タンブル流を促進する燃焼室

【課題】対向ピストン中の燃焼室、ピストン頂部が、互いに接近するとき、これらがタンブル流を、ピストン頂部に規定した１つまたは２つの半球のスペース中に誘発するようデザインされる内燃機関を提示する。
【解決手段】燃焼室はシリンダー壁の中に取り付けてなる噴射装置サイドを更に含む。或る具体化例では、２つの半球内のタンブル流は同じ方向のものであるが、もう１つの具体化例では、反対方向のものである。更なるもう一つの具体化例の中に、その中にタンブル流が誘発される１台の噴射装置と１個の半球が存在する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本公開特許は、内燃機関中の燃焼室の形と噴射装置のオリエンテーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の熱効率とここから放出される排気ガスの量は、燃焼室の形、燃料用噴射ノズル、噴射圧を少数の例として含む多くの要因によって決まる。典型的なディーゼルエンジン用燃焼室について、多くのことが既知で、（今までに）多くのことが調べられてきた。しかし、慣例に従わないエンジンの場合、燃焼室のどんな形や燃料噴射のどんな特性が望みの混合やエンジンの性能を提供することができるかについては、ほとんど知られていない。
【０００３】
慣例に従わないこのようなエンジンである対向ピストン、対向シリンダー（ＯＰＯＣ）エンジン１０を、図１に等角図法により開示する。吸気ピストン１２と排気ピストン１４は、（容易に見えるように開示されていないシリンダーである）第１および第２シリンダーの各々の中で往復運動する。吸気ピストン１２と排気ピストン１４は、クランクシャフト２０の（見えない）２本のジャーナルとプッシュロッド１６を介して連結されている。吸気ピストン１２と排気ピストン１４は、クランクシャフト２０の（見えない）２本のジャーナルと、２本のプルロッドを持つ各吸気ピストン１２を使って、プルロッド１８を介して連結されている。図１中のエンジンには、吸気ピストン１２（または１２’）のピストン頂部２２と排気ピストン１４（または１４’）のピストン頂部２４および（見えない）シリンダー壁の間に形成されてなる２つの燃焼室が付いている。両方のシリンダー中のピストンを図１中の中間位置に開示する。ピストンが互いに近づくと燃焼が開始される。図１中のピストンの頂部２２と２４は、望みの性能を提供するように最適化されないかもしれない。ピストン頂部２４は、チャンバーの周囲に高架領域およびチャンバーの中間部に平らなボールをそれぞれ持っている。望みの圧縮率を達成するため、ピストンボールに含めるボリュームが規定される。ピストン頂部２４は、この分野の技能に精通した人々の間に圧搾として有名な高架領域を持っている。圧搾領域の投影されたエリアは、ピストン頂部２４の投影されたエリアの小さな部分である。但し、ボールは投影されたエリアのより大きい部分である。ボールが占める面積が大きいので、ボールの深さは制限される。このような浅いボールは、ピストン頂部の表面に顕著に影響を及ぼすことなく、噴射装置から燃焼室に入る燃料ジェットを収容するスペースを可能にしない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（本公開特許に基づき）タンブル流を誘発する燃焼室が開示される。燃焼室にはシリンダー壁、シリンダー壁の中に配置してなる吸気ピストン、シリンダー壁の中に配置してなる排気ピストンおよびシリンダー壁を貫通する開口部の中に配置してなる第１燃料噴射装置が含まれる。ピストンはシリンダー壁の内側で往復運動するため改造される。ピストンの頂部がそれらの最も近いアプローチにあるとき、ピストンの頂部の間に位置する燃焼室は第１領域と第２領域を形成する：第１領域は実質上、第１噴射装置に近接するコーンのチップを含む噴射装置に最も近いコーンおよび第１噴射装置から離れた部位のコーンのベースで、第２領域は実質上、コーンのベースとほぼ一致する半球の平面を含む半球である。ピストンは、上部位置と下部位置の間で往復運動するように配置設定され、コーンは、第１噴射装置のチップと半球の間に目視点検用の開口部を提供する。噴射装置を横切る部位から燃焼室の半球に向かって９０度回転させたシリンダーの中心軸を横断して取ったピストンの断面は、燃焼室の半球状領域の各サイドにある２個のピストンの頂部が、ピストンが自身の最も近いアプローチに位置するとき、２つのピストンの間に存在する薄いリボンが、半球の周辺部と実質上正接するように傾斜していることを示す。ピストンがお互いに接近すると、２つのピストンの間のガスが竜巻を誘発している円錐形で且つ半球体の領域の中に詰め込まれる。竜巻はシリンダー壁の中心軸に実質上直角である回転の軸を持つタンブル流である。コーンのベースと同一なピストンの断面は、半球の両側にある２個のピストンの頂部が、ピストンがそれらの最も近いアプローチにあるとき、２個のピストンの頂部の間に存在する薄いリボンが、半球の周囲と実質上接するように傾いていることを示す。
【０００５】
幾つかの具体化例では、シリンダー壁を貫通する第２開口部の中に配置してなる第２燃料噴射装置が含まれている。第２燃料噴射装置は、第１噴射装置と対向するように配置されている。ピストンの頂部がそれらの最も近いアプローチにあるとき、ピストンの頂部の間に位置する燃焼室は第３領域と第４領域を形成する：第３領域は実質上、第３噴射装置により近い部位のコーンのチップを含む第２噴射装置に最も近いコーンであり、第４領域は実質上、第３領域のコーンのベースと同一な第４領域の半球の平面および第２噴射装置から離れた部位のコーンのベースを含む半球である。第４領域の半球と第２領域の半球は重なり合わない。第１領域のコーンのベースと一致するピストンの断面は、ピストンが自身の最も近いアプローチに位置するとき、ピストン頂部の間に存在している薄いリボンが事実上第２領域の半球の周囲と正接するように傾いていることを示し、第３領域のコーンのベースと一致するピストンの断面は、第４領域の半球の各サイドの上にある２本のピストンの頂部が、ピストンが自身の最も近いアプローチに位置するとき、ピストン頂部の間に存在している薄いリボンが事実上第４領域の半球の周囲と事実上正接するように傾いていることを示す。ピストンが互いに接近するとき、第２領域の半球の中に押し出される２本のピストンの間にあるガスは第１方向に動く回転流を生み出す。ピストンが互いに接近するとき、第４領域の半球の中に押し出される２本のピストンの間にあるガスは実質上第１方向に動く回転流を生み出す。代わりの具体化例では、ピストンが互いに接近するとき、第４領域の半球の中に押し出される２本のピストンの間にあるガスは実質上第１方向と対向するセンスを持つ方向のタンブル流を生み出す。
【０００６】
燃焼室には、シリンダー壁；シリンダー壁の内側に配置してなる吸気ピストン；シリンダー壁の内側に配置してなる排気ピストン；および実質上互いに対向する第１および第２噴射装置を含むシリンダー壁を貫通する第１および第２開口部の中に配置してなる第１および第２噴射装置が含まれていることが開示される。ピストンはシリンダー壁の内側での往復運動に順応している。ピストンの頂部が自身の最も近いアプローチに位置するとき、ピストンの頂部の間にある燃焼室は、第１噴射装置のチップと実質上同じコーンのチップを含む第１コーンおよび第１噴射装置から離れた部位に位置するコーンのベース；第２噴射装置のチップと実質上同じコーンのチップを含む第２コーンおよび第２噴射装置から離れた部位に位置するコーンのベース；第２コーンのベースと同一な第１半球のベースを含む第１半球；および第２コーンのベースと同一な第２半球のベースを含む第２半球を定義する。ピストンの頂部が自身の最も近いアプローチに位置するとき、第１および第２半球は実質上、第１および第２噴射装置のチップによって規定された直径に沿って配置され、第１および第２半球は交差しない。ピストンが互いに接近するとき、第１および第２コ−ンの間でなくピストンの頂部の間にあるガス並びに第１および第２半球は、第１および第２コーンおよび第１および第２半球の中に押し込まれ；ピストンチップは、第１および第２半球の中に押し込まれたガスがタンブル流を生み出すように配置される。吸気ピストンは第１および第２噴射装置と交差し、シリンダーの中心軸と平行な面の一方の側に高架部分を持ち；排気ピストンは、面の一方の側に、対応する凹型の部分を持ち；吸入ピストンは、面の一方の側に凹型の部分を持ち；排気ピストンは、面の他の側に、対応する高架部分を持っている。第１半球のタンブル流は第２半球のタンブル流と実質同じ方向に回転する。ピストン頂部の第１、第２、第３および第４象限について考えると、吸気ピストンは第１象限と第４象限の中に凸部分を持ち、第１象限と第３象限の中に凹部を持ち、排気ピストンは第１象限と第３象限の中に凹部を持ち、第２事象と第４事象の中に凸部を持っている。凸部と凹部は、ピストン頂部の中に定義されたコーンと半球専用のものである。第２象限は第１象限と第３象限の間に位置している。第２半球中に第２方向を持ったタンブル流および第２半球中に第２方向を持ったタンブル流を発達させるため、ピストンの凸部を第１方向に関して反対のセンスの第２方向で、ピストンの凹部に添付する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ＯＰＯＣエンジンの等角投影図ある；
【図２】本公開特許の具体化の要件を満たすシングル噴射装置とタンブル流を誘発する燃焼室の断面図である；
【図３】本公開特許の具体化の要件を満たすシングル噴射装置とタンブル流を誘発する燃焼室の断面図である；
【図４】本公開特許の具体化の要件を満たすシングル噴射装置とタンブル流を誘発する燃焼室の断面図である；
【図５】実質同じ方向で回転する２つのタンブル流を誘発させる本公開特許の具体化の要件を満たす２重噴射装置およびタンブル流を誘発する燃焼室の断面図である；
【図６】実質同じ方向で回転する２つのタンブル流を誘発させる本公開特許の具体化の要件を満たす２重噴射装置およびタンブル流を誘発する燃焼室の断面図である；
【図７】図５〜図６の吸気ピストンの頂部の等角投影図である；
【図８】半球に対するカウンター回転、即ち反対方向のタンブル流を含む本公開特許の具体化の要件を満たし、実質同じ方向で回転する２つのタンブル流を誘発させる２重噴射装置およびタンブル流を誘発する燃焼室の断面図である；
【図９】半球に対するカウンター回転、即ち反対方向のタンブル流を含む本公開特許の具体化の要件を満たし、実質同じ方向で回転する２つのタンブル流を誘発させる２重噴射装置およびタンブル流を誘発する燃焼室の断面図である；
【図１０】吸気ピストン頂部の等角投影図である；
【図１１】それぞれカウンター回転しているタンブル流を含む図１０の排気ピストン頂部の等角投影図である；
【図１２】シングル燃料ジェットから起こる燃料スプレーと燃焼のイラストである；
【図１３】１個の燃焼ボールが中心から分岐する代わりの具体化例を示す；
【図１４】１個の燃焼ボールが中心から分岐する代わりの具体化例を示す；
【図１５】本公開特許に基づきピストン頂部を形成する方法を説明するイラストである；
【図１６】本公開特許に基づきピストン頂部を形成する方法を説明するイラストである；
【図１７】本公開特許に基づきピストン頂部を形成する方法を説明するイラストである；
【図１８】本公開特許に基づきピストン頂部を形成する方法を説明するイラストである；
【図１９】本公開特許の幾つかの具体化の要件を満たすピストンの等角投影図である；
【図２０】本公開特許の幾つかの具体化の要件を満たすピストンの等角投影図である；
【図２１】本公開特許の幾つかの具体化の要件を満たすピストンの等角投影図である；
【図２２】図２１の具体化例の断面図；である
【図２３】本公開特許の幾つかの具体化の要件を満たすピストンの等角投影図である；
【図２４】本公開特許の実施形態の要件を満たすピストンを作る方法である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の分野に属する技術に関して熟練した普通の技能を有する人々が理解しているように、添付図面のいずれかを引用して例証され且つ説明された具体化礼例の持つ様々な特徴を、１つまたはそれ以上の他の図面の中に例証された特徴と組み合わせて、明確に例証または説明されていない代わりの具体化例を生成させることができる。例証された特徴の組み合わせは、典型的な応用に対する代表的な具体化例を提供する。しかし、本公開特許の教えと一致する特徴の様々な組み合わせや改良を特別な応用や実行に望むことができる。本発明の分野に属する技術に関して熟練した普通の技能を有する人々は、明確に説明あるいは例証されているか否かと関係なく、同等な応用な実行を認めてもよい。
【０００９】
本公開特許の実施形態に基づく燃焼室を例証するＯＰＯＣエンジンの一部の断面図を図２に示す。吸気ピストン４０の一部と排気ピストン４２の一部をそれらの最も近い位置に示す。ピストンリングを取り付けるため、ピストン４０は溝４４と４５を持ち、ピストン４２は溝４６と４７を持っている。説明を便利にするため、ピストンリングは、図中の溝の中にも、ピストンを例証する以下の図にも開示しない。ピストン４０およびピストン４２はシリンダー壁の内側で往復運動する。燃焼室は、ピストン４０と４２およびシリンダー壁５０の間に封じ込められたボリュームである。最も近い位置にあるピストンの頂部は、少なくとも０．５ｍｍ離す。この分野の技術に熟練した人々は、当該分離の最小幅が、サイズや許容範囲等を含むエンジンの明細によって変わることを高く評価している。このような範囲は、例として提供したもので、限定するよう意図したものではない。
【００１０】
噴射装置６０を使った単式噴射装置の具体化例を図２に示す。領域５２中のピストン４０と４２の間にある開口部は噴射装置６０に近い部位に位置するコーンのチップと実質上コニカルである。開口部の断面を、噴射装置６０から出る増加した量の燃料ジェットを収容するため、増やす。領域５４中では、噴射装置の末端であるピストン４０と４２の間の開口部は十分半球に近い。噴射装置６０から出た燃料は、領域５２を通って領域５４に移動することができる勢いを持っている。しかし、燃料の多くは蒸発するので、液滴の勢いは、燃焼室内の圧縮ガスとの摩擦によって弱められる。噴射装置の穴のサイズおよび噴射の圧力等の特性を慎重に選ぶと、小滴は噴射装置から離れた部位に位置する燃焼室の壁に影響を及ぼさない。
【００１１】
図２から９０度回転させた代わりの断面を噴射装置のチップから見た図である図３に示す。図２の領域５４の半球の形は、図３の中でもっと容易に見ることができる。位置４０および４２の頂部の形は、タンブル流、即ち、シリンダー壁５０の中心軸６６と実質上直角な回転の軸を持つ竜巻の発生を促進する。ピストン４２の頂部の一部６４は、軸６６に向かって上向きに曲がっている。ピストン４０の一部６２は軸６６に向かって下向きに曲がっている。ピストン４０と４２は互いに近づくように動くので、これらは、自身の間にガスを押して、矢印７０が示すように接線方向に押し出す。同様に、ピストン４０の頂部の一部５６およびピストン４２の頂部の一部５８は圧縮ストローク中にガスを、矢印７２が示すように接線方向に押し出させる。燃焼室の半球領域と交差する矢印７０と７２によって示されている流れは、矢印７４によって示すようなタンブル流を生み出す。このようなタンブルガスは、燃焼効率を改善し、ディーゼル微粒子の発生を減らすため、燃料を空気と混合するのを助ける。
【００１２】
図３の画面に示すような燃焼室は、燃焼室内に左から右に考えられるように、タンブル流を生成することを可能にする上向きのスロープを持っていることを示す。
【００１３】
図５の中では、ジェット６８は噴射装置６０から燃焼室内に押し出される。ジェット６８のチップは、図４に例証した時間に領域５４に到達していない。図４の中では、見えるジェットによって塞がれている可能性のある追加ジェットと共に３つのジェットを見ることができる。しかしながら、どんな数のジェットも噴射装置６０から出ることができる。
【００１４】
１台の噴射装置に燃料を燃焼室内に供給させることが望ましい。しかし、取り入れた空気を有効に利用するため、ジェット６８が１台の噴射装置からシリンダー中の空気にアクセスすることが不可能な場合、第２の噴射装置をシリンダー中に取り付けてもよい。シリンダー１５０中に２台の噴射装置を含ませたこのような具体化の例を図５に示す。図２および図３の燃焼室の小型バージョンである２つの燃焼室の一部を図４に示す。噴射装置１６０に隣接している燃焼室の領域１５２は実質上コニカルである。噴射装置１６０の端末装置である燃焼装置の領域１５４は半球を形成する。
【００１５】
図５中のピストンの代わりの画面を図６中に示す。代わりの画面は図５に関して９０度回転させた画面、即ち、噴射装置１６０の１つのチップによって見られるような画面である。ピストン１４２の表面の一部１６２およびピストン１４０の一部１６４は上向きに右側に曲がっていので、圧縮ストローク中に、部分１６２と部分１６４の間のガスは、矢印１７０によって示すように、圧搾される。同様に、ピストン１４２の一部１５８およびピストン１４０の一部１５６は、一部１５６と一部１５８の間のガスが、矢印１７２が示す如く導かれるように、左から右に向かって上向きに傾いている。これらの流れは矢印１７０と１７２によって例証される如く、丸矢印によって示されるようなタンブル流を形成する。
【００１６】
ピストン１４０の頂部を、２つのボール中のタンブルが同じ一般方向で回転する部分１５８お１６４を例証する図７中に等角投影図法で示す。
【００１７】
反対方向に回転するタンブル流を含む代わりの具体化例を図８に示す。２つの噴射装置２６０がシリンダー２５０の中に配置され、ピストン２４０とピストン２４２の間のガスが２つの燃焼室を形成する。噴射装置２６０に最も近い燃焼室の領域２５２は本質的にコニカルで、噴射装置２６０から最も離れた場所に位置する燃焼室の領域２５４は実質的に半球を形成する。図５中の具体化例は、燃焼室の画面が、燃焼室の表面の主要な部分は吸気ピストンの中に形成されることを示す。図５〜図７はタンブル流が実質同じ方向に回転する同じ具体化例の異なった画面である。図８〜図１１はタンブラー流が反対方向に回転する具体化例の画面である。図８の中に例証されている燃焼室の画面の中では、タンブル流は逆に回転している。図９の中に見ることができる燃焼室の一部は、ピストン２４０および２４２が圧縮行程中に互いに相手に向かって動くとき、押し出されるガス２７０と２７２のジェットからタンブル流２７４をもたらす。
【００１８】
ピストン２４０の頂部を図１０の中に示す。ピストンの凸部以外の部分が、図７中の場合のように、ピストンの一方の側にある場合、ピストン２４０の凸部２８０は（軸２６６に関して互いから交差して）互いに対向する、即ち、象限中で、中心軸２６６に関して、互いから交差する。ピストン２４０の中部の凹部２８２も互いに対向するように配置する。図１１中に、排気ピストン２４２の等角投影図を燃焼室の部分の中に噴射するジェット２８６と一緒に示す。各噴射装置２６０から出る３つのジェットは図１１の中で見ることが出来る。追加のジェットが噴射装置２６０から出ることもあるが、図１１中で見ることができない。代わりに、より多いか少ないジェットを含む噴射装置を使うことができる。排気ピストン２４２は互いに完全に対向した凸部２９０および凹部２９２を持っている。排気ピストン２４２の凹部２９０は運転における往復運動中に吸気ピストン２４０の凸部２８０に向かって動く。吸気ピストン２４０の凹部２８２は排気ピストン２４２の凸部２９２に向かって動く。各ピストンの凹部が窪んだ部分と近接しているので、２つの燃焼室の一部の中のタンブル流の方向が反対のセンスかカウンター回転のものとなる。
【００１９】
ディーゼルジェットの燃焼の表示を図１２に示す。燃料は（開示されていない）燃料噴射装置のオリフィス３００から生じる。液滴は気化が起こっている部分を含む領域３０２を通って移動する。燃料ジェットは領域３０４に広がり、燃料の気化によって、領域３０４の中に燃料を豊富に含むゾーンが発達する。ジェットは移動を続け、可燃混合物中の燃料と空気が自動着火を起こす温度が十分な期間持続する温度に到達すると、空気が混合された燃料の自動着火が後に続く。混合燃料が燃えた後、拡散炎が領域３０６中のジェットの周囲に形成される。領域３０８の中には、煤が形成されるが、多くの煤は空気と混ざって燃えてしまう。ジェットから生まれた燃料は実質、半球領域３２２と連結されている円錐領域３２０の中に安置される。本書に述べた燃焼室は実質、半球を持つ円錐体で、例えば、図１２に示す燃料ジェットを含む封筒に類似している。
【００２０】
燃焼室がなるべくピストン３５０の中に規定される具体化例を図１３と図１４に示す。図１３中で、ピストン３５０は深いボールを持っているが、ピストン３５２は浅いボールを持っているのを見ることができる。図１３に、（開示されていない）噴射装置から出た燃料ジェット３５４の端面図も開示する。図１３中の例は、ジェットが重なる場所に位置する４台のジェット噴射装置である。図１４は、噴射装置３５６を通して断面を取得する図１３から９０度回転させた部位で取得した断面である。
【００２１】
燃焼室の説明を支援するため、ピストンには、図１３と１４中に示した具体化に導く一連の形が使われる。燃焼室のエリア中のものと異なる吸気ピストンと排気ピストンは十分円錐形のものである。図１５中の断面の中に、ピストンのブランクを示す。ピストン３７０は（ポジテブなファッションの）円錐形で、ピストン３７２はネガテブな円錐形である。
【００２２】
燃焼室が、図１６中に例証されているように、排気ピストンの中心から取り出されている場合、タンブル流は生成されない。両側の圧搾流は、矢印によって示されているように、上向きに導かれる。燃焼室を一方の側に向けて遷移させることによって、流れにタンブル挙動を引き起こす機能を追加することができる。
【００２３】
図１７中に示された断面の中で、燃焼ボール３６０は、左に向かって中心軸３５８の左に補正される。燃焼ボール３６０の左手側で、両ピストンのピストン頂部は右上方向に傾斜する。燃焼室の右手側で、２本のピストンの間のインタフェースも右上に向かって傾斜する。しかし、これは純粋な円錐形から外れ、この事実は破線３６１によって示される。排気ピストン３５０の中にあった円錐形の部分、即ち、領域３６２によって示された部分は除去される。領域３６２は、吸気ピストン３５２の一部である。（しかし、図１５の円錐形が残っていた場合、排気ピストンの一部であったはずである）。領域３６２によって示されたこの機能のメリットを、図１８の中で例証する。これらが、燃焼ボール３６０の燃焼室の左手側で互いに接近するとき、吸気ピストン３５２と排気ピストン３５０の間にあるインタフェースから生成される圧搾流は、図１６に示すものと同等な上向きの流れを引き起こす。矢印がこの上向きな流れを図１８の中で例証している。燃焼ボール３６０の右手側で、ピストンが互いに接近するとき、下向きの流れが生成され、これによって、燃焼ボール１７の中に円形矢印によって例証されるようなタンブル流が引き起こされる。
【００２４】
ピストン３５０の等角投影図を図１９中に示す。図１７中のピストン３５０の断面図について述べたように、燃焼ボール３６０の一方の側のピストンの形は、他の側それとは異なっている。遷移領域３６４が噴射装置３５６から交差して提供される。望みのジオメトリーが燃料ジェットの大多数の弾道に沿って提供されるので、このような場所では、遷移領域はタンブル流の生成にほとんど影響を及ぼさない。
【００２５】
ピストン３５２を等角投影法を使って図２０に示す。当該ピストンは燃焼室の補正性を示し、燃焼室を別に示す。ピストン３５２を図２０中の２次元図面から、凹形であると察知することは難しい。にもかかわらず、ピストン３５２は凹形である。従って、この分野の熟練した技能を持つ人々に、燃焼ボール３５６は、図２〜図１１中の具体化例の場合より深くないと知らされる。これは、燃焼ボール領域を掃除するとき、メリットを提供するかもしれない。しかし、図２〜図１１中の具体化例は軽く且つホットスポットを形成する可能性が高いので、別な幾つかの利点を持っているかもしれない、より少ない領域を持っている。燃焼室の形の選択は究極のアプリケーションに依存するかもしれない。
【００２６】
３５２は上に述べたように、ピストンの頂部中に規定されたコーンの始まり、即ち、ネガテブコーンであると見なすことができる。しかし、タンブル流を促進する願望により、領域３６１を図１７に示すように構築する。幾つかの具体化例では、ピストン３５２用のピストンブランクはネガテブコーンでなく、領域３６１中に形成された追加の材料を持っているものである。領域３６１は、排気ピストン３５０に向かって下向きに延びるかなり鋭い先端を持っている。これはピストン３５２の中にうねを形成する。燃焼ボール３６０を、領域３６１中のうねが、燃焼ボール３６０が中央に位置していたら、位置していたと思われるよりもっと中央に近い部位に位置するよう補正することは有利である。このようにして、領域３６１のうねによって起こる吸気流の干渉が最小化される。
【００２７】
上の説明中で、１つまたはそれ以上のオリフィスを持つ噴射装置について述べ、様々な図を開示した。代わりに、外向きに開いているピントルの付いた噴射装置を使うことができる。このような噴射装置は中空コーンのスプレーを提供する。コーンの角度は、噴射装置のチップの幾何学的配置を変更するとによって変えることができる。排気ピストン３５０の等角投影図を、燃焼ボール３６２の中に導かれる円錐スプレー３８２と一緒に図２１に示す。ピストンおよび円錐スプレーの断面も、図２２の中で例証する。このようなスプレーは、空気が円錐スプレーの内面と外面にアクセスすることを可能にすることによって、気化に役立つかもしれない。いかなる具体化例でも、多口噴射装置の代わりに、ピントル型噴射装置を使うことができる。
【００２８】
図２〜図４は、シングル噴射装置の具体化例を示すが、図５〜図７は図２〜図４の具体化例と同類な２重噴射装置の具体化例を示す。即ち、図５〜図７中の燃焼ボールは、図２〜図４中に示すボールの２つを収容するため、相対的に縮小される。図１３〜図１４中に示したシングル噴射装置の具体化は、同様に２重噴射装置の具体化に拡張することができる。
【００２９】
ピストン３５０を等角投影図を使って図２３中に示す。燃焼ボールは、球体３８０の凹部および（噴射装置が開示されていない）噴射装置の先端領域３９０から球体３８０までをカバーする通路を提供する円錐領域３８２で構成されている。３６１の領域中の空のピストンから材料が除去される。これは、ピストンと協力して、ガスを下向きに導いて燃焼ボール３６０に入れる能力を提供することが、図１８に示されている。
【００３０】
ピストンを作る１つの方法を図２４に示す。凸状円錐形４００の頂部を持つピストンが形成される。垂直に姿勢を保った中心軸の付いたピストンを調べるとき、討議を目的としてこれが参照される。ピストンは、単体であっても、複数の要素で造られたものであってもよい。ピストン頂部を含むピストンにはコーンが含まれる。球形燃焼ボールはコーンの中に形成され、中心場所４０２から埋め込まれる。図２３に開示した具体化例の場合、排気ピストン中に形成された燃焼ボールの一部は凹型である。燃焼ボールの一部も（開示されない）吸気ピストンの中に形成されるので、排気ピストンの中に規定される球体は、切り落とされた球体である。水平に整えられた円錐形の通路がピストン頂部４０４の中に定義される。コーンのチップは球と一致するコーンのベースを含む噴射装置のチップの近くに配備される。コーンは、噴射装置を出た後、膨張している燃料ジェットを燃焼ボールにアクセス可能にするため、燃焼ボールに開かれる。残っているコーンの部分が、窪みを提供するため、燃焼ボールの一方の側で除去される。吸気ピストン上に対応するビルトアップエリアを含む排気ピストン中の窪みは、（図２３中に開示されているように）流れを燃焼ボールの中まで下向きに導いて、タンブル流を促進する。図２４中のプロセス４０２〜プロセス２０４をどんな順序でも実施することができる。
【００３１】
特定具体化例に関して、最良モードを明細に説明してきたが、この分野の技能に精通している人々は様々な代わりのデザインおよび具体化例を以下の特許請求範囲の中に認める；様々な具体化例が、１つまたはそれ以上の望まれた特徴に関するその他の具体化例より利益を提供するかより好適なものとして説明されてきたが、この分野の技能に精通している人々は、システムの望みの属性を達成するため、特別な応用や実行に頼る１つまたはそれ以上の特徴が妥協されてもよいことに気づいている。これらの属性には、以下が限定されることなく含まれる：コスト、強さ、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、容姿外観、梱包、サイズ、有用性、重量、製造性、組み立ての容易さ等。本書に述べた具体化例であって、他の具体化あるいは従来技術の実行より望ましくないと格付けされたものは、本公開特許の範囲の外のものでなく、特別な応用に望ましいものであるかもしれない。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下：
シリンダー壁；
シリンダー壁の内側に配置してなる吸気ピストン；
シリンダー壁の内側に配置してなる排気ピストン；
シリンダー壁を貫通する開口部の中に配置してなる第１燃料噴射装置を含み、
ピストンはシリンダー壁の内側での往復運動に順応している；
ピストンの頂部が自身の最も近いアプローチ上に位置するとき、ピストンの間のボリュームは第１および第２領域を持つ燃焼室を形成する：
第１領域は実質上、第１噴射装置に近接するコーンのチップを含む噴射装置に最も近いコーンおよび第１噴射装置から離れた部位のコーンのベースで、第２領域は実質上、コーンのベースとほぼ一致する半球の平面を含む半球であることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
噴射装置を横切る部位から燃焼室の半球に向かって９０度回転させたシリンダーの中心軸を横断して取ったピストンの断面が、燃焼室の半球状領域の各サイドにある２個のピストンの頂部が、ピストンが自身の最も近いアプローチに位置するとき、２つのピストンの間に存在する薄いリボンが、半球の周辺部と実質上接するように傾斜していることを示すことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
ピストンがお互いに接近すると、２つのピストンの間のガスが竜巻を含む円錐領域および半球領域中に詰め込まれ、当該竜巻は、タンブル流を含み、当該タンブル流の回転の軸はシリンダー壁の中心軸に実質上直角であるものとすることを特徴とする、請求項１に記載のエンジン。
【請求項４】
コーンのベースと同一なピストンの断面が、半球の両側にある２個のピストンの頂部がピストンが自身の最も近いアプローチに位置するとき、２個のピストンの頂部の間に存在する薄いリボンが、半球の周囲と実質上接するように傾いていることを示すことを特徴とする、請求項１に記載のエンジン。
【請求項５】
噴射装置が第１噴射装置で、燃焼室が以下：
シリンダー壁を貫通する開口部中に配置してなる第２燃料噴射装置をさらに含み、
第２燃料噴射装置は、第１噴射装置と対向するように配置されているものとするし、
ピストンの頂部がそれらの最も近いアプローチにあるとき、ピストンの頂部の間に位置する燃焼室も第３領域と第４領域を形成する：第３領域は実質上、第３噴射装置により近い部位のコーンのチップを含む第２噴射装置に最も近いコーンであり、第４領域は実質上、第３領域のコーンのベースと同一な第４領域の半球の平面および第２噴射装置から離れた部位のコーンのベースを含む半球であることを特徴とする、請求項１に記載のエンジン。
【請求項６】
第４領域の半球と第２領域の半球は重なり合わないことを特徴とする、請求項５に記載のエンジン。
【請求項７】
第１領域のコーンのベースと一致するピストンの断面は、ピストンが自身の最も近いアプローチにあるとき、ピストン頂部の間に存在している薄いリボンが事実上第２領域の半球の周囲と接するように傾いていることを示し、第３領域のコーンのベースと一致するピストンの断面は、第４領域の半球の各サイドの上にある２本のピストンの頂部が、ピストンが自身の最も近いアプローチに位置するとき、ピストン頂部の間に存在している薄いリボンが事実上第４領域の半球の周囲と事実上接するように傾いていることを示すことを特徴とする、請求項５に記載のエンジン。
【請求項８】
ピストンが互いに接近するとき、第２領域の半球の中に押し出される２本のピストンの間にあるガスは第１方向に動くタンブル流を生み出すことを特徴とする、請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
ピストンが互いに接近するとき、第４領域の半球の中に押し出される２本のピストンの間にあるガスが第１方向に動くタンブル流を生み出すことを特徴とする、請求項８に記載のエンジン。
【請求項１０】
ピストンが互いに接近するとき、第４領域の半球の中に押し出される２本のピストンの間にあるガスは実質上第１方向と対向するセンスを持つ方向のタンブル流を生み出すことを特徴とする、請求項８に記載のエンジン。

【図１】