KR800000459B1 - Apparatus to decrease emitting nox, hc and co for exhaust gas of internal combustion engine - Google Patents

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KR800000459B1
KR800000459B1 KR7902089A KR790002089A KR800000459B1 KR 800000459 B1 KR800000459 B1 KR 800000459B1 KR 7902089 A KR7902089 A KR 7902089A KR 790002089 A KR790002089 A KR 790002089A KR 800000459 B1 KR800000459 B1 KR 800000459B1
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KR7902089A
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다스꾸 다떼
시즈오 야기
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가와시마 기요시
혼다기겐 고교 가부시기가이샤
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder

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Abstract

A four-cycle spark-ignition I. C. engine operates to reduce NOx, HC and CO is minimized by means of a lean overall air-fuel ratio. A mixture cloud of relatively rich combustible mixture is formed in a minimum-turbulence main chamver(2) adjacent a torch nozzle(3) restriction at the time of ignition. A thin wall metal cup(29) is positioned within the auxiliary chamber cavity(5) and silated from the engine walls so that it remains hot and prevents condensation of fuel from th rich mixture.

Description

내연기관의 배기가스중의 NOX, HC및 CO의 감소장치Reduction device for NOX, HC and CO in exhaust gas of internal combustion engine

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예를 표시하는 선도적인 그리고 일부단면의 측면도.1 is a side view of a leading and partial cross section showing a preferred embodiment of the present invention.

제2도 내지 제4도는 제1도의 2-2, 3-3, 4-4선 절단면도.2 to 4 are cross-sectional views taken along line 2-2, 3-3 and 4-4 of FIG.

제5도는 본 발명을 실시화하는 바람직한 형의 4사이클내연기관의 구조특성을 표시하는 단면도.5 is a cross-sectional view showing the structural characteristics of a four-cycle internal combustion engine of a preferred type embodying the present invention.

제6도는 제5도의 일부 확대도.6 is a partially enlarged view of FIG.

제7도는 제1도의 일부 확대도로서 2개의 기화기의 드로틀밸브의 연결을 위한 캠 결합을 표시하는 측면도.FIG. 7 is an enlarged view of a portion of FIG. 1 showing a cam coupling for connection of a throttle valve of two carburetors. FIG.

제8도는 연소공정에 있어서의 결과의 연속을 표시하는 선도이다.8 is a diagram showing the continuation of the results in the combustion process.

본 발명은 4사이클 내연기관에 관한 것으로서, 특히 그와 같은 기관으로부터의 배기가스중의 질소산화물(NOx), 미연탄화수소(HC), 및 일산화탄소(CO)의 감소에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to four cycle internal combustion engines, and more particularly to the reduction of nitrogen oxides (NOx), unburned hydrocarbons (HC), and carbon monoxide (CO) in exhaust gases from such engines.

본 발명에 의하면, 배기가스중의 이들 3종류의 바람직하지 못한 성분은 내연기관의 기본연소 방법의 개량에 의하여 최소화된다.According to the present invention, these three kinds of undesirable components in the exhaust gas are minimized by improvement of the basic combustion method of the internal combustion engine.

NOx의 생산의 최소화는 최고연소 온도의 저하에 의하여 달성된다. 다른 한편, 평균 연소온도는 HC의 배출을 최소화시키기 위하여 될 수 있는대로 장기간 유지된다. CO배출은 혼합공기중에 과잉 산소를 제공하는 것에 의하여 최소화된다.Minimization of NOx production is achieved by lowering the maximum combustion temperature. On the other hand, the average combustion temperature is maintained for as long as possible to minimize HC emissions. CO emissions are minimized by providing excess oxygen in the mixed air.

NOx의 생산의 최소화에 관하여, 최대 연소온도는 대두분의 작동 조건하여 있어서 약 1,200℃를 넘지 않도록 제어된다. 이것은 비교적 무거운 부하조건에 있어서 대부분이 1,200℃를 넘는 통상의 4사이클 휘발유 기관에 있어서의 최고 연소 온도와 비교되어야 할 것이다.With regard to minimizing the production of NOx, the maximum combustion temperature is controlled so as not to exceed about 1,200 ° C. under the operating conditions of soy flour. This should be compared to the highest combustion temperatures in a typical four cycle gasoline engine, most of which exceed 1,200 ° C. for relatively heavy load conditions.

HC의 배출의 최소화에 관하여, 비교적 저온의 실린더 벽에 인접하는 혼합공기는 통상의 엔진이 최량의 조건하에서 작동할때에 있어서도, 완전하게는 연소되지 않는다는 것이 일반적으로 알려져 있다.With regard to minimizing the emission of HC, it is generally known that mixed air adjacent to a relatively low temperature cylinder wall is not completely combusted even when conventional engines operate under the best conditions.

HC의 산화는 연소온도가 약 800℃를 넘을 때 적극적으로 촉진된다. 통상의 4사이클의 휘발유 엔진에 있어서의 연소온도는 혼합공기의 점화후 신속하게 높은 값에 도달하고 연소가스가 팽창할 때 신속하게 저하된다. 결국, HC의 산화가 적극적으로 생기는 고온은 극히 짧은 기간이고, 그 결과, 실린더 벽 근방에서의 미연(未然)탄화수소 HC의 배출로 된다. 따라서, HC배출을 최소화시키기 위하여는, 실린더에 있어서의 최고 연소온도가 비교적 높은 값에 그리고 될 수 있는대로 긴 기간에 걸쳐 유지된다.Oxidation of HC is actively promoted when the combustion temperature exceeds about 800 ° C. In a typical four-cycle gasoline engine, the combustion temperature quickly reaches a high value after ignition of the mixed air and rapidly decreases when the combustion gas expands. As a result, the high temperature at which the oxidation of HC actively occurs is a very short period, and as a result, discharge of unburned hydrocarbon HC near the cylinder wall. Thus, in order to minimize HC emissions, the highest combustion temperature in the cylinder is maintained at a relatively high value and possibly over a long period of time.

CO배출은 혼합공기가 화학량론적(化學量論的) 공연비(空燃比)보다 희박할대에 최소화 된다는 것은 일반적으로 알려져 있다. 그러나, 그와같은 혼합공기는, 점화 가능성이 극히 적고, 그 결과 불안정한 엔진 작동이 생기고, 극단적인 경우 실린더에 도입된 혼합공기는 연소됨이 없이 배출된다. 따라서 CO배출을 최소화 하기 위하여는, 엔진이 극히 희박한 혼합공기에 의하여 안정된 상태로 작동할 수 있도록 연소방법을 개량하는 것이 필요하다.It is generally known that CO emissions are minimized when the mixed air is thinner than the stoichiometric air-fuel ratio. However, such mixed air is extremely unlikely to ignite, resulting in unstable engine operation, and in extreme cases the mixed air introduced into the cylinder is discharged without combustion. Therefore, in order to minimize CO emissions, it is necessary to improve the combustion method so that the engine can be operated in a stable state by extremely thin mixed air.

NOx배출 제어의 필요성은 엔진이 높은 부하조건하에서 작동할 때에 최대이고, HC배출제어의 필요성은 엔진이 아이들링이고 혹은 가벼운 부하조건하에서 작동할 때에 최대이다.The need for NOx emission control is maximum when the engine is operating under high load conditions, and the need for HC emission control is maximum when the engine is idling or operating under light load conditions.

NOx, HC 및 CO의 최소배출을 달성하기 위한 상기한 시간 및 온도요구는 공연 혼합공기의 극히 느린 연소속도를 요구한다. 또한 극히 희박한 혼합공기를 연소시키기 위하여 극히 강한 점화원이 구비되지 않으면 안된다. 또한 화염전파율은 소망하는 연소온도를 얻기 위하여 엔진의 부하에 따라 제어되지 않으면 안된다.The above time and temperature requirements to achieve minimal emissions of NOx, HC and CO require extremely slow combustion rates of the performance mixed air. In addition, an extremely strong ignition source must be provided to combust the extremely thin mixed air. The flame propagation rate must also be controlled according to the load of the engine in order to achieve the desired combustion temperature.

4사이클 내연기관의 각 실린더에 있어서의 개량된 연소방법은 1964년 2월 5일 공고된 버어너드 기타의 영국 특허 제948686호에 표시되는 일반형식의 “3밸브”엔진에 있어서의 기계적 변화 및 개량에 의하여 달성된다. 이 형식의 4사이클 내연기관에 있어서, 각 실린더는 통상의 흡기 밸브 및 배기밸브를 구비한 주연소실을 가지고, 다시 거기에는 점화플럭을 구비한 보조연소실로의 제3밸브 제어 입구가 있다. 각 보조 연소실은 “토오치 노즐(torch nozzle)”로서 알려진 작은 구멍을 통하여 각 주연소실에 연통된다. 비교적 희박한 공연혼합공기가 주연소실내에 공급되고, 그리고 비교적 농후한 공연혼합공기가 보조연소실내에 공급된다. 작동에 있어서 농후 혼합공기는 점화 플럭에 의하여 용이하게 착화되고, 토오치 노즐을 통하여 발생하는 결과의 화염은 주연소실내의 희박한 혼합공기를 점화시킨다.Improved combustion methods for each cylinder of a four-cycle internal combustion engine include mechanical changes in the "three-valve" engine of the general type as described in Bernhard et al. British Patent No. 948686, issued February 5, 1964; By improvement. In the four-cycle internal combustion engine of this type, each cylinder has a main combustion chamber having a normal intake valve and an exhaust valve, and again there is a third valve control inlet to the auxiliary combustion chamber having an ignition flag. Each auxiliary combustion chamber communicates with each main combustion chamber through a small hole known as a "torch nozzle." Relatively thin performance mixed air is supplied to the main combustion chamber, and relatively rich performance mixed air is supplied to the auxiliary combustion chamber. In operation, the rich mixed air is easily ignited by the ignition floes, and the resulting flame generated through the torch nozzle ignites the lean mixed air in the main combustion chamber.

본 발명의 개량된 연소방법에 의하여, NOx, HC 및 CO가 낮은 배기 배출을 달성하기 위하여, 통상의 “3밸브”엔진은 몇가지 중요점에 있어서 변형된다.By the improved combustion method of the present invention, in order to achieve low exhaust emissions with NOx, HC and CO, a conventional "three-valve" engine is modified in several important respects.

(A) 보조연소실의 용적은 주연소실 및 보조연소실의 함계 결합용적의 5% 내지 12%를 포함하도록 구성되고, 토오치노즐의 단면적은 보조연소실의 용적의 1cc당 0.04cm2내지 0.16cm2의 치수로 한다.(A) the volume of the auxiliary combustion chamber and the peripheral chamber is configured to contain 5% to 12% of the combined volume of the auxiliary combustion chamber hamgye, the cross-sectional area of the torch nozzles per 1cc of the secondary combustion chamber volume of 2 to 0.04cm 0.16cm 2 It is to be measured.

(B) 비율(B) ratio

Figure kpo00001
Figure kpo00001

은 각 실마다 개별적으로 공급되는 별개의 기화기에 의하여 제어된다. 이 기화기는 그 드로틀밸브의 상대위치를 아이들링에서 드로틀밸브의 전개(全開)엔진 부하까지 조정되게끔 캠작용에 의하여 서로 연결된다. 주연소실내에 소망하는 혼합공기 클라우드(Cloud)를 형성시키도록, αa(보조연소실에 공급되는 혼합공기의 공연비)와 αm(주연소실에 공급되는 혼합공기의 공연비)은 보조 및 주연소실의 신선공기 유량과의 관계에 있어서 조정되지 않으면 안된다.Is controlled by a separate vaporizer supplied separately for each chamber. These vaporizers are connected to each other by cam action to adjust the relative position of the throttle valve from the idling to the full engine load of the throttle valve. Αa (the air-fuel ratio of the mixed air supplied to the auxiliary combustion chamber) and αm (the air-fuel ratio of the mixed air supplied to the main combustion chamber) are used to form a desired mixed air cloud in the main combustion chamber. Must be adjusted in relation to

(C) 보조연소실은 그것에 온난하게 유지되도록 실벽에서 격리된 얇은 금속컵을 수용한다.(C) The auxiliary combustion chambers contain thin metal cups isolated from the walls to keep them warm.

(D) 보조연소실내에 도입되는 농후공연 혼합공기는 주연소실에서 발생하는 뜨거운 배기가스와의 열교환 관계에 있어서 그것을 얇은 금속도관을 통과시키는 것에 의하여 우선 가열되고, 이렇게 하여서 농후 혼합공기에 있어서의 거의 모든 연료는 보조연소실내에 침입하기에 앞서서 증발된다.(D) The rich mixed mixed air introduced into the auxiliary combustion chamber is first heated in a heat exchange relationship with the hot exhaust gas generated in the main combustion chamber by passing it through a thin metal conduit, and thus almost All fuel is evaporated before entering the auxiliary combustion chamber.

(E) 점화플럭은 농후 혼합공기가 보조연소실내에 도입될 때 이 혼합공기의 충돌에 의하여 그 전극이 더럽혀지지 않도록 위치되고, 다시 전극에 있어서의 스파아크가 압축공정의 최후가까이에서 주연소실로부터의 가스의 흐름에 의하여 날려가지 않도록 위치된다.(E) The ignition plug is positioned so that when the rich mixed air is introduced into the auxiliary combustion chamber, the electrode does not become soiled by the collision of the mixed air, and again the spark at the electrode is removed from the main combustion chamber near the end of the compression process. Is not blown away by the flow of gas.

(F) 토오치 노즐의 단면적은 농후 혼합공기를 보조연소실에 공급하는 기화기에 있어서의 벤튜리의 단면적보다 크게 만들어진다.(F) The cross-sectional area of the torch nozzle is made larger than that of the venturi in the vaporizer which supplies the rich mixed air to the auxiliary combustion chamber.

(G) 실린더 벽내에 그리고 엔진헤드와 피스톤과의 사이에 형성되는 주연소실은 대칭이 아니고, 그대신에 중심선의 한쪽에 있어서 큰 깊이를 가지며 최대깊이의 부분 가까이에서 토오치 노즐에 연통된다.(G) The main combustion chambers formed in the cylinder wall and between the engine head and the piston are not symmetrical, but instead have a large depth on one side of the center line and communicate with the torch nozzle near the portion of maximum depth.

(H) 토오치 노즐은 실린더의 중심을 향하여 그리고 상사점(TDC)위치의 피스톤의 헤드의 바로 밑으로 지향된다.(H) The torch nozzle is directed towards the center of the cylinder and just below the head of the piston at the top dead center (TDC) position.

다른 목적 및 이점은 다음에서 명백하여 질 것이다.Other objects and advantages will be apparent from the following.

도면에 있어서, 내연기관은 주연소실(2)의 가동벽을 만드는 피스톤(1)을 가진다. 토오치 노즐(3)은 주연소실(2)과 보조연소실(5)사이에 연장되고, 보조연소실(5)은 점화플럭(4)을 비치한다. 주연소실(2)로의 흡기통로(6)은 흡기밸브(9)로 제어되고, 보조연소실(5)로의 흡기통로(7)는 흡기밸브(10)로 제어된다. 주연소실(2)로부터의 배기통로(8)는 배기밸브(11)로 제어된다. 이 3밸브(9),(10),(11)는 엔진헤드내에 장치되고 캠 축(20)을 포함한 통상수단에 의하여 작동된다.In the figure, the internal combustion engine has a piston 1 which makes the movable wall of the main combustion chamber 2. The torch nozzle 3 extends between the main combustion chamber 2 and the subcombustion chamber 5, and the subcombustion chamber 5 has an ignition plug 4. The intake passage 6 to the main combustion chamber 2 is controlled by the intake valve 9, and the intake passage 7 to the auxiliary combustion chamber 5 is controlled by the intake valve 10. The exhaust passage 8 from the main combustion chamber 2 is controlled by the exhaust valve 11. These three valves 9, 10 and 11 are installed in the engine head and operated by conventional means including the camshaft 20.

에어크리이너(13)를 통하여 침입한 공기는 주기화기(14)내 및 보조기화기(15)내에서 연료와 혼합되고, 이렇게 하여서 형성된 혼합공기는 주흡기 다기관(主吸氣多岐管)(16) 및 보조흡기관(17)을 통하여 통과한다. 비교적 희박한 혼합공기가 기화기(15)에서 흡기관(17)로 공급된다. 점화플럭(4)는 보조연소실(5)내의 비교적 농후한 혼합공기를 점화시켜, 화염으로 하여금 토오치 노즐(3)을 통하여 분사시켜서, 주연소실(2)내의 비교적 희박한 혼합공기를 점화시킨다. 주연소실(2)로부터의 배기가스는 배기통로(8)와 배기 라이너(18)를 통과하여, 관(17)내의 농후 혼합공기를 가열시켜서 연료의 통로(7) 및 보조연소실(5)의 벽위에의 응축을 피하도록 작용한다. 라이너(18)로부터의 배기 사가스는 다기관(21)내의 라이너(19)롤 통하여 유출한다.Air penetrated through the air cleaner (13) is mixed with fuel in the periodicizer (14) and the auxiliary vaporizer (15), and the mixed air thus formed is the main intake manifold (16). And through the auxiliary intake pipe 17. Relatively lean mixed air is supplied from the vaporizer 15 to the intake pipe 17. The ignition flash 4 ignites the relatively rich mixed air in the auxiliary combustion chamber 5, and causes the flame to be injected through the torch nozzle 3 to ignite the relatively lean mixed air in the main combustion chamber 2. Exhaust gas from the main combustion chamber 2 passes through the exhaust passage 8 and the exhaust liner 18 to heat the rich mixed air in the tube 17 so that the walls of the fuel passage 7 and the auxiliary combustion chamber 5 are exhausted. Works to avoid condensation on the stomach. The exhaust sand gas from the liner 18 flows out through the liner 19 roll in the manifold 21.

주연소실(2), 토오치노즐(3) 및 보조연소실(5)을 형성하는 부품은 제1도에 선도적으로 표시되고, 이들 부품의 현실적인 바람직한 실시예는 제5도에 표시된다.(주흡기 밸브(9)는 명료화를 위하여 제5도에서 제거된다).The parts forming the main combustion chamber 2, the torch nozzle 3 and the subcombustion chamber 5 are shown in a diagram in FIG. 1, and a realistic preferred embodiment of these parts is shown in FIG. The valve 9 is removed in FIG. 5 for clarity).

엔진헤드(23)는 엔진블록(12)에 도시하지 않은 통상수단에 의하여 고착되고, 통상의 가스킷(24)이 그사이에 끼워질 수 있다. 주연소실(2)은 실린더(25)내에 피스톤(1)의 정면(頂面)과, 피스톤의 정면에 대향하는 엔진헤드(23)내의 요부(凹部)를 한정시키는 만곡면(26)사이에 형성된다. 이 주연소실(2)의 일부는 흡기밸브(9)와 배기밸브(11)와의 헤드에 의하여 형성된다. 엔진헤드내의 요부는 대칭이 아니며 노오치 노즐(3)의 부분에 있어서 최대 깊이를 가진다.The engine head 23 is fixed to the engine block 12 by conventional means, not shown, and a conventional gasket 24 can be fitted therebetween. The main combustion chamber 2 is formed in the cylinder 25 between the front face of the piston 1 and the curved surface 26 which defines the recessed part in the engine head 23 opposite to the front face of the piston. do. A part of this main combustion chamber 2 is formed by the head of the intake valve 9 and the exhaust valve 11. The recesses in the engine head are not symmetrical and have a maximum depth in the portion of the notch nozzle 3.

이 요부는 시린더 보어(bore)(25)와 합치하고 또한 그와 대략같은 치수의 원형 경계를 가진다. 보조연소실(5)은 얇은 컵(29)과 점화 플럭요부(28)내에 형성되는 컵(29)과 엔진헤드(23)내의 만곡면(27)과의 사이의 간격공간(48)은 용적에 무시할 수 있는 효과를 가질 정도로 작다. 밸브(10)의 헤드는 보조연소실(5)의 1개의 벽을 형성한다. 컵은 헤드 절연요소(31),(32)사이에 끼워지는 단부 돌출 플랜지(30)에 의하여 정위치에 유지된다. 이 얇은 컵(29)은 토오치 노즐(3)과 합치하는 제1구멍(36)과, 점화플럭 요부(28)에 연통하는 제2구멍(34)을 가진다. 기화기(15)를 통하여 보조연소실(5)내에 도입된 농후 혼합공기의 일부는, 토오치 노즐(3)을 통하여 통과하는 것에 의하여 주연소실(2)에 침입하고, 주연소실(2)내의 희박 혼합 공기내에 분산된다. 이 분산의 정도는 주로 토오치 노즐(3)을 통하여 통과하는 농후 혼합공기의 속도에 의존한다. 토오치 노즐 근방의 분산된 혼합공기는 피스톤(1)의 압축공정동안 보조연소실(5)내로 역류한다. 본 발명에 의하면, 압축 공정의 최후에 토오치 노즐 근방에 머무는 적절한 양의 혼합공기, 그리고 보조연소실(5)내의 혼합공기보다 엷고 주연소실(2)내의 혼합공기보다는 짙은 그것은 중요한 효과를 가진다는 것을 발견하였다.This recess coincides with the cylinder bore 25 and also has a circular boundary of approximately the same dimensions. The auxiliary combustion chamber 5 has a gap between the thin cup 29 and the cup 29 formed in the ignition plug recess 28 and the curved surface 27 in the engine head 23. Small enough to have an effect. The head of the valve 10 forms one wall of the auxiliary combustion chamber 5. The cup is held in place by an end protruding flange 30 fitted between the head insulation elements 31, 32. The thin cup 29 has a first hole 36 which matches the torch nozzle 3 and a second hole 34 which communicates with the ignition plug recess 28. A part of the rich mixed air introduced into the auxiliary combustion chamber 5 through the vaporizer 15 penetrates into the main combustion chamber 2 by passing through the torch nozzle 3, and the lean mixing in the main combustion chamber 2. Dispersed in air. The degree of this dispersion mainly depends on the speed of the rich mixed air passing through the torch nozzle 3. The dispersed mixed air near the torch nozzle flows back into the auxiliary combustion chamber 5 during the compression process of the piston 1. According to the present invention, an appropriate amount of mixed air remaining near the torch nozzle at the end of the compression process, and thinner than the mixed air in the auxiliary combustion chamber 5 and darker than the mixed air in the main combustion chamber 2, have an important effect. Found.

혼합공기의 이 부분은 “혼합공기 클라우드”라고 불리우고, 이 혼합공기 클라우드의 양 및 혼합비는 λ와 보조연소실내의 공연비(αa)와, 주연소실내의 공연비(αm)와 보조연소실 용적(Va)과 토오치 노즐 면적(Ft)과 조정된다. 이 요소중 요소 Va, Ft는 엔진구조에 의하여 결정되고, λαa αm은 기화기의 제어에 의하여 결정된다.This part of the mixed air is called the “mixed air cloud”, and the amount and mixing ratio of the mixed air cloud are λ, the air-fuel ratio (αa) in the auxiliary combustion chamber, the air-fuel ratio (αm) and the auxiliary combustion chamber volume (Va) in the main combustion chamber. And torch nozzle area Ft. Of these elements, elements Va and Ft are determined by the engine structure, and [lambda] aa [alpha] m are determined by the control of the carburetor.

보조연소실(5)의 용적은 피스톤(1)이 상사점 위치에 있을 때의 주연소실의 용적과 중요한 관계를 가진다. 만약 보조연소실(5)의 용적이 주연소실(2)의 용적에 비하여 너무크면, 압축공정의 최후에 있어서의 혼합공기 클라우드의 양이 작으므로, 주연소실내에 있어서의 희박 혼합공기의 유효한 연소는 기대할 수 없다. 이에 반하여, 만약 보조연소실(5)이 주연소실(2)의 용적에 비하여 너무 작으면, 토오치 노즐(3)을 통한 화염에네르기가 약하여 주연소실(2)내의 희박 혼합공기는 전하게는 연소되지 않는다. 보조연소실(5)의 용적은 도시한 것과 같이 피스톤이 상사점 위치에 있을 경우의 보조연소실(5) 및 주연소실(2)의 합계 결합용적의 5% 내지 12%이어야 할 것을 발견하였다.The volume of the auxiliary combustion chamber 5 has an important relationship with the volume of the main combustion chamber when the piston 1 is in the top dead center position. If the volume of the auxiliary combustion chamber 5 is too large compared to the volume of the main combustion chamber 2, the amount of the mixed air cloud at the end of the compression process is small, so that effective combustion of the lean mixed air in the main combustion chamber is expected. Can't. On the contrary, if the auxiliary combustion chamber 5 is too small for the volume of the main combustion chamber 2, the flame energy through the torch nozzle 3 is weak and the lean mixed air in the main combustion chamber 2 is not completely burned. . It was found that the volume of the auxiliary combustion chamber 5 should be 5% to 12% of the total combined volume of the auxiliary combustion chamber 5 and the main combustion chamber 2 when the piston is in the top dead center position as shown.

또한 만약 보조연소실(5) 및 주연소실(2)을 연통하는 토오치 노즐(3)이 단면적에 있어서 너무커지면, 토오치 노즐을 통과하는 혼합공기의 속도가 감소되고 그 결과 혼합공기 분산의 정도가 작게되고, 그리고 혼합공기 클라우드는 비교적 농후하게되나, 그 양은 적당한 혼합공기 클라우드를 만드는 데에는 너무 작은 것이다. 따라서, 주연소실내의 희박혼합공기의 유효한 연소는 기대될 수 없다. 이에 반하여, 만약 토오치 노즐이 단면적에 있어서 너무 작으면, 토오치 노즐을 통과하는 혼합공기의 속도는 크게되고, 혼합공기 분산의 정도는 광범위하게 되어 그 결과 소망하는 혼합공기 클라우드를 형성시킬 수 없다. 토오치 노즐(3)의 단면적이 보조연소실의 용적의 1cc당 0.04cm2내지 0.16cm2일때 최량의 결과가 얻어진다는 것을 발견하였다. 주연소실(2)내의 희박 공연혼합공기의 완전연소는 배기가스중의 HC 및 CO의 최소화에 필요하고, 이 완전연소의 특성은 토오치 노즐(3)의 축선(35)의 적당한 위치 결정에 의하여 촉진된다. 이 축선(35)이 피스톤의 중심을 통과하고, 혹은 피스톤이 상사점 위치에 있을 때에 그 바로 밑에 있을 때 양호한 결과가 얻어진다는 것을 발견하였다.In addition, if the torch nozzle 3 communicating with the auxiliary combustion chamber 5 and the main combustion chamber 2 becomes too large in cross-sectional area, the speed of the mixed air passing through the torch nozzle is reduced, and as a result, the degree of mixed air dispersion is reduced. It becomes small, and the mixed air cloud becomes relatively thick, but the amount is too small to make a suitable mixed air cloud. Therefore, effective combustion of the lean mixed air in the main combustion chamber cannot be expected. On the other hand, if the torch nozzle is too small in cross-sectional area, the speed of the mixed air passing through the torch nozzle becomes large, and the degree of dispersion of the mixed air becomes wider, and as a result, the desired mixed air cloud cannot be formed. . Of the torch nozzle (3) 0.04cm 2 to about 0.16cm 2 when the cross-sectional area per 1cc of the secondary combustion chamber volume of the Preferred found that the results are obtained. Complete combustion of the lean mixed gas in the main combustion chamber (2) is necessary for minimizing HC and CO in the exhaust gas, and the characteristics of the complete combustion are determined by proper positioning of the axis (35) of the torch nozzle (3). Is promoted. It has been found that good results are obtained when this axis 35 passes through the center of the piston or is just below it when the piston is in the top dead center position.

비율ratio

Figure kpo00002
Figure kpo00002

은 엔진의 아이들에서 폴드로를 부하까지의 각 작동조건에 대하여 소망하는 공기 중량비를 만들 수 있도록 한 형태로 연결된 기화기(15),(14)에 의하여 제어된다. 이 비율은 아이들 위치에서 풀드로틀 위치까지 현저하게 변화한다. 제7도 표시와 같이 기화기(15)는 아암(40)에 의하여 작동되는 드로틀밸브(39)를 구비한다. 대략 동일하게, 기화기(14)는 케이블(43)에서 아암(42)에 의하여 작동되는 드로틀밸브(41)를 구비한다. 아암(42)은 아암(40)위에 장치된 캠 종등자 로울러(45)에 의하여 계합되는 캠면(44)을 구비한다. 스프링(46)은 로울러(35)를 캠면(44)에 접촉을 유지시킨다. 주드로틀밸브(41)의 개방과 비교한 보조 드로틀밸브(39)의 개방도의 비율은 캠(44)의 면의 형상에 따라 지배된다. 도시한 실시예에서는, 주드로틀밸브(41)와 보조 드로틀밸브(39)의 각도운동은 당초의 개방되는 단계에서는 유사하다. 그러나 주드로틀밸브(41)의 개방이 증대됨에 따라, 보조드로틀밸브(30)의 개방의 증가율은 감소된다.Is controlled by the vaporizers 15, 14 connected in one form so as to create the desired air weight ratio for each operating condition from the idle of the engine to the load. This ratio varies significantly from the idle position to the full throttle position. As shown in FIG. 7, the vaporizer 15 includes a throttle valve 39 operated by an arm 40. Almost equally, the carburetor 14 has a throttle valve 41 actuated by an arm 42 in the cable 43. The arm 42 has a cam face 44 engaged by a cam terminator roller 45 mounted on the arm 40. The spring 46 keeps the roller 35 in contact with the cam face 44. The ratio of the opening of the auxiliary throttle valve 39 to the opening of the main throttle valve 41 is governed by the shape of the surface of the cam 44. In the illustrated embodiment, the angular motion of the main throttle valve 41 and the auxiliary throttle valve 39 is similar in the initial opening stage. However, as the opening of the main throttle valve 41 is increased, the rate of increase of the opening of the auxiliary throttle valve 30 is reduced.

엔진의 작동에 있어서, 그리고 특히 흡기공정에 있어서, 희박 혼합공기가 기화기(14)에 흡기밸브(9)를 통하여 주연소실내로 흡입되는 동시에 농후 혼합공기가 기화기(15)에서 보조 흡기밸브(10)를 통하여 보조 연소실(5)에 흡입된다. 흡입공정에 있어서, 보조연소실(5)내의 농후혼합공기는 토오치 노즐(3)을 통하여 주연소실(2)에 흡입되고 압축공정에 있어서 희박 혼합공기는 토오치 노즐을 통하여 반대방향으로 주연소실(2)에서 보조연소실(5)내로 이동되고, 따라서 점화시에 있어서의 실(5)내의 혼합공기는 기화기(15)에서 먼저 주어진 것보다 희박하게 된다. 또한편, 연소시에 있어서의 주연소실(2)내의 공연 혼합공기는 주기화기(14)에서 주어진 것보다 농후하게 되는 경향을 가진다. 주 및 보조연소실내의 그와 같은 공연비의 변화의 정도는 2개의 연소실에 흡입되는 희박 및 농후 혼합공기의 양의 비율에 의하여 결정된다. 이렇게 하여서, 내연기관을 항상 소망하는 공연화의 혼합공기로 작동시키기 위하여, 각 드로틀밸브의 개방되는 각도에 있어서 주 및 보조연소실내에 공급되는 혼합공기의 양의 비율을 변화시키기 위하여 주 및 보조 드로틀 밸브(41),(39)의 개방도 비율의 값을 변화시킬 필요가 있다.In the operation of the engine, and particularly in the intake process, the lean mixed air is sucked into the main combustion chamber through the intake valve 9 by the vaporizer 14 while the rich mixed air is supplied from the vaporizer 15 to the auxiliary intake valve 10. Through the auxiliary combustion chamber (5). In the suction process, the rich mixed air in the auxiliary combustion chamber 5 is sucked into the main combustion chamber 2 through the torch nozzle 3, and in the compression process, the lean mixed air is reversed through the torch nozzle in the opposite direction. In 2) it is moved into the auxiliary combustion chamber 5, so that the mixed air in the chamber 5 at the time of ignition is thinner than that given earlier in the vaporizer 15. In addition, the performance mixed air in the main combustion chamber 2 at the time of combustion tends to be thicker than that given to the periodicizer 14. The degree of such change in air-fuel ratio in the main and auxiliary combustion chambers is determined by the ratio of the amount of lean and rich mixed air drawn into the two combustion chambers. In this way, the main and auxiliary throttles are changed to change the proportion of the amount of the mixed air supplied to the main and auxiliary combustion chambers at the opening angles of the respective throttle valves, in order to always operate the internal combustion engine with the desired combustion-mixed air. It is necessary to change the value of the opening ratio of the valve 41,39.

부분 개방 범위에 있어서의 주 및 보조밸브사이의 개방도 비율은 보조연소실(5)내의 혼합공기를 비교적 농후하게하고, 그것에 의하여 점화 가능성을 개량시키도록 대략 일정하게 유지할 수 있는 한편, 주 및 보조 드로틀밸브의 그 이상의 큰 개방 범위에서는 보조 드로틀밸브(39)의 개방도의 증대가 주 드로틀밸브(41)의 그것에 비하여 감소되고 따라서 전체의 공연비가 만족할 만한 연소를 확보하도록 희박하게 된다는 것이 이해될 것이다.The openness ratio between the main and auxiliary valves in the partial opening range can be kept relatively constant to relatively enrich the mixed air in the auxiliary combustion chamber 5, thereby improving the ignition possibility, while the main and auxiliary throttles It will be appreciated that in further larger opening ranges of the valve, the increase in the opening of the auxiliary throttle valve 39 is reduced compared to that of the main throttle valve 41 and thus the overall air-fuel ratio becomes sparse to ensure satisfactory combustion.

주연소실(2)에 있어서의 연소율이 대단히 늦은 것이 바람직하고 따라서 과도한 난류(亂流)를 제거하는 것이 필요하며, 그 이유 때문에 벽(26)에 의하여 형성되는 엔진헤드 내의 요부는 현실적으로 실린더 보어(25)의 직경과 동일한 최대 직경을 가진다. 이렇게 하여서 피스톤이 상사점에 도달하였을 때, 거기에는 압축 공정의 최후에 있어서 가스가 심하게 축출(逐出)되지 않으면 안되는 “눌러찌부러지는(squeeze)”부분이 없다. 이 특성은 다시 주연료실(2)에 있어서의 난류를 감소시킨다. 얇은 컵(29)은 바람직하기는 스테인레스강과 같은 내열물질로 만들어지고 그리고 다만 약 2mm두께일 것을 필요로 한다.It is preferable that the combustion rate in the main combustion chamber 2 is very late, and therefore it is necessary to eliminate excessive turbulence, and for that reason, the recess in the engine head formed by the wall 26 is actually a cylinder bore 25. It has the maximum diameter equal to the diameter of). When the piston reaches the top dead center in this way, there is no “squeeze” portion where the gas must be severely ejected at the end of the compression process. This characteristic again reduces turbulence in the main fuel chamber 2. The thin cup 29 is preferably made of a heat resistant material such as stainless steel and only needs to be about 2 mm thick.

점화플럭 요부(28)를 제외하고, 얇은 컵(29)은 보조연소실(5)의 외주경계를 필연적으로 한정시킨다. 이컵(29)은 엔진의 작동중 뜨겁게 유지되도록 구성 및 기워 맞추어진다. 그 이유는 이 컵은 그 길이의 대부분에 있어서, 물통로(47)로서 냉각되는 엔진헤드(23)의 벽과 접촉되지 않기 때문이다. 만약 원한다면, 얇은 컵(29)과 엔진헤드를 둘러싼 벽(27)과의 사이의 공간(48)은 적당한 열전연재로 충전시킬 수 있다. 그러나 이 공간이 비어있도록 유지될 때 양호한 결과가 얻어졌다. 이 얇은 컵은 열용량이 작고 그리고 엔진벽으로부터 열절연되므로, 엔진이 시동될 때 이 컵은 즉시 가열되어 이후 엔진의 작동중 비교적 고온으로 유지된다. 이 뜨러운 컵은 밸브(10)에 의하여 보조연소실(5) 내에 침입되는 연료의 응축을 방지한다.Except for the ignition plug recess 28, the thin cup 29 inevitably defines the outer perimeter of the auxiliary combustion chamber 5. The cup 29 is constructed and tilted to keep hot during operation of the engine. This is because the cup is not in contact with the wall of the engine head 23 that is cooled as the water passage 47 in most of its length. If desired, the space 48 between the thin cup 29 and the wall 27 surrounding the engine head may be filled with a suitable thermoelectric material. However, good results were obtained when this space was left empty. This thin cup has a low heat capacity and is thermally insulated from the engine wall, so that when the engine is started, the cup is heated immediately and kept relatively high during subsequent engine operation. This hot cup prevents the condensation of fuel penetrated into the auxiliary combustion chamber 5 by the valve 10.

통상의 엔진과 비교하여, 배기가스는 일반적으로 온도가 높고 과잉산소를 함유하며, 따라서 배기계통내에 있어서 산화반응을 일으킨다. 또한 일반적인 엔진에 있어서 보다도 한층 완전하게 흡입혼합 공기를 증발시키기 때문에 밸브(10)에 유도되는 보조 흡입통로는 보다 고온으로 유지된다. 엔진시등직후, 배기 다기관은 온도가 상승되고, 이 열은 보조 연소실(5)에 공급되는 혼합공기의 성질을 개량하는 데에 사용된다. 농후 혼합공기의 온도를, 그것이 보조연소실(5)에 도착할 때, 140℃와 350℃ 사이에 유지하기 위하여, 이 농후 혼합공기는 배기가스와 열교환관계를 통과된다. 이 온도는 미리 점화되는 것을 방지하기 위하여 350℃를 넘어서는 안된다. 보조연소실(5)용의 배기 다기관 및 흡입다기관을 최대 열전달을 위하여 될 수 있는대로 얇게하도록, 단일 구조로 구성하는 것이 유리하다. 그러나, 엔진의 작동중, 배기 다기관은 약 800℃로 온도가 상승되므로 그 강도가 감소되고 기계적 손상을 받을지도 모른다. 또한 복사열 및 기화기까지 전달된 열은 기화기내의 연료를 비등시키고 그것은 불완전한 작동을 일으킨다.In comparison with conventional engines, exhaust gases are generally high in temperature and contain excess oxygen, thus causing oxidation reactions in the exhaust system. In addition, since the suction mixing air is evaporated more completely than in a general engine, the auxiliary suction passage guided to the valve 10 is maintained at a higher temperature. Immediately after the engine light, the exhaust manifold is elevated in temperature, and this heat is used to improve the properties of the mixed air supplied to the auxiliary combustion chamber 5. In order to maintain the temperature of the rich mixed air when it arrives in the auxiliary combustion chamber 5, this rich mixed air is passed through a heat exchange relationship with the exhaust gas. This temperature should not exceed 350 ° C to prevent pre-ignition. It is advantageous to have a single structure so that the exhaust manifold and the intake manifold for the auxiliary combustion chamber 5 are as thin as possible for maximum heat transfer. However, during operation of the engine, the exhaust manifold rises to about 800 ° C., thus reducing its strength and possibly causing mechanical damage. In addition, the heat transferred to the radiant heat and the carburetor boils the fuel in the carburetor and it causes incomplete operation.

제1도 내지 제4도에 표시되는 것과 같이, 농후 흡기관(17) 및 배기관(18)은 열전달을 촉진하기 위하여 비교적 얇은 금속으로 된 공통벽(50)을 가진다. 이 공통벽(50)은 제2도 및 제3도 표시와 같이, 도관(17),(18)의 합동부분으로 형성된다. 비교적 두꺼운 상자체(51)가 얇은 전열도관(傳熱導管)(17),(18)을 수용하고 이 상자체는 흡기 및 배기도관을 구비한 엔진헤드(23)의 그 부분에 통상수단에 의하여 고착된다. 이 상자체는 뜨러운 얇은 전열라이너를 엔진 및 승용차의 파괴적 진동으로부터 유지한다. 보조흡기 다기관 및 배기 다기관은 엔진헤드와의 연결점의 앞쪽에서 약간 분리되어서 열스트레스를 흡수하고, 이렇게 하여서 안전승용차 작동을 확보한다.As shown in FIGS. 1 to 4, the rich intake pipe 17 and the exhaust pipe 18 have a common wall 50 of relatively thin metal to promote heat transfer. This common wall 50 is formed as a joint portion of the conduits 17 and 18, as shown in FIG. 2 and FIG. A relatively thick box 51 accommodates thin heat conducting conduits 17 and 18, which are provided by conventional means to that part of the engine head 23 having intake and exhaust conduits. Sticks. This box keeps the hot thin heat transfer liner from destructive vibrations of the engine and the passenger car. The auxiliary intake manifold and the exhaust manifold are slightly separated from the front of the connection point with the engine head to absorb heat stress, thereby ensuring safe passenger car operation.

점화플럭(4)의 위치는 그 전극(49)이 밸브(10)와 그의 고정위치와의 사이의 컵(29)내에 칩입하는 농후 혼합공기의 통로에서 벗어나서 위치되도록 선택된다. 이렇게 하여서 전극(49)은 농후 혼합공기에서의 연료의 응축에서 보호된다. 점화플럭 전극은 다시 토오치 노즐(3) 및 컵 구멍(36),(34)이 전극으로의 직접의 “직선”통로가 없도록 위치된다. 이렇게 하여서, 피스톤(1)의 압축 공정동안, 주연소실(2)에서 보조연소실(5)에 생기는 심한 흐름은 전극(49)사이의 스파아크를 불어 꺼버리는 것에 의한 실화를 생기게 할지도 모르는 강한 가스 바람에 일으키지 않는다. 토오치 노즐(3)의 축선(35)은 보조연소실(5)의 상부로 지향하고, 한편 점화플럭 요부(28)에 연통하는 구멍(34)은 이축선의 한쪽으로 편위한다. 따라서 점화플럭(4)은 꺼지는 위험없이 스파아크가 생긴다.The position of the ignition floc 4 is selected such that its electrode 49 is positioned away from the passage of the rich mixed air which penetrates into the cup 29 between the valve 10 and its fixed position. In this way, the electrode 49 is protected from condensation of the fuel in the rich mixed air. The ignition floc electrode is again positioned such that the torch nozzle 3 and the cup holes 36, 34 have no direct “straight” path to the electrode. In this way, during the compression process of the piston 1, a strong flow of gas from the main combustion chamber 2 to the auxiliary combustion chamber 5 may cause a strong gas wind, which may cause misfire by blowing off the spark between the electrodes 49. Does not cause to. The axis 35 of the torch nozzle 3 is directed to the upper part of the auxiliary combustion chamber 5, while the hole 34 communicating with the ignition plug recess 28 is biased to one side of the biaxial line. Therefore, the ignition flash 4 is sparked without the risk of extinguishing.

토오치 노즐(3)의 단면적은 보조연소실(5)에 공급되는 농후 혼합공기의 양은 벤튜리(37)의 치수로서 결정되어져야 하며, 대략 동일하게 주연소실(2)에 공급되는 희박혼합 공기의 양은 벤튜리(38)의 치수로서 결정되어져야 한다. 토오치 노즐(3)의 내벽은 사용기간후 카아본의 퇴적을 받는다. 카아본 퇴적에 의한 토오치 노즐의 치수의 가소는 한정을 부여한다.The cross-sectional area of the torch nozzle 3 should be determined as the dimension of the venturi 37 to supply the rich mixed air supplied to the auxiliary combustion chamber 5, and the lean mixed air supplied to the main combustion chamber 2 approximately equally. The amount should be determined as the dimension of the venturi 38. The inner wall of the torch nozzle 3 receives carbon deposits after a period of use. The plasticization of the dimension of the torch nozzle by carbon deposition gives limitation.

이 한정은, 반면 기화기(15)에 의하여 공급되는 농후 혼합공기와 기화기(14)에 의하여 공급되는 희박혼합공기와의 적정한 균형을 흐트러지게 한다. 따라서 토오치 노즐(3)의 단면적은 기합기(15)의 벤튜리(37)의 단면적보다 크게 된다.This limitation, on the other hand, disturbs the proper balance between the rich mixed air supplied by the vaporizer 15 and the lean mixed air supplied by the vaporizer 14. Therefore, the cross-sectional area of the torch nozzle 3 becomes larger than the cross-sectional area of the venturi 37 of the air conditioner 15.

제8도의 선도는 본 발명을 실시화시키는 엔진의 작등에 있어서의 연소방법을 상세하게 표시한다. 이 선도는 적당한 공연혼합공기가 주 및 보조연소실내에 공급될 때, 크랭크 각의 각 위치에 있어서의 주연소실(2)내의 연소가스의 압력 및 온도곡선을 표시한다. 온도치는 제5도와 같은 점 “T”또는 그 근방에서 생긴다.The diagram in FIG. 8 shows in detail the combustion method in the equivalence of the engine embodying the present invention. This diagram shows the pressure and temperature curves of the combustion gas in the main combustion chamber 2 at each position of the crank angle when the appropriate air mixed air is supplied into the main and auxiliary combustion chambers. The temperature value occurs at or near point “T” as shown in FIG.

압력곡선상의 점 A는 주연소실(2)에의 압력전파의 개시점을 표시하고, 그 압력은 농후 혼합공기가 점화 및 연소된 후 보조연소실내에 발생한다. 이 압력 상승은 점 B까지 계속된다.Point A on the pressure curve indicates the starting point of the pressure propagation to the main combustion chamber 2, and the pressure is generated in the auxiliary combustion chamber after the rich mixed air is ignited and burned. This pressure rise continues to point B.

온도 곡선상의 점 A′는 압력곡선상의 점 A에 상당한다. 점 A에 있어서의 저온레벨은 그 시점까지 화염전면이 주연소실에 도달하지 않는다는 것을 의미한다. 온도곡선상의 점 B′는 압력 곡선상의 점 B에 상당하고, 이때 주연소실내의 가스온도는 화염전파가 보조연소실에서 주연소실에 생긴 후 증대된다. 환언하면, 보조연소실(5)내의 연소는 점 B 또는 B′에 있어서 완료하고, 화염전면은 토오치노즐(3)근방에 있어서 주연소실내의 공연 혼합공기내에 증속한다. 최고압력점 C까지의 연소속도는 비교적 빠르고, 그 결과 점 B′ 및 C′사이의 빠른 비율의 온도상승이 생긴다. 피스톤이 하등을 개시하였을 때의 최고점 C후에, 압력은 등일하게 감소한다. 그러나, 온도는 점 C′후에 상승을 계속하고, 이것은 주연소실(2)내의 혼합공기의 전부가 아직도 완전히는 연소되지 않았다는 것을 의미하고, 잔류하는 혼합공기는 아래쪽 피스톤 스트로우크동안 느린 비율로 연소를 계속한다.Point A 'on the temperature curve corresponds to point A on the pressure curve. The low temperature level at point A means that the flame front does not reach the main combustion chamber until that point. Point B 'on the temperature curve corresponds to point B on the pressure curve, where the gas temperature in the main combustion chamber increases after flame propagation occurs in the main combustion chamber in the auxiliary combustion chamber. In other words, the combustion in the auxiliary combustion chamber 5 is completed at the point B or B ', and the flame front is increased in the performance mixed air in the main combustion chamber in the vicinity of the torch nozzle 3. The combustion speed up to the maximum pressure point C is relatively fast, resulting in a rapid rate of temperature rise between the points B 'and C'. After the peak C when the piston starts lowering, the pressure decreases equally. However, the temperature continues to rise after point C ', which means that all of the mixed air in the main combustion chamber (2) is still not completely burned out, and the remaining mixed air continues to burn at a slow rate during the lower piston stroke. Continue.

점 C후와 비교한 점 C의 직전의 연소속도의 큰 차이는 토오치 노즐(3)근방의 주연소실(2)내의 혼합공기의 공연화의 차에 의한다. 주연소실(2)내의 연소는 피스톤의 하등 스트로우크 동안 계속되고, 점 D′에 있어서 최고 온도를 준다. 피스톤 스트로우크의 이점에 있어서 실린더 용적은 극히 크고, 따라서 최고 연소온도는 통상의 내연기관의 그것에 비하여 충분히 낮게 유지된다. 통상의 내연기관에 있어서는 최고온도는 상사점후 20℃ 내지 30℃보다 늦지 않는 점에서 생긴다. 점 D′는 상사점 후 약 90℃이다.The big difference in the combustion speed just before point C compared with after point C is due to the difference in the combustion of mixed air in the main combustion chamber 2 near the torch nozzle 3. Combustion in the main combustion chamber 2 continues during the lower stroke of the piston, giving the highest temperature at point D '. The cylinder volume is extremely large in the advantage of the piston stroke, so the maximum combustion temperature is kept sufficiently low compared to that of a conventional internal combustion engine. In a typical internal combustion engine, the maximum temperature occurs at a point not later than 20 ° C to 30 ° C after the top dead center. Point D 'is about 90 ° C after top dead center.

점 E는 배기밸브의 개방점을 표시한다. 대응하는 온도는 점 E에 표시되고, 그것은 통상의 4사이클 내연기관의 그것보다 현저하게 높다. 또한 알아야 할 것은 점 D′후의 극히 늦은 온도 감소이다. 그것은 주 연소실(2)내의 잔존혼합공기가 피스톤의 배기 스트로우크동안 연소를 게속한다는 것을 의미한다.Point E marks the opening point of the exhaust valve. The corresponding temperature is indicated at point E, which is significantly higher than that of a typical four cycle internal combustion engine. Also to be aware of is the extremely late temperature drop after point D '. That means that the remaining mixed air in the main combustion chamber 2 continues to burn during the exhaust stroke of the piston.

온도 곡선은 보다 긴시간이 탄화수소를 산화시키는데에, 통상의 엔진에 있어서 가능한 이상으로 이용될 수 있다는 것 및 고온배기 가스가 흡인 혼합공기의 예비가열 및 배기관중의 미연소탄화수소의 산화를 위하여 유효하게 이용될 수 있다는 것을 표시한다.The temperature curve is useful for longer periods of time oxidizing hydrocarbons, which can be used more than possible in conventional engines, and for the preheating of suctioned mixed air and the oxidation of unburned hydrocarbons in the exhaust pipe. Indicates that it can be used.

본 발명에 의하여 구성된 자동차엔진에 잇어서의 현실적인 물리적시험은 다음과 같은 것을 명시하였다. 즉 배기가스중의 NOx, HC 및 CO의 배출은 청정공기법하에 미국환경 보호국에 의하여 1975년을 위하여 허용되는 최고레벨보다 실질적으로 낮다는 것이 명시되었다.The actual physical test on the automobile engine constructed by the present invention specified the following. In other words, it was specified that emissions of NOx, HC and CO in the exhaust gas were substantially lower than the highest level allowed for 1975 by the US Environmental Protection Agency under the Clean Air Act.

Claims (1)

엔진의 배기가스중의 불필요한 배출을 최소화 시키기 위한 스파아크점화 내연기관에 있어서의 다음의 조합, 즉 주연소실을 형성하는 가등피스톤을 포함한 벽과, 부연소실을 형성하는 벽과 양실을 연통하는 토오치 노즐 제한을 형성하는 수단으로서 되고, 부연소실의 용적은 주실 및 부실의 합계 결합용적의 5% 내지 12%이고, 토오치 노즐 제한의 단면적은 부연소실의 용적의 매입방 cm당 0.04 내지 0.06cm2이고, 또한 부연소실에 농후 혼합공기를 공급하기 위한 벤튜리 드로트를 포함한 수단과, 주연소실에 희박혼합 공기를 공급하기 위한 수단으로서 되고, 이 토오치 노즐제한의 단면적은 이 벤튜리 드로트보다 크며, 또한 주연소실내의 희박혼합공기를 연소시키기 위하여 토오치 노즐제한을 통하여 화염을 분사시키도록 부실내의 혼합공기에 점화시키는 점화 수단과, 주연소실에 연통하는 밸브가 붙은 배기통로를 형성하는 수단과, 이 배기통로로부터의 배기가스를 받기 위한 얇은 벽의 금속도관을 포함한 수단과, 이 얇은벽의 금속도관을 감싸는 비교적 두꺼운 벽의 수용상자체와, 부실을 위한 농후혼합공기가 이 도관내의 배기가스로 가열되도록 한 수단으로서 된 조합을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스중의 NOx, HC 및 CO의 감소장치.Torch communicating the following combinations in spark-ignition internal combustion engines, i.e. walls including lampshade pistons forming the main combustion chamber, and walls forming the subcombustion chamber, in order to minimize unnecessary emissions of engine exhaust gases. As a means for forming the nozzle restriction, the volume of the subcombustion chamber is 5% to 12% of the total combined volume of the main chamber and the sub chamber, and the cross-sectional area of the torch nozzle limit is 0.04 to 0.06 cm 2 per cubic cm of the volume of the subcombustion chamber. And a means including a venturi draw for supplying rich mixed air to the subcombustion chamber and a means for supplying lean mixed air to the main combustion chamber. The cross-sectional area of the torch nozzle limit is larger than that of the venturi draw. Large and also ignites the mixed air in the inlet chamber to inject flame through the torch nozzle limit to combust the lean mixed air in the main combustion chamber. Means for forming an exhaust passage with means for ignition, a valve communicating with the main combustion chamber, a thin-walled metal conduit for receiving the exhaust gas from the exhaust passage, and a relatively thick wrap around the thin-walled metal conduit. A device for reducing NOx, HC and CO in the exhaust gas of an internal combustion engine, characterized by a combination of a wall housing box and a means for causing the rich mixed air for insufficiency to be heated by exhaust gas in this conduit.
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