JP3070186B2 - Insulated engine with sub-chamber - Google Patents
Insulated engine with sub-chamberInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドを断
熱構造に構成した副室を持つ断熱エンジンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat insulating engine having a sub-chamber in which a cylinder head has a heat insulating structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、セラミックスを断熱材或いは耐熱
材として使用した断熱エンジンにおいて、副室式燃焼室
に形成した場合に、シリンダヘッドの構造には副室と吸
排気ポートが形成されている。金属製のシリンダヘッド
に形成した副室と吸排気ポートとを断熱構造に構成する
場合には、副室を断熱するセラミックスから成る壁部と
吸排気ポートを断熱するセラミックスから成る壁部とが
シリンダヘッドに組み込まれる構造に構成されているの
が一般的である。2. Description of the Related Art Conventionally, in a heat-insulated engine using ceramics as a heat insulating material or a heat-resistant material, when a sub-chamber type combustion chamber is formed, a sub-chamber and a suction / exhaust port are formed in a cylinder head structure. When the sub-chamber and the intake / exhaust port formed in the metal cylinder head are configured in a heat-insulating structure, the wall portion made of ceramics that insulates the sub-chamber and the wall portion made of ceramics that insulates the intake / exhaust port comprise a cylinder. In general, the head is configured to be incorporated in a head.
【0003】また、セラミックスを断熱材或いは耐熱材
として使用した断熱エンジンは、例えば、特開平2−3
3454号公報に開示されている。該断熱エンジンは、
シリンダヘッドに断熱材を介して嵌合した高密度セラミ
ック製薄肉部材で構成した主燃焼室、低熱伝導材製副室
ブロックの内壁面を高密度セラミック製薄肉部材で構成
した副燃焼室、該副燃焼室を主燃焼室に連通する出入通
路、及び前記副燃焼室に配置した燃料噴射ノズルから構
成されている。また、該断熱エンジンは、主燃焼室をシ
リンダヘッドの下面に対向する高密度セラミック製のヘ
ッド下面薄板とライナ薄板から一体構造に構成し、前記
ライナ薄板を低熱伝導材製シリンダ上部に嵌合してい
る。A heat-insulating engine using ceramics as a heat-insulating material or a heat-resistant material is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 2-3
No. 3454 discloses this. The insulated engine is
A main combustion chamber composed of a high-density ceramic thin member fitted to the cylinder head via a heat insulating material, a sub-combustion chamber composed of a high-density ceramic thin member on the inner wall surface of a low-thermal-conductivity sub-chamber block; It comprises an access passage communicating the combustion chamber with the main combustion chamber, and a fuel injection nozzle arranged in the sub combustion chamber. In addition, the heat-insulated engine has a main combustion chamber formed integrally with a head lower surface thin plate made of high-density ceramic and a liner thin plate facing the lower surface of the cylinder head, and the liner thin plate is fitted to the upper portion of the cylinder made of a low thermal conductive material. ing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、断熱エンジ
ンについては、シリンダ内壁が高温となるため、一般に
燃焼ガス温度は通常の水冷エンジンに比較して高温であ
り、そのため、NOX の生成量も増大する。燃焼室で燃
料を燃焼させる場合に、NOX の生成は、燃焼温度と燃
料と空気との燃料当量比により決まるものであり、燃焼
温度が低温で且つ燃料リッチで燃焼させることによって
NOX の生成を低減することができる。[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, the adiabatic engine, because the cylinder inner wall becomes high, typically the combustion gas temperature is a high temperature compared to conventional water-cooled engine, therefore, also increases the amount of the NO X I do. When fuel is burned in the combustion chamber, the generation of NO X is determined by the combustion temperature and the fuel equivalence ratio between fuel and air, and NO X is generated by burning the fuel at a low combustion temperature and rich in fuel. Can be reduced.
【0005】上記のように、断熱エンジンでは、燃焼温
度が高温であるため、NOX の生成を低減する対策とし
ては、燃料リッチで燃焼させることが効果的である。ま
た、燃焼温度が高温である時、燃料リッチで燃焼させる
には、エンジン構造のタイプとしては副室式エンジンで
対応することが有効である。エンジンを副室式燃焼室に
構成した場合に、副室式燃焼室の燃焼スピードを直接噴
射式燃焼室の燃焼スピードと同程度まで速くするには、
副室と主室とを連通する連通孔の通路断面積を拡大する
ことが必要である。ところが、連通孔の通路断面積を大
きくすると、副室から主室へ流出する噴出スピードが低
下し、主室での燃焼が十分に行われない。[0005] As described above, the adiabatic engine, since the combustion temperature is high, as a measure to reduce the production of NO X, it is effective to combust the fuel-rich. In addition, when the combustion temperature is high, it is effective to use a sub-chamber engine as a type of engine structure in order to perform fuel-rich combustion. To increase the combustion speed of the sub-chamber to the same level as that of the direct-injection combustion chamber when the engine is configured as a sub-chamber,
It is necessary to increase the passage cross-sectional area of the communication hole that connects the sub-chamber and the main chamber. However, if the passage cross-sectional area of the communication hole is increased, the speed of jetting out from the sub-chamber to the main chamber is reduced, and combustion in the main chamber is not sufficiently performed.
【0006】そこで、副室から主室へ流出する噴出スピ
ードの低下に対応するには、副室をシリンダの中央に配
置して連通孔をシリンダ中央に開口し、該連通孔からシ
リンダ全体に対しての距離を短くし、連通孔から噴出す
る火炎及び混合気を主室に存在する新気と混合燃焼させ
ると、主室での燃焼が効果的になり、燃焼時間を短縮す
ることができる。しかしながら、この場合には、副室が
シリンダの中央に存在することにより、吸排気バルブが
配置される吸排気ポートの有効面積が問題となる。即
ち、副室がシリンダの中央に位置するので、副室を断熱
する壁面と吸排気ポートを断熱する壁面とをそれぞれ配
置する必要があり、そのため吸排気ポートの断面積は小
さくなり、吸排気バルブが小径になり、十分な有効面積
を確保できない。Therefore, in order to cope with a decrease in the speed of jetting out of the sub-chamber to the main chamber, the sub-chamber is arranged at the center of the cylinder, the communication hole is opened at the center of the cylinder, and the communication hole is opened from the communication hole to the entire cylinder. When the distance and the distance are shortened and the flame and the air-fuel mixture ejected from the communication hole are mixed and burned with the fresh air existing in the main chamber, the combustion in the main chamber becomes effective and the combustion time can be shortened. However, in this case, since the sub-chamber is located at the center of the cylinder, the effective area of the intake / exhaust port in which the intake / exhaust valve is arranged becomes a problem. That is, since the sub-chamber is located at the center of the cylinder, it is necessary to arrange a wall surface that insulates the sub-chamber and a wall surface that insulates the air-intake and exhaust ports, respectively. However, the diameter becomes small, and a sufficient effective area cannot be secured.
【0007】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、副室とポートとをチタン酸アルミニウム等
の低熱伝導率セラミックスから成る断熱ブロックに形成
し、前記副室と前記ポートとを形成する壁面を共有させ
て薄い壁面で対応させ、前記ポートを可及的に大きく形
成したことを特徴とする副室を持つ断熱エンジンを提供
することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a sub-chamber and a port are formed in a heat insulating block made of low thermal conductivity ceramic such as aluminum titanate, and the sub-chamber and the port are connected to each other. It is an object of the present invention to provide a heat-insulating engine having a sub-chamber, characterized in that the wall to be formed is shared and made to correspond to a thin wall, and the port is formed as large as possible.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、シリンダヘッドに形成した穴内に嵌入し且つ中
央部に副室と該副室の周囲に複数個のポートを形成した
低熱伝導材から成る断熱ブロック、該断熱ブロックの下
方で前記穴に嵌合した一体構造のヘッド下面部とライナ
上部とで構成した高温高強度セラミックスから成るヘッ
ドライナ、並びに前記ヘッド下面部に形成した前記副室
に連通する副室下部、該副室下部に連通する連通孔及び
前記ポートに連通するバルブシートを備えたポート下
部、を有する副室を持つ断熱エンジンに関する。The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, the present invention provides a heat insulating block made of a low heat conductive material which is fitted into a hole formed in a cylinder head and has a sub-chamber at a central portion and a plurality of ports formed around the sub-chamber. A head liner made of a high-temperature and high-strength ceramic formed of a head lower surface portion and a liner upper portion of an integrated structure fitted into the hole, and a sub-chamber lower portion communicating with the sub-chamber formed on the head lower surface portion; The present invention relates to a heat-insulated engine having a sub-chamber having a communication hole communicating therewith and a port lower portion having a valve seat communicating with the port.
【0009】また、この副室を持つ断熱エンジンは、前
記断熱ブロックと前記ヘッドライナとの間には断熱ガス
ケットを介在したものである。Further, in the heat insulating engine having the sub chamber, a heat insulating gasket is interposed between the heat insulating block and the headliner.
【0010】また、この副室を持つ断熱エンジンにおい
て、4ストロークで作動するタイプでは前記シリンダヘ
ッドに形成した前記ポートは排気ポートと吸気ポートと
して機能するものである。In the adiabatic engine having the sub-chamber, in the type operating in four strokes, the ports formed in the cylinder head function as an exhaust port and an intake port.
【0011】また、この副室を持つ断熱エンジンにおい
て、2ストロークで作動するタイプでは前記シリンダヘ
ッドに設けた前記ポートは排気ポートであり、掃気ポー
トは前記シリンダブロックのシリンダ下部に形成されて
いる。In the adiabatic engine having the sub-chamber, in the type operating in two strokes, the port provided in the cylinder head is an exhaust port, and the scavenging port is formed below the cylinder of the cylinder block.
【0012】[0012]
【作用】この発明は、上記のように構成され、次のよう
に作用する。即ち、この副室を持つ断熱エンジンは、シ
リンダヘッドに形成した穴内に中央部に副室と該副室の
周囲に複数個のポートを形成して低熱伝導材から成る断
熱ブロックを嵌合したので、該断熱ブロックを前記副室
の壁部と前記ポートの壁部とを共用できる構造に形成で
き、前記ポートを可及的に大きく形成することができ
る。また、前記断熱ブロックの下方には、ガスケットを
介して高温高強度セラミックスから成るヘッドライナが
前記穴に嵌合しているので、前記断熱ブロックは前記シ
リンダヘッドの前記穴内に確実に且つ堅牢に固定するこ
とができる。しかも、ヘッドライナには十分に大きい通
路断面積を有する連通孔を形成することができる。The present invention is configured as described above and operates as follows. That is, since the heat-insulated engine having this sub-chamber has a sub-chamber and a plurality of ports formed around the sub-chamber at the center in the hole formed in the cylinder head and fitted with the heat-insulating block made of a low heat conductive material. The heat insulation block can be formed so as to share the wall of the sub-chamber and the wall of the port, and the port can be formed as large as possible. A headliner made of a high-temperature and high-strength ceramic is fitted into the hole below the heat-insulating block via a gasket, so that the heat-insulating block is securely and firmly fixed in the hole of the cylinder head. can do. Moreover, a communication hole having a sufficiently large passage cross-sectional area can be formed in the headliner.
【0013】[0013]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による副室
を持つ断熱エンジンの実施例を説明する。図1はこの発
明による副室を持つ断熱エンジンの一実施例を示し且つ
図2の線B−Bにおける断面図、及び図2は図1の断熱
エンジンのヘッドライナを線A−Aから見た断面図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a heat insulating engine having a sub-chamber according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an insulated engine having a sub-chamber according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2, and FIG. 2 shows the headliner of the insulated engine of FIG. It is sectional drawing.
【0014】図1に示す副室を持つ断熱エンジンは、4
ストローク即ち4サイクルで作動され、吸入行程、圧縮
行程、燃焼行程及び排気行程の4つの作用がピストンの
4行程で行われるものである。この副室を持つ断熱エン
ジンは、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料
から成るシリンダブロック6、該シリンダブロック6に
金属ガスケット等のガスケット19を介在して固定され
たアルミニウム合金等の金属材料から成るシリンダヘッ
ド5を有している。シリンダブロック6には、エンジン
の気筒数に対応する孔26が形成され、該孔26には主
室1を構成するシリンダ23を形成するシリンダライナ
29が嵌合している。また、シリンダヘッド5には、エ
ンジンの気筒数に対応即ちシリンダ23に対応する穴2
0が形成されている。シリンダライナ29で形成される
シリンダ23には、ピストン(図示せず)が往復運動す
るように組み込まれている。また、シリンダヘッド5に
は、多噴孔24を備えた燃料噴射ノズル10が取り付け
られている。The insulated engine having the sub-chamber shown in FIG.
It is operated in a stroke, that is, in four cycles, and four functions of a suction stroke, a compression stroke, a combustion stroke, and an exhaust stroke are performed in four strokes of the piston. The insulated engine having this sub-chamber is a cylinder block 6 made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy, and a cylinder made of a metal material such as an aluminum alloy fixed to the cylinder block 6 with a gasket 19 such as a metal gasket interposed therebetween. It has a head 5. Holes 26 corresponding to the number of cylinders of the engine are formed in the cylinder block 6, and a cylinder liner 29 forming the cylinder 23 constituting the main chamber 1 is fitted into the hole 26. The cylinder head 5 has holes 2 corresponding to the number of cylinders of the engine, that is,
0 is formed. A piston (not shown) is incorporated in the cylinder 23 formed by the cylinder liner 29 so as to reciprocate. A fuel injection nozzle 10 having multiple injection holes 24 is attached to the cylinder head 5.
【0015】この副室を持つ断熱エンジンは、特に、シ
リンダヘッド5の構造に特徴を有するものである。シリ
ンダヘッド5には、各気筒に対応する数の穴20が形成
され、該穴20には低熱伝導材から成る断熱ブロック4
が嵌入されている。断熱ブロック4には、中央部に副室
2、該副室2の周囲に複数個(図2では、各2個宛)の
排気ポート11と吸気ポート16、及び副室2内に燃料
を噴射させるため多噴孔24を副室2内の中央上部に開
口するように燃料噴射ノズル10が貫通する孔30が形
成されている。更に、断熱ブロック4の下方に位置して
穴20内に主室1を構成するヘッドライナ3が嵌合して
いる。ヘッドライナ3は、ヘッド下面部9とライナ上部
8とで一体構造に構成した高温高強度セラミックスから
製作されている。ヘッド下面部9には、副室2の副室上
部12に連通する副室下部13と該副室下部13に連通
する連通孔7が形成されており、且つ排気ポート11と
吸気ポート16に連通するポート下部と該ポート下部に
形成したバルブシート25が形成されている。この実施
例では、連通孔7の通路有効面積は、可及的に大きく形
成されている。従って、燃料噴射ノズル10の多噴孔2
4から噴射された燃料は、副室上部12の壁面に衝突
し、副室2内に形成されたスワール流に乗って混合が促
進され、燃焼スピードが直接噴射式と同等になり、燃料
リッチで燃焼してNOX の発生を低減できる。The heat-insulated engine having the sub-chamber has a feature in the structure of the cylinder head 5. A number of holes 20 corresponding to each cylinder are formed in the cylinder head 5, and the heat insulating blocks 4 made of a low heat conductive material are formed in the holes 20.
Is inserted. The heat insulating block 4 has a sub-chamber 2 in the center, a plurality of (two in FIG. 2) exhaust ports 11 and intake ports 16 around the sub-chamber 2, and fuel is injected into the sub-chamber 2. A hole 30 through which the fuel injection nozzle 10 penetrates is formed so as to open the multi-injection hole 24 at the upper center in the sub-chamber 2. Further, the headliner 3 constituting the main chamber 1 is fitted in the hole 20 located below the heat insulating block 4. The head liner 3 is made of a high-temperature, high-strength ceramic integrally formed with a head lower surface portion 9 and a liner upper portion 8. In the head lower surface 9, a sub-chamber lower part 13 communicating with the sub-chamber upper part 12 of the sub-chamber 2 and a communication hole 7 communicating with the sub-chamber lower part 13 are formed, and communicate with the exhaust port 11 and the intake port 16. And a valve seat 25 formed under the port. In this embodiment, the effective passage area of the communication hole 7 is formed as large as possible. Therefore, the multiple injection holes 2 of the fuel injection nozzle 10
The fuel injected from 4 collides with the wall surface of the upper subchamber 12, rides on a swirl flow formed in the subchamber 2, and promotes mixing. It can reduce the occurrence of the NO X in the combustion.
【0016】この副室を持つ断熱エンジンにおいて、断
熱ブロック4とヘッドライナ3との間には断熱ガスケッ
ト18が介在されている。また、断熱ブロック4の吸排
気ポート11,16の端部周囲とシリンダヘッド5の穴
20の円筒状側面との間には、ガスケット28を介在さ
れており、吸排気ポート11,16は吸排気管に連通さ
れている。更に、シリンダヘッド5の内壁面とヘッドラ
イナ3の外壁面との間には、ガスケット17が介在し、
且つ断熱空気層27が形成されている。排気ポート11
のバルブシート25にはバルブガイド21によってガイ
ドされて動弁作動する排気バルブ14は配置され、ま
た、吸気ポート16のバルブシート25にはバルブガイ
ド21によってガイドされて動弁作動する吸気バルブ1
5が配置されている。In the heat insulating engine having this sub chamber, a heat insulating gasket 18 is interposed between the heat insulating block 4 and the headliner 3. A gasket 28 is interposed between the periphery of the ends of the intake / exhaust ports 11 and 16 of the heat insulating block 4 and the cylindrical side surface of the hole 20 of the cylinder head 5. Is communicated to. Further, a gasket 17 is interposed between the inner wall surface of the cylinder head 5 and the outer wall surface of the head liner 3,
In addition, a heat insulating air layer 27 is formed. Exhaust port 11
An exhaust valve 14 that is operated by a valve guide guided by a valve guide 21 is disposed on a valve seat 25 of the intake port 1. An intake valve 1 that is operated by a valve guide guided by the valve guide 21 is disposed on a valve seat 25 of the intake port 16.
5 are arranged.
【0017】断熱ブロック4は、チタン酸アルミニウム
Al2 TiO5 等の低熱伝導率のセラミックスから製作
されている。即ち、断熱ブロック4は、副室2と吸排気
ポート11,16を形成した一体構造のブロックとして
成形されており、副室2と各吸排気ポート11,16と
を隔てる即ち区切る壁部が共用される構造に構成されて
いる。この副室を持つ断熱エンジンは、副室2のサイズ
は圧縮比或いは主室1と副室2との容積比率等から決定
されており、境界となる上記壁部を可及的に薄く構成で
きるので、吸排気ポート11,16の通路断面積を可及
的に大きく構成することができ、十分な有効面積を確保
することができる。従って、この副室を持つ断熱エンジ
ンでは、吸気ポート16を通じて十分な空気を導入する
ことができ、また、排気ポート11を通じて排気ガスを
確実に且つ迅速に排出することができる。The heat insulating block 4 is made of a ceramic having a low thermal conductivity such as aluminum titanate Al 2 TiO 5 . That is, the heat-insulating block 4 is formed as a block having an integral structure in which the sub-chamber 2 and the intake / exhaust ports 11 and 16 are formed, and the wall that separates the sub-chamber 2 and the intake / exhaust ports 11 and 16 is shared. It is structured to be. In the heat-insulated engine having the sub-chamber, the size of the sub-chamber 2 is determined by the compression ratio or the volume ratio between the main chamber 1 and the sub-chamber 2, and the boundary wall can be formed as thin as possible. Therefore, the passage cross-sectional area of the intake / exhaust ports 11, 16 can be made as large as possible, and a sufficient effective area can be secured. Therefore, in the heat-insulated engine having this sub-chamber, sufficient air can be introduced through the intake port 16, and exhaust gas can be reliably and rapidly discharged through the exhaust port 11.
【0018】更に、この副室を持つ断熱エンジンでは、
断熱ブロック4に形成された副室2とヘッドライナ3に
形成される主室1とを連通する連通孔7は、通路断面積
を大きく構成することができ、燃焼スピードを直接噴射
式燃焼室と同等に速くすることができる。従って、副室
2で燃料リッチで燃焼スピードを速く燃焼できるので、
NOX の生成を低減する燃焼を行わせることができる。
しかも、副室2から連通孔7を通じて主室1に流出する
火炎と混合気との燃焼ガスの噴出スピードは、連通孔7
の通路断面積が大きいため低下するが、連通孔7は主室
1に対して中央に位置しているので、連通孔7からシリ
ンダ23全体に対しては、距離が減少し、副室2から連
通孔7を通じて噴出した火炎及び混合気はシリンダ23
内の周囲の新気と短時間に混合して燃焼スピードを短縮
できる。従って、主室1での燃焼でもNOX の生成を低
減する燃焼を行わせることができる。Further, in the heat-insulated engine having this sub-chamber,
The communication hole 7, which communicates the sub-chamber 2 formed in the heat insulating block 4 and the main chamber 1 formed in the head liner 3, can have a large passage cross-sectional area, and can increase the combustion speed as compared with the direct injection combustion chamber. Can be equally fast. Therefore, the combustion speed can be increased with fuel rich in the sub-chamber 2,
Combustion that reduces the generation of NO X can be performed.
In addition, the speed at which the combustion gas of the flame and the air-fuel mixture flowing from the sub-chamber 2 to the main chamber 1 through the communication hole 7 is discharged from the communication hole 7
However, since the communication hole 7 is located at the center with respect to the main chamber 1, the distance from the communication hole 7 to the entire cylinder 23 decreases, and The flame and air-fuel mixture ejected through the communication hole 7
The combustion speed can be shortened by mixing with fresh air around the inside in a short time. Therefore, it is possible to perform the combustion to reduce the generation of the NO X in the combustion in the main combustion chamber 1.
【0019】次に、この発明による副室を持つ断熱エン
ジンの別の実施例を、図3を参照して説明する。この実
施例の断熱エンジンは、上記実施例のものと比較してシ
リンダブロック6の孔26に嵌合したシリンダライナ7
の下部に掃気ポート22を形成している以外は、構造上
は同一であるので、同一の部品には同一の符号を付して
重複する説明は省略する。この断熱エンジンは、2スト
ローク即ち2サイクルで作動され、吸入、圧縮、燃焼及
び掃気・排気の4つの作用がピストンの2行程で行われ
るものである。この副室を持つ断熱エンジンでは、シリ
ンダヘッド5に形成された4つのポートは、排気ポート
11として機能するものである。ヘッドライナ3に形成
された排気ポート11の入口部に形成されたバルブシー
ト25には、排気バルブ14が配置されている。また、
シリンダブロック6の孔26に嵌合したシリンダライナ
29の下部には、掃気ポート22が形成されている。Next, another embodiment of a heat insulating engine having a sub-chamber according to the present invention will be described with reference to FIG. The insulated engine of this embodiment is different from that of the above embodiment in that the cylinder liner 7 fitted in the hole 26 of the cylinder block 6
Since the structure is the same except that the scavenging port 22 is formed in the lower part of the drawing, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. This adiabatic engine is operated in two strokes, that is, two cycles, and four functions of suction, compression, combustion, and scavenging / exhausting are performed in two strokes of the piston. In the heat-insulated engine having this sub-chamber, the four ports formed in the cylinder head 5 function as the exhaust ports 11. An exhaust valve 14 is disposed in a valve seat 25 formed at an inlet of the exhaust port 11 formed in the headliner 3. Also,
A scavenging port 22 is formed below the cylinder liner 29 fitted in the hole 26 of the cylinder block 6.
【0020】この2ストロークの断熱エンジンは、排気
バルブ14をシリンダヘッド3に配置して掃気作用をシ
リンダ中心線に対して一定方向の気流によって行わせ、
エンジンの効率をアップさせたユニフロータイプに適用
したものである。この2ストロークエンジンにおいて、
シリンダブロック6に嵌合したシリンダライナ29の下
部には周方向に複数個の掃気ポート開孔部即ち掃気ポー
ト22が形成され、図示していないが、該掃気ポート2
2はシリンダブロック6に形成された環状掃気通路に連
通している。また、掃気ポート22は環状掃気通路に常
時連通状態になっている。更に、環状掃気通路は吸気通
路に連通している。該吸気通路には、エアクリーナ、ク
ランクケース、或いはターボチャージャの過給機、メカ
ニカル過給機等から送られる空気が送り込まれるように
構成されている。シリンダライナ29で形成されるシリ
ンダ23内をピストンが往復運動するように構成されて
いる。ピストンのピストンヘッド頂面が掃気ポート22
の上壁面より下方に降下することで、掃気がシリンダ2
3内に導入される。この実施例の断熱エンジンでは、N
OX の生成を低減する機能については、上記実施例の場
合と同様である。In this two-stroke adiabatic engine, the exhaust valve 14 is disposed on the cylinder head 3 so that the scavenging action is performed by airflow in a certain direction with respect to the cylinder center line.
This is applied to the uniflow type with improved engine efficiency. In this two-stroke engine,
A plurality of scavenging port openings, that is, scavenging ports 22 are formed in the lower part of the cylinder liner 29 fitted in the cylinder block 6 in the circumferential direction.
Numeral 2 communicates with an annular transfer passage formed in the cylinder block 6. The scavenging port 22 is always in communication with the annular scavenging passage. Further, the annular transfer passage communicates with the intake passage. The air from an air cleaner, a crankcase, a turbocharger, a mechanical supercharger, or the like is fed into the intake passage. The piston is configured to reciprocate in a cylinder 23 formed by the cylinder liner 29. The top surface of the piston head is the scavenging port 22
Of the cylinder 2
3 is introduced. In the adiabatic engine of this embodiment, N
The function of reducing the generation of O X are the same as those of the above embodiment.
【0021】[0021]
【発明の効果】この発明による副室を持つ断熱エンジン
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。この副室を持つ断熱エンジンは、中央部に副室と
該副室の周囲に複数個のポートを形成した低熱伝導材か
ら成る断熱ブロックをシリンダヘッドに形成した穴内に
嵌入し、該断熱ブロックの下方の前記穴内にヘッド下面
部とライナ上部とで一体構造に構成した高温高強度セラ
ミックスから成るヘッドライナを嵌合したので、前記副
室と前記ポートとを隔てる壁部を共用した構造に構成で
き、前記壁部を薄く形成して前記ポートの通路有効面積
を増大させることができる。The heat-insulating engine having the sub-chamber according to the present invention is configured as described above, and has the following effects. The heat-insulating engine having this sub-chamber has a sub-chamber in the center and a heat-insulating block made of a low thermal conductive material having a plurality of ports formed around the sub-chamber, which is fitted into a hole formed in the cylinder head. Since the head liner made of high-temperature and high-strength ceramics integrally formed with the lower surface of the head and the upper portion of the liner is fitted into the lower hole, a structure that shares the wall separating the sub-chamber and the port can be configured. The wall can be formed thin to increase the effective passage area of the port.
【0022】従って、この断熱エンジンでは、副室と主
室とを連通する連通孔の有効面積を大きく形成でき、前
記副室での燃焼状態を燃料リッチで燃焼させ且つ直接噴
射式燃焼室と同等の燃焼スピードを確保でき、NOX の
発生を抑制できる。また、前記副室をシリンダの中央部
に形成して前記副室から噴出する火炎と混合気とは、シ
リンダの全周に存在する新気に対して距離が短くなるの
で、主室での混合が促進され、燃焼スピードを速くして
燃焼期間を短縮でき、NOX の発生を抑制できる燃焼を
行わせることができる。特に、前記副室と前記ポートと
を隔てる壁部を共用することで、前記ポートの通路断面
積を十分に確保し、吸入行程では十分な空気をシリンダ
内に導入でき、また、排気行程では排気ガスを確実に且
つ迅速に排出でき、十分に対応できる構造を提供でき
る。Therefore, in this heat-insulated engine, the effective area of the communication hole communicating the sub-chamber and the main chamber can be made large, and the combustion state in the sub-chamber is fuel-rich and is equivalent to that of the direct injection combustion chamber. Combustion speed can be secured, and generation of NO X can be suppressed. In addition, since the auxiliary chamber is formed in the center of the cylinder and the distance between the flame and the air-fuel mixture ejected from the auxiliary chamber becomes shorter than the fresh air existing on the entire circumference of the cylinder, the mixing in the main chamber is reduced. Is promoted, the combustion speed can be increased, the combustion period can be shortened, and combustion capable of suppressing the generation of NO X can be performed. In particular, by sharing the wall separating the sub-chamber and the port, a sufficient passage cross-sectional area of the port can be ensured, sufficient air can be introduced into the cylinder in the suction stroke, and the exhaust stroke in the exhaust stroke. It is possible to provide a structure that can discharge gas reliably and promptly and that can respond sufficiently.
【0023】また、この副室を持つ断熱エンジンにおい
て、前記断熱ブロックと前記ヘッドライナとの間には断
熱ガスケットが介在しているので、シリンダヘッドとシ
リンダブロックとを、前記断熱ブロックと前記ヘッドラ
イナを嵌入して固定することで、前記断熱ガスケットが
前記断熱ブロックと前記ヘッドライナとの間の隙間を吸
収でき、がたの発生は無く、両者は前記シリンダヘッド
内に確実に且つ強固に固定できる。In the heat-insulating engine having the sub-chamber, since the heat-insulating gasket is interposed between the heat-insulating block and the headliner, the cylinder head and the cylinder block are separated from each other by the heat-insulating block and the headliner. By inserting and fixing, the heat-insulating gasket can absorb the gap between the heat-insulating block and the headliner, there is no play, and both can be securely and firmly fixed in the cylinder head. .
【0024】また、この副室を持つ断熱エンジンは、4
ストロークで作動される場合には前記シリンダヘッドに
形成した複数個の前記ポートを複数個の排気ポートと複
数個の吸気ポートとして機能するように構成でき、十分
に吸入空気をシリンダ内に取り入れ、且つ排気ガスを確
実に且つ迅速に排出することができる。The heat-insulating engine having this sub-chamber
When operated by a stroke, the plurality of ports formed in the cylinder head can be configured to function as a plurality of exhaust ports and a plurality of intake ports, sufficiently taking in intake air into the cylinder, and Exhaust gas can be discharged reliably and quickly.
【0025】或いは、この副室を持つ断熱エンジンは、
2ストロークで作動される場合には前記シリンダヘッド
に設けた複数個の前記ポートは全て排気ポートして機能
させ、掃気ポートは前記シリンダブロックのシリンダ下
部に形成するので、排気では大きな通路有効面積を必要
とするが、該通路有効面積を十分に確保でき、排気ガス
を確実に且つ迅速に排出することができると共に、掃気
ポートから十分な吸入空気をシリンダ内に取り入れるこ
とができる。Alternatively, the insulated engine having this sub-chamber
When operated in two strokes, all of the ports provided in the cylinder head function as exhaust ports, and the scavenging port is formed below the cylinder of the cylinder block. Although necessary, the effective area of the passage can be sufficiently ensured, the exhaust gas can be reliably and quickly discharged, and sufficient intake air can be taken into the cylinder from the scavenging port.
【図1】この発明による副室を持つ断熱エンジンの一実
施例を示し且つ図2の線B−Bにおける断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a heat insulating engine having a sub-chamber according to the present invention, taken along line BB of FIG. 2;
【図2】図1の断熱エンジンのヘッドライナを線A−A
から見た断面図である。FIG. 2 shows a liner AA of the headliner of the heat-insulated engine of FIG.
It is sectional drawing seen from.
【図3】この発明による副室を持つ断熱エンジンの別の
実施例を示し且つ図2の線B−Bにおける断面図であ
る。3 shows another embodiment of the heat-insulated engine having a sub-chamber according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2;
1 主室 2 副室 3 ヘッドライナ 4 断熱ブロック 5 シリンダヘッド 6 シリンダブロック 7 連通孔 8 ライナ上部 9 ヘッド下面部 10 燃料噴射ノズル 11 排気ポート 12 副室上部 13 副室下部 14 排気バルブ 15 吸気バルブ 16 吸気ポート 18 断熱ガスケット 20 穴 22 掃気ポート 23 シリンダ 25 バルブシート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main chamber 2 Sub chamber 3 Head liner 4 Insulation block 5 Cylinder head 6 Cylinder block 7 Communication hole 8 Upper liner 9 Head lower part 10 Fuel injection nozzle 11 Exhaust port 12 Upper sub chamber 13 Lower sub chamber 14 Exhaust valve 15 Intake valve 16 Intake port 18 Insulated gasket 20 Hole 22 Scavenging port 23 Cylinder 25 Valve seat
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02B 19/14 F02B 19/14 B 19/16 19/16 C (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02F 1/24 F01L 1/00 F01L 3/02 F02B 19/14 F02B 19/16 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F02B 19/14 F02B 19/14 B 19/16 19/16 C (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F02F 1/24 F01L 1/00 F01L 3/02 F02B 19/14 F02B 19/16
Claims (4)
且つ中央部に副室と該副室の周囲に複数個のポートを形
成した低熱伝導材から成る断熱ブロック、該断熱ブロッ
クの下方で前記穴に嵌合した一体構造のヘッド下面部と
ライナ上部とで構成した高温高強度セラミックスから成
るヘッドライナ、並びに前記ヘッド下面部に形成した前
記副室に連通する副室下部、該副室下部に連通する連通
孔及び前記ポートに連通するバルブシートを備えたポー
ト下部、を有する副室を持つ断熱エンジン。1. A heat insulating block which is fitted into a hole formed in a cylinder head and is made of a low heat conductive material having a sub-chamber at a center portion and a plurality of ports formed around the sub-chamber, and the hole below the heat insulating block. A head liner made of a high-temperature and high-strength ceramic formed of an integrated lower surface portion of the head and an upper portion of the liner, and a lower sub-chamber communicating with the sub-chamber formed on the lower surface portion of the head, and communicating with the lower sub-chamber. An insulated engine having a sub-chamber having a communication hole and a lower port having a valve seat communicating with the port.
の間には断熱ガスケットを介在した請求項1に記載の副
室を持つ断熱エンジン。2. The heat-insulating engine having a sub-chamber according to claim 1, wherein a heat-insulating gasket is interposed between the heat-insulating block and the head liner.
シリンダヘッドに形成した前記ポートは排気ポートと吸
気ポートである請求項1に記載の副室を持つ断熱エンジ
ン。3. The adiabatic engine having a sub-chamber according to claim 1, wherein in a type operating with four strokes, the ports formed in the cylinder head are an exhaust port and an intake port.
シリンダヘッドに設けた前記ポートは排気ポートであ
り、掃気ポートは前記シリンダブロックのシリンダ下部
に形成されている請求項1に記載の副室を持つ断熱エン
ジン。4. The sub-chamber according to claim 1, wherein in the two-stroke type, the port provided in the cylinder head is an exhaust port, and the scavenging port is formed in a lower portion of the cylinder of the cylinder block. Insulated engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3284145A JP3070186B2 (en) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Insulated engine with sub-chamber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3284145A JP3070186B2 (en) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Insulated engine with sub-chamber |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0599065A JPH0599065A (en) | 1993-04-20 |
JP3070186B2 true JP3070186B2 (en) | 2000-07-24 |
Family
ID=17674754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3284145A Expired - Fee Related JP3070186B2 (en) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Insulated engine with sub-chamber |
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JP (1) | JP3070186B2 (en) |
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JP2023039029A (en) * | 2021-09-08 | 2023-03-20 | 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション | Seat part structure |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3284145A patent/JP3070186B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH0599065A (en) | 1993-04-20 |
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