JPS6055708B2 - ト−チ点火機関の吸気路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼室を比較的多量の主混合気が供給される主
室と、比較的少量の副混合気が供給され内部に点火栓を
有し、トーチノズルを介して主室と連通する副室とで構
成し、前記主混合気を主吸気路で、前記副混合気を副吸
気路で各々主室及び副室に供給する様にしたトーチ点火
機関における吸気路装置に関する。

トーチ点火棲関においては、始動性、運転性及び排気組
成の改善のために、低温時に主副混合気の気化を十分に
行うと共に高負荷出力運転時には過熱しないように、主
副混合気を一定温度に維持することが望まれる。

又排気組成改善の為には主室から排出される未燃焼ガス
の浄化作用の改善が要求されるものてある。しカルなが
ら従来のトーチ点火機関においては、主副吸気路を互い
に隣接させ、その枝管部分を一体的に構成していた。

その為、低温時主副混合気を十分気化できるように主副
受熱部を排気で加熱すると、主副受熱部の熱が主副吸気
路の枝管部に伝導し、少量の副混合気はこの枝管部にお
いて過熱となり、膨張し過ぎて副室内に副混合気が留り
にくく、機関の不調や排気組成の悪化を来たす原因とな
つていた。本発明は安定した副混合気温度を保持するこ
とにより、上記不具合を改善すると共に前記要望を満足
する吸気路装置を得ることを目的とする。

以下に本発明の実施態様を図面と共に説明する。第１図
は本発明を温水加熱方式により主副受熱・部を加熱する
吸気路に適用したもので、１はシリンダヘッドで該シリ
ンダヘッド１内には図示しない主室及び副室が含まれて
いる。

２は主吸気路、３は副吸気路でこれら両者は一体に構成
され、その枝管集合部４の底部に主受熱部５ｍと副受熱
部・５ｓを配し、互いに隣接させその下方に機関冷却水
路１３′を設ける。

冷却水路１３′の下方には空間層Ｈを介して排気路６を
設ける。又第２図、第３図に示す様に機関冷却水路７が
主副吸気路の枝管部８，９の長さの半分以上に亘つて接
して設けられ、主副混合気温度が制御される。

主副吸気路２，３およびその枝管部８，９は一体に構成
され、シリンダヘッド１にガスケット（図示せず）を介
してボルトで結着される。第１図並びに第３図は機関冷
却水路７の形状、温水の流れ方向（図中の矢印）及び主
副吸気路２，３との関係を示している。これによればラ
ジエータ２６より出た冷却水はウォータポンプ２４によ
り水路２８より機関内を循環し、機関内の水路（図示せ
す）から分岐して水路２３，３０より主副吸気路２，３
の枝管部８，９の冷却水導入口１２″に供給される。

この場合水路７において１６００ｒｐｍで毎分５〜１２
１程度の温水が流れるようにする。この温水は水路７，
１３を通り導出口１２″から水路２９を通つてウォータ
ポンプ２４の吸入側に直接吸入させる。又水路３１にサ
ーモスタット２２が設けられ、水温が８０℃〜９０℃以
上になると開くように設定される。この設定温度は機関
仕様により多少異なるが、機関耐久性及び排気組成から
８７．５℃付近が望ましい。すなわち、機関冷却水が上
記設定温度以上になるとサーモスタット２２が開き、高
温になつた温水はラジエータ２６に戻され、水路７を流
れる温水の温度は７５℃〜１２０℃に保たれる。

又主副受熱部５ｍ，５ｓと排気路６間には機関冷水路１
３″下方に空間層Ｈが介在する。この副受熱部５ｓは．
主受熱部５ｍより下方位置にあり、水路１３″に突出し
ている。上記のように構成したため、副混合気は副受熱
部５ｓで過熱することなく水路１３゛により、又枝管部
８，９において水路７により適切に制御さ．れ、その温
度はシリンダヘッド１直前において７０℃〜９５℃の範
囲に維持される。

その結果、副吸気路３内の副混合気は少量で、流速が遅
く、この副受熱部および枝管部で比較的長く水路に接し
ているから十分気化出来ると共に過熱しない為、機関・
の容積効率が向上して機関出力か保証出来る。又機関負
荷の変動に際しても副吸気路内の混合気温度は略一定に
維持されるから安定した排気組成と良好な運転性が確保
出来るものである。尚、機関水温は通常サーモスタット
設定温度と大巾に変ることはないが、過酷な機関運転時
にはラジエータで十分冷却出来す１２０℃位に上昇する
場合があり、又、極寒冷地では水温が７５℃程度に下が
る場合がある。本実施例では、主副混合気は枝管集合部
４の底部の主副受熱部５ｍ，５ｓに接して設けられた水
路１３″により加熱される。

これによれば機関より導出した温水は枝管部・８，９の
冷却水導入口１２″（第３図参照）に供給され、水路１
３″を通り導出口１２″から水路２９を通つてウォータ
ポンプ２４の吸入側に直接吸入させる。

その結果前記の如く水路７において７５℃〜１２０℃に
保たれた温水が吸気路の枝管部８，９及び受熱部５ｍ，
５ｓにおいて主副混合気の温度を適正に制御してシリン
ダヘッド１の直前の副混合気の温度を７０℃〜９５℃の
一定の値に保つことにより副混合気を十分気化すると共
に過熱することを防いでいる。又、上記のように混合気
の加熱に要する熱は未燃焼ガスを含む排気から直接採取
しない為、排気路内の全体の排気温度を高く維持出来未
燃焼ガスの浄化作用を向上できる。

換言すれば、一定レベルの排気温度を得るのに機関冷却
水により混合気を加熱する場合は、この熱が機関の不要
化した放出熱で賄われるから、燃料の燃焼により生じた
未燃焼ガスを含む排気熱で賄つていた従来の排気加熱方
式に比し燃料消費を改善することが出来る。そのため公
知のクロスフロー機関にも適用できる。更に未燃焼ガス
の浄化作用を向上させる為第４図に示すようにシリンダ
ヘッド１内の排気路６Ａにはステンレス製の薄板により
構成された少くとも２重の内筒、即ち内側内筒６１と外
側内筒６２を配し、空間層６０を形成し保温効果を高め
ている。

又、シリンダヘッド１外の排気路６内には、第１図に示
すように少くとも２重の内筒、即ち内筒１１Ａ，１１Ｂ
と内筒２１が配され、それらの背面には空間層１１ｃ，
１１ｄ及び２１Ａが設けられている。

この内筒１１Ａ，１１Ｂは枝管集合部１００の外側の外
壁１８にボルト１９とナット２０により、その略重心の
近くで自立型で支持出来、内筒１１Ａ，１１Ｂの振動を
出来るだけ防止しうる。又前記ボルト１９及びナット２
０は内筒１１Ａ，１１Ｂ及び２１を一緒に堅固に下側で
のみ外壁１８に結着しシールしている為、外側内筒１１
Ｂと外壁３２との間を未燃焼ガスが素通りして排気組成
を悪化させることはない。又温度変化により２重の内筒
が伸縮しても上方及び枝管軸方向には伸縮が自由であり
内筒１１Ａ，１１Ｂには殆んど熱応力が作用せず耐久性
が確保できる。又排気路６は外壁３２及び１８からなる
２分割型とし、ガスケット１７を介してボルト２５その
他で一体に構成される。又内筒１１Ａ，１１Ｂも２分割
型にし組立を容易とし一体に形成するもので、更に内筒
１１Ａの開口部１１ｐを排気出口部１０２より出来るだ
け隔離し、排気通路を長くすると共に開口部１１ｐより
の排気は大容積の外側内筒１１Ｂに入り流速が下がり、
未燃焼ガス浄化作用を一段と向上出来る。又本実施例の
如く排気路６内に排気浄化装置を設ける場合重くなるの
で又枝管集合部４と排気路６間に空間層Ｈを介在する場
合集合部４と排気路６が別々の振動をするのでシリンダ
ヘッド１にフランジ４０を結着するボルト（図示省略）
が折損し、該結着部から吸気や排気が洩れやすくなる。

その為吸気路と排気路が機関に対し同じ側に構成した機
関ては第１図に示すように連結部材４１を設け、それを
吸気路２の枝管集合部４と排気路集合部の外壁３２とを
ボルト４２で各々に結着することにより負荷を分散させ
フランジ４０の締付ボルトの折損を防止することが出来
る。この連結部４１を吸気路２の枝管集合部４又は排気
路集合部の外壁３２の一部と一体にしてもよい。尚、更
に浄化作用を向上させる為には第５図に示すように排気
路１『，１９″はサイアシズ型すなわち奇数番目シリン
ダの排気路と偶数番目シリンダの排気路を隣接かつ一体
化し、一方吸気路の枝管集合部より導出される主吸気路
３『および副吸気路４『は枝管部分において更に分岐し
て１対のシリンダ１４″と１『及び６″と２″に各々連
通し、すなわちトーナメント状とし、且つ各シリンダと
枝管集合部４間の距離を等長とし、シリンダー内の主吸
気路及び副吸気路は各気筒毎に独立して配置することが
望ましい。

このようにすることによつて排気路１『，１９″の表面
積が少なくなり排気路における熱損失が減少し、主吸気
路３『あるいは副吸気路４０″は各々の気筒に対する長
さが等しくなり、且短かく、対称になるので燃料分配の
均一化が図れると共に冷却ファン等によつて混合気が冷
却される割合を極力減少させることが出来る。

更にはシリンダー内において主吸気路を各気筒毎に独立
して設けているから吸気路１本当りの混合気の吸入頻度
を低く出来、各吸気路の壁部の温度を高く保つことが出
来、即ちシリンダ内の各吸気路を流れる混合気温度を出
来るだけ上昇でき、十分な気化促進を計ることが出来る
ものである。以上のように本発明によれば、吸気路本体
を隣接した主副吸気路２，３とこの枝管集合部４の底部
の主副受熱部５ｍ，５ｓに接する機関冷却水路１３″と
で形成したので主副混合気を過熱することなく、機関負
荷の変動に際して略一定の温度に保つことができ、混合
気の気化を促進すると共に、排気組成、燃費および運転
性が改善できる。

また主副吸気路２，３を排気路から空間を介して隔成し
た上で、排気路の熱に係わりなく主副混合気を略一定に
温水加熱でき、主副燃焼室への充填効率が向上でき、安
定した機関出力とトーチが確保できる。更に副受熱部５
ｓを主受熱部５ｍより下方位置にして機関冷却水路１３
″に突出しているので、副受熱部５ｓに供給された小量
の副混合気は隣接した主吸気路２内の多量の主吸気によ
り冷却されず、十分該水路１３″により加熱されて気化
できる。

ｊ 又、主副受熱部５ｍ，５ｓ下流の主副吸気路枝管部
８，９に沿つて機関冷却水路７を延設したので、少量で
流速の遅い副混合気は主混合気に冷却されることなく、
この枝管部９で十分加熱され、一段と気化促進でき、点
火栓のくすふり等を防止・して安定したトーチを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明の一実施例を示し、第１図は要部の
縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は吸
気路の冷却系を説明する全体平面フ図である。 第４図は本発明が適用される楊合の好ましいシリンダヘ
ッド内排気路の断面図、第５図も本発明に於ける吸排気
路の構成の平面図を示す。１・・・・・ウリンダヘツド
、２・・・・・・主吸気路、３・・・・・・副吸気路、
４・・・・・・枝管集合部、５・・・・・・受熱部、６
・・・・・・排気路、７・・・・・・機関冷却水路、８
・・・・・・主吸気路枝管部、９・・・・・・副吸気路
枝管部、１３，１３″・・・・・・水路、２２・・・・
・・サーモスタット、２４・・・・・・ウォータポンプ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼室を主室と副室とで構成し、前記主室へ多量の
   混合気を供給する主吸気路と、主室とトーチノズルを介
   して連通する副室へ少量の混合気を供給する副吸気路と
   を具備するトーチ点火機関において、吸気路本体構成を
   隣接した主、副吸気路２、３と、該主、副吸気路の枝管
   集合部４の底部の主、副受熱部５ｍ、５ｓに接する機関
   冷却水路１３′とで形成し、該副受熱部５ｓを該主受熱
   部５ｍより下方位置にして該冷却水路１３′に突出させ
   ると共に、該主副受熱部下流の主副吸気路枝管部８、９
   に沿つて機関冷却水路７を延設し、主、副混合気を排気
   路熱に係りなく温水加熱するように構成したことを特徴
   とするトーチ点火機関の吸気路装置。