JPS5930892B2 - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
- Publication number
- JPS5930892B2 JPS5930892B2 JP51082387A JP8238776A JPS5930892B2 JP S5930892 B2 JPS5930892 B2 JP S5930892B2 JP 51082387 A JP51082387 A JP 51082387A JP 8238776 A JP8238776 A JP 8238776A JP S5930892 B2 JPS5930892 B2 JP S5930892B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- intake passage
- intake
- combustion chamber
- sub
- 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.)
- Expired
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の他の目的は、通常のエンジンではアイドル及び
軽負荷時において安定した運転が困難な希薄混合気を安
定的に燃焼させることができ、この結果として排ガス中
の有害成分が少い乗物用のエンジンを提供することにあ
る。
軽負荷時において安定した運転が困難な希薄混合気を安
定的に燃焼させることができ、この結果として排ガス中
の有害成分が少い乗物用のエンジンを提供することにあ
る。
本発明のさらζこ他の目的は、通常のエンジンではアイ
ドル及び軽負荷時において安定した運転が困難な、多量
の還流排ガスを含む混合気を安定的に燃焼させることが
でき、この結果として排ガス中のNOxを減少し得る乗
物用のエンジンを提供することにある。
ドル及び軽負荷時において安定した運転が困難な、多量
の還流排ガスを含む混合気を安定的に燃焼させることが
でき、この結果として排ガス中のNOxを減少し得る乗
物用のエンジンを提供することにある。
本発明の他の目的は、大きな出力の低下、ドライバビリ
ティの悪化、燃費悪化等の不具合を伴なうことなく希薄
混合気又は多量の還流ガスを含む混合気を安定的に燃焼
させ得る乗物用エンジンを提供することにある。
ティの悪化、燃費悪化等の不具合を伴なうことなく希薄
混合気又は多量の還流ガスを含む混合気を安定的に燃焼
させ得る乗物用エンジンを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、アイドリング及び低速低負荷
の軽負荷運転領域で排ガス中の有害ガス成分を従来のコ
ンベンショナルエンジンより低減し得る乗物用エンジン
を提供するにある。
の軽負荷運転領域で排ガス中の有害ガス成分を従来のコ
ンベンショナルエンジンより低減し得る乗物用エンジン
を提供するにある。
上記本発明の諸目的は、燃焼室内に点火プラグのスパー
クギャップを臨ませるとともに、同スパークギャップの
近傍に上記燃焼室内の上記ヌ・々−クギツプ近傍方向に
指向して空気、混合気、排気ガス等の気体を噴射させる
噴射孔を設けた内燃機関において、上記燃焼室に吸気を
供給する主吸気通路、同主吸気通路とは別個に設けられ
上記噴射孔に連通ずる副吸気通路及び上記副吸気通路に
設けられ機関冷態時に同副吸気通路を絞る制御装置を備
えたことを特徴とする内燃機関によって効果的に達成さ
れる。
クギャップを臨ませるとともに、同スパークギャップの
近傍に上記燃焼室内の上記ヌ・々−クギツプ近傍方向に
指向して空気、混合気、排気ガス等の気体を噴射させる
噴射孔を設けた内燃機関において、上記燃焼室に吸気を
供給する主吸気通路、同主吸気通路とは別個に設けられ
上記噴射孔に連通ずる副吸気通路及び上記副吸気通路に
設けられ機関冷態時に同副吸気通路を絞る制御装置を備
えたことを特徴とする内燃機関によって効果的に達成さ
れる。
上記副吸気通路に供給される気体は、好ましくは空気で
あるが、燃料と空気との混合気でもよく、またエンジン
自身の排ガスでもよい。
あるが、燃料と空気との混合気でもよく、またエンジン
自身の排ガスでもよい。
上記気体が空気であるとき上記気体の供給源は大気であ
り、また混合気の場合は気化器付エンジンでは気体供給
源は吸気マニホルドが適当であり、さらに排ガスの場合
は排気マニホルドが適当な気体供給源となる。
り、また混合気の場合は気化器付エンジンでは気体供給
源は吸気マニホルドが適当であり、さらに排ガスの場合
は排気マニホルドが適当な気体供給源となる。
上記本発明に係るエンジンでは、特にアイドリング時お
よび軽負荷運転時にはスロットル開度が小さいため、ス
ロットル弁の絞り作用が犬で主吸気通路からの吸気流入
速度は緩かで吸気量が少なく吸気行程において燃焼室内
は高負田となり、気体供給源の気体はこの強力な燃焼室
内負圧に引かイtで噴射孔より燃焼室内の設定方向に向
かって噴射され、燃焼室内に強力な渦流あるいは乱流が
発生して燃焼速度が上昇し、希薄燃焼限界が伸長して燃
費が改善され、また、燃焼室内に配置された点火プラグ
の火花間隙周辺に上記噴射孔からの噴流が作用すると燃
焼ガスの掃気が行われて着火性が向上するとともに、同
掃気作用によっても希薄燃焼限界が伸長される。
よび軽負荷運転時にはスロットル開度が小さいため、ス
ロットル弁の絞り作用が犬で主吸気通路からの吸気流入
速度は緩かで吸気量が少なく吸気行程において燃焼室内
は高負田となり、気体供給源の気体はこの強力な燃焼室
内負圧に引かイtで噴射孔より燃焼室内の設定方向に向
かって噴射され、燃焼室内に強力な渦流あるいは乱流が
発生して燃焼速度が上昇し、希薄燃焼限界が伸長して燃
費が改善され、また、燃焼室内に配置された点火プラグ
の火花間隙周辺に上記噴射孔からの噴流が作用すると燃
焼ガスの掃気が行われて着火性が向上するとともに、同
掃気作用によっても希薄燃焼限界が伸長される。
従って、混合気の分配性が悪く、しかも燃焼室壁温か低
くて燃焼性が悪いアイドリングあるいは軽負荷運転領域
において希薄混合気燃焼を行っても出力低下および燃費
増大が最小限に押えられ、また、空燃比増大により燃焼
最高温度が低下して、NOXの発生量が極度に低減され
る。
くて燃焼性が悪いアイドリングあるいは軽負荷運転領域
において希薄混合気燃焼を行っても出力低下および燃費
増大が最小限に押えられ、また、空燃比増大により燃焼
最高温度が低下して、NOXの発生量が極度に低減され
る。
また、本発明の内燃機関に排ガス還流装置を併用すれば
、制御性の悪い空燃比を燃焼限界に近い高い値に設定し
なくても、容易にNOxの発生量を低減することが可能
となり、排ガス還流による着火性および火焔伝播速度の
悪化も上記噴流により改善される。
、制御性の悪い空燃比を燃焼限界に近い高い値に設定し
なくても、容易にNOxの発生量を低減することが可能
となり、排ガス還流による着火性および火焔伝播速度の
悪化も上記噴流により改善される。
ここで、本発明に係るエンジンによれば、特に燃焼が不
安定になり易い機関冷態時には、副吸気通路を介して供
給される空気又は排気ガスを絞り又は閉塞することによ
って燃焼の安定化を計り、或いは副吸気通路を介して供
給される混合気流量を増大せしめることによって燃焼の
安定化を計る。
安定になり易い機関冷態時には、副吸気通路を介して供
給される空気又は排気ガスを絞り又は閉塞することによ
って燃焼の安定化を計り、或いは副吸気通路を介して供
給される混合気流量を増大せしめることによって燃焼の
安定化を計る。
本発明の上述した諸目的及びその他の目的ならびに利点
は、以下に図面を参照して行う本発明の実施例について
の説明によって明白になるであろう。
は、以下に図面を参照して行う本発明の実施例について
の説明によって明白になるであろう。
なお、各図中、同一または均等部分には同一符号を付し
た。
た。
第1図〜第4図に示す本発明の第1実施例において、1
0は自動車用ガソリン内燃機関の本件、12はシリンダ
ヘッド、14はシリンダブロック16はピストン、18
は燃焼室、20は点火プラグ、22は主吸気ポート、2
4は排気ポート、26は主吸気弁、28は吸気マニホル
ド、30は気化器、32はエアクリーナである。
0は自動車用ガソリン内燃機関の本件、12はシリンダ
ヘッド、14はシリンダブロック16はピストン、18
は燃焼室、20は点火プラグ、22は主吸気ポート、2
4は排気ポート、26は主吸気弁、28は吸気マニホル
ド、30は気化器、32はエアクリーナである。
シリンダヘッド12には燃焼室18に開口する噴射孔3
4が穿設され、同噴射孔は点火プラグ20の火花間隙3
6直下に指向されるとともにピストン16の頂面と例え
ば30°〜60°程度の設定角度を有してピストン16
方向に指向されている。
4が穿設され、同噴射孔は点火プラグ20の火花間隙3
6直下に指向されるとともにピストン16の頂面と例え
ば30°〜60°程度の設定角度を有してピストン16
方向に指向されている。
また、同噴射孔34は副吸気弁38を介して副吸気通路
40に接続されている。
40に接続されている。
主吸気弁26および副吸気弁38は共に同一のロッカア
ーム42により駆動されるキノコ弁で、同ロッカアーム
はロッカシャフト44に嵌合され、図示しない機関のク
ランクシャフトに連動して回動されるカムシャフト46
に設けられたカム48に当接して揺動する。
ーム42により駆動されるキノコ弁で、同ロッカアーム
はロッカシャフト44に嵌合され、図示しない機関のク
ランクシャフトに連動して回動されるカムシャフト46
に設けられたカム48に当接して揺動する。
また、上記ロッカアーム42のカム48への当接面とは
反対側のアーム部は2又に分岐し、各分岐部にはそれぞ
れアジャストスクリュ50,52が螺着され、一方のア
ジャストスクリュ50端面は主吸気弁26の弁棒上端面
に当接し、他方のアジャストスクリュ52端面は幅吸気
弁38の弁棒端面に当接している。
反対側のアーム部は2又に分岐し、各分岐部にはそれぞ
れアジャストスクリュ50,52が螺着され、一方のア
ジャストスクリュ50端面は主吸気弁26の弁棒上端面
に当接し、他方のアジャストスクリュ52端面は幅吸気
弁38の弁棒端面に当接している。
なお、54,56はバルブスプリング、58゜60はス
プリングシート、62は副吸気弁38のバルブガイドで
ある。
プリングシート、62は副吸気弁38のバルブガイドで
ある。
エアクリーナ32より気化器30および吸気マニホルド
28を介して吸気ポート22に連通ずる主吸気通路63
の気化器部分にはプライマリポート64及びセカンダリ
ポート65が設けられ、それぞれにベンナユIJ 66
、67およびスロットル弁6B、69が配置されてい
る。
28を介して吸気ポート22に連通ずる主吸気通路63
の気化器部分にはプライマリポート64及びセカンダリ
ポート65が設けられ、それぞれにベンナユIJ 66
、67およびスロットル弁6B、69が配置されてい
る。
64′はプライマリポート64の上流端近傍に設けられ
た周知のチョーク弁で、図示しないオートチョーク装置
等により、湿態時には同プライマリポート64を全開し
、冷態時には同プライマリポート64を温度に応じて閉
塞する。
た周知のチョーク弁で、図示しないオートチョーク装置
等により、湿態時には同プライマリポート64を全開し
、冷態時には同プライマリポート64を温度に応じて閉
塞する。
同チョーク弁64′は、冷態時のエンジン始動後には、
温度に応じた所定開度開作動し、吸気流量を必要以上に
絞ることなく制御する。
温度に応じた所定開度開作動し、吸気流量を必要以上に
絞ることなく制御する。
スロットル弁68の全閉位置近傍の吸気通路内壁には主
としてアイドル時あるいは軽負荷時に燃料を供給するア
イドルポート70およびスローポート72が穿設されア
イドルポート70にはアジャストスクリュ74が設けら
れている。
としてアイドル時あるいは軽負荷時に燃料を供給するア
イドルポート70およびスローポート72が穿設されア
イドルポート70にはアジャストスクリュ74が設けら
れている。
一方、ベンチュ!J 66 、67には主として中高負
荷時に燃料を供給するメインノズル76.77が設けら
れている。
荷時に燃料を供給するメインノズル76.77が設けら
れている。
図示していないエンジンの排気通路例えば排気マニホル
ドに一端が連通された排ガス還流通路78は途中に機関
の種々の運転状態を検出して排ガスの流量を制御する制
御弁80を介して他端が吸気マニホルド28の集合部に
連結されている。
ドに一端が連通された排ガス還流通路78は途中に機関
の種々の運転状態を検出して排ガスの流量を制御する制
御弁80を介して他端が吸気マニホルド28の集合部に
連結されている。
また、上記副吸気通路40は吸気マニホルド28に一体
に鋳込まれたパイプ82を介してベンチュIJ 66
、67より上流側の主吸気通路63に連通されている。
に鋳込まれたパイプ82を介してベンチュIJ 66
、67より上流側の主吸気通路63に連通されている。
83は上記副吸気通路40に供給される空気量を制限す
るオリフィスである。
るオリフィスである。
90は上記副吸気通路40に設けられた制御装置で、一
端が吸気マニホルド28に連通され他端がダイヤフラム
92を有した負千室94に連通された吸気系負圧通路9
6、同吸気系負圧通路96を大気開放するサーモバルブ
98、及び上記ダイヤフラム92に連結された制御弁1
00を備えている。
端が吸気マニホルド28に連通され他端がダイヤフラム
92を有した負千室94に連通された吸気系負圧通路9
6、同吸気系負圧通路96を大気開放するサーモバルブ
98、及び上記ダイヤフラム92に連結された制御弁1
00を備えている。
102は上記負圧室94に内設され上記ダイヤフラム9
2を介して制御弁100を閉方向に付勢するスプリング
である。
2を介して制御弁100を閉方向に付勢するスプリング
である。
上記サーモバルブ98は上記吸気マニホルド28に設け
られ機関冷却水が導入されるヒートライザ104に挿入
された感熱部106と同感熱部106に内股された熱膨
張性のサーモワックス108と同サーモワックス10B
の熱膨張により作動されるロッド110と同ロッド11
0の作動により上記吸気系負圧通路96を大気開放通路
112に連通せしめる大気開放弁114と同大気開放弁
114を閉方向に付勢するスプリング116と及びエア
クリーナ118とを有している。
られ機関冷却水が導入されるヒートライザ104に挿入
された感熱部106と同感熱部106に内股された熱膨
張性のサーモワックス108と同サーモワックス10B
の熱膨張により作動されるロッド110と同ロッド11
0の作動により上記吸気系負圧通路96を大気開放通路
112に連通せしめる大気開放弁114と同大気開放弁
114を閉方向に付勢するスプリング116と及びエア
クリーナ118とを有している。
上記構成によれば、機関湿態時には第1図工点鎖線で示
すごとくサーモバルブ98が吸気系負圧通路96を連通
せしめるので、制御装置90の負圧中94に吸気マニホ
ルド負圧が供給されて制御弁100を作動し、副吸気通
路40を開放せしめる。
すごとくサーモバルブ98が吸気系負圧通路96を連通
せしめるので、制御装置90の負圧中94に吸気マニホ
ルド負圧が供給されて制御弁100を作動し、副吸気通
路40を開放せしめる。
このため、エアクリーナ32から主吸気通路63に吸入
された空気の大部分が気化器30において燃料と所定の
空燃比に混合されて吸気ポー1〜22から燃焼室18に
吸入される。
された空気の大部分が気化器30において燃料と所定の
空燃比に混合されて吸気ポー1〜22から燃焼室18に
吸入される。
一方、上記吸入空気の一部はパイプ82を介し副吸気通
路40から噴射孔34に導ひかれ、同噴射孔34から燃
焼室1B内に噴射される。
路40から噴射孔34に導ひかれ、同噴射孔34から燃
焼室1B内に噴射される。
この噴射孔34からの噴射量および噴流の強さはスロッ
トル弁68の開度すなわち機関の負荷に応じて変化する
。
トル弁68の開度すなわち機関の負荷に応じて変化する
。
即ちスロットル開度が小さいアイドリング時あるいは軽
負荷時にはスロットル弁6Bの絞り作用により主吸気通
路63から供給される混合気量が少なく、燃焼室18に
は吸気行程中に高負圧が発生し、ベンチュリ66上流側
の主吸気通路63は略大気圧であるため、圧力差により
多量の空気が噴射孔34から燃焼室1B内に強力に噴出
される。
負荷時にはスロットル弁6Bの絞り作用により主吸気通
路63から供給される混合気量が少なく、燃焼室18に
は吸気行程中に高負圧が発生し、ベンチュリ66上流側
の主吸気通路63は略大気圧であるため、圧力差により
多量の空気が噴射孔34から燃焼室1B内に強力に噴出
される。
この結果燃焼室18内の吸入混合気は上記空気の噴出流
により強い渦流あるいは乱流を生じるとともに空気の混
合により主吸気通路63から吸入された混合気は層状化
され、または不均質な斑状態で希釈される。
により強い渦流あるいは乱流を生じるとともに空気の混
合により主吸気通路63から吸入された混合気は層状化
され、または不均質な斑状態で希釈される。
また、上記噴出流は点火プラグ20の火花間隙36直下
において同間隙近くを通過するため、火花間隙36付近
の残留燃焼ガスも誘動されて掃気され同火花間隙付近に
新しい吸入混合ガスが流入する。
において同間隙近くを通過するため、火花間隙36付近
の残留燃焼ガスも誘動されて掃気され同火花間隙付近に
新しい吸入混合ガスが流入する。
従って、圧縮行程の後半期に行われる点火時においても
、空気と混合気が層状または斑状に分布した状態で強い
渦流あるいは乱流が存在しており、また、火花間隙36
付近には常に吸入混合気が流動しているものと考えられ
、実験によれば従来の機関に比較して火焔伝播速度が向
上して失火限界が飛躍的に拡張され、燃費が改善される
とともに混合気を希薄化した場合でも出力低下が少なく
ドライバビリティが向上することを確認し得た。
、空気と混合気が層状または斑状に分布した状態で強い
渦流あるいは乱流が存在しており、また、火花間隙36
付近には常に吸入混合気が流動しているものと考えられ
、実験によれば従来の機関に比較して火焔伝播速度が向
上して失火限界が飛躍的に拡張され、燃費が改善される
とともに混合気を希薄化した場合でも出力低下が少なく
ドライバビリティが向上することを確認し得た。
なお、本実施例においては噴射孔34の内径が3mm程
度、副吸気通路40の内径が5u程度に設定され、軽負
荷運転領域で副吸気通路40から供給される吸気量が主
吸気通路63から供給される吸気量の10〜20%程度
に設定されている。
度、副吸気通路40の内径が5u程度に設定され、軽負
荷運転領域で副吸気通路40から供給される吸気量が主
吸気通路63から供給される吸気量の10〜20%程度
に設定されている。
また主吸気通路63および副吸気通路40より供給され
る吸気の総合の空燃比は第5図に示すごとき特性を得る
ように気化器30が調整されている。
る吸気の総合の空燃比は第5図に示すごとき特性を得る
ように気化器30が調整されている。
なお、第5図は縦軸にエンジン出力線、横軸にエンジン
回転数をとったエンジン出力線図であって実線Aはスロ
ットル弁68,69の全開出力線、実線Bは同スロット
ル弁のアイドル開度における出力線実線Cは平担路走行
曲線、一点鎖線は吸気マニホルド2Bに発生する吸気マ
ニホルド負圧の等負圧線、二点鎖線は等スロットル開度
線、破線は等空燃比線であって図中の数字は空燃比を表
わす。
回転数をとったエンジン出力線図であって実線Aはスロ
ットル弁68,69の全開出力線、実線Bは同スロット
ル弁のアイドル開度における出力線実線Cは平担路走行
曲線、一点鎖線は吸気マニホルド2Bに発生する吸気マ
ニホルド負圧の等負圧線、二点鎖線は等スロットル開度
線、破線は等空燃比線であって図中の数字は空燃比を表
わす。
またハツチング領域りは軽負荷運転領域を示す。
上記ハツチング領域りで示す軽負荷運転領域においては
、空燃比が、通常のエンジンの同一領域における空燃比
より大きい15〜17程度に調整されている。
、空燃比が、通常のエンジンの同一領域における空燃比
より大きい15〜17程度に調整されている。
また、排ガス還流通路78を介して吸気マニホルド28
内に吸入される排ガス量は制御弁80により制飢される
が、この排ガス還元量はNOxの排出量を設定値以内に
抑えるように調整される。
内に吸入される排ガス量は制御弁80により制飢される
が、この排ガス還元量はNOxの排出量を設定値以内に
抑えるように調整される。
一方、スロットル開度が大きい高負荷運転領域において
は、スロットル弁68,69による絞り作用が小さく、
主吸気通路63を介して多量の混合気が燃焼室18内に
吸入されるため、副吸気通路40からの噴射量および噴
出力は低下して噴射空気のスワール効果も減少するが、
この場合には吸気効率が犬で、しかも混合気が吸気ポー
ト22より燃焼室18に流入する時強力な渦流あるいは
乱流を生じ、また燃焼室18の内壁の温度も上昇するた
め特に噴射孔34からの噴流により強い渦流や乱流を発
生させなくても火焔伝播速度が高く燃焼性は良好である
。
は、スロットル弁68,69による絞り作用が小さく、
主吸気通路63を介して多量の混合気が燃焼室18内に
吸入されるため、副吸気通路40からの噴射量および噴
出力は低下して噴射空気のスワール効果も減少するが、
この場合には吸気効率が犬で、しかも混合気が吸気ポー
ト22より燃焼室18に流入する時強力な渦流あるいは
乱流を生じ、また燃焼室18の内壁の温度も上昇するた
め特に噴射孔34からの噴流により強い渦流や乱流を発
生させなくても火焔伝播速度が高く燃焼性は良好である
。
機関冷態時には第1図実線で示す如く、サーモバルブ9
8が吸気系負圧通路96を大気開放せしめるので、制御
装置90はスプリング102の付勢力により制御弁10
0が幅吸気通路40を閉塞する方向に作動する。
8が吸気系負圧通路96を大気開放せしめるので、制御
装置90はスプリング102の付勢力により制御弁10
0が幅吸気通路40を閉塞する方向に作動する。
このとき、プライマリポート64のチョーク弁64′は
、始動時において充分同プライマリポート64を閉じて
いるが、始動後は、同プライマリポート64を所定開度
開作動して燃焼室18に供給される吸気流量を必要以上
絞らないよう制御する。
、始動時において充分同プライマリポート64を閉じて
いるが、始動後は、同プライマリポート64を所定開度
開作動して燃焼室18に供給される吸気流量を必要以上
絞らないよう制御する。
しかしながら、該作動によりプライマリポート64で形
成され燃焼室に供給される混合気は、吸気流量の増加に
対して徐々に濃くなる傾向を有しており、所定の運転状
態において適切な空燃比となるよう設定されていると、
該所定の運転状態より吸気流量が底い運転状態、すなわ
ちアイドル運転を含む低速、低負荷運転状態において混
合気が薄くなる傾向を有している。
成され燃焼室に供給される混合気は、吸気流量の増加に
対して徐々に濃くなる傾向を有しており、所定の運転状
態において適切な空燃比となるよう設定されていると、
該所定の運転状態より吸気流量が底い運転状態、すなわ
ちアイドル運転を含む低速、低負荷運転状態において混
合気が薄くなる傾向を有している。
特に冷態始動時には該燃焼室18内の燃焼が極めて不安
定であり、且つ燃焼限界最大空燃比が著しく低下するが
、この時には上記燃焼室18には主吸気通路63のみを
介して気化器30の形成した混合気が供給され、副吸気
通路40が閉塞されるため、混合気の希薄化を防止し、
従って、冷態時においても安定した燃焼が行なえる。
定であり、且つ燃焼限界最大空燃比が著しく低下するが
、この時には上記燃焼室18には主吸気通路63のみを
介して気化器30の形成した混合気が供給され、副吸気
通路40が閉塞されるため、混合気の希薄化を防止し、
従って、冷態時においても安定した燃焼が行なえる。
以上より明らかなとさく、本実施例によれば、燃焼室1
8の内壁温度が比較的低く、吸入効率が悪い等の燃焼条
件の悪い軽負荷運転領域において、排ガスの一部を混入
した混合気にさらに燃焼室18内で噴射孔34より流入
する空気を混合して得られた総合空燃比が11〜14程
度の混合気は勿論のこと、総合空燃比が15〜21程度
の希薄混合気とした燃焼性の悪い混合気でも安定的に燃
焼させることができ、この際噴射孔34からの強力な空
気噴射により強い渦流または乱流が発生するとともに、
噴射された空気が主吸気通路63から吸入された混合気
に適度な層状または斑状態で混合されることにより、N
Oxの発生量が増大することなく燃焼速度が向上して燃
焼完了時間が短縮され、燃費が低減されるとともにドラ
イバビリティが向上し、しかもHe 、00等の未燃焼
ガスの排出量も低減されるという効果を奏する。
8の内壁温度が比較的低く、吸入効率が悪い等の燃焼条
件の悪い軽負荷運転領域において、排ガスの一部を混入
した混合気にさらに燃焼室18内で噴射孔34より流入
する空気を混合して得られた総合空燃比が11〜14程
度の混合気は勿論のこと、総合空燃比が15〜21程度
の希薄混合気とした燃焼性の悪い混合気でも安定的に燃
焼させることができ、この際噴射孔34からの強力な空
気噴射により強い渦流または乱流が発生するとともに、
噴射された空気が主吸気通路63から吸入された混合気
に適度な層状または斑状態で混合されることにより、N
Oxの発生量が増大することなく燃焼速度が向上して燃
焼完了時間が短縮され、燃費が低減されるとともにドラ
イバビリティが向上し、しかもHe 、00等の未燃焼
ガスの排出量も低減されるという効果を奏する。
第6図に示す本発明の第2実施例は、上記第1実施例に
おいて、副吸気通路40の上記制御弁100下流側に、
上記プライマリポートのベンチュリ66とスロットル弁
68との間に開口する側温合気通路120が設けられ、
同側混合気通路120にはオリフィス122が設けられ
ている。
おいて、副吸気通路40の上記制御弁100下流側に、
上記プライマリポートのベンチュリ66とスロットル弁
68との間に開口する側温合気通路120が設けられ、
同側混合気通路120にはオリフィス122が設けられ
ている。
本実施例によれば、湿態時には上記副吸気通路40にオ
リフィス83を介して空気のみを供給し、冷態時には上
記側温合気通路120を介してメインノズル76から噴
出された微量の燃料を含む混合気が供給される。
リフィス83を介して空気のみを供給し、冷態時には上
記側温合気通路120を介してメインノズル76から噴
出された微量の燃料を含む混合気が供給される。
従って、上記第1実施例同様の作用効果を奏するととも
に実質的に燃焼室18内に供給される空気、燃料ともに
増大し従って冷態時において安定した燃焼が行なえ且つ
暖機を促進せしめる。
に実質的に燃焼室18内に供給される空気、燃料ともに
増大し従って冷態時において安定した燃焼が行なえ且つ
暖機を促進せしめる。
第7図に示す本発明の第3実施例は、上記第1実施例に
おいて副吸気通路40の上流端を排気系に連通させたも
ので、一端が排ガス還流通路7Bに連通し他端がニップ
ル130を介して上記副吸気通路40に連通した排ガス
導入管132を有している。
おいて副吸気通路40の上流端を排気系に連通させたも
ので、一端が排ガス還流通路7Bに連通し他端がニップ
ル130を介して上記副吸気通路40に連通した排ガス
導入管132を有している。
本実施によっても、上記第1実施例と同様の作用効果を
奏する。
奏する。
次に本発明の第4実施例を第8図〜第11図に従って説
明する。
明する。
先ず本実施例における内燃機関について説明する。
第8図〜第11図において210は自動車用ガソリン内
燃機関の本体、212はシリンダヘッド、214はシリ
ンダブロック、216はピストン、21Bは燃焼室、2
20は点火プラグ、222は主吸気ポート、224は排
気ポート、226は主吸気弁、228は吸気マニホルド
、230は気化器、232はエアクリーナである。
燃機関の本体、212はシリンダヘッド、214はシリ
ンダブロック、216はピストン、21Bは燃焼室、2
20は点火プラグ、222は主吸気ポート、224は排
気ポート、226は主吸気弁、228は吸気マニホルド
、230は気化器、232はエアクリーナである。
燃焼室218を限界するシリンダヘッド212の凹部は
半球形状で、点火プラグ220のスパークギャップ23
4はシリンダヘッド212の燃焼室218を形成する球
状壁面236に設けられた小凹部238中央部において
上記球状壁面236の延長面の近傍に配置されている。
半球形状で、点火プラグ220のスパークギャップ23
4はシリンダヘッド212の燃焼室218を形成する球
状壁面236に設けられた小凹部238中央部において
上記球状壁面236の延長面の近傍に配置されている。
また、シリンダヘッド212には上記小凹部238に隣
接して開口し中心線がピストン216頂面と略60度の
角度を有する貫通孔240が穿設され、同貫通孔240
の燃焼室218側からは中空円筒状の噴射室形成部材2
42が嵌合され、反対側からはバルブガイド244が嵌
合され、バルブガイド244端部外周面に設けられたオ
ネジ部と噴射室形成部材242端部内周面に設けられた
メネジ部とを螺合することにより両者は上記貫通孔24
0内の小径部246を挾持してシリンダヘッド212に
固着されている。
接して開口し中心線がピストン216頂面と略60度の
角度を有する貫通孔240が穿設され、同貫通孔240
の燃焼室218側からは中空円筒状の噴射室形成部材2
42が嵌合され、反対側からはバルブガイド244が嵌
合され、バルブガイド244端部外周面に設けられたオ
ネジ部と噴射室形成部材242端部内周面に設けられた
メネジ部とを螺合することにより両者は上記貫通孔24
0内の小径部246を挾持してシリンダヘッド212に
固着されている。
バルブガイド244には副吸気弁248が摺動可能に嵌
合され、バルブガイド244のメネジ部側には副吸気弁
248外周面とバルブガイド244の内周面とが隙間を
有して断面形状が円還状の副吸気通路250を形成し、
同副吸気通路250はバルブガイド244に穿設された
孔252を介してシリンダヘッド212に形成された副
吸気通路254に連通されるとともに、噴射室形成部材
242内の噴射室256に開口され、同開口はバルブガ
イド244先端に形成されたバルブシート25Bに副吸
気弁248の傘部が当接することにより閉じられる。
合され、バルブガイド244のメネジ部側には副吸気弁
248外周面とバルブガイド244の内周面とが隙間を
有して断面形状が円還状の副吸気通路250を形成し、
同副吸気通路250はバルブガイド244に穿設された
孔252を介してシリンダヘッド212に形成された副
吸気通路254に連通されるとともに、噴射室形成部材
242内の噴射室256に開口され、同開口はバルブガ
イド244先端に形成されたバルブシート25Bに副吸
気弁248の傘部が当接することにより閉じられる。
上記噴射室形成部材242は主燃焼室218内に突設さ
れるとともに突出部に噴射室256と主燃焼室218と
を連通ずる噴射孔260が穿設され同噴射孔260はス
パークギャップ234近傍に設けられるとともに、スパ
ークギャップ234直下でしかもシリンダヘッド212
の球状壁面236に略沿った方向に指向されている。
れるとともに突出部に噴射室256と主燃焼室218と
を連通ずる噴射孔260が穿設され同噴射孔260はス
パークギャップ234近傍に設けられるとともに、スパ
ークギャップ234直下でしかもシリンダヘッド212
の球状壁面236に略沿った方向に指向されている。
主吸気弁226及び副吸気弁248はともに同一のロッ
カアーム262により、駆動されるキノコ弁で、同ロッ
カアーム262はロッカシャフト264に嵌合され、機
関により回動されるカムシャフト266に設けられたカ
ム268に当接して揺動し、カム26Bへの当接面とは
反対側のアーム部は2叉に分岐し各分岐部にはそれぞれ
アジャストスクリュ270,272が螺着されている。
カアーム262により、駆動されるキノコ弁で、同ロッ
カアーム262はロッカシャフト264に嵌合され、機
関により回動されるカムシャフト266に設けられたカ
ム268に当接して揺動し、カム26Bへの当接面とは
反対側のアーム部は2叉に分岐し各分岐部にはそれぞれ
アジャストスクリュ270,272が螺着されている。
アジャストスクリュ270の端面は主吸気弁226の弁
棒上端面に当接し、アジャストスクリュ272の端面は
副吸気弁248の弁棒端面に当接している。
棒上端面に当接し、アジャストスクリュ272の端面は
副吸気弁248の弁棒端面に当接している。
なお、274,276はバルブスプリング、278.2
80はスプリングシート、282゜284はシールリン
グである。
80はスプリングシート、282゜284はシールリン
グである。
上記構成によれは、エアクリーナ32より主吸気通路6
3に吸入された空気の大部分が気化器30において燃料
と所定の空燃比に試合されて吸気ポート222より燃焼
室21Bに吸入される一方、上記吸入空気の一部は副吸
気通路254゜250を介して噴射室256に導かれ、
噴射孔260より燃焼室218内に噴射される。
3に吸入された空気の大部分が気化器30において燃料
と所定の空燃比に試合されて吸気ポート222より燃焼
室21Bに吸入される一方、上記吸入空気の一部は副吸
気通路254゜250を介して噴射室256に導かれ、
噴射孔260より燃焼室218内に噴射される。
この噴射孔260からの噴射量及び噴流の強さはスロッ
トル弁68,69の開度すなわち機関の負荷に応じて変
化し、スロットル開度が小さいアイドリング時あるいは
軽負荷時にはスロットル弁6B、69の絞り作用により
主吸気通路63より供給される混合気量が少なく、燃焼
室218には吸気行程時高負王が発生し、ベンチュリ6
6゜67上流側の主吸気通路63は略大気圧であるため
、圧力差により多量の空気が噴射孔260より強力に噴
出され、この噴出流はスパークギャップ234近傍を通
過することにより同ギャップ234周囲の既燃ガスが掃
気されるとともに、球状壁面236に沿って流下し、吸
気ポート222より吸入された混合気に強力なスワール
及びタービレンスを与え、このスワール及びタービレン
スは王縮行程中にも残存し、混合気と空気とを層状又は
斑状に分布させるとともに、点火後の火焔伝播を助ける
役目をするものと推考される。
トル弁68,69の開度すなわち機関の負荷に応じて変
化し、スロットル開度が小さいアイドリング時あるいは
軽負荷時にはスロットル弁6B、69の絞り作用により
主吸気通路63より供給される混合気量が少なく、燃焼
室218には吸気行程時高負王が発生し、ベンチュリ6
6゜67上流側の主吸気通路63は略大気圧であるため
、圧力差により多量の空気が噴射孔260より強力に噴
出され、この噴出流はスパークギャップ234近傍を通
過することにより同ギャップ234周囲の既燃ガスが掃
気されるとともに、球状壁面236に沿って流下し、吸
気ポート222より吸入された混合気に強力なスワール
及びタービレンスを与え、このスワール及びタービレン
スは王縮行程中にも残存し、混合気と空気とを層状又は
斑状に分布させるとともに、点火後の火焔伝播を助ける
役目をするものと推考される。
また、スパークギャップ234で着火されると、一部の
火焔は噴射室256内に進入し、噴射室256内は小室
であるため急激に燃焼されて高温高圧となり、火焔が勢
いよく噴射孔260から主燃焼室218内に押し出され
、この噴流も主燃焼室218内で進行中の燃焼を促進す
るものと推考される。
火焔は噴射室256内に進入し、噴射室256内は小室
であるため急激に燃焼されて高温高圧となり、火焔が勢
いよく噴射孔260から主燃焼室218内に押し出され
、この噴流も主燃焼室218内で進行中の燃焼を促進す
るものと推考される。
一方スロットル開度が大きい高負荷運転領域においては
、スロットル弁6B、69による絞り作用が小さく、主
吸気通路63を介して多量の混合気が燃焼室218内に
吸入されるため、噴射室256からの噴射量及び噴出力
は低下するが、この場合には吸気効率が大で、しかも混
合気が吸気ポート222より燃焼室218に流入する時
強力な過流あるいは乱流を生じ、また燃焼室218の内
壁の温度も上昇するため、特に噴射孔260からの噴流
により渦流や乱流を発生させなくても火焔伝播速度が上
昇して燃焼性は向上する。
、スロットル弁6B、69による絞り作用が小さく、主
吸気通路63を介して多量の混合気が燃焼室218内に
吸入されるため、噴射室256からの噴射量及び噴出力
は低下するが、この場合には吸気効率が大で、しかも混
合気が吸気ポート222より燃焼室218に流入する時
強力な過流あるいは乱流を生じ、また燃焼室218の内
壁の温度も上昇するため、特に噴射孔260からの噴流
により渦流や乱流を発生させなくても火焔伝播速度が上
昇して燃焼性は向上する。
上記実施例において、スパークギャップ234と噴射孔
260との距離Xを余り小さくすると、噴射室形成部材
242が過熱されてホットスポットを形成し、ブレイグ
ニションの原因となり、また距離Xを大きくすると掃気
効果が低減されるとともに、着火後火焔の噴射室256
への侵入が遅れ噴流による燃焼性向上は低下する。
260との距離Xを余り小さくすると、噴射室形成部材
242が過熱されてホットスポットを形成し、ブレイグ
ニションの原因となり、また距離Xを大きくすると掃気
効果が低減されるとともに、着火後火焔の噴射室256
への侵入が遅れ噴流による燃焼性向上は低下する。
また、噴射室形成部材242の主燃焼室218内への突
出量を大きくすると、突出端がホットスポットとなって
この場合にもブレイグニションを生ずるため、出来るだ
けこの突出量は小さくした方がよい。
出量を大きくすると、突出端がホットスポットとなって
この場合にもブレイグニションを生ずるため、出来るだ
けこの突出量は小さくした方がよい。
更に、上記実施例においては噴射孔260をスパークギ
ャップ234近傍に設けるとともに、スパークギャップ
234直下でしかもシリンダヘッド212の球状壁面2
36に略沿った方向に指向しているが、直接スパークギ
ャップ234に指向させても、またスパークギャップ2
34直下より多少ずらせた方向に指向させても燃費は向
上する。
ャップ234近傍に設けるとともに、スパークギャップ
234直下でしかもシリンダヘッド212の球状壁面2
36に略沿った方向に指向しているが、直接スパークギ
ャップ234に指向させても、またスパークギャップ2
34直下より多少ずらせた方向に指向させても燃費は向
上する。
上記構成になる内燃機関も上記第1実施例同様の作用効
果を奏し、父上記第4実施例において副吸気通路の上流
端を第2、第3実施例の如くベンチュリとスロットル弁
との間、又は排気系に開口せしめても同様の作用効果を
奏するものである。
果を奏し、父上記第4実施例において副吸気通路の上流
端を第2、第3実施例の如くベンチュリとスロットル弁
との間、又は排気系に開口せしめても同様の作用効果を
奏するものである。
また、上記実施例においては、気化器付ガソリン内燃機
関の場合を示しているが、吸気ポート222に導かれる
混合気の生成は燃料噴射装置等地の混合気生成装置によ
る場合でも同様な効果を示し、また、使用される燃料と
しては何らガソリンに限定されるものではなく、LPG
、灯油あるいは軽油等信の燃料を使用した場合でも、燃
焼性向上、燃費低減効果は生じる。
関の場合を示しているが、吸気ポート222に導かれる
混合気の生成は燃料噴射装置等地の混合気生成装置によ
る場合でも同様な効果を示し、また、使用される燃料と
しては何らガソリンに限定されるものではなく、LPG
、灯油あるいは軽油等信の燃料を使用した場合でも、燃
焼性向上、燃費低減効果は生じる。
さらに、上記各実施例において副吸気通路に設けられ機
関冷態時に同副吸気通路を絞る制御装置はサーモバルブ
により負圧通路を開閉し、該負圧により作動されるもの
を用いたが、サーモバルブに限らずバイメタル等の温度
応動装置を用いても良く、又該温度を電気的に検出して
ソレノイド機構により制御弁を開閉せしめても良く、さ
らに該制御弁は温度に比例した絞りを与える可変絞り弁
としでも良い。
関冷態時に同副吸気通路を絞る制御装置はサーモバルブ
により負圧通路を開閉し、該負圧により作動されるもの
を用いたが、サーモバルブに限らずバイメタル等の温度
応動装置を用いても良く、又該温度を電気的に検出して
ソレノイド機構により制御弁を開閉せしめても良く、さ
らに該制御弁は温度に比例した絞りを与える可変絞り弁
としでも良い。
さらに、又内燃機関の型式も4サイクルレシプロエンジ
ンに限定されるものではなく、燃焼室内に点火プラグの
スパークギャップを臨ませるとともに同スパークギャッ
プの近傍に上記燃焼室内の設定方向に指向して空気、混
合気、排気ガス等の気体を噴射させる噴射孔を設けた内
燃機関に適用し得るものである。
ンに限定されるものではなく、燃焼室内に点火プラグの
スパークギャップを臨ませるとともに同スパークギャッ
プの近傍に上記燃焼室内の設定方向に指向して空気、混
合気、排気ガス等の気体を噴射させる噴射孔を設けた内
燃機関に適用し得るものである。
第1図は本発明の第1実施例を示す断面図、第2図は第
1図のA−A矢視図、第3図は第1図のB−B矢視図、
第4図は第1図の0−0矢視断面図、第5図は上記第1
実施例の作用説明に供されるエンジン出力線図、第6図
は本発明の第2実施例を示す断面図、第7図は本発明の
第3実施例を示す要部断面図、第8図は本発明の第4実
施例を示す断面図、第9図は第8図のA−A矢視図、第
10図は第8図のB−B矢視断面図、第11図は第8図
のC矢視図である。 10.210;内燃機関本体、12,212;シリンダ
ヘッド、14,214;シリンタフランク、16,21
6;ピストン、1B、218;燃焼室、20,220;
点火プラグ、22,222;主吸気ポート、24,22
4;排気ポート、26゜226;主吸気弁、2B、22
8;吸気マニホルド、30.230 ;気化器、32,
232;エアクリーナ、34,260;噴気孔、36,
234;火花間隙、3B、248;副吸気弁、40゜2
50.254;副吸気通路、63;主吸気通路、66.
67;ベンチュリ、6B、69;スロットル弁、82;
パイプ、83;オリフィス、90;制御装置、94;負
圧室、96;吸気系負圧通路、98;サーモバルブ、1
00;制御弁、106;感熱部、112;大気開放通路
、114;大気開放弁。
1図のA−A矢視図、第3図は第1図のB−B矢視図、
第4図は第1図の0−0矢視断面図、第5図は上記第1
実施例の作用説明に供されるエンジン出力線図、第6図
は本発明の第2実施例を示す断面図、第7図は本発明の
第3実施例を示す要部断面図、第8図は本発明の第4実
施例を示す断面図、第9図は第8図のA−A矢視図、第
10図は第8図のB−B矢視断面図、第11図は第8図
のC矢視図である。 10.210;内燃機関本体、12,212;シリンダ
ヘッド、14,214;シリンタフランク、16,21
6;ピストン、1B、218;燃焼室、20,220;
点火プラグ、22,222;主吸気ポート、24,22
4;排気ポート、26゜226;主吸気弁、2B、22
8;吸気マニホルド、30.230 ;気化器、32,
232;エアクリーナ、34,260;噴気孔、36,
234;火花間隙、3B、248;副吸気弁、40゜2
50.254;副吸気通路、63;主吸気通路、66.
67;ベンチュリ、6B、69;スロットル弁、82;
パイプ、83;オリフィス、90;制御装置、94;負
圧室、96;吸気系負圧通路、98;サーモバルブ、1
00;制御弁、106;感熱部、112;大気開放通路
、114;大気開放弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 燃焼室内に点火プラグのスパークギャップを臨ませ
るとともに、同スパークギャップの近傍に上記燃焼室内
の上記スパークギャップ近傍方向に指向して空気、混合
気、排気ガス等の気体を噴射させる噴射孔を設けた内燃
機関において、上記燃焼室に吸気を供給する主吸気通路
、同主吸気通路とは別個に設けられ上記噴射孔に連通ず
る副吸気通路、及び同副吸気通路に設けられ機関冷態時
に同副吸気通路を絞る制御弁を有する制御装置を備えた
ことを特徴とする内燃機関。 2 上記主吸気通路に気化器を設は該主吸気通路を介し
て混合気を上記燃焼室に供給するように構成したことを
特徴とする特許 項記載の内燃機関。 3 上記副吸気通路の上流端が気化器に設けられたベン
チュリ部より上流に開口されていることを特徴とする上
記特許請求の範囲第2項記載の内燃機関。 4 上記副吸気通路の上流端が気化器のベンチュリ部と
スロットル弁との間に開口されていることを特徴とする
上記特許請求の範囲第2項記載の内燃機関。 5 上記副吸気通路の上流端が内燃機関の排気系機関を
提供することにある。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51082387A JPS5930892B2 (ja) | 1976-07-09 | 1976-07-09 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51082387A JPS5930892B2 (ja) | 1976-07-09 | 1976-07-09 | 内燃機関 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS538406A JPS538406A (en) | 1978-01-25 |
JPS5930892B2 true JPS5930892B2 (ja) | 1984-07-30 |
Family
ID=13773160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51082387A Expired JPS5930892B2 (ja) | 1976-07-09 | 1976-07-09 | 内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5930892B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5762919A (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-16 | Suzuki Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JPH0741773B2 (ja) * | 1985-02-01 | 1995-05-10 | 住友ゴム工業株式会社 | 重車両用ラジアルタイヤ |
JPS62165792A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-22 | Toshiba Corp | 連想メモリ |
JPS6328704A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-06 | Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd | ラジアルタイヤ |
-
1976
- 1976-07-09 JP JP51082387A patent/JPS5930892B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS538406A (en) | 1978-01-25 |
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