JPH0647929B2 - 副室式アルコールエンジン - Google Patents

副室式アルコールエンジン

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JPH0647929B2
JPH0647929B2 JP1252277A JP25227789A JPH0647929B2 JP H0647929 B2 JPH0647929 B2 JP H0647929B2 JP 1252277 A JP1252277 A JP 1252277A JP 25227789 A JP25227789 A JP 25227789A JP H0647929 B2 JPH0647929 B2 JP H0647929B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、主燃焼室と副室とを連絡孔で連通した副室
式アルコールエンジンに関する。
〔従来の技術〕
最近、エンジンから排気される排気ガスによる環境汚染
が問題になり、最近、アルコールエンジンが注目される
ようになっている。アルコールエンジンでは、排気ガス
中の炭酸ガス、炭化物の含有量は、ガソリン、軽油等の
燃料に比較して非常に少ないものである。ところが、ア
ルコール燃料を使うディーゼルエンジンでは、着火性が
悪くなるという問題点がある。即ち、アルコールは、ガ
ソリンに比較して気化するための潜熱が高く、例えば、
ガソリンが燃料の 0.7％の気化潜熱を要するのに対し、
アルコールが燃料の５％の気化潜熱を要するものであ
り、アルコール燃料は気化し難いという性質を有してい
るからである。しかも、燃料噴射ノズルから燃焼室内の
圧縮空気中に噴射されたアルコール燃料は、気化のため
に圧縮空気及び燃焼室壁面の温度を低下させて着火を悪
化させている。
従来、ピストンのピストンヘッド中央部を突出させて衝
突部を形成し、該衝突部の周囲を凹状のキャビティを形
成し、燃料の衝突噴流を利用した層状吸気機関即ちＯＳ
ＫＡ型の燃焼室を持つメタノールエンジンが開示されて
いる（例えば、「内燃機関」Vol．27，No．345，1988年
７月，頁35〜42参照）。該燃焼室を有する内燃機関で
は、燃料噴射ノズルの単孔ノズルから噴射された燃料を
ピストンヘッドの突出部に衝突させて円盤状に拡散し、
次いでピストンの上昇によって生じるスキッシュ流のた
め燃料はキャビティの下方に押し込められながら空気と
混合して混合気を形成するものである。
また、燃料噴射ノズルにおいて、噴口を２段で且つ多噴
孔に形成したものは、例えば、特開昭５３−８８４１３
号公報、実開昭６３−２０２７６８号公報に開示されて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記ＯＳＫＡ型の燃焼室を備えたピスト
ンを用いたメタノールエンジンでは、部分負荷時に微量
燃料が燃料噴射ノズルから噴射された時、燃料の分散性
が悪く、衝突部でカーボンが堆積するという欠点があ
る。
ところで、アルコール燃料は、発熱量が約６０００Kcal
/kgであり、軽油の発熱量に比較して約２分の１である
ため、アルコール燃料の燃料噴射量は軽油の燃料噴射量
より多く噴射しなければならない。そこで、アルコール
燃料を主体とするエンジンをディーゼルサイクルで燃焼
させる場合、気化熱が大きいこと、発熱量が小さいこと
等により燃焼プロセス、燃焼室、噴射システム等は、通
常のエンジンと異なっている。また、アルコールを燃料
とするアルコールエンジンでは、部分負荷時の燃焼と高
負荷時の燃焼とでは、極めて異なっている。
アルコール、例えば、メタノール燃料を使用する場合
に、上記のようにアルコールは気化熱が大きいため、ア
ルコールエンジンでは燃料気化のため圧縮空気の熱が奪
われ、未燃の中間生成物が排出されることが多い。従っ
て、アルコールエンジンでは、主として２つの要因を解
決する必要がある。
第１の要因は、エンジンの部分負荷等の低温時に、噴霧
されたアルコール燃料に気化エネルギーを供給するた
め、燃焼室が断熱され且つ燃焼室壁温の温度上昇が速い
ことである。しかるに、断熱エンジンにおいて、部分負
荷時には燃焼室壁がそれほど高温度にならないため、着
火、燃焼が良好にならず、着火ミス、不完全燃焼が発生
し、未燃ガスが発生し易くなる。特に、アルコール燃料
は気化するための潜熱が高いため、エンジンの低速負荷
時には該燃焼室内壁面は高温度の状態になっていないの
で、該壁面が燃料から気化熱を奪い、気化を促進するこ
とができず、気化混合気を成功し難い。その結果、燃焼
も不完全となり、未燃ガス発生の現像は大きく現れる。
また、第２の要因は、エンジン全負荷等の高温時に、ア
ルコール燃料によって燃焼室壁体を冷却し、燃焼室の温
度を余り高温にしないことである。しかるに、断熱エン
ジンにおいて、高負荷時には燃焼室壁が高温となるた
め、燃料の着火、燃焼は良好に行われるが、燃焼室が余
り高温になると、吸入効率が低下したり、異常着火燃焼
を起こしたりする。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
燃料噴射ノズルから噴霧されたアルコール燃料に気化エ
ネルギーを十分に供給するため燃焼室が断熱され且つ燃
焼室壁温の温度上昇が速いこと、及び大量のアルコール
燃料を気化促進するため燃料噴射ノズルとして噴口を多
噴孔に形成し、該多噴孔から噴霧される燃料噴射方向と
吸入空気の流れ方向とが直角方向に交叉することが好ま
しいことに着眼し、副室及び主燃焼室との連絡孔を高度
の断熱構造に構成し、部分負荷等の低温時には前記副室
と前記連絡孔との壁面を直ちに上昇させ、また全負荷等
の高温時には該壁面を冷却して燃料噴射ノズルの本体内
での気化を抑制して噴霧を良好に達成することであり、
また、副室の中央部位に耐熱性に富んだセラミック製の
燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルの噴口を副
室の内壁面に対向して開口するように設定し、燃料噴霧
を副室内壁面に向かって衝突するように噴射して均一に
分散させ、副室への吸入空気の流入方向と燃料噴射ノズ
ルからの噴霧方向とを直角状に交叉させ、アルコール燃
料と吸入空気との気化混合を良好に達成して良好な燃焼
を行わせて未燃燃料或いは中間生成物の排出を防止し、
副室で主なる燃焼を行わせてＮＯｘの生成を抑制する副
室式アルコールエンジンを提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、シリンダヘッドに配置
した断熱構造の副室を形成する副室ブロック、主燃焼室
と前記副室を連通した断熱構造の連絡孔、並びに前記副
室の中央部まで伸びたノズル本体及び該ノズル本体の先
端周囲部に形成され且つ前記副室の中央内周壁面に対向
して開口する多噴孔の噴口を有する燃料噴射ノズル、か
ら成る副室式アルコールエンジンに関する。
また、この副室式アルコールエンジンにおいて、前記副
室ブロックは前記副室の壁面を構成する肉厚の薄いセラ
ミック製内壁体、該内壁体の外面に配置した断熱部材及
び該断熱部材の外周に配置した金属製外筒から構成した
ものである。
また、この副室式アルコールエンジンにおいて、前記シ
リンダライナ内を往復動するピストンのピストンヘッド
部には、前記ピストンの上昇時に前記連絡孔の中央部分
を封鎖して環状通路を形成する突出部が形成されてい
る。
〔作用〕
この発明による副室式アルコールエンジンは、上記のよ
うに構成され、次のように作用する。即ち、この副室式
アルコールエンジンは、燃料噴射ノズルのノズル本体を
断熱構造の副室の中央部まで伸長させ、該ノズル本体の
先端周囲部に前記副室の中央内周壁面に対向して開口す
る多噴孔の噴口を形成したので、前記燃料噴射ノズルか
ら噴霧されたアルコール燃料に前記副室内で気化エネル
ギーを十分に供給できる。前記燃料噴射ノズルからの噴
霧方向は前記副室への吸入空気の流入方向と直角状に交
叉することになり、しかも前記噴口を多噴孔に構成して
噴射される燃料噴霧を前記副室内壁面に均一に分散させ
て該内壁面に衝突するように噴射し、特に、前記噴口の
位置を副室中央部に設定すると、前記副室内で後流に空
間が形成され、アルコール燃料の噴霧と吸入空気とが理
想的に混合して拡散することができ、しかも該混合気は
前記ノズル本体の回りでスワールが促進され、気化混合
を良好に達成して良好な燃焼を行わせることができる。
従って、未燃燃料或いは中間生成物の排出を防止でき
る。しかも、前記副室で主なる燃焼を行わせてＮＯｘの
生成を抑制し、次いで前記副室から火炎は吹き出すこと
によって燃料当量比は急激に低下し且つ燃焼温度が低下
するので、ＮＯｘの生成を一層抑制することができる。
また、この副室式アルコールエンジンにおいて、前記副
室の壁面を構成する肉厚の薄いセラミック製内壁体、該
内壁体の外面に配置した断熱部材及び該断熱部材の外周
に配置した金属製外筒から副室ブロックを構成したの
で、前記内壁体即ち燃焼室に面する壁面の熱容量が小さ
くなり、燃焼ガス温度或いはアルコール燃料温度に迅速
に追従でき、最適温度に調節できる。従って、高温時は
前記燃料噴射ノズルから噴霧されたアルコール燃料で前
記副室内壁面を最適温度に冷却でき、前記燃料噴射ノズ
ルの本体内での気化を抑制して噴霧を良好に達成でき、
また、部分負荷等の低温時には前記副室の前記内壁体の
みを直ちに上昇させ、噴射されたアルコール燃料を迅速
に気化燃焼させる。
更に、この副室式アルコールエンジンにおいて、ピスト
ンは連絡孔に対向するピストンヘッド部に前記連絡孔の
中央部分を封鎖して環状通路を形成する突出部を有する
ので、主燃焼室から前記副室に押込まれる噴流によって
空気と噴射されたアルコール燃料とは良好な混合気を生
成できる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して、この発明による副室式アルコー
ルエンジンの実施例を説明する。
第１図において、この発明による副室式アルコールエン
ジンの一実施例が示されている。この副室式アルコール
エンジンは、主燃焼室１、該主燃焼室１の上方に配置さ
れた副室２及び副室２の中央部に噴口１７（第２図参
照）を開口する燃料噴射ノズル４から成る。副室２は、
シリンダヘッド３に形成された穴部９に配置されて断熱
構造に構成されている。シリンダヘッド３はガスケット
を介してシリンダブロック８に固定されている。シリン
ダブロック８に形成したシリンダ３２にはシリンダライ
ナ１０が嵌合している。主燃焼室１は、シリンダヘッド
３のヘッド下面部、シリンダライナ１０及びピストン１
１のピストンヘッド上面に囲まれる領域で形成される。
従って、主燃焼室１を形成する面、即ち、ヘッド下面
部、シリンダライナ１０及びピストン１１のピストンヘ
ッド部は、耐熱性、耐腐食性、耐アルコール性に富んだ
セラミック材料で構成することが好ましいものである。
また、主燃焼室１と副室２とを連通する連絡孔１６は、
シリンダヘッド３の下面部に形成され且つ断熱構造に構
成されている。この連絡孔１６について、副室２に連通
する連絡孔１６の終端には押込み流れを渦流２６にする
切り上がり即ちエッジ２７が形成されている。この断熱
アルコールエンジンにおいて、シリンダヘッド３には排
気ポート１４が形成され、該排気ポート１４には排気バ
ルブ１３がバルブガイドに案内されて開閉作動するよう
に配置されている。また、この断熱アルコールエンジン
は、２サイクルエンジンとして作動されるものであり、
吸気ポート１５はシリンダライナ１０が嵌合したシリン
ダブロック８の下部に形成されている。図示していない
が、吸気ポートをシリンダヘッドに形成して４サイクル
エンジンに構成することもできることは勿論である。ま
た、図では、グロープラグ或いはスパークプラグは、図
示されていないが、混合気を確実に着火させるため、適
宜の部位、例えば、副室２、或いは連絡孔１６に配置す
ることができるものである。
この副室式アルコールエンジンは、特に、副室２の中央
部位まで伸び出したノズル本体１９及び該ノズル本体１
９の周囲に多段多噴孔の噴口１７を有するアルコール燃
料を噴射する燃料噴射ノズル４を配置したことを特徴と
する。この燃料噴射ノズル４は、シリンダヘッド３に遮
熱筒２３を介在させて固定され、針弁が内部に配置され
たノズル本体１９が副室２を構成する断熱部材５と内壁
体７とを貫通することによって、該ノズル本体１９が副
室２の中央部を貫通して配置される。このノズル本体１
９は、副室２の中央部まで伸びており、ノズル本体１９
の先端周囲部３０に形成され且つ副室内周壁面に対向し
て開口する多噴孔の噴口１７を有している。噴口１７の
配置位置は、副室２の上面２９から下面の連絡孔１６の
エッジ２７までの高さをｌとすると、副室２の上面２９
からｌ／２〜３ｌ／４に設定することが好ましい。噴口
１７の位置を上記のように設定すると、副室２内で後流
に空間が形成され、アルコール燃料の噴霧と吸入空気と
が理想的に混合して拡散することができる。更に、この
燃料噴射ノズル４の燃料噴射タイミングは、圧縮行程上
死点前に設定されている。また、燃焼が盛んになって副
室２の壁温が高温になっている状態において、燃料噴射
ノズル４から噴射されてアルコール燃料が副室２の内壁
体７の内壁面に衝突すると、壁温が３００℃以上では、
アルコール燃料が弾けて飛散し、該燃料噴霧は吸入空気
と一層良好に混合する。また、壁温の低い時には、噴射
されたアルコール燃料の衝突エネルギーで十分に吸入空
気と良好な混合気を生成することができる。また、連絡
孔１６に対向するピストン１１のピストンヘッド部に
は、突出部１２が形成されている。従って、ピストン１
１が上昇する圧縮工程上死点或いは上死点付近におい
て、連絡孔１６の通路は突出部１２によって環状通路に
狭められることとなり、該圧縮行程上死点前に燃料噴射
ノズル４から噴霧されたアルコール燃料は吸入空気と共
に、スキッシュとして良好な混合気を生成して副室２へ
押し込められ、しかも、ノズル本体１９が副室２の中央
部を貫通しているので、該ノズル本体１９の回りに良好
なスワールを形成することになる。
この副室式アルコールエンジンにおいて、副室２の断熱
構造を構成する副室ブロック２０は、チタン酸アルミニ
ウム、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム等の低熱
伝導材料から成る断熱部材５、該断熱部材５の外周に嵌
合した金属製外筒６、及び断熱部材５の内面に配置した
窒化珪素(Si3N4）、炭化珪素(SiC）、複合材料等の耐熱
性で且つ耐アルコール性のセラミック材料から成る内壁
体７から構成されている。金属製外筒６は、断熱部材５
の外周に焼嵌めによって嵌合し、副室ブロック２０の強
度を確保している。更に、断熱部材５は、ヤング率の小
さい上記材料で製作することによって、内壁体７にかか
る爆発時の衝撃を吸収する緩衝材として機能させること
ができる。また、連絡孔１６の断熱構造は、副室２の延
長として形成され且つ副室２の断熱構造と同様に構成さ
れている。この構造において、副室２及び連絡孔１６を
形成する内壁体７は、肉厚の薄い炭化珪素(SiC）、窒化
珪素(Si3N4）等のセラミック材料の繊維と粉末とを合成
した構造材として構成し、その外側全面が断熱部材５で
被覆され、金属製外筒６及びシリンダヘッド３には直接
接触していない配置に構成されている。しかも、内壁体
７のシェル構造は、内壁体７を外側に位置する断熱部材
５と一体的に鋳込成形することによって構成される。従
って、副室２及び連絡孔１６は、高度の断熱構造を提供
でき、副室２及び連絡孔１６内の熱エネルギーは、確実
に封じ込められる。また、副室２と連絡孔１６との内壁
体７を、薄肉構造及び外面断熱構造に構成することによ
って、内壁体７は流入する吸入空気とアルコール燃料と
の混合気の温度、燃焼温度に対して追従性が良くなり、
燃焼開始、部分負荷等の低温時には、副室２は燃焼ガス
によって直ちに気化燃焼に適した高温になる。また、全
負荷等の高温時には、副室２は燃料噴射ノズル４から噴
霧されるアルコール燃料で直ちに冷却され、同様に気化
燃焼に適した温度にすることになる。従って、副室２及
び連絡孔１６の内壁温を、アルコール燃料を気化させる
最適温度に常に維持することができる。
また、この副室式アルコールエンジンにおいて、シリン
ダブロック８の下部に形成した吸気ポート１５から吸入
空気を取り入れて２サイクルで作動し、且つディーゼル
サイクルで作動することができる。この場合に、吸入空
気量を制限すると、副室２内の燃料当量比を大きくする
ことができ、副室２において主なる燃焼を行わせてＮＯ
ｘの生成を抑制することができる。しかも、副室２での
燃焼に次いで副室２から主燃焼室１へ火炎を吹き出す。
そこで、たとえ連絡孔１６の壁面１８にアルコール燃料
が付着するようなことがあっても、該付着した燃料は火
炎の吹き出す時に燃焼し且つ反応するので、未燃燃料或
いは中間生成物は排気行程で排出されることがなく、ま
た、副室２から火炎は吹き出すことによって燃料当量比
は急激に低下し且つ燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの
生成を一層抑制することができる。
次に、この副室式アルコールエンジンに使用される燃料
噴射ノズル４の一例を、第２図及び第３図を参照して説
明する。第２図はこの副室式断熱エンジンに使用される
燃料噴射ノズル４の一例を示す断面図、及び第３図は第
２図の線Ａ−Ａにおける断面図である。この燃料噴射ノ
ズル４は、副室２内に配置されるノズル本体１９及びノ
ズル本体１９内を上下動可能な針弁３１から構成されて
いる。このノズル本体１９と針弁３１は、副室２の燃焼
室内に配置されるため、耐熱性で且つ耐アルコール性に
富んだ窒化珪素(Si3N4）、炭化珪素(SiC）、複合材料等
のセラミック材料で製作されている。更に、ノズル本体
１９の外面を、例えば、第１図に示すように、ジルコニ
アファイバー等のセラミックファイバーから成る断熱材
２４を配置し、断熱材２４の外面を窒化珪素(Si3N4）、
炭化珪素(SiC）等のセラミック材料から成る遮熱部材２
５を化学蒸着（ＣＶＤ）、嵌合等で配置して一層耐熱性
を向上させることもできる。燃料噴射ノズル４を、上記
の材料で製作すれば、摺動上の問題、水混入の問題、高
温上の問題等は何らトラブルはない。ノズル本体１９の
内壁面と針弁３１の外面との間には燃料通路２１が形成
される。また、ノズル本体１９の先端部には、燃料の溜
まり部となるノズルサック２２、及び該ノズルサック２
２に溜まった燃料を外部に噴射するための噴口１７が形
成されている。従って、針弁３１が燃料噴射ポンプ（図
示せず）の噴射圧を受けてばね力に抗してノズル本体１
９に対して上方に移動すると、燃料通路２１とノズルサ
ック２２とが連通し、それによってアルコール燃料が多
段多噴孔に形成された噴口１７から該ノズル本体１９の
外周を囲むように全周に渡って均一に分散して噴霧され
ることになる。
この副室式アルコールエンジンに使用される燃料噴射ノ
ズル４は、副室２内に噴霧がほぼ均一に分布されるよう
に、噴口１７が配置される必要がある。そのため、ノズ
ル本体１９に形成された噴口１７の配列は、多噴孔であ
る程、噴霧は均一に分散されるが、断面同一面上に多く
の噴孔を配列すると、ノズル本体１９が、折損したり、
破断する恐れがあり、また、ノズル本体１９に噴孔を形
成する穿孔加工が困難になる。この燃料噴射ノズル４の
ノズル本体１９に形成した噴口１７を、多噴孔に形成す
るため、ノズル本体１９の軸方向に位置をずらして多段
に噴孔を形成することによって達成している。即ち、燃
料噴射ノズル４に形成された噴口１７は、全周壁部に形
成され且つ多段で多噴孔に形成されている。図では、ノ
ズル本体１９の軸方向に噴孔を２段に形成し（第２図参
照）、且つ１段には４個の噴孔を形成している（第３図
参照）。
このノズル本体１９に噴孔を形成する穿孔加工では、同
一軸上、即ち断面同一平面上に形成される孔は偶数個で
あることで加工が容易である。例えば、４噴孔、６噴
孔、８噴孔、１０噴孔、１２噴孔等は、ワイヤ２８をノ
ズル本体１９の先端部３０を貫通して穿孔加工すること
ができ、この場合には、噴孔は互いに対向状態に形成さ
れる。特に、セラミック材料から成るノズル本体１９に
噴孔を形成する穿孔加工において、ワイヤ加工すると、
ワイヤ２８をノズル本体１９に貫通して加工することが
でき、噴孔そのものの精度を向上でき、しかも対称的に
噴孔を形成できるので、噴孔の位置を等分に配列でき、
アルコール燃料の噴霧を均一に行うことができる。
〔発明の効果〕
この発明による副室式アルコールエンジンは、上記のよ
うに構成されており、次のような効果を有する。即ち、
この副室式アルコールエンジンは、シリンダヘッドに配
置した断熱構造の副室を形成する副室ブロック、主燃焼
室と前記副室を連通した断熱構造の連絡孔、並びに前記
副室の中央部まで伸びたノズル本体及び該ノズル本体の
先端周囲部に形成され且つ前記副室の中央内周壁面に対
向して開口する多噴孔の噴口を有する燃料噴射ノズルか
ら構成したので、前記燃料噴射ノズルから噴霧されたア
ルコール燃料に前記副室内で気化エネルギーを十分に供
給できる。前記燃料噴射ノズルからの噴霧方向は前記副
室への吸入空気の流入方向と直角状に交叉することにな
り、しかも前記噴口を多噴孔に構成して噴射される燃料
噴霧を前記副室内壁面に均一に分散させて該内壁面に衝
突するように噴射し、アルコール燃料と吸入空気との混
合を良好に行い、特に、前記噴口の位置を前記副室の中
央内壁面に対向して設定すると、前記副室内で後流に空
間が形成され、アルコール燃料の噴霧と吸入空気とが理
想的に混合して拡散することができ、しかも前記副室に
吹き込まれる噴霧燃料と吸入空気との混合気は前記燃料
噴射ノズルの前記ノズル本体を回りでスワールは促進さ
れ、気化混合を良好に達成して良好な燃焼を行わせるこ
とができる。従って、未燃燃焼或いは中間生成物の排出
を防止できる。しかも、前記副室で主なる燃焼を行わせ
てＮＯｘの生成を抑制し、次いで前記副室から火炎は吹
き出すことによって燃料当量比は急激に低下し且つ燃焼
温度が低下するので、ＮＯｘの生成を一層抑制すること
ができる。
また、この副室式アルコールエンジンにおいて、前記副
室の壁面を構成する肉厚の薄いセラミック製内壁体、該
内壁体の外面に配置した断熱部材及び該断熱部材の外周
に配置した金属製外筒から副室ブロックを構成したの
で、前記内壁体は即ち燃焼室に面する壁面の熱容量が小
さくなり、燃焼ガス温度或いはアルコール燃料温度に迅
速に追従できるようになり、前記副室の温度を気化燃焼
によって最適の温度に調節できる。即ち、部分負荷等の
低温時には、前記副室の前記内壁体のみを燃焼ガスで直
ちに上昇させることができ、前記燃料噴射ノズルから噴
霧されたアルコール燃料と吸入空気との混合気を迅速に
着火燃焼させることができる。また、全負荷等の高温時
には、前記燃料噴射ノズルから噴霧されたアルコール燃
料で前記副室を最適温度に冷却でき、前記副室の温度を
余り高温にしない。従って、前記副室内に位置する前記
燃料噴射ノズルの前記ノズル本体の過熱を防止し、前記
燃料噴射ノズルの前記ノズル本体内での気化を抑制して
良好な噴霧ができる。それ故、前記燃焼噴射ノズル内に
存在するアルコール燃料が気化して噴霧状態が異常にな
ることがなく、前記燃料噴射ノズルからの噴霧は正常に
行われ、引き続いての燃料の着火、燃焼は良好に行われ
る。また、前記副室、前記連絡孔及び前記主燃焼室が余
り高温になって、吸入効率が低下することもない。
更に、この副室式アルコールエンジンにおいて、ピスト
ンは連絡孔に対向するピストンヘッド部に前記連絡孔の
中央部分を封鎖して環状通路を形成する突出部を有する
ので、主燃焼室から前記副室に押込まれる噴流によって
空気と噴射されたアルコール燃料とは良好な混合気を生
成できる。前記副室に連通する前記連絡孔の終端には押
込み流れを渦流にするエッジを形成しておくと、前記主
燃焼室から前記連絡孔を通って前記副室に押込まれる吸
入空気は前記エッジによってスキッシュとして流入して
渦を形成し、前記燃流噴射ノズルのノズル本体を回りに
スワールを形成し、吸入空気と前記燃料噴射ノズルから
の噴霧されたアルコール燃料とは良好な混合気に作るこ
とができる。
しかも、この副室式アルコールエンジンでは、空燃比を
小さくし、燃料当量比を抑制して前記副室で主なる燃焼
を行わせてＮＯｘの生成を抑制することができる。次い
で前記副室から前記主燃焼室へ火炎は吹き出すが、たと
え前記連絡孔の壁面に前記燃料噴射ノズルから壁面に向
けて噴射したアルコール燃料が付着するようなことがあ
っても、該付着した燃料は火炎の吹き出す時に燃焼し且
つ反応するので、未燃燃料或いは中間生成物は排気行程
で排出されることがなく、しかも前記副室から火炎は吹
き出すことによって燃料当量比は急激に低下し且つ燃焼
温度が低下するので、ＮＯｘの生成を一層抑制すること
ができる。
或いは、この副室式アルコールエンジンは、２サイクル
で作動することができ、空気量を制限すれば、前記副室
内の燃料当量比を大きくすることができ、ＮＯｘの排出
を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明による副室式アルコールエンジンの一
実施例を示す断面図、第２図は第１図の副室式アルコー
ルエンジンに使用する燃料噴射ノズルの一例を示す断面
図、及び第３図は第２図の線Ａ−Ａにおける断面図であ
る。 １……主燃焼室、２……副室、３……シリンダヘッド、
４……燃料噴射ノズル、５……断熱部材、６……金属製
外筒、７……内壁体、８……シリンダブロック、１０…
…シリンダライナ、１１……ピストン、１２……突出
部、１６……連絡孔、１７……噴口、１９……ノズル本
体、２０……副室ブロック。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｐ 9248−3Ｇ 61/18 ３２０ Ｑ 9248−3Ｇ ３６０ Ａ 9248−3Ｇ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダヘッドに配置した断熱構造の副室
    を形成する副室ブロック、主燃焼室と前記副室を連通し
    た断熱構造の連絡孔、並びに前記副室の中央部まで伸び
    たノズル本体及び該ノズル本体の先端周囲部に形成され
    且つ前記副室の中央内周壁面に対向して開口する多噴孔
    の噴口を有する燃料噴射ノズル、から成る副室式アルコ
    ールエンジン。
  2. 【請求項２】前記副室ブロックは前記副室の壁面を構成
    する肉厚の薄いセラミック製内壁体、該内壁体の外面に
    配置した断熱部材及び該断熱部材の外周に配置した金属
    製外筒から構成した請求項１に記載の副室式アルコール
    エンジン。
  3. 【請求項３】前記シリンダライナ内を往復動するピスト
    ンのピストンヘッド部には、前記ピストンの上昇時に前
    記連絡孔の中央部分を封鎖して環状通路を形成する突出
    部が形成されている請求項１に記載の副室式アルコール
    エンジン。
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