JP3181908B2 - 燃料粒の核の生成制御によって内燃機関の炭化水素燃料の着火燃焼を制御するピストン及びその方法 - Google Patents

燃料粒の核の生成制御によって内燃機関の炭化水素燃料の着火燃焼を制御するピストン及びその方法

Info

Publication number
JP3181908B2
JP3181908B2 JP50248490A JP50248490A JP3181908B2 JP 3181908 B2 JP3181908 B2 JP 3181908B2 JP 50248490 A JP50248490 A JP 50248490A JP 50248490 A JP50248490 A JP 50248490A JP 3181908 B2 JP3181908 B2 JP 3181908B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
reaction chamber
chamber
piston
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP50248490A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04505198A (ja
Inventor
ファイラ、チャールズ・シー
プーリング、アンドリュー・エー
ランキン、ブルース
ディ・プリオロ・カルロ・レト
マッコワン、ウイリアム
ゴセウイッシュ、デニス
Original Assignee
ソネックス・リサーチ・インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソネックス・リサーチ・インコーポレイテッド filed Critical ソネックス・リサーチ・インコーポレイテッド
Publication of JPH04505198A publication Critical patent/JPH04505198A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3181908B2 publication Critical patent/JP3181908B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B21/00—Engines characterised by air-storage chambers
    • F02B21/02—Chamber shapes or constructions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0627—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion having additional bores or grooves machined into the piston for guiding air or charge flow to the piston bowl
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0636—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/26—Pistons  having combustion chamber in piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/40—Squish effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0603—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関のピストンに関する。
［発明の背景及び従来の技術］ 内燃機関（I.C.エンジン）に送られる燃料の着火及び
燃焼特性の制御を改善することは昔からの念願でる。デ
ィーゼルエンジン（圧縮燃焼つまりC.I.エンジン）にお
いては、代表的ディーゼル石油燃料の着火の信頼性に関
する問題点がよく知られており、高速の自動車及びトラ
ックのエンジンに関する文献が多数ある。最近の文献が
多く取り上げられている問題点は煙及び粒状排出物の排
出に関するもので、これも又ディゼル燃料の着火特性に
関係している。
一般的火花着火機関（S.I.エンジン）に適すとされて
いる、アルコール燃料はディーゼルエンジンにとっては
扱い難く不適当な燃料と考えられている。これは、その
気化熱が非常に高く（従って燃焼室における過度の冷却
効果）、セタン価が低い（従って過度の着火の遅れによ
る困難又は不安定な圧縮着火）からである。
S.I.エンジンの場合、最近のエンジンに一般的に用い
られている圧縮比でのガソリン型燃料の燃焼が、燃料の
ノック傾向によって制限されることが知られている。勿
論、ガソリン燃料のノック傾向を下げるために、アンチ
ノック添加剤が一般的アルコール混合物として用いられ
る。S.I.エンジンのあらゆる作動条件において、全くノ
ッキングを起こすこと無く、ガソリンタイプの燃料がク
リーンな完全燃焼を行うことが強く望まれている。
ディーゼルエンジンの燃料の着火特性を改善する試み
が色々と成され、ある程度の成功を収めているが、一般
的ディーゼル燃料における粒状排出物の問題、及びアル
コール燃料の着火の問題が残り、ディーゼルエンジンの
根本的改良、及び燃料又は廃棄ガスの根本的処理無しで
これを解決することは、不可能ではないにしても、困難
である。
前述したごとく、S.I.エンジンのガソリン燃料のアン
チノック特性を改善する試みが従来から成されている
が、これらは全て燃料に添加剤を必要とし、燃料の製造
コストを高くしている。
一方、燃焼技術の分野における最近の興味ある進歩
が、この分野における燃焼に関する昔の発見と共に、特
に、高温高圧の空気中における燃料物質の酸化反応に関
係する科学的活性化が、ディーゼル燃料の信頼性のある
瞬間着火とガソリン燃料のノックフリーの燃料を作り出
すために必要とする物理的環境と共に、本発明者を駆り
立てて、C.I.及びS.I.エンジンの燃料の着火及び燃焼に
関する複雑なプロセスの中における、炭化水素の液体燃
料の燃料粒の核の役割に関する研究を行わせていた。
本発明は、先ず、次の認識から出発する。即ち、C.I.
又はS.I.エンジンの着火の前に、冷たいフレーム反応
（即ち部分的に冷たいフレームの酸化現象）において生
成される非常に活性化されたラジカルな化学種（単に、
核もしくは種と称する）を燃料の各噴射毎に制御された
状態で種付けする（化学種が得られる）ことにより、圧
縮された燃料、即ち、装入物（チャージと称する）の化
学的条件により、C.I.エンジンの場合、燃焼促進剤無し
では着火しにくく、又S.I.エンジンの場合は、エンジン
の、ある差動条件においてノックを起こす、と考えられ
ている、燃料の信頼性のあり且つ予想可能の着火及びノ
ッキングの無い燃焼を作り出すことが出来る、と言うこ
とである。事実、炭化水素燃料の着火及び燃焼の全ての
プロセスは化学的発熱反応であり、燃料の迅速酸化を含
み、効率的に動力化する熱及び膨脹エネルギーを作り出
し、これを効率的に利用することにより、駆動力を作り
出すことが出来るのである。好ましい化学反応を起こさ
せる何らかのプロセスにより、燃料の着火及び燃焼特性
を本質的に改善し、より良い完全燃焼によりエンジンの
作動及び排出特性を改善することが出来るであろう。
又、エンジン又はその燃焼室の、又は燃料及び又は空気
の供給及び排出流れの操作方法の、過度の複雑性も解消
するであろう。
問題は、上記核をどうやって作り出し、これをどの様
にして燃焼室に導き入れ、この様な種付けから得られる
筈の目覚ましい効果を得るかである。この所謂核物質を
作り出すこと自体は比較的簡単である、即ち：空気と燃
料の混合物を高温高圧で加熱し、これを冷たいフレーム
酸化反応の中で“料理”し、即ち部分的に反応させ、燃
料と、他の原子及び燃焼核と化学的に容易に結合する酸
素と、の非常に活性の高い燃焼核を作り出す。然し、複
雑なのは、この様な燃焼核を、エンジンの密閉された燃
焼室の中への供給燃料の中に、効果的に且つ効率良く、
そのエンジン及び燃焼室を複雑化及び変形すること無
く、適量導き入れるかと言う点である。C.I.エンジンの
場合、核の必要量は、所定エンジンへの所定燃料チャー
ジの中の核の数であり、これが好ましい予め選択された
着火特性を作り出すものであることである。例えば、こ
の特性は、比較的低い圧縮比における低セタン価燃料の
信頼性のある着火タイミングであり、又は、煙及び粒子
の排出の最も少ない、高セタン価燃料の清浄な燃料であ
る。S.I.エンジンの場合、核の必要量は、最終的に燃焼
フレーム・フロントに至る燃焼室の末端区域で、エンド
ガスが早すぎる燃焼を行うこと無く、燃料チャージの完
全且つ迅速な燃焼を行うために必要とする量である。公
知のごとく、この早すぎる着火があると、ノックといて
知られている耳に聞こえる音を伴う、燃焼室内の非常に
急速でしばしば破壊的圧力を作り出す突然反応が発生す
る。
これに関する各種の試みが米国4,002,151号、1977年
１月11日公告、及び4,317,432号、1982年３月２日公
告、に記載されており、いずれも、この分野において解
決すべき問題点、燃料と空気との不完全酸化反応により
作り出される核生成の機構及び化学、この反応によって
作り出される核の組成、内燃機関における液体燃料の燃
焼における着火中心としての核の影響、及び、燃焼域に
おける、燃料の自己着火点と温度及び圧力との関係につ
いて記載している（特許4,317,432号第５図）。
炭化水素燃料の燃焼を改善するための、核の生成及び
その管理に関するその他の試みが米国特許4,592,318
号、（1986年６月３日公告、本発明と同一の出願人）に
開示されている。この発明は、燃料チャージの核の種付
け及び各種の温度及び圧力条件における燃料の自動着火
点に対する核の影響について記載している（上記特許第
14図）。
上記特許4,592,318号によって、燃料粒の核が、ピス
トンの外周面に設けられた共鳴室の中に制御状態で生成
されることを知ることが出来る。この場合、この室が、
空気を主燃焼域に送る共鳴条件を作り出すクリティカル
ギャップ即ちスロットオリフィスを除き、主燃焼室から
独立しており、又、このサイクルの膨脹部分の終りに排
気弁が開いた瞬間、流体のチョーク流の共鳴室から燃焼
域の中に作り出す。ギャップがこの特許に開示されてお
り、これが、サイクルの圧縮部分が少なくともエンジン
の高速運転をしている間、共鳴室に絞られた（このよう
に流れを少なくするために絞ることをチョークすると以
下で説明する）流れ条件を作り出し、これによって、エ
ンジンの速度に応じて、エンジンの可変圧縮比を作り出
す。
特許4,592,318号に記載の装置入及び方法は所期の目
的、即ち好ましくない排気ガスの排出のない燃料のクリ
ーンな完全燃焼を達成し、又、この装置は上述の燃焼シ
ステムを持ちエンジンのノック傾向を減らした、とは言
うものの、このエンジンの場合、信頼性のある着火及び
燃焼特性が１つのオリフィスを介して主燃焼室に繋がる
二次室を用いることによって達成されている。このオリ
フィスはエンジンの全ての作動速度において実質的にチ
ョークする。更に、C.I.エンジンにおいてはディーゼル
燃料の着火特性を向上させ、又S.I.エンジンにおいては
ノッキングの無い迅速な完全燃焼を得ると言う意味にお
いて、燃焼サイクルの排気部分を越えて上記二次室に核
を保持することの重要性、及び、ピストンに１つのボー
ル即ち凹部を設け、チャージされた燃料の大部分を収容
することの重要性が認識されていない。
［本発明の要約］ 本発明は、ピストン型、空気呼吸内燃機関のためのピ
ストンと燃焼室とを含み、燃料粒の核を生成し管理する
ことによって燃料の所定の着火及び燃焼特性を得ようと
するものであって、これによって、C.I.エンジンの場合
は、エンジンが、各燃料チャージの信頼性のあるタイミ
ングの合った着火と、ディーゼルサイクルエンジンから
の煙及び粒状排出物を減らす着火遅れ特性とを得る。S.
I.エンジンの場合は、本発明によって、非常に少ない空
燃比で、燃料の迅速でノックフリーの燃焼を得ることが
出来る。
入ってくるチャージ毎に種付けし、好ましい着火特性
を得るための、制御された核の生成及びそのタイミング
の合った燃焼室への十分な量の放出が：ピストンクラウ
ン区域の深いボール即ち凹部に隣接して設けられた反応
室で、全体的にトロイダル形の、又は、部分的にトロイ
ダル形の室を用い；これを、混合物の強烈な渦巻き状の
スワールを作り出すために設けられ且つ上記室の側壁に
密接する狭いスロット状のオリフィスを介して上記凹部
と繋げ；主燃焼室からオリフィスを通るフレームプロパ
ゲーションと、エンジン作動の間反応室を出入りするガ
スのチョークフローとを急冷し、反応室の圧力の変動と
燃焼室の圧力の変動との間に時間的ずれがあるようにす
る；ことによって達成される。この配置によって反応室
内に制御された圧力、温度、及び燃料の複合条件が得ら
れ、又、核燃焼サイクルの吸入及び圧縮の間の燃焼室へ
の燃焼核の適量の供給が行われる。
C.I.エンジンの実施例においては、各燃焼サイクルの
間、大量の燃料が反応室に入れられるが、好ましくは、
直接射出された燃料をスロットオリフィスに差し向ける
ことによって、燃料が反応室に流れ込むようにする。こ
の代わりに、エンジンの燃焼サイクルの吸入期に燃料を
この吸入空気に運ばせ、チャージの圧縮の間に反応室に
運び込むようにすることが出来る。反応室の中の空気と
燃料が、冷たいフレーム酸化反応を行うことによって高
温高圧で部分的に反応し、燃料と酸素の、高度に反応性
を持ち不安定な燃焼核を作り出す。反応室内のこの混合
物が強烈にスワールし、室の側壁と密接し続け、ピスト
ンクラウンから反応室の中の燃料混合物への熱移動が行
われる。次に、燃焼サイクルの吸入及び圧縮期に、核の
一部分が制御された状態で燃焼室のピストン凹部の区域
に供給され、これらが、一時空気及び燃料チャージに十
分な量の種付けを行い、望ましい着火及び燃焼特性を得
る。
C.I.エンジンにおいては、本発明によって、低セタン
価燃料例えばメタノールを、着火促進剤を用いること無
く、正常な圧縮比で信頼性をもって着火燃焼させること
が出来、又、着火に続く燃焼室における圧力の上昇又は
熱放出比を変えることによって、ディーゼル燃料の燃焼
油から出る煙及び粒状排出物を減らす効果を得ることが
出来る。メタノール燃料の燃焼は、例えば、拡散燃焼よ
り着火の遅れが少ない単相燃焼反応として燃焼を行うこ
とによって改善することが出来る。圧力上昇は低く、燃
焼は、一般のディーゼルサイクルエンジンに見られるご
とくサイクルのお終いでなく、ピストンの上死点の近く
で完了する。
C.I.直接噴射エンジンにおけるディーゼル燃料の着火
の遅れが、本発明を用い、燃料噴射のタイミングを変え
ることによって制御される。噴射の都度、燃料は燃焼室
の中で、ある圧力及び温度条件に出会うが、ピストン凹
部の燃料リッチの区域で活性度の高い多数の核に出会
い、この化学活性度により、燃料及び空気の圧縮された
チャージ全体に、多数の着火センターを瞬間的に作り出
す。着火センターが着火する点を、チャージの中の核の
数と、燃焼室の中における核の全体的位置と分布と、を
制御することによって調節することが出来る。本発明を
用いれば、比較的低い圧縮比（即ち18:1）を用いて、メ
タノールのごとく低セタン価燃料（セタン価約５〜約1
0）の確実な圧縮着火を達成することが出来る。
S.I.エンジンにおいては、本発明により、エンジンの
全ての段階においてノックの無い化学量論に狭い範囲
で、燃料チャージの効率的で迅速な完全燃焼が可能とな
る。低温低圧における燃料チャージのクリーンな燃焼に
より、好ましくない排出物の量が減り、出力の損失も無
く経済性を向上することが出来る。
［図面の簡単な説明］ 第１図は、本発明の一つの実施例による、圧縮着火内
燃機関の燃焼室の縦断面図、 第２図は、第１図の実施例による、反応室を持つピス
トン・クラウンの部分拡大断面図、 第３図は、第２図を更に拡大して示す斜視図、 第４図は、C.I.エンジンに用いられる本発明の１つの
実施例のピストン・クラウン区域を模式図的に示す平面
図、 第５図は、C.I.エンジンに用いられる本発明の別の実
施例のピストン・クラウン区域を第４図と同様に示す平
面図、 第６（ａ〜ｅ）図は、直接噴射エンジンのピストンク
ラウン区域における本発明の各種の実施例を示す模式
図、 第７図は、S.I.エンジンの場合の本発明の実施例を第
１図と同様に示す断面図、 第８図は、第７図のピストンクラウン部分の拡大図、 第９及び10図は、S.I.エンジンに用いられる本発明の
実施例のピストン・クラウン区域を第４及び５図と同様
にそれぞれ模式図的に示す平面図、である。
［実施例］ 第１〜３図に、直接噴射の圧縮着火式内燃機関（C.I.
エンジン）10の断面が模式図的に示されており、シリン
ダー12が往復動作をする往復ピストン14を持ち、これ
が、ピストンピン18によってピストン14に取り付けられ
た接続ロッド16を介して１つの出力クランクシャフト
（図示無し）に接続されている。シリンダー12の上端部
がシリンダーヘッド20によって閉ざされ、ピストン14の
上端部とヘッド20との間に燃焼室の隙間容積部Vcが設け
られる。
一般的な吸入及び排出弁22,24が吸入及び排出ポート2
6,28と燃焼室30との間の連絡を行う。この弁22,24は、
内燃機関技術で一般的に用いられる適宜のシステムによ
って作動する。これは内燃機関の専門技術者が良く知っ
ている弁駆動技術で、弁22,24を同調して開閉し、少な
くとも空気を空気クリーナーＡを経て燃焼室に吸入し、
燃焼サイクルの吸入ポート26を経ての吸入及び圧縮期に
これを圧縮し、閉ざされた燃焼室の中で１チャージの燃
焼膨脹を行い、この燃焼生成物を排出ポート28を介し
て、燃焼サイクルの中の排出期に排出する。代表的に
は、燃料は燃焼室に直接噴射されるが、S.I.エンジンに
おいては、後に説明するごとく、空気で吸入することが
出来る。
第１〜６図に示すC.I.エンジンの実施例においては、
チャージの燃料部分が、直接燃料噴射ノズル32によって
燃焼室30に噴射され、この噴射ノズルが、制御モジュー
ル40を介したアクセルペダル38の制御の下で、インジェ
クター圧送システム36を介して供給ソース34から燃料を
受け、燃焼サイクルの圧縮期の間ピストンが上死点TDC
に近付いたとき、噴射パターンで、これを燃焼室に直接
噴射する。任意の噴射システムを本発明に結び付けて使
用することが出来、当該技術者は、良く知っているシス
テムと部品とを用い、燃料をエンジンの燃焼室に、“ス
ロットル”即ちアクセル・ペダル38によって制御される
燃焼サイクルに同調して、時間的噴射を行うことを考え
るであろう。この場合、燃焼サイクルの圧縮期の末期
に、燃料及び空気のチャージの適当な供給が燃焼室30に
行われ、普通、ピストンの上死点TDC期に亘って続けら
れ、膨脹期に至る。
第１図の実施例においては、チャージに高温高圧が掛
かっているので、チャージの燃焼がゆっくりと始まり、
チャージの自然着火が起こる。代表的な形としては、グ
ロー・プラグ（図示無し）を用いて、エンジンの始動中
に燃焼を開始する。
図面には１つの燃料噴射システムのみが示され、この
実施例においてはこれが好ましいのであるが、燃料は蒸
気として吸入することが出来、供給を時間的に層状に行
い、十分な量の燃料が反応室に入って、本発明によって
燃料の燃焼核を作り出すようにすることが出来る。
本明細書の冒頭に述べたごとく、燃焼室の中の核が燃
料チャージのための着火点を提供し、ディーゼルオイル
燃料の最も好ましい着火及び燃焼と、メタノールのごと
き低セタン価の燃料は信頼性のある着火と、及びガソリ
ン燃料のノックフリーの燃焼と、を可能とする。従来技
術において、燃料促進のための核の使用が別の生成室、
即ち燃焼室とは別の室の使用によって行われることが知
られているが、この従来の技術は、核を各燃焼サイクル
のチャージに十分な量を信頼性をもって供給し、C.I.及
びS.I.エンジンに用いられる燃料の着火及び燃焼特性を
確実に改善するために、簡単なシステムを提供する点で
欠けるところがある。核のソース自体が燃焼室の区域の
中に含まれている場合、I.C.エンジンに送られるチャー
ジに、各燃焼サイクルにおいて適当な量の核を種付けす
ることが特に難しい。従って、本発明においては、主燃
焼室に繋がる反応室を用い、ここで、チャージの燃料と
空気とが部分的酸化反応を行い、燃料粒の核を作り、
又、高い核密度を保ち、次に続く燃焼サイクルのチャー
ジに結果的に種付けを行う、ことが提唱されている。克
服すべき問題点は、各燃焼サイクルの排出期の先まで十
分な核を保有し、次に続くチャージが適切且つ確実に種
付けされ、燃料に所望の着火及び燃焼特性を与える、点
である。本発明により、ある臨界的寸法のオリフィスに
よって、反応室を主燃焼室から分離し、全てのエンジン
がスピード運転をしている間、エンジンの反応室と燃焼
室との間に圧縮可能のガスのチョークされた流れ条件を
作り出すようにする。これによって、反応室の中の圧力
の変動と、主燃焼室の中の圧力の変動との間に、ある
“ずれ”を作り出し、核燃焼サイクルの膨脹及び排出期
の先まで核が反応室の中に保有され、次に続くサイクル
の吸入及び圧縮期の間にチャージの種付けに使うことが
出来るようにする。
各チャージの核の種付けから生ずる利益の中には、前
述したごとく、低セタン価の燃料の着火特性の改善によ
る、C.I.エンジンのディーゼル燃料の燃焼の間に発生す
る煙の減少と、S.I.エンジンのガソリン燃料のノックフ
リーの燃焼と、が含まれる。煙の減少は、噴射されたチ
ャージの全ての部分、特に、普通燃焼の行われない極く
狭い区域、をより効率的に着火することによって達成さ
れ、又、煙の減少は、未燃焼の炭化水素及び一酸化炭素
の減少によって達成される。ノックフリーの燃焼は、全
チャージに着火点の種付けを行うことによって達成さ
れ、エンドガスの反応を無くし、普通のチャージよりも
狭い迅速な完全燃焼を促進する。
本発明による第１〜６図の実施例においては、ピスト
ン14がそのクラウン区域に１つの凹部42を持ち、これを
燃焼室30の実質部分容積ＶAで示すことにする。ここ
で、容積ＶAは、（ピストン14が上死点TDCにあるときの
燃焼室30の中の全隙間容積ＶC）から｛反応室44の容積
ＶB（スロット及び別のオリフィス部分を含む）｝を引
いたものである。燃料インジェクター32が、燃料の噴霧
状に凹部42に噴射するために設けられて、従って、自然
発火の開始点近くでは、燃焼室容積ＶAに噴射された各
チャージの燃料の大部分がこの凹部42に入っている。
ヘッド20によって形成されるシリンダー12の閉鎖端部
の形状は第１図に示すものから別の形に変えることが出
来る。例えば、第１図ではアーチ又はドーム状の燃焼室
が示されているが、燃焼室の上端部を比較的平らに又は
僅かにアーチ状にして、凹部42の容積が燃焼室の容積Ｖ
Aの大部分を占めるようにすることが出来る。
本発明の重要な特徴は、全体的にトロイダルの又は部
分的にトロイダルの形状を持つ反応室を設ける点で、こ
れがピストン14のクラウン区域の凹部42の縁の回りを全
体的に又は部分的に囲んでいる。反応室44が凹部42と、
連続したスロットオリィス46を介して、又オプションと
して、１つ以上の別の補助オリフィス48を介して連絡し
ている。
第１図に示す反応室44は完全にトロイダルで、凹部42
の縁の回りの全円周に亘って延びているが、実施例によ
っては、反応室44が円周に沿って延びる範囲を限定し、
ピストンのクラウンの回りに部分的に延びるか、又は凹
部42の縁の回りに間隔を持って分離した室として設ける
方が良い場合がある。例えば、第４図に示すごとく、反
応室44を、凹部42の縁の回りに間隔を持った４つの別々
の容積部分として設け、各容積部分が、実質的に同じか
又は異なった断面形状と、同じか又は異なった連続スロ
ットと、及び別に離れたオリフィス形状部分と、を持つ
ようにすることが出来る。反応室の位置の選択と、これ
と同時に、各種の、スロット及び別のオリフィスの寸法
及び位置、反応室の容積、オリフィスの長さ、断面積、
及びその他の諸々の寸法形状の中から選択、とについて
以下に詳しく説明する。
第１図にその全体を、又第2,3図に詳細を示した実施
例において、反応室44が容積ＶB（オリフィス46,48の容
積を含む）を持ち、観察の結果、ＶAとＶBとの間の関係
が多くのエンジン形態において重要であることが判っ
た。代表的自動車及びトラックのエンジンにおいて、現
時点においては、ＶAとＶBとが次の関係式を満足する場
合、本発明が最も良く具体化されると考える、即ち、 ＶB/VA＝0.020〜0.200 （１） 室44の１側の接線上にスロットオリフィス46が設けら
れ、入ってくる流体が反応室44中で第２図に矢印で示す
ごとく渦巻き状にスピンする、即ちスワールする。従っ
て、室44の中に向かって入ってくる流体の流れが既に入
っている流体の一部を室の中に保持するような方向に渦
を巻く。特に、このスピンの方向が、入り口のスロット
オリフィス46を通って回転している流体の流れを、入っ
てくる流体と平行に且つ同じ方向にスイープ即ち押し流
し、従って、室44の中で回転する流体が入ってくる流体
と合体し、ガス全体が十分に混合され、このガスがその
遠心力で室44の内壁に密接に接触し、ピストンクラウン
とスワールする流体との間で良好な熱移動が行われる。
別の小さなオリフィス48は直接噴射を行うC.I.エンジ
ンの場合のみに用いられ、好ましくは、第３図に示すご
とく室44とその直径方向で連絡するか、又はスロットオ
リフィス46と同様に接線方向から室44に入り（第２
図）、この別のオリフィスを介して室44に入ったガス又
は液体にスワール即ちスピン動作をさせるような形状に
する。スロットオリフィス46を、ガスの流入との関連で
説明したが、噴射燃料の液体部分も又、燃焼サイクルの
圧縮期にスロット46を介して室44の中に向かう流体の流
れの中に伴われていることは言うまでもない。
以上の試験結果から、反応室44は凹部42の縁に隣接し
て配置すべきで、インジェクター32によって噴射された
燃料の大部分が液体の形でスロットオリフィス46に実質
的に直接到着し、これによって、未反応の燃料チャージ
の一部分が各燃焼サイクルの圧縮期に反応室44に確実に
入るようにする、ことが非常に好ましいことが観察され
た。更に、スロットオリフィス46は、燃焼室の形状によ
っては、凹部42の上よりは下に近い所に設け、反応室を
利用するようにした方が良いことも観察された。好まし
くは、オリフィス46を凹部42の垂直高さの下半分の中に
設けた方が良い。これは、本発明から得られる結果がこ
の区域で最も良く達成されることが実験的に観察された
からである。
更に、上記別のオリフィス48がチャンネルを介して反
応室44と連絡する円形のオリフィスを構成し、このチャ
ンネルが水平に対してある角度で傾斜し、この角度がイ
ンジェクター32からの液体燃料の衝突角度に相当するよ
うにする。このオリフィス48の直径及び傾斜角度は、好
ましくは、インジェクター32からオリフィス48に衝突す
る液体燃料のある制御された量が室44の中に運び込まれ
るような値にする。
本発明の全ての実施例において、スロットオリフィス
46が、燃焼室30の中を前進してくる燃焼フレームのフロ
ント即ち先端部が、室44に達する前に、効果的にクエン
チ即ち急冷されるような、長さＬをもって形成され
る。。スロットオリフィス46の長さは、燃焼サイクルの
間の燃焼室30の中の最高温度Ｔと最大圧力Ｐとの間の関
係が、次に掲げる式を満足するようにして選択される、
即ち、 Ｌ∝（ｋ）Ｔ1/2/P3 （２） ここで、 Ｌ＝凹部42と反応室44との間の連続したスロットオリ
フィスの長さ、 ｋ＝定数、 Ｔ＝燃焼室の最高温度、 Ｐ＝燃焼室の最大圧力。
本発明の全ての実施例において重要なことは、連続ス
ロットオリフィス46の断面積（スロットの円周長さＬc
のスロット高さｈとによって形成される部分）が、エン
ジンの全ての作動段階において、反応室44と燃焼室30と
の間のスロットオリフィスに跨がって、燃焼サイクルの
圧縮期と、同サイクルの膨脹／排出期とにおいて、ある
チョークされた流れ条件が発生し、時間的遅れが燃焼室
の及び反応室の中の圧力変動の間に存在するようにす
る、点である。特に、公知のごとく、代表的スロットオ
リフィス46における約0.53の臨界圧力比と同じかそれよ
り小さい全ての圧力比（ＰB/PA）によって、古典的圧縮
可能の流体機構によるスロットオリフィスに、チョーク
された流れ条件が得られる。従って、燃焼サイクルの圧
縮期において、燃焼室30の中で圧力が増加し、スロット
オリフィス46を介して反応室44のＶBに達しようとする
ガスが、加速されながらスロットオリフィスを通過し、
臨界圧力比約0.53で、チョーク条件に達し、この時、圧
力比がスロットを越えて増加し、対応する通過流量が古
典的流体理論によって制限される。室46の圧力が増加し
て、スロット46における圧力比が臨界チョーク条件以下
に落ちる点に至るまで、この条件が続き、結局、燃焼室
30と反応室44の間に圧力がスロットオリフィスを通る流
れによって均等化される。本発明によれば、スロットオ
リフィス46の断面部分が次のごとき寸法になっている、
即ち、エンジンの全ての作動速度（即ち全てのピストン
速度）において、各燃焼サイクルの少なくとも圧縮期及
び少なくとも各サイクルの膨脹／排出期に、スロットオ
リフィス46に掛かる圧力差によって、チョーク条件が発
生し、このサイクルの排出期の完了に続く圧縮段階にお
いて核の供給が確実に行われる、ような寸法になってい
る。この様なチョーク条件を望む理由を以下の説明によ
って明らかにする。
注意すべき点は、スロットオリフィス46に起こるチョ
ーク条件は、又、全ての別の小いさなオリフィス48にお
いても好ましく、又、スロットオリフィス46と別のオリ
フィス48とが共に設けられた場合でも、燃焼室30と反応
室44との間の流れのチョーク条件がエンジンの実質的に
全ての作動速度において周期的に発生する、と言う点で
ある。
好ましくは、0.010〜0.100インチ（0.254〜2.54mm）
のスロットオリフィス高さｈが代表的C.I.及びS.I.自動
車及びトラックエンジンに有効であることが見出だされ
た。大きな排気量のエンジンには、上述したチョーク条
件が得られる限りにおいて、大きなスロット高さｈを使
用する必要がある。スロット高さｈは重要な寸法で、エ
ンジンによって、又ピストンによって変化する。これ
は、核燃焼室の形状がスロット高さｈを“チューニン
グ”即ち調節するために必要とする可変寸法を持ち、こ
れにより、室44の中及びこれからの核の適切な生成、保
有、及び流出を達成するために必要とするフレームのク
エンチング及びチョーク流条件を作り出す。即ち、上述
した式（１）及び（２）及び後述する式（３）が、本発
明を達成するために必要とする寸法及び機能の関係を示
し、全ての燃焼室の形状に対して、スロット高さｈを上
述した寸法範囲内で選択することが出来る。
冒頭に説明したごとく、本発明の主要な目的は、燃焼
サイクルの間で、一部反応した燃料粒の核を反応室内で
生成し、部分的に保持し、室44から凹部42に十分な量の
核の流出を制御された状態で行い、次のチャージの調整
を行い、これにより、例えばC.I.エンジンにおいては、
エンジンの各燃焼サイクルにおいて、煙の無い燃焼の信
頼性のある且つ一貫した開始を行い、S.I.エンジンにお
いては、ノックフリーの燃焼を達成する、ことである。
特に、本発明によれば、反応室から核の流出量、同室
内における核の生成率、燃焼室から同室への核の流入
率、及び反応室に保有される核の割合、が次の式に従っ
ている、即ち、 R out＝R gen.＋R in−R ret.≧R crit. （３） ここで、 R out＝反応室からピストン凹部に排出される核の数
量、 R gen.＝反応室において各核燃焼サイクルの間に生成
される核の数量、 R in＝種付けチャージの圧縮期に燃焼室から反応室に
戻る種付け核の数量、 R ret.＝各燃焼サイクルにおいて反応室に残る核の数
量、 R crit.＝各燃焼サイクルの間、燃焼室のチャージを
確実に種付けし、当該エンジンのチャージの予め選定さ
れた着火及び燃焼特性を得るために必要とする、反応室
内の燃焼核の最小数量、を示す。
心に留めて置くべきことは、C.I.エンジンに対する本
発明の総合的目的は、燃焼核の有効濃度即ち数量が燃焼
室に、特にピストンの凹部42に存在するように入ってく
るチャージの種付けを行い、これによって、正常な圧縮
比において、低セタン価の燃料を含む燃料チャージの着
火の開始が予想し得る信頼性をもって発生するようにす
ることである。勿論、圧力及び温度条件を含む、着火開
始のための環境条件が、適当な圧縮比、構造材料、及び
冷却システム、を選択することによって燃焼室に存在す
るものとする。然し、本発明の利点は、信頼度の高い確
実な着火が、チャージを核で種付けすることにより、低
セタン価のものを含む各種の燃料で達成されることであ
る。
上述した式（３）は、各燃焼サイクルに対する核の生
成及び入ってくるチャージの種付けが、主燃焼室30にお
ける燃焼を確実且つ迅速に開始させるために必要とする
率、及び又は、S.I.エンジンにおいてはガソリン燃料の
ノックフリーの燃焼を行うために必要とする率に等しい
か、又はこれより多くなければならないと言うことを示
している。勿論、室44における核の生成絶対量は、使用
燃料、圧縮比、作動条件、及び核エンジンの作動に関す
るその他の変数、によってエンジンごとに変化する。然
しながら、燃焼室におけるチャージの適切な条件付け
（即ち種付け）を行い、C.I.エンジンにおいては確実で
信頼性のある瞬間着火を得、又S.I.エンジンにおいては
ノッキングの生じない燃焼を得るために、室44における
核の生成率（R crit.）が幾らであればよいか、と言う
ことは、ここに説明する法則を用い経験的に決定するこ
とが出来る。
式（３）から、（室44内で生成される核の量）＋（現
在圧縮を行っているチャージによって同室に還流する核
の数）−（燃焼サイクルの間、室44の中に残る核の量）
が、連続したスロットオリフィス46及び若し有るならば
別のオリフィス48を介して排出するために室44内に必要
とする核の臨界量に等しいか又はそれより多くなければ
ならない、と言うことが分かる。この排出は、燃焼室30
の圧力が反応室44の圧力以下に落ちる燃焼サイクルの膨
脹期にスタートするチョークフロー条件の下で実質的に
起こる。この場合、連続スロットと別のオリフィス46,4
8との間に臨界圧力比が存在する。このことによって、
室44からの核の排出が燃焼サイクルの膨脹及び排出期を
通じて継続し、次に続くチャージを含む燃焼サイクルの
吸入及び好ましくは、圧縮期にまで続く。これによっ
て、十分な量の核が燃焼室30に供給され、C.I.及びS.I.
エンジンで圧縮を行うチャージの好ましい着火呼び燃焼
特性が得られる。圧縮を行っているチャージが、そのサ
イクルの圧縮期の遅くまでチャージの燃料部分を受け取
らない場合、例えば、燃料が燃焼室に直接噴射される場
合、吸入及び圧縮期の初期のチャージの空気部分の核の
種付けによって所望の結果が得られる。これは、燃料を
噴射するその時、所望の核の数が燃焼域に存在するから
である。
プレフレーム即ち冷たいフレーム反応の結果作り出さ
れる燃焼核（即ち“プレ燃焼”核）は、入ってくるチャ
ージを種付けし、本発明の目的とする良好な信頼性のあ
る着火及び燃焼特性を得るために重要である。燃焼に続
き、燃焼サイクルの次の排出期にまで残る各種の燃料の
酸化反応生成物は、燃料チャージを調節し信頼性があり
且つ制御可能の着火点を得るために余り重要でない。従
って、本発明で重要なことは、上述した式（３）によ
り、上記プレ燃焼核が生成され、保存され、制御可能に
燃焼室に供給されることである。十分な量の核が生成さ
れ、核燃焼サイクルに燃焼域で使うことが出来、全ての
エンジンのチャージに対して所望の着火及び又は燃焼特
性が確実に得られなければならない。これが、本発明に
より、反応室44をピストンの凹部42に隣接して設け、こ
れをピストン凹部の下の部分と連絡し、チョークフロー
条件が連絡スロット及びオリフィス48の間に発生するご
とくにし、大量のプレ燃焼燃料核を保有すると共に、制
御された状態で次の燃焼サイクルにおいて、燃焼域に臨
界量の核を供給する、ことによって達成される。
連続したスロットオリフィスを凹部42の下半分の中に
設けることの重要性が実験的に確かめられたが、連続ス
ロットオリフィス46と凹部42の底50との間の距離ｊが多
くのエンジン形状にとって重要で、この場合、温度の影
響、乱流、及びこれに類する燃焼に影響のある因子、を
考慮にいれる必要がある。同様に、凹部42の底50の形状
は、核と入ってくるチャージとの確実な混合を行うため
に、エンジンによって皆異なる。
C.I.エンジン（直接噴射）の連続スロットオリフィス
の各種の形状が第６（ａ〜ｅ）図に示されているが、こ
れらは単なる１例であって、各例がそれぞれ、核の生
成、反応室への燃料の次の燃焼サイクルのための核の送
り出し、に関して、それ特有の効果を持っている。
第６（ａ）及び６（ｂ）図に示すごとく、ここでは第
１〜５図と同じ参照符号が用いられているが、シールド
突起52（ａ）及び52（ｂ）がスロットオリフィス46の入
口の下又は上に設けられ、反応室44に入ってくる液体燃
料を制御し、又、そのエンジン固有の条件によって、ス
ロットオリフィス46への入口を保護又は長くし、式
（３）の条件が確実に満足されるようにする。注意すべ
き点は、第６（ａ）及び６（ｂ）図においては、凹部42
の底が若干違った形で描かれており、それぞれの燃焼室
の形状によって、スロットオリフィス46との関係高さを
若干高くしたり低くすることが出来る。同様に、燃料イ
ンジェクター32によって噴射される噴射パターンを含む
特定のエンジンに対する式（３）の条件によって、スロ
ットオリフィスを凹部42の中に高く又は低く設けること
が出来る。
第６（ｃ〜ｅ）図においては、色々な方向及び位置に
設けられたスロットオリフィス46が示されており、各種
エンジンにおける、反応室44とこれに繋がるスロットオ
リフィス46との位置関係の調節方法を示す。勿論、第６
（ａ〜ｅ）図に示した各実施例はS.I.エンジンにも用い
ることが出来る。
燃焼サイクルの間における燃料核の凹部42への排出を
管理するためにも、又、反応室44に入る燃料の量より良
い制御を行うためにも、連続したスロットオリフィス46
の方が、独立した一連の小さなオリフィス48よりも好ま
しい。即ち、観測した実験結果からすると、連続したス
ロットオリフィス46が望ましく又好ましく思われ、小い
さな補助オリフィス48は、各エンジンの形状に応じて設
け、式（３）の条件を満たすように使うのが好ましい。
反応室44の特性、即ち室を形成するピストンクラウン
構造体の表面材料、及び熱伝導度と、室の形状寸法とは
すべて、そのエンジン及び燃焼室の形状に対して最も好
ましい状態にすべきである。本発明を実施する上で重要
なことは、燃料の部分酸化反応プロセスの最適化であっ
て、この燃料は、普通、液体の炭化水素であり、ディー
ゼル油から、ほぼ10を越えないセタン価を持つメタノー
ルの如き低セタン価燃料、及びガソリンに及んでいる。
室44内における明らかに迅速な化学反応を、反応室の形
状寸法及び材料の選択、及びもし有れば付帯するオリィ
スの選択によって促進しなければならない。例えば、反
応室44の表面の、カーボンコーティングを含む触媒的コ
ーティングを利用し、エンジンの燃焼室に入ってくる燃
料の部分酸化反応を促進し、そのエンジンの室44内にお
ける核の迅速生成を促進することが出来る。
第１図に示す実施例においては、反応室44が、ピスト
ン本体14とは別の部品として作られたクラウンセグメン
ト54によって形成されている。このクラウンセグメント
54がピストン14に例えばファスナー56によって固定され
ている。これによって、ピストン本体14と違う材料でク
ラウンセグメント54を作り、クラウンセグメント54の熱
的特性を有利に制御し、本発明を行うようにすることが
出来る。更に、クラウンセグメント54を別の部品として
形成するので、室44の製造及び又はコーティングが容易
になる利点を得ることが出来る。然し、この実施例は単
に例として説明したものであって、本発明の特徴を限定
するものではない。例えば、このクラウン54を第７図に
示すごとく一体のものにすることも出来る。
第７〜10図はS.I.エンジンにおける本発明の実施例を
示し、その全体が参照符号100で示されている。エンジ
ン100は、エンジン10と同様に、シリンダー112を含み、
これが、往復動作をするピストン114を含み、これが、
リストピストン即ちピストンピン118によってピストン1
14に取り付けられた接続ロッド116を介して、出力クラ
ンクシャフト（図示無し）に接続されている。シリンダ
ー112の上端部がシリンダーヘッド120によって閉ざさ
れ、ピストンの上端部とこのヘッド120との間に、燃焼
室の隙間容積Vcを形成する。
吸入及び排出弁122,124が吸入及び排出ポート126,128
と、燃焼室130との間の連絡をそれぞれ行う。弁122,124
は内燃機関技術で一般的に用いられる任意のシステムに
よって作動する。
第７〜10図に示したS.I.エンジンの実施例において
は、空気と燃料とがキャブレター127を介して吸入さ
れ、このキャブレターが、手動のスロットル129で制御
するスロットルバルブ（図示無し）を持つ。燃料供給源
Ｆから供給された燃料がポンプ及び燃料配管131を介し
てキャブレター127に運ばれる。
好ましくは、吸入クリーナー135及びダクト137を経て
吸入弁122に隣接する吸入マニホルド139の中に空気を入
れる二次空気弁133を用いることによって、各チャージ
が燃焼室130内で成層化される（stratified）。二次空
気弁133は単純なフラッパー弁でよく、これが、各吸入
時の終りに向かって、吸入弁122の直ぐ上手の吸入ポー
ト126に空気を通し、弁が閉じたとき吸入弁122の上手に
非常にリーンな（lean）混合物を作るごとくにする。次
の吸入の時にこの弁を開くと、燃料で富加された部分が
キャブレター127を介して室に到着する前に、非常にリ
ーンな混合物が燃焼室30に吸い込まれる。この様にし
て、燃焼室130内におけるチャージの成層化が達成され
る。この場合、圧縮ストロークの終末において、比較的
リーンなチャージが燃焼室130の底近くに這い、一方、
チャージの比較的リッチな部分が着火栓143の着火点141
近くに横たわる。
S.I.エンジン100の作動サイクルには、公知のごとく
一般的に、吸入、圧縮、燃焼、膨脹、及び排出の各期が
含まれる。４ストローク・サイクルにおいては、ピスト
ン114の下向きの動作が燃料空気の１チャージ分を吸入
弁122を介して吸入し、一方、ピストン114の次の上向き
のストロークが燃焼室130内でこのチャージを圧縮す
る。このチャージが着火栓143のスパークで着火し、燃
焼室内の反応チャージが燃焼膨脹し、ピストン114を下
向きに押し、接続ロッド116を介して回転出力エネルギ
ーを作り出す。ピストン114の次の上向きのストローク
が燃焼消費物を排出弁124及び排出ポート128を介して排
出する。次の燃焼サイクルが新たに始まる。
ピストン114がそのクラウンの部分に１つの凹部142を
持ち、これが燃焼室30の容積ＶCの実質的部分を現す。
この場合、ＶCは第１図に示した発明の実施例のとき説
明した容積ＶAに相当し、又ピストン114のクラウンの部
分に隣接して反応室144があり、第１図の反応室44に該
当する。反応室144が凹部142と連続スロットオリフィス
146を介して連絡し、これが第１図の実施例と実質的に
同じ形状を持ち、全てのエンジン作動速度において、チ
ョークフロー条件を持っている。従って、上述した式
（１）〜（３）が全てこの反応室144及びスロットオリ
フィス146に適用され、室144への、及びからの流れが、
燃焼サイクルの少なくとも圧縮、膨脹、及び排出期にチ
ョークされる。又、反応室144が、その断面に関する限
り、第１図と同じ形をしており、このため、スロットオ
リフィス146を介して室144に入る流体混合物の渦巻き状
スワール現象が起こり、反応室144の側壁と緊密な熱接
触が促進される。
第８図に更に詳細に示すごとく、スロットオリフィス
146が凹部146の底に向かって配置され、ここには１チャ
ージのエンドガスが位置し、ここに栓149で示す燃焼ガ
スフロントが最後に到着する。観測結果によると、S.I.
エンジンに対しては、各チャージの迅速でクリーンな燃
焼がチャージを核で種付けすることによって達成され、
この場合、多数の着火中心がチャージ全体を通じて行わ
れ、燃焼フレームが最後に到着するエンドガスの急激な
爆発反応の起こることなしに、燃料の非常に迅速な燃焼
が促進される。従ってこの核の種付けにより、燃焼の最
終域での急激な圧力及び温度の上昇が防がれ、燃焼ノッ
クが避けられる。全てのチャージがエンドガスを含め核
で種付けされるので、チャージ全体が瞬間的に反応を開
始し、スパーク着火線143によってチャージの着火が行
われ、大量の未燃焼燃料を含むエンドガスが、各燃焼の
終りに向かって燃焼室の中に残ることが無い。
式（２）により、燃焼フレームの先端が室144に入る
前に急冷され、反応室の中でフレームの燃焼が起きるこ
とが無く、又、式（３）により、適量供給された室144
の中で作られた核を各圧縮期の初めに使うことが出来
る。即ち、各燃焼サイクルの間に、最小数の核が燃焼室
の中のチャージに与えられ、チャージの予め選択された
燃焼特性が、即ち、ノックの無い燃料の完全にクリーン
な燃焼が得られる。更に、核の種付けによって、顕著な
パワー損失及びノック無しに、非常にクリーンなチャー
ジの燃焼が行われる。
第９及び10図に、ピストン114の別の実施例の平面図
が示されており、第９図には、反応室151が凹部142の縁
の回りに不連続にその円周に沿って示されている。第10
図においては、反応室153が連続して円周に沿って配置
されている。勿論、エンジンによって別の実施例を考え
ることができ、この場合、式（１）〜（３）の関係が成
立し、これを維持することが出来る。
第７〜10図に示すS.I.エンジンにおいては、第１図の
別のオリフィス48に該当するオリフィスは一般的に不必
要である。これは、液体燃料の直接着火が代表的なS.I.
エンジンには含まれているからである。然し、ガソリン
燃料の直接着火が含まれている場合は、オリフィス48に
相当する別のオリフィスを、第７図の実施例のピストン
の凹部142に設けた方が良い。
第７図の実施例においては、ピストン114のクラウン
が、第１図に示す分離部品としてでは無く、ピストン本
体と一体に作られている。但し、このクラウンは、必要
ならば第１図と同様に、２ピースの集合体にすることが
出来る。
実験的観察により、29:1以下の空燃比のガソリン燃料
の完全燃焼が、約8:1の圧縮比で、ノック無しに又顕著
なパワーロス無しに、達成されることが決定された。こ
の結果は、各チャージに十分な核の種付けを行い、燃焼
室のなかのフレームフロントが前進し近付いた時のエン
ドガスの自然燃焼を避け、ノックフリーの燃焼が化学量
論的比より可なり低い空燃比で確実に行われることによ
るものと思われる。
以上の実施例は説明のために例示したものであって、
本発明の請求の範囲を限定するものではなく、以下に本
発明の特許請求の範囲を示す。
フロントページの続き (72)発明者 プーリング、アンドリュー・エー アメリカ合衆国、メリーランド州 21037、エッジウォーター、タラゴン・ レーン 120 (72)発明者 ランキン、ブルース アメリカ合衆国、メリーランド州 21401、アナポリス、ルート・10、オー ク・レーン 794 (72)発明者 ディ・プリオロ・カルロ・レト イタリア国、ミラン 29145、ビンセン ゾ・モンティ 79／２ (72)発明者 マッコワン、ウイリアム アメリカ合衆国、メリーランド州 21638、グラソンビル、ボックス・504・ エー１、ルート ２ (72)発明者 ゴセウイッシュ、デニス アメリカ合衆国、メリーランド州 21146、セバーナ・パーク、コミュニテ ィ・ロード 318 (56)参考文献 特開 昭63−162925（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−194530（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 23/06 - 23/08 F02F 3/26

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ピストンが往復動作をする内燃機関のピス
    トンであり、周期的に燃料と空気との装入物が供給され
    る端部の閉じたシリンダーの中で往復動作をするピスト
    ンによって形成される容積の変化する燃焼室の中で燃焼
    サイクルが行われ、又上記サイクルが吸入、圧縮、燃
    焼、膨脹、及び排出の各期を含み、又、ピストンクラウ
    ンが凹部を持ち、上記燃焼室の容積が最小のとき、この
    中に前記装入物の大部分を実質的に収容することが出
    来、 上記ピストンが、上記ピストンクラウンの区域に上記凹
    部の縁に隣接して設けられ且つ上記凹部の縁に沿って少
    なくとも部分的に延びた全体的にトロイダル形の反応室
    と、上記凹部と上記反応室との間を連絡する連続したス
    ロットオリフィスとを含み、上記反応室及び上記スロッ
    トオリフィスの形状及び寸法が、各燃焼サイクルの圧縮
    期において、装入物の一部分が上記反応室に上記スロッ
    トオリフィスを介して接線方向から入れられ、上記装入
    物のガスの部分の流れが実質的に全圧縮期を通じて絞ら
    れ；反応室に入った装入物が上記反応室の側壁に密接に
    接触しながら渦巻き状にスワールし、入ってくる装入物
    に熱伝達を行い、その部分的酸化反応により、燃料のラ
    ジカルな化学種を発生させ；燃焼室から上記反応室に入
    る火炎流の先端が急冷され；各燃焼サイクルの間上記ス
    ロットオリフィスを介して、上記反応室から上記燃焼室
    への上記化学種を持った圧縮ガスの外向きの流れが、各
    燃焼サイクルの少なくとも膨脹及び排出の各期の間絞ら
    れ；次に、燃料の上記化学種が、燃焼サイクルの上記燃
    焼、膨脹、及び排出の各期の間、上記反応室の中で発生
    されてその中に一時的に保有され、上記排出期の終結に
    続いて、次に続く燃焼サイクルの圧縮期に少なくとも先
    立って、上記ピストンの凹部の中に十分な量の化学種が
    排出され、燃焼室において次に続く装入物が予め決めら
    れた着火及び燃焼特性を得るごとくに調節される、こと
    を特徴とする内燃機関のピストン。
  2. 【請求項２】上記燃焼室と上記反応室との間を連絡する
    ように設けられた少なくとも１つの別の補助オリフィス
    を含み、この補助オリフィスは、各燃焼サイクルの間、
    上記燃焼室内の燃料インジェクタから燃料を受けるよう
    に配置されており、また、、上記補助オリフィスの寸法
    形状が、上記燃焼室から上記反応室に近付くように流れ
    る装入物フレームを急冷し、各燃焼サイクルの膨脹、排
    出、及び圧縮の各期において、上記反応室から上記燃焼
    室に向かう化学種を持ったガスの上記の絞られた流れを
    得る、ごとくに設けられている、請求項１記載のピスト
    ン。
  3. 【請求項３】上記補助オリフィスは、上記燃料インジェ
    クタから噴射する燃料を直接受けるよう水平に対して傾
    斜している、請求項２記載のピストン。
  4. 【請求項４】上記スロットオリフィスは、0.010〜0.100
    インチ（0.254〜2.54mm）の高さと、下記の式により燃
    焼室の中の最高温度及び最大圧力に関係する半径方向の
    長さと、を持ち、上記式が、 Ｌ∝（ｋ）Ｔ1/2/P ここで、Ｌ＝スロットの半径方向の長さ、 ｋ＝定数、 Ｔ＝最高燃焼温度、 Ｐ＝最大燃焼圧力、である、請求項１記載のピストン。
  5. 【請求項５】反応室の容積（VB）と燃焼室の容積（VA）
    との関係が下記の式によっている、即ち、 VB/VA＝0.02〜0.200 この場合の、VA＝（ピストンTDCの燃焼室の全隙間）−V
    B）である、請求項１記載のピストン。
  6. 【請求項６】空気を吸入し往復動作を行うピストン型内
    燃機関の燃焼室の中に装入物のラジカルな化学種を得る
    方法で、上記機関が、そのクラウンの部分に凹部を持つ
    ピストンと、燃料を上記燃焼室に供給し、吸入、圧縮、
    燃焼、膨脹、及び排出の各期を行うごとくに設けられた
    燃料供給システムと、を含む、方法において、 上記ピストンのクラウンの部分に、上記凹部の縁に隣接
    し、上記凹部の外周に沿って少なくとも部分的に伸び
    る、全体的にトロイダル形の反応室を設け；上記反応室
    に、上記室の１側且つ湾曲した内壁に向かって接線方向
    に伸びる連続したスロットオリフィスを設け、ピストン
    の各圧縮期の間、装入物が上記反応室に上記凹部から流
    れ込むとき、渦巻き状の流れを上記反応室に起こさせ、
    上記渦巻き状の流れが上記流体を上記反応室の中に保持
    するごとくにし；上記スロットオリフィスの寸法、形
    状、及び位置を選択し、燃焼室からの燃焼火炎が上記反
    応室の中に入り込む前に上記スロットオリフィスによっ
    て急冷され、又、上記凹部から上記反応室へ、及びその
    逆に流入、流出する流れが、各燃焼サイクルの膨脹、排
    出、及び圧縮の各期の間、上記スロットオリフィスに存
    在する差圧条件によって、絞られ、これにより、反応室
    内の圧力の変動が燃焼室内の圧力の変動より常に遅れ、
    又、燃焼期に反応室の中に生成された核が燃焼サイクル
    の燃焼、膨脹、及び排出期の間、上記反応室に一部残
    り、次に続く・燃焼サイクルの圧縮期の開始時点近くに
    上記凹部の中に一部放出されるごとくにし；各サイクル
    の燃料の少なくとも一部分を、空気と共に上記反応室の
    中に入れ、一方、この混合物が室の側壁と密接に接触し
    ながら渦巻き状にスワールするごとくにし、上記反応室
    の中で生成された化学種の一部分を、上記の絞られた流
    出条件の下で、上記凹部の下半分の底の部分に排出す
    る、ことによって、各燃焼サイクルを行い；上記反応室
    内で化学種の生成を次の式によって行う、即ち、 Rout＝Rgen.＋Rin−Rret.≧Rcrit. この場合、 Rout＝反応室からピストン凹部に排出される燃焼の化学
    種の数量、 Rgen.＝各反応室の中で生成される燃焼の化学種の数
    量、 Rin＝化学種が発生された装入物を圧縮している間、燃
    焼室から反応室に戻る発生された化学種の数量、 Rret.＝各燃焼サイクルにおいて反応室に保有される化
    学種の数量、 Rcrit.＝各燃焼サイクルにおいて、燃焼室の中で装入物
    の化学種を発生させ、装入物の予め選択された着火及び
    燃焼特性を得るのに必要とする、反応室の中の燃焼用化
    学種の理論的最低数量、である、 以上の手順を含む、ピストン型有内燃機関の燃焼室内に
    装入物の化学種を得る方法。
  7. 【請求項７】燃料が液体としてピストンの凹部に直接噴
    射され、各燃焼サイクルの燃焼期が圧縮着火によって始
    められ、又、予め選択される着火特性が各燃焼サイクル
    の確実で予言することの出来る着火のタイミングを含
    む、請求項６記載の方法。
JP50248490A 1989-02-16 1990-01-23 燃料粒の核の生成制御によって内燃機関の炭化水素燃料の着火燃焼を制御するピストン及びその方法 Expired - Fee Related JP3181908B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US311,289 1989-02-16
US07/311,289 US4898135A (en) 1989-02-16 1989-02-16 Piston and process for achieving controlled ignition and combustion of hydrocarbon fuels in internal combustion engines by generation and management of fuel radical species

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04505198A JPH04505198A (ja) 1992-09-10
JP3181908B2 true JP3181908B2 (ja) 2001-07-03

Family

ID=23206240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50248490A Expired - Fee Related JP3181908B2 (ja) 1989-02-16 1990-01-23 燃料粒の核の生成制御によって内燃機関の炭化水素燃料の着火燃焼を制御するピストン及びその方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4898135A (ja)
EP (1) EP0458809B1 (ja)
JP (1) JP3181908B2 (ja)
KR (1) KR970001124B1 (ja)
AT (1) ATE113342T1 (ja)
AU (1) AU4958990A (ja)
CA (1) CA2046602A1 (ja)
DE (1) DE69013677T2 (ja)
ES (1) ES2062510T3 (ja)
WO (1) WO1990009519A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6278554B1 (en) 1998-10-30 2001-08-21 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup optical system

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5224449A (en) * 1991-10-31 1993-07-06 Osaka Gas Company, Ltd. Lean-burn internal combustion system
US5322042A (en) 1992-06-17 1994-06-21 Sonex Research, Inc. Combustion chamber for internal combustion engine and process of combustion using fuel radical species
GB9304528D0 (en) * 1993-03-05 1993-04-21 T & N Technology Ltd Piston with cavity
US5799629A (en) * 1993-08-27 1998-09-01 Lowi, Jr.; Alvin Adiabatic, two-stroke cycle engine having external piston rod alignment
US5555853A (en) * 1994-03-29 1996-09-17 Bowen; Douglas M. Lightweight back-pack generator set having a spark-ignited engine operating on middle distillate fuels
US5645028A (en) * 1995-11-21 1997-07-08 Isuzu Motors Limited Piston structure with a combustion chamber
GB2318402A (en) * 1996-10-17 1998-04-22 T & N Technology Ltd Piston with cavity
JP3052856B2 (ja) * 1996-10-24 2000-06-19 三菱自動車工業株式会社 排気昇温装置
GB2319297B (en) 1996-11-14 2000-04-12 T & N Technology Ltd Piston with chamber
US5862788A (en) * 1997-10-03 1999-01-26 Sonex Research, Inc. Combustion chamber for direct injected reciprocating piston internal combustion engine
US6178942B1 (en) * 1999-10-19 2001-01-30 Sonex Research, Inc. Piston configuration for reducing smoke and particulate emissions from direct injected engines
US7165400B2 (en) * 2003-12-16 2007-01-23 General Electric Company Locomotive engine emission control and power compensation
DE102004057625A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-01 Mahle International Gmbh Zweiteiliger Kolben für einen Verbrennungsmotor
US7581526B2 (en) 2005-09-01 2009-09-01 Harry V. Lehmann Device and method to increase fuel burn efficiency in internal combustion engines
US9010293B2 (en) * 2006-04-07 2015-04-21 David A. Blank Combustion control via homogeneous combustion radical ignition (HCRI) or partial HCRI in cyclic IC engines
US7493886B2 (en) 2006-04-07 2009-02-24 Blank David Alan Combustion control via homogeneous combustion radical ignition (HCRI) or partial HCRI in cyclic IC engines
US20130306045A1 (en) * 2006-04-07 2013-11-21 David A. Blank Combustion Control via Homogeneous Combustion Radical Ignition (HCRI) or Partial HCRI in Cyclic IC Engines
FR2952127B1 (fr) * 2009-11-03 2011-12-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Piston pour moteur a combustion interne et moteur comprenant un tel piston
US20110186001A1 (en) * 2010-02-03 2011-08-04 Total Energy Renewable Power System (TERPS), LLC Modifying an Internal Combustion Engine for Radical Ignition Combustion
US20120103287A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Total Energy Renewable Power Systems, Llc Modifying an Internal Combustion Engine for Radical Ignition Combustion
WO2011153448A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Blank David A Combustion control via homogeneous combustion radical ignition (hcri) or partial hcri in cyclic ic engines
WO2012109560A1 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Michael I. Keller Enterprises, Ltd. Method for making a piston with radical producing micro chambers and piston made thereby
DE102012111776A1 (de) * 2011-12-09 2013-06-13 Ecomotors International, Inc. Gegenkolbenmotor mit ringförmiger Brennkammer mit Seiteneinspritzung
US9567939B2 (en) 2013-01-28 2017-02-14 Sonex Research, Inc. Thermally stratified regenerative combustion chamber
US9567896B2 (en) 2013-01-28 2017-02-14 Sonex Research, Inc. Method for modifying combustion chamber in a reciprocating piston internal combustion engine and resulting engine
WO2014117177A1 (en) 2013-01-28 2014-07-31 Sonex Research, Inc. Thermally stratified regenerative combustion chamber and method for modifying a combustion chamber in an internal combustion engine and resulting engine
US10316734B2 (en) * 2016-10-05 2019-06-11 Caterpillar Inc. Piston and cylinder features for enhanced squish flow
US9909489B1 (en) 2016-10-05 2018-03-06 Caterpillar Inc. Piston fluid passages for reduced soot
US20180094570A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-05 Caterpillar Inc. Piston with Flame Guiding Passageways
US10989109B2 (en) * 2018-07-18 2021-04-27 Warren Engine Company Fuel ignition methods for opposed piston engines and related structures
US11603808B2 (en) 2020-02-12 2023-03-14 Sonex Research, Inc Engine management system and method
US11421609B2 (en) 2020-03-29 2022-08-23 Mark Andrew Patterson System and process for controlled chemical ignition of internal combustion engines
US11572848B1 (en) * 2021-11-04 2023-02-07 Edric Darrell Culbreth Multi-port power engine

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE470845C (de) * 1924-07-04 1929-02-04 Acro A G Selbstzuendender OElmotor mit einem Hohlraum im Kolben
US2076030A (en) * 1929-08-05 1937-04-06 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Injection combustion power machine with jet atomization and auxiliary chamber
GB351633A (en) * 1930-04-17 1931-07-02 Charles Henry Fowler Improvements in or relating to internal combustion engines
US1944352A (en) * 1930-12-01 1934-01-23 Lanova Ag Injection engine
US2505999A (en) * 1944-09-22 1950-05-02 Frank J Smith Diesel engine for aircraft
US2827033A (en) * 1954-09-30 1958-03-18 Jr Albert G Bodine Acoustic wave controlling means for suppressing detonation in internal combustion engines
US2966145A (en) * 1959-04-13 1960-12-27 Nordberg Manufacturing Co Piston or cylinder head structure
US3283751A (en) * 1963-06-28 1966-11-08 Inst Khim Fysiki Internal combustion engine with jet ignition of a non-uniformly distributed working mixture from a precombustion chamber cut-off by the piston
US3177861A (en) * 1963-07-29 1965-04-13 Southwest Res Inst Internal combustion engine
DE1526283A1 (de) * 1965-03-20 1969-10-16 Daimler Benz Ag Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine
SU787697A1 (ru) * 1971-02-03 1980-12-15 Волгоградский сельскохозяйственный институт Дизельный двигатель
DE2114901A1 (de) * 1971-03-27 1972-09-28 Hentsch, Erwin, 2800 Bremen Verbrennungsmotor mit Luftspeicherraum und Brennstoffeinspritzung
US4023541A (en) * 1972-03-17 1977-05-17 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Combustion chamber for internal-combustion engine
US3897769A (en) * 1973-07-18 1975-08-05 Joseph A Jozlin Secondary combustion chambers for internal combustion engines
US4060059A (en) * 1973-12-07 1977-11-29 Blaser Engine, Ltd. Internal combustion engine
JPS50144816A (ja) * 1974-05-13 1975-11-20
US4104989A (en) * 1974-05-22 1978-08-08 Cornell Research Foundation, Inc. Stratified charge
US4105009A (en) * 1975-09-04 1978-08-08 Cornell Research Foundation, Inc. Anti-pollution engine head construction
DE2739419C2 (de) * 1976-09-02 1983-03-31 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho, Tokyo Brennraum im Kolben einer luftverdichtenden selbstzündenden Brennkraftmaschine
JPS5362009A (en) * 1976-11-15 1978-06-03 Toyota Motor Corp Internal combustion engine with sub-combustion chamber
JPS5455210A (en) * 1977-10-10 1979-05-02 Nippon Soken Inc Operation of two-cycle engine
SU861681A1 (ru) * 1978-06-12 1981-09-07 Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе Двигатель внутреннего сгорани с воспламенением от сжати
US4465033A (en) * 1978-10-25 1984-08-14 Blaser Richard Florencio Energy conversion cycle for internal combustion engine and apparatus for carrying out the cycle
US4253430A (en) * 1979-01-11 1981-03-03 General Motors Corporation Insulated oil cooled piston assembly
SU1081362A1 (ru) * 1981-04-13 1984-03-23 Дизельный завод "Двигатель революции" Камера сгорани двигател внутреннего сгорани
EP0105933B2 (en) * 1982-04-23 1990-12-19 Hino Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Combustion chamber of diesel engine
DE3237469C2 (de) * 1982-10-09 1984-08-09 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Kolben mit einem Bauteil aus teilstabilisiertem Zirkonoxid
FR2534970A1 (fr) * 1982-10-22 1984-04-27 Chenesseau Moteur a combustion interne utilisable avec un carburant a haute chaleur de vaporisation
US4592318A (en) * 1983-09-23 1986-06-03 Sonex Research Inc. Internal combustion piston engine using air chamber in piston driven in resonance with combustion wave frequency
DE3338216C1 (de) * 1983-10-21 1984-10-18 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Gemischverdichtende Brennkraftmaschine
US4572123A (en) * 1984-06-22 1986-02-25 The University Of British Columbia Internal combustion engine squish jet combustion chamber
JPS61190153A (ja) * 1985-02-19 1986-08-23 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 内燃機関のピストン
JPS62121827A (ja) * 1985-11-21 1987-06-03 Isuzu Motors Ltd スパ−クアシストデイ−ゼル機関
US4686941A (en) * 1986-04-01 1987-08-18 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Turbulence generator for two-stroke spark-assisted diesel engines
US4788942A (en) * 1986-06-30 1988-12-06 Sonex Research, Inc. Internal combustion engine using dynamic resonating air chamber
AT398606B (de) * 1986-12-12 1995-01-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Luftverdichtende, ventilgesteuerte brennkraftmaschine
JPH06275022A (ja) * 1993-03-18 1994-09-30 Sony Corp 円盤状記録媒体のチャンネルクロック形成装置，円盤状記録媒体の再生装置及び円盤状記録媒体の記録再生装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6278554B1 (en) 1998-10-30 2001-08-21 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup optical system

Also Published As

Publication number Publication date
KR970001124B1 (ko) 1997-01-28
DE69013677T2 (de) 1995-03-02
JPH04505198A (ja) 1992-09-10
EP0458809A4 (en) 1992-03-11
ATE113342T1 (de) 1994-11-15
WO1990009519A1 (en) 1990-08-23
EP0458809B1 (en) 1994-10-26
CA2046602A1 (en) 1990-08-17
ES2062510T3 (es) 1994-12-16
US4898135A (en) 1990-02-06
EP0458809A1 (en) 1991-12-04
DE69013677D1 (de) 1994-12-01
AU4958990A (en) 1990-09-05
KR920701646A (ko) 1992-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3181908B2 (ja) 燃料粒の核の生成制御によって内燃機関の炭化水素燃料の着火燃焼を制御するピストン及びその方法
US5322042A (en) Combustion chamber for internal combustion engine and process of combustion using fuel radical species
US6845746B2 (en) Internal combustion engine with injection of gaseous fuel
JP5351187B2 (ja) 循環式内燃機関における、均一燃焼ラジカル点火（ｈｃｒｉ）または部分均一燃焼ラジカル点火による燃焼制御
CN101289964A (zh) 内燃机及其燃烧方法
WO1998004817A1 (en) Internal combustion engine
US4898126A (en) Internal combustion engine with catalytic ignition
US5862788A (en) Combustion chamber for direct injected reciprocating piston internal combustion engine
GB2186913A (en) Internal combustion engine
US4981114A (en) Stratified charge internal combustion engine
US5477822A (en) Spark ignition engine with cylinder head combustion chamber
GB2112859A (en) Spark ignition direct injection i.c. engine
RU2359136C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания и способ сжигания топлива в двигателе внутреннего сгорания
US4324211A (en) Torch ignition apparatus and method
US6263860B1 (en) Intake stratifier apparatus
JPS60500341A (ja) 高蒸発熱燃料で機関を運転する方法
US2431857A (en) Method of operating internalcombustion engines
US2958314A (en) Internal combustion engine
WO2020062738A1 (zh) 发动机及燃料缸内分层压燃方法
US1525776A (en) Internal-combustion engine
US2958313A (en) Internal combustion engine
GB2125891A (en) Compression ignition engine
GB2163486A (en) Fuel injection i.c. engine
US1549482A (en) Internal-combustion engine
CN115263594A (zh) 一种点燃压燃的发动机及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees