JPS58158316A - 副室式内燃機関 - Google Patents
副室式内燃機関Info
- Publication number
- JPS58158316A JPS58158316A JP57040541A JP4054182A JPS58158316A JP S58158316 A JPS58158316 A JP S58158316A JP 57040541 A JP57040541 A JP 57040541A JP 4054182 A JP4054182 A JP 4054182A JP S58158316 A JPS58158316 A JP S58158316A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- air
- main
- main chamber
- combustion
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
- F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
- F02B19/1023—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
- F02B19/1028—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber and cylinder having both intake ports or valves, e.g. HONDS CVCC
-
- 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)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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】
この発明は副室式内燃機関の燃焼の迅速化および安定化
を図るようにしたものである。
を図るようにしたものである。
副室式内燃機関として、副室に燃料リッチの混合気を、
主室に燃料リーンの混合気をそれぞれ供給し、副室に設
けた点火栓によりMFlリッチの混合気に着火して、副
室から噴射した^温ガスにより主室の燃焼を行なわせる
ものが知られている〈例えば特開昭5O−28628)
。
主室に燃料リーンの混合気をそれぞれ供給し、副室に設
けた点火栓によりMFlリッチの混合気に着火して、副
室から噴射した^温ガスにより主室の燃焼を行なわせる
ものが知られている〈例えば特開昭5O−28628)
。
このような従来の副室式内燃機関にあつCは、排気中の
NOxを減らすために、主室内に供給づる混合気をかな
り燃料リーンにするかあるいは主室に供給する混合気に
排気ガスを混入してEGR(排気31流)を行なう11
1Rをとっている。
NOxを減らすために、主室内に供給づる混合気をかな
り燃料リーンにするかあるいは主室に供給する混合気に
排気ガスを混入してEGR(排気31流)を行なう11
1Rをとっている。
このため、とりわけ主室内の燃焼が緩慢になりがちで安
定した燃焼が得られず、燃料消費率が悪化するという問
題を生じてい−た。
定した燃焼が得られず、燃料消費率が悪化するという問
題を生じてい−た。
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
ので、副室内に供給する混合気の酸素濃度を高めて燃焼
を安定させこれに伴い、主室内での安定した着火および
燃焼速度の迅速化を図るようにした副室式内燃機関を提
供することを目的とする。
ので、副室内に供給する混合気の酸素濃度を高めて燃焼
を安定させこれに伴い、主室内での安定した着火および
燃焼速度の迅速化を図るようにした副室式内燃機関を提
供することを目的とする。
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて詳細に説明す
る。
る。
第1の実施例は、第1図〜第4図に示づとおりで、図中
1はエアクリーナ、2は1アクリーナ1からの空気を導
入する吸気通路で、この吸気通路2の途中から、主燃焼
室(主室)3に接続する主室側吸気マニホールド4と、
副燃焼室(副室)5に接続する副室吸気マニホールド6
とに分岐する。
1はエアクリーナ、2は1アクリーナ1からの空気を導
入する吸気通路で、この吸気通路2の途中から、主燃焼
室(主室)3に接続する主室側吸気マニホールド4と、
副燃焼室(副室)5に接続する副室吸気マニホールド6
とに分岐する。
主室3の1至側吸気マニホールド4との接続部には、吸
気ポート7が形成され、ここに主室側吸気弁8が介装さ
れる。9はシリンダブロック、10はシリンダヘッド、
11はピストンである。
気ポート7が形成され、ここに主室側吸気弁8が介装さ
れる。9はシリンダブロック、10はシリンダヘッド、
11はピストンである。
副室5の副室側吸気マニホールド6との接続部には、吸
気ポート12が形成され、同じくここに副室側吸気弁1
3が介装される。副室5の吸気ポート12の近傍には点
火栓14が設けられる。
気ポート12が形成され、同じくここに副室側吸気弁1
3が介装される。副室5の吸気ポート12の近傍には点
火栓14が設けられる。
副室5と主室3とを連通ずる連通路15がシリンダヘッ
ド10に形成され、副室5で点火栓14により着火され
た燃焼ガスがこの連通路15を通り抜けて主室3の混合
気を着火するようになっている。主室3内の燃焼ガス(
排気ガス)は、ピストン11の排気行程で図示しない排
気ポートから外側へ排出される。
ド10に形成され、副室5で点火栓14により着火され
た燃焼ガスがこの連通路15を通り抜けて主室3の混合
気を着火するようになっている。主室3内の燃焼ガス(
排気ガス)は、ピストン11の排気行程で図示しない排
気ポートから外側へ排出される。
ところで、本実施例では、吸気通路2の分岐部に、第2
図、第3図に示すような酸素富化膜17を、通路方向へ
仕切り板状にかつ間隙18を介して幾重にも重ね合せて
吸入空気との接触面積を拡大するように構成する。
図、第3図に示すような酸素富化膜17を、通路方向へ
仕切り板状にかつ間隙18を介して幾重にも重ね合せて
吸入空気との接触面積を拡大するように構成する。
酸素富化膜17は、第4図に示すように高分子材料から
なる分117Aと支持膜17Bとを層状に積み重ねて形
成し、分離膜17A側に空気が接触すると、空気中の酸
素が分離膜17Aに積極的に拡散浸透し、支持膜17B
側から酸素濃度の^い空気を多壷に抽出する。こうして
、分離膜17A側には、窒素ガスの割合いが比較的多い
空気が得られるとともに、支持膜17B側には酸素ガス
の割合いが相対的に多い空気が得られる。
なる分117Aと支持膜17Bとを層状に積み重ねて形
成し、分離膜17A側に空気が接触すると、空気中の酸
素が分離膜17Aに積極的に拡散浸透し、支持膜17B
側から酸素濃度の^い空気を多壷に抽出する。こうして
、分離膜17A側には、窒素ガスの割合いが比較的多い
空気が得られるとともに、支持膜17B側には酸素ガス
の割合いが相対的に多い空気が得られる。
この酸素富化膜17を透過した高酸素濃度の空気は、副
室側吸気マニホールド6に介装される副室側気化器19
を通過する際、混合気を形成して副室5へ供給される。
室側吸気マニホールド6に介装される副室側気化器19
を通過する際、混合気を形成して副室5へ供給される。
一方、酸素富化膜17に挾まれた間隙18を吹き抜けた
低酸素濃度の空気は、主室側吸気マニホールド4に介装
される主室側気化器20を通過Jる際、混合気を形成し
て主室3へ供給される。
低酸素濃度の空気は、主室側吸気マニホールド4に介装
される主室側気化器20を通過Jる際、混合気を形成し
て主室3へ供給される。
この場合、副室側気化器19は、理論空燃比よりも若干
濃い目の燃料リッチな混合気を形成するように設定され
ており、逆に主室側気化器20は燃料リーンな混合気を
形成するように設定されている。
濃い目の燃料リッチな混合気を形成するように設定され
ており、逆に主室側気化器20は燃料リーンな混合気を
形成するように設定されている。
21と22は副室側気化器19主室側気化器20のそれ
ぞれの下流で混合気流量を制御する吸気絞り弁である。
ぞれの下流で混合気流量を制御する吸気絞り弁である。
II素富化pA17の特性は、第5図に示すように、躾
前後の圧力差4Pを大きくするほど透過する酸素量は増
加する。また第6図に示づように、膜前後の圧力差ムP
を大きくするほど透過する空気中の酸素濃度も高くなる
。これより、膜前後の圧力差が小さくなれば、酸素富化
膜17を通過するガスは通常の人気と略同じ成分となる
。
前後の圧力差4Pを大きくするほど透過する酸素量は増
加する。また第6図に示づように、膜前後の圧力差ムP
を大きくするほど透過する空気中の酸素濃度も高くなる
。これより、膜前後の圧力差が小さくなれば、酸素富化
膜17を通過するガスは通常の人気と略同じ成分となる
。
このことを機関負荷に対応させてみると、第7図に示す
ように、副室5に供給される空気中の酸素濃度は、機関
負荷の低い部分負荷運転域で^くなり、逆に機関負荷の
中高負荷運転域では相対的に酸素m度の低い通常の大気
中の酸素濃度(02体積濃度21%)となる。
ように、副室5に供給される空気中の酸素濃度は、機関
負荷の低い部分負荷運転域で^くなり、逆に機関負荷の
中高負荷運転域では相対的に酸素m度の低い通常の大気
中の酸素濃度(02体積濃度21%)となる。
そして、中高負荷域では、副室側気化器19のスロー基
又りよメイン系などにより、番よぽ理論空燃比の混合気
を副室5に供給づるようになっている。
又りよメイン系などにより、番よぽ理論空燃比の混合気
を副室5に供給づるようになっている。
次に作用を説明する。
部分負荷運転域において、副室5に供給される混合気は
酸素濃度が通常よりも高いので、燃焼温度は一般に高く
、高部の火炎が連通路15を通じて主室3に噴出するこ
とにより、主室3内の燃焼は急速にかつ燃焼室全域に行
き渡る。
酸素濃度が通常よりも高いので、燃焼温度は一般に高く
、高部の火炎が連通路15を通じて主室3に噴出するこ
とにより、主室3内の燃焼は急速にかつ燃焼室全域に行
き渡る。
したがって、とかく燃焼の不安定な部分負荷域において
も、確実にかつ安定した燃焼を得ることができる。
も、確実にかつ安定した燃焼を得ることができる。
中高負荷運転域では、副室5に供給される混合気の酸素
濃度は相対的に低下し通常の大気圧′m度になるが、こ
の場合主室3内の混合気を稀薄にしても体積効率が高い
ため、燃焼は急速に安定して完結しかつ燃費の向上が図
られる。
濃度は相対的に低下し通常の大気圧′m度になるが、こ
の場合主室3内の混合気を稀薄にしても体積効率が高い
ため、燃焼は急速に安定して完結しかつ燃費の向上が図
られる。
このようにして、部分負荷域で副室5に供給される混合
気の酸素濃度を高めるとともに、燃料リッチにしたので
、主室3に供給される混合気の酸素11度が多少低くて
も、副室5で形成される^温燃焼ガスを連通路15から
噴出することにより、燃焼室全体として燃焼速度の迅速
化および燃焼の安定化を確保することができる。
気の酸素濃度を高めるとともに、燃料リッチにしたので
、主室3に供給される混合気の酸素11度が多少低くて
も、副室5で形成される^温燃焼ガスを連通路15から
噴出することにより、燃焼室全体として燃焼速度の迅速
化および燃焼の安定化を確保することができる。
なお、本実施例では、主室3に供給Jる燃料をリーン化
しているが、部分負荷運転域において主室3に供給され
る混合気の!!i県濃度を相当低くなるように、酸素富
化膜17などを設定すれば、主室側気化器20の調整を
理論空燃比にしても実質的には酸素成分が少ないため、
主室3への混合気をリーン化覆ることが可能となる。
しているが、部分負荷運転域において主室3に供給され
る混合気の!!i県濃度を相当低くなるように、酸素富
化膜17などを設定すれば、主室側気化器20の調整を
理論空燃比にしても実質的には酸素成分が少ないため、
主室3への混合気をリーン化覆ることが可能となる。
この場合、主室3に供給される混合気の窒素濃度は高い
ので、いわば排気還流(EGR)と同等の効果が得られ
、排気中のNOx含有量を一層低減4gことができる。
ので、いわば排気還流(EGR)と同等の効果が得られ
、排気中のNOx含有量を一層低減4gことができる。
したがって、このように酸素富化膜17によるilI素
分離作用により、EGR通路などを省略することができ
、簡易な構成でNOxを低減しつつ、燃焼の安定化を達
成することができる。
分離作用により、EGR通路などを省略することができ
、簡易な構成でNOxを低減しつつ、燃焼の安定化を達
成することができる。
第8図、第9図は第2の実施例の要部を示し酸素富化膜
17の他の取り付【ノ状態をあられづ。
17の他の取り付【ノ状態をあられづ。
吸気通路2の分岐部に複数の中空パイプ30を吸気流方
向と直角に設け、このパイプ表面に酸素富化膜17を、
支持膜17B、分117△の順に積層する。
向と直角に設け、このパイプ表面に酸素富化膜17を、
支持膜17B、分117△の順に積層する。
酸素富化膜17を浸透した空気は、酸素濃度が高い状態
で中空パイプ30を第8図左方に抜けて副室側吸気マニ
ホールド6へ供給される。−h、中空パイプ30の間隙
から洩出する空気は、酸素濃度の薄い状態で主室側吸気
マニホールド4へ供給されるようになっている。
で中空パイプ30を第8図左方に抜けて副室側吸気マニ
ホールド6へ供給される。−h、中空パイプ30の間隙
から洩出する空気は、酸素濃度の薄い状態で主室側吸気
マニホールド4へ供給されるようになっている。
こうすることにより、中空パイプ30の表面に形成され
る酸素富化膜17と吸入空気との、接触面積を広く確保
することができるので、副室5主室3の各々へ導かれる
吸入空気の酸素濃度を効率よく分IIiすることができ
る。
る酸素富化膜17と吸入空気との、接触面積を広く確保
することができるので、副室5主室3の各々へ導かれる
吸入空気の酸素濃度を効率よく分IIiすることができ
る。
第10図は第3の実施例と同じであるが、前記実施例の
構成に加えて、酸素富化膜17の下流に ′位置
して、主室側吸気マニホールド4と副室側吸気マニホー
ルド6とを連通ずる接続通路40を設Gノ、この接続通
路40に高速高負荷域になると前回になるバイパス弁4
1を介装する。
構成に加えて、酸素富化膜17の下流に ′位置
して、主室側吸気マニホールド4と副室側吸気マニホー
ルド6とを連通ずる接続通路40を設Gノ、この接続通
路40に高速高負荷域になると前回になるバイパス弁4
1を介装する。
バイパス弁41は、電磁弁43の開により、バキューム
タンク46からの負圧がダイヤフラム装置42に供給さ
れて作動する。47は、主室糊絞り弁22の下流の主室
側吸気マニホールド4の吸入肉圧を、チ、ニック弁44
を開してバキュームタンク46へ導く負圧通路である。
タンク46からの負圧がダイヤフラム装置42に供給さ
れて作動する。47は、主室糊絞り弁22の下流の主室
側吸気マニホールド4の吸入肉圧を、チ、ニック弁44
を開してバキュームタンク46へ導く負圧通路である。
電磁弁43は、運転状態に対応して指令を出す制御回路
45により駆動され、即ら高速高負荷域になると開弁し
、バキュームタンク46の負圧を導いてダイヤフラム装
置42を作動し、これによりバイパス弁41を開く。中
低負荷域ではバイパス弁41を用いて接続通路40を遮
断する。
45により駆動され、即ら高速高負荷域になると開弁し
、バキュームタンク46の負圧を導いてダイヤフラム装
置42を作動し、これによりバイパス弁41を開く。中
低負荷域ではバイパス弁41を用いて接続通路40を遮
断する。
この実施例によれば、中低負荷域では前記実施例と同様
の作用効果を得るが、高負荷域に移行すると、バイパス
弁41を開いて副室側吸気マニホールド6へ多量の空気
を供給するとともに、主室側気化器20にも酸素濃度の
得に低下していない空気を供給するため、これに見合う
多量の燃料を例えばパワーバルブを介して供給づること
が可能となる。
の作用効果を得るが、高負荷域に移行すると、バイパス
弁41を開いて副室側吸気マニホールド6へ多量の空気
を供給するとともに、主室側気化器20にも酸素濃度の
得に低下していない空気を供給するため、これに見合う
多量の燃料を例えばパワーバルブを介して供給づること
が可能となる。
さらに、高負荷域において、酸素富化膜17の表裏に作
用する圧力差がなくなるため、副室5内に入る空気量は
大幅に増え、上記と相まって機関全体として^出力時の
出力の向上を図ることができるという特有の効果を得る
。
用する圧力差がなくなるため、副室5内に入る空気量は
大幅に増え、上記と相まって機関全体として^出力時の
出力の向上を図ることができるという特有の効果を得る
。
以上説明したように本発明によれば、吸気通路の途中に
酸素富化膜を設けて副室に^酸素s +iの吸入空気を
供給し、主室に低酸素濃度の吸入空気を供給するように
したので、燃焼室内に発生づるNOxの低減を確保しつ
つ、火炎伝播速度の上昇に伴う燃焼の安定化、燃費の改
善を図ることができるという効果がある。
酸素富化膜を設けて副室に^酸素s +iの吸入空気を
供給し、主室に低酸素濃度の吸入空気を供給するように
したので、燃焼室内に発生づるNOxの低減を確保しつ
つ、火炎伝播速度の上昇に伴う燃焼の安定化、燃費の改
善を図ることができるという効果がある。
第1図は本発明の実施例をあられす概略構成図、第2図
は第1図の要部拡大図、第3図は第2図のIn−1線断
面図、第4図は第3図の部分拡大説明図、第5図〜第7
図は本発明の実施例の作用説明図、第8図は他の実施例
の要部をあられJ要部拡大凶、第9図は第8図のVl
−Vl線断面図、第10図はさらに他の実施例をあられ
す概略構成図である。 1・・・エアクリーナ、2・・・吸気通路、3・・・主
室(主燃焼室)、4・・・主室側吸気マニホールド、5
・・・副室(副燃焼室)、6・・・副室側吸気マニホー
ルド、8.13・・・吸気弁、14・・・点火栓、15
・・・連通路17・・・酸素富化膜、19・・・副室側
気化器、20・・・主室側気化器。 特許出願人 日産自動車株式会社 第1図 第5図
は第1図の要部拡大図、第3図は第2図のIn−1線断
面図、第4図は第3図の部分拡大説明図、第5図〜第7
図は本発明の実施例の作用説明図、第8図は他の実施例
の要部をあられJ要部拡大凶、第9図は第8図のVl
−Vl線断面図、第10図はさらに他の実施例をあられ
す概略構成図である。 1・・・エアクリーナ、2・・・吸気通路、3・・・主
室(主燃焼室)、4・・・主室側吸気マニホールド、5
・・・副室(副燃焼室)、6・・・副室側吸気マニホー
ルド、8.13・・・吸気弁、14・・・点火栓、15
・・・連通路17・・・酸素富化膜、19・・・副室側
気化器、20・・・主室側気化器。 特許出願人 日産自動車株式会社 第1図 第5図
Claims (1)
- 主IIl焼室とこれに連通路を介して連通する副燃焼室
とを備え、各燃焼室に吸気弁を介して空気又は混合気を
供給する手段を設け、副燃焼室に点火栓を取り付けた副
室式内燃機関において、副室に酸素濃度の高い空気又は
この空気を含む混合気を供給する手段を備えたことを特
徴とする副室式内燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57040541A JPS58158316A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 副室式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57040541A JPS58158316A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 副室式内燃機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58158316A true JPS58158316A (ja) | 1983-09-20 |
Family
ID=12583302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57040541A Pending JPS58158316A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 副室式内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58158316A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62267558A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-20 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関の吸気方法 |
JPH01310157A (ja) * | 1988-06-09 | 1989-12-14 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 内燃機関の給気方法 |
JP2007198140A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-09 | Nissan Motor Co Ltd | 副室式内燃機関 |
US8925518B1 (en) | 2014-03-17 | 2015-01-06 | Woodward, Inc. | Use of prechambers with dual fuel source engines |
JP2015055184A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 東邦瓦斯株式会社 | ガスエンジン |
US20150260131A1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-17 | Woodward, Inc. | Supplying Oxygen to an Engine |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP57040541A patent/JPS58158316A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62267558A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-20 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関の吸気方法 |
JPH0452863B2 (ja) * | 1986-05-14 | 1992-08-25 | Isuzu Motors Ltd | |
JPH01310157A (ja) * | 1988-06-09 | 1989-12-14 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 内燃機関の給気方法 |
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