JPS5831447B2 - ガソリンキカンノ ネンシヨウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガソリン機関において、有害排気ガス低減
のために供給混合気をできるだけ薄くして燃焼させるよ
うにした燃焼装置に関するものである。

最近、自動車から排出される有害ガスによる公害問題が
大きくなってきており、これらの問題を解決するために
多くの改良技術が考えられている。

その一つに、燃焼室が主燃焼室とこれに連絡通路を介し
て連通ずる副燃焼室とよりなり、副燃焼室内に濃混合気
を供給して点火し、この火焔を主燃焼室内の希薄混合気
に与えて着火するようにした、いわゆるトーチ点火式内
燃機関があるが、この種の機関では、圧縮行程時に、主
燃焼室から副燃焼室へ希薄混合気が流入して、副燃焼室
内の濃混合気を希釈してしまうので、副燃焼室へ供給す
る混合気を必要以上に濃くしなければならない。

その結果、副燃焼室の点火プラグの濡れやくずぶり、ま
たは、室壁への液状燃料の付着などの弊害を生じ、着火
性をそこなうばかりか、総混合比（空燃比）が、実質的
（こ大きくならないなどの欠点がある。

そこで、この発明は、燃焼室の頂面に、ピストンの頂面
中央部と対向させて、奥部に丸味をもたせた筒形乃至は
ほぼ倒立椀形のくぼみを形成し、このくぼみの開口部に
、上記燃焼室の頂面と実質的に平らに多孔板を設置し、
この多孔板に形成した多数の小孔によって燃焼室とくぼ
みとを連通させて、これらを多孔板で仕切ることにより
、燃焼室内に火花点火での着火限界を越える希薄混合気
を作り、この混合気の一部を多孔板の小孔を介してくぼ
みに供給し、ここに燃料を噴射して点火プラグによる着
火を確実にし、その火焔を燃焼室にもたらすことで、実
質的に燃焼限界に近い空燃比で安定した燃焼を達成する
ガソリン機関の燃焼装置を提供しようとするものである
。

以下、この発明を図示の実施例にもとづいて具体的に説
明する。

図において、符号１はシリンダヘッドで、燃焼室２の頂
面に、ピストンの頂面中央部と対向させて、奥部に丸味
をもたせた筒形乃至はほぼ倒立椀形のくぼみ４が形成し
である。

このくぼみ４の開口部には上記燃焼室２の頂面と実質的
に平らに多孔板３を設置し、この多孔板３に形成した多
数の小孔によって燃焼室２とくぼみ４とを連通させて、
これらを多孔板３で仕切る。

この多孔板３は、耐熱性の材料、例えばインコネル、イ
ンコロイなとで作り、溶接、かしめなどの手段でシリン
ダヘッド１の燃焼室壁に取付ける。

上記多孔板３の小孔の径は、従来のトーチ式内燃機関に
おける主燃焼室と副燃焼室とを結ぶ連絡通路の径に比べ
て著しく小さくなっている。

このくぼみ４内の奥部には点火プラグ５および燃料噴射
ノズル６が設けてあり、燃料噴射用ポンプ８から圧力制
御装置７を経由して燃料噴射ノズル６に供給された燃料
が多孔板３に向けて後述する所定時期に噴出されるよう
に構成されている。

なお、図中、符号９は圧力制御装置のＩＪ ＩＪ−フ通
路、１０は主燃焼室２にある吸入弁、１１は同吸入弁１
０に接続されている気化器、１２は排気弁である。

以上のように構成されたものは、通常の予混合気燃焼す
なわち火焔面の伝播による燃焼を行なうものである。

これについて説明すると、点火プラグ５によって火花点
火で火焔様がくぼみ４の点火プラグ５近傍に形成され、
火焔様が生長して点火プラグを中心とする同心球面状の
火焔面となり、四方に拡がる。

そして、燃焼に伴う初期燃焼部分の体積膨張によって、
多孔板３近傍の未燃混合気がその多数の小孔を通って燃
焼室２に噴出し、この燃焼室２の混合気にミクロスケー
ルの強い乱流を生じさせる。

続いて、くぼみ４内の火″矯面が多孔板３に到達して多
数の小孔を通ると、燃焼室２内の強い乱流混合気中を火
焔が伝播するために燃焼されるものである。

この場合に、吸入行程に、気化器１１から、着火限界を
越えた（空燃比２５：ｌ程度の）希薄混合気が燃焼室２
内に供給され、吸入行程の終りから圧縮行程の初期にか
けてのタイミングで燃料噴射ノズル６から燃料が噴射さ
れる。

このとき噴射される燃料は、それほど微粒化されていな
くても、多孔板３が高温になっていることと、圧縮行程
の時、多孔板３の小孔を経て、燃焼室２から乱流状態で
流入する希薄混合気により、容易に微細化、気化され、
例えば着火限界に近い（空燃比１８：１程度の）希薄混
合気をくほみ４内に生成する。

また、燃焼室２の頂面に形成したくぼみ４を、ピストン
の頂面中央部と対向させ、かつ奥部に丸味をもたせた筒
形乃至はほぼ椀形に構成し、上記くほみ４の開口部に上
記燃焼室２の頂面と実質的に平らに多孔板３を設置し、
この多孔板３に形成した多数の小孔によって燃焼室２と
くぼみとを連通させたので、圧縮行程時に、多孔板３の
小孔を通ってくほみ４に流入する燃焼室２内の燃焼限界
を越える希薄混合気に乱流を生じ、燃料噴射ノズル６か
らくぼみ４に噴射された燃料によって着火限界に近い希
薄混合気を作るように良好に混合されると共に、着火条
件がよくなり、かつくぼみ４内の奥部に向う混合気流に
指向性がなく、くぼみ４内奥部に設けた点火プラグ５に
より火花点火された直後の火焔様が吹き消されることが
なく、着火限界に近い希薄混合気でも、確実に着火でき
る。

また、燃焼室２内の希薄混合気は多孔板３の小孔が、在
来のトーチ点火式内燃機関における連絡通路の径に比べ
て著しく小さいので、流動抵抗があり、副燃焼室４内へ
は流れに＜＜、ここの混合気の希釈の程度が小さい。

さらに、くぼみ４内で、定常火焔伝播を生ずるほどに生
長した燃焼火焔は、その圧力で多孔板３の小孔を経て燃
焼室２内へ噴出し、小孔通過によって強い乱流火焔とな
り、希薄混合気中に拡がるので、迅速かつ確実にこの燃
焼を達成できる。

なお、燃料噴射用ポンプ８は低圧ポンプでよく、圧力制
御装置７を用いて一定圧力で供給するようにし、噴射量
も、機関の回転数、負荷にかかわらず一定微量とするこ
とができ（希薄混合気のほうを制御すればよい）、複雑
な制御機構を必要としない。

また、燃料噴射ノズルは、機械式、電磁式などのいづれ
かを用いてもよいし、微粒化については前述のようにあ
まり重要でないから構造が簡単なもので充分用を足すこ
とＧこなる。

以上説明したように、この発明は、上述した構成のくぼ
みと多孔板とを備え、圧縮行程で乱流を生じさせて着火
条件を良好にすると共に、混合気流に指向性をナクシた
ので、着火限界に近い希薄混合気でも、点火プラグによ
って確実に着火し、かつ着火直後の火焔様の吹き消しを
生ずることがなく、さらに、くぼみ４内の燃焼火焔が多
孔板の小孔を介して燃焼室内に乱流状態で拡散伝播され
ることで、通常では着火不能な希薄混合気でも充分かつ
確実に燃焼させることができ、その結果、排気ガス中の
一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物などを大巾に低減す
ることができ、また、空燃比が実質的に大きくとれるの
で燃料の経済性がえられる。

【図面の簡単な説明】 図面はこの発明の一実施例を示す縦断側面図である。 １・・・・・・シリンダヘッド、２・・・・・・燃焼室
、３・・・・・・多孔板、４・・・・・・くぼみ、５・
・・・・点火プラグ、６・・・・・・燃料噴射ノズル、
７・・・・・・圧力制御装置。 ８・・・・・・燃料噴射用ポンプ、９・・・・・・ＩＪ
ＩＪ−フ通路、１０・・・・・・吸入弁、１１・・・
・・・気化器、１２・・・・・・排気弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼室の頂面に、ピストンの頂面中央部と対向させ
   て、奥部に丸味をもたせた筒形乃至はほぼ倒立椀形のく
   ぼみを形成し、このくぼみの開口部に上記燃焼室の頂面
   と実質的に平らに多孔板を設置し、この多孔板に形成し
   た多数の小孔によって燃焼室とくぼみとを連通させて、
   これらを多孔板で仕切り、燃焼室に火花点火での着火限
   界を越える希薄混合気を供給する気化器を吸入弁を介し
   て連通させると共に、くぼみに燃料を吸入行程の終りか
   ら圧縮行程の初期に噴射するタイミングで燃料噴射して
   燃焼室の希薄混合気よりも濃い希薄混合気を供給する燃
   料噴射ノズルを設け、さらにくぼみ内の奥部に点火プラ
   グを設けたことを特徴とするガソリン機関の燃焼装置。