JPS63183218A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPS63183218A JPS63183218A JP1198387A JP1198387A JPS63183218A JP S63183218 A JPS63183218 A JP S63183218A JP 1198387 A JP1198387 A JP 1198387A JP 1198387 A JP1198387 A JP 1198387A JP S63183218 A JPS63183218 A JP S63183218A
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- chamber
- compressed air
- activation chamber
- valve
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Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
a、 産業上の利用分野
本発明は、内燃機関に関するもので、詳しくは、主燃焼
室の近傍に燃料活性室を有するとともに、績燃料活性室
と上記主燃焼室間にこれら間を開閉する弁を備えた内燃
機関に関する。
室の近傍に燃料活性室を有するとともに、績燃料活性室
と上記主燃焼室間にこれら間を開閉する弁を備えた内燃
機関に関する。
b、 従来の技術とその問題点
内燃機関、例えば圧縮着火機関の燃焼方式としては、直
接噴射式、予燃焼室式、渦流室式、空気室式等がある。
接噴射式、予燃焼室式、渦流室式、空気室式等がある。
しかし、何れの燃焼方法においても、液体燃料を燃焼室
等に直接的に噴射するようにしているので、噴射させた
液体燃料と空気との均一な混合気体が形成される前に、
圧縮着火燃焼が開始されてしまう場合があった。この場
合には、燃焼室内に未燃焼ハイドロカーボンが生成され
るとともに、圧縮着火機関から黒煙が排出され、したが
って、燃料効率は低下し、大気汚染の一因を形成してい
た。
等に直接的に噴射するようにしているので、噴射させた
液体燃料と空気との均一な混合気体が形成される前に、
圧縮着火燃焼が開始されてしまう場合があった。この場
合には、燃焼室内に未燃焼ハイドロカーボンが生成され
るとともに、圧縮着火機関から黒煙が排出され、したが
って、燃料効率は低下し、大気汚染の一因を形成してい
た。
また、現在の圧縮着火機関の多くは、高圧縮比かつ高温
で燃焼させるようにしているために窒素酸化物(Nox
)が多量に排出され、これも大気汚染の一因を成してい
た。
で燃焼させるようにしているために窒素酸化物(Nox
)が多量に排出され、これも大気汚染の一因を成してい
た。
そこで、当該出願人は、このような実情に鑑み、先に、
主燃焼室の近傍に燃料活性室を存するとともに、該活性
室と上記主燃焼室間にこれら間を開閉する弁を備えた内
燃機関を提案した(特願昭61−253194および特
願昭61−277908等)。
主燃焼室の近傍に燃料活性室を存するとともに、該活性
室と上記主燃焼室間にこれら間を開閉する弁を備えた内
燃機関を提案した(特願昭61−253194および特
願昭61−277908等)。
これらの内燃機関においては、上記弁は、その弁体がそ
の弁座から上記主燃焼室側に移動して開閉される構造と
なっているため、活性室から主燃焼室への流れに伴って
大きな損失が生ずることがなく、したがって、内燃機関
における回転数および最高出力の向上を図ることができ
た。
の弁座から上記主燃焼室側に移動して開閉される構造と
なっているため、活性室から主燃焼室への流れに伴って
大きな損失が生ずることがなく、したがって、内燃機関
における回転数および最高出力の向上を図ることができ
た。
しかし、当該出願人は、さらに研究を続けた結果、燃焼
効率をさらに高め得るとともに最高出力の一層の向上を
図ることができる内燃機関に想到するに至った。
効率をさらに高め得るとともに最高出力の一層の向上を
図ることができる内燃機関に想到するに至った。
すなわち、本発明は、燃焼効率および最高出力をさらに
高めることができる内燃機関を提供することを目的とす
る。
高めることができる内燃機関を提供することを目的とす
る。
C0問題点を解決するための手段
本発明では、上記目的を達成するために、主燃焼室の近
傍に燃料活性室を有するとともに、該燃料活性室と上記
主燃焼室との間にこれら間を開閉する弁を備えた内燃機
関において、上記弁をその弁体が上記燃料活性室側へ移
動されることにより開成する構成とするとともに、上記
燃料活性室に燃料を噴射供給する燃料供給孔と上記主燃
焼室から圧縮エアを上記燃料活性室に導く圧縮エア導入
孔とをそれぞれの途中で合流させ、もって、上記主燃焼
室内の圧縮エアと燃料噴射ノズルから噴射される燃料と
を予混合させながら上記燃料活性室に噴出させる構成と
している。
傍に燃料活性室を有するとともに、該燃料活性室と上記
主燃焼室との間にこれら間を開閉する弁を備えた内燃機
関において、上記弁をその弁体が上記燃料活性室側へ移
動されることにより開成する構成とするとともに、上記
燃料活性室に燃料を噴射供給する燃料供給孔と上記主燃
焼室から圧縮エアを上記燃料活性室に導く圧縮エア導入
孔とをそれぞれの途中で合流させ、もって、上記主燃焼
室内の圧縮エアと燃料噴射ノズルから噴射される燃料と
を予混合させながら上記燃料活性室に噴出させる構成と
している。
d、 実施例
以下、本発明に係る内燃機関の実施例について添付図面
を参照しながら詳細に説明する。
を参照しながら詳細に説明する。
第1図〜第4図は、本発明の一実施例を示すものである
。
。
本実施例の内燃機関lは、本発明をディーゼル機関の如
く圧縮着火機関に適用した場合のものである。
く圧縮着火機関に適用した場合のものである。
内燃機関1は、その主燃焼室2の上方近傍に燃料活性室
3を有する。
3を有する。
燃料活性室3は、上部4aが小径で形成されるとともに
下部4bが比較的大径で形成された段部4c付円筒状ホ
ルダ4の下部4b内に形成されている。
下部4bが比較的大径で形成された段部4c付円筒状ホ
ルダ4の下部4b内に形成されている。
燃料活性室3は、ホルダ4の上下方向軸を中心とする回
転体形状に形成され、特に、その上部は円すい形状に形
成されている。
転体形状に形成され、特に、その上部は円すい形状に形
成されている。
また、ホルダ4には、燃料活性室3の下方に略半円球状
の下方に開口するくぼみ5が形成されている。
の下方に開口するくぼみ5が形成されている。
このくぼみ5に対応して、ピストン6の上部にも略半円
球状の上方に開口するくぼみ7が形成されている。
球状の上方に開口するくぼみ7が形成されている。
主燃焼室2は、その圧縮上死点にある際に、該ピストン
とシリンダヘッド8との間の平板状部分を除けばくぼみ
5とくぼみ7とにより、スワールAの生じ易い略球形状
となる。
とシリンダヘッド8との間の平板状部分を除けばくぼみ
5とくぼみ7とにより、スワールAの生じ易い略球形状
となる。
ホルダ4の上部4aには、その軸方向に伸びる連通孔9
が形成されている。
が形成されている。
挿通孔9には、弁体10を下部に有するロッド11が摺
動自在にかつホルダ4との間をシールする状態で挿通設
置されている。
動自在にかつホルダ4との間をシールする状態で挿通設
置されている。
弁体10は、燃料活性室3とくぼみ5との間にホルダ4
に形成された弁座12とともに弁13を構成している。
に形成された弁座12とともに弁13を構成している。
ロッド11の上端に固定したタペット14とシリンダへ
ノド8との間には、スプリング15が介在設置されてい
る。
ノド8との間には、スプリング15が介在設置されてい
る。
弁体10は、スプリング15の弾性力により、常時上方
に付勢されるとともに、タペット14に当接されたカム
16の回転に伴ない上下動される。
に付勢されるとともに、タペット14に当接されたカム
16の回転に伴ない上下動される。
カム16は、図示しない動力伝達手段を介して図示しな
いクランクシャフトの動力が伝えられて所定のタイミン
グで回転駆動される。
いクランクシャフトの動力が伝えられて所定のタイミン
グで回転駆動される。
したがって、弁13は、カム16の回転により、所定タ
イミングで開閉される。
イミングで開閉される。
弁13の開成期間としては圧縮工程の終り頃がら排気工
程の始め頃までの間の適宜な期間が好ましいが、特にこ
れに限定されない0例えば、弁13の開成期間を、圧縮
工程の終り頃から吸入工程の終り頃までの長い期間とす
ることもできる。
程の始め頃までの間の適宜な期間が好ましいが、特にこ
れに限定されない0例えば、弁13の開成期間を、圧縮
工程の終り頃から吸入工程の終り頃までの長い期間とす
ることもできる。
また、弁13の開成タイミングは、当該内燃機関の回転
数に応じて、進角させるように構成するのが好ましい、
なお、この進角させる装置としては、前記した動力伝達
手段中に従来の技術を用いて簡単に構成し設置すること
ができるため、その詳細な説明を省略する。
数に応じて、進角させるように構成するのが好ましい、
なお、この進角させる装置としては、前記した動力伝達
手段中に従来の技術を用いて簡単に構成し設置すること
ができるため、その詳細な説明を省略する。
また、ホルダ4の側部には、燃料噴射ノズル17からの
噴射燃料を燃料活性室3内に導き供給するための燃料供
給孔18が形成されている。
噴射燃料を燃料活性室3内に導き供給するための燃料供
給孔18が形成されている。
この燃料供給孔1Bは、燃料活性室3に対して偏心させ
て形成されるのが好ましく(第2図参照)、これにより
、燃料噴射ノズル17からの噴射燃料は、第2図におい
て時計方向のスワールBを形成する。このスワールBに
より、燃料の活性化が促される。
て形成されるのが好ましく(第2図参照)、これにより
、燃料噴射ノズル17からの噴射燃料は、第2図におい
て時計方向のスワールBを形成する。このスワールBに
より、燃料の活性化が促される。
また、ホルダ4の燃料供給孔18とくぼみ5は、小径の
圧縮エア導入孔18aにより連通されている。
圧縮エア導入孔18aにより連通されている。
この圧縮エア導入孔18aは、主燃焼室2内の圧縮エア
を、燃料供給孔18内に導びくものである。この圧縮エ
ア導入孔18aからの圧縮エアは、燃料噴射ノズル17
から噴射される燃料とともに互いに予混合されて燃料活
性室3内に噴出される。
を、燃料供給孔18内に導びくものである。この圧縮エ
ア導入孔18aからの圧縮エアは、燃料噴射ノズル17
から噴射される燃料とともに互いに予混合されて燃料活
性室3内に噴出される。
このように、燃料供給孔18は、燃料と圧縮エアを予め
混合させて燃料活性室3へ送る働きをすることから、い
わゆる燃料活性室3に対するブリミキシングボートを成
している。
混合させて燃料活性室3へ送る働きをすることから、い
わゆる燃料活性室3に対するブリミキシングボートを成
している。
さらに燃料活性室3には、グロープラグ19の先端部が
わずかに突出させて臨まれている。グロープラグ19は
、孔18からの燃料噴射方向に関しわずかに下流側に配
置されるのが好ましい。
わずかに突出させて臨まれている。グロープラグ19は
、孔18からの燃料噴射方向に関しわずかに下流側に配
置されるのが好ましい。
さらにまた、ホルダ4の燃料供給孔18と対峙する側に
、雌ネジ孔20が形成されている。雌ネジ孔20には、
点火プラグ21が締結されている0点火プラグ21は、
燃料活性化室3内のスワールBを妨害しないように、そ
の先端部21aを雌ネジ孔20内に位置させているが、
勿論上記先端部21aを雌ネジ孔20から突出させるよ
うに設置しても良い。
、雌ネジ孔20が形成されている。雌ネジ孔20には、
点火プラグ21が締結されている0点火プラグ21は、
燃料活性化室3内のスワールBを妨害しないように、そ
の先端部21aを雌ネジ孔20内に位置させているが、
勿論上記先端部21aを雌ネジ孔20から突出させるよ
うに設置しても良い。
点火プラグ21は、ホルダ4の雌ネジ孔20に対応して
シリンダヘッド8に形成された孔22を介して雌ネジ2
0に着脱自在に固定される。
シリンダヘッド8に形成された孔22を介して雌ネジ2
0に着脱自在に固定される。
さらにまた、ホルダ4には別の孔23が形成され、線孔
に対応してシリンダへラド8には孔24.25が形成さ
れている。孔23は、燃料活性室3内のスワールBに関
して下流側を向けて形成されている。
に対応してシリンダへラド8には孔24.25が形成さ
れている。孔23は、燃料活性室3内のスワールBに関
して下流側を向けて形成されている。
孔25は、孔24と主燃焼室2を連通ずる。したがって
、燃料活性室3は、孔23.24.25を介して主燃焼
室2に連通されている。
、燃料活性室3は、孔23.24.25を介して主燃焼
室2に連通されている。
また、孔24.25との間には、孔25の孔24に対す
る開口度を変化させるべく構成されたエア量調整装置2
6が介在設置されている。
る開口度を変化させるべく構成されたエア量調整装置2
6が介在設置されている。
このエア量調整装置26は、先端部に傾斜部27aを有
する円柱状小ロッド27と、適宜に該ロンドを回動させ
る回動手段28とから成る。
する円柱状小ロッド27と、適宜に該ロンドを回動させ
る回動手段28とから成る。
小ロッド27は、その傾斜部27aを孔25の口上に配
置させて、シリンダへラド8に形成した孔29に回動自
在に支承されている。
置させて、シリンダへラド8に形成した孔29に回動自
在に支承されている。
小ロッド27は、連絡棒30を介して、回動手段28に
連結されている。
連結されている。
エア量調整装置26は、当該内燃機関において高速運転
時および/または加速時および/または高負荷時等にあ
ることを検出して、圧縮エア導入孔18aを介して主燃
焼室2から燃料活性室3へ送られてくる圧縮エアの量を
補うために設けられたもので、小ロフト27を回動させ
てその傾斜部27a と孔25の口との重なり合いによ
ってその口を絞って孔25.24.23を介して流れる
圧縮エア通過量を調整すべ く a方 く 。
時および/または加速時および/または高負荷時等にあ
ることを検出して、圧縮エア導入孔18aを介して主燃
焼室2から燃料活性室3へ送られてくる圧縮エアの量を
補うために設けられたもので、小ロフト27を回動させ
てその傾斜部27a と孔25の口との重なり合いによ
ってその口を絞って孔25.24.23を介して流れる
圧縮エア通過量を調整すべ く a方 く 。
−この回動手段28は、例えば図示しないクランクシャ
フトの回転数またはアクセルペダルの踏込量や、アクセ
ルペダルの踏込量の変化の度合あるいは、図示しない吸
気管内のスロットルバルブの下流側の流速変化の度合等
に基づいて小ロッド27を適宜な量だけ回動させる。
フトの回転数またはアクセルペダルの踏込量や、アクセ
ルペダルの踏込量の変化の度合あるいは、図示しない吸
気管内のスロットルバルブの下流側の流速変化の度合等
に基づいて小ロッド27を適宜な量だけ回動させる。
この回動手段28は、例えば、上記したような各種変化
を検出して得られる検出データを処理するマイクロコン
ピュータ等の処理装置および該処理装置の処理結果に基
づいて適宜駆動されるステンピングモータおよびその減
速装置等によって構成したものでも良く、また、機械的
に、図示しない連結手段を介してスロットルバルブある
いはアクセルペダル等に直接リンク式に連結して構成し
たものでも良(、要は、当該内燃機関の使用目的等を考
慮して、その構成を適宜決定すれば良い。
を検出して得られる検出データを処理するマイクロコン
ピュータ等の処理装置および該処理装置の処理結果に基
づいて適宜駆動されるステンピングモータおよびその減
速装置等によって構成したものでも良く、また、機械的
に、図示しない連結手段を介してスロットルバルブある
いはアクセルペダル等に直接リンク式に連結して構成し
たものでも良(、要は、当該内燃機関の使用目的等を考
慮して、その構成を適宜決定すれば良い。
また、弁体10の上面10aは、燃料活性室3の天井面
3aと同様に円すい形状に形成されている。これにより
、弁体10が上動されて天井面3aに当接された際には
、弁体lOとシリンダヘッド8間は完全にシールされる
。
3aと同様に円すい形状に形成されている。これにより
、弁体10が上動されて天井面3aに当接された際には
、弁体lOとシリンダヘッド8間は完全にシールされる
。
さらに、弁体10の上面10aには2本の環状溝31が
形成され、また、その側周面10bにも2本の環状溝3
2が形成されている。なお、これらの溝31゜32の数
は、特に限定されない、これらの溝31.32により、
弁13の作動中に、弁体10の上面10aおよび/また
は天井面3aに付着したカーボンが効率良く剥離される
とともに、弁体10の側周面10bおよび/または弁座
12に付着したカーボンも効率的に剥離される。特に、
弁体10の上面10a と天井面3aとの間におけるカ
ーボンを急J Mできることにより、弁体10が上動さ
れた際における弁体10とシリンダヘッド8と間のシー
ル性を常時良好に保つことができる。
形成され、また、その側周面10bにも2本の環状溝3
2が形成されている。なお、これらの溝31゜32の数
は、特に限定されない、これらの溝31.32により、
弁13の作動中に、弁体10の上面10aおよび/また
は天井面3aに付着したカーボンが効率良く剥離される
とともに、弁体10の側周面10bおよび/または弁座
12に付着したカーボンも効率的に剥離される。特に、
弁体10の上面10a と天井面3aとの間におけるカ
ーボンを急J Mできることにより、弁体10が上動さ
れた際における弁体10とシリンダヘッド8と間のシー
ル性を常時良好に保つことができる。
また、ホルダ4は、前記したように、その上部4aと下
部4b間に環状の段部4cを有する。このホルダ4の形
状に対応して、シリンダヘッド8には、小径の孔8aと
大径の孔8bとが形成されるとともに、孔8aと孔8b
との間に環状の段部8cが形成されている。
部4b間に環状の段部4cを有する。このホルダ4の形
状に対応して、シリンダヘッド8には、小径の孔8aと
大径の孔8bとが形成されるとともに、孔8aと孔8b
との間に環状の段部8cが形成されている。
本実施例では、孔8bは、その一部がシリンダブロック
33の内周面に固定されているシリンダライナ34上に
重なって位置するように、主燃焼室2に対して大きく偏
心して形成されている。
33の内周面に固定されているシリンダライナ34上に
重なって位置するように、主燃焼室2に対して大きく偏
心して形成されている。
ここで、ホルダ4の取付けについて説明する。
ホルダ4は、シリンダヘッド8の下方から孔8at8b
に圧入されてシリンダヘッド8に固定され一体化される
。このとき、ホルダ4の段部4Cとシリンダヘッド8の
段部8Cは密接されている。しかる後、このシリンダヘ
ッドをシリンダブロック33に固定する。これにより、
ホルダ4は、その段部4Cを押圧するシリンダヘッド8
の段部8Cと、その底面4dの一部を押圧するライナ3
4の上端面34a とにより、その上下方向の移動が規
制されて完全に固定される。
に圧入されてシリンダヘッド8に固定され一体化される
。このとき、ホルダ4の段部4Cとシリンダヘッド8の
段部8Cは密接されている。しかる後、このシリンダヘ
ッドをシリンダブロック33に固定する。これにより、
ホルダ4は、その段部4Cを押圧するシリンダヘッド8
の段部8Cと、その底面4dの一部を押圧するライナ3
4の上端面34a とにより、その上下方向の移動が規
制されて完全に固定される。
なお、ホルダ4は、いずれかの地点で図示しない回り止
めキーによりシリンダヘッド8に対して回動しないよう
にされるのが好ましいが、ホルダ4がその軸に対して非
回転体形状に形成されている場合には、シリンダヘッド
8に対して回動することも無いので、この場合には上記
回り止めキーは不用である。
めキーによりシリンダヘッド8に対して回動しないよう
にされるのが好ましいが、ホルダ4がその軸に対して非
回転体形状に形成されている場合には、シリンダヘッド
8に対して回動することも無いので、この場合には上記
回り止めキーは不用である。
また、ホルダ4の固定位置としては、その底面4dの一
部を、ライナ34を大きく超えてシリンダブロック33
まで達するようにしても勿論良い。
部を、ライナ34を大きく超えてシリンダブロック33
まで達するようにしても勿論良い。
また、本実施例では、ピストン6のくぼみ7から直線状
にあるいは湾曲状に延びるガイド溝35を2本形成して
いる。なお、このガイド溝35の数も特に限定されない
、この溝35により、圧縮工程において、主燃焼室2内
のエアは効果的にスワールを生じさせる。したがって、
ガイド溝35が湾曲状に形成される場合には、上記スワ
ールの方向と一致させるのが好ましい、なお、第4図に
おいて、ピストン6上に示す一点鎖線の円36.37は
、シリンダヘッド8に設けられた図示しない吸気弁およ
び排気弁のピストン6に対する設置位置を示すものであ
る。
にあるいは湾曲状に延びるガイド溝35を2本形成して
いる。なお、このガイド溝35の数も特に限定されない
、この溝35により、圧縮工程において、主燃焼室2内
のエアは効果的にスワールを生じさせる。したがって、
ガイド溝35が湾曲状に形成される場合には、上記スワ
ールの方向と一致させるのが好ましい、なお、第4図に
おいて、ピストン6上に示す一点鎖線の円36.37は
、シリンダヘッド8に設けられた図示しない吸気弁およ
び排気弁のピストン6に対する設置位置を示すものであ
る。
次に、本実施例の作用について説明する。
いま、内燃機関1が圧縮工程にあると、主燃焼室2内の
エアは、圧縮される。すると、主燃焼室2内の圧縮エア
は、圧縮エア導入孔18aを介して燃料供給孔18内に
噴出され、該燃料供給孔を介して燃料活性室3内に導び
かれる。また、このとき、燃料噴射ノズル8からは、燃
料供給孔18内に噴射される。この噴射された燃料は、
圧縮エア導入孔18aを通じて主燃焼室2から導びかれ
た圧縮エアと燃料供給孔18内で予め混合されて燃料活
性室3内へ噴出される。この噴出により、燃料活性室3
内にスワールBが形成され、上記噴射された燃料の活性
化が促進される。これとともに、この噴射された燃料は
、グロープラグ19によって加熱されてその活性化が促
進され、均一な混合気が形成される。
エアは、圧縮される。すると、主燃焼室2内の圧縮エア
は、圧縮エア導入孔18aを介して燃料供給孔18内に
噴出され、該燃料供給孔を介して燃料活性室3内に導び
かれる。また、このとき、燃料噴射ノズル8からは、燃
料供給孔18内に噴射される。この噴射された燃料は、
圧縮エア導入孔18aを通じて主燃焼室2から導びかれ
た圧縮エアと燃料供給孔18内で予め混合されて燃料活
性室3内へ噴出される。この噴出により、燃料活性室3
内にスワールBが形成され、上記噴射された燃料の活性
化が促進される。これとともに、この噴射された燃料は
、グロープラグ19によって加熱されてその活性化が促
進され、均一な混合気が形成される。
次いで、カム16の回転により、圧縮上死点付近におい
て弁10が上動されて弁13が開成される。これととも
に、点火プラグ21によって所定の点火タイミングでス
パークが放たれる。弁10の開成により、燃料活性室3
内の混合気は、主燃焼室2内の圧縮エアと混合して着火
燃焼し始めるとともに、上記点火プラグ19のスパーク
によりさらに確実に着火される。この着火により、燃料
活性室3内の混合気は、燃焼し始めて急激に圧力が高め
られ、弁体10と弁座12間のスペースおよび孔18.
18aを介して主燃焼室2内に噴出される。このとき、
特に、孔18aを介して噴出される燃焼混合気により、
主燃焼室2内では激しいスワールが形成される。
て弁10が上動されて弁13が開成される。これととも
に、点火プラグ21によって所定の点火タイミングでス
パークが放たれる。弁10の開成により、燃料活性室3
内の混合気は、主燃焼室2内の圧縮エアと混合して着火
燃焼し始めるとともに、上記点火プラグ19のスパーク
によりさらに確実に着火される。この着火により、燃料
活性室3内の混合気は、燃焼し始めて急激に圧力が高め
られ、弁体10と弁座12間のスペースおよび孔18.
18aを介して主燃焼室2内に噴出される。このとき、
特に、孔18aを介して噴出される燃焼混合気により、
主燃焼室2内では激しいスワールが形成される。
このスワールにより、主燃焼室2内の燃焼は、スムーズ
に行なわれる。
に行なわれる。
また、上記の如く、弁13が開成されて燃焼が始まると
きに、弁体10は天井面3aに当接して、該弁体とシリ
ンダヘッド8間をシールする。このシールにより、燃料
活性室3内の燃焼混合気がホルダ4とシリンダヘッド8
との間の隙間から外部に漏れるのが防止される。
きに、弁体10は天井面3aに当接して、該弁体とシリ
ンダヘッド8間をシールする。このシールにより、燃料
活性室3内の燃焼混合気がホルダ4とシリンダヘッド8
との間の隙間から外部に漏れるのが防止される。
この後、弁13は、例えば膨張行程の終期付近あるいは
排気行程の終期付近等、適当な時期に閉成される。以後
、上記したのと同様の動作が繰り返される。
排気行程の終期付近等、適当な時期に閉成される。以後
、上記したのと同様の動作が繰り返される。
なお、上記実施例の内燃機関1には、エア量調整装置2
6の代わりに、またはこれとともに、当該内燃機関の加
速時等に圧縮エアを燃料活性室3内に供給する圧縮エフ
供給手段38を付加設置することもできる。
6の代わりに、またはこれとともに、当該内燃機関の加
速時等に圧縮エアを燃料活性室3内に供給する圧縮エフ
供給手段38を付加設置することもできる。
この圧縮エア供給手段38は、その−例として第1図に
示すように、エアクリーナ等を介して得られる清浄なエ
アの一部を圧縮するポンプ39と、該ポンプによって圧
縮されたエアを蓄積するタンク40と、該タンクから燃
料活性化室3に圧縮エアを導(導管41と、導管41の
途中に介在された常閉型電磁弁42と、該電磁弁42を
適宜に開閉制御する電磁弁制御部43等とから構成する
ことができる。
示すように、エアクリーナ等を介して得られる清浄なエ
アの一部を圧縮するポンプ39と、該ポンプによって圧
縮されたエアを蓄積するタンク40と、該タンクから燃
料活性化室3に圧縮エアを導(導管41と、導管41の
途中に介在された常閉型電磁弁42と、該電磁弁42を
適宜に開閉制御する電磁弁制御部43等とから構成する
ことができる。
ポンプ39は図示しないクランクシャフトの動力が伝達
されて駆動される。
されて駆動される。
電磁弁制御部43は、当該内燃機関に加速されている時
(以下加速時という)あるいは負荷をかけられている時
(以下加賀荷時という)に電磁弁42を開成させて燃料
活性化室3に圧縮エアを送るように作動されるものであ
る。
(以下加速時という)あるいは負荷をかけられている時
(以下加賀荷時という)に電磁弁42を開成させて燃料
活性化室3に圧縮エアを送るように作動されるものであ
る。
本例では、当該内燃機関の加速時あるいは加賀荷時に燃
料供給ポンプ44のコントロールラック44aが一方に
大きく移動されることを利用し、このコントロールラッ
ク44aの作動によってスイッチ45のアクチェエータ
を押圧させて該スイッチを開成させ、これによってバフ
テリ46からスイッチ45を介して電磁弁42に作動電
流を流すようにしている。
料供給ポンプ44のコントロールラック44aが一方に
大きく移動されることを利用し、このコントロールラッ
ク44aの作動によってスイッチ45のアクチェエータ
を押圧させて該スイッチを開成させ、これによってバフ
テリ46からスイッチ45を介して電磁弁42に作動電
流を流すようにしている。
なお、47は、タンク40からポンプ39側に圧縮エア
が逆流しないように、ポンプ39とタンク40と間を結
ぶ導管4Bの途中に介在させた逆止弁であり、49はタ
ンク40内の圧力を一定に保ったためのリリーフ弁であ
る。
が逆流しないように、ポンプ39とタンク40と間を結
ぶ導管4Bの途中に介在させた逆止弁であり、49はタ
ンク40内の圧力を一定に保ったためのリリーフ弁であ
る。
また、圧縮エア供給手段3Bを設置するに際し、第1図
に示す如く、直接燃料活性室3に圧縮エアを供給するよ
うにしても良いが、好ましくは、圧縮エアが燃料活性室
3内のスワールBと同方向にかつ接線方向に噴出される
ように供給するのが良く、例えば、孔23または燃料供
給孔18から供給するか、あるいは孔23と燃料供給孔
18との間のいずれかの地点から供給するのが良い。
に示す如く、直接燃料活性室3に圧縮エアを供給するよ
うにしても良いが、好ましくは、圧縮エアが燃料活性室
3内のスワールBと同方向にかつ接線方向に噴出される
ように供給するのが良く、例えば、孔23または燃料供
給孔18から供給するか、あるいは孔23と燃料供給孔
18との間のいずれかの地点から供給するのが良い。
次に、当該内燃機関の特徴的な作用をまとめてみると、
次のとおりである。
次のとおりである。
1)噴射燃料の早期活性化
燃料は、燃料噴射ノズル17から高温の残留ガスが内在
され、かつ高温に加熱された壁面を有する燃料活性室3
に比較的早期に噴射され、しかも、圧縮エア導入孔18
aから流入され圧縮エアと予混合され、さらに燃料活性
室3内においてスワールに乗り上記残留ガス、高温壁面
およびグロープラグ19等によって強制的に予熱されて
、均一な混合気を形成する。なお、この圧縮エア導入孔
18aを余り大きくすると、この燃料活性室3において
自己着火し、いわゆるディーゼル燃焼となるので、圧縮
エア導入孔18aの径は比較的小さく設定するのが好ま
しい。
され、かつ高温に加熱された壁面を有する燃料活性室3
に比較的早期に噴射され、しかも、圧縮エア導入孔18
aから流入され圧縮エアと予混合され、さらに燃料活性
室3内においてスワールに乗り上記残留ガス、高温壁面
およびグロープラグ19等によって強制的に予熱されて
、均一な混合気を形成する。なお、この圧縮エア導入孔
18aを余り大きくすると、この燃料活性室3において
自己着火し、いわゆるディーゼル燃焼となるので、圧縮
エア導入孔18aの径は比較的小さく設定するのが好ま
しい。
2)弁4による着火時期の制御
燃料活性室3の近傍に設けられている弁13の弁体10
と燃料活性室3の天井面3aとの間にある均一に活性化
(予混合、予熱)された混合気は、弁体10を引き上げ
ることにより弁体10の上面10a と燃料活性室3の
天井面3aによりスキッシュ作用を施され、開成された
弁13から主燃焼室2に激しく噴出され、該主燃焼室内
の新気と接触して直ちに着火燃焼する。このように、当
該内燃機関では、本質的に点火プラグ21のスパークに
よらずとも弁13の開成により着火燃焼を行わせること
ができるので、点火プラグ21を省略することもできる
。また、点火プラグ21を用いた構成とした場合には、
活性化し難いかあるいは着火し難い燃料を用いても確実
に所定タイミングで着火させることが可能となる。した
がって、点火プラグ21を用いた構成とするか否かは、
燃料の種類やその性質および当該内燃機関の使用目的等
を考慮して適宜に決定すれば良い。
と燃料活性室3の天井面3aとの間にある均一に活性化
(予混合、予熱)された混合気は、弁体10を引き上げ
ることにより弁体10の上面10a と燃料活性室3の
天井面3aによりスキッシュ作用を施され、開成された
弁13から主燃焼室2に激しく噴出され、該主燃焼室内
の新気と接触して直ちに着火燃焼する。このように、当
該内燃機関では、本質的に点火プラグ21のスパークに
よらずとも弁13の開成により着火燃焼を行わせること
ができるので、点火プラグ21を省略することもできる
。また、点火プラグ21を用いた構成とした場合には、
活性化し難いかあるいは着火し難い燃料を用いても確実
に所定タイミングで着火させることが可能となる。した
がって、点火プラグ21を用いた構成とするか否かは、
燃料の種類やその性質および当該内燃機関の使用目的等
を考慮して適宜に決定すれば良い。
以上のことから明らかなように、当該内燃機関では、そ
の弁13の開閉時期および/または点火プラグ21のス
パーク時期を適当に選択し変化させることにより、その
着火時期を最適制御することもできる。なお、点火プラ
グ21のスパークにより着火させる構成とした場合には
、点火プラグ21のスパークを放つタイミングは、弁1
3の開成タイミングに同期させるのが良い。
の弁13の開閉時期および/または点火プラグ21のス
パーク時期を適当に選択し変化させることにより、その
着火時期を最適制御することもできる。なお、点火プラ
グ21のスパークにより着火させる構成とした場合には
、点火プラグ21のスパークを放つタイミングは、弁1
3の開成タイミングに同期させるのが良い。
また、弁10の開閉時期を制御できることから燃料供給
時間も制御することができるので、燃料活性化室3にお
いて、予め燃料と空気を予混合し予熱十分に活性化させ
ることができるため、種々の燃料を種々の内燃機関に適
した最適の状態にガス化出来る。
時間も制御することができるので、燃料活性化室3にお
いて、予め燃料と空気を予混合し予熱十分に活性化させ
ることができるため、種々の燃料を種々の内燃機関に適
した最適の状態にガス化出来る。
したがって、多種の燃料を使用出来るとともに、内燃機
関全般(ディーゼル機関に限らず、通常のガソリン機関
も含む)に採用できる。
関全般(ディーゼル機関に限らず、通常のガソリン機関
も含む)に採用できる。
3)活性化に伴う予混合燃焼
燃料を着火される前に燃料活性室3において予め活性化
させる構成としているため、ディーゼル燃焼特有なディ
ーゼルノックをおこすことなく、静かな予混合燃焼を実
現でき、排ガスも少く、とくに黒煙はほとんど見られな
い、そのため、高速回転が可能となり、圧縮比も若干低
下させ得るので、機関の軽量化が期待できる。また、空
気過剰率を1.0に近づけることができるので出力向上
も可能となる。
させる構成としているため、ディーゼル燃焼特有なディ
ーゼルノックをおこすことなく、静かな予混合燃焼を実
現でき、排ガスも少く、とくに黒煙はほとんど見られな
い、そのため、高速回転が可能となり、圧縮比も若干低
下させ得るので、機関の軽量化が期待できる。また、空
気過剰率を1.0に近づけることができるので出力向上
も可能となる。
なお、本発明においては、ホルダ4の設置位置は、ピス
トン6に対してその中央に位置させる構成としても勿論
良い。
トン6に対してその中央に位置させる構成としても勿論
良い。
また、ピストン6のくぼみ7の形状は、略半円球形状に
限らず、略円柱形状等、いかなる形状としても良い。
限らず、略円柱形状等、いかなる形状としても良い。
さらに、弁体10の溝31.32、エア量調整装置26
、ピストン6の溝35および圧縮エア供給手段38のい
ずれかは、省略しても良く、内燃機関1の使用目的等を
考慮して選択的に適宜に付加することが良い。
、ピストン6の溝35および圧縮エア供給手段38のい
ずれかは、省略しても良く、内燃機関1の使用目的等を
考慮して選択的に適宜に付加することが良い。
さらになお、少なくとも燃料活性室3を囲むその壁面ま
たはホルダ4全体をセラミクス材料を用いて形成すれば
、当該内燃機関の熱効率を向上させることができ、好ま
しい、勿論、シリンダヘッド8やシリンダブロック33
とともに、全体をセラミクス材料で形成しても良い。
たはホルダ4全体をセラミクス材料を用いて形成すれば
、当該内燃機関の熱効率を向上させることができ、好ま
しい、勿論、シリンダヘッド8やシリンダブロック33
とともに、全体をセラミクス材料で形成しても良い。
また、上記実施例では、圧縮エア導入孔18aを、主燃
焼室2と燃料供給孔18の途中とを連通させるべく構成
しているが、これに限らず、それぞれの孔の途中で合流
させれようにすれば、いかなる構成としてもよい。
焼室2と燃料供給孔18の途中とを連通させるべく構成
しているが、これに限らず、それぞれの孔の途中で合流
させれようにすれば、いかなる構成としてもよい。
e、 発明の詳細
な説明したように、本発明では、主燃焼室内の圧縮エア
を燃料供給孔に導く圧縮エア導入孔を有する構成とし、
燃料噴射ノズルから噴射される燃料を燃料活性室内に噴
出させる前に燃料供給孔内で予混合しその活性化を促進
するようにしているため、当該内燃機関における着火燃
焼を確実にスムーズに行わせることができる。しかも、
燃料活性化室内においては、高圧、高温のもとに燃料を
活性化することができるので、従来の内燃機関特に圧縮
着火機関よりも圧縮比を下げた状態あるいは上げた状態
においても燃焼効率を高める事が出来る。このため、黒
煙、窒素酸化物(Noχ)を減少でき、したがって、黒
煙や窒素酸化物の排出による大気汚染を防止することが
できる。さらには、ディーゼルノック等の発生を防止で
きるとともに、加速時あるいは加賀荷時に於いては多量
の黒煙の排出を防止しつつ加速性を向上させることがで
きる。
を燃料供給孔に導く圧縮エア導入孔を有する構成とし、
燃料噴射ノズルから噴射される燃料を燃料活性室内に噴
出させる前に燃料供給孔内で予混合しその活性化を促進
するようにしているため、当該内燃機関における着火燃
焼を確実にスムーズに行わせることができる。しかも、
燃料活性化室内においては、高圧、高温のもとに燃料を
活性化することができるので、従来の内燃機関特に圧縮
着火機関よりも圧縮比を下げた状態あるいは上げた状態
においても燃焼効率を高める事が出来る。このため、黒
煙、窒素酸化物(Noχ)を減少でき、したがって、黒
煙や窒素酸化物の排出による大気汚染を防止することが
できる。さらには、ディーゼルノック等の発生を防止で
きるとともに、加速時あるいは加賀荷時に於いては多量
の黒煙の排出を防止しつつ加速性を向上させることがで
きる。
また、本発明では、多種類の燃料を用いることができ、
しかも、それらをスムーズに燃焼させることができる。
しかも、それらをスムーズに燃焼させることができる。
第1図〜第4図は本発明に係る内燃機関のピストン構造
の一実施例を示し、第1図はその概念断面図、第2図は
その要部を拡大して示す断面図、第3図はその要部を拡
大して示す断面図、第4図はそのピストン構造を示す平
面図である。 1・・・内燃機関、 2・・・主燃焼室、3・・・
燃料活性室、 4・・・ホルダ、4c・・・段部、
5・・・くぼみ、6・・・ピストン、
7・・・くぼみ、8・・・シリンダヘッド、8c・・
・段部、10・・・弁体、11・・・ロッド、 12・・・弁座、 13・・・弁、14・・・
タペット、 15・・・スプリング、16・・・カ
ム、 17・・・燃料噴射ノズル、1B、 1
8a・・・孔、 19・・・グロープラグ、20・
・・雌ネジ孔、 21・・・点火プラグ、22・・
・孔、 23.24.25・・・孔、26・
・・エア量調整装置、27・・・小ロッド、27a・・
・傾斜部、 28・・・回動手段、31、32・・
・溝、33・・・シリンダブロック、34・・・ライナ
、 35・・・ガイド溝。 第2図 第3図 第4図 手 続 主甫 正 書1発) 昭和62年11月13日 Jj?す 1、事件の表示 昭和62年特許願第11983号 2、発明の名称 内燃機関 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都港区赤坂3丁目2番3号 (ほか2名) 5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄、。 補正の内容 l) 本願明細書の第18貞第4行と第5行との間に下
記の文章を挿入する。 記 なお、内燃機関1は、弁13を、低速回転時には着火タ
イミングで開閉させ、中速以上の回転時には開いたまま
に保持する弁制御手段(図示せず)を備えた構成とする
ことができる。 当該弁制御手段は、例えば、回転数を検知して中速回転
に達したところで弁13を開成状態とすべくカム16を
停止させる機構等である。このような機構は、従来より
周知の速度検出センサやマイクロコンピュータ等を用い
た制御装置等を用いることによって簡単に構成できるも
のであるため、その詳細な説明を省略する。なお、この
弁制御手段の機構は、勿論上記のものに限らず、要は、
中速以上で弁13を開成状態に保持できるものであれば
、いかように構成しても良い。 当該実施例における弁制御手段においては、中速とは、
1500〜2000rpmの範囲内に設定するのが好ま
しいが、本発明では、特にこれに限定されず、オ発明が
適用される内燃機関の種類、性能および使用目的等を考
慮して適宜決定すれば良い。 このような弁制御手段を用いることにより、低速から中
速におけるノンキングを効果的に防止できるとともに、
中速から高速においてはなめらかな高速運転が実現でき
る。
の一実施例を示し、第1図はその概念断面図、第2図は
その要部を拡大して示す断面図、第3図はその要部を拡
大して示す断面図、第4図はそのピストン構造を示す平
面図である。 1・・・内燃機関、 2・・・主燃焼室、3・・・
燃料活性室、 4・・・ホルダ、4c・・・段部、
5・・・くぼみ、6・・・ピストン、
7・・・くぼみ、8・・・シリンダヘッド、8c・・
・段部、10・・・弁体、11・・・ロッド、 12・・・弁座、 13・・・弁、14・・・
タペット、 15・・・スプリング、16・・・カ
ム、 17・・・燃料噴射ノズル、1B、 1
8a・・・孔、 19・・・グロープラグ、20・
・・雌ネジ孔、 21・・・点火プラグ、22・・
・孔、 23.24.25・・・孔、26・
・・エア量調整装置、27・・・小ロッド、27a・・
・傾斜部、 28・・・回動手段、31、32・・
・溝、33・・・シリンダブロック、34・・・ライナ
、 35・・・ガイド溝。 第2図 第3図 第4図 手 続 主甫 正 書1発) 昭和62年11月13日 Jj?す 1、事件の表示 昭和62年特許願第11983号 2、発明の名称 内燃機関 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都港区赤坂3丁目2番3号 (ほか2名) 5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄、。 補正の内容 l) 本願明細書の第18貞第4行と第5行との間に下
記の文章を挿入する。 記 なお、内燃機関1は、弁13を、低速回転時には着火タ
イミングで開閉させ、中速以上の回転時には開いたまま
に保持する弁制御手段(図示せず)を備えた構成とする
ことができる。 当該弁制御手段は、例えば、回転数を検知して中速回転
に達したところで弁13を開成状態とすべくカム16を
停止させる機構等である。このような機構は、従来より
周知の速度検出センサやマイクロコンピュータ等を用い
た制御装置等を用いることによって簡単に構成できるも
のであるため、その詳細な説明を省略する。なお、この
弁制御手段の機構は、勿論上記のものに限らず、要は、
中速以上で弁13を開成状態に保持できるものであれば
、いかように構成しても良い。 当該実施例における弁制御手段においては、中速とは、
1500〜2000rpmの範囲内に設定するのが好ま
しいが、本発明では、特にこれに限定されず、オ発明が
適用される内燃機関の種類、性能および使用目的等を考
慮して適宜決定すれば良い。 このような弁制御手段を用いることにより、低速から中
速におけるノンキングを効果的に防止できるとともに、
中速から高速においてはなめらかな高速運転が実現でき
る。
Claims (1)
- 主燃焼室の近傍に燃料活性室を有するとともに、該燃
料活性室と上記主燃焼室との間にこれら間を開閉する弁
を備えた内燃機関において、上記弁をその弁体が上記燃
料活性室側へ移動されることにより開成する構成とする
とともに、上記燃料活性室に燃料を噴射供給する燃料供
給孔と上記主燃焼室から圧縮エアを上記燃料活性室に導
く圧縮エア導入孔とをそれぞれの途中で合流させ、もっ
て、上記主燃焼室内の圧縮エアと燃料噴射ノズルから噴
射される燃料とを予混合させながら上記燃料活性室に噴
出させる構成としたことを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1198387A JPS63183218A (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 内燃機関 |
AU10117/88A AU609442B2 (en) | 1987-01-21 | 1988-01-07 | Internal combustion engine |
AT88730010T ATE80700T1 (de) | 1987-01-21 | 1988-01-15 | Brennkraftmaschine. |
DE8888730010T DE3874555T2 (de) | 1987-01-21 | 1988-01-15 | Brennkraftmaschine. |
EP88730010A EP0276193B1 (en) | 1987-01-21 | 1988-01-15 | Internal combustion engine |
CA000556894A CA1309626C (en) | 1987-01-21 | 1988-01-20 | Internal combustion engine |
US07/146,738 US4854281A (en) | 1987-01-21 | 1988-01-21 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1198387A JPS63183218A (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 内燃機関 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63183218A true JPS63183218A (ja) | 1988-07-28 |
JPH0553929B2 JPH0553929B2 (ja) | 1993-08-11 |
Family
ID=11792831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1198387A Granted JPS63183218A (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63183218A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06235324A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-23 | Takahiro Yoshioka | 内燃機関 |
JP2007511707A (ja) * | 2003-11-19 | 2007-05-10 | ミュージ エンジンズ リミテッド | 内燃エンジン |
-
1987
- 1987-01-21 JP JP1198387A patent/JPS63183218A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06235324A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-23 | Takahiro Yoshioka | 内燃機関 |
JP2007511707A (ja) * | 2003-11-19 | 2007-05-10 | ミュージ エンジンズ リミテッド | 内燃エンジン |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0553929B2 (ja) | 1993-08-11 |
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