JPS5939141Y2

JPS5939141Y2 - 内燃機関の燃焼装置

Info

Publication number: JPS5939141Y2
Application number: JP1976145197U
Authority: JP
Inventors: 健次望月
Original assignee: 富士重工業株式会社
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1984-10-31
Also published as: JPS5362504U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、シリンダ内またはシリンダヘッド内に形成さ
れるＰＪａ室を、ピストン頂部に偏心して突出した副ピ
ストン部と、それに対応してシリンダヘッドに形成され
る嵌合部とによって上死点前後の所定期間、第１燃焼室
と第２燃焼室とに分割し、第１燃焼室で着火した後、膨
張行程において第１燃焼室からの火焔伝播により第２燃
暁室内の混合気に対しトーチ点火させるようにした内燃
機関の燃焼装置に関するものである。

そして、上述のようなトーチ点火式エンジンとしては、
例えば本出願人が先に提案した実開昭５０−１２６８０
１号公報、米国特許第２６８８３２０号明細書に記載さ
れたものがあるが、前者では、副ピストン部あるいはこ
れが嵌入するシリンターヘッドの表金孔の周縁一部を切
欠きしているに過ぎないから、第１燃焼室と第２燃焼室
との連通が分割期間の初期および終期の一時的のものの
ため、圧縮行程時に第１燃焼室の混合気に対するタービ
ュレンス効果の付与、および膨張行程時に第１燃焼室か
ら第２燃焼室への火焔噴出効果を高めることなどが不充
分であるという欠点があった。

もつとも後者は、第１燃焼室と第２燃焼室との連通が、
分割期間を通じて行われるようにして上記欠点を解消す
るようになってｑいるが、副ピストン部および第１燃焼
室は、その断面形状が非円形でその構造が複雑であるた
めその製作が厄介であり、しかも、これらの間の上記の
連通をするための間隙は、副ピストン部の両側に相当す
るところに形成されているため、圧縮行程時には第２燃
焼室の混合気は第１燃焼室の中央部の広い部分には直接
的には噴出することがなく、また膨張行程時に（ｄ１第
１燃焼室の火焔が第２燃焼室の中央部の広い部分には直
接的には吹き出すようなことがなく、従って、第１燃焼
室におけるタービュレ／ス効果および第１燃焼室から第
２燃焼室への火焔の延びが共に十分でなく、従って、第
１燃焼室での混合気の燃焼が急速に行われず、また第２
燃焼室の混合気の燃焼速度が十分でないという恐れがあ
った。

本願考案は、上記の欠点および恐れに鑑みてなされたも
ので、副ピストン部、第１燃焼室、ひいてはこれらの間
に形成される間隙の構造を簡単化すると共に、その製作
誤差によるエンジンまたはシリンダの性能を不均一にな
らないようにし、しかも、圧縮行程時におけるタービュ
レンス効果および膨張行程時における火焔噴出効果を、
十分に高め得るように改良されたもので、副ピストン部
は、円筒状に形成すると共に、これと断面が円形の第１
燃焼室周壁との間に、第２燃焼室の側が大きくその両側
が小さく離間する間隙を形成することにより、第２燃焼
室から第１燃焼室内の混合気に対してのタービュレンス
効果をより良くすると共に、第１燃焼室から第２燃焼室
の広い部分にはより強力な火焔が吹出すようにして第２
燃焼室内の燃焼を早めると共に、シリンダ内壁によるク
エンチング現象を防止してＨＣの排出を低減することな
どを目的とするものである。

以下図面を参照してこの考案の一実施例を具体的に説明
する。

第１図において符号１１はシリンダで、これの頂部には
シリンダヘッド２が連設してあり、シリンダ１内に：ｄ
ピストン３が嵌挿しである。

第２図にも示すようにピストン３には、主ピストン頂部
３ｂに円筒形の副ピストン部３ａが偏心して突出されて
おり、特に円筒状の副ピストン部３ａは、その外周の一
部が、主ピストン頂部３ｂの外周−側部にほぼ内接する
よう突出されている。

そしてシリンダヘッド２およびシリンダ１内の燃焼空間
は、前記副ピストン部３ａを嵌入する断面が円形の第１
燃焼室４と、この副ピストン部３ａの嵌入によって形成
される第２燃暁室５とに分けられ、第１・於暁室４の中
心０１に対して副ピストン部３ａばその中心０２が所定
距離δだけ偏心していて、副ピストン部３ａと第１燃焼
室周壁４ａとの間に、第２燃焼室５の側が大きく離間す
る間隙ｇを形成しである。

そして、前記第１燃焼室４内の上記中心０１，０２を結
ぶ線上の外側には点火プラグ６が設けてあり、第２燃焼
室５には吸入管７に連通ずる吸入弁８、および排気管（
図示せず）に連通ずる排気弁９がそれぞれ臨んでいる。

そして、第１燃焼室４の圧縮比は、第２燃焼室５の圧縮
比より小さく設定されている。

また吸入管Ｉを介して気化器（図示せず）から吸入され
る混合気″ｄ１その空燃比が理論空燃比より大きく、例
えばＡ、／Ｆ＝１６〜１８程度の希薄混合気に設
定されている。

以上のように構成した内燃機関では、ピストン３の上昇
により混合気の圧縮が行なわれる時、燃焼室は副ピスト
ン部３ａで第１燃焼室４と第２燃焼室５とに分割される
。

そして上死点近くでは、第１燃焼室４の圧縮比より第２
燃焼室５の圧縮比が大きくなる。

この圧縮行程において、副ピストン部３ａと第１燃焼室
周壁４ａとの間には第２燃焼室５の側が大きく離間する
間隙ｇが、換言すれば中央部で幅広でその両側に行くに
従い次第に幅狭になる間隙ｇが形成されていることで、
この間隙ｇを介して第２燃焼室５内の混合気の一部が第
１燃焼室４を囲むようにし、しかも、該燃焼室の広い部
分に対しては上記中央部の幅広の部分から混合気がより
多量に噴出し、この中の混合気に良好なタービュレンス
効果を与える。

そして、この時点で点火プラグ６が付勢されるので、混
合気は急速な燃焼を達成できる。

第１燃焼室４での混合気燃焼で、ピストン３が下降し、
副ピストン部３ａが第１燃焼室４から抜は出す過程で、
第１燃焼室４からの火焔は、間隙ｇの上記中央部の幅広
の部分からは第２燃焼室５の中央部の広い部分に対して
より延びるように吹き出すので、トーチ点火方式により
第２燃焼室５の混合気の着火燃焼は、急速度に行われる
。

以上の述べるような分割燃焼方式を採用することにより
、通常の内燃機関より燃焼最高温度を低くすることがで
きるため、ＮＯｘの発生量を相対的に低減させることが
できる。

また燃焼後期では上記のような第１燃焼室４からの火焔
の延びによる第２燃焼室内の混合気のトーチ点火による
燃焼のため燃焼速度が早く、シかも、円滑で安定した燃
焼を維持することができる。

そして希薄混合気のため、ＣＯおよびＨＣの発生量も低
減させ得る。

とくにこの考案においては、副ピストン部３ａ。

第１燃焼室４′ｄ１それぞれ円筒状および断面が円形で
あるうえ、これらの間の間隙は、副ピストン部３ａの中
心を、第１燃焼室４の中心に対し第２燃焼室５と反対側
に単に偏心させることにより形或されるから、これらは
容易かつ精度がよく形成されるうえ、第１燃焼室４の火
焔が副ピストン部３ａの周囲の上記したような形状の間
隙ｇを通って第２燃焼室５に噴出する際に、副ピストン
部３ａと第１燃焼室周壁４ａとの隙間ｇの大きい部分か
らは、第２燃焼室５の中央部の広い部分に対してより強
大な火焔が吹出し、小さい部分からは、第２燃焼室の左
右側の狭い部分に対しそれに相応した強さの火焔が吹出
すため第２燃゛暁室５内の混合気をよく乱し、その燃焼
速度を一層大きくすると共に、火焔の延びが上記のよう
になるため、これが第２燃焼室５０周壁に当り、従って
、該周壁が冷却されてクエンチングゾーンが形成される
ことがないので、ＨＣの排出量を低減させることができ
、かつ、点火プラグ６が第１燃焼室４内の副ピストン部
８の偏心側外側すなわち上記間隙ｇの中央部の幅広の部
分に対向する外側に設けられていることにより、第１燃
焼室４内の混合気の点火がよりよく促進できる。

以上に説明したように本考案による燃焼装置は分割燃焼
方式により燃焼速度が制御できるので、ＣＯおよびＨＣ
の増加や燃費を低下させずに分割燃焼方式の利点である
定圧燃焼に近づけてＮＯｘの発生を抑えることができる
ものでありながら、とくに副ピストン部、第１燃焼室、
副ピストン部と第１燃焼室周壁との間に形成され中央部
が幅広でその両側か幅狭の間隙が簡単にかつ精度よくを
形成されこの間隙を介して、圧縮行程時に上記間隙を通
して第１燃焼室内の混合気に良好なタービュレンス効果
が与えられるから希薄混合気でも着火性がよく、また膨
張行程時に、第１燃焼室から第２燃焼室への火焔噴出効
果が犬きぐ第２燃焼室での燃焼を完全燃焼化して出力、
燃焼の低下を避けることができると共にＨＣの排出を低
減させることができる。

さらにそれに加え、製作誤差などにより、副ピストン部
と第１燃焼室との中心位置がずれた場合でも、予めこれ
らの間隙を第２燃焼室側を大きく不均一にしであるので
、エンジンまたはシリンダの性能のバラツキを小さくす
ることができる、などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断側面図、第２図は
燃焼室の底面説耐図である。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、３ｂ・・・主ピス
トン頂部、４・・・第１燃焼室、４ａ・・・第１燃焼室
周壁、５・・・第２燃焼室、６・・・点火プラグ、Ｉ・
・・吸入管、８・・・吸入弁、９・・・排気弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

シリンダ内またはシリンダヘッド内に形成される燃焼室
を、ピストン頂部に偏心して突出した副ピストン部と、
それに対応してシリンダヘッドに形成される嵌合部とに
よって、上死点前後の所定期間、第１燃焼室と第２燃焼
室とに分割し、第１燃焼室で着火した後、膨張行程にお
いて第■燃焼室からの火炎伝播により第２燃焼室内の混
合気に対しトーチ点火させるようにしたものにおいて、
前記副ピストン部を円筒状に形成すると共に、その外周
一部が主ピストン頂部の外周−側部にほぼ内接するよう
突出させ、かつ副ピストン部は、その中心がこれの嵌入
する断面が円形の第１燃焼室の中心に対し、第２燃焼室
と反対の側へ所定距離偏心していて、副ピストン部と第
１燃焼室周壁との間に、第２燃焼室の側が大きく離間す
る間隙を形成し、かつ、第１燃焼室内の上記副ピストン
部の偏心側外側に点火プラグを設けてなることを特徴と
する内燃機関の燃焼装置。