KR800000435B1

KR800000435B1 - Apparatus to decrease emitting nox hc and co for exhaust gas of internal combustion engine

Info

Publication number: KR800000435B1
Application number: KR7902083A
Authority: KR
Inventors: 다스꾸 다떼; 시즈오 야기
Original assignee: 가와시마 기요시; 혼다기겐 고교 가부시기가이샤
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1980-05-26

Abstract

The engine comprises an auxiliary combustion chamber for a rich mixture from a first carburetor throat, the main combustion chamber for a lean mixture from a second carburetor throat, a torch nozzle restriction to connect the chambers, a thin wall metal cup positioned within the auxiliary chamber cavity to maintain hot temp. and prevent condensation of fuel from the rich mixture and the spark plug electrodes positioned outside of the hot cup.

Description

내연기관의 배기가스중의 NOx,HC 및 CO의 감소장치Reduction device of NOx, HC and CO in exhaust gas of internal combustion engine

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예를 표시하는 선도적인 그리고 일부 단면의 측면도1 is a side view of a leading and partial cross section showing a preferred embodiment of the invention

제2도 내지 제4도는 제1도의 2-2, 3-3, 4-4선 절단면도2 to 4 are cross-sectional views taken along lines 2-2, 3-3, and 4-4 of FIG.

제5도는 본 발명을 실시화하는 바람직한 형의 4사이클 내연기관의 구조 특성을 표시하는 단면도5 is a cross-sectional view showing the structural characteristics of a four-cycle internal combustion engine of a preferred type embodying the present invention.

제6도는 제5도의 일부 확대도6 is a partially enlarged view of FIG.

제7도는 제1도의 일부 확대도로서 2개의 기화기의 드로틀밸브의 연결을 위한 캠결합을 표시하는 측면도FIG. 7 is an enlarged view of a portion of FIG. 1 showing a side view showing a cam coupling for connecting the throttle valves of two vaporizers. FIG.

제8도는 연소공정에 있어서의 결과의 연속을 표시하는 선도이다.8 is a diagram showing the continuation of the results in the combustion process.

본 발명은 4사이클 내연기관에 관한 것으로서, 특히 그와같은 기관으로부터의 배기가스중의 질소산화물(NOx), 미연탄화수소(HC), 및 일산화탄소(CO)의 감소에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to four cycle internal combustion engines and, in particular, to the reduction of nitrogen oxides (NOx), unburned hydrocarbons (HC), and carbon monoxide (CO) in exhaust gases from such engines.

본 발명에 의하면, 배기가스중의 이들 3종류의 바람직하지 못한 성분은 내연기관의 기본연소 방법의 개량에 의하여 최소화 된다.According to the present invention, these three undesirable components in the exhaust gas are minimized by the improvement of the basic combustion method of the internal combustion engine.

NOx의 생산의 최소화는 최고 연소온도의 저하에 의하여 달성된다. 다른 한편, 평균 연소온도는 HC의배출을 최소화 시키기 위하여 될 수 있는대로 장기간 유지된다. CO 배출은 혼합공기중에 과잉산소를 제공하는 것에 의하여 최소화 된다.Minimization of NOx production is achieved by lowering the maximum combustion temperature. On the other hand, the average combustion temperature is maintained for as long as possible in order to minimize HC emissions. CO emissions are minimized by providing excess oxygen in the mixed air.

NOx의 생산의 최소화에 관하여, 최대 연소온도는 대부분의 작동조건하에 있어서, 약 1,200。C를 넘지않도록 제어된다. 이것은 비교적 무거운 부하조전이 있어서 대부분이 1,200。C를 넘는 통상의 4사이클 휘발유 기관에 있어서의 최고 연소온도와 비교되어야 할 것이다.With regard to minimizing the production of NOx, the maximum combustion temperature is controlled not to exceed about 1,200 ° C. under most operating conditions. This would be comparable to the maximum combustion temperature in a typical four cycle gasoline engine with relatively heavy load control, most of which exceeded 1,200 ° C.

HC의 배출의 최소화에 관하여, 비교적 저온의 실린더 벽이 인접하는 혼합공기는 통상의 엔진이 최량의 조건하에서 작동할 때에 있어서도, 완전하게는 연소되지 않는다는 것이 일반적으로 알려져 있다.With regard to minimizing the emission of HC, it is generally known that mixed air adjacent to a relatively low temperature cylinder wall is not completely burned even when a conventional engine is operated under the best conditions.

HC의 산화는 연소온도가 약 800。C를 넘을때 적극적으로 촉진된다. 통상의 4사이클의 휘발유 엔진에 있어서의 연소온도는 혼합공기의 점화후 신속하게 높은 값에 도달하고 연소가스가 팽창할때 신속하게 저하된다. 결국, HC의 산화가 적극적으로 생기는 고온은 극히 짧은 기간이고, 그 결과, 실린더벽 근방에서의 미연(未燃) 탄화수소 HC의 배출로 된다. 따라서, HC배출을 최소화시키기 위하여는, 실린더에 있어서의 최고 연소온도가 비교적 높은 값에 그리고 될수 있는대로 긴 기간에 걸쳐 유지된다.Oxidation of HC is actively promoted when the combustion temperature exceeds about 800 ° C. In a typical four-cycle gasoline engine, the combustion temperature quickly reaches a high value after ignition of the mixed air and rapidly decreases when the combustion gas expands. As a result, the high temperature at which the oxidation of HC is actively generated is a very short period, and as a result, the unburned hydrocarbon HC is emitted near the cylinder wall. Thus, to minimize HC emissions, the highest combustion temperature in the cylinder is maintained at a relatively high value and possibly over a long period of time.

CO배출은 혼합공기가 화학량론적(化學量論的) 공연비(空燃比)보다 희박할때에 최소화된다는 것은 일반적으로 알려져 있다. 그러나, 그와같은 혼합공기는, 점화가능성이 극히 적고, 그 결과 불안정한 엔진작동이 생기고, 극단적인 경우 실린더에 도입된 혼합공기는 연속됨이 없이 배출된다. 따라서 CO배출을 최소화하기 위하여는, 엔진이 극히 희박한 혼합공기에 의하여 안정된 상태로 작동할 수 있도록 연소방법을 개량하는 것이 필요하다.It is generally known that CO emissions are minimized when the mixed air is lean than the stoichiometric air-fuel ratio. However, such mixed air is extremely low in ignition possibility, resulting in unstable engine operation, and in extreme cases, mixed air introduced into the cylinder is discharged without being continuous. Therefore, in order to minimize CO emissions, it is necessary to improve the combustion method so that the engine can be operated in a stable state by extremely thin mixed air.

NOx 배출 제어의 필요성은 엔진이 높은 부하조건하에서 작동할 때에 최대이고, HC배출 제어의 필요성은 엔진이 아이들링이고 혹은 가벼운 부하조건하에서 작동할 때에 최대이다.The need for NOx emission control is maximum when the engine is operating under high load conditions, and the need for HC emission control is maximum when the engine is idling or operating under light load conditions.

NOx, HC 및 CO의 최소 배출을 달성하기 위한 상기한 시간 및 온도요구는 공연 혼합공기의 극히 느린 연소속도를 요구한다. 또한 극히 회박한 혼합공기를 연소시키기 위하여 극히 강한 점화원이 구비되지 않으면 안된다. 또한 화염전파율은 소망하는 연소온도를 얻기 위하여 벤젠의 부하에 따라 제어되지 않으면 안된다.The above time and temperature requirements to achieve minimal emissions of NOx, HC and CO require extremely slow combustion rates of the performance mixed air. In addition, an extremely strong ignition source must be provided to combust extremely mixed air. In addition, the flame propagation rate must be controlled according to the loading of benzene to obtain the desired combustion temperature.

4사이클 내연기관의 각 실린더에 있어서의 개량된 연소방법은 1964된 2월 5일 공고된 버너어드 기타의 영국 특허 제948,686호에 표시되는 일반형식의 "3밸브"엔진에 있어서의 기계적 변화 및 개량에 의하여 달성된다. 이 형식의 4사이클 내연기관에 있어서, 각 실린더는 통상의 흡기밸브 및 배기밸브를 구비한 주연소실을 가지고, 다시 거기에는 점화플럭을 구비한 보조연소실로의 제3밸브 제어입구가 있다. 각 보조연소실은 "토오치 노즐(torch nozzle)로서 알려진 작은 구멍을 통하여 각 주연소실에 연통된다, 비교적 희박한 공연 혼합공기가 주연소실내에 공급되고, 그리고 비교적 농후한 공연 혼합공기가 보조연소실내에 공급된다. 작동에 있어서, 농후 혼합공기는 점화 플럭에 의하여 용이하게 착화되고, 토오치 노즐을 통하여 발생하는 결과의 화염은 주연소실내의 희박한 혼합공기를 점화시킨다.Improved combustion methods for each cylinder of a four-cycle internal combustion engine include mechanical changes and improvements in the "three-valve" engine of the general type shown in Burnerard et al. British Patent No. 948,686, issued February 5, 1964. Is achieved. In the four-cycle internal combustion engine of this type, each cylinder has a main combustion chamber having a normal intake valve and an exhaust valve, and again there is a third valve control inlet to the auxiliary combustion chamber having an ignition flag. Each auxiliary combustion chamber communicates with each main combustion chamber through a small hole known as a "torch nozzle", a relatively thin performance mixing air is supplied into the main combustion chamber, and a relatively rich performance mixing air is supplied into the auxiliary combustion chamber. In operation, the rich mixed air is easily ignited by the ignition floes, and the resulting flame generated through the torch nozzle ignites the lean mixed air in the main combustion chamber.

본 발명의 개량된 연소방법에 의하여, NOx, HC 및 CO가 낮은 배기 배출을 달성하기 위하여, 통상의 "3 밸브" 엔진은 몇가지 중요점에 있어서 변형된다.With the improved combustion method of the present invention, conventional "three-valve" engines are modified in several important respects to achieve low exhaust emissions with NOx, HC and CO.

(A) 보조 연소실의 용적은 주연소실 및 보조연소실의 합계 결합용적의 5% 내지 12%를 포함하도록 구성고, 토오치노즐의 단면적은 보소연소실의 용적의 1cc당 0.04cm²내지 O.16cm²의 치수로 한다.(A) the volume of the auxiliary combustion chamber and the peripheral chamber and configured to contain about 5% to about 12% of the total combined volume of the auxiliary combustion chamber, the cross-sectional area of the soil Blow nozzle is 0.04cm ² to O.16cm 1cc per volume of the combustion chamber ² Boso It is to be measured as.

(B) 비율(B) ratio

은 각실마다 개별적으로 공급되는 별개의 기화기에 의하여 제어된다. 이 기화기는 그 드로틀밸브의 상대위치를 아이들링에서 드로틀밸브의 전개(全開)엔진 부하까지 조성되게끔 캡작용이 의하여 서로 연결된다. 주연소실내에 소망하는 혼합공기 클라우드(cloud)를 형성시키도록,αa(보조연소실에 공급되는 혼합공기의 공연비)와 α_m(주연소실에 공급되는 흔합공기의 공연비)은 보조 및 주연소실의 신선공기 유량과의 관계에 있어서 조성되지 않으면 안된다.Is controlled by a separate vaporizer supplied separately for each room. The carburetors are connected to each other by capping so that the relative positions of the throttle valves are created from the idling to the full engine load of the throttle valves. Αa (the air-fuel ratio of the mixed air supplied to the auxiliary combustion chamber) and α _m (the air-fuel ratio of the mixed air supplied to the main combustion chamber) are used to form a desired mixed air cloud in the main combustion chamber. It must be established in relation to the flow rate.

(C) 보조연소실은 그것이 온난하게 유지되도록 실벽에서 격려된 얇은 금속 컵을 수용한다.(C) The auxiliary combustion chamber contains a thin metal cup encouraged at the room wall to keep it warm.

(D) 보조연소실내에 도입되는 농후공연 혼합공기는 주연소실에서 발생하는 뜨거운 배기가스와의 열교환 관계에 있어서 그것을 얇은 금속도관을 통과시키는 것에 의하여 우선 가열되고, 이렇게 하여서 농후 혼합공기에 있어서의 거의 모든 연료는 보조 연소실내에 침입하기에 앞서서 증발된다.(D) The rich mixed mixed air introduced into the auxiliary combustion chamber is first heated in a heat exchange relationship with the hot exhaust gas generated in the main combustion chamber by passing it through a thin metal conduit, and thus almost All fuel is evaporated before entering the auxiliary combustion chamber.

(E) 점화플럭은 농후 혼합증기가 보조연소실내에 도입될때 이 혼합공기의 충돌에 의하여 그 전극이 더렵혀지지 않도록 위치되고, 다시 전극에 있어서의 스파아크가 압축공정의 최후 가까이에서 주연소실로부터의 가스의 흐름에 의하여 날려가지 않도록 위치된다.(E) The ignition plug is positioned so that when the rich mixed vapor is introduced into the auxiliary combustion chamber, the electrode does not become soiled by the collision of the mixed air, and the spark at the electrode is removed from the main combustion chamber near the end of the compression process. It is positioned so that it is not blown away by the flow of gas.

(F) 토오치 노즐의 단면적은 농후 혼합공기를 보조연소실에 공급하는 기화기에 있어서의 벤튜리의 단면적보다 크게 만들어진다.(F) The cross-sectional area of the torch nozzle is made larger than that of the venturi in the vaporizer which supplies the rich mixed air to the auxiliary combustion chamber.

(G) 실린더 벽내에 그리고 엔진해드와 피스톤과의 사이에 형성되는 주연소실은 대칭이 아니고, 그 대신에 중심선의 한쪽에 있어서 큰 깊이를 가지며 최대 깊이의 부분 가까이에서 토오치 노즐에 연통된다.(G) The main combustion chamber formed in the cylinder wall and between the engine head and the piston is not symmetrical but instead has a large depth on one side of the center line and communicates with the torch nozzle near the portion of maximum depth.

(H) 토오치 노즐은 실린더의 중심을 향하여 그리고 상사점(TDC)위치의 피스톤의 헤드의 바로 밑으로 지향된다.(H) The torch nozzle is directed towards the center of the cylinder and just below the head of the piston at the top dead center (TDC) position.

다른 목적 및 이점은 다음에서 명백하여 질것이다.Other objects and advantages will be apparent from the following.

도면에 있어서, 내연기관은 주연소실(2)의 가동벽을 만드는 피스톤(1)을 가진다. 토오치 노즐(3)은 주연소실(2)과 보조연소실(5) 사이에 연장되고, 보조연소실(5)은 점화플럭(4)을 비치한다. 주연소실(2)로의 흡기통로(6)는 흡기밸브(9)로 제어되고, 보조연소실(5)로의 흡기통로(7)는 흡기밸브(10)로 제어된다. 주연소실(2)로부터의 배기통로(8)는 배기밸브(11)로 제어된다. 이 3밸브(9),(10),(11)는 엔진헤드내에 장치되고 캠축(20)을 포함한 통상수단에 의하여 작동된다.In the figure, the internal combustion engine has a piston 1 which makes the movable wall of the main combustion chamber 2. The torch nozzle 3 extends between the main combustion chamber 2 and the subcombustion chamber 5, and the subcombustion chamber 5 has an ignition plug 4. The intake passage 6 to the main combustion chamber 2 is controlled by the intake valve 9, and the intake passage 7 to the auxiliary combustion chamber 5 is controlled by the intake valve 10. The exhaust passage 8 from the main combustion chamber 2 is controlled by the exhaust valve 11. These three valves 9, 10 and 11 are installed in the engine head and operated by ordinary means including the camshaft 20.

에어크리이너(13)를 통하여 침입한 공기는 주기화기(14)내 및 보조기화기(15)내에서 연료와 혼합되고 이렇게 하여서 형성된 혼합공기는 주흡기다기관(主吸氣多岐管)(16) 및 보조홉기관(17)을 통하여 통과한다. 비교적 희박한 혼합공기가 기화기(15)에서 흡기관(17)로 공급된다. 점화플럭(4)은 보조연소실(5)내의 비교적 농후한 혼합공기를 점화시켜, 화염으로 하여금 토오치 노즐(3)을 통하여 분산시켜서, 주연소실(2)내의 비교적 희박한 혼합공기를 점화시킨다. 주연소실(2)로부터의 배거기가는 배기통로(8)와 배기 라이너(18)를 통과하여, 관(17)내의 농후 혼합공기를 가열시켜서 연료의 통로(7) 및 보조연소실(5)의 벽위에의 응축을 피하도록 작용한다. 라이너(18)로부터의 배기가스는 다기관(21)내외 라이너(19)를 통하여 유출한다.Air penetrated through the air cleaner 13 is mixed with fuel in the periodicizer 14 and the auxiliary vaporizer 15, and the mixed air thus formed is supplied to the main intake manifold 16 and Pass through the secondary hop organ (17). Relatively lean mixed air is supplied from the vaporizer 15 to the intake pipe 17. The ignition plug 4 ignites the relatively rich mixed air in the auxiliary combustion chamber 5, causing the flame to disperse through the torch nozzle 3 to ignite the relatively lean mixed air in the main combustion chamber 2. The exhaust gas from the main combustion chamber 2 passes through the exhaust passage 8 and the exhaust liner 18 and heats the rich mixed air in the tube 17 so as to heat the fuel passage 7 and the auxiliary combustion chamber 5. Works to avoid condensation on the stomach. Exhaust gas from the liner 18 flows out through the liner 19 in and out of the manifold 21.

주연소실(2), 토오치노즐(3) 및 보조연소실(5)을 형성하는 부품은 제1도에 선도적으로 표시되고, 이들부품의 현실적인 바람직한 실시에는 제5도에 표시된다.(주 흡기밸브(9)는 명료화를 위하여 제5도에서 제거된다).The parts forming the main combustion chamber 2, the torch nozzle 3 and the subcombustion chamber 5 are shown in FIG. 1 diagrammatically, and in FIG. 5 for a practically preferred implementation of these parts. (9) is removed from FIG. 5 for clarity).

엔진헤드(23)는 엔진블록(12)에 표시하지 않은 통상수단에 의하여 고착되고, 통상의 가스킷(24)이 그사이에 끼워질 수 있다. 주연소실(2)은 실린더(25)내에 피스톤(1)의 정면(頂面)과, 피스톤의 정면에 대항하는 엔진헤드(23)내의 요부(凹部)를 한정시키는 만곡면(26)사이에 형성된다. 이 주연소실(2)의 일부는 흡기밸브(9)와 배기밸브(11)와의 헤드에 의하여 형성된다. 엔진헤드내의 요부는 대칭이 아니며 토오치 노즐(3)의 부분이 있어서 최대 깊이를 가진다. 이 요부는 실린더 보어(bore) (25)와 합치하고 또한 그와 대략 같은 치수의 원형경계를 가진다. 보조연소실(5)은 얇은 컵(29)과 접화플럭 요부(28)내에 형성되는 컵(29)과 엔진헤드(23)내의 만곡벽(27)과의 사이의 간격공간(48)은 용적에 무시할 수 있는 효과를 가질정도로 작다. 밸브(10)의 헤드는 보조연소실(5)의 1개의 벽을 형성한다. 컵은 헤드절연요소(31),(32)사이에 끼워지는 단부돌출플렌지(30)이 의하여 정위치에 유지된다. 이 얇은 컵(29)은 토오치노즐(3)과 합치하는 제1구멍 (36)과, 점화플럭요부(28)에 연통하는 제2구멍(34)을 가진다. 기화기(15)를 통하여 보조연소실(5)내에 도입된 농후 혼합공기의 일부는, 토오치노즐(3)을 통하여 통과하는 것에 의하여 주연소실(2)에 침입하고, 주연소실(2)내의 희박 혼합공기내에 분산된다. 이 분산의 정도는 주로 토오치노즐(3)을 통하여 통과하는 농후 혼합공기의 속도에 의존한다. 토오치노즐 근방의 분산된 혼합공기는 피스톤(1)의 압축공정 동안 보조연소실 (5)내로 역류한다. 본 발명에 의하면, 압축공정의 최후에 토오치노즐 근방에 머무는 적절한 양의 이 혼합공기, 그리고 보조연소실(5)내의 혼합공기보다 엷고 주연소실(2)내의 혼합공기보다는 짙은그것은 중요한 효과를 가진다는 것을 발견하였다.The engine head 23 is fixed by normal means not shown in the engine block 12, and a conventional gasket 24 can be fitted therebetween. The main combustion chamber 2 is formed in the cylinder 25 between the front face of the piston 1 and the curved surface 26 defining the recesses in the engine head 23 against the front face of the piston. do. A part of this main combustion chamber 2 is formed by the head of the intake valve 9 and the exhaust valve 11. The recesses in the engine head are not symmetrical and have a part of the torch nozzle 3 to have the maximum depth. This recess coincides with the cylinder bore 25 and has a circular boundary of approximately the same dimensions. The auxiliary combustion chamber 5 is spaced between the thin cup 29 and the cup 29 formed in the contacting plug recess 28 and the curved wall 27 in the engine head 23. Small enough to have an effect. The head of the valve 10 forms one wall of the auxiliary combustion chamber 5. The cup is held in place by an end protrusion flange 30 fitted between the head insulation elements 31, 32. The thin cup 29 has a first hole 36 that coincides with the torch nozzle 3 and a second hole 34 which communicates with the ignition plug recess 28. A part of the rich mixed air introduced into the auxiliary combustion chamber 5 through the vaporizer 15 penetrates into the main combustion chamber 2 by passing through the torch nozzle 3 and the lean mixing in the main combustion chamber 2. Dispersed in air. The degree of this dispersion mainly depends on the speed of the rich mixed air passing through the torch nozzle 3. The dispersed mixed air near the torch nozzle flows back into the auxiliary combustion chamber 5 during the compression process of the piston 1. According to the present invention, an appropriate amount of this mixed air remaining near the torch nozzle at the end of the compression process, and thinner than the mixed air in the auxiliary combustion chamber 5 and thicker than the mixed air in the main combustion chamber 2, has an important effect. I found that.

혼합공기의 이 부분은 "혼합공기 클라우드"라고 불리우고, 이 혼합공기 클라우드의 양 및 혼합비는 λ와 보조연소실내의 공연비(α_a)와, 주연소실내의 공연비(α_m)와 보조연소실용적(V_a)과 토오치노즐 면적(F_t)과 조성된다. 요소중 요소V_a, F_t는 엔진구조에 의하여 결정되고,λ,α_a,α_m은 기화기의 제어에 의하여 결정된다.This part of the mixed air is called the "mixed air cloud", and the amount and the mixing ratio of the mixed air cloud are λ, the air-fuel ratio (α _a ) in the auxiliary combustion chamber, the air-fuel ratio (α _m ) and the auxiliary combustion volume ( V _a ) and torch nozzle area F _t . The elements V _a and F _t of the elements are determined by the engine structure, and λ, α _{a and} α _m are determined by the control of the carburetor.

보조연소실(5)의 용적은 피스톤(1)이 상사점위치에 있을 때의 주연소실의 용적과 중요한 관계를 가진다. 만약 보조연소실(5)의 용적이 주연소실(2)의 용적이 비하여 너무크면, 압축공정의 최후에 있어서의 혼합공기 클라우드의 양이 작으므로, 주연소실내에 있어서의 희박 혼합공기의 유효한 연소는 기대할 수 없다. 이에 반하여, 반약 보조연소실(5)이 주연소실(2)의 용적에 비하여 너무 작으면, 토오치노즐(3)을 통한 화염에네르기가 약하여 주연소실(2)내의 희박 혼합공기는 완전하게는 연소되지 않는다. 보조연소실(5)의 용적은 도시한 것과같이 피스톤이 상사점 위치에 있을 경우의 보조연소실(5) 및 주연소실(2)의 합계 결합용적의 5% 내지 12% 이어야 할 것을 발견하였다.The volume of the auxiliary combustion chamber 5 has an important relationship with the volume of the main combustion chamber when the piston 1 is in the top dead center position. If the volume of the auxiliary combustion chamber 5 is too large compared to that of the main combustion chamber 2, the amount of mixed air cloud at the end of the compression process is small, so that effective combustion of the lean mixed air in the main combustion chamber is expected. Can't. On the contrary, if the semi-finished auxiliary combustion chamber 5 is too small for the volume of the main combustion chamber 2, the flame energy through the torch nozzle 3 is weak and the lean mixed air in the main combustion chamber 2 is not completely burned. Do not. It was found that the volume of the auxiliary combustion chamber 5 should be 5% to 12% of the total combined volume of the auxiliary combustion chamber 5 and the main combustion chamber 2 when the piston is in the top dead center position as shown.

또한 만약 보조연소실(5) 및 주연소실(2)을 연통하는 토오치노즐(3)이 단면적에 있어서 너무 커지면, 토오치노즐을 통과하는 혼합공기의 속도가 감소되고 그 결과 혼합공기 분산의 정도가 작게되고, 그리고 혼합공기 클라우드는 비교적 농후하게 되나, 그 양은 적당한 혼합공기 클라우드를 만드는 데에는 너무 작을 것이다. 따라서, 주연소실내의 희박 혼합공기의 유효한 연소는 기대될 수 없다. 이에 반하여, 만약 토오치노즐이 단면적이 있어서 너무작으면, 토오치 노즐을 통과하는 혼합공기의 속도는 크게되고, 혼합공기분산의 정도는 광범위하게 되어 그 결과 소망하는 혼합공기 클라우드를 형성시킬 수 없다. 토으치노즐(3)의 단면적이 보조연소실의 용적의 1cc당0.04cm²내지 0.16cm²일때최량의 결과가 얻어진다는 것을 발견하였다. 주연소실(2)내의 희박 공연혼합공기의 완전 연소는 배기가스중의 HC 및 CO의 최소화에 필요하고, 이 완전연소의 특성은 토오치노즐(3)의 축선(35)의 적당한 위치결정에 의하여 촉진된다. 이 축선(35)이 피스톤의 중심을 통과한후, 혹은 피스톤이 상사점 위치에 있을때에 그 바로밑에 있을때 양호한 결과가 얻어진다는 것을 발견하였다.Also, if the torch nozzle 3 communicating with the auxiliary combustion chamber 5 and the main combustion chamber 2 becomes too large in cross-sectional area, the speed of the mixed air passing through the torch nozzle is reduced, and as a result, the degree of the mixed air dispersion is increased. It becomes smaller, and the mixed air cloud becomes relatively rich, but the amount will be too small to make a suitable mixed air cloud. Therefore, effective combustion of the lean mixed air in the main combustion chamber cannot be expected. On the other hand, if the torch nozzle is too small because of the cross-sectional area, the speed of the mixed air passing through the torch nozzle becomes large, and the degree of the mixed air dispersion becomes wider, and as a result, the desired mixed air cloud cannot be formed. . PREFERRED Sat 0.04cm sectional area per 1cc of the secondary combustion chamber volume of euchi nozzle 3 ² to 0.16cm ² when it was found that the results are obtained. Complete combustion of the lean mixed gas in the main combustion chamber (2) is necessary for minimizing HC and CO in the exhaust gas, and the characteristics of the complete combustion are determined by proper positioning of the axis (35) of the torch nozzle (3). Is promoted. It has been found that good results are obtained when this axis 35 passes through the center of the piston, or just below it when the piston is in the top dead center position.

비율ratio

은 엔진의 아이들에서 풀드로틀 부하까지의 각 작동조건에 대하여 소망하는 공기중량비를 만들수 있도록한 형태로 연결된 기화기(15),(14)에 의하여 제어된다. 이 비율은 아이들 위치에서 풀드로틀 위치까지 현저하게 변화한다. 제7도 표시와 같이 기화기(15)는 아암(40)에 의하여 작동되는 드로틀 밸브(39)를 구비한다. 대략 동일하게, 기화기(14)는 케이블(43)에서 아암(42)에 의하여 작동되는 드로틀밸브(41)를 구비한다. 아암(42)은 아암(40)위에 장치된 캠 종동자 로울러(45)에 의하여 계합되는 캠면(44)을 구비한다. 스프링(46)은 로울러(45)를 캠면(44)에 접촉을 유지시킨다. 부드로틀밸브(41)의 개방과 비교한 보조 드로틀밸브(39)의 개방도의 비율은 캠(44)의 면의 형상에 따라 지배된다. 도시한 실시예에서는, 주드로틀밸브(41)와 보조드로틀 밸브(39)의 각도운동은 당초의 개방되는 단계에서는 유사하다. 그러나, 주드로틀밸브(41)의 개방이 증대됨에 따라, 보조 드로틀밸브(30)의 개방의 증가율은 감소된다.Is controlled by the vaporizers 15, 14 connected in such a way as to produce a desired air weight ratio for each operating condition from the engine idle to the full throttle load. This ratio varies significantly from the idle position to the full throttle position. As shown in FIG. 7, the vaporizer 15 includes a throttle valve 39 actuated by an arm 40. Almost equally, the carburetor 14 has a throttle valve 41 actuated by an arm 42 in the cable 43. The arm 42 has a cam face 44 engaged by a cam follower roller 45 mounted on the arm 40. The spring 46 keeps the roller 45 in contact with the cam face 44. The ratio of the opening of the auxiliary throttle valve 39 to the opening of the sub throttle valve 41 is governed by the shape of the surface of the cam 44. In the illustrated embodiment, the angular motion of the main throttle valve 41 and the auxiliary throttle valve 39 is similar in the initial opening stage. However, as the opening of the main throttle valve 41 is increased, the rate of increase of the opening of the auxiliary throttle valve 30 is reduced.

엔진의 작동에 있어서, 그리고 특히 흡기공정이 있어서, 희박 혼합공기가 기화기(14)에서 흡기밸브(9)를 통하여 주연소실내로 흡입되는 동시에 농후 혼합공기가 기화기(l5)에서 보조흡기밸브(10)를 통하여 보조연소실(5)에 흡입된다. 흡입공정에 있어서, 보조연소실(5)내의 농후혼합공기는 토오치 노즐(3)을 통하여 주연소실(2)에 흡입되고 압축공정에 있어서 희박혼합공기는 토오치노즐을 통하여 반대방향으로 주연소실(2)에서 보조연소실(5)내로 이동되고, 따라서 점화시에 있어서의 실(5)내의 혼합공기는 기화기(15)에서 먼저 주어진것보다 희박하게 된다. 또 한편, 연소시에 있어서의 주연소실(2)내의 공연 혼합공기는 주기화기(14)에서 주어진 것보다 농후하에 되는 경향을 가진다. 주 및 보조연소실내의 그와같은 공단비의 변화의 정도는 2개의 연소실에 흡입되는 희박 및 농후 혼합공기의 양의 비율에 의하여 결정된다. 이렇게 하여서, 내연기관을 항상 소망하는 공연화의 혼합공기로 작동시키기 위하여, 각 드로틀 밸브의 개방되는 각도에 있어서 주 및 보조탄소실내에 공급되는 혼합공기의 양의 비울을 변화시키기 위하여 주 및 보조드로틀밸브(41),(39)의 개방도 비율의 값을 변화시킬 필요가 있다.In the operation of the engine, and particularly in the intake process, the lean mixed air is sucked from the vaporizer 14 through the intake valve 9 into the main combustion chamber while the rich mixed air is supplied from the vaporizer l5 to the auxiliary intake valve 10. Through the auxiliary combustion chamber (5). In the suction process, the rich mixed air in the auxiliary combustion chamber 5 is sucked into the main combustion chamber 2 through the torch nozzle 3, and in the compression process, the lean mixed air passes through the torch nozzle in the opposite direction to the main combustion chamber ( In 2) it is moved into the auxiliary combustion chamber 5, so that the mixed air in the chamber 5 at the time of ignition is thinner than that given earlier in the vaporizer 15. On the other hand, the performance mixed air in the main combustion chamber 2 at the time of combustion tends to be thicker than that given to the periodicizer 14. The extent of such changes in the satin ratio in the primary and secondary combustion chambers is determined by the ratio of the amount of lean and rich mixed air drawn into the two combustion chambers. In this way, the main and auxiliary throttles are changed to change the amount of mixed air supplied to the main and sub carbon chambers at the opening angle of each throttle valve, in order to always operate the internal combustion engine with the desired combustion-mixed air. It is necessary to change the value of the opening ratio of the valve 41,39.

부분 개방범위에 있어서의 주 및 보조밸브 사이의 개방도 비율은 보조연소실(5)내의 혼합공기를 비교적 농후하게하고, 그것에 의하여 점화 가능성을 개량시키도록 대략 일정하게 유지할 수 있는 한편, 주 및 보조드로틀 밸브의 그 이상의 큰 개방범위에서는 보조 드로틀밸브(39)의 개방도의 증대가 주드로틀밸브(41)의 그것에 비하여 감소되고 따라서 전체의 공연비가 만족할 만한 연소를 확보하도록 희박하게 된다는 것이 이해될 것이다.The openness ratio between the main and auxiliary valves in the partial opening range can be kept relatively constant to relatively enrich the mixed air in the auxiliary combustion chamber 5 and thereby improve the ignition possibility, while the main and auxiliary throttles It will be appreciated that in further larger openings of the valve, the increase in the opening of the auxiliary throttle valve 39 is reduced compared to that of the main throttle valve 41 and thus the overall air-fuel ratio becomes sparse to ensure satisfactory combustion.

주연소실(2)에 있어서의 연소율이 대단히 늦을것이 바람직하고 따라서 과도한 난류(亂流)를 제거하는 것이 필요하며, 그 이유때문에 벽(26)에 의하여 형성되는 엔진헤드내의 요부는 현실적으로 실린더 보어(25)의 직경과 동일한 최대 직경을 가진다. 이렇게 하여서 피스톤이 상사점에 도달하였을때, 거기에는 압축공정의 최후에 있어서 가스가 심하게 축출(逐出)되지 않으면 안되는 "눌려 찌부러지는(Squeeze)"부분이없다. 이 특성은 다시 주연료실(2)에 있어서의 난류를 감소시킨다. 얇은 컵(29)은 바람직 하기는 스테인레스강과 같은 내열물질로 만들어지고 그리고 다만 약 2mm 두께일 것을 필요로 한다. 점화플럭 요부(28)를 제외하고, 얇은 컵(29)은 보조연소실(5)의 외주경계를 필연적으로 한정시킨다. 이 컵(29)은 엔진의 작동중 뜨겁게 유지되도록 구성 및 끼워 맞추어진다. 그 이유는 이 컵은 그 길이의 대부분에 있어서, 물통로(47)로서 냉각되는 엔진헤드(23)의 벽과 접촉되지 않기 때문이다. 만약 원한다면, 얇은 컵(29)과 엔진헤드를 둘러싼 벽(27)과의 사이의 공간(48)은 적당한 열절연재로 충전시킬 수 있다. 그러나 이 공간이 비어있도륵 유지될때 양호한 결과가 얻어졌다. 이 얇은 컵은 열용량이 작고 그리고 엔진벽으로부터 열절연되므로, 엔진이 시동될때 이 컵은 즉시 가열되어 이후 엔진의 작동중 비교적 고온으로 유지된다. 이 뜨거운 컵은 밸브(10)에 의하여 보조연소실(5)내에 침입되는 연료의 응축을 방지한다.It is preferable that the combustion rate in the main combustion chamber 2 be very late, and therefore it is necessary to eliminate excessive turbulence, and for that reason, the main part in the engine head formed by the wall 26 is actually a cylinder bore 25. It has the maximum diameter equal to the diameter of). When the piston reaches the top dead center in this way, there is no "squeeze" portion where the gas must be severely ejected at the end of the compression process. This characteristic again reduces turbulence in the main fuel chamber 2. The thin cup 29 is preferably made of a heat resistant material such as stainless steel and only needs to be about 2 mm thick. Except for the ignition plug recess 28, the thin cup 29 inevitably defines the outer perimeter of the auxiliary combustion chamber 5. The cup 29 is constructed and fitted to keep hot during operation of the engine. This is because the cup is not in contact with the wall of the engine head 23 that is cooled as the water passage 47 in most of its length. If desired, the space 48 between the thin cup 29 and the wall 27 surrounding the engine head may be filled with a suitable thermal insulation material. However, good results were obtained when this space remained empty. This thin cup has a low heat capacity and is thermally insulated from the engine wall, so when the engine is started, the cup is heated immediately and kept relatively high during subsequent engine operation. This hot cup prevents the condensation of fuel penetrated into the auxiliary combustion chamber 5 by the valve 10.

통상의 엔진과 비교하여, 배기가스는 일반적으로 온도가 높고 과잉산소를 함유하며, 따라서 배기계통내에 있어서 산화반응을 일으킨다. 또한 일반적인 엔진에 있어서 보다도 한층 완전하게 흡입 혼합공기를 증발시키기 때문에 밸브(10)에 유도되는 보조 흡입통로는 보다 고온으로 유지된다. 엔진시동직후, 배기 다기관은 온도가 상승되고, 이 열은 보조연소실(5)에 공급되는 혼합공기의 성질을 개량하는데에 사용된다. 농후 혼합공기의 온도를, 그것이 보조연소실(5)에 도착할때, 140℃와 350℃사이에 유지하기 위하여, 이농후 혼합공기는 배기가스와 열교환 관계로 통과된다. 이 온도는 미리 점화되는 것을 방지하기 위하여 350℃를 넘어서는 안된다. 보조연소실(5)용의 배기 다기관 및 흡입다기관을 최대열전달을 위하여 될 수있는대로 얇게 하도록, 단일 구조로 구성하는 것이 유리하다. 그러나, 엔진의 작동중, 배기 다기관은 약800℃로 온도가 상승되므로 그 강도가 감소되고 거계적 손상을 받을지도 모른다. 또한 복사열 및 기화기까지 전달된 열은 기화기내의 연료를 비등시키고 그것은 불완전한 작동을 일으킨다.In comparison with conventional engines, exhaust gases are generally high in temperature and contain excess oxygen, thus causing oxidation reactions in the exhaust system. Further, since the intake mixing air is evaporated more completely than in a general engine, the auxiliary intake passage guided to the valve 10 is maintained at a higher temperature. Immediately after the engine is started, the exhaust manifold is raised in temperature, and this heat is used to improve the properties of the mixed air supplied to the auxiliary combustion chamber 5. In order to maintain the temperature of the rich mixed air when it reaches the auxiliary combustion chamber 5, this rich mixed air is passed in a heat exchange relationship with the exhaust gas. This temperature should not exceed 350 ° C to prevent pre-ignition. It is advantageous to have a unitary structure so that the exhaust manifold and the intake manifold for the auxiliary combustion chamber 5 are as thin as possible for maximum heat transfer. However, during operation of the engine, the exhaust manifold rises to about 800 ° C., thus reducing its strength and possibly damaging it. In addition, the heat transferred to the radiant heat and the carburetor boils the fuel in the carburetor and it causes incomplete operation.

제1도 내지 제4도에 상세하게 표시되는 것과 같이, 농후흡기관(17) 및 배기관(18)은 열전달을 촉진하기위하여 비교적 얇은 금속으로된 공통벽(50)을 가진다. 이 공통벽(50)은 제2도 및 제3도 표시와 같이, 도관(l7),(18)의 합동부분으로 형성된다. 비교적 두꺼운 상자체(51)가 얇은 전열도관(傳熱導管)(17),(18)을 수용하고 이 상자체는 흡기 및 배기도관을 구비한 엔진헤드(23)의 그 부분에 통상수단에 의하여 고착된다.As shown in detail in FIGS. 1 to 4, the rich intake pipe 17 and the exhaust pipe 18 have a common wall 50 made of a relatively thin metal to promote heat transfer. The common wall 50 is formed by the joint portions of the conduits l7 and 18, as shown in FIGS. 2 and 3. A relatively thick box 51 accommodates thin heat conducting conduits 17 and 18, which are provided by conventional means to that part of the engine head 23 having intake and exhaust conduits. Sticks.

이 상자체는 뜨거운 얇은 전연라이너를 엔진 및 승용차의 파괴적 진동으로부터 유지한다. 보조흡기 다기관 및 배기 다기관은 엔진헤드와의 연결점의 앞쪽에서 약간 분리되어서 열스트레스를 흡수하고, 이렇게 하여서 안전승용차 작동을 확보한다.This box keeps the hot, thin all-rounder from the devastating vibrations of the engine and the passenger car. The auxiliary intake manifold and the exhaust manifold are slightly separated from the front of the connection point with the engine head to absorb heat stress, thereby ensuring safe passenger car operation.

점화 플럭(4)의 위치는 그 전극(49)이 밸브(10)와 그의 고정위치와의 사이의 컵(29)내에 침입하는 농후혼합공기의 통로에서 벗어나서 위치되도록 선택된다. 이렇게 하여서 전극(49)은 농후 혼합공기에서의 연료의 응측에서 보호된다. 점화플럭 전극은 다시 토오치 노즐(3) 및 컵구멍(36),(34)이 전극으로의 직접의 "직선"통로가 없도록 위치된다. 이렇게 하여서, 피스톤(1)의 압축공정 동안, 주연소실(2)에서 보조연소실(5)에 생기는 심한 흐름은 전극(49)사이의 스파아크를 불어 꺼버리는 것에 의한 실화를 생기게 할지도 모르는 강한 가스바람을 일으키지 않는다. 토오치 노글(3)의 축선(35)은 보조연소실(5)의 상부로 지향하고, 한편 점화플럭 요부(28)에 연통하는 구멍(34)은 이 축선의 한쪽으로 편위한다. 따라서 점화 플럭(4)은 꺼지는 위험없이 스파아크가 생긴다.The position of the ignition floc 4 is selected such that its electrode 49 is positioned away from the passage of the rich mixed air that enters the cup 29 between the valve 10 and its fixed position. In this way, the electrode 49 is protected at the condensation of fuel in the rich mixed air. The ignition floc electrode is again positioned such that the torch nozzle 3 and the cup holes 36, 34 have no direct "straight" path to the electrode. In this way, during the compression process of the piston 1, the severe flow generated from the main combustion chamber 2 to the auxiliary combustion chamber 5 may cause a strong gas wind, which may cause misfire by blowing off the spark between the electrodes 49. Does not cause The axis 35 of the torch noggle 3 is directed to the top of the auxiliary combustion chamber 5, while the hole 34 communicating with the ignition plug recess 28 is biased to one side of this axis. Thus, the ignition plug 4 is sparked without the risk of extinguishing.

토오치 노즐(3)의 단면적은 보조연소실(5)용의 기화기(l5)내의 벤튜리 통로(37)의 단면적보다 커야 된다는 것이 중요하다. 엔진이 전부하 또는 그 근방일때, 보조연소실(5)에 공급되는 농후 혼합공기의 양은 벤튜리(37)의 치수로서 결정되어져야 하며, 대략 동일하게 주연소실(2)에 공급되는 회박 혼합공기의 양은 벤튜리(38)의 치수로서 결정되어져야 한다. 토오치 노즐(3)의 내벽은 사용기간 후 카아본의 퇴적을 받는다. 카아본 퇴적에 의한 토오치 노즐의 치수의 감소는 한정을 부여한다.It is important that the cross-sectional area of the torch nozzle 3 should be larger than the cross-sectional area of the venturi passage 37 in the vaporizer l5 for the auxiliary combustion chamber 5. When the engine is at or near full load, the amount of rich mixed air to be supplied to the auxiliary combustion chamber 5 should be determined as the dimensions of the venturi 37 and approximately equally to that of the ash mixed air to be supplied to the main combustion chamber 2. The amount should be determined as the dimension of the venturi 38. The inner wall of the torch nozzle 3 receives a deposit of carbon after a period of use. The reduction of the dimensions of the torch nozzle by carbon deposition imposes a limitation.

이 한정은 반면 기화기(15)에 의하여 공급되는 농후 혼합공기와 기화기(14)에 의하여 공급되는 희박 혼합공기와의 적성한 균형을 흐트러지게 한다. 따라서 토오치 노즐(3)의 단면적은 기화기(15)의 벤튜리(37)의 단면적보다 크게 된다.This limitation, on the other hand, disturbs the proper balance between the rich mixed air supplied by the vaporizer 15 and the lean mixed air supplied by the vaporizer 14. Therefore, the cross-sectional area of the torch nozzle 3 becomes larger than the cross-sectional area of the venturi 37 of the vaporizer 15.

제8도의 선도는 본 발명을 실시화시키는 엔진의 작동에 있어서의 연소방법을 상세하게 표시한다. 이 선도는, 적당한 공연 혼합공기가 주 및 보조연소실내에 공급될때 크랭크 각의 위치에 있어서의 주연소실(2)내의 연소가스의 압력 및 온도곡선을 표시한다. 온도치는 제5도시와 같은 점 "T"또는 그 근방에서 생긴다.The diagram in FIG. 8 shows in detail the combustion method in operation of the engine embodying the present invention. This diagram shows the pressure and temperature curve of the combustion gas in the main combustion chamber 2 at the position of the crank angle when the appropriate air mixed air is supplied into the main and auxiliary combustion chambers. The temperature value occurs at or near the point "T" as shown in the fifth illustration.

압력곡선상의 점 A는 주연소실(2)에의 압력전과의 개시점을 표시하고, 그 압력은 농후 혼합공기가 점화 및 연소된 후 보조연소실내에 발생한다. 이 압력상승은 점 B까지 계속된다.Point A on the pressure curve indicates the starting point of the pressure transfer to the main combustion chamber 2, and the pressure is generated in the auxiliary combustion chamber after the rich mixed air is ignited and burned. This pressure rise continues to point B.

온도 곡선상의 점 A'는 압력 곡선상의 점 A에 상당한다. 점 A에 있어서의 저온레벨은 그 시점까지 화염전면이 주연소실에 도달하지 않는다는 것을의미한다. 온도곡선상의 점 B'는 압력 곡선상의 점 B에 상당하고, 이때 주연소실내의 가스온도는 화염전파가 보조연소실에서 주연소실에 생긴후 증대된다. 환언하면, 보조연소실(5)내의 연소는 점 B 또는 B'에 있어서 완료하고, 화염전면은 토오치 노즐(3) 근방에 있어서 주연소실내의 공연 혼합공기내에 증속한다. 최고 압력점 C까지의 연소속도는 비교적 빠르고, 그 결과점 B' 및 C'사이의 빠른 비율의 온도상승이 생긴다. 피스톤이 하동을 개시하였을때의 최고점 C후에 압력은 동일하게 감소한다. 그러나, 온도는 점 C'후에 상승을 계속하고, 이것은 주연소실(2)내의 혼합공기의 전부가 아직도 완전하는 연소되지 않았다는 것을 의미하고, 잔류하는 혼합공기는 아래쪽 피스톤 스트로우크 동안 느린 비율로 연소를 계속한다.Point A 'on the temperature curve corresponds to point A on the pressure curve. The low temperature level at point A means that the flame front does not reach the main combustion chamber until that point. Point B 'on the temperature curve corresponds to point B on the pressure curve, where the gas temperature in the main combustion chamber is increased after flame propagation occurs in the main combustion chamber in the auxiliary combustion chamber. In other words, the combustion in the auxiliary combustion chamber 5 is completed at the point B or B ', and the flame front is increased in the air-mixed air in the main combustion chamber in the vicinity of the torch nozzle 3. The combustion speed up to the maximum pressure point C is relatively fast, resulting in a rapid rate of temperature rise between the points B 'and C'. The pressure decreases equally after the peak C when the piston starts lowering. However, the temperature continues to rise after point C ', which means that all of the mixed air in the main combustion chamber 2 is still not completely burned, and the remaining mixed air is burned at a slow rate during the lower piston stroke. Continue.

점 C후와 비교한 점 C의 직전의 연소속도의 큰 차이는 토오치 노즐(3)근방의 주연소실(2)내의 혼합공기의 공연화의 차에 의한다. 주연소실(2)내의 연소는 피스톤의 하등 스트로우크 동안 계속되고 점 D'에 있어서 최고온도를 준다. 피스톤 스트로우크의 이점에 있어서 실린더 용적은 극히 크고, 따라서 최고 연소온도는 통상의 내연기관의 그것에 비하여 충분히 낮게 유지된다. 통상의 내연기관에 있어서는 최고온도는 상사점 후 20。C내지 30。C보다 늦지않는 점에서 생긴다. 점 D'는 상사점후 약 90。C이다.The big difference in the combustion speed just before point C compared with after point C is due to the difference in the combustion of mixed air in the main combustion chamber 2 near the torch nozzle 3. The combustion in the main combustion chamber 2 continues during the lower stroke of the piston and gives the highest temperature at point D '. The cylinder volume is extremely large in the advantage of the piston stroke, so the maximum combustion temperature is kept sufficiently low compared to that of a conventional internal combustion engine. In a typical internal combustion engine, the maximum temperature occurs not later than 20 ° C to 30 ° C after top dead center. Point D 'is about 90 ° C after top dead center.

점 E는 배기밸브의 개방점을 표시한다. 대응하는 은도는 점 E에 표시되고, 그것은 통상의 4사이클 내연기관의 그것보다 현저하게 높다. 또한 알아야 할 것은 점 D'후의 극히 늦은 온도 감소이다. 그것은 주연소실(2)내의 잔존 혼합공기가 피스톤의 배기 스트로우크 동안 연소를 계속한다는 것을 의미한다.Point E marks the opening point of the exhaust valve. The corresponding silver is indicated at point E, which is significantly higher than that of a typical four cycle internal combustion engine. Also to know is the extremely late temperature drop after point D '. That means that the remaining mixed air in the main combustion chamber 2 continues to burn during the exhaust stroke of the piston.

온도 곡선은 보다 긴 시간이 탄화수소를 산화 시키는데에, 통상의 엔진에 있어서 가능한 이상으로 이용될 수 있다는 것 및 고온 배기가스가 흡입 혼합공기의 예비가열 및 배기관중의 미연소탄화수소의 산화를 위하여 유효하게 이용될 수 있다는 것을 표시한다.The temperature curve shows that longer periods of time oxidize hydrocarbons, so that they can be used more than is possible in conventional engines, and that hot exhaust gases are effective for preheating intake mixed air and for oxidation of unburned hydrocarbons in exhaust pipes. Indicates that it can be used.

본 발명에 의하여 구성된 자동차 엔진에 있어서의 현실적인 물리적시험은 다음과 같은 것을 명시하였다. 즉 배기가스중의 NOx, HC 및 CO의 배출은 청정공기법하에 미국 환겅 보호국에 의하여 1975년을 위하여 허용되는 최고 레벨보다 실질적으로 낮다는 것이 명시 되었다.The actual physical test in the automobile engine constructed by this invention specified the following. That is, emissions of NOx, HC and CO in the exhaust gases have been stated to be substantially lower than the highest levels allowed for 1975 by the US Environmental Protection Agency under the Clean Air Act.

Claims

엔진 배기가스중의 NOx, HC 및 CO와 같은 불필요한 배출을 최소화 시키기 위한 스파아크 점화 내연기관에 있어서의 다음과 같은 조합, 즉 주연소실을 형성하는 가동피스톤을 포함한 벽과, 부연소실을 위한 요부(凹部)를 형성하는 벽과, 양연소실간의 연통을 확립시키는 토오치 노즐로서 되고, 부연소실의 용적은 주실과 부실과의 합계 결합용적의 5%내지 12%임과 동시에 토오치 노즐의 단면적은 부연소실의 용적의 각 입방 cm당 0.04 내지 0.l6cm²이고, 또한 부실에 농후 혼합공기를 공급하기 위한 벤튜리 통로를 가지는 제1 기화기를 포함한 수단과, 주실내에 희박 혼합공기를 공급하기 위한 제2 기화기를 포함한 수단으로서 되고, 토오치 노즐의 단면적은 제1 기화기의 벤튜리 통로의 단면적보다 크고, 또한 이 기화기의 의존작동을 위하여 연결하는 제어수단과, 부실과 협동(協動)합과 동시에 전극을 가지는 스파아크 플럭과, 요부내에 끼워 맞추어지나, 그 벽으로부터 격리되는 얇은 내열컵으로서 되고, 이 컵은 토오치노즐의 적어도 일부를 형성시키는 제1 구멍과 스파아크 플럭에 연통되는 제2 구멍을 가지고, 제2 구멍은 제1 구멍에 관하여 동일 축선으로부터 벗어나고, 또한 스파아크 플럭 전극은 부실내에 도입되는 혼합공기의 직접 차단을피하도록 위치되는 조합을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스중의 NOx, HC 및 CO의 감소장치.The following combinations of spark-ignition internal combustion engines for minimizing unnecessary emissions such as NOx, HC and CO in the engine exhaust, ie walls containing movable pistons forming the main combustion chamber, and main parts for the subcombustion chamber ( It is a torch nozzle which establishes communication between the wall forming the inner part and both combustion chambers, and the volume of the subcombustion chamber is 5% to 12% of the total combined volume between the main chamber and the failure chamber, while the cross-sectional area of the torch nozzle is negative. A means including a first vaporizer having a volume of 0.04 to 0.16 cm ² per cubic cm of the volume of the combustion chamber, and having a venturi passage for supplying rich mixed air to the poor chamber, and a ^second for supplying lean mixed air into the main chamber. Control means connected to the carburettor, the cross-sectional area of the torch nozzle being larger than the cross-sectional area of the venturi passage of the first carburetor, and for the dependent operation of the carburetor; A spark plug having electrodes at the same time as the insolvency and coordination, and a thin heat-resistant cup fitted in the recess but isolated from the wall, the cup having a first hole for forming at least a portion of the torch nozzle; And a second hole in communication with the spark plug, the second hole deviating from the same axis with respect to the first hole, and also the spark arc electrode being positioned to avoid direct blockage of the mixed air introduced into the stale. A device for reducing NOx, HC and CO in the exhaust gas of an internal combustion engine.