JPH02104914A - 主燃焼室および副燃焼室を持った混合気圧縮点火式内燃機関 - Google Patents
主燃焼室および副燃焼室を持った混合気圧縮点火式内燃機関Info
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- JPH02104914A JPH02104914A JP1056563A JP5656389A JPH02104914A JP H02104914 A JPH02104914 A JP H02104914A JP 1056563 A JP1056563 A JP 1056563A JP 5656389 A JP5656389 A JP 5656389A JP H02104914 A JPH02104914 A JP H02104914A
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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
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
-
- 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
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
-
- 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
-
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、主燃焼室および副燃焼室を持った混合気圧縮
点火式内燃機関に関する。
点火式内燃機関に関する。
主燃焼室として使用する窪みと点火プラグを備えた副燃
焼室とを持ったシリ〉・ダヘノドを自し、副燃焼室が溢
流孔を通して主燃焼室に接続され、燃料・空気混合気の
一部が溢流孔を遣って主燃焼室からピストンによって押
し込められ、点火後において高圧および高速で点火ビー
ム(噴射流)としてピストンクラウンの表面範囲に向い
た噴射方向に流出するような主燃焼室および副燃焼室を
持った混合気圧縮点火式内燃機関は、例えば1′fソ連
邦共和国特許第2626550号公報で知られている。
焼室とを持ったシリ〉・ダヘノドを自し、副燃焼室が溢
流孔を通して主燃焼室に接続され、燃料・空気混合気の
一部が溢流孔を遣って主燃焼室からピストンによって押
し込められ、点火後において高圧および高速で点火ビー
ム(噴射流)としてピストンクラウンの表面範囲に向い
た噴射方向に流出するような主燃焼室および副燃焼室を
持った混合気圧縮点火式内燃機関は、例えば1′fソ連
邦共和国特許第2626550号公報で知られている。
その場合gIIH1jh室は、!と球状に形成された主
燃焼室の上側頂点範囲の近くに配置されている。史に副
燃焼室は比較的大きな横断面積の溢流孔を有している。
燃焼室の上側頂点範囲の近くに配置されている。史に副
燃焼室は比較的大きな横断面積の溢流孔を有している。
この溢流孔は、点火ビームが接線方向の流れ成分を持っ
て主燃焼室の中に流入し、これによって圧縮燃料・空気
混合気が動がされ乙ように、主ftA焼室に向けられて
いる。主燃焼室においてWi燃焼室が上述した位置にあ
ることにより、混合気の点火は主燃焼室の上側部分にお
いて始まり、そこから火炎正面波がピストンの方向に伝
播する。
て主燃焼室の中に流入し、これによって圧縮燃料・空気
混合気が動がされ乙ように、主ftA焼室に向けられて
いる。主燃焼室においてWi燃焼室が上述した位置にあ
ることにより、混合気の点火は主燃焼室の上側部分にお
いて始まり、そこから火炎正面波がピストンの方向に伝
播する。
その場合未燃焼の燃料・空気混合気が、ビス1−ンのト
ップランド隙間の中に押し込まれ、これが排気ガス内の
残留炭化水素を増加する主因となる。
ップランド隙間の中に押し込まれ、これが排気ガス内の
残留炭化水素を増加する主因となる。
本発明の目的は、主燃焼室および副燃焼室を持った公知
の内燃機関を、燃料・空気混合気がほとんど完全燃焼し
、特に未燃焼の炭化水素による自害成分の発生が昔しく
低減されるように、形成することにある。
の内燃機関を、燃料・空気混合気がほとんど完全燃焼し
、特に未燃焼の炭化水素による自害成分の発生が昔しく
低減されるように、形成することにある。
この目的は本発明によれば、冒頭に述べた公知の内燃機
関において、溢流孔がシリンダ長手中心軸心に対して同
心的に位置され、ピストンクラウンの表面範囲が、溢流
孔に対向して位置し点火ビームの噴射方向に対して直角
に延びる平らな衝突平面として形成されていることによ
って達成される。
関において、溢流孔がシリンダ長手中心軸心に対して同
心的に位置され、ピストンクラウンの表面範囲が、溢流
孔に対向して位置し点火ビームの噴射方向に対して直角
に延びる平らな衝突平面として形成されていることによ
って達成される。
本発明によれば、高圧および高速で溢流孔から流出する
点火ビームを、最短距離でビス1ンクラウンにおける衝
突面に衝突させることができる。
点火ビームを、最短距離でビス1ンクラウンにおける衝
突面に衝突させることができる。
その場合点火ビームの噴射距離が非常に短いので、点火
ビームは主燃焼室における混合気の動きによって引き裂
かれず、せいぜい点火ビームの周辺範囲にある混合気だ
けしか点火されない、衝突面が点火ビームの方向に対し
て直角に位置していることによ、て、点火ビームは衝突
面に(h突した後で一様に半径方向に平坦に広がる。そ
の場合にピストンクラウンの上を半径方向に走る火炎古
は、ピストンクラウンの上に平面火炎を形成し、これは
シリンダ壁に到達した後てシリンダへノドにある富みの
中におよび一部はトップランド隙間の中に転向される。
ビームは主燃焼室における混合気の動きによって引き裂
かれず、せいぜい点火ビームの周辺範囲にある混合気だ
けしか点火されない、衝突面が点火ビームの方向に対し
て直角に位置していることによ、て、点火ビームは衝突
面に(h突した後で一様に半径方向に平坦に広がる。そ
の場合にピストンクラウンの上を半径方向に走る火炎古
は、ピストンクラウンの上に平面火炎を形成し、これは
シリンダ壁に到達した後てシリンダへノドにある富みの
中におよび一部はトップランド隙間の中に転向される。
主燃焼室における燃料・空気混合気の点火は、これによ
ってピストンクラウンの上における平面火炎ないし火炎
ベールによって始まる。
ってピストンクラウンの上における平面火炎ないし火炎
ベールによって始まる。
ここから出る火炎正面波はその場合シリンダへノドクラ
ウンにおける窪みの方向に伝播する。火炎正面波の前に
ある未燃焼の燃料・空気混合気は、増大する圧力のもと
て窪みの方向に圧縮される。
ウンにおける窪みの方向に伝播する。火炎正面波の前に
ある未燃焼の燃料・空気混合気は、増大する圧力のもと
て窪みの方向に圧縮される。
従って本発明によれば、次のような利点を自する燃焼過
程が得られる。
程が得られる。
−火炎ベールによって1−ノブランド隙間は未燃焼の混
合気から遮断され、火炎正面波の動きに関係して、未燃
焼の混合気が1−7ブランド隙間の中に押し込まれるこ
とは阻止される。これによって排気ガス内における未燃
焼の炭化水素は著しく低減される。
合気から遮断され、火炎正面波の動きに関係して、未燃
焼の混合気が1−7ブランド隙間の中に押し込まれるこ
とは阻止される。これによって排気ガス内における未燃
焼の炭化水素は著しく低減される。
−燃料・空気混合気の点火面積が大きいことにより、燃
焼は大きなエネルギー転換率で進行する。これは定容サ
イクル(オツト−サイクル)を増進し、その結果プロセ
ス効率が向上する。
焼は大きなエネルギー転換率で進行する。これは定容サ
イクル(オツト−サイクル)を増進し、その結果プロセ
ス効率が向上する。
−大きなエネルギー転換率およびこれに伴う混合気の大
きな完全燃焼速度により、延引燃焼の発生は減少する。
きな完全燃焼速度により、延引燃焼の発生は減少する。
−i合気が大きな面積で点火されることにより、燃焼経
過において顕著な障害を生ずることなしに、極めて希薄
な混合気を使用できる有利な条件が生ずる。
過において顕著な障害を生ずることなしに、極めて希薄
な混合気を使用できる有利な条件が生ずる。
特許請求の範囲第2項記載の特徴事項によれば、点火ビ
ームは主燃焼室内における圧縮された混合気に対して遮
蔽され、これによって点火ビームの近辺範囲における混
合気の点火が十分に避けられる。
ームは主燃焼室内における圧縮された混合気に対して遮
蔽され、これによって点火ビームの近辺範囲における混
合気の点火が十分に避けられる。
特許lll求の範囲第3項および第4項の特徴事項によ
れば、点火ビームは、混合気の迅速な燃焼にとって必要
なエネルギーおよび所望の大きな速度で、ピストンクラ
ウンにある衝突面に衝突できる。
れば、点火ビームは、混合気の迅速な燃焼にとって必要
なエネルギーおよび所望の大きな速度で、ピストンクラ
ウンにある衝突面に衝突できる。
特許請求の範囲第5項に基づいて主燃焼室を形成するこ
とによって、ピストンクラウンから出る火炎正面波は、
主燃焼室のシリンダへノド倒の壁境界面の方向にほぼ等
距離で前進する。
とによって、ピストンクラウンから出る火炎正面波は、
主燃焼室のシリンダへノド倒の壁境界面の方向にほぼ等
距離で前進する。
ピストンクラウンの上に平らに広がる点火ビームができ
るだけ短い時間でシリンダ壁に到達するようにするため
に、特許請求の範囲第6項から第8項に基づいてピスト
ンクラウンを形成することが有利である。
るだけ短い時間でシリンダ壁に到達するようにするため
に、特許請求の範囲第6項から第8項に基づいてピスト
ンクラウンを形成することが有利である。
更に溢流孔が1〜3amの直径を有することが、点火ビ
ームの経過に対して有利である。
ームの経過に対して有利である。
以下図面に示した実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。
する。
第1図における内燃機関はシリンダ1およびビス1−ン
2を有している。上死点位置で図示されているこのビス
1−ン2は平らなピストンクラウン3を有し、このピス
トンクラウン3はシリンダlを覆うシリンダヘッド4に
ある窪みと一緒に主燃焼室5を境界づけている。シリン
ダへ7ド4に副燃焼室6があり、この副燃焼室6は溢流
孔7によって主燃焼室5に接続されている。溢流孔7は
シリンダ1の長手中心軸心8に対して同心的に位置され
ている。#I燃焼室6に点火プラグ9が配置されており
、この点火プラグ9は主燃焼室5の圧縮サイクル中に副
燃焼室6の中に圧縮された燃料・空気混合気を点火する
。副燃焼室6から高圧および高速で流出する束状の点火
ビーム(噴射り10は、溢流孔7に対向して位置し矢印
によって表示されたピストンクラウン3の表面範囲に衡
突し、その場合ピストンクラウン3の上を半径方向外側
に流れる火炎舌11の形に破裂する。その場合に火炎古
11をビス1−ンクラウン3の全面に亘っでできるだけ
一様に分散するために、その表面範囲は点火ビームlO
の噴射方向に対して直角に延びる平らな尚奥面12とし
て形成されている。この衝突面12からシリンダ壁に向
かって走る火災舌11は圧縮燃料・空気混合気の層を点
火するので、ピストンクラウン3の上に平面火炎ないし
火炎ベールが形成され、これが主燃焼室5における混合
気の点火に対する出発点となる。同時に火炎ベールはピ
ストン2のトップランド隙間14とその上にある混合気
との間に遮蔽層を形成する。火炎ベールから出発して混
合気はピストン2から層れてシリンダへラド4に向かっ
て連続的に燃焼する。
2を有している。上死点位置で図示されているこのビス
1−ン2は平らなピストンクラウン3を有し、このピス
トンクラウン3はシリンダlを覆うシリンダヘッド4に
ある窪みと一緒に主燃焼室5を境界づけている。シリン
ダへ7ド4に副燃焼室6があり、この副燃焼室6は溢流
孔7によって主燃焼室5に接続されている。溢流孔7は
シリンダ1の長手中心軸心8に対して同心的に位置され
ている。#I燃焼室6に点火プラグ9が配置されており
、この点火プラグ9は主燃焼室5の圧縮サイクル中に副
燃焼室6の中に圧縮された燃料・空気混合気を点火する
。副燃焼室6から高圧および高速で流出する束状の点火
ビーム(噴射り10は、溢流孔7に対向して位置し矢印
によって表示されたピストンクラウン3の表面範囲に衡
突し、その場合ピストンクラウン3の上を半径方向外側
に流れる火炎舌11の形に破裂する。その場合に火炎古
11をビス1−ンクラウン3の全面に亘っでできるだけ
一様に分散するために、その表面範囲は点火ビームlO
の噴射方向に対して直角に延びる平らな尚奥面12とし
て形成されている。この衝突面12からシリンダ壁に向
かって走る火災舌11は圧縮燃料・空気混合気の層を点
火するので、ピストンクラウン3の上に平面火炎ないし
火炎ベールが形成され、これが主燃焼室5における混合
気の点火に対する出発点となる。同時に火炎ベールはピ
ストン2のトップランド隙間14とその上にある混合気
との間に遮蔽層を形成する。火炎ベールから出発して混
合気はピストン2から層れてシリンダへラド4に向かっ
て連続的に燃焼する。
その燃焼は既に火炎舌11がシリンダ壁の方向に走るこ
とによって始まるので、火炎正面波は、破線13で示さ
れているように、シリンダヘッド側境界面に向けて僅か
に湾曲された輪郭で窪みの中に伝播する。その場合シリ
ンダヘッド側の燃m室境界面に向かう火炎正面波は、は
ぼ等距離で進行する、これによって、燃焼中において未
燃焼混合気がトップランド隙間14の中に押し込まれる
ことは避けられる。混合気が大きな面積で点火されるこ
とによって、大きなエネルギー変換率および増大した完
全燃焼速度の燃焼経過が生し、それに伴って燃焼中にお
ける急激な圧力上昇が生ずる。
とによって始まるので、火炎正面波は、破線13で示さ
れているように、シリンダヘッド側境界面に向けて僅か
に湾曲された輪郭で窪みの中に伝播する。その場合シリ
ンダヘッド側の燃m室境界面に向かう火炎正面波は、は
ぼ等距離で進行する、これによって、燃焼中において未
燃焼混合気がトップランド隙間14の中に押し込まれる
ことは避けられる。混合気が大きな面積で点火されるこ
とによって、大きなエネルギー変換率および増大した完
全燃焼速度の燃焼経過が生し、それに伴って燃焼中にお
ける急激な圧力上昇が生ずる。
シリンダヘッド4内に形成された副燃焼室6は、主燃焼
室5に対して、シリンダヘッドクラウンにはめ込まれた
ポット状組込物15によって境界づけられている。この
組込物15は溢流孔7を有しており、この溢流孔7を取
り囲みピストンクラウン3の方向に軸心8に同心的に延
びる保護管16で形成されている。
室5に対して、シリンダヘッドクラウンにはめ込まれた
ポット状組込物15によって境界づけられている。この
組込物15は溢流孔7を有しており、この溢流孔7を取
り囲みピストンクラウン3の方向に軸心8に同心的に延
びる保護管16で形成されている。
これによって点火ビーム10は主燃焼室5においてまだ
燃焼していない混合気に対して最良に遮蔽され、混合気
の早すぎる点火は避けられる。主燃焼室5において火炎
正面波が支障なしに前進できるようにするために、主燃
焼室5は火炎正面波の輪郭にほぼ合わせたシリンダヘッ
ド側の境界壁で形成され、これによって主燃焼室5が断
面逆Ω伏をしていると有利である0本発明の枠内におい
て、本発明の有利な作用が害されないようにして、主燃
焼室5を異なった形状にすることも考えられる。
燃焼していない混合気に対して最良に遮蔽され、混合気
の早すぎる点火は避けられる。主燃焼室5において火炎
正面波が支障なしに前進できるようにするために、主燃
焼室5は火炎正面波の輪郭にほぼ合わせたシリンダヘッ
ド側の境界壁で形成され、これによって主燃焼室5が断
面逆Ω伏をしていると有利である0本発明の枠内におい
て、本発明の有利な作用が害されないようにして、主燃
焼室5を異なった形状にすることも考えられる。
混合気の迅速な点火に関して、およびできるだけ大きな
燃焼速度を得るために、副燃焼室6の容積(VHB)が
主燃焼室5の圧縮容積(VC)の約0゜O1〜0.03
倍の大きさであると有利である。その場合、溢流孔7の
直径が1〜3fiであり、この溢流孔7がピストン2の
上死点位置において衝突面12.18から約4〜10a
mの間隔aを隔てられている場合、副燃焼室6から流出
する点火ビーム10は非常に大きな流速となる。
燃焼速度を得るために、副燃焼室6の容積(VHB)が
主燃焼室5の圧縮容積(VC)の約0゜O1〜0.03
倍の大きさであると有利である。その場合、溢流孔7の
直径が1〜3fiであり、この溢流孔7がピストン2の
上死点位置において衝突面12.18から約4〜10a
mの間隔aを隔てられている場合、副燃焼室6から流出
する点火ビーム10は非常に大きな流速となる。
第2図における実施例は、第1図における実施例とは、
ピストン2が球欠状に形成されたビスi・ンクラウン1
7を備えている点で相違している。
ピストン2が球欠状に形成されたビスi・ンクラウン1
7を備えている点で相違している。
これによって衝突面18によって転向された火炎舌11
は窪みに向けられた経過を有し、この火炎経過によって
燃焼室境界面における火炎舌11の良好な転向が達成さ
れる。
は窪みに向けられた経過を有し、この火炎経過によって
燃焼室境界面における火炎舌11の良好な転向が達成さ
れる。
それと異ならせて、ピストンクラウン3に逆Ω状の凹所
を儂え、そのシリンダ長手中心軸心8の範囲にある隆起
部を平らな衝突面として形成することもできる。
を儂え、そのシリンダ長手中心軸心8の範囲にある隆起
部を平らな衝突面として形成することもできる。
第1図は本発明に基づ(内燃胤関の平らなピストンクラ
ウンで境界づけられた主燃焼室の断面図、第2図はピス
トン側燃焼室境界面として球欠状に形成されたピストン
クラウンを持った主燃焼室の断面図である。 l シリンダ 2 ピストン 3 ピストンクラウン 5 主燃焼室 611g1燃焼室 7 溢流孔 8 シリンダ長手中心軸心 10 点火ビーム 12 #奥面 18 衝突面 本斤1人桟゛11( 小沢匿之輔
ウンで境界づけられた主燃焼室の断面図、第2図はピス
トン側燃焼室境界面として球欠状に形成されたピストン
クラウンを持った主燃焼室の断面図である。 l シリンダ 2 ピストン 3 ピストンクラウン 5 主燃焼室 611g1燃焼室 7 溢流孔 8 シリンダ長手中心軸心 10 点火ビーム 12 #奥面 18 衝突面 本斤1人桟゛11( 小沢匿之輔
Claims (9)
- 1. 主燃焼室として使用する窪みと点火プラグを備え
た副燃焼室とを持ったシリンダヘッドを有し、副燃焼室
が溢流孔を通して主燃焼室に接続され、燃料・空気混合
気の一部が溢流孔を通って主燃焼室からピストンによっ
て押し込められ、点火後において高圧および高速で点火
ビームとしてピストンクラウンの表面範囲に向いた噴射
方向に流出するような主燃焼室および副燃焼室を持った
混合気圧縮点火式内燃機関において、 溢流孔(7)がシリンダ長手中心軸心(8)に対して同
心的に位置され、ピストンクラウン(3)の表面範囲が
、溢流孔(7)に対向して位置し点火ビーム(10)の
噴射方向に対して直角に延びる平らな衝突平面(12,
18)として形成されていることを特徴とする主燃焼室
および副燃焼室を持った混合気圧縮点火式内燃機関。 - 2. 溢流孔(7)に主燃焼室(5)の方向に延びる保
護管(16)が延長して設けられていることを特徴とす
る請求項1記載の混合気圧縮点火式内燃機関。 - 3. ピストン(2)の上死点位置において、衝突面(
12,18)が溢流孔(7)の開口から約4〜10mm
の間隔を有していることを特徴とする請求項1又は2記
載の混合気圧縮点火式内燃機関。 - 4. 副燃焼室(6)の容積(VHB)が、主燃焼室(
5)の圧縮容積(VC)の約0.01〜0.03倍の大
きさであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
か1つに記載の混合気圧縮点火式内燃機関。 - 5. シリンダヘッドクラウンにおける窪みが、断面逆
Ω状をしていることを特徴とする請求項1ないし4のい
ずれか1つに記載の混合気圧縮点火式内燃機関。 - 6. ピストンクラウン(3)が断面Ω状の凹所を備え
ており、そのシリンダ長手中心軸心の範囲に位置する隆
起部が平らな衝突面として平坦にされていることを特徴
とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の混合気
圧縮点火式内燃機関。 - 7. ピストンクラウン(3)が球欠状凹所を有してい
ることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに
記載の混合気圧縮点火式内燃機関。 - 8. ピストンクラウン(3)が全体が平らな表面を有
していることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか
1つに記載の混合気圧縮点火式内燃機関。 - 9. 溢流孔(7)が1〜3mmの直径に形成されてい
ることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに
記載の混合気圧縮点火式内燃機関。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3807841.4 | 1988-03-10 | ||
DE3807841A DE3807841A1 (de) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | Gemischverdichtende brennkraftmaschine mit einem haupt- und hilfsbrennraum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02104914A true JPH02104914A (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=6349300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1056563A Pending JPH02104914A (ja) | 1988-03-10 | 1989-03-10 | 主燃焼室および副燃焼室を持った混合気圧縮点火式内燃機関 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
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