JPS6213496B2

JPS6213496B2 -

Info

Publication number: JPS6213496B2
Application number: JP57231567A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nishimura; Isao Fujii; Masaaki Kato; Kenichi Nagahiro; Yoshiharu Yamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1987-03-26
Also published as: JPS58180720A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は燃焼室を主燃焼室と、これに連通する
副燃焼室とより構成し、副燃焼室に生成される燃
焼火炎をトーチノズルを介して主燃焼室内に噴出
し、これにより主燃焼室内の混合気を着火燃焼さ
せるようにしたトーチ点火式ガソリン内燃機関の
燃焼室装置に関するものである。

近年環境の保護と、経済性の要請から各自動車
メーカは競つて排ガスの浄化と燃費の向上とを図
つた自動車用ガソリン機関を研究、開発してき
た。本出願人も前記要請に答えるべく独自な構造
を有するトーチ点火式ガソリン内燃機関を提案
し、実用に供してきたが、最近では自動車本来の
性能の一層の向上が重視されるようになり、有害
成分の発生低減と燃費の改善に加えて機関本来の
出力性能を向上させた高性能ガソリン内燃機関の
開発が要望されている。

ところで一般にガソリン内燃機関では、燃費お
よび出力向上を図るための技術手段の一つとして
機関の熱効率を向上させるべくその圧縮比を高め
るのが有効であることが知られているが、高圧縮
比化に伴つてノツキング（異常燃焼）の発生が漸
次顕著となり、むしろこれが出力低下を招く原因
となつており、高圧縮化にも自ら限界がある。

而してノツキングの発生原因として混合気の火
炎伝播による最終燃焼部、すなわち末端ガスの非
常に急激な燃焼によるものと一般に言われてお
り、このノツキングを抑制する手段としては例え
ば燃焼ガスの温度、圧力を低くすること、燃焼室壁、特に末端ガス部分の冷却を促進す
ること、火炎速度を増大して燃焼速度をはやめるこ
と、火炎伝播の距離を短縮すること、等が知られているが、前記トーチ点火式ガソリン
内燃機関が比較的アンチノツク性に優れている特
性を有していることも知られている。

ところで従来トーチ点火式ガソリン内燃機関で
は、トーチエネルギを増大させるか、トーチノズ
ルの径を小さくしてトーチフレームのスピードを
速くすることにより主燃焼室の末端までトーチフ
レームを到達させ、全体として主燃焼室内の混合
気の燃焼速度を増大させてノツキングの発生を抑
制する手段が考えられるが、かかるトーチ点火式
ガソリン内燃機関と云えども圧縮比が一層高くな
れば、ノツキングの発生を抑えることは困難で通
常のガソリン内燃機関と同じような出力低下の原
因になる。

またトーチ点火式ガソリン内燃機関ではトーチ
エネルギ、もしくはトーチフレームスピードを極
端に増大させると、その特定の運転状態、たとえ
ば低速高負荷運転時にノツキング音とは異質の燃
焼音が発生する場合がある。この燃焼音の発生は
機関の性能には全く影響を及ぼさないけれど、エ
ンジンの商品性を考慮すればこれを消去させる必
要もある。

そこで本発明はトーチ点火式ガソリン内燃機関
の前記特性を活かし、それにさらに構造上の改良
を加えることによつてノツキングを抑制しつつ圧
縮比を高めHC、CO、NOx等の有害成分の発生低
減と共に、燃料消費率の向上と出力性能の向上を
図るようにした高性能トーチ点火式ガソリン内燃
機関の燃焼室装置を提供することを主な目的とす
るものである。

更に本発明は燃焼音の低減を図り、静粛で軽
快、円滑な運転を可能にした高性能トーチ点火式
ガソリン内燃機関の燃焼室装置を提供することを
他の目的とするものである。

ところで本出願人は既にアンチノツク性に優れ
たトーチ点火式ガソリン内燃機関の基本的な技術
思想を開示（特公昭56−611号公報）している
が、本発明でさらに前記機関に改良を加え高圧縮
比（圧縮比略９以上）の高性能のトーチ点火式ガ
ソリン内燃機関を開発した。

而して本発明によれば、既燃ガスによるトーチ効果燃焼時間の短縮効果エンドガスの壁面冷却効果を図ることにより、前記目的を達成した。更に出
力向上を図るため混合気の充填効率を上げるべく
吸気２種の３弁式燃焼室を採用している。

以下、図面により本発明をクロスフロー型４サ
イクル多気筒ガソリン機関に実施したいくつかの
実施例について説明する。

先ず第１〜６図を参照して本発明の第一実施例
について説明する。

前記機関の機関本体Ｅは、シリンダブロツク１
と、この上にガスケツト３を介して重合結着され
るシリンダヘツド２とを備え、シリンダブロツク
１に形成されるシリンダ４内にはピストン５が摺
動自在に嵌合される。またシリンダヘツド２に
は、ピストン５の頂面一側に偏らせて、互いに相
対向する第１、第２傾斜面６ａ，６ｂを有するヘ
ツド側凹部６が形成され、一方ピストン５の頂面
には、前記凹部６に対向し、これと略対称形状の
ピストン側凹部７が形成され、これら凹部６，７
によつて比較的容積の小さい主燃焼室Ｍが形成さ
れる。

主燃焼室Ｍを形成する前記ヘツド側凹部６の一
側の第１傾斜面６ａには対をなす第１、第２主吸
気弁口８，９が並列して開口され、これらの主吸
気弁口８，９にはシリンダヘツド２に形成される
第１、第２主吸気ポート１０，１１が連通され、
これらの主吸気ポート１０，１１は主吸気系の主
燃料供給装置、たとえば主気化器１２に連通され
る。この主気化器１２は比較的希薄な空燃比を生
成するように調整される。

前記第１、第２主吸気弁口８，９は、何れもシ
リンダヘツド２に弁ガイド１３を介して摺動自在
に設けられる第１、第２主吸気弁１４，１５によ
つて開閉されるようになつており、それら第１、
第２主吸気弁１４，１５は図示しない従来公知の
動弁機構によつて開閉作動され、その開弁時に主
気化器１２によつて生成された比較的希薄な空燃
比の混合気が主燃焼室Ｍ内に吸入される。

また第２図に示すように主燃焼室Ｍの他側の第
２傾斜面６ｂには、前記第１主吸気弁１４と並列
して排気弁口１６が開口され、この排気弁口１６
は、シリンダヘツド２に形成した排気ポート１７
に連通されている。排気弁口１６は排気弁１８に
よつて開閉されるようになつており、この排気弁
１８は前記第１、第２主吸気弁１４，１５と同じ
くシリンダヘツド２に上下に摺動自在に支持され
ており、従来公知の動弁機構によつて開閉作動さ
れる。而して第２図に示すように第２主吸気弁１
５と排気弁１８とは、シリンダ４の軸心Ｏをはさ
んでそのシリンダ４の略直径線上に配置され、ま
た第１主吸気弁１４は、第２主吸気弁１５と排気
弁１８間において、シリンダ４の軸心Ｏから遠ざ
かる側に偏して配置される。前記主燃焼室Ｍの周
囲には、ピストン５頂面の前記ピストン側凹部７
を除くピストン側平坦面と、この平坦面に対面す
る、シリンダヘツド下面のヘツド側平坦面とによ
つて、第１に示すようにピストン５が上死点にあ
るとき主燃焼室Ｍの外周部に面積の大きいスキツ
シユ・エリアS₁と、面積の小さい他のスキツシ
ユ・エリアS₂，S₃とが形成される。

前記スキツシユ・エリアS₁は、第２主吸気弁１
５と排気弁１８間のシリンダ４周辺部に形成さ
れ、その内側中央部にはそれらの弁１５，１８間
を通つてシリンダ４の軸心Ｏに向つて突出する膨
出部１９が形成される。

また前記他のスキツシユ・エリアS₂は、前記第
１、第２主吸気弁１４，１５間のシリンダ４周縁
部に形成され、さらに他の第３スキツシユ・エリ
アS₃は前記第１主吸気弁１４と排気弁１８間のシ
リンダ４周縁部に形成される。前記シリンダヘツ
ド２には、前記スキツシユ・エリアS₁上において
前記主燃焼室Ｍ上に隔壁２６をへだてて副燃焼室
Ａが形成される。

この副燃焼室Ａは、その上面に副吸気弁口２０
が開口され、その副吸気弁口２０はシリンダヘツ
ド２に形成される副吸気ポート２１に連通され、
この副吸気ポート２１は副吸気系の副燃料供給装
置、たとえば副気化器２２に連通される。副気化
器２２は比較的濃厚な空燃比の混合気に調整され
る。副燃焼室Ａの上方において、シリンダヘツド
２には、弁保持体２３が設けられ、この弁保持体
２３には副燃焼室Ａと副吸気ポート２１とを連通
する連通路２４が形成されるとともに前記副吸気
弁口２０を開閉する副吸気弁２５が上下に摺動可
能に支持されており、この副吸気弁２５は従来公
知の動弁機構によつて開閉作動されるようになつ
ており、その開弁時に副気化器２２によつて生成
された比較的濃厚な混合気が副吸気ポート２１を
通つて副燃焼室Ａ内に吸入される。

前記副燃焼室Ａは、前記スキツシユ・エリアS₁
の上方において第２主吸気弁１５と排気弁１８と
の間に介在されており、その下面が球面状をなし
た円筒状に形成され、その縦軸線l₁−l₁は上から
下に向つてシリンダ４の縦軸線Ｌ−Ｌと交叉する
ように傾斜している。また前記副燃焼室Ａの一部
は前記スキツシユ・エリアS₁の膨出部１９上にあ
る。

副燃焼室Ａの下方には、その一側に偏してプラ
グ装着用の螺子孔２７と、この孔２７に連通する
とともに前記副燃焼室Ａの底部に開口するプラグ
室２８とが形成され、螺子孔２７に螺着した点火
プラグＰの電極２９が前記プラグ室２８内にあつ
てその一部は副燃焼室Ａに臨んでいる。

シリンダヘツド２の、主燃焼室Ｍと副燃焼室Ａ
とを離隔する隔壁２６には、一本のトーチノズル
３０が穿設され、このトーチノズル３０の上端部
の副燃焼室側開口端はプラグ室２８と副燃焼室Ａ
の底部とに連通され、またその下端は主燃焼室Ｍ
に連通される。而してトーチノズル３０の主燃焼
室Ｍ側開口端は、前記スキツシユ・エリアS₁の膨
出部１９の近傍において主燃焼室Ｍを形成する前
記ヘツド側凹部６の第２傾斜面６ｂに開口してお
り、そのトーチノズル３０の副燃焼室Ａ側開口端
の投影面内に点火プラグＰの電極２９が位置して
いる。トーチノズル３０は、プラグ室２８側の直
状部３０ａと、主燃焼室Ｍ側に向つて末広状に拡
がるテーパ部３０ｂとよりなつており、直状部３
０ａとテーパ部３０ｂとの境界部３０ｃはトーチ
ノズル３０の中間もしくは副燃焼室Ａに偏してい
る。またトーチノズル３０の主燃焼室Ｍ側開口端
は前記スキツシユ・エリアS₁の膨出部１９にあつ
てその主燃焼室Ｍの容積中心部を向いており、そ
の縦軸線l₂−l₂の延長線は前記第２主吸気弁１５
と排気弁１８間を通り、さらに前記第１主吸気弁
１４直下の第２主吸気弁１５寄りを通る。

前記１本のトーチノズル３０の途中からはそれ
よりも小径の１本の副ノズル３２が分岐されてお
り、そのノズル３２の下端は前記スキツシユ・エ
リアS₁に開口している。この副ノズル３２のトー
チノズル３０側開口端は、その直状部３０ａとテ
ーパ部３０ｂとの境界部３０ｃもしくはその近傍
にあり、またそのスキツシユ・エリアS₁側開口端
はスキツシユ・エリアS₁の膨出部１９に続く、凹
部６の第２傾斜面６ｂに開口している。そしてこ
の副ノズル３２の縦軸線l₃−l₃はトーチノズル３
０の縦軸線l₂−l₂と略直角に交叉し、またシリン
ダ４の周壁上部と交叉する。

トーチノズル３０の副燃焼室Ａ側開口端から前
記点火プラグＰの電極２９に至るまでの距離ａ
は、前記開口端から副燃焼室Ａの副吸気弁口２０
に至るまでの距離ｂよりも短く設定しており、好
ましくはそれら長さの比を２／５とする。またト
ーチノズル３０の縦軸線l₂−l₂の延長線と副燃焼
室Ａ内壁との交点よりも下方に点火プラグＰの電
極２９が配置される。

尚、トーチノズル３０からは複数本の副ノズル
３２を分岐するようにしてもよい。

次に前記第一実施例の作用を説明する。

いま機関が運転されると、その吸入行程におい
て、主燃焼室Ｍ内には、主気化器１２によつて生
成される比較的希薄な混合気が吸入され、また副
燃焼室Ａ内には副気化器２２によつて生成される
比較的濃厚な混合気が吸入される。そして機関の
圧縮行程の終了近くで点火プラグＰが点火する
と、副燃焼室Ａ内の濃厚混合気が燃焼するととも
にトーチノズル３０より主燃焼室Ｍ内に噴出する
トーチフレームにより該室Ｍ内の希薄混合気が燃
焼して成層燃焼が行われる。

而して前記実施例に示すような構造の燃焼室に
よつて本発明は次のような燃焼効果が得られる。

〔〕既燃ガストーチ効果この効果は点火プラグＰの電極２９をトーチ
ノズル３０の副燃焼室Ａ側開口端近くに設けた
こと、トーチノズル３０の途中から分岐する副
ノズル３２を主燃焼室Ｍの周辺部のスキツシ
ユ・エリアS₁に開口したことにより達成され
る。すなわち点火プラグＰの点火により先ずそ
の電極２９近くの濃厚混合気に着火し、その燃
焼火炎が副燃焼室Ａの奥部とトーチノズル３０
内部との両方に同時に伝播する。これにより副
燃焼室Ａ内の濃厚混合気の燃焼と同時にトーチ
ノズル３０内の濃厚混合気が燃焼するので主燃
焼室Ｍ内の希薄混合気の着火が早くなり、また
主燃焼室Ｍと副燃焼室Ａ内の圧力差が小さくな
つてトーチフレーム速度が遅くなる。またこの
場合燃焼がトーチノズル３０から開始されるの
で、主燃焼室Ｍ内にはトーチノズル３０近傍の
混合気の燃焼したものが先に主燃焼室Ｍ内に噴
出し、その後これを後追いするように副燃焼室
Ａ内の燃焼火炎が噴出するため、トーチノズル
３０から主燃焼室Ｍ内へ噴出するトーチフレー
ムは未燃の濃厚混合気を含まない既燃ガストー
チフレームとなる。したがつて前述の遅いトー
チフレーム速度と、そのトーチフレーム（未燃
の濃厚混合気を含まない）の比較的長い時間の
主燃焼室Ｍへの噴出とにより主燃焼室Ｍ内では
混合気の激しい乱れを伴わずにその混合気を着
火燃焼させ、燃焼音の発生が抑えられる。また
主燃焼室Ｍ内の混合気の燃焼により該主燃焼室
Ｍ内の燃焼圧力が上昇するが、この圧力で主燃
焼室Ｍの周辺部の未燃混合気は圧縮される。一
方トーチノズル３０内の燃焼ガスの流れはエゼ
クタ効果を生じ副ノズル３２内の圧力を降下さ
せるので、前記主燃焼室Ｍ内周辺の未燃混合気
は副ノズル３２を通つてトーチノズル３０内に
吸引還流され、トーチノズル３０内を流れる燃
焼ガスと混合燃焼して既燃ガスとなり再度主燃
焼室Ｍ内に噴出される。このような燃焼過程に
より主燃焼室Ｍ内の最高燃焼圧力と燃焼圧力上
昇率とが抑えられ、さらにエンドガスの断熱圧
縮による局部的温度上昇も抑えることができ、
この結果圧縮比を高めても燃焼圧力および温度
の上昇が抑制されるので、ノツキングが効果的
に抑制されるとともに前述のように主燃焼室Ｍ
内の混合気が激しい乱れを生じないことと相俟
つて燃焼音の発生をも防止することができ、さ
らに前記未燃混合気の吸引還流作用は主燃焼室
Ｍ内の未燃混合気を再燃焼させるので、HC、
CO等の有害成分の発生を低減させることがで
きる。

〔〕燃焼時間の短縮およびエンドガスの冷却
効果これは主燃焼室Ｍをコンパクト化したこと、
主燃焼室Ｍの周囲にスキツシユ・エリアを設け
たこと、さらに副ノズルをスキツシユ・エリア
に開口したこと、により達成される。

すなわちトーチノズル３０の開口端から主燃
焼室Ｍへの火炎伝播距離が短くなつて希薄混合
気の燃焼時間が短縮され、さらに主としてスキ
ツシユ・エリアS₁のスキツシユ作用により主燃
焼室Ｍ内の燃焼速度が促進されてノツキングの
発生が抑制されるとともに熱効率が向上する。

さらにスキツシユ・エリアS₁，S₂，S₃の壁面
部の温度が低くしかもそれらのスキツシユ・エ
リアのスキツシユ作用により、主燃焼室Ｍの周
辺部に発生し易い自己着火現象が防止され、さ
らにまたスキツシユ・エリアS₁に副ノズル３２
が開口することにより前述の未燃混合気のトー
チノズル３０への吸引還流作用が促進され、こ
れによつてもノツキングが抑制される。

さらに本発明は前記第一実施例に詳述したよう
に吸、排気弁の配置を特定することによつて前記
目的達成のための最適な、主燃焼室Ｍの形状およ
びそのコンパクト化、トーチノズルの主燃焼室側
開口位置とその方向、副燃焼室の位置、点火プラ
グの取付位置、およびスキツシユ・エリアの形成
が可能になり、かつ機関の充填効率が高められる
とともに前記〔〕、〔〕の効果を一層顕著なも
とすることができる。

第７，８図には本発明の第二実施例が示され
る。この実施例はトーチノズル３０の配置および
スキツシユ・エリアS₁の大きさが前記第一実施例
のものと若干相違している。すなわちトーチノズ
ル３０の主燃焼室Ｍ側開口端は排気弁１８寄りに
あり、その縦軸線l₂−l₂は主燃焼室Ｍの容積中心
部に指向してあり、その延長線は互いに隣接する
排気弁１８と第１主吸気弁１４の周縁部直下を通
過する。またスキツシユ・エリアS₁は前記第一実
施例のものよりもその面積が小さく形成されてい
る。而してこの第二実施例も前記第一実施例と同
等の作用効果を奏する。

第９〜１２図には、本発明の第三実施例が示さ
れる。この第三実施例はトーチノズル３０の配置
およびスキツシユ・エリアS₁の大きさにおいて前
記第一実施例のものと相違している。この実施例
によれば、トーチノズル３０の副燃焼室Ａ側開口
端が副燃焼室Ａとこれに隣接するプラグ室２８に
跨がつており、またその主燃焼室Ｍ側開口端は前
記第二実施例と同じく排気弁１８寄りにあり、そ
の縦軸線l₂−l₂はピストンが上死点が通過して若
干下降した状態における主燃焼室Ｍの容積中心部
に指向してあり、その延長線は排気弁１８と第１
主吸気弁１４の周縁部直下を通る。またスキツシ
ユ・エリアS₁は第一実施例のものよりも面積が小
さく形成される。

而してこの第三実施例も前記第一実施例と同等
の作用効果を奏し得る。

また、この第三実施例ではトーチノズル３０の
副燃焼室Ａ側開口端の投影面が点火プラグＰの電
極２９から外れた位置にあるので、機関の圧縮行
程で主燃焼室Ｍからトーチノズル３０を通つて流
入する加圧混合気によつて火炎核が吹き消される
ようなことがない。

第１３〜１７図には本発明の第四実施例が示さ
れる。これはトーチノズルを２本にした場合の実
施例で以下にその具体的構造を説明する。主燃焼
室Ｍと副燃焼室Ａとを隔てる隔壁２６には２本の
第１、第２トーチノズル３０_１，３０_２が穿設さ
れ、第１トーチノズル３０_１の副燃焼室Ａ側開口
端は第１５図に示すように副燃焼室Ａとプラグ室
２８とに跨がつて開口され、またその主燃焼室Ｍ
側開口端は排気弁１８の近くで主燃焼室Ｍの側壁
上部に開口し、その縦軸線l₂′−l₂′の延長線は排気
弁１８の直下を通過する。一方前記第２トーチノ
ズル３０_２の副燃焼室Ａ側開口端は第１６図に示
すように副燃焼室Ａの底面に開口し、またその主
燃焼室Ｍ側開口端は第２主吸気弁１５の近くで主
燃焼室Ｍの側壁上部に開口し、その縦軸線l₂″−
l₂″の延長線は第２主吸気弁１５の直下を通過す
る。

第１、第２トーチノズル３０_１，３０_２よりそ
れぞれ分岐される第１、第２副ノズル３２_１，３
２_２は、何れもスキツシユ・エリアS₁に間隔を存
して開口される。

また実施例ではピストン５の上面は凹部が形成
されずに平坦であつて、第１、第２主吸気弁１
４，１５間には前記第一実施例に示すような他の
スキツシユ・エリアS₂が存在しない。そして主燃
焼室Ｍの容積は前記第一〜第三実施例に示すもの
よりもさらに小さく形成することができる。

而してこの第四実施例では第１、第２トーチノ
ズル３０_１，３０_２からのトーチフレームは排気
弁１８の第２主吸気弁１５の下方に向つて噴出し
て該室Ｍ内の混合気を均等に素早く燃焼させるこ
とができる。そして主燃焼室Ｍとトーチノズル３
０の方位と数により火炎伝播距離を短縮してノツ
キングの抑制要因である、燃焼時間の一層の短縮
を図ることができ、さらに前記第一実施例と同じ
く副ノズル３２_１，３２_２の存在により他のノツ
キングの抑制要因である、混合気の温度、圧力を
低下させることができる。

またこの第四実施例では、第１、第２トーチノ
ズル３０_１，３０_２の副燃焼室Ａ側開口端の投影
面が点火プラグＰの電極２９から外れた位置にあ
るので、機関の圧縮行程で主燃焼室Ｍから第１、
第２トーチノズル３０_１，３０_２を介して副燃焼
室に流入する加圧混合気によつて火炎核が吹き消
されるようなことはない。

尚、第１、第２トーチノズル３０_１，３０_２か
らはそれぞれ複数本の副ノズルを分岐するように
してもよい。

第１８〜２４図に示す第五実施例は、前記第四
実施例の変形例であつて、第１、第２トーチノズ
ル３０_１，３０_２および副ノズル３２_１，３２_２
の方位、スキツシユ・エリアS₁の大きさが相違し
ている。すなわち２本の第１、第２トーチノズル
３０_１，３０_２の副燃焼室Ａ側開口端は相互に離
隔しており、また２本の第１、第２トーチノズル
３０_１，３０_２の縦軸線l₂′−l₂′，l₂″−l₂″の夾角
が小さくしてあり、さらに第１、第２トーチノズ
ル３０_１，３０_２の副燃焼室Ａ側開口端において
第１トーチノズル３０_１は副燃焼室Ａとプラグ室
２８に第２トーチノズル３０_２は副燃焼室Ａ底部
に開口される。またスキツシユ・エリアS₁の面積
を小さくし、さらに他のスキツシユ・エリアS₂，
S₃が存在しない。またこの第五実施例では第２
８，２９図に示す上面に大径の凹部７′を形成し
たピストン５を使用することによりさらにスキツ
シユ・エリアS₁の面積を小さくすることができ
る。而してこの実施例も前記第四実施例と同じ作
用効果を奏する。

第２５〜２７図に示す第六実施例はさらに前記
第五実施例の変形例であつて第１、第２トーチノ
ズル３０_１，３０_２の副燃焼室Ａ側開口端から点
火プラグＰの電極２９までの距離を略等しくした
ものである。

以上のように本発明によれば、ピストンの頂面
と協働して主燃焼室を形成するシリンダヘツド下
面の凹部に互いに相対向する第１、第２傾斜面を
設け、前記第１傾斜面には略同一面積の第１、第
２主吸気弁口を並列して開口し、また第２傾斜面
には１つの排気弁口とトーチノズルの主燃焼室側
開口端を並列して開口し、排気弁口を第１主吸気
弁口に、また副燃焼室を第２主吸気弁口にそれぞ
れ対向して配置させ、前記凹部の平坦な下面とピ
ストンの平坦な頂面とによりスキツシユ・エリア
を形成し、このスキツシユ・エリア上に点火プラ
グを備えた副燃焼室を設けたので、主燃焼室のコ
ンパクト化が可能となり、トーチノズルから主燃
焼室への火炎伝播距離が短くなつて希薄混合気の
燃焼時間が短縮され、またスキツシユ・エリアの
スキツシユ作用により主燃焼室内の燃焼速度が促
進されてノツキングの発生が抑制され、主燃焼室
の周辺部に発生し易い自己発火現象が防止され、
熱効率を大幅に向上させることができる。

また、トーチノズルの途中から分岐した副ノズ
ルの下端をスキツシユ・エリアに開口したので、
主燃焼室内の未燃混合気の副燃焼室への吸引還流
作用により主燃焼室内の最高燃焼圧力とその上昇
率とが抑えられ、さらにエンドガスの断熱圧縮に
よる局部的な温度上昇を抑えることができ、ノツ
キングを抑制することができるとともに有害成分
の発生を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の第一実施例を示すもの
で、第１図は第２図−線に沿う機関の頭部の
縦断側面図、第２図は第１図−線に沿うシリ
ンダヘツドの底面図、第３図は第２図−線断
面図、第４図は第１図−線に沿う部分断面
図、第５図は第１図−線断面図、第６図は第
５図−線断面図、第７，８図は本発明の第二
実施例を示すもので、第７図はシリンダヘツドの
底面図、第８図は第７図−線断面図、第９〜
１２図は本発明の第三実施例を示すもので、第９
図は第１０図−線に沿う機関頭部の縦断側面
図、第１０図は第９図−線に沿うシリンダヘ
ツドの底面図、第１１図は第９図XI−XI線に沿う
断面図、第１２図は第９図XII−XII線に沿う部分断
面図、第１３〜１７図は本発明の第四実施例を示
すもので、第１３図は第１４図−線に沿
う機関頭部の縦断側面図、第１４図は第１３図
−線に沿うシリンダヘツドの底面図、第１
５図は第１４図−線に沿う断面図、第１
６図は第１４図−線に沿う断面図、第１
７図は第１３図−線に沿う断面図、第１
８〜２４図は本発明の第五実施例を示すもので、
第１８図は第１９図−線に沿う底面図、
第１９図は第１８図−線に沿う断面図、
第２０図は第１８図−線に沿う断面図、
第２１図は第１８図XI−XI線に沿う断面図、
第２２図は第１８図XII−XII線に沿う断面図、
第２３図は第１８図−線に沿う断面
図、第２４図は第１９図−線に沿う
断面図、第２５〜２７図は本発明の第六実施例を
示し、第２５図はシリンダの一部底面図、第２６
図は第２５図−線に沿う断面図、第
２７図は第２６図−線に沿う断面
図、第２８図は他のピストンの側断面図、第２９
図はそのピストンの平面図である。Ａ……副燃焼室、Ｍ……主燃焼室、Ｏ……軸
心、Ｐ……点火プラグ、２……シリンダヘツド、
４……シリンダ、５……ピストン、６……ヘツド
側凹部、６ａ，６ｂ……第１、第２傾斜面、８，
９……第１、第２吸気弁口、１４，１５……第
１、第２主吸気弁、１６……排気弁口、１８……
排気弁、１９……膨出部、２６……隔壁、２８…
…プラグ室、２９……電極、３０……トーチノズ
ル、３０_１，３０_２……第１、第２トーチノズ
ル、３２……副ノズル、３２_１，３２_２……第
１、第２副ノズル。

Claims

【特許請求の範囲】１シリンダ内に摺合されるピストンの頂面と、
この頂面と対向してシリンダヘツドの下面に形成
される凹部とで主燃焼室を形成し、またシリンダ
ヘツドには点火プラグを備えた副燃焼室と、この
副燃焼室を前記主燃焼室に連通するトーチノズル
を形成してなるトーチ点火式ガソリン内燃機関に
おいて、前記凹部は互いに相対向する第１、第２
傾斜面を有し、前記第１傾斜面には、第１、第２
主吸気弁口を並列して開口し、また前記第２傾斜
面には１つの排気弁口と前記トーチノズルの主燃
焼室側開口端を並列して開口し、前記排気弁口を
第１主吸気弁口に、また前記副燃焼室を第２主吸
気弁口にそれぞれ対向して配置させ、前記凹部の
周縁に形成される平坦な下面と前記ピストンの平
坦な頂面とによりスキツシユ・エリアを形成し、
このスキツシユ・エリア上に前記点火プラグを備
えた副燃焼室を配設することを特徴とするトーチ
点火式ガソリン内燃機関の燃焼室装置。２前記特許請求の範囲第１項記載のトーチ点火
式ガソリン内燃機関の燃焼室装置において、前記
第１、第２主吸気弁口間において、前記シリンダ
ヘツドの凹部の周縁に形成される平坦な下面と、
前記ピストンの平坦な上面とにより他のスキツシ
ユ・エリアを形成してなるトーチ点火式ガソリン
内燃機関の燃焼室装置。３前記特許請求の範囲第１項または第２項記載
のトーチ点火式ガソリン内燃機関の燃焼室装置に
おいて、互いに対向する第１主吸気弁口と排気弁
口間で前記シリンダヘツドの凹部の周縁に形成さ
れる平坦な下面と、前記ピストンの平坦な頂面と
によりさらに他のスキツシユ・エリアを形成して
なるトーチ点火式ガソリン内燃機関の燃焼室装
置。４前記特許請求の範囲第１項記載のトーチ点火
式ガソリン内燃機関の燃焼室装置において、前記
ピストンの頂面は、その外周面に平坦面を残して
凹部を形成してなるトーチ点火式ガソリン内燃機
関の燃焼室装置。５前記特許請求の範囲第４項記載のトーチ点火
式ガソリン内燃機関の燃焼室装置において、前記
ピストン頂面の凹部は、前記シリンダヘツドの凹
部とはそれらの対向面が略対称形状であるトーチ
点火式ガソリン内燃機関の燃焼室装置。６前記特許請求の範囲第１項記載のトーチ点火
式ガソリン内燃機関の燃焼室装置において、前記
スキツシユ・エリアの中央部を主燃焼室の中心部
に膨出させ、その膨出部に続く前記第２傾斜面に
１本よりなるトーチノズルの主燃焼室側開口端を
開口し、この開口端を、前記ピストンが上死点近
傍にあるときの主燃焼室の中心部に指向させてな
るトーチ点火式ガソリン内燃機関の燃焼室装置。７前記特許請求の範囲第１項記載のトーチ点火
式ガソリン内燃機関の燃焼室装置において、前記
トーチノズルは２本よりなり、一方のトーチノズ
ルの主燃焼室側開口端を前記排気弁とこれに対向
する第１主吸気弁間の下方に指向させ、また他方
のトーチノズルの主燃焼室側開口端を前記スキツ
シユ・エリアに近接する第２主吸気弁の下方に指
向させてなる、トーチ点火式ガソリン内燃機関の
燃焼室装置。８前記特許請求の範囲第１項記載のトーチ点火
式ガソリン内燃機関の燃焼室装置において、前記
副燃焼室に設けられる点火プラグの電極は、前記
トーチノズルの副燃焼室側開口端に近接させてな
るトーチ点火式ガソリン内燃機関の燃焼室装置。９シリンダ内に摺動されるピストンの頂面と、
この頂面に対向してシリンダヘツドの下面に形成
される凹部とで主燃焼室を形成し、またシリンダ
ヘツドに点火プラグを備えた副燃焼室と、この副
燃焼室を前記主燃焼室に連通するトーチノズルを
形成してなる、トーチ点火式ガソリン内燃機関に
おいて、前記凹部は互いに相対向する第１、第２
傾斜面を有し、前記第１傾斜面には、第１、第２
主吸気弁口を並列して開口し、また前記第２傾斜
面には１つの排気弁口と前記トーチノズルの主燃
焼室側開口端を並列して開口し、前記排気弁口を
第１主吸気弁口に、また前記副燃焼室を第２主吸
気弁口にそれぞれ対向して配置させ、前記凹部の
周縁に形成される平坦な下面と、前記ピストンの
平坦な頂面とによりスキツシユ・エリアを形成
し、このスキツシユ・エリア上に前記点火プラグ
を備えた副燃焼室を配設し、前記トーチノズルの
途中から分岐した副ノズルの下端を前記スキツシ
ユ・エリアに開口したことを特徴とするトーチ点
火式ガソリン内燃機関の燃焼室装置。１０前記特許請求の範囲第９項記載のトーチ点
火式ガソリン内燃機関の燃焼室装置において、前
記トーチノズルは副燃焼室側の直状部と、この直
状部から主燃焼室に向つて末広状に拡がるテーパ
部とから構成し、前記副ノズルを前記直状部とテ
ーパ部との境界部もしくはその近傍より分岐して
なるトーチ点火式ガソリン内燃機関の燃焼室装
置。