JPS6258014A - 副燃焼室装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は点火行程のとき、副燃焼室内部の濃い混合気
に着火して火炎を主燃焼室内に噴入させ、これにより主
燃焼室内の希薄混合気を安定燃焼させて燃費の良いクリ
ーンな排気に改良しようとするもので、従来副燃焼室の
ネックとなっていた副燃焼室の室内容量と燃焼室間の透
孔開度との相関関係を解決することによって、吸気行程
のときの掃気性を高めかつ高速燃焼時の着火性をも向上
させた燃焼行程相互の制約がない内燃機関にすることが
でき、さらに本発明による変形バルブ装置の開発により
従来形状のエンジン・バルブでは不可能であった複数個
のバルブの動作を回転または反転による単純動作で全て
まかない、副燃焼室の理想的な形状を形成できる。

これまで副燃焼室燃焼方式をとる内燃機関の歴史は意外
に古くからディーゼルの内燃方式として用いられている
が特徴としては主燃焼室と副燃焼室とが透孔で通じてお
り、点火行程の際には濃い混合気で満たされた副燃焼室
から燃焼が始まり、副燃焼室内の圧力が高圧となって主
燃焼室へ噴入し、そこで混和しながら本格的な燃焼を起
こす。しかし、優れた特性を示す従来の副燃焼室燃焼方
式による内燃機関にもやはり限界がある。それは、主、
副燃焼室間の連通する透孔の開度が一定であるため副燃
焼室内の掃気性や着火性などの点で相対的な制約があり
、掃気性を高めようとすれば高速燃焼域での着火性が悪
化してしまうなどの点が指摘され、また副燃焼室の燃焼
容量の大きさと主、副燃焼室間の透孔開度との関係にも
制約があり、例えば副燃焼室の燃焼容量が大きくなるほ
ど点火行程の際には既燃焼ガスが室内に多量に残る。そ
のため、主、副燃焼室間の透孔開度を大きく形成しなけ
れば吸気行程の際に掃気性が悪化してしまい、吸気行程
が終了しても副燃焼室内の既燃焼ガスの残留量が多くな
り点火栓による着化性が低下する結果をまねくことにな
る。しかし、そうとは言っても前述のように燃焼室間の
透孔開度を大きく形成するほど、こんどは逆に低速燃焼
での圧縮行程で主燃焼室から混合気が勢いよく副燃焼室
内に流入し、過度の渦流を生じさせ点火栓による着火性
をさらに低下させるだけでなく副燃焼室内の適正空燃比
の混合気を薄めてしまう不都合がある。

これとは反対に副燃焼室の燃焼容量が小さくなるほど低
速回転域における圧縮行程で主燃焼室内の混合気が副燃
焼室に流入する割合いが高くなり、それによって副燃焼
室内に激しい渦流を生ぜしめ点火栓により生成された火
炎核が吹き飛ばされて副燃焼室内の混合気の着火性が劣
化することになる。そのため主、副燃焼室間とを連通す
る透孔開度を小さく形成しなければならなくなるが、燃
焼室間の透孔開度が小さくなるほど上記のように副燃焼
室の掃気性が悪い高速燃焼域の吸気行程の際に、透孔の
絞り抵抗と相関した掃気性の低下現象があらわれる。

そこで従来、前述の副燃焼室の燃焼容量と燃焼室間を連
通する透孔を一体で同時に可動するような発明があった
。それは内燃機関の高速燃焼域では副燃焼室の燃焼室容
量が減少するとともに燃焼室間の透孔開度が増加すると
いう油圧式のものでこれによって副燃焼室内の既燃焼ガ
スの残留量が減少し、確実に掃気が行われる。また低速
燃焼では油圧により副燃焼室容量が増大するとともに透
孔が減少するようになる。これによって副燃焼室内の火
炎核を吹き飛ばすような激しい混合気の渦流の発生を防
止できるというものであった。

しかし、この発明は根本的には副燃焼室内の掃気性と着
火性を向上させるためのものであり、それもエンジンの
回転数に合わせて可変化するために各ピストン行程ごと
に透孔開度をみてみると旧来の燃焼室間の透孔開度が調
節できない副燃焼室のものと大した違いはない。また同
様に回転数によって副燃焼室容量をわずかに可変化した
ところで点火行程の際の火炎噴流の伝ぱが、主燃焼室の
燃焼に直接影響を与えるものでもなく、油圧による大が
かりな装置となっている割に効果が薄いものであったた
め実用化には及んでいない。

本発明は、従来の発明がマクロ的な副燃焼室装置の制御
であるのに対し、ピストン行程ごとに副燃焼室間の透孔
の開度を調節できるミクロ的な副燃焼室装置であるとい
える。さらに本発明は従来のような掃気性や着火性だけ
でなく火炎噴流が主燃焼室へ噴入する際の透孔の開度を
も調節できるため結果的には従来のような燃焼室間の透
孔が固定化した開度による制約を全く受けずに各ピスト
ン行程ごとの理想的な透孔開度を追求できる全く画期的
な発明である。

図面を見ながら本発明の構造を説明すれば第１図は本発
明の実施例を示す断面図。本図面のものは一方方向に回
転する方式をとるが第４図のように反転するものでもよ
い。特徴としては点火栓（１２）が副燃焼室を構成する
部材（１）と一体化され取り付けてある。したがって副
燃焼室を構成する部材（１）が運動すると点火栓（１２
）も運動する。とくに本装置が一方方向に回転する場合
には点火栓（１２）の多少の重量も問題とならない。ま
た、副燃焼室を構成する部材（１）は図面のような凹状
の材料と本装置を運動させる筒状の材料をネジ溝を刻ん
だ材料でしめつけ一体化させてある。そして凹状の材料
の材質をセラミックにすれば熱膨張による運動性の低下
を防ぐとともに本装置とボデイとの気密性を高めること
ができる。しかし、前述のような３つの部品材料を用い
なくとも一本の円筒材料をくりぬいて本装置としてもよ
い。

第２図は本実施例における透孔開度調節部材（２）が回
転する場合の水平断面図。本図面の一例として吸気行程
では透孔開度を最大にして掃気性を高めたり、場合によ
っては主燃焼室（Ｂ）へ副燃焼室（Ａ）を通して混合気
を吸気させることにより主燃焼室（Ｂ）の混合気に積極
的な流動を与える副吸気バルブ的な働きを本発明の装置
におこなわせることができる。次に圧縮行程ではピスト
ンの上下運動のスピードが最も速くなる中ばあたりを過
ぎるくらいまで燃焼室間の透孔開度をしぼり、低速燃焼
のときでも主燃焼室（Ｂ）から多量に薄い混合気が副燃
焼室（Ａ）へ逆流するために発生する渦流を防ぎながら
、ピストンが上死点に近づいた時点で一気に透孔開度を
大きくし次の燃焼行程につないでもよい。燃焼行程でも
排気行程でも前記のように調節でき、とくに点火栓（１
２）により発火したさいも理想的な火炎噴流の状態にす
ることができる。さらに本発明はピストン行程のうちの
どの行程でも一時的に透孔開度を無くし燃焼室間を遮断
してしまうことも可能であるため、これを将来的には運
転中でも停止できる機能をもうけることによって、高回
転型のＤＯＨＣエンジンの吸排気バルブの面積以外に本
発明による装置を組み込み、中低速燃焼域では本装置に
よる副燃焼室（Ａ）によって燃焼をおこない粘り強いエ
ンジンでかつ好燃費にし、高速燃焼域では主、副燃焼室
（Ａ）をつなぐ透孔が遮断され副燃焼室（Ａ）による燃
焼は終わるが、丁度主燃焼室（Ｂ）に面して取り付けた
もう１本の点火栓（図面では省略した）によって燃焼が
継続される高性能な欠点のない副燃焼方式のＤＯＨＣエ
ンジンにすることもできる。

ところで、本図面では点火栓（１２）を省略してある。

第３図も第２図と同様な透孔開度調節部材（２）が反転
する場合の水平断面図。第２図で述べた事と全く同様な
調節が可能であり応用が可能である。

本図面でも点火栓（１２）を省略してある。

第４図は本発明の反転する駆動部材（７）を示す斜視図
。ロッカ・アーム（１０）を上下運動させることによっ
て反転運動に変える駆動部材（７）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図。 第２図は第３図とともに本発明の実施例における透孔開
度調節部材の回転する場合と反転する場合の水平断面図
。 第４図は本発明の反転する駆動部材（７）を示す斜視図
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室を主燃焼室とこれに透孔を介して連り、内部に点
   火栓を備えた副燃焼室とより形成し、副燃焼室を構成す
   る部材が吸気通路の開閉をおこなうと同時に、前記主燃
   焼室と前記副燃焼室とを連通する前記透孔部に、その透
   孔の開度を変え得る透孔開度調節部材を前記副燃焼室を
   構成する部材に設け、その透孔開度調節部材が内燃機関
   のピストン行程に合わせて円周軌道に動き（回転または
   反転し）、前記透孔開度を変化させるように作動し、前
   記点火栓も前記副燃焼室を構成する部材に取り付けられ
   前記円周軌道に動く（回転または反転する）。副燃焼室
   装置に関する。