JPS5833372B2 - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPS5833372B2 JPS5833372B2 JP51057595A JP5759576A JPS5833372B2 JP S5833372 B2 JPS5833372 B2 JP S5833372B2 JP 51057595 A JP51057595 A JP 51057595A JP 5759576 A JP5759576 A JP 5759576A JP S5833372 B2 JPS5833372 B2 JP S5833372B2
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- Japan
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- internal combustion
- combustion engine
- engine according
- intake
- auxiliary
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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
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B31/08—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
-
- 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
- F02B19/12—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
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
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- 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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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/20—SOHC [Single overhead camshaft]
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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
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M2026/001—Arrangements; Control features; Details
- F02M2026/009—EGR combined with means to change air/fuel ratio, ignition timing, charge swirl in the 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、内燃機関の燃焼改善・燃費低減を主目的とす
る改良に関するもので、特に以下に述べるNOxの発生
量を所定の規準値以下に低減するために希薄混合気供給
制御、点火時期の遅角制御が行われ、あるいは排ガスの
一部を吸気系に還流する排ガス還流装置が付設される場
合のドライパリティ悪化・燃費劣化を減少せしめる場合
に大きな効果を秦する。
る改良に関するもので、特に以下に述べるNOxの発生
量を所定の規準値以下に低減するために希薄混合気供給
制御、点火時期の遅角制御が行われ、あるいは排ガスの
一部を吸気系に還流する排ガス還流装置が付設される場
合のドライパリティ悪化・燃費劣化を減少せしめる場合
に大きな効果を秦する。
自動車用内燃機関の排ガスに含まれる有毒ガス中の特に
NOxの発生量は燃焼最高温度に略比例することは周知
であり、この燃焼最高温度を低減するために、点火時期
遅角方式、希薄燃焼力式あるいは排ガス還流力式等が種
々の組合せにより採用されているが、一般に着火性の悪
化及び火焔伝播速度の低下により、出力低下を免れずド
ライパリティの悪化、あるいは燃料消費量(以下燃費と
称す)の増大等の不具合が生じる。
NOxの発生量は燃焼最高温度に略比例することは周知
であり、この燃焼最高温度を低減するために、点火時期
遅角方式、希薄燃焼力式あるいは排ガス還流力式等が種
々の組合せにより採用されているが、一般に着火性の悪
化及び火焔伝播速度の低下により、出力低下を免れずド
ライパリティの悪化、あるいは燃料消費量(以下燃費と
称す)の増大等の不具合が生じる。
ところで、有害ガスの排出が特に問題視される都市内走
行において使用頻度の高い運転領域は、アイドリング及
び低速低負荷の軽負荷運転領域であって、同運転領域に
おける有害ガスの排出量低減は重要で、同領域での有害
ガス排出量規制値は特に厳しくする必要があり、そのた
めには、特にアイドリングあるいは軽負荷運転領域にお
ける上記不具合の発生を解消しなければならない。
行において使用頻度の高い運転領域は、アイドリング及
び低速低負荷の軽負荷運転領域であって、同運転領域に
おける有害ガスの排出量低減は重要で、同領域での有害
ガス排出量規制値は特に厳しくする必要があり、そのた
めには、特にアイドリングあるいは軽負荷運転領域にお
ける上記不具合の発生を解消しなければならない。
特公昭47−24041号及び特公昭4743366号
に示される先行技術は、濃混合気と空気又は希薄混合気
とを別経路でシリンダ内に吸入し、両者は着火時点まで
混合されないようにして、着火直前には濃混合気を点火
プラグ周辺に導ひき、空気又は希薄混合気は点火プラグ
から離れた場所に導ひき、濃混合気に点火して着火燃焼
性を良好にし、総合の空燃比が犬の希薄燃焼を達成する
ものであるが、このような技術によれは運転状態に関係
なく常に良好な層状化を達成して点火プラグ付近に濃混
合気を導ひくために装置及び制御が複雑になるという欠
点がある。
に示される先行技術は、濃混合気と空気又は希薄混合気
とを別経路でシリンダ内に吸入し、両者は着火時点まで
混合されないようにして、着火直前には濃混合気を点火
プラグ周辺に導ひき、空気又は希薄混合気は点火プラグ
から離れた場所に導ひき、濃混合気に点火して着火燃焼
性を良好にし、総合の空燃比が犬の希薄燃焼を達成する
ものであるが、このような技術によれは運転状態に関係
なく常に良好な層状化を達成して点火プラグ付近に濃混
合気を導ひくために装置及び制御が複雑になるという欠
点がある。
本発明の内燃機関は上記に鑑みて提案されたものであっ
て、混合気生成装置により生成された混合気を供給する
吸気ポート及び排気ポー14有する主燃焼室、同主燃焼
室内にスパークギャップが配置された点火プラグ、上記
スパークギャップに近接してシリンダヘッドに設けられ
た副室、上記主燃焼室と副室とを連通ずるとともに上記
スパークギャップ近傍に設けられて該スパークギャップ
近傍に指向する噴射孔、上記副室に開口する副吸気通路
、同吸気通路を開閉する副吸気弁、上記副吸気弁を開閉
する作動機構を有することを特徴とする内燃機関を要旨
とするものである。
て、混合気生成装置により生成された混合気を供給する
吸気ポート及び排気ポー14有する主燃焼室、同主燃焼
室内にスパークギャップが配置された点火プラグ、上記
スパークギャップに近接してシリンダヘッドに設けられ
た副室、上記主燃焼室と副室とを連通ずるとともに上記
スパークギャップ近傍に設けられて該スパークギャップ
近傍に指向する噴射孔、上記副室に開口する副吸気通路
、同吸気通路を開閉する副吸気弁、上記副吸気弁を開閉
する作動機構を有することを特徴とする内燃機関を要旨
とするものである。
本発明によれば上述の先行技術に記載された層状燃焼と
は全く異なる燃焼方式を達成するもので、特にアイドリ
ング時及び軽負荷運転時にはスロットル開度が小さいた
め、スロットル弁の絞り作用が犬で、主吸気通路からの
吸気流入速度は緩やかにして吸気量が少なく、吸気行程
において燃焼室内は高負圧となり、副吸気通路より副室
に導ひかれる吸気は上記高負圧により噴射孔より燃焼室
内にジェット流となって強力に噴射され、このジェット
流はスパークギャップ周囲の既燃ガスを掃気し着火性を
良好にするとともに、燃焼室内に強力なスワール及びク
ービレンスを生成し、このスワール及びタービレンスは
圧縮行程中にも残存するものと考えられ、点火後の火焔
伝播を助け、燃焼速度が上昇して希薄燃焼限界が伸長し
、燃費が改善される効果を秦する。
は全く異なる燃焼方式を達成するもので、特にアイドリ
ング時及び軽負荷運転時にはスロットル開度が小さいた
め、スロットル弁の絞り作用が犬で、主吸気通路からの
吸気流入速度は緩やかにして吸気量が少なく、吸気行程
において燃焼室内は高負圧となり、副吸気通路より副室
に導ひかれる吸気は上記高負圧により噴射孔より燃焼室
内にジェット流となって強力に噴射され、このジェット
流はスパークギャップ周囲の既燃ガスを掃気し着火性を
良好にするとともに、燃焼室内に強力なスワール及びク
ービレンスを生成し、このスワール及びタービレンスは
圧縮行程中にも残存するものと考えられ、点火後の火焔
伝播を助け、燃焼速度が上昇して希薄燃焼限界が伸長し
、燃費が改善される効果を秦する。
従って、混合気の分配性が悪く、しかも燃焼室壁温か低
くて燃焼性が悪いアイドリングあるいは軽負荷運転領域
において希薄混合気燃焼を行っても出力低下及び燃費増
大が最小限に押えられ、また、空燃比増大により燃焼最
高温度が低下してNOxの発生量が極度に低減される。
くて燃焼性が悪いアイドリングあるいは軽負荷運転領域
において希薄混合気燃焼を行っても出力低下及び燃費増
大が最小限に押えられ、また、空燃比増大により燃焼最
高温度が低下してNOxの発生量が極度に低減される。
また、本発明の内燃機関に排ガス還流装置を併用すれは
、制御性の悪い空燃比を燃焼限界に近い高い値に設定し
なくても、容易にNOxの発生量を低減することが可能
になり、排ガス還流による着火性及び火焔伝播速度の悪
化も上記噴流により改善される。
、制御性の悪い空燃比を燃焼限界に近い高い値に設定し
なくても、容易にNOxの発生量を低減することが可能
になり、排ガス還流による着火性及び火焔伝播速度の悪
化も上記噴流により改善される。
ところで、上記気体供給源より供給される気体は、空気
、混合気又は排ガスの倒れであっても上記噴流による燃
焼性改善効果は生じるが、運転状態に応じてこれらを選
択的に切換供給するようにすれば、希薄燃焼及び排ガス
還流を運転状態に応じて容易に制御することが可能とな
り、燃焼性を悪化させることなく、よりNOxの発生率
を低減することができる。
、混合気又は排ガスの倒れであっても上記噴流による燃
焼性改善効果は生じるが、運転状態に応じてこれらを選
択的に切換供給するようにすれば、希薄燃焼及び排ガス
還流を運転状態に応じて容易に制御することが可能とな
り、燃焼性を悪化させることなく、よりNOxの発生率
を低減することができる。
次に本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する。
なお、各図中、同−又は均等部分には同一符号を付した
。
。
第1図〜第4図に示す本発明の第1実施例において1は
自動車用ガソリン内燃機関の本体、2はシリンダヘッド
、3はシリンダブロック、4はピストン、5は燃焼室、
6は点火プラグ、7は主吸気ポート、37は排気ポート
、8は主吸気弁、9は吸気マニホルド、10は気化器、
11はエアクリーナである。
自動車用ガソリン内燃機関の本体、2はシリンダヘッド
、3はシリンダブロック、4はピストン、5は燃焼室、
6は点火プラグ、7は主吸気ポート、37は排気ポート
、8は主吸気弁、9は吸気マニホルド、10は気化器、
11はエアクリーナである。
燃焼室5を限界するシリンダヘッド2の凹部は半球形状
で、点火プラグ6のスパークギャップ6′はシリンダヘ
ッド2の燃焼室5を形成する球状壁面5′に設けられた
小凹部12中央部において上記球状壁面5′の延長面の
近傍に配置されている。
で、点火プラグ6のスパークギャップ6′はシリンダヘ
ッド2の燃焼室5を形成する球状壁面5′に設けられた
小凹部12中央部において上記球状壁面5′の延長面の
近傍に配置されている。
また、シリンダヘッド2には上記小凹部12に隣接して
開口し中心線がピストン4頂面と略60度の角度を有す
る貫通孔13が穿設され、同貫通孔13の燃焼室5側か
らは中空円筒状の副室形成部材14が嵌合され、反対側
からはバルブガイド15が嵌合され、パルプガイド15
端部外周面に設けられたオネジ部と副室形成部材14端
部内周面に設けられたメネジ部とを螺合することにより
両者はシリンダヘッド2に固着されている。
開口し中心線がピストン4頂面と略60度の角度を有す
る貫通孔13が穿設され、同貫通孔13の燃焼室5側か
らは中空円筒状の副室形成部材14が嵌合され、反対側
からはバルブガイド15が嵌合され、パルプガイド15
端部外周面に設けられたオネジ部と副室形成部材14端
部内周面に設けられたメネジ部とを螺合することにより
両者はシリンダヘッド2に固着されている。
バルブガイド15には副吸気弁16が摺動可能に嵌合さ
れ、バルブガイド15のメネジ部側には副吸気弁16外
周面とバルブガイド15の内周面とが隙間を有して断面
形状が円還状の副吸気通路17を形成し、同副吸気通路
17はバルブガイド15に穿設された孔18を介してシ
リンダヘッド2に形成された副吸気通路19に連通され
るとともに、副室形成部材14内の副室20に開口され
、同開口はバルブガイド15先端に形成されたバルブシ
ート21に副吸気弁16の傘部が当接することにより閉
じられる。
れ、バルブガイド15のメネジ部側には副吸気弁16外
周面とバルブガイド15の内周面とが隙間を有して断面
形状が円還状の副吸気通路17を形成し、同副吸気通路
17はバルブガイド15に穿設された孔18を介してシ
リンダヘッド2に形成された副吸気通路19に連通され
るとともに、副室形成部材14内の副室20に開口され
、同開口はバルブガイド15先端に形成されたバルブシ
ート21に副吸気弁16の傘部が当接することにより閉
じられる。
上記副室形成部材14は主燃焼室5内に突設されるとと
もに突出部に副室20と主燃焼室5とを連通ずる噴射孔
22が穿設され、同噴射孔22はスパークギャップ6′
近傍に設けられるとともに、スパークキ゛ヤツプ6′直
下でしかもシリンダヘッド2の球状壁面5′に略沿った
方向に指向されている。
もに突出部に副室20と主燃焼室5とを連通ずる噴射孔
22が穿設され、同噴射孔22はスパークギャップ6′
近傍に設けられるとともに、スパークキ゛ヤツプ6′直
下でしかもシリンダヘッド2の球状壁面5′に略沿った
方向に指向されている。
主吸気弁8及び副吸気弁16はともに同一のロッカアー
ム23により駆動されるキノコ弁で、同日ツカアーム2
3はロッカシャフト24に嵌合され、機関により回動さ
れるカムシャフト25に設けられたカム26に当接して
揺動じ、カム26への当接面とは反対側のアーム部は2
叉に分岐し、各分岐部にはそれぞれアジャストスクリュ
27,28が螺着されている。
ム23により駆動されるキノコ弁で、同日ツカアーム2
3はロッカシャフト24に嵌合され、機関により回動さ
れるカムシャフト25に設けられたカム26に当接して
揺動じ、カム26への当接面とは反対側のアーム部は2
叉に分岐し、各分岐部にはそれぞれアジャストスクリュ
27,28が螺着されている。
アジャストスクリュ27の端面は主吸気弁8の弁棒上端
面に当接し、アジャストスクリュ28の端面は副吸気弁
16の弁棒端面に当接している。
面に当接し、アジャストスクリュ28の端面は副吸気弁
16の弁棒端面に当接している。
なお、29.30はバルブスプリング、31゜32はス
プリングシート、33,34はシールリングである。
プリングシート、33,34はシールリングである。
エアクリーナ11より気化器10及び吸気マニホルド9
を介して吸気ポート7に連通ずる主吸気通路35の気化
器10部分にはベンチュリ36及びスロットル弁37が
配置され、スロットル弁37の全閉位置近傍の吸気通路
内壁には主としてアイドル時あるいは軽負荷時に燃料を
供給するアイドルポート38及びスローポート39が穿
設され、アイドルポート38にはアジャストスクリュ4
0が設けられ、−力、ベンチュリ36には主として中高
負荷時に燃料を供給するメインノズル41が設けられて
いる。
を介して吸気ポート7に連通ずる主吸気通路35の気化
器10部分にはベンチュリ36及びスロットル弁37が
配置され、スロットル弁37の全閉位置近傍の吸気通路
内壁には主としてアイドル時あるいは軽負荷時に燃料を
供給するアイドルポート38及びスローポート39が穿
設され、アイドルポート38にはアジャストスクリュ4
0が設けられ、−力、ベンチュリ36には主として中高
負荷時に燃料を供給するメインノズル41が設けられて
いる。
図示していない排気通路に一端が連通された排ガス還流
通路42は途中に機関の種々の駆動状態を検出して流量
制御する制御弁43を介して他端が吸気マニホルド9の
集合部に連結されている。
通路42は途中に機関の種々の駆動状態を検出して流量
制御する制御弁43を介して他端が吸気マニホルド9の
集合部に連結されている。
また、上記副吸気通路19はパイプ44を介してベンチ
ュリ36より上流側の主吸気通路35に連通している。
ュリ36より上流側の主吸気通路35に連通している。
上記横取によれば、エアクリーナ11より主吸気通路3
5に吸入された空気の大部分が気化器10において燃料
と所定の空燃比に混合されて吸気ポート7より燃焼室5
に吸入される一力、上記吸入空気の一部はパイプ44、
副吸気通路19゜17を介して副室20に導ひかれ、噴
射孔22より燃焼室5内に噴射される。
5に吸入された空気の大部分が気化器10において燃料
と所定の空燃比に混合されて吸気ポート7より燃焼室5
に吸入される一力、上記吸入空気の一部はパイプ44、
副吸気通路19゜17を介して副室20に導ひかれ、噴
射孔22より燃焼室5内に噴射される。
第2図に示すように、吸気ポート7は湾曲形成されてい
るため、該吸気ポート7から吸入された混合気は図中時
計回り方向の旋回流となり、且つ、副室形成部材14の
噴射孔22から噴射供給される空気又は希薄混合気は、
該噴射孔22の方向に沿って上記旋回流同様に図中時計
回りあ向の旋回流を生ずる。
るため、該吸気ポート7から吸入された混合気は図中時
計回り方向の旋回流となり、且つ、副室形成部材14の
噴射孔22から噴射供給される空気又は希薄混合気は、
該噴射孔22の方向に沿って上記旋回流同様に図中時計
回りあ向の旋回流を生ずる。
この噴射孔22からの噴射量及び噴流の強さはスロット
ル弁37の開度すなわち機関の負荷に応じて変化し、ス
ロットル開度が小さいアイドリング時あるいは軽負荷時
にはスロットル弁37の絞り作用により主吸気通路35
より供給される混合気量が少なく、燃焼室5には吸気行
程時高負圧が発生し、ベンチュリ36上流側の主吸気通
路35は略大気圧であるため、圧力差により多量の空気
が噴射孔22より強力に噴出され、この噴出流は、スパ
ークギャップ6′近傍を通過することにより同ギャップ
61周囲の既焼ガスが掃気されるとともに、球状壁面5
1に沿って流下し、吸気ポート7より吸入された混合気
に強力なスワール及びタービレンスを与え、このスワー
ル及びタービレンスは圧縮行程中にも残存し、混合気と
空気とを層状又は斑状に分布させるとともに、点火後の
火焔伝播を助ける役目をするものと推考される。
ル弁37の開度すなわち機関の負荷に応じて変化し、ス
ロットル開度が小さいアイドリング時あるいは軽負荷時
にはスロットル弁37の絞り作用により主吸気通路35
より供給される混合気量が少なく、燃焼室5には吸気行
程時高負圧が発生し、ベンチュリ36上流側の主吸気通
路35は略大気圧であるため、圧力差により多量の空気
が噴射孔22より強力に噴出され、この噴出流は、スパ
ークギャップ6′近傍を通過することにより同ギャップ
61周囲の既焼ガスが掃気されるとともに、球状壁面5
1に沿って流下し、吸気ポート7より吸入された混合気
に強力なスワール及びタービレンスを与え、このスワー
ル及びタービレンスは圧縮行程中にも残存し、混合気と
空気とを層状又は斑状に分布させるとともに、点火後の
火焔伝播を助ける役目をするものと推考される。
また、スパークギャップ6′で着火されると、一部の火
焔は副室20内に進入し、副室20内は小室であるため
急激に燃焼されて高温高圧となり、火焔が勢いよく噴射
孔22から主燃焼室5内に押し出され、この噴流も主燃
焼室5内で進行中の燃焼を促進するものと推考される。
焔は副室20内に進入し、副室20内は小室であるため
急激に燃焼されて高温高圧となり、火焔が勢いよく噴射
孔22から主燃焼室5内に押し出され、この噴流も主燃
焼室5内で進行中の燃焼を促進するものと推考される。
実験によれば以下に示すごとく、通常の燃焼力式に比し
て希薄燃焼限界が飛躍的に伸び、燃費が改善されること
を確認し得た。
て希薄燃焼限界が飛躍的に伸び、燃費が改善されること
を確認し得た。
なお、実験に供された本実施例装置の個々の寸法は次の
とおりである。
とおりである。
ピストン4が上死点位置にある時の副室を含む主燃焼室
容積■=48CC1副室容積y−1,2cc、■ 。
容積■=48CC1副室容積y−1,2cc、■ 。
y、=2.5%、副吸気通路19の直径d 1= 4
am、副吸気通路17の流通面積Sl =0.16cn
t、副吸気弁16の弁棒直径d2=4mrn、副室20
の直径d3=9mm、副室形成部材14の直径d4=1
3711fi、噴射孔22の直径d、=3(ホ)、スパ
ークギャップ6′と噴射孔22との距離間f−6mm0 第5図は40Km/h走行時に相当する負荷を与え、空
燃比(A/F)=16とし、排ガス還流量の調整により
NOxの排出をlQppmにした状態で、点火時期の変
化に応じて変化する燃費を従来の燃焼力式と上記実施例
装置との場合について測定した結果を示す。
am、副吸気通路17の流通面積Sl =0.16cn
t、副吸気弁16の弁棒直径d2=4mrn、副室20
の直径d3=9mm、副室形成部材14の直径d4=1
3711fi、噴射孔22の直径d、=3(ホ)、スパ
ークギャップ6′と噴射孔22との距離間f−6mm0 第5図は40Km/h走行時に相当する負荷を与え、空
燃比(A/F)=16とし、排ガス還流量の調整により
NOxの排出をlQppmにした状態で、点火時期の変
化に応じて変化する燃費を従来の燃焼力式と上記実施例
装置との場合について測定した結果を示す。
また、第6図は40Km/h走行時に和尚する負荷を与
えた一定状態で、空燃比(A/F )と吸気量に対する
排ガス還流量の率(EGR率)とを変化させた場合の失
火限界を従来の燃焼力式と上記実施例装置との場合につ
いて測定した結果を示す。
えた一定状態で、空燃比(A/F )と吸気量に対する
排ガス還流量の率(EGR率)とを変化させた場合の失
火限界を従来の燃焼力式と上記実施例装置との場合につ
いて測定した結果を示す。
第7図は、40Km/h走行時に相当する負荷を与え、
点火時期は各空燃比で燃費に最も有利な時期を選定した
状態での種々の空燃比に対する燃費を従来の燃焼力式と
上記実施例装置との場合について測定した結果を示す。
点火時期は各空燃比で燃費に最も有利な時期を選定した
状態での種々の空燃比に対する燃費を従来の燃焼力式と
上記実施例装置との場合について測定した結果を示す。
第8図は、アイドリングにおける空燃比と燃費との関係
を示した測定結果で、アイドリング時の燃料消費量(、
!/h)を回転数及び点火時期をパラメータとして比較
している。
を示した測定結果で、アイドリング時の燃料消費量(、
!/h)を回転数及び点火時期をパラメータとして比較
している。
なお、上記実施例において排ガス還流通路42を介して
吸気マニホルド9内に吸入される排ガス量は制御弁43
により制御されるが、この排ガス還流量はNOxの排出
量を設定値以内に抑えるように調整される。
吸気マニホルド9内に吸入される排ガス量は制御弁43
により制御されるが、この排ガス還流量はNOxの排出
量を設定値以内に抑えるように調整される。
一力、スロットル開度が大きい高負荷運転領域において
は、スロットル弁37による絞り作用が小さく、主吸気
通路35を介して多量の混合気が燃焼室5内に吸入され
るため、副室20からの噴射量及び噴出力は低下するが
、この場合には吸気効率が犬で、しかも混合気が吸気ポ
ート7より燃焼室5に流入する時強力な渦流あるいは乱
流を生じ、また燃焼室5の内壁の温度も上昇するため、
特に噴射孔22からの噴流により渦流や乱流を発生させ
なくても火焔伝播速度が上昇して燃焼性は向上する。
は、スロットル弁37による絞り作用が小さく、主吸気
通路35を介して多量の混合気が燃焼室5内に吸入され
るため、副室20からの噴射量及び噴出力は低下するが
、この場合には吸気効率が犬で、しかも混合気が吸気ポ
ート7より燃焼室5に流入する時強力な渦流あるいは乱
流を生じ、また燃焼室5の内壁の温度も上昇するため、
特に噴射孔22からの噴流により渦流や乱流を発生させ
なくても火焔伝播速度が上昇して燃焼性は向上する。
上記実施例において、スパークギャップ6′と噴射孔2
2との距離Xを余り小さくすると、副室形成部材14が
過熱されてホラトスポートを形威し、ブレイグニション
の原因となり、また、距離Xを大きくすると掃気効果が
低減されるとともに、着火後、火焔の副室20への侵入
が遅れ、噴流による燃焼性向上は低下する。
2との距離Xを余り小さくすると、副室形成部材14が
過熱されてホラトスポートを形威し、ブレイグニション
の原因となり、また、距離Xを大きくすると掃気効果が
低減されるとともに、着火後、火焔の副室20への侵入
が遅れ、噴流による燃焼性向上は低下する。
実験によれば、距離Xは約3mIIL〜10間程度に設
定した時好結果が得られた。
定した時好結果が得られた。
また、副室形成部材14の主燃焼室5内への突出量を大
きくすると、突出端がホットスポットとなってこの場合
にもブレイグニションを生ずるため、出来るだけこの突
出量は小さくした力がよい。
きくすると、突出端がホットスポットとなってこの場合
にもブレイグニションを生ずるため、出来るだけこの突
出量は小さくした力がよい。
さらに、上記実施例においては噴射孔22をスパークギ
ャップ6′近傍に設けるとともに、スパークギャップ6
1直下でしかもシリンダヘッド2の球状壁面5′に略沿
った方向に指向しているが、直接スパークギャップ6′
に指向させても、また、スパークギャップ6′直下より
多少ずらせた方向に指向させても燃費は向上する。
ャップ6′近傍に設けるとともに、スパークギャップ6
1直下でしかもシリンダヘッド2の球状壁面5′に略沿
った方向に指向しているが、直接スパークギャップ6′
に指向させても、また、スパークギャップ6′直下より
多少ずらせた方向に指向させても燃費は向上する。
また、上記実施例においては■T:2.5%に設定して
いるが、■÷2〜5%の範囲で最も優れた燃費向上効果
が得られた。
いるが、■÷2〜5%の範囲で最も優れた燃費向上効果
が得られた。
また吸気ポート7から燃焼室5内に吸入された混合気の
旅回方向に対して、噴射孔22の指向するあ向が順方向
であるため、互いの旋回流が干渉せず、且つスロットル
弁37の開度による変化が緩やかとなり燃焼が安定する
。
旅回方向に対して、噴射孔22の指向するあ向が順方向
であるため、互いの旋回流が干渉せず、且つスロットル
弁37の開度による変化が緩やかとなり燃焼が安定する
。
上記実施例においては、副吸気通路19をパイプ44を
介してベンチュリ36より上流側の主吸気通路35に連
通しているが、同パイプ44を図示していないが機関に
付設されるエアポンプより排気系に供給される二次空気
通路の途中に接続すれは、上記実施例の場合より高負荷
運転領域において多量の空気を噴射孔22より主燃焼室
5内に噴射することが出来るものであり、また、上記パ
イプ44を排ガス還流通路42の制御弁43より上流側
に接続すねば噴射孔22からも排ガス還流を行うことが
でき、さらにまた、上記パイプ44をベンチュリ36と
スロットバルブ37との間の主吸気通路35に接続すれ
ば混合気が副室20ノ・こ導ひかれることになり、上記
のごとくパイプ44の接続を種々に変更しても程度の差
こそあれ燃費向上効果が生じることは言うまでもない。
介してベンチュリ36より上流側の主吸気通路35に連
通しているが、同パイプ44を図示していないが機関に
付設されるエアポンプより排気系に供給される二次空気
通路の途中に接続すれは、上記実施例の場合より高負荷
運転領域において多量の空気を噴射孔22より主燃焼室
5内に噴射することが出来るものであり、また、上記パ
イプ44を排ガス還流通路42の制御弁43より上流側
に接続すねば噴射孔22からも排ガス還流を行うことが
でき、さらにまた、上記パイプ44をベンチュリ36と
スロットバルブ37との間の主吸気通路35に接続すれ
ば混合気が副室20ノ・こ導ひかれることになり、上記
のごとくパイプ44の接続を種々に変更しても程度の差
こそあれ燃費向上効果が生じることは言うまでもない。
また、上記実施例においては、シリンダヘッド2の貫通
孔13に嵌合される副室形成部材14とバルブガイド1
5とは両者の各々に設けられたネジ部の螺合により両者
をシリンダヘッド2に固着しているが、上記両者のシリ
ンダヘッド2への固着は貫通孔13への圧入又は鋳込み
等の他の手段により行われてもよいものである。
孔13に嵌合される副室形成部材14とバルブガイド1
5とは両者の各々に設けられたネジ部の螺合により両者
をシリンダヘッド2に固着しているが、上記両者のシリ
ンダヘッド2への固着は貫通孔13への圧入又は鋳込み
等の他の手段により行われてもよいものである。
さらに、上記実施例においては、主吸気弁8及び副吸気
弁16はともに同一のロッカアーム23により駆動され
、両弁8,16の開閉時期が略同−に設定されているが
、各々の弁8,16に別個のロッカアームを設ければ、
主吸気弁8の開閉時期に対して副吸気弁16の開閉時期
を相違させることが可能となり、上記副吸気弁16の開
閉時期は主として主燃焼室5内の吸気又は燃焼ガスの副
吸気通路17.19への逆流防止面から設定されるもの
である。
弁16はともに同一のロッカアーム23により駆動され
、両弁8,16の開閉時期が略同−に設定されているが
、各々の弁8,16に別個のロッカアームを設ければ、
主吸気弁8の開閉時期に対して副吸気弁16の開閉時期
を相違させることが可能となり、上記副吸気弁16の開
閉時期は主として主燃焼室5内の吸気又は燃焼ガスの副
吸気通路17.19への逆流防止面から設定されるもの
である。
また、上記実施例においては、気化器付ガソリン内燃機
関の場合を示しているが、吸気ポート7に導びかれる混
合気の生成は燃料噴射装置等信の混合気生成装置による
場合でも同様な効果を示し、また、使用される燃料とし
ては伺らガソリンに限定されるものではなく、LPG、
灯油あるいは軽油等信の燃料を使用した場合でも、燃焼
性向上、燃費低減効果は生じる。
関の場合を示しているが、吸気ポート7に導びかれる混
合気の生成は燃料噴射装置等信の混合気生成装置による
場合でも同様な効果を示し、また、使用される燃料とし
ては伺らガソリンに限定されるものではなく、LPG、
灯油あるいは軽油等信の燃料を使用した場合でも、燃焼
性向上、燃費低減効果は生じる。
第1図は本発明の第1実施例を示す断面図、第2図は第
1図のA−A矢視図、第3図は第1図のB−B矢視断面
図、第4図は第1図のC矢視図、第5図は点火時期に対
する燃費の実験値を示す比較説明図、第6図は空燃比及
びEGR率を変化させた場合の失火限界を示す比較説明
図、第7図は空燃比に対する燃費の実験値を示す比較説
明図、第8図はアイドリング時の空燃比に対する燃料消
費量測定値を示す比較説明図である。 1・・・・・・機関本体、2・・・・・・シリンダヘッ
ド、3・・・・・・シリンタブロック、5・・・・・・
主燃焼室、6・・・・・・点火プラグ、6′・・・・・
・スパークキャップ、7・・・・・・吸気ポート、8・
・・・・・主吸気弁、9・・・・・・吸気マニホルド、
10・・・・・・気化器、11・・・・・・エアクリー
ナ、12・・・・・・小凹部、14・・・・・・副室形
成部材、15・・・・・・バルブガイド、16・・・・
・・副吸気弁、17,19・・・・・・副吸気通路、1
8・・・・・・孔、20・・・・・・副室、21・・・
・・・バルブシート、22・・・・・・噴射孔、23・
・・・・・ロッカアーム、24・・・・・・ロッカシャ
フト、25・・・・・・カム軸、33,34・・・・・
・シールリング、35・・・・・・主吸気通路、36・
・・・・・ベンチュリ、37・・・・・・スロットルバ
ルブ、42・・・・・・排ガス還流通路、43・・・・
・・制御弁、44・・・・・・パイプ。
1図のA−A矢視図、第3図は第1図のB−B矢視断面
図、第4図は第1図のC矢視図、第5図は点火時期に対
する燃費の実験値を示す比較説明図、第6図は空燃比及
びEGR率を変化させた場合の失火限界を示す比較説明
図、第7図は空燃比に対する燃費の実験値を示す比較説
明図、第8図はアイドリング時の空燃比に対する燃料消
費量測定値を示す比較説明図である。 1・・・・・・機関本体、2・・・・・・シリンダヘッ
ド、3・・・・・・シリンタブロック、5・・・・・・
主燃焼室、6・・・・・・点火プラグ、6′・・・・・
・スパークキャップ、7・・・・・・吸気ポート、8・
・・・・・主吸気弁、9・・・・・・吸気マニホルド、
10・・・・・・気化器、11・・・・・・エアクリー
ナ、12・・・・・・小凹部、14・・・・・・副室形
成部材、15・・・・・・バルブガイド、16・・・・
・・副吸気弁、17,19・・・・・・副吸気通路、1
8・・・・・・孔、20・・・・・・副室、21・・・
・・・バルブシート、22・・・・・・噴射孔、23・
・・・・・ロッカアーム、24・・・・・・ロッカシャ
フト、25・・・・・・カム軸、33,34・・・・・
・シールリング、35・・・・・・主吸気通路、36・
・・・・・ベンチュリ、37・・・・・・スロットルバ
ルブ、42・・・・・・排ガス還流通路、43・・・・
・・制御弁、44・・・・・・パイプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 混合気生成装置により生成された混合気を供給する
吸気ポート及び排気ポートを有する主燃焼室、同主燃焼
室内にスパークギャップが配置された点火プラグ、上記
スパークギャップに近接してシリンダヘッドに設けられ
た副室、上記主燃焼室と副室とを連通ずるとともに上記
スパークギャップ近傍に設けられて該スパークギャップ
近傍に指向する噴射孔、上記副室に開口する副吸気通路
、同吸気通路を開閉する副吸気弁、上記副吸気弁を開閉
する作動機構を有することを特徴とする内燃機関。 2 上記混合気生成装置が気化器である特許請求の範囲
第1項記載の内燃機関。 3 上記混合気生成装置が燃料噴射装置である特許請求
の範囲第1項記載の内燃機関。 4 上記副吸気通路が気化器のベンチュリ部より上流側
の吸気通路に接続されている特許請求の範囲第2項記載
の内燃機関。 5 上記副吸気通路がエアポンプにより吐出される排ガ
ス浄化用2次空気の通路に接続されている特許請求の範
囲第1項記載の内燃機関。 6 上記副吸気通路が排ガス通路に接続されている特許
請求の範囲第1項記載の内燃機関。 7 上記作動機構が上記吸気ポートを開閉する主吸気弁
駆動用カムシャフトの回動に連動されて上記副吸気弁を
開閉する動弁機構である特許請求の範囲第1項記載の内
燃機関。 8 上記主吸気弁と副吸気弁が同一のロッカアームによ
り駆動され、両弁の弁開閉時期が略同−に設定されてい
る特許請求の範囲第7項記載の内燃機関。 9 上記噴射孔がシリンダヘッドの主燃焼室壁面に沿っ
て指向されている特許請求の範囲第1項記載の内燃機関
。 10上記主燃焼室を限界するシリンダヘッド面が半球形
状凹面である特許請求の範囲第1項記載の内燃機関。 11上記スパークギヤツプと噴射孔との距離が約3mr
IL〜lQmm内に設定されている特許請求の範囲第1
項記載の内燃機関。 12上記主燃焼室を限界するピストンが上死点位置にあ
る時の全燃焼室容積に対して上記副室の容積が約2〜5
%に設定されている特許請求の範囲第1項記載の内燃機
関。 13上記噴射孔の指向する方向が、吸気ポートより主燃
焼室内に吸入された混合気の旋回力向に対して順方向で
ある特許請求の範囲第1項記載の内燃機関。
Priority Applications (19)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51057595A JPS5833372B2 (ja) | 1976-05-19 | 1976-05-19 | 内燃機関 |
| GB37296/76A GB1544870A (en) | 1976-05-19 | 1976-09-08 | Internal combustion engine |
| MX766078U MX3808E (es) | 1976-05-19 | 1976-09-09 | Mejoras a un motor de combustion interna para vehiculos automotores |
| SE7610113A SE462502B (sv) | 1976-05-19 | 1976-09-13 | Anordning foer tillfoersel av sekundaer luft/avgaser till foerbraenningsrummet vid en foerbraenningsmotor |
| AU17880/76A AU490063B2 (en) | 1976-09-17 | Internal combustion engine | |
| CA261,638A CA1044967A (en) | 1976-05-19 | 1976-09-21 | Internal combustion engine |
| DE19762642595 DE2642595A1 (de) | 1976-05-19 | 1976-09-22 | Innenverbrennungsmotor |
| BR7606394A BR7606394A (pt) | 1976-05-19 | 1976-09-24 | Aperfeicoamento num motor de combustao interna |
| SU762406057A SU997615A3 (ru) | 1976-05-19 | 1976-09-27 | Двигатель внутреннего сгорани |
| ZA765760A ZA765760B (en) | 1976-05-19 | 1976-09-27 | Internal combustion engine |
| AR264955A AR213181A1 (es) | 1976-05-19 | 1976-10-01 | Motor de combustion interna |
| FR7629892A FR2352164A1 (fr) | 1976-05-19 | 1976-10-05 | Moteur a combustion interne |
| BE1007687A BE847146A (fr) | 1976-05-19 | 1976-10-11 | Moteur a combustion interne, |
| NL7611309.A NL163299C (nl) | 1976-05-19 | 1976-10-13 | Inwendige verbrandingsmotor. |
| PL1976193112A PL117890B1 (en) | 1976-05-19 | 1976-10-18 | Internal combustion engine |
| US05/742,244 US4210104A (en) | 1976-05-19 | 1976-11-16 | Internal combustion engine |
| ES458623A ES458623A1 (es) | 1976-05-19 | 1977-05-10 | Perfeccionamientos en motores de combustion interna. |
| SU772524542A SU1080755A3 (ru) | 1976-05-19 | 1977-09-23 | Двигатель внутреннего сгорани |
| US06/116,992 US4305358A (en) | 1976-05-19 | 1980-01-30 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51057595A JPS5833372B2 (ja) | 1976-05-19 | 1976-05-19 | 内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52140708A JPS52140708A (en) | 1977-11-24 |
| JPS5833372B2 true JPS5833372B2 (ja) | 1983-07-19 |
Family
ID=13060190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51057595A Expired JPS5833372B2 (ja) | 1976-05-19 | 1976-05-19 | 内燃機関 |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4210104A (ja) |
| JP (1) | JPS5833372B2 (ja) |
| AR (1) | AR213181A1 (ja) |
| BE (1) | BE847146A (ja) |
| BR (1) | BR7606394A (ja) |
| CA (1) | CA1044967A (ja) |
| DE (1) | DE2642595A1 (ja) |
| ES (1) | ES458623A1 (ja) |
| FR (1) | FR2352164A1 (ja) |
| GB (1) | GB1544870A (ja) |
| MX (1) | MX3808E (ja) |
| NL (1) | NL163299C (ja) |
| PL (1) | PL117890B1 (ja) |
| SE (1) | SE462502B (ja) |
| SU (2) | SU997615A3 (ja) |
| ZA (1) | ZA765760B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1059393A (en) * | 1976-07-02 | 1979-07-31 | Bonnosuke Takamiya | Gas injection system for internal combustion engine |
| US4574754A (en) * | 1982-08-16 | 1986-03-11 | Rhoades Jr Warren A | Stratified charge combustion system and method for gaseous fuel internal combustion engines |
| RU2255205C1 (ru) * | 2004-03-01 | 2005-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Облегченная тампонажная смесь |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1719705A (en) * | 1929-07-02 | Rennosuxe hondo | ||
| US1649700A (en) * | 1924-04-23 | 1927-11-15 | Frank M Jobes | Internal-combustion engine |
| US2011992A (en) * | 1929-12-28 | 1935-08-20 | Gen Motors Corp | Internal combustion engine |
| US2173081A (en) * | 1933-09-05 | 1939-09-12 | Jean A H Barkeij | Internal combustion engine |
| US2242990A (en) * | 1941-02-15 | 1941-05-20 | Brown Thomas Edgar | Internal combustion engine |
| US3092088A (en) * | 1959-08-05 | 1963-06-04 | Goossak Lev Abramovich | Carburetor type internal combustion engine with prechamber |
| US3195518A (en) * | 1960-03-04 | 1965-07-20 | Gen Motors Corp | Means for introducing a pressurized fluid into an internal combustion engine combustion chamber through the spark plug opening |
| FR1546748A (fr) * | 1967-10-11 | 1968-11-22 | Sibe | Perfectionnements apportés aux dispositifs d'alimentation en combustible pour moteurs à combustion interne |
| FR96068E (fr) * | 1967-11-14 | 1972-05-19 | Von Seggern Ernest | Moteur a combustion interne et procédé utilisant de l'air auxiliaire chauffé pour obtenir une combustion complete. |
| US3543736A (en) * | 1967-11-18 | 1970-12-01 | Toyoda Chuo Kenkyusho Kk | Internal combustion engine with subcombustion chamber |
| USRE26603E (en) | 1968-05-10 | 1969-06-10 | Excess air cycle engine and air supfly means and method of operating same | |
| US3776212A (en) * | 1970-10-22 | 1973-12-04 | B Karlowitz | Method for emission control for spark ignition engines |
| JPS5110249Y2 (ja) * | 1972-06-28 | 1976-03-18 | ||
| JPS5036905U (ja) * | 1973-08-09 | 1975-04-17 | ||
| US3898965A (en) * | 1973-08-20 | 1975-08-12 | Francis A Fischer | Auxiliary fluid injection system for internal combustion engine |
| US3941105A (en) * | 1973-11-08 | 1976-03-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas recirculation for three-valve engine |
| US3973530A (en) * | 1974-12-23 | 1976-08-10 | Seidel Hans H | Internal combustion engine |
| JPS52122504A (en) * | 1976-04-02 | 1977-10-14 | Kubota Ltd | Noise protecting device for power transmission system of attachment |
-
1976
- 1976-05-19 JP JP51057595A patent/JPS5833372B2/ja not_active Expired
- 1976-09-08 GB GB37296/76A patent/GB1544870A/en not_active Expired
- 1976-09-09 MX MX766078U patent/MX3808E/es unknown
- 1976-09-13 SE SE7610113A patent/SE462502B/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-09-21 CA CA261,638A patent/CA1044967A/en not_active Expired
- 1976-09-22 DE DE19762642595 patent/DE2642595A1/de not_active Ceased
- 1976-09-24 BR BR7606394A patent/BR7606394A/pt unknown
- 1976-09-27 ZA ZA765760A patent/ZA765760B/xx unknown
- 1976-09-27 SU SU762406057A patent/SU997615A3/ru active
- 1976-10-01 AR AR264955A patent/AR213181A1/es active
- 1976-10-05 FR FR7629892A patent/FR2352164A1/fr active Granted
- 1976-10-11 BE BE1007687A patent/BE847146A/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-10-13 NL NL7611309.A patent/NL163299C/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-10-18 PL PL1976193112A patent/PL117890B1/pl unknown
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1977
- 1977-05-10 ES ES458623A patent/ES458623A1/es not_active Expired
- 1977-09-23 SU SU772524542A patent/SU1080755A3/ru active
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- 1980-01-30 US US06/116,992 patent/US4305358A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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