JPS6112090B2 - - Google Patents
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- JPS6112090B2 JPS6112090B2 JP53041114A JP4111478A JPS6112090B2 JP S6112090 B2 JPS6112090 B2 JP S6112090B2 JP 53041114 A JP53041114 A JP 53041114A JP 4111478 A JP4111478 A JP 4111478A JP S6112090 B2 JPS6112090 B2 JP S6112090B2
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- combustion engine
- chamber
- ignition
- ignition chamber
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Classifications
-
- 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
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
- F02B19/1004—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/54—Sparking plugs having electrodes arranged in a partly-enclosed ignition chamber
-
- 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
- F02P13/00—Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines
-
- 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)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、主燃焼室と、少なくとも1つのオー
バーフロー通路を介して前記主燃焼室に連通した
点火室とを備えた内燃機関に関するものである。
この形式の公知の内燃機関では、これが燃料と空
気との混合によつて運転され、該混合気が外部点
火されねばならない場合、特に燃料と空気との混
合気が燃料を希薄に保たれるときには、点火室で
の混合気の着火が不良で、内燃機関の出力トルク
が不均一になるという欠点がある。できるだけ僅
少の燃料分で充分確実な点火と動作混合気の反応
とを達成するために種々の方策が講じられてき
た。混合気を圧縮する内燃機関において、充填混
合気を層状化することは公知であり、その場合主
燃焼室内には、きわめて希薄な混合気が大量にも
たらされる一方、オーバーフロー通路を介して前
記主燃焼室と連通した点火室には、着火能をもつ
た濃厚混合気が供給され、そこで点火されるので
ある。
バーフロー通路を介して前記主燃焼室に連通した
点火室とを備えた内燃機関に関するものである。
この形式の公知の内燃機関では、これが燃料と空
気との混合によつて運転され、該混合気が外部点
火されねばならない場合、特に燃料と空気との混
合気が燃料を希薄に保たれるときには、点火室で
の混合気の着火が不良で、内燃機関の出力トルク
が不均一になるという欠点がある。できるだけ僅
少の燃料分で充分確実な点火と動作混合気の反応
とを達成するために種々の方策が講じられてき
た。混合気を圧縮する内燃機関において、充填混
合気を層状化することは公知であり、その場合主
燃焼室内には、きわめて希薄な混合気が大量にも
たらされる一方、オーバーフロー通路を介して前
記主燃焼室と連通した点火室には、着火能をもつ
た濃厚混合気が供給され、そこで点火されるので
ある。
他の公知の方式では内燃機関は唯一の希薄な混
合気で運転されかつ、オーバーフロー通路を介し
て主燃焼室と連通している点火用燃焼室内では、
主混合気を濃厚化して着火能を高めるために付加
的な燃料が噴射される。しかし上記の装置は全体
としてコストがきわめて高くつく。これに対し
て、、ただ1つのオーバーフロー通路を介して主
燃焼室と連通した予室を設けかつ主燃焼室内の主
混合気を定向旋回運動せしめ、遠心作用によつて
或る程度混合気を層状化させることも公知であ
る。燃料の濃厚な重い混合気は圧縮ストローク中
にオーバーフロー通路を介して予室内へ圧入され
るので、先行燃焼動作過程の残ガスは室内へ押戻
されかつオーバーフロー通路の範囲では、層状化
のゆえに着火能の改善された混合気が生じる。公
知の装置ではこの混合気はそこで点火プラグによ
つて着火される。
合気で運転されかつ、オーバーフロー通路を介し
て主燃焼室と連通している点火用燃焼室内では、
主混合気を濃厚化して着火能を高めるために付加
的な燃料が噴射される。しかし上記の装置は全体
としてコストがきわめて高くつく。これに対し
て、、ただ1つのオーバーフロー通路を介して主
燃焼室と連通した予室を設けかつ主燃焼室内の主
混合気を定向旋回運動せしめ、遠心作用によつて
或る程度混合気を層状化させることも公知であ
る。燃料の濃厚な重い混合気は圧縮ストローク中
にオーバーフロー通路を介して予室内へ圧入され
るので、先行燃焼動作過程の残ガスは室内へ押戻
されかつオーバーフロー通路の範囲では、層状化
のゆえに着火能の改善された混合気が生じる。公
知の装置ではこの混合気はそこで点火プラグによ
つて着火される。
しかしながら、この公知の装置によつては燃焼
室内における充分安定した渦形成は保証されてい
ない。それというのは、吸気ストローク中に発生
するこの渦流は圧縮ストロークの終期まで維持さ
れねばならないからである。それゆえに確実な着
火のためには依然として、比較的強く燃料で濃厚
化された混合気が、特に暖機運転中にも必要であ
る。
室内における充分安定した渦形成は保証されてい
ない。それというのは、吸気ストローク中に発生
するこの渦流は圧縮ストロークの終期まで維持さ
れねばならないからである。それゆえに確実な着
火のためには依然として、比較的強く燃料で濃厚
化された混合気が、特に暖機運転中にも必要であ
る。
しかもオーバーフロー範囲に点火プラグを配置
することは、予室内で燃料と空気との混合気の大
きな反応が生じ、かつエンジン効率の低下以外に
予室並びに点火プラグの熱的負荷が高くなるとい
う欠点を有している。またこの公知の装置では、
着火能を改善する手段例えば、自発着火点の近く
まで予室壁温度を高めかつ調節すること、及び燃
料が外部点火される限り、渦動の静められた層流
を室壁に沿つてできるだけ低い流動速度で流動さ
せるように点火プラグを配置することは不可能で
ある。
することは、予室内で燃料と空気との混合気の大
きな反応が生じ、かつエンジン効率の低下以外に
予室並びに点火プラグの熱的負荷が高くなるとい
う欠点を有している。またこの公知の装置では、
着火能を改善する手段例えば、自発着火点の近く
まで予室壁温度を高めかつ調節すること、及び燃
料が外部点火される限り、渦動の静められた層流
を室壁に沿つてできるだけ低い流動速度で流動さ
せるように点火プラグを配置することは不可能で
ある。
かかる欠点を除く本発明の内燃機関は、点火室
が1つの細長い閉じた円筒体を形成していて、該
円筒体の一方の端面側の室壁が主燃焼室内に侵入
しておりかつ点火室が前記端面側の室壁に、前記
円筒体の軸線に対して大体において半径方向にか
つ円筒体円周に対して接線方向に延びる少なくと
も1つのオーバーフロー通路を有し、該オーバー
フロー通路が前記主燃焼室に開口し、かつオーバ
ーフロー通路の横断面が実質的に楕円形に構成さ
れており、しかも楕円長軸が点火室の円筒軸線に
対して平行に位置し、かつ又、点火火花を発生さ
せる点火装置の火花ギヤツプが点火室の壁限界層
に位置し、一方の電極が点火室周壁によつて形成
されている点にある。本発明の構成によつて、極
端に希薄な燃料と空気との混合気も殊に低回転数
範囲及び低負荷範囲においても確実に点火される
という利点が得られる。点火室とオーバーフロー
通路を本発明のように形成することによつて、点
火室内へ圧縮ストローク中に流入する混合気の、
円筒壁に沿つた極めて安定した旋回運動と高い角
速度が得られる。これにより、燃焼室内へもたら
される比較的燃料の希薄な動作混合気の良好な分
離が生じるので、周縁区域では、燃料の濃厚なか
つ点火能の良好な混合気が存在することになる。
そこでこの混合気は点火室壁によつて申し分なく
予熱され、ひいては又、点火能も一層改善され
る。さらに二次渦によつて既存の残ガスは点火室
のセンタをその円筒軸線に沿つて再び点火室の出
口へ移動する。このようにして燃料の濃厚な混合
気は点火室の後端部で、しかも動作燃料の着火に
よつて、明確に方向づけられた火炎となり、該火
炎は単数又は複数の「発射通路」とも呼ばれるオ
ーバーフロー通路から主燃焼室内へ侵入する。オ
ーバーフロー通路の配設と分配とによつて、主燃
焼室内の混合気は最良かつ迅速に点火される。こ
の場合本発明では、例えば前述したような点火能
を改善するその他の処置を講ずることも可能であ
る。
が1つの細長い閉じた円筒体を形成していて、該
円筒体の一方の端面側の室壁が主燃焼室内に侵入
しておりかつ点火室が前記端面側の室壁に、前記
円筒体の軸線に対して大体において半径方向にか
つ円筒体円周に対して接線方向に延びる少なくと
も1つのオーバーフロー通路を有し、該オーバー
フロー通路が前記主燃焼室に開口し、かつオーバ
ーフロー通路の横断面が実質的に楕円形に構成さ
れており、しかも楕円長軸が点火室の円筒軸線に
対して平行に位置し、かつ又、点火火花を発生さ
せる点火装置の火花ギヤツプが点火室の壁限界層
に位置し、一方の電極が点火室周壁によつて形成
されている点にある。本発明の構成によつて、極
端に希薄な燃料と空気との混合気も殊に低回転数
範囲及び低負荷範囲においても確実に点火される
という利点が得られる。点火室とオーバーフロー
通路を本発明のように形成することによつて、点
火室内へ圧縮ストローク中に流入する混合気の、
円筒壁に沿つた極めて安定した旋回運動と高い角
速度が得られる。これにより、燃焼室内へもたら
される比較的燃料の希薄な動作混合気の良好な分
離が生じるので、周縁区域では、燃料の濃厚なか
つ点火能の良好な混合気が存在することになる。
そこでこの混合気は点火室壁によつて申し分なく
予熱され、ひいては又、点火能も一層改善され
る。さらに二次渦によつて既存の残ガスは点火室
のセンタをその円筒軸線に沿つて再び点火室の出
口へ移動する。このようにして燃料の濃厚な混合
気は点火室の後端部で、しかも動作燃料の着火に
よつて、明確に方向づけられた火炎となり、該火
炎は単数又は複数の「発射通路」とも呼ばれるオ
ーバーフロー通路から主燃焼室内へ侵入する。オ
ーバーフロー通路の配設と分配とによつて、主燃
焼室内の混合気は最良かつ迅速に点火される。こ
の場合本発明では、例えば前述したような点火能
を改善するその他の処置を講ずることも可能であ
る。
次に図面につき本発明の実施例を詳説する。
第1図には内燃機関のシリンダヘツド壁1の一
部が示されている。該シリンダヘツド壁1内に
は、ねじブツシユ3が螺合されている。ねじブツ
シユの内孔4内には、細長い円筒状の中空体5が
気密に嵌込まれており、該中空体の、主燃焼室7
内に侵入した部分8の端面は閉塞されている。前
記中空体5の内部は、細長い円筒状の点火室9を
形成しており、該点火室9の、前記中空体部分8
とは反対側の端面は、円筒状中空体5の軸線に共
軸にねじ込まれた点火プラグ10によつて形成さ
れる。円筒状中空体5の、主燃焼室7内に侵入し
た部分8の範囲で円筒状中空体5は、第1図から
判るように、円筒軸線に対して大体において半径
方向に延びるオーバーフロー通路12を有し、該
オーバーフロー通路は点火室9を主燃焼室7と連
通している。オーバーフロー通路12の軸線と円
筒軸線とはほぼ100゜の角度を成しているので、
オーバーフロー通路12から流出するガス流は、
シリンダヘツド壁1に妨げられずに浅い角度で主
燃焼室7内に流れることができる。
部が示されている。該シリンダヘツド壁1内に
は、ねじブツシユ3が螺合されている。ねじブツ
シユの内孔4内には、細長い円筒状の中空体5が
気密に嵌込まれており、該中空体の、主燃焼室7
内に侵入した部分8の端面は閉塞されている。前
記中空体5の内部は、細長い円筒状の点火室9を
形成しており、該点火室9の、前記中空体部分8
とは反対側の端面は、円筒状中空体5の軸線に共
軸にねじ込まれた点火プラグ10によつて形成さ
れる。円筒状中空体5の、主燃焼室7内に侵入し
た部分8の範囲で円筒状中空体5は、第1図から
判るように、円筒軸線に対して大体において半径
方向に延びるオーバーフロー通路12を有し、該
オーバーフロー通路は点火室9を主燃焼室7と連
通している。オーバーフロー通路12の軸線と円
筒軸線とはほぼ100゜の角度を成しているので、
オーバーフロー通路12から流出するガス流は、
シリンダヘツド壁1に妨げられずに浅い角度で主
燃焼室7内に流れることができる。
またオーバーフロー通路12は、第2図から判
るように、点火室9の円周に対して接線方向に延
びており、該点火室は、その周壁に均一な角度間
隔をおいて分配された3つのオーバーフロー通路
を有している。オーバーフロー通路12の横断面
は、第1図から判るように、実質的に楕円形状を
有し、該楕円の長軸hは点火室9の円筒軸線に対
して平行に位置している。オーバーフロー通路の
断面形は、長軸hと短軸dとの比が約1.5である
のが有利である。
るように、点火室9の円周に対して接線方向に延
びており、該点火室は、その周壁に均一な角度間
隔をおいて分配された3つのオーバーフロー通路
を有している。オーバーフロー通路12の横断面
は、第1図から判るように、実質的に楕円形状を
有し、該楕円の長軸hは点火室9の円筒軸線に対
して平行に位置している。オーバーフロー通路の
断面形は、長軸hと短軸dとの比が約1.5である
のが有利である。
また円筒状中空体5は外向リング溝14を有
し、該外向きリング溝はねじブツシユ3と協働し
て1つの環状室を形成しており、該環状室は実質
的に点火室9の周面に沿つて、特に、螺合した点
火プラグ10の端面範囲内で延びている。この環
状室は加熱管15として構成されており、それゆ
えに本実施例では網目の細いスチールネツト16
で被覆されており、該スチールネツトは例えばナ
トリウムのような蒸発液を搬送するために役立
つ。点火プラグ10は電極17を有し、該電極は
対応電極として点火室9の円壁18を有してい
る。
し、該外向きリング溝はねじブツシユ3と協働し
て1つの環状室を形成しており、該環状室は実質
的に点火室9の周面に沿つて、特に、螺合した点
火プラグ10の端面範囲内で延びている。この環
状室は加熱管15として構成されており、それゆ
えに本実施例では網目の細いスチールネツト16
で被覆されており、該スチールネツトは例えばナ
トリウムのような蒸発液を搬送するために役立
つ。点火プラグ10は電極17を有し、該電極は
対応電極として点火室9の円壁18を有してい
る。
内燃機関の吸入ストローク中に充填される比較
的希薄な、燃料と空気との混合気の一部は圧縮ス
トローク中に主燃焼室7からオーバーフロー通路
12を経て点火室9内にもたらされ、そこで所定
の点火時点に点火される。オーバーフロー通路の
特殊な構成と点火室の形状によつて、点火室9内
へ流入する混合気は一次渦W1を形成しつつ旋回
運動せしめられ、前記一次渦W1は高い角速度で
円筒壁18に沿つて点火室の点火プラグ側端部へ
上昇する。混合気流の流入方向が、点火室9の円
筒軸線に対して直角を成す方向からごく僅かに偏
位していることによつて、一次渦W1は強い半径
方向運動成分を有しているが、円筒軸線方向運動
成分はごく弱いので、高い周速度が生じる。この
高い周速度によつて、燃料成分と空気成分との均
等分配が得られる一方、成分分離が達成され、そ
の結果、点火室9の円筒壁18に近い範囲では、
流入混合気は燃料で濃厚化される。これによつ
て、点火室9内に流入した充填混合気の、いわば
層状膜の形成が達成される。
的希薄な、燃料と空気との混合気の一部は圧縮ス
トローク中に主燃焼室7からオーバーフロー通路
12を経て点火室9内にもたらされ、そこで所定
の点火時点に点火される。オーバーフロー通路の
特殊な構成と点火室の形状によつて、点火室9内
へ流入する混合気は一次渦W1を形成しつつ旋回
運動せしめられ、前記一次渦W1は高い角速度で
円筒壁18に沿つて点火室の点火プラグ側端部へ
上昇する。混合気流の流入方向が、点火室9の円
筒軸線に対して直角を成す方向からごく僅かに偏
位していることによつて、一次渦W1は強い半径
方向運動成分を有しているが、円筒軸線方向運動
成分はごく弱いので、高い周速度が生じる。この
高い周速度によつて、燃料成分と空気成分との均
等分配が得られる一方、成分分離が達成され、そ
の結果、点火室9の円筒壁18に近い範囲では、
流入混合気は燃料で濃厚化される。これによつ
て、点火室9内に流入した充填混合気の、いわば
層状膜の形成が達成される。
一次渦W1の上昇によつて、先行燃焼動作後に
点火室9内に残留していた残ガスが点火プラグ1
0の方に推し上げられかつ二次渦W2を形成しつ
つ点火室9の円筒軸線に共軸に、点火室9への入
口の方向に下方に向つて搬送される。このように
して、比較的重い燃料成分に対する遠心作用に基
づいて濃厚化された混合気部分だけが電極17の
範囲内へ到達する一方、点火を妨げる残ガスは駆
除される訳である。
点火室9内に残留していた残ガスが点火プラグ1
0の方に推し上げられかつ二次渦W2を形成しつ
つ点火室9の円筒軸線に共軸に、点火室9への入
口の方向に下方に向つて搬送される。このように
して、比較的重い燃料成分に対する遠心作用に基
づいて濃厚化された混合気部分だけが電極17の
範囲内へ到達する一方、点火を妨げる残ガスは駆
除される訳である。
濃厚化された充填混合気の運動が上記のように
点火室9の円筒壁18に沿つて方向づけられてい
ることによつて得られる別の利点は、充填混合気
が熱い壁に接して加熱されかつ正常運転時におい
て電極17に達する前にすでに、自発着火温度よ
りもやや低い温度に達することである。これによ
つて点火に要するエネルギが有利に減少せしめら
れかつ点火能が概して高められる。この場合点火
プラグ10の電極17は、点火火花が壁に近い流
れ範囲で円筒壁18へ弧絡するように配置されて
いる。この壁に近い範囲では境界層内に、極めて
低い平均速度の層流が生じる。その上に、ここで
流れる混合気は燃料で濃厚化されており、かつ壁
ぎわであるために良好に加熱されている。渦流の
周縁域における混合気の加熱作用は更にまたいわ
ゆる渦流管効果又はランギユ(Rangue)効果に
よつて高められる。これら3つの特性によつて混
合気の点火能が著しく助長されるので、きわめて
希薄な混合気であつても、これを僅かな点火エネ
ルギで点火することが可能である。
点火室9の円筒壁18に沿つて方向づけられてい
ることによつて得られる別の利点は、充填混合気
が熱い壁に接して加熱されかつ正常運転時におい
て電極17に達する前にすでに、自発着火温度よ
りもやや低い温度に達することである。これによ
つて点火に要するエネルギが有利に減少せしめら
れかつ点火能が概して高められる。この場合点火
プラグ10の電極17は、点火火花が壁に近い流
れ範囲で円筒壁18へ弧絡するように配置されて
いる。この壁に近い範囲では境界層内に、極めて
低い平均速度の層流が生じる。その上に、ここで
流れる混合気は燃料で濃厚化されており、かつ壁
ぎわであるために良好に加熱されている。渦流の
周縁域における混合気の加熱作用は更にまたいわ
ゆる渦流管効果又はランギユ(Rangue)効果に
よつて高められる。これら3つの特性によつて混
合気の点火能が著しく助長されるので、きわめて
希薄な混合気であつても、これを僅かな点火エネ
ルギで点火することが可能である。
点火室9の上方部分における点火によつて、点
火室内へもたらされる混合気量の一部分だけがそ
の郡度燃焼する。混合気の残分は、点火室9の頂
部で充填混合気が燃焼しつつ膨張することによつ
て、オーバーフロー通路12を介して主燃焼室7
内へ押出される。従つて充填混合気の大部分の温
度が比較的低いことにより、主燃焼室への移行の
際にも熱損失及び絞り損失は、全体として点火能
のある混合気を1つの点火室内で完全燃焼させる
場合よりも減少する。このようにして燃料消費率
の改善が得られかつ内燃機関の運転が可成り静か
になる。ノツキング傾向が低下するので、点火時
点が普通よりも明らかに遅い場合にも最大トルク
が生じる。渦流が著しく明確に方向づけられるこ
とによつて、例えば予熱室又は渦流室に混合気が
方向づけられずに入る際に生じるような弧立した
熱の淀みを形成する傾向が阻止され、ひいては自
発着火の傾向も避けられる。一次渦W1の良好な
形成はオーバーフロー通路12の横断面形状によ
つて助成され、該オーバーフロー通路が円筒軸線
の方向に細長く延びた楕円形状を有していること
によつて、円筒壁の近くに沿つての流動が得られ
る。
火室内へもたらされる混合気量の一部分だけがそ
の郡度燃焼する。混合気の残分は、点火室9の頂
部で充填混合気が燃焼しつつ膨張することによつ
て、オーバーフロー通路12を介して主燃焼室7
内へ押出される。従つて充填混合気の大部分の温
度が比較的低いことにより、主燃焼室への移行の
際にも熱損失及び絞り損失は、全体として点火能
のある混合気を1つの点火室内で完全燃焼させる
場合よりも減少する。このようにして燃料消費率
の改善が得られかつ内燃機関の運転が可成り静か
になる。ノツキング傾向が低下するので、点火時
点が普通よりも明らかに遅い場合にも最大トルク
が生じる。渦流が著しく明確に方向づけられるこ
とによつて、例えば予熱室又は渦流室に混合気が
方向づけられずに入る際に生じるような弧立した
熱の淀みを形成する傾向が阻止され、ひいては自
発着火の傾向も避けられる。一次渦W1の良好な
形成はオーバーフロー通路12の横断面形状によ
つて助成され、該オーバーフロー通路が円筒軸線
の方向に細長く延びた楕円形状を有していること
によつて、円筒壁の近くに沿つての流動が得られ
る。
更に本実施例で設けられている加熱管15は、
円筒壁18を所期の動作温度に迅速に到達させ、
次いで、流入混合気を自発着火温度以上に加熱し
ないように前記動作温度を調節する役目を掌る。
内燃機関の暖機運転段階において、点火室9の円
筒壁18がその初期にまだ冷えている場合には、
加熱管15内の蒸発媒体は差当つて蒸発すること
はない。この段階では加熱管15は断熱機能を有
し、この断熱機能は、燃焼動作中に円筒壁18へ
移行する熱がシリンダヘツドの冷却される部分へ
即座に導かれるのを阻止する。加熱管15の広幅
リングは、この場合断熱ギヤツプを形成してい
る。点火室9の壁温が高まつて加熱管15の動作
温度に達すると始めて、普通の熱伝導に比して著
しく高い周知の熱輸送がシリンダヘツドの冷却さ
れる部分へ向つて行われる。この場合加熱管は次
のように設計されている。すなわち燃焼室壁の温
度負荷が最高の場合にも、点火室9内へ流入する
混合気が自発着火温度に達しないように、それ相
応の熱が導出されるようにするのである。冷却し
た段階では加熱管は再び断熱作用を掌り、従つて
円筒壁18の温度はきわめて均一に調節される。
簡単な構造では点火室壁と内燃機関シリンダヘツ
ドの冷却部分との間の断熱ギヤツプの幅が温度上
昇に伴なつて零にまで減少するようにして円筒壁
18の温度調節を行うことも可能である。しかし
このように構成した場合には点火室9の壁温調節
の弾力性が加熱管方式の場合よりも低くなるのは
勿論である。かかる構造自体は先行技術によつて
すでに公知であるので、これについての詳説は茲
では割愛する。
円筒壁18を所期の動作温度に迅速に到達させ、
次いで、流入混合気を自発着火温度以上に加熱し
ないように前記動作温度を調節する役目を掌る。
内燃機関の暖機運転段階において、点火室9の円
筒壁18がその初期にまだ冷えている場合には、
加熱管15内の蒸発媒体は差当つて蒸発すること
はない。この段階では加熱管15は断熱機能を有
し、この断熱機能は、燃焼動作中に円筒壁18へ
移行する熱がシリンダヘツドの冷却される部分へ
即座に導かれるのを阻止する。加熱管15の広幅
リングは、この場合断熱ギヤツプを形成してい
る。点火室9の壁温が高まつて加熱管15の動作
温度に達すると始めて、普通の熱伝導に比して著
しく高い周知の熱輸送がシリンダヘツドの冷却さ
れる部分へ向つて行われる。この場合加熱管は次
のように設計されている。すなわち燃焼室壁の温
度負荷が最高の場合にも、点火室9内へ流入する
混合気が自発着火温度に達しないように、それ相
応の熱が導出されるようにするのである。冷却し
た段階では加熱管は再び断熱作用を掌り、従つて
円筒壁18の温度はきわめて均一に調節される。
簡単な構造では点火室壁と内燃機関シリンダヘツ
ドの冷却部分との間の断熱ギヤツプの幅が温度上
昇に伴なつて零にまで減少するようにして円筒壁
18の温度調節を行うことも可能である。しかし
このように構成した場合には点火室9の壁温調節
の弾力性が加熱管方式の場合よりも低くなるのは
勿論である。かかる構造自体は先行技術によつて
すでに公知であるので、これについての詳説は茲
では割愛する。
点火室9から浅い角度で噴出する火炎はオーバ
ーフロー通路の配置・構成によつて、該火炎の片
側が直ぐ周辺の冷却される主燃焼室壁から充分離
隔するように方向づけることができるので、消炎
率がごく僅かになり、かつまた前記火炎によつて
差当つては主燃焼室内の充填混合気の少量分し補
捉されず、従つて主燃焼室内において連続的に増
大する昇圧が得られかつ所望の弱い穏やかな燃焼
が生じる。この場合また火炎は、その端部が主燃
焼室の端面に生じないように方向づけられていな
ければならない。要するにオーバーフロー通路の
構成と方向づけとによつて主燃焼室内における最
良の混合気反応が付加的に生じる訳である。
ーフロー通路の配置・構成によつて、該火炎の片
側が直ぐ周辺の冷却される主燃焼室壁から充分離
隔するように方向づけることができるので、消炎
率がごく僅かになり、かつまた前記火炎によつて
差当つては主燃焼室内の充填混合気の少量分し補
捉されず、従つて主燃焼室内において連続的に増
大する昇圧が得られかつ所望の弱い穏やかな燃焼
が生じる。この場合また火炎は、その端部が主燃
焼室の端面に生じないように方向づけられていな
ければならない。要するにオーバーフロー通路の
構成と方向づけとによつて主燃焼室内における最
良の混合気反応が付加的に生じる訳である。
第3図に示した実施例は、第1図及び第2図に
示した実施例と大体において同じように構成され
ている。ただ第1図の実施例とは異なつて第3図
では点火室9内にくびれ部20が設けられてお
り、該くびれ部20は、点火プラグ10による点
火室9の閉鎖部とオーバーフロー通路12とのほ
ぼ中間に位置している。このくびれ部20によつ
て、一次渦W1が該くびれ部20を超えたのち一
次渦の旋回速度が減速され、従つて、このくびれ
部に達するまでにすでに厚く層状化された混合気
が熱い円筒壁に沿つて滞在する時間が延長されか
つ該混合気は着火能を高めるために充分加熱され
かつ準備される。また旋回速度の減速によつて着
火能も改善される。更に、二次渦W2を経ての軸
方向の逆流速度がくびれ部20によつて高められ
る。このようにすれば残ガス成分及び燃料の希薄
な混合気分の送に戻しが促進されるので、点火プ
ラグ10に所属した点火室9の上位部分21に
は、燃料の濃厚な混合気が存在することになる。
前述の実施例と同様にこの場合も、点火室9内へ
もたらされる充填混合気のごく一部分だけが着火
し、この着火部分は、未着火の混合気残分をオー
バーフロー通路12を介して再び主燃焼室7内へ
送り出し、次いで初めてこの主燃焼室で本来の燃
焼が始まる。
示した実施例と大体において同じように構成され
ている。ただ第1図の実施例とは異なつて第3図
では点火室9内にくびれ部20が設けられてお
り、該くびれ部20は、点火プラグ10による点
火室9の閉鎖部とオーバーフロー通路12とのほ
ぼ中間に位置している。このくびれ部20によつ
て、一次渦W1が該くびれ部20を超えたのち一
次渦の旋回速度が減速され、従つて、このくびれ
部に達するまでにすでに厚く層状化された混合気
が熱い円筒壁に沿つて滞在する時間が延長されか
つ該混合気は着火能を高めるために充分加熱され
かつ準備される。また旋回速度の減速によつて着
火能も改善される。更に、二次渦W2を経ての軸
方向の逆流速度がくびれ部20によつて高められ
る。このようにすれば残ガス成分及び燃料の希薄
な混合気分の送に戻しが促進されるので、点火プ
ラグ10に所属した点火室9の上位部分21に
は、燃料の濃厚な混合気が存在することになる。
前述の実施例と同様にこの場合も、点火室9内へ
もたらされる充填混合気のごく一部分だけが着火
し、この着火部分は、未着火の混合気残分をオー
バーフロー通路12を介して再び主燃焼室7内へ
送り出し、次いで初めてこの主燃焼室で本来の燃
焼が始まる。
第4図に示した実施例も基本構造の点では第1
図の実施例に等しい。しかし第1図の実施例とは
異なつてこの場合、主燃焼室7に面した方の、点
火室端面から円柱形ピン状体23が点火室9内に
突設されている。該円柱形ピン状体23は点火室
と共軸に延び、その長さはオーバーフロー通路1
2の長軸寸法hよりもやや大である。このピン状
体によつて、オーバーフロー通路12を介して流
入する混合気流は一層良好に接線方向に方向づけ
られるので、迅速に旋回する一次渦W1の形成が
促進される。
図の実施例に等しい。しかし第1図の実施例とは
異なつてこの場合、主燃焼室7に面した方の、点
火室端面から円柱形ピン状体23が点火室9内に
突設されている。該円柱形ピン状体23は点火室
と共軸に延び、その長さはオーバーフロー通路1
2の長軸寸法hよりもやや大である。このピン状
体によつて、オーバーフロー通路12を介して流
入する混合気流は一層良好に接線方向に方向づけ
られるので、迅速に旋回する一次渦W1の形成が
促進される。
円柱形ピン状体23は、良好は熱伝導特性を有
する挿入体24を内蔵しているので、点火室9の
この範囲においても、希薄な動作混合気の自発着
火を生ぜしめることになるような温度が発生する
ことはない。前記挿入体24は、第4図の実施例
に示したように例えば、円筒状中空体5の、主燃
焼室7内へ侵入した中空体部分8全体にわたつて
おりかつ側方では内燃機関シリンダヘツドの冷却
される部分に達している。挿入体24は例えば銅
製であり、あるいは加熱管よりも良好な温度調節
特性を有するように構成されているのが有利であ
る。
する挿入体24を内蔵しているので、点火室9の
この範囲においても、希薄な動作混合気の自発着
火を生ぜしめることになるような温度が発生する
ことはない。前記挿入体24は、第4図の実施例
に示したように例えば、円筒状中空体5の、主燃
焼室7内へ侵入した中空体部分8全体にわたつて
おりかつ側方では内燃機関シリンダヘツドの冷却
される部分に達している。挿入体24は例えば銅
製であり、あるいは加熱管よりも良好な温度調節
特性を有するように構成されているのが有利であ
る。
また始動段階においてもすでに比較的希薄な動
作混合気で稼働できるようにするために、円筒壁
18を点火部位の範囲で加熱するのが有利であ
る。このために第4図の実施例では加熱管15に
は加熱体26が前置されており、該加熱体はスイ
ツチ装置27によつて始電される。スイツチ装置
27は、内燃機関の運転温度を検出する温度検出
器29から制御信号を受取る。運転温度の検出は
例えばシリンダヘツドにおいて、あるいは内燃機
関の冷却媒体内で行うことができる。運転温度に
達するとスイツチ装置27を介して行なわれる加
熱体26への給電は中断される。壁温を正確に調
節するために加熱体はPTC材料から成るのが有
利である。給電電圧がコンスタントであれば、こ
の材料の場合には、特定の温度から抵抗が著しく
上昇するので、給電電圧が一定不変であれば加熱
体の出力は減少する。これによつて自動調節効果
が得られかつ適当なPTC抵抗の選択によつて、
点火部位付近の円筒壁18の温度は自発着火温度
より低い温度に正確に調節することができる。内
燃機関が運転温度に達すると加熱装置は完全に遮
断される。
作混合気で稼働できるようにするために、円筒壁
18を点火部位の範囲で加熱するのが有利であ
る。このために第4図の実施例では加熱管15に
は加熱体26が前置されており、該加熱体はスイ
ツチ装置27によつて始電される。スイツチ装置
27は、内燃機関の運転温度を検出する温度検出
器29から制御信号を受取る。運転温度の検出は
例えばシリンダヘツドにおいて、あるいは内燃機
関の冷却媒体内で行うことができる。運転温度に
達するとスイツチ装置27を介して行なわれる加
熱体26への給電は中断される。壁温を正確に調
節するために加熱体はPTC材料から成るのが有
利である。給電電圧がコンスタントであれば、こ
の材料の場合には、特定の温度から抵抗が著しく
上昇するので、給電電圧が一定不変であれば加熱
体の出力は減少する。これによつて自動調節効果
が得られかつ適当なPTC抵抗の選択によつて、
点火部位付近の円筒壁18の温度は自発着火温度
より低い温度に正確に調節することができる。内
燃機関が運転温度に達すると加熱装置は完全に遮
断される。
第5図に示した実施例は第1図の実施例の1つ
の変化態様である。この場合は点火プラグ10の
個所には噴射ノズル31がねじ込まれており、該
噴射ノズルによつて、公知の層状充填法に基づい
て、混合気の点火能を高めるために付加的な燃料
が、きわめて希薄な混合気内へ噴射される。その
場合付加的燃料は点火室9の円筒壁18の方に向
けて噴射され、そこから燃料は(なお気化されず
かつ流入混合気によつて受取られる限り)、この
場合もやはり強力に形成される一次渦W1によつ
て点火室の噴射ノズル側端部の方へ搬送される。
加熱管15によつて調節される円筒壁18の壁温
は燃料の加熱を助成しかつ層状燃料の加熱によつ
て燃料の着火能を高める。点火室9は噴射ノズル
31の近くの最上端に半径方向の穿孔部32を有
し、該穿孔部を通つて点火プラグ10′の電極1
7′が点火室9内へ侵入しかつ点火室9の円筒壁
18はやはり電極17′の対応電極として構成さ
れている。第1図乃至第4図の実施例に関連して
述べた利点は、点火室内に付加的燃料を噴射する
ような、かかる適用分野にも当てはまる。また自
発着火式内燃機関の場合にも、前記実施例で説明
した点火室9の構成は著しく有利である。この場
合も、着火能を阻害する残ガスは二次渦W2によ
つて送り戻され、かつ流入空気は円筒壁18で最
適温に迅速に加熱される。噴射時点に円筒壁18
に衝突する燃料粒子はここで自発着火に最適の状
態にされる。第5図に示した点火プラグ10′の
位置に、この場合は冷寒期始動用のグロウプラグ
を設けることが可能である。
の変化態様である。この場合は点火プラグ10の
個所には噴射ノズル31がねじ込まれており、該
噴射ノズルによつて、公知の層状充填法に基づい
て、混合気の点火能を高めるために付加的な燃料
が、きわめて希薄な混合気内へ噴射される。その
場合付加的燃料は点火室9の円筒壁18の方に向
けて噴射され、そこから燃料は(なお気化されず
かつ流入混合気によつて受取られる限り)、この
場合もやはり強力に形成される一次渦W1によつ
て点火室の噴射ノズル側端部の方へ搬送される。
加熱管15によつて調節される円筒壁18の壁温
は燃料の加熱を助成しかつ層状燃料の加熱によつ
て燃料の着火能を高める。点火室9は噴射ノズル
31の近くの最上端に半径方向の穿孔部32を有
し、該穿孔部を通つて点火プラグ10′の電極1
7′が点火室9内へ侵入しかつ点火室9の円筒壁
18はやはり電極17′の対応電極として構成さ
れている。第1図乃至第4図の実施例に関連して
述べた利点は、点火室内に付加的燃料を噴射する
ような、かかる適用分野にも当てはまる。また自
発着火式内燃機関の場合にも、前記実施例で説明
した点火室9の構成は著しく有利である。この場
合も、着火能を阻害する残ガスは二次渦W2によ
つて送り戻され、かつ流入空気は円筒壁18で最
適温に迅速に加熱される。噴射時点に円筒壁18
に衝突する燃料粒子はここで自発着火に最適の状
態にされる。第5図に示した点火プラグ10′の
位置に、この場合は冷寒期始動用のグロウプラグ
を設けることが可能である。
第6図には自発着火式内燃機関に適用する場合
の点火室の構成が示されている。本実施例の点火
室は例えば第5図に示した実施例の場合と大体に
おいて同じように構成されている。ここで設けら
れている噴射ノズル31はデイーゼルエンジン用
の噴射ノズルである。第5図に示した構成に加え
て、第6図に示した実施例は加熱螺旋体の形の加
熱体26′を有し、該加熱体は、点火室9の円筒
壁18の、噴射ノズルに近い上位部分に嵌込まれ
ておりかつ第4図の実施例に示したスイツチ装置
27によつて制御される。加熱螺旋体の抵抗材料
は、この場合もPTC材料であつて差支えない。
また前記のグロウプラグを省くことも可能であ
る。それというのは加熱螺旋体は点火装置の機能
を引受けるからである。また点火室壁の加熱は内
燃機関の暖機運転段階におけるエンジン燃焼ガス
によつて助成されると同時に加熱管15によつて
有利に短縮され、かつ内燃機関の穏やかな運転を
助成する熱焼並びに燃料反応の最善化が得られ
る。
の点火室の構成が示されている。本実施例の点火
室は例えば第5図に示した実施例の場合と大体に
おいて同じように構成されている。ここで設けら
れている噴射ノズル31はデイーゼルエンジン用
の噴射ノズルである。第5図に示した構成に加え
て、第6図に示した実施例は加熱螺旋体の形の加
熱体26′を有し、該加熱体は、点火室9の円筒
壁18の、噴射ノズルに近い上位部分に嵌込まれ
ておりかつ第4図の実施例に示したスイツチ装置
27によつて制御される。加熱螺旋体の抵抗材料
は、この場合もPTC材料であつて差支えない。
また前記のグロウプラグを省くことも可能であ
る。それというのは加熱螺旋体は点火装置の機能
を引受けるからである。また点火室壁の加熱は内
燃機関の暖機運転段階におけるエンジン燃焼ガス
によつて助成されると同時に加熱管15によつて
有利に短縮され、かつ内燃機関の穏やかな運転を
助成する熱焼並びに燃料反応の最善化が得られ
る。
第1図は点火室の壁温を加熱管によつて調節可
能な本発明の第1実施例の縦断面図、第2図は第
1図の点火室下部の横断面図、第3図は本発明の
第2実施例の縦断面図、第4図は付加的な加熱体
を有する本発明の第3実施例の縦断面図、第5図
は付加的燃料を添加する装置を備えた本発明の第
4実施例の縦断面図、第6図は自発着火内燃機関
に適用された本発明の変化態様の縦断面図であ
る。 1……シリンダヘツド壁、3……ねじブツシ
ユ、4……内孔、5……円筒状中空体、7……主
燃焼室、8……中空体部分、9……点火室、1
0,10′……点火プラグ、12……オーバーフ
ロー通路、h……楕円長軸、d……楕円短軸、1
4……外向きリング溝、15……加熱管、16…
…スチールネツト、17,17′……電極、18
……対応電極としての円筒壁、W1……一次渦、
W2……二次渦、20……くびれ部、21……点
火室上位部分、23……円柱形ピン状体、24…
…挿入体、26,26′……加熱体、27……ス
イツチ装置、29……温度検出器、31……噴射
ノズル、32……穿孔部。
能な本発明の第1実施例の縦断面図、第2図は第
1図の点火室下部の横断面図、第3図は本発明の
第2実施例の縦断面図、第4図は付加的な加熱体
を有する本発明の第3実施例の縦断面図、第5図
は付加的燃料を添加する装置を備えた本発明の第
4実施例の縦断面図、第6図は自発着火内燃機関
に適用された本発明の変化態様の縦断面図であ
る。 1……シリンダヘツド壁、3……ねじブツシ
ユ、4……内孔、5……円筒状中空体、7……主
燃焼室、8……中空体部分、9……点火室、1
0,10′……点火プラグ、12……オーバーフ
ロー通路、h……楕円長軸、d……楕円短軸、1
4……外向きリング溝、15……加熱管、16…
…スチールネツト、17,17′……電極、18
……対応電極としての円筒壁、W1……一次渦、
W2……二次渦、20……くびれ部、21……点
火室上位部分、23……円柱形ピン状体、24…
…挿入体、26,26′……加熱体、27……ス
イツチ装置、29……温度検出器、31……噴射
ノズル、32……穿孔部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 主燃焼室と、少なくとも1つのオーバーフロ
ー通路を介して前記主燃焼室に連通して点火室と
を備えた内燃機関において、点火室9が1つの細
長い閉じた円筒体を形成していて、該円筒体の一
方の端面側の室壁が主燃焼室7内に侵入しており
かつ前記点火室が前記端面側の室壁に、前記円筒
体の軸線に対して大体において半径方向にかつ円
筒体円周に対して接線方向に延びる少なくとも1
つのオーバーフロー通路12を有し、該オーバー
フロー通路が前記主燃焼室7に開口し、かつオー
バーフロー通路12の横断面が実質的に楕円形に
構成されており、しかも楕円長軸hが点火室9の
円筒軸線に対して平行に位置し、かつ又、点火火
花を発生させる点火装置10,10′の火花ギヤ
ツプが点火室9の壁限界層に位置し、一方の電極
が点火室周壁によつて形成されていることを特徴
とする、主燃焼室と点火室を備えた内燃機関。 2 オーバーフロー通路12が、点火室9を去る
ガスができるだけ自由に主燃焼室7内へ流出でき
るように配設されている、特許請求の範囲第1項
記載の内燃機関。 3 主燃焼室7から離隔して方の、点火室9の端
面側に点火プラグ10がねじ込まれている、特許
請求の範囲第1項記載の内燃機関。 4 主燃焼室7から離隔した方の、点火室9の端
面側に燃料噴射ノズル31が配置されている、特
許請求の範囲第1項記載の内燃機関。 5 点火室9の円筒壁18内には、燃料噴射ノズ
ル31の直ぐ近くに点火装置が配置されている、
特許請求の範囲第4項記載の内燃機関。 6 点火室9がくびれ部20を有し、該くびれ部
が、点火室9を、点火部位に属する上位部分21
と、オーバーフロー通路12に属する下位部分と
に分けている、特許請求の範囲第1項記載の内燃
機関。 7 主燃焼室7に面して端面側の点火室壁に点火
室9内に突設された円柱形ピン状体23が設けら
れている、特許請求の範囲第1項記載の内燃機
関。 8 主燃焼室7に面して端面側の点火室壁及び円
柱形ピン状体23が、内燃機関の被冷却部分に熱
伝導接触する熱伝導性の良好な挿入体24を内蔵
している、特許請求の範囲第7項記載の内燃機
関。 9 挿入体24が銅製である、特許請求の範囲第
8項記載の内燃機関。 10 挿入体24が加熱管から成る、特許請求の
範囲第8項記載の内燃機関。 11 内燃機関の被冷却部分に接する、点火室9
の円筒壁18の少なくとも一部分と、前記被冷却
部分との間に、温度に関連して熱伝導率の制御さ
れる区域15が配置されている、特許請求の範囲
第8項記載の内燃機関。 12 熱伝導率の制御される区域15がリングギ
ヤツプから成り、このリングギヤツプのギヤツプ
幅が昇温に伴なつて減少可能である、特許請求の
範囲第11項記載の内燃機関。 13 前記区域15がリング状の加熱管として構
成されている、特許請求の範囲第11項記載の内
燃機関。 14 点火室9の円筒壁18と、加熱管15及び
内燃機関の被冷却部分との間に電気的な加熱装置
26が配置されている、特許請求の範囲第13項
記載の内燃機関。 15 加熱装置が、PTC抵抗材料で製作された
加熱体26から成る、特許請求の範囲第14項記
載の内燃機関。 16 加熱装置が内燃機関の運転温度を検知する
スイツチ装置27を介して、前記運転温度に達す
ると遮断される、特許請求の範囲第14項記載の
内燃機関。 17 加熱装置26が、自発着火式内燃機関にお
ける冷寒期始動のための点火装置として使用され
る、特許請求の範囲第16項記載の内燃機関。 18 点火室9が、内燃機関の主燃焼室壁内へね
じ込み可能な細長い円筒状中空体5によつて形成
されている、特許請求の範囲第1項記載の内燃機
関。 19 点火室9が、装嵌可能な点火プラグ10又
は燃料噴射ノズル31によつて閉塞可能なポツト
状の中空体5によつて形成されており、該中空体
が外向きリング溝14外向きリング溝内に加熱管
15の毛管ネツト26が嵌込まれており、かつ前
記中空体5が、内燃機関の主燃焼室壁内にねじ込
み可能なねじブツシユ3内に気密に嵌込まれてい
る、特許請求の範囲第18項記載の内燃機関。
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