JPS6022170B2 - 多気筒内燃機関の燃焼促進装置 - Google Patents

多気筒内燃機関の燃焼促進装置

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JPS6022170B2
JPS6022170B2 JP52144679A JP14467977A JPS6022170B2 JP S6022170 B2 JPS6022170 B2 JP S6022170B2 JP 52144679 A JP52144679 A JP 52144679A JP 14467977 A JP14467977 A JP 14467977A JP S6022170 B2 JPS6022170 B2 JP S6022170B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多気筒内燃機関の燃焼促進装置に関する。
従来より燃焼室内の可燃混合気の燃焼速度を増大せしめ
る方法として燃焼室内に旋回流或いはスキッシュ流を発
生され、それによって燃焼室内に乱れを発生させて燃焼
速度を速めるようにした方法が知られている。
また燃焼室内に直接排気ガスを噴出し燃焼室内に乱れを
発生せしめ、再循環排気ガスによるＮ○×の低減効果を
図りつつ燃焼速度を速めるようにした内燃機関が提案さ
れている。しかしながらこの種の内燃機関では排気ガス
が吸気行程時に供給されるため充填効率が低下すると共
に吸気行程に発生せしめられた乱れは圧縮行程末期に減
衰してしまうので十分に燃焼速度を速めることはできな
い。本発明は高温の排気ガスにより改質された燃料空気
混合気を排気ガスと共に圧縮行程前半に高速度で燃焼室
内に噴出せしめ、それによって再循環排気ガスによるＮ
○×低減効果を確保しつつ燃焼速度を極めて速めること
のできる内燃機関の燃焼促進装置を提供することにある
。
以下、添雌図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１図に本発明に係る４気筒内燃機関の平面図を示す。
第１図において１は機関本体、２は吸気マニホルド、３
は排気マニホルド、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは夫々、１
番気筒、２番気筒、３香気筒、４番気筒を示す。各気筒
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは夫々吸気弁５ａ，５ｂ，５ｃ
，５ｄ並びに排気弁６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを有する。
これらの各気筒４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは一方では各吸
気弁５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ並びに吸気ボート７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄを介して吸気マニホルド２に連結され、
他方では各排気弁６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ並びに排気ボ
ート８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを介して排気マニホルド３
に連結される。第３図は第１図の１香気筒４ａの側面断
面図を示す。他の気筒４ｂ，４ｃ，４ｄについては１香
気筒４ａと同様の構造を有するので、特に図示しない。
第３図を参照すると、機関本体１はシリンダブロツク１
０と、シリンダプロック１０内に形成されたシリンダボ
ア１１内を往復勤するピストン１２と、ガスケツト１３
を介してシリンダブロツク１０上に固縦されたシリンダ
ヘツド１４とを具備し、ピストン頂面１２ａとシリンダ
ヘツド内壁１４ａ間に１番気筒４ａの燃焼室１５が形成
される。吸気弁５ａのバルブステム上端部にはバルブリ
テーナ１６が固定され、このバルブリテーナ１６とシリ
ングヘッド１４間にバルブスプリング１７が挿着される
。吸気弁５ａはロッカーアーム１８により作動され、一
方このロッカーアーム１８は機関クランクシャフト（図
示せず）に連結されかつクランクシャフトの１′２の回
転速度で回転するカムシャフト１９により駆動される。
シリンダヘッド１４内には混合気供給枝通路２０ａが形
成され、この混合気供給枝通路２０ａの燃焼室側閉口端
の開閉制御をする副吸気弁２１ａがシリンダヘッド１４
内に摺動可能に設けられる。
副吸気弁２１ａのバルブステム上端部にはバルブリテー
ナ２２が固定され、このバルブリテ−ナ２２とシリンダ
ヘツド１４間にバルブスプリング２３が挿着される。こ
の副吸気弁２１ａはロッカーアーム２４を介してカムシ
ヤフト１９により駆動される。また第５図に示すように
燃焼室１５内には点火栓電極２５が配置される。第１図
並びに第３図に示されるようにシリンダヘツド１４の外
壁上に中空容器２７が固着され、この中空容器２７はそ
の内部に貯留室２８を有する。なお、この貯留室２８は
断熱材２９′を介して中空容器２ ２７内に設けられた
ィンナコア２９内に形成される。第３図に示されるよう
に混合気供給枝通路２０ａはこの貯留室２８に連結され
、また第１図に示すように他の気筒のＥＧＲガス供給枝
通路２０ｂ，２０ｃ，２０ｄも貯留室２８内に連結され
３る。なお、第１図において２番気筒４ｂ、３番気筒４
ｃ、４番気筒４ｄの副吸気弁を夫々２１ｂ，２１ｃ，２
１ｄで示す。第５図に各気筒の吸気弁、排気弁並びに副
吸気弁の関弁時期を示す。
第５図において縦軸は弁錫３程を示し、横軸はクランク
角度を示す。また第５図において曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは
各気筒４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの排気弁６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄの開弁時期を示し、曲線Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ‘ま各
気筒の吸気弁５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの開弁時期を示４
す。更に曲線１，Ｊは１番気筒４ａの副吸気弁２１ａの
関弁時期を示し、曲線Ｋ，Ｌは２番気筒４ｂの副吸気弁
２１ｂの関弁時期を示し、曲線Ｍ，Ｎは３番気筒４ｃの
副吸気弁２１ｃの関弁時期を示し、曲線０，Ｐは４番気
筒４ｄの副吸気弁２１ｄの関弁時期を示す。なお、第５
図は点火順序が１一２−４一３の場合について示す。ま
た第５図において各気筒の圧縮行程を矢印で示す。第５
図から明らかなように各気筒の副吸気弁は１サイクルの
間に２回開弁することがわかる。
例えば１番気筒に注目すると曲線Ａ，１で示されるよう
に排気行程の初期に副吸気弁は開弁し、次いで曲線Ｊに
示されるように圧縮行程のほぼ全期間０に亘つて再び副
吸気弁が開弁することがわかる。なお副吸気弁は吸気弁
が開弁した直後に関弁し、点火時期附近で開弁するよう
に開弁時期を設定することが好ましい。このような副吸
気弁の関弁時期は他の気筒においても同様である。第６
図は副タ吸気弁を関弁するためのカムのプロフィールを
示す。第３図に示される１番気筒に注目すると、前述し
たように副吸気弁２１ａは吸気弁５ａが閉弁した直後に
開弁する。
このとき燃焼室１５内は負圧０となっており、一方後述
するように貯留室２８内には高圧の燃料空気混合気並び
に排気ガスが貯留されている。従った副吸気弁２１ａが
開弁したとき燃料空気混合気が排気ガスと共に貯留室２
８から混合気供給枝通路２０ａ並びに副吸気弁２１ａを
介して燃焼室１５内に噴出する。その結果燃焼室１５内
には強力な乱れが発生する。次いでピストン１２が上昇
すると燃焼室１５内の圧力と貯留室２８内の圧力は等し
くなり、次いでピストン１２が更に上昇すると今度は逆
に燃焼室１５内の圧力が貯留室２８の圧力よりも高くな
り、その結果燃焼室１５内の燃料空気混合気は貯留室２
８内に押込まれる。前述したように副吸気弁２１ａは点
火時期附近で閉弁するがこのとき燃焼室１５内の圧力は
かなり高いため貯留室２８内にはかなり高圧の燃料空気
混合気が貯留されることになる。次いで曲線Ｎで示され
るように３番気筒の副吸気弁が関弁する。このとき３番
気筒内の排気ガス圧は貯留室２８内の圧力よりも高く、
従って３番気筒の排気ガスが貯留室２８内に送り込まれ
る。この排気ガスの温度は極めて高く、従って１番気筒
から貯留室２８内に送り込まれて貯留室２８内に貯留さ
れた燃料空気混合気は排気ガスにより加熱され、その結
果燃料空気混合気の気化が促進されると共に改質され、
かくして燃料空気混合気は極めて燃えやすい状態となる
。次いで曲線Ｋで示されるように２番気筒の副吸気弁が
開弁する。このとき２番気筒内の圧力は負圧となってお
り、一方上述したように貯留室２８内の圧力は高く、従
って燃えやすい状態にある燃料空気混合気が排気ガスと
共に燃焼室１５内に噴出する。その結果、燃焼室１５内
には強力な乱れが発生する。次いでピストンが上昇する
と、前述したように圧縮行程の後半には燃焼室１５内の
圧力が貯留室２８内の圧力よりも高くなり、その結果燃
焼室１５内の燃料空気混合気が貯留室２８内に送り込ま
れることになる。次いで同様に４香気筒−３番気筒−１
番気筒−２香気筒の順序で燃焼室１５内への貯留室２８
からの燃えやすい状態の燃料空気混合気と排気ガスの噴
出が繰返されることになる。上述したように貯留室２８
から噴出する燃料空気混合気並びに排気ガスにより圧縮
行程前半に強力な乱れが燃焼室１５内に発生する。
従ってこの乱れは燃焼過程中も継続し、かくして燃焼速
度を大中に速めることができる。また燃焼室１５に貯留
室２８から噴出する燃料空気混合気は前述したように燃
えやすい状態にあり、かくして着火性が向上すると共に
更に燃焼速度が速められる。更にこの燃料空気混合気と
同時に排気ガスが貯留室２８から噴出し、それによって
Ｎ○×の発生を抑制することができる。また、第５図か
ら明らかなように１番気筒から貯留室２８内に送り込ま
れた燃料空気混合気は３番気筒或いは１番気筒から流入
する排気ガスと混合されつつ貯留室２８内を流動し、２
番気筒或いは３番気筒内に噴出する。このように燃料空
気混合気が貯留室２８内を流動することによって更に燃
料の気化が促進され、増々燃えやすい状態となる。第７
図から第９図に第３図の別の実施例を示す。
なお、第７図から第９図において第３図と同機の構成要
素は同一の符号で示す。
第７図を参照すると、シリンダヘッド内壁１４ａ上には
水平壁３０、一対の垂直壁３１，３２並びに半円筒壁３
３によって熟成される溝３４が形成され、副吸気弁２１
ａの弁部がこの溝３４内に露呈する。半円筒壁３３は副
吸気弁２１ａの弁部の周緑に近接して配置され、従って
副吸気弁２１ａが関弁したをき燃料空気混合気は排気ガ
スと共に貯留室２８から第８図において左側に形成され
る弁部と弁座３５間の閉口を介して燃焼室１５内に噴出
する。また第８図に示されるように溝３４は燃焼室１５
の周辺方向に延びるように形成されており、従って混合
気供給枝通路２０ａから副吸気弁２１ａを介して燃焼室
１５内に噴出した燃料空気混合気並びに排気ガスは燃焼
室１５内に第８図において矢印Ｚで示すような強力な旋
回流を発生せしめる。この旋回流は燃焼過程まで継続し
、それによって燃焼０速度は大中に速められ、安定した
燃焼を確保することができる。なお、この実施例におい
ては副吸気弁２１ａを介して噴出する燃料空気混合気に
より点火栓電極２５周りを掃気できかつ燃えやすい燃料
空気混合気を点火栓電極２５周りに導びける夕ように点
火栓電極２５は溝３０の延長上でしかも溝３０の近傍で
配置することが好ましい。第１０図は第３図の更に別の
実施例を示す。
第１０図において第３図と同様の構成要素は同一の符号
で示す。第１０図を参照すると、シリンダへ０ッド１４
内に副燃焼室３６が形成され「 この副燃焼室３６は蓮
通路３７を介して主燃焼室３８に連結される。副燃焼室
３６の頂点には副吸気弁２１ａが設けられ、この副吸気
弁２１ａを介して副燃焼室３６は混合気供給枝通路２０
ａに連結され６る。また、点火栓２６の電極２５が副燃
焼室３６内に配置される。この実施例では吸気行程時に
吸気弁５ａを介して稀薄混合気或いは再循環排気ガスを
含んだ混合気が主燃焼室３８内に導入される。次いでこ
の可燃混合気は混合気供給枝通路２０ ０ａから副吸気
弁２１ａ、副燃焼室３６並びに運通路３９を介して主燃
焼室３８内に噴出する燃料空気混合気並びに排気ガスに
より強力な乱れが与えられる。また、このとき点火栓電
極２５周りは副燃焼室３６内を流れる燃料空気混合気に
より掃タ気される。次いで圧縮行程の後半において強力
な乱れを発生している可燃混合気は蓮通路３７並びに副
燃焼室３６を介して貯留室２８内に押込まれる。次いで
副燃焼室３６内の可燃混合気が点火栓２６により着火さ
れると火炎噴流が蓮通路３７か０ら主燃焼室４０内に噴
出する。主燃焼室３８内の可燃混合気はこの火炎噴流に
より更に乱れを与えられかつ着火される。このよに第１
６図に示す実施例では副吸気弁２１ａを介して噴出する
圧縮混合気と蓮通路３７から噴出する火炎噴流の双方に
より主燃焼室３８内の可燃混合気には強力な乱れが与え
られ、従って燃焼速度は極めて遠くなる。以上述べたよ
うに、本発明によれば燃えやすい状態の燃料空気混合気
を各気筒に噴出して圧縮行程初期に気筒内に強力な乱れ
を発生せしめることができるので燃焼速度を大中に速め
ることができると共に着火性を向上でき、更にＮ０×を
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る内燃機関の平面図、第２図は第１
図の側面図、第３図は第１図の側面断面図、第４図は第
３図のシリングヘッドの底面図、第５図は吸気弁、排気
弁並びに副吸気弁の関弁時期を示す線図、第６図は副吸
気弁を作動するためのカムのプロフィールを示す図、第
７図は第３図の別の実施例の側面断面図、第８図は第７
図のシリングヘッドの底面図、第９図は第７図のＫ一Ｋ
線に沿ってみた断面図、第１０図は第３図の更に別の実
施例の側面断面図である。 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ……気筒、５ａ，５ｂ，５ｃ，
５ｄ・・・・・・吸気弁、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ・・
・・・・排気弁、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ・・
・・・・混合気供尊笹枝通路、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ
，２１ｄ・・・・・・副吸気弁、２８・・・・・・貯留
室。 第１図第２図 第４図 第６図 第３図 第５図 第８図 第９図 第７図 第１０図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 多気筒内燃機関の各気筒内に夫々連通する混合気供
    給枝通路を共通の貯留室に連結すると共に該枝通路内に
    夫々副吸気弁を設け、該副吸気弁を圧縮行程時に開弁し
    て気筒内の可燃混合気を圧縮行程後半に上記貯留室に送
    り込み、更に該副吸気弁を排気行程時に開弁して上記貯
    留室内に貯留された可燃混合気に高温の排気ガスを送り
    込んで該可燃混合気の気化を促進すると共に改質し、次
    のサイクルの圧縮行程前半に改質された可燃混合気を貯
    留室から燃焼室内に噴出するようにした多気筒内燃機関
    の燃焼促進装置。
JP52144679A 1977-12-02 1977-12-02 多気筒内燃機関の燃焼促進装置 Expired JPS6022170B2 (ja)

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