CN1200438A - 带副燃烧室燃料喷射式内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种将副燃烧室连通设置在内燃机主燃烧室上、在该副燃烧室上安装有喷射燃料和压缩空气的混合气的混合气开闭阀及点火塞的内燃机,其中构成副燃烧室的材料的热传导率比构成主燃室的材料的低,并包括喷射装置、设在前述副燃烧室上的点火装置,前述副燃烧室和主燃烧室的各容积容积比设在2∶8～6∶4的范围内,前述喷射装置为混合气喷射装置,该混合气喷射装置包括蓄压室、开闭阀、燃料喷射阀。

Description

带副燃烧室燃料喷射式内燃机
本发明涉及一种燃料喷射式内燃机的改良，特别是涉及一种带副燃烧室火花点火式内燃机，其中副燃烧室将混和气向燃烧室供给、炭氢化合物排出量少且效率高，供给的混和气的空气燃烧比在宽的内燃机运转区域适合该内燃机的运转状态。
作为将副燃烧室连通设在内燃机的主燃烧室上，将燃料和压缩空气的混合气喷射到该副燃烧室这种形式的燃料喷射式内燃机有例如特开平5-195787号公报“燃料喷射式二冲程发动机”之技术。
上述技术据该公报图1所示为安装有向副燃烧室12(序号引用公报记载的序号。下同)喷射压缩空气14和燃料15的混合体16的空气燃料喷射阀18和点火塞21的技术。空气燃料喷射阀18具有电磁阀式燃料开闭阀19和电磁阀式混和气开闭阀20。
一般地说，在这样的燃料喷射式二冲程发动机中，由于在由混和气开闭阀20雾状喷射燃料15时，用压缩空气14的压力补助该喷雾作用，所以，可以将较高浓度的燃料15微粒化，形成适当的喷雾形态(燃料15的喷雾形状)。
但是，为了形成适当的喷雾形态需要使压缩空气14形成高压(如：5kg/cm2以上)，尤其是当供给大量的燃料15时需要使压力更高。换言之，由于需要维持燃料15的适当的喷雾形态，所以在用低压的压缩空气14补助燃料15的喷雾作用时使燃料15的供给量增加是不容易的。同时，为了用高压压缩空气14补助燃料15的喷雾形态，需要高压空气泵和高压燃料泵33。
在目前的火花点火式内燃机尤其是火花点火式二冲程循环内燃机(如下通称，称作二冲程内燃机)中，有为了在低负荷运转状态，使少量燃料确实着火，设置与主燃烧室连通的副燃烧室，使该副燃烧室将混和气自浓的混合气层状形成稀薄混合气的方式(参照特开平5-195787号公报)。
在前述公报记载的二冲程内燃机中，由于副燃烧室的容积与主燃烧室的容积比显著的小，所以虽然在低负荷运转状态下，使少量的燃料以所需要的空气燃烧比在副燃烧室层状形成是可能的，但，在高负荷运转状态下，不能在副燃烧室内形成适当的空气燃烧比而供给大量的燃料，会发生不规则燃烧、炭化氢排出量高的缺陷。
因此本发明的目的就在于提供一种即使由低压的压缩空气自混合气开闭阀向副燃烧室喷射燃料也能够提高燃烧效率的技术。
为了达到上述目的，本发明第一方案记载的发明为一种将副燃烧室连通设置在内燃机主燃烧室上、在该副燃烧室上安装有喷射燃料和压缩空气的混合气的混合气开闭阀及点火塞的燃料喷射式内燃机，其特征为：构成副燃烧室的材料为比构成主燃烧室的材料热传导率低的材料。
由于有低热传导率的材料构成副燃烧室，所以透过副燃烧室的壁向大气放出的热量就少了，其结果，副燃烧室内部形成高温。因此，副燃烧室维持被燃烧气体加热的状态。由于将混和气供给到高温的副燃烧室，所以混和气中的燃料在副燃烧室容易气化。因此即使由低压的压缩空气向副燃烧室喷射大量的燃料，燃料也会迅速气化，所以即使燃料的粒子大、不是最适当的喷雾形态，燃烧状态也是良好的，燃烧效率也很高。而且即使燃料的粒子大也可以点火，因此可以使混合气开闭阀阀体的提升量较大。
而且由于不必为了将大量的混和气自混合气开闭阀向副燃烧室喷射而提高喷雾形态的品质，所以混和气开闭阀与阀体的提升量无关，不必大幅度提高精度。因此可以降低混和气开闭阀及阀的控制系统的成本。
由于可以由低压的压缩空气补助燃料的喷雾形态，所以只需低压空气泵及低压燃料泵就可以。当由内燃机供给低压空气泵及低压燃料泵的动力时，由于各泵是低压的，所以只需供给小动力，可以不必使内燃机负担过大的负荷。
本发明第二方案记载的发明的特征为：由铝合金构成主燃烧室、由铸铁构成副燃烧室。
由于由低热传导率的铸铁构成副燃烧室，所以透过副燃烧室的壁向大气放出的热量就少了，其结果，副燃烧室内部形成高温。但由于由铝合金构成主燃烧室，所以内燃机重量轻。因此，由于虽然内燃机很轻，但即使由低压的压缩空气把大量的燃料喷射到副燃烧室燃料也会迅速气化，所以即使不是最适当的喷雾形态燃烧状态也是良好的，燃烧效率也很高。
本发明还涉及一种火花点火式内燃机的改良，为一种具有与主燃烧室连通的副燃烧室、直接向该副燃烧室间断喷射混和气或燃料的喷射装置和设在前述副燃烧室的点火装置的内燃机，其特征在于：前述副燃烧室及主燃烧室的各容积比设定在2∶8～6∶4的范围内。
本发明第3方案记载的发明由于副燃烧室的容积与全燃烧室的容积比没有如前所述设定很大的比率，所以在少量燃料被供给到燃烧室的低负荷运转状态下，适当的空气燃烧比分布的混合气被层状形成于前述副燃烧室内，着火被确实地进行，避免了不规则燃烧，抑制了炭化氢的排出量。
另外，在大量燃料被供给到燃烧室的高负荷运转状态下，在前述副燃烧室形成不发生不规则燃烧的浓度的混合气，进行均匀燃烧，排出气体净化性能被维持在高水准上，同时，容易实现高输出。
并且，如本发明第4方案所述，通过构成本发明，可以抑制混和气喷射时期的副燃烧室内的压力，由混和气喷射装置很容易地将适当空气燃烧比的混合气喷射到该副燃烧室内。
并且，如本发明第5方案所述，通过构成本发明，在低负荷运转区域副燃烧室内的混合气可以不被来自主燃烧室内的气体搅拌，维持成层状态，回避不规则燃烧，同时，在高负荷运转区域可以与自主燃烧室内浸入副燃烧室的废气流充分混合，得到空气燃烧比大致均匀的混合气，形成均匀燃烧状态，进行完全燃烧，排出气体净化性能高，效率及输出被保持在高水准。
并且，如本发明第6方案所述，通过构成本发明，被喷射到副燃烧室，向主燃烧室供给的混和气具有方向性，可以防止混和气由排气口或排气阀窜气于未然，同时，可以形成第5方案记载的偏心构造，进而可以将由喷射装置喷射自副燃烧室流入主燃烧室的混合气导向点火装置近旁，实行稳定的燃烧。
并且，利用如本发明第7方案所述结构，可以应用于容易发生窜气的二冲程内燃机，从而消减排出气体中炭化氢的排出量，同时提高输出及效率。
下面参照附图说明本发明的实施形态。
图1是本发明所述的带副燃烧室的内燃机的流程图，
图2是本发明所述的内燃机主、副燃烧室周围主要部位的断面图，
图3是本发明所述的混和气开闭阀的断面图，
图4是本发明所述的芯子的断面图，
图5是本发明所述的芯子的平面图，
图6是本发明所述的阀轴的断面图，
图7是图6的7-7线断面图，
图8是图6的8-8线断面图，
图9是本发明所述的混和气开闭阀的作用图，
图10是本发明所述的混和气开闭阀的阀体周围的变形例图(其1)，
图11是本发明所述的混和气开闭阀的阀体周围的变形例图(其2)，
图12是本发明所述的带副燃烧室火花点火二冲程内燃机实施形态的概略平面图，
图13是沿图12的II-II线截断的断面图，
图14是沿图13的III-III线截断的纵断背面图，
图15是沿图13的IV-IV线截断的纵断侧面图，
图16是将图12图示的实施形态的压力空气和燃料喷射时机根据图示平均有效压力变化图示的图，
图17是将图12图示的实施形态的炭化氢排出量和目前内燃机的炭化氢排出量根据图示平均有效压力变化图示的时序图，
图18是本发明的另外的实施形态的纵断侧面图，
图19是图18的主要部分的放大纵断侧面图，
图20是图19的IX箭头视图，
图21是沿图19的A-A、B-B、C-C、D-D线截断的断面图，
图22是图19的主要部分斜视图。
图1为本发明所述的带副燃烧室的内燃机的流程图。
内燃机1为带副燃烧室的燃料喷射式内燃机，为搭载于例如图中无显示的小型摩托车型自动二轮车的二冲程内燃机，主要由曲轴箱2和气缸体3和气缸盖4、曲轴5、连杆6及活塞7构成。
而且，内燃机1为主燃烧室8上连通设置有副燃烧室9、该副燃烧室9上安装有混和气开闭阀70、该混和气开闭阀70上方的蓄压室21安装有主燃料喷射阀(主喷射器)31，且连接副燃烧用空气系统10、压缩空气系统20、燃料系统30及润滑油系统40的内燃机。
副燃烧用空气系统10为介由给气通路12将空气净化器13连接在曲轴箱2内部的曲轴室11，在给气通路12上自上流侧向下流侧按节流阀14、副燃料喷射阀(副喷射器)15、引导阀16的顺序安装的系统。
当通过使活塞7上升移动使曲轴室11形成负压时，可以将空气自空气净化器13向给气通路12吸入，介由引导阀16供给到曲轴室11。
另外，副燃料喷射阀15当内燃机1始动时及需要润滑时喷射燃料。
压缩空气系统20为将压力波容器(サ一ジングタンク)23介由空气管22连接在蓄压室21上，将空气净化器13介由吐出空气管24、空气泵25、吸入空气管26连接在该压力波容器23上的系统。
通过使曲轴5旋转，可以驱动空气泵25，压缩空气净化器13内的空气，将该压缩空气向压力波容器23供给，进而由该压力波容器23向蓄压室21供给。
图中，27为将压力波容器23及吐出空气管24的压缩空气保持为所定压力的空气调压阀。28为空气回流管，29为截止阀。
燃料系统30为将燃料容器35介由排出燃料管32、燃料泵33、吸入燃料管34连接在主燃料喷射阀31及前述副燃料喷射阀15上的系统。
通过使曲轴5旋转，可以驱动燃料泵33，将燃料容器35的燃料供给到主、副燃料喷射阀31、15。
图中，36为将排出燃料管32的燃料保持为所定压力的燃料调压阀，37为燃料回流管。
润滑油系统40为介由润滑油管42、润滑油泵43、润滑油控制阀44、润滑油供给管45将内燃机1的滑动部分连接在润滑油箱41上的系统。
通过使曲轴5旋转，可以驱动润滑油泵43，将由润滑油控制阀44设定了流量的润滑油自润滑油箱41向内燃机1的滑动部分供给。
图中，46为润滑油回流管。
另外，51为用于主燃烧室的主点火塞，52为用于副燃烧室的副点火塞，53、54为点火线圈，55为电池，56为控制回路装置，Ne为曲轴用转数传感器，Ac为曲轴角度传感器，Th为节流阀开度传感器，Ta为大气温度传感器，Pb为节流阀二次侧吸气压力传感器，Tw为内燃机用冷却水温度传感器。
图2为本发明所述的内燃机主、副燃烧室周围主要部位的断面图。另外，为了便于说明，将内燃机1的方向作为图的上下方向来表示(以符号的朝向为图的上下方向)
内燃机1在气缸体3的气缸3a的上部设有偏置于图中无显示的排气口的相反侧的主燃烧室8，将副燃烧室9与该主燃烧室8连通设计，将副燃烧室9设置在气缸盖4上，且将喷射燃料和压缩空气的混合气的混合气开闭阀70及副点火塞52安装在副燃烧室9的端部，将主燃料喷射阀31安装在混合气开闭阀70上方的蓄压室21上。用于主燃烧室8的主点火塞51安装在气缸盖4上。
详细地说，气缸盖4结构如下：形成有在气缸3a的中心位置上下贯通的孔4a，将下部壳体61嵌在该孔4a上，将上部壳体62叠放在该下部壳体61上，从而将这些下部、上部壳体61、62固定在气缸盖4上。
下部壳体61为设有上部开放的空间部61a和将壁的一部分去掉而与主燃烧室8连通的连通部61b的壳体。上部壳体62为设有上下贯通的空间部62a，同时安装了副点火塞52的壳体。这些空间部61a、62a上下连通构成副燃烧室9。
构成副燃烧室9的下部、上部壳体61、62的材料为比构成主燃烧室8的气缸体3及气缸盖4的材料热传导率低的材料。例如：用铝合金等构成主燃烧室8(气缸体3及气缸盖4)，用铸铁、球墨铸铁铸钢等构成副燃烧室9(下部、上部壳体61、62)。
副燃烧室9上部的混合气开闭阀的安装结构如下：将上部开放的箱形支架63安装在上部壳体62的上端，将上部开放的阀储藏箱64插入该箱形支架63，且将阀储藏箱64的法兰64a叠放在箱形支架63的上面，并且使阀储藏箱64的开口闭塞地将盖65叠放在法兰64a上，用螺栓66将这些箱形支架63、法兰64a及盖65都拧紧从而将混合气开闭阀70收纳入阀储藏箱64。
混合气开闭阀70将其下端部分自箱形支架63的底部及阀储藏箱64的底部贯通延伸，以使阀体81a面对副燃烧室9(上部壳体62的空间部62a的上端)。这样的混合气开闭阀70，其下部法兰79夹入箱形支架63的内底面和阀储藏箱64的内面之间，同时通过将混合气开闭阀70的上端部嵌合在盖65的内面上形成的带台阶的孔部65a，而固定。
盖65的结构如下：与带台阶的孔部65a的上端连通设有上下贯通的贯通孔65b，由该贯通孔65b构成蓄压室21，在该蓄压室21的侧部与其连通设有管子安装孔65c，蓄压室21的上端安装有主燃料喷射阀31，管子安装孔65c内安装有空气管22。图中，67为O型环。
图3为本发明所述的混合气开闭阀的断面图。
混合气开闭阀70为利用电磁线圈73的磁力使芯子83移动，介由该芯子83使阀轴81轴向移动，从而将阀打开的所谓电磁线圈式提升阀。
详细地说，混合气开闭阀70包括：双层圆筒结构的套71、嵌合于该套71的内筒71a和外筒71b之间的线圈骨架72、缠绕在这些线圈骨架72上的电磁线圈73、为了包覆这些线圈骨架72及电磁线圈73盖在套71上部的中空圆盘形盖74、嵌合在该盖74的上部凸出部分上端的带上法兰的圆筒形帽75、上下夹住套71和盖74相互拧紧的环状紧固螺栓76及带台的螺母77、嵌合在内筒71a与内筒71a的下端部相接的带台阶的筒形阀座78、为了将该阀座78压触在内筒71a的下端面上而拧入内筒71a的下部法兰79，轴向可移动地嵌合于内筒71a及阀座78的带有阀体81a的阀轴(阀棒)81、嵌合在该阀轴81的上端部且由螺母82安装的芯子83、将这些阀轴81及芯子83向阀体81a打开的方向弹起的弹簧84。
帽75沿圆周开设有多个上下贯通的气孔75a…(…表示多个。下同。)。
阀座78在其下端部形成大致锥形的阀座面78a。阀轴81使阀体81a形成一体，该阀体81a将其上面81b大致形成锥面，将该锥面的外周附近部分形成球形面，通过球形面相对于阀座面78a的接近和远离实现阀的开闭。这样的混合气开闭阀70可以将阀座78的口径D设定为6～10mm，将阀体81a的提升量(开闭行程)Lo设定为0.3～0.6mm，使开口面积加大。
芯子83在自内筒71a向上方凸出的线圈骨架72的孔内及盖74的孔内被导向，沿轴向移动。弹簧84为由压缩弹簧等构成的回簧。
图中，85为电磁线圈用端子，86为端子用金属封油环，87、88为垫圈，89为置于阀座78上端的弹簧接受座，91～94为O形环。
图4为本发明所述的芯子的断面图。
芯子83由向阀轴81(参照图3)安装的轴毂83a、轮缘部83b和芯子部83c构成，为由电磁熟铁等磁性体构成的一体成型品。
芯子部83c在其表面(至少是外周面)形成低摩擦阻力的覆膜97。具体地说，覆膜97由被覆在芯子部83c表面的四氟乙烯树脂(商标名：特氟纶)等氟树脂系的树脂构成。另外，涂以覆膜97的芯子部83c和线圈骨架72的孔72a及盖74的孔74a之间的间隙S1为150μm左右，因此芯子83可以在孔72a、74a内进行自如的轴向移动。
图5为本发明所述的芯子的平面图，显示在芯子83的轴缘部83b开有多个上下贯通的气孔83d…。
图6为本发明所述的阀轴的断面图。
阀轴81为气孔81c一直开到阀体81a上部附近的大致呈管状的轴，开有自气孔81c的下端大致沿阀体81a的上面81b走向的多个排气孔81d…。
另外，阀轴81设有由细长筒状的阀座78的孔78b导向的上下两段导向部81e…和决定芯子83的轴向位置的台部81f。阀座78的孔78b和导向部81e…之间的间隙S2为15μm左右。这样，由于设定了上述间隙S1及间隙S2，所以阀轴81就不会摇动或扭歪而可以顺利地进行轴向移动。
图7为图6的7-7断面图，显示导向部81e…在圆周上设有4处。
图8为图6的8-8断面图，显示气孔81c开在阀轴81的中心，在偏离阀轴81中心的位置开有4个排气孔81d。
由于将排气孔81d…按着大致沿阀体81a的走向且自阀轴81的中心偏离的位置开设，所以将大致呈螺旋流的混合气自排气孔81d…向副燃烧室9(参照图2)内吹出。因此，可以将由于混合气的燃烧作用而附着或落在阀座面78及阀体81a上面81b等阀的周围的沉积物(碳等燃烧体沉积物、残渣)用混合气吹走。同时，可以通过利用螺旋流等使阀体81a自体自转而除去附着的沉积物。其结果，无论副燃烧室9的燃烧状况如何，都可以很容易地防止沉积物附着在阀的周围。而且，由于自排气孔81d…吹出的混合气为螺旋流，所以燃料和压缩空气的混合品质高，燃烧效率也提高了。
下面按图9说明混合气开闭阀70的作用。
图9为本发明所述的混合气开闭阀的作用图。
在阀关闭的状态下，首先将燃料G自主燃料喷射阀31向蓄压室21喷射，然后将压缩空气A自空气管22供给到蓄压室21。压缩空气的压力例如设定为1～3kg/cm2G左右。而且，通过不断供给压缩空气A、向端子85通电使电磁线圈73产生磁力，利用该磁力使芯子83下降。其结果，由于阀轴81和芯子83一起下降，所以阀体81a自阀座面78a离开，从而进行开阀动作。开阀后，蓄压室21内的燃料G和压缩空气A的混合气M自阀轴81的气孔81c经由排气孔81d…，且按照帽75的气孔75a…、芯子83的气孔83d…、阀轴81周围的间隙这种路径，通过阀的开口部98喷射到副燃烧室9(参照图2)。
下面参照图2说明构成副燃烧室9的材料要比构成主燃烧室8的材料热传导率低的理由。
当构成主燃烧室8的气缸体3和气缸盖4的材料为铝合金，构成副燃烧室9的下部。上部壳体61、62的材料为铸铁时，铝合金的热传导率(λ)为约175(kcal/m.h.℃)，铸铁的热传导率为约45(kcal/m.h.℃)。
这样，由于由低热传导率的铸铁构成副燃烧室9，透过副燃烧室9的壁向大气排出的热量就少了，其结果，副燃烧室9的内部就成为高温。因此，副燃烧室9维持被燃烧气加热了的状态。由于将混合气供给到高温的副燃烧室9，所以混合气中的燃料就容易在副燃烧室9气化。因此，即使由低压的压缩空气将大量的燃料喷射到副燃烧室9，燃料也会迅速气化，因此即使不是最适合的喷雾状态，燃烧状态也是良好的，燃烧效率也是高的。
而且，由于不需为了将大量的混合气自混合气开闭阀70喷射到副燃烧室9而提高喷雾状态的品质，混和气开闭阀70所以无论阀体81a的提升量如何，都不需大幅提高精度。因此，可以降低混和气开闭阀70及阀控制系统的成本。
这就是使构成副燃烧室9的材料为比构成主燃烧室8的材料热传导率低的材料的理由。
下面参照图10及图11说明阀体81a周围的变形例。
图10(a)、(b)为本发明所述的混和气开闭阀阀体周围的变形例图(其1)，显示在阀座78的内壁78c且在阀座面78a的附近设有多个遮护板(凸片)78d…的变形例。
自排气孔81d…吹出的螺旋流混合气与遮护板(凸片)78d…冲击接触。因此，可以将由于混合气的燃烧作用而附着或落在阀周围的沉积物用混合气吹走。同时，通过由螺旋流等使阀体81a自体旋转使阀体81a的上面81b与遮护板78d…相接触，所以可以除去附着的沉积物。
图11(a)、(b)为本发明所述的混和气开闭阀阀体周围的变形例图(其2)，为与上述图10的结构不同的变形例，显示自阀座78的中途(阀体81a的附近)供给混合气的底部供油式混和气开闭阀70。该又一变形例之混和气开闭阀70在阀体81a的上面81b设有平面形状为弯曲形的多个遮护板(凸片)81g…。
混合气由遮护板81g…改变其流动形成螺旋流。因此，可以将由于混合气的燃烧作用而附着或落在阀周围的沉积物用形成螺旋流的混合气吹走。
另外，在上述实施形态中，图1所示的压缩空气系统20也可以为如下结构：将主燃料喷射阀31接在空气泵25的一次侧，将由该主燃料喷射阀31供给的燃料和压缩空气的混合气向蓄压室21供给。此时，不需要将主燃料喷射阀31安装在蓄压室21上。
本发明第1方案记载的发明是一种将副燃烧室连通设在内燃机的主燃烧室上，将喷射燃料和压缩空气的混合气的混和气开闭阀和点火塞安装在该副燃烧室上的燃料喷射式内燃机，其特征在于：构成副燃烧室的材料为比构成主燃烧室的材料热传导率低的材料。
由于由低热传导率的材料构成副燃烧室，所以透过副燃烧室的壁向大气排出的热量就变少了，其结果副燃烧室的内部就成为高温。因此，副燃烧室维持被燃烧气加热了的状态。由于将混合气供给到高温的副燃烧室，所以混合气中的燃料在副燃烧室中容易气化。因此，即使由低压的压缩空气向副燃烧室喷射大量的燃料，燃料也会迅速气化，所以即使燃料的粒子大、不是最适当的喷雾形态，燃烧状态也是良好的，燃烧效率也很高。而且即使燃料的粒子大也可以点火，因此可以使混合器开闭阀的阀体的提升量较大。
而且由于不必为了将大量的混和气自混合气开闭阀向副燃烧室喷射而提高喷雾形态的质量，所以混和气开闭阀与阀体的提升量无关，不必大幅度提高精度。因此可以降低混和气开闭阀及阀的控制系统的成本。
由于可以由低压的压缩空气补助燃料的喷雾形态，所以只需低压空气泵及低压燃料泵就可以。当将低压空气泵及低压燃料泵的动力由内燃机取出时，由于各泵是低压的，所以小的取出动力就可以，可以不必使内燃机负担过大的负荷。
第二方案记载的发明的特征为：由铝合金构成主燃烧室、由铸铁构成副燃烧室。
由于由铸铁构成副燃烧室，比由铝合金构成的主燃烧室热率传导小，容易蓄热。而且由于由铝合金构成主燃烧室，所以内燃机重量轻。因此，由于虽然内燃机很轻，但即使由低压的压缩空气把大量的燃料喷射到副燃烧室，燃料也会迅速气化，所以即使不是最适当的喷雾形态，燃烧状态也是良好的，燃烧效率也很高。
以下就图12至图15所示的本发明的另外的实施形态进行说明。
带副燃烧室的火花点火二冲程内燃机101和V型皮带无级变速机102一起组装在图中无显示的摩托车型自动二轮车的摆动动力装置O上，气缸盖104被一体结合在带副燃烧室的火花点火二冲程内燃机101的气缸体103上部，同时，被分割成左右2个的左曲轴箱105及右曲轴箱106被一体连接在气缸体103的下部。
另外，前述左曲轴箱105向后方延长，由该左曲轴箱105和拆装自如地连接在其左外侧的变速机壳107构成V型皮带无级变速机102的壳体，与后车轮109成一体被安装在作为该V型皮带无级变速机102的输出轴的车轴108上，枢轴式被支承在带副燃烧室的火花点火二冲程内燃机101的左曲轴箱105及右曲轴箱106上的曲轴110的动力介由V型皮带无级变速机102被传达到后车轮109。
并且，如图104所示，活塞112被滑动自如地嵌装在带副燃烧室的火花点火二冲程内燃机101的气缸体103的气缸孔111上，连杆115的两端回转自如地枢轴式连接在活塞112的活塞销113和曲轴110的曲轴销114上，伴随着活塞112的升降曲轴110被驱动旋转。
进而，邻接于气缸孔111上部的主燃烧室116且与其连通的副燃烧室117如图15所示，形成随着接近主燃烧室116而逐渐扩张的形状，相对于该副燃烧室117的中心线，在图15中向右方偏心形成与主燃烧室116连通的连通开口117a，点火栓136配置在该连通开口117a上，同时点火栓137位于点火栓136的相对一侧，配置于副燃烧室117内的上流一侧(在图13中，点火栓137相对于点火栓136呈直角取向)。
而且在副燃烧室117的中心线的延长线上设有冲突壁117b，由混合气喷射电磁阀118喷射的混和气与该冲突壁117b冲突，向着点火栓136改变走向。
而且，混合气喷射电磁阀118设在副燃烧室117的上端，指向该混合气喷射电磁阀118的蓄压室119的中心安装有压力空气通路120。
另外，如图13所示，往复空气泵122安装在气缸盖4上，该往复空气泵122的曲轴123的右端嵌装有从动轮124，如图12所示，带副燃烧室的火花点火二冲程内燃机101的曲轴110上嵌装有主动轮125，在这些从动轮124、主动轮125上架设有皮带126，当曲轴110旋转时，往复空气泵122的曲轴123被驱动旋转。
进而，在往复空气泵122中，利用曲轴123的旋转往复空气泵122的气缸127内的活塞(无图示)被往复驱动。
并且，如图13所示，在气缸104上，在与燃料喷射阀121的前端部交叉的方向上设有压力空气通路128，沿着该压力空气通路128的延长线上连通管129的一端被嵌装在该压力空气通路128上，同时，该连通管129的另一端被与往复空气泵122的吐出室130连通，由往复空气泵122被压缩的压力空气由排出室130介由连通管129、压力空气通路128及压力空气通路120被供给到蓄压室119，直接喷射电磁阀118被打开，当燃料喷射阀121动作时，燃料由燃料喷射阀121被喷射到经由压力空气通路120高速向蓄压室119流动的压力空气流内混合，蓄压室119内的混合气由直接喷射电磁阀118的开放部118a顺畅地流入副燃烧室117。
另外，直接喷射电磁阀118由阀壳体131，滑动自如地嵌装在该阀壳体131上、同时可以开闭直接喷射电磁阀118的开口部118a的提升阀体132，使提升阀体132向闭塞直接喷射电磁阀118的开口部118a的方向弹压的弹簧线圈133，一端嵌装在前述提升阀体132的顶端的磁性体的吸引部件134，动作时将该吸引部件134向下方吸引、使直接喷射电磁阀118打开的电磁线圈135构成；当该电磁线圈135通电动作时，迄今为止处于闭塞状态的直接喷射电磁阀118被打开。
进而，直接喷射电磁阀118利用来自图中无显示的电子控制装置的控制信号，与作为带副燃烧室的火花点火式二冲程内燃机101的运转变化量之一种的图示平均有效压力PMI(＝K.W/Ne.Vst，W：输出，Ne：内燃机转数，Vst：内燃机排气量，K：比例常数)相对应，以图16实线所示的曲轴角按时序开闭，另外，燃料喷射阀121也利用来自图中无显示的电子控制装置的控制信号以图16实线所示的曲轴角按时序开始、结束喷射。
而且，点火栓136、137也利用图中无显示的电子控制装置与图示平均有效压力PMI相对应，以所需要的时序动作，同时或者错开时序产生火花。
图17中表示的图12至图15所示的实施形态的碳氢化合物排出特性，在特性C至特性D之间，比无副燃烧室的内燃机的特性A及V1∶V2之比为20∶80的现有的带副燃烧室的内燃机的特性B优良。
另外，在图12至图15所示的实施形态中，当混合气喷射电磁阀118打开时，蓄压室119内的加压空气向由混合气喷射电磁阀118的开口部118a开始呈开放型的副燃烧室117内放射状喷射，然后经所定时间之后与来自燃料喷射阀121的燃料形成混合气，同样地呈放射状向副燃烧室117内喷射。
其结果，燃料不会局部性地大量附着在副燃烧室117的侧壁面117c、117d上，将不规则燃烧及煤烟子发生阻止于未然。
另外，被喷射到副燃烧室117内的混合气在接触其途中的点火栓137的电极部后，与位于副燃烧室117的中心线的延长线上的冲突壁117b冲突，向着点火栓136的方向改变其走向，由于接触该点火栓136的电极部，副燃烧室117内的混合气可以确实地着火。
进而，被喷射到副燃烧室117内的混合气由于不直接向主燃烧室116内喷射，被冲突壁117a阻挡而滞留，在低负荷运转区域浓的混合气和稀薄的混合气层状重叠，容易进行成层燃烧。
另外如图13及图14所知，由于在设置副燃烧室117的连通开口117a一侧(图15中右侧)的相对一侧配设有排气孔138，所以由副燃烧室117介由连通开口117a流入到主燃烧室116混合气不能直接地到达排气孔138，确实地防止窜气。
另外，在排气孔138相对一侧设有废气清除孔139，同时在左右两侧也设有废气清除孔139。
进而，由于利用往复空气泵122可以将蓄压室119内的压力升至副燃烧室117内的压力以上，所以，可以使空气顺畅地自副燃烧室119内向副燃烧室117内喷射。
其次，就图18至图22所示的本发明的其它实施形态进行说明。
在图18至图22所示的实施形态中，与图12至图15所示的实施形态的副燃烧室117相比，副燃烧室140的形状形成光滑的开放型。
并且，副燃烧室140的两侧壁面140a、140b左右对称，但副燃烧室140的前壁面140c相对于气缸孔111的中心线急剧倾斜，在外前壁面140c的下缘，朝向后方的点火栓136的电极部136a凸设有冲突壁141，连通副燃烧室140和主燃烧室116的连通开口位于点火栓136的旁边，副燃烧室140的具体的横断面形状如图21所示，在副燃烧室140的上部为圆锥面，但左右壁面140a、140b及后壁面140d随着向下方延伸，形成角锥面，只有前臂面140c仍呈圆锥面。
另外，连通开口142的左右两侧面142a、142b如图20及图21所示，比冲突壁141更加向两侧张开，该连通开口142大致呈长圆形，由混合气喷射电磁阀143喷射的加压空气或混合气中沿副燃烧室140的两侧壁面140a、140b流动的气流沿虚线a、b流动，沿副燃烧室140的前壁面140c流动的气流沿虚线c流动，沿副燃烧室140的后壁面140d流动的气流沿虚线d流动。
进而，沿着气缸孔111的中心线在副燃烧室140的上方，配设有基本上与混合气喷射电磁阀118同样结构的混合气喷射电磁阀143，在连通该混合气喷射电磁阀143和燃料喷射阀145的蓄压室146上压力空气通路147的前端被开口，在该压力空气通路147的基端介由图中无显示的接续管及稳压箱被连接到加压空气泵上，在蓄压室146储存有通常压力一定的加压空气，在混合气喷射电磁阀143打开期间，燃料喷射阀145动作，燃料被喷射。
在副燃烧室140的后壁面140d一侧，配设有点火线136，同时，在副燃烧室140的右侧壁面140b上设有点火栓137。
图18至图22所示的实施形态中的V1∶V2与图12至图15所示的实施形态的V1∶V2相比，具有与图17的碳氢化合物排出特性C(或D)接近的特性。
而且，由于图18至图22所示的实施形态与图12至图15所示的实施形态同样具有冲突壁141，所以喷射到副燃烧室140内的混合气在低负荷运转的状态下，浓度不同的混合气被形成层状，进行稳定的成层燃烧。
另外，连通开口142由于自主燃烧室116及混合气喷射电磁阀143的中心线向点火栓136侧偏心，所以，由混合气喷射电磁阀143喷射的大部分混合气按c、d流动，向着点火栓136的电极部136a接触，另外，由混合气喷射电磁阀143喷射的混合气中，沿左右壁面140a、140b流动的混合气沿着气缸孔111的左右侧面流到主燃烧室116的下方，被活塞112的顶面反转而上升，到达点火栓136的电极部136a，而且，其中沿右壁面140b流动的混合气接触点火栓137的电极部137a的结果，使点火栓136、137的电极部136a、137a附近存有可燃混合气，稳定的成层燃烧成为可能。
进而，由于连通开口142左右形成长圆形，所以由混合气喷射电磁阀143喷射的混合气中，沿副燃烧室140的左右壁面140a、140b流动的气流不与冲突壁141冲突，而是沿着气缸孔111的左右侧面到达主燃烧室116内的下方，被活塞120的顶面反转而上升，形成纵向漩涡、气体交换被充分进行。
而且，由混合气喷射电磁阀143喷射的混合气向着点火栓136的方向流动，不指向排气孔138，所以充分避免了窜气。

Claims (9)

1、一种燃料喷射式内燃机，将副燃烧室连通设置在内燃机主燃烧室上、在该副燃烧室上安装有喷射燃料和压缩空气的混合气开闭阀及点火塞，其特征在于：构成前述副燃烧室的材料为比构成前述主燃烧室的材料的热传导率低的材料。
2、一种如权利要求1记载的燃料喷射式内燃机，其特征在于：由铝合金构成前述主燃烧室、由铸铁构成前述副燃烧室。
3、一种带副燃烧室的火花点火式内燃机，具有与主燃烧室连通的副燃烧室、直接将混合气或燃料间断喷射到该副燃烧室的喷射装置、设在前述副燃烧室上的点火装置，
其特征在于：前述副燃烧室和主燃烧室的各容积容积比设在2∶8～6∶4的范围内。
4、一种如权利要求3记载的带副燃烧室的火花点火式内燃机，其特征在于：前述喷射装置为混合气喷射装置，该混合气喷射装置包括：邻接于前述副燃烧室并充填压力空气的蓄压室、开闭自如地连通该蓄压室及前述副燃烧室的开闭阀、向前述蓄压室喷射燃料的燃料喷射阀。
5、一种如权利要求3或4记载的带副燃烧室的火花点火式内燃机，其特征在于：前述副燃烧室与沿着气缸孔中心线指向的喷射装置一起直列配置在该气缸孔中心线上，前述主燃烧室自前述气缸孔中心线向侧方偏心配设。
6、一种如权利要求5记载的带副燃烧室的火花点火式内燃机，其特征在于：连通前述副燃烧室与主燃烧室的连通开口的中心基本位于连结该主燃烧室和副燃烧室的中心的线上，该连通开口相对于前述主燃烧室-副燃烧室中心线，基本呈直角取向。
7、一种如权利要求3或4记载的带副燃烧室的火花点火式内燃机，其特征在于：前述内燃机为二冲程内燃机。
8、一种如权利要求5记载的带副燃烧室的火花点火式内燃机，其特征在于：前述内燃机为二冲程内燃机。
9、一种如权利要求6记载的带副燃烧室的火花点火式内燃机，其特征在于：前述内燃机为二冲程内燃机。
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