JP2003278547A - 副室式エンジン - Google Patents
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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- F02B23/0636—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トップクリアランス部やバルブリセスのよう
に火炎が回り込み難い領域における燃焼を促進すること
が出来る様な副室式エンジンの提供。 【解決手段】 副室（副燃焼室Ｓ）と、ピストン１上面
に形成されたピストンキャビティ（１２）を含む主燃焼
室（Ｍ）とを有しており、副室（Ｓ）に設けられた噴口
（Ｓａ）は、当該噴口（Ｓａ）から噴射する火炎ジェッ
ト（Ｆ）がシリンダ（２）内のバルブリセス（１３）に
向かって噴射される様に構成されている。
に火炎が回り込み難い領域における燃焼を促進すること
が出来る様な副室式エンジンの提供。 【解決手段】 副室（副燃焼室Ｓ）と、ピストン１上面
に形成されたピストンキャビティ（１２）を含む主燃焼
室（Ｍ）とを有しており、副室（Ｓ）に設けられた噴口
（Ｓａ）は、当該噴口（Ｓａ）から噴射する火炎ジェッ
ト（Ｆ）がシリンダ（２）内のバルブリセス（１３）に
向かって噴射される様に構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デュアルフューエ
ルエンジンやガスエンジン等で採用される副室を有する
構造の副室式エンジンに関する。
ルエンジンやガスエンジン等で採用される副室を有する
構造の副室式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】デュアルフューエルエンジンやガスエン
ジン等で採用される副室を有する構造の副室式エンジン
では、図１０に示すように、副室Ｓ内で発生した火炎が
主室Ｍ内に火炎ジェットＦとして噴射され、当該火炎ジ
ェットＦにより主室Ｍ内の燃焼が行われる。
ジン等で採用される副室を有する構造の副室式エンジン
では、図１０に示すように、副室Ｓ内で発生した火炎が
主室Ｍ内に火炎ジェットＦとして噴射され、当該火炎ジ
ェットＦにより主室Ｍ内の燃焼が行われる。
【０００３】また、図９及び図１０に示す当該エンジン
では、共に1対づつの図示しない吸排気弁を有してお
り、シリンダ２内を摺動するピストン１の頂面１１の中
央に主室Ｍの容積の多くを占めるピストンキャビティ１
２が形成されている。
では、共に1対づつの図示しない吸排気弁を有してお
り、シリンダ２内を摺動するピストン１の頂面１１の中
央に主室Ｍの容積の多くを占めるピストンキャビティ１
２が形成されている。
【０００４】さらに、前記ピストンキャビティ１２を除
くピストン頂面１１には、図示しない吸排気弁の逃げ部
であるバルブリセス１３が形成されている。主室Ｍは、
ピストン１の上死点（図９の状体）において、前記ピス
トンキャビティ１２と、ピストンキャビティ１２を除く
ピストン頂面１１とシリンダヘッド６とによって形成さ
れるトップクリアランス７と、前記４箇所のバルブリセ
ス１３とによって形成される空間、とによって構成され
ている。
くピストン頂面１１には、図示しない吸排気弁の逃げ部
であるバルブリセス１３が形成されている。主室Ｍは、
ピストン１の上死点（図９の状体）において、前記ピス
トンキャビティ１２と、ピストンキャビティ１２を除く
ピストン頂面１１とシリンダヘッド６とによって形成さ
れるトップクリアランス７と、前記４箇所のバルブリセ
ス１３とによって形成される空間、とによって構成され
ている。
【０００５】ここで、従来の副室式エンジンでは、前記
副室Ｓに設けられた火炎ジェットＦの噴口Ｓａの向き
は、隣り合う２箇所の前記バルブリセス１３の位置を考
慮すること無く設定されている場合が多い（例えば、図
１０で示す様に、２箇所のバルブリセス１３の中間位置
に向けられている）。この様な構成の副室式エンジンで
は、噴孔Ｓａから噴射された火炎ジェットＦは、一旦ピ
ストンキャビティ１２の周壁１２ａに衝突した後、図１
０のＹ矢印で示される如く迂回し、予め主室Ｍに噴射さ
れていた燃料と空気の混合気体を燃焼させながら前記バ
ルブリセス１３に伝播していく。
副室Ｓに設けられた火炎ジェットＦの噴口Ｓａの向き
は、隣り合う２箇所の前記バルブリセス１３の位置を考
慮すること無く設定されている場合が多い（例えば、図
１０で示す様に、２箇所のバルブリセス１３の中間位置
に向けられている）。この様な構成の副室式エンジンで
は、噴孔Ｓａから噴射された火炎ジェットＦは、一旦ピ
ストンキャビティ１２の周壁１２ａに衝突した後、図１
０のＹ矢印で示される如く迂回し、予め主室Ｍに噴射さ
れていた燃料と空気の混合気体を燃焼させながら前記バ
ルブリセス１３に伝播していく。
【０００６】或いは図１１で示すように、バルブリセス
１３の無い部分、即ち狭いトップクリアランス７からシ
リンダ壁２ａとピストン１の外周１ａとで形成される隙
間８にかけて伝播する。何れの場合においても、トップ
クリアランス７やバルブリセス１３に入り込んだ混合気
体に対しては、火炎ジェット伝播時期が遅れてしまう。
１３の無い部分、即ち狭いトップクリアランス７からシ
リンダ壁２ａとピストン１の外周１ａとで形成される隙
間８にかけて伝播する。何れの場合においても、トップ
クリアランス７やバルブリセス１３に入り込んだ混合気
体に対しては、火炎ジェット伝播時期が遅れてしまう。
【０００７】上述の様に、トップクリアランス７やシリ
ンダ壁２ａとバルブリセス１３との隙間８に入り込んだ
混合気は、火炎Ｆが回り込み難い上、ピストン１が下が
ってくるときに燃えるので、壁面等で冷却され、冷却損
失も大きく、燃焼し難いと言う不具合が生じる。さらに
は、燃焼不良によって熱効率の低下や、未燃炭化水素、
所謂「ＴＨＣ」排出の一因ともなっている。
ンダ壁２ａとバルブリセス１３との隙間８に入り込んだ
混合気は、火炎Ｆが回り込み難い上、ピストン１が下が
ってくるときに燃えるので、壁面等で冷却され、冷却損
失も大きく、燃焼し難いと言う不具合が生じる。さらに
は、燃焼不良によって熱効率の低下や、未燃炭化水素、
所謂「ＴＨＣ」排出の一因ともなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、トップク
リアランス部やバルブリセスのように火炎が回り込み難
い領域における燃焼を促進することが出来る様な副室式
エンジンの提供を目的としている。
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、トップク
リアランス部やバルブリセスのように火炎が回り込み難
い領域における燃焼を促進することが出来る様な副室式
エンジンの提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の副室式エンジン
（例えば、副室式ガスエンジン、デュアルフューエルエ
ンジン）は、副室（副燃焼室Ｓ）と、ピストン（１）上
面に形成されたピストンキャビティ（１２）を含む主燃
焼室（Ｍ）とを有しており、副室（Ｓ）に設けられた噴
口（Ｓａ）は、当該噴口（Ｓａ）から噴射する火炎ジェ
ット（Ｆ）がピストン上面のバルブリセス（１３）に向
かって噴射される様に構成されていることを特徴として
いる（請求項１：図１〜図６）。
（例えば、副室式ガスエンジン、デュアルフューエルエ
ンジン）は、副室（副燃焼室Ｓ）と、ピストン（１）上
面に形成されたピストンキャビティ（１２）を含む主燃
焼室（Ｍ）とを有しており、副室（Ｓ）に設けられた噴
口（Ｓａ）は、当該噴口（Ｓａ）から噴射する火炎ジェ
ット（Ｆ）がピストン上面のバルブリセス（１３）に向
かって噴射される様に構成されていることを特徴として
いる（請求項１：図１〜図６）。
【００１０】係る構成を具備する本発明の副室式エンジ
ンによれば、バルブリセス（１３）に火炎ジェット
（Ｆ）を積極的に進入させることが出来るので、バルブ
リセス（１３）における燃焼が促進される。そして、バ
ルブリセス（１３）はピストン外周（１ａ）において、
シリンダライナ（２）に貫通しているので、火炎ジェッ
ト（Ｆ）はシリンダライナ（２）近辺まで伝播して、そ
の部分における燃焼も促進される。
ンによれば、バルブリセス（１３）に火炎ジェット
（Ｆ）を積極的に進入させることが出来るので、バルブ
リセス（１３）における燃焼が促進される。そして、バ
ルブリセス（１３）はピストン外周（１ａ）において、
シリンダライナ（２）に貫通しているので、火炎ジェッ
ト（Ｆ）はシリンダライナ（２）近辺まで伝播して、そ
の部分における燃焼も促進される。
【００１１】その結果、従来、火炎が伝播し難く、冷却
損失が大きく燃焼し難いとされていた領域の燃焼が積極
的に促進され、気筒全体の燃焼が均一化して、燃焼効率
が促進される。それと共に、バルブリセス（１３）やシ
リンダライナ（２）部の燃焼が促進される結果、未燃炭
化水素の発生が抑止される。
損失が大きく燃焼し難いとされていた領域の燃焼が積極
的に促進され、気筒全体の燃焼が均一化して、燃焼効率
が促進される。それと共に、バルブリセス（１３）やシ
リンダライナ（２）部の燃焼が促進される結果、未燃炭
化水素の発生が抑止される。
【００１２】本発明において、副室（Ｓ）の噴口（Ｓ
ａ）から噴射された火炎ジェット（Ｆ）は、ピストンキ
ャビティ（１２）とバルブリセス（１３）との境界部
（肩部１２３或いは段部）に衝突して、当該火炎ジェッ
ト（Ｆ）の一部（ｆ１）のみがバルブリセス（１３）内
へ進入する様に構成されていることが好ましい（請求項
２：図１〜図６）。
ａ）から噴射された火炎ジェット（Ｆ）は、ピストンキ
ャビティ（１２）とバルブリセス（１３）との境界部
（肩部１２３或いは段部）に衝突して、当該火炎ジェッ
ト（Ｆ）の一部（ｆ１）のみがバルブリセス（１３）内
へ進入する様に構成されていることが好ましい（請求項
２：図１〜図６）。
【００１３】バルブリセス（１３）やシリンダライナ
（２）部の燃焼を促進すると共に、ピストンキャビティ
（１２）における燃焼をも企図して、全領域に亘る均一
な燃焼を実現するためである。この場合、ピストンキャ
ビティ（１２）とバルブリセス（１３）との境界部（肩
部１２３或いは段部）が形成している角度（角度α）は
９０度以上であることが好ましい（請求項３：図５）。
（２）部の燃焼を促進すると共に、ピストンキャビティ
（１２）における燃焼をも企図して、全領域に亘る均一
な燃焼を実現するためである。この場合、ピストンキャ
ビティ（１２）とバルブリセス（１３）との境界部（肩
部１２３或いは段部）が形成している角度（角度α）は
９０度以上であることが好ましい（請求項３：図５）。
【００１４】バルブリセス（１３）の火炎ジェット
（Ｆ）進入口が絞られてしまうことを防止して、バルブ
リセス（１３）への火炎伝播がスムーズに行われる様に
するためである。
（Ｆ）進入口が絞られてしまうことを防止して、バルブ
リセス（１３）への火炎伝播がスムーズに行われる様に
するためである。
【００１５】本発明の実施に際して、バルブリセス（１
３）の底部（１３ａ）のシリンダヘッド（６）からの位
置を変化させること無く、ピストン頂面（１１）の高さ
を高くして（シリンダヘッド６からの距離を短くし
て）、相対的に、ピストン頂面（１１）とバルブリセス
底部（１３ａ）とのレベル差（深さＨ）を深くしてやる
ことが好ましい。
３）の底部（１３ａ）のシリンダヘッド（６）からの位
置を変化させること無く、ピストン頂面（１１）の高さ
を高くして（シリンダヘッド６からの距離を短くし
て）、相対的に、ピストン頂面（１１）とバルブリセス
底部（１３ａ）とのレベル差（深さＨ）を深くしてやる
ことが好ましい。
【００１６】その様に構成すれば、積極的に火炎ジェッ
ト（Ｆ）が伝播するバルブリセス（１３）の部分の容積
を増加し、バルブリセス（１３）以外のピストン外周
（１ａ）とシリンダヘッド（６）によって生じるトップ
クリアランス（７）を減少させることにより、積極的に
火炎ジェット（Ｆ）が伝播する領域が占める容積を、火
炎ジェット（Ｆ）が伝播し難い領域に対して、相対的に
増加する。
ト（Ｆ）が伝播するバルブリセス（１３）の部分の容積
を増加し、バルブリセス（１３）以外のピストン外周
（１ａ）とシリンダヘッド（６）によって生じるトップ
クリアランス（７）を減少させることにより、積極的に
火炎ジェット（Ｆ）が伝播する領域が占める容積を、火
炎ジェット（Ｆ）が伝播し難い領域に対して、相対的に
増加する。
【００１７】また本発明において、（例えばバルブ数が
４個の場合にピストンキャビティ（１２０）の全体的な
形状が所謂「４つ葉のクローバ」状となる様に）バルブ
リセス（１３０）間の領域を半径方向内方（ピストンキ
ャビティ中心部）へ向かって突出（１４０）させるのが
好ましい（請求項４：図６）。
４個の場合にピストンキャビティ（１２０）の全体的な
形状が所謂「４つ葉のクローバ」状となる様に）バルブ
リセス（１３０）間の領域を半径方向内方（ピストンキ
ャビティ中心部）へ向かって突出（１４０）させるのが
好ましい（請求項４：図６）。
【００１８】そのような形状とした場合、バルブリセス
（１３０）に進入しなかった火炎ジェット（Ｆ）がピス
トンキャビティ（１２０）全体に迅速に、容易に且つ均
一に伝播するからである。
（１３０）に進入しなかった火炎ジェット（Ｆ）がピス
トンキャビティ（１２０）全体に迅速に、容易に且つ均
一に伝播するからである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施形態を説明する。先ず、図１〜図３を参照し
て、第１実施形態を説明する。図１及び図２において、
１シリンダ当たり合計４つの吸排気バルブを有するエン
ジンであって、シリンダライナ２内を摺動するピストン
１の頂面１１の中央に、主室Ｍの容積の多くを占めるピ
ストンキャビティ１２が形成されている。尚、前記ピス
トン１はピストンピン４、コネクティングロッド５を介
して図示しないクランクシャフトに連結している。
明の実施形態を説明する。先ず、図１〜図３を参照し
て、第１実施形態を説明する。図１及び図２において、
１シリンダ当たり合計４つの吸排気バルブを有するエン
ジンであって、シリンダライナ２内を摺動するピストン
１の頂面１１の中央に、主室Ｍの容積の多くを占めるピ
ストンキャビティ１２が形成されている。尚、前記ピス
トン１はピストンピン４、コネクティングロッド５を介
して図示しないクランクシャフトに連結している。
【００２０】図３をも参照して、第１実施形態をさらに
説明する。前記ピストンキャビティ１２を除くピストン
頂面１１には、図示しない吸排気弁の逃げ部である４個
所のバルブリセス１３が形成されている。主室Ｍは、ピ
ストン１の上死点（図１及び図３の状体）において、前
記ピストンキャビティ１２と、ピストンキャビティ１２
を除くピストン頂面１１とシリンダヘッド６とによって
形成されるトップクリアランス７と、前記４箇所のバル
ブリセス１３とによって形成される空間と、によって構
成されている。
説明する。前記ピストンキャビティ１２を除くピストン
頂面１１には、図示しない吸排気弁の逃げ部である４個
所のバルブリセス１３が形成されている。主室Ｍは、ピ
ストン１の上死点（図１及び図３の状体）において、前
記ピストンキャビティ１２と、ピストンキャビティ１２
を除くピストン頂面１１とシリンダヘッド６とによって
形成されるトップクリアランス７と、前記４箇所のバル
ブリセス１３とによって形成される空間と、によって構
成されている。
【００２１】また、ピストンキャビティ１２の中央上方
には図１に示すように副室Ｓを有している。該副室Ｓに
は噴孔Ｓａが等分割位置の４ヶ所に形成されており、該
噴孔Ｓａの向きは図２に示すように、各バルブリセス１
３の中央に向くように構成されている。
には図１に示すように副室Ｓを有している。該副室Ｓに
は噴孔Ｓａが等分割位置の４ヶ所に形成されており、該
噴孔Ｓａの向きは図２に示すように、各バルブリセス１
３の中央に向くように構成されている。
【００２２】ここで、図３において、バルブリセス１３
の底部１３ａのシリンダヘッド６からの位置を変化させ
ること無く、ピストン頂面１１の高さを高くして（シリ
ンダヘッド６からの距離を短くして）、相対的に、ピス
トン頂面１１とバルブリセス底部（１３ａ）とのレベル
差（深さＨ）を深くしてやる（即ち、トップクリアラン
ス７を狭くしてやる）ことが好ましい。
の底部１３ａのシリンダヘッド６からの位置を変化させ
ること無く、ピストン頂面１１の高さを高くして（シリ
ンダヘッド６からの距離を短くして）、相対的に、ピス
トン頂面１１とバルブリセス底部（１３ａ）とのレベル
差（深さＨ）を深くしてやる（即ち、トップクリアラン
ス７を狭くしてやる）ことが好ましい。
【００２３】係る構成を具備する第１実施形態の副室式
エンジンによれば、バルブリセス１３に火炎ジェットＦ
を積極的に進入させることが出来るので、バルブリセス
１３における燃焼が促進される。
エンジンによれば、バルブリセス１３に火炎ジェットＦ
を積極的に進入させることが出来るので、バルブリセス
１３における燃焼が促進される。
【００２４】そして、バルブリセス１３はピストン外周
１ａにおいて、シリンダライナ２に貫通しているので、
火炎ジェットＦはシリンダライナ２近辺まで伝播して、
その部分における燃焼も促進される。
１ａにおいて、シリンダライナ２に貫通しているので、
火炎ジェットＦはシリンダライナ２近辺まで伝播して、
その部分における燃焼も促進される。
【００２５】その結果、従来、火炎が伝播し難く、冷却
損失が大きく燃焼し難いとされていた領域の燃焼が積極
的に促進され、気筒全体の燃焼が均一化して、燃焼効率
が促進される。そして、バルブリセス１３内やシリンダ
ライナ２近傍領域の燃焼が促進される結果、未燃炭化水
素の発生が抑止される。
損失が大きく燃焼し難いとされていた領域の燃焼が積極
的に促進され、気筒全体の燃焼が均一化して、燃焼効率
が促進される。そして、バルブリセス１３内やシリンダ
ライナ２近傍領域の燃焼が促進される結果、未燃炭化水
素の発生が抑止される。
【００２６】次に図４を参照して、第２実施形態を説明
する。図４で示す第２実施形態は、副室噴孔Ｓａの軸線
の延長線Ｂ上に前記バルブリセス１３とピストンキャビ
ティ１２の境である肩部１２３が位置するように、噴孔
角度θを設定したものである。
する。図４で示す第２実施形態は、副室噴孔Ｓａの軸線
の延長線Ｂ上に前記バルブリセス１３とピストンキャビ
ティ１２の境である肩部１２３が位置するように、噴孔
角度θを設定したものである。
【００２７】このように構成することによって、火炎ジ
ェットＦの一部ｆ１はバルブリセス部１３に入り、その
他の部分ｆ２は、図９〜図１１で示した従来技術と同様
に、ピストンキャビティ１２の壁面１２ａに衝突して、
共にバルブリセス部１３内及びピストンキャビティ１２
内の燃料ガスに燃焼を伝播させつつ攪拌しながら効率良
く燃焼する。
ェットＦの一部ｆ１はバルブリセス部１３に入り、その
他の部分ｆ２は、図９〜図１１で示した従来技術と同様
に、ピストンキャビティ１２の壁面１２ａに衝突して、
共にバルブリセス部１３内及びピストンキャビティ１２
内の燃料ガスに燃焼を伝播させつつ攪拌しながら効率良
く燃焼する。
【００２８】ここで、バルブリセス１３内に入る火炎ジ
ェットｆ１の割合については、個々のエンジン毎にケー
ス・バイ・ケースで異なる。すなわち、バルブリセス１
３内に入る火炎ジェットｆ１の量が少な過ぎると従来技
術と同様な問題が発生し、多過ぎるとピストンキャビテ
ィ１２の燃焼に不都合となり、気筒全体の燃焼効率が低
下する。従って圧縮率や、エンジン回転数等の特性、換
言すればエンジンの特性に合ったように火炎ジェットｆ
１の割合を定めれば良い。
ェットｆ１の割合については、個々のエンジン毎にケー
ス・バイ・ケースで異なる。すなわち、バルブリセス１
３内に入る火炎ジェットｆ１の量が少な過ぎると従来技
術と同様な問題が発生し、多過ぎるとピストンキャビテ
ィ１２の燃焼に不都合となり、気筒全体の燃焼効率が低
下する。従って圧縮率や、エンジン回転数等の特性、換
言すればエンジンの特性に合ったように火炎ジェットｆ
１の割合を定めれば良い。
【００２９】図５を参照して、第３実施形態を説明す
る。図５の第３実施形態では、バルブリセス底部１３ａ
がピストン中心に向かって漏斗状に下がる様に、バルブ
リセス１３の底部１３ａに円錐状の傾斜を設けた実施例
である。すなわち、ピストンキャビティ１２の壁面１２
ａとバルブリセス底部１３ａとによって形成される角度
αが少なくとも９０度以上（α≧９０度）となるように
構成されたものである。
る。図５の第３実施形態では、バルブリセス底部１３ａ
がピストン中心に向かって漏斗状に下がる様に、バルブ
リセス１３の底部１３ａに円錐状の傾斜を設けた実施例
である。すなわち、ピストンキャビティ１２の壁面１２
ａとバルブリセス底部１３ａとによって形成される角度
αが少なくとも９０度以上（α≧９０度）となるように
構成されたものである。
【００３０】このように構成することによって、バルブ
リセス１３の火炎ジェット進入口は絞られる事が無くな
るので、バルブリセス１３への火炎伝播がスムーズに行
われる。換言すれば、前記角度αが９０°より小さい
と、バルブリセスの半径方向内方の面積を絞ることにな
ってしまう
リセス１３の火炎ジェット進入口は絞られる事が無くな
るので、バルブリセス１３への火炎伝播がスムーズに行
われる。換言すれば、前記角度αが９０°より小さい
と、バルブリセスの半径方向内方の面積を絞ることにな
ってしまう
【００３１】図６を参照して、第４実施形態を説明す
る。図１〜図５の形状は、上述した様に、従来技術に対
してバルブリセス１３への火炎ジェットの伝播は各段に
向上しているものの、火炎ジェット間の領域が燃え難い
と言う問題を残している。そこで図６では、ピストンキ
ャビティ１２０の周壁の一部（バルブリセス１３に相対
する部分）１２０ａをバルブリセス１３０側に湾曲して
食込ませて、ピストンキャビティ１２０を概略「４つ葉
のクローバ」状にしたものである。換言すると、第４実
施形態では、バルブリセス間の領域１４０を半系方向内
方へ突出するように形成している。
る。図１〜図５の形状は、上述した様に、従来技術に対
してバルブリセス１３への火炎ジェットの伝播は各段に
向上しているものの、火炎ジェット間の領域が燃え難い
と言う問題を残している。そこで図６では、ピストンキ
ャビティ１２０の周壁の一部（バルブリセス１３に相対
する部分）１２０ａをバルブリセス１３０側に湾曲して
食込ませて、ピストンキャビティ１２０を概略「４つ葉
のクローバ」状にしたものである。換言すると、第４実
施形態では、バルブリセス間の領域１４０を半系方向内
方へ突出するように形成している。
【００３２】そのような構成とすれば、ピストンキャビ
ティ１２０内の火炎は、矢印「Ｄ」で示す様に移動（伝
播）するので、火炎がピストンキャビティ１２０内に伝
播し易くなり、ピストンキャビティ１２０内における火
炎伝播速度が上昇する。また上記構成では、ピストンキ
ャビティ１２０内における「火炎が後から伝播する領域
（バルブリセス１３０を形成する空間）」が減少して、
火炎がピストンキャビティ１２０全域に渡って均一に伝
播する。その結果、キャビティ１２０内の均一な燃焼に
寄与し、全体の燃焼効率を向上する。
ティ１２０内の火炎は、矢印「Ｄ」で示す様に移動（伝
播）するので、火炎がピストンキャビティ１２０内に伝
播し易くなり、ピストンキャビティ１２０内における火
炎伝播速度が上昇する。また上記構成では、ピストンキ
ャビティ１２０内における「火炎が後から伝播する領域
（バルブリセス１３０を形成する空間）」が減少して、
火炎がピストンキャビティ１２０全域に渡って均一に伝
播する。その結果、キャビティ１２０内の均一な燃焼に
寄与し、全体の燃焼効率を向上する。
【００３３】図７、図８は、上述した本発明の実施形態
における作用効果を定量的に示す特性図である。実線が
従来のエンジンのデータを、点線が本発明のエンジンの
データを示し、同一プロットは燃焼条件が同一のもので
ある。図７より、燃焼条件が同一であれば、本発明のエ
ンジンの方が熱効率は良好であることが理解できる。ま
た、図８より、本発明のエンジンの方が未燃炭化水素の
発生量が少ないことが理解できる。
における作用効果を定量的に示す特性図である。実線が
従来のエンジンのデータを、点線が本発明のエンジンの
データを示し、同一プロットは燃焼条件が同一のもので
ある。図７より、燃焼条件が同一であれば、本発明のエ
ンジンの方が熱効率は良好であることが理解できる。ま
た、図８より、本発明のエンジンの方が未燃炭化水素の
発生量が少ないことが理解できる。
【００３４】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないこと
を付記する。例えば、第１実施形態、第２実施形態、第
３実施形態、第４実施形態は、適宜組み合わせることが
可能である。
本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないこと
を付記する。例えば、第１実施形態、第２実施形態、第
３実施形態、第４実施形態は、適宜組み合わせることが
可能である。
【００３５】すなわち、本発明の副室式エンジンは、副
室と、ピストン上面に形成されたピストンキャビティを
含む主燃焼室とを有しており、副室に設けられた噴口
は、当該噴口から噴射する火炎ジェットがシリンダ内の
バルブリセスに向かって噴射される様に構成され、当該
噴射された火炎ジェットは、ピストンキャビティとバル
ブリセスとの境界部に衝突して、当該火炎ジェットの一
部のみがバルブリセス内へ進入する様に構成されている
（第１実施形態と第２実施形態との組み合わせ）。
室と、ピストン上面に形成されたピストンキャビティを
含む主燃焼室とを有しており、副室に設けられた噴口
は、当該噴口から噴射する火炎ジェットがシリンダ内の
バルブリセスに向かって噴射される様に構成され、当該
噴射された火炎ジェットは、ピストンキャビティとバル
ブリセスとの境界部に衝突して、当該火炎ジェットの一
部のみがバルブリセス内へ進入する様に構成されている
（第１実施形態と第２実施形態との組み合わせ）。
【００３６】或いは、本発明の副室式エンジンは、副室
と、ピストン上面に形成されたピストンキャビティを含
む主燃焼室とを有しており、副室に設けられた噴口は、
当該噴口から噴射する火炎ジェットがシリンダ内のバル
ブリセスに向かって噴射される様に構成され、当該噴射
された火炎ジェットは、ピストンキャビティとバルブリ
セスとの境界部に衝突して、当該火炎ジェットの一部の
みがバルブリセス内へ進入する様に構成されており、ピ
ストンキャビティとバルブリセスとの境界部が形成して
いる角度は９０度以上である（第１実施形態、第２実施
形態、第３実施形態の組み合わせ）。
と、ピストン上面に形成されたピストンキャビティを含
む主燃焼室とを有しており、副室に設けられた噴口は、
当該噴口から噴射する火炎ジェットがシリンダ内のバル
ブリセスに向かって噴射される様に構成され、当該噴射
された火炎ジェットは、ピストンキャビティとバルブリ
セスとの境界部に衝突して、当該火炎ジェットの一部の
みがバルブリセス内へ進入する様に構成されており、ピ
ストンキャビティとバルブリセスとの境界部が形成して
いる角度は９０度以上である（第１実施形態、第２実施
形態、第３実施形態の組み合わせ）。
【００３７】さらに、本発明の副室式エンジンは、副室
と、ピストン上面に形成されたピストンキャビティを含
む主燃焼室とを有しており、副室に設けられた噴口は、
当該噴口から噴射する火炎ジェットがシリンダ内のバル
ブリセスに向かって噴射される様に構成され、当該噴射
された火炎ジェットは、ピストンキャビティとバルブリ
セスとの境界部に衝突して、当該火炎ジェットの一部の
みがバルブリセス内へ進入する様に構成されており、ピ
ストンキャビティとバルブリセスとの境界部が形成して
いる角度は９０度以上であり、ピストンキャビティの周
壁の一部をバルブリセス側に湾曲して食い込ませ、相対
的に、バルブリセス間の領域を半径方向内方へ向かって
突出させて構成されている（第１実施形態、第２実施形
態、第３実施形態、第４実施形態の組み合わせ）。
と、ピストン上面に形成されたピストンキャビティを含
む主燃焼室とを有しており、副室に設けられた噴口は、
当該噴口から噴射する火炎ジェットがシリンダ内のバル
ブリセスに向かって噴射される様に構成され、当該噴射
された火炎ジェットは、ピストンキャビティとバルブリ
セスとの境界部に衝突して、当該火炎ジェットの一部の
みがバルブリセス内へ進入する様に構成されており、ピ
ストンキャビティとバルブリセスとの境界部が形成して
いる角度は９０度以上であり、ピストンキャビティの周
壁の一部をバルブリセス側に湾曲して食い込ませ、相対
的に、バルブリセス間の領域を半径方向内方へ向かって
突出させて構成されている（第１実施形態、第２実施形
態、第３実施形態、第４実施形態の組み合わせ）。
【００３８】そして、上述した各実施形態の組み合わせ
の各々において、バルブリセスの底部のシリンダヘッド
からの位置を変化させること無く、ピストン頂面の高さ
を高くして（シリンダヘッドからの距離を短くして）、
相対的に、ピストン頂面とバルブリセス底部とのレベル
差（図３における深さＨ）を深くしてやる（即ち、トッ
プクリアランスを狭くしてやる）ことが出来る。
の各々において、バルブリセスの底部のシリンダヘッド
からの位置を変化させること無く、ピストン頂面の高さ
を高くして（シリンダヘッドからの距離を短くして）、
相対的に、ピストン頂面とバルブリセス底部とのレベル
差（図３における深さＨ）を深くしてやる（即ち、トッ
プクリアランスを狭くしてやる）ことが出来る。
【００３９】
【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に列記する。
（ａ） バルブリセスに火炎ジェットを積極的に進入さ
せることが出来るので、バルブリセスにおける燃焼が促
進される。 （ｂ） バルブリセスはピストン外周において、シリン
ダライナに貫通しているので、火炎ジェットはシリンダ
ライナ近辺まで伝播して、その部分における燃焼も促進
される。 （ｃ） 従来、火炎が伝播し難く冷却損失が大きく燃焼
し難いとされていた領域の燃焼が積極的に促進され、気
筒全体の燃焼が均一化して、燃焼効率が促進される。 （ｄ） バルブリセスやシリンダライナの燃焼が促進さ
れる結果、未燃炭化水素の発生が抑止される。 （ｅ） 副室噴孔の軸線の延長線上にバルブリセスとピ
ストンキャビティの境が位置するように、噴孔角度を設
定することによって、火炎ジェットの一部をバルブリセ
ス部に、その他の部分をピストンキャビティ内に分割出
来、効率良く燃焼させることが出来る。 （ｆ） ピストンキャビティの壁面とバルブリセス底部
とによって形成される角度が９０度以上（α≧９０度）
となるように構成することによって、バルブリセスの火
炎ジェット進入口は絞られないので、バルブリセスへの
火炎伝播がスムーズに行われる。
せることが出来るので、バルブリセスにおける燃焼が促
進される。 （ｂ） バルブリセスはピストン外周において、シリン
ダライナに貫通しているので、火炎ジェットはシリンダ
ライナ近辺まで伝播して、その部分における燃焼も促進
される。 （ｃ） 従来、火炎が伝播し難く冷却損失が大きく燃焼
し難いとされていた領域の燃焼が積極的に促進され、気
筒全体の燃焼が均一化して、燃焼効率が促進される。 （ｄ） バルブリセスやシリンダライナの燃焼が促進さ
れる結果、未燃炭化水素の発生が抑止される。 （ｅ） 副室噴孔の軸線の延長線上にバルブリセスとピ
ストンキャビティの境が位置するように、噴孔角度を設
定することによって、火炎ジェットの一部をバルブリセ
ス部に、その他の部分をピストンキャビティ内に分割出
来、効率良く燃焼させることが出来る。 （ｆ） ピストンキャビティの壁面とバルブリセス底部
とによって形成される角度が９０度以上（α≧９０度）
となるように構成することによって、バルブリセスの火
炎ジェット進入口は絞られないので、バルブリセスへの
火炎伝播がスムーズに行われる。
【図１】本発明の第１実施形態を示す要部断面図。
【図２】図１に対応するピストン頂面の形状と火炎ジェ
ットの位置関係を示す上面図。
ットの位置関係を示す上面図。
【図３】図２のＸ−Ｘ断面拡大図。
【図４】本発明の第２実施形態の要部を示す部分断面
図。
図。
【図５】本発明の第３実施形態の要部を示す部分断面
図。
図。
【図６】本発明の第４実施形態のピストン頂面の形状を
示す上面図。
示す上面図。
【図７】本発明の作用効果で、熱効率の向上度合いを示
した特性図。
した特性図。
【図８】本発明の作用効果で、未燃炭化水素の排出量の
減少度合いを示した特性図。
減少度合いを示した特性図。
【図９】従来技術の燃焼室周りを示した要部断面図。
【図１０】図９に対応する平面図。
【図１１】図１０のＺ−Ｚ断面拡大図。
１・・・ピストン
２・・・シリンダ
６・・・シリンダヘッド
７・・・トップクリアランス
１１・・・ピストン頂面
１２・・・ピストンキャビティ
１２ａ・・・ピストンキャビティの壁面
１３・・・バルブリセス
１３ａ・・・バルブリセス底部
１２３・・・肩部
Ｆ・・・火炎ジェット
Ｓ・・・副室
Ｓａ・・・噴孔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】 副室と、ピストン上面に形成されたピス
トンキャビティを含む主燃焼室とを有しており、副室に
設けられた噴口は、当該噴口から噴射する火炎ジェット
がピストン上面のバルブリセスに向かって噴射される様
に構成されていることを特徴とする副室式エンジン。 - 【請求項２】 副室の噴口から噴射された火炎ジェット
は、ピストンキャビティとバルブリセスとの境界部に衝
突して、当該火炎ジェットの一部のみがバルブリセス内
へ進入する様に構成されている請求項１の副室式エンジ
ン。 - 【請求項３】 ピストンキャビティとバルブリセスとの
境界部が形成している角度は９０度以上である請求項２
の副室式エンジン。 - 【請求項４】 バルブリセス間の領域を半径方向内方へ
向かって突出させた請求項１〜３の何れか１項の副室式
エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002083232A JP2003278547A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 副室式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002083232A JP2003278547A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 副室式エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003278547A true JP2003278547A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29231105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002083232A Pending JP2003278547A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 副室式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003278547A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006059037A1 (fr) * | 2004-11-30 | 2006-06-08 | Renault S.A.S | Moteur diesel a injcetion directe et procede d'injection de combustible dans une chambre de combustion d'un tel moteur. |
| WO2006073091A1 (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-13 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | 直接噴射式ディーゼルエンジン |
| WO2007032206A1 (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-22 | Yanmar Co., Ltd. | 火花点火機関 |
| WO2007128446A1 (de) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Daimler Ag | Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine für ein solches verfahren |
| WO2011080914A1 (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 川崎重工業株式会社 | 大型ガスエンジンの燃焼室 |
| WO2015053331A1 (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | 三菱重工業株式会社 | 副室式ガスエンジン用のピストンおよび副室式ガスエンジン |
| WO2023024965A1 (zh) * | 2021-08-25 | 2023-03-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 汽油机的燃烧室结构及汽油机 |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002083232A patent/JP2003278547A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006059037A1 (fr) * | 2004-11-30 | 2006-06-08 | Renault S.A.S | Moteur diesel a injcetion directe et procede d'injection de combustible dans une chambre de combustion d'un tel moteur. |
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| KR100969738B1 (ko) | 2005-09-15 | 2010-07-13 | 얀마 가부시키가이샤 | 불꽃 점화 기관 |
| US7856956B2 (en) | 2005-09-15 | 2010-12-28 | Yanmar Co., Ltd. | Spark ignition engine |
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| WO2011080914A1 (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 川崎重工業株式会社 | 大型ガスエンジンの燃焼室 |
| US9200559B2 (en) | 2009-12-28 | 2015-12-01 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Combustion chamber for large gas engine |
| WO2015053331A1 (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | 三菱重工業株式会社 | 副室式ガスエンジン用のピストンおよび副室式ガスエンジン |
| JP6038339B2 (ja) * | 2013-10-09 | 2016-12-07 | 三菱重工業株式会社 | 副室式ガスエンジン用のピストンおよび副室式ガスエンジン |
| EP3056710A4 (en) * | 2013-10-09 | 2017-05-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Piston for auxiliary chamber-type gas engine and auxiliary chamber-type gas engine |
| US10024221B2 (en) | 2013-10-09 | 2018-07-17 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Piston for prechamber-type gas engine and prechamber-type gas engine |
| WO2023024965A1 (zh) * | 2021-08-25 | 2023-03-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 汽油机的燃烧室结构及汽油机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040916 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050222 |