JP3332694B2 - 副室式内燃機関の燃焼室 - Google Patents
副室式内燃機関の燃焼室Info
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- chamber
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- combustion chamber
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- 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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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は副室式内燃機関の燃
焼室に適用される副室噴口に関する。
焼室に適用される副室噴口に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の副室噴口3を具備した燃焼室の構
成を図5に、図5のXI−XI矢視断面図を図6に示す。図
において、ピストン7の上面10は凹設され、シリンダ
ヘッドとの間に主燃焼室1(以下主室と略称する。)を
形成している。前記主室1に臨んだシリンダヘッド4の
凹陥部には副室口金9が嵌着され、その上部空間には副
燃焼室2(以下副室と略称する)を形成し、主室1と副
室2とは副室口金9に穿設された副室噴口3で連通して
いる。図6の副室噴口3の形状はストレート形を示して
いる。
成を図5に、図5のXI−XI矢視断面図を図6に示す。図
において、ピストン7の上面10は凹設され、シリンダ
ヘッドとの間に主燃焼室1(以下主室と略称する。)を
形成している。前記主室1に臨んだシリンダヘッド4の
凹陥部には副室口金9が嵌着され、その上部空間には副
燃焼室2(以下副室と略称する)を形成し、主室1と副
室2とは副室口金9に穿設された副室噴口3で連通して
いる。図6の副室噴口3の形状はストレート形を示して
いる。
【0003】副室2はシリンダヘッド内に凹設されシリ
ンダ中心線(A−A)から離れた位置に設けられてい
る。副室2の形状は上部が半球形、下部は円錐台で、副
室2内には燃料を噴射する燃料噴射弁5及び機関始動時
に副室2内を予熱するグロープラグ6が必要に応じて設
置されている。
ンダ中心線(A−A)から離れた位置に設けられてい
る。副室2の形状は上部が半球形、下部は円錐台で、副
室2内には燃料を噴射する燃料噴射弁5及び機関始動時
に副室2内を予熱するグロープラグ6が必要に応じて設
置されている。
【0004】次に前記従来例の作用について説明する。
機関運転時の圧縮行程でピストン7により主室1内の空
気が圧縮され、副室噴口3をへて副室2へ流入し、渦流
Sを生成する。渦流Sの速度はピストン7が上死点近傍
で最大となる。次に該渦流Sの方向に沿って燃料を燃料
噴射弁5から噴射させると、燃料は渦流Sと共に副室2
内を旋回しながら混合気形成が行われ、グロープラグ6
付近で着火燃焼を始める。
機関運転時の圧縮行程でピストン7により主室1内の空
気が圧縮され、副室噴口3をへて副室2へ流入し、渦流
Sを生成する。渦流Sの速度はピストン7が上死点近傍
で最大となる。次に該渦流Sの方向に沿って燃料を燃料
噴射弁5から噴射させると、燃料は渦流Sと共に副室2
内を旋回しながら混合気形成が行われ、グロープラグ6
付近で着火燃焼を始める。
【0005】副室2内の燃焼ガス及び未燃ガスは主室1
と副室2との圧力差(主室<副室)とピストン7の下降
運動によって副室噴口3を通って主室1内へ噴出する。
噴出ガスはピストン7に仕事をすると同時に、主室1内
の空気と混合しあって更に拡散燃焼が進む。
と副室2との圧力差(主室<副室)とピストン7の下降
運動によって副室噴口3を通って主室1内へ噴出する。
噴出ガスはピストン7に仕事をすると同時に、主室1内
の空気と混合しあって更に拡散燃焼が進む。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】副室式機関の出力、燃
費の向上を図るためには、副室噴口を拡げて絞り紛失、
熱損失を低減させる必要がある。従って現状でもかなり
噴口面積を拡げた状態で燃焼の改善を行なっている。し
かし噴口を拡大すると渦流Sが弱くなって副室2内での
燃焼が鈍くなり、やがて主室1への噴出エネルギも低下
して、主室1での燃焼が悪化し、燃費、吐煙、HCの性
能が悪化する。そのため主室1内で噴流の分散性が向上
し、空気利用率を高め、主室1内の燃焼促進を図る必要
がある。
費の向上を図るためには、副室噴口を拡げて絞り紛失、
熱損失を低減させる必要がある。従って現状でもかなり
噴口面積を拡げた状態で燃焼の改善を行なっている。し
かし噴口を拡大すると渦流Sが弱くなって副室2内での
燃焼が鈍くなり、やがて主室1への噴出エネルギも低下
して、主室1での燃焼が悪化し、燃費、吐煙、HCの性
能が悪化する。そのため主室1内で噴流の分散性が向上
し、空気利用率を高め、主室1内の燃焼促進を図る必要
がある。
【0007】本発明の目的は、これら従来装置の問題点
を解消した副室式内燃機関の燃焼室を提供するにある。
を解消した副室式内燃機関の燃焼室を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の副室式内
燃機関の燃焼室は、シリンダヘッド側に副燃焼室を設
け、同副燃焼室の主燃焼室への出口部にシリンダ中心方
向へ燃焼ガスを噴出する副室噴口を有する副室口金を設
けてなる副室式内燃機関の燃焼室において、シリンダ中
心線と副室中心線を含む平面に直角で、かつ前記副室噴
口の軸線を含む面上にあり、同副室噴口に対しその両側
に該副室噴口と独立して前記副燃焼室と主燃焼室とを直
接連通するサイド噴口を設け、該サイド噴口を途中でシ
リンダ中心線と副室中心線を含む平面に直角な方向で副
室の中心線となす角が大きくなるように折れ線状に屈曲
させるとともに該サイド噴口の前記主燃焼室に向かう中
心線のなす角度θ 6 を120°以下に設定してなること
を特徴としている。
燃機関の燃焼室は、シリンダヘッド側に副燃焼室を設
け、同副燃焼室の主燃焼室への出口部にシリンダ中心方
向へ燃焼ガスを噴出する副室噴口を有する副室口金を設
けてなる副室式内燃機関の燃焼室において、シリンダ中
心線と副室中心線を含む平面に直角で、かつ前記副室噴
口の軸線を含む面上にあり、同副室噴口に対しその両側
に該副室噴口と独立して前記副燃焼室と主燃焼室とを直
接連通するサイド噴口を設け、該サイド噴口を途中でシ
リンダ中心線と副室中心線を含む平面に直角な方向で副
室の中心線となす角が大きくなるように折れ線状に屈曲
させるとともに該サイド噴口の前記主燃焼室に向かう中
心線のなす角度θ 6 を120°以下に設定してなること
を特徴としている。
【0009】請求項2記載の副室式内燃機関の燃焼室
は、請求項1において、前記サイド噴口が副室噴口の両
側に対称に一対設けられていることを特徴としている。
は、請求項1において、前記サイド噴口が副室噴口の両
側に対称に一対設けられていることを特徴としている。
【0010】かかる発明によれば、機関の圧縮行程中、
ピストンの上昇により、主室内の空気は圧縮され副室噴
口及び、サイド噴口を通って、副室内に渦流Sが生成さ
れる。上死点付近で渦流速度は最大となり、そこへ燃料
噴射弁から燃料を噴射すると、空気と混合しながらその
下流に設けたグロープラグ付近から、副室内壁にかけて
着火し燃焼がはじまる。
ピストンの上昇により、主室内の空気は圧縮され副室噴
口及び、サイド噴口を通って、副室内に渦流Sが生成さ
れる。上死点付近で渦流速度は最大となり、そこへ燃料
噴射弁から燃料を噴射すると、空気と混合しながらその
下流に設けたグロープラグ付近から、副室内壁にかけて
着火し燃焼がはじまる。
【0011】それと同時に副室内の圧力は上昇し、未
燃、既燃ガスは、主副室噴口及び屈曲したサイド噴口を
通って主室へ噴出される。その際、副室内の噴流ガスの
大半は、主副室噴口を通過するが、一部はサイド噴口を
通る。
燃、既燃ガスは、主副室噴口及び屈曲したサイド噴口を
通って主室へ噴出される。その際、副室内の噴流ガスの
大半は、主副室噴口を通過するが、一部はサイド噴口を
通る。
【0012】サイド噴口からの噴流ガスは、側方又は各
々の角度関係即ちθ3>θ1、θ6>θ5の大小によって、
主室の縦方向(噴流ガスの直進方向)及び横方向(噴流
ガスの直進に対して直角方向)へ分散される。従って、
副室から主室1へ噴出した直後の、主室内での噴流分散
性が大幅に向上し、空気利用率が増すため、燃焼が促進
される。また、角度及び、角度関係の最適化を図ること
によって、大幅な燃焼改善が得られる。
々の角度関係即ちθ3>θ1、θ6>θ5の大小によって、
主室の縦方向(噴流ガスの直進方向)及び横方向(噴流
ガスの直進に対して直角方向)へ分散される。従って、
副室から主室1へ噴出した直後の、主室内での噴流分散
性が大幅に向上し、空気利用率が増すため、燃焼が促進
される。また、角度及び、角度関係の最適化を図ること
によって、大幅な燃焼改善が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明による実施例を図1〜4を
参照して説明する。図1は副室式内燃機関の燃焼室断面
図、図2は実施例に係る副室式内燃機関の燃焼室断面
図,図3は副室口金の断面図、図4は図3のIX―IX線断
面図である。
参照して説明する。図1は副室式内燃機関の燃焼室断面
図、図2は実施例に係る副室式内燃機関の燃焼室断面
図,図3は副室口金の断面図、図4は図3のIX―IX線断
面図である。
【0014】本発明の実施例において、副室口金9の噴
口構造以外は従来のものと異らない。図1〜2におい
て、シリンダヘッド4には副室口金9が嵌着されて副室
2を形成し、該副室口金には副室2と主室1を連通する
副室噴口3と該副室噴口の軸線を含み、シリンダ1と副
室2の両中心線を含む平面(紙面)に直角な面上にあ
り、且図1ないし4に示されるように副室噴口8の両側
で該副室噴口とは独立して副室2から主室1へ直接連通
し、それらの中心線のなす角が、図4のように、θ 5 <
θ 6 である外側に屈曲したサイド噴口33が1本づつ合
計2本穿設されている。
口構造以外は従来のものと異らない。図1〜2におい
て、シリンダヘッド4には副室口金9が嵌着されて副室
2を形成し、該副室口金には副室2と主室1を連通する
副室噴口3と該副室噴口の軸線を含み、シリンダ1と副
室2の両中心線を含む平面(紙面)に直角な面上にあ
り、且図1ないし4に示されるように副室噴口8の両側
で該副室噴口とは独立して副室2から主室1へ直接連通
し、それらの中心線のなす角が、図4のように、θ 5 <
θ 6 である外側に屈曲したサイド噴口33が1本づつ合
計2本穿設されている。
【0015】前記サイド噴口33は、図4に示すよう
に、前記副室2の中心となすシリンダ中心A―A方向の
角度θ 1 線上に、シリンダ中心線と副室中心線を含む平
面に直角な方向で副室の中心線となす角θが途中で大き
くなるように、つまりθ 5 <θ 6 なる関係に折れ線状に屈
曲させて形成している。尚、当該サイド噴口33の形状
として、ここではストレート形を示したが、この他にテ
ーパ、逆テーパ等が考えられる。
に、前記副室2の中心となすシリンダ中心A―A方向の
角度θ 1 線上に、シリンダ中心線と副室中心線を含む平
面に直角な方向で副室の中心線となす角θが途中で大き
くなるように、つまりθ 5 <θ 6 なる関係に折れ線状に屈
曲させて形成している。尚、当該サイド噴口33の形状
として、ここではストレート形を示したが、この他にテ
ーパ、逆テーパ等が考えられる。
【0016】かかる副室式内燃機関において、機関の圧
縮行程中、ピストン7が上昇すると主室1内の空気は圧
縮され、副室噴口3及びサイド噴口33を通って副室2
内に渦流Sが生成される。該渦流Sは上死点付近で渦流
速度が最大となる。そこへ燃料噴射弁5から燃料を噴射
すると、空気と混合しながらその下流に設けたグロープ
ラグ6付近から副室2内壁にかけて着火燃焼が始まる。
縮行程中、ピストン7が上昇すると主室1内の空気は圧
縮され、副室噴口3及びサイド噴口33を通って副室2
内に渦流Sが生成される。該渦流Sは上死点付近で渦流
速度が最大となる。そこへ燃料噴射弁5から燃料を噴射
すると、空気と混合しながらその下流に設けたグロープ
ラグ6付近から副室2内壁にかけて着火燃焼が始まる。
【0017】それと同時に副室2内の圧力が上昇し、未
燃・既燃ガス(噴流ガス)は副室噴口3及びサイド噴口
33を通って主室1内へ噴出される。その際副室2内の
噴流ガスの大半は副室噴口3を通過するが一部はサイド
噴口33を通る。この割合は副室噴口3とサイド噴口3
3の面積比で決まり、燃焼上最良の値を取るように設定
すべきである。
燃・既燃ガス(噴流ガス)は副室噴口3及びサイド噴口
33を通って主室1内へ噴出される。その際副室2内の
噴流ガスの大半は副室噴口3を通過するが一部はサイド
噴口33を通る。この割合は副室噴口3とサイド噴口3
3の面積比で決まり、燃焼上最良の値を取るように設定
すべきである。
【0018】サイド噴口33を通過する噴流ガスはサイ
ド噴口角度の大小によって主室1への噴流分散具合が左
右される。従って主室1での噴流ガスは副室噴口3を出
たガスとサイド噴口33を出たガスとに分岐され、副室
2から主室1へ噴出した直後の主室1内での空気利用率
が向上するため、燃焼が促進される。
ド噴口角度の大小によって主室1への噴流分散具合が左
右される。従って主室1での噴流ガスは副室噴口3を出
たガスとサイド噴口33を出たガスとに分岐され、副室
2から主室1へ噴出した直後の主室1内での空気利用率
が向上するため、燃焼が促進される。
【0019】従って、本発明の燃焼室は比較的排ガス規
制の厳しい燃焼量の少ない部分負荷領域では特に有効で
ある。なお両サイド噴口33の中心線のなす角度は大き
すぎても、小さすぎても燃焼に不利で最適な角度に設定
する必要がある。
制の厳しい燃焼量の少ない部分負荷領域では特に有効で
ある。なお両サイド噴口33の中心線のなす角度は大き
すぎても、小さすぎても燃焼に不利で最適な角度に設定
する必要がある。
【0020】また、前記副室2内の着火燃焼と同時に、
副室2内の圧力は上昇し、未燃、既燃ガスは、主噴口3
及び屈曲したサイド噴口33を通って主室1へ噴出され
る。その際、副室2内の噴流ガスの大半は、主副室噴口
3を通過するが、一部はサイド噴口33を通る。サイド
噴口33からの噴流ガスは、各々の角度関係、θ1<
θ3,θ5<θ6の大小によって、主室1の縦方向(噴流
ガスの直進方向)、横方向(噴流ガスの直進に対して直
角方向)へ分散される。
副室2内の圧力は上昇し、未燃、既燃ガスは、主噴口3
及び屈曲したサイド噴口33を通って主室1へ噴出され
る。その際、副室2内の噴流ガスの大半は、主副室噴口
3を通過するが、一部はサイド噴口33を通る。サイド
噴口33からの噴流ガスは、各々の角度関係、θ1<
θ3,θ5<θ6の大小によって、主室1の縦方向(噴流
ガスの直進方向)、横方向(噴流ガスの直進に対して直
角方向)へ分散される。
【0021】従って、副室2から主室1へ噴出した直後
の、主室1内での噴流分散性が大幅に向上し、空気利用
率が増すため、燃焼が促進される。尚、サイド噴口33
の各々の角度θは、性能、排ガスの最適角度に選択する
必要はあるがθ1,θ3は(20°〜70°)、θ5,θ6
は(0°〜120°)の範囲が実験の結果、良好な性能
が得られている。
の、主室1内での噴流分散性が大幅に向上し、空気利用
率が増すため、燃焼が促進される。尚、サイド噴口33
の各々の角度θは、性能、排ガスの最適角度に選択する
必要はあるがθ1,θ3は(20°〜70°)、θ5,θ6
は(0°〜120°)の範囲が実験の結果、良好な性能
が得られている。
【0022】
【発明の効果】本発明の燃焼室にすると、副室内の未
燃、既燃ガスが主室で再燃焼する際、主噴口及びサイド
噴口を出た直後に、主室内での左右、前後の空気との混
合が促進されるため、空気利用率が増々向上すると共
に、燃焼促進及び燃焼期間の短縮化が図られ、燃焼の等
容度、燃焼効率が向上する。すなわち、始動性が良好に
なるとともに、出力、燃費、更に吐煙、HC等の性能、
排ガス特性も改善される。
燃、既燃ガスが主室で再燃焼する際、主噴口及びサイド
噴口を出た直後に、主室内での左右、前後の空気との混
合が促進されるため、空気利用率が増々向上すると共
に、燃焼促進及び燃焼期間の短縮化が図られ、燃焼の等
容度、燃焼効率が向上する。すなわち、始動性が良好に
なるとともに、出力、燃費、更に吐煙、HC等の性能、
排ガス特性も改善される。
【図1】 副室式内燃機関の燃焼室断面図。
【図2】 実施例に係る副室式内燃機関の燃焼室断面
図。
図。
【図3】 副室口金の断面図。
【図4】 図3のIX―IX線断面図。
【図5】 従来の副室噴口近傍の断面図。
【図6】 図5のXI−XI矢視図。
1…主燃焼室(主室)、2…副燃焼室(副室)、3…副
室噴口、4…シリンダヘッド、5…燃料噴射弁、6…グ
ロープラグ、7…ピストン、8…シリンダ、9…副室口
金、10…ピストン頂面、33…サイド噴口、θ1〜θ6
…サイド噴口角度、A−A…シリンダ中心線、S…渦
流、B−B…副室中心線、C…シリンダ中心線と副室中
心線を含む平面。
室噴口、4…シリンダヘッド、5…燃料噴射弁、6…グ
ロープラグ、7…ピストン、8…シリンダ、9…副室口
金、10…ピストン頂面、33…サイド噴口、θ1〜θ6
…サイド噴口角度、A−A…シリンダ中心線、S…渦
流、B−B…副室中心線、C…シリンダ中心線と副室中
心線を含む平面。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−321672(JP,A) 特開 平8−291712(JP,A) 特開 平8−260977(JP,A) 実開 昭58−75917(JP,U) 実開 昭56−156925(JP,U) 実開 昭63−141830(JP,U) 実開 昭58−18025(JP,U) 実開 昭57−167219(JP,U) 実開 昭56−157320(JP,U) 実開 昭60−3236(JP,U) 実開 昭51−27705(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 19/00 - 19/18
Claims (2)
- 【請求項1】 シリンダヘッド側に副燃焼室を設け、同
副燃焼室の主燃焼室への出口部にシリンダ中心方向へ燃
焼ガスを噴出する副室噴口を有する副室口金を設けてな
る副室式内燃機関の燃焼室において、シリンダ中心線と
副室中心線を含む平面に直角で、かつ前記副室噴口の軸
線を含む面上にあり、同副室噴口に対しその両側に該副
室噴口と独立して前記副燃焼室と主燃焼室とを直接連通
するサイド噴口を設け、該サイド噴口を途中でシリンダ
中心線と副室中心線を含む平面に直角な方向で副室の中
心線となす角が大きくなるように折れ線状に屈曲させる
とともに該サイド噴口の前記主燃焼室に向かう中心線の
なす角度θ 6 を120°以下に設定してなることを特徴
とする副室式内燃機関の燃焼室。 - 【請求項2】 前記サイド噴口が副室噴口の両側に対称
に一対設けられていることを特徴とする請求項1記載の
副室式内燃機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30059795A JP3332694B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-10-25 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-269299 | 1995-09-22 | ||
JP26929995 | 1995-09-22 | ||
JP30059795A JP3332694B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-10-25 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09144542A JPH09144542A (ja) | 1997-06-03 |
JP3332694B2 true JP3332694B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=26548713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30059795A Expired - Fee Related JP3332694B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-10-25 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3332694B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001152858A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-05 | Kubota Corp | ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室 |
JP4157691B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2008-10-01 | 株式会社クボタ | ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室 |
EP1403482B1 (en) * | 2002-09-27 | 2010-04-21 | Kubota Corporation | Swirl chamber used in association with a combustion chamber for diesel engines |
JP4088545B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2008-05-21 | 株式会社クボタ | ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路 |
JP2007113534A (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Nissan Motor Co Ltd | 副室式内燃機関 |
DE102009047019A1 (de) * | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Robert Bosch Gmbh | Laserzündkerze |
JP5585300B2 (ja) * | 2010-08-24 | 2014-09-10 | 株式会社豊田自動織機 | 副室式ガスエンジン |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP30059795A patent/JP3332694B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09144542A (ja) | 1997-06-03 |
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