JPS63131823A - 内燃機関 - 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】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、内燃機関に関するもので、詳しくは、主燃焼
室の近傍に燃焼活性化室を備えた内燃機関に関する。

ｂ、　従来の技術とその問題点 内燃機関、例えば圧縮着火機関の燃焼方式としては、直
接噴射式、予燃焼室式、渦流室式、空気室式等がある。

しかし、何れの燃焼方法においても、液体燃料を燃焼室
等に直接的に噴射するようにしているので、噴射させた
液体燃料と空気との均一な混合気体が形成される前に、
圧縮着火燃焼が開始されてしまう場合があった。この場
合には、燃焼室内に未燃焼ハイドロカーボンが生成され
るとともに、圧縮着火機関から黒煙が排出され、したが
って、燃料効率は低下し、大気汚染の一因を形成してい
た。

また、現在の圧縮着火機関の多くは、高圧縮比かつ高温
で燃焼させるようにしているために窒素酸化物（ＮＯｌ
ｌ）が多量に排出され、これも大気汚染の一因を成して
いた。

本発明は上述の如き実状に鑑みて発明されたものであう
で、その目的は、燃焼効率が高く排気ガス中に含まれる
黒煙および窒素酸化物等を大巾に減少させることができ
る内燃機関を捷供することにある。

Ｃ６問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明では、主燃焼室の近
傍に燃料活性化室を有するとともに、該燃料活性化室と
上記主燃焼室との間にこれら間を開閉する弁を備えた内
燃機関において、上記弁の弁体をその弁座に対して上記
燃料活性化室側に移動可能に設けるとともに、上記弁体
と上記燃料活性化室壁面のそれぞれに互いに対峙する圧
縮作用面を形成し、もって上記弁体が上記燃料活性化室
側に移動されて上記弁が開成されるのに際し、上記両圧
縮作用面間で上記燃料活性化室内の活性化された燃料を
スキッシュして上記主燃焼室に吹出させる構成としてい
る。

ｄ、　実施例 以下、本発明に係る内燃機関の実施例について添附図面
を参照しながら詳細に説明する。

第１図〜第３図は、本発明の一実施例を示すものである
。

本実施例の内燃機関１は、ディーゼル機関の如く圧縮着
火機関である。

内燃機関ｌでは、その主燃焼室２の上方近傍に燃料活性
化室３が備えられている。

燃料活性化室３と主燃焼室２は、弁４を介して連絡され
ている。

燃料活性室３は、略楕円球形状に形成されており、その
内部にグロープラグ４および燃料噴射ノズル５が臨まれ
ている。

弁４は、シリンダヘッド６の底部で燃料活性化室３を主
燃焼室２に開口すべく形成された孔を成す弁座７と、シ
リンダヘッド６の上部から差渡されたロッド８の先端に
設けられた弁体９とから成る。

ロッド８は、燃料活性化室３から上方に向かってシリン
ダヘッド６に穿設した孔１０に摺動自在に挿通され支持
されている。

弁体９は、その上面９ａおよび底面９ｂが共に球面状に
形成されている。

とくに、弁体９の上面（圧縮作用面）　９ａと、これに
対峙する燃料活性化室３の天井面（圧縮作用面）　３ａ
は、弁４の開成時にこれらによって挟まれる空間を圧縮
あるいはスキッシュさせる働きをすべく、互いに対峙さ
れている。

これとともに、弁体９の上面９ａは、燃料活性化室３の
天井面３ａと曲率が同じとされ、弁体９が燃料活性化室
３の最上部に位置された際には、それぞれの上面９ａお
よび天井面３ａは互いに密接し、燃料活性化室３を孔１
０を介しての外部に対してシールするようになっている
。

ここで、弁座７および弁体９の側面９ｅは互いに平行に
向かい合い、これらは、ロッド８の軸方向と直角方向に
向けられている。したがって、弁体９は、弁座７に対し
て上下動可能に構成されている。

本実施例では、弁体９は、弁座７の上方へ、すなわち、
燃料活性化室３側へ摺動可能に設けられている。

弁体９は、ロッド８の上端に設けられた付勢板１１とシ
リンダヘッド６との間に介在設置されたスプリング１２
によって常時上方へ付勢されている。

さらに、付勢板１１には、例えばクランクシャフト（図
示せず）の動力によって所定タイミングで回転駆動され
るカム１３が当接されている。なお、このカム１３の形
状は、点火時期に弁４を開成させるべく形成されれば、
いかなる形状としても良い。

さらに、弁体９には、弁４の開成時に、ピストン１４に
よって圧縮された主燃焼室２内のエアを燃料活性化室３
へ導入させるための小孔９ｄが穿設されている。

また、当該内燃機関１は、所定タイミングで圧縮エアを
燃料活性化室３へ供給する圧縮エア供給手段１５を備え
ている。

圧縮エア供給手段１５は、エアクリーナ等を介して得ら
れる清浄なエアの一部を圧縮するポンプ１６と、該ポン
プによって圧縮されたエアを蓄積するタンク１７と、該
タンクから燃料活性化室３に圧縮エアを導く導管１８と
、導管１８の途中に介在された常閉型電磁弁１９と、該
電磁弁１９を適宜に開閉制御する電磁弁制御部２０等と
から構成されている。

ポンプ１６は図示しないクランクシャフトの動力が伝達
されて駆動される。

電磁弁制御部２０は、当該内燃機関が加速されている時
（以下加速時という）あるいは負荷を力１番すられてい
る時（以下加賀荷時という）に電磁弁１９を開成させて
燃料活性化室３に圧縮エアを送るように作動されるもの
である。

本実施例では、当該内燃機関の加速時あるし１番ま加賀
荷時に燃料供給ポンプ２のコントロールラック２１ａが
一方に大きく移動されることを利用し、このコントロー
ルランク２１ａの作動によってスイッチ２２のアクチュ
エータを押圧させて該スイッチを開成させ、これによっ
てバッテリ２３からスイッチ２２を介して電磁弁１９に
作動電流を流すようにしている。

なお、２４は、タンク１７からポンプ１６側に圧縮エア
が逆流しないように、ポンプ１６とタンク１７と間を結
ぶ導管２５の途中に介在させた逆止弁であり、２６はタ
ンク１７内の圧力を一定に保ったためのＩＪ　ＩＪ−フ
弁である。

本実施例の内燃機関１における作用は、次のとおりであ
る。

１）噴射燃料の早期活性化 燃料は比較的早期に、燃料噴射ノズル５により高温の残
留ガスや壁面をもつ大きな燃料活性化室３に噴射され、
弁４または、弁体９の小孔９ｄから流入する圧縮行程中
の圧縮エアと予混合されかつ予熱されて、均一な混合気
を形成する。なお、この小孔９ｄを余り大きくすると、
この燃料活性化室３において自己着火し、いわゆるディ
ーゼル燃焼となるので、小孔９ｄの径は比較的小さく設
定するのが好ましい。

２）弁４による着火時期の制御 燃料活性化室３の近傍に設けられている茸弁４の弁体９
を引き上げることにより、弁体の上部にある均一な活性
化（予混合、予熱）された混合気は、弁体７の上面９ａ
と燃料活性化室３の天井面３ａ間におけるスキッシュ作
用により、開放された弁孔から主燃焼室２に放出され新
気と接触して直ちに着火燃焼する。

よって、この弁４の開閉時期を適当に選択することによ
りディーデル機関の着火を最適制御することもできる。

また、弁４の開閉時期と燃料供給時間も制御することが
できる事により、燃料活性化室３において、予め燃料と
空気を予混合し予熱し活性化する事ができるため、燃料
を種々の内燃機関に適した最適の状態にガス化出来る。

したがって、多種の燃料を使用出来るとともに、内燃機
関全般に採用できる。

３）活性化に伴う予混合燃焼 ディーゼル燃焼特有なディーゼルノックをおこすことな
く、静かな予混合燃焼を実現でき、排ガスも少く、とく
に黒煙はほとんど見られない。そのため、高速回転が可
能となり、圧縮比も若干低下させ得るので、機関の軽量
化が期待できる。また、空気過剰率を１．０に近づける
ことができるので出力向上も可能となる。

第４図は、本発明に係る内燃機関の他の実施例を示すも
のである。なお、第４図において、第１図に示した要素
と同様の機能を有するものについては同一符号を付し、
その詳細な説明を省略する。

本実施例の内燃機関２７では、その燃料活性化室２８お
よび弁体２９をそれぞれ略円錐形状としたものである。

本実施例においても、弁体２９の上面２９ａ　と、燃料
活性化室２８の天井面２８ａ　との間に存するエアを圧
縮あるいはスキッシュできるように、これら面２８ａ、
　２７ａは互いに対峙され、しかも、弁体２９が最上地
点（第４図に点線で示される）にある際にはシール可能
に互いに密接すべく形成されている。

第５図は、本発明に係る内燃機関のさらに他の実施例を
示すものである。なお、第５図において、第１図に示し
た要素と同様の機能を有するものについては同一符号を
付し、その詳細な説明を省略する。

本実施例の内燃機関３０では、その燃料活性化室３１を
略円柱形状、詳しくは長円断面柱状とし、弁体３２を円
柱形状（あるいは円板形状）としたものである。

本実施例においても、弁体３２の上面３２ａ　と、燃料
活性化室３１の天井面３１ａ　との間に存するエアを圧
縮あるいはスキッシュできるようにし、これらの面３２
ａ、　３１ａは互いに対峙され、しかも、弁体３２が最
上地点（第５図に点線で示される）にある際にはシール
可能に互いに密接すべく形成されている。

なお、上記実施例では、内燃機関の加速時あるいは加負
荷時を燃料供給ポンプ２１のコントロールランク２１ａ
の移動量から検出するようにしているが、これに限らず
、アクセルペダルの踏込量やキャブレータ内のスロット
ルバルブやチョークパルプの回動量あるいはキャブレー
ク内の加速ポンプのポンプレバー等の移動量から検出す
るようにしても良く、要は、内燃機関が加速時（あるい
は加負荷時）にあることを検出できれば、いかなる方法
を採用しても良い。

加えて、本発明に係る内燃機関は、２サイクルあるいは
４サイクルタイプのいずれでも良く、また通常のガソリ
ン機関（オツトーサイクル）でもディーゼル機関でも良
く、特に限定されない。

ｅ、　発明の詳細 な説明したように、本発明に係る内！！！、機関によれ
ば、燃料活性化室内において、高圧、高温のもとに燃料
を予混合し活性化することができるため、従来の内燃機
関とくに圧縮着火機関よりも圧縮比を下げた状態におい
ても燃焼効率を高める事が出来る。このため、黒煙、窒
素酸化物（Ｎｏｘ）を減少でき、したがって、黒煙や窒
素酸化物の排出による大気汚染を防止することができる
。さらには、ディーゼルノック等の発生を防止できると
ともに、加速時あるいは加負荷時に於いては多量の黒煙
の排出を防止しつつ加速性を向上させることができる。

また、本発明では、さらに圧縮エア供給手段を付加設置
することにより、燃料活性化室内における燃料の活性化
をより向上させることができるとともにこれを効果的に
予燃焼させることができ、これによって、燃焼効率をさ
らに大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３１ｍは本発明に係る内燃機関の一実施例の
要部を示す断面図、第４図は本発明に係る内燃機関の他
の実施例の要部を示す断面図、第５図は本発明に係る内
燃機関のさらに他の実施例の要部を示す断面図である。 １　、２２．３０・・・内燃機関、　２・・・主燃焼室
、３　、２７．３１・・・燃料活性化室、３ａ、　２７
ａ、　３１ａ・・・天井面、　４・・・グロープラグ、
５・・・燃料噴射プラグ、　　６・・・シリンダヘッド
、７・・・弁座、　　　　　　　　８・・・ロラド、９
．２８．３２・・・弁体、　　　９ａ、　２８ａ、　３
２ａ・・・上面、１０・・・孔、　　　　　　　　１２
・・・スプリング、１３・・・カム、１４・・・ピスト
ン、１５・・・圧縮エア供給手段。 特許出願人　　　壱限会社　晴山自工 手続補正書印釦 昭和６２年　４月３　日 １、事件の表示 昭和６１年特許願第２７７９０８号 ２、発明の名称 内燃機関 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　東京都港区赤坂３丁目２番３号（ほか２名） ５、補正の対象 補正の内容 １）本願明細書第８頁第４行の「大きな」を「小さな」
に訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主燃焼室の近傍に燃料活性化室を有するとともに、該燃
   料活性化室と上記主燃焼室との間にこれら間を開閉する
   弁を備えた内燃機関において、上記弁の弁体をその弁座
   に対して上記燃料活性化室側に移動可能に設けるととも
   に、上記弁体と上記燃料活性化室壁面のそれぞれに互い
   に対峙する圧縮作用面を形成し、もって上記弁体が上記
   燃料活性化室側に移動されて上記弁が開成されるのに際
   し、上記両圧縮作用面間で上記燃料活性化室内の活性化
   された燃料をスキッシュして上記主燃焼室に吹出させる
   ことを特徴とする内燃機関。