JPH041429A - 副燃焼室付ガソリン噴射機関 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は副燃焼室付ガソリン噴射機関に関する。

〔従来の技術〕

噴口を介して主燃焼室内に連通ずる副燃焼室を具え、副
燃焼室内に燃料噴射弁と点火栓を配置して燃料噴射弁か
らガソリンを噴射するようにした副燃焼室材２サイクル
ガソリン噴射機関が公知である（特開昭４９−１３３７
０６号公報参照）。この２サイクル機関は副燃焼室が全
燃焼室の容積の大部分を占めており、従ってこの２サイ
クル機関では実質的に全燃焼が副燃焼室内に行われる。

〔発明が解決し、ようとする課題〕

ところでオープンチャンバ型の燃焼室において機関低負
荷運転時には第９図（Ａ）に示されるように点火栓ａの
周りに均一可燃混合気領域すを形成すると共にこの均一
可燃混合気領域すの周りを空気のみからなる領域Ｃとし
、機関負荷が高くなルニつれて第９図（Ｂ）に示される
ように均一可燃混合気領域すを拡大すると共に空気のみ
からなる領域を縮少し、機関高負荷運転時には全燃焼室
内を均一可燃混合気領域すとすることができれば機関負
荷にかかわらずに極めて良好な燃焼を行えることが知ら
れている。ところが実際には例えば第９図（Ａ＞に示さ
れるようにオーブンチャンバ型の燃焼室内空間の一部領
域のみに均一可燃混合気領域すを形成することは困難で
あり、通常は混合気が燃焼室内全体に広がってしまうた
めに、混合気が薄くなって着火が困難となる。この場合
、点火栓ａの周りにうまく濃混合気領域を形成すること
ができれば着火可能ではあるが濃混合気領域の周りは極
めて薄い混合気となるために第９図（Ａ）に示すように
均一可燃混合気領域すを形成したときのような良好な燃
焼を得ることはできない。上述の特開昭４９−１３３７
０６号公報に記載されている２サイクル機関でもオーブ
ンチャンバ型燃焼室と同じであって機関低負荷運転時に
第９図（Ａ）に示すような均一可燃混合気領域すを形成
することができず、斯くして良好な燃焼を得るのは困難
である。

ところが第９図（Ｄ）から（Ｆ）に示すように副燃焼室
ｄを具えた内燃機関では副燃焼室ｄが成る程度閉鎖空間
となっているので機関負荷が低し１ときに第９図（Ｄ）
および（Ｅ）で示されるように点火栓ａの周りに均一可
燃混合気領域すを形成し、この均一可燃混合気領域すの
周りに空気のみからなる領域Ｃを形成しやすくなる。こ
の場合実際には第９図（Ｄ）に示されるように副燃焼室
ｄ内の一部に均一可燃混合気領域すを形成するのはかな
り困難であるが第９図（Ｅ）に示すように副燃焼室ｄ内
に均一可燃混合気領域すを形成するのは十分に可能性が
ある。

本発明は、第９図（Ｄ）から（Ｆ）に示すように均一可
燃混合気領域すを機関負荷の増大に応じて連続的に徐々
に拡大していくことは困難であるがいくらかでもこれに
近づけるために段階的ではあるが機関負荷の増大に伴な
い第９図（Ｅ）に示すように均一混合気領域すを副燃焼
室ｄ内のみから第９図（Ｆ）に示すように主燃焼室ｆ内
まで拡大し、それによってできるだけ理想的な燃焼に近
づけることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明によれば噴口を介して
主燃焼室内に連通ずる副燃焼室を具え、副燃焼室内に燃
料噴射弁と点火栓を配置して燃料噴射弁からガソリンを
噴射するようにした副燃焼室付ガソリン噴射機関におい
て、副燃焼室の容積を全燃焼室の容積の３０パーセント
から７０パーセント程度とし、燃料噴射弁からの少くと
も一部のガソリン噴射方向を噴口を通って主燃焼室内に
指向させ、機関低負荷運転時には噴口から副燃焼室内に
流入する空気流によって全噴射ガソリンが実質的に副燃
焼室内に留まるように上述の空気流の流速が比較的早い
ときに燃料噴射弁からガソリンを噴射させ、機関高負荷
運転時には噴射時期を早めて一部の噴射ガソリンが主燃
焼室内に流入するように機関低負荷運転時に比べて上述
の空気流の流速が遅いときに燃料噴射弁からガソリンを
噴射させるようにしている。

〔作　用〕

機関負荷の増大に伴ない均一可燃混合気領域が副燃焼室
のみから主燃焼室内へと拡大される。

〔実施例〕

第１図から第３図を参照すると、１は２サイクル内燃機
関本体、２はシリンダブロック、３はピストン、４はシ
リンダヘッド、５はピストン３の平坦頂面とシリンダヘ
ッド４の平坦内壁面間に形成された主燃焼室、６は一対
の給気弁、７は給気ボート、８は一対の排気弁、９は排
気ボート、１０はシリンダヘッド４内に形成された副燃
焼室、１１は副燃焼室１０と主燃焼室５を連通する噴口
、１２は副燃焼室１０内に配置された点火栓、１３は副
燃焼室１０の頂部に配置された燃料噴射弁を夫々示し、
第３図に示されるようにシリンダヘッド４の内壁面上に
は給気弁６のほぼ全開弁期間に亘って排気弁８側の給気
弁６開口を覆うマスク壁１４が形成されている。第１図
から第３図に示す実施例では副燃焼室１０の容積は主燃
焼室５の容積とほぼ等しく形成されているが副燃焼室１
０の容積は全燃焼室の容積の３０パーセントから７０パ
ーセント程度に形成することができる。また、第１図か
ら第３図に示す実施例では圧縮比がＴ０程度となってお
り、また噴口１１の面積に対する副燃焼室１０の容積の
比（副燃焼室１０の容積（ｃｄ）／噴口１１の面積（ｃ
ｄ））は５　ｃｍから５０ｍ以下となっている。

第１図から第３図に示す実施例では第４図に示されるよ
うに排気弁８が給気弁６よりも先に開弁し、先に閉弁す
る。給気弁６が開弁すると新気はマスク壁１４と反対側
の給気弁６の開口から燃焼室５内に流入し、次いでこの
新気は給気弁６下方のシリンダボア内壁面に沿って下降
した後、第３図において矢印Ｗで示されるようにピスト
ン３の頂面に沿って進む。このようにマスク壁１４を設
けることによって新気が燃焼室５内をループ状に流れ、
斯くして良好な掃気が行われることになる。次いで下死
点ＢＤＣを過ぎてピストン３が上昇しはじめてから暫ら
くすると排気弁８が閉弁する。排気弁８が閉弁する頃に
なると給気弁６の開口面積はかなり小さくなっており、
従って排気弁８が閉弁する頃になるとピストン３の上昇
作用によって主燃焼室５内の空気の圧縮作用が開始され
る。主燃焼室５内の空気の圧縮作用が開始されて主燃焼
室５内の圧力が副燃焼室１０内の圧力よりも高くなると
主燃焼室５内の空気が噴口１１を介して副燃焼室１０内
に流入しはじめる。主燃焼室５内の圧縮空気圧と副燃焼
室１０内の圧力との圧力差はピストン３が上昇するにつ
れて次第に大きくなり、この圧力差は上死点前ＢＴＤＣ
３０°程度で最大となる。従って第５図に示されるよう
に主燃焼室５内から副燃焼室１０内に向けて噴口１１内
を流れる空気の流速Ｖは排気弁８が閉弁する頃からピス
トン３が上昇するにつれて、次第に速くなり、この流速
Ｖは上死点前ＢＴＤＣ３０°程度で最大となる。

ところで第１図から第３図に示される実施例では燃料噴
射弁１３からのガソリン噴射方向は噴口１１を通って主
燃焼室５内に指向されており、従って第６図および第７
図においてＦで示されるように燃料噴射弁１３からは噴
口１１を通して主燃焼室５内に向けてガソリンが噴射さ
れる。第５図においてＴ１は機関低負荷低速運転時の噴
射期間を示しており、Ｔ２は機関低負荷高速運転時の噴
射期間を示している。また、Ｔ、は機関高負荷低速運転
時の噴射期間を示しており、Ｔ４は機関高負荷高速運転
時の噴射期間を示している。なお、機関低負荷運転時と
高負荷運転時の中間では噴射時期は機関負荷が高くなる
につれて早くなる。

第５図かられかるように機関低負荷運転時には上死点前
ＢＴＤＣ３０°で、即ち噴口１１内の空気流速Ｖが最大
となる付近で噴射作用が完了せしめられる。

機関低負荷運転時には噴射期間が比較的短かく、従って
噴口１１内の空気流速Ｖがかなり速いときに噴射が行わ
れることになる。このように噴口１１内の空気流速Ｖが
かなり速いときに噴射が行われると第６図に示されるよ
うに噴射されたガソリンＦは噴口１１から副燃焼室１０
内に向かう空気流Ｚによって主燃焼室５内に侵入するの
が阻止させる。従ってこのときには噴射されたガソリン
Ｆは副燃焼室１０内に留まり、副燃焼室１０内に均一可
燃混合気を形成する。一方、このとき主燃焼室５は空気
のみによって、実際には残留既燃ガスを含んだ空気のみ
によって満されており、従って機関低負荷運転時には燃
焼室内の一部に均一可燃混合気領域が形成されることに
なる。この均一可燃混合気は点火栓１２によって着火せ
しめられ、斯くして良好な燃焼が得られることになる。

一方、第５図に示されるように機関高負荷運転時には低
負荷運転時に比べて噴射時期が早約られ、例えば上死点
ＢＴＤＣ８０°程度で噴射作用が完了せしめられる。従
って機関高負荷運転時には低負荷運転時に比べて噴口１
１内の空気流速Ｖが遅いときに噴射が行われる。このよ
うに噴口１１内の空気流速Ｖが遅いときに噴射が行われ
ると第７図に示すように噴射されたガソリンＦの一部は
主燃焼室５内に侵入し、斯くしてこのときには副燃焼室
１０内および主燃焼室５内に均一可燃混合気が形成され
る。

従って機関高負荷運転時には燃焼室内全体が均一混合気
によって満たされるので良好な燃焼を得ることができる
。

このように本発明は噴口１１内を流れる空気流速Ｖの変
化を利用し、段階的にではあるが機関負荷が高くなるに
つれて均一可燃混合気領域を拡大するようにしたもので
あり、斯くしてガソリンを筒内噴射した場合であっても
機関負荷にかかわらずに良好な燃焼を得ることができる
。

第８図はガソリン噴射角を比較的広角にして噴射ガソリ
ンＦの一部のみが噴口１１を通って主燃焼室５内に向か
うようにした場合を示している。この場合でも噴射時期
は第５図においてＴ＋　　、Ｔ２　。

Ｔ３　　、Ｔ−で示されるように設定される。

〔発明の効果〕

機関負荷の増大に応じて均一可燃混合気領域を段階的に
ではあるが拡大できるので機関負荷にかかわらずに良好
な燃焼を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＩ−Ｉ線に沿ってみた２サイクル機関
の側面断面図、第２図は第１図のシリンダヘッドの底面
図、第３図はピストンが下死点にあるときの第２図の■
−■線に沿ってみた断面図、第４図は給排気弁の開弁時
期を示す線図、第５図は噴射時期を説明するための線図
、第６図は低負荷運転時を示す図、第７図は高負荷運転
時を示す図、第８図は別の実施例の側面断面図、第９図
は燃焼方法を説明するための図である。 ５・・・主燃焼室、　　　１０・・・副燃焼室、１１・
・・噴口、　　　　　１２・・・点火栓、１３・・・燃
料噴射弁。 躯ｉ！ ｌ−二 第３図 第２図 第 図 第 図 （Ａ） （Ｄ） （Ｂ） （Ｅ） （Ｃ） （Ｆ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 噴口を介して主燃焼室内に連通する副燃焼室を具え、副
   燃焼室内に燃料噴射弁と点火栓を配置して燃料噴射弁か
   らガソリンを噴射するようにした副燃焼室付ガソリン噴
   射機関において、上記副燃焼室の容積を全燃焼室の容積
   の３０パーセントから７０パーセント程度とし、上記燃
   料噴射弁からの少くとも一部のガソリン噴射方向を上記
   噴口を通って主燃焼室内に指向させ、機関低負荷運転時
   には噴口から副燃焼室内に流入する空気流によって全噴
   射ガソリンが実質的に副燃焼室内に留まるように該空気
   流の流速が比較的早いときに燃料噴射弁からガソリンを
   噴射させ、機関高負荷運転時には噴射時期を早めて一部
   の噴射ガソリンが主燃焼室内に流入するように機関低負
   荷運転時に比べて上記空気流の流速が遅いときに燃料噴
   射弁からガソリンを噴射させるようにした副燃焼室付ガ
   ソリン噴射機関。