可変容積燃焼室を伴ったエンジン

专利摘要:
本発明は、燃焼室（３）の範囲を定める一因となるシリンダと、第１ピストン（４）及びシリンダーが一番目の相対的な前進後退運動をうける第１ピストン（４）と、出力軸（８）、第２ピストン（４）及びシリンダーが二番目の相対的な前進後退運動をうけ、出力軸（８）がピストン（４，１４）に同軸に取り付けられた第２ピストン（１４）と、上記一番目の相対的な前進後退運動を出力軸（８）の回転運動に変換する一番目の手段（５）で一方では波形の第１案内経路（９）及び他方では上記１案内経路（９）に沿って動くように設計された第１案内要素（１０）を含む一番目の手段（５）と、第１案内経路（９）の位置調整を行う第１調整部材５と、を含むエンジンに関する。
公开号:JP2011514480A
申请号:JP2011500270
申请日:2009-03-17
公开日:2011-05-06
发明作者:ダウク，アンタール
申请人:ダウク，アンタールＤＡＯＵＫ，Ａｎｔａｒ；
IPC主号:F02B75-28

专利说明:

[0001] 本発明はエンジンの一般的な技術分野に関するもので、具体的にはその運動が燃焼室の容積変化（例：燃焼室内の作動流体の圧縮及び膨張）にもとづく、例えば乗物（自動車、オートバイ、飛行機、又は船舶のような）を推進するために、又は機械（工業用又は農業用）を駆動するために、又は発電機タイプのエネルギー変換装置に機械エネルギーを供給するためにも用いることができる、機械的エネルギーを供給するようなエンジンである。]
[0002] 本発明はさらに具体的には少なくとも下記の３つの要素を含むエンジンに関する：
− その容積が最小値から最大値の間で変化する燃焼室の範囲を定める一因となるシリンダー、
− 同時に上記燃焼室の範囲を定める一因となる第１ピストンで、燃焼室の容積の変化の影響下で一番目の相対的往復運動をうけるように設計された上記第１ピストン及びシリンダー、及び
−回転式の出力軸。]
[0003] 先行技術
その容積変化が利用される燃焼室をして機械的エネルギーを受入装置（自動車、機械またはその他）に供給させるエンジンは、自動車に搭載されるために使用される内燃エンジン（又は「爆発エンジン」）がそのような動作原理に依存するゆえに、長い間知られてきてかつ広く用いられてきた。]
[0004] これらの爆発エンジンの構造は一般的に、上部がシリンダーヘッドで密封されるシリンダーの利用に基づいている。シリンダー及びシリンダーヘッドは燃焼室を形成し、その容積は、燃焼室内でおこる燃焼サイクルに起因する圧力変化で与えられる往復運動でシリンダー内を滑るピストンの運動で定まる。ピストンの直線的並進運動をクランクシャフトの回転運動に変換するために、ピストンは次に連接棒を介してクランクシャフトに連結される。]
[0005] この周知のエンジン構造は一般的に満足を与えるが、しかしながら深刻な欠点を呈する。具体的には、これらの周知のエンジンは、ピストンと出力軸の間の力を伝達し、かつ戻すための比較的重く複雑な機械的かつ運動学的なチェーンを利用する。このことは明らかに故障及びエネルギー効率の損失の潜在源を構成し、信頼性の向上又は原価低減の動向には合致しない。なおその上に、これらの周知のエンジンはかなりの移動質量を意味する多数の可動部品を利用していて、有効性上の及び信頼性上の問題を引き起こす可能性がある。これらの周知のエンジンは同時に比較的重くかつ嵩張るので、乗物、とりわけ乗用車タイプの自動車の中に搭載することは、特に乗物の中でエンジンの重心の正しい位置調整を行うことに関して問題があることがわかる。最後に、これらの周知のエンジンの効率はエンジンの様々な使用状態において最適なものではなく、その結果燃料の過剰消費につながる。最後の問題を改善するために、エンジンの応力のレベルに応じて燃焼室の容積を適合させることが提案されてきた。]
[0006] このように燃焼室の容積の動的な調整を許すように変更されてきた爆発エンジンは、燃焼室内の空気／燃料混合物の圧縮比が上記燃焼室の容積に応じて変化するので、一般的に「可変圧縮比エンジン」あるいは「ＶＣＲ」エンジンと称されている。従って、これらの可変圧縮エンジンは従来の爆発エンジンに比べて効率を最適化させる効果があり、かつノッキングのような望ましくない現象を回避（又は少なくとも最小化）する。しかしながら、周知の可変圧縮エンジンは同時に従来の爆発エンジンに関する上記の欠点にも非常に苦しんでいる。可変圧縮比エンジンの製造は、周知のＶＣＲエンジンにおいては、一般的にピストンの運動を制御するための複雑な機械的方式の利用によって得られるために、エンジンの重量を増加させ、かつ信頼性に影響するばかりか、望ましくない振動性のかつ音響上の現象の出現に陥る可能性があり、これらの欠点はなお一層強調される。加えて、これらのＶＣＲエンジンの工業的なエンジニアリングは困難で、エンジンの原価の大幅な増加という結果になる。]
[0007] 発明の概要
従って、本発明は上記に列挙した様々な欠点に対処すること、及び効率が最適化され、かつその構造が特別に簡単で、軽量でかつ信頼性のある新しいエンジンを提案することを目的とする。]
[0008] 本発明のその他の目的は、特別に小型でかつ頑丈な構造のいままでにないエンジンを提案することである。]
[0009] 本発明のその他の目的は、特別に単純な設計でかつ製造が容易ないままでにないエンジンを提案することである。]
[0010] 本発明のその他の目的は、組立が安価ないままでにないエンジンを提案することである。]
[0011] 本発明のその他の目的は、その運動が簡単かつ実績のある機械的原理に基づくいままでにないエンジンを提案することである。]
[0012] 本発明のその他の目的は、その構成が望ましくない振動性のかつ音響上の現象の発生を特別に制限するいままでにないエンジンを提案することである。]
[0013] 本発明のその他の目的は、最小の移動質量を利用し、かつかなりな吸気及び／又は排気区画を得る見込みのあるいままでにないエンジンを提案することを意図することである。]
[0014] 本発明のその他の目的は、最小の異なる部品を利用するいままでにないエンジンを提案することを意図することである。]
[0015] 本発明に与えられた目的は、少なくとも下記の３つの要素を含むエンジンを用いて達成される：
− その容積が最小値から最大値の間で変化する燃焼室の範囲を定める一因となるシリンダー、
− 同時に上記燃焼室の範囲を定める一因となる第１ピストンで、上記第１ピストン及びシリンダーが上記燃焼室の容積変化の影響下で一番目の相対的往復運動をうけるように設計されるもの、
−回転式の出力軸
上記エンジンは同時に下記を含む：
− 同時に上記燃焼室の容積の範囲を定める一因となる第２ピストン、
上記燃焼室の容積変化の影響下で二番目の相対的往復運動をうけるように設計された上記第２ピストン及びシリンダー、
上記第１及び第２ピストンに同軸上に取り付けられた上記出力軸、
− 一方では、上記３要素に結合された実質上波状の形状の第１案内経路及び、他方では、上記第１案内経路に沿ってずらされるように設計され、かつ上記３要素以外に結合された第１案内要素を含む、一番目の上記相対的往復運動を出力軸の回転運動に変換する一番目の手段、
− 燃焼室の容積の最小値及び／又は最大値を調整するために、第１案内経路及び／又は第１案内要素の、それが結合されている構成要素に対しての位置を調整するための第１部材。]
図面の簡単な説明

[0016] 本発明のその他の目的及び利点は下記の説明を読むことによって、添付の純粋に図示的でかつ限定されない例として示される図の参照によりさらに詳細に明白となる。
本発明による例示的なエンジンの、部分的に断面をともなう側面図によった概要図である。
図１の組立原理に対応するように、本発明による例示的なエンジンを、部分的に断面をともなう側面図によって図示する。
そのシリンダー内の図２のエンジンを斜視図によって図示する。
図２及び図３のエンジンの設計詳細を斜視図によって図示する。] 図１ 図２ 図３
[0017] 発明を実施するための形態
本発明はエンジン、言い換えると、とりわけ乗物、例えば、自動車、オートバイ、飛行機又は船舶を推進するために使用され、又は機械、（工作機械、公共事業用機械、農業機械、ポンプ、圧縮機）又は発電機のようなエネルギー変換装置の運転をもするために使用されるような、機械的仕事を与えることが可能な装置に関する。]
[0018] 本発明によるエンジン１は望ましくは内燃エンジン、言い換えると、その内部での燃料を含む作動流体及び例えばガソリンのような炭化水素ベースの燃料の燃焼から機械的エネルギーを生み出すことができるエンジン、（「爆発エンジン」）を構成する。しかしながら、本発明は燃焼エンジンに制限されず、例えば圧縮空気エンジンの場合のように、その運動が燃料の燃焼に基づかないエンジンに関するものかもしれない。]
[0019] 本発明によるエンジン１は少なくとも次の３つの要素を含む：シリンダー２、第１ピストン４及び回転式出力軸８。]
[0020] シリンダー２はその容積が最小値から最大値の間で変化する燃焼室３の範囲を定める一因となる。有利にはかつそれ自体が周知なように、燃焼室３の容積がその最小値からその最大値までかつその逆に交互的かつ継続的に変化するように、燃焼室３の容積はエンジン１の運動中に周期的に変化する。]
[0021] 図で示されているように、エンジン１が内燃エンジンの場合においては、燃焼室３は、上記燃焼室３内で燃焼をうけることを目的としている作動流体を収容するように設計された燃焼室を形成する。従ってこの場合、作動流体は燃焼性流体で、かつ望ましくは空気及び気化した燃料の混合物を含む気体で形成される。この気体は燃焼室３内での急速な燃焼、具体的には爆発（又はさらに具体的には爆燃又は炸裂）、をうけることを目的としている。この燃料は例えば石油派生物を含みえて、本発明は決して特定の作動流体に限定されないことが理解されている。従って、図で示される例における燃焼室３の容積変化は、それ自体が周知なように、爆発現象（作動流体の膨張をもたらすところの）の影響下で、燃焼室３内に存在する作動流体の容積変化によってひきおこされる。]
[0022] 図で示されるように、シリンダー２は、例えば望ましくは直線状の中空の管の形を有し、長手方向の延長軸Ｘ−Ｘ’を有する。有利には、図で示されるように、シリンダー２は実質的に円形の断面を有する。しかしながら、シリンダー２が、例えば多角形断面のような非円形断面を有することを予測することは、本発明の要旨を決して逸脱しない範囲で、充分に可能である。図で示す実施態様において、シリンダー２の内壁２０は燃焼室３の範囲を定める一因となる。エンジン１が内燃エンジンである場合（例が図で示されるように）、及び従って燃焼室３が燃焼室を形成する場合においては、燃焼室３内の燃料の燃焼から生じる熱的及び機械的応力を克服するために、シリンダー２は優先的に、高い機械的耐久性及び耐熱性を有する材料、例えば鋳鉄又はアルミニウム合金類のような金属材料で作られている。]
[0023] 第１ピストン４は同時に燃焼室３の容積の範囲を定める一因となり、上記ピストン４及びシリンダー２は燃焼室３の容積変化の影響下で一番目の相対往復運動をうけるように設計されている。言い換えると、本発明はとりわけ下記の構成配置を可能にする：
− 配置Ａ：シリンダー２は固定され（動かない）、その一方上記第１ピストン４は、上記シリンダー２に相対的な往復運動（交互運動）によってずらされるように、シリンダー２に相対的に動くように取り付けられている。
− 配置Ｂ：第１ピストン４は固定され（動かない）、その一方シリンダー２は、上記第１ピストン４に相対的な往復運動（交互運動）によってずらされるように、第１ピストン４に相対的に動くように取り付けられている。]
[0024] 図で示され、かつ配置Ａに対応する優先的な例においては、第１ピストン４は、燃焼室３の容積変化の影響下での往復運動によってシリンダー２の中を滑るように設計される。従って、第１ピストン４はシリンダー２の中に挿入され、持続的に上記シリンダー２の内壁２０との漏れる隙のない接触を維持しながらＸ−Ｘ’軸に沿ってシリンダー２の中を滑ることができるように、シリンダー２の内壁２０に押し付けられて密閉するように通される。配置Ａはエンジン１の容易な取り付けを可能にし、かつ配置Ｂよりも信頼性がより高く、組立がより容易であることが一般的に判っているので、配置Ａは特により望ましい。この第１ピストン４とシリンダー２の内壁２０との間の漏れる隙のない接触は当業者には知られている任意の手段、例えば先行技術において実施されたよく知られていて実績のある技術的解決方法、を再使用し、かつ適合させることによって実現される。]
[0025] 有利には、第１ピストン４は燃焼室３の範囲を定める一因となるヘッド４Ａを有する。]
[0026] 望ましくは、このヘッド４Ａはシリンダー２の内部横断面を補完する横断面を有し、この断面は図で示される例におけるように優先的に円形断面である。同時に、第１ピストン４は、ヘッド４Ａから伸び、かつヘッド４Ａの周囲に伸びるスカート４Ｂを含む。有利には、第１ピストン４は、上記ピストンのヘッド４Ａの横断面の対称軸に対応する、長手方向の延長軸Ｙ−Ｙ’を有する。第１ピストン４の長手方向の軸Ｙ−Ｙ’は、第１ピストン４がシリンダー２内でその動作位置に取り付けられるときには、図２に示されるように有利にシリンダー２の延長軸Ｘ−Ｘ’を兼ねている。図で示される配置Ａの副配置Ａ１（sub-configuration）に対応する優先的実施態様によると、第１ピストン４はシリンダー２内で、全くの軸方向の並進運動に従って滑るように設計されており、言い換えると、長手方向のみの並進運動で、第１ピストン４がそれ自体の上で回転することなしに、Ｘ−Ｘ’軸に平行にずらすことができるように、上記第１ピストン４はシリンダー２に対して案内される。言い換えると、第１ピストン４はこの場合スライダーリンクによって機械的にシリンダー２に連結されているこのような、シリンダー２の中での全くの並進における第１ピストン４の軸方向の案内は、先行技術のエンジンで遭遇したスリーブに対するピストンの振動及び早すぎる損耗の問題のみならず、それらの同じエンジンにおいて遭遇した力の損失の問題をも制限することを可能にする。これらの問題は実のところ主として、先行技術においては、ピストンがシリンダー内で直接案内されないで、負荷のかかったピストンの動きの間偏心して働くリンク装置によって間接的に案内されるという事実から生じる。] 図２
[0027] 第１ピストン４とシリンダー２の間のそのようなスライダーリンクを作るための、当業者には周知の技術的可能性は明白に数多く存在する。]
[0028] 図に示される実施態様においては、第１ピストン４が実質的に全くの直線的併進運動によってシリンダー２の中を滑ることを可能にするこのスライダーリンクは、少なくとも、第１ピストン４の上に取り付けられたひとつのスライダーブロック４Ｃ、及びシリンダー２の中に形成され、上記シリンダー２の長手方向の延長軸Ｘ−Ｘ’にほぼ平行に伸びる対応するスライダー２Ａの協力によって作られる。優先的には、シリンダー２に対する第１ピストン４の安定した案内を保証するために、第１ピストン４には、ピストンの上でピストンの対称軸Ｙ−Ｙ’に対して直径方向に相対して位置する２つのシリンダーブロックが設けられている。スライダーブロック／スライダーの接触を向上させるために、とりわけエンジンの効率を損なう摩擦の影響を制限するために、各々のスライダーブロックは、上記軸４００Ｃが第１ピストン４の延長軸Ｘ−Ｘ’に対して実質上半径方向に伸びるように、有利にそれ自体がスカート４Ｂをとおして設けられた穴の中に取り付けられた軸４００Ｃの上で回転するように取り付けられたローラー４０Ｃを含む。各々のローラー４０Ｃは、図で示されるように、有利に、上記内壁２０の表面の上にあるシリンダー２の内壁２０の中に形成され、対応するローラーに向き合う直線的な溝からなる、対応するスライダー２Ａの中で回転するように設計されている。]
[0029] しかしながら、本発明は決してシリンダー２内のスライダーリンクによって取り付けられた第１ピストン４の利用に限定されるものではない。本発明の構成を決して逸脱しない範囲で、例えば、その往復運動の間に、第１ピストン４をしてその軸Ｙ−Ｙ’の周りをそれ自体の上で回転せしめることを予測するのは充分可能であり、この場合、シリンダー２の中での第１ピストン４の動きが全くの軸方向の並進運動ではなく、らせん状の並進運動（副配置Ａ２）となる。]
[0030] 配置Ｂの場合においては、シリンダー２の第１ピストン４に対する直線的往復運動（副配置Ｂ１）又は回転往復運動（副配置Ｂ２）を提供することも同時に可能である。]
[0031] 上記で予測される様々な配置は下記表１に要約される。]
[0032] ]
[0033] 回転式出力軸８は望ましくは直線的で長手方向の軸Ｚ−Ｚ’に沿って伸びており、その周囲を回転するように設計されている。]
[0034] 出力軸８は、軸Ｘ−Ｘ’、Ｙ−Ｙ’及びＺ−Ｚ’が有利に兼ねられるように優先的に第１ピストン４に同軸上に取り付けられている。優先的にかつ図で示されるように、出力軸８は第１ピストン４を貫通し、言い換えると第１ピストン４は出力軸８の上を通される。この目的を達成するために、第１ピストン４には出力軸８が貫通する穴が設けられ、第１ピストン４と出力軸８の間の接触面は優先的に漏れる隙がないようになっている。]
[0035] 本発明に従うと、エンジン１は上記の一番目の相対的往復運動を出力軸８の回転運動、より優先的には、出力軸８の単一の回転方向の連続した回転運動、に変換する一番目の手段を含む。]
[0036] 一番目の変換手段は、一方では上記３つの要素（シリンダー２、第１ピストン４又は出力軸８）のうちのひとつに結合している、実質上波状の形状の第１案内経路９、他方では上記第１案内経路９に沿ってずらされるように設計され、かつ上記３つの要素のうちのその他に結合している第１案内要素１０を含む。従って本発明はいくつかの構成上の異体（variant）に関するもので、その主なものは下記表２に要約される。]
[0037] ]
[0038] 優先的には、第１案内経路９及び第１案内要素１０の間の協力は相互的であり、言い換えると、その協力には、相対的なピストン４／シリンダー２の往復運動が出力軸８の回転運動に変換されるばかりではなく、出力軸８の回転運動が相対的なピストン４／シリンダー２の往復運動に変換されるという効果がある。]
[0039] 図で示される例は上記表２の異体Ａ１１に対応する。この異体においては、上記出力軸８と漏れる隙のない接触を保ちながら第１ピストン４が出力軸８に沿って滑べることを可能にし、従って出力軸８と第１ピストン４の間の接触面を経由して燃焼室３内部と外部の間を通じさせることを防止するために、出力軸８は第１ピストン４を貫通して形成されている中央穴に固く通されている。第１案内経路９は出力軸と結合しており、一方第１案内要素１０は第１ピストン４と結合している。]
[0040] 本発明による図で示されるエンジン１の異体Ａ１１は、下記の一般的原理に従って作動する：
−起爆混合物（空気／気化した燃料混合物タイプの）爆発サイクルをとおして得られた燃焼室３の圧力変化は全くの併進運動においてずらされる第１ピストン４の直線的な往復運動をもたらし、
− 第１ピストン４は次には、駆動される目的物につながれることを目的としているエンジンシャフトを構成する出力軸８を回転駆動する。]
[0041] そのような構造は、先行技術におけるように異なる作動軸に沿って力のフィードバックを利用することを回避し、それとは逆に第１ピストン４の動作を直接出力軸８に伝えることを可能にする。言い換えると、第１ピストン４は回転する出力軸８を直接駆動し、このことはエンジン１をとりわけ小型にさせ、従ってエンジン１は容易に乗物のシャーシに組み込まれることができる。そのような構造は、同時に結果的には基本的にエンジン１の長手方向の性質のおかげで乗物の重心を向上させることにつながり、そのことで、上記エンジン１を上記乗物の対称軸に沿って設置させることができる。第１ピストン４が直接かつ軸方向に出力軸８を駆動するおかげで、出力軸８が受けるねじれの影響は、先行技術のエンジンの連接棒によってクランクシャフトに与えられるねじれの影響に比べて、大幅に最小化される。]
[0042] 有利には、第１案内経路９は実質上正弦曲線の形状を有する。より具体的に言うと、図で示される例において、第１案内経路９は出力軸８の長手方向の延長軸Ｚ−Ｚ’の周囲の環状の輪郭に従って伸びる。]
[0043] 有利には、第１案内経路９は第１溝を含み、一方第１案内要素１０は第１ピストン４から突き出て、上記第１溝にはまる第１フィンガーを含む。有利には、第１案内要素１０は、軸Ｙ−Ｙ’に関して直径方向に反対に位置して、同じ第１溝にはまる２つのフィンガーを含む。第１案内要素１０と第１溝の接触を向上させるために、第１フィンガーは有利に、スカート４Ｂを通して形成される穴の中に同様に取り付けられた軸の上で回転するように取り付けられたローラー１０Ａを含み、ピストン４の延長軸Ｘ−Ｘ’に関して上記軸が実質上半径方向に伸びる。優先的に、関与する軸は、その上にローラー４０Ｃが取り付けられている軸４００Ｃに対応する。この特別に簡単で信頼性のある実施態様においては、ローラー１０Ａは、対応する正弦曲線の溝にはめるために、スカート４Ｂの中で軸４００Ｃの上に取り付けられており、一方、ローラー４０Ｃは、対応する直線的溝２Ａにはめるために、スカート４Ｂの外で同じ軸４００Ｃの上に取り付けられている。本発明に従うと、燃焼室３の容積の最小値及び／又は最大値を調整するために、エンジン１は同時に第１案内経路９及び／又は第１案内要素１０の位置を、第１部材５（単数・複数）が連結されている要素に関して調整するために、第１部材５を含む。]
[0044] 従って、本発明は具体的には下記表３に記される代替の副異体(sub-variants)に関する。]
[0045] ]
[0046] 従って、本発明は燃焼室３の容積を調整するために案内経路９及び／又は案内要素１０の位置を調整するという着想に依存していて、とりわけ圧縮率を定めることを可能にする。本発明はこのようにして、可変圧縮比を有する、特別に簡単で小型でかつ信頼性のある構造のエンジン１を得ることを可能にする。具体的には、案内経路９及び／又は案内要素１０の位置に直接作用することは、圧縮比を正確に調整するための、かつエンジン１が運転中でもそれを行うための、特別に簡単で効果的な技術的手段であることが判明している。]
[0047] 図で示される例示的な実施態様は副異体Ａ１１１（上記表３を見よ）に対応する。この副異体によると、第１調整部材５は第１案内経路９の位置を出力軸８に対して調整するように設計されていて、そのことは、この案内経路が、第１ピストン４の（変換された）動きを出力軸８に伝達するために出力軸８に取り付けられたまま上記出力軸８に対して可動的であることを意味する。]
[0048] この副異体Ａ１１１によると、案内要素１０はそれを支える要素、例えば第１ピストン４に対する位置に固定されている。この副異体Ａ１１１によると、調節部材５は、第１案内経路９の位置を出力軸８に対して調整させることによって、燃焼室３の容積の最小値及び最大値の両方を調節することを可能にする。実際には、この副異体Ａ１１１においては、第１ピストン４はあらかじめ決めておいた振幅（案内経路９の形状によって与えられる）の中線位置の周りでの往復運動を行う。調節部材５は、実際には、この中線位置をずらすように設計されていて、結果として第１ピストン４の往復行程を相殺し、従って燃焼室３の容積の最小値及び最大値を同時に変更する。しかしながら、本発明はそのような運動状態に限定されず、調節部材５が、例えば、最小値又は最大値を一定に保つために、最適なタイミングで案内経路９のずれを適用することによって、燃焼室３の容積の最大値のみに、又は最小値のみに作用するということを予測することは充分可能である。]
[0049] 図で示される実施態様において（副異体Ａ１１１に対応する）、調節部材５は有利に、出力軸８を覆うようにかつ出力軸８に沿って取り付けられていて、第１第案内経路９を有する第１調節部品（first adjustment part）６（図４にそのままで示される）を含む。第１案内部品（first guidance part）６は有利に、軸Ｗ−Ｗ’に沿って長手方向に伸びるスリーブ６Ａの形状をとる。上記スリーブ６Ａは、出力軸８と同軸となるように、出力軸８を貫通し、Ｘ−Ｘ’、Ｙ−Ｙ’、Ｚ−Ｚ’及びＷ−Ｗ’軸は実質上同軸である。優先的に、スリーブ６Ａは出力軸８の上を全くの軸方向の並進運動で案内され、言い換えると、出力軸８及びスリーブ６Ａはスライダー形式の機械的連結で連結されている。この目的を達成するために、例えばスリーブ６Ａには、出力軸８の上に直接固定され、出力軸８から半径方向に突き出たピン１７と協力することを目的とした、細長い穴７が設けられている。ピン１７と細長い穴が協力して出力軸８の上でスリーブ６Ａが並進しながら案内されることを保証するために、ピン１７は細長い穴７に収納される。従って、スリーブ６Ａは、細長い穴７の長さに対応する振幅に従って出力軸８の上を滑ることができる。細長い穴７の長さは、燃焼室３の容積の最小値及び最大値を目的の範囲に調節するという観点から決定される。] 図４
[0050] 図で示される有利な実施態様（副異体Ａ１１１）によると、第１調節部材５は一方では、シリンダー２に固定され、出力軸８と同軸の貫通された中空円筒(well)１８を、他方では第１調節部品６の端の一番目に設置された貫通筒１９を含み、筒１９は、シリンダー２に対して固定されるように取り付けられた出力軸８に対する第１調節部品６の位置を変化させるために、貫通された中空円筒１８の中でねじ込んだり外したりできる。さらに具体的には、貫通筒１９は、出力軸８に関してＹ−Ｙ’軸の周りで自由に回転できるように、出力軸８の上を同軸状に貫通する。この目的を達成するために、筒１９には優先的に、貫通筒１９とスリーブ６Ａの間の連結を与える針状ころスラスト軸受１９Ａが、筒１９の端にむかって第１調節部品６に取り付けられるように設けられる。中空円筒１８の中で筒１９のねじ込み／取り外しを制御するために、貫通筒１９の二番目の端には、スリーブ６Ａに取り付けられた一番目の端の反対側に、歯車１９Ｂが貫通筒１９を回転駆動する目的で設けられている。この歯車１９Ｂは同様に、機械的及び／又は電気的制御システム（図には示されていない）によって回転駆動されるように設計されている。この制御システムは、例えば歯車１９Ｂとかみあう歯車を備えた電気モーターを含むことができる。あるいは、この制御システムはその原動力となるエネルギーを直接出力軸８から得ることができる。特別に興味深い実施態様においては、エンジン１は歯車１９Ｂのための制御を管理するモジュールを含み、上記管理モジュールは優先的に、とりわけエンジン１のトルク、速度、及び効率を最適化するように、エンジン１の圧力及び／又は速度に従って自動的に、継続的に、かつ永続的に圧縮比を調整する（燃焼室３の容積の最小／最大値を調節することにより）ように設計されている。この目的を達成するために、管理モジュールは優先的に、エンジン１の瞬時の運動に関する情報を集めるセンサー及び、案内経路９の位置、及び従ってエンジン１の圧縮比を変更するために、この情報を処理して制御システムに歯車１９Ｂを一方向又は他の方向に回転させる命令を与えるコンピューター（マイクロプロセッサー）を含む。従って、コンピューターは加速の開始時には、エンジン１が大幅なトルクを与えるように、大幅に圧縮比を増加させ、その後高速時ではトルクを復元するために圧縮比を減少させるようにプログラムされことができる。]
[0051] 有利には、本発明によるエンジン１は燃焼室３の容積の範囲を定める同時に一因となる第２ピストン１４を含み、上記第２ピストン１４及びシリンダー２は燃焼室３の容積変化の影響下で二番目の相対的な往復運動をうけるように設計される。優先的にかつ図で示されるように、エンジン１は従ってこの場合、その中に第１及び第２ピストン４、１４が軸方向に滑るように取り付けられたシリンダー２を含む。図で示されるようなこの特別に有利な実施態様においては、燃焼室３は優先的にシリンダー２内の第１及び第２ピストン４、１４を隔てる隙間の空間によって形成される]
[0052] 言い換えると、この場合燃焼室３はシリンダー２の中でピストン４、１４の間にある可変容積の自由空間に対応する。有利に図で示されるように、第１及び第２ピストン４、１４はシリンダー２の中で反対に、言い換えると、それらの各々のヘッド４Ａ、１４Ａはお互いに向き合うように、取り付けられている。従って燃焼室３は、第１及び第２ピストン４、１４のヘッド４Ａ、１４Ａによって軸方向に、かつ上記ピストン４、１４のヘッド４Ａ、１４Ａの間に伸びるシリンダー２の内壁２０によって半径方向に範囲が定められた空間の中に伸びている。従って燃焼室３は第１及び第２ピストン４、１４の相対位置に依存する可変容積を有する。有利に図で示されるように、第１ピストン４及び第２ピストン１４はシリンダー内（この場合は固定されている）での相反する往復運動によってずらされるように設計されていて、上記ピストン４、１４は、実質上同時に互いに近づきかつ互いに離れるように動く（一番目と二番目の往復運動は反対である）。言い換えると、第１ピストン４及び第２ピストン１４は燃焼室３の中線平面に関して対称でＸ−Ｘ’軸に垂直にずらされる。図で示されるような優先的実施態様においては、各々のピストン４、１４はシリンダー２内で個別に、言い換えると、もう一方のピストン１４、４とは独立にずらされるように設計されている。優先的に、第２ピストン１４は第１ピストン４と同一であり、同時に第１ピストン４とまったく同じにエンジン１内に取り付けられている。図で示されるような有利な実施態様においては、出力軸８は従って同時に第２ピストン１４と同軸に取り付けられており、出力軸８及び第２ピストン１４は、第２ピストン１４の動きを出力軸８の回転運動に変換するように協力する。この目的を達成するためにエンジン１は上記二番目の相対的往復運動を出力軸８の回転運動に変換する二番目の手段を含む。]
[0053] 上記二番目の変換手段は、一方では、下記３つの要素、シリンダー２、出力軸８、及び第２ピストン１４、のひとつに結合している実質上波状の形状の第２案内経路１５、及び他方では、上記第２案内経路１５に沿ってずらされるように設計されていて、かつ上記３つの要素のその他に結合している、第２案内要素１６を含む。有利には、燃焼室３の容積の最小値及び／又は最大値を調整するために、上記エンジン１は同時に、それ（ら）が結合されている要素に対しての第２案内経路１５及び／又は第２案内要素１６の位置を調整するための第２部材５０を含む。図で示される特別に有利な例示的な実施態様においては、エンジン１は燃焼室３の中線平面、言い換えると、燃焼室３の中央を貫通し、かつシリンダー２の長手方向の延長軸Ｘ−Ｘ’に垂直な平面、に関して端から端までの対称性を有する。]
[0054] このことは、具体的には第２ピストン１４、第２案内経路１５、第２案内要素１６、及び第２調節部材５０に関する全ての構造上の配置（provisions）が、第１ピストン４に関する第１案内経路９、第１案内要素１０、及び第１調節部材５各々の構造上の配置と同一であることを意味する。下記を組み合わせることは特別に有利であることが判明した：
−優先的に反対にかつ一致して、その反対の往復運動を出力軸８の連続した回転運動に変換するために働く２つのピストン４、１４で範囲を定められた燃焼室３及び、
− 燃焼室３の利用可能な容積及びそれ故の圧縮比に影響を与える、一番目の及び優先的には二番目の調節手段５、５０。]
[0055] 実際には、調整可能な行程を伴う２つのピストンが存在することで、圧縮比を調整するためにピストン４、１４へ個別に影響することにより、最終的に圧縮比を制御することが可能である。]
[0056] 同じ燃焼室３の範囲を限定する２つのピストン４、１４を利用することは、各々のピストンが圧縮比率の変化の半分に貢献しているため、ピストン４、１４に対称的に影響を与えることによって、ピストンの運動に重大なずれを多少なりとも与えることなく、広い圧縮率変化の振幅をえるという利益を享受することを可能にする。]
[0057] 本発明は同時に、本発明によるエンジン１が搭載された自動車タイプの乗物に関する。]
[0058] 産業上の利用可能性
本発明は、エンジンの設計、構造、及び使用において、産業上利用可能である。]

权利要求:

請求項1
少なくとも下記の３つの要素を含むエンジン（１）：−その容積が最小値と最大値の間で変化する燃焼室（３）の範囲を定める一因となるシリンダー（２）、−同時に燃焼室（３）の範囲を定める一因となる第１ピストン（４）で、上記第１ピストン（４）及びシリンダー（２）が燃焼室（３）の容積の変化の影響下で一番目の相対的往復運動をうけるように設計された第１ピストン（４）、−回転式出力軸（８）、同時に下記を含む上記エンジン（１）：−同時に燃焼室（３）の範囲を定める一因となる第２ピストン（１４）で、上記第２ピストン（４）及びシリンダー（２）が燃焼室（３）の容積の変化の影響下で二番目の相対的往復運動をうけるように設計されていて、上記出力軸（８）が上記第１及び第２ピストン（４、１４）に同軸に取り付けられている第２ピストン（１４）、−一方で、上記３つの要素（２、４、８）のうちのひとつに結合されている実質上波状の形状の第１案内経路（９）、及び他方で上記第１案内経路（９）に沿ってずらされるように設計され、上記３つの要素（２、４、８）のうちのその他に結合されている第１案内要素（１０）を含む、上記一番目の相対的往復運動を出力軸（８）の回転運動に変換する一番目の手段（５）、−燃焼室（３）の容積の最小値及び／又は最大値を調節するために、第１案内経路（９）及び／又は第１案内経路（９）の、それ（ら）が結合されている上記要素（２、４、８）に関しての位置を調整する第１部材（５）。
請求項2
請求項１に記載される、第１案内経路（９）が出力軸（８）に結合されていて、その一方第１案内要素（１０）が第１ピストン（４）に結合されていることを特徴とするエンジン（１）。
請求項3
上述の請求項のうちのひとつに記載される、第１案内経路（９）が第１溝を含み、その一方第１案内要素が上記第１溝にはまる第１フィンガーを含むことを特徴とするエンジン（１）。
請求項4
上述の請求項のうちのひとつに記載される、第１調整部材（５）が出力軸（８）を覆うようにかつ出力軸（８）に沿って滑るように取り付けられている第１調節部品（６）を含み、上記第１調節部品（６）が第１案内経路（９）を有することを特徴とするエンジン（１）。
請求項5
請求項４に記載される、第１調整部材（５）が一方では、シリンダー（２）に固定されかつ出力軸（８）に同軸の貫通された中空円筒(１８)を含み、他方では、その端の一番目で第１調節部品（６）に取り付けられている貫通筒（１９）を含み、シリンダー（２）に関して固定されるように取り付けられている出力軸（８）に対しての第１調節部品（６）の位置を変化させるために、上記貫通筒（１９）を貫通された中空円筒(１８)の中でねじ込みかつ取り外すことができることを特徴とするエンジン（１）。
請求項6
請求項５に記載される、貫通筒（１９）を回転駆動するために貫通筒（１９）の二番目の端に歯車１９Ｂが設けられていることを特徴とするエンジン（１）。
請求項7
請求項１から６のうちのひとつに記載される、上記燃焼室（３）がシリンダー（２）内の第１及び第２ピストン（４、１４）を隔てる隙間の空間によって形成されることを特徴とするエンジン（１）。
請求項8
請求項１から７のうちのひとつに記載される、一番目及び二番目の往復運動は、上記第１及び第２ピストン（４、１４）が実質上同時にお互いに近寄ったりお互いに離れたりするように反対であることを特徴とするエンジン（１）。
請求項9
請求項１から７のうちのひとつに記載される、上記二番目の相対的往復運動を出力軸（８）の回転運動に変換する二番目の手段を含むことを特徴とするエンジン（１）で、上記二番目の変換手段が、一方では、下記３つの要素、シリンダー（２）、出力軸（８）、及び第２ピストン（１４）、のひとつに結合している実質上波状の形状の第２案内経路（１５）を含み、他方では、上記第２案内経路（１５）に沿ってずらされるように設計されていて、かつ上記３つの要素（２、８、１４）のその他に結合している、第２案内要素（１６）を含むエンジン（１）で、同時に燃焼室３の容積の最小値及び／又は最大値を調節するために、第２案内経路（１５）及び／又は第２案内要素（１６）の、それ（ら）が結合している要素（単数・複数）（２、８、１４）に関しての位置を調節するための第２部材（５０）を含むエンジン（１）。
請求項10
請求項１から９のうちのひとつに記載される、内燃エンジンを構成することを特徴とするエンジン（１）で、上記燃焼室（３）が上記燃焼室（３）内で燃焼をうけることを目的としている作動流体を収容するように設計されているエンジン（１）。
請求項11
上述の請求項のうちのひとつに適合するエンジン（１）を搭載した乗物。