JPS5828409B2 - セイソウキユウキシキナイネンキカン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機関熱効率の上昇と有害排気成分の減少と良好
な燃焼を図るようにした成層給気式内燃機関に係るもの
である。

従来、前記種類の内燃機関における成層給気は点火栓の
周辺に比較的燃料分の多い着火可能な混合気を集めるこ
とによって、全体としては均一混合気の場合よりも稀薄
な混合気で運転できるようにすることを目的としており
、究極的には損失の多い吸気絞り弁を廃止して出力の制
御を燃料供給量すなわち全体的な混合比のみで行うこと
が理想である。

全体的な混合比の稀薄着火限界を広げるためには、それ
だけ成層化を効率良く行わなければならず、このため、
最も一般的に行われているのは主燃焼室の他に容積の小
さな副燃焼室を設け、吸気系統を主副側々にして主燃焼
室には比較的燃料分の少ない稀薄混合気を供給し、副燃
焼室には比較的燃料分の多い濃厚混合気を供給して該副
燃焼室内に設けられた点火栓により点火するという方法
である。

しかし、このようにしても吸入行程中に副燃焼室に供給
された混合比の多くは連絡孔を通してそのまま主燃焼室
に流れ出て、主燃焼室内に供給された稀薄な混合気と混
合し、圧縮行程中に主燃焼室から副燃焼室へ再び逆流す
るので、点火の時点における副燃焼室内の混合比は該副
燃焼室に供給された混合比よりも実際は遥かに稀薄にな
り、成層効果は不十分である。

また、副燃焼室への吸気孔にクランク軸により駆動され
るカム軸を介して開閉する弁を設けた例も実用化されて
いるが、この場合でも弁の開閉時期が固定されているの
で、高負荷から低負荷に亘って副燃焼室内への成層化を
十分に行うことはできず、全体的な稀薄着火限界にも制
限があり、出力制御も実際には給気絞り弁で行っている
。

本発明の目的は吸入行程中の副燃焼室から主燃焼室への
混合気の流出を制御することにより該副燃焼室内への濃
厚混合気の成層を一層効果的にすることであり、かかる
目的を達成するために、本発明によれば、前記副燃焼室
の吸気弁として電磁弁を用いることによってその開閉時
期を運転中に任意に変えるようにしである。

次に、第１図に示されている一実施例により本発明をさ
らに詳細に説明する。

図中、１はピストン、２は主燃焼室、３は該主燃焼室の
吸気弁、４は主吸気孔、５は副燃焼室をそれぞれ示すも
のであって、主燃焼室２と副燃焼室５は連絡孔１１を介
して連通しており、該副燃焼室の内側方には点火栓６が
設けてあり、この場合、副燃焼室５の容積は主燃焼室２
のそれよりも小さくなっており、前記副燃焼室上方には
電磁的に開閉する副吸入弁（電磁弁）７が設けである。

電磁弁７は副燃焼室５への副吸気孔８および混合気通路
９，１０に臨設位置せしめられて駆動部１３と作動連結
してあり、該駆動部は電気回路１２に電気的に接続せし
められており、該電気回路は機関の状態を表わす信号Ａ
（例えば加速ペダルの位置、エンジン負荷ないし吸気負
圧、およびエンジンスピード等）によって作動する。

アクセルペダルの踏み込み量、エンジン回転速度その他
エンジンの状態を示す種々の物理量から電磁弁の開閉時
期を決める方法および装置については、電子式燃料噴射
装置のフュエルインジェクタの開閉時期を決める装置と
して公知である。

本発明においても、それらと同様なセンサや演算回路を
使うことができるので省略する。

しかして、前記構成を有する内燃機関の作用を説明する
と、副燃焼室５へは副吸気孔８を通って濃厚混合気が供
給され、主燃焼室２へは通常の主吸気孔４を通って稀薄
混合気が供給されるものとすれば、電気回路１２は機関
の状態を表わす信号Ａ′を入力として電磁弁７の開閉時
期および（または）その揚程を決め、それに応じた信号
を電磁弁７の駆動部１３に与える。

一例として、電磁弁７の開いている時間が要求出力の小
さい時は短かく、しかも、吸入行程の終りに位置するよ
うに決めておけば、副燃焼室５へ供給される濃厚混合気
が主燃焼室２へ流れ出る期間が短いので、そのまま次の
圧縮行程まで副燃焼室５内に留まる機会が多くなり、成
層化が一層効率的になる。

第２図において、横軸はクランク軸の位置、縦軸は弁揚
程を示す。

４２口は夫々主眼・排気弁の揚程、ハは副吸気弁をクラ
ンク軸連動のカム軸を介して開閉する場合の副吸気弁揚
程の一例、ハの場合、この揚程曲線はエンジンの回転速
度や負荷に対して変化せず、固定されたままである。

二および二′は、本発明による場合の副吸気弁の揚程曲
線の一例で、二は低負荷の場合、二′は高負荷の場合を
示す。

さらに高負荷になれば、二′はより左寄り、すなわち一
層早く開き始めるようにする。

弁の最大揚程および揚程曲線の形および開閉時期は、第
２図の例に拘束されるべきものではなく、副室の容積弁
の大きさ、駆動力、主副供給混合比などによって、最適
に選ぶ。

本来、機関の出力と供給された燃料の量とは比例的な関
係にあるので、アイドリング或いは出力の僅かな時、供
給燃料は極めて僅かで良い。

しかし、この場合、副燃焼室５の副吸気弁７の開弁期間
が長いと、前述したように、燃料が主副燃焼室へ分散し
易いので、点火栓６周辺に十分な濃厚混合気が得られず
、着火、燃焼が不十分で機関の安定を失う。

逆に、副吸気弁７の開弁期間を低負荷時に合うように狭
くしておけば、高負荷時には副燃焼室５内の混合気が過
度に濃くなり、やはり燃焼が悪化する。

以上述べたところから、本発明によれば、低負荷時には
電磁弁の開弁期間は短かく、シかも吸気行程の終りに位
置させかつ高負荷時には開閉時間を長くして吸入行程全
体に亘るようにしたために低負荷時には主副燃焼室全体
としては非常に薄い混合気で運転することができるので
、機関効率が増して有害排気成分も僅かになり、また高
負荷時には燃料が主燃焼室へも適当に分散するので、副
燃焼室内のみが過度に濃くなることは避けられて良好な
燃焼が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る成層給気式内燃機関を示す断面図
、第２図は従来の主・副および吸排気弁と本発明による
主・副および吸排気弁の開閉時期を示す弁揚程線図であ
る。 １・・・・・・ピストン、２・・・・・・主燃焼室、５
・・・・・・副燃焼室、６・・・・・・点火栓、７・・
・・・・電磁弁、９．１０・・・・・・混合気通路、１
１・・・・・・連絡孔、１２・・・・・・電気回路、１
３・・・・・・駆動部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主燃焼室と該主燃焼室の容積より小さい副燃焼室と
   を連絡孔により連通し、該副燃焼室の内部に点火栓およ
   び電磁的に開閉する吸入弁をそれぞれ設け、該電磁弁を
   機関の状態表示信号にて作動する電気回路および駆動部
   に作動連結して、前記電磁弁の開閉時期を前記電気信号
   により運転中に任意に変化させることができるようにし
   たことを特徴とする成層給気式内燃機関。 ２ 前記主燃焼室へは稀薄混合気を供給すると共に前記
   副燃焼室には濃厚混合気を供給し、該副燃焼室へ供給す
   る濃厚混合気量を、前記電磁弁の開閉時期を変化すなわ
   ち負荷の大きい時は早く開きかつ負荷の小さい時には遅
   く開くように変化させることにより制御するようにした
   特許請求の範囲１項記載の成層給気式内燃機関。