JP2007113536A - 副室式内燃機関 - Google Patents

副室式内燃機関 Download PDF

Info

Publication number
JP2007113536A
JP2007113536A JP2005308019A JP2005308019A JP2007113536A JP 2007113536 A JP2007113536 A JP 2007113536A JP 2005308019 A JP2005308019 A JP 2005308019A JP 2005308019 A JP2005308019 A JP 2005308019A JP 2007113536 A JP2007113536 A JP 2007113536A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sub
chamber
combustion engine
internal combustion
wall thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005308019A
Other languages
English (en)
Inventor
Taisuke Shiraishi
泰介 白石
Akihiko Kakuho
章彦 角方
Eiji Takahashi
英二 高橋
Morihiro Nagamine
守洋 長嶺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2005308019A priority Critical patent/JP2007113536A/ja
Priority to US11/581,347 priority patent/US7438043B2/en
Priority to CNB2006101719262A priority patent/CN100485174C/zh
Priority to EP06255474A priority patent/EP1777385A3/en
Publication of JP2007113536A publication Critical patent/JP2007113536A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/16Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/12Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • 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

【課題】低負荷運転領域においては燃料トーチによる燃焼によって良好な燃焼を行いつつ、高負荷運転領域においてもプレイグニッション等による異常燃焼を防止することができる副室式内燃機関を提供する。
【解決手段】主たる燃焼室である主室6と、該主室6と比して容積が小さい副室9と、該副室9と前記主室6とを連通する噴孔10とを有する副室式内燃機関において、前記主室6側に突き出た先端部9aの副室壁厚が、シリンダヘッド15と副室9との付け根部9bの副室壁厚よりも薄い構成にした。この構成によれば、高温になりやすい先端部9aの副室壁厚を比較的薄い構成にすることで熱容量が小さくなり、周囲との熱交換も活発化することができる結果、プレイグニッション等による異常燃焼を抑制することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は副室式内燃機関に関し、特にプレイグニッション(早期着火)の防止を実現する技術に関する。
従来の副室式内燃機関においては、燃焼室内の温度レベルが上がることによりノッキングが発生し、燃焼制御不能な状態に陥りやすく、高出力化や高効率化に限界があるという問題点があった。
その問題点を解決するために特許文献1のような技術が開示されている。この従来技術では、シリンダヘッドに凹部を設けて燃焼室内の燃焼ガス濃度や温度分布を均一化することで、ノッキングを防止し、高効率化や高出力化を達成することができるとしている。
特開2002−349265号公報
しかしながら上記従来技術では、図7に示すように副室8の先端部の副室壁厚w1が、副室と主室との付け根部の副室壁厚w2よりも厚くなっている。ここで例えば、主室内の燃焼ガスが高温となる機関負荷が高い運転状態が続いた場合に、主室内に突き出した副室の先端部は高温の燃焼ガスに連続的に曝されることになるが、上記のような副室形状の場合、次のような問題が起こるおそれがある。
すなわち、先端部の熱容量が大きいため吸入空気との熱交換が起こり辛く、熱が蓄熱されやすい。また、噴孔が副室中心軸周りに等間隔で放射状に設けられているため、先端部は放射状の噴孔群の略中心に位置し、そのため、先端部から付け根部方向への熱の移動も起こりにくい。その結果、副室先端部の壁面温度が加熱・冷却の平衡状態とならずに上昇する。
従って、機関負荷が高い運転条件が続いた場合などに、特に先端部の温度が高温となり、副室壁面での主室混合気のプレイグニッション(早期着火)等により、異常燃焼が発生するおそれがある。
そこで本発明では、低負荷運転領域においては燃料トーチによる燃焼によって良好な燃焼を行いつつ、高負荷運転領域においてもプレイグニッション等による異常燃焼を防止することができる副室式内燃機関を提供することを目的とする。
本発明の副室式内燃機関は、主室側に突き出た副室の先端部の副室壁厚が、シリンダヘッドと副室との付け根部の副室壁厚よりも薄い構成にする。
本発明によれば、高温になりやすい先端部の副室壁厚を比較的薄い構成にすることで熱容量が小さくなり、周囲との熱交換も活発化することができる結果、プレイグニッション等による異常燃焼を抑制することができる。
本発明の第1の実施形態を図1及び2に基づいて説明する。
図1は、第1の実施形態における内燃機関の構成図である。内燃機関1(ここではガソリンを燃料とするガソリンエンジンとする)において、燃料噴射弁3は吸気ポート2に燃料を噴射する。吸気バルブ5は吸気カム4によって駆動され、同様に、排気バルブ12は排気カム11によって駆動される。13は排気ポートであり、排気ガスが排出される。
6は主たる燃料室である主燃焼室(以下、主室)であり、シリンダヘッド15、シリンダブロック16およびピストン7から形成される。一方、9は副燃焼室(以下、副室)であり、その容積は主室6よりも小さく形成される。8は点火プラグであり、副室9のシリンダヘッド15上方側、略中央に設けられている。点火プラグ8によって副室9内の混合気に点火することができ、この点火によって副室9内の混合気が燃焼し、燃料トーチが発生する。噴孔10は主室6と副室9を連通しており、点火プラグ8による点火によって生じた燃料トーチは、噴孔10を通じて副室9から主室6に噴出される。副室9は、主室側の先端部9aの副室壁厚と、シリンダヘッドと副室9との付け根部9bの副室壁厚とが異なる構成となっているが、これについては後述する。
14はECU(エンジンコントロールユニット)である。ECU14にはエアフローメータによって検知されたエアフローメータ信号、アクセル開度センサによって検知されたアクセル開度信号、クランク角センサによって検知されたクランク角センサ信号、および冷却水温センサによって検知された冷却水温センサ信号がそれぞれ入力される(センサについてはいずれも図示せず)。ECU14は内燃機関を統合的に制御しており、入力された信号から燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期等を演算する。燃料噴射弁3および点火プラグ8は、このECU14からの信号に基づき燃料噴射および点火を行う。
次に、図2は本実施形態における副室9の形状と、噴孔10から噴出される燃料トーチの噴出形状について示したものである。
図2(b)および図2(c)に示すように、副室9は6つの噴孔10を有しており、噴孔10は副室中心部cを中心とする円周上に等間隔(60度間隔)で形成されている。なお、噴孔10は副室中心部cから放射状に形成されており(副室9の壁内においては略円筒形状)、その長さも径も全てほぼ同一である。
ここで副室9は、主室側先端部9a(以下、先端部9a)の副室壁厚L1の方が、シリンダヘッド15と副室との付け根部9b(以下、付け根部9b)の副室壁厚L2よりも薄い構成となっており(すなわちL2>L1)、また、先端部9aと付け根部9bとは漸次薄くなるように滑らかに形成されている。
噴孔10の噴孔長さと副室壁厚は等しくなるが、噴出される燃料トーチの到達距離は噴孔10の半径と長さの比によって定められるため、噴出される燃料トーチの到達距離が適切となるように、副室9の壁厚を形成する。すなわち、主室6に対して十分に長く、かつ、シリンダブロック16の側壁やピストン7に接触しないような燃料トーチの到達距離となるように噴孔10を設ける副室9の壁厚を定める。図2(a)では比較的副室壁厚が厚い付け根部9b側に噴孔10を設けたことで燃料トーチの貫徹力が強くなり、壁厚が薄い副室から噴射される燃料トーチでは十分に到達することができなかったシリンダヘッド16側壁近傍まで燃料トーチが到達するようになっている。また燃料トーチの到達距離は長くなったが、シリンダヘッド16やピストン7には接触しない程度に噴孔10を形成する副室壁厚が設定されている。また、上述のように本実施形態では6つの噴孔10の長さおよび径が同一であるため、各噴孔10から噴出される燃料トーチの流量および到達距離も同一となる。
第1の実施形態による効果について説明する。
本実施形態では、先端部9aの副室壁厚L2を、付け根部9bの副室壁厚L1よりも薄くする構成とした。そのため、先端部9aの熱容量を付け根部9b付近の熱容量よりも小さくすることができ、吸入空気との熱交換が活発化する。その結果、例えば機関負荷が高い運転条件が続き、先端部9aが高温ガスに連続的に曝される場合においても、先端部9aの温度を一定温度(平衡温度)よりも上昇させないようにすることが可能となり、主室6の早期着火(プレイグニッション)等による異常燃焼を抑制することができる。
また、付け根部9bの副室壁厚が先端部9aの副室壁厚よりも厚い(L1>L2)。そのため、上述のような熱伝導の効果を得るべく副室9の比較的広範囲において壁厚を薄くした場合であっても、比較的強度が必要な付け根部9bの強度は十分に保つことができる。
さらに、熱容量の違いから先端部9aから付け根部9bへの熱伝導も良好に行われることになり、上述の異常燃焼を抑制する上で有利である。
本実施形態では先端部9aと付け根部9bを滑らかに形成している。そのため、一部に熱が集中することもない上、副室9のS/V(表面積/体積)比を小さくすることもでき、燃焼ガスの副室壁面への熱損失を低減することができる。
図2(a)に示すように、本実施形態では付け根部9bに比較的近い副室壁に噴孔10を設けた。そのため、比較的大きな貫徹力を有する到達距離の長い燃料トーチを主室6内に噴出させることが可能となり、主室6の外周寄りの壁面、すなわちシリンダブロック16側壁近傍まで燃料トーチが到達する。その結果、シリンダブロック16側壁近傍の燃料の燃焼を促進することができ、全体として未燃HCの排出量の少ない、燃焼効率の高い燃焼を実現することができる。
また、本実施形態では複数(6つ)の噴孔10を、副室中心部cを中心とした円周上に等間隔で配設した。そのため、主室6内に等間隔に放射状の燃料トーチが噴出され、主室6内の燃料の燃え残りが少ない、燃焼効率の高い燃焼を実現することができる。
次に第2の実施形態について図3に基づいて説明する。但し、内燃機関1の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
図3は第2の実施形態における副室9の形状と、噴孔10から噴出される燃料トーチの噴出形状について示したものである。
本実施形態では、副室壁厚の異なる箇所に噴孔群10Aおよび10Bをそれぞれ設けた。具体的には図3(b)に示すように、噴孔群10Aは副室中心部cから半径r1の円周上に等間隔(90度)に4つ設け、噴孔群10Bは副室中心部cから半径r2の円周上に等間隔(90度)に同じく4つ設けた。そして、噴孔群10Aおよび10Bは、各噴孔の噴出方向が重ならないように最も近接する噴孔同士が所定角(45度)だけずれるように配設されている。すなわち、副室中心部cから各噴孔への放射線を結んだ際に、それらが異なるように配設されている。
各噴孔群に設けた噴孔10は同一の径であり、その長さが噴孔群によって異なる。これは、第1の実施形態と同様に副室9の壁厚は、付け根部9bから先端部9aにかけて漸次薄くなるように形成されており、噴孔群を設ける箇所によって副室壁厚が異なるためである。本実施形態の場合、噴孔群10Aの方が噴孔群10Bよりも先端部9aに近い箇所に配設されているため、噴孔群10Aの噴孔の噴孔長さの方が、噴孔群10Bの噴孔の噴孔長さよりも短くなる。そのため、噴出される燃料トーチについても、噴孔群10Aから噴出される燃料トーチAよりも、噴孔群10Bから噴出される燃料トーチBの方が貫徹力が強く、到達距離の長い燃料トーチとなる。ここで燃料トーチBについては、第1の実施形態の場合と同様にシリンダブロック16側壁近傍まで到達する燃料トーチとなり、燃料トーチAについてはピストン7の冠面に衝突しない程度の貫徹力の弱い燃料トーチとなるように、それぞれの副室壁厚を設定する。
第2の実施形態による効果について説明する。
本実施形態では、図3(a)に示すように噴孔群10Aは先端部9aに比較的近い箇所に設けられており、噴孔長さが短い構成となっているため、噴孔群10Aから噴出される燃料トーチAは比較的貫徹力が弱く、ピストン7冠面に衝突しない。そのため、主室6中央部付近の燃料の燃焼を促進することはもちろん、ピストン7の冠面への衝突による冷却損失も避けることができる。
また、本実施形態では副室壁厚の異なる箇所に噴孔群10Aと10Bを設けたことにより、貫徹力の異なる2種類の燃料トーチを噴出することができ、所望する燃焼を実現することができる。
特に本実施形態では噴孔群10Aは、ピストン7の冠面に衝突しない貫徹力の弱い燃料トーチAとなるような副室壁厚の箇所に設け、噴孔群10Bはシリンダブロック16近傍へ到達する(接触はしない)貫徹力の強い燃料トーチBとなるような副室壁厚の箇所に設けた。そのため、主室6内全体においてむらなく良好な燃焼を実現することができる。
さらに、噴孔群10Aと10Bは噴孔長さが異なることによって燃料トーチの到達距離に差をもたせている。そのため、噴孔群10Aと10Bの噴孔径は同一でよく、加工が容易となり、製造上有利である。
また、噴孔群10Aと10Bはそれぞれ4つの噴孔10を等間隔で配設することによって成っているが、本実施形態では噴孔群10Aと10Bの噴孔10が重ならないように、最も近接する噴孔同士を所定角だけずらして配設している。そのため、主室6径方向の燃料トーチの均等化のみならず、主室6周方向の燃料トーチの均等化が図れ、主室6内に3次元的な広範囲に燃料トーチを噴出することが可能となる。
次に第3の実施形態について図4に基づいて説明する。但し、内燃機関1の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
図4は第3の実施形態における副室9の形状と、噴孔10から噴出される燃料トーチの噴出形状について示したものである。
本実施形態では図4(a)に示すように、先端部9aと付け根部9bとの間の主室6側壁面に段部9cを設け、先端部9aの副室壁厚L3が付け根部9bの副室壁厚L4よりも薄くなるようにしている。ここで、先端部9aから段部9cまでの壁厚は同一でよく、付け根部9bから段部9cまでの副室壁厚も同一でよい。そのため、先端部9aから段部9cまでは比較的薄い壁厚の領域を広範囲で確保することができる。これは例えば、主室側壁面に切削等の加工を施すことによって実現可能である。
また、副室9の中心部cから半径r3の円上に等間隔(180度)で噴孔群10C(噴孔10は2つ)が、副室9の中心部cから半径r4の円上に等間隔(60度)で噴孔群10D(噴孔10は6つ)がそれぞれ設けられている。ここで、噴孔群10Cと10Dの間に段部9cが位置するように配設されており、噴孔群10Cの噴孔の噴孔長さと、噴孔群10Dの噴孔の噴孔長さはそれぞれ異なる。これは、噴孔が設けられている箇所の副室壁厚L3とL4が異なるためである。ここで、噴孔群10Cの2つの噴孔10と噴孔群10Dの6つの噴孔10はその噴出する燃料トーチCおよびDが重ならないように、最も近接する噴孔同士が所定角(30度)だけずれるように、放射状に配設されている。なお、噴孔群10Cの噴孔10と噴孔群10Dの噴孔10の噴孔径は同一である。さらに、噴孔群10Cは吸排方向に配設されている。
上述の先端部9aから段部9cの間の箇所に形成された噴孔群10Cから噴出される燃料トーチCは、貫徹力が弱くピストン7の冠面には衝突しない。一方、付け根部9bから段部9cの間の箇所に形成された噴孔群10Dから噴出された燃料トーチDは、貫徹力が強くシリンダブロック16近傍まで到達する。この関係は第2の実施形態における燃料トーチAとBとの関係と同様である。
第3の実施形態による効果について説明する。
本実施形態によれば、先端部9aと付け根部9bとの間に段部9cを設けることで、副室壁厚を違えている。そのため、先端部9a付近を広範囲にわたって比較的薄い副室壁厚L3に保つことができ、先端部9a付近の熱容量をより低減させることができる。
ここで、段部9cを主室6側に設けたことにより、先端部9aから段部9cまでの比較的副室壁厚が薄い箇所の加工が容易である。すなわち、外部から一定量切削すること等によって、上記形状が実現可能である。また、主室側に段部9cを設けることで、副室9内は滑らかに形成することができ、燃料トーチの噴出をより良好に行うことができる。
図4(a)に示すように、本実施形態では先端部9aから段部9cまでの間に噴孔群10Cを設けている。そのため、主室6の中央部の燃焼促進を行えることはもちろん、燃料トーチCの貫徹力が弱いためピストン7の冠面に衝突せず、冷却損失を避けることができる。
また、付け根部9bから段部9cまでの間に噴孔群10Dを設けているため、シリンダブロック16の側壁近傍まで燃料トーチDを噴出することができる。
上述のように噴孔群10Cおよび10Dという形で、先端部9aから段部9cまでの間と、付け根部9bから段部9cまでの間とにそれぞれ噴孔10を設けている。このことにより、主室6内全体の燃焼を良好に行うことが可能となる。
本実施形態においても、上述の実施形態と同様に噴孔10を設ける箇所の副室壁厚によって燃料トーチの到達距離を設定しているため、噴孔10の噴孔径は同一でよく、加工が容易である。また、噴孔10の燃料トーチの噴出方向が重ならないように配設されているため、主室6内の全体でより良好な燃焼を行うことができる。
加えて、噴孔群10Cを吸排方向に配設しているため、噴出される燃料トーチCによって、主室6に導入される新気をより効果的に燃焼させることができる。
次に第4の実施形態について図5に基づいて説明する。
図4は第3の実施形態における副室9の形状と、噴孔10から噴出される燃料トーチの噴出形状について示したものである。
本実施形態においても第3の実施形態と同様に、先端部9aと付け根部9bとの間に段部9dを設けて、先端部9aの副室壁厚L5が付け根部9bの副室壁厚L6よりも薄くなるようにしているが、段部9dを副室9側の壁面に形成した点で異なっている。
また本実施形態では、副室9の中心部cから半径r5の円上に等間隔(60度)に噴孔群10E(噴孔10は6つ)が、副室9の中心部cから半径r4の円上に等間隔(180度)で噴孔群10F(噴孔10は2つ)がそれぞれ設けられている。
ここで段部9dは、上述の第3の実施形態と同様に、噴孔群10Eと10Fの間に位置するように配設されている。噴出する燃料トーチEおよびFが重ならないように、噴孔群10Eの6つの噴孔10と噴孔群10Fの2つの噴孔10は、その最も近接する噴孔同士が所定角(30度)だけずれて、放射状に配設されているのも第3の実施形態と同様である。噴孔群10Eの噴孔10と噴孔群10Fの噴孔10の噴孔径は同一である。さらに、噴孔群10Fは吸排方向に配設されている。
噴出される燃料トーチEおよびFについては基本的に第3の実施形態の燃料トーチCおよびDと同様である。
第4の実施形態による効果について説明する。
本実施形態によれば、第3の実施形態と同様に先端部9a付近を広範囲にわたって比較的薄い副室壁厚L5に保つことができ、先端部9a付近の熱容量を低減させることができる。加えて、段部9dを副室9側の壁面に設けているため、主室6側の副室9の壁面は滑らかに形成することができる。そのことにより、主室6の燃焼によって発生した熱の集中を避けることができるだけでなく、主室6のガス流動を妨げることもない。
また、副室9側の壁面に段部9dを設けたことで、副室9の容積を拡大することができ、従来と同じ外径の副室でより強い燃料トーチを噴出することが可能となる。
加えて、噴孔群10Fを吸排方向に配設しているため、噴出される燃料トーチFによって、主室6に導入される新気をより効果的に燃焼させることができる。
上述の第1から第4の実施形態において様々な噴孔配置を示したが、これらはあくまで代表的な例示に過ぎず、これらに限定する必要はない。例えば図6に示すような噴孔配置の場合であっても、本発明は同様の効果を奏する。
即ち、本発明のように先端部の壁厚さを薄くし、且つ、燃料トーチがシリンダ側壁近傍まで到達すべく必要な強い貫徹力を得るための噴孔長さ(副室壁長さ)を部分的に確保することで、トーチ燃焼の得意とされる燃料噴射量が少ない低負荷運転領域と、プレイグ等の課題が存在する総燃料噴射量が多い高負荷運転領域とが両立する副室式内燃機関となる。具体的には噴孔群GおよびIの噴孔長さは、噴孔群HおよびJの噴孔長さよりも長く形成される。
なお、上述のいずれの実施形態においても燃料噴射弁3を吸気ポート2内に設ける、いわゆるMPI方式としているが、筒内に燃料噴射弁を配設する、いわゆる直接噴射方式でも同様の効果を奏することができる。その際、燃料噴射弁は一般的に主室6の上方、略中央部に配設されるが、主室6の側面に配設してもよい。
また、燃料トーチの勢いを増大させ、主室6の燃焼速度をより速めるために、混合気導入以外に別途、副室へ水素等の改質燃料、または、改質ガスを導入する構成であっても同様の効果を奏することができる。
さらに、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなし得る様々な変更、改良が含まれることは言うまでもない。
第1の実施形態の構成図 第1の実施形態における副室の形状と、噴孔から噴出される燃料トーチの噴出形状(a)は縦断面図である。(b)は副室下方から副室を見た図である。(c)は横断面図である。 第2の実施形態における副室の形状と、噴孔から噴出される燃料トーチの噴出形状(a)は縦断面図である。(b)は副室下方から副室を見た図である。(c)は横断面図である。 第3の実施形態における副室の形状と、噴孔から噴出される燃料トーチの噴出形状(a)は縦断面図である。(b)は副室下方から副室を見た図である。(c)は横断面図である。 第4の実施形態における副室の形状と、噴孔から噴出される燃料トーチの噴出形状(a)は縦断面図である。(b)は副室下方から副室を見た図である。(c)は横断面図である。 他の噴孔配置の例 従来例の図
符号の説明
1 内燃機関
2 吸気ポート
3 燃料噴射弁
4 吸気カム
5 吸気バルブ
6 主室
7 ピストン
8 点火プラグ
9 副室
9a 先端部
9b 付け根部
9c 段部
9d 段部
10 連通路(噴孔)
11 排気カム
12 排気バルブ
13 排気ポート
14 ECU(エンジンコントロールユニット)
15 シリンダヘッド
16 シリンダブロック

Claims (13)

  1. 主たる燃焼室である主室と、該主室と比して容積が小さく前記主室上方に位置する副室と、該副室の壁面に前記主室と該副室とを連通する連通路である噴孔とを有する副室式内燃機関において、前記副室の主室側先端部の副室壁厚が、シリンダヘッドと前記副室との付け根部の副室壁厚よりも薄いことを特徴とする副室式内燃機関。
  2. 前記副室内に点火手段を有し、該点火手段により前記副室内の燃料に点火して燃料トーチを前記噴孔から前記前記主室内の混合気中に噴出し該混合気を燃焼させるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の副室式内燃機関。
  3. 前記副室壁厚は、前記付け根部から前記先端部にかけて漸次薄くなることを特徴とする請求項1または2に記載の副室式内燃機関。
  4. 前記付け根部から、前記先端部までの間の副室壁面に段部を設け、該段部よりも前記先端部側の前記副室壁厚は、前記付け根部の前記副室壁厚よりも薄いことを特徴とする請求項1また2に記載の副室式内燃機関。
  5. 前記段部は、前記副室壁面のうち前記主室側に設けたことを特徴とする請求項4に記載の副室式内燃機関。
  6. 前記段部は、前記副室壁面のうち前記副室の内側に設けたことを特徴とする請求項4に記載の副室式内燃機関。
  7. 前記噴孔は、所定値より厚い壁厚である前記付け根部に比較的近い前記副室壁面、または前記段部よりも前記付け根部側の前記副室壁面に設けたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の副室式内燃機関。
  8. 前記噴孔は、所定値より薄い壁厚である前記先端部に比較的近い前記副室壁面、または前記段部よりも前記先端部側の前記副室壁面に設けていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の副室式内燃機関。
  9. 複数の前記噴孔を、前記副室壁厚の異なる前記副室壁面に設けたことを特徴とする請求項1から8に記載の副室式内燃機関。
  10. 所定値より厚い壁厚である前記副室壁面と所定値より薄い壁厚である前記副室壁面の双方、または前記段部よりも前記付け根部側の前記副室壁面と前記先端部側の前記副室壁面の双方に前記噴孔を有することを特徴とする請求項9に記載の副室式内燃機関。
  11. 前記複数の噴孔は、前記副室中心軸を中心とする円周上に等間隔で設けたことを特徴とする請求項9または10に記載の副室式内燃機関。
  12. 前記複数の噴孔は、前記副室中心軸を中心とする異なる半径の複数の円周上に設けたことを特徴とする請求項11に記載の副室式内燃機関。
  13. 前記複数の噴孔は、該複数の噴孔から噴出する前記燃料トーチが重ならないように、前記副室中心軸と前記複数の噴孔を結んだ放射線が異なるように配設されていることを特徴とする請求項12に記載の内燃機関。
JP2005308019A 2005-10-24 2005-10-24 副室式内燃機関 Pending JP2007113536A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005308019A JP2007113536A (ja) 2005-10-24 2005-10-24 副室式内燃機関
US11/581,347 US7438043B2 (en) 2005-10-24 2006-10-17 Internal combustion engine with auxiliary combustion chamber
CNB2006101719262A CN100485174C (zh) 2005-10-24 2006-10-24 内燃机
EP06255474A EP1777385A3 (en) 2005-10-24 2006-10-24 Internal combustion engine with auxiliary combustion chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005308019A JP2007113536A (ja) 2005-10-24 2005-10-24 副室式内燃機関

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007113536A true JP2007113536A (ja) 2007-05-10

Family

ID=37603654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005308019A Pending JP2007113536A (ja) 2005-10-24 2005-10-24 副室式内燃機関

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7438043B2 (ja)
EP (1) EP1777385A3 (ja)
JP (1) JP2007113536A (ja)
CN (1) CN100485174C (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011214492A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Denso Corp 点火プラグ及びエンジン
JP2014525546A (ja) * 2011-09-03 2014-09-29 プロメテウス アプライド テクノロジーズ,エルエルシー ガスエンジン用のプレチャンバスパークプラグにおいて高出力火炎ジェットを達成して消炎及び自己発火を抑制する方法及び装置
US9500118B2 (en) 2011-09-03 2016-11-22 Prometheus Applied Technologies, Llc Method and apparatus for achieving high power flame jets while reducing quenching and autoignition in prechamber spark plugs for gas engines
US10208651B2 (en) 2016-02-06 2019-02-19 Prometheus Applied Technologies, Llc Lean-burn pre-combustion chamber
JP2019031961A (ja) * 2017-08-09 2019-02-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP2019065742A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 副室式ガスエンジン

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7948505B2 (en) * 2003-11-01 2011-05-24 Silicon Quest Kabushiki-Kaisha Method for reducing temporal artifacts in digital video systems
US8662053B2 (en) * 2009-12-22 2014-03-04 Cummins Inc. Pre-combustion device for an internal combustion engine
WO2011080917A1 (ja) * 2009-12-28 2011-07-07 川崎重工業株式会社 副室式ガスエンジン
US9172217B2 (en) 2010-11-23 2015-10-27 Woodward, Inc. Pre-chamber spark plug with tubular electrode and method of manufacturing same
US9476347B2 (en) 2010-11-23 2016-10-25 Woodward, Inc. Controlled spark ignited flame kernel flow in fuel-fed prechambers
US8584648B2 (en) 2010-11-23 2013-11-19 Woodward, Inc. Controlled spark ignited flame kernel flow
EP2700796B1 (en) 2012-08-22 2016-08-10 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Pre-combustion chamber of an internal combustion engine and method of operating the same
US9856848B2 (en) 2013-01-08 2018-01-02 Woodward, Inc. Quiescent chamber hot gas igniter
US9765682B2 (en) 2013-06-10 2017-09-19 Woodward, Inc. Multi-chamber igniter
US9593622B2 (en) * 2015-02-09 2017-03-14 Caterpillar Inc. Combustion system, nozzle for prechamber assembly, and method of making same
US9556844B2 (en) 2015-02-13 2017-01-31 Caterpillar Inc. Nozzle with contoured orifice surface and method of making same
EP3271561B1 (en) 2015-03-20 2018-12-12 Woodward, Inc. Parallel prechamber ignition system
US9653886B2 (en) 2015-03-20 2017-05-16 Woodward, Inc. Cap shielded ignition system
US10883413B2 (en) 2015-10-08 2021-01-05 Cummins Inc. Pre-chamber assembly
KR102062999B1 (ko) * 2015-10-13 2020-01-06 바르실라 핀랜드 오이 프리챔버 배열체
US9890689B2 (en) * 2015-10-29 2018-02-13 Woodward, Inc. Gaseous fuel combustion
US9915189B2 (en) 2015-11-19 2018-03-13 Caterpillar Inc. Multipoint ignition systems and methods
JP6796471B2 (ja) * 2016-12-08 2020-12-09 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 副室式ガスエンジン
US10180124B1 (en) * 2017-11-29 2019-01-15 U.S. Department Of Energy Laser igniter with integral optimal geometry prechamber
DE102018116348A1 (de) * 2018-03-16 2019-09-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Kolbenmulden und Zündkammerformen, insbesondere für ein durch eine Zündkammer gezündetes mageres Erdgasbrennverfahren
GB2574201B (en) * 2018-05-28 2021-10-27 Caterpillar Energy Solutions Gmbh Pre-chamber body for an internal combustion engine
DE102019209574A1 (de) * 2018-07-03 2020-01-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Zündkerze
JP2020084869A (ja) * 2018-11-22 2020-06-04 トヨタ自動車株式会社 副室付内燃機関
CN109378710A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 重庆长安汽车股份有限公司 一种带有预燃室结构的火花塞
DE102018221917A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Vorkammerzündkerze
DE102019110604A1 (de) * 2019-04-24 2020-10-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Mehrteiliges Brennstoffversorgungs- und Zündsystem für eine mit einem Gasbrennverfahren betriebene Brennkraftmaschine
US11415041B2 (en) * 2019-09-16 2022-08-16 Woodward, Inc. Flame triggered and controlled volumetric ignition
DE102019131723A1 (de) * 2019-11-25 2021-05-27 Ford Global Technologies Llc Zylinderkopfanordnung, Hubkolbenbrennkraftmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkopfs
DE102020105921A1 (de) * 2020-03-05 2021-09-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fremd gezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Vorkammerzündsystem
US11306648B1 (en) * 2020-10-19 2022-04-19 Ford Global Technologies, Llc Combustion pre-chamber for an internal combustion engine
US11739702B2 (en) * 2021-02-23 2023-08-29 Aramco Services Company Reheated residual gas ignitor
DE102021204747A1 (de) * 2021-05-11 2022-11-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorkammerzündkerze, insbesondere für mobile Brennkraftmaschinen
EP4390081A1 (en) 2022-12-21 2024-06-26 Innio Jenbacher GmbH & Co OG Prechamber assembly, cylinder head, piston-cylinder unit and internal combustion engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4985405U (ja) * 1972-11-17 1974-07-24
JPS5766222U (ja) * 1980-10-07 1982-04-20
US20050000484A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-06 Schultz James M. Pre-chambered type spark plug with a flat bottom being aligned with a bottom surface of a cylinder head

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1511739A (en) * 1923-05-29 1924-10-14 Mcdowell Irving Attachment for internal-combustion engines
US4029075A (en) * 1974-11-13 1977-06-14 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Combustion apparatus for an internal combustion engine
US4176649A (en) * 1976-05-10 1979-12-04 Toyota Motor Company, Ltd. Emission control
DE3025926A1 (de) * 1980-07-09 1982-02-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Fremdgezuendete brennkraftmaschine mit wenigstens einem hauptbrennraum und einer diesem zugeordneten zuendkammer
DE3709976A1 (de) * 1987-03-30 1988-10-20 Dieter Dr Ing Kuhnert Verfahren und zuendkerze zur entflammung sehr magerer kraftstoff-luft-gemische, insbesondere fuer gasmotoren
US4930473A (en) * 1988-12-09 1990-06-05 Texas Ignitors Company, Inc. Swirl chamber and spark plug assembly
US5105780A (en) * 1990-08-08 1992-04-21 Caterpillar Inc. Ignition assisting device for internal combustion engines
DE59500457D1 (de) * 1994-03-29 1997-09-11 Dieter Dr Ing Kuhnert Vorkammerzündeinrichtung
JPH10306725A (ja) 1997-05-09 1998-11-17 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 希薄燃焼ガス機関の副室構造
US6013973A (en) * 1997-10-24 2000-01-11 Sato; Jun Spark plug having a sub-combustion chamber for use in fuel ignition systems
JP2001227344A (ja) 2000-02-14 2001-08-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd トーチ点火式ガスエンジンの噴孔構造
US6595182B2 (en) * 2000-06-07 2003-07-22 Radu Oprea Direct fuel injection and ignition system for internal combustion engines
FR2810692B1 (fr) * 2000-06-23 2002-11-29 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'allumage pour moteur a combustion interne a prechambre
JP2002349265A (ja) 2001-05-22 2002-12-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 副室付ガスエンジンのシリンダヘッド構造
FR2846044B1 (fr) * 2002-10-18 2006-07-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'allumage a prechambre revetue d'un revetement refractaire, pour un moteur a combustion interne, et allumeur a prechambre
FR2846046B1 (fr) * 2002-10-18 2006-06-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'allumage a prechambre pour un moteur a combustion interne, allumeur a prechambre et procede d'allumage
FR2846041B1 (fr) * 2002-10-18 2006-06-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion interne a suralimentation et bougie a prechambre, procede d'allumage et application
FR2846042B1 (fr) * 2002-10-18 2005-02-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'allumage a prechambre realisee dans un materiau a conductivite thermique elevee, pour un moteur a combustion interne, et allumeur a prechambre
FR2853359B1 (fr) * 2003-04-04 2006-06-09 Moteur a combustion interne a prechambre et a allumage commande
US7066137B1 (en) * 2003-11-03 2006-06-27 Dawson Ralph E Anti detonation device and method for internal combustion engines
US20050211217A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 Boley William C Pre-chambered type spark plug with pre-chamber entirely below a bottom surface of a cylinder head
JP4389777B2 (ja) * 2004-12-22 2009-12-24 日産自動車株式会社 副室式内燃機関

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4985405U (ja) * 1972-11-17 1974-07-24
JPS5766222U (ja) * 1980-10-07 1982-04-20
US20050000484A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-06 Schultz James M. Pre-chambered type spark plug with a flat bottom being aligned with a bottom surface of a cylinder head

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011214492A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Denso Corp 点火プラグ及びエンジン
JP2014525546A (ja) * 2011-09-03 2014-09-29 プロメテウス アプライド テクノロジーズ,エルエルシー ガスエンジン用のプレチャンバスパークプラグにおいて高出力火炎ジェットを達成して消炎及び自己発火を抑制する方法及び装置
US9004042B2 (en) 2011-09-03 2015-04-14 Prometheus Applied Technologies, Llc Method and apparatus for achieving high power flame jets while reducing quenching and autoignition in prechamber spark plugs for gas engines
JP2016148336A (ja) * 2011-09-03 2016-08-18 プロメテウス アプライド テクノロジーズ,エルエルシー ガスエンジン用のプレチャンバスパークプラグにおいて高出力火炎ジェットを達成して消炎及び自己発火を抑制する方法及び装置
US9476348B2 (en) 2011-09-03 2016-10-25 Prometheus Applied Technologies, Llc Method and apparatus for achieving high power flame jets while reducing quenching and autoignition in prechamber spark plugs for gas engines
US9500118B2 (en) 2011-09-03 2016-11-22 Prometheus Applied Technologies, Llc Method and apparatus for achieving high power flame jets while reducing quenching and autoignition in prechamber spark plugs for gas engines
US10208651B2 (en) 2016-02-06 2019-02-19 Prometheus Applied Technologies, Llc Lean-burn pre-combustion chamber
JP2019031961A (ja) * 2017-08-09 2019-02-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP2019065742A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 副室式ガスエンジン
JP7002272B2 (ja) 2017-09-29 2022-02-04 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 副室式ガスエンジン
US11300039B2 (en) 2017-09-29 2022-04-12 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Precombustion chamber gas engine

Also Published As

Publication number Publication date
EP1777385A3 (en) 2011-01-05
CN100485174C (zh) 2009-05-06
CN1966949A (zh) 2007-05-23
US7438043B2 (en) 2008-10-21
US20070089703A1 (en) 2007-04-26
EP1777385A2 (en) 2007-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007113536A (ja) 副室式内燃機関
JP4609357B2 (ja) 副室式内燃機関
JP4380691B2 (ja) 副室式内燃機関
JP5341175B2 (ja) 燃焼機関の副室ユニット
JP2007040174A (ja) 副室式内燃機関
JP4541846B2 (ja) 筒内噴射式エンジン
JP2007154827A (ja) 内燃機関の燃焼制御装置
JP2007138779A (ja) 筒内噴射内燃機関
JPWO2005017348A1 (ja) 火花点火機関及びその燃焼制御方法
JP2007247420A (ja) 副室式内燃機関
JP2005188305A (ja) 筒内噴射式内燃機関
JP2006322334A (ja) 直接噴射式内燃機関およびその燃焼方法
JP2006258053A (ja) 直接噴射式内燃機関およびその燃焼方法
JP4155184B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関
JP2009215973A (ja) 副室式内燃機関
JP2007113534A (ja) 副室式内燃機関
JP4609227B2 (ja) 内燃機関
JP2007187107A (ja) 内燃機関
JP2005140006A (ja) 筒内直接噴射式内燃機関
JP2006307691A (ja) 直接噴射式内燃機関およびその燃焼方法
JP2006177254A (ja) 内燃機関の燃焼室構造
JP2007273421A (ja) 点火プラグ
JP2005090389A (ja) 筒内噴射式内燃機関
JP2006322392A (ja) 燃料噴射弁
JP2005155563A (ja) 筒内噴射式内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080827

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100430

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100525

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20101005