JPS589252B2 - Jet-controlled combustion engine - Google Patents

Jet-controlled combustion engine

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JPS589252B2
JPS589252B2 JP52026377A JP2637777A JPS589252B2 JP S589252 B2 JPS589252 B2 JP S589252B2 JP 52026377 A JP52026377 A JP 52026377A JP 2637777 A JP2637777 A JP 2637777A JP S589252 B2 JPS589252 B2 JP S589252B2
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JP
Japan
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intake
jet
injection hole
spark gap
combustion engine
Prior art date
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JP52026377A
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Japanese (ja)
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JPS53110707A (en
Inventor
高宮梵之助
清田雄彦
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/242Arrangement of spark plugs or injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/20SOHC [Single overhead camshaft]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関特に自動車用内燃機関の改良に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in internal combustion engines, particularly internal combustion engines for automobiles.

従来の自動車用内燃機関では、特にスロットル弁により
絞られて燃焼室内への吸気効率が悪く、しかも燃焼室内
に流入する吸気の流速も低いアイドル運転時及び軽負荷
運転時において、着火及び燃焼性が悪い。
In conventional internal combustion engines for automobiles, the efficiency of intake air into the combustion chamber is poor because it is throttled by the throttle valve, and the flow rate of the intake air flowing into the combustion chamber is low. bad.

そこで、一般には燃焼性の良好な濃混合気すなわち空燃
比が小さい混合気を供給することにより上記着火及び燃
焼性の悪化を解消しているが、この場合には燃費の増大
、排ガス中の有害な禾燃焼ガスHC,COの増加等の不
都合がある。
Therefore, in general, the above deterioration in ignition and combustibility is solved by supplying a rich mixture with good flammability, that is, a mixture with a low air-fuel ratio. However, there are disadvantages such as an increase in combustion gases HC and CO.

また近来、特に排ガス中の有害なNOxを減少させるこ
とを目的として、理論混合比よりも充分希薄な混合気を
燃焼させることが提案され、また排ガスの一部をエンジ
ンの排気系から抽出して混合気中に混合し燃焼させるこ
とも提案されているが、何れの場合にも混合気の着火性
、燃焼性が低下するために、ドライバビリテイ及び燃費
が悪化する不都合があった。
Recently, with the aim of reducing harmful NOx in exhaust gases, it has been proposed to burn a mixture that is sufficiently leaner than the stoichiometric mixture ratio. It has also been proposed to mix it into an air-fuel mixture and combust it, but in either case, the ignitability and combustibility of the air-fuel mixture are reduced, resulting in a disadvantage that drivability and fuel efficiency deteriorate.

特公昭47−24041号及び特公昭47−43366
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
火プラグ周辺に導びき、空気又は希薄混合気は点火プラ
グから離れた場所に導びき、濃混合気に点火して着火燃
焼性を良好にし、総合の空燃比が大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ば運転状態に関
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
混合気を導びくために装置及び制御が複雑になるという
欠点がある。
Special Publication No. 47-24041 and Special Publication No. 47-43366
The prior art shown in the No. 1 sucks a rich mixture and air or a lean mixture into the cylinder through separate routes, prevents the two from mixing until the point of ignition, and immediately before ignition, the rich mixture is sucked into the cylinder around the spark plug. The air or lean mixture is guided to a location away from the spark plug, ignites the rich mixture, improves ignition combustibility, and achieves lean combustion with a large overall air-fuel ratio. However, this technique has the disadvantage that the device and control become complex in order to always achieve good stratification and guide a rich air-fuel mixture near the spark plug regardless of the operating state.

本発明の主たる目的は、燃費を改善し得る乗物用噴流制
御燃焼機関を提供することにある。
A main object of the present invention is to provide a jet-controlled combustion engine for vehicles that can improve fuel efficiency.

本発明の他の目的は、通常のエンジンでは安定した運転
が困難な希薄混合気を安定的に燃焼させることができ、
この結果として排ガス中の有害成分が少ない乗物用噴流
制御燃焼機関を提供することにある。
Another object of the present invention is to be able to stably burn a lean mixture that is difficult to operate stably in a normal engine;
As a result, it is an object of the present invention to provide a jet flow control combustion engine for a vehicle that produces fewer harmful components in exhaust gas.

本発明の更に他の目的は、通常のエンジンでは安定した
運転が困難な、多量の還流排ガスを含む混合気を安定的
に燃焼させることができ、この結果として排ガス中のN
Oxを減少し得る乗物用噴流制御燃焼機関を提供するこ
とにある。
Still another object of the present invention is to be able to stably burn an air-fuel mixture containing a large amount of recirculated exhaust gas, which is difficult to operate stably in a normal engine, and as a result, the amount of N in the exhaust gas is reduced.
An object of the present invention is to provide a jet flow control combustion engine for a vehicle that can reduce Ox.

本発明の他の目的は、大きな出力の低下、ドライバビリ
テイの悪化、燃費悪化等の不都合を伴うことなく希薄混
合気又は多量の還流排ガスを含む混合気を安定的に燃焼
させ得る乗物用噴流制御燃焼機関を提供することにある
Another object of the present invention is to provide a vehicle jet that can stably burn a lean mixture or a mixture containing a large amount of recirculated exhaust gas without causing disadvantages such as a large decrease in output, deterioration of drivability, and deterioration of fuel efficiency. The object of the present invention is to provide a controlled combustion engine.

本発明の更に他の目的は、特にアイドリング及び低速低
負荷の軽負荷運転領域で排ガス中の有害ガス成分および
燃費を従来のコンベンショナルエンジンより顕著に低減
し得る乗物用噴流制御燃焼機関を提供するにある。
Still another object of the present invention is to provide a jet-controlled combustion engine for a vehicle that can significantly reduce harmful gas components in exhaust gas and fuel consumption compared to conventional conventional engines, particularly in idling and low-speed, low-load light-load operating regions. be.

上記本発明の諸目的は、主吸気弁により開閉される吸気
ポートと排気弁により開閉される排気ポートとを鳴する
半球形燃焼室と、混合気生成装置により生成された空気
一燃料混合気を上記吸気ポートを介して上記燃焼室に導
びく主吸気通路と、上記半球形燃焼室を形成するシリン
ダヘッドの半球面を成す基本面上またはその付近の所定
位置にスパークギャップが配置されるようにシリンダヘ
ッドに螺着された点火プラグと、上記スパークギャップ
近傍の略上記半球面を成す基本面上に設けられ上記スパ
ークギャップ付近に指向された噴射孔と、同噴射孔に吸
気を供給する副吸気通路と、同副吸気通路を開閉する副
吸気弁とを具備する噴流制御燃焼機関によって効果的に
達成される。
The above objects of the present invention are to provide a hemispherical combustion chamber with an intake port opened and closed by a main intake valve and an exhaust port opened and closed by an exhaust valve, and an air-fuel mixture generated by a mixture generation device. A spark gap is arranged at a predetermined position on or near a basic surface forming a hemispherical surface of a cylinder head that forms a main intake passage leading to the combustion chamber via the intake port and the hemispherical combustion chamber. An ignition plug screwed onto the cylinder head, an injection hole provided on the basic surface forming the substantially hemispherical surface near the spark gap and oriented near the spark gap, and a sub-intake air that supplies intake air to the injection hole. This is effectively achieved by a jet-controlled combustion engine comprising a passage and a sub-intake valve for opening and closing the sub-intake passage.

上記本発明に係る内燃機関では、シリンダ内に気体を噴
射する簡単な副吸気系を付加する構成により着火燃焼性
を改善することができ、しかも上記層状燃焼とは全く異
なる燃焼方式の改良に関するものであり、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大で主吸気通路からの吸
気流入速度は緩かで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、この高負圧により空気または希
薄混合気が吸引されて噴射孔より燃焼室内に高速度のジ
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タービレ
ンスを生成し、このスワール及びタービレンスは圧縮行
程中にも残存して混合気を渦状に流動させ、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。
In the internal combustion engine according to the present invention, the ignition combustibility can be improved by adding a simple sub-intake system that injects gas into the cylinder, and moreover, it relates to an improvement of a combustion method that is completely different from the stratified combustion described above. Especially when idling or operating under light load, the throttle opening is small, so the throttling action of the throttle valve is large and the intake air inflow speed from the main intake passage is slow, resulting in a small amount of intake air and a high negative load inside the combustion chamber during the intake stroke. Due to this high negative pressure, air or a lean mixture is sucked in and powerfully injected into the combustion chamber from the injection hole as a high-velocity jet stream. This jet stream scavenges the burnt gas around the spark gap. In addition to improving ignition performance, it generates strong swirl and turbulence within the combustion chamber, and these swirls and turbulence remain during the compression stroke, causing the mixture to flow in a vortex shape, aiding flame propagation after ignition, and promoting combustion. The increased speed extends the lean burn limit and improves fuel efficiency.

なお、上記ジェット流による効果は吸気効率が悪く、し
かも燃焼室壁温が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はもちろんのこと、スロットル弁の
開度が大きい、中、高負荷運転領域においても僅かでは
あるが生じる。
Note that the effect of the jet flow described above is not only in idling or light load operating regions where intake efficiency is poor and combustion chamber wall temperature is low and combustibility is poor, but also in medium and high load operating regions where the throttle valve opening is large. It also occurs, albeit to a small extent.

また、本発明の内燃機関に排ガス還流装置を併用すれば
、排ガス還流による着火性及び火焔伝播速度の悪化も上
記ジエツト流により改善される。
Furthermore, if an exhaust gas recirculation device is used in conjunction with the internal combustion engine of the present invention, deterioration in ignitability and flame propagation velocity due to exhaust gas recirculation can be improved by the jet flow.

スロットル弁の開度が全開に近づくにつれて、通常の主
吸気弁により開閉される吸気ポートからの流入量が増大
し、噴射孔からの空気または希薄混合気の流入速度が遅
くなり、ジェット流によるスワール効果は少なくなって
、従来の燃焼形態に近づく。
As the opening of the throttle valve approaches full opening, the amount of inflow from the intake port, which is normally opened and closed by the main intake valve, increases, the inflow speed of air or lean mixture from the injection hole slows, and the swirl caused by the jet flow increases. The effect becomes less and closer to the conventional combustion mode.

従って、本発明によれば、エンジンの全運転範囲内で、
出力の低下、ドライバビリテイの悪化をきたさずに低燃
費で、しかも排出ガスのきれいな内燃機関が提供される
According to the invention, therefore, within the entire operating range of the engine,
An internal combustion engine with low fuel consumption and clean exhaust gas without reducing output or deteriorating drivability is provided.

次に本発明を第1図〜第3図に示す一実施例により詳細
に説明する。
Next, the present invention will be explained in detail with reference to an embodiment shown in FIGS. 1 to 3.

自動車用4サイクル多気筒ガソリン内燃機関の本体1は
主としてシリンダブロック2およびシリンダヘッド3に
より外郭が構成され、シリンダヘッド3の一側には吸気
マニホルド4が固着され、他側には排気マニホルド5が
固着されている。
The main body 1 of a four-stroke multi-cylinder gasoline internal combustion engine for automobiles is mainly composed of a cylinder block 2 and a cylinder head 3. An intake manifold 4 is fixed to one side of the cylinder head 3, and an exhaust manifold 5 is fixed to the other side. It is fixed.

吸気マニホルド4の上部には気化器6が固着されるとと
もに、さらに気化器6の上部にはエアクリーナ7が取り
付けられ、同エアクリーナ7により浄化された空気は気
化器6および吸気7ニホルド4内に形成された主吸気通
路8を通ってシリンダヘッド3に形成された吸気ポート
9に導びかれる。
A carburetor 6 is fixed to the upper part of the intake manifold 4, and an air cleaner 7 is further attached to the upper part of the carburetor 6, and the air purified by the air cleaner 7 is formed in the carburetor 6 and the intake 7 in the intake manifold 4. The air is guided through a main intake passage 8 to an intake port 9 formed in the cylinder head 3.

主吸気通路8の気化器6部には図示しないアクセルペダ
ルの操作に連動されて開閉するスロットル弁10が介装
され、主吸気通路8のスロットル弁10介装位置より上
流側から主として吸気の一部が吸入される副吸気通路1
1が上記主吸気通路8の吸気通路壁に開口されている。
A throttle valve 10 that opens and closes in conjunction with the operation of an accelerator pedal (not shown) is interposed in the carburetor 6 portion of the main intake passage 8, and the intake air is mainly supplied from the upstream side of the position where the throttle valve 10 is installed in the main intake passage 8. Sub-intake passage 1 where part is inhaled
1 is opened in the intake passage wall of the main intake passage 8.

吸気マニホルド4にはシリンダヘッド3に形成された排
気ポート12に一端が連通された排ガス還流通路13の
一部が一体的に形成され、同通路13の他端は吸気マニ
ホルド4内の主吸気通路に連通されている。
A part of an exhaust gas recirculation passage 13 whose one end communicates with an exhaust port 12 formed in the cylinder head 3 is integrally formed in the intake manifold 4, and the other end of the passage 13 is connected to a main intake passage within the intake manifold 4. is communicated with.

また、吸気マニホルド4下部にはヒートライザを構成す
る冷却水通路14が設けられ、同通路14にはサーモセ
ンサ15が取付けられている。
Further, a cooling water passage 14 constituting a heat riser is provided at the lower part of the intake manifold 4, and a thermosensor 15 is attached to the passage 14.

また、排ガス還流通路13の途中には還流量を制御する
制御弁16が介装され、同制御弁16は機関の運転状態
に応じて所望の開度を与える作動装置17により制御さ
れる。
Further, a control valve 16 for controlling the amount of recirculation is interposed in the middle of the exhaust gas recirculation passage 13, and the control valve 16 is controlled by an actuation device 17 that provides a desired opening depending on the operating state of the engine.

具体的には、上記作動装置17はスロットル弁10の開
度に機械的に連動するもの、あるいは主吸気通路8内の
特にスロットル弁10との関係で決定される特定の位置
に発生する吸気負圧の大きさに応じてニューマチツクに
制御するもの等がある。
Specifically, the actuating device 17 is one that mechanically interlocks with the opening degree of the throttle valve 10, or an actuating device that operates in a specific position within the main intake passage 8 that is determined in particular in relation to the throttle valve 10. There are some that pneumatically control depending on the magnitude of the pressure.

上記サーモセンサ15はエンジン冷却水温により機関の
冷態時あるいは過熱時を検出し、上記排ガス還流量の制
御弁16あるいは図示しない点火進角制御装置等を制御
する。
The thermosensor 15 detects whether the engine is cold or overheated based on the engine cooling water temperature, and controls the exhaust gas recirculation amount control valve 16 or an ignition advance control device (not shown).

さらに、各気筒の排気ポート12に連通された排気マニ
ホルド5はボルト18により螺着される上下の2分割構
造として形成され、同排気マニホルド5の集合部には第
1図において矢印により示すごとく排ガスが流れる軸線
が縦向きのラジアルフロ一タイプの触媒層19が内蔵さ
れ、同排気マニホルド5の下部は排気管20に接続され
ている。
Furthermore, the exhaust manifold 5 that communicates with the exhaust port 12 of each cylinder is formed into an upper and lower two-part structure that is screwed into place by bolts 18, and the exhaust manifold 5 has a gathering part where the exhaust gas is connected, as shown by the arrow in FIG. A radial flow type catalyst layer 19 whose axis of flow is vertical is built in, and the lower part of the exhaust manifold 5 is connected to an exhaust pipe 20.

次に、第2図および第3図により本体1内部の構成を説
明すると、シリンダブロック2に形成された気筒21の
内周面、ピストン22の頂面およびシリンダヘッド3の
半球形を成す基本面に沿つた凹面23により限界されて
半球形燃焼室24が形成され、上記凹面23の所定位置
に上記吸気ポート9および排気ポート12が開口されて
いる。
Next, the internal configuration of the main body 1 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. The inner peripheral surface of the cylinder 21 formed in the cylinder block 2, the top surface of the piston 22, and the hemispherical basic surface of the cylinder head 3. A hemispherical combustion chamber 24 is defined by a concave surface 23 along the concave surface 23, and the intake port 9 and exhaust port 12 are opened at predetermined positions of the concave surface 23.

点火プラグ25は上記シリンダヘッド3に穿設された貫
通孔26に螺着され、同点火プラグ25のスパークギャ
ップ21は上記凹面23の基本面上又はその近傍に配置
されている。
The spark plug 25 is screwed into a through hole 26 formed in the cylinder head 3, and the spark gap 21 of the spark plug 25 is located on or near the basic surface of the concave surface 23.

また、上記凹面23にはスパークギャップ21に隣接し
て開口する貫通孔28が穿設され、同貫通孔28の燃焼
室24側からは中空円筒状のジェットピース30が圧入
され、反対側からはジェットボデイ32が嵌合され、ジ
ェットボデイ32の端部外周面に設けられたオネジ部と
ジェットピース30の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3の両当
り面33,34間を挾持してシリンダヘッド3に固着さ
れている。
Further, a through hole 28 that opens adjacent to the spark gap 21 is bored in the concave surface 23, and a hollow cylindrical jet piece 30 is press-fitted into the through hole 28 from the combustion chamber 24 side, and from the opposite side. When the jet body 32 is fitted, the male screw part provided on the outer circumferential surface of the end of the jet body 32 and the female thread part provided on the inner circumferential surface of the end of the jet piece 30 are screwed together. It is fixed to the cylinder head 3 with the contact surfaces 33 and 34 sandwiched between them.

ジェットボデイ32にはキノコ弁形状の副吸気弁35が
摺動可能に嵌合され、ジェットボデイ32のメネジ部側
端部には副吸気弁35外周面とジェットボデイ32の内
周面とが隙間を治して断面形状が円環状をなす副吸気通
路36が形成され、同副吸気通路36はジェットボデイ
32に穿設された孔37を介して貫通孔28内周面とジ
ェットボデイ32外周面との隙間に形成された副吸気通
路38に連通され、さらに同通路38はシリンダヘッド
2に形成された副吸気通路39に連通され、同通路39
は上記副吸気通路11に接続されている。
A mushroom valve-shaped auxiliary intake valve 35 is slidably fitted into the jet body 32, and a gap is formed between the outer circumferential surface of the auxiliary intake valve 35 and the inner circumferential surface of the jet body 32 at the female threaded end of the jet body 32. A sub-intake passage 36 having an annular cross-sectional shape is formed by curing the area, and the sub-intake passage 36 connects the inner circumferential surface of the through hole 28 and the outer circumferential surface of the jet body 32 through a hole 37 formed in the jet body 32. The passage 38 is further communicated with a sub intake passage 39 formed in the cylinder head 2, and the passage 39
is connected to the sub-intake passage 11.

上記副吸気通路36はジェットピース30内面と副吸気
弁35の傘部端面とにより囲撓された小容積の噴射室4
0に開口され、同開口はジェットボデイ32先端に形成
されたバルブシ一ト41に副吸気弁35の傘部が当接す
ることにより閉じられる。
The auxiliary intake passage 36 has a small volume injection chamber 4 surrounded by the inner surface of the jet piece 30 and the end face of the umbrella portion of the auxiliary intake valve 35.
0, and the opening is closed when the umbrella portion of the sub-intake valve 35 comes into contact with a valve seat 41 formed at the tip of the jet body 32.

上記ジェットピース30の燃焼室24に露出する部分は
中空殻形状に構成され、この殼部には燃焼室24と噴射
室40とを連通する噴射孔42が穿設され、同噴射孔4
2は点火プラグ25のスパークギャップ27に近接した
位置でしかも上記凹面の略延長面上に設けられるととも
に、同ギャップ11近傍方向で、しかも上記吸気ポート
9より燃焼室24内に吸入される混合気の第3図におい
て矢印aにより示すスワール方向に対し順方向に指向さ
れている。
The part of the jet piece 30 exposed to the combustion chamber 24 is configured in a hollow shell shape, and an injection hole 42 communicating between the combustion chamber 24 and the injection chamber 40 is bored in this shell.
Reference numeral 2 is provided at a position close to the spark gap 27 of the ignition plug 25 and on a substantially extended surface of the concave surface, and is an air-fuel mixture sucked into the combustion chamber 24 from the intake port 9 in a direction near the gap 11. It is directed in the forward direction with respect to the swirl direction shown by arrow a in FIG.

なお、第2図および第3図において、噴射孔42からの
噴射方向は矢印Xにより示した。
In addition, in FIGS. 2 and 3, the direction of injection from the injection hole 42 is indicated by an arrow X.

吸気ポート9を開閉する主吸気弁43及び上記副吸気弁
35はともに同一のロツカアーム44により駆動される
キノコ弁で、同ロツカアーム44はロツカシャフト45
に嵌合され、機関により回動されるカムシャフト46に
設けられたカム47に当接して揺動し、カム47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ウ48 ,49が螺着さ
れている。
The main intake valve 43 that opens and closes the intake port 9 and the sub-intake valve 35 are both mushroom valves driven by the same rocker arm 44, and the rocker arm 44 is driven by the rocker shaft 45.
The arm part on the opposite side of the contact surface to the cam 47 branches into two parts, and each Adjustment screws 48 and 49 are screwed into the branch portions, respectively.

アジャストスクリュウ48の端面は主吸気弁43の弁棒
上端面に当接し、アジャストスクリュウ49の端面は副
吸気弁35の弁棒端面に当接している。
The end surface of the adjusting screw 48 is in contact with the upper end surface of the valve stem of the main intake valve 43 , and the end surface of the adjusting screw 49 is in contact with the end surface of the valve stem of the sub-intake valve 35 .

なお、50.51はバルブスプリング、52,53はリ
テーナである。
Note that 50 and 51 are valve springs, and 52 and 53 are retainers.

また、排気ポート12を開閉する排気弁54はロッカシ
セフト55に嵌合されたロツカアーム56の揺動により
開閉され、同ロツカアーム56はカムシャフト46に設
けられたカム57に当接して揺動される。
Further, the exhaust valve 54 that opens and closes the exhaust port 12 is opened and closed by the swinging of a rocker arm 56 fitted to a rocker seat 55, and the rocker arm 56 contacts a cam 57 provided on the camshaft 46 and swings.

なお、58はアジャストスクリュ、59はバルブスプリ
ング、60はリテーナである。
In addition, 58 is an adjustment screw, 59 is a valve spring, and 60 is a retainer.

上記構成によれば、吸気行程時主吸気弁43及び副吸気
弁35が開くと、燃焼室24内に発生する負圧により気
化器6で生成された混合気が吸気マニホルド4内で還流
排ガスを混入した後、吸気ポート9より第3図において
矢印aにより示すごとく気筒21の内周面に沿うスワー
ルを生じながら燃焼室24内に吸入される一方、エアク
リーナ7により浄化された吸入空気の一部が主吸気通路
8の主としてスロットル弁10上流側より副吸気通路3
6を介して噴射室40内に吸入される。
According to the above configuration, when the main intake valve 43 and the auxiliary intake valve 35 open during the intake stroke, the negative pressure generated in the combustion chamber 24 causes the air-fuel mixture produced in the carburetor 6 to circulate in the intake manifold 4. After mixing, some of the intake air is drawn into the combustion chamber 24 from the intake port 9 while creating a swirl along the inner peripheral surface of the cylinder 21 as shown by arrow a in FIG. Mainly from the upstream side of the throttle valve 10 of the main intake passage 8 to the auxiliary intake passage 3
6 into the injection chamber 40.

この噴射室40内に吸入された空気は噴射孔42を介し
て燃焼室24内に噴射され、スパークギャップ27周辺
の既燃焼ガスを掃気するとともに、シリンダヘッド3の
凹面23および気筒21の内周面に沿つて流下しながら
燃焼室内にジェットタービレンスを生成する。
The air sucked into the injection chamber 40 is injected into the combustion chamber 24 through the injection hole 42 and scavenges the burnt gas around the spark gap 27, as well as the concave surface 23 of the cylinder head 3 and the inner periphery of the cylinder 21. Jet turbulence is generated within the combustion chamber as it flows down along the surface.

従って、上記噴流は燃焼室24内に吸入された混合気に
強力なスワールを与えるとともに、混合気と適度に混合
されて同混合気を希薄化し、また、スパークギャップ2
1周辺を掃気して着火性及び燃焼性を向上する。
Therefore, the jet stream gives a strong swirl to the air-fuel mixture taken into the combustion chamber 24, and also mixes with the air-fuel mixture moderately to dilute the air-fuel mixture.
1. Scavenge the surrounding area to improve ignitability and combustibility.

更に、圧縮行程後半においてスパークギャップ27で着
火されると、一部の火焔は噴射孔42より噴射室40内
に進入し、噴射室40は小室であるとともに圧縮行程中
燃焼室24内の混合気が噴射室40内に流入される時に
強力な乱流が生ずることにより、噴射室40に流入され
た混合気は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42から燃焼室24内に噴射され、この噴
流も燃焼室40内で進行中の燃焼を促進する。
Furthermore, when ignited in the spark gap 27 in the latter half of the compression stroke, part of the flame enters the injection chamber 40 through the injection hole 42, and the injection chamber 40 is a small chamber, and the air-fuel mixture in the combustion chamber 24 during the compression stroke. As a result of strong turbulent flow occurring when the mixture flows into the injection chamber 40, the air-fuel mixture that has flowed into the injection chamber 40 is rapidly combusted and becomes high temperature and high pressure, causing flames to flow vigorously from the injection hole 42 into the combustion chamber 24. This jet also promotes the ongoing combustion within the combustion chamber 40.

ところで、点火プラグ25およびジェットピース30の
凹面23から燃焼室24内への突出は、過早着火の発生
が防止され、また効果的なスワールが発生する限度にお
いて出来る限り抑える必要があり、点火プラグ25ある
いはジェットピース30の突出量が大きすぎる場合には
、シリンダヘッド3への伝熱性が低下して冷却性が悪化
し、点火プラグ25あるいはジェットピース30の突出
部が燃焼熱によって過熱され、過早着火を生じ、また、
甚だしい場合には溶解して破損するという不具合を生じ
る。
By the way, the protrusion of the spark plug 25 and jet piece 30 from the concave surface 23 into the combustion chamber 24 must be suppressed as much as possible to prevent premature ignition and to generate effective swirl. If the amount of protrusion of the spark plug 25 or the jet piece 30 is too large, the heat transfer to the cylinder head 3 will be reduced and the cooling performance will be deteriorated, and the protrusion of the spark plug 25 or the jet piece 30 will be overheated by combustion heat, causing overheating. Causes premature ignition, and
In extreme cases, it may cause problems such as melting and damage.

さらには、点火ラムグ25あるいはジェットピース30
の突出過多により,スワール発生に最も効果的な半球形
燃焼室24において、その効果的なスワール発生を阻害
することがあり好ましくない。
Furthermore, the ignition ram 25 or jet piece 30
Excessive protrusion may impede effective swirl generation in the hemispherical combustion chamber 24, which is most effective for swirl generation, which is undesirable.

上記実施例においては、点火プラグ25およびジェット
ピース30の突出量を出来る限り抑えた上で、スパーク
ギャップ27を半球形を成す基本面に沿った凹面23の
該基本面上またはその付近に配置するとともに、噴射孔
42も略上記凹面23の基本面上に設け、しかも、噴射
孔42の指向する方向をスパークギャップ27付近であ
るとともに上記凹面23に沿った方向としているため、
上記不具合発生が防止されているとともに、噴射孔42
からのジェット流はスパークギャップ付近の掃気を確実
に行なうとともに、凹面23に案内されて効果的なスワ
ールを発生する。
In the embodiment described above, the amount of protrusion of the spark plug 25 and jet piece 30 is suppressed as much as possible, and the spark gap 27 is arranged on or near the basic surface of the concave surface 23 along the hemispherical basic surface. At the same time, the injection holes 42 are also provided substantially on the basic surface of the concave surface 23, and the direction in which the injection holes 42 are directed is near the spark gap 27 and along the concave surface 23.
The occurrence of the above-mentioned malfunction is prevented, and the injection hole 42
The jet stream from the spark gap reliably scavenges the vicinity of the spark gap, and is guided by the concave surface 23 to generate an effective swirl.

また、上記実施例において、噴射孔42の中心線はスパ
ークギャップ27にまともに向けることなく、同ギャッ
プ27位置より3〜10mmずれた位置に指向されてい
る。
Further, in the embodiment described above, the center line of the injection hole 42 is not directed directly toward the spark gap 27, but is oriented at a position shifted from the spark gap 27 position by 3 to 10 mm.

これは、噴射孔42の中心線をスパークギャップ27に
まともに向けるとアイドル時の安定性および低温始動性
等が多少悪化するためであって、その原因としては、ア
イドル時等の噴射孔42からの噴射量の比率が大きい運
転領域ではスパークギャップ27付近が過冷却されると
ともに、同付近の吸気が過薄となり着火性が悪化するた
めと、低温始動時は一般にチョークバルブを作動させる
ため、副吸気通路11に濃混合気が吸入され、生ガスが
点火プラグ25に直撃して、いわゆる点火プラグのかぶ
りを生じやすい傾向となるため等が考えられる。
This is because if the center line of the injection hole 42 is directly directed toward the spark gap 27, the stability at idle and low temperature startability will deteriorate somewhat. In the operating range where the ratio of the injection amount is large, the vicinity of the spark gap 27 is supercooled, and the intake air in the vicinity becomes too thin, deteriorating the ignition performance.In addition, the choke valve is generally operated at low temperature starting, so the secondary This is thought to be due to the fact that a rich air-fuel mixture is sucked into the intake passage 11 and the raw gas directly hits the ignition plug 25, tending to cause so-called ignition plug fogging.

また、上記実施例において、噴射孔42の中心線と気筒
21の中心線との距離Lが気筒21の直径Dに対してL
弓0.l5D〜0.40Dの範囲内となるように設定さ
れており、この範囲内に設定することによって、噴射孔
42からのジェット流が凹面23あるいは気筒21の内
周面に衝突して減衰されることなく、吸入混合気に強力
にして良好なスワールを発生する。
Further, in the above embodiment, the distance L between the center line of the injection hole 42 and the center line of the cylinder 21 is L with respect to the diameter D of the cylinder 21.
Bow 0. The jet flow from the injection hole 42 collides with the concave surface 23 or the inner peripheral surface of the cylinder 21 and is attenuated by setting it within this range. It makes the intake air-fuel mixture strong and generates a good swirl.

さらに、上記実施例において、噴射孔42の直径d1は
(ム)2L:0.001〜0.017の範囲内に設定さ
れた時同噴射孔42からの噴射効果が良好で、d1が上
記範囲より小さい場合には着火後の火炎の噴射室40内
への侵入が阻害される可能性があるとともに、ジェット
流量が過少となり、またd1が太きすぎると噴流の指向
性及び強さが低減されて噴流による燃費低減効果は著し
く低下する。
Furthermore, in the above embodiment, when the diameter d1 of the injection hole 42 is set within the range of (mu)2L: 0.001 to 0.017, the injection effect from the injection hole 42 is good, and d1 is within the above range. If d1 is smaller, the flame may not be able to enter the injection chamber 40 after ignition, and the jet flow rate will be too small. If d1 is too large, the directivity and strength of the jet flow will be reduced. Therefore, the fuel consumption reduction effect of the jet flow is significantly reduced.

また、上記実施例において、スパークギャップ27と噴
射孔42との距離Yは約3mm〜20mmの範囲内にお
いて設定されればよく、Yが3mm以下になるとジェッ
ト流の噴出が点火プラグ25によって阻害されたり、ス
パークギャップ27部が過冷却となることがあり、また
、Yが20mm以上になると、スパークギャップ27周
囲の掃気効果や流動効果が少なくなって着火性が低下す
る。
Further, in the above embodiment, the distance Y between the spark gap 27 and the injection hole 42 may be set within a range of about 3 mm to 20 mm, and if Y becomes 3 mm or less, the ejection of the jet stream will be inhibited by the spark plug 25. Otherwise, the spark gap 27 portion may become supercooled, and if Y becomes 20 mm or more, the scavenging effect and flow effect around the spark gap 27 decreases, resulting in a decrease in ignitability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す概略図、第2図は第1
図の要部拡大断面図、第3図は第2図におけるZ−Z矢
初図、第4図は第2図における燃焼室の凹面説明図であ
る。 1・・・・・・内燃機関本体、2・・・・・・シリンダ
ブロック、3・・・・・・シリンダヘッド、4・・・・
・・吸気マニホルド、5・・・・・・排気マニホルド、
6・・・・・・気化器、8・・・・・・主吸気通路、9
・・・・・・吸気ポート、10・・・・・・スロットル
弁、1 1 , 36 , 38 . 39・・・・・
・副吸気通路、12・・・・・・排気ポート、21・・
・・・・気筒、23・・・・・・凹面、24・・・・・
・燃焼室、25・・・・・・点火プラグ、21・・・・
・・スパークギャップ、30・・・・・・ジェットピー
ス、132・・・・・・ジェットボデイ、35・・・・
・・副吸気弁、37・・・・・・孔、40・・・・・・
噴射室、42・・・・・・噴射孔、43・・・・・・主
吸気弁、54・・・・・・排気弁。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the main part of the figure, FIG. 3 is a Z--Z arrow diagram in FIG. 2, and FIG. 4 is an explanatory view of the concave surface of the combustion chamber in FIG. 2. 1... Internal combustion engine body, 2... Cylinder block, 3... Cylinder head, 4...
...Intake manifold, 5...Exhaust manifold,
6... Carburizer, 8... Main intake passage, 9
... Intake port, 10 ... Throttle valve, 1 1 , 36 , 38 . 39...
・Sub-intake passage, 12...Exhaust port, 21...
... Cylinder, 23 ... Concave surface, 24 ...
・Combustion chamber, 25...Spark plug, 21...
...Spark gap, 30...Jet piece, 132...Jet body, 35...
...Sub-intake valve, 37...hole, 40...
Injection chamber, 42...Injection hole, 43...Main intake valve, 54...Exhaust valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 主吸気弁により開閉される吸気ポートと排気弁によ
り開閉される排気ポートとを有する半球形燃焼室と、混
合気生成装置により生成された空気一燃料混合気を上記
吸気ポートを介して上記燃焼室に祷びく主吸気通路と、
上記半球形燃焼室を形成するシリンダヘッドの半球面を
成す基本面上またはその付近の所定位置にスパークギャ
ップが配置されるようにシリンダヘッドに螺着された点
火プラグと、上記スパークギャップ近傍の略上記生球面
を成す基本面上に設けられ上記スパークギャップ付近に
指向された噴射孔と、同噴躬孔に吸気を供給する副吸気
通路と、同副吸気通路を開閉する副吸気弁とを具備する
噴流制御燃焼機関。 2 特許請求の範囲第1項記軟の機関において、噴射孔
の中心線がスパークギャップ部より3〜lOmmずれて
指向された噴流制御燃焼機関。 3 特許請求の範囲第1項記載の機関において、噴射孔
の中心線と気筒の中心線との距離Lが同気筒の直径に対
して毎0.15D〜0.40Dの範囲内にあり、しかも
上記噴射孔からの噴射方向が吸気ポートより吸入される
混合気に与えられるスワール方向に対して順方向である
噴流制御燃焼機関。 4 特許請求の範囲第3項記載の機関において、噴射孔
がシリンダヘッドの半球面を成す基本面に沿って指向さ
れている噴流制御燃焼機関。
[Scope of Claims] 1. A hemispherical combustion chamber having an intake port opened and closed by a main intake valve and an exhaust port opened and closed by an exhaust valve; a main intake passage leading to the combustion chamber through the port;
An ignition plug screwed onto the cylinder head such that a spark gap is located at a predetermined position on or near a basic surface forming a hemispherical surface of the cylinder head forming the hemispherical combustion chamber, and an abbreviation of the area near the spark gap. It includes an injection hole provided on the basic surface forming the raw spherical surface and oriented near the spark gap, an auxiliary intake passage that supplies intake air to the injection hole, and an auxiliary intake valve that opens and closes the auxiliary intake passage. jet-controlled combustion engine. 2. A jet flow control combustion engine according to claim 1, in which the center line of the injection hole is oriented to be deviated from the spark gap by 3 to 10 mm. 3. In the engine according to claim 1, the distance L between the center line of the injection hole and the center line of the cylinder is within the range of 0.15D to 0.40D for each cylinder diameter, and A jet flow control combustion engine, wherein the direction of injection from the injection hole is in the forward direction with respect to the swirl direction given to the air-fuel mixture taken in from the intake port. 4. A jet flow control combustion engine according to claim 3, wherein the injection holes are oriented along a basic hemispherical surface of the cylinder head.
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