[发明专利]带副燃烧室燃料喷射式内燃机

说明书

本发明涉及一种燃料喷射式内燃机的改良，特别是涉及一种带副燃烧室火花点火式内燃机，其中副燃烧室将混和气向燃烧室供给、炭氢化合物排出量少且效率高，供给的混和气的空气燃烧比在宽的内燃机运转区域适合该内燃机的运转状态。

作为将副燃烧室连通设在内燃机的主燃烧室上，将燃料和压缩空气的混合气喷射到该副燃烧室这种形式的燃料喷射式内燃机有例如特开平5-195787号公报“燃料喷射式二冲程发动机”之技术。

上述技术据该公报图1所示为安装有向副燃烧室12(序号引用公报记载的序号。下同)喷射压缩空气14和燃料15的混合体16的空气燃料喷射阀18和点火塞21的技术。空气燃料喷射阀18具有电磁阀式燃料开闭阀19和电磁阀式混和气开闭阀20。

一般地说，在这样的燃料喷射式二冲程发动机中，由于在由混和气开闭阀20雾状喷射燃料15时，用压缩空气14的压力补助该喷雾作用，所以，可以将较高浓度的燃料15微粒化，形成适当的喷雾形态(燃料15的喷雾形状)。

但是，为了形成适当的喷雾形态需要使压缩空气14形成高压(如：5kg/cm²以上)，尤其是当供给大量的燃料15时需要使压力更高。换言之，由于需要维持燃料15的适当的喷雾形态，所以在用低压的压缩空气14补助燃料15的喷雾作用时使燃料15的供给量增加是不容易的。同时，为了用高压压缩空气14补助燃料15的喷雾形态，需要高压空气泵和高压燃料泵33。

在目前的火花点火式内燃机尤其是火花点火式二冲程循环内燃机(如下通称，称作二冲程内燃机)中，有为了在低负荷运转状态，使少量燃料确实着火，设置与主燃烧室连通的副燃烧室，使该副燃烧室将混和气自浓的混合气层状形成稀薄混合气的方式(参照特开平5-195787号公报)。

在前述公报记载的二冲程内燃机中，由于副燃烧室的容积与主燃烧室的容积比显著的小，所以虽然在低负荷运转状态下，使少量的燃料以所需要的空气燃烧比在副燃烧室层状形成是可能的，但，在高负荷运转状态下，不能在副燃烧室内形成适当的空气燃烧比而供给大量的燃料，会发生不规则燃烧、炭化氢排出量高的缺陷。

因此本发明的目的就在于提供一种即使由低压的压缩空气自混合气开闭阀向副燃烧室喷射燃料也能够提高燃烧效率的技术。

为了达到上述目的，本发明第一方案记载的发明为一种将副燃烧室连通设置在内燃机主燃烧室上、在该副燃烧室上安装有喷射燃料和压缩空气的混合气的混合气开闭阀及点火塞的燃料喷射式内燃机，其特征为：构成副燃烧室的材料为比构成主燃烧室的材料热传导率低的材料。

由于有低热传导率的材料构成副燃烧室，所以透过副燃烧室的壁向大气放出的热量就少了，其结果，副燃烧室内部形成高温。因此，副燃烧室维持被燃烧气体加热的状态。由于将混和气供给到高温的副燃烧室，所以混和气中的燃料在副燃烧室容易气化。因此即使由低压的压缩空气向副燃烧室喷射大量的燃料，燃料也会迅速气化，所以即使燃料的粒子大、不是最适当的喷雾形态，燃烧状态也是良好的，燃烧效率也很高。而且即使燃料的粒子大也可以点火，因此可以使混合气开闭阀阀体的提升量较大。

而且由于不必为了将大量的混和气自混合气开闭阀向副燃烧室喷射而提高喷雾形态的品质，所以混和气开闭阀与阀体的提升量无关，不必大幅度提高精度。因此可以降低混和气开闭阀及阀的控制系统的成本。

由于可以由低压的压缩空气补助燃料的喷雾形态，所以只需低压空气泵及低压燃料泵就可以。当由内燃机供给低压空气泵及低压燃料泵的动力时，由于各泵是低压的，所以只需供给小动力，可以不必使内燃机负担过大的负荷。

本发明第二方案记载的发明的特征为：由铝合金构成主燃烧室、由铸铁构成副燃烧室。

由于由低热传导率的铸铁构成副燃烧室，所以透过副燃烧室的壁向大气放出的热量就少了，其结果，副燃烧室内部形成高温。但由于由铝合金构成主燃烧室，所以内燃机重量轻。因此，由于虽然内燃机很轻，但即使由低压的压缩空气把大量的燃料喷射到副燃烧室燃料也会迅速气化，所以即使不是最适当的喷雾形态燃烧状态也是良好的，燃烧效率也很高。

本发明还涉及一种火花点火式内燃机的改良，为一种具有与主燃烧室连通的副燃烧室、直接向该副燃烧室间断喷射混和气或燃料的喷射装置和设在前述副燃烧室的点火装置的内燃机，其特征在于：前述副燃烧室及主燃烧室的各容积比设定在2∶8～6∶4的范围内。

本发明第3方案记载的发明由于副燃烧室的容积与全燃烧室的容积比没有如前所述设定很大的比率，所以在少量燃料被供给到燃烧室的低负荷运转状态下，适当的空气燃烧比分布的混合气被层状形成于前述副燃烧室内，着火被确实地进行，避免了不规则燃烧，抑制了炭化氢的排出量。