JPH0674048A - 耐ノック性を向上した内燃機関 - Google Patents
耐ノック性を向上した内燃機関Info
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- JPH0674048A JPH0674048A JP4282840A JP28284092A JPH0674048A JP H0674048 A JPH0674048 A JP H0674048A JP 4282840 A JP4282840 A JP 4282840A JP 28284092 A JP28284092 A JP 28284092A JP H0674048 A JPH0674048 A JP H0674048A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B55/00—Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
- F02B55/14—Shapes or constructions of combustion chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ノッキングを防止できる火花点火式内燃機関
を提供することを目的としている。 【構成】 シリンダ1内に複数の燃焼室5,6を形成
し、燃焼室5に点火プラグ8を設ける。また、燃焼室6
のシリンダ軸方向の間隔をスキッシュクリアランスより
大きなものとして、燃焼室5,6間を連絡通路7によっ
て連通した。ピストン2が上死点に近づくと、点火プラ
グが周辺の混合気に着火し、最初は小さかった火炎面が
漸次増大し、燃焼ガスが膨張する。そして、火炎面の周
辺にある未燃焼混合気は、燃焼ガスの膨張によって外側
へ押され、狭い連絡通路7を通って燃焼室6へ流れ込
む。このとき、混合気の速度が上がり、その結果混合気
の温度が低下して未燃混合気の温度を下げノッキングを
防止する。
を提供することを目的としている。 【構成】 シリンダ1内に複数の燃焼室5,6を形成
し、燃焼室5に点火プラグ8を設ける。また、燃焼室6
のシリンダ軸方向の間隔をスキッシュクリアランスより
大きなものとして、燃焼室5,6間を連絡通路7によっ
て連通した。ピストン2が上死点に近づくと、点火プラ
グが周辺の混合気に着火し、最初は小さかった火炎面が
漸次増大し、燃焼ガスが膨張する。そして、火炎面の周
辺にある未燃焼混合気は、燃焼ガスの膨張によって外側
へ押され、狭い連絡通路7を通って燃焼室6へ流れ込
む。このとき、混合気の速度が上がり、その結果混合気
の温度が低下して未燃混合気の温度を下げノッキングを
防止する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、火花点火式内燃機関の
ノッキング防止に関するものである。
ノッキング防止に関するものである。
【0002】
【従来の技術】火花点火式内燃機関では、燃焼が間欠的
に行われる。そして、吸入行程時に燃焼室に混合気が流
入してくる。そのために、燃焼室の壁の部分は温度が低
く、燃焼室壁に接した混合気部分は燃焼中に燃焼せずに
残り、消炎層を形成する。この消炎層ができるので、ピ
ストンやシリンダは直接火炎に曝されず、溶解から守ら
れることになる。
に行われる。そして、吸入行程時に燃焼室に混合気が流
入してくる。そのために、燃焼室の壁の部分は温度が低
く、燃焼室壁に接した混合気部分は燃焼中に燃焼せずに
残り、消炎層を形成する。この消炎層ができるので、ピ
ストンやシリンダは直接火炎に曝されず、溶解から守ら
れることになる。
【0003】エンジンの出力が上がり、高速回転になっ
てくると、燃焼前の混合気の温度が上昇し、点火プラグ
からの火炎が伝播してくる前に末端(エンドガスゾー
ン)の未燃焼部が自己着火してしまう。これがノッキン
グであり、ノッキングが起こると、燃焼室の壁に接して
形成された消炎層が破られて火炎が直接ピストンやシリ
ンダ壁に達し、これらを溶解し、やがてエンジンを破壊
してしまう。
てくると、燃焼前の混合気の温度が上昇し、点火プラグ
からの火炎が伝播してくる前に末端(エンドガスゾー
ン)の未燃焼部が自己着火してしまう。これがノッキン
グであり、ノッキングが起こると、燃焼室の壁に接して
形成された消炎層が破られて火炎が直接ピストンやシリ
ンダ壁に達し、これらを溶解し、やがてエンジンを破壊
してしまう。
【0004】このノッキングを防止する技術としては、
(1) 混合気の空燃比を濃厚にしたり、混合気内に不燃性
の液体を混入して混合気の温度上昇を抑える方法があ
る。しかし、この方法は、燃費が極端に悪くなったり、
熱効率を急激に低下させてしまう。次に、(2) 点火時期
を遅らせる方法が知られているが、膨張比も低下して、
等容度が低下し、トルクが低下してしまう。
(1) 混合気の空燃比を濃厚にしたり、混合気内に不燃性
の液体を混入して混合気の温度上昇を抑える方法があ
る。しかし、この方法は、燃費が極端に悪くなったり、
熱効率を急激に低下させてしまう。次に、(2) 点火時期
を遅らせる方法が知られているが、膨張比も低下して、
等容度が低下し、トルクが低下してしまう。
【0005】さらに、(3) 吸気バルブを早期に閉じ、圧
縮比を低下させる方法(雑誌「内燃機関」1981年7
月号、P35〜40)が提案されているが、装置が複雑
化する。また、(4) 特開昭62−129516号には、
主燃焼室の周囲に、主燃焼室に近づくほど狭くなるスキ
ッシュ領域を形成する技術が開示されている。これは、
点火プラグに向かって流れる未燃混合気のスキッシュを
強化して、ノッキングを防止しようとするものである。
しかし、点火プラグに向かって流れる未燃混合気のスキ
ッシュは、燃焼行程の進行に伴い燃焼ガスの膨張によっ
て消され易い。
縮比を低下させる方法(雑誌「内燃機関」1981年7
月号、P35〜40)が提案されているが、装置が複雑
化する。また、(4) 特開昭62−129516号には、
主燃焼室の周囲に、主燃焼室に近づくほど狭くなるスキ
ッシュ領域を形成する技術が開示されている。これは、
点火プラグに向かって流れる未燃混合気のスキッシュを
強化して、ノッキングを防止しようとするものである。
しかし、点火プラグに向かって流れる未燃混合気のスキ
ッシュは、燃焼行程の進行に伴い燃焼ガスの膨張によっ
て消され易い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事実
に鑑みてなされたもので、エンドガスゾーンの冷却を促
進して、ノッキングを防止できる火花点火式内燃機関を
提供することを目的としている。
に鑑みてなされたもので、エンドガスゾーンの冷却を促
進して、ノッキングを防止できる火花点火式内燃機関を
提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、火花点火式内燃機関において、ピストン
が上死点に達したときのシリンダ内に複数の燃焼室を形
成すると共に、隣接する燃焼室相互を結ぶ狭い連絡通路
を形成し、少なくとも1の燃焼室を除いた残りの燃焼室
に点火プラグを設け、火炎伝播経路の下流側になる燃焼
室のシリンダ軸方向の間隔をスキッシュエリアの通常の
クリアランスよりも大きくし、連絡通路の間隔を前記下
流側になる燃焼室のシリンダ軸方向の間隔よりも十分小
さくした構成を特徴としている。
めに本発明は、火花点火式内燃機関において、ピストン
が上死点に達したときのシリンダ内に複数の燃焼室を形
成すると共に、隣接する燃焼室相互を結ぶ狭い連絡通路
を形成し、少なくとも1の燃焼室を除いた残りの燃焼室
に点火プラグを設け、火炎伝播経路の下流側になる燃焼
室のシリンダ軸方向の間隔をスキッシュエリアの通常の
クリアランスよりも大きくし、連絡通路の間隔を前記下
流側になる燃焼室のシリンダ軸方向の間隔よりも十分小
さくした構成を特徴としている。
【0008】または、ロータリエンジンにおいて、ロー
タの各上面に二つづつの凹部を離間して形成し、ケーシ
ングの内面を形成するトロコイド曲面の突出部とロータ
上面の前記二つの凹部間の平坦部との間に連絡通路を形
成してその両側に二つの燃焼室を形成し、一方の燃焼室
に点火プラグを設け、高負荷時の燃焼期間中に渡って前
記突出部が平坦部と対面し続ける様に平坦部の位置と大
きさを設定した構成を特徴としている。
タの各上面に二つづつの凹部を離間して形成し、ケーシ
ングの内面を形成するトロコイド曲面の突出部とロータ
上面の前記二つの凹部間の平坦部との間に連絡通路を形
成してその両側に二つの燃焼室を形成し、一方の燃焼室
に点火プラグを設け、高負荷時の燃焼期間中に渡って前
記突出部が平坦部と対面し続ける様に平坦部の位置と大
きさを設定した構成を特徴としている。
【0009】
【作用】本発明では燃焼室が複数あり、隣接する燃焼室
相互間を結ぶ連絡通路がある。そのため、ピストンの上
昇、又はロータの回転に伴って、複数の燃焼室内の混合
気が流動する。スキッシュの強さはピストン上昇に伴う
各燃焼室の容積減少率の差、すなわち、各燃焼室のシリ
ンダ軸方向の間隔の差と容積の差で表されるが、本発明
では火炎伝播経路の下流側燃焼室におけるシリンダ軸方
向の間隔を連絡通路の間隔よりも十分大きくしたので、
燃焼前には点火プラグに向かう強いスキッシュは生じな
い。ピストンが上死点に近づくと、点火プラグによりプ
ラグ周辺の混合気に着火され、最初は小さかった火炎面
が漸次増大し、燃焼ガスが膨張する。そして、火炎面の
周辺にある未燃混合気は、燃焼ガスの膨張によって外側
へ押され、連絡通路を通って点火プラグのない燃焼室へ
流れ込む。このとき、狭い隙間を通るので、混合気の速
度が上がり、その結果混合気の温度が低下して点火プラ
グのない燃焼室内の未燃混合気の温度上昇を制限してノ
ッキングを防止する。また、燃焼室のシリンダ軸方向の
間隔が連絡通路の間隔より広いので、下流側の燃焼室内
で渦ができ易く流れが持続し、末端の未燃焼部がより加
速される。
相互間を結ぶ連絡通路がある。そのため、ピストンの上
昇、又はロータの回転に伴って、複数の燃焼室内の混合
気が流動する。スキッシュの強さはピストン上昇に伴う
各燃焼室の容積減少率の差、すなわち、各燃焼室のシリ
ンダ軸方向の間隔の差と容積の差で表されるが、本発明
では火炎伝播経路の下流側燃焼室におけるシリンダ軸方
向の間隔を連絡通路の間隔よりも十分大きくしたので、
燃焼前には点火プラグに向かう強いスキッシュは生じな
い。ピストンが上死点に近づくと、点火プラグによりプ
ラグ周辺の混合気に着火され、最初は小さかった火炎面
が漸次増大し、燃焼ガスが膨張する。そして、火炎面の
周辺にある未燃混合気は、燃焼ガスの膨張によって外側
へ押され、連絡通路を通って点火プラグのない燃焼室へ
流れ込む。このとき、狭い隙間を通るので、混合気の速
度が上がり、その結果混合気の温度が低下して点火プラ
グのない燃焼室内の未燃混合気の温度上昇を制限してノ
ッキングを防止する。また、燃焼室のシリンダ軸方向の
間隔が連絡通路の間隔より広いので、下流側の燃焼室内
で渦ができ易く流れが持続し、末端の未燃焼部がより加
速される。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて以下に説明す
る。図1は、2サイクル火花点火式内燃機関の上死点付
近の燃焼室を示す断面図である。シリンダ1には、ガス
ケット1aを挟んでシリンダヘッドを取付け、内部に
は、ピストン2を上下方向に往復動自在に嵌装してい
る。ピストン2の頂部近くには、気密を保つための複数
のピストンリング2aがある。
る。図1は、2サイクル火花点火式内燃機関の上死点付
近の燃焼室を示す断面図である。シリンダ1には、ガス
ケット1aを挟んでシリンダヘッドを取付け、内部に
は、ピストン2を上下方向に往復動自在に嵌装してい
る。ピストン2の頂部近くには、気密を保つための複数
のピストンリング2aがある。
【0011】シリンダヘッド3には、断面が台形をした
仕切用突出部4が形成されており、ピストン2が上死点
に達したとき、シリンダヘッド3とピストン2との間に
は、この仕切用突出部4の両側に二つの燃焼室5,6が
できる。仕切用突出部4の下面と、上死点に達したピス
トン2との間には、狭い間隔aの連絡通路7を確保して
おく。
仕切用突出部4が形成されており、ピストン2が上死点
に達したとき、シリンダヘッド3とピストン2との間に
は、この仕切用突出部4の両側に二つの燃焼室5,6が
できる。仕切用突出部4の下面と、上死点に達したピス
トン2との間には、狭い間隔aの連絡通路7を確保して
おく。
【0012】連絡通路7の間隔aは火炎伝播経路の下流
側にある燃焼室6のシリンダ中心軸(と平行な)方向の
間隔bよりも十分に小さなものであれば、スキッシュク
リアランス程度のものでもそれより多少広いものでもよ
い。一例を示すと、bが10mmのときは、aは1mmから
4mmの範囲内にあればよいが、bが3mmのときはaは、
1mm程度またはそれ未満にすることが望ましい。
側にある燃焼室6のシリンダ中心軸(と平行な)方向の
間隔bよりも十分に小さなものであれば、スキッシュク
リアランス程度のものでもそれより多少広いものでもよ
い。一例を示すと、bが10mmのときは、aは1mmから
4mmの範囲内にあればよいが、bが3mmのときはaは、
1mm程度またはそれ未満にすることが望ましい。
【0013】点火プラグ8は、燃焼室5にだけ取付けら
れ、燃焼室6には無い。仕切用突出部4は、ピストン2
の直径と平行に直線的に形成されてもよく、あるいは一
方の燃焼室5を円形に取り囲む形状としてもよい。その
場合、他方の燃焼室6は燃焼室5を取り囲む三日月型と
なる。
れ、燃焼室6には無い。仕切用突出部4は、ピストン2
の直径と平行に直線的に形成されてもよく、あるいは一
方の燃焼室5を円形に取り囲む形状としてもよい。その
場合、他方の燃焼室6は燃焼室5を取り囲む三日月型と
なる。
【0014】本発明の重要なポイントは、点火前の圧縮
行程において、点火プラグ8に向かう強いスキッシュが
生じず、点火後に燃焼ガスの膨張に伴って燃焼室5から
連絡通路7を通って燃焼室6に向かう未燃混合気の強い
流れが生じる点にある。
行程において、点火プラグ8に向かう強いスキッシュが
生じず、点火後に燃焼ガスの膨張に伴って燃焼室5から
連絡通路7を通って燃焼室6に向かう未燃混合気の強い
流れが生じる点にある。
【0015】すなわち、点火前の圧縮行程におけるスキ
ッシュは、ピストン2の上昇に伴う容積減少率の大きい
方から小さい方へと生じるものであるが、図1の実施例
においては、燃焼室5,6のシリンダ軸方向の間隔b,
cが等しくなっているので、点火プラグ8に向かう強い
スキッシュは生じない。
ッシュは、ピストン2の上昇に伴う容積減少率の大きい
方から小さい方へと生じるものであるが、図1の実施例
においては、燃焼室5,6のシリンダ軸方向の間隔b,
cが等しくなっているので、点火プラグ8に向かう強い
スキッシュは生じない。
【0016】b<cとすれば、点火前に点火プラグに向
かうスキッシュが生じるが、通常のスキッシュエリアの
間隔は、ガスケット1aの厚さと同程度であり、強いス
キッシュを起こそうとすると、bの間隔をaと同程度に
する必要がある。しかし、本発明のように、bの間隔が
通常のスキッシュエリアの間隔(ガスケット1aの厚
さ)よりずっと大きい限り、b<cとなっても、強いス
キッシュは生じない。
かうスキッシュが生じるが、通常のスキッシュエリアの
間隔は、ガスケット1aの厚さと同程度であり、強いス
キッシュを起こそうとすると、bの間隔をaと同程度に
する必要がある。しかし、本発明のように、bの間隔が
通常のスキッシュエリアの間隔(ガスケット1aの厚
さ)よりずっと大きい限り、b<cとなっても、強いス
キッシュは生じない。
【0017】図1の位置で、点火プラグ8がスパークし
て周辺の混合気に点火される。火炎は燃焼室5内で拡大
し、燃焼ガスが膨張して周辺の未燃混合気を連絡通路7
を通して燃焼室6へと強い流れとなって進入する。未燃
焼混合気は連絡通路7を通過するとき速度が上がるの
で、混合気の温度が低下する。そして温度の低下した混
合気が燃焼室6へと入り、燃焼室6内の未燃混合気と混
合して混合気全体の温度を低下させ、自己着火を防止し
て、耐ノッキング性が向上する。
て周辺の混合気に点火される。火炎は燃焼室5内で拡大
し、燃焼ガスが膨張して周辺の未燃混合気を連絡通路7
を通して燃焼室6へと強い流れとなって進入する。未燃
焼混合気は連絡通路7を通過するとき速度が上がるの
で、混合気の温度が低下する。そして温度の低下した混
合気が燃焼室6へと入り、燃焼室6内の未燃混合気と混
合して混合気全体の温度を低下させ、自己着火を防止し
て、耐ノッキング性が向上する。
【0018】また図1に示す構成とした事により、下流
側の燃焼室6へ流入する未燃混合気量が増加し、さら
に、bの間隔が広いので、流入する未燃混合気が渦を巻
き易くなって流れが持続し、温度の低下を促進する。
側の燃焼室6へ流入する未燃混合気量が増加し、さら
に、bの間隔が広いので、流入する未燃混合気が渦を巻
き易くなって流れが持続し、温度の低下を促進する。
【0019】本発明の作用は主に燃焼行程中で行われる
が、燃焼の開始、すなわち点火プラグによる着火は、ピ
ストンが上死点に達する直前から始まり、クランク角で
表すと(上死点を0°として)−10°程度である。一
方、高負荷時の燃焼行程の完了は、+15°あたりと言
われている。これをピストンの上下の移動量に換算する
と、ピストンのストローク量の1〜2%程度に過ぎな
い。つまり、燃焼行程の間中、ピストンはほぼ上死点付
近にあって殆ど動かないと考えてもよい。したがって、
上記の燃焼行程中のピストンの位置は、図1の位置から
若干上下するが、ほぼ同じ位置にあると考えても差し支
えなく、連絡通路7は燃焼行程中常に狭い状態を維持し
ている。
が、燃焼の開始、すなわち点火プラグによる着火は、ピ
ストンが上死点に達する直前から始まり、クランク角で
表すと(上死点を0°として)−10°程度である。一
方、高負荷時の燃焼行程の完了は、+15°あたりと言
われている。これをピストンの上下の移動量に換算する
と、ピストンのストローク量の1〜2%程度に過ぎな
い。つまり、燃焼行程の間中、ピストンはほぼ上死点付
近にあって殆ど動かないと考えてもよい。したがって、
上記の燃焼行程中のピストンの位置は、図1の位置から
若干上下するが、ほぼ同じ位置にあると考えても差し支
えなく、連絡通路7は燃焼行程中常に狭い状態を維持し
ている。
【0020】図2は、本発明の第2の実施例である。こ
の実施例では、ピストン2の頂部に段差を、また、シリ
ンダヘッド13には、この段差に対応する段差をそれぞ
れ形成し、二つの燃焼室14,15を形成している。連
絡通路17は、垂直方向に形成される。連絡通路17の
間隔と,燃焼室14,15のシリンダ軸方向の間隔につ
いての関係は、図1の実施例で説明したのと同様であ
る。
の実施例では、ピストン2の頂部に段差を、また、シリ
ンダヘッド13には、この段差に対応する段差をそれぞ
れ形成し、二つの燃焼室14,15を形成している。連
絡通路17は、垂直方向に形成される。連絡通路17の
間隔と,燃焼室14,15のシリンダ軸方向の間隔につ
いての関係は、図1の実施例で説明したのと同様であ
る。
【0021】図3は、本発明の第3の実施例である。こ
の実施例は、副室式ディーゼル機関と近似した構成であ
る。すなわち、シリンダヘッド23に延設部23′を設
け、これらの中をくり抜いて壜形の副燃焼室25を形成
して壜の首の部分で主燃焼室24と連通させる。この首
の絞り部分が、狭い連絡通路27となる。副燃焼室25
は点火プラグ8による火炎の伝播経路の後半部分ないし
は末端付近に形成する。また、副燃焼室25を、ピスト
ン上面に穿設する構成としても良い。また、連絡通路2
7を通る未燃焼部の流れが、副燃焼室25の内面を接線
方向に近づけて流入するように、連絡通路27を図3よ
りも傾けて形成すると、未燃焼部の渦の持続性が増す。
また、副燃焼室25と連絡通路27を傾けて形成しても
よい。
の実施例は、副室式ディーゼル機関と近似した構成であ
る。すなわち、シリンダヘッド23に延設部23′を設
け、これらの中をくり抜いて壜形の副燃焼室25を形成
して壜の首の部分で主燃焼室24と連通させる。この首
の絞り部分が、狭い連絡通路27となる。副燃焼室25
は点火プラグ8による火炎の伝播経路の後半部分ないし
は末端付近に形成する。また、副燃焼室25を、ピスト
ン上面に穿設する構成としても良い。また、連絡通路2
7を通る未燃焼部の流れが、副燃焼室25の内面を接線
方向に近づけて流入するように、連絡通路27を図3よ
りも傾けて形成すると、未燃焼部の渦の持続性が増す。
また、副燃焼室25と連絡通路27を傾けて形成しても
よい。
【0022】図4は、図3の実施例の変形例である。こ
の実施例では、シリンダヘッド33に副燃焼室35を形
成するが、首部分を形成せず、代わりにピストン2のヘ
ッドに突起36を形成し、上死点付近でこの突起36が
副燃焼室35内に進入するようにし、突起36の周辺に
連絡通路37を形成している。この構成であれば、絞り
損失の発生時を、ピストンの上死点付近に限定できる。
の実施例では、シリンダヘッド33に副燃焼室35を形
成するが、首部分を形成せず、代わりにピストン2のヘ
ッドに突起36を形成し、上死点付近でこの突起36が
副燃焼室35内に進入するようにし、突起36の周辺に
連絡通路37を形成している。この構成であれば、絞り
損失の発生時を、ピストンの上死点付近に限定できる。
【0023】図5は、燃焼室を環状に形成した実施例で
ある。シリンダヘッド43に環状の仕切用突出部46を
立設し、その先端とピストン2との間に連絡通路47を
形成し、中心に点火プラグ8のある燃焼室44を、周辺
にドーナツ状で点火プラグの無い燃焼室45を形成して
いる。
ある。シリンダヘッド43に環状の仕切用突出部46を
立設し、その先端とピストン2との間に連絡通路47を
形成し、中心に点火プラグ8のある燃焼室44を、周辺
にドーナツ状で点火プラグの無い燃焼室45を形成して
いる。
【0024】図1から図5までの実施例は、2サイクル
だけでなく、4サイクルでも適用可能なものであり、ま
た、ガソリンエンジンに限定されず、ガスエンジン等に
も適用可能なものである。この観点から、図6(a) は、
本発明を4サイクルエンジンに適用した実施例で、4サ
イクル方式の代表的な燃焼室として、ペントルーフ型を
使用している。
だけでなく、4サイクルでも適用可能なものであり、ま
た、ガソリンエンジンに限定されず、ガスエンジン等に
も適用可能なものである。この観点から、図6(a) は、
本発明を4サイクルエンジンに適用した実施例で、4サ
イクル方式の代表的な燃焼室として、ペントルーフ型を
使用している。
【0025】ピストン2とシリンダ1の上にペントルー
フ型のシリンダヘッド51を取付け、ピストン2の上面
に環状の突出部分52を形成し、燃焼室を突出部分52
の内側の燃焼室53と外側の燃焼室54とに区分けして
いる。そして、突出部分の上端面をシリンダヘッド51
の内壁に沿って傾斜させ、シリンダヘッド内面との間に
連絡通路55が形成される。また、突起部分52は線状
に形成しても良い。
フ型のシリンダヘッド51を取付け、ピストン2の上面
に環状の突出部分52を形成し、燃焼室を突出部分52
の内側の燃焼室53と外側の燃焼室54とに区分けして
いる。そして、突出部分の上端面をシリンダヘッド51
の内壁に沿って傾斜させ、シリンダヘッド内面との間に
連絡通路55が形成される。また、突起部分52は線状
に形成しても良い。
【0026】図6(b) のように、ピストンの上面の突出
部56をほぼ台形とし、台形の斜面57とシリンダヘッ
ド内面との間に狭い連絡通路を形成する構成としてもよ
い。
部56をほぼ台形とし、台形の斜面57とシリンダヘッ
ド内面との間に狭い連絡通路を形成する構成としてもよ
い。
【0027】なお、ペントルーフ型以外でも、ピストン
の上面にシリンダヘッドの内面の形状に合わせて突出部
を形成すれば、複数の燃焼室を形成することができる。
また図1から図6までの実施例で、連絡通路の面積を広
くすると、点火プラグ方向にスキッシュが発生するが、
点火プラグと反対側の燃焼室へもスキッシュが発生する
ので、強いスキッシュは、発生しない。
の上面にシリンダヘッドの内面の形状に合わせて突出部
を形成すれば、複数の燃焼室を形成することができる。
また図1から図6までの実施例で、連絡通路の面積を広
くすると、点火プラグ方向にスキッシュが発生するが、
点火プラグと反対側の燃焼室へもスキッシュが発生する
ので、強いスキッシュは、発生しない。
【0028】図1から図6までの実施例では、燃焼室を
二つとしたが、仕切用突出部又は副燃焼室を増やして燃
焼室を三つ以上としてもよい。その場合、少なくとも一
つの燃焼室には、点火プラグ8を設けない構成としなけ
ればならない。もっとも、全ての燃焼室に点火プラグを
設け、その内の1つ以上を、低負荷時にのみ使用し、高
負荷時には使用しないこととしてもよい。低負荷時に
は、ノッキングの発生が問題とならないからであり、二
種類の点火プラグを同時使用することにより、低負荷時
の燃焼時間を短縮し、等容度の低下を改善することがで
きる。
二つとしたが、仕切用突出部又は副燃焼室を増やして燃
焼室を三つ以上としてもよい。その場合、少なくとも一
つの燃焼室には、点火プラグ8を設けない構成としなけ
ればならない。もっとも、全ての燃焼室に点火プラグを
設け、その内の1つ以上を、低負荷時にのみ使用し、高
負荷時には使用しないこととしてもよい。低負荷時に
は、ノッキングの発生が問題とならないからであり、二
種類の点火プラグを同時使用することにより、低負荷時
の燃焼時間を短縮し、等容度の低下を改善することがで
きる。
【0029】図7は、本発明をロータリーエンジンに適
用した実施例を示している。このロータリーエンジンで
は、ケーシング61に二つの点火プラグ68,68′を
取付け、ケーシング61内を回転する三角形ロータの各
辺に、上記点火プラグ68,68′に対応する二つづつ
の凹部62aを形成し、これらの中間を平坦部62bと
している。このとき平坦部62bの位置とロータの回転
方向の長さは、次の条件を満たすものとする。すなわ
ち、燃焼行程中は、この平坦部62bがケーシング61
のトロコイド曲面の突出部61aと対面し続けるように
する。そして、平坦部62bと突出部61aとの間に連
絡通路67を形成する。つまり、連絡通路67を挟んで
図の上下に燃焼室64,65が形成されることになる。
また、連絡通路67の間隔、即ち平坦部62bと突出部
61aとの間隔dは、前記のレシプロエンジンの場合と
同様に、火炎伝播経路の下流側の燃焼室65のインナー
ギヤ69の半径方向の間隔eよりも十分に小さなもので
あれば良い。
用した実施例を示している。このロータリーエンジンで
は、ケーシング61に二つの点火プラグ68,68′を
取付け、ケーシング61内を回転する三角形ロータの各
辺に、上記点火プラグ68,68′に対応する二つづつ
の凹部62aを形成し、これらの中間を平坦部62bと
している。このとき平坦部62bの位置とロータの回転
方向の長さは、次の条件を満たすものとする。すなわ
ち、燃焼行程中は、この平坦部62bがケーシング61
のトロコイド曲面の突出部61aと対面し続けるように
する。そして、平坦部62bと突出部61aとの間に連
絡通路67を形成する。つまり、連絡通路67を挟んで
図の上下に燃焼室64,65が形成されることになる。
また、連絡通路67の間隔、即ち平坦部62bと突出部
61aとの間隔dは、前記のレシプロエンジンの場合と
同様に、火炎伝播経路の下流側の燃焼室65のインナー
ギヤ69の半径方向の間隔eよりも十分に小さなもので
あれば良い。
【0030】以上の構成において、低負荷時は二つの点
火プラグ68,68′の双方を使用するが、高負荷時に
は、いずれか一方の点火プラグのみを使用する。連絡通
路67で未燃混合気が加速され、他方の燃焼室内の未燃
混合気を低温にしてノッキングを防止できることにな
る。また、ロータの回転方向の上流側の燃焼室64の点
火プラグを高負荷時に使用すると、点火前までのロータ
の移動による混合気の流れが、燃焼行程中の未燃混合気
の流れを助長する。
火プラグ68,68′の双方を使用するが、高負荷時に
は、いずれか一方の点火プラグのみを使用する。連絡通
路67で未燃混合気が加速され、他方の燃焼室内の未燃
混合気を低温にしてノッキングを防止できることにな
る。また、ロータの回転方向の上流側の燃焼室64の点
火プラグを高負荷時に使用すると、点火前までのロータ
の移動による混合気の流れが、燃焼行程中の未燃混合気
の流れを助長する。
【0031】以上に説明した全ての実施例に加えて、レ
シプロエンジンの火炎伝播経路の下流側の燃焼室のシリ
ンダ軸と平行な方向の間隔b、又はロータリエンジンの
下流側の燃焼室のロータ内のインナーギヤの半径方向の
間隔eを、高負荷時に使用する点火プラグのある燃焼室
の同様の間隔c又はfよりも広くすると、火炎伝播経路
の下流側の燃焼室内に火炎伝播方向のスキッシュが発生
し、燃焼行程中に火炎伝播方向に流れる未燃焼部の流れ
の方向とそのスキッシュの方向が同一のために、未燃部
の流れがさらに助長できて、耐ノッキング性が向上す
る。
シプロエンジンの火炎伝播経路の下流側の燃焼室のシリ
ンダ軸と平行な方向の間隔b、又はロータリエンジンの
下流側の燃焼室のロータ内のインナーギヤの半径方向の
間隔eを、高負荷時に使用する点火プラグのある燃焼室
の同様の間隔c又はfよりも広くすると、火炎伝播経路
の下流側の燃焼室内に火炎伝播方向のスキッシュが発生
し、燃焼行程中に火炎伝播方向に流れる未燃焼部の流れ
の方向とそのスキッシュの方向が同一のために、未燃部
の流れがさらに助長できて、耐ノッキング性が向上す
る。
【0032】点火プラグのある燃焼室の燃焼中の体積が
過少である場合、点火プラグの無い燃焼室へ流出する時
に加速する未燃混合気量が過少となり、温度上昇を制限
する効果が不足することになる。逆に、点火プラグの無
い燃焼室の容積が過少だと、流入してくる未燃混合気の
量が過少となり、温度低下の効果が制限される。そし
て、二つの燃焼室容積を等分しても連絡通路を通って加
速される未燃混合気の量を全混合気量の半分以上にでき
ない。そこで、これらの燃焼室の中間に、別の(第3
の)燃焼室を増設する。こうすれば、中間の燃焼室から
下流の燃焼室へ流出する際に、中間の燃焼室内の未燃混
合気が加わるので、連絡通路を通って加速される混合気
の不足を補うことができる。
過少である場合、点火プラグの無い燃焼室へ流出する時
に加速する未燃混合気量が過少となり、温度上昇を制限
する効果が不足することになる。逆に、点火プラグの無
い燃焼室の容積が過少だと、流入してくる未燃混合気の
量が過少となり、温度低下の効果が制限される。そし
て、二つの燃焼室容積を等分しても連絡通路を通って加
速される未燃混合気の量を全混合気量の半分以上にでき
ない。そこで、これらの燃焼室の中間に、別の(第3
の)燃焼室を増設する。こうすれば、中間の燃焼室から
下流の燃焼室へ流出する際に、中間の燃焼室内の未燃混
合気が加わるので、連絡通路を通って加速される混合気
の不足を補うことができる。
【0033】また、以上の図3と図4以外の実施例で
は、火炎伝播経路の下流側の燃焼室の内面に沿って、連
絡通路を通った未燃混合気が流入して渦を巻くが、火炎
伝播経路の下流側の燃焼室の内面を渦流室に近づけて形
成すると、末端の未燃混合気の渦の持続がさらに長くな
る。
は、火炎伝播経路の下流側の燃焼室の内面に沿って、連
絡通路を通った未燃混合気が流入して渦を巻くが、火炎
伝播経路の下流側の燃焼室の内面を渦流室に近づけて形
成すると、末端の未燃混合気の渦の持続がさらに長くな
る。
【0034】NOxは、最高燃焼温度が高いと急増す
る。そして、以上の実施例は、未燃混合気部分の最高温
度を制限するものである。したがって、ノッキング防止
と同時に、従来と同一トルク時よりもNOxの減少を図
ることができる。
る。そして、以上の実施例は、未燃混合気部分の最高温
度を制限するものである。したがって、ノッキング防止
と同時に、従来と同一トルク時よりもNOxの減少を図
ることができる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成で高負荷時
のノッキングを防止することができ、したがって、高圧
縮比や最大吸気量の増加や、低オクタン価の燃料を使用
できる。また、高負荷時のNOxを、従来の同一負荷時
のときより減少することができる。等の格別の効果を奏
する。
のノッキングを防止することができ、したがって、高圧
縮比や最大吸気量の増加や、低オクタン価の燃料を使用
できる。また、高負荷時のNOxを、従来の同一負荷時
のときより減少することができる。等の格別の効果を奏
する。
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図2】本発明の第2実施例で、シリンダヘッドとピス
トンとに対応する段差を設けた実施例の構成を示す断面
図である。
トンとに対応する段差を設けた実施例の構成を示す断面
図である。
【図3】本発明の第3実施例で、シリンダヘッドに副燃
焼室を形成した実施例の断面図である。
焼室を形成した実施例の断面図である。
【図4】第3実施例の変形例を示す断面図である。
【図5】本発明の第5実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図6】(a) ,(b) は、本発明を4サイクルのペントル
ーフ型に適用した二つの実施例の構成を示す断面図であ
る。
ーフ型に適用した二つの実施例の構成を示す断面図であ
る。
【図7】本発明をロータリエンジンに適用した実施例の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
1 シリンダ 2 ピストン 2a ピストンリ
ング 3,13,23,33,43 シリンダヘ
ッド 4,5,14,15,24,25 燃焼室 34,35,44,45 燃焼室 53,54,64,65 燃焼室 6,36,46,52 仕切用突出
部 7,17,27,37,47,55,67 連絡通路 8,68,68′ 点火プラグ
ング 3,13,23,33,43 シリンダヘ
ッド 4,5,14,15,24,25 燃焼室 34,35,44,45 燃焼室 53,54,64,65 燃焼室 6,36,46,52 仕切用突出
部 7,17,27,37,47,55,67 連絡通路 8,68,68′ 点火プラグ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年1月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項7
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】以上の構成において、低負荷時は二つの点
火プラグ68,68′の双方を使用するが、高負荷時に
は、いずれか一方の点火プラグのみを使用する。連絡通
路67で未燃混合気が加速され、他方の燃焼室内の未燃
混合気を低温にしてノッキングを防止できることにな
る。また、ロータの回転方向の上流側の燃焼室65の点
火プラグを高負荷時に使用すると、点火前までのロータ
の移動による混合気の流れが、燃焼行程中の未燃混合気
の流れを助長する。
火プラグ68,68′の双方を使用するが、高負荷時に
は、いずれか一方の点火プラグのみを使用する。連絡通
路67で未燃混合気が加速され、他方の燃焼室内の未燃
混合気を低温にしてノッキングを防止できることにな
る。また、ロータの回転方向の上流側の燃焼室65の点
火プラグを高負荷時に使用すると、点火前までのロータ
の移動による混合気の流れが、燃焼行程中の未燃混合気
の流れを助長する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】以上に説明した全ての実施例に加えて、レ
シプロエンジンの火炎伝播経路の下流側の燃焼室におけ
るシリンダ軸と平行な方向の間隔b、又はロータリエン
ジンの火炎伝播経路の下流側の燃焼室におけるロータ内
のインナーギヤの半径方向の間隔eを、高負荷時に使用
する点火プラグのある燃焼室の同様の間隔c又はfより
も広くすると、火炎伝播経路の下流側の燃焼室内に火炎
伝播方向のスキッシュが発生し、燃焼行程中に火炎伝播
方向に流れる未燃焼部の流れの方向とそのスキッシュの
方向が同一のために、未燃部の流れがさらに助長でき
て、耐ノッキング性が向上する。
シプロエンジンの火炎伝播経路の下流側の燃焼室におけ
るシリンダ軸と平行な方向の間隔b、又はロータリエン
ジンの火炎伝播経路の下流側の燃焼室におけるロータ内
のインナーギヤの半径方向の間隔eを、高負荷時に使用
する点火プラグのある燃焼室の同様の間隔c又はfより
も広くすると、火炎伝播経路の下流側の燃焼室内に火炎
伝播方向のスキッシュが発生し、燃焼行程中に火炎伝播
方向に流れる未燃焼部の流れの方向とそのスキッシュの
方向が同一のために、未燃部の流れがさらに助長でき
て、耐ノッキング性が向上する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 1 シリンダ 2 ピストン 2a ピストンリ
ング 3,13,23,33,43 シリンダヘ
ッド5,6 ,14,15,24,25 燃焼室 34,35,44,45 燃焼室 53,54,64,65 燃焼室4 ,36,46,52 仕切用突出
部 7,17,27,37,47,55,67 連絡通路 8,68,68′ 点火プラグ
ング 3,13,23,33,43 シリンダヘ
ッド5,6 ,14,15,24,25 燃焼室 34,35,44,45 燃焼室 53,54,64,65 燃焼室4 ,36,46,52 仕切用突出
部 7,17,27,37,47,55,67 連絡通路 8,68,68′ 点火プラグ
Claims (8)
- 【請求項1】 火花点火式内燃機関において、ピストン
が上死点に達したときのシリンダ内に複数の燃焼室を形
成すると共に、隣接する燃焼室相互を結ぶ狭い連絡通路
を形成し、少なくとも1の燃焼室を除いた残りの燃焼室
に点火プラグを設け、火炎伝播経路の下流側になる燃焼
室のシリンダ軸方向の間隔をスキッシュエリアの通常の
クリアランスよりも大きくし、連絡通路の間隔を前記下
流側になる燃焼室のシリンダ軸方向の間隔よりも十分小
さくしたことを特徴とする耐ノック性を向上した内燃機
関。 - 【請求項2】 複数の燃焼室がシリンダヘッドに形成さ
れた仕切用突出部によって区分けされ、該仕切用突出部
の下面に面して前記連絡通路が形成されたことを特徴と
する請求項1記載の耐ノック性を向上した内燃機関。 - 【請求項3】 複数の燃焼室がピストンに突設された仕
切用突出部によって区分けされ、該仕切用突出部の上面
又は側面に面して前記連絡通路が形成されたことを特徴
とする請求項1記載の耐ノック性を向上した内燃機関。 - 【請求項4】 ピストンの頂部に段差を形成すると共
に、該段差に対応する段差をシリンダヘッドに形成し、
両段差に沿って前記連絡通路を垂直方向に形成したこと
を特徴とする請求項1記載の耐ノック性を向上した内燃
機関。 - 【請求項5】 前記複数の燃焼室を、点火プラグを設け
た主燃焼室と、副室とで構成し、副室の入口を狭くして
前記連絡通路としたことを特徴とする請求項1記載の耐
ノック性を向上した内燃機関。 - 【請求項6】 ロータリエンジンにおいて、ロータの各
上面に二つづつの凹部を離間して形成し、ケーシングの
内面を形成するトロコイド曲面の突出部とロータ上面の
前記二つの凹部間の平坦部との間に連絡通路を形成して
その両側に二つの燃焼室を形成し、一方の燃焼室に点火
プラグを設け、高負荷時の燃焼期間中に渡って前記突出
部が平坦部と対面し続ける様に平坦部の位置と大きさを
設定したことを特徴とする耐ノック性を向上した内燃機
関。 - 【請求項7】 前記点火プラグのない燃焼室におけるシ
リンダ軸と平行な方向の間隔、又は、ロータ内のインナ
ーギヤの半径方向の間隔を、点火プラグのある燃焼室に
おける対応した間隔よりも広くすることを特徴とする請
求項1から6のいずれかに記載の耐ノック性を向上した
内燃機関。 - 【請求項8】 前記点火プラグのない燃焼室に、低負荷
時にのみ使用する点火プラグを設けたことを特徴とする
請求項1又は6記載の耐ノック性を向上した内燃機関。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4282840A JPH0674048A (ja) | 1992-05-08 | 1992-10-21 | 耐ノック性を向上した内燃機関 |
| EP93401151A EP0569289A1 (en) | 1992-05-08 | 1993-05-05 | Internal combustion engine with improved anti-knocking function |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15847692 | 1992-05-08 | ||
| JP4-223157 | 1992-07-10 | ||
| JP04223157 | 1992-07-10 | ||
| JP4-158476 | 1992-07-10 | ||
| JP4282840A JPH0674048A (ja) | 1992-05-08 | 1992-10-21 | 耐ノック性を向上した内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674048A true JPH0674048A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=27321352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4282840A Withdrawn JPH0674048A (ja) | 1992-05-08 | 1992-10-21 | 耐ノック性を向上した内燃機関 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0569289A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0674048A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11602371B2 (en) | 2012-06-29 | 2023-03-14 | Cilag Gmbh International | Ultrasonic surgical instruments with control mechanisms |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2164301C2 (ru) * | 1999-04-05 | 2001-03-20 | Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Камера сгорания карбюраторного двигателя |
| RU2191273C1 (ru) * | 2001-04-19 | 2002-10-20 | Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого | Способ организации процесса сгорания в поршневом двигателе |
| JP4428325B2 (ja) * | 2005-09-15 | 2010-03-10 | マツダ株式会社 | 火花点火式エンジンの燃焼室構造 |
| EP1764491B1 (en) | 2005-09-15 | 2009-12-09 | Mazda Motor Corporation | Combustion chamber structure for spark-ignition engine |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE400923A (ja) * | ||||
| US1668471A (en) * | 1923-06-11 | 1928-05-01 | Gen Motors Res Corp | Internal-combustion engine |
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-
1992
- 1992-10-21 JP JP4282840A patent/JPH0674048A/ja not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-05-05 EP EP93401151A patent/EP0569289A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11602371B2 (en) | 2012-06-29 | 2023-03-14 | Cilag Gmbh International | Ultrasonic surgical instruments with control mechanisms |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0569289A1 (en) | 1993-11-10 |
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