JPH05118217A - 2燃焼室型内燃機関 - Google Patents
2燃焼室型内燃機関Info
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- JPH05118217A JPH05118217A JP3122139A JP12213991A JPH05118217A JP H05118217 A JPH05118217 A JP H05118217A JP 3122139 A JP3122139 A JP 3122139A JP 12213991 A JP12213991 A JP 12213991A JP H05118217 A JPH05118217 A JP H05118217A
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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
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/02—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
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- F02B75/00—Other engines
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- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
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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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来よりも十分長い燃料燃焼時間を得、か
つ、シリンダから分離した燃焼空間を設けることによっ
て、燃料の経済性を向上し、性能を向上し、汚染を低減
し、エンジンの雑音、振動を低減することができる2燃
焼室型内燃機関を提供すること。 【構成】 内燃機関は各シリンダ10に対して2個の燃焼
空間15,16を具える。各燃焼空間は上部シリンダ空間か
ら分離し、燃焼空間15,16とシリンダ空間との間の連通
路を開閉する弁12,13を有する。サイクルは4行程型機
関の8行程または2行程型機関の4行程で完遂される。
つ、シリンダから分離した燃焼空間を設けることによっ
て、燃料の経済性を向上し、性能を向上し、汚染を低減
し、エンジンの雑音、振動を低減することができる2燃
焼室型内燃機関を提供すること。 【構成】 内燃機関は各シリンダ10に対して2個の燃焼
空間15,16を具える。各燃焼空間は上部シリンダ空間か
ら分離し、燃焼空間15,16とシリンダ空間との間の連通
路を開閉する弁12,13を有する。サイクルは4行程型機
関の8行程または2行程型機関の4行程で完遂される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関に関し、特に
シリンダに対して交互に働く2燃焼室を具え、従来より
も十分長い燃料燃焼時間を得、かつ、シリンダから分離
した燃焼空間を設けることによって、燃料の経済性を向
上し、性能を向上し、汚染を低減し、エンジンの雑音、
振動を低減することができる機関に関するものである。
シリンダに対して交互に働く2燃焼室を具え、従来より
も十分長い燃料燃焼時間を得、かつ、シリンダから分離
した燃焼空間を設けることによって、燃料の経済性を向
上し、性能を向上し、汚染を低減し、エンジンの雑音、
振動を低減することができる機関に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の4行程や2行程の内燃機関は以下
のような問題点を有していた。 (1) ピストンに余分な圧力を作用する圧縮時の点火に
起因する動力損失。 (2) (イ)短い燃料燃焼時間、(ロ)冷却効果のある
シリンダ壁による火炎の消失、(ハ)長い暖機時間、
(ニ)スパーク点火型機関の高空燃比、(ホ)一酸化炭
素が酸素と結合して二酸化炭素を形成するのに必要なレ
ベル以下まで燃焼燃料の温度を降下させる駆動行程燃焼
時の膨張等に起因する炭化水素、一酸化炭素放出。 (3) 高温によって生じる酸化窒素。 (4) ピストンに直接作用する圧力の急上昇が引き起こ
すエンジンの振動、不均一動作、雑音。
のような問題点を有していた。 (1) ピストンに余分な圧力を作用する圧縮時の点火に
起因する動力損失。 (2) (イ)短い燃料燃焼時間、(ロ)冷却効果のある
シリンダ壁による火炎の消失、(ハ)長い暖機時間、
(ニ)スパーク点火型機関の高空燃比、(ホ)一酸化炭
素が酸素と結合して二酸化炭素を形成するのに必要なレ
ベル以下まで燃焼燃料の温度を降下させる駆動行程燃焼
時の膨張等に起因する炭化水素、一酸化炭素放出。 (3) 高温によって生じる酸化窒素。 (4) ピストンに直接作用する圧力の急上昇が引き起こ
すエンジンの振動、不均一動作、雑音。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
の目的は、前記従来の問題点を低減または除去し、燃料
消費を改善し、かつ、シリンダの単位行程容積当りの高
動力出力を達成しつつ有害な排気放出を抑えることがで
きる2燃焼室型内燃機関を提供することである。
の目的は、前記従来の問題点を低減または除去し、燃料
消費を改善し、かつ、シリンダの単位行程容積当りの高
動力出力を達成しつつ有害な排気放出を抑えることがで
きる2燃焼室型内燃機関を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明によると、前記
目的は以下の技術的手段によって達成される。すなわ
ち、この発明に係わる内燃機関は、それぞれが所望の圧
縮比を与える大きさで、かつ、熱損失を最小にする形状
の第1、第2燃焼空間と、上部シリンダ空間であって、
ピストンが上死点にあるときに該空間内の空気量を最小
にするに足る大きさを有する前記上部シリンダ空間と、
この上部シリンダ空間内に形成され該シリンダ空間と第
1、第2燃焼空間との間に交互に流れを通すのに十分な
大きさを有する主通路と、この主通路と連通する第1通
路、第2通路にそれぞれ設けられ、第1第2燃焼空間に
対して第1、第2通路をそれぞれ開閉する第1、第2燃
焼弁と、上部シリンダ空間からの通路を制御する少なく
とも1個の排気弁と、第1、第2燃焼空間内にそれぞれ
配置され燃料と空気とを十分に混合してそれぞれ投入気
を発生させる第1、第2燃料噴射器と、第1、第2燃焼
空間内にそれぞれ配置され適切な点火を行う第1、第2
点火プラグとを具えている。第1燃焼弁は、第1膨張行
程の開始時に開き第1燃焼空間からの既燃焼投入気をシ
リンダ空間へ吐出してピストンを駆動し、第1圧縮行程
の間、開成を保って新しい空気を受入れ、第1圧縮行程
の終止時に閉じるようになっている。第2燃焼弁は、第
2膨張行程の開始時に開き第2燃焼空間からの既燃焼投
入気を吐出してピストンを駆動し、第2圧縮行程の間、
開成を保って新しい空気を受入れ、第2圧縮行程の終止
時に閉じるようになっており、これにより第1、第2燃
焼空間内の計量投入気が第1、第2点火プラグまたは自
動点火によってそれれぞれ点火され、第1、第2燃焼弁
が閉じている間に完全燃焼するようになっている。
目的は以下の技術的手段によって達成される。すなわ
ち、この発明に係わる内燃機関は、それぞれが所望の圧
縮比を与える大きさで、かつ、熱損失を最小にする形状
の第1、第2燃焼空間と、上部シリンダ空間であって、
ピストンが上死点にあるときに該空間内の空気量を最小
にするに足る大きさを有する前記上部シリンダ空間と、
この上部シリンダ空間内に形成され該シリンダ空間と第
1、第2燃焼空間との間に交互に流れを通すのに十分な
大きさを有する主通路と、この主通路と連通する第1通
路、第2通路にそれぞれ設けられ、第1第2燃焼空間に
対して第1、第2通路をそれぞれ開閉する第1、第2燃
焼弁と、上部シリンダ空間からの通路を制御する少なく
とも1個の排気弁と、第1、第2燃焼空間内にそれぞれ
配置され燃料と空気とを十分に混合してそれぞれ投入気
を発生させる第1、第2燃料噴射器と、第1、第2燃焼
空間内にそれぞれ配置され適切な点火を行う第1、第2
点火プラグとを具えている。第1燃焼弁は、第1膨張行
程の開始時に開き第1燃焼空間からの既燃焼投入気をシ
リンダ空間へ吐出してピストンを駆動し、第1圧縮行程
の間、開成を保って新しい空気を受入れ、第1圧縮行程
の終止時に閉じるようになっている。第2燃焼弁は、第
2膨張行程の開始時に開き第2燃焼空間からの既燃焼投
入気を吐出してピストンを駆動し、第2圧縮行程の間、
開成を保って新しい空気を受入れ、第2圧縮行程の終止
時に閉じるようになっており、これにより第1、第2燃
焼空間内の計量投入気が第1、第2点火プラグまたは自
動点火によってそれれぞれ点火され、第1、第2燃焼弁
が閉じている間に完全燃焼するようになっている。
【0005】
【作用】前記のような技術的手段を採ったことにより、 (1) 交互に働く2個の燃焼室を使用して従来よりもか
なり長い燃料燃焼時間を与える。長い燃料燃焼時間によ
って得られる効果は次の通りである。(イ)燃料噴射、
点火のタイミング要件が大幅に軽減される、(ロ)炭化
水素、一酸化炭素が完全燃焼する時間が得られる、
(ハ)燃焼速度を抑え、高温によって生じる酸化窒素、
圧力急上昇に起因するエンジン・ノックを低減する。 (2) シリンダ空間から燃焼空間を分離する。これによ
って以下の効果が得られる。(イ)冷却化したシリンダ
壁によって火炎が消失することがない、(ロ)火炎が潤
滑油に接触しない、(ハ)燃焼室の冷却要件が軽減され
るので暖機時間が短い、(ニ)燃焼時の容積が一定であ
るので一酸化炭素放出が少ない、(ホ)圧力急上昇がピ
ストンに直接作用しないので機関の振動、不均一動作、
雑音を軽減する、(ヘ)圧縮時に燃焼することがない。
なり長い燃料燃焼時間を与える。長い燃料燃焼時間によ
って得られる効果は次の通りである。(イ)燃料噴射、
点火のタイミング要件が大幅に軽減される、(ロ)炭化
水素、一酸化炭素が完全燃焼する時間が得られる、
(ハ)燃焼速度を抑え、高温によって生じる酸化窒素、
圧力急上昇に起因するエンジン・ノックを低減する。 (2) シリンダ空間から燃焼空間を分離する。これによ
って以下の効果が得られる。(イ)冷却化したシリンダ
壁によって火炎が消失することがない、(ロ)火炎が潤
滑油に接触しない、(ハ)燃焼室の冷却要件が軽減され
るので暖機時間が短い、(ニ)燃焼時の容積が一定であ
るので一酸化炭素放出が少ない、(ホ)圧力急上昇がピ
ストンに直接作用しないので機関の振動、不均一動作、
雑音を軽減する、(ヘ)圧縮時に燃焼することがない。
【0006】この発明はさらに以下の利点を有する。 (1) 高圧縮比、低空燃混気で動作して熱効率、燃料経
済性を向上したガソリン・エンジンを設計できる。ガソ
リンの燃焼空間への噴射、蒸発、高温圧縮空気との混
合、完全燃焼に対して十分な時間が与えられる。 (2) 燃料燃焼時間が長いので、高動力出力に対して機
関を高RPMで動作させることができる。 (3) 動力損失したがって過剰熱を生じる先行点火をな
くしたこと、燃焼空間を冷却作用のあるシリンダ空間か
ら分離したこと、熱効率、容積効率を増大したことによ
って、本発明の冷却系要件を軽減できる。
済性を向上したガソリン・エンジンを設計できる。ガソ
リンの燃焼空間への噴射、蒸発、高温圧縮空気との混
合、完全燃焼に対して十分な時間が与えられる。 (2) 燃料燃焼時間が長いので、高動力出力に対して機
関を高RPMで動作させることができる。 (3) 動力損失したがって過剰熱を生じる先行点火をな
くしたこと、燃焼空間を冷却作用のあるシリンダ空間か
ら分離したこと、熱効率、容積効率を増大したことによ
って、本発明の冷却系要件を軽減できる。
【0007】
【実施例】図1,2,3,4はこの発明の1実施例の2
燃焼室4行程型内燃機関を示す。サイクルの第1膨張行
程の開始時に燃焼弁(室弁)12が開き、燃焼空間15から
の既燃焼燃料が上部シリンダ空間14へ吐出されてピスト
ン11を駆動する。第1膨張行程の間、排気弁19、吸気弁
20、燃焼弁13は閉じている。排気行程で排気弁19が開い
て上部シリンダ空間14から既燃焼燃料を放出し、排気行
程の終止時に該排気弁19が閉じる。吸気行程では吸気弁
20が開いて上部シリンダ空間14へ新しい空気を投入し、
吸気行程の終止時に該吸気弁20が閉じる。投入された新
しい空気は燃焼空間15へ圧縮供給され圧縮行程の終止時
に燃焼弁12が閉じる。燃焼空間15と上部シリンダ空間14
とが連通している間は、燃焼弁13が閉じ、噴射器18によ
って燃料が燃焼空間16へ噴射され点火プラグ22または自
動点火によって点火される。
燃焼室4行程型内燃機関を示す。サイクルの第1膨張行
程の開始時に燃焼弁(室弁)12が開き、燃焼空間15から
の既燃焼燃料が上部シリンダ空間14へ吐出されてピスト
ン11を駆動する。第1膨張行程の間、排気弁19、吸気弁
20、燃焼弁13は閉じている。排気行程で排気弁19が開い
て上部シリンダ空間14から既燃焼燃料を放出し、排気行
程の終止時に該排気弁19が閉じる。吸気行程では吸気弁
20が開いて上部シリンダ空間14へ新しい空気を投入し、
吸気行程の終止時に該吸気弁20が閉じる。投入された新
しい空気は燃焼空間15へ圧縮供給され圧縮行程の終止時
に燃焼弁12が閉じる。燃焼空間15と上部シリンダ空間14
とが連通している間は、燃焼弁13が閉じ、噴射器18によ
って燃料が燃焼空間16へ噴射され点火プラグ22または自
動点火によって点火される。
【0008】第2膨張行程で、燃焼弁13が開き、燃焼空
間16からの既燃焼燃料が上部シリンダ空間14へ吐出され
てピストン11を駆動する。そして、前記と同様に既燃焼
燃料が放出され新しい投入空気が導入される。サイクル
の第2圧縮行程では、投入空気が燃焼空間16へ圧縮供給
され燃焼弁13が閉じる。燃焼空間16と上部シリンダ空間
14とが連通している間は、燃焼弁12が閉じ、噴射器17に
よって燃料が燃焼空間15へ噴射され点火プラグ21または
自動点火によって点火される。前記サイクルはピストン
11の8行程毎に繰り返される。なお、10はシリンダであ
る。
間16からの既燃焼燃料が上部シリンダ空間14へ吐出され
てピストン11を駆動する。そして、前記と同様に既燃焼
燃料が放出され新しい投入空気が導入される。サイクル
の第2圧縮行程では、投入空気が燃焼空間16へ圧縮供給
され燃焼弁13が閉じる。燃焼空間16と上部シリンダ空間
14とが連通している間は、燃焼弁12が閉じ、噴射器17に
よって燃料が燃焼空間15へ噴射され点火プラグ21または
自動点火によって点火される。前記サイクルはピストン
11の8行程毎に繰り返される。なお、10はシリンダであ
る。
【0009】図5,6,7,8はこの発明の別の実施例
の2燃焼室2行程型内燃機関を示す。第1膨張行程の開
始近辺で燃焼弁32が開き、燃焼空間35からの既燃焼燃料
が上部シリンダ空間34へ吐出されてピストン31を駆動す
る。第1膨張行程の間、排気弁39、燃焼弁33は閉じてい
る。吸気口40の開路に先行するピストン31の排気行程で
は、上部シリンダ空間34内圧力を大気圧にまで落とすの
に十分な時間だけ排気弁39を開く。図7に示すように吸
気口40がピストン31によって開路されると、吸気口40か
ら上部シリンダ空間34へ空気が強制的に送り込まれる。
この供給空気によって、上部シリンダ空間34内の既燃焼
燃料は排気口39を介して強制的に放出され、排気弁39が
閉じる。第1圧縮行程では図8に示すように上部シリン
ダ空間34内の空気が燃焼空間35へ圧縮供給され、圧縮行
程の終止時に燃焼弁32が閉じる。燃焼空間35と上部シリ
ンダ空間34とが連通している間は、燃焼弁33が閉じ、噴
射器38によって燃料が燃焼空間36へ噴射され点火プラグ
42または自動点火によって点火される。
の2燃焼室2行程型内燃機関を示す。第1膨張行程の開
始近辺で燃焼弁32が開き、燃焼空間35からの既燃焼燃料
が上部シリンダ空間34へ吐出されてピストン31を駆動す
る。第1膨張行程の間、排気弁39、燃焼弁33は閉じてい
る。吸気口40の開路に先行するピストン31の排気行程で
は、上部シリンダ空間34内圧力を大気圧にまで落とすの
に十分な時間だけ排気弁39を開く。図7に示すように吸
気口40がピストン31によって開路されると、吸気口40か
ら上部シリンダ空間34へ空気が強制的に送り込まれる。
この供給空気によって、上部シリンダ空間34内の既燃焼
燃料は排気口39を介して強制的に放出され、排気弁39が
閉じる。第1圧縮行程では図8に示すように上部シリン
ダ空間34内の空気が燃焼空間35へ圧縮供給され、圧縮行
程の終止時に燃焼弁32が閉じる。燃焼空間35と上部シリ
ンダ空間34とが連通している間は、燃焼弁33が閉じ、噴
射器38によって燃料が燃焼空間36へ噴射され点火プラグ
42または自動点火によって点火される。
【0010】第2膨張行程で、燃焼弁33が開き、燃焼空
間36からの既燃焼燃料が上部シリンダ空間34へ吐出され
てピストン31を駆動する。そして、前記と同様に既燃焼
燃料が強制放出され新しい空気が導入される。新しい空
気は燃焼空間36へ圧縮供給され、圧縮行程の終止時に燃
焼弁33が閉じる。燃焼空間36と上部シリンダ空間34とが
連通している間は、燃焼弁32が閉じ、噴射器37によって
燃料が燃焼空間35へ噴射され点火プラグ41または自動点
火によって点火される。前記サイクルはピストン31の4
行程毎に繰り返される。なお、30はシリンダである。
間36からの既燃焼燃料が上部シリンダ空間34へ吐出され
てピストン31を駆動する。そして、前記と同様に既燃焼
燃料が強制放出され新しい空気が導入される。新しい空
気は燃焼空間36へ圧縮供給され、圧縮行程の終止時に燃
焼弁33が閉じる。燃焼空間36と上部シリンダ空間34とが
連通している間は、燃焼弁32が閉じ、噴射器37によって
燃料が燃焼空間35へ噴射され点火プラグ41または自動点
火によって点火される。前記サイクルはピストン31の4
行程毎に繰り返される。なお、30はシリンダである。
【0011】前記においては特定の実施例に基づきこの
発明を詳細に説明したが、この発明の精神、範囲を逸脱
しない限り種々の具体的変更が可能である。
発明を詳細に説明したが、この発明の精神、範囲を逸脱
しない限り種々の具体的変更が可能である。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の内燃機
関はシリンダに対して交互に働く2燃焼室を具え、十分
長い燃料燃焼時間を得、かつ、シリンダから分離した燃
焼空間を設けることによって、燃料の経済性を向上し、
性能を向上し、汚染を低減し、エンジンの雑音、振動を
低減することができる。
関はシリンダに対して交互に働く2燃焼室を具え、十分
長い燃料燃焼時間を得、かつ、シリンダから分離した燃
焼空間を設けることによって、燃料の経済性を向上し、
性能を向上し、汚染を低減し、エンジンの雑音、振動を
低減することができる。
【図1】4行程型機関に適用したこの発明の1実施例を
示す概略の横断平面図である。
示す概略の横断平面図である。
【図2】図1のA−A線に沿う縦断側面図である。
【図3】図1のB−B線に沿う縦断側面図である。
【図4】図1のC−C線に沿う縦断正面図である。
【図5】2行程型機関に適用したこの発明の別の実施例
を示す概略の横断平面図である。
を示す概略の横断平面図である。
【図6】図5のA−A線に沿う縦断側面図である。
【図7】図5のB−B線に沿う縦断正面図である。
【図8】作用を説明するための図5のB−B線に沿う縦
断正面図である。
断正面図である。
10,30 シリンダ 11,31 ピスト
ン 12,32 第1燃焼弁 13,33 第2燃
焼弁 14,34 上部シリンダ空間 15,35 第1燃
焼空間 16,36 第2燃焼空間 17,37 第1燃
料噴射器 18,38 第2燃料噴射器 19,39 排気弁 20 吸気弁 21,41 第1点
火プラグ 22,42 第2点火プラグ
ン 12,32 第1燃焼弁 13,33 第2燃
焼弁 14,34 上部シリンダ空間 15,35 第1燃
焼空間 16,36 第2燃焼空間 17,37 第1燃
料噴射器 18,38 第2燃料噴射器 19,39 排気弁 20 吸気弁 21,41 第1点
火プラグ 22,42 第2点火プラグ
Claims (1)
- 【請求項1】 それぞれが所望の圧縮比を与える大きさ
で、かつ、熱損失を最小にする形状の第1、第2燃焼空
間と、上部シリンダ空間であって、ピストンが上死点に
あるときに該空間内の空気量を最小にするに足る大きさ
を有する前記上部シリンダ空間と、この上部シリンダ空
間内に形成され該シリンダ空間と第1、第2燃焼空間と
の間に交互に流れを通すのに十分な大きさを有する主通
路と、この主通路と連通する第1通路、第2通路にそれ
ぞれ設けられ、第1、第2燃焼空間に対して第1、第2
通路をそれぞれ開閉する第1、第2燃焼弁と、上部シリ
ンダ空間からの通路を制御する少なくとも1個の排気弁
と、第1、第2燃焼空間内にそれぞれ配置され燃料と空
気とを十分に混合してそれぞれ投入気を発生させる第
1、第2燃料噴射器と、第1、第2燃焼空間内にそれぞ
れ配置され適切な点火を行う第1、第2点火プラグとを
具えた2燃焼室型内燃機関であって、第1燃焼弁は、第
1膨張行程の開始時に開き第1燃焼空間からの既燃焼投
入気をシリンダ空間へ吐出してピストンを駆動し、第1
圧縮行程の間、開成を保って新しい空気を受入れ、第1
圧縮行程の終止時に閉じ、第2燃焼弁は、第2膨張行程
の開始時に開き第2燃焼空間からの既燃焼投入気を吐出
してピストンを駆動し、第2圧縮行程の間、開成を保っ
て、新しい空気を受入れ、第2圧縮行程の終止時に閉
じ、第1、第2燃焼空間内の計量投入気が第1、第2点
火プラグまたは自動点火によってそれぞれ点火され、第
1、第2燃焼弁が閉じている間に完全燃焼することを特
徴とする2燃焼室型内燃機関。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/516,971 | 1990-04-30 | ||
US07/516,971 US5010860A (en) | 1990-04-30 | 1990-04-30 | Internal combustion engine with twin combustion chambers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05118217A true JPH05118217A (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=24057826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3122139A Pending JPH05118217A (ja) | 1990-04-30 | 1991-04-24 | 2燃焼室型内燃機関 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5010860A (ja) |
JP (1) | JPH05118217A (ja) |
DE (1) | DE4109712A1 (ja) |
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