JPS5924818Y2 - Combustion device for split combustion internal combustion engine - Google Patents

Combustion device for split combustion internal combustion engine

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JPS5924818Y2
JPS5924818Y2 JP1976169692U JP16969276U JPS5924818Y2 JP S5924818 Y2 JPS5924818 Y2 JP S5924818Y2 JP 1976169692 U JP1976169692 U JP 1976169692U JP 16969276 U JP16969276 U JP 16969276U JP S5924818 Y2 JPS5924818 Y2 JP S5924818Y2
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JP
Japan
Prior art keywords
combustion
combustion chamber
piston
split
chambers
Prior art date
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Expired
Application number
JP1976169692U
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5385405U (en
Inventor
勲 松野
健次 望月
Original Assignee
富士重工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、往復動式ピストンによって燃焼が複数段階で
行われるようにした分割燃焼式内燃機関の燃焼装置に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a combustion device for a split combustion internal combustion engine in which combustion is performed in multiple stages using a reciprocating piston.

分割燃焼式内燃機関は、先行技術例である例えば特開昭
51−14511号公報に示されるように、シリンダヘ
ッド内に形成される燃焼室を、頂部に副ピストンを突出
させたピストンにより上死点前後の所定期間において複
数室に分割するようにし、その第1の燃焼室で着火して
、膨張行程におけるピストンの下降により第1の燃焼室
が第2の燃焼室と連通ずる直前又は直後に、第1の燃焼
室からの火炎により第2の燃焼室内の混合気がトーチ点
火されるようにした分割燃焼式内燃機関であって、各室
における燃焼重量割合や燃焼室の分割期間などを適宜に
選定し、燃焼形態を定圧型燃焼に近づけることによって
、特に初着燃焼の最高圧力、温度を抑えて排気有害成分
である窒素酸化物(NOx)の発生を抑え、燃焼後期で
はトーチ点火により燃焼速度を大きくすることによって
燃費、出力を維持できるようにしたものである。
A split combustion internal combustion engine is a prior art example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-14511, in which a combustion chamber formed in a cylinder head is separated from the top by a piston having an auxiliary piston protruding from the top. The combustion chamber is divided into a plurality of chambers during a predetermined period before and after the point, and ignition occurs in the first combustion chamber, and immediately before or immediately after the first combustion chamber communicates with the second combustion chamber due to the descent of the piston during the expansion stroke. , a split combustion internal combustion engine in which the air-fuel mixture in the second combustion chamber is ignited by the flame from the first combustion chamber, and the combustion weight ratio in each chamber and the division period of the combustion chamber are adjusted as appropriate. By making the combustion mode closer to constant-pressure combustion, the maximum pressure and temperature of the initial combustion are suppressed, and the generation of nitrogen oxides (NOx), which is a harmful component of exhaust gas, is suppressed, and in the later stages of combustion, the combustion is carried out by torch ignition. By increasing the speed, fuel efficiency and output can be maintained.

このような分割燃焼式内燃機関においては、混合気を稀
薄なものにすることによって、排気有害成分である一酸
化炭素(CO)、および炭化水素(HC)の発生を低減
することができ、また燃費も抑えることができるのであ
るが、その反面、希薄混合気では着火性が低下し、燃焼
速度も低下する問題があった。
In such split-combustion internal combustion engines, by making the air-fuel mixture lean, it is possible to reduce the generation of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC), which are harmful exhaust components. Fuel consumption can also be reduced, but on the other hand, there is a problem in that a lean mixture reduces ignitability and combustion speed.

このような問題を解消する先行技術例である実開昭51
−12805号公報には、副ピストンに、上死点におい
て第1,2燃焼室の分割境界面よりピストン頂部に向け
て伸びる放射方向のリブを数条形成したものが示されて
いるが、これによれば圧縮行程時において、副ピストン
と第1燃焼室との間の間隙から第2燃焼室への混合気の
流動には、数条のノブがそのガイドをするため大きなタ
ービレンスを生起し、ひいては第1燃焼室の混合気にも
太きなタービレンスを生起するから、該混合気の着火性
が悪く、また、膨張行程中における第1燃焼室から第2
燃焼室への火炎にも、リブがそのガイドをして大きなタ
ービレンスを生起するから、第2燃焼室の混合気の燃焼
速度、ひいては出力が低減するという欠点があった。
Utility Model Application Publication No. 1987, which is an example of prior art that solves such problems.
Publication No. 12805 discloses a secondary piston in which several ribs are formed in the radial direction extending from the dividing boundary surface of the first and second combustion chambers toward the top of the piston at top dead center. According to the above, during the compression stroke, several knobs guide the flow of the air-fuel mixture from the gap between the auxiliary piston and the first combustion chamber to the second combustion chamber, resulting in large turbulence. Furthermore, thick turbirence is generated in the air-fuel mixture in the first combustion chamber, resulting in poor ignitability of the air-fuel mixture.
The ribs also guide the flame into the combustion chamber, causing large turbulence, which has the disadvantage of reducing the combustion speed of the air-fuel mixture in the second combustion chamber, and thus reducing the output.

本考案は、このような欠点を解消し、希薄混合気にも確
実に着火し、燃焼速度が大きく、燃費および出力を低下
させないでNOx、CO,HCの排気有害成分をともに
低減することができる内燃機関を得ることを目的とする
The present invention eliminates these drawbacks, reliably ignites even lean mixtures, has a high combustion speed, and reduces harmful exhaust components such as NOx, CO, and HC without reducing fuel efficiency or output. The purpose is to obtain an internal combustion engine.

この目的を遠戚するため、本考案は、前述の分割燃焼式
内燃機関において、分割される各燃焼室に圧縮比の差を
設けると共に、各室の境界付近に櫛歯状の乱流生成部材
を設けることにより、圧縮行程時に第1燃焼室内に流入
する混合気に細かいタービレンスを生じさせて着火性を
改善し、また膨張行程時において第1燃焼室から第2燃
焼室内へ噴出する火炎に細かいタービレンスを発生させ
て第2燃焼室の燃焼速度を上げるようにしたことを特徴
とするものである。
In order to achieve this objective distantly, the present invention provides a compression ratio difference between each divided combustion chamber in the above-mentioned split combustion internal combustion engine, and a comb-like turbulence generating member near the boundary of each chamber. By providing this, fine turbulence is created in the air-fuel mixture flowing into the first combustion chamber during the compression stroke, improving ignitability, and fine turbulence is created in the flame jetting out from the first combustion chamber into the second combustion chamber during the expansion stroke. It is characterized in that turbirence is generated to increase the combustion speed in the second combustion chamber.

以下、図面を参照して本考案の実施例を具体的に説明す
る。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図において、1はシリンダ、2はその頂部に接合された
シリンダヘッドであり、シリンダ1内には、ピストン3
が摺動自在に嵌挿されている。
In the figure, 1 is a cylinder, 2 is a cylinder head joined to the top of the cylinder, and inside the cylinder 1 is a piston 3.
is slidably inserted.

このピストン3の頂部には、一側に偏して突起状の副ピ
ストン部3aが設けてあり、またシリンダヘッド2内に
形成される燃焼室空間は、上記副ピストン部3aの嵌入
する第1燃焼室4と、この副ピストン部3aの嵌入によ
って第1燃焼室4から分離される第2燃焼室5とに分け
られている。
A protruding sub-piston part 3a is provided on the top of the piston 3, and the combustion chamber space formed in the cylinder head 2 is formed by a first sub-piston part 3a into which the sub-piston part 3a is fitted. It is divided into a combustion chamber 4 and a second combustion chamber 5 separated from the first combustion chamber 4 by fitting the auxiliary piston portion 3a therein.

上記第1燃焼室4および第2燃焼室5の画室は燃焼室容
積と圧縮断面積との比(圧縮比)が異なるように設定さ
れる。
The compartments of the first combustion chamber 4 and the second combustion chamber 5 are set to have different ratios (compression ratios) between the combustion chamber volume and the compression cross-sectional area.

この圧縮比の差は、第1燃焼室(第2燃焼室、あるいは
第1燃焼室)第2燃焼室のいずれにしてもよい。
This difference in compression ratio may be in either the first combustion chamber (or the second combustion chamber or the first combustion chamber) or the second combustion chamber.

そして、第1燃焼室4と第2燃焼室5の間には、画室の
境界付近に位置して櫛歯状の乱流生成部材6が設けられ
ている。
A comb-like turbulence generating member 6 is provided between the first combustion chamber 4 and the second combustion chamber 5, located near the boundary between the compartments.

この乱流生成部材6は、第1図および第2図に示す実施
例では、シリンダヘッド2の内壁面2aに下方に向い多
数突出して設けられているが、これは、第3図および第
4図に示すように副ピストン部3aの頂面外周部に立設
してもよく、あるいは第5図に示すように副ピストン部
3aの頂面隅部を切欠して複数の凹溝を櫛歯状に形成し
たものでもよいが、上記したように第1燃焼室への混合
気または第2燃焼室への火炎がこれら多数の櫛歯状の乱
流生成部材6に衝突して攪拌され、これに細かいタービ
レンスを生起することができるように形成する。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, a large number of turbulence generating members 6 are provided to protrude downward from the inner wall surface 2a of the cylinder head 2. As shown in the figure, it may be installed upright on the outer circumference of the top surface of the sub-piston part 3a, or as shown in FIG. However, as described above, the mixture flowing into the first combustion chamber or the flame flowing into the second combustion chamber collides with these many comb-shaped turbulence generating members 6 and is stirred. Formed in such a way that fine turbirence can occur.

また乱流生成部材6は、シリンダヘッド2あるいはピス
トン3と同種あるいは異種の材料で予め作っておいて、
鋳込みあるいは組付けてもよく、鋳造時に一体で形成す
るようにしてもよい。
Further, the turbulence generating member 6 is made in advance from the same kind of material as the cylinder head 2 or the piston 3, or from a different kind of material.
It may be cast or assembled, or it may be integrally formed during casting.

なお、図中7の点火プラグで、これは第1燃焼室4に設
けてあり、また第2燃焼室5には、吸気弁8および排気
弁9が設けられ、この吸気弁5は、吸入管10を介して
気化器11に連通されていて、気化器11から混合気が
シリンダ1内に吸入されるようになっており、また、排
気弁9には、排気管12が連設されている。
In addition, the spark plug 7 in the figure is provided in the first combustion chamber 4, and the second combustion chamber 5 is provided with an intake valve 8 and an exhaust valve 9, and this intake valve 5 is connected to the intake pipe. The exhaust valve 9 is connected to a carburetor 11 through the carburetor 10 so that the air-fuel mixture is sucked into the cylinder 1 from the carburetor 11, and an exhaust pipe 12 is connected to the exhaust valve 9. .

しかし、これら吸気弁8および排気弁9は、第1燃焼室
4に設けられてもよい。
However, these intake valves 8 and exhaust valves 9 may be provided in the first combustion chamber 4.

以上のように構成により、シリンダ1内に吸入される混
合気は、ピストン3の上昇により第1および第2の燃焼
室4,5内において圧縮される。
With the configuration described above, the air-fuel mixture taken into the cylinder 1 is compressed in the first and second combustion chambers 4 and 5 as the piston 3 rises.

この圧縮行程時、両燃焼室4,5は圧縮比に差が設けて
あり、たとえば、第1燃焼室4の圧縮比が第2燃焼室5
のそれよりも小さく設定されている場合、圧縮行程の終
期において、圧縮比の高い第2燃焼室5側から低い方の
第1燃焼室4への混合気は、画室の境界付近を通る過程
で櫛歯状の多数の乱流生成部材6に衝突し、攪拌されて
細かいタービレンスを生じ第1燃焼室へ流入するから、
第1燃焼室の混合気にも細かいタービレンスを生威し、
これと、該混合気の圧力が上昇することとが相俟って着
火性が一段と向上し、点火プラグ7の付勢により確実に
着火される。
During this compression stroke, there is a difference in compression ratio between the two combustion chambers 4 and 5. For example, the compression ratio of the first combustion chamber 4 is different from that of the second combustion chamber 5.
If it is set smaller than that of It collides with a large number of comb-shaped turbulence generating members 6, is agitated, creates fine turbulence, and flows into the first combustion chamber.
Creates fine turbulence in the air-fuel mixture in the first combustion chamber,
This, together with the increase in the pressure of the air-fuel mixture, further improves the ignitability, and the energization of the spark plug 7 ensures ignition.

また、膨張行程に入りピストン3の下降によって副ピス
トン部3aが第1燃焼室4より抜は出す時期(分割期間
の終期)に、第1燃焼室4内の火炎か゛第2燃焼室5に
向けて噴出し、その噴出火炎により第2燃焼室5内の混
合気にトーチ点火されるが、この過程において噴出され
る火炎は、乱流生成部材6に衝突し、ここで攪拌されて
細かいタービレンスを生起し噴射するから、第2燃焼室
5の混合気は、その燃焼速度が一段と向上して燃焼が迅
速に行われ、出力を最大限に発揮できる。
Also, when the sub-piston part 3a is pulled out of the first combustion chamber 4 by the descent of the piston 3 during the expansion stroke (at the end of the split period), the flame in the first combustion chamber 4 is directed toward the second combustion chamber 5. The ejected flame ignites the air-fuel mixture in the second combustion chamber 5, but in this process, the ejected flame collides with the turbulence generating member 6, where it is stirred and creates fine turbulence. Since the air-fuel mixture is generated and injected, the combustion speed of the air-fuel mixture in the second combustion chamber 5 is further improved, combustion occurs quickly, and output can be maximized.

かくて本考案によれば、前述した分割燃焼式内燃機関に
おいて、希薄混合気を用いた場合でも着火が確実で、第
2燃焼室の燃焼速度をより大きくすることか゛できるの
で゛、出力1氏下をきたさずに、NOxおよびCO,H
Cの排気有害成分をともに低減することのできる内燃機
関を提供することができる。
Thus, according to the present invention, in the split combustion internal combustion engine described above, ignition is reliable even when using a lean mixture, and the combustion speed in the second combustion chamber can be increased, so that the output is 1 °C. NOx and CO, H without
It is possible to provide an internal combustion engine that can reduce both the exhaust harmful components of C.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第2図は第
1図のA−A線に沿う横断面図、第3図は乱流生成部材
の形成の他例を示す縦断面図、第4図はそのピストンの
平面図、第5図はさらに乱流生成部材の形成の他例を示
すピストン頂部の縦断面図である。 1・・・・・・シリンダ、2・・・・・・シリンダヘッ
ド、3・・・・・・ピストン、3a・・・・・・副ピス
トン部、4・・・・・・第1燃焼室、5・・・・・・第
2燃焼室、6・・・・・・乱流生成部材、7・・・・・
・点火プラグ、8・・・・・・吸気弁、9・・・・・・
排気弁、1o・・回吸入管、11・・・・・・気化器、
12・・・・・・排気管。
Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a transverse sectional view taken along the line A-A in Fig. 1, and Fig. 3 is a longitudinal sectional view showing another example of the formation of the turbulence generating member. 4 is a plan view of the piston, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the top of the piston showing another example of the formation of the turbulence generating member. 1...Cylinder, 2...Cylinder head, 3...Piston, 3a...Sub-piston part, 4...First combustion chamber , 5... Second combustion chamber, 6... Turbulence generating member, 7...
・Spark plug, 8... Intake valve, 9...
Exhaust valve, 1o... suction pipe, 11... carburetor,
12...Exhaust pipe.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 内燃機関の燃焼室を、頂部に副ピストン部を突出させた
ピストンにより上死点前後の所定期間において複数室に
分割するようにし、その第1の燃焼室で着火して、膨張
行程におけるピストンの下降により第1の燃焼室が第2
の燃焼室と連通ずる直前又は直後に、第1の燃焼室から
の火炎により第2の燃焼室内の混合気がトーチ点火され
るようにした分割燃焼式内燃機関において、分割される
第1および第2の両燃焼室に圧縮比の差を設けると共に
、シリンダヘッドにおける両燃焼室の境界付近または上
記副ピストン部の頂部に、該境界付近を通る混合気また
は火炎に細かいタービレンスを生成する櫛歯状の乱流生
成部材を設けてなる分割燃焼式内燃機関の燃焼装置。
The combustion chamber of an internal combustion engine is divided into a plurality of chambers at a predetermined period before and after top dead center by a piston with an auxiliary piston part protruding from the top, and ignition occurs in the first combustion chamber, causing the piston to move during its expansion stroke. Due to the lowering, the first combustion chamber becomes the second combustion chamber.
In a split combustion internal combustion engine, the air-fuel mixture in the second combustion chamber is torch ignited by the flame from the first combustion chamber immediately before or after the first and second combustion chambers are communicated with the first and second combustion chambers. A comb-like shape is provided near the boundary between the two combustion chambers in the cylinder head or at the top of the auxiliary piston section to create a fine turbulence in the air-fuel mixture or flame passing near the boundary. A combustion device for a split combustion internal combustion engine, comprising a turbulence generating member.
JP1976169692U 1976-12-17 1976-12-17 Combustion device for split combustion internal combustion engine Expired JPS5924818Y2 (en)

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JPS5385405U JPS5385405U (en) 1978-07-14
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5114511A (en) * 1974-07-26 1976-02-05 Fuji Heavy Ind Ltd Nainenkikanno nenshosochi

Family Cites Families (1)

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JPS5252085Y2 (en) * 1974-07-15 1977-11-26

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JPS5385405U (en) 1978-07-14

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