JPS6260918A - オツト−サイクル内燃機関 - Google Patents
オツト−サイクル内燃機関Info
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- JPS6260918A JPS6260918A JP61182598A JP18259886A JPS6260918A JP S6260918 A JPS6260918 A JP S6260918A JP 61182598 A JP61182598 A JP 61182598A JP 18259886 A JP18259886 A JP 18259886A JP S6260918 A JPS6260918 A JP S6260918A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head
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- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
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- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B2023/085—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition using several spark plugs per cylinder
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、内燃機関、特にオツトーサイクルエンジン
（こ関する性能向上を目的とした設計の改良に関する。
（こ関する性能向上を目的とした設計の改良に関する。
この分野における技術の現状では、内燃機関、特にオツ
トーサイクル又はディーゼル機関で出力と速度の向上を
計ろうとすれば、燃料の消費量がアップすることは避け
られず、かつターボチャージャのような機械的駆動によ
り圧縮作用の補助をなす追加の装置をさらに取り付けな
（ではならない。又、排気による汚染を減少させるには
、現在では触媒タイプの消音装置を利用するしかない。
トーサイクル又はディーゼル機関で出力と速度の向上を
計ろうとすれば、燃料の消費量がアップすることは避け
られず、かつターボチャージャのような機械的駆動によ
り圧縮作用の補助をなす追加の装置をさらに取り付けな
（ではならない。又、排気による汚染を減少させるには
、現在では触媒タイプの消音装置を利用するしかない。
しかしこの装置は高価であり、しかも作動温度、エンジ
ン出力のロス、長期の信頼性に関してはこの装置に技術
上の欠点があることが分っている。
ン出力のロス、長期の信頼性に関してはこの装置に技術
上の欠点があることが分っている。
燃料消費を低く押え、かつ同時に排気の放出レベルを下
げる研究では、希薄混合燃料を用い、高い圧縮率を用い
ることなどで良い結果を得ている。
げる研究では、希薄混合燃料を用い、高い圧縮率を用い
ることなどで良い結果を得ている。
希薄混合燃料は点火特性が悪く、また高い圧縮比で爆発
する傾向があるが、従来これらの改良は旋回流（燃焼室
と正接する通気孔によって混合気内に生ずる乱流）もし
くはスキッシュ（スパークプラグの辺りで混合気を圧縮
しかつ濃縮することつを生ぜしめるか、又はピストン冠
を特殊設計することによりなされている。
する傾向があるが、従来これらの改良は旋回流（燃焼室
と正接する通気孔によって混合気内に生ずる乱流）もし
くはスキッシュ（スパークプラグの辺りで混合気を圧縮
しかつ濃縮することつを生ぜしめるか、又はピストン冠
を特殊設計することによりなされている。
この発明の目的は、特別設計されかつ高い費用の装置を
別に必要とせずに性能を向上させるように内燃機関、特
にオツトーサイクル装置を改良することにある。
別に必要とせずに性能を向上させるように内燃機関、特
にオツトーサイクル装置を改良することにある。
そこで、」二記問題点を解決するための手段としてこの
明細書で説明しかつ特許請求の範囲に記載した改良事項
によれば、エンジンの各シリンダ毎にピストン（こ組込
みの２つの異なる燃焼室を、それぞれ吸排気弁の位置に
対応する位置に設けることによりこの目的は達せられる
。これらの・燃焼室は容積がそれぞれ異っており、スパ
ーク点火式のエンジンの場合はそれぞれ１つのスパーク
プラグを備えている。
明細書で説明しかつ特許請求の範囲に記載した改良事項
によれば、エンジンの各シリンダ毎にピストン（こ組込
みの２つの異なる燃焼室を、それぞれ吸排気弁の位置に
対応する位置に設けることによりこの目的は達せられる
。これらの・燃焼室は容積がそれぞれ異っており、スパ
ーク点火式のエンジンの場合はそれぞれ１つのスパーク
プラグを備えている。
２つの燃焼室を吸気弁、排気弁に対応する位置でピスト
ンの頂部に相互に連通形成したから、吸入工程で吸入さ
れた混合気は圧縮工程において圧縮されながら燃焼室の
容積の差に応じて移動して乱流を生ぜしめる。従って、
各燃焼室内でスパークプラグに点火すると、混合気が完
全燃焼し、出力と速度及び効率において理想値に接近す
る。
ンの頂部に相互に連通形成したから、吸入工程で吸入さ
れた混合気は圧縮工程において圧縮されながら燃焼室の
容積の差に応じて移動して乱流を生ぜしめる。従って、
各燃焼室内でスパークプラグに点火すると、混合気が完
全燃焼し、出力と速度及び効率において理想値に接近す
る。
以下この発明の実施例を添付図を参照して詳細に説明す
る。
る。
この発明による改良した内燃機関では、各ピストン１に
２つの異なる燃焼室２，３が設けられている。
２つの異なる燃焼室２，３が設けられている。
ピストン１が第１図で示すように上死点にある時、２つ
の燃焼室はピストン１のクラウン６とシリンダヘッド１
５との間の間隙１４によって相互に連通している。燃焼
室２，３はピストン１のクラウン６に埋込みの、容積の
異る２つのポケット４と５の形をしている。ポケット４
と５との容積関係は実質的にはエンジンのタイプとその
要求される性能によって決まる、即ち大きい方の燃焼室
３の容積はぞのエンジンに予想される出力と回転数に応
じて変えてもよい。
の燃焼室はピストン１のクラウン６とシリンダヘッド１
５との間の間隙１４によって相互に連通している。燃焼
室２，３はピストン１のクラウン６に埋込みの、容積の
異る２つのポケット４と５の形をしている。ポケット４
と５との容積関係は実質的にはエンジンのタイプとその
要求される性能によって決まる、即ち大きい方の燃焼室
３の容積はぞのエンジンに予想される出力と回転数に応
じて変えてもよい。
ポケット４，５はそれぞれ吸気弁７．排気弁８の位置に
対応する位置に設けておき、またこれらのポケットは中
心がピストン１のクラウン６の中心と一致する環状部に
対して扇形をなしてむ）るのがよい。小さい方のポケッ
ト４鴫、その深さ、幅の両方とも大きい方のポケット５
のものよりも小さい。
対応する位置に設けておき、またこれらのポケットは中
心がピストン１のクラウン６の中心と一致する環状部に
対して扇形をなしてむ）るのがよい。小さい方のポケッ
ト４鴫、その深さ、幅の両方とも大きい方のポケット５
のものよりも小さい。
燃焼ガスの排出と循環をよくするために、ポケット４，
５の側壁９，１０を外広がりにしている。
５の側壁９，１０を外広がりにしている。
しかし、端壁も同様に外広がりにしてよい（第２図つ。
ピストン１の各ポケット４，５はその最上部を拡大した
凹部１１，１２を設けて、吸気弁７．排気弁８がピスト
ン１の方に移動し、かつピストンが上死点に接近した時
に、両弁をこれらの凹部に受入れるようにしている。
凹部１１，１２を設けて、吸気弁７．排気弁８がピスト
ン１の方に移動し、かつピストンが上死点に接近した時
に、両弁をこれらの凹部に受入れるようにしている。
この発明は特にスパークプラグを組み込んだタイプのエ
ンジンに関し、各シリンダに対して２つのスパークプラ
グを使用し、各プラグは各燃焼室２．３に対して１つず
つ設けられている。第２図はスパークプラグ１３の位置
を点線で示している。
ンジンに関し、各シリンダに対して２つのスパークプラ
グを使用し、各プラグは各燃焼室２．３に対して１つず
つ設けられている。第２図はスパークプラグ１３の位置
を点線で示している。
特許請求の範囲から逸脱することがなければ２つの燃焼
室の正確な形状や位置を変えてもよいことは云うまでも
ない。
室の正確な形状や位置を変えてもよいことは云うまでも
ない。
１つのピストン１のクラウン６に２つの異る燃焼室２と
３を設けたことにより、シリンダヘッド１５を下にさげ
ることができ、かつ所謂角型エンジンの設計の実施が有
利となる。−従来のピストンに組込の燃焼室を分割して
２つの燃焼室とすることにより設計者はパスカルの法則
を利用することができ、そのため理想値に近づきかつ注
目すべき利点が得られるという結果にもなる。即ち、高
い圧縮比と高い封入圧力、燃焼の直前直後における最大
の乱流、及び最適の燃焼である。このような利点によっ
て、出力、速度、効率等の性能が同じ容量を有する従来
のエンジンより向上する。即ちここに説明した改良点を
組込んだ小容量のエンジンがこれより容量の大きい従来
のエンジンの性能に匹適するであろうし、また排ガス規
準が一段と低くなるという利点ともなる。パスカルの法
則によれば、１つのピストンにか＼る総力は２つの圧力
の和だけでなく、２つの圧力の積でもある。
３を設けたことにより、シリンダヘッド１５を下にさげ
ることができ、かつ所謂角型エンジンの設計の実施が有
利となる。−従来のピストンに組込の燃焼室を分割して
２つの燃焼室とすることにより設計者はパスカルの法則
を利用することができ、そのため理想値に近づきかつ注
目すべき利点が得られるという結果にもなる。即ち、高
い圧縮比と高い封入圧力、燃焼の直前直後における最大
の乱流、及び最適の燃焼である。このような利点によっ
て、出力、速度、効率等の性能が同じ容量を有する従来
のエンジンより向上する。即ちここに説明した改良点を
組込んだ小容量のエンジンがこれより容量の大きい従来
のエンジンの性能に匹適するであろうし、また排ガス規
準が一段と低くなるという利点ともなる。パスカルの法
則によれば、１つのピストンにか＼る総力は２つの圧力
の和だけでなく、２つの圧力の積でもある。
こ＼に開示した改良点を組込んだエンジンは、封入圧力
が増大し、圧縮力がより高くなり、シリンダ内の乱流が
より大きくなるため、希薄混合燃料で燃焼が最適なもの
となる。燃焼室を２つの異る容積体に分割し、各容積体
をスパークプラグ１３がカバーする区域内に押し込むこ
とにより、１０：１以上の圧縮比が得られる。小さい方
のポケット４では最高の封入圧力と最高の圧縮が生じる
の（こ対して、大きい方のポケットでは封入圧力、圧縮
とも低い。弁を側方に設ける設計とした場合各シリンダ
の２つの燃焼室２，３を、ピストンのクラウンの代りに
エンジンのシリンダヘッドに位ｔせしめてもよい。この
ようにしてもこの発明の請求範囲を逸脱するものではな
い。しかし、最大の乱流を得ようとする場合、燃焼室２
．３をピストン１のクラウン６に設置するのが、ピスト
ンの動きを利用してか＼る乱流を設定するには最善の方
法である。
が増大し、圧縮力がより高くなり、シリンダ内の乱流が
より大きくなるため、希薄混合燃料で燃焼が最適なもの
となる。燃焼室を２つの異る容積体に分割し、各容積体
をスパークプラグ１３がカバーする区域内に押し込むこ
とにより、１０：１以上の圧縮比が得られる。小さい方
のポケット４では最高の封入圧力と最高の圧縮が生じる
の（こ対して、大きい方のポケットでは封入圧力、圧縮
とも低い。弁を側方に設ける設計とした場合各シリンダ
の２つの燃焼室２，３を、ピストンのクラウンの代りに
エンジンのシリンダヘッドに位ｔせしめてもよい。この
ようにしてもこの発明の請求範囲を逸脱するものではな
い。しかし、最大の乱流を得ようとする場合、燃焼室２
．３をピストン１のクラウン６に設置するのが、ピスト
ンの動きを利用してか＼る乱流を設定するには最善の方
法である。
次に、オツトーサイクルの４つの行程を行なう上記改良
された内燃機関の作動について説明する。
された内燃機関の作動について説明する。
第１行程では、吸気弁７が開いてピストン１が下死点に
向って移動すると、混合気は吸気弁７の下Ｉこ位置する
燃焼室２に吸い込まれる（第１図つ。
向って移動すると、混合気は吸気弁７の下Ｉこ位置する
燃焼室２に吸い込まれる（第１図つ。
乱流が生じ、末広がりの側壁９，１０に助けられて、混
合気は循環しつ＼第２の燃焼室３とシリンダの残りの部
分に充満する。第２行程では、ピストン１は、上死点に
接近するが、この上死点では混合気は最大に圧縮され、
小さい方の燃焼室２の圧力はピークに達する。同圧縮行
程の７結果、排出弁の下にある（第１図り燃焼室３は容
積が大きいために圧力レベルは比較的低くなるというこ
とが起る。
合気は循環しつ＼第２の燃焼室３とシリンダの残りの部
分に充満する。第２行程では、ピストン１は、上死点に
接近するが、この上死点では混合気は最大に圧縮され、
小さい方の燃焼室２の圧力はピークに達する。同圧縮行
程の７結果、排出弁の下にある（第１図り燃焼室３は容
積が大きいために圧力レベルは比較的低くなるというこ
とが起る。
第３行程では、点火は両燃焼室２，３で行なわれるが、
その圧力差（小サイズのため燃焼室２の圧力の方が大き
い〕は小さい方の燃焼室２に強い乱流を生じさせる助け
となる。従って点火された混合気は、先ず Ｉｖｌｔ１
４を介して大きい方の燃焼室３の方へ広がって行き、次
に次第にシリンダの全容積を占め、混合気の完全燃焼、
出力と速度。
その圧力差（小サイズのため燃焼室２の圧力の方が大き
い〕は小さい方の燃焼室２に強い乱流を生じさせる助け
となる。従って点火された混合気は、先ず Ｉｖｌｔ１
４を介して大きい方の燃焼室３の方へ広がって行き、次
に次第にシリンダの全容積を占め、混合気の完全燃焼、
出力と速度。
従って効率の面で理想値にできるだけ接近できるような
最も有利な状態となる。実際、小さい方の燃焼室２で生
じる大きい圧力は先ずピストンのりラウン６とシリンダ
ヘッド１５との間の間隙１４を通って大きい方の燃焼室
３に達してシリンダに充満し、ピストンを最大の力と速
度で押し下げる。
最も有利な状態となる。実際、小さい方の燃焼室２で生
じる大きい圧力は先ずピストンのりラウン６とシリンダ
ヘッド１５との間の間隙１４を通って大きい方の燃焼室
３に達してシリンダに充満し、ピストンを最大の力と速
度で押し下げる。
第４行程では、ピストン１は上死点にもどり、燃焼後の
ガスを排気弁８を介して高速で排出する。
ガスを排気弁８を介して高速で排出する。
これによって次のサイクルにそなえて吸引された燃料・
空気の混合気の流れに乱流を生じさせる。
空気の混合気の流れに乱流を生じさせる。
この発明は以上のように構成したから、上述した改良に
伴なって、高価な追加の過給装置を組み込むことな（、
また触媒型消音装置も必要とせず、従ってか＼る装置に
付随する技術上の欠点もなしに高性能を発揮できるエン
ジンを具体化し得るという利点が得られる。
伴なって、高価な追加の過給装置を組み込むことな（、
また触媒型消音装置も必要とせず、従ってか＼る装置に
付随する技術上の欠点もなしに高性能を発揮できるエン
ジンを具体化し得るという利点が得られる。
第１図はこの発明の改良されたエンジンにおける。ピス
トンの燃焼室を示した軸方向の断面図、第２図はスパー
クプラグの位置を点線で示した同上のピストンを示した
平面図。 １・・・ピストン、２，３・・・燃焼室、４ 、５ 雪
ポケット、６・・・クラウン、７・・・吸気弁、８・・
・排気弁、１３・・・スパークプラグ、１４・・・間隙
、１５・・・シリンダヘッド
トンの燃焼室を示した軸方向の断面図、第２図はスパー
クプラグの位置を点線で示した同上のピストンを示した
平面図。 １・・・ピストン、２，３・・・燃焼室、４ 、５ 雪
ポケット、６・・・クラウン、７・・・吸気弁、８・・
・排気弁、１３・・・スパークプラグ、１４・・・間隙
、１５・・・シリンダヘッド
Claims (11)
- （１）エンジンの各シリンダ毎にピストンに組込みの２
つの異なる燃焼室２，３を、混合気を取り入れる吸気弁
７の位置と燃焼後のガスを排出する排気弁８の位置にそ
れぞれ対応して位置せしめ、これら２つの燃焼室２，３
はピストン１を上死点においてピストンのクラウン６と
エンジンのシリンダヘツド１５との間に存在する間隙１
４を介して互いに連通自在としたことを特徴とするオツ
トーサイクル内燃機関。 - （２）２つの燃焼室２，３が１つのピストン１のクラウ
ン６に形成された２つのポケツト４，５であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のオツトーサイク
ル内燃機関。 - （３）２つのポケツト４，５がそれぞれ容積の異るもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
オツトーサイクル内燃機関。 - （４）各ポケツト４，５がピストンクラウン６の中心と
一致する中心をもつた環状部に対して扇形であることを
特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のオツトーサイ
クル内燃機関。 - （５）容積の小さいポケツト４の幅がポケツト５の幅よ
りも小さいことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記
載のオツトーサイクル内燃機関。 - （６）容積の小さいポケツト４の深さがポケツト５の深
さよりも浅いことを特徴とする特許請求の範囲第４項に
記載のオツトーサイクル内燃機関。 - （７）２つのポケツト４，５の壁が燃焼ガスの迅速な排
出及び循環を促進せしめるように末広がりとなつている
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載のオツト
ーサイクル内燃機関。 - （８）各ポケツト４，５は、これらより浅く、かつ関連
する吸気弁７，排気弁８を収容するように拡大した凹部
１１，１２をそれぞれ設けていることを特徴とする特許
請求の範囲第４項に記載のオツトーサイクル内燃機関。 - （９）容積の小さいポケツト４が吸気弁７の位置に対応
する位置にあることを特徴とする特許請求の範囲第４項
に記載のオツトーサイクル内燃機関。 - （１０） エンジンに組み込まれたスパークプラグ１３
が各燃焼室２，３に１つずつ設けられていることを特徴
とする特許請求の範囲第４項に記載のオットーサイクル
内燃機関。 - （１１） 容積の大きいポケット５がポケツト４の容積
の少なくとも２倍の容積であることを特徴とする特許請
求の範囲第３項に記載のオツトーサイクル内燃機関。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT8548542A IT8548542A0 (it) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | Dispositivo per aumentare la potenza, la velocita' e il rendimento del motore a scoppio e del motore diesel |
| IT48542A/85 | 1985-09-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6260918A true JPS6260918A (ja) | 1987-03-17 |
Family
ID=11267205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61182598A Pending JPS6260918A (ja) | 1985-09-10 | 1986-08-01 | オツト−サイクル内燃機関 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4745891A (ja) |
| EP (1) | EP0214937B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6260918A (ja) |
| DE (1) | DE3665901D1 (ja) |
| IT (1) | IT8548542A0 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0692750B2 (ja) * | 1989-09-30 | 1994-11-16 | いすゞ自動車株式会社 | 燃焼室可変エンジン |
| US5156123A (en) * | 1989-09-30 | 1992-10-20 | Isuzu Motors Limited | Engine with variable combustion chamber |
| US5305720A (en) * | 1992-02-28 | 1994-04-26 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| US5309879A (en) * | 1993-03-08 | 1994-05-10 | Chrysler Corporation | Double overhead camshaft four valve diesel engine with side prechamber |
| US5727535A (en) * | 1996-09-04 | 1998-03-17 | Wallace; William K. | Hemispherical piston combustion chamber apparatus |
| US6601558B2 (en) | 2000-05-15 | 2003-08-05 | Michael L. Clements | Cylinder head configuration |
| US6328012B1 (en) | 2000-05-15 | 2001-12-11 | Michael L. Clements | Cylinder head and valve configuration |
| US20060169257A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Ziehl John C | High compression pistons having vanes or channels |
| FR2894614B1 (fr) * | 2005-12-08 | 2008-02-29 | Renault Sas | Moteur a combustion interne comportant un piston comportant un bossage de geometrie complexe |
| DE102012103212A1 (de) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Mwm Gmbh | Kolben einer Brennkraftmaschine |
| DE102012103195A1 (de) | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Mwm Gmbh | Kolben einer Brennkraftmaschine |
| DE102012103206B4 (de) | 2012-04-13 | 2017-08-03 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Kolben einer Brennkraftmaschine |
| US11371466B2 (en) * | 2019-12-17 | 2022-06-28 | Caterpillar Inc. | Piston for internal combustion engine having valve pocket step for slowing combustion gas flow |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB255337A (en) * | 1926-01-25 | 1926-07-22 | Guido Fornaca | Improvements in and relating to internal combustion engines |
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