われる位置に形成される。そして、第一ロータリー部分Pと第二ロータリー部分Qとは交互に等しい時間間隔で排気工程を行うようになっている。即ち、各第一ロータリー部分Pと第二ロータリー部分Qとは、ローターが180度異なる位置で回動するように形成される。なお、図3では、第一ロータリー部分Pと第二ロータリー部分Qは、互いに180度回転させた方向を向いているので、ローターの位置は同一に現れている。また、各ローターは図において時計回りで回るものとする。
エンジン用補助駆動装置Wは、第一ロータリー部分Pおよび第二ロータリー部分Qとほぼ同じ構成を有するが、点火プラグはなく、また、吸気口が2つ、排気口が2つ形成される点において相違する。即ち、エンジン用駆動補助装置Wは、駆動ローター110、ハウジング120、固定ギア130、ローターギア140、図示しない偏心シャフト、第一吸気口150a、第二吸気口150b、第一排気口160a、第二排気口160bとから構成される。ハウジング120は、ペリコロイド曲線により構成されるロータハウジング及びローターハウジングを両面から塞ぐサイドハウジングにより構成され、駆動ローター110は、前記ペリコロイド曲線の内包絡線により形成される略三角形状の正面形状をもつブロック体によりに形成される。また、固定ギア130は、前記ハウジングの中心に固定されるとともに、ローターギア140は、前記駆動ローター110に設けられ前記固定ギア130に係合する。偏心シャフトはローターギア140の回動に合致するように偏心しており、前記駆動ローター110を支持する前記第一ロータリー部分P、第二ロータリー部分Qと同軸に直列に連結される。
ハウジング120内において、最大の容積を有する密閉空間は、図における上部と下部に交互の形成され、最少の容積から最大に容積に至りまた最少の容積に戻る工程は駆動ローター110の回転に伴い上下に交互に行われる。即ち、ハウジングの上下に対向する位置に密閉室r1、r2が交互に容積の拡大を繰り返すこととなる。なお、駆動ローター110とハウジング120による密閉部分は3つ存し、各密閉部分が回動しながら密閉室r1、r2を形成するので、駆動ローター110の3分の2回転ごとに密閉室r1、r2の拡大が交互に一回ずつ生じる。
そして、第一吸気口150aは、一方の密閉室r1の容積が駆動ローター110の回転にともない拡大に至る部分、言い換えると駆動ローター110の回転に伴い拡大する過程にある部分と前記第一ロータリー部分Pの排気口P1とを連通している。同様に、第二吸気口150bは、他方の密閉室r2の容積が駆動ローター110の回転にともない拡大に至る部分、言い換えると駆動ローター110の回転に伴い拡大する過程にある部分と前記第二ロータリー部分Qの排気口Q1とを連通している。
さらに、第一ロータリー部分Pが排気工程の時に、密閉室r1は拡大する過程にあり、第二ロータリー部分Qが排気工程の時に、密閉室r2が拡大する過程にあるように構成されている。第一ロータリー部分Pと第二ロータリー部分Qは互いに交互に排気工程を行い、密閉室r1と密閉室r2の拡大過程も交互に行われるので、矛盾なくこのような構成を実現でき、このような構成により、一方の密閉室r1は第一ロータリー部分Pからの排気を受けて容積が拡大するよう圧力を受けることで駆動ローター110を回す駆動力を得ることとなり、同様に、他方の密閉室r2は第二ロータリー部分Qからの排気を受けて容積が拡大するよう圧力を受けることで駆動ローター110を回す駆動力を得ることとなり、これがちょうど交互に行われることとなる。
また、第一排気口160aは、一方の密閉室r1の容積が駆動ローター110の回転にともない縮小に至る部分、言い換えると駆動ローター110の回転に伴い縮小する過程にある部分と外部とを連通しており、同様に第二排気口160bは、他方の密閉室r2の容積が駆動ローター110の回転にともない縮小に至る部分、言い換えると駆動ローター110の回転に伴い縮小する過程にある部分と外部とを連通している。
そして、第一吸気口150aは、一方の密閉室r1の容積が駆動ローター110の回転にともない拡大に至る部分、言い換えると駆動ローター110の回転に伴い拡大する過程にある部分と前記第一ロータリー部分Pの排気口P1とを連通している。同様に、第二吸気口150bは、他方の密閉室r2の容積が駆動ローター110の回転にともない拡大に至る部分、言い換えると駆動ローター110の回転に伴い拡大する過程にある部分と前記第二ロータリー部分Qの排気口Q1とを連通している。
さらに、第一ロータリー部分Pが排気工程の時に、密閉室r1は拡大する過程にあり、第二ロータリー部分Qが排気工程の時に、密閉室r2が拡大する過程にあるように構成されている。第一ロータリー部分Pと第二ロータリー部分Qは互いに交互に排気工程を行い、密閉室r1と密閉室r2の拡大過程も交互に行われるので、矛盾なくこのような構成を実現でき、このような構成により、一方の密閉室r1は第一ロータリー部分Pからの排気を受けて容積が拡大するよう圧力を受けることで駆動ローター110を回す駆動力を得ることとなり、同様に、他方の密閉室r2は第二ロータリー部分Qからの排気を受けて容積が拡大するよう圧力を受けることで駆動ローター110を回す駆動力を得ることとなり、これがちょうど交互に行われることとなる。
また、第一排気口160aは、一方の密閉室r1の容積が駆動ローター110の回転にともない縮小に至る部分、言い換えると駆動ローター110の回転に伴い縮小する過程にある部分と外部とを連通しており、同様に第二排気口160bは、他方の密閉室r2の容積が駆動ローター110の回転にともない縮小に至る部分、言い換えると駆動ローター110の回転に伴い縮小する過程にある部分と外部とを連通している。
次に、以上のような構成を有するロータリーエンジンVの動作を説明する。まず、図4(a)のような状態を想定する。図4(a)では、第一ロータリー部分Pの4つのサイクルを行う3つの密閉部分の一つにおける排気工程がほぼ完了した段階であり、第二ロータリー部分Qの4つのサイクルを行う3つの密閉部分の一つにおける排気工程が開始する段階である。また、エンジン用補助駆動装置Wでは、密閉室r1が第一ロータリー部分Pからの排気を受けて容積が最大となっており、密閉室r2では、容積の拡大過程と、縮小過程が隣接して同時に進行している。この状態から、第一ロータリー部分P及び第二ロータリー部分Qのローターが回動すると、第二ロータリー部分Qからの排気が排気口Q1から排出されて、吸気口150bから容積の拡大過程にある密閉室r2に至り、密閉室r2に圧力をかけて、駆動ローター110を回動させる力を発生させる。また、密閉室r1では、密閉室r1内のガスが排気口160aを通じて排気されていく。図4(b)に示すように第一ロータリー部分P及び第二ロータリー部分Qのローターと駆動ローター110が60度回動すると、第二ロータリー部分で行われていた排気工程がほぼ完了し、密閉室r2の容積は最大となり、密閉室r2は、容積の拡大過程と、縮小過程が隣接して同時に進行する状態となる。一方、第一ロータリー部分Pでは新たな排気工程が開始される。
さらに、第一ロータリー部分P及び第二ロータリー部分Qのローターが回動すると、第一ロータリー部分Pからの排気が排気口P1から排出されて、吸気口150aから容積の拡大過程にある密閉室r1に至り、密閉室r1に圧力をかけて、駆動ローター110を回動させる力を発生させる。また、密閉室r2は、密閉室r2内のガスが排気口160bを通じて排気されていく。図4(c)に示すように第一ロータリー部分P及び第二ロータリー部分Qのローターと駆動ローター110がさらに60度回動すると、第一ロータリー部分Pで行われていた排気工程がほぼ完了し、密閉室r1の再び容積は最大となり、密閉室r2は、容積の拡大過程と、縮小過程が隣接して同時に進行する状態となる。一方、第一ロータリー部分Pでは再び新たな排気工程が開始される。
以下、同様に第一ロータリー部分P及び第二ロータリー部分Qから交互に排気が行われる度に、それぞれの排気がエンジン用補助駆動装置Wの駆動ローター110を回動させるように流入し、排気の圧力が駆動力に変換されていく。このように本実施形態にかかるロータリーエンジンVでも、混合空気の爆発力の無駄を減少させることができ、エンジン効率を高くすることができる。
さらに、第一ロータリー部分P及び第二ロータリー部分Qのローターが回動すると、第一ロータリー部分Pからの排気が排気口P1から排出されて、吸気口150aから容積の拡大過程にある密閉室r1に至り、密閉室r1に圧力をかけて、駆動ローター110を回動させる力を発生させる。また、密閉室r2は、密閉室r2内のガスが排気口160bを通じて排気されていく。図4(c)に示すように第一ロータリー部分P及び第二ロータリー部分Qのローターと駆動ローター110がさらに60度回動すると、第一ロータリー部分Pで行われていた排気工程がほぼ完了し、密閉室r1の再び容積は最大となり、密閉室r2は、容積の拡大過程と、縮小過程が隣接して同時に進行する状態となる。一方、第一ロータリー部分Pでは再び新たな排気工程が開始される。
以下、同様に第一ロータリー部分P及び第二ロータリー部分Qから交互に排気が行われる度に、それぞれの排気がエンジン用補助駆動装置Wの駆動ローター110を回動させるように流入し、排気の圧力が駆動力に変換されていく。このように本実施形態にかかるロータリーエンジンVでも、混合空気の爆発力の無駄を減少させることができ、エンジン効率を高くすることができる。
X、V 補助駆動装置付きエンジン
Y、W エンジン用補助駆動装置
10 ピストン
20 シリンダー
30 密閉室
40 クランクシャフト
50a 第一吸気口
50b 第二吸気口
60a 第一吸気バルブ
60b 第二吸気バルブ
70 排気口
80 排気バルブ
110 駆動ローター
120 ハウジング
130 固定ギア
140 ローターギア
150a 第一吸気口
150b 第二吸気口
160a 第一排気口
160b 第二排気口
r1、r2 密閉室
Y、W エンジン用補助駆動装置
10 ピストン
20 シリンダー
30 密閉室
40 クランクシャフト
50a 第一吸気口
50b 第二吸気口
60a 第一吸気バルブ
60b 第二吸気バルブ
70 排気口
80 排気バルブ
110 駆動ローター
120 ハウジング
130 固定ギア
140 ローターギア
150a 第一吸気口
150b 第二吸気口
160a 第一排気口
160b 第二排気口
r1、r2 密閉室
Claims (5)
- ピストンエンジンの回転力を補助する補助駆動装置であって、
ピストンと、
前記ピストンが摺動するシリンダーと、
シリンダーの一方に設けられる密閉室と、
前記ピストンの往復により回動する前記ピストンエンジンの回動軸と直列に連結されるクランクシャフトと、
前記ピストンエンジンの少なくとも1の気筒の排気口と前記密閉室とを連通する吸気口と、
前記密閉室と外部とを連通する排気口と、
前記排気口の開閉を行う排気バルブとを有し、
前記吸気口につながる前記気筒が排気工程のときに、前記ピストンは前記密閉室の容積が拡大する方向に向う位置に存し、前記排気バルブは前記密閉室の容積が縮小するときに開き、前記密閉室が拡大するときに閉じるように形成される
エンジン用補助駆動装置。 - 前記排気口から排気の流入があるとに開き、前記密閉室の容積が縮小するときには閉じる、前記吸気口の開閉を行う吸気バルブを、さらに設けた請求項1に記載のエンジン用補助駆動装置。
- 2気筒を単位ユニットとする2×N(Nは整数)気筒の4サイクルピストンエンジンであって、
前記単位ユニットは、請求項1又は2に記載のエンジン用補助駆動装置が設けられるとともに、前記各気筒は2サイクルずれて駆動し、当該エンジン用補助駆動装置は各気筒の排気口のそれぞれに連通する2つの吸気口を有する
補助駆動装置付きエンジン - ロータリーエンジンの回転力を補助する補助駆動装置であって、
駆動ローターと、
ロータハウジング及びサイドハウジングにより構成され、前記駆動ローターの回転により、対向する2の密閉室が交互に容積の拡大と縮小を繰り返すハウジングと、
前記ロータリーエンジンの回動軸と直列に連結される、前記駆動ローターを支持する偏心シャフトと、
前記ハウジングに固定される固定ギアと、
固定ギアに係合する前記駆動ローターに設けられるローターギアと、
前記ロータリーエンジンの少なくとも1のローターに対応する排気口と、前記駆動ローターの回転により前記対向する一の密閉室の容積が拡大に至る部分とを連通する吸気口と、
前記一の密閉室の前記駆動ローターの回転により容積が縮小に至る部分と外部とを連通する排気口とを有し、
前記ロータリーエンジンの前記ローターに対応する排気工程の時に、前記一の密閉室の容積が拡大する過程となる
エンジン用補助駆動装置。 - 2の直列に配される一組のローターとハウジング部分を単位ユニットとする直列2×N(Nは整数)ローターロータリーエンジンであって、
前記単位ユニットは、請求項4に記載のエンジン用補助駆動装置が設けられ、各ローターに対応する排気工程は、等しい時間間隔で交互に行われ、当該エンジン用補助駆動装置の前記吸気口が前記対向する各密閉室のそれぞれに設けられるとともに、各ローターに対応する排気口とそれぞれの前記吸気口が連通する
補助駆動装置付きエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006173365A JP2008002375A (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | エンジン用補助駆動装置及び補助駆動装置付きエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006173365A JP2008002375A (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | エンジン用補助駆動装置及び補助駆動装置付きエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008002375A true JP2008002375A (ja) | 2008-01-10 |
Family
ID=39006961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006173365A Pending JP2008002375A (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | エンジン用補助駆動装置及び補助駆動装置付きエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008002375A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2078989A2 (en) | 2008-01-09 | 2009-07-15 | Miyakoshi Printing Machinery Co., Ltd. | Toner supplier apparatus for supplying liquid toner |
| CN101845988A (zh) * | 2010-04-13 | 2010-09-29 | 浙江大学 | 回收利用内燃机废热的气动燃油混合动力系统及实现方法 |
| CN102220908A (zh) * | 2010-04-19 | 2011-10-19 | 张焱凯 | 多缸合作变压缩比发动机 |
| CN103244259A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-08-14 | 长城汽车股份有限公司 | 连通缸四冲程发动机及相应的汽车 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6131624A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-14 | Kazutoshi Mori | エキスパンダ−機構を包蔵せる熱機関 |
| JP2003517526A (ja) * | 1998-08-13 | 2003-05-27 | ユナイテッド ステイツ エンバイロメンタル プロテクション エージェンシー | デュアル−シリンダ・エキスパンダ・エンジンおよび1サイクル2膨張行程を有する燃焼方法 |
-
2006
- 2006-06-23 JP JP2006173365A patent/JP2008002375A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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