JP2002266644A - Engine and auxiliary combustion chamber mechanism - Google Patents

Engine and auxiliary combustion chamber mechanism

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JP2002266644A
JP2002266644A JP2001069723A JP2001069723A JP2002266644A JP 2002266644 A JP2002266644 A JP 2002266644A JP 2001069723 A JP2001069723 A JP 2001069723A JP 2001069723 A JP2001069723 A JP 2001069723A JP 2002266644 A JP2002266644 A JP 2002266644A
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chamber
sub
fuel
main chamber
engine
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JP2001069723A
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Japanese (ja)
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Shunsaku Nakai
俊作 中井
Masashi Nishigaki
雅司 西垣
Seiichi Ito
誠一 伊藤
Koji Moriya
浩二 守家
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the technique capable of providing a high compression ratio and high efficiency by injecting the fuel to a main combustion chamber 1 with high pressure without using a complex and expensive fuel injection device, in an engine 100 provided with the main combustion chamber 1 and the auxiliary combustion chamber 10 communicated through a communication passage 23, and a fuel supply means 30 and an ignition means 32 mounted in the auxiliary combustion chamber 10. SOLUTION: A main combustion chamber hole 21 on the main combustion chamber 1 side of the communicating passage 23 is made on position projected from a cylinder head 9 to the main combustion chamber 1, the shaft center direction of the main combustion chamber hole 21 is intersected to the shaft center direction of a cylinder 3, and an air supply means 31 is mounted for supplying the air A to the auxiliary combustion chamber 10 to which the fuel is supplied by the fuel supply means 30, to form a combustible zone X on the ignition means 32 side of the auxiliary chamber 10, and an over-concentration zone Y on the communicating passage 23 side of the auxiliary chamber 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダとピスト
ン頂面とで規定される主室と、シリンダヘッドに設けら
れ前記主室に連通路を介して連通する副室と、前記副室
に燃料を供給する燃料供給手段と、前記副室の前記燃料
を点火する点火手段とを備えたエンジン、及び、前記副
室によって構成される副室機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a main chamber defined by a cylinder and a top surface of a piston, a sub-chamber provided in a cylinder head and communicating with the main chamber through a communication passage, and a fuel chamber in the sub-chamber. The present invention relates to an engine including a fuel supply means for supplying the fuel and an ignition means for igniting the fuel in the sub chamber, and a sub chamber mechanism constituted by the sub chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンは、一般的に、火花点火式エン
ジン(以下、SIエンジンと呼ぶ。)とディーゼルエン
ジンとに大別することができる。
2. Description of the Related Art In general, engines can be broadly classified into spark ignition engines (hereinafter referred to as SI engines) and diesel engines.

【0003】SIエンジンは、酸素含有ガスの一例であ
る空気と燃料との混合気を燃焼室に吸引して圧縮し、そ
の後、点火手段である点火プラグにより点火し燃焼させ
るものである。このようなSIエンジンの理想的なサイ
クルはオットーサイクル(定容加熱サイクル)と考えら
れており、圧縮比を高くして希薄燃焼させることによっ
て熱効率を向上させることができる。更に、SIエンジ
ンでは、特に部分負荷時の火炎温度低下、サイクル効率
向上、ポンピング損失低下などにより排ガス対策、燃費
改善に有力である希薄燃焼方式として、層状給気方式が
ある。層状給気方式とは、点火しやすい燃焼範囲内の当
量比である混合気を点火プラグの周りにつくり、その外
側に、点火プラグ周りの混合気よりも薄い混合気が存在
する希薄領域を形成して、まず当量比が燃焼範囲内であ
る混合気を点火して燃焼させて、その火炎により希薄領
域の混合気を燃焼させ、全体として希薄混合気を燃焼さ
せる方式である。この層状給気方式の燃焼室構造の一例
として、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備
え、燃料の燃焼室内噴出により、特に点火プラグ付近に
可燃混合気を形成し安定燃焼させるものがある。
[0003] In an SI engine, a mixture of air and fuel, which is an example of an oxygen-containing gas, is sucked into a combustion chamber and compressed, and then ignited by a spark plug as ignition means and burned. The ideal cycle of such an SI engine is considered to be an Otto cycle (constant volume heating cycle), and the thermal efficiency can be improved by increasing the compression ratio and performing lean combustion. Further, in the case of the SI engine, there is a stratified air supply system as a lean combustion system which is effective in reducing exhaust gas and improving fuel efficiency due to a decrease in flame temperature, an improvement in cycle efficiency, a decrease in pumping loss, etc., particularly at a partial load. With the stratified charge system, a mixture that has an equivalence ratio within the combustion range where ignition is easy is created around the ignition plug, and a lean region where a mixture that is thinner than the mixture around the ignition plug exists outside the mixture. Then, first, an air-fuel mixture whose equivalence ratio is within the combustion range is ignited and burned, and the air-fuel mixture in the lean region is burned by the flame, thereby burning the lean air-fuel mixture as a whole. As an example of the stratified charge type combustion chamber structure, there is provided a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber, and forms a combustible air-fuel mixture particularly near an ignition plug to stably burn by jetting the fuel into the combustion chamber. is there.

【0004】また、ディーゼルエンジンは、ピストン位
置が上死点位置付近であり高温且つ高圧である燃焼室
に、燃料噴射装置により燃料を噴射して自己着火させ、
理想的にはディーゼルサイクル(定圧サイクル)で運転
されるように構成されるものである。そして、ディーゼ
ルサイクルにおいては、SIエンジンのように、燃焼室
の火炎伝播における最終燃焼部分(末端ガス)が自己着
火することで発生する圧力振動、所謂ノッキングの発生
がなく、比較的圧縮比を高くして熱効率の向上を図るこ
とができる。
Further, in a diesel engine, fuel is injected by a fuel injection device into a high-temperature and high-pressure combustion chamber having a piston position near a top dead center position and self-ignited.
Ideally, it is configured to operate on a diesel cycle (constant pressure cycle). In the diesel cycle, as in the case of the SI engine, there is no occurrence of pressure oscillation, which is called knocking, caused by self-ignition of the final combustion portion (end gas) in the flame propagation in the combustion chamber, and the compression ratio is relatively high. As a result, the thermal efficiency can be improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の層状給
気方式を採用したSIエンジンやディーゼルエンジンの
ように、燃料を燃焼室に直接噴射し、効率の向上を図ろ
うとする場合、圧縮行程において比較的高圧の燃焼室に
燃料を噴射するための複雑な燃料噴射装置等を備える必
要がある。特に、燃料が天然ガスなどの気体燃料の場
合、この気体燃料を充分に加圧して、高圧の燃焼室に直
接噴射することは困難であり、複雑且つ高価な燃料噴射
装置が必要となる。
However, in the case where the efficiency is to be improved by directly injecting fuel into the combustion chamber as in the case of an SI engine or a diesel engine employing the above-described stratified charge system, the compression stroke is not sufficient. It is necessary to provide a complicated fuel injection device or the like for injecting fuel into a relatively high pressure combustion chamber. In particular, when the fuel is a gaseous fuel such as natural gas, it is difficult to sufficiently pressurize the gaseous fuel and directly inject it into the high-pressure combustion chamber, which requires a complicated and expensive fuel injection device.

【0006】従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、
複雑で高価な燃料噴射装置などを必要とせずに、燃焼室
に燃料を高圧で噴射して高圧縮比で高効率なエンジンを
実現することを目的とし、特に、天然ガスのような気体
燃料を使用するエンジンにも適用可能な高効率エンジン
を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances,
It aims to realize a highly efficient engine with a high compression ratio by injecting fuel into the combustion chamber at high pressure without the need for complicated and expensive fuel injection equipment. It is an object of the present invention to provide a high-efficiency engine applicable to an engine to be used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】〔構成1〕本発明に係る
エンジンは、請求項1に記載したごとく、シリンダとピ
ストン頂面とで規定される主室と、シリンダヘッドに設
けられ前記主室に連通路を介して連通する副室と、前記
副室に燃料を供給する燃料供給手段と、前記副室の前記
燃料を点火する点火手段とを備えたエンジンであって、
前記連通路の前記主室に開口する主室孔が、前記シリン
ダヘッドから前記主室に突出した位置に設けられ、前記
主室孔の軸心方向が、前記シリンダの径方向に沿った方
向であると共に、前記燃料供給手段により前記燃料が供
給された前記副室に酸素含有ガスを供給して、燃焼範囲
内の当量比の混合気が存在する燃焼可能領域を前記副室
の前記点火手段側に形成すると共に、燃焼上限界以上の
当量比の混合気が存在する過濃領域を前記副室の前記連
通路の前記副室に開口する副室孔側に形成する酸素含有
ガス供給手段を備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, an engine according to the present invention includes a main chamber defined by a cylinder and a piston top surface, and a main chamber provided in a cylinder head. An engine comprising: a sub-chamber communicating with the sub-chamber through a communication passage; fuel supply means for supplying fuel to the sub-chamber; and ignition means for igniting the fuel in the sub-chamber.
A main chamber hole that opens to the main chamber of the communication passage is provided at a position protruding from the cylinder head into the main chamber, and an axial direction of the main chamber hole is in a direction along a radial direction of the cylinder. In addition, an oxygen-containing gas is supplied to the sub-chamber to which the fuel has been supplied by the fuel supply means, and a combustible region in which an air-fuel mixture having an equivalence ratio within a combustion range exists is provided on the ignition side of the sub-chamber. And an oxygen-containing gas supply means for forming an enriched region in which an air-fuel mixture having an equivalence ratio equal to or higher than the upper limit of combustion exists on the side of the sub-chamber opening of the sub-chamber in the communication passage of the sub-chamber. It is characterized by having.

【0008】〔作用効果〕即ち、燃焼室を互いに連通路
により連通される主室と副室とを備えたエンジンにおい
て、本構成の如く、上記燃料供給手段を設けることで、
この燃料供給手段により、例えば、主室や副室の圧力が
未だ低圧状態のとき、言換えれば、4サイクルエンジン
であれば、吸気行程もしくは圧縮行程の初期に、また、
2サイクルエンジンであれば、掃気行程もしくは圧縮行
程の初期に、燃料を副室に供給して副室に混合気を形成
する、所謂燃料供給工程を実行することができる。さら
に、このように副室に供給された燃料の一部は、連通路
を介して、主室に流出するのであるが、本構成のごと
く、連通路の主室側に開口する主室孔が、主室に突出す
る位置に設けられ、さらに、主室孔の軸心方向が、シリ
ンダの径方向に沿った方向、好ましくはシリンダの径方
向であることで、燃料供給工程において主室に流出した
燃料を、ピストン頂面側に流れることを抑制して、主室
のシリンダヘッド側である上方に燃料を滞留させること
ができる。そして、次の圧縮行程において、ピストンが
上昇して、主室が圧縮されると、主室にあるガスが前記
連通路を介して副室に流入する、所謂新気流が発生する
のであるが、該新気流により、主室の上方に滞留してい
る燃料が良好に副室に流入することになる。このように
副室に形成された混合気の当量比は、少なくとも後述の
酸素含有ガス供給手段により副室に空気(酸素含有ガス
の一例)が供給されるまでは、燃焼上限界以上、つまり
燃料過濃状態に保たれている。
[Effects] That is, in an engine provided with a main chamber and a sub-chamber in which the combustion chambers are communicated with each other by a communication passage, by providing the fuel supply means as in this configuration,
By this fuel supply means, for example, when the pressure in the main chamber and the sub-chamber is still in a low pressure state, in other words, in the case of a 4-cycle engine, at the beginning of the intake stroke or the compression stroke,
In the case of a two-cycle engine, a so-called fuel supply step of supplying fuel to the sub-chamber and forming an air-fuel mixture in the sub-chamber can be executed at the beginning of the scavenging stroke or the compression stroke. Further, a part of the fuel supplied to the sub chamber in this way flows out to the main chamber through the communication passage. However, as in this configuration, the main chamber hole that opens to the main chamber side of the communication passage is provided. Is provided at a position protruding into the main chamber, and furthermore, when the axial direction of the main chamber hole is in a direction along the radial direction of the cylinder, preferably in the radial direction of the cylinder, the fuel flows into the main chamber in the fuel supply step. The flow of the fuel that has flowed toward the top surface of the piston can be suppressed, and the fuel can be retained above the main chamber on the cylinder head side. Then, in the next compression stroke, when the piston rises and the main chamber is compressed, a so-called fresh air flow, in which gas in the main chamber flows into the sub-chamber through the communication passage, is generated. Due to the new airflow, the fuel staying above the main chamber flows into the sub-chamber satisfactorily. The equivalent ratio of the air-fuel mixture formed in the sub-chamber in this manner is equal to or higher than the upper limit of combustion, that is, the fuel, at least until air (an example of an oxygen-containing gas) is supplied to the sub-chamber by the oxygen-containing gas supply means described later. It is kept in a dense state.

【0009】また、上記酸素含有ガス供給手段を設ける
ことで、この酸素含有ガス供給手段により、副室に燃料
を供給して副室に燃焼上限界以上の当量比の混合気を形
成した後の例えば圧縮行程初期において、副室に空気を
供給して、副室に上記燃焼可能領域と上記過濃領域とを
形成する、所謂酸素含有ガス供給工程を実行することが
できる。
Further, by providing the oxygen-containing gas supply means, the oxygen-containing gas supply means supplies fuel to the sub-chamber and forms an air-fuel mixture in the sub-chamber having an equivalent ratio equal to or higher than the upper limit of combustion. For example, in the early stage of the compression stroke, a so-called oxygen-containing gas supply step of supplying air to the sub chamber and forming the combustible region and the rich region in the sub chamber can be performed.

【0010】そして、本発明のエンジンは、上記燃料供
給工程と上記酸素含有ガス供給行程を順に実行した後
に、圧縮行程後期において、副室に設けられた上記点火
手段を働かせて、前記副室の燃焼可能領域の混合気を点
火して燃焼させる。すると、副室の燃焼可能領域におけ
る燃焼による圧力波が、連通路側に形成された過濃領域
に伝播され、その過濃領域の燃焼上限界以上の当量比で
ある混合気が、着火することなく、連通路を介して主室
に高圧噴射されるのである。
After the fuel supply step and the oxygen-containing gas supply step are sequentially performed, the engine of the present invention activates the ignition means provided in the sub-chamber in the latter stage of the compression stroke to operate the sub-chamber. The mixture in the combustible region is ignited and burned. Then, the pressure wave generated by the combustion in the combustible region of the sub-chamber is propagated to the rich region formed on the communication passage side, and the mixture having an equivalent ratio equal to or higher than the upper combustion limit of the rich region is ignited. Instead, the high pressure is injected into the main chamber through the communication passage.

【0011】従って、上記のような独特な副室機構を有
する本発明のエンジンによって、従来のディーゼルエン
ジンのような複雑で高価な燃料噴射装置や、燃料を燃焼
室に直接噴射する層状給気方式における燃料噴射装置な
どを必要とせずに、主室に流出した燃料を良好に副室に
戻し、さらに、副室に空気を供給することで、副室に好
ましい状態で燃焼可能領域と過濃領域を形成し、副室の
燃焼可能領域における燃焼による圧力上昇を利用して、
燃料過濃状態の混合気を主室に高圧で噴射するという独
特な運転方法を行うことができる。そして、本発明のエ
ンジンは、その燃料がたとえ気体燃料であっても、主室
に高圧で混合気を噴射して自己着火させるディーゼルエ
ンジン、又は、主室に設けられた点火プラグ付近に混合
気を噴射し、その混合気を点火して周囲の希薄混合気を
燃焼させる層状給気方式のSIエンジンとして構成する
ことができ、高効率化を図ることができる。
Therefore, the engine of the present invention having the unique sub-chamber mechanism as described above uses a complicated and expensive fuel injection device, such as a conventional diesel engine, or a stratified charge system for directly injecting fuel into the combustion chamber. The fuel that has flowed out into the main chamber is returned to the sub-chamber well without the need for a fuel injection device, etc. Is formed, utilizing the pressure increase due to combustion in the combustible region of the sub chamber,
A unique operation method of injecting the fuel-rich mixture into the main chamber at a high pressure can be performed. The engine of the present invention is a diesel engine that injects air-fuel mixture into the main chamber at a high pressure and self-ignites even if the fuel is gaseous fuel, or an air-fuel mixture near the spark plug provided in the main chamber. And injects the mixture to ignite the mixture to burn the surrounding lean mixture, thereby enabling a stratified charge type SI engine to be constructed, thereby achieving higher efficiency.

【0012】〔構成2〕本発明に係るエンジンは、請求
項2に記載したごとく、上記構成1のエンジンの構成に
加えて、前記主室孔が突出する部位に対する前記ピスト
ン頂面に凹部が形成され、圧縮行程において前記主室
に、前記主室孔に向かう流れが形成されることを特徴と
する。
[Structure 2] In the engine according to the present invention, as described in claim 2, in addition to the structure of the engine according to structure 1, a recess is formed in a top surface of the piston with respect to a portion where the main chamber hole projects. In the compression stroke, a flow toward the main chamber hole is formed in the main chamber.

【0013】〔作用効果〕本構成の如く、ピストン頂部
の中央部等に凹部を形成し、ピストン位置が上死点のと
きに、副室と主室とを連通する連通路の上記主室孔が前
記凹部側に突出する位置に設けられ、さらに、ピストン
頂部の形状が、圧縮行程において、主室孔に向かうスキ
ッシュ流又はタンブル流等を発生させるように形成され
ていることで、上記燃料供給工程において、主室に流出
した燃料を、圧縮行程において、主室に発生する当該流
れによって、その燃料を良好に主室孔を介して副室側に
押し戻すことができる。
[Operation and Effect] As in the present configuration, a recess is formed in the center of the top of the piston or the like, and when the piston is at the top dead center, the main chamber hole of the communication passage communicating the sub chamber and the main chamber. Is provided at a position protruding toward the concave side, and the shape of the piston top is formed so as to generate a squish flow or a tumble flow toward the main chamber hole during the compression stroke, so that the fuel supply In the process, the fuel flowing out to the main chamber can be satisfactorily pushed back to the sub-chamber side through the main chamber hole by the flow generated in the main chamber in the compression stroke.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明のエンジンの実施の形態に
ついて図面を用いて説明する。図1に示す本発明に係る
エンジン100は、ピストン2と、ピストン2を収容し
てピストン2の頂面と共に主室1を形成するシリンダ3
を備え、ピストン2をシリンダ3内で往復運動させると
共に、吸気弁4及び排気弁5を開閉動作させて、新気を
主室1に取り込み、主室1において吸気、圧縮、燃焼・
膨張、排気の諸行程を行い、ピストン2の往復動を連結
棒(図示せず)によってクランク軸(図示せず)の回転
運動として出力されるものであり、このような構成は、
通常の4ストローク内燃機関と変わるところはない。
尚、本実施形態のエンジン100において、シリンダ3
のボア径は110mmであり、ピストン2のストローク
長は106mmであり、ピストン2の位置が上死点位置
であるときの燃焼室容量に対する、ピストン2の位置が
下死点位置であるときの燃焼室容量の比である圧縮比は
17である。また、本実施形態のエンジン100は、ク
ランク軸の回転数が1200rpmで運転されて15k
W程度の出力が得られるものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the engine of the present invention will be described with reference to the drawings. An engine 100 according to the present invention shown in FIG. 1 includes a piston 2 and a cylinder 3 that houses the piston 2 and forms a main chamber 1 together with a top surface of the piston 2.
The piston 2 is reciprocated in the cylinder 3, and the intake valve 4 and the exhaust valve 5 are opened and closed to take in fresh air into the main chamber 1.
Various strokes of expansion and exhaust are performed, and reciprocating motion of the piston 2 is output as rotational motion of a crankshaft (not shown) by a connecting rod (not shown).
There is no difference from a normal four-stroke internal combustion engine.
Note that, in the engine 100 of the present embodiment, the cylinder 3
Has a bore diameter of 110 mm, the stroke length of the piston 2 is 106 mm, and the combustion when the position of the piston 2 is at the bottom dead center position with respect to the combustion chamber capacity when the position of the piston 2 is at the top dead center position. The compression ratio, which is the ratio of room volumes, is 17. Further, the engine 100 of the present embodiment is operated at a rotational speed of the crankshaft of 1200 rpm and operates at 15 kph.
An output of about W is obtained.

【0015】また、エンジン100は、都市ガス(13
A)を燃料Gとして使用するものであり、吸気行程にお
いて吸気弁4を開状態として、主室1に空気のみ又は空
気と少量の燃料との希薄混合気である新気Iを吸入し、
圧縮行程においてこの吸入した新気Iを圧縮して燃料G
を燃焼させるものである。
The engine 100 is provided with a city gas (13
A) is used as fuel G. In the intake stroke, the intake valve 4 is opened, and only the air or fresh air I, which is a lean mixture of air and a small amount of fuel, is sucked into the main chamber 1,
In the compression stroke, the sucked fresh air I is compressed to produce fuel G
Is to burn.

【0016】さらに、エンジン100のシリンダヘッド
9には、主室1と同様にエンジン100の燃焼室として
設けられ、主室1に連通路23を介して連通される副室
10が設けられており、この副室10を有する副室機構
20の構造について以下に説明する。尚、副室機構20
の副室10の容量は、ピストン2の位置が上死点位置で
あるときの主室1の容量を加えた総燃焼室容量の1/1
0程度である。
Further, the cylinder head 9 of the engine 100 is provided with a sub-chamber 10 which is provided as a combustion chamber of the engine 100 like the main chamber 1 and communicates with the main chamber 1 through a communication passage 23. The structure of the sub chamber mechanism 20 having the sub chamber 10 will be described below. The sub chamber mechanism 20
The capacity of the sub-chamber 10 is 1/1 of the total combustion chamber capacity obtained by adding the capacity of the main chamber 1 when the position of the piston 2 is at the top dead center position.
It is about 0.

【0017】また、副室10と主室1とを連通する連通
路23は、主室1側に開口する4つの主室孔21と、副
室10側に開口する1つの副室孔22とを両端部に有す
る流路として形成されており、主室孔21は、ピストン
2の動作方向に対して直角方向に軸心を有すると共に、
当該動作方向を軸にした周方向に等間隔で配設されてお
り、一方、副室孔22は、空気供給弁31側への上方方
向に軸心を有している。また、連通路23の流路径は3
mmとなっている。
The communication passage 23 for communicating the sub-chamber 10 with the main chamber 1 has four main chamber holes 21 opening on the main chamber 1 side and one sub-chamber hole 22 opening on the sub-chamber 10 side. The main chamber hole 21 has an axial center in a direction perpendicular to the operation direction of the piston 2,
The auxiliary chamber holes 22 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the operation direction, while the sub chamber hole 22 has an axial center in an upward direction toward the air supply valve 31. The diameter of the communication passage 23 is 3
mm.

【0018】さらに、連通路23の主室孔21は、シリ
ンダヘッド9から主室1側に突出した位置に設けられ、
主室孔21の軸心方向が、シリンダ3の軸心方向、言換
えればピストン2の摺動方向に対して、交差する方向、
好適には直角方向となっている。
The main chamber hole 21 of the communication passage 23 is provided at a position protruding from the cylinder head 9 toward the main chamber 1.
The direction of the axis of the main chamber hole 21 intersects the direction of the axis of the cylinder 3, in other words, the sliding direction of the piston 2.
Preferably, it is at right angles.

【0019】また、ピストン2の頂面の上記主室孔21
が設けられた中央部には、凹部2aが形成されており、
この凹部2aは、中心部に若干上方に突出した突出部
と、その突出部を外囲する湾曲面状の凹部とからなる深
皿型である。ピストン2の頂面に上記のような凹部2a
を形成することで、圧縮行程においてピストン2が上昇
するときに、ピストン2の頂面の外周部から凹部2aの
中心部に流れ、その凹部2aの中心部から凹部2aの湾
曲面に沿って外側へ流れるスキッシュが発生することに
なる。
The main chamber hole 21 on the top surface of the piston 2
A concave portion 2a is formed in the central portion where is provided,
The concave portion 2a is a deep dish type including a protruding portion that protrudes slightly upward at the center and a concave portion having a curved surface surrounding the protruding portion. The recess 2a as described above is formed on the top surface of the piston 2.
When the piston 2 rises during the compression stroke, it flows from the outer periphery of the top surface of the piston 2 to the center of the recess 2a, and from the center of the recess 2a to the outside along the curved surface of the recess 2a. Squish flowing to the air will occur.

【0020】副室10の上方には、燃料供給弁30(燃
料供給手段の一例)が設けられており、この燃料供給弁
30により、0.3MPa(Gauge)の供給圧力で
燃料Gを副室10に供給するように構成されている。
A fuel supply valve 30 (an example of a fuel supply means) is provided above the sub-chamber 10. The fuel supply valve 30 supplies the fuel G to the sub-chamber at a supply pressure of 0.3 MPa (Gauge). 10.

【0021】さらに、副室10の上方の中央部には、空
気供給弁31(空気供給手段の一例)が設けられてお
り、後に詳細については説明するが、この空気供給弁3
1により、0.7MPa(Gauge)の供給圧力で空
気A(酸素含有ガスの一例)を副室10に供給するよう
に構成されている。
Further, an air supply valve 31 (an example of an air supply means) is provided at a central portion above the sub-chamber 10, and the air supply valve 3 will be described in detail later.
1 is configured to supply air A (an example of an oxygen-containing gas) to the sub-chamber 10 at a supply pressure of 0.7 MPa (Gauge).

【0022】さらにまた、副室10の上方には、点火プ
ラグ32(点火手段の一例)が設けられており、この点
火プラグ32により、副室10の燃料Gを点火するよう
に構成されている。
Further, an ignition plug 32 (an example of an ignition means) is provided above the sub-chamber 10, and the ignition plug 32 is configured to ignite the fuel G in the sub-chamber 10. .

【0023】次に、本実施形態のエンジン100の運転
方法として、1サイクルにおける動作状態を、図面に基
づいて説明する。尚、図2は、本実施形態のエンジン1
00の1サイクルにおける動作状態を示すフローチャー
トである。
Next, as an operation method of the engine 100 of this embodiment, an operation state in one cycle will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows the engine 1 of the present embodiment.
6 is a flowchart showing an operation state in one cycle of 00.

【0024】まず、エンジン100は、吸気弁4を開
き、ピストン2が上死点を経て下降し主室1に新気Iが
吸入される吸気行程を行う。後に、吸気弁4が閉じられ
てピストン2が上昇し、主室1内の新気Iを圧縮する、
所謂圧縮行程が開始される。
First, the engine 100 performs an intake stroke in which the intake valve 4 is opened, the piston 2 descends through the top dead center, and fresh air I is sucked into the main chamber 1. Later, the intake valve 4 is closed and the piston 2 rises, compressing fresh air I in the main chamber 1;
A so-called compression stroke is started.

【0025】さらに、吸気行程後期若しくは圧縮行程初
期の副室10がまだ低圧状態のときに、図3に示すよう
に、燃料供給弁30により燃料Gを副室10に供給する
燃料供給工程が行われる。この燃料供給工程において副
室10に供給された燃料Gの一部は、連通路23の主室
孔21から主室1に流出するのであるが、主室孔21の
軸心方向が、シリンダ3の軸心方向に対して直角である
ので、主室1に流出した燃料Gは、主室1の下方に流れ
ずに、主室1の上方に滞留することになる。そして、次
の圧縮行程において、この主室1の上方に滞留している
燃料Gは、前述のような凹部2aを有するピストン2に
よって発生する流れであるスキッシュによって、好まし
い状態で主室孔21付近に収集され、さらに、圧縮行程
において主室1から連通路23を介して副室10に流入
する新気Iの流れ(以下、新気流と呼ぶ。)によって、
主室孔21付近の燃料Gが、連通路23を介して副室1
0に押し戻され、副室10に、当量比が燃焼上限界以
上、即ち燃料過濃状態に保たれている混合気が形成され
る。
Further, when the sub-chamber 10 is in a low pressure state in the latter half of the intake stroke or the early stage of the compression stroke, a fuel supply step of supplying the fuel G to the sub-chamber 10 by the fuel supply valve 30 is performed as shown in FIG. Will be Part of the fuel G supplied to the sub-chamber 10 in this fuel supply step flows out of the main chamber hole 21 of the communication passage 23 to the main chamber 1. Is perpendicular to the axial direction of the main chamber 1, the fuel G flowing out into the main chamber 1 does not flow below the main chamber 1 but stays above the main chamber 1. Then, in the next compression stroke, the fuel G staying above the main chamber 1 is squished by the flow of the piston 2 having the concave portion 2a as described above, so that the fuel G stays in a favorable state near the main chamber hole 21. And flows into the sub-chamber 10 from the main chamber 1 through the communication passage 23 in the compression stroke (hereinafter, referred to as a fresh air flow).
Fuel G near the main chamber hole 21 is supplied to the sub-chamber 1 through the communication passage 23.
The mixture is pushed back to 0, and an air-fuel mixture is formed in the sub-chamber 10 in which the equivalent ratio is equal to or higher than the upper limit of combustion, that is, the fuel-rich mixture is maintained.

【0026】そして、圧縮行程中期の、例えばクランク
角度が60°〜50°BTDCである期間において、図
4に示すように、空気供給弁31を働かせて、空気Aを
副室10に、副室10の上方から下方の副室孔22に向
けて供給する空気供給工程(酸素含有ガス供給工程)が
行われる。そして、この空気供給工程において副室10
に供給されてすぐの空気Aは、副室10の副室孔22付
近に到達する。
In the middle stage of the compression stroke, for example, when the crank angle is between 60 ° and 50 ° BTDC, as shown in FIG. An air supply step (oxygen-containing gas supply step) for supplying the sub chamber holes 22 from above to below the sub chamber holes 22 is performed. In the air supply step, the sub chamber 10
The air A immediately supplied to the sub-chamber 10 reaches the vicinity of the sub-chamber hole 22 of the sub-chamber 10.

【0027】しかし、圧縮行程においては、ピストン2
の上昇による主室1の容積減少によって、主室1の新気
Iが連通路23を介して副室10に流入し、副室10に
は、副室孔22から上方に向かう新気流が発生している
ので、図5に示すように、空気供給工程において副室1
0に供給され副室孔22付近に到達した空気Aは、その
新気流によって、副室10の上方、所謂点火プラグ32
側に押し戻されることになる。即ち、空気供給弁31
は、圧縮行程において副室10に発生する、副室孔22
から点火プラグ32側に向かう新気流の領域に、空気A
を供給する手段と言える。
However, in the compression stroke, the piston 2
As a result, the fresh air I of the main chamber 1 flows into the sub-chamber 10 through the communication passage 23, and a new air flow that flows upward from the sub-chamber hole 22 is generated in the sub-chamber 10. As shown in FIG. 5, in the air supply process,
The air A that has been supplied to the sub-chamber 10 and has reached the vicinity of the sub-chamber hole 22 is caused to flow above the sub-chamber 10 by the new airflow, that is, the so-called spark plug 32.
Will be pushed back to the side. That is, the air supply valve 31
Are generated in the sub-chamber 10 during the compression stroke.
The air A flows into the region of the fresh air flowing from
Means for supplying

【0028】よって、燃料過濃状態の副室10に空気A
を供給する上記空気供給工程を実行することで、図5に
示すように、燃焼範囲内の当量比(例えば0.65〜
1.2程度)の混合気が存在する燃焼可能領域Xが副室
10の点火プラグ32側に形成されると共に、燃焼上限
界以上の当量比(例えば1.2以上)の混合気が存在す
る過濃領域Yが副室10の副室孔22側に形成されるこ
とになる。
Therefore, the air A is stored in the sub-chamber 10 in the fuel rich state.
By performing the above air supply step of supplying the equivalent ratio, as shown in FIG.
A combustible region X in which an air-fuel mixture of about 1.2) is formed on the side of the ignition plug 32 of the sub-chamber 10, and an air-fuel mixture having an equivalent ratio equal to or higher than the upper limit of combustion (for example, 1.2 or more) exists. The over-concentrated area Y is formed on the sub-chamber 10 side of the sub-chamber 10.

【0029】そして、本実施形態のエンジン100は、
図6に示すように、20°BTDC付近において、点火
プラグ32を働かせて、上記燃焼可能領域Xの混合気を
火花点火して燃焼させる。すると、副室10の燃焼可能
領域Xにおける燃焼による圧力波が、副室孔22側に形
成された過濃領域Yに伝播され、その過濃領域Yの燃焼
上限界以上の当量比である混合気が、着火することな
く、連通路23を介して主室孔21から圧縮行程後期の
高圧且つ高温の主室1に高圧噴射される。
The engine 100 of the present embodiment
As shown in FIG. 6, in the vicinity of 20 ° BTDC, the ignition plug 32 is operated to cause the air-fuel mixture in the combustible region X to be ignited by spark ignition and burned. Then, the pressure wave generated by the combustion in the combustible region X of the sub-chamber 10 is propagated to the rich region Y formed on the sub-chamber hole 22 side, and the mixing ratio is equal to or higher than the upper combustion limit of the rich region Y. High-pressure air is injected from the main chamber hole 21 into the high-pressure and high-temperature main chamber 1 in the latter half of the compression stroke through the communication passage 23 without ignition.

【0030】そして、エンジン100は、燃焼・膨張行
程において、上記のように主室1に噴射された燃料過濃
状態の混合気は、圧縮比が16〜18の範囲内で圧縮さ
れた主室1に噴射された直後に自己着火し、主室1にあ
る新気Iの酸素を利用して燃焼する。このような主室1
における燃焼状態は、所謂ディーゼルサイクル(定圧サ
イクル)に近い状態となり、エンジンの圧縮比を高く設
定し、例えば熱効率を40%程度に向上させることがで
きる。また、1サイクルにおいて主室1及び副室1の燃
焼室全体で燃焼させる混合気の当量比φを例えば0.3
5〜0.5程度、好ましくは0.4程度として、希薄燃
焼を実現することができるので、NOx等の排出を低減
させることができる。
In the engine 100, in the combustion / expansion stroke, the fuel-rich mixture injected into the main chamber 1 as described above is compressed into a main chamber having a compression ratio in the range of 16 to 18. Immediately after the fuel is injected into the main chamber 1, it self-ignites and burns using the oxygen of the fresh air I in the main chamber 1. Such a main room 1
Is in a state close to a so-called diesel cycle (constant pressure cycle), the compression ratio of the engine can be set high, and the thermal efficiency can be improved to, for example, about 40%. Further, in one cycle, the equivalent ratio φ of the air-fuel mixture burned in the entire combustion chamber of the main chamber 1 and the sub chamber 1 is, for example, 0.3.
Since lean combustion can be realized at about 5 to 0.5, preferably about 0.4, emission of NOx and the like can be reduced.

【0031】また、上記の実施の形態において、主室1
には点火プラグを備えず、副室10に形成した燃料過濃
状態の混合気を主室孔21から主室1へ高圧状態で噴出
し、主室1の新気Iと反応して燃焼させる、所謂ディー
ゼルエンジンに近い構成を説明したが、別に、主室1に
点火プラグを備え、連通路23から噴出した混合気を火
花点火するように構成することもできる。
In the above embodiment, the main room 1
Does not have a spark plug, and a fuel-rich mixture formed in the sub-chamber 10 is ejected from the main chamber hole 21 to the main chamber 1 under high pressure, and reacts with the fresh air I in the main chamber 1 to burn. Although a configuration similar to a so-called diesel engine has been described, it is also possible to provide a spark plug in the main chamber 1 and separately ignite the air-fuel mixture jetted from the communication passage 23.

【0032】〔別実施の形態〕 〈1〉 次に、本発明に係るエンジンの別の実施の形態
について、図面を用いて説明する。図7に示すエンジン
200は、連通路の流路径が1.5mmであり、主室孔
21が、ピストン2の動作方向に対して直角方向に軸心
を有し、当該動作方向を軸にした周方向に等間隔で配設
された8つの主室孔21である以外、上記実施の形態と
同様の構成である副室機構20を備えており、副室機構
20の詳細な説明は省略する。
[Other Embodiments] <1> Next, another embodiment of the engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the engine 200 shown in FIG. 7, the flow path diameter of the communication passage is 1.5 mm, the main chamber hole 21 has an axis in a direction perpendicular to the operation direction of the piston 2, and the operation direction is the axis. A sub-chamber mechanism 20 having the same configuration as that of the above-described embodiment is provided except for the eight main chamber holes 21 arranged at equal intervals in the circumferential direction, and detailed description of the sub-chamber mechanism 20 is omitted. .

【0033】エンジン200のシリンダヘッド9の主室
1側は屋根状に形成され、同じくピストン2の頂面は、
該シリンダヘッド9の主室側の形状に対応した屋根状と
なっている。さらに、ピストン2の頂面には、上記実施
の形態と同様の凹部2aが形成されており、副室10と
主室1との連通路23の主室孔21が、その凹部2a側
に突出した位置に設けられている。このように構成され
たピストン2の頂面及び主室1形状により、圧縮行程に
おいてピストン2が上昇するときに、ピストン2の頂面
の外周部から上方の主室孔21側に流れ、さらに、凹部
2aの中心部から凹部2aの湾曲面に沿って主室孔21
側へ流れるスキッシュが発生することになる。
The main chamber 1 side of the cylinder head 9 of the engine 200 is formed in a roof shape.
It has a roof shape corresponding to the shape of the cylinder head 9 on the main chamber side. Further, a recess 2a similar to that of the above embodiment is formed on the top surface of the piston 2, and the main chamber hole 21 of the communication passage 23 between the sub-chamber 10 and the main chamber 1 projects toward the recess 2a. It is provided in the position where it did. Due to the top surface of the piston 2 and the shape of the main chamber 1 configured as described above, when the piston 2 rises in the compression stroke, it flows from the outer peripheral portion of the top surface of the piston 2 to the upper main chamber hole 21 side, and furthermore, The main chamber hole 21 extends from the center of the recess 2a along the curved surface of the recess 2a.
A squish flowing to the side will occur.

【0034】本エンジン200は、上記実施の形態と同
様の運転方法で運転されるのであるが、上記燃料供給工
程において、副室10から連通路23を介して主室1に
流出し、主室1の主室孔21付近に滞留している燃料G
は、次の圧縮行程において発生する上記スキッシュによ
って、好ましい状態で主室孔21付近に収集され、さら
に、圧縮行程において主室1から連通路23を介して副
室10に流入する新気Iの流れによって、主室孔21付
近の燃料Gが、連通路23を介して副室10に押し戻さ
れることになり、副室10に当量比が燃焼上限界以上の
燃料可能状態の混合気を良好に形成することができる。
尚、このように構成したエンジン200は、例えば熱効
率を41%程度に向上させることができる。
The engine 200 is operated by the same operation method as that of the above embodiment. However, in the fuel supply step, the engine 200 flows out of the sub chamber 10 into the main chamber 1 through the communication passage 23, and Fuel G staying in the vicinity of the main chamber hole 21 of No. 1
Is collected in the vicinity of the main chamber hole 21 in a favorable state by the squish generated in the next compression stroke, and further, the fresh air I flowing from the main chamber 1 to the sub-chamber 10 through the communication passage 23 in the compression stroke. By the flow, the fuel G near the main chamber hole 21 is pushed back to the sub-chamber 10 via the communication passage 23, and the sub-chamber 10 is satisfactorily supplied with a fuel-fuel mixture in which the equivalent ratio is higher than the upper combustion limit. Can be formed.
The engine 200 configured as described above can improve the thermal efficiency to, for example, about 41%.

【0035】〈2〉 本発明のエンジンにおいて、連通
路23から主室1に流出した燃料Gが、主室1において
広範囲に拡散されずに、その凹部2a側に突出する主室
孔21にできるだけ近い位置に滞留するために、ピスト
ン2の頂部に形成した凹部2aの容積をできるだけ小さ
い設定することが好ましい。さらに、この凹部2aを深
皿型のものとして、ピストン2の頂部における凹部2a
以外の面をできるだけ大きくし、圧縮行程においてスキ
ッシュが良好に発生するように構成することが好まし
く、そのスキッシュにて、良好に、主室1に流出した燃
料Gを主室孔21を介して副室10に押し戻すことがで
きる。また、スキッシュ以外の主室1に発生する新気の
流れを利用して、主室1に流出した燃料Gを、主室1側
に流すように構成しても構わない。
<2> In the engine of the present invention, the fuel G that has flowed out of the communication passage 23 into the main chamber 1 is not diffused widely in the main chamber 1, but as much as possible in the main chamber hole 21 protruding toward the recess 2 a side. In order to stay at a close position, it is preferable to set the volume of the concave portion 2a formed at the top of the piston 2 as small as possible. Further, the concave portion 2a is a deep dish type, and the concave portion 2a
It is preferable to make the other surfaces as large as possible so that the squish can be satisfactorily generated in the compression stroke. It can be pushed back into the chamber 10. Further, the fuel G flowing out to the main chamber 1 may be configured to flow to the main chamber 1 side by utilizing the flow of fresh air generated in the main chamber 1 other than the squish.

【0036】〈3〉 上記の実施の形態において、空気
供給弁31から副室10に供給する空気Aの供給量を一
定としたが、別に空気供給弁31を、副室10への空気
Aの供給量を調整可能に構成し、副室10に形成される
混合気の当量比を調整したり、副室10に形成される燃
焼可能領域Xの範囲を調整することもできる。例えば、
エンジンを低負荷運転させるときには、上記の実施の形
態で説明したように、副室10に過濃領域Yを形成し、
その過濃領域Yの混合気を、燃焼可能領域Xにおける燃
焼による圧力上昇を利用して、連通路23を介して主室
1に高圧噴射する所謂ディーゼルエンジンに近い運転を
行い、一方、エンジンを高負荷運転させるときには、主
室1に新気として比較的高濃度の混合気を吸気させると
共に、副室10に供給する空気Aの供給量を増加させ
て、副室10全体に燃焼可能領域Xを形成し、副室10
の混合気を点火して燃焼させて、連通路23を介して主
室1に火炎トーチを噴射して、主室1に吸気された混合
気を着火するような運転を行うことができる。尚、この
ような高負荷運転を行う場合は、高負荷運転時における
ノッキング等の防止の目的で、この高負荷運転時の圧縮
比を、低負荷運転時よりも低下させることが好ましい
が、これは、吸気工程終了時における吸気弁4の閉タイ
ミングと下死点位置との差を大きくする、言換えれば、
吸気弁4の下死点位置に対する遅閉じ又は早閉じの程度
を増加させることで、圧縮比を低下させることが可能で
ある。また、エンジンの起動時においても、上記高負荷
運転と同様の運転を行って、エンジンの暖機を良好に行
うことができる。
<3> In the above embodiment, the supply amount of the air A supplied from the air supply valve 31 to the sub-chamber 10 is fixed. The supply amount can be adjusted so that the equivalent ratio of the air-fuel mixture formed in the sub-chamber 10 can be adjusted or the range of the combustible region X formed in the sub-chamber 10 can be adjusted. For example,
When the engine is to be operated at a low load, as described in the above embodiment, the rich region Y is formed in the sub chamber 10 and
The mixture in the rich region Y is operated in a manner similar to a so-called diesel engine in which high-pressure injection into the main chamber 1 is performed through the communication passage 23 by using a pressure increase caused by combustion in the combustible region X. When a high-load operation is performed, a relatively high-concentration air-fuel mixture is sucked into the main chamber 1 as fresh air, and the supply amount of the air A supplied to the sub-chamber 10 is increased. To form the subchamber 10
The fuel-air mixture is ignited and burned, and a flame torch is injected into the main chamber 1 through the communication passage 23 to ignite the air-fuel mixture sucked into the main chamber 1. When such a high-load operation is performed, it is preferable that the compression ratio during the high-load operation be lower than that during the low-load operation in order to prevent knocking or the like during the high-load operation. Increases the difference between the closing timing of the intake valve 4 and the bottom dead center position at the end of the intake stroke, in other words,
The compression ratio can be reduced by increasing the degree of late closing or early closing of the intake valve 4 with respect to the bottom dead center position. Also, at the time of starting the engine, the same operation as the high-load operation can be performed, and the engine can be warmed up satisfactorily.

【0037】〈4〉 上記の実施の形態において、都市
ガスを利用したエンジンについて説明したが、本発明の
エンジンは、気体燃料の都市ガス等を利用するエンジン
を構成することによって優れた効果を発揮するものであ
り、このような気体燃料としては水素やプロパン等のC
OやH2を主成分とする炭化水素以外の気体燃料があ
る。また、勿論気体燃料の以外の燃料を利用することも
でき、例えば、ガソリン、アルコール、メタノール、エ
タノール、任意の燃料を使用することができる。
<4> In the above embodiment, an engine using city gas has been described. However, the engine of the present invention exhibits excellent effects by configuring an engine using city gas or the like of gaseous fuel. Such gaseous fuels include C such as hydrogen and propane.
The O or H 2 is gaseous fuels other than hydrocarbons mainly. Further, it is needless to say that a fuel other than the gaseous fuel can be used. For example, gasoline, alcohol, methanol, ethanol, or any fuel can be used.

【0038】〈3〉 上記の実施の形態において、本発
明のエンジンの回転数若しくは負荷を変化させる場合
は、シリンダに吸入される新気Iの流路内にロータリバ
ルブ等を設け、ロータリバルブの開度によって吸気圧を
変化させたり、新気の当量比又は副室に供給する燃料量
等を変化させることで上記の負荷若しくは回転数を変化
させることができる。
<3> In the above embodiment, when changing the rotation speed or load of the engine of the present invention, a rotary valve or the like is provided in the flow path of fresh air I sucked into the cylinder, and The load or the rotation speed can be changed by changing the intake pressure according to the opening degree, changing the equivalence ratio of fresh air, the amount of fuel supplied to the sub chamber, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るエンジンの実施の形態を示す概略
構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an engine according to the present invention.

【図2】図1に示すエンジンの動作タイミングを示すチ
ャート図
FIG. 2 is a chart showing operation timings of the engine shown in FIG. 1;

【図3】図1に示すエンジンの運転状態を示す概略構成
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an operating state of the engine shown in FIG. 1;

【図4】図1に示すエンジンの運転状態を示す概略構成
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an operating state of the engine shown in FIG. 1;

【図5】図1に示すエンジンの運転状態を示す概略構成
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an operating state of the engine shown in FIG. 1;

【図6】図1に示すエンジンの運転状態を示す概略構成
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an operating state of the engine shown in FIG. 1;

【図7】本発明に係るエンジンの別の実施の形態を示す
概略図
FIG. 7 is a schematic view showing another embodiment of the engine according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主室 2 ピストン 3 シリンダ 10 副室 20 副室機構 21 主室孔 23 連通路 30 燃料供給弁(燃料供給手段) 31 空気供給弁(酸素含有ガス供給手段) 32 点火プラグ X 燃焼可能領域 Y 過濃領域 A 空気(酸素含有ガス) G 燃料 I 新気 Reference Signs List 1 main chamber 2 piston 3 cylinder 10 sub-chamber 20 sub-chamber mechanism 21 main chamber hole 23 communication passage 30 fuel supply valve (fuel supply means) 31 air supply valve (oxygen-containing gas supply means) 32 spark plug X combustible area Y excess Rich area A Air (oxygen-containing gas) G Fuel I Fresh air

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02F 3/26 F02F 3/26 C F02M 23/04 301 F02M 23/04 301A (72)発明者 伊藤 誠一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 守家 浩二 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 3G023 AA01 AB02 AB03 AB06 AC05 AD08 AD12 AD14 AD27 AD28 AD30 AG01 3G092 AA01 AA07 AA09 AA11 AA16 AB07 AB08 AB09 DA01 DA08 DC07 EA03 EA04 FA16 FA31 FA50 GA01 GA06 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) F02F 3/26 F02F 3/26 C F02M 23/04 301 F02M 23/04 301A (72) Inventor Seiichi Ito Osaka-shi, Osaka Osaka Gas Co., Ltd. 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku (72) Inventor Koji Moriya 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture F-term (reference) 3G023 AA01 AB02 AB03 AB06 AC05 AD08 AD12 AD14 AD27 AD28 AD30 AG01 3G092 AA01 AA07 AA09 AA11 AA16 AB07 AB08 AB09 DA01 DA08 DC07 EA03 EA04 FA16 FA31 FA50 GA01 GA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダとピストン頂面とで規定される
主室と、シリンダヘッドに設けられ前記主室に連通路を
介して連通する副室と、前記副室に燃料を供給する燃料
供給手段と、前記副室の前記燃料を点火する点火手段と
を備えたエンジンであって、 前記連通路の前記主室に開口する主室孔が、前記シリン
ダヘッドから前記主室に突出した位置に設けられ、前記
主室孔の軸心方向が、前記シリンダの径方向に沿った方
向であると共に、 前記燃料供給手段により前記燃料が供給された前記副室
に酸素含有ガスを供給して、燃焼範囲内の当量比の混合
気が存在する燃焼可能領域を前記副室の前記点火手段側
に形成すると共に、燃焼上限界以上の当量比の混合気が
存在する過濃領域を前記副室の前記連通路の前記副室に
開口する副室孔側に形成する酸素含有ガス供給手段を備
えたエンジン。
1. A main chamber defined by a cylinder and a piston top surface, a sub-chamber provided in a cylinder head and communicating with the main chamber via a communication passage, and fuel supply means for supplying fuel to the sub-chamber. And an ignition means for igniting the fuel in the sub-chamber, wherein a main chamber hole of the communication passage opening to the main chamber is provided at a position protruding from the cylinder head to the main chamber. The axial direction of the main chamber hole is a direction along the radial direction of the cylinder, and an oxygen-containing gas is supplied to the sub-chamber to which the fuel has been supplied by the fuel supply means, and a combustion range A combustible region in which an air-fuel mixture having an equivalence ratio is present is formed on the ignition means side of the sub-chamber, and an enriched region in which an air-fuel mixture having an equivalence ratio equal to or higher than the upper combustion limit exists in the sub-chamber. The passage is formed on the side of the sub-chamber hole that opens into the sub-chamber. Engine with an oxygen-containing gas supply means.
【請求項2】 前記主室孔が突出する部位に対する前記
ピストン頂面に凹部が形成され、圧縮行程において前記
主室に、前記主室孔に向かう流れが形成されることを特
徴とする請求項1に記載のエンジン。
2. A recessed portion is formed in a top surface of the piston with respect to a portion where the main chamber hole protrudes, and a flow toward the main chamber hole is formed in the main chamber in a compression stroke. 2. The engine according to 1.
【請求項3】 シリンダとピストン頂面とで規定される
主室を備えたエンジンに設けられ、 シリンダヘッドに設けられ前記主室に連通路を介して連
通する副室と、前記副室に燃料を供給する燃料供給手段
と、前記副室の前記燃料を点火する点火手段とにより構
成される副室機構であって、 前記連通路の前記主室に開口する主室孔が、前記シリン
ダヘッドから前記主室に突出した位置に設けられ、前記
主室孔の軸心方向が、前記シリンダの軸心方向と交差す
る方向であると共に、 前記燃料供給手段により前記燃料が供給された前記副室
に酸素含有ガスを供給して、燃焼範囲内の当量比の混合
気が存在する燃焼可能領域を前記副室の前記点火手段側
に形成すると共に、燃焼上限界以上の当量比の混合気が
存在する過濃領域を前記副室の前記連通路の前記副室に
開口する副室孔側に形成する酸素含有ガス供給手段を備
えた副室機構。
3. A sub-chamber provided in an engine having a main chamber defined by a cylinder and a piston top surface, the sub-chamber provided in a cylinder head and communicating with the main chamber via a communication passage, and a fuel in the sub-chamber. And a igniting means for igniting the fuel in the sub-chamber, wherein a main chamber opening in the main chamber of the communication passage extends from the cylinder head. The main chamber hole is provided at a position protruding from the main chamber, and the axial direction of the main chamber hole is a direction intersecting with the axial direction of the cylinder, and the sub chamber supplied with the fuel by the fuel supply unit. An oxygen-containing gas is supplied to form a combustible region on the ignition means side of the sub-chamber where an air-fuel mixture having an equivalence ratio within a combustion range is present, and an air-fuel mixture having an equivalence ratio equal to or higher than a combustion upper limit exists. The communication path of the sub-chamber with the rich area Sub-chamber mechanism provided with an oxygen-containing gas supply means formed on the sub-chamber hole side opening to the sub-chamber.
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