JPS5916087B2 - ト−チ点火式内燃機関 - Google Patents

ト−チ点火式内燃機関

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JPS5916087B2
JPS5916087B2 JP50045553A JP4555375A JPS5916087B2 JP S5916087 B2 JPS5916087 B2 JP S5916087B2 JP 50045553 A JP50045553 A JP 50045553A JP 4555375 A JP4555375 A JP 4555375A JP S5916087 B2 JPS5916087 B2 JP S5916087B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主燃焼室と、この主燃焼室に噴口を介して連通
された点火栓を備える副燃焼室とが形成され、前記副燃
焼室内混合気を前記点火栓で着火させ、その燃焼火炎を
噴口を介して主燃焼室へ伝播させることにより、前記主
燃焼室内混合気を着火燃焼させるトーチ点火式内燃機関
に関する。
トーチ点火式内燃機関にあっては、有害な排気組成、例
えば一酸化炭素（Ｃｏ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化
物（ＮＯｘ）等を殆んど完全に除去し、清−浄排気を大
気に排出させると共に、機関の信頼性を高め、安価に生
産でき、かつ優秀な性能を長期に渡って保持できること
が要望されている。
しかしながら、従来のトーチ点火式内燃機関は総合空燃
比を理論空燃比より希薄にすることにより、できる限り
、燃焼ピーク温度を低くして、ＮＯｘの発生を防止し、
かつ主燃焼室内の燃焼をゆるやかにしてＣＯ，ＨＣの発
生を防止するものである。
このため、副燃焼室には空燃比（重量比）４〜８の小量
の濃厚混合気を供給し、主燃焼室には空燃比（重量比）
１８〜２２の多量の希薄混合気を供給しなければならず
、この２つの異なる濃・薄混合気の生成に当って、主・
副気化器に関する技術的、生産的、コスト的、実用的な
諸問題が山積している。
一方主燃焼室内で完全に燃焼し得なかった混合気は未燃
焼ガスとして排気路へ排出されるが、その排気温度は比
較的低く、十分保温して未燃焼ガスを自然浄化させるに
は断熱耐火物の内筒を排気路に鋳込んだシするため、構
造が極めて複雑になり、生産が容易にできないという欠
点がある。
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、１個の気化器
で主・副燃焼室に薄・濃混合気を供給できるようにする
とともに、未燃−ガスを効率よく自然浄化することので
きる構造が簡単で安価なトーチ点火式内燃機関を得るに
ある。
以下、図面に示す一実施例により本発明の詳細な説明す
る。
第１図乃至第３図において、１はシリンダ２が形成され
たシリンダブロックである。
３は前記シリンダ２内を往復動するピストンである。
４は前記シリンダブロック１にガスケット等を介して複
数個のボルト（図示せず）によって取付けられシリンダ
ヘッドで、このシリンダヘッド４には主燃焼室５の主要
部を構成する四部５ａと、この主燃焼室５へ主吸気弁６
を介して連通された主吸気ポート７と、前記主燃焼室５
へ噴口８を介して連通された主燃焼室９と、この副燃焼
室９へ副吸気弁１０を介して連通された副吸気ポート１
１と、前記主燃焼室５へ排気弁１２を介して連通された
排気ポート１３とが形成されている。
１４は前記副燃焼室９に備えられた点火栓である。
１５ａ。１５ｂは前記排気ポート１３に空間層１６を有
するように鋳込まれた外側内筒と内側内筒である。
１７は前記排気ポート１３の内側内筒１５ｂ内へ排気脈
動を利用して二次空気を供給する二次空気供給装置で、
この二次空気供給装置１７はノズル１８と、このノズル
１８へ二次空気を供給する二次空気分配通路１９と、こ
の分配通路１９に備えた一方向弁（図示せず）または圧
縮エアーポンプ（図示せず）とから構成されている。
２０は前記主吸気ポート７と連通ずる主吸気路２１と前
記副吸気ポート１１と連通ずる副吸気路２２とが形成さ
れた吸気マニホールドで、この吸気マニホールド２０に
は枝管集合部２０ａの底部に形成した受熱部２３が形成
されるとともに、一次側と二次側を有する気化器２４が
取付けられている。
この気化器２４は混合気の空燃比を理論空燃比に略等し
く設定するとともに比較的低負荷および中負荷時は１４
±２の空燃比となるように設定されている。
２５は前記排気ポート１３に連通された再燃焼空間２６
ａを有する排気路２６が形成された排気マニホールドで
、この排気マニホールド２５内には空間を有するように
内側内筒２７ａと外側内筒２７ｂがボルト２８、ナツト
２９により固定され前記内燃焼空間２６ａの上面と対応
する位置の前記内側内筒２７ａに開口部３０が形成され
ている。
また前記吸気マニホールド２０の受熱部２３と対応する
位置の前記外側内筒２７ｂにも該受熱部２３を効率加熱
できるように開口部３１が形成されている。
３２は前記排気マニホこルド２５に取付けられた排気管
である。
３３は低、中負荷運転時、主燃焼室５に供給される主吸
気の体積の最大１０〜２５％の排気を供給できる排気還
流装置で、この排気還流装置３３は一端が前記排気マニ
ホールド２５の排気路２６に連通され、他端が前記吸気
マニホールド２０の主吸気路２１に連通された還流路３
４と、この還流路３４に備えられたダイヤフラムで構成
された排気還流弁３５とからなり、前記排気還流弁３５
の作動は機関負荷状態により異なるため、機関負荷に見
合った適切なＮＯｘ対策ができる。
この作動信号は機関の排出ガスの圧力または気化器の負
圧のどちらかが用いられている。
上記構成にあっては気化器２４から理論空燃比に略等し
い混合気が吸気マニホールド２０の受熱部２３で加熱気
化され主・副吸気路２１．２２へ流れる。
このため、該副吸気路２２よシ、副吸気ポート１１を通
り副吸気弁１０を介して副燃焼室９へ理論空燃比に略等
しい混合気が供給される。
また主吸気路２７には、排気還流装置３３よシ排気が還
流されるため希薄混合気となり主吸気ポート７を通シ、
主吸気弁６を介して主燃焼室５へ供給される。
したがって、点火栓１４によって副燃焼室９内の着分容
易な混合気を着火燃焼させると、その強力な燃焼火炎は
噴口８を介して主燃焼室５の排気で希釈された多量の混
合気に伝播し、これを着火燃焼する。
したがって、主燃焼室５内の排気で希釈された多量の混
合気は点火栓１４で直接混合気を着火する場合よシ一段
と燃焼可能となり、排気還流を多量におこなってへるか
らその燃焼ピーク温度を低く制御できる。
このため、ＮＯｘの発生を効率よく防止できる。
次に主燃焼室５内で完全に燃焼できなかった未燃焼ガス
は排気路２６に排出されるが この排気中には比較的多
量のＣｏ、ＨＣなどが含まれている。
このため、二次空気供給装置１７によって排気路２６中
に二次空気が供給され、前記未燃焼ガスを極めて効率よ
く再燃焼させることができる。
その結果、従来のトーチ点火式内燃機関のように空燃比
を理論空燃比より希薄にして燃焼させた場合の排気浄化
装置の浄化性能より非常に優れて居り、その装置も従来
のトーチ点火式内燃機関のものに比べ構造が簡単で耐久
性に優れ、かつ安価に製造できる。
なお、前記実施例では副吸気路２２へ排気還流をしない
ものについて説明したが、点火に悪影響を与えない程度
の少量の排気環流ならば行なってもよい。
また二次空気の供給を内筒で保温された排気ポート１３
内へ行なっているが、該排気ポーＮ３下ｉの排気マニホ
ールド２５の排気路２６内へ供給するようにしても同様
の作用効果がある。
さらにシリンダヘッド４の排気ポート１３に鋳込んだ外
側内筒１５ａと内側内筒１５ｂとの切欠部３６ａ、３６
ｂは密封する。
これはシリンダヘッド４に一部を鋳込む際、鋳砂が内・
外内筒１５ｂ。
１５ａ間に入るのを防ぐためである。
鋳砂が内・外内筒１５ｂ 、 １５ａ間に入ると、機関
振動で騒音を発したり、主燃焼室５内に入ってピストン
リングやシリンダなどを損傷させたりするので、これを
防止するためである。
また排気ポートの内筒はそれ程保温効果を望まないなら
ば１車とし、その背面に空気層を有するようにシリンダ
ヘッド４に鋳込んでもよい。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、１つの
気化器からの混合気を副吸気路によって副燃焼室へ供給
するとともに主吸気路に排気還流して希釈して主燃焼室
へ供給するようにしたので、ＮＯｘの発生を効率よく防
止できるとともに、従来のように主・副気化器を別々に
設けたり、これらを連動させて使用しなくてもよく、構
造が極めて簡単で機関との適合も容易であり安価にでき
る利点がある。
また排気路を二重筒とし、排気を保温するとともに該排
気路内へ二次空気を供給できるようにしたので、機関か
らの排気ガスを効率よ上古燃焼でき、ＨＣ，Ｃｏを効率
よく低減できる利点がある。
さらに主・副吸気路が形成された吸気マニホールドの枝
管集合部の底部に受熱部を形成して気化器からの混合気
を加熱気化できるようにしたので、従来のように主・副
吸気路ごとに受熱部を形成したちのに比べ受熱部の面積
を小さくしても同様の加熱効果があシ、小型軽量化と生
産性を向上できる等の優れた利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す概略説明図、第２図は
第１図の■−■線拡犬断面図、第３図は第１図のＩ−Ｉ
ＩＩ線拡大断面図である。 １・・・シリンダブロック、２・・・シリンダ、３・・
・ピストン、４・・・シリンダヘッド、５・・・主燃焼
室、６・・・主吸気弁、７・・・主吸気ポート、８・・
・噴口、９・・・副燃焼室、１０・・・副吸気弁、１１
・・・副吸気ポート、１２・・・排気弁、１３・・・排
気ポート、１４・・・点火栓、１５ａ・・・外側内筒、
１５ｂ・・・内側内筒、１６・・・空間層、１７・・・
二次空気供給装置、１８・・ツズル、１９・・・二次空
気分配通路、２０・・・吸気マニホールド、２１・・・
主吸気路、２２・・・副吸気路、２３・・・受熱部、２
４・・・気化器、２５・・・排気マニホールド、２６・
・・排気路、２６ａ・・・再燃焼空間、２７ａ・・・内
側内筒、２１ｂ・・・外側内筒、２８・・・ボルト、２
９・・・ナツト、３′０・・・開口部、３１・・・開口
部、３２・・・排気管、３３・・・排気還流装置、３４
・・・還流路、３５・・・排気還流弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼室を主燃焼室と、この主燃焼室に噴口を介して
    連通した点火栓を備えた副燃焼室と、前記主副燃焼室に
    混合気を供給する共通１つの気化気とから構成し、前記
    副燃焼室には前記気化器で作られた混合気を吸入して点
    火栓で点火するとともに、前記主燃焼室には前記気化器
    で作られた混合気を機関負荷状態で作動の異なる排気還
    流弁を介した還流排気で希釈して吸入し、前記副燃焼室
    内での点火によシ生じた火炎を噴口を介して主燃焼室へ
    導いて主燃焼室内の混合気を燃焼させることを特徴とす
    るトーチ点火式内燃機関。 ２、特許請求の範囲第１項記載のトーチ点火式内燃機関
    において、内筒を設けた該機関の排気路に二次空気を供
    給して排気ガス中に含まれている未燃焼ガスを再燃焼さ
    せることを特徴とする、トーチ点火式内燃機関。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のトーチ点火式内燃機関
    において、該機関の排気路をすくなくとも再燃焼部分ま
    で二重筒とし、排気を高温に保持させるようにしたこと
    を特徴とするトーチ点火式内燃機関。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のトーチ点火式内燃機関
    において、気化器からの混合気を枝管集合部の底部で加
    熱した後、主・副燃焼室へ供給させることを特徴とする
    トーチ点火式内燃機関。
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