(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼反応を支配する燃料と、空気との多様な物理的化学的条件の整合に、更に燃焼室の構成条件などを加えることにより、理想的層状給気条件を構成し、合理的な燃焼雰囲気の構成による機関の機能向上と排気の低公害化技術を提供する。【解決手段】燃焼室の主燃焼容積部４を中心軸域に円錐筒状に構成し、連接する下部容積部との回路的構成と、燃料噴射システムと燃料噴流の衝突攪乱作用とにより円推筒状の燃焼室容積部を燃料混合燃焼容積部とし連接した円盤状容積部の端域やスキッシュ域を空気や既燃ガスで充足することを特徴とした燃料混合気群と空気層との新しい層状給気条件の構成を縦横回路状の燃焼容積部と、燃料噴流群の衝突攪乱拡散作用によって構成する。【選択図】図１
2011007168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン式エンジンのシリンダーヘッド部中心域に円錐筒状の燃焼室容積部を構成して主燃焼容積部とし、その下部を扁平円盤状のピストン容積部に連通して全燃焼容積部を構成する内燃機関構造とし、円錐筒状容積部内に燃焼点火着火用プラグを配備し、下部に連通する円盤状容積部のピストン中心面に円錐筒状容積部上部の燃料噴射弁から噴射する燃料噴霧中の粗粒子分をピストン面に衝突させ、衝突作用と熱雰囲気作用によって燃料噴霧群の微細気化活性化を図り、燃焼室中心域と主燃焼容積部を起点とした燃焼反応域の構成を特徴とした層状給気条件の構成を直噴燃料群の中空環状拡散展開と慣到性を制御した燃料供給手段により円盤状容積部端域の燃料到達を抑制し燃焼室中心域に燃料混合気密度を任意とする層状給気燃焼条件を構成し、燃料群の気化・混合・活性化を促進した燃焼室中心域を主な燃焼反応域とした層状給気燃焼により燃焼室端域で発生するノッキング現象を排除して機関の高過給化や高圧縮比化を可能とし、比出力の向上と共に排気中の有害成分低減を図る内燃機関の層状給気燃焼方法。
【請求項２】
燃焼室の中心域に燃焼容積部を円筒状と円盤状との連通構成として設けた燃焼室容積部を有する内燃機関において、円筒燃焼室内の上部より燃料を侠角中空環状拡散方式で下方に噴射し、円筒燃焼室内で任意な燃料混合気群の気化・混合・活性化条件を促進する手段として、円筒容積部内に供給する燃料噴射拡散噴流群の一部が接触や衝突や攪乱作用によって活性化が促進されるように、複数の耐熱材による邪魔棒部を配備する事を特徴とし、混合気群の気化活性化促進と燃焼膨張ガス流の熱混合作用の促進によって、連通する円盤状燃焼室端域部に達する燃料群の展開を空気または既燃ガス層を介して抑制する事とし、燃焼室中心域の燃焼容積部において反応し生成する燃焼ガス噴流を下部の円盤状容積部に展開する膨張行程においては円盤状容積部の空気や不活性ガス層で燃焼膨張ガス流動を囲成する如くに受け止める層状燃焼条件の構成を特徴とし、燃料の狭角中空環状拡散作用と円筒容積部の邪魔棒による衝突攪乱作用と熱雰囲気による微細化・気化・活性化の促進により燃焼室中心域の確実な層状給気条件と層状燃焼条件を構築する層状給気燃焼方式内燃機関。
【請求項３】
燃料の直噴と燃焼室内の燃料衝突作用によって燃焼室内の空気と燃料の気化混合や燃焼反応を促進するＯＳＫＡシステム内燃機関において、燃焼室中心軸域容積部の上部燃料噴射弁から噴射する燃料群が容積部の下部に設けた燃料衝突部かピストン面迄に到達する時系的要素を大とする手段とし、燃焼室中心軸部の燃料噴射弁と下部の燃料噴流衝突部間との距離を広げるべく中心容積部を円推筒状に形成して主燃焼室部とし、この円推筒状主容積部の下域をヘッド部とピストン間で形成する円盤状の下部容積部に連通して両燃焼室部の連結を回路的に絞り部を有しない燃焼室の構成を特徴とした内燃機関において、噴射燃料群を中空の環状拡散噴霧パターンとして気化条件を促進し主に上部燃焼室中心軸域に燃料混合気密度が濃くピストン間で構成する円盤状容積部端域への燃料展開を抑制した層状給気条件を構築し、燃焼室容積部の回路的構成と、燃料噴射ノズルの中空環状拡散パターンと、燃料噴流の衝突部による攪乱混合作用と、ピストン上部面の耐熱処理と燃料系の加熱作用とにより、燃料群の気化混合や燃焼反応の構成に必要な時系的条件や物理化学的条件の整合を電子制御により行い、燃焼室中心域を起点とする層状燃焼反応条件を構築し、ディーゼル燃焼においては急激な燃焼に因る騒音とＮＯｘや燻蒸煤塵の生成を抑制し、火花点火方式においてはエンドガスによるノッキング現象を解消する事により機関の高過給化や高圧縮比化を可能とし、機関の熱効率向上によるＣＯ２の削減と省エネ目的を達し、超高圧噴射技術でも解決できなかったディーゼル排気の煤塵やＮＯｘ問題を１００Ｍパスカル以下の噴射圧力とスロットルノズルによる直噴方式の電子制御技術により解決した内燃機関の層状給気燃焼方法。
【請求項４】
燃焼室構造と燃料噴射形態と燃料加熱装置との整合により、如何なる液体や気体の燃料でもオクタン価・セタン価の壁を越え圧縮着火内燃機関の燃料として利用しうるように、燃料供給条件を高圧縮比化する燃焼室雰囲気の上部ノズルより分割的に噴射律則で調整した燃料群として燃焼室内に噴射供給することとし、燃焼室中心域を起点とする圧縮着火燃焼反応域の構成を高圧縮比による圧縮着火層状燃焼条件で構築し、高い圧縮比の採用や高過給による運転によって機関熱効率を向上し燃焼騒音や排気の低公害化目的を達しうる事を特徴とした前記特許請求項１・２・３記載の圧縮着火方式多種燃料内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は内燃機関の層状給気燃焼技術と低公害化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】文明社会構築の源動力として活躍してきたガソリンやディーゼルエンジン等の内燃機関は大きな利便性と同時に地球の資源を消費しており近時は地球資源の保護や大気汚染や温暖化防止のために更にＣＯ２の少ない高効率な燃焼技術や省エネ低公害技術の開発が国際的課題として緊急に求められている。【０００３】本技術の発明者は石油系や水酸化系燃料による燃焼反応で動力を得る現在の火花点火式機関や圧縮着火によるディーゼル機関は何れも既成概念や生産性が優先され新技術の開発が遅れていることからこのままの推移では地球の資源保護も環境保全も手遅れとならないよう早期な抜本的対策の必要な事を啓発しその具体的技術対策を提示してきた。【０００４】先ず自動車エンジンに代表されているＥＦＩ方式では燃料が吸気と共に燃焼室の端域までに供給されるのでこれに因るエンドガスノッキング現象を避けることができない。従ってＥＦＩ方式では圧縮比を高めることや高過給比化が利用出来なく、更に軽負荷運転時には吸気を絞る必要があることから燃費の経済性が大きく損なわれている。【０００５】又高い熱効率の動力源として使われている直噴ディーゼル機関も燃焼室中心域から多噴孔ノズルで周端域に噴霧を拡散する燃焼方式を基本とし噴射系の超高圧化や噴流の分割技術等に頼り燃焼の改善を図っているが、中心部から多噴孔で燃焼室端域に向けて噴射する方法では燃料群を高圧高温雰囲気の各端域で同時的に反応する特性を変える事ができず、この急激な燃焼圧力に因るノッキング状の燃焼騒音と共にＮＯｘが多発する。【０００６】更に噴射燃料流の後続分は先行燃料の反応によって酸素の減じた熱雰囲気中での反応を余儀なくされ燻蒸化が進むことになり排気中のＰＭ２・５の始末も後処理技術に依存せざるをえないのが現在の直噴ディーゼルエンジンの大きな欠点でありディーゼルの開発以来１３０年以上経った現在でも排気煤塵やＮＯｘ低減問題は未解決なのである。【０００７】本技術の発明者は火花点火方式や直噴ディーゼル方式に共通する機能の向上と低公害化を図るには、先ず燃焼反応を阻害するノッキングやこれに近い急激な圧力上昇率を抑制する技術手段が必要でありノッキングによる破壊的圧力や騒音を制御することによれば内燃機関の高過給化や高圧縮比の採用が可能となり結果的に静かでＮＯｘが少なく燃費の経済的なＣＯ２排出抑制に有利なエンジンを実現し得ると確信している。【０００８】発明者はこれまでのエンジン開発実験経験の知見を踏まえ燃焼反応を支配する燃料と空気と燃焼室や池の物理的整合に有利な条件を見出すべく燃焼室の構成と燃料の噴射条件や燃焼室中心域を起点とした均等的火炎伝播反応や拡散燃焼条件の構築とノッキング現象を抑制しうる燃料の層状給気条件を燃料直噴方式により構成する事に傾注してきた。【０００９】その例としてシリンダーヘッド部とピストンキャビテイ間との燃焼室内中心軸域に燃料噴流の衝突部を設け、ヘッド部の燃料噴射ノズルより燃料を軸状噴流として衝突部に衝突させ燃料噴流の衝突拡散作用により燃焼室中心軸域と衝突部近傍に燃料混合気密度が濃く、スキッシュ域や端域に燃料の展開を抑制した直噴式衝突拡散層状給気エンジンシステムを構成しその運転結果と作用効果について発表してきた。
【参考論文】
ＳＡＥ技術レポート８７１６８９
ＳＡＥ技術レポート８８１２４１
ＳＡＥ技術レポート９００６０８
ＳＡＥ技術レポート９１１４６９
ＳＡＥ技術レポート９２１６４５
ＳＡＥ技術レポート９４０６６７
自動車技術会学術講演前刷集Ｎｏ・１１４−０８−２００８年Ｎａｇｏｙａ秋季大会（松岡信）
【特許文献】
特開昭  ６２−１３９９２１
【００１０】ＯＳＫＡと名称したこの燃焼システムは、当時より既に燃焼室中心域の多噴孔拡散ノズルによる直噴ディーゼル方式の噴霧到達端域の同時的反応に因るディーゼルノックと急激な圧力上昇に伴うＮＯｘや燻蒸煤塵の弊害について明確に原因を指摘しこの欠点を抜本的に改革しうる基本燃焼システムとしての資質を２０年前既に提示しているのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】本技術は燃料を燃焼室内で燃焼せしめ空気の熱膨張作用を利用してピストンをサイクル的に作動し動力を得る内燃機関の燃焼熱効率や排気の有害性制御に関わる重要事であり、燃焼反応を支配する燃料と空気との多様な物理的化学的条件の整合に更に燃焼室の構成条件などを加えることにより理想的層状給気条件を構成し、合理的な燃焼雰囲気の構成による機関の機能向上と排気の低公害化技術の提示を目的としている。【００１２】燃焼室中央部に配備した多噴孔ホールノズルより、燃焼室端域に向けて燃料を高圧によって噴射する従来の直噴方法は各噴孔燃料群が到達域で同時的爆発的に反応する高い圧力上昇率や燃焼騒音を避けることが出来なく、超高圧燃料噴射や多噴孔ノズル技術でも騒音と共に高ＮＯｘや燻蒸煤塵の発生因を物理的に解決することは至難なのである。【００１３】本発明は火花点火のＥＦＩ方式でも給気内の端域燃料分によるノッキングが原因となり、直噴ディーゼル方式でも燃焼室中心より外周端域に高圧多噴孔ノズルによって拡散噴射する方法では各燃料噴流到達点での同時的反応に因る急激で高い圧力の燃焼騒音に加えＮＯｘや燻蒸煤塵の発生因を避けることができず、これらが相乗して機関の高過給化や高圧縮比化を阻害している事からこれらの原因を燃料直噴層状給気方式と新しい層状給気に基づく燃焼方式によって抜本的に解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】各種燃焼方式内燃機関の機能を更に高め排気ガス成分の低公害化を図るために開発した本発明の一番目の発明は、火花点火機関においては予混合的にＥＦＩで燃料混合気を供給する方法では吸気と共に燃料が燃焼室の端域迄に達するのでＥＦＩ自動車エンジンではエンドガスノッキング原因が排除出来なく高過給や高圧縮比の採用ができない。【００１５】本発明はＥＦＩや気化器等で燃料と給気の予混合を図る燃料の供給方法ではエンジンの破壊にまでに到るエンドガスノッキング現象を回避解決出来ないことから燃料の供給方法を燃焼室中心軸上部よりの直噴方式とし、燃焼室中心軸の主燃焼容積部を円筒又は円推筒状に構成し、シリンダーヘッド部の吸排気弁間の中心部に位置付けしている。【００１６】また円錐筒状主容積部の下部はピストン面間で構成する円盤吠の容積と連通して回路的な燃焼室容積部を構成する仕組みである。円推筒状主容積部内には混合気に点火・着火するための電極が配備され、円錐筒下部の連通部には燃料噴流衝突部が設けられ燃料噴流群の衝突拡散展開により燃焼室中心軸部や衝突部近傍に燃料混合密度が濃く、円盤状容積部端域に燃料群の到達を抑制した燃料群の層状給気条件を構築したことにある。【００１７】即ち燃料と空気との混合条件を燃焼室中心域に任意とし円盤状周端域部を空気や既燃ガス域とする燃料群の層状給気条件を構成するために燃焼室の形状を上下の回路的容積部構造とし、燃料の噴射条件を燃焼室の上部ノズルより中空の環状円推状の拡散展開パターンとしてピストン面に向けて噴射供給し、燃焼室雰囲気温度や空気密度との接触条件を時系的に促進し燃料群の気化活性化条件を合理的に構成したことにある。【００１８】燃料噴射ノズルとピストン間との間隔を離し噴射燃料群の気化混合や燃焼条件の促進を図り噴流の慣到抑制と燃焼室中心軸域に濃い混合気群の層状展開を構成し端域に達する燃料を制御したことを特徴とした内燃機関の層状給気燃焼方式を燃焼室容積部の上下回路的な燃焼室構成と燃料噴霧流と衝突拡散条件との整合により構築した事にある。【００１９】二番目の発明は内燃機関の熱効率向上と騒音や排気の低公害化を図りうる理想的燃焼条件の構築を燃料群の層状給気方式によって具現化しうる燃料衝突拡散部の構成である、如何なる機械加工技術を駆使しても燃料噴流の衝突拡散作用のごとく衝突部を起点として燃料群を多方向に分裂させ立体的に微細的に拡散展開させうる作用は衝突拡散以外に燃料噴射ノズルによって行なう事は出来ないのである。従って衝突部における燃料群の衝突攪乱や拡散混合による燃料活性化作用と貫徹性減衰作用とは本層状給気方式構成条件の重要事であり、衝突部の耐久性や衝突による攪乱混合効果を高めるために形成した多穴状の衝突部構造は超高圧を必要としない燃料群の衝突拡散展開技法である。【００２０】三番目の発明は円筒又は円推筒状に構成した上部燃焼容積部内に複数の燃料噴流衝突拡散用突出部や邪魔棒部を設けて混合気群の気化活性化や着火火炎群の攪乱燃焼を促進し、燃料群の噴射慣到性や拡散火炎の端域慣到性を抑制した層状給気と層状燃焼の構築にあり燃料群の一部が邪魔棒部に衝突か接触する事で活性化し点火源を起点とした均等的火炎伝播燃焼が行なえる燃料衝突面部を有しない層状給気燃焼方法と着火技術にある。【００２１】四番目の発明は円筒又は円推筒状の上部燃焼容積頂部の燃料ノズルからの中空環状拡散燃料噴流群の供給燃料拡散パターンを制御する手段として、噴射ノズル芯弁の開閉リフトの可変的制御を電子制御によりおこない、無負荷時においても給気を絞る事無く運転しノッキングを抑制した高圧縮比着火拡散燃焼によって多種燃料の使用を可能とし機関の高過給化や高圧縮比の採用により省エネと低公害化の目的を達することにある。【００２２】燃焼室中心域に燃料混合気密度を任意としその周域を空気層によって囲成してなる層状給気方法とその燃焼雰囲気の構成を具現化する手段と作用効果を図面によって説明する。
【実施例】
【００２３】第１図第２図第３図、第４図、図５、を参照に説明すると、１はシリンダーブロック、２はシリンダーヘッド、３は１内で往復運動するピストン、４はシリンダーヘッド２内に構成されている中心軸燃焼室容積部、５は燃料噴射ノズル、６は火花点火栓又は着火用グロープラグ、７は吸気バルブ、８は排気バルブ、９はピストン面の円盤状容積部、１０は燃料噴射用ポンプ、１１はピストンの燃料噴流衝突面、１２はスロットルノズル、１３は噴射燃料の円推状中空噴霧拡散形、１４は燃焼室スキッシュ域、１５は燃料噴射調整部１６は多穴状衝突部、１７は吸気口、１８は排気口、１９は動弁バネ、２０は燃料加熱装置、２１は中空拡散燃料パターン、小矢印は燃料噴流・大矢印は空気、排気の移動方向を示す。【００２４】シリンダーヘッド部２の中心域に構成する主燃焼室容積部は吸排気弁７・８の間に構成する必要性から小径であり、上部に燃料噴射ノズル５とその左右に火花点火或いは燃料着荷用プラグ６を配備し、小径円錐筒状容積部４の下部はピストン面の円盤状容積部９に連通されて全燃焼室容積部が回路的に構成されピストン３の熱負荷を分担している。【００２５】第一図で示す火花点火方式エンジンにおける燃料の噴射供給時期はピストン３の吸気からの早期噴射も可能であるがＥＦＩと同じく早期な噴射は広域に広がり端域迄に燃料を拡散し端域ノッキングの原因を構成することになる。この問題を回避し燃焼室端域に燃料の到達することを制御するには各周端域より最も離れた位置、即ち燃焼室中心軸域にピストン圧縮行程に合せて噴射すれば燃料群の層状展開に有利なことが理解できる。【００２６】従ってシリンダー上部の中心軸主容積部４内の上部から下部に向かい燃料を噴射すればピストン面間で構成される上容積部内での主な燃料の拡散展開が実現されシリンダー周端域に燃料を配分する事が少なく中心軸域に燃料混合気密度を自在とする層状燃料の分布形態構成がピストン３の圧縮により高まりつつある燃焼室空間内で構成され端域に達する燃料は少なく燃料噴射タイミングの調整によって拡散展開の条件は変化するも燃焼室中心軸域に燃料展開密度の高い層状燃料域が構成される基本は変らず端域迄に達する燃料分の展開が抑制されるので端域ノッキング現象は起こらない。【００２７】このため機関のアイドリングや軽負荷時においても遅噴射や層状燃焼特性によって吸気を絞る事なく部分負荷運転が行なえ、高出力の必要時には排気タービン等による高過給や高圧縮比の採用が端ガスノッキングを抑制した層状給気燃焼によって実現される。この層状燃焼システムによれば燃料のオクタン価やセタン価に合せた圧縮比として低質燃料からガス燃料まで幅広い燃料がエンジン燃料として使われることになる。【００２８】次に本層状給気方式による圧縮着火燃焼方式を従来の直噴ディーゼル燃焼方式と比較して説明する。【００２９】燃焼室中心に多噴孔ノズルを配し燃焼室の端域に向けて燃料を多噴孔で拡散噴射する方式では如何に噴射を超高圧化しても細径多噴孔化しても燃料群が燃焼室端域に達し同時的に反応する物理の基本は変らない。この各端域における同時的反応に因る急激な直噴ディーゼル反応が騒音とＮＯｘや排気煤塵問題因となり解決至難な問題となっている。【００３０】その原因は直噴ディーゼルの多噴孔ノズルによる指向的端域噴射方法と燃料群が高圧高温の燃焼雰囲気で燃焼する物理的条件「液体燃料は微粒化しても高温に触れる外側から燃え始めるのでその内部は燻蒸化し炭化煤塵が生成する」に加え、着火遅れ現象で燃焼室端域迄に達する燃料群が同時的に反応することで生ずるノッキングに近い急激な圧力上昇率による燃焼騒音とＮＯｘを増加させる直噴ディーゼル本来の特性にあります。【００３１】従って直噴ディーゼルの機能を向上させ低公害化を図るには先ず直噴ディーゼルエンジンの基本とされてきた既成概念を考え直し、燃焼室中心域から多噴孔ノズルで燃焼室多端域の多方向に燃料を拡散噴射する従来の方法の限界と、発生する多くの矛盾と弊害を冷静に判断し燃焼を支配する燃料と空気や燃焼室構造を見究める必要があります。
燃料噴流群が各到達域で同時的に反応することに因る急激で破壊的な圧力上昇率と騒音の対策で機関の剛性を高める必要性がディーゼル機関を重くし価格を高くしています。【００３２】さらに高い圧力上昇率は燃焼過程でＮＯｘを増加し端域での空気利用率の低下によって燃料の燻蒸反応による炭化煤塵問題がいまも解決されることなく続いております。【００３３】これらの事からディーゼル機関の熱効率を高め低公害化を進めるには既成の燃焼方式を見直し人類の身近な動力として安易に経済的に使えるように静かで力強く安価で安心できる新燃焼技術の早期な実用化を促進する必要があります、その為には燃焼室の中心軸域を起点としたノッキングのない均等な火炎伝播や拡散火炎燃焼の行なえる燃料と空気との合理的整合条件を構成しうる層状的給気と燃焼条件の構築が必要なのであります。【００３４】従って直噴燃料の衝突拡散展開を特徴とするＯＳＫＡシステムの応用によれば衝突拡散燃料群の拡散動向は資料写真のごとく如何なる機械工作技術でも不可能な立体的で微細な拡散混合展開パターンの構成と慣到性を抑制した展開作用で衝突部を設置した燃焼室中心域に濃い混合気域が構成される事になります。【００３５】この燃料噴流の衝突拡散作用や攪乱作用は多噴孔ノズル１０の噴流と較べ慣到性が衝突拡散によって抑制されるので衝突部近傍の雰囲気中より離れた位置には燃料の供給が少なく、燃料の噴射供給条件もピントルやスロットルや茸弁タイプによる中空環状拡散噴霧として衝突部に衝突させて燃料の拡散燃料反応を促進する事によれば燃焼室中心域を起点とした静かな燃焼反応が高過給や高圧縮比化によって行なへるので機関の高効率化と低公害化の目的を超高圧噴射技術を用いることなく達成する事ができるのです。【００３６】図５に示すが如く本発明に用いる燃料噴射ノズルはスロットルタイプを用いているがこのノズル心弁リフトを制御する事によれば噴射される燃料の拡散展開パターンは円推状の中空環状拡散パターンとして小径の燃焼室容積部の頂部より狭角で噴射され容積部の空気と衝突しながら下部のピストン容積部に向かって進行し、容積部下部域に格子状に設けられた燃料衝突部により気化混合や高温既燃ガスの攪乱混合作用が促進されるのでＮＯｘやＰＭ２・５の低減と共に衝突部やピストン面の燃焼熱負担も軽減される。【００３７】従ってノズルからピストン容積部までに到る小径燃焼部の途中に着火源を配備する事によれば噴射燃料群の一部は確実に点火源に触れる事になり、この着火源を起点とした安定した燃焼反応が静粛急速に進行し目的とする比出力の向上と騒音・振動を含めたディーゼルエンジンの問題点のすべてが改善され排気の低公害化が実現されることになる。
【発明の効果】
【００３８】本発明の燃料直噴方式による層状給気方式並びに燃焼方式による内燃機関の効果を説明すると次の如くである。
【００３９】図１図２の如く燃焼室容積部側面図や正面図はシリンダー中心軸部を共有し上部を円推状容積部５とし、その下部に円盤状の容積部６をピストン面に構成して下部燃焼室とし、上部に燃料噴射ノズル１１を有する構成である。
【００４０】ノズル１１よりの噴射燃料群をスロットルノズルの開弁リフトを調整し狭角で中空の環状噴射パターン２３として下部のピストン容積部に軸状に貫徹性を抑制して供給し、ピストン面或いは多穴状衝突部９で衝突拡散させれば、燃焼室中心軸域での燃料の気化・混合・活性化が進み燃焼室中心軸域に燃料密度が濃く、円盤状燃焼室端域に達する燃料群の流動エネルギーは減速され端域に燃料の達しない層状給気の展開が構成される。
【００４１】また上部円筒状燃焼容積部５内に図５の如く拡散噴霧パターンの一部が接触するように複数の着火源部１２・１３や耐熱性邪魔棒２４を配備する事によれば噴射燃料群中の粒子群は邪魔棒部に接触し攪乱される事で気化・活性化が促進されるので燃料噴流を衝突部の衝突拡散作用により微細化気化が図れるために燃料衝突部９は不要となる。
【００４２】この様な層状給気方法と燃焼方法によれば従来の燃焼方式では改善出来なかった諸問題点が悉く改善解決される事になる。
【００４３】先ずディーゼルエンジンの特性とされてきたノッキングに近い急激な燃焼圧力上昇率の原因である多噴孔高圧噴射の端域同時反応による燃焼騒音が低減されることになると同時に高い燃焼圧力と温度とによって生成されるＮＯｘが減少し機関が静かに軽量化する。
【００４４】この層状給気方式や層状燃焼方式によれば超高圧などの高動力を要しなく、高価な噴射系を必要としなく目的とする内燃機関の熱効率向上や高機能化や燃焼騒音や排気中の有害成分の低減目的が行へ、困難とされているＮＯｘや煤塵・ＳＯＦ・ＰＭ２・５などの後処理負担を軽減できるので機関の価格低減と共に大きな経済効果が期待できる。
【００４５】特に機関熱効率の改善を阻害している火花点火機関のエンドガスノッキング現象や直噴ディーゼルの特性とされている多噴孔拡散ノズルに因る端域同時反応のノッキングに近い急激な圧力上昇率の騒音やＮＯｘ排気煤塵の問題が解決されるので高過給化や高圧縮比の採用が可能となり機関の比出力と低公害化課題が飛躍的に改善される効果は大きい。
【００４６】即ち現用技術により実施可能な内燃機関の改善を本発明の層状給気方法と層状燃焼方式により改革すれば大きな設備投資や新技術の開発を待つまでもなく現用エンジンよりも燃費が格段に優れ低公害で地球環境の保全に有益なエンジンの早期実用化が出来る。
【００４７】多穴状の燃料噴流衝突部９もインコネル等の耐熱線材で網状に構成することも有効自在であり、噴射弁や噴射燃料系の加熱２２による効果も寒冷地などの運転時に有効である、高動力を要し高価な超高圧噴射技術を必要としなく直噴ディーゼルの問題とされて来た機能が改善・解決される本技術は地球と人類の未来に大きな利益をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１図は本発明の１つの実施例を示す内燃機関の側面断面図と制御回路図、
【図２】第２図はシリンダーヘッド部の平面図、
【図３】図３は別の実施例を示す側断面図、
【図４】図４は燃料噴射系および点火処理系のフローチャート、
【図５】第５図はスロットルノズル拡大図と噴射燃料群の狭角中空環状噴霧パターン、
【図６】多穴状燃料衝突部の平面図を示す。
【符号の説明】  １・・・シリンダー
２・・・ピストン
３・・・シリンダーヘッド
４・・・燃焼室
５・・・上円推筒状燃焼容積部
６・・・下円盤状燃焼容積部
７・・・燃焼室スキッシュ域
８・・・燃焼室端域
９・・・多穴状噴流衝突部
１０・・・多噴孔燃料噴射ノズル
１１・・・スロットルノズル
１２・・・点火栓
１３・・・グロープラグ
１４・・・燃料噴射用カム
１５・・・燃料ポンプ
１６・・・電子制御ユニット
１７・・・吸気弁
１８・・・排気弁
１９・・・吸気口
２０・・・排気口
２１・・・動弁用バネ
２２・・・燃料加熱装置
２３・・・中空拡散燃料噴射パターン
２４・・・攪乱邪魔棒
小矢印は燃料噴流の移動方向
大矢印は空気・排気の移動方向を示す。
【図１】
2011007168.tif 000003
【図２】
2011007168.tif 000004
【図３】
2011007168.tif 000005
【図４】
2011007168.tif 000006
【図５】
2011007168.tif 000007
【図６】
2011007168.tif 000008