JPH08210149A - 副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジン - Google Patents

副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジン

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Publication number
JPH08210149A
JPH08210149A JP3776595A JP3776595A JPH08210149A JP H08210149 A JPH08210149 A JP H08210149A JP 3776595 A JP3776595 A JP 3776595A JP 3776595 A JP3776595 A JP 3776595A JP H08210149 A JPH08210149 A JP H08210149A
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JP
Japan
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combustion chamber
valve
chamber
sub
spark plug
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Application number
JP3776595A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Matsuoka
寛 松岡
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B75/021—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having six or more strokes per cycle
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、１回の圧縮行程で経時的に２回の
膨張行程を行わせ、低圧縮比で高膨張比を確保して理論
熱効率を向上させるの副燃焼室を持つ火花点火式６サイ
クルエンジンを提供する。 【構成】 本発明は、主燃焼室１と副燃焼室２とを連絡
孔４で連通させ、連絡孔４に開閉弁３を設ける。主燃焼
室１に主室スパークプラグ５を設け、副燃焼室２に副室
スパークプラグ６を設ける。圧縮上死点近傍で開閉弁３
を閉鎖して主室スパークプラグ５で主燃焼室１内の混合
気を点火して膨張させ、次のピストン上死点近傍で開閉
弁３を開放して副室スパークプラグ６で副燃焼室２内の
混合気を点火して膨張させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、副燃焼室を持つ火花
点火式６サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンの燃焼改善を目的として
副室を持つ副室式エンジンが開発されている。このよう
な副室式エンジンは、シリンダヘッド又はピストンヘッ
ドに形成した副室、該副室とシリンダ側に形成した主室
とを連通する連絡孔及び副室内に燃料を噴霧する燃料噴
射ノズルを有し、連絡孔を通じて副室に流入する吸入空
気によって副室内に噴射された燃料とで混合気を形成さ
せて一次燃焼させ、次いで副室から連絡孔を通じて主室
へ火炎、未燃混合気等のガスを噴出して二次燃焼させて
いる。
【０００３】また、実開平２−１４１６２９号公報に
は、副室付きガソリンエンジン構造が開示されている。
該副室付きガソリンエンジン構造は、燃焼室内と連通す
る副室と、副室と燃焼室との間に設けられた副室弁と、
副室内に進退自在に内装され副室内へ吸気を吸排駆動し
うる副ピストンとを有し、吸入及び圧縮行程内の所定の
時点で副ピストンの吸引側への移動と副室弁の開放とに
より燃焼室から副室内へ吸気を吸引し、排気行程の終了
時近くで副ピストンの排出側への移動と副室弁の開放と
により副室内から燃焼室へ吸気を排出できるものであ
る。
【０００４】また、特開平５−２４００４９号公報に
は、６サイクルエンジンが開示されている。該６サイク
ルエンジンは、シリンダヘッドに設けた空気室を連通孔
を通じて空気室バルブの作動で燃焼室に対して開閉作動
し、吸入行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮
行程、第２膨張行程及び排気行程の６サイクルで順次作
動する。空気室バルブを第１圧縮行程で開放して圧縮空
気を空気室に導入し、第２圧縮行程後に燃料噴射ノズル
から燃料を噴射し、燃料噴射後に、第２膨張行程で空気
室を開放して圧縮空気を燃焼室に噴射して攪乱する。吸
気バルブは吸入行程と、第１膨張行程後半から第１圧縮
行程の前半までとで開放して燃焼室へ吸入空気を導入す
る。
【０００５】また、主室と副室とを連通する連絡孔に分
割弁を設けたものは、例えば、特開平３−２０２６６８
号公報に開示されている。また、６サイクル断熱エンジ
ンは、例えば、特開平３−１１５７４３号公報に開示さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ガソリンエン
ジンは、ディーゼルエンジンに比べて理論熱効率が低い
ものである。その理由は、ガソリンエンジンでは、圧縮
比を高くすると、ノッキングが発生し、エンジンの運転
ができなくなるため、ディーゼルエンジンに比べて圧縮
比が低く設定されているためである。これに対し、ディ
ーゼルエンジンは、空気のみを吸入し、該空気を圧縮し
た後に圧縮空気中に燃料を噴射するため、ノッキングは
発生しない。１気筒当たり５００ｃｃ程度のエンジンの
圧縮比は、上記の理由により、通常、ガソリンエンジン
は８〜１１程度であり、ディーゼルエンジンは１６〜２
３程度である。このことが、ディーゼルエンジンがガソ
リンエンジンに比較して燃費が優れている最も大きな要
因である。
【０００７】一方、ガソリンエンジンは、予混合燃焼タ
イプであり、燃料と空気との混合比も理論空燃費近傍で
運転され、３元触媒等を用いることにより、ＮＯX の極
めて低いエンジンを構成することが可能である。しかし
ながら、ディーゼルエンジンでは、排気ガスの後浄化処
理が困難であり、排気ガスの種々の開発が行われている
のが現状である。更に、エンジンに対する上記の理論熱
効率は、圧縮比によって左右されるのではなく、膨張比
に左右されるものである。しかしながら、一般的に、往
復動エンジンでは圧縮比と膨張比は同一であるため、ガ
ソリンエンジンのＮＯX の低減と高膨張比即ち高理論熱
効率とは両立しないものである。
【０００８】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、ＮＯX の生成を低減できる予混合燃焼であ
るにもかかわらず、ディーゼルエンジンと同等或いはそ
れ以上の理論熱効率を得ることができ、１回の圧縮行程
で２回の膨張行程を行わせて圧縮比に対する膨張比を大
きく構成して理論熱効率をアップすると共に、高過給を
可能にし、それによって圧縮比を低く設定することを可
能にして筒内最高圧力を低くして強度上の問題を排除
し、当量比１近くの燃焼を行わせることによって三元触
媒の利用を可能にし、ＮＯX ，ＨＣ，ＣＯ等の有害ガス
の発生を低減する副燃焼室を持つ火花点火式６サイクル
エンジンを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、シリンダ側に形成された主燃焼室、シリンダヘ
ッドに形成された副燃焼室、前記主燃焼室と前記副燃焼
室を連通する連絡孔を開閉する開閉弁、前記主燃焼室に
設けられた主室スパークプラグ、及び前記副燃焼室に設
けられた副室スパークプラグを有し、圧縮上死点近傍で
前記開閉弁を閉鎖して前記主室スパークプラグで前記主
燃焼室内の混合気を点火して膨張させ、次のピストン上
死点近傍で前記開閉弁を開放して前記副室スパークプラ
グで前記副燃焼室内の混合気を点火して膨張させること
を特徴とする副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエン
ジンに関する。
【００１０】また、この副燃焼室を持つ火花点火式６サ
イクルエンジンは、吸気行程で吸気弁を開放して前記シ
リンダ内に吸入した可燃混合気を前記開閉弁の開放状態
で圧縮し、ピストン上死点近傍で前記開閉弁を閉鎖して
前記主室スパークプラグで前記主燃焼室内の混合気を点
火して膨張させ、ピストン下死点近傍で排気弁を開放し
てピストンの上昇に伴って前記主燃焼室内の燃焼ガスを
排気し、次のピストン上死点近傍で前記開閉弁を開放す
ると同時に前記副室スパークプラグで前記副燃焼室内の
混合気を点火して膨張させ、次いでピストン下死点近傍
で前記排気弁を開放して前記シリンダと前記副燃焼室内
の燃焼ガスを排気するサイクルを繰り返して駆動される
ものである。
【００１１】また、この副燃焼室を持つ火花点火式６サ
イクルエンジンは、前記主燃焼室の容積を低減するため
前記シリンダヘッドに複数の前記副燃焼室を形成し、前
記副燃焼室に前記副室スパークプラグをそれぞれ設け
る。
【００１２】又は、この発明は、シリンダ側に形成され
た主燃焼室、シリンダヘッドに形成された第１副燃焼室
と第２副燃焼室、前記主燃焼室と前記第１副燃焼室を連
通する連絡孔を開閉する第１開閉弁、前記主燃焼室と前
記第２副燃焼室を連通する連絡孔を開閉する第２開閉
弁、前記第１副燃焼室に設けられた第１スパークプラ
グ、及び前記第２副燃焼室に設けられた第２スパークプ
ラグを有し、前記第１開閉弁を閉鎖して前記第２開閉弁
の開放状態で圧縮上死点近傍で前記第２スパークプラグ
で前記第２副燃焼室内の混合気を点火して膨張させ、次
のピストン上死点近傍で前記第２開閉弁を閉鎖し且つ前
記第１開閉弁を開放して前記第１スパークプラグで前記
第１副燃焼室内の混合気を点火して膨張させることを特
徴とする副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジン
に関する。
【００１３】また、この火花点火式６サイクルエンジン
は、吸気行程で吸気弁を開放して前記シリンダ内に吸入
した可燃混合気を前記第１開閉弁と前記第２開閉弁の開
放状態で圧縮し、ピストン上死点近傍で前記第１開閉弁
を閉鎖して前記第２開閉弁の開放状態で前記第２スパー
クプラグで前記第２副燃焼室内の混合気を点火して膨張
させ、ピストン下死点近傍で排気弁を開放して前記第２
副燃焼室と前記主燃焼室内の燃焼ガスを排気し、次のピ
ストン上死点近傍で前記第２開閉弁を閉鎖して前記１開
閉弁を開放すると同時に前記第１スパークプラグで前記
第１副燃焼室内の混合気を点火して膨張させ、次いでピ
ストン下死点近傍で前記排気弁を開放して筒内の燃焼ガ
スを排気するサイクルを繰り返して駆動される。
【００１４】
【作用】この発明は、上記のように構成され、次のよう
に作用する。即ち、この副燃焼室を持つ火花点火式６サ
イクルエンジンは、吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排
気行程、膨張行程及び排気行程から成る６つの行程で１
つのサイクルを構成するものであり、主燃焼室と副燃焼
室を連通する連絡孔を開閉する開閉弁を圧縮上死点近傍
で閉鎖して主室スパークプラグで前記主燃焼室内の混合
気を点火して膨張させ、次のピストン上死点近傍で前記
開閉弁を開放して副室スパークプラグで前記副燃焼室内
の混合気を点火して膨張させるので、前記主燃焼室と前
記副燃焼室とに存在する圧縮された混合気を経時的にそ
れぞれ独立してスパークプラグで点火して膨張させるこ
とができ、一回の圧縮行程で二回の膨張行程を行うこと
ができ、圧縮比に対して膨張比を大きくすることがで
き、理論熱効率を大幅に向上させることができる。
【００１５】又は、この副燃焼室を持つ火花点火式６サ
イクルエンジンは、シリンダヘッドに第１副燃焼室と第
２副燃焼室を設け、主燃焼室の容積を零に近い最少に
し、前記第１副燃焼室の第１開閉弁の閉鎖状態で前記第
２副燃焼室の第２開閉弁を開放した圧縮上死点近傍で前
記第２副燃焼室を設けた第２スパークプラグで混合気を
点火して膨張させ、次のピストン上死点近傍で前記第２
開閉弁の閉鎖状態で前記第１開閉弁を開放した前記第１
副燃焼室の第１スパークプラグで混合気を点火して膨張
させるので、前記主燃焼室が無駄容積になることがな
く、前記第１副燃焼室と前記第２副燃焼室とに存在する
圧縮された混合気を経時的にそれぞれ独立してスパーク
プラグで点火して膨張させることができ、一回の圧縮行
程で二回の膨張行程を行うことができ、圧縮比に対して
膨張比を大きくすることができ、理論熱効率を大幅に向
上させることができる。
【００１６】
【実施例】以下、図１〜図４を参照して、この発明によ
る副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジンの実施
例を説明する。図１はこの発明による副燃焼室を持つ火
花点火式６サイクルエンジンの一実施例を示すシリンダ
ヘッド下面の平面図、図２は図１の線Ａ−Ａにおける断
面図、図３は図１の線Ｂ−Ｂにおける断面図、及び図４
は図１の副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジン
の作動タイミングを示す線図である。
【００１７】この副燃焼室を持つ火花点火式６サイクル
エンジンは、シリンダ２０を構成するシリンダブロック
１５、シリンダブロック１５にガスケット２１を介して
固定したシリンダヘッド１０、及びシリンダ２０内を往
復運動するピストン９を有している。この火花点火式６
サイクルエンジンは、シリンダヘッド１０に副燃焼室２
が形成されている。シリンダブロック１５にはエンジン
の気筒数に対応する孔部１９が形成され、該孔部１９に
シリンダ２０を形成したシリンダライナ１６を嵌合して
もよく、又は、図示していないが、これらの孔部１９に
よってシリンダ８を構成してもよいものである。シリン
ダヘッド１０には、吸気ポート１１と排気ポート１２が
形成され、吸気ポート１１のバルブシート１７には吸気
弁７が配置され、排気ポート１２のバルブシート１８に
は排気弁８が配置されている。
【００１８】この火花点火式６サイクルエンジンは、特
に、シリンダ２０側に形成された主燃焼室１、シリンダ
ヘッド１０に形成された副燃焼室２、主燃焼室１と副燃
焼室２を連通する連絡孔４を開閉する開閉弁３、主燃焼
室１に設けられた主室スパークプラグ５、及び副燃焼室
２に設けられた副室スパークプラグ６を有している。主
燃焼室１はピストン９のピストン頂部に形成した凹部２
２で形成されている。開閉弁３はカム等から構成された
動弁機構で開閉するように構成できる。
【００１９】この火花点火式６サイクルエンジンは、エ
ンジンの３回転、即ち、吸入行程、圧縮行程、膨張行
程、排気行程、膨張行程及び排気行程から成る６つの行
程で１つのサイクルを構成するものであり、その間にピ
ストン９はシリンダ２０内を３回往復運動する。この火
花点火式６サイクルエンジンは、圧縮上死点近傍で開閉
弁３が連絡孔４を閉鎖し、そこで主室スパークプラグ５
の点火によって主燃焼室１内に存在する混合気を点火し
爆発して膨張し、ピストン９を押し下げて仕事をする。
次いで、排気行程の上死点近傍で開閉弁３が連絡孔４を
開放すると同時に副室スパークプラグ６の点火によって
副燃焼室２内の混合気が点火し爆発して膨張し、ピスト
ン９を押し下げて仕事をする。この火花点火式６サイク
ルエンジンの具体的な作動の例を次に説明する。
【００２０】この火花点火式６サイクルエンジンの作動
について、ピストン９の変位に対する開閉弁３、吸気弁
７及び排気弁８の開閉タイミング、及び主室スパークプ
ラグ５と副室スパークプラグ６との点火タイミングが図
４に示されている。まず、スロットル弁１３が開放して
吸入空気が吸気ポート１１に送り込まれると共に、所定
量の燃料が燃料噴射ノズル１４から吸気ポート１１内に
噴射され、吸気行程でピストン９が上死点から下死点へ
変位すると共に、吸気弁７が開放して吸入空気が筒内に
吸入される。この時、開閉弁３は開放状態であり、排気
弁８は閉鎖状態である。ピストン９が下死点に到達する
時点近傍で吸気弁７は閉鎖する。次いで、圧縮行程に移
行してピストン９が下死点から上死点へ変位すると共
に、筒内の混合気は圧縮され、混合気は主燃焼室１と副
燃焼室２内で圧縮される。圧縮上死点近傍において開閉
弁３を閉鎖し、次いで、主室スパークプラグ５が点火さ
れて主燃焼室１内に存在する圧縮混合気が点火爆発して
膨張し、ピストン９は膨張ガスによって仕事をしてピス
トン下死点に到達する。
【００２１】次いで、排気弁８が開放して排気行程に移
行し、ピストン９は下死点から上死点へ変位すると共
に、主燃焼室１内の燃焼ガスは排気ポート１２を通じて
筒内から外部へ排気される。ピストン９が上死点近傍に
到達した時点で排気弁８は閉鎖して排気行程が終わる。
そこで、開閉弁３が開放すると同時に、副室スパークプ
ラグ６が点火して副燃焼室２内に存在する圧縮混合気が
点火爆発して膨張し、ピストン９は膨張ガスによって仕
事をして下死点に到達する。次いで、排気弁８が開放し
て排気行程に移行し、ピストン９は下死点から上死点へ
変位すると共に、主燃焼室１及び副燃焼室２内の燃焼ガ
スは排気ポート１２を通じて筒内から外部へ排気され
る。ピストン９が上死点に到達し、排気弁８は閉鎖し、
排気行程が終了する。この火花点火式６サイクルエンジ
ンは、上記のように１つのサイクルが完結され、これら
のサイクルを繰り返して駆動されることになる。
【００２２】次に、図５〜図８を参照して、この発明に
よる副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジンの別
の実施例を説明する。図５はこの発明による副燃焼室を
持つ火花点火式６サイクルエンジンの別の実施例を示す
平面図、図６は図５の線Ｃ−Ｃにおける断面図、図７は
図５の線Ｄ−Ｄにおける断面図、及び図８は図５の副燃
焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジンの作動タイミ
ングを示す線図である。この実施例の火花点火式６サイ
クルエンジンは、上記実施例と比較して、副燃焼室２
Ａ，２Ｂをシリンダヘッド１０に複数（図では２個）設
け、各副燃焼室２Ａ，２Ｂにスパークプラグ６Ａ，６Ｂ
をそれぞれ設け、主燃焼室１の容積を最少になるように
設計し、主燃焼室１にスパークプラグを設けていない点
で相違するが、作動そのものは実質的に同様に行われる
ものであり、一方の副燃焼室６Ａ内の混合気を点火爆発
させ、次いで、他方の副燃焼室６Ｂ内の混合気を点火爆
発させるものであり、１回の圧縮行程で２回の膨張行程
を行うものである。
【００２３】上記実施例のように、主燃焼室１と副燃焼
室２のタイプのエンジンでは、主燃焼室１に設けたスパ
ークプラグ５が点火する時には、膨張比が大となって熱
効率がアップするが、二度目の副燃焼室２に設けたスパ
ークプラグ６が点火する時には、主燃焼室１が無駄容積
になり、膨張比が圧縮比と同一になって大きくならな
い。そこで、この実施例では、副燃焼室２Ａ，２Ｂを２
個設け、主燃焼室１の容積をほとんど零に構成したもの
であり、第１回目の副燃焼室２Ａでの燃焼と第２回目の
副燃焼室２Ｂとで、膨張比を二倍にすることができ、膨
張比を大幅にアップでき、熱効率を向上させることがで
きる。
【００２４】この実施例の火花点火式６サイクルエンジ
ンは、シリンダ２０側に形成された主燃焼室１、シリン
ダヘッド１０に形成された第１副燃焼室２Ａと第２副燃
焼室２Ｂ、主燃焼室１と第１副燃焼室２Ａを連通する連
絡孔４Ａを開閉する第１開閉弁３Ａ、主燃焼室１と第２
副燃焼室２Ｂを連通する連絡孔４Ｂを開閉する第２開閉
弁３Ｂ、及び第１副燃焼室２Ａに設けられた第１スパー
クプラグ６Ａ、及び第２副燃焼室２Ｂに設けられた第２
スパークプラグ６Ｂを有している。この火花点火式６サ
イクルエンジンは、圧縮上死点近傍で第１開閉弁３Ａを
閉鎖し且つ第２開閉弁３Ｂを開放して第２スパークプラ
グ６Ｂで第２副燃焼室２Ｂ内の圧縮混合気を点火して膨
張させ、ピストン９を押し下げて仕事をする。次いで、
次のピストン上死点近傍で第２開閉弁３Ｂを閉鎖し且つ
第１開閉弁３Ａを開放して第１スパークプラグ６Ａで第
１副燃焼室２Ａ内の圧縮混合気を点火して膨張させ、ピ
ストン９を押し下げて仕事をする。この火花点火式６サ
イクルエンジンの具体的な作動の例を次に説明する。
【００２５】この火花点火式６サイクルエンジンの作動
について、ピストン９の変位に対する第１開閉弁３Ａ、
第２開閉弁３Ｂ、吸気弁７及び排気弁８の開閉タイミン
グ、及び第１スパークプラグ６Ａと第２スパークプラグ
６Ｂとの点火タイミングが図８に示されている。まず、
スロットル弁１３が開放して吸入空気が吸気ポート１１
に送り込まれると共に、所定量の燃料が燃料噴射ノズル
１４から吸気ポート１１内に噴射され、吸気行程でピス
トン９が上死点から下死点へ変位すると共に、吸気弁７
が開放して吸入空気が筒内に吸入される。この時、第１
開閉弁３Ａと第２開閉弁３Ｂは開放状態であり、排気弁
８は閉鎖状態である。ピストン９が下死点に到達した時
点近傍で吸気弁７は閉鎖する。次いで、圧縮行程に移行
してピストン９が下死点から上死点へ変位すると共に、
筒内の混合気は圧縮され、混合気は主燃焼室１、第１副
燃焼室２Ａ及び第２副燃焼室２Ｂ内で圧縮される。圧縮
上死点において第１開閉弁３Ａは閉鎖されるが、第２開
閉弁３Ｂは開放状態を維持している。そこで、第２スパ
ークプラグ６Ｂが点火し、第２副燃焼室２Ｂ内に存在す
る圧縮混合気が点火爆発して膨張し、ピストン９は膨張
ガスによって仕事をして下死点に到達する。
【００２６】次いで、排気弁８が開放して排気行程に移
行し、ピストン９は下死点から上死点へ変位すると共
に、第２副燃焼室２Ｂ及び主燃焼室１内の燃焼ガスは排
気ポート１２を通じて筒内から外部へ排気される。ピス
トン９が上死点近傍に到達した時点で排気弁８は閉鎖し
て排気行程が終わる。そこで、第２開閉弁３Ｂは閉鎖す
るが、第１開閉弁３Ａが開放すると同時に、第１スパー
クプラグ６Ａが点火し、第１副燃焼室２Ａ内に存在する
圧縮混合気が点火爆発して膨張し、ピストン９は膨張ガ
スによって仕事をして下死点に到達する。次いで、排気
弁８が開放して排気行程に移行し、ピストン９は下死点
から上死点へ変位すると共に、主燃焼室１及び第１副燃
焼室２Ａ内の燃焼ガスは排気ポート１２を通じて筒内か
ら外部へ排気される。ピストン９が上死点に到達し、排
気弁８は閉鎖し、排気行程が終了する。この火花点火式
６サイクルエンジンは、上記のように１つのサイクルが
完結され、これらのサイクルを繰り返して駆動されるこ
とになる。
【００２７】次に、図９〜図１２を参照して、この発明
による副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジンの
更に別の実施例を説明する。図９はこの発明による副燃
焼室を持つ火花点火式６サイクルエンジンの更に別の実
施例を示す平面図、図１０は図９の線Ｅ−Ｅにおける断
面図、図１１は図９の線Ｆ−Ｆにおける断面図、及び図
１２は図９の副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエン
ジンの作動タイミングを示す線図である。この実施例
は、図１〜図４に示した実施例と比較して、副燃焼室を
２つ備え、しかも主燃焼室の容積を可及的に小さくする
ように設計した以外は全く同一の構成及び同一の作用を
有するものである。即ち、副燃焼室２にそれぞれ設けた
開閉弁３は、それぞれの連絡孔４を同時に開閉するもの
であり、それぞれの開閉弁３が開放した時に、それぞれ
のスパークプラグ６が同時に点火するものである。従っ
て、この実施例では、図１〜図４に示した実施例と作動
タイミングは全く同一であるので、ここではその説明は
省略する。
【００２８】
【発明の効果】この発明による副燃焼室を持つ火花点火
式６サイクルエンジンは、上記のように構成されてお
り、次のような効果を有する。この火花点火式６サイク
ルエンジンは、主燃焼室と副燃焼室を連通する連絡孔を
開閉する開閉弁を圧縮上死点近傍で閉鎖して主室スパー
クプラグで前記主燃焼室内の混合気を点火して膨張さ
せ、次のピストン上死点近傍で前記開閉弁の開放状態に
おける副室スパークプラグで前記副燃焼室内の混合気を
点火して膨張させる。或いは、この火花点火式６サイク
ルエンジンは、シリンダヘッドに第１副燃焼室と第２副
燃焼室を設け、圧縮上死点近傍で前記第１副燃焼室の第
１開閉弁の閉鎖し且つ前記第２副燃焼室の第２開閉弁を
開放して第２スパークプラグで前記第２副燃焼室内の混
合気を点火して膨張させ、次のピストン上死点近傍で前
記第２開閉弁を閉鎖し且つ前記第１開閉弁を開放して第
１スパークプラグで前記第１副燃焼室内の混合気を点火
して膨張させる。従って、この火花点火式６サイクルエ
ンジンは、前記主燃焼室又は前記副燃焼室に存在する圧
縮された混合気、或いは第１副燃焼室又は第２副燃焼室
に存在する圧縮された混合気を経時的にそれぞれ独立し
てスパークプラグで点火して膨張させることができ、一
回の圧縮行程で二回の膨張行程を行うことができ、圧縮
比に対して膨張比を大きくすることができ、理論熱効率
を大幅に向上させることができる。
【００２９】即ち、この火花点火式６サイクルエンジン
では、膨張比は圧縮比の最大２倍になるため、圧縮比を
低く設定しても所定の膨張比を確保できると共に、高過
給が可能になり、６サイクルの作動であるにもかかわら
ず、４サイクルの作動と同等以上の容積に対する出力
（出力／エンジン容積）を得ることができる。６サイク
ル作動は、４サイクル作動に対して回転当たりの吸入回
数が減少するが、ノッキングの発生を考慮することな
く、高過給が可能になる。また、この火花点火式６サイ
クルエンジンは、圧縮比を低く設定できるので、筒内最
高圧力を低く設定でき、エンジン構造に高強度の構造が
必要なくなり、製造コストを低減できる。また、予混合
燃焼タイプであるにもかかわらず、ディーゼルエンジン
と同等、或いはそれ以上の熱効率を得ることができ、予
混合燃焼であるため、スートの生成がほとんど無い。ま
た、この火花点火式６サイクルエンジンは、当量比１近
くの燃焼であるため、三元触媒を使用でき、ＮＯX の極
めて低い低公害エンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による副燃焼室を持つ火花点火式６サ
イクルエンジンの一実施例を示すシリンダヘッド下面の
平面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】図１の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図４】図１の副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエ
ンジンの作動タイミングを示す線図である。
【図５】この発明による副燃焼室を持つ火花点火式６サ
イクルエンジンの別の実施例を示すシリンダヘッド下面
の平面図である。
【図６】図５の線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図７】図５の線Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【図８】図５の副燃焼室を持つ火花点火式６サイクルエ
ンジンの作動タイミングを示す線図である。
【図９】この発明による副燃焼室を持つ火花点火式６サ
イクルエンジンの更に別の実施例を示すシリンダヘッド
下面の平面図である。
【図１０】図９の線Ｅ−Ｅにおける断面図である。
【図１１】図９の線Ｆ−Ｆにおける断面図である。
【図１２】図９の副燃焼室を持つ火花点火式６サイクル
エンジンの作動タイミングを示す線図である。
【符号の説明】
１ 主燃焼室 ２ 副燃焼室 ２Ａ 第１副燃焼室 ２Ｂ 第２副燃焼室 ３ 開閉弁 ３Ａ 第１開閉弁 ３Ｂ 第２開閉弁 ４ 連絡孔 ４Ａ 第１連絡孔 ４Ｂ 第２連絡孔 ５ 主室スパークプラグ ６ 副室スパークプラグ ６Ａ 第１スパークプラグ ６Ｂ 第２スパークプラグ ７ 吸気弁 ８ 排気弁 ９ ピストン １０ シリンダヘッド ２０ シリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｐ 13/00 ３０２ Ｂ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダ側に形成された主燃焼室、シリ
    ンダヘッドに形成された副燃焼室、前記主燃焼室と前記
    副燃焼室を連通する連絡孔を開閉する開閉弁、前記主燃
    焼室に設けられた主室スパークプラグ、及び前記副燃焼
    室に設けられた副室スパークプラグを有し、圧縮上死点
    近傍で前記開閉弁を閉鎖して前記主室スパークプラグで
    前記主燃焼室内の混合気を点火して膨張させ、次のピス
    トン上死点近傍で前記開閉弁を開放して前記副室スパー
    クプラグで前記副燃焼室内の混合気を点火して膨張させ
    ることを特徴とする副燃焼室を持つ火花点火式６サイク
    ルエンジン。
  2. 【請求項２】 吸気行程で吸気弁を開放して前記シリン
    ダ内に吸入した可燃混合気を前記開閉弁の開放状態で圧
    縮し、ピストン上死点近傍で前記開閉弁を閉鎖して前記
    主室スパークプラグで前記主燃焼室内の混合気を点火し
    て膨張させ、ピストン下死点近傍で排気弁を開放してピ
    ストンの上昇に伴って前記主燃焼室内の燃焼ガスを排気
    し、次のピストン上死点近傍で前記開閉弁を開放すると
    同時に前記副室スパークプラグで前記副燃焼室内の混合
    気を点火して膨張させ、次いでピストン下死点近傍で前
    記排気弁を開放して前記シリンダと前記副燃焼室内の燃
    焼ガスを排気するサイクルを繰り返して駆動されること
    を特徴とする請求項１に記載の副燃焼室を持つ火花点火
    式６サイクルエンジン。
  3. 【請求項３】 前記主燃焼室の容積を低減するため前記
    シリンダヘッドに複数の前記副燃焼室を形成し、前記副
    燃焼室には前記副室スパークプラグがそれぞれ設けられ
    ていることを特徴とする請求項１に記載の副燃焼室を持
    つ火花点火式６サイクルエンジン。
  4. 【請求項４】 シリンダ側に形成された主燃焼室、シリ
    ンダヘッドに形成された第１副燃焼室と第２副燃焼室、
    前記主燃焼室と前記第１副燃焼室を連通する連絡孔を開
    閉する第１開閉弁、前記主燃焼室と前記第２副燃焼室を
    連通する連絡孔を開閉する第２開閉弁、前記第１副燃焼
    室に設けられた第１スパークプラグ、及び前記第２副燃
    焼室に設けられた第２スパークプラグを有し、前記第１
    開閉弁の閉鎖して前記第２開閉弁の開放状態で圧縮上死
    点近傍で前記第２スパークプラグで前記第２副燃焼室内
    の混合気を点火して膨張させ、次のピストン上死点近傍
    で前記第２開閉弁を閉鎖し且つ前記第１開閉弁を開放し
    て前記第１スパークプラグで前記第１副燃焼室内の混合
    気を点火して膨張させることを特徴とする副燃焼室を持
    つ火花点火式６サイクルエンジン。
  5. 【請求項５】 吸気行程で吸気弁を開放して前記シリン
    ダ内に吸入した可燃混合気を前記第１開閉弁と前記第２
    開閉弁の開放状態で圧縮し、ピストン上死点近傍で前記
    第１開閉弁を閉鎖して前記第２開閉弁の開放状態で前記
    第２スパークプラグで前記第２副燃焼室内の混合気を点
    火して膨張させ、ピストン下死点近傍で排気弁を開放し
    て前記第２副燃焼室と前記主燃焼室内の燃焼ガスを排気
    し、次のピストン上死点近傍で前記第２開閉弁を閉鎖し
    て前記１開閉弁を開放すると同時に前記第１スパークプ
    ラグで前記第１副燃焼室内の混合気を点火して膨張さ
    せ、次いでピストン下死点近傍で前記排気弁を開放して
    筒内の燃焼ガスを排気するサイクルを繰り返して駆動さ
    れることを特徴とする請求項４に記載の副燃焼室を持つ
    火花点火式６サイクルエンジン。
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