(57)【要約】      （修正有） 【課題】低負荷時、特に減速時の燃焼不安定を改良する予備燃焼室・点火制御装置付内燃機関を提供する。【解決手段】点火制御装置付き内燃エンジンで、少なくとも１つの燃焼室４、その燃焼室４におけるエンジン燃料または空気・燃料混合物の噴射手段８，１８、燃焼室４における空気・燃料混合物の燃焼を引き起こすための点火手段７を含み、この点火手段７が仕切１２によって境界を定められた予備燃焼室１に配置されたスパークプラグを備え、予備燃焼室１が仕切１２に形成された少なくとも１つの開口部５を介して燃焼室４と連通しており、噴射手段８，１８が空気とガソリンの混合物を生じさせこの混合物の予備燃焼室１内部への浸透を助けるために少なくとも２５０バールの圧力で燃焼室４にエンジン燃料を噴射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのシリンダー（２）、そのシリンダー（２）を塞ぐシリンダーヘッド（１０）、シリンダー（２）の中を滑るように搭載されたピストン（９）、シリンダー（２）の中でピストン（９）の上面（３０）とシリンダーヘッド（１０）の下面の間に規定される燃焼室（４）、燃焼室（４）への燃料または空気・燃料混合物の噴射手段（８，１８）、燃焼室（４）での空気・燃料混合物の燃焼を引き起こすための点火手段（７）を含み、この点火手段（７）が仕切（１２）によって境界が定められた予備燃焼室（１）の中に配置されたスパークプラグ（１３）を備え、予備燃焼室（１）が仕切（１２）に形成された少なくとも１つの開口部（５）を介して燃焼室（４）と連通しており、前記注入手段（８，１８）は、空気とガソリンの混合物を生じさせ、かつこの混合物の一部が予備燃焼室（１）の内部に浸透するように少なくとも２５０バールの圧力で燃料を燃焼室（４）へ噴射することを特徴とする、点火制御内燃エンジン。
【請求項２】
予備燃焼室（１）の仕切（１２）が複数の開口部（５）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
少なくとも１つの開口部（５ｂ）が、予備燃焼室（１）から燃焼室（４）への炎の先端面の通過は不可能にしつつ、かつ燃焼室（４）の空気・燃料混合物の自発的燃焼を引き起こすために予備燃焼室における燃焼から発生する不安定な成分の通過を可能にする寸法の通路を持つことを特徴とする、請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
少なくとも１つの開口部（５ａ）が予備燃焼室（１）から燃焼室（４）への炎の先端面の通過を可能にする寸法の通路を持っていることを特徴とする、請求項２または３に記載のエンジン。
【請求項５】
全ての開口部（５）が、予備燃焼室（１）の炎の先端面の燃焼室（４）への通過を不可能にしつつ、かつ燃焼室（４）の空気・燃料混合物の自発的燃焼を引き起こすために予備燃焼室（１）における燃焼から発生する不安定な成分の通過を可能にする寸法の通路を持つことを特徴とする、請求項２または３に記載のエンジン。
【請求項６】
予備燃焼室（１）の仕切（１２）が１０Ｗ／Ｋ／ｍ以上の熱伝導性を持つ物質により構成されていることを特徴とする、請求項１ないし５の何れかに記載のエンジン。
【請求項７】
予備燃焼室（１）の仕切（１２）が銅合金により構成されていることを特徴とする、請求項１ないし６の何れかに記載のエンジン。
【請求項８】
噴射手段（８，１８）と点火手段（７）が、燃焼室（４）での燃料噴射の際に予備燃焼室（１）の仕切（１２）が少なくとも部分的に燃料で濡れるように、予備燃焼室（１）の仕切（１２）が噴射手段（８，１８）によって噴射された燃料の経路の少なくとも一部に位置するように配置されているということを特徴とする、請求項１ないし７の何れかに記載のエンジン。
【請求項９】
作動中の少なくともある１つの燃焼サイクルにおいて、１サイクル分の燃焼のために噴射手段（８，１８）から出される燃料が、部分的で１つ１つが区別された複数回の噴射によって噴射されることを特徴とする、請求項１ないし８の何れかに記載のエンジン。
【請求項１０】
前記部分的な噴射の内の少なくとも１回が点火手段（７）による燃焼室（４）での燃料の燃焼の前、また少なくとも１回は燃焼の後に行われることを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１１】
燃料はガソリンであることを特徴とする、前記請求項１ないし１０のいずれかに記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は予備燃焼室・点火制御装置付き内燃エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に点火制御装置付き内燃エンジンに関するものであり、少なくとも１つのシリンダー、シリンダーを塞ぐシリンダーヘッド、シリンダーの中を滑るように搭載されたピストン、シリンダーの中でピストンの上面とシリンダーヘッドの下面によって規定された燃焼室、その燃焼室への燃料または空気・燃料混合物の噴射手段、燃焼室において空気・燃料混合物の燃焼を引き起こすために用意された点火手段を含み、これらの点火手段は１つの仕切りによって境界を定められた予備燃焼室の中に配置されたスパークプラグを備え、この予備燃焼室はその仕切りに形成された少なくとも１つの開口部を介して燃焼室と連結されている。
このようなエンジンは、特に文書ＦＲ２７８１８４０で知られている。
【特許文献１】フランス特許第２７８１８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このタイプのエンジンは、特に大負荷時におけるカチャカチャという音の発生を抑制するため、総体的に満足できる性能を有するものではあるが、低負荷時、特に「減速時」のエンジンの燃焼は不安定である。
【０００４】
本発明の目的の１つは、上記に示す従来技術の不都合の全てまたは一部を解消し、従来技術と比較して改良された性能を有する、予備燃焼室・点火制御装置付き内燃エンジンを提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのために、本発明による点火制御装置付き内燃エンジンは、前述の前提部分が示す総称の定義と一致すると共に、主として噴射手段が、空気とガソリンの混合物を生じさせその一部が予備燃焼室の内部に浸透するのを助けるように、少なくとも２５０バールの圧力で燃料を燃焼室の中へと噴射することを特徴とする。
一方で本発明は以下のうち１つまたは複数の特徴を含んでいる：
−予備燃焼室の仕切りは複数の開口部を備えている、
−少なくとも開口部の１つが、予備燃焼室の炎の先端面が燃焼室へ通過することは不可能にしつつ、かつ燃焼室の空気・燃料混合物の自発的燃焼を可能にするために予備燃焼室における燃焼から発生する不安定な成分の通過を可能にする寸法の通路を有する、
−少なくとも開口部の１つが、予備燃焼室の炎の先端面が燃焼室へ通過することを可能にする寸法の通路を有する、
−全ての開口部が、予備燃焼室の炎の先端面が燃焼室へ通過することを不可能にしつつ、かつ燃焼室の空気・燃料混合物の自発的燃焼を可能にするために予備燃焼室における燃焼から発生する不安定な成分の通過を可能にする寸法の通路を有する、
−予備燃焼室の仕切りは１０Ｗ／Ｋ／ｍより高い熱伝導性を持つ物質によって構成されている、
−予備燃焼室の仕切りは銅合金によって構成されている、
−噴射手段と点火手段は、燃焼室への燃料噴射時において少なくとも部分的に予備燃焼室の仕切りを燃料で濡らすため、予備燃焼室の仕切が少なくとも部分的に噴射手段によって噴射されるエンジン燃料の経路に位置するように配置されている、
−このエンジンの作動中の少なくとも１つのサイクルにおいて、１サイクル分の燃焼のために噴射手段から出される燃料の量は、１つ１つが区分された複数回の噴射によって噴射される、
−部分的な噴射のうち少なくとも一回は点火手段による燃焼室での燃料の燃焼が起こる前に、また少なくとも一回はこの燃焼の後に、噴出される、
−このエンジン燃料はガソリンである。
【０００６】
その他の特徴と利点は、図を参照した以下の記述の中で明らかにする。
−図１は、本発明による内燃エンジンの、ある１サイクルの燃焼の最初の瞬間の部分的で大まかな断面図を示す。
−図２は、図１と同じ断面図で、その１サイクルの燃焼のうちその後の１つの瞬間を示す。
−図３は、図１と同じ断面図で、その１サイクルの燃焼のうちその後の、図２とは別の１つの瞬間を示す。
−図４は、図１と同じ断面図で、その１サイクルの燃焼のうちその後の、図３とは別の１つの瞬間を示す。
−図５は、図１のエンジンの詳細が部分的に断面図となった大まかな拡大図で、このエンジンの点火手段を示す。
−図６は、図５の点火手段の下面図であり、これらの点火手段の境界を定める仕切りを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この、図１から４に示された内燃エンジンは少なくとも、シリンダー２、このシリンダー２を塞ぐシリンダーヘッド１０、および当該シリンダー２の中を滑るように搭載されたピストン９を備えている。
燃焼室４の範囲は、シリンダー２の中でピストン９の上面３０とシリンダーヘッド１０の下面２０の間で定められている。このピストン９の上面３０は燃料を閉じ込めるための空洞を形成する。
このエンジンは、例えば噴射ポンプ１８により燃料が供給される噴射器８によって構成される燃料噴射手段８、１８を燃焼室４の中に備えている。図に示されているように、噴射器８はシリンダー２の縦の対象軸にほぼ平行に設けることができる。
燃焼室４における空気・燃料混合物の燃焼を引き起こすための点火手段７は、噴射器８に隣接するように配置されている。
これらの点火手段７は、予備燃焼室１の中に配置された点火プラグのようなスパークプラグ１３を備えている（図５）。
少なくとも燃焼室４の方を向いた部分においては、予備燃焼室１は仕切り１２によって境界を定められている。予備燃焼室１は、仕切１２に形成された少なくとも１つ、または好ましくは複数の開口部を介して燃焼室４と連通している。
【０００８】
本発明によると噴射手段８、１８は、予備燃焼室１の内部への浸透に適した空気とガソリンの混合物を生じさせるために、少なくとも２５０バールの圧力でエンジン燃料を燃焼室４へと噴射する。
燃料の燃焼室４から予備燃焼室１へのより優れた通過を保証する本発明によって、噴射された燃料の細分化・微粒子化・気化が改善されている。
予備燃焼室１へと導入された空気・燃料混合物は、従来技術に比較してより優れた燃焼を実現するように十分な量であり、燃焼に好適な状態である。つまり本発明によるエンジンの燃焼は改善されている。
一方、本発明による噴射は同じ量の燃料に対してかかる時間が短縮されている。そのため１サイクルの燃焼の間でより遅い噴射、言いかえればそのサイクル内のより的確な瞬間での噴射を可能にしている。
【０００９】
図６に表された実例の中で、予備燃焼室１の仕切１２には８つの開口部がある。
開口部５ａは、予備燃焼室１の炎の先端面の燃焼室４への通過を可能にする寸法の通路を有している。その他の開口部５ｂは、予備燃焼室１の炎の先端面の燃焼室４への通過は不可能にしつつ、かつ燃焼室４の空気・燃料混合物の自発的燃焼を可能にするために予備燃焼室１における燃焼から発生する不安定な成分の通過は可能にする寸法の通路を有している。
当然このような実施例は限定的なものではなく、その他の挙げられていない変形例では：
−全ての開口部は炎の先端面の通過を可能にする寸法を持ち得る、また、
−全ての開口部は炎の先端面の通過を不可能にしつつ、かつ燃焼室４の空気・燃料混合物の自発的燃焼を可能にするために予備燃焼室１における燃焼から発生する不安定な成分の通過を可能にする寸法を持ち得る。
【００１０】
一方、炎の先端面を通過させるか否かに関わらず、開口部５ａ、５ｂのその他の組み合わせも可能であり、本発明の一部である。
不安定な成分のみ（炎の先端面は含まず）通過させる、開口部は、例えば、１ｍｍ以下の直径を有する。炎の先端面を通過させる開口部５ａは例えば、１〜３ｍｍの直径を有する。
これら開口部５は、直径よりも長さが小さいことが好ましい。
同じく、予備燃焼室１の仕切１２は１０Ｗ／Ｋ／ｍ以上の、またはむしろ３０Ｗ／Ｋ／ｍ以上の熱伝導性がある物質で構成されているのが好ましい。例えば、予備燃焼室１の仕切１２はＣｕＣｒＺｒより高い熱伝導性をもった銅合金で構成されている。
【００１１】
本発明のもう１つの好ましい特徴によると、噴射器８と点火手段７は予備燃焼室１の仕切１２が少なくとも部分的に噴射器８から出たばかりの燃料の直接の経路に位置するように配置されている（図１）。  このように噴射器８は、燃焼室４における燃料の噴射時、予備燃焼室１の仕切１２を少なくとも部分的に燃料で濡らす（図２）。
本発明による噴射法は仕切１２を濡らしている燃料のより大きくより迅速な気化を助け(図２)、それと同様に予備燃焼室１への燃料のよりよい供給を助ける（図３：特に圧縮の段階においてこの予備燃焼室の中に燃料の蒸気が供給されている）。
よってその後のスパークプラグ１３による予備燃焼室１での混合物の燃焼は改善され、同じく予備燃焼室１から燃焼室４への炎の先端面と不安定な化合物（またはそのどちらか）の通過も改善されている。それにより、空気・燃料混合物の燃焼室４におけるより優れた燃焼が実現される（図４）。
【００１２】
本発明によれば、噴射器８へのエンジン燃料の高い圧力は、２５０から２５００バールの間である。この高い圧力での噴射は、特に噴射されたエンジン燃料の圧力が５００バールを超える時、空気・燃料混合物の微粒子化とその燃料荷の均質化をより優れたものにする。
同じくこの積載燃料の改善された微粒子化によって、微粒子化の際の混合物の気化潜熱によって、空気と燃料から成る燃料の冷却が効率よく行われる。このことは燃料の燃焼を改善し、排気ガスの温度が上がりすぎ、ターボコンプレッサーのタービンや排気ガスの処理装置などが傷むのを避けることにつながっている。
【００１３】
同じく本発明によると、１サイクル分の燃焼のために噴射手段から出される燃料の量は、それぞれが独立した複数回の噴射に分割されている。例えば、一回目の噴射は予備燃焼室１にエンジン燃料を浸透させるためであってもよい。その後の１回または複数回の噴射は、予備燃焼室１における積載燃料の点火の前・最中・後、またはそのいずれかの間に実行されても良い。この噴射法は燃焼効率さえも改善する。
好ましい実施形態においては、燃料はガソリンである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による内燃エンジンの、ある１サイクルの燃焼の最初の瞬間の部分的で大まかな断面図を示す。
【図２】図１と同じ断面図で、１サイクルの燃焼のうちの瞬間を示す。
【図３】図１と同じ断面図で、１サイクルの燃焼のうちの他の瞬間を示す。
【図４】図１と同じ断面図で、１サイクルの燃焼のうちの他の瞬間を示す。
【図５】図１のエンジンの詳細を部分的に断面図で示す拡大図で、このエンジンの点火手段を示す。
【図６】図６は、図５の点火手段の下面図を示し、これらの点火手段の境界を定める仕切りを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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