JPS6043120A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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Publication number
JPS6043120A
JPS6043120A JP59154165A JP15416584A JPS6043120A JP S6043120 A JPS6043120 A JP S6043120A JP 59154165 A JP59154165 A JP 59154165A JP 15416584 A JP15416584 A JP 15416584A JP S6043120 A JPS6043120 A JP S6043120A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
fuel
engine according
ignition
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Application number
JP59154165A
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Japanese (ja)
Inventor
ジヤツク・エドウアール・ラミイ
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Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPS6043120A publication Critical patent/JPS6043120A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/02Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with positive ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • 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)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関、特に自動車用のピストン機関に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to internal combustion engines, particularly piston engines for automobiles.

ピストン機関の現在の技術は、熱力学的サイクルによっ
て、より詳細には点火と燃料燃焼の方式によって、一つ
のグループの装置に分類されている。
The current technology of piston engines is classified into a group of devices by their thermodynamic cycle, and more particularly by the mode of ignition and fuel combustion.

いわゆる「内燃機関」とか「制御点火機関」と呼ばれる
グループにおいて、それらが気化器によるものであろう
が、噴射式によるものであろうが、いずれにせよ、空・
気と燃料の混合気が燃焼開始時に先在しており、燃焼は
正確に決められた機関サイクルにおける所定の瞬間にプ
ラグのコミ極間に発生゛される火花により始められるの
が常であり、またこれは変えることができる(早め点火
)。
In the so-called "internal combustion engines" and "controlled ignition engines", whether they are carburetor-based or injection-based, they are
A mixture of air and fuel is present at the start of combustion, and combustion is usually initiated by a spark produced between the commodes of the plug at a predetermined moment in a precisely determined engine cycle; Also this can be changed (pre-ignition).

通常の専門用語において、この先に混合気を入れ電気で
点火する機関は、定積燃焼の下で作動する機関であると
認められる。。この機関が噴射式である場合に、燃料は
シリンダの吸気行程中に噴射される。この噴射は、各シ
リンダの吸気管内で行われ、また、時として、吸入行程
中にシリンダ内で行われる(特に、航空機用機関におい
て)。
In normal terminology, an engine in which the air-fuel mixture is first charged and ignited electrically is considered to be an engine that operates under constant-volume combustion. . If the engine is of the injection type, fuel is injected during the intake stroke of the cylinder. This injection takes place in the intake pipe of each cylinder, and sometimes in the cylinder during the intake stroke (particularly in aircraft engines).

発明者ルドルフ・ディーゼルの名を取った第一のグルー
プの機関においては、 GAS O工りとして知られる
重油から成る使用燃料は、空気と気化燃料とを前以って
混合するほど揮発性を有していない。
In the first group of engines, named after the inventor Rudolf Diesel, the fuel used, consisting of heavy oil known as GASO, is so volatile that air and vaporized fuel are premixed. I haven't.

燃料は空気圧縮行程の終了の頃にシリンダ内に噴射され
、この空気は高い圧縮比により高温になっているので、
燃料が発火し、すなわち燃料がシリンダに導かれると同
時に燃焼する。この現象が完全に調節されるならば、ピ
ストンが膨張行程中に後退している間、燃焼は続き、圧
力は燃焼中、一定に保たれる。・この型は非常に理論的
である。何故ならば、死点の方へのピストンの変位が最
大行程に近いので、ピストンの後退動作は膨張行程の最
初の部分においてや\遅いからである。しばしば、や\
遅れて始まる燃焼は(この時に早め点火が必要とされる
)、実際に燃焼による圧力の増加を引き起こす。従って
、実際のサイクルは合成された形態で示され、その理論
上の図式は、最初、定容で、後に定圧となる。
Fuel is injected into the cylinder near the end of the air compression stroke, and this air is at a high temperature due to the high compression ratio.
The fuel ignites, ie, burns as soon as it is introduced into the cylinder. If this phenomenon is perfectly regulated, combustion will continue while the piston is retracting during the expansion stroke and the pressure will remain constant during combustion.・This type is very theoretical. This is because the displacement of the piston towards dead center is close to the maximum stroke, so the retraction movement of the piston is rather slow in the first part of the expansion stroke. Often, ya\
Combustion that begins late (when early ignition is required) actually causes an increase in pressure due to combustion. Therefore, the actual cycle is shown in composite form, the theoretical scheme of which is initially constant volume and later constant pressure.

圧縮空気が噴射燃料を点火させるためには、空気の温度
、すなわち容積圧縮比は非常に高くなければならない〇 自動車用の高速ディーゼル機関において、圧縮比は約j
コ乃至コ弘である。
In order for the compressed air to ignite the injected fuel, the temperature of the air, that is, the volumetric compression ratio, must be very high. In high-speed diesel engines for automobiles, the compression ratio is approximately
Ko to Kohiro.

しかし、複雑な計算をせずに、ガス・タービンの定圧燃
焼サイクルから類推すると、効率に関して最も有効な圧
縮比は約744乃至/6であることが理解されるであろ
う。
However, without complicated calculations, by analogy with the constant pressure combustion cycle of a gas turbine, it will be appreciated that the most effective compression ratio in terms of efficiency is approximately 744/6.

しかし、冷寒時始動の難しさにょ゛す(ヒート・プラグ
によって実際には助けられているが)、この様な最適な
容積圧縮比は、圧縮による空気温度の上昇を許す高圧縮
比に取って代わられる。
However, due to the difficulty of cold-weather starting (which is actually helped by the heat plug), such an optimal volumetric compression ratio may be compromised by a high compression ratio that allows the air temperature to rise due to compression. be replaced.

制御点火(或は燃焼)機関に関する限り、容積圧縮比は
異常爆発のスプリアス現象(「ノッキングjとも言われ
る)によって制限されることが知られている。この現象
は、局部的な熱的および模様的作動により破壊を起こす
傾向がある。
As far as controlled ignition (or combustion) engines are concerned, it is known that the volume compression ratio is limited by the spurious phenomenon of abnormal detonation (also referred to as "knocking j"). tend to cause destruction due to mechanical action.

この型の機関においては、目下のところ、容積圧縮比は
9.5を越えない。
In engines of this type, the volumetric compression ratio currently does not exceed 9.5.

早め点火、空気と燃料の混合気の多さ、高度、シリンダ
に入ってきた際の混合気の圧力、そして燃料の構成要素
等の多くのパラメータがノッキングに影響を及ぼす。こ
れらパラメータは、点火時における混合気の物理的およ
び化学“的構成に影響を与えるものである。
Many parameters affect knocking, including pre-ignition, richness of the air/fuel mixture, altitude, pressure of the mixture as it enters the cylinder, and fuel composition. These parameters influence the physical and chemical composition of the mixture during ignition.

燃料の化学的構成要素は大変重要であり、製油は、自然
の混合物の一部の化学的構成を変える特別な操作に原油
をさらすことにより、炭火水素混合物を製造する。
The chemical components of fuels are very important, and oil refining produces hydrocarbon mixtures by subjecting crude oil to special operations that change the chemical composition of some of the natural mixtures.

最終的に、この炭火水素混合物が加工される。Finally, this hydrocarbon mixture is processed.

と、混和可−能な液体状の鉛や四エチル鉛等のアンチノ
ック触媒が付加されている。
and a miscible anti-knock catalyst such as liquid lead or tetraethyl lead.

この内燃機関用燃料のアンチノック特性は、む2くつか
の変址、すなわち燃料のいろいろなオクタン価による値
によって決められる。
The anti-knock properties of fuels for internal combustion engines are determined by several variables, ie, by various octane numbers of the fuel.

自動車用機関において過給することが広く行きわたるよ
うになる傾向があるという事実は、上述の一般的性質に
全く影響を与えない。
The fact that supercharging in motor vehicle engines tends to become widespread does not in any way affect the general characteristics mentioned above.

更に、航空機用のピストン機関は過給されるのが常であ
り、これは、第一次世界大戦中のそれら機関の大獄使用
と、製油工業が「オクタン・レース」に巻き込まれた重
量に対するパワーの高比率の追求のためである。
Additionally, piston engines for aircraft are typically supercharged, a result of their heavy use during World War I and the power-to-weight ratio that led the oil refinery industry to engage in an "octane race." This is because of the pursuit of a high ratio of

この発明の目的は、特別に組成された液体燃料と内燃機
関とを組み合わせることにあり、内燃機関の容積圧縮比
、タイミングおよび点火が、いくつかの好結果と利点を
得るために、この燃料に適合される。
The purpose of this invention is to combine a specially formulated liquid fuel with an internal combustion engine, so that the volumetric compression ratio, timing and ignition of the internal combustion engine can be adjusted to this fuel in order to obtain several favorable results and advantages. Adapted.

この燃料は、揮発性の成分または留出成分、および揮発
されにくい成分または留出成分から成っていることを特
徴とする。
This fuel is characterized in that it consists of a volatile or distillate component and a less volatile component or distillate component.

内燃機関と制御された電気式の点火機関において一般に
用いられる燃料は、ガソリンとして一般に知られ、この
明細書中で言うところの相当な揮発性を有している。こ
のガソリンは、大気温度で容易に気化し、従って自然蒸
発により空気と共に、電、気火花により点火され得る混
合気を形成するのに適している。エチルアルコール若し
くはメチルアルコール、ベンゼンおよびすでに用いられ
ており、または蒸発によって空気に混入するよう提案さ
れている他の構成要素は、一般的に揮発性である。
The fuel commonly used in internal combustion engines and controlled electric ignition engines, commonly known as gasoline, has considerable volatility as referred to herein. This gasoline readily vaporizes at ambient temperature and is therefore suitable for forming, by natural evaporation, with air a mixture that can be ignited by an electrical or electrical spark. Ethyl or methyl alcohol, benzene and other components already used or proposed to enter the air by evaporation are generally volatile.

しかし、石油の分留の終わりに得られ、且・つ少なくと
もココの高容積圧縮比で働き上述の如く噴射された燃料
の自己点火で働く様なディーゼル機関に供給されるGA
S O工!Iの名の下で使われている油は、この明細書
で言うところの揮発しにくいものである。揮発しにくい
油もまた、他の鉱物原料や、種油の様な植物原料から作
られ得る。
However, the GA obtained at the end of the fractionation of petroleum and supplied to diesel engines such as those working at least here at a high volumetric compression ratio and working with the self-ignition of the injected fuel as described above
SO engineer! The oils used under the name I are those of low volatility in the sense of this specification. Less volatile oils can also be made from other mineral sources or vegetable sources such as seed oils.

揮発性の留出成分才たは成分と容易に揮発しない留分ま
たは成分とから成る混合燃料は、本出願人のフランス国
特許第7り/20. q−2J号明細書に述べられる様
に石油の直接分留により得られるもので、これは、分留
の初期に得られる普通のガソリンと同様な軽い要素と、
分留の終わりに得られるGAS O工りと同様な要素と
から成っている。
A mixed fuel consisting of a volatile distillate component or components and a fraction or component that does not readily volatilize is disclosed in the applicant's French Patent No. 7/20. It is obtained by direct fractionation of petroleum as described in the specification of Q-2J, and it contains light elements similar to ordinary gasoline obtained at the beginning of fractionation, and
It consists of similar elements to the GASO process obtained at the end of fractionation.

この混合燃料は、 GAS oxLと、自動車用ガソリ
ン、すなわち鉛を含有する或はまだ鉛を含有していない
レギュラー・ガソリン、または高価ガソリン、または自
動車の所有者がそのタンクを満たす際に、ガソリン・ス
タンドのポンプを用いて簡単に作ることのできるガソリ
ンの混合物とを混ぜ合わせることによっても得られる。
This fuel mixture consists of GAS oxL and motor gasoline, that is, regular gasoline that contains lead or is not yet leaded, or expensive gasoline, or gasoline that the car owner uses when filling his tank. It can also be obtained by mixing it with a gasoline mixture, which can easily be made using a pump at a station.

この混合物は、容量をはゾ等しくすることにより作られ
る。
This mixture is made by equalizing the volumes.

この混合燃料を用いて運転するのに適する機関は、炭素
化合物が混入さオ丁てぃない空気(この空気は予め圧縮
されているものと、そうでないものとがある)が供給さ
れるシリンダを有しており、燃料をシリンダの中に圧縮
行程の終了の頃に噴射する装置から成っている。この装
置は、容積圧縮比が約13乃至/7で、噴射された空気
と燃料の混合気の点火が、火花またgi高熱放′成によ
り行われることを特徴としてむ)る。
Engines suitable for operation with this fuel mixture have cylinders supplied with clean air (which may or may not be precompressed) that is not contaminated with carbon compounds. It consists of a device that injects fuel into the cylinder at the end of the compression stroke. This device has a volumetric compression ratio of about 13 to 7/7 and is characterized in that the ignition of the injected air/fuel mixture takes place by means of a spark or gi-high heat release.

ディーゼル機関における従来の装置を用む)るのに都合
のよい気候において、点火を達成する実現性は除外され
ておらず、実際に、第1の技術面において提案技術を送
り出すのを助けるであろう。
The feasibility of achieving ignition in a climate favorable to the use of conventional equipment in diesel engines is not excluded and, in fact, the possibility of achieving ignition in a climate favorable to the use of conventional equipment in diesel engines is not excluded, and indeed it is possible to Dew.

この機関の色々な特徴が以下5こ示されるであろう。The various features of this institution will be shown below.

燃料は、圧縮時の上死点への動作中に燃焼室の自由空間
に噴射される。この動作は従来の装置によって適宜に調
節される。
Fuel is injected into the free space of the combustion chamber during movement to top dead center during compression. This operation is adjusted accordingly by conventional equipment.

従って、圧縮行程、またはシリンダの館縮があとに続く
過給機によって、すでに圧縮された空気の中に、燃料が
噴射される。
Fuel is thus injected into the already compressed air by the supercharger followed by a compression stroke or cylinder contraction.

この噴射は、同じ範噴のディーゼル機関ことおける散布
器と従来のポンプから成る装置ヲこより得られる。噴射
は機関のシリンダ内に直接性われることが好適であるが
、特に寸法的に直接噴射が困難である場合に、予備室に
噴射することもできる。
This injection is obtained from a device consisting of a sparger and a conventional pump in a diesel engine of the same range of injection. Preferably, the injection is directed directly into the cylinder of the engine, but it is also possible to inject into the pre-chamber, especially if the dimensions make direct injection difficult.

噴射された液体の一部は、粒滴の軌道に沿って気化して
いる間に、ピストンまたはシリンダ・ヘッドに設けられ
た適宜な突起物や溝により、或はシリンダ・ヘッドかプ
ラグに取付けられた部品により、偏向される。こうして
、内燃機関や航空機用のターボジェット機関の場合にお
いては、偏向された留出成分がゆっくり落下し、プラグ
の電極や一般の点火要素により点火される。
While a part of the injected liquid is vaporizing along the trajectory of the droplets, a portion of the injected liquid is attached to the piston or cylinder head by appropriate protrusions or grooves provided in the piston or cylinder head, or by being attached to the cylinder head or plug. It is deflected by the attached parts. Thus, in the case of internal combustion engines and aircraft turbojet engines, the deflected distillate components fall slowly and are ignited by the electrodes of the plug or the conventional ignition element.

この比較的高い容積圧縮比は、前述した異常爆発現象の
ために、普通の内燃機関に適用され得ないものであるこ
とは、注目される。
It is noted that this relatively high volumetric compression ratio cannot be applied to ordinary internal combustion engines due to the abnormal explosion phenomenon mentioned above.

しかし、この圧縮比はディーゼル機関のそれよりも低く
、従って効率のためにはより有効である。
However, this compression ratio is lower than that of a diesel engine and therefore more effective for efficiency.

従来のスパーク・プラグと普通の内燃機関の点火装置が
点火に用いられる。
A conventional spark plug and a conventional internal combustion engine ignition system are used for ignition.

火花の放出は、燃焼の先導として働くように長く延ばさ
れてもよい。。
The spark release may be prolonged to serve as a combustion lead. .

この様に、燃料噴射開始と同時に、第1の火花が放出さ
れ、全噴射行程中、すなわち全圧縮工程中に、第1の火
花に続いて火花が放出される。
Thus, a first spark is emitted at the beginning of fuel injection, and a spark is emitted following the first spark during the entire injection stroke, ie during the entire compression stroke.

ターボジェット(4関に用いられるものと同様な点火装
置は、更に大きい二色ルギを供給することができる。こ
の点火装置により、移動旗本を点火させるこ吉もできる
。この点火装置は、全時間中の調整の正確さが最重要と
されないならば、簡略化できる。
A turbojet (igniter similar to that used in the 4-seki) can supply a larger Nishiki Lugi. This ignitor also allows for the ignition of mobile hatamoto. This can be simplified if the accuracy of the adjustments during the process is not of paramount importance.

火花の放出は、噴射の前、特に冷寒時始動のために行う
ことができる。
Spark emission can be performed before injection, especially for cold starts.

成る運転範囲のため、圧力を急速に増加させるために、
噴射に対して火花の放出を遅らせることもできる。
Due to the operating range consisting of, in order to increase the pressure rapidly,
It is also possible to delay the release of the spark relative to the injection.

機関が熱く、環境空気が平温である場合に、シリンダの
デッドスペースに噴射されると同時に、燃料が自然に点
火されることができる。この際、運転はディーゼル型で
あり、もし必要ならば、電気スパーク・プラグは、燃焼
開始を調節するためにのみ働く。
When the engine is hot and the ambient air is at a normal temperature, the fuel can be spontaneously ignited while being injected into the dead space of the cylinder. In this case, operation is of the diesel type, and the electric spark plug serves only to regulate the start of combustion, if necessary.

これは、機関の冷寒時始動後の、最も一般的な運転の型
である。
This is the most common type of operation after a cold start of the engine.

非常に冷たい気候の場合に、燃料が自己点火できないな
らば、電気点火は更に正確にされる。
In very cold climates, if the fuel cannot self-ignite, electric ignition is made more accurate.

噴射された燃料の軽い成分は、その急速な気化のために
、冷寒時運転(始動、冷たい環境)において、火花点火
を可能にする。
The light component of the injected fuel allows spark ignition in cold operation (starting, cold environment) due to its rapid vaporization.

GAS OILの様な燃料の重い成分は、噴射流が燃焼
室の雰囲気に浸透して、重い成分を乱流状態にある周囲
媒体中の有効な酸素に到達させることを、確実にしてい
る。ピストンの溝や、ピストンの一般形状と結合された
突起は、この燃焼の過程を完全に行われるようにする。
The heavy components of the fuel, such as GAS OIL, ensure that the jet stream penetrates the atmosphere of the combustion chamber and allows the heavy components to reach the available oxygen in the surrounding medium in turbulent conditions. The grooves in the piston and the projections combined with the general shape of the piston allow this combustion process to take place completely.

軽い成分が、四エチル鉛を含むか含まないか、またはア
ルコールの様なところでカットした石油分留の結果であ
る場合に、オクタン価とセタン価との間の逆相関関係に
よってめられた様な比較的高いオクタン価を、軽い成分
が有しているということを、除外することはできない。
Comparisons such as those made possible by the inverse relationship between octane number and cetane number where the light component is the result of petroleum fractionation cut in place, such as with or without tetraethyl lead, or with alcohol. It cannot be excluded that lighter components have a higher octane number.

点火の物理的遅れは、燃料の軽い成分が気化する傾向が
あるので、非常に小さく、点火の化学的遅れの増加を補
うことができる。
The physical delay in ignition is very small as the lighter components of the fuel tend to vaporize and can compensate for the increased chemical delay in ignition.

従来の内燃機関と比較して、新しい結合は以下の利点を
提供する。
Compared to conventional internal combustion engines, the new combination offers the following advantages:

a、圧縮比、が9を越えることのない従来の機関より、
高い圧縮比で、熱的および機械的低下無しに運転でき、
従って熱効率(fi一定の消費率)を向上し、容積出力
(klAl/f)を大きくすることができる。
Compared to conventional engines where a, compression ratio, does not exceed 9,
Can operate at high compression ratios without thermal and mechanical degradation,
Therefore, it is possible to improve thermal efficiency (consumption rate with fi constant) and increase volumetric output (klAl/f).

b、不十分な混合気を燃焼させることができ、これによ
って、更に実際の運転の比較に対して消費率を向上さ(
る。
b. Insufficient air-fuel mixture can be combusted, which further improves the consumption rate compared to actual driving (
Ru.

C0従来のスロットル・ガス・バルブが除去さレルノで
、空気のバルブ調整のための最初)it損失が起きるこ
となく、全ての速度で運転できる。
The C0 traditional throttle gas valve has been removed in Lerno, allowing it to operate at all speeds without any loss of air valve regulation (first).

d、高膨張比による排熱の減少によって、排ガスにより
動かされるタービンの性能が向上する0 e、オクタン価を重要視しない高価でない燃料を使うこ
とができる。
d. The reduction in waste heat due to the high expansion ratio improves the performance of exhaust gas powered turbines. e. Less expensive fuels can be used with less emphasis on octane.

f、長時間の使用における鉛汚染が除去される0デイ一
ゼル機関と比較して、この発明の結合は次の成果を提供
する。
f. Compared with zero diesel engines, lead pollution in long-term use is eliminated, the combination of this invention provides the following results:

a、従来の機関における圧縮比よりも明らかに低い圧縮
比で運転でき、従って性能が向上する。
a. It can be operated at a significantly lower compression ratio than in conventional engines, thus improving performance.

b、予備室を用いないで、直接噴射の適用が非常に容易
になり、従って熱損失が減少する。
b. Without the use of a prechamber, the application of direct injection becomes much easier, thus reducing heat losses.

C,スターター・モータの必要出力を縮小できる〇 一般的に言えば、この発明の結果として、安い燃料を用
いることができ、例えば国内農産物から作られた非石油
製品を使うことさえできる。
C. The required power of the starter motor can be reduced. Generally speaking, as a result of this invention, cheaper fuels can be used, and even non-petroleum products made from domestic agricultural products can be used, for example.

これら非石油製品は、ガソリンと混ぜるよりも、更に簡
単に()ASO工りと混ぜることができる。
These non-petroleum products can be mixed with ASO more easily than with gasoline.

点火火花の存在と高圧縮比は、これら製品の燃焼に有効
な要素である。
The presence of an ignition spark and a high compression ratio are effective factors in the combustion of these products.

また、この発明は、燃焼混合気の点火を改善するために
、上述の機関を改良することに1ある。
The invention also consists in improving the above-mentioned engine in order to improve the ignition of the combustion mixture.

周知の如く、自動車のディーゼル機関を始動させるため
、機関を始動させるために十分な時間、電源に連結され
、後に電気の過)度の消費を避けるよう切られる電気抵
抗により熱せられるスパーク・プラグが、シリンダに設
けられている。
As is well known, in order to start a diesel engine in a car, a spark plug is heated by an electrical resistor, which is connected to a power source for a sufficient period of time to start the engine, and is later turned off to avoid excessive consumption of electricity. , provided in the cylinder.

この種の部材は、この発明の主部である機関に用いられ
得る。比較的低い圧縮比で運転されるこの種の機関にお
いて、抵抗は、毛温度の上昇と共に抵抗値が増加するニ
ッケルの様な材料から作られることにより、永久的に連
結される。
This type of member can be used in the engine that is the main part of this invention. In engines of this type operating at relatively low compression ratios, the resistors are permanently coupled by being made of a material such as nickel whose resistance increases with increasing hair temperature.

こうして、高温状態において、抵抗は、低温状態よりも
電流の消費量が相当に少ない。
Thus, in hot conditions, the resistor consumes significantly less current than in cold conditions.

スパーク・プラグは、その熱せられる頭部が機関の冷却
装置から隔離されるように、設計されている。その形状
と位置は、その平均温度を上昇させるよう設計されてお
り、これら全ては、熱用電流消費量を減らすために組合
わされる状態である。
Spark plugs are designed so that their heated heads are isolated from the engine's cooling system. Its shape and location are designed to increase its average temperature, all of which combine to reduce heating current consumption.

スパーク・プラグの熱せられる頭部は、このスパーク・
プラグに組み込まれた、或は固定されたフィレットによ
り、吸込み空気流が原因となる冷却から守られることも
できる。
The heated head of the spark plug
A fillet integrated or fixed in the plug can also protect it from cooling caused by the suction airflow.

シリンダにおけるスパーク、・プラグの位置は、吸込み
口よりも熱い吐出し口の近くになるよう選ばれる。
The location of the spark plug in the cylinder is chosen to be closer to the hot outlet than the suction.

液体燃料の噴射器の位置は、その噴射器がスパーク・プ
ラグ1こ向かって燃料を放出するように選ばれ、シリン
ダ内に偏向突起を設けることにより、この運転を助長す
ることが可能となる。
The position of the liquid fuel injector is chosen such that it emits fuel towards the spark plug 1, and the provision of deflection projections in the cylinder makes it possible to facilitate this operation.

当該噴射器が、例えば、シリンダ・ヘッドから直接的に
燃料を放出するならば、スパーク・プラグは噴射器を囲
むリングの形を取ることができる。このリングは、例え
ば導電性セラミック耐火性材料、或はターボ機関に一般
に用いられる従来の合金、ま、たは焼結タングステン製
品から作られることができる。
If the injector emits fuel directly from the cylinder head, for example, the spark plug may take the form of a ring surrounding the injector. The ring can be made of, for example, a conductive ceramic refractory material, or a conventional alloy commonly used in turbo engines, or a sintered tungsten product.

吐出し弁の頭部または吐出し口から分離しているシリン
ダ部は、耐火材料から作られた球または針の様な突起か
ら成る熱源を、そこに形成するよう配置させることもで
きる。
The head of the discharge valve or the cylinder part which is separate from the discharge opening may also be arranged to form a heat source therein consisting of a ball or needle-like protrusion made of refractory material.

熱源の高温面が十分な温度に達し、機関の始動後に、ス
パーク・プラグの加熱電流が切られるようにして、この
高温面に上述に従ったスパーク・プラグは、結合される
ことが可能である。
A spark plug according to the above can be coupled to the hot surface of the heat source in such a way that the hot surface of the heat source reaches a sufficient temperature and, after starting the engine, the heating current of the spark plug is switched off. .

高セタン価の燃料の場合に特に、燃焼開始は、シリンダ
内の圧縮により予め加熱された空気中の酸素により、燃
料の分子を幾分、予め酸化しておく。
Particularly in the case of high cetane fuels, the start of combustion involves some pre-oxidation of the fuel molecules by the oxygen in the air, which is pre-heated by compression in the cylinder.

燃料がディーゼル機関の燃焼室に噴射されると、予酸化
に対する反応の不足や衝撃現象がむだ時間を作る。
When fuel is injected into the combustion chamber of a diesel engine, the lack of reaction to preoxidation and shock phenomena create dead time.

他方、内燃機関において、空気と燃料は予酸化する温度
で長時間互いに接しており、これにより同様に異常爆発
を起こす。
On the other hand, in internal combustion engines, air and fuel are in contact with each other for long periods of time at preoxidizing temperatures, which similarly causes abnormal explosions.

この発明に従った機関において燃焼を向上させるために
、各シリンダに導かれるべき供給燃料が、圧縮行程中に
少しずつ噴射されるように、燃料噴射が分割されるなら
ば有効である。この様に圧縮中に空気の中に予め噴射さ
れた燃料は酸化され、圧縮行程の終了の頃に噴射された
残りの燃料の燃焼開始を促進する。より詳細にはこれは
、圧縮空気が−00乃至SOO℃の温度範囲に達した瞬
間から発生する。一つの噴射時間を含み、そして例えば
異なる圧力下での針の昇降またはカム制御により運転さ
れる噴射器を作ることは、回置ではない。シリンダの燃
焼室内に噴射させるかわりに、吸込み弁が開いている間
に吸込み管に予め噴射させてもよい。
In order to improve the combustion in the engine according to the invention, it is advantageous if the fuel injection is divided so that the feed fuel to be directed to each cylinder is injected little by little during the compression stroke. In this manner, the fuel previously injected into the air during compression is oxidized, facilitating the initiation of combustion of the remaining fuel injected toward the end of the compression stroke. More specifically, this occurs from the moment the compressed air reaches a temperature range of -00 to SOO<0>C. Making an injector that includes one injection time and is operated by e.g. needle elevation or cam control under different pressures is not rotation. Instead of being injected into the combustion chamber of the cylinder, it may also be pre-injected into the intake pipe while the intake valve is open.

どのようにこの発明が実施されるかは、以下の例示によ
り与えられた添付図面に沿っての説明により、更に理解
されるであろう。
How the invention may be implemented will be better understood from the following description given by way of example and taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

第1..2図において、符号lは、シリンダ・ヘッドλ
と、吸込み弁3と、吐出し弁ダとを有する機関のシリン
ダである。
1st. .. In Figure 2, the symbol l represents the cylinder head λ
This is an engine cylinder having a suction valve 3, and a discharge valve DA.

吐出し弁弘のすぐ近くに、すなわち燃焼室の高温部に、
スパーク・プラグSがある。燃焼室の内側に見ることの
できるこのスパーク・プラグSの頭部6は、タングステ
ンまたは耐火性のセラミック材料から作られ、且つニッ
ケル・ワイヤの巻線抵抗7により囲まれた小さな棒から
成っている。巻線抵抗7は、入切可能なスイッチを具備
する回路(図示しない)によって、蓄電池に連結されて
いる。短い棒状の頭部りは、例えばセラミック材料の様
な適当な絶縁材料により、スパーク・プラグSの金属体
に固定されている。燃料の噴射ヘッドgは、スパーク・
プラグ5の近くにおいて、シリン・ダ/内に突き出して
おり、スパーク・プラグ5の頭部乙に燃料の噴射流を向
けるよう方向づけられている。
In the immediate vicinity of the discharge valve, that is, in the high temperature part of the combustion chamber,
There is a spark plug S. The head 6 of this spark plug S, which can be seen inside the combustion chamber, consists of a small rod made of tungsten or a refractory ceramic material and surrounded by a resistor winding 7 of nickel wire. . The wire-wound resistor 7 is connected to the storage battery by a circuit (not shown) comprising a switch that can be turned on and off. The short rod-shaped head is fixed to the metal body of the spark plug S by a suitable insulating material, such as a ceramic material. The fuel injection head g is the spark
It protrudes into the cylinder near the plug 5 and is oriented to direct a jet of fuel towards the head of the spark plug 5.

また、図面は、吐出し弁グの頭部に設けられた突起部9
を示している。この突起部9は、吐出し弁ダの基礎の方
に熱流の流路を制限する幅の狭いつばにより、吐出し弁
りの頭部に連結されるようにしで、耐火金属から作られ
、且つ球状にされている。この突起部デは、機関が一定
時間運転された後に、熱源として働き、巻線抵抗7を電
源から切り離すことができる。
The drawing also shows a protrusion 9 provided on the head of the discharge valve.
It shows. This protrusion 9 is made of a refractory metal and is connected to the head of the discharge valve by a narrow collar that restricts the flow path of heat flow towards the base of the discharge valve. It is spherical. This protrusion D acts as a heat source and can disconnect the winding resistor 7 from the power supply after the engine has been operated for a certain period of time.

上記実km例はこの発明の一実施例として与えられたに
すぎず、この実施例は同等の技術的手段の置き換えによ
って変形され得ることは明らかである。
It is clear that the above actual km example was given only as an embodiment of the invention, and that this embodiment can be modified by substitution of equivalent technical measures.

特に、先に用いた「スパーク・プラグ」という語は、7
点に置かれる付属部品であるいう意味で解釈されるべき
ではない。すなわち、この語は熱区域を作るのに適当な
ものであればどの様なものでも包含し、例えば線形のも
のの様に、7点に置かれる必要はない。これは環状に対
称である噴射器の場合において、特に言えることで、ス
パーク・プラグは噴射器を囲むリン〃゛である。
In particular, the word "spark plug" used earlier is
It should not be construed as being an accessory placed at a point. That is, the term encompasses anything suitable for creating a thermal zone, and need not be placed at seven points, such as a linear one. This is especially true in the case of annularly symmetrical injectors, where the spark plug is a ring surrounding the injector.

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

第1図は機関のシリンダの軸に沿った断面概略説明図、
第一図は第1図のn−w線に沿った機関のシリンダの水
平断面図で、冷却ジャゲットは示されていない。第3図
はスパーク・プラグの熱せられる頭部の部分断面図であ
る。図中、lニジリンダ、−二シリンダ・ヘッド、3:
吸込゛み弁、り:吐出し弁、sニスパーク・プラグ、A
二頭部、り:巻線抵抗、ざ二噴射ヘッド、9:突起部。
Figure 1 is a schematic cross-sectional diagram along the axis of the cylinder of the engine;
FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view of the engine cylinder taken along line n-w in FIG. 1, with the cooling jacket not shown. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the heated head of the spark plug. In the figure, 1 cylinder head, 2 cylinder head, 3:
Suction valve, discharge valve, varnish spark plug, A
Two heads, ri: winding resistance, two jet heads, 9: protrusion.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 l 空気の圧縮行程終了の頃に、シリンダ内に液体燃料
を噴射させる内燃機関において、体積圧縮が13乃至/
7の間であること\、前記液体燃料が揮発性の軽量成分
および重量成分から構成されていること〉を特徴とする
内燃機関。 ユ 空気と燃料の混合気が電気的手段により点火される
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関
。 3 燃料が内燃機関用のガソリンとディーゼル機関用の
GAS OILとの混合物であることを特徴とする特許
請求の範囲第7項記載の内燃機関。 弘 空気と燃料の混合気が電気による1回または連続す
る火花により点火されることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の内燃機関。 5 点火が高熱の放電に起因することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の内燃機関。 ム 点火が、従来のディーゼル機関または多種成分燃料
のディーゼル機関における電気機器により実行されるこ
とを特徴とする1都合の良い気候において用いられるよ
う設計された特許請求の範囲第1項記載の内燃機関。 7 空気と燃料の混合気への点火のために、加熱用の頭
部を有し且つ内燃機関が始動した際に該頭部を加熱する
ことのできる電気抵抗が連結されているスパーク・プラ
グを、シリンダが具備していることを特徴とする特許請
求の範囲第7項記載の内燃機関。 ざ 電気紙・抗が、温度上昇と共に抵抗値の増加するニ
ッケルの様な材料から成っていることを特徴とする特許
請求の範囲第7項記載の内燃機関。 デ スパーク・プラグが吐出し口または吐出し弁に近接
して配置されていることを特徴とす、る特許請求の範囲
第7項記載の内燃機関。 10 燃料の噴射器が、スパーク・プラグの方に燃料を
放出するように向けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第7項記載の内燃機関。 // 加熱用の電気抵抗が、連続層の形で、または環状
に散布される別々の噴射流の形で突き出している噴射器
を囲んでいることを特徴とする特許請求の範囲第7項記
載の内燃機関。 /ユ 熱源が吐出し口に近接して設けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第7項記載の内燃機関。 /3. 熱源が球状または針状に耐火性金属から作られ
た突起物により形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1−項記載の内燃機関。 バ 燃料の留出成分が圧縮行程の開始時に噴射され、燃
料の残りの成分が圧縮行程終了の頃に噴射されることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関。
[Claims] l In an internal combustion engine in which liquid fuel is injected into the cylinder near the end of the air compression stroke, the volume compression is 13 to 1
7, and the liquid fuel is composed of a volatile light component and a heavy component. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel mixture is ignited by electrical means. 3. The internal combustion engine according to claim 7, wherein the fuel is a mixture of gasoline for internal combustion engines and GAS OIL for diesel engines. An internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the air-fuel mixture is ignited by one or successive electric sparks. 5. The internal combustion engine according to claim 1, wherein ignition is caused by high-heat discharge. 1. Internal combustion engine according to claim 1, designed for use in favorable climates, characterized in that the ignition is carried out by an electric device in a conventional diesel engine or a multi-component diesel engine. . 7. For ignition of the air-fuel mixture, a spark plug is provided which has a heating head and is connected to an electrical resistance which can heat the head when the internal combustion engine is started. 8. The internal combustion engine according to claim 7, further comprising a cylinder. 8. An internal combustion engine according to claim 7, wherein the electric paper resistor is made of a material such as nickel whose resistance value increases with increasing temperature. 8. The internal combustion engine according to claim 7, wherein the spark plug is located close to the discharge port or the discharge valve. 10. Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the fuel injector is directed to emit fuel towards the spark plug. // Claim 7, characterized in that the electrical resistance for heating surrounds the projecting injector in the form of a continuous layer or in the form of separate jets distributed annularly. internal combustion engine. The internal combustion engine according to claim 7, wherein the heat source is provided close to the discharge port. /3. 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the heat source is formed by a spherical or needle-shaped protrusion made of a refractory metal. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the distillate component of the fuel is injected at the beginning of the compression stroke, and the remaining components of the fuel are injected around the end of the compression stroke.
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FR8410621 1984-07-04

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