JPH10318101A - 副燃焼室付き火花点火式内燃機関 - Google Patents
副燃焼室付き火花点火式内燃機関Info
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- JPH10318101A JPH10318101A JP9130118A JP13011897A JPH10318101A JP H10318101 A JPH10318101 A JP H10318101A JP 9130118 A JP9130118 A JP 9130118A JP 13011897 A JP13011897 A JP 13011897A JP H10318101 A JPH10318101 A JP H10318101A
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- sub
- air
- fuel
- internal combustion
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
-
- 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
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/16—Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
- F02M67/02—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/02—Arrangements having two or more sparking plugs
-
- 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
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い機関運転域に亘り該機関運転状態に適合
した空燃比の混合気を燃焼室に供給して、炭化水素排出
量が少なくかつ効率の高い副燃焼室付き火花点火式内燃
機関を提供することにある。 【解決手段】 主燃焼室16に連通する副燃焼室17と、該
副燃焼室17に直接混合気を間欠的に噴射する混合気噴射
手段18と、前記副燃焼室17に設けられた点火手段36, 37
とを具備した内燃機関1において、前記副燃焼室17は、
前記混合気噴射手段18の噴射方向延長線から側方へ偏心
して前記主燃焼室16に連通し、前記混合気噴射手段18
は、前記副燃焼室17に隣接して圧力空気が充填される蓄
圧室19と、該蓄圧室19および前記副燃焼室17を開閉自在
に連通する開閉弁32と、前記蓄圧室19に燃料を噴射する
燃焼噴射弁21とによりなっている。
した空燃比の混合気を燃焼室に供給して、炭化水素排出
量が少なくかつ効率の高い副燃焼室付き火花点火式内燃
機関を提供することにある。 【解決手段】 主燃焼室16に連通する副燃焼室17と、該
副燃焼室17に直接混合気を間欠的に噴射する混合気噴射
手段18と、前記副燃焼室17に設けられた点火手段36, 37
とを具備した内燃機関1において、前記副燃焼室17は、
前記混合気噴射手段18の噴射方向延長線から側方へ偏心
して前記主燃焼室16に連通し、前記混合気噴射手段18
は、前記副燃焼室17に隣接して圧力空気が充填される蓄
圧室19と、該蓄圧室19および前記副燃焼室17を開閉自在
に連通する開閉弁32と、前記蓄圧室19に燃料を噴射する
燃焼噴射弁21とによりなっている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本出願発明は、広い機関運転
域に亘り該機関運転状態に適合した空燃比の混合気を燃
焼室に供給して、炭化水素排出量が少なくかつ効率の高
い副燃焼室付き火花点火式内燃機関に関するものであ
る。
域に亘り該機関運転状態に適合した空燃比の混合気を燃
焼室に供給して、炭化水素排出量が少なくかつ効率の高
い副燃焼室付き火花点火式内燃機関に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術】火花点火式内燃機関の低負荷運転状態にお
いて、燃焼室内で濃厚な混合気から希薄な混合気へと層
状に給気を形成し、濃厚な混合気を点火栓で点火するこ
とにより、未燃ガスのないように、平均的に薄い空燃比
の混合気を完全に燃焼させるように構成された内燃機関
(特公昭47−43368号公報参照)がある。
いて、燃焼室内で濃厚な混合気から希薄な混合気へと層
状に給気を形成し、濃厚な混合気を点火栓で点火するこ
とにより、未燃ガスのないように、平均的に薄い空燃比
の混合気を完全に燃焼させるように構成された内燃機関
(特公昭47−43368号公報参照)がある。
【0003】前記公報の内燃機関では、加圧空気が充填
される蓄圧室と、副燃焼室と、主燃焼室と、該両副燃焼
室および主燃焼室を相互に連通する連通開口と、前記蓄
圧室と副燃焼室とを開閉自在に連通するポペット弁と
は、一直線状に配列されており、該蓄圧室内の混合気
が、ピストンの上死点近傍にて開放される前記ポペット
弁を介して前記副燃焼室内に噴射されるようになってい
る。
される蓄圧室と、副燃焼室と、主燃焼室と、該両副燃焼
室および主燃焼室を相互に連通する連通開口と、前記蓄
圧室と副燃焼室とを開閉自在に連通するポペット弁と
は、一直線状に配列されており、該蓄圧室内の混合気
が、ピストンの上死点近傍にて開放される前記ポペット
弁を介して前記副燃焼室内に噴射されるようになってい
る。
【0004】
【解決しようとする課題】特公昭47−43368号公
報記載の内燃機関では、ポペット弁の中心線延長上に、
副燃焼室と主燃焼室とを連通する連通開口と、副燃焼室
の中心部とが配置されているため、該副燃焼室内の燃焼
ガスが渦を起さずに滞留し易く、特に低負荷運転域の成
層燃焼状態よりも、高負荷運転域の均一燃焼状態におい
て、掃気が充分に行なわれずに、混合気が不均一とな
り、所要の高出力が得られにくい難点がある。
報記載の内燃機関では、ポペット弁の中心線延長上に、
副燃焼室と主燃焼室とを連通する連通開口と、副燃焼室
の中心部とが配置されているため、該副燃焼室内の燃焼
ガスが渦を起さずに滞留し易く、特に低負荷運転域の成
層燃焼状態よりも、高負荷運転域の均一燃焼状態におい
て、掃気が充分に行なわれずに、混合気が不均一とな
り、所要の高出力が得られにくい難点がある。
【0005】また副燃焼室が略円筒状に形成されている
ため、ポペット弁の開口を頂点とする円錐状に該ポペッ
ト弁から副燃焼室内に噴射する混合気中の燃料が、該副
燃焼室の壁面に付着して、煤が発生し易く、かつ点火栓
の電極部に混合気が充分に触れにくくなって、不整着火
しがちであった。
ため、ポペット弁の開口を頂点とする円錐状に該ポペッ
ト弁から副燃焼室内に噴射する混合気中の燃料が、該副
燃焼室の壁面に付着して、煤が発生し易く、かつ点火栓
の電極部に混合気が充分に触れにくくなって、不整着火
しがちであった。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用】本出願発明
は、このような難点を克服した副燃焼室付き火花点火式
内燃機関の改良に係り、主燃焼室に連通する副燃焼室
と、該副燃焼室に直接混合気を間欠的に噴射する混合気
噴射手段と、前記副燃焼室に設けられた点火手段とを具
備した内燃機関において、前記副燃焼室は、前記混合気
噴射手段の噴射方向延長線から側方へ偏心した前記主燃
焼室に連通したことを特徴とするものである。
は、このような難点を克服した副燃焼室付き火花点火式
内燃機関の改良に係り、主燃焼室に連通する副燃焼室
と、該副燃焼室に直接混合気を間欠的に噴射する混合気
噴射手段と、前記副燃焼室に設けられた点火手段とを具
備した内燃機関において、前記副燃焼室は、前記混合気
噴射手段の噴射方向延長線から側方へ偏心した前記主燃
焼室に連通したことを特徴とするものである。
【0007】請求項1記載の発明は、前記したように構
成されているので、低負荷運転域では、混合気噴射手段
から噴射された混合気は、主燃焼室内からのガスによっ
て撹伴されずに、濃厚混合気から希薄混合気へと層状に
形成され、濃厚混合気が存在する点火栓電極部で確実に
着火されるとともに、希薄混合気へとその火焔が伝播
し、全体として希薄な給気が容易にかつ確実に燃焼する
ことができ、炭化水素の発生が充分に抑制される。
成されているので、低負荷運転域では、混合気噴射手段
から噴射された混合気は、主燃焼室内からのガスによっ
て撹伴されずに、濃厚混合気から希薄混合気へと層状に
形成され、濃厚混合気が存在する点火栓電極部で確実に
着火されるとともに、希薄混合気へとその火焔が伝播
し、全体として希薄な給気が容易にかつ確実に燃焼する
ことができ、炭化水素の発生が充分に抑制される。
【0008】また高負荷運転域では、副燃焼室内の混合
気が、激しく上昇して主燃焼室内から副燃焼室内へ浸入
する掃気流と衝突するとともに、混合気噴射手段から噴
射する混合気の流れと主燃焼室と副燃焼室との連通開口
から該副燃焼室内へ浸入する掃気流との偏心で渦が発生
し、前記混合気と掃気とが均一に混合し、比較的濃厚な
給気が安定して確実に燃焼することができ、高出力が容
易に得られる。
気が、激しく上昇して主燃焼室内から副燃焼室内へ浸入
する掃気流と衝突するとともに、混合気噴射手段から噴
射する混合気の流れと主燃焼室と副燃焼室との連通開口
から該副燃焼室内へ浸入する掃気流との偏心で渦が発生
し、前記混合気と掃気とが均一に混合し、比較的濃厚な
給気が安定して確実に燃焼することができ、高出力が容
易に得られる。
【0009】そして特別な部品を必要とせず、低コスト
で所要の性能が得られる。
で所要の性能が得られる。
【0010】また請求項2記載のように発明を構成する
ことにより、混合気噴射時期における副燃焼室内の圧力
に打勝って、混合気噴射手段により該副燃焼室内に混合
気を容易に噴射させることができる。
ことにより、混合気噴射時期における副燃焼室内の圧力
に打勝って、混合気噴射手段により該副燃焼室内に混合
気を容易に噴射させることができる。
【0011】さらに請求項3記載のように発明を構成す
ることにより、所要のタイミングで混合気を副燃焼室内
に円錐形状に均一に噴射させることができる。
ることにより、所要のタイミングで混合気を副燃焼室内
に円錐形状に均一に噴射させることができる。
【0012】さらにまた請求項4記載のように発明を構
成することにより、混合気噴射手段から噴射された混合
気を副燃焼室壁面に局所的に著しく付着させずに、該副
燃焼室内に分散させることができる。
成することにより、混合気噴射手段から噴射された混合
気を副燃焼室壁面に局所的に著しく付着させずに、該副
燃焼室内に分散させることができる。
【0013】しかも請求項5記載のように構成すること
により、副燃焼室内に噴射されて主燃焼室に供給される
混合気に方向性を持たせ、排気口または排気弁よりの混
合気の吹抜けを未然に防止することができるとともに、
請求項1記載の偏心開口構造を容易に形成することがで
き、さらに混合気噴射手段から噴射された混合気を点火
手段に指向させて、安定した燃焼を遂行することができ
る。
により、副燃焼室内に噴射されて主燃焼室に供給される
混合気に方向性を持たせ、排気口または排気弁よりの混
合気の吹抜けを未然に防止することができるとともに、
請求項1記載の偏心開口構造を容易に形成することがで
き、さらに混合気噴射手段から噴射された混合気を点火
手段に指向させて、安定した燃焼を遂行することができ
る。
【0014】また請求項6記載のように構成することに
より、混合気噴射手段から副燃焼室内に噴射されて前記
衝突壁に衝突した混合気を、該副燃焼室および主燃焼室
の連通開口へ円滑に導き、該主燃焼室内へ供給すること
ができる。
より、混合気噴射手段から副燃焼室内に噴射されて前記
衝突壁に衝突した混合気を、該副燃焼室および主燃焼室
の連通開口へ円滑に導き、該主燃焼室内へ供給すること
ができる。
【0015】さらに請求項7記載のように構成すること
により、混合気噴射手段から噴射された混合気を副燃焼
室の壁面に局部的にかつ大量に付着させずに、衝突壁に
衝突させた後、副燃焼室および主燃焼室の連通開口より
主燃焼室に円滑に供給することができるとともに、この
噴射混合気をできるだけ多く点火栓電極部に触れさせて
確実に着火させることができる。
により、混合気噴射手段から噴射された混合気を副燃焼
室の壁面に局部的にかつ大量に付着させずに、衝突壁に
衝突させた後、副燃焼室および主燃焼室の連通開口より
主燃焼室に円滑に供給することができるとともに、この
噴射混合気をできるだけ多く点火栓電極部に触れさせて
確実に着火させることができる。
【0016】さらにまた請求項8記載のように構成する
ことにより、主燃焼室内の混合気にシリンダ孔中心線方
向に沿う渦を発生させ、より一層良好な燃焼状態を得る
ことができる。
ことにより、主燃焼室内の混合気にシリンダ孔中心線方
向に沿う渦を発生させ、より一層良好な燃焼状態を得る
ことができる。
【0017】しかも請求項9記載のように構成すること
により、吹抜けが生じ易い2ストロークサイクル内燃機
関(以下通称のように2サイクル内燃機関と称する)に
適用して、排気ガス中の炭化水素排出量を削減すること
ができるとともに、出力および効率を向上させることが
できる。
により、吹抜けが生じ易い2ストロークサイクル内燃機
関(以下通称のように2サイクル内燃機関と称する)に
適用して、排気ガス中の炭化水素排出量を削減すること
ができるとともに、出力および効率を向上させることが
できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図1ないし図4に図示され
た本出願発明の一実施形態について説明する。
た本出願発明の一実施形態について説明する。
【0019】副燃焼室付き火花点火2サイクル内燃機関
1は、図示されないスクータ型自動二輪車のスイングパ
ワーユニット0に、Vベルト無段変速機2とともに一体
に組込まれ、副燃焼室付き火花点火2サイクル内燃機関
1のシリンダブロック3の上部にシリンダヘッド4が一
体に結合されるとともに、左右に2分割された左クラン
クケース5および右クランクケース6が、シリンダブロ
ック3の下部に一体に結合されている。
1は、図示されないスクータ型自動二輪車のスイングパ
ワーユニット0に、Vベルト無段変速機2とともに一体
に組込まれ、副燃焼室付き火花点火2サイクル内燃機関
1のシリンダブロック3の上部にシリンダヘッド4が一
体に結合されるとともに、左右に2分割された左クラン
クケース5および右クランクケース6が、シリンダブロ
ック3の下部に一体に結合されている。
【0020】また前記左クランクケース5は後方へ延長
し、該左クランクケース5とその左外側に着脱自在に結
合される変速機ケース7とでVベルト無段変速機2のケ
ースが構成され、該Vベルト無段変速機2の出力軸たる
車軸8に後車輪9に一体に取付けられており、副燃焼室
付き火花点火2サイクル内燃機関1の左クランクケース
5、および4クランクケース6に枢支されたクランクシ
ャフト10の動力が、Vベルト無段変速機2を介して後車
輪9に伝達されるようになっている。
し、該左クランクケース5とその左外側に着脱自在に結
合される変速機ケース7とでVベルト無段変速機2のケ
ースが構成され、該Vベルト無段変速機2の出力軸たる
車軸8に後車輪9に一体に取付けられており、副燃焼室
付き火花点火2サイクル内燃機関1の左クランクケース
5、および4クランクケース6に枢支されたクランクシ
ャフト10の動力が、Vベルト無段変速機2を介して後車
輪9に伝達されるようになっている。
【0021】さらに図3に図示されるように、副燃焼室
付き火花点火2サイクル内燃機関1におけるシリンダブ
ロック3のシリンダ孔11にピストン12が摺動自在に嵌装
され、ピストン12のピストンピン13とクランクシャフト
10のクランクピン14とにコネクティングロッド15の両端
が回転自在に枢着されており、ピストン12の昇降に伴な
ってクランクシャフト10が回転駆動されるようになって
いる。
付き火花点火2サイクル内燃機関1におけるシリンダブ
ロック3のシリンダ孔11にピストン12が摺動自在に嵌装
され、ピストン12のピストンピン13とクランクシャフト
10のクランクピン14とにコネクティングロッド15の両端
が回転自在に枢着されており、ピストン12の昇降に伴な
ってクランクシャフト10が回転駆動されるようになって
いる。
【0022】さらにまたシリンダ孔11の上部の主燃焼室
16に隣接しかつこれに連通する副燃焼室17は、鋼の如き
鉄系材料で構成され、該副燃焼室17は、図4に図示され
るように、主燃焼室16に隣接するにつれて次第に末広が
り状に形成され、該副燃焼室17の中心線に対し、図4に
て右方へ偏心して主燃焼室16と連通する連通開口17aが
形成され、該連通開口17aに点火栓36が配置されるとと
もに、副燃焼室17内の上流側に、点火栓36と反対側に位
置して点火栓37(図2にて点火栓36に対して点火栓37が
直角に指向するように設けられていてもよい)が配置さ
れている。
16に隣接しかつこれに連通する副燃焼室17は、鋼の如き
鉄系材料で構成され、該副燃焼室17は、図4に図示され
るように、主燃焼室16に隣接するにつれて次第に末広が
り状に形成され、該副燃焼室17の中心線に対し、図4に
て右方へ偏心して主燃焼室16と連通する連通開口17aが
形成され、該連通開口17aに点火栓36が配置されるとと
もに、副燃焼室17内の上流側に、点火栓36と反対側に位
置して点火栓37(図2にて点火栓36に対して点火栓37が
直角に指向するように設けられていてもよい)が配置さ
れている。
【0023】そして副燃焼室17の中心線延長上に衝突壁
17bが形成されており、混合気噴射電磁弁18より噴射さ
れた混合気はこの衝突壁17bに衝突し、点火栓36に向っ
て向きを変えるようになっている。
17bが形成されており、混合気噴射電磁弁18より噴射さ
れた混合気はこの衝突壁17bに衝突し、点火栓36に向っ
て向きを変えるようになっている。
【0024】しかも副燃焼室17の上端に混合気噴射電磁
弁18が設けられ、該混合気噴射電磁弁18の蓄圧室19の中
心に指向して圧力空気通路20が取付けられている。
弁18が設けられ、該混合気噴射電磁弁18の蓄圧室19の中
心に指向して圧力空気通路20が取付けられている。
【0025】また図2に図示されるように、シリンダヘ
ッド4に往復空気ポンプ22が取りつけられ、該往復空気
ポンプ22のクランクシャフト23の右端にドリブンプーリ
24が嵌着され、図1に図示されるように、副燃焼室付き
火花点火2サイクル内燃機関1のクランクシャフト10に
ドライブプーリ25が嵌着され、これらドリブンプーリ2
4、ドライブプーリ25にベルト26が架渡されており、ク
ランクシャフト10が回転すると、往復空気ポンプ22のク
ランクシャフト23が回転駆動されるようになっている。
ッド4に往復空気ポンプ22が取りつけられ、該往復空気
ポンプ22のクランクシャフト23の右端にドリブンプーリ
24が嵌着され、図1に図示されるように、副燃焼室付き
火花点火2サイクル内燃機関1のクランクシャフト10に
ドライブプーリ25が嵌着され、これらドリブンプーリ2
4、ドライブプーリ25にベルト26が架渡されており、ク
ランクシャフト10が回転すると、往復空気ポンプ22のク
ランクシャフト23が回転駆動されるようになっている。
【0026】さらに往復空気ポンプ22には、クランクシ
ャフト23の回転により往復空気ポンプ22のシリンダ27内
のピストン(図示されず)が往復駆動されるようになっ
ている。
ャフト23の回転により往復空気ポンプ22のシリンダ27内
のピストン(図示されず)が往復駆動されるようになっ
ている。
【0027】そしてシリンダヘッド4には、図2に図示
されるように、燃料噴射弁21の先端部に交叉する方向に
圧力空気通路28が形成され、該圧力空気通路28の延長線
上に沿って該圧力空気通路28に連通管29の一端が嵌着さ
れるとともに、該連通管29の他端は往復空気ポンプ22の
吐出室30に連通されており、往復空気ポンプ22で圧縮さ
れた圧力空気は吐出室30より連通管29、圧力空気通路28
および圧力空気通路20を介して蓄圧室19に供給され、直
接噴射電磁弁18が開放されて、燃料噴射弁21が動作した
場合には、圧力空気通路20を高速で蓄圧室19に向って流
れる圧力空気流に燃料噴射弁21より燃料が噴射されて、
混合され、蓄圧室19内の混合気が直接噴射電磁弁18の開
放部18aより副燃焼室17に勢い良く流入するようになっ
ている。
されるように、燃料噴射弁21の先端部に交叉する方向に
圧力空気通路28が形成され、該圧力空気通路28の延長線
上に沿って該圧力空気通路28に連通管29の一端が嵌着さ
れるとともに、該連通管29の他端は往復空気ポンプ22の
吐出室30に連通されており、往復空気ポンプ22で圧縮さ
れた圧力空気は吐出室30より連通管29、圧力空気通路28
および圧力空気通路20を介して蓄圧室19に供給され、直
接噴射電磁弁18が開放されて、燃料噴射弁21が動作した
場合には、圧力空気通路20を高速で蓄圧室19に向って流
れる圧力空気流に燃料噴射弁21より燃料が噴射されて、
混合され、蓄圧室19内の混合気が直接噴射電磁弁18の開
放部18aより副燃焼室17に勢い良く流入するようになっ
ている。
【0028】また直接噴射電磁弁18は、弁ケーシング31
と、該弁ケーシング31に摺動自在に嵌装されるとともに
直接噴射電磁弁18の開口部18aを開閉しうるポペット弁
体32と、直接噴射電磁弁18の開口部18aを閉塞する方向
にポペット弁体32を付勢するコイルスプリング33と、前
記ポペット弁体32の頂端に一端に嵌着された磁性体の吸
引部材34と、動作時に該吸引部材34を下方へ吸引して直
接噴射電磁弁18を開放させる電磁コイル35とよりなり、
該電磁コイル35が通電されて動作した際には、それ迄閉
塞状態の直接噴射電磁弁18が開放されるようになってい
る。
と、該弁ケーシング31に摺動自在に嵌装されるとともに
直接噴射電磁弁18の開口部18aを開閉しうるポペット弁
体32と、直接噴射電磁弁18の開口部18aを閉塞する方向
にポペット弁体32を付勢するコイルスプリング33と、前
記ポペット弁体32の頂端に一端に嵌着された磁性体の吸
引部材34と、動作時に該吸引部材34を下方へ吸引して直
接噴射電磁弁18を開放させる電磁コイル35とよりなり、
該電磁コイル35が通電されて動作した際には、それ迄閉
塞状態の直接噴射電磁弁18が開放されるようになってい
る。
【0029】さらに混合気噴射電磁弁18は、図示されな
い電子制御装置からの制御信号により、副燃焼室付き火
花点火式2サイクル内燃機関1の運転変化量の一種たる
図示平均有効圧力PMI(=K・W/Ne・Vst た
だしW:出力、Ne:機関回転数、Vst:機関排気
量、K:比例常数)に対応して、図5の実線に図示され
るようなクランク角タイミングで開閉され、また燃料噴
射弁21も、図示されない電子制御装置からの制御信号に
より、図5の破線に図示されるようなクランク角タイミ
ングで、噴射開始、噴射終了するようになっている。
い電子制御装置からの制御信号により、副燃焼室付き火
花点火式2サイクル内燃機関1の運転変化量の一種たる
図示平均有効圧力PMI(=K・W/Ne・Vst た
だしW:出力、Ne:機関回転数、Vst:機関排気
量、K:比例常数)に対応して、図5の実線に図示され
るようなクランク角タイミングで開閉され、また燃料噴
射弁21も、図示されない電子制御装置からの制御信号に
より、図5の破線に図示されるようなクランク角タイミ
ングで、噴射開始、噴射終了するようになっている。
【0030】しかも、点火栓36、37も、図示されない電
子制御装置により、図示平均有効圧力PMIに対応し
て、所要のタイミングで動作し、同時にまたはタイミン
グをずらせて、火花が発生するようになっている。
子制御装置により、図示平均有効圧力PMIに対応し
て、所要のタイミングで動作し、同時にまたはタイミン
グをずらせて、火花が発生するようになっている。
【0031】図1ないし図4に図示の実施形態は、前記
したように構成されているので、混合気噴射電磁弁18が
開弁した際に、蓄圧室79内の加圧空気は混合気噴射電磁
弁18の開口部18aより末広がり形状の副燃焼室17内へ放
射状に噴射し、それから所定タイミング後は、燃料噴射
弁21からの燃料とともに混合気となって同様に副燃焼室
17内へ放射状に噴射する。
したように構成されているので、混合気噴射電磁弁18が
開弁した際に、蓄圧室79内の加圧空気は混合気噴射電磁
弁18の開口部18aより末広がり形状の副燃焼室17内へ放
射状に噴射し、それから所定タイミング後は、燃料噴射
弁21からの燃料とともに混合気となって同様に副燃焼室
17内へ放射状に噴射する。
【0032】その結果、副燃焼室17の側壁面17c、17d
には、燃料が局部的に大量に付着することがなく、不整
燃焼や、煤発生が未然に阻止される。
には、燃料が局部的に大量に付着することがなく、不整
燃焼や、煤発生が未然に阻止される。
【0033】そして、本実施形態の副燃焼室17自体は、
周囲の内燃機関1の本体全体がアルミニューム合金製で
あるのに対して、鉄系材料にて形成され組み込まれてい
るため、保熱性に優れ、燃料の付着の防止にさらに寄与
している。
周囲の内燃機関1の本体全体がアルミニューム合金製で
あるのに対して、鉄系材料にて形成され組み込まれてい
るため、保熱性に優れ、燃料の付着の防止にさらに寄与
している。
【0034】また副燃焼室17内に噴射された混合気は、
その途中の点火栓37の電極部に触れた後、副燃焼室17の
中心線延長上にある衝突壁17bに衝突して点火栓36の方
向へ向きを変え、該点火栓36の電極部に触れるので、副
燃焼室17内の混合気は確実に着火しうる。
その途中の点火栓37の電極部に触れた後、副燃焼室17の
中心線延長上にある衝突壁17bに衝突して点火栓36の方
向へ向きを変え、該点火栓36の電極部に触れるので、副
燃焼室17内の混合気は確実に着火しうる。
【0035】さらに副燃焼室17内に噴射された混合気は
直接主燃焼室16内へ噴射せず、衝突壁17aに堤止められ
て滞留するため、低負荷運転域では、濃厚な混合気と希
薄な混合気とが層状に重ねられ、成層燃焼が行なわれ易
い。
直接主燃焼室16内へ噴射せず、衝突壁17aに堤止められ
て滞留するため、低負荷運転域では、濃厚な混合気と希
薄な混合気とが層状に重ねられ、成層燃焼が行なわれ易
い。
【0036】さらにまた高負荷運転域では、主燃焼室16
内で激しく上昇して副燃焼室17に浸入する掃気流と衝突
して混合気と掃気とが均一に混合するとともに、副燃焼
室17内で衝突壁17bに衝突して点火栓36に向う混合気流
と、上向きの掃気流とで渦が発生して両者が均一に混合
するため、比較的濃厚な給気が充分に燃焼することがで
き、図6のXに図示されるように、従来の内燃機関A、
副燃焼室無しの内燃機関B、副燃焼室付き内燃機関Cの
炭化水素排出量に比べて炭化水素排出量が低減されると
ともに、燃費が向上する。
内で激しく上昇して副燃焼室17に浸入する掃気流と衝突
して混合気と掃気とが均一に混合するとともに、副燃焼
室17内で衝突壁17bに衝突して点火栓36に向う混合気流
と、上向きの掃気流とで渦が発生して両者が均一に混合
するため、比較的濃厚な給気が充分に燃焼することがで
き、図6のXに図示されるように、従来の内燃機関A、
副燃焼室無しの内燃機関B、副燃焼室付き内燃機関Cの
炭化水素排出量に比べて炭化水素排出量が低減されると
ともに、燃費が向上する。
【0037】また図2および図3から明らかなように、
副燃焼室17の連通開口17aが設けられている側(図4に
て右側)に対し反対側に排気ポート38が配設されている
ため、副燃焼室17から連通開口17aを介して主燃焼室16
に流入した混合気が直ちに排気ポート38に到達すること
ができず、吹抜けが充分に回避できる。
副燃焼室17の連通開口17aが設けられている側(図4に
て右側)に対し反対側に排気ポート38が配設されている
ため、副燃焼室17から連通開口17aを介して主燃焼室16
に流入した混合気が直ちに排気ポート38に到達すること
ができず、吹抜けが充分に回避できる。
【0038】なお排気ポート38と反対側に掃気ポート39
が設けられているとともに、左右両側にも掃気ポート39
が設けられている。
が設けられているとともに、左右両側にも掃気ポート39
が設けられている。
【0039】さらに往復空気ポンプ22により蓄圧室19内
の圧力を副燃焼室17内の圧力以上に昇圧することができ
るので、蓄圧室19内より副燃焼室17内へ空気を勢良く噴
射させることができる。
の圧力を副燃焼室17内の圧力以上に昇圧することができ
るので、蓄圧室19内より副燃焼室17内へ空気を勢良く噴
射させることができる。
【0040】次に図7ないし図11に図示された本出願発
明の他の実施形態について説明する。図7ないし図11に
図示の実施形態では、図1ないし図4に図示の実施形態
の副燃焼室17に比べて副燃焼室40の形状が滑らかな末広
がり形状に形成されている。
明の他の実施形態について説明する。図7ないし図11に
図示の実施形態では、図1ないし図4に図示の実施形態
の副燃焼室17に比べて副燃焼室40の形状が滑らかな末広
がり形状に形成されている。
【0041】そして副燃焼室40の両側壁面40a,40bは
左右対称に形成されているが、副燃焼室40の前壁面40c
は、シリンダ孔11の中心線に対し急激に傾斜し、外前壁
面40cの下縁には、後方の点火栓36の電極部36aに向っ
て衝突壁41が突設され、副燃焼室40と主燃焼室16とを連
通する連通開口は点火栓36寄りに位置し、副燃焼室40の
具体的横断面形状は、図10に図示されるように形成さ
れ、副燃焼室40の上部では円錐面であったものが、左右
壁面40a,40bおよび後壁面40dは下方に進につれて角
錐面となり、前壁面40cのみが円錐面のままになってい
る。
左右対称に形成されているが、副燃焼室40の前壁面40c
は、シリンダ孔11の中心線に対し急激に傾斜し、外前壁
面40cの下縁には、後方の点火栓36の電極部36aに向っ
て衝突壁41が突設され、副燃焼室40と主燃焼室16とを連
通する連通開口は点火栓36寄りに位置し、副燃焼室40の
具体的横断面形状は、図10に図示されるように形成さ
れ、副燃焼室40の上部では円錐面であったものが、左右
壁面40a,40bおよび後壁面40dは下方に進につれて角
錐面となり、前壁面40cのみが円錐面のままになってい
る。
【0042】また連通開口42の左右両側部42a,42b
は、図9および図10に図示されるように、衝突壁41より
も両方へ張出して、該連通開口42は略長円状に形成され
ており、混合気噴射電磁弁43より噴射された加圧空気ま
たは混合気の内、副燃焼室40の両側壁面40a,40bに沿
って流れた気流は、破線a,bに沿って流れ、副燃焼室
40の前壁面40cに沿って流れた気流は、破線cに沿って
流れ、副燃焼室40の後壁面40dに沿って流れた気流は、
破線dに沿って流れるようになっている。
は、図9および図10に図示されるように、衝突壁41より
も両方へ張出して、該連通開口42は略長円状に形成され
ており、混合気噴射電磁弁43より噴射された加圧空気ま
たは混合気の内、副燃焼室40の両側壁面40a,40bに沿
って流れた気流は、破線a,bに沿って流れ、副燃焼室
40の前壁面40cに沿って流れた気流は、破線cに沿って
流れ、副燃焼室40の後壁面40dに沿って流れた気流は、
破線dに沿って流れるようになっている。
【0043】さらにシリンダ孔11の中心線に沿って副燃
焼室40より上方に、基本的に混合気噴射電磁弁18と同様
な構造の混合気噴射電磁弁43が配設され、該混合気噴射
電磁弁43と燃料噴射弁45とを連通する蓄圧室46に圧力空
気通路47の先端が開口され、該圧力空気通路47の基端に
は図示されない接続管およびサージタンクを介して加圧
空気ポンプに接続されており、蓄圧室46には常時一定圧
力の加圧空気が存在し、混合気噴射電磁弁43の開放中
に、燃料噴射弁45が動作して燃料が噴射されるようにな
っている。
焼室40より上方に、基本的に混合気噴射電磁弁18と同様
な構造の混合気噴射電磁弁43が配設され、該混合気噴射
電磁弁43と燃料噴射弁45とを連通する蓄圧室46に圧力空
気通路47の先端が開口され、該圧力空気通路47の基端に
は図示されない接続管およびサージタンクを介して加圧
空気ポンプに接続されており、蓄圧室46には常時一定圧
力の加圧空気が存在し、混合気噴射電磁弁43の開放中
に、燃料噴射弁45が動作して燃料が噴射されるようにな
っている。
【0044】さらにまた副燃焼室40の後壁面40d側に点
火栓36が配設されるとともに、副燃焼室40の右側壁面40
b側に点火栓37が配設されている。
火栓36が配設されるとともに、副燃焼室40の右側壁面40
b側に点火栓37が配設されている。
【0045】図7ないし図11に図示の実施形態は、図1
ないし図4の実施形態と同様に、衝突壁41を備えている
ため、副燃焼室40内に噴射される混合気は低負荷運転状
体にて、濃度の異なる混合気が層状に形成されて、安定
した成層燃焼が行われる。
ないし図4の実施形態と同様に、衝突壁41を備えている
ため、副燃焼室40内に噴射される混合気は低負荷運転状
体にて、濃度の異なる混合気が層状に形成されて、安定
した成層燃焼が行われる。
【0046】また連通開口42は主燃焼室16および混合気
噴射電磁弁43の中心線から点火栓36側に偏心しているた
め、混合気噴射電磁弁43から噴射された大部分の混合気
はc,dと流れて点火栓36の電極部36aに向かって触
れ、また混合気噴射電磁弁43から噴射された混合気の
内、左右壁面40a,40b沿って流れる混合気は、シリン
ダ孔11の左右側面に沿って主燃焼室16の下方迄流れ、ピ
ストン12の頂面に反転されて上昇し、点火栓36の電極部
36aに達し、しかもその内の右壁面40bに沿って流れる
混合気は、点火栓37の電極部37aに触れる結果、点火栓
36,37の電極部36a,37aの近くに可燃混合気が存在
し、安定した成層燃焼が可能となる。
噴射電磁弁43の中心線から点火栓36側に偏心しているた
め、混合気噴射電磁弁43から噴射された大部分の混合気
はc,dと流れて点火栓36の電極部36aに向かって触
れ、また混合気噴射電磁弁43から噴射された混合気の
内、左右壁面40a,40b沿って流れる混合気は、シリン
ダ孔11の左右側面に沿って主燃焼室16の下方迄流れ、ピ
ストン12の頂面に反転されて上昇し、点火栓36の電極部
36aに達し、しかもその内の右壁面40bに沿って流れる
混合気は、点火栓37の電極部37aに触れる結果、点火栓
36,37の電極部36a,37aの近くに可燃混合気が存在
し、安定した成層燃焼が可能となる。
【0047】さらに連通開口42は左右に長円形状に形成
されているため、混合気噴射電磁弁43から噴射された気
流の内、副燃焼室40の左右壁面40a,40bに沿って流れ
る気流は、衝突壁41に衝突することなく、シリンダ孔11
の左右側面に沿って主燃焼室16内の下方迄達し、ピスト
ン12の頂面に反転されて上昇し、縦方向の渦が発生し、
ガス交換が充分に行われる。
されているため、混合気噴射電磁弁43から噴射された気
流の内、副燃焼室40の左右壁面40a,40bに沿って流れ
る気流は、衝突壁41に衝突することなく、シリンダ孔11
の左右側面に沿って主燃焼室16内の下方迄達し、ピスト
ン12の頂面に反転されて上昇し、縦方向の渦が発生し、
ガス交換が充分に行われる。
【0048】しかも混合気噴射電磁弁43から噴射された
混合気は、点火栓36の方に向って流れ、排気ポート38に
指向しないため、吹抜けが充分に回避される。
混合気は、点火栓36の方に向って流れ、排気ポート38に
指向しないため、吹抜けが充分に回避される。
【図1】本出願発明に係る副燃焼室付き火花点火2サイ
クル内燃機関の実施形態の概略平面図である。
クル内燃機関の実施形態の概略平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿って截断した断面図であ
る。
る。
【図3】図2のIII −III 線に沿って截断した縦断背面
図である。
図である。
【図4】図2のIV−IV線に沿って截断した縦断側面図で
ある。
ある。
【図5】図1に図示の実施形態におけっる圧力空気っと
燃料噴射タイミングを図示平均有効圧力の変化に応じて
図示した特性図である。
燃料噴射タイミングを図示平均有効圧力の変化に応じて
図示した特性図である。
【図6】図1に図示の実施形態の炭化水素排出力と、従
来の内燃機関の炭化水素排出量とを、図示平均有効圧力
の変化に応じて図示した特性図である。
来の内燃機関の炭化水素排出量とを、図示平均有効圧力
の変化に応じて図示した特性図である。
【図7】本出願発明の他の実施形態の縦断側面図であ
る。
る。
【図8】図7の要部拡大縦断側面図である。
【図9】図8のIX矢視図である。
【図10】図8のA−A,B−B,C−C,D−D線に
沿って截断した断面図である。
沿って截断した断面図である。
【図11】図8の要部斜視図である。
0…スイングパワーユニット、1…副燃焼室付き火花点
火2サイクル内燃機関、2…Vベルト無段変速機、3…
シリンダブロック、4…シリンダヘッド、5…左クラン
クケース、6…右クランクケース、7…変速機ケース、
8…車軸、9…後車輪、10…クランクシャフト、11…シ
リンダ孔、12…ピストン、13…ピストンピン、14…クラ
ンクピン、15…コネクティングロッド、16…主燃焼室、
17…副燃焼室、18…混合気噴射電磁弁、19…蓄圧室、20
…圧力空気通路、21…燃料噴射弁、22…往復空気ポン
プ、23…クランクシャフト、24…ドリブンプーリ、25…
ドライブプーリ、26…ベルト、27…シリンダ、28…圧力
空気通路、29…連通管、30…吐出室、31…弁ケーシン
グ、32…ポペット弁体、33…コイルスプリング、34…吸
引部材、35…電磁コイル、36, 37…点火栓、38…排気ポ
ート、39…掃気ポート、40…副燃焼室、41…衝突壁、42
…連通開口、43…混合気噴射電磁弁、44…ポペット弁
体、45…燃料噴射弁、46…蓄圧室、47…圧力空気通路。
火2サイクル内燃機関、2…Vベルト無段変速機、3…
シリンダブロック、4…シリンダヘッド、5…左クラン
クケース、6…右クランクケース、7…変速機ケース、
8…車軸、9…後車輪、10…クランクシャフト、11…シ
リンダ孔、12…ピストン、13…ピストンピン、14…クラ
ンクピン、15…コネクティングロッド、16…主燃焼室、
17…副燃焼室、18…混合気噴射電磁弁、19…蓄圧室、20
…圧力空気通路、21…燃料噴射弁、22…往復空気ポン
プ、23…クランクシャフト、24…ドリブンプーリ、25…
ドライブプーリ、26…ベルト、27…シリンダ、28…圧力
空気通路、29…連通管、30…吐出室、31…弁ケーシン
グ、32…ポペット弁体、33…コイルスプリング、34…吸
引部材、35…電磁コイル、36, 37…点火栓、38…排気ポ
ート、39…掃気ポート、40…副燃焼室、41…衝突壁、42
…連通開口、43…混合気噴射電磁弁、44…ポペット弁
体、45…燃料噴射弁、46…蓄圧室、47…圧力空気通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 豊 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (9)
- 【請求項1】 主燃焼室に連通する副燃焼室と、該副燃
焼室に直接混合気を間欠的に噴射する混合気噴射手段
と、前記副燃焼室に設けられた点火手段とを具備した内
燃機関において、 前記副燃焼室は、前記混合気噴射手段の噴射方向延長線
から側方へ偏心した前記主燃焼室に連通したことを特徴
とする副燃焼室付き火花点火式内燃機関。 - 【請求項2】 前記混合気噴射手段は、前記副燃焼室に
隣接して圧力空気が充填される蓄圧室と、該蓄圧室およ
び前記副燃焼室を開閉自在に連通する開閉弁と、前記蓄
圧室に燃料を噴射する燃焼噴射弁とよりなることを特徴
とする請求項1記載の副燃焼室付き火花点火式内燃機
関。 - 【請求項3】 前記開閉弁はポペット弁であることを特
徴とする請求項2記載の副燃焼室付き火花点火式内燃機
関。 - 【請求項4】 前記副燃焼室は、前記ポペット弁の中心
延長線に沿う少なくとも1縦断面で末広がり状に細長く
形成されたことを特徴とする請求項3記載の副燃焼室付
き火花点火式内燃機関。 - 【請求項5】 前記開閉弁および副燃焼室は、一直線状
に直列に配置され、前記主燃焼室と副燃焼室との偏心連
通開口に対し反対側の副燃焼室側面から該偏心連通口に
向って衝突壁が形成され、該偏心連通開口側の副燃焼側
面に点火手段が配置されたことを特徴とする請求項1な
いし請求項4いずれか記載の副燃焼室付き火花点火式内
燃機関。 - 【請求項6】 前記副燃焼室における前記偏心連通開口
寄り側面は、前記開閉弁および副燃焼室の配列方向に対
し大角度に傾斜するとともに、前記副燃焼室における偏
心連通開口寄り側面の対向側面は、前記配列方向に対し
小角度に傾斜したことを特徴とする請求項5記載の副燃
焼室付き火花点火式内燃機関。 - 【請求項7】 前記副燃焼室は、前記燃料噴射手段の噴
射延長線に沿い前記主燃焼室に接近するにつれて非対称
な傾斜角で末広がり状に形成され、前記燃料噴射手段の
噴射延長線に対し緩やかに傾斜した副燃焼室緩傾斜側面
の下流縁から、急激に傾斜した副燃焼室急傾斜側面の下
流縁に向って衝突壁が突設され、該副燃焼室急傾斜側面
に点火手段が配置されたことを特徴とする請求項1ない
し請求項3いずれか記載の副燃焼室付き火花点火式内燃
機関。 - 【請求項8】 前記主燃焼室と副燃焼室との連通開口
は、該副燃焼室の緩、急傾斜側面の傾斜方向に対し直交
する方向へ横長に形成され、前記主燃焼室頂面は、該連
通開口より該横長方向側に向って張出し、前記副燃焼室
より前記連通開口を介して前記主燃焼室へ噴射された混
合気の一部がシリンダ孔中心線方向に渦巻くような流れ
となることを特徴とする請求項6または請求項7記載の
副燃焼室付き火花点火式内燃機関。 - 【請求項9】 前記内燃機関は、2サイクル内燃機関で
あることを特徴とする請求項1ないし請求項8いずれか
記載の副燃焼室付き火花点火式内燃機関。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130118A JPH10318101A (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 副燃焼室付き火花点火式内燃機関 |
| TW088202688U TW405656U (en) | 1997-05-20 | 1998-02-10 | Spark ignition type internal combustion engine with sub combustion chamber |
| IT98TO000404A ITTO980404A1 (it) | 1997-05-20 | 1998-05-13 | Motore a combustione interna del tipo ad accensione per scintilla con camera di subcombustione |
| FR9806304A FR2763638B1 (fr) | 1997-05-20 | 1998-05-19 | Moteur a combustion interne de type a allumage par etincelle avec chambre de sous-combustion |
| US09/081,594 US6055954A (en) | 1997-05-20 | 1998-05-20 | Spark ignition type internal combustion engine with sub-combustion chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130118A JPH10318101A (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 副燃焼室付き火花点火式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318101A true JPH10318101A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=15026387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9130118A Pending JPH10318101A (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 副燃焼室付き火花点火式内燃機関 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6055954A (ja) |
| JP (1) | JPH10318101A (ja) |
| FR (1) | FR2763638B1 (ja) |
| IT (1) | ITTO980404A1 (ja) |
| TW (1) | TW405656U (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009132392A (ja) * | 2009-03-19 | 2009-06-18 | Suzuki Motor Corp | スクータ型車両 |
| JP2016065456A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-28 | 株式会社デンソー | 副室式内燃機関 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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