JPH0511298Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、バルブの内側へ内蔵する副室に、吸
気行程では該副室を介して混合気を主燃焼室に噴
出させる副吸気室の働きを行なわせて、燃焼行程
は副燃焼室として該副室を働かせることで、クリ
ーンな排気と総合空燃比の比較的希薄な混合気に
よる運転を可能にする内燃機関の副燃焼室と副吸
気室をもつ副室一体バルブに係るものである。

〔従来の技術〕

従来、排気ガスのクリーン化対策として希薄混
合気を安定燃焼させることが可能となるように燃
焼室を改良した様々なものを各メーカーともしの
ぎを削つて研究している。中でも副燃焼室にイン
レツト・バルブを備えるとともにスパーク・プラ
グをも備えている燃焼室構造をもつものである。
これは濃い混合気を副燃焼室に、希薄な混合気を
主燃焼室にそれぞれ供給するもので、点火時に
は、副燃焼室内で点火された火炎は、噴流となつ
て主燃焼室に噴出し、希薄混合気を確実に燃焼さ
せてクリーンな排気にするものであるが、これに
用いられている副燃焼室の歴史は以外に古くから
デイーゼル・エンジンとして存在している。そし
て重要な事は、優れた特性を示す現在の副燃焼方
式でさえも能力限界をもつ。

〔考案が解決しようとする問題点〕

それは例えば、より高い圧縮比にして高出力を
得ようとするには、出来るだけ燃焼空間の透孔を
絞つて、圧縮行程時に主燃焼室からのエアの貫通
力を弱める必要があるが、あまり透孔開度を絞り
すぎると、燃焼行程時に副燃焼室内で着火された
火炎噴流が充分に主燃焼室内へ噴出できずに主燃
焼室では完全な燃焼ができなくなるという構造的
な制約がある。また本田技研工業の特願昭47−
19343号からも従来副燃焼方式の問題点を以下、
要約すれば、各ピストン行程のうちで最も理想的
な透孔開度はそれぞれの行程ごとに異なるという
ことであり、例えば吸気行程での透孔開度は副燃
焼室内の掃気性という点から、広いほうが理想的
であるが、圧縮行程で透孔開度が広いと主燃焼室
からの噴流によつて逆に点火プラグでの着火性を
歪めてしまう為、圧縮行程では透孔開度が小さい
方が理想的である。つまり、より一層の性能を向
上させるには透孔開度が可変できるほうが望まし
い。更に出来れば、主燃焼室内の混合気へ気体を
噴入させるように透孔開度を最大にして、積極的
に渦流と乱流を主燃焼室内に発生させれば、希薄
度が一層高い混合気でも、燃焼行程時の副燃焼方
式との併用によつて完全燃焼が可能にできる。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本考案は、運動弁体（バルブ）の内側に
内蔵した副室を、吸気行程時には副吸気室として
用い、燃焼行程では副燃焼室として併用すること
により、一層の高性能、高効率の内燃機関にする
ものであり、以下、図面を参照しながら本考案を
詳述すれば、 運動弁体１は内側に副室を内蔵させる構造にし
て、副室へ連通させる単数又は複数の副吸気通路
５，６を運動弁体１が開閉調節する弁機構を設け
て、運動弁体１は副室から連通される透孔開度を
可変調節する弁機構を設けて、副室を吸気行程ａ
では副吸気室として主燃焼室内の混合気へ流動を
与える構造にして、燃焼行程ｃでは副燃焼室とし
て働く構造にした。

〔作用〕

本考案の運動弁体１がバルブであるということ
は混合気などの何かの流れなどを調節するもので
なければならない。また、運動弁体１が副吸気通
路５，６を開閉調節すると同時に、主燃焼室と副
室をつなぐ透孔開度をも調節することが可能であ
り、これによつて、吸気行程ａ時に透孔開度を最
大にさせて副吸気通路５からのエアを副室を会し
て主燃焼室へ噴出させることで、該副室は文字ど
おり副吸気室の役目をおこなう。そして燃焼行程
ｃでは副室より燃焼を始めさせることによつて副
燃焼室となるが、この場合、従来技術である燃料
のノズル噴射によつて燃焼を始めるものや、副吸
気通路５より気体が透孔を介して主燃焼室を噴出
する際の流速を利用して副室へ濃厚混合気を充満
させるものなどがある。ところで、本考案での副
室を副吸気室として利用していることを証言する
には、主燃焼室への気体の噴出を積極的に行なわ
せている必要があり、それには吸気行程ａ時での
透孔開度を圧縮行程ｂ又は燃焼行程ｃのときより
も拡大する動作を示す姿勢が必要であり、運動弁
体１には透孔開度を調節することと、副吸気室に
連通させる必要のある副吸気通路５をも開閉調節
させる必要がある。このように透孔開度を調節す
る機構によつて、副室を副吸気室と呼べる透孔開
度、又は燃焼室に似合つた透孔開度へと変化させ
ることができる。

〔実施例〕

第１図は、本考案の第１実施例を示す断面斜視
図。特徴は、本出願人による実新願昭59−30825
号の副燃焼室一体バルブの構造と同様に、運動弁
体１の内側に中心軸部材が嵌入されており、本図
の仕切り部材４がこれに相当している。留意すべ
きは、該仕切り部材４が運動弁体１の内側に内蔵
された副室を二室に仕切つていることであり、こ
れによつて副吸気室と副燃焼室を別々に分けて形
成するものである。そして、運動弁体１の回転ま
たは反転によつて主燃焼室と二つの副室をつなぐ
透孔開度を調節しながら、副室へ連通される副吸
気通路５，６をも開閉調節しているが、透孔の形
状と運動弁体１に形成する弁孔の形状の重なり方
などを変えることによつて、どのような透孔状態
へ調節運動させることもできるが、本実施例では
圧縮行程ｂ時に主燃焼室と副吸気室をつなぐ透孔
を完全に遮断させて、副吸気室内へ圧縮圧力が伝
わらないようにしてある。にもかかわらず副燃焼
室はピストン行程相互間の制約を受けずに理想的
な主燃焼室と副室をつなぐ透孔状態にできる。そ
して本図の仕切り部材４によつて仕切られた二室
のうち小さい副室が副吸気室となり、大きい副室
が副燃焼室となるようにしてある。

第２図は、本考案の第１実施例を示す水平断面
図。吸気行程ａのとき運動弁体１は順番に副吸気
通路５，６の開閉をおこなう為、各々の副吸気通
路５，６に濃度の異る混合気を供給させるもので
あれば、なお良い。副燃焼室は副吸気室から透孔
を介して噴出される副吸気通路５からの気体の流
速を利用して、副吸気通路６からの濃厚混合気を
該透孔から吸引させて、短時間で副燃焼室内に充
満させる。

第３図は、本考案の第１実施例を示す運動弁体
１の状態図。

第４図は、本考案の第１実施例を示すボデイ２
の状態図。

第５図は、本考案の第１実施例を示す断面斜視
図。第３図に形成した弁孔と第４図に形成した透
孔が働き合つて透孔開度の調節を可能にしてい
る。ところで本実施例の透孔状態の特性として、
圧縮行程ｂ初期と排気行程ｄのとき副燃焼室とつ
ながる透孔を遮断するように設計してあるし、副
吸気室とつながる透孔状態は、圧縮行程ｂ、燃焼
行程ｃ、排気行程ｄのときに遮断されるようにし
ている。

第６図は、本考案の第２実施例を示す断面斜視
図。特徴は、本出願人による実新願昭59−29707
号の副燃焼室一体バルブの構造と同様に、運動弁
体１が該運動弁体１以外の部分と共同して、また
は運動弁体１が単独で副室を形成させるもので、
このため該副室が一室で副吸気室と副燃焼室の働
きを交互に併用させるものである。したがつて、
第１実施例のような仕切り部材４を必要としない
ものである。運動弁体１の回転または反転などの
運動を行ないながら、透孔開度を調節しながら、
副室へ連通される副吸気通路５，６をも開閉調節
する。さらに本図では運動弁体１にプラグ３が一
体となつて取付けてあり、気密性の高い、圧縮も
れの起きないもので、さらに一定の方向に一体化
された運動弁体１が回転運動をするものとなる
為、プラグ３の重量は上下運動や反転運動するも
のよりも影響が少ない。また、本実施例のような
特徴をしていても、吸気行程ａでは透孔開度をよ
り大きくするように働いて副吸気室となるし、燃
焼行程ｃでは目指すエンジンの特性に合わせた透
孔開度に可変調節されて副燃焼室となる為、第１
実施例と変わりがない。

第７図は、本考案の第２実施例を示す水平断面
斜視図。透孔状態はどのようなものでも良いが、
一例として、圧縮行程ｂの初期と排気行程ｄで透
孔開度を一時的に遮断する構造にした。また吸気
行程ａのとき副吸気室内へ混合気が供給される
が、この時、副吸気通路５，６を図のように傾け
ることによつて気体の流れを中心より副吸気室の
外周付近に噴出させて副室内に渦を発生させれ
ば、濃厚混合気が副吸気通路６から供給されて
も、短時間で充分な供給が可能となるうえ、かく
拌効果も生まれるし、副室内で気体が回転するぶ
ん濃厚混合気を主燃焼室へ流出させることも少な
くなる。

ところで、本考案中の透孔開度調節機構には本
出願人による実新願昭59−14296号、59−21304
号、29−31916号などが用いられている。

ところで、本考案の運動弁体１は回転又は反転
のためにカムシヤフトからロツカーアームを介し
て運動をおこなわせる方法でも良いし、カムシヤ
フトなどの動力伝達源から歯車やタイミングボル
トを介して運動をおこなわせる方法でも良い。

また、本考案の内燃機関に用いる混合気や燃料
にはどのようなものを用いても良い。

〔考案の効果〕

本考案は、運動弁体（バルブ）が複数の動作で
ある透孔と副吸気通路の開閉調節運動をおこなう
ことにより、吸気行程では副室が副吸気室とな
り、主燃焼室内の混合気に渦流や乱流を発生させ
る為の積極的な気体の噴出をおこなわせて、着火
後の主燃焼室内の燃焼速度を早めるように働き、
丁度、三菱自動車出願の副吸気バルブのように働
く。さらに燃焼行程では副室を副燃焼室として使
用して、火炎噴流による燃焼効果で主燃焼室内の
混合気をより一層希薄な混合気でも完全燃焼させ
てクリーンな排気にさせようとする。加えて、副
燃焼室と副吸気室がピストン行程相互の制約にと
らわれず自由に透孔状態を調節できるため、高出
力、低燃費、高性能な内燃機関となる。さらに一
本のバルブが複数の機能を重ね合わせられる為、
コンパクトで機能的、しかも故障しにくいものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図は本
考案の第１実施例をそれぞれ示す断面斜視図、水
平断面図、状態図、状態図、断面斜視図である。
第６図及び第７図は本考案の第２実施例をそれぞ
れ示す断面斜視図、水平断面斜視図である。 ａ……吸気行程、ｂ……圧縮行程、ｃ……燃焼
行程、ｄ……排気行程、１……運動弁体（バル
ブ）、２……ボデイ、３……プラグ、４……仕切
り部材、５……副吸気通路、６……副吸気通路、
７……ベアリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主燃焼室と透孔を介して連通せしめた副燃焼室
   を設けて、該副燃焼室へ連通する副吸気通路を備
   えて、該副燃焼室より燃焼が始まり該主燃焼室へ
   火炎が噴出する内燃機関において、運動弁体は内
   側に副室を内蔵させる構造にして、該副室へ連通
   される単数又は複数の副吸気通路を該運動弁体が
   開閉調節する弁機構を設けて、該運動弁体は該副
   室から連通される透孔開度を可変調節する弁機構
   を設けて、該副室を吸気行程では副吸気室として
   主燃焼室内の混合気へ流動を与える構造にして、
   燃焼行程では副燃焼室として働く構造にしたこと
   を特徴とする副燃焼室と副吸気室をもつ副室一体
   バルブ。