JP3973501B2 - 副室式内燃機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガスエンジンのような内燃機関であって、副室で生成した火炎ジェットにより主燃焼室内の混合気を燃焼させる副室式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３〜図１９において従来技術を説明すると、主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４が設けられ、その副室３４に着火燃料としての軽油あるいは燃料ガス等を供給する管２２と、点火手段としての点火プラグ３２が設けられていて、吸気ポート５を介して主燃焼室２１に導入された燃焼しにくい希薄混合気Ｍｇを副室３４からの火炎ジェットで着火させている。
【０００３】
図１３は、希薄混合気Ｍｇを吸気弁Ｖｉが開弁された吸気ポート５から主燃焼室２１に供給される吸気行程を示している。
【０００４】
図１４は、ピストン２０が上昇して希薄混合気Ｍｇを圧縮する圧縮行程を示し、かつ、副室３４内の混合気は点火プラグによって着火されている。
【０００５】
図１５は、燃焼行程であって、副室３４での燃焼ガスが高圧な火炎ジェットとなって流路３８と噴射口４０を介して主燃焼室２１に噴射され、希薄混合気Ｍｇを燃焼させる。
【０００６】
図１６は、上記の燃焼行程における欠点を示すもので、主燃焼室２１内での燃焼時に高圧燃焼ガス中に含まれる未燃混合気Ｒｆが噴射口４０及び流路３８を介して副室３４に逆流し、未燃状態のまま副室３４に残留して、図示しない排気行程で排気ポート７（図１３参照）から排気系統に排出される。この結果、未燃による出力減少と排気ガス性状の悪化をもたらすことになる。
【０００７】
図１７は、未燃混合気Ｒｆが副室３４に逆流する原因を、主燃燃焼室２１と副室３４の圧力差によって示している。縦軸に主燃焼室２１内の圧力Ｐｍと副室３４内の圧力Ｐｓとの差をとり、横軸にクランク角ＣＡ（ａＴＣ：ｄｅｇ）をとって、差圧線Ｐｄで相対圧力の変動を示している。
【０００８】
差圧線Ｐｄから明らかなように、クランク角ＣＡが上死点（ＴＣ）前の副室火炎ジェット噴射領域Ｔｊ１では、副室３４の圧力Ｐｓが主燃焼室２１の圧力Ｐｍより高く、差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）が負圧となり、クランク角ＣＡが上死点（ＴＣ）後の主燃焼室燃焼領域Ｔ２では、副室３４の圧力Ｐｓが主燃焼室２１の圧力Ｐｍより低く、差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）が正圧となる。
【０００９】
差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）が正圧の範囲Ｚｒでは、主燃焼室２１の燃焼ガスは燃焼あるいは未燃焼にかかわりなく副室３４側に逆流することが避けられない。
このようにして、副室３４内に入った未燃混合気は排気行程で差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）が負圧の状態で主燃焼室に吸い出され、排気ポート７を介して外部に排出される。
【００１０】
図１８は、本発明者が火炎ジェットの挙動を撮影したもののコピーで、５ケの噴射口４０から火炎ジェットＦｒが主燃焼室２１に噴射されている。そして、この後に続く図示しない連続写真で未燃混合気が噴射口４０から副室３４に逆流する状態が撮られている。また、別の６ケの噴射口の連続写真では、くすぶり続ける未燃混合気がａＴＣ４４．４度〜６０．２度で副燃焼室２１から主燃焼室３４に再流出する状態が撮られている。
【００１１】
図１９は、図１８における噴射口４０の近傍の構成図で、火炎ジェットＦｒが主燃焼室２１に向けて噴射されているが、主燃焼室２１での燃焼が進み圧力が上昇すると未燃混合気を含む燃焼ガスが副室３４に向けて逆流する。
【００１２】
なお、副室式ガスエンジンの希薄燃焼を安定させるために副室と主燃焼室とを連通する連絡孔に副室開閉弁を設けて圧縮行程上死点手前で開弁させ主燃焼室の高圧空気を副室に瞬間的に流入させ、副室で急速に混合、着火燃焼させる技術が知られている。
【００１３】
また、特開平９−１５８７２７号公報において、副室と主燃焼室とを連通する連絡孔に副室開閉弁を設け、主燃焼室内の高圧空気を上死点前で開弁して副室内に導入し、副室内に供給される天然ガスと混合着火させ、その噴流を主燃焼室のピストンキャビティー内に設けた凸状の衝突棚に衝突させて周囲の空気を巻き込んで燃焼ガスの混合を促進させ、拡散燃焼させるようにしている。
【００１４】
しかしながら上記の技術は、主燃焼室で空気のみを圧縮する方式で、後記する本発明の副室への未燃混合気の逆流防止と、副室に逆流した未燃ガスを燃焼させる技術とは方法、構成及び目的が異なっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、主燃焼室内の未燃混合気の副室内への逆流、或いは、主燃焼室内の未燃混合気が副室内に逆流することに起因する効率低下や排気ガス性状の悪化を防止することができる副室式内燃機関の提供を目的としている。
【００１６】
本発明の副室式内燃機関は、主燃焼室（２１）と副室（３４）とを有し、副室（３４）と主燃焼室（２１）内部は火炎ジェット流路（３６ａ）及び火炎ジェットの噴射口（１４）とを介して連通しており、副室（３４）内の点火手段は放電手段（点火プラグ３２）であり、該放電手段は、火炎ジェットの生成時に加えて、火炎ジェットの噴射後に主燃焼室（２１）内の未燃混合気が副室（３４）内へ逆流した時に放電する様に構成されている。
【００２３】
点火プラグによって圧縮上死点前の着火燃焼のために副室での最初の（第１次）点火をし、主燃焼室の未燃混合気が副室に逆流したときに上死点後に再度の（第２次）点火をして未燃混合気を燃焼させる。第２次の点火は、一般に第１次よりも副室内混合気が希薄なので、第１次よりも高圧点火が必要となる。第２次点火による副室内の未燃混合気の燃焼により熱効率が向上し、排気ガスの性状がよくなる。
【００２４】
本発明の副室式内燃機関は、主燃焼室（２１）と副室（３４）とを有し、副室（３４）と主燃焼室（２１）内部は火炎ジェット流路（３６ａ）及び火炎ジェットの噴射口（１４）とを介して連通しており、副室（３４）内の点火手段は液体燃料（軽油）噴射手段（２８）であり、該液体燃料噴射手段（２８）は、火炎ジェットの生成時に加えて、火炎ジェットの噴射後に主燃焼室（２１）内の未燃混合気が副室（３４）内へ逆流した時に液体燃料を噴射する様に構成されている。
【００２５】
液体燃料噴射手段の噴射ノズルによって圧縮上死点前の着火燃焼のために副室での最初の（第１次）噴射をし、主燃焼室の未燃混合気が副室に逆流したときに上死点後に再度の（第２次）噴射をして未燃混合気を燃焼させる。第２次噴射は、一般に第１次よりも副室内混合気が希薄なので、第１次よりも噴射量を増加する必要がある。第２次噴射による副室内の未燃混合ガスの燃焼により熱効率が向上し、排気ガスの性状がよくなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
図１によって第１実施形態を説明する。
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４を有する副室体３３が設けられ、その副室３４に着火性のよい燃料濃度の濃い予混合ガスＧｆ等を供給する管１２と、点火手段としての点火プラグ３２が設けられていいる。
【００２８】
副室３４の下端部に雌型弁座３５が設けられ、弁座３５の下方に火炎ジェット通路３６が形成され、通路３６に複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００２９】
副室体３３に、逆流防止手段の逆止弁１５Ａが装着されている。
逆止弁１５Ａは、前記弁座３５に接離する弁体１６ｂと、弁体１６ｂに固着された上下動自在な弁棒１６と、弁棒の頂部に固定されたばね座板１６ａと、ばね座板１６ａと副室体３３の上面との間に予圧縮されて伸縮自在に挿入されたコイルばね１７と、で構成されている。
【００３０】
上記の逆止弁１５Ａによって、主燃焼室２１の圧力が高圧になっても副室３４との連通がされないよう構成されている。
【００３１】
上記構成の副室式内燃機関の作用は、吸入行程で主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程でピストン２０によって圧縮され、副室３４には管１２を介して燃料濃度の濃い混合ガスＧｆが供給されている。吸入行程では、主燃焼室２１が負圧になるがコイルばね１７に付加された予圧縮によって弁体１６ｂが開弁することはない。
【００３２】
圧縮上死点（ＴＣ）の手前で、点火プラグ３２が火花放電して副室３４内の予混合ガスＧｆを燃焼させる。
【００３３】
燃焼した予混合ガスＧｆは、火炎となって副室３４内の圧力を増加させ、弁体１６ｂを押し下げて開弁させる。そして、予混合ガスＧｆの燃焼完了による副室３４内の圧力減少によって弁体１６ｂは閉塞される。
【００３４】
弁体１６ｂの開弁によって副室３４は主燃焼室２１に連通され、副室３４内の火炎は火炎ジェットとなって噴射口１４から主燃焼室２１に噴射される。
【００３５】
そして、主燃焼室２１内の圧縮された燃焼しにくい希薄混合気を燃焼させる。この主燃焼室２１内の燃焼による高圧でも、弁体１６ｂの閉塞により主燃焼室２１内の未燃混合気や燃焼ガスの副室３４への逆流は生じない。
【００３６】
図２によって第２実施形態を説明する。本実施形態は、逆止弁の開閉操作を偏心カムによって行うものである。
【００３７】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４ａを有する副室体３３ａが設けられ、その副室３４ａに点火手段としての点火プラグ３２と、燃料ガスＧの吸入管１２ｇとが設けられている。
【００３８】
副室３４ａの下端部に弁座３５ａが設けられ、弁座３５ａの上方に火炎ジェット通路３６ａが形成され、通路３６ａの下端部の弁座３５ａの下方に明瞭に図示されない複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００３９】
副室体３３ａに、逆流防止手段の逆止弁１５Ｂが装着されている。
逆止弁１５Ｂは、前記弁座３５にａ接離する弁体１６ｃと、弁体１６ｃに固着された上下動自在な弁棒１６と、弁棒の頂部に固定された図示しないばね座板と、ばね座板と副室体３３ａの上面との間に所定の予圧縮を付加され伸縮自在に挿入されたコイルばね１７と、弁棒１６の頂部に回動自在に設けられた偏心カム１８と、構成されている。
【００４０】
上記の逆止弁１５Ｂによって、主燃焼室２１に供給された希薄混合気の１部を着火用に予燃焼させるための副室３４ａへの導入と、主燃焼室２１の未燃混合気の副室３４ａへの逆流が生じないように構成されている。
【００４１】
上記構成の作用は、吸入行程で主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程でピストン２０によって圧縮され、その圧縮希薄混合気の１部が逆止弁１５Ｂの開弁によって副室３４に供給され、燃料ガスＧに空気成分が供給される。
【００４２】
吸入行程では、主燃焼室２１が負圧になるがカム１８の操作による弁の閉塞によって、副室３４ａ内の燃料ガスＧが主燃焼室２１に吸入されることはない。
【００４３】
圧縮上死点（ＴＣ）の手前で、点火プラグ３２が火花放電して副室３４ａ内の燃料ガスＧを燃焼させる。
【００４４】
燃焼した燃料ガスＧは、火炎となって副室３４ａ内の圧力を増加させ、弁体１６ｃを押し下げて開弁させる。なお、逆止弁１５Ｂの開弁はカム操作によってもよい。そして、燃料ガスＧの燃焼完了時に逆止弁１５Ｂによってる通路３６ａと噴射口１４の主燃焼室２１への連通が閉塞される。
【００４５】
弁体１６ｃの開弁によって副室３４ａは主燃焼室２１に連通され、副室３４ａ内の火炎は火炎ジェットとなって噴射口１４から主燃焼室２１に噴射される。
【００４６】
そして、主燃焼室２１内の圧縮された燃焼しにくい希薄混合気を燃焼させる。この主燃焼室２１内の燃焼による高圧でも、カム１８の操作による弁体１６ｃの閉塞により主燃焼室２１内の未燃混合気や燃焼ガスの副室３４ａへの逆流は生じない。
【００４７】
図３によって第３実施形態を説明する。本実施形態は、逆止弁の開閉操作を電磁弁によって行うものである。
【００４８】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４ａを有する副室体３３ａが設けられ、その副室３４ａに点火手段としての点火プラグ３２と燃料ガスＧの吸入管１２ｇが設けられている。
【００４９】
副室３４ａの下端部に弁座３５ａが設けられ、弁座３５ａの上方に火炎ジェット通路３６ａが形成され、通路３６ａの下端部の弁座３５ａの下方に明瞭には図示されない複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００５０】
副室体３３ａに、逆流防止手段の電磁弁１９が装着されている。
電磁弁１９は、前記弁座３５に接離する弁体１６ｃと、弁体１６ｃに固着された上下動自在な弁棒１６と、弁棒１６の頂部に配置された電磁部１９ａとで構成されている。
【００５１】
上記の電磁弁１９によって、主燃焼室２１に供給された希薄混合気の１部を着火用に予燃焼させるための副室３４ａへの導入と、主燃焼室２１の未燃混合気の副室２１への逆流が生じないように構成されている。
【００５２】
上記構成の副室式内燃機関の作用は、吸入行程で主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程でピストン２０によって圧縮され、その圧縮希薄混合気の１部が電磁弁１９の開弁によって副室３４ａに供給される。
【００５３】
吸入行程では、主燃焼室２１が負圧になるが電磁弁１９の操作による弁の閉塞によって副室３４ａ内の燃料ガスＧが主燃焼室２１に吸入されることはない。
【００５４】
圧縮上死点（ＴＣ）の手前で、点火プラグ３２が火花放電して副室３４ａ内の希薄混合気を燃焼させる。
【００５５】
燃焼した希薄混合気は、火炎となって副室３４ａ内の圧力を増加させ、弁体１６ｃを押し下げて開弁させる。なお、電磁弁１９Ｂの開弁は電磁弁１９の操作によってもよい。そして、副室３４ａ内の燃焼完了時に逆止弁１５Ｂによってる通路３６ａと噴射口１４の主燃焼室２１への連通が閉塞される。
【００５６】
弁体１６ｃの開弁によって副室３４ａは主燃焼室２１に連通され、副室３４ａ内の火炎は火炎ジェットとなって噴射口１４から主燃焼室２１に噴射される。
【００５７】
そして、主燃焼室２１内の圧縮された燃焼しにくい希薄混合気を燃焼させる。この主燃焼室２１内の燃焼による高圧でも、電磁弁１９の操作による弁体１６ｃの閉塞により主燃焼室２１内の未燃混合気や燃焼ガスの副室３４ａへの逆流は生じない。
【００５８】
図４〜図７によって第４実施形態を説明する。本実施形態は、副室内に逆流する未燃混合気を上死点後（ａＴＣ）に点火プラグにより再点火させて燃焼させる形態である。
【００５９】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４を有する副室体３３が設けられ、その副室３４に点火手段としての点火プラグ３２と、燃料ガスＧの吸入管１２ｇが設けられている。
【００６０】
副室３４の下端部に火炎ジェット通路３６ａが形成され、通路３６ａの下端部に複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００６１】
点火プラグ３２にライン３１Ｌを介して任意の高圧電流を発生させる高圧電流発生装置３１が連通され、高圧電流発生装置３１はライン３０Ｌによって制御装置３０に連通されている。
【００６２】
制御装置３０は、上死点前（ｂＴＣ）の点火力と上死点後（ａＴＣ）の未燃混合気の燃焼のための点火力とを区別して点火プラグ３２に電圧指定する機能を有して構成されている。
【００６３】
上記構成の副室式内燃機関の作用を図５〜図７を参照して説明する。
図５に示すＰｍ−θ（クランク角ＣＡ）線図において、吸入行程Ｓｃで主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程Ｓｆでピストン２０によって圧縮され、その圧縮希薄混合気の１部が副室３４に燃料ガスＧの燃焼用として供給される。
【００６４】
図６は、圧縮、燃焼行程のＰｖ（電圧）−θ（ＣＡ）線図を示したもので、圧縮行程Ｓｃの上死点手前の点ｐ１で点火プラグ３２にｖ１を放電して副室３４内の燃料ガスＧを燃焼させ火炎を発生させる。
【００６５】
副室３４内で発生した火炎は、火炎流路３６ａから噴射口１４を通って主燃焼室２１内の圧縮希薄混合気を燃焼させる。主燃焼室２１内の圧力は上昇して上死点（ＴＣ）を超えて燃焼を続け上死点後（ａＴＣ）１１０度程度まで燃焼して出力を発生する。
【００６６】
この上死点後（ａＴＣ）１１０度程度までの燃焼と出力発生を助長させるために、１０〜８０ａＴＣの範囲で、Ｐｍ−θ線図においては点ｐ２で、点火プラグ３２にｖ２を放電して未燃混合気の燃焼をさせる。そして点Ｑ２のふくらみによる出力増加をさせる。
【００６７】
点ｐ２における再度の放電では、可燃成分が少なくなっているので図６に示すように、例えばｖ１にたいするｖ２のように、電圧を上げて、放電力を大きくした点火をさせる。
【００６８】
図７は、縦軸に主燃焼室２１の圧力Ｐｍと副室３４の圧力との差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）をとった（Ｐｍ−Ｐｓ）―θ（ＣＡ）線図であって、上死点前の点火点Ｔｊ１と上死点後の再点火点Ｔｊ２とを示していて、再点火点Ｔｊ２が逆流期間Ｚｒの前方部にあることが好ましいことを示している。
【００６９】
このようにして、上死点後（ａＴＣ）の再度の点火プラグ３２による点火によって残存する未燃混合気を燃焼させ、出力増化、排気ガスの性状をよくすることができる。
【００７０】
図８〜図１１によって第５実施形態を説明する。本実施形態は、副室内に逆流する未燃混合気を液体燃燃料噴射装置によって上死点後（ａＴＣ）に再噴射させて燃焼させる形態である。
【００７１】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４を有する副室体３３が設けられ、その副室３４に液体燃料噴射手段としての噴射ノズル２８が設けられている。噴射ノズル２８の下端部に、ノズル２９が設けられていて所定のタイミングで所定の時間だけ軽油を噴射するように設定されている。
【００７２】
副室３４の下端部に火炎ジェット通路３６ａが形成され、通路３６ａの下端部に複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００７３】
上記構成の副室式内燃機関の作用を図９〜図１１を参照して説明する。
図９に示すＰｍ−ＣＡ線図において、吸入行程Ｓｃで主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程Ｓｆでピストン２０によって圧縮され、その圧縮希薄混合気の１部が副室３４に供給される。
【００７４】
図１０は、圧縮、燃焼行程のｑ（ストローク当りの噴射量）−θ線図を示したもので、圧縮行程Ｓｃの上死点手前の点Ｉ１で噴射ノズル２８が軽油を噴射して副室３４内の圧縮希薄混合気を燃焼させ火炎を発生させる。
【００７５】
副室３４内で発生した火炎は、火炎流路３６ａから噴射口１４を通って主燃焼室２１内の圧縮希薄混合気を燃焼させる。主燃焼室２１内の圧力は上昇して上死点（ＴＣ）を超えて燃焼を続け上死点後（ａＴＣ）１１０度程度まで燃焼して出力を発生する。
【００７６】
この上死点後（ａＴＣ）１１０度程度までの燃焼と出力発生を助長させるために、１０〜８０ａＴＣの範囲で、図９のＰｍ−ＣＡ線図においては点Ｉ２で、噴射ノズル２８から再度燃料を噴射して未燃混合気の燃焼をさせる。そして点Ｑ２のふくらみによる出力増加をさせる。
【００７７】
点Ｉ２における再度の噴射では、可燃成分が少なくなっているので、図１０に示すように、例えば燃料噴射量をｑ１に対するｑ２のように多くして着火力を上げて、燃焼を助長させる。
【００７８】
図１１は、縦軸に主燃焼室２１の圧力Ｐｍと副室３４の圧力との差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）をとった（Ｐｍ−Ｐｓ）―ＣＡ線図であって、上死点前の点火点Ｉ１と上死点後の再噴射点Ｉ２とを示していて、再噴射点Ｉ２が逆流期間Ｚｒにあることが好ましいことを示している。
【００７９】
このようにして、上死点後（ａＴＣ）の再度の燃量噴射による燃焼助長によって残存する未燃混合気を燃焼させ、出力増化、排気ガスの性状をよくすることができる。
【００８０】
図１２は第５実施形態の別の形態で、コモンレール式ユニットインジェクタで副室への燃料噴射をする形態を示している。
【００８１】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４を有する副室体３３が設けられ、その副室３４に液体燃料噴射手段としてのコモンレール式ユニットインジェクタ５０が設けられている。
【００８２】
図１２において、第１次の圧力ポンプＣ１にコモンレールＣＲが連通されていて、コモンレールＣＲから個々の噴射ノズル１５ｄに圧燃料油が供給されるよう構成されている。個々の噴射ノズル１５ｄには、それぞれに増圧比の高い増圧ポンプが内蔵されていて、図示しない電磁弁によって噴射時期を決定し、別の電磁弁の通電時間によって噴射量を決めている。
【００８３】
電磁弁はそれぞれ制御ユニット３０ａにラインで連通され、超高圧噴射が可能なことから各シリンダへの燃料噴射を個別に精密に制御するよう構成されている。
【００８４】
燃料噴射機能は図８の燃料噴射ノズル２８とほぼ似ているが、その超高圧噴射による燃料供給時間の短期性によって、再噴射時期、噴射量を精密に行ってノックやＮＯｘの発生を抑制できる長所がある。
【００８５】
なお、以上説明した図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、副室式ガスエンジンのみが示されているが、本発明は、副室式であれば、ガスエンジン以外の内燃機関にも適用可能である。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１） 本発明の第１〜第３の実施形態で示した主燃焼室から副室への逆流防止弁によって、未燃混合気が副室に逆流することなく希薄混合気全体が燃焼して熱効率の向上ができ、排気ガスの悪化を防止できる。
（２） 本発明の第４及び第５の実施形態で示した副室へ逆流する未燃混合気を点火プラグの再点火あるいは再燃料噴射によって副室のみならず主燃焼室に残留する未燃混合気を完全に燃焼させて熱効率の向上ができ、排気ガスの悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における逆止弁付き副室の構成図。
【図２】本発明の第２実施形態におけるカム駆動逆止弁付き副室の構成図。
【図３】本発明の第３実施形態における電磁弁駆動逆止弁付き副室の構成図。
【図４】本発明の第４実施形態における電子制御点火プラグ付き副室の構成図。
【図５】第４実施形態によるｐ−θ線図。
【図６】第４実施形態による高電圧付加線図。
【図７】第４実施形態による（主燃焼室−副室）燃焼圧を示す線図。
【図８】本発明の第５実施形態における軽油噴射弁付き副室の構成図。
【図９】第５実施形態によるｐ−θ線図。
【図１０】第５実施形態による燃料噴射を示す線図。
【図１１】第５実施形態による（主燃焼室−副室）燃焼圧を示す線図。
【図１２】コモンレール式ユニットインジェクタ付き副室の構成図。
【図１３】従来の副室付き燃焼室の吸気行程を示す説明図。
【図１４】同上の圧縮行程を示す説明図。
【図１５】同上の燃焼行程を示す説明図。
【図１６】同上の燃焼行程において未燃混合気が副室に逆流する状態を示す説明図。
【図１７】同上の燃焼行程における燃焼室の圧力状態を示す説明図。
【図１８】副室で生成された燃焼火炎ジェットが主燃焼室に噴射される状態を示す平面図。
【図１９】同上の噴射口近傍の構成側面図。
【符号の説明】
【符号の説明】
１４、１４ａ・・・噴射口
１５Ａ・・・逆止弁
１６・・・弁棒
１６ｂ・・弁体
１７・・・コイルばね
１８・・・カム
１９・・・電磁弁
２０・・・ピストン
２１・・・主燃焼室
２８・・・液体燃料噴射手段
３２・・・点火プラグ
３４・・・副室
３６・・・火炎ジェット流路
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガスエンジンのような内燃機関であって、副室で生成した火炎ジェットにより主燃焼室内の混合気を燃焼させる副室式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３〜図１９において従来技術を説明すると、主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４が設けられ、その副室３４に着火燃料としての軽油あるいは燃料ガス等を供給する管２２と、点火手段としての点火プラグ３２が設けられていて、吸気ポート５を介して主燃焼室２１に導入された燃焼しにくい希薄混合気Ｍｇを副室３４からの火炎ジェットで着火させている。
【０００３】
図１３は、希薄混合気Ｍｇを吸気弁Ｖｉが開弁された吸気ポート５から主燃焼室２１に供給される吸気行程を示している。
【０００４】
図１４は、ピストン２０が上昇して希薄混合気Ｍｇを圧縮する圧縮行程を示し、かつ、副室３４内の混合気は点火プラグによって着火されている。
【０００５】
図１５は、燃焼行程であって、副室３４での燃焼ガスが高圧な火炎ジェットとなって流路３８と噴射口４０を介して主燃焼室２１に噴射され、希薄混合気Ｍｇを燃焼させる。
【０００６】
図１６は、上記の燃焼行程における欠点を示すもので、主燃焼室２１内での燃焼時に高圧燃焼ガス中に含まれる未燃混合気Ｒｆが噴射口４０及び流路３８を介して副室３４に逆流し、未燃状態のまま副室３４に残留して、図示しない排気行程で排気ポート７（図１３参照）から排気系統に排出される。この結果、未燃による出力減少と排気ガス性状の悪化をもたらすことになる。
【０００７】
図１７は、未燃混合気Ｒｆが副室３４に逆流する原因を、主燃燃焼室２１と副室３４の圧力差によって示している。縦軸に主燃焼室２１内の圧力Ｐｍと副室３４内の圧力Ｐｓとの差をとり、横軸にクランク角ＣＡ（ａＴＣ：ｄｅｇ）をとって、差圧線Ｐｄで相対圧力の変動を示している。
【０００８】
差圧線Ｐｄから明らかなように、クランク角ＣＡが上死点（ＴＣ）前の副室火炎ジェット噴射領域Ｔｊ１では、副室３４の圧力Ｐｓが主燃焼室２１の圧力Ｐｍより高く、差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）が負圧となり、クランク角ＣＡが上死点（ＴＣ）後の主燃焼室燃焼領域Ｔ２では、副室３４の圧力Ｐｓが主燃焼室２１の圧力Ｐｍより低く、差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）が正圧となる。
【０００９】
差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）が正圧の範囲Ｚｒでは、主燃焼室２１の燃焼ガスは燃焼あるいは未燃焼にかかわりなく副室３４側に逆流することが避けられない。
このようにして、副室３４内に入った未燃混合気は排気行程で差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）が負圧の状態で主燃焼室に吸い出され、排気ポート７を介して外部に排出される。
【００１０】
図１８は、本発明者が火炎ジェットの挙動を撮影したもののコピーで、５ケの噴射口４０から火炎ジェットＦｒが主燃焼室２１に噴射されている。そして、この後に続く図示しない連続写真で未燃混合気が噴射口４０から副室３４に逆流する状態が撮られている。また、別の６ケの噴射口の連続写真では、くすぶり続ける未燃混合気がａＴＣ４４．４度〜６０．２度で副燃焼室２１から主燃焼室３４に再流出する状態が撮られている。
【００１１】
図１９は、図１８における噴射口４０の近傍の構成図で、火炎ジェットＦｒが主燃焼室２１に向けて噴射されているが、主燃焼室２１での燃焼が進み圧力が上昇すると未燃混合気を含む燃焼ガスが副室３４に向けて逆流する。
【００１２】
なお、副室式ガスエンジンの希薄燃焼を安定させるために副室と主燃焼室とを連通する連絡孔に副室開閉弁を設けて圧縮行程上死点手前で開弁させ主燃焼室の高圧空気を副室に瞬間的に流入させ、副室で急速に混合、着火燃焼させる技術が知られている。
【００１３】
また、特開平９−１５８７２７号公報において、副室と主燃焼室とを連通する連絡孔に副室開閉弁を設け、主燃焼室内の高圧空気を上死点前で開弁して副室内に導入し、副室内に供給される天然ガスと混合着火させ、その噴流を主燃焼室のピストンキャビティー内に設けた凸状の衝突棚に衝突させて周囲の空気を巻き込んで燃焼ガスの混合を促進させ、拡散燃焼させるようにしている。
【００１４】
しかしながら上記の技術は、主燃焼室で空気のみを圧縮する方式で、後記する本発明の副室への未燃混合気の逆流防止と、副室に逆流した未燃ガスを燃焼させる技術とは方法、構成及び目的が異なっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、主燃焼室内の未燃混合気の副室内への逆流、或いは、主燃焼室内の未燃混合気が副室内に逆流することに起因する効率低下や排気ガス性状の悪化を防止することができる副室式内燃機関の提供を目的としている。
【００１６】
本発明の副室式内燃機関は、主燃焼室（２１）と副室（３４）とを有し、副室（３４）と主燃焼室（２１）内部は火炎ジェット流路（３６ａ）及び火炎ジェットの噴射口（１４）とを介して連通しており、副室（３４）内の点火手段は放電手段（点火プラグ３２）であり、該放電手段は、火炎ジェットの生成時に加えて、火炎ジェットの噴射後に主燃焼室（２１）内の未燃混合気が副室（３４）内へ逆流した時に放電する様に構成されている。
【００２３】
点火プラグによって圧縮上死点前の着火燃焼のために副室での最初の（第１次）点火をし、主燃焼室の未燃混合気が副室に逆流したときに上死点後に再度の（第２次）点火をして未燃混合気を燃焼させる。第２次の点火は、一般に第１次よりも副室内混合気が希薄なので、第１次よりも高圧点火が必要となる。第２次点火による副室内の未燃混合気の燃焼により熱効率が向上し、排気ガスの性状がよくなる。
【００２４】
本発明の副室式内燃機関は、主燃焼室（２１）と副室（３４）とを有し、副室（３４）と主燃焼室（２１）内部は火炎ジェット流路（３６ａ）及び火炎ジェットの噴射口（１４）とを介して連通しており、副室（３４）内の点火手段は液体燃料（軽油）噴射手段（２８）であり、該液体燃料噴射手段（２８）は、火炎ジェットの生成時に加えて、火炎ジェットの噴射後に主燃焼室（２１）内の未燃混合気が副室（３４）内へ逆流した時に液体燃料を噴射する様に構成されている。
【００２５】
液体燃料噴射手段の噴射ノズルによって圧縮上死点前の着火燃焼のために副室での最初の（第１次）噴射をし、主燃焼室の未燃混合気が副室に逆流したときに上死点後に再度の（第２次）噴射をして未燃混合気を燃焼させる。第２次噴射は、一般に第１次よりも副室内混合気が希薄なので、第１次よりも噴射量を増加する必要がある。第２次噴射による副室内の未燃混合ガスの燃焼により熱効率が向上し、排気ガスの性状がよくなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
図１によって第１実施形態を説明する。
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４を有する副室体３３が設けられ、その副室３４に着火性のよい燃料濃度の濃い予混合ガスＧｆ等を供給する管１２と、点火手段としての点火プラグ３２が設けられていいる。
【００２８】
副室３４の下端部に雌型弁座３５が設けられ、弁座３５の下方に火炎ジェット通路３６が形成され、通路３６に複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００２９】
副室体３３に、逆流防止手段の逆止弁１５Ａが装着されている。
逆止弁１５Ａは、前記弁座３５に接離する弁体１６ｂと、弁体１６ｂに固着された上下動自在な弁棒１６と、弁棒の頂部に固定されたばね座板１６ａと、ばね座板１６ａと副室体３３の上面との間に予圧縮されて伸縮自在に挿入されたコイルばね１７と、で構成されている。
【００３０】
上記の逆止弁１５Ａによって、主燃焼室２１の圧力が高圧になっても副室３４との連通がされないよう構成されている。
【００３１】
上記構成の副室式内燃機関の作用は、吸入行程で主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程でピストン２０によって圧縮され、副室３４には管１２を介して燃料濃度の濃い混合ガスＧｆが供給されている。吸入行程では、主燃焼室２１が負圧になるがコイルばね１７に付加された予圧縮によって弁体１６ｂが開弁することはない。
【００３２】
圧縮上死点（ＴＣ）の手前で、点火プラグ３２が火花放電して副室３４内の予混合ガスＧｆを燃焼させる。
【００３３】
燃焼した予混合ガスＧｆは、火炎となって副室３４内の圧力を増加させ、弁体１６ｂを押し下げて開弁させる。そして、予混合ガスＧｆの燃焼完了による副室３４内の圧力減少によって弁体１６ｂは閉塞される。
【００３４】
弁体１６ｂの開弁によって副室３４は主燃焼室２１に連通され、副室３４内の火炎は火炎ジェットとなって噴射口１４から主燃焼室２１に噴射される。
【００３５】
そして、主燃焼室２１内の圧縮された燃焼しにくい希薄混合気を燃焼させる。この主燃焼室２１内の燃焼による高圧でも、弁体１６ｂの閉塞により主燃焼室２１内の未燃混合気や燃焼ガスの副室３４への逆流は生じない。
【００３６】
図２によって第２実施形態を説明する。本実施形態は、逆止弁の開閉操作を偏心カムによって行うものである。
【００３７】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４ａを有する副室体３３ａが設けられ、その副室３４ａに点火手段としての点火プラグ３２と、燃料ガスＧの吸入管１２ｇとが設けられている。
【００３８】
副室３４ａの下端部に弁座３５ａが設けられ、弁座３５ａの上方に火炎ジェット通路３６ａが形成され、通路３６ａの下端部の弁座３５ａの下方に明瞭に図示されない複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００３９】
副室体３３ａに、逆流防止手段の逆止弁１５Ｂが装着されている。
逆止弁１５Ｂは、前記弁座３５にａ接離する弁体１６ｃと、弁体１６ｃに固着された上下動自在な弁棒１６と、弁棒の頂部に固定された図示しないばね座板と、ばね座板と副室体３３ａの上面との間に所定の予圧縮を付加され伸縮自在に挿入されたコイルばね１７と、弁棒１６の頂部に回動自在に設けられた偏心カム１８と、構成されている。
【００４０】
上記の逆止弁１５Ｂによって、主燃焼室２１に供給された希薄混合気の１部を着火用に予燃焼させるための副室３４ａへの導入と、主燃焼室２１の未燃混合気の副室３４ａへの逆流が生じないように構成されている。
【００４１】
上記構成の作用は、吸入行程で主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程でピストン２０によって圧縮され、その圧縮希薄混合気の１部が逆止弁１５Ｂの開弁によって副室３４に供給され、燃料ガスＧに空気成分が供給される。
【００４２】
吸入行程では、主燃焼室２１が負圧になるがカム１８の操作による弁の閉塞によって、副室３４ａ内の燃料ガスＧが主燃焼室２１に吸入されることはない。
【００４３】
圧縮上死点（ＴＣ）の手前で、点火プラグ３２が火花放電して副室３４ａ内の燃料ガスＧを燃焼させる。
【００４４】
燃焼した燃料ガスＧは、火炎となって副室３４ａ内の圧力を増加させ、弁体１６ｃを押し下げて開弁させる。なお、逆止弁１５Ｂの開弁はカム操作によってもよい。そして、燃料ガスＧの燃焼完了時に逆止弁１５Ｂによってる通路３６ａと噴射口１４の主燃焼室２１への連通が閉塞される。
【００４５】
弁体１６ｃの開弁によって副室３４ａは主燃焼室２１に連通され、副室３４ａ内の火炎は火炎ジェットとなって噴射口１４から主燃焼室２１に噴射される。
【００４６】
そして、主燃焼室２１内の圧縮された燃焼しにくい希薄混合気を燃焼させる。この主燃焼室２１内の燃焼による高圧でも、カム１８の操作による弁体１６ｃの閉塞により主燃焼室２１内の未燃混合気や燃焼ガスの副室３４ａへの逆流は生じない。
【００４７】
図３によって第３実施形態を説明する。本実施形態は、逆止弁の開閉操作を電磁弁によって行うものである。
【００４８】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４ａを有する副室体３３ａが設けられ、その副室３４ａに点火手段としての点火プラグ３２と燃料ガスＧの吸入管１２ｇが設けられている。
【００４９】
副室３４ａの下端部に弁座３５ａが設けられ、弁座３５ａの上方に火炎ジェット通路３６ａが形成され、通路３６ａの下端部の弁座３５ａの下方に明瞭には図示されない複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００５０】
副室体３３ａに、逆流防止手段の電磁弁１９が装着されている。
電磁弁１９は、前記弁座３５に接離する弁体１６ｃと、弁体１６ｃに固着された上下動自在な弁棒１６と、弁棒１６の頂部に配置された電磁部１９ａとで構成されている。
【００５１】
上記の電磁弁１９によって、主燃焼室２１に供給された希薄混合気の１部を着火用に予燃焼させるための副室３４ａへの導入と、主燃焼室２１の未燃混合気の副室２１への逆流が生じないように構成されている。
【００５２】
上記構成の副室式内燃機関の作用は、吸入行程で主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程でピストン２０によって圧縮され、その圧縮希薄混合気の１部が電磁弁１９の開弁によって副室３４ａに供給される。
【００５３】
吸入行程では、主燃焼室２１が負圧になるが電磁弁１９の操作による弁の閉塞によって副室３４ａ内の燃料ガスＧが主燃焼室２１に吸入されることはない。
【００５４】
圧縮上死点（ＴＣ）の手前で、点火プラグ３２が火花放電して副室３４ａ内の希薄混合気を燃焼させる。
【００５５】
燃焼した希薄混合気は、火炎となって副室３４ａ内の圧力を増加させ、弁体１６ｃを押し下げて開弁させる。なお、電磁弁１９Ｂの開弁は電磁弁１９の操作によってもよい。そして、副室３４ａ内の燃焼完了時に逆止弁１５Ｂによってる通路３６ａと噴射口１４の主燃焼室２１への連通が閉塞される。
【００５６】
弁体１６ｃの開弁によって副室３４ａは主燃焼室２１に連通され、副室３４ａ内の火炎は火炎ジェットとなって噴射口１４から主燃焼室２１に噴射される。
【００５７】
そして、主燃焼室２１内の圧縮された燃焼しにくい希薄混合気を燃焼させる。この主燃焼室２１内の燃焼による高圧でも、電磁弁１９の操作による弁体１６ｃの閉塞により主燃焼室２１内の未燃混合気や燃焼ガスの副室３４ａへの逆流は生じない。
【００５８】
図４〜図７によって第４実施形態を説明する。本実施形態は、副室内に逆流する未燃混合気を上死点後（ａＴＣ）に点火プラグにより再点火させて燃焼させる形態である。
【００５９】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４を有する副室体３３が設けられ、その副室３４に点火手段としての点火プラグ３２と、燃料ガスＧの吸入管１２ｇが設けられている。
【００６０】
副室３４の下端部に火炎ジェット通路３６ａが形成され、通路３６ａの下端部に複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００６１】
点火プラグ３２にライン３１Ｌを介して任意の高圧電流を発生させる高圧電流発生装置３１が連通され、高圧電流発生装置３１はライン３０Ｌによって制御装置３０に連通されている。
【００６２】
制御装置３０は、上死点前（ｂＴＣ）の点火力と上死点後（ａＴＣ）の未燃混合気の燃焼のための点火力とを区別して点火プラグ３２に電圧指定する機能を有して構成されている。
【００６３】
上記構成の副室式内燃機関の作用を図５〜図７を参照して説明する。
図５に示すＰｍ−θ（クランク角ＣＡ）線図において、吸入行程Ｓｃで主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程Ｓｆでピストン２０によって圧縮され、その圧縮希薄混合気の１部が副室３４に燃料ガスＧの燃焼用として供給される。
【００６４】
図６は、圧縮、燃焼行程のＰｖ（電圧）−θ（ＣＡ）線図を示したもので、圧縮行程Ｓｃの上死点手前の点ｐ１で点火プラグ３２にｖ１を放電して副室３４内の燃料ガスＧを燃焼させ火炎を発生させる。
【００６５】
副室３４内で発生した火炎は、火炎流路３６ａから噴射口１４を通って主燃焼室２１内の圧縮希薄混合気を燃焼させる。主燃焼室２１内の圧力は上昇して上死点（ＴＣ）を超えて燃焼を続け上死点後（ａＴＣ）１１０度程度まで燃焼して出力を発生する。
【００６６】
この上死点後（ａＴＣ）１１０度程度までの燃焼と出力発生を助長させるために、１０〜８０ａＴＣの範囲で、Ｐｍ−θ線図においては点ｐ２で、点火プラグ３２にｖ２を放電して未燃混合気の燃焼をさせる。そして点Ｑ２のふくらみによる出力増加をさせる。
【００６７】
点ｐ２における再度の放電では、可燃成分が少なくなっているので図６に示すように、例えばｖ１にたいするｖ２のように、電圧を上げて、放電力を大きくした点火をさせる。
【００６８】
図７は、縦軸に主燃焼室２１の圧力Ｐｍと副室３４の圧力との差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）をとった（Ｐｍ−Ｐｓ）―θ（ＣＡ）線図であって、上死点前の点火点Ｔｊ１と上死点後の再点火点Ｔｊ２とを示していて、再点火点Ｔｊ２が逆流期間Ｚｒの前方部にあることが好ましいことを示している。
【００６９】
このようにして、上死点後（ａＴＣ）の再度の点火プラグ３２による点火によって残存する未燃混合気を燃焼させ、出力増化、排気ガスの性状をよくすることができる。
【００７０】
図８〜図１１によって第５実施形態を説明する。本実施形態は、副室内に逆流する未燃混合気を液体燃燃料噴射装置によって上死点後（ａＴＣ）に再噴射させて燃焼させる形態である。
【００７１】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４を有する副室体３３が設けられ、その副室３４に液体燃料噴射手段としての噴射ノズル２８が設けられている。噴射ノズル２８の下端部に、ノズル２９が設けられていて所定のタイミングで所定の時間だけ軽油を噴射するように設定されている。
【００７２】
副室３４の下端部に火炎ジェット通路３６ａが形成され、通路３６ａの下端部に複数の噴射口１４が連通され、噴射口１４が主燃焼室２１に連通されている。
【００７３】
上記構成の副室式内燃機関の作用を図９〜図１１を参照して説明する。
図９に示すＰｍ−ＣＡ線図において、吸入行程Ｓｃで主燃焼室２１に希薄混合気が供給され、圧縮行程Ｓｆでピストン２０によって圧縮され、その圧縮希薄混合気の１部が副室３４に供給される。
【００７４】
図１０は、圧縮、燃焼行程のｑ（ストローク当りの噴射量）−θ線図を示したもので、圧縮行程Ｓｃの上死点手前の点Ｉ１で噴射ノズル２８が軽油を噴射して副室３４内の圧縮希薄混合気を燃焼させ火炎を発生させる。
【００７５】
副室３４内で発生した火炎は、火炎流路３６ａから噴射口１４を通って主燃焼室２１内の圧縮希薄混合気を燃焼させる。主燃焼室２１内の圧力は上昇して上死点（ＴＣ）を超えて燃焼を続け上死点後（ａＴＣ）１１０度程度まで燃焼して出力を発生する。
【００７６】
この上死点後（ａＴＣ）１１０度程度までの燃焼と出力発生を助長させるために、１０〜８０ａＴＣの範囲で、図９のＰｍ−ＣＡ線図においては点Ｉ２で、噴射ノズル２８から再度燃料を噴射して未燃混合気の燃焼をさせる。そして点Ｑ２のふくらみによる出力増加をさせる。
【００７７】
点Ｉ２における再度の噴射では、可燃成分が少なくなっているので、図１０に示すように、例えば燃料噴射量をｑ１に対するｑ２のように多くして着火力を上げて、燃焼を助長させる。
【００７８】
図１１は、縦軸に主燃焼室２１の圧力Ｐｍと副室３４の圧力との差圧（Ｐｍ−Ｐｓ）をとった（Ｐｍ−Ｐｓ）―ＣＡ線図であって、上死点前の点火点Ｉ１と上死点後の再噴射点Ｉ２とを示していて、再噴射点Ｉ２が逆流期間Ｚｒにあることが好ましいことを示している。
【００７９】
このようにして、上死点後（ａＴＣ）の再度の燃量噴射による燃焼助長によって残存する未燃混合気を燃焼させ、出力増化、排気ガスの性状をよくすることができる。
【００８０】
図１２は第５実施形態の別の形態で、コモンレール式ユニットインジェクタで副室への燃料噴射をする形態を示している。
【００８１】
主燃焼室２１の上部に予燃焼室である副室３４を有する副室体３３が設けられ、その副室３４に液体燃料噴射手段としてのコモンレール式ユニットインジェクタ５０が設けられている。
【００８２】
図１２において、第１次の圧力ポンプＣ１にコモンレールＣＲが連通されていて、コモンレールＣＲから個々の噴射ノズル１５ｄに圧燃料油が供給されるよう構成されている。個々の噴射ノズル１５ｄには、それぞれに増圧比の高い増圧ポンプが内蔵されていて、図示しない電磁弁によって噴射時期を決定し、別の電磁弁の通電時間によって噴射量を決めている。
【００８３】
電磁弁はそれぞれ制御ユニット３０ａにラインで連通され、超高圧噴射が可能なことから各シリンダへの燃料噴射を個別に精密に制御するよう構成されている。
【００８４】
燃料噴射機能は図８の燃料噴射ノズル２８とほぼ似ているが、その超高圧噴射による燃料供給時間の短期性によって、再噴射時期、噴射量を精密に行ってノックやＮＯｘの発生を抑制できる長所がある。
【００８５】
なお、以上説明した図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、副室式ガスエンジンのみが示されているが、本発明は、副室式であれば、ガスエンジン以外の内燃機関にも適用可能である。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１） 本発明の第１〜第３の実施形態で示した主燃焼室から副室への逆流防止弁によって、未燃混合気が副室に逆流することなく希薄混合気全体が燃焼して熱効率の向上ができ、排気ガスの悪化を防止できる。
（２） 本発明の第４及び第５の実施形態で示した副室へ逆流する未燃混合気を点火プラグの再点火あるいは再燃料噴射によって副室のみならず主燃焼室に残留する未燃混合気を完全に燃焼させて熱効率の向上ができ、排気ガスの悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における逆止弁付き副室の構成図。
【図２】本発明の第２実施形態におけるカム駆動逆止弁付き副室の構成図。
【図３】本発明の第３実施形態における電磁弁駆動逆止弁付き副室の構成図。
【図４】本発明の第４実施形態における電子制御点火プラグ付き副室の構成図。
【図５】第４実施形態によるｐ−θ線図。
【図６】第４実施形態による高電圧付加線図。
【図７】第４実施形態による（主燃焼室−副室）燃焼圧を示す線図。
【図８】本発明の第５実施形態における軽油噴射弁付き副室の構成図。
【図９】第５実施形態によるｐ−θ線図。
【図１０】第５実施形態による燃料噴射を示す線図。
【図１１】第５実施形態による（主燃焼室−副室）燃焼圧を示す線図。
【図１２】コモンレール式ユニットインジェクタ付き副室の構成図。
【図１３】従来の副室付き燃焼室の吸気行程を示す説明図。
【図１４】同上の圧縮行程を示す説明図。
【図１５】同上の燃焼行程を示す説明図。
【図１６】同上の燃焼行程において未燃混合気が副室に逆流する状態を示す説明図。
【図１７】同上の燃焼行程における燃焼室の圧力状態を示す説明図。
【図１８】副室で生成された燃焼火炎ジェットが主燃焼室に噴射される状態を示す平面図。
【図１９】同上の噴射口近傍の構成側面図。
【符号の説明】
【符号の説明】
１４、１４ａ・・・噴射口
１５Ａ・・・逆止弁
１６・・・弁棒
１６ｂ・・弁体
１７・・・コイルばね
１８・・・カム
１９・・・電磁弁
２０・・・ピストン
２１・・・主燃焼室
２８・・・液体燃料噴射手段
３２・・・点火プラグ
３４・・・副室
３６・・・火炎ジェット流路
Claims (2)
- 主燃焼室と副室とを有し、副室と主燃焼室内部は火炎ジェット流路及び火炎ジェットの噴射口とを介して連通しており、副室内の点火手段は放電手段であり、該放電手段は、火炎ジェットの生成時に加えて、火炎ジェットの噴射後に主燃焼室内の未燃混合気が副室内へ逆流した時に放電する様に構成されていることを特徴とする副室式内燃機関。
- 主燃焼室と副室とを有し、副室と主燃焼室内部は火炎ジェット流路及び火炎ジェットの噴射口とを介して連通しており、副室内の点火手段は液体燃料噴射手段であり、該液体燃料噴射手段は、火炎ジェットの生成時に加えて、火炎ジェットの噴射後に主燃焼室内の未燃混合気が副室内へ逆流した時に液体燃料を噴射する様に構成されていることを特徴とする副室式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002199631A JP3973501B2 (ja) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 副室式内燃機関 |
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