JP2004162687A - ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘおよびスモークが大幅に効果的に低減する。
【解決手段】２本の各副噴口４は、主燃焼室から渦流室２に向かって、シリンダ軸心とほぼ平行となる垂直に立ち上がらせる。主噴口３の周面のうちの左右の各主噴口横外側周部９から、それぞれ前向きに延びる仮想前向き直線１０を想定した場合において、２本の各副噴口４は上記仮想前向き直線１０と交わる位置に位置させる。主噴口３の最小断面積部分での主噴口断面積Ａ３を１００％とした場合において、複数本の副噴口４を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積Ａ４は３−１５％、６−１０％、または７−９％に設定する。
【選択図】 図１
【解決手段】２本の各副噴口４は、主燃焼室から渦流室２に向かって、シリンダ軸心とほぼ平行となる垂直に立ち上がらせる。主噴口３の周面のうちの左右の各主噴口横外側周部９から、それぞれ前向きに延びる仮想前向き直線１０を想定した場合において、２本の各副噴口４は上記仮想前向き直線１０と交わる位置に位置させる。主噴口３の最小断面積部分での主噴口断面積Ａ３を１００％とした場合において、複数本の副噴口４を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積Ａ４は３−１５％、６−１０％、または７−９％に設定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路に関する。
【０００２】
【前提構成】
本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路は、例えば図１・図３、図４（本発明）、または図９（従来技術）に示すように、次の前提構成を有するものを対象とする。
【０００３】
図１・図３は本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態１を示す。図１（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の底面図。図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【０００４】
図３（Ａ）はディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の縦断左側面図。図３（Ｂ）は図３（Ａ）の主燃焼室部分の横断平面図である。
【０００５】
図４は、本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態２を示す。図４（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図。図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図。図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【０００６】
図９は従来技術１のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の渦流室部分を示す。図９（Ａ）は渦流室部分の縦断左側面図。図９（Ｂ）は図９（Ａ）の底面図である。
【０００７】
ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室は、主燃焼室(１)に渦流室(２)を１本の主噴口(３)と複数本の副噴口(４)…とで並列状に接続させて成る。
渦流室(２)は主燃焼室(１)よりも上側でシリンダ軸心(５)よりも前側に位置させる。主噴口(３)の主噴口軸心(６)は主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって斜め前上向きに方向づける。
【０００８】
複数本の副噴口(４)…は、主噴口(３)の下端開口部よりも前側で、主噴口軸心(６)の両側に分散させて配置する。
ピストン(７)の圧縮行程で、主燃焼室(１)の空気が主噴口(３)と副噴口(４)…とを並列に通って、渦流室(２)内で前上がりに旋回して行って空気渦流(８)を形成するように構成したものである。
【０００９】
【従来の技術】
上記前提構成において、複数本の副噴口(４)…を形成するための構成として、従来技術では次のものがある。
○ 従来技術１． 図９参照． （実公平１−３４６５７号公報の図３・図６参照）
【００１０】
図９は従来技術１のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の渦流室部分を示す。図９（Ａ）は渦流室部分の縦断左側面図。図９（Ｂ）は図９（Ａ）の底面図である。
前記複数本の各副噴口(４)…は、主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって、シリンダ軸心(５)に対して前倒れとなる、斜め前上向きに方向づけたものである。
【００１１】
【特許文献１】
実公平１−３４６５７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術１では、次の課題が残る。
この従来技術１の公告公報では、「主噴口および補助噴口を設けることによりエンジンの燃焼効率を改善し燃費の向上をはかることができる。」と記載されている。（この公告公報第６欄第１−３行）
【００１３】
しかし、本発明が課題とする、「ＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘおよびスモークが大幅に効果的に低減する」ことについては、全く触れられていない。
【００１４】
本発明の課題は、排気ガス中のＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘおよびスモークが大幅に効果的に低減するようにすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路は、上記前提構成において、上記課題を解決するために、複数本の副噴口(４)…を形成するための構成として、例えば図１・図２、または図４に示すように、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００１６】
図１・図２は本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態１を示す。 図１（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の底面図。図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００１７】
図２は図１中の主噴口３の形状を示す。図２（Ａ）は図１（Ａ）と同じ渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図２（Ａ）の主噴口部分の拡大図。図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の主噴口の底面図。図２（Ｄ）は図２（Ｂ）の主噴口のＤ矢視図。図２（Ｅ）は図２（Ｂ）の主噴口の斜視図である。
【００１８】
図４は、本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態２を示す。図４（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図。図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図。図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００１９】
○ 発明１． 請求項１． 図１または図４参照．
前記複数本の各副噴口(４)…は、主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって、シリンダ軸心(５)とほぼ平行となる垂直に立ち上がらせた、ことを特徴とする。
【００２０】
○ 発明２． 請求項２． 図１または図４参照．
この発明２は、上記発明１において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２１】
前記主噴口(３)の周面のうちの左右の各主噴口横外側周部(９)(９)から、それぞれ前向きに延びる仮想前向き直線(10)を想定した場合において、前記複数本の各副噴口(４)…のうちの左右両横外側に位置する２つの各副噴口(４)(４)は、上記仮想前向き直線(10)(10)と交わる位置に位置させた、ことを特徴とする。
【００２２】
○ 発明３． 請求項３． 図１参照．
この発明３は、上記発明１または２において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
前記副噴口(４)…の数が２本である、ことを特徴とする。
【００２３】
○ 発明４． 請求項４． 図４参照．
この発明４は、上記発明１または２において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
前記副噴口(４)…の数が４本である、ことを特徴とする。
【００２４】
○ 発明５． 請求項５． 図１・図２、または図４参照．
この発明５は、上記発明１・２・３または４において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２５】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は３−１５％に設定した、ことを特徴とする。
【００２６】
○ 発明６． 請求項６． 図１・図２、または図４参照．
この発明６は、上記発明５において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２７】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は６−１０％に設定した、ことを特徴とする。
【００２８】
○ 発明７． 請求項７． 図１・図２、または図４参照．
この発明７は、上記発明６において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２９】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は７−９％に設定した、ことを特徴とする。
【００３０】
○ 発明８． 請求項８． 図１・図２参照．
この発明８は、上記発明１・２・３・４・５・６または７において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００３１】
前記主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に少なくとも２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る。各脇通路(12)(12)の各脇通路断面積(A12)(A12)は主通路(11)の主通路断面積(A11)よりも狭く設定した、ことを特徴とする。
【００３２】
○ 発明９． 請求項９． 図１・図２参照．
この発明９は、上記発明８において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００３３】
前記主噴口(３)を構成する左右の両脇通路(12)(12)の脇通路軸心(13)(13)同士は、互いに上向きに狭くなっていくテーパー状に方向づけた、ことを特徴とする。
【００３４】
○ 発明１０． 請求項１０． 図１・図２参照．
この発明１０は、上記発明８または９において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００３５】
前記主噴口(３)を構成する左右の各脇通路(12)(12)は、その通路下端部から通路上端部に進むにつれて、その脇通路断面積(A12)(A12)が次第に小さくなっていく先すぼまり状に形成した、ことを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００３７】
○ 実施形態１． 請求項１・２・３・５・６・７・８・９・１０． 図１−図３参照．
【００３８】
図１−図３は本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態１を示す。 図１（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の底面図。図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００３９】
図２は図１中の主噴口３の形状を示す。図２（Ａ）は図１（Ａ）と同じ渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図２（Ａ）の主噴口部分の拡大図。図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の主噴口の底面図。図２（Ｄ）は図２（Ｂ）の主噴口のＤ矢視図。図２（Ｅ）は図２（Ｂ）の主噴口の斜視図である。
【００４０】
図３（Ａ）はディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の縦断左側面図。図３（Ｂ）は図３（Ａ）の主燃焼室部分の横断平面図である。
【００４１】
図１および図３において、符号(１)は主燃焼室、(２)は渦流室、(３)は主噴口、(４)は副噴口である。(５)はシリンダ軸心、(６)は主噴口軸心、(７)はピストン、(８)は空気渦流である。(21)は縦型水冷多気筒ディーゼルエンジンのシリンダブロック、(22)はシリンダヘッド、(23)は気流案内用凹み、(24)は燃料噴射器、(25)はグロープラグである。
【００４２】
ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室は、主燃焼室(１)に渦流室(２)を１本の主噴口(３)と２本の副噴口(４)(４)とで並列状に接続させて成る。
渦流室(２)は主燃焼室(１)よりも上側でシリンダ軸心(５)よりも前側に位置させる。主噴口(３)の主噴口軸心(６)は主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって斜め前上向きに方向づける。
【００４３】
２本の副噴口(４)(４)は、主噴口(３)の下端開口部よりも前側で、主噴口軸心(６)の両側に分散させて配置する。
ピストン(７)の圧縮行程で、主燃焼室(１)の空気が主噴口(３)と副噴口(４)(４)とを並列に通って、渦流室(２)内で前上がりに旋回して行って空気渦流(８)を形成するように構成した。
【００４４】
前記２本の各副噴口(４)(４)は、主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって、シリンダ軸心(５)とほぼ平行となる垂直に立ち上がらせる。
前記主噴口(３)の周面のうちの左右の各主噴口横外側周部(９)(９)から、それぞれ前向きに延びる仮想前向き直線(10)を想定した場合において、前記２本の各副噴口(４)(４)は、上記仮想前向き直線(10)(10)と交わる位置に位置させる。
【００４５】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、この２本の副噴口(４)(４)を寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は、まず３−１５％の範囲内に設定する。より好ましくは、この副噴口合計通路断面積(A4)は６−１０％の範囲内に設定する。さらに好ましくは、７−９％の範囲内、または７．７％に設定する。
【００４６】
図２に示すように、この主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に少なくとも２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る。各脇通路(12)(12)の各脇通路断面積(A12)(A12)は主通路(11)の主通路断面積(A11)よりも狭く設定した。
【００４７】
この主噴口(３)を構成する左右の両脇通路(12)(12)の脇通路軸心(13)(13)同士は、互いに上向きに狭くなっていくテーパー状に方向づける。
前記主噴口(３)を構成する左右の各脇通路(12)(12)は、その通路下端部から通路上端部に進むにつれて、その脇通路断面積(A12)(A12)が次第に小さくなっていく先すぼまり状に形成したものである。
【００４８】
○ 実施形態２． 請求項１・２・４・５・６・７・８・９・１０． 図４参照．
この実施形態２は、上記実施形態１の構成において、その一部を次のように変更したものである。
【００４９】
図４は、本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態２を示す。図４（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図。図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図。図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００５０】
上述の図１に示す実施形態１では、前記副噴口(４)…の数は２本にしている。これに対して、この図４に示す実施形態２では、その副噴口(４)…の数を４本に変更したものである。
【００５１】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、この４本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は、まず３−１５％の範囲内に設定する。より好ましくは、この副噴口合計通路断面積(A4)は６−１０％の範囲内に設定する。さらに好ましくは、７−９％の範囲内、または７．７％に設定する。
【００５２】
この４本の副噴口(４)…は、図４（Ｃ）に示すように、主噴口(３)の下端開口部の周縁の前部の楕円円弧とほぼ平行な仮想楕円円弧上の等分割位置に並べて配置したものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路は、つぎの効果を奏する。
［ イ： ＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘが大幅に効果的に低減する。 ］
【００５４】
各種の実験をした結果、本発明は副噴口を１本も空けていない図６（Ａ）に示す従来技術Ａのものと比べて、ＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘが大幅に効果的に低減する実験結果が得られた。
【００５５】
例えば、副噴口を１本も空けていない図６（Ａ）に示す従来技術Ａのものの場合と、上記実施形態１および実施形態２の場合との実験結果は、図５に示すとおりである。この図５において、曲線(Ａ)は副噴口を１本も空けていない従来技術Ａのものの場合を示し、曲線(Ｂ)は実施形態１を、曲線(Ｃ)は実施形態２の場合を示す。
【００５６】
この図５の実験結果によると、本発明の実施形態１の曲線(Ｂ)および実施形態２の曲線(Ｃ)の場合は、副噴口を１本も空けていない従来技術Ａのものの曲線(Ａ)と比べて、中負荷ないし高負荷においてＮＯｘが約２０％低減している。
【００５７】
［ ロ： ２本の各副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がる構成から、ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も同時に大幅に低減した。 ］
【００５８】
図６は従来技術と本発明の排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示す。 図６（Ａ）・図６（Ｂ）・図６（Ｅ）は渦流室式燃焼室の連絡通路の底面図である。図６（Ａ）は従来技術Ａを、図６（Ｂ）・図６（Ｅ）は本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅを示す。 図６（Ｄ）は従来技術Ａと本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅの排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示すＮＯｘ濃度−スモーク濃度特性図である。図中の符号Ａは従来技術Ａの場合を示し、符号Ｂ・Ｅは本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅの場合を示す。
【００５９】
▲１▼． 図６（Ａ）は従来技術Ａを示す。これは主噴口(３)の通路断面積が円形で、副噴口が１本もあけられていない。この図６（Ａ）の従来技術Ａの場合、図６（Ｄ）中の座標Ａで示すように、排気ガス中のＮＯｘ濃度が高く、スモーク濃度も高い。
【００６０】
▲２▼． 図６（Ｂ）は本発明の実施形態Ｂを示す。これは主噴口(３)の通路断面が円形で、副噴口(４)(４)が２本左右に並設されている。２本の副噴口(４)(４)は垂直に立ち上がっている。主噴口(３)の左右の各横外側周部から前向きに延びる２本の各仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている。
【００６１】
この図６（Ｂ）の実施形態Ｂの場合、図６（Ｄ）中の座標Ｂで示すように、前記従来技術Ａの座標Ａの場合よりも、ＮＯｘ濃度が可成り低くなるうえ、スモーク濃度も可成り低くなっている。
【００６２】
▲３▼． 図６（Ｅ）は本発明の実施形態Ｅを示す。これは前記図１・図２に示す前記実施形態１と同じものである。 主噴口(３)の通路断面の形状は、１本の主通路(11)の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を連通させたものから成る。各脇通路(12)(12)は主通路(11)よりも通路断面積が小さい。副噴口(４)(４)が２本左右に並設されている。２本の副噴口(４)(４)は垂直に立ち上がっている。主噴口(３)の左右の各横外側周部から前向きに延びる２本の各仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている。
【００６３】
この図６（Ｅ）の実施形態Ｅの場合、図６（Ｄ）中の座標Ｅで示すように、前記実施形態Ｂの座標Ｂの場合よりも、ＮＯｘ濃度がさらに一段と低くなるうえ、スモーク濃度もさらに一段と低くなっている。
【００６４】
▲４▼． この図６の実験結果から、上記▲２▼項および▲３▼項に示す本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅは、２本の各副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がる構成から、上記▲１▼項に示す従来技術Ａと比べて、ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も同時に大幅に低減したのである。
【００６５】
［ ハ： ２本の副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がっている事と、主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る事、との二者の組合せにより、 ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も可成り低減している。 ］
【００６６】
図７は本発明の実施形態３種の排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度を示す。図７（Ｃ）・図７（Ｄ）・図７（Ｅ）はそれぞれ本発明の実施形態Ｃ・実施形態Ｄ・実施形態Ｅの各渦流室式燃焼室の連絡通路の底面図である。図７（Ｆ）は実施形態Ｃ・実施形態Ｄ・実施形態Ｅの排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示すＮＯｘ濃度−スモーク濃度特性図である。
【００６７】
▲３▼． 図７（Ｅ）は、本発明の実施形態Ｅを示す。これは、前記［効果ロ］の▲３▼項に記載した実施形態Ｅ、および前記実施形態１と同じものである。
【００６８】
▲４▼． 図７（Ｃ）は本発明の実施形態Ｃを示す・これは、上記▲３▼項の実施形態Ｅと比べて、次の点のみが異なる。 上記実施形態Ｅでは、前記２本の仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている。この実施形態Ｃでは、２本の両仮想前向き直線(10)(10)の幅内に各噴口(４)(４)を移設したものである。
【００６９】
▲５▼． 図７（Ｄ）は本発明の実施形態Ｄを示す・これは、上記▲３▼項の実施形態Ｅと比べて、次の点のみが異なる。 この実施形態Ｄでは、２本の両仮想前向き直線(10)(10)の幅外へ各噴口(４)(４)を移設したものである。
【００７０】
▲６▼． 図７（Ｆ）中の座標Ａは、図６（Ｄ）中の座標Ａと同じであり、図６（Ａ）の従来技術Ａの場合を示す。図７（Ｆ）中の座標Ｂも、図６（Ｄ）中の座標Ｂと同じであり、図６（Ｂ）の本発明の実施形態Ｂの場合を示す。
【００７１】
図７（Ｃ）の実施形態Ｃの場合、図７（Ｆ）中の座標Ｃになる。図７（Ｄ）の実施形態Ｄの場合、図７（Ｆ）中の座標Ｄになる。図７（Ｅ）の実施形態Ｅの場合、図７（Ｆ）中の座標Ｅになる。
【００７２】
▲７▼． 図７（Ｆ）において、実施形態（Ｃ）・（Ｄ）および（Ｅ）の座標Ｃ・ＤおよびＥは、従来技術Ａの座標Ａおよび実施形態Ｂの座標Ｂと比べて、ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も可成り低減している。
【００７３】
この両濃度低減に寄与する共通の構成は、２本の副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がっている事と、 主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る事、 との二者の組合せである。
【００７４】
［ ニ： ２本の副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がっている事、主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る事、および、主噴口(３)の左右の各横外側周部から前向きに延びる２本の各仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている事、の三者の組合せから、 ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も最も低減した値を示している。 ］
【００７５】
図７（Ｆ）に示すように、実施形態Ｅの座標Ｅは、実施形態Ｃの座標Ｃ、および実施形態Ｄの座標Ｄと比べて、ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も最も低減した値を示している。
【００７６】
この両濃度低減に寄与する構成は、２本の副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がっている事、 主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る事、 および、主噴口(３)の左右の各横外側周部から前向きに延びる２本の各仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている事、 の三者の組合せである。
【００７７】
［ ホ： 図１・図２に示す実施形態１（＝図６（Ｅ）・図７（Ｅ）の実施形態Ｅ）において、図８（Ｃ）のＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価のための相関図に示すように、▲１▼主噴口に対する副噴口の通路断面積比を３−１５％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が６０％以上も得られる。▲２▼前記通路断面積比を６−１０％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が９５％以上も得られる。▲３▼前記通路断面積比を７−９％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が９８％以上も得られる。 ］
【００７８】
図８は主噴口に対する副噴口の合計の通路断面積の比率を座標面の横軸にとり、排気ガス中ののＮＯｘ濃度またはスモーク濃度を縦軸にとった、ＮＯｘ濃度−スモーク濃度相関図であり、これは実験によって得られた。 図８（Ａ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度の相関図。図８（Ｂ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−スモーク濃度の相関図。図８（Ｃ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度・スモーク濃度の総合評価のための相関図である。
【００７９】
図８（Ａ）・図８（Ｂ）および図８（Ｃ）の各座標面の縦軸中の「０．０」の値は、前記副噴口(４)をあけない場合、すなわち図６（Ａ）の従来技術Ａの場合を示す。
【００８０】
ディーゼルエンジンの排気ガス中の有害成分の中でも、改善が強く求められる大きな項目としては、ＮＯｘ濃度とスモーク濃度とが挙げられる。
主噴口(３)に対する副噴口(４)の通路断面積比に対して、ＮＯｘ濃度は図８（Ａ）に示すように右下りの特性を示し、スモーク濃度は図８（Ｂ）に示すように右上がりの特性を示す。
【００８１】
この図８（Ａ）のＮＯｘ濃度の右下り特性と、図８（Ｂ）のスモーク濃度の右上がり特性とは、特性が相反するため、そのままでは両特性を総合的に評価することができない。この両特性を総合的に評価するために、図８（Ｃ）に示す主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価のための相関図を、本発明者が考え出した。
【００８２】
この図８（Ｃ）において、座標面の縦軸の「０．０」の値は、図６（Ａ）の従来技術Ａが示す値であって、副噴口(４)を明けていない場合を示す。縦軸の「１００％」の値は、図１・図２に示す本発明の実施形態１であって、図６（Ｅ）・図７（Ｅ）に示す実施形態Ｅが示す値である。
【００８３】
この図８（Ｃ）において、縦軸「０．０」の値から「１００％」の値までの間を、ここでは総合評価値として単位１＝１００％の低減率と決めた。この縦軸の総合評価値１００％の低減率の値は、横軸の主噴口に対する副噴口の通路断面積比（以下、通路断面積比と略称する）が７.７％の値になる。
【００８４】
この縦軸の総合評価値６０％以上の低減率が得られる場合の、横軸の通路断面積比は３−１５％の範囲内である。
この縦軸の総合評価値９５％以上の低減率が得られる場合の、横軸の通路断面積比は６−１０％の範囲内である。
そして、この縦軸の総合評価値９８％以上の低減率が得られる場合の、横軸の通路断面積比は７−９％の範囲内である。
【００８５】
以上のように、図１・図２に示す実施形態１（＝図６（Ｅ）・図７（Ｅ）の実施形態Ｅ）において、図８（Ｃ）のＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価のための相関図に示すように、その総合評価の低減率の最大値を１００％とした場合には、次のようになる。
【００８６】
▲１▼．前記通路断面積比を３−１５％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が６０％以上も得られる。
▲２▼．前記通路断面積比を６−１０％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が９５％以上も得られる。
▲３▼．前記通路断面積比を７−９％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が９８％以上も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１−図３は本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態１を示す。 図１（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の底面図。図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図２】図２は図１中の主噴口３の形状を示す。図２（Ａ）は図１（Ａ）と同じ渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図２（Ａ）の主噴口部分の拡大図。図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の主噴口の底面図。図２（Ｄ）は図２（Ｂ）の主噴口のＤ矢視図。図２（Ｅ）は図２（Ｂ）の主噴口の斜視図。
【図３】図３（Ａ）はディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の縦断左側面図。図３（Ｂ）は図３（Ａ）の主燃焼室部分の横断平面図。
【図４】本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態２を示す。図４（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図。図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図。図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図５】ディーゼルエンジンの負荷に対する排気ガス中のＮＯｘの発生量を示すグラフ。
【図６】図６は従来技術と本発明の排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示す。 図６（Ａ）・図６（Ｂ）・図６（Ｅ）は渦流室式燃焼室の連絡通路の底面図である。図６（Ａ）は従来技術Ａを、図６（Ｂ）・図６（Ｅ）は本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅを示す。 図６（Ｄ）は従来技術と本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅの排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示すＮＯｘ濃度−スモーク濃度特性図である。図中の符号Ａは従来技術Ａの場合を示し、符号Ｂ・Ｅは本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅの場合を示す。
【図７】図７は本発明の実施形態３種の排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度を示す。図７（Ｃ）・図７（Ｄ）・図７（Ｅ）はそれぞれ本発明の実施形態Ｃ・実施形態Ｄ・実施形態Ｅの各渦流室式燃焼室の連絡通路の底面図である。図７（Ｆ）は実施形態Ｃ・実施形態Ｄ・実施形態Ｅの排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示すＮＯｘ濃度−スモーク濃度特性図である。
【図８】図８は主噴口に対する副噴口の合計の通路断面積の比率を座標面の横軸にとり、排気ガス中ののＮＯｘ濃度またはスモーク濃度を縦軸にとった、ＮＯｘ濃度−スモーク濃度相関図であり、これは実験によって得られた。 図８（Ａ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度の相関図。図８（Ｂ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−スモーク濃度の相関図。図８（Ｃ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度・スモーク濃度の総合評価のための相関図。
【図９】従来技術のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の渦流室部分を示す。図９（Ａ）は渦流室部分の縦断左側面図。図９（Ｂ）は図９（Ａ）の底面図。
【符号の説明】
１…主燃焼室、 ２…渦流室、 ３…主噴口、 ４…副噴口、 ５…シリンダ軸心、 ６…主噴口軸心、 ７…ピストン、 ８…空気渦流、 ９…主噴口横外側周部、 １０…仮想前向き直線、 １１…主通路、 １２…脇通路、 １３…脇通路軸心、 Ａ３…主噴口断面積、 Ａ４…副噴口合計通路断面積、 Ａ１１…主通路断面積、 Ａ１２…脇通路断面積。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路に関する。
【０００２】
【前提構成】
本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路は、例えば図１・図３、図４（本発明）、または図９（従来技術）に示すように、次の前提構成を有するものを対象とする。
【０００３】
図１・図３は本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態１を示す。図１（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の底面図。図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【０００４】
図３（Ａ）はディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の縦断左側面図。図３（Ｂ）は図３（Ａ）の主燃焼室部分の横断平面図である。
【０００５】
図４は、本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態２を示す。図４（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図。図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図。図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【０００６】
図９は従来技術１のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の渦流室部分を示す。図９（Ａ）は渦流室部分の縦断左側面図。図９（Ｂ）は図９（Ａ）の底面図である。
【０００７】
ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室は、主燃焼室(１)に渦流室(２)を１本の主噴口(３)と複数本の副噴口(４)…とで並列状に接続させて成る。
渦流室(２)は主燃焼室(１)よりも上側でシリンダ軸心(５)よりも前側に位置させる。主噴口(３)の主噴口軸心(６)は主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって斜め前上向きに方向づける。
【０００８】
複数本の副噴口(４)…は、主噴口(３)の下端開口部よりも前側で、主噴口軸心(６)の両側に分散させて配置する。
ピストン(７)の圧縮行程で、主燃焼室(１)の空気が主噴口(３)と副噴口(４)…とを並列に通って、渦流室(２)内で前上がりに旋回して行って空気渦流(８)を形成するように構成したものである。
【０００９】
【従来の技術】
上記前提構成において、複数本の副噴口(４)…を形成するための構成として、従来技術では次のものがある。
○ 従来技術１． 図９参照． （実公平１−３４６５７号公報の図３・図６参照）
【００１０】
図９は従来技術１のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の渦流室部分を示す。図９（Ａ）は渦流室部分の縦断左側面図。図９（Ｂ）は図９（Ａ）の底面図である。
前記複数本の各副噴口(４)…は、主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって、シリンダ軸心(５)に対して前倒れとなる、斜め前上向きに方向づけたものである。
【００１１】
【特許文献１】
実公平１−３４６５７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術１では、次の課題が残る。
この従来技術１の公告公報では、「主噴口および補助噴口を設けることによりエンジンの燃焼効率を改善し燃費の向上をはかることができる。」と記載されている。（この公告公報第６欄第１−３行）
【００１３】
しかし、本発明が課題とする、「ＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘおよびスモークが大幅に効果的に低減する」ことについては、全く触れられていない。
【００１４】
本発明の課題は、排気ガス中のＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘおよびスモークが大幅に効果的に低減するようにすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路は、上記前提構成において、上記課題を解決するために、複数本の副噴口(４)…を形成するための構成として、例えば図１・図２、または図４に示すように、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００１６】
図１・図２は本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態１を示す。 図１（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の底面図。図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００１７】
図２は図１中の主噴口３の形状を示す。図２（Ａ）は図１（Ａ）と同じ渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図２（Ａ）の主噴口部分の拡大図。図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の主噴口の底面図。図２（Ｄ）は図２（Ｂ）の主噴口のＤ矢視図。図２（Ｅ）は図２（Ｂ）の主噴口の斜視図である。
【００１８】
図４は、本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態２を示す。図４（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図。図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図。図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００１９】
○ 発明１． 請求項１． 図１または図４参照．
前記複数本の各副噴口(４)…は、主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって、シリンダ軸心(５)とほぼ平行となる垂直に立ち上がらせた、ことを特徴とする。
【００２０】
○ 発明２． 請求項２． 図１または図４参照．
この発明２は、上記発明１において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２１】
前記主噴口(３)の周面のうちの左右の各主噴口横外側周部(９)(９)から、それぞれ前向きに延びる仮想前向き直線(10)を想定した場合において、前記複数本の各副噴口(４)…のうちの左右両横外側に位置する２つの各副噴口(４)(４)は、上記仮想前向き直線(10)(10)と交わる位置に位置させた、ことを特徴とする。
【００２２】
○ 発明３． 請求項３． 図１参照．
この発明３は、上記発明１または２において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
前記副噴口(４)…の数が２本である、ことを特徴とする。
【００２３】
○ 発明４． 請求項４． 図４参照．
この発明４は、上記発明１または２において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
前記副噴口(４)…の数が４本である、ことを特徴とする。
【００２４】
○ 発明５． 請求項５． 図１・図２、または図４参照．
この発明５は、上記発明１・２・３または４において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２５】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は３−１５％に設定した、ことを特徴とする。
【００２６】
○ 発明６． 請求項６． 図１・図２、または図４参照．
この発明６は、上記発明５において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２７】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は６−１０％に設定した、ことを特徴とする。
【００２８】
○ 発明７． 請求項７． 図１・図２、または図４参照．
この発明７は、上記発明６において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２９】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は７−９％に設定した、ことを特徴とする。
【００３０】
○ 発明８． 請求項８． 図１・図２参照．
この発明８は、上記発明１・２・３・４・５・６または７において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００３１】
前記主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に少なくとも２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る。各脇通路(12)(12)の各脇通路断面積(A12)(A12)は主通路(11)の主通路断面積(A11)よりも狭く設定した、ことを特徴とする。
【００３２】
○ 発明９． 請求項９． 図１・図２参照．
この発明９は、上記発明８において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００３３】
前記主噴口(３)を構成する左右の両脇通路(12)(12)の脇通路軸心(13)(13)同士は、互いに上向きに狭くなっていくテーパー状に方向づけた、ことを特徴とする。
【００３４】
○ 発明１０． 請求項１０． 図１・図２参照．
この発明１０は、上記発明８または９において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００３５】
前記主噴口(３)を構成する左右の各脇通路(12)(12)は、その通路下端部から通路上端部に進むにつれて、その脇通路断面積(A12)(A12)が次第に小さくなっていく先すぼまり状に形成した、ことを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００３７】
○ 実施形態１． 請求項１・２・３・５・６・７・８・９・１０． 図１−図３参照．
【００３８】
図１−図３は本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態１を示す。 図１（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の底面図。図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００３９】
図２は図１中の主噴口３の形状を示す。図２（Ａ）は図１（Ａ）と同じ渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図２（Ａ）の主噴口部分の拡大図。図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の主噴口の底面図。図２（Ｄ）は図２（Ｂ）の主噴口のＤ矢視図。図２（Ｅ）は図２（Ｂ）の主噴口の斜視図である。
【００４０】
図３（Ａ）はディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の縦断左側面図。図３（Ｂ）は図３（Ａ）の主燃焼室部分の横断平面図である。
【００４１】
図１および図３において、符号(１)は主燃焼室、(２)は渦流室、(３)は主噴口、(４)は副噴口である。(５)はシリンダ軸心、(６)は主噴口軸心、(７)はピストン、(８)は空気渦流である。(21)は縦型水冷多気筒ディーゼルエンジンのシリンダブロック、(22)はシリンダヘッド、(23)は気流案内用凹み、(24)は燃料噴射器、(25)はグロープラグである。
【００４２】
ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室は、主燃焼室(１)に渦流室(２)を１本の主噴口(３)と２本の副噴口(４)(４)とで並列状に接続させて成る。
渦流室(２)は主燃焼室(１)よりも上側でシリンダ軸心(５)よりも前側に位置させる。主噴口(３)の主噴口軸心(６)は主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって斜め前上向きに方向づける。
【００４３】
２本の副噴口(４)(４)は、主噴口(３)の下端開口部よりも前側で、主噴口軸心(６)の両側に分散させて配置する。
ピストン(７)の圧縮行程で、主燃焼室(１)の空気が主噴口(３)と副噴口(４)(４)とを並列に通って、渦流室(２)内で前上がりに旋回して行って空気渦流(８)を形成するように構成した。
【００４４】
前記２本の各副噴口(４)(４)は、主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって、シリンダ軸心(５)とほぼ平行となる垂直に立ち上がらせる。
前記主噴口(３)の周面のうちの左右の各主噴口横外側周部(９)(９)から、それぞれ前向きに延びる仮想前向き直線(10)を想定した場合において、前記２本の各副噴口(４)(４)は、上記仮想前向き直線(10)(10)と交わる位置に位置させる。
【００４５】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、この２本の副噴口(４)(４)を寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は、まず３−１５％の範囲内に設定する。より好ましくは、この副噴口合計通路断面積(A4)は６−１０％の範囲内に設定する。さらに好ましくは、７−９％の範囲内、または７．７％に設定する。
【００４６】
図２に示すように、この主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に少なくとも２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る。各脇通路(12)(12)の各脇通路断面積(A12)(A12)は主通路(11)の主通路断面積(A11)よりも狭く設定した。
【００４７】
この主噴口(３)を構成する左右の両脇通路(12)(12)の脇通路軸心(13)(13)同士は、互いに上向きに狭くなっていくテーパー状に方向づける。
前記主噴口(３)を構成する左右の各脇通路(12)(12)は、その通路下端部から通路上端部に進むにつれて、その脇通路断面積(A12)(A12)が次第に小さくなっていく先すぼまり状に形成したものである。
【００４８】
○ 実施形態２． 請求項１・２・４・５・６・７・８・９・１０． 図４参照．
この実施形態２は、上記実施形態１の構成において、その一部を次のように変更したものである。
【００４９】
図４は、本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態２を示す。図４（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図。図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図。図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００５０】
上述の図１に示す実施形態１では、前記副噴口(４)…の数は２本にしている。これに対して、この図４に示す実施形態２では、その副噴口(４)…の数を４本に変更したものである。
【００５１】
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、この４本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は、まず３−１５％の範囲内に設定する。より好ましくは、この副噴口合計通路断面積(A4)は６−１０％の範囲内に設定する。さらに好ましくは、７−９％の範囲内、または７．７％に設定する。
【００５２】
この４本の副噴口(４)…は、図４（Ｃ）に示すように、主噴口(３)の下端開口部の周縁の前部の楕円円弧とほぼ平行な仮想楕円円弧上の等分割位置に並べて配置したものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路は、つぎの効果を奏する。
［ イ： ＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘが大幅に効果的に低減する。 ］
【００５４】
各種の実験をした結果、本発明は副噴口を１本も空けていない図６（Ａ）に示す従来技術Ａのものと比べて、ＨＣおよびＣＯがあまり高まることなく、ＮＯｘが大幅に効果的に低減する実験結果が得られた。
【００５５】
例えば、副噴口を１本も空けていない図６（Ａ）に示す従来技術Ａのものの場合と、上記実施形態１および実施形態２の場合との実験結果は、図５に示すとおりである。この図５において、曲線(Ａ)は副噴口を１本も空けていない従来技術Ａのものの場合を示し、曲線(Ｂ)は実施形態１を、曲線(Ｃ)は実施形態２の場合を示す。
【００５６】
この図５の実験結果によると、本発明の実施形態１の曲線(Ｂ)および実施形態２の曲線(Ｃ)の場合は、副噴口を１本も空けていない従来技術Ａのものの曲線(Ａ)と比べて、中負荷ないし高負荷においてＮＯｘが約２０％低減している。
【００５７】
［ ロ： ２本の各副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がる構成から、ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も同時に大幅に低減した。 ］
【００５８】
図６は従来技術と本発明の排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示す。 図６（Ａ）・図６（Ｂ）・図６（Ｅ）は渦流室式燃焼室の連絡通路の底面図である。図６（Ａ）は従来技術Ａを、図６（Ｂ）・図６（Ｅ）は本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅを示す。 図６（Ｄ）は従来技術Ａと本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅの排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示すＮＯｘ濃度−スモーク濃度特性図である。図中の符号Ａは従来技術Ａの場合を示し、符号Ｂ・Ｅは本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅの場合を示す。
【００５９】
▲１▼． 図６（Ａ）は従来技術Ａを示す。これは主噴口(３)の通路断面積が円形で、副噴口が１本もあけられていない。この図６（Ａ）の従来技術Ａの場合、図６（Ｄ）中の座標Ａで示すように、排気ガス中のＮＯｘ濃度が高く、スモーク濃度も高い。
【００６０】
▲２▼． 図６（Ｂ）は本発明の実施形態Ｂを示す。これは主噴口(３)の通路断面が円形で、副噴口(４)(４)が２本左右に並設されている。２本の副噴口(４)(４)は垂直に立ち上がっている。主噴口(３)の左右の各横外側周部から前向きに延びる２本の各仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている。
【００６１】
この図６（Ｂ）の実施形態Ｂの場合、図６（Ｄ）中の座標Ｂで示すように、前記従来技術Ａの座標Ａの場合よりも、ＮＯｘ濃度が可成り低くなるうえ、スモーク濃度も可成り低くなっている。
【００６２】
▲３▼． 図６（Ｅ）は本発明の実施形態Ｅを示す。これは前記図１・図２に示す前記実施形態１と同じものである。 主噴口(３)の通路断面の形状は、１本の主通路(11)の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を連通させたものから成る。各脇通路(12)(12)は主通路(11)よりも通路断面積が小さい。副噴口(４)(４)が２本左右に並設されている。２本の副噴口(４)(４)は垂直に立ち上がっている。主噴口(３)の左右の各横外側周部から前向きに延びる２本の各仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている。
【００６３】
この図６（Ｅ）の実施形態Ｅの場合、図６（Ｄ）中の座標Ｅで示すように、前記実施形態Ｂの座標Ｂの場合よりも、ＮＯｘ濃度がさらに一段と低くなるうえ、スモーク濃度もさらに一段と低くなっている。
【００６４】
▲４▼． この図６の実験結果から、上記▲２▼項および▲３▼項に示す本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅは、２本の各副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がる構成から、上記▲１▼項に示す従来技術Ａと比べて、ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も同時に大幅に低減したのである。
【００６５】
［ ハ： ２本の副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がっている事と、主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る事、との二者の組合せにより、 ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も可成り低減している。 ］
【００６６】
図７は本発明の実施形態３種の排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度を示す。図７（Ｃ）・図７（Ｄ）・図７（Ｅ）はそれぞれ本発明の実施形態Ｃ・実施形態Ｄ・実施形態Ｅの各渦流室式燃焼室の連絡通路の底面図である。図７（Ｆ）は実施形態Ｃ・実施形態Ｄ・実施形態Ｅの排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示すＮＯｘ濃度−スモーク濃度特性図である。
【００６７】
▲３▼． 図７（Ｅ）は、本発明の実施形態Ｅを示す。これは、前記［効果ロ］の▲３▼項に記載した実施形態Ｅ、および前記実施形態１と同じものである。
【００６８】
▲４▼． 図７（Ｃ）は本発明の実施形態Ｃを示す・これは、上記▲３▼項の実施形態Ｅと比べて、次の点のみが異なる。 上記実施形態Ｅでは、前記２本の仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている。この実施形態Ｃでは、２本の両仮想前向き直線(10)(10)の幅内に各噴口(４)(４)を移設したものである。
【００６９】
▲５▼． 図７（Ｄ）は本発明の実施形態Ｄを示す・これは、上記▲３▼項の実施形態Ｅと比べて、次の点のみが異なる。 この実施形態Ｄでは、２本の両仮想前向き直線(10)(10)の幅外へ各噴口(４)(４)を移設したものである。
【００７０】
▲６▼． 図７（Ｆ）中の座標Ａは、図６（Ｄ）中の座標Ａと同じであり、図６（Ａ）の従来技術Ａの場合を示す。図７（Ｆ）中の座標Ｂも、図６（Ｄ）中の座標Ｂと同じであり、図６（Ｂ）の本発明の実施形態Ｂの場合を示す。
【００７１】
図７（Ｃ）の実施形態Ｃの場合、図７（Ｆ）中の座標Ｃになる。図７（Ｄ）の実施形態Ｄの場合、図７（Ｆ）中の座標Ｄになる。図７（Ｅ）の実施形態Ｅの場合、図７（Ｆ）中の座標Ｅになる。
【００７２】
▲７▼． 図７（Ｆ）において、実施形態（Ｃ）・（Ｄ）および（Ｅ）の座標Ｃ・ＤおよびＥは、従来技術Ａの座標Ａおよび実施形態Ｂの座標Ｂと比べて、ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も可成り低減している。
【００７３】
この両濃度低減に寄与する共通の構成は、２本の副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がっている事と、 主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る事、 との二者の組合せである。
【００７４】
［ ニ： ２本の副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がっている事、主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る事、および、主噴口(３)の左右の各横外側周部から前向きに延びる２本の各仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている事、の三者の組合せから、 ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も最も低減した値を示している。 ］
【００７５】
図７（Ｆ）に示すように、実施形態Ｅの座標Ｅは、実施形態Ｃの座標Ｃ、および実施形態Ｄの座標Ｄと比べて、ＮＯｘ濃度もスモーク濃度も最も低減した値を示している。
【００７６】
この両濃度低減に寄与する構成は、２本の副噴口(４)(４)が垂直に立ち上がっている事、 主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成る事、 および、主噴口(３)の左右の各横外側周部から前向きに延びる２本の各仮想前向き直線(10)(10)に対して、各副噴口(４)(４)が交わっている事、 の三者の組合せである。
【００７７】
［ ホ： 図１・図２に示す実施形態１（＝図６（Ｅ）・図７（Ｅ）の実施形態Ｅ）において、図８（Ｃ）のＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価のための相関図に示すように、▲１▼主噴口に対する副噴口の通路断面積比を３−１５％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が６０％以上も得られる。▲２▼前記通路断面積比を６−１０％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が９５％以上も得られる。▲３▼前記通路断面積比を７−９％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が９８％以上も得られる。 ］
【００７８】
図８は主噴口に対する副噴口の合計の通路断面積の比率を座標面の横軸にとり、排気ガス中ののＮＯｘ濃度またはスモーク濃度を縦軸にとった、ＮＯｘ濃度−スモーク濃度相関図であり、これは実験によって得られた。 図８（Ａ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度の相関図。図８（Ｂ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−スモーク濃度の相関図。図８（Ｃ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度・スモーク濃度の総合評価のための相関図である。
【００７９】
図８（Ａ）・図８（Ｂ）および図８（Ｃ）の各座標面の縦軸中の「０．０」の値は、前記副噴口(４)をあけない場合、すなわち図６（Ａ）の従来技術Ａの場合を示す。
【００８０】
ディーゼルエンジンの排気ガス中の有害成分の中でも、改善が強く求められる大きな項目としては、ＮＯｘ濃度とスモーク濃度とが挙げられる。
主噴口(３)に対する副噴口(４)の通路断面積比に対して、ＮＯｘ濃度は図８（Ａ）に示すように右下りの特性を示し、スモーク濃度は図８（Ｂ）に示すように右上がりの特性を示す。
【００８１】
この図８（Ａ）のＮＯｘ濃度の右下り特性と、図８（Ｂ）のスモーク濃度の右上がり特性とは、特性が相反するため、そのままでは両特性を総合的に評価することができない。この両特性を総合的に評価するために、図８（Ｃ）に示す主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価のための相関図を、本発明者が考え出した。
【００８２】
この図８（Ｃ）において、座標面の縦軸の「０．０」の値は、図６（Ａ）の従来技術Ａが示す値であって、副噴口(４)を明けていない場合を示す。縦軸の「１００％」の値は、図１・図２に示す本発明の実施形態１であって、図６（Ｅ）・図７（Ｅ）に示す実施形態Ｅが示す値である。
【００８３】
この図８（Ｃ）において、縦軸「０．０」の値から「１００％」の値までの間を、ここでは総合評価値として単位１＝１００％の低減率と決めた。この縦軸の総合評価値１００％の低減率の値は、横軸の主噴口に対する副噴口の通路断面積比（以下、通路断面積比と略称する）が７.７％の値になる。
【００８４】
この縦軸の総合評価値６０％以上の低減率が得られる場合の、横軸の通路断面積比は３−１５％の範囲内である。
この縦軸の総合評価値９５％以上の低減率が得られる場合の、横軸の通路断面積比は６−１０％の範囲内である。
そして、この縦軸の総合評価値９８％以上の低減率が得られる場合の、横軸の通路断面積比は７−９％の範囲内である。
【００８５】
以上のように、図１・図２に示す実施形態１（＝図６（Ｅ）・図７（Ｅ）の実施形態Ｅ）において、図８（Ｃ）のＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価のための相関図に示すように、その総合評価の低減率の最大値を１００％とした場合には、次のようになる。
【００８６】
▲１▼．前記通路断面積比を３−１５％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が６０％以上も得られる。
▲２▼．前記通路断面積比を６−１０％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が９５％以上も得られる。
▲３▼．前記通路断面積比を７−９％に設定することにより、ＮＯｘ濃度＋スモーク濃度の総合評価の低減率が９８％以上も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１−図３は本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態１を示す。 図１（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の底面図。図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図２】図２は図１中の主噴口３の形状を示す。図２（Ａ）は図１（Ａ）と同じ渦流室口金の縦断左側面図。図１（Ｂ）は図２（Ａ）の主噴口部分の拡大図。図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の主噴口の底面図。図２（Ｄ）は図２（Ｂ）の主噴口のＤ矢視図。図２（Ｅ）は図２（Ｂ）の主噴口の斜視図。
【図３】図３（Ａ）はディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の縦断左側面図。図３（Ｂ）は図３（Ａ）の主燃焼室部分の横断平面図。
【図４】本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の実施形態２を示す。図４（Ａ）は渦流室式燃焼室の渦流室の渦流室口金の縦断左側面図。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の平面図。図４（Ｃ）は図４（Ａ）の底面図。図４（Ｄ）は図４（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図５】ディーゼルエンジンの負荷に対する排気ガス中のＮＯｘの発生量を示すグラフ。
【図６】図６は従来技術と本発明の排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示す。 図６（Ａ）・図６（Ｂ）・図６（Ｅ）は渦流室式燃焼室の連絡通路の底面図である。図６（Ａ）は従来技術Ａを、図６（Ｂ）・図６（Ｅ）は本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅを示す。 図６（Ｄ）は従来技術と本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅの排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示すＮＯｘ濃度−スモーク濃度特性図である。図中の符号Ａは従来技術Ａの場合を示し、符号Ｂ・Ｅは本発明の実施形態Ｂ・実施形態Ｅの場合を示す。
【図７】図７は本発明の実施形態３種の排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度を示す。図７（Ｃ）・図７（Ｄ）・図７（Ｅ）はそれぞれ本発明の実施形態Ｃ・実施形態Ｄ・実施形態Ｅの各渦流室式燃焼室の連絡通路の底面図である。図７（Ｆ）は実施形態Ｃ・実施形態Ｄ・実施形態Ｅの排気ガス中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度の実験結果を示すＮＯｘ濃度−スモーク濃度特性図である。
【図８】図８は主噴口に対する副噴口の合計の通路断面積の比率を座標面の横軸にとり、排気ガス中ののＮＯｘ濃度またはスモーク濃度を縦軸にとった、ＮＯｘ濃度−スモーク濃度相関図であり、これは実験によって得られた。 図８（Ａ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度の相関図。図８（Ｂ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−スモーク濃度の相関図。図８（Ｃ）は主噴口に対する副噴口の通路断面積比−ＮＯｘ濃度・スモーク濃度の総合評価のための相関図。
【図９】従来技術のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路の渦流室部分を示す。図９（Ａ）は渦流室部分の縦断左側面図。図９（Ｂ）は図９（Ａ）の底面図。
【符号の説明】
１…主燃焼室、 ２…渦流室、 ３…主噴口、 ４…副噴口、 ５…シリンダ軸心、 ６…主噴口軸心、 ７…ピストン、 ８…空気渦流、 ９…主噴口横外側周部、 １０…仮想前向き直線、 １１…主通路、 １２…脇通路、 １３…脇通路軸心、 Ａ３…主噴口断面積、 Ａ４…副噴口合計通路断面積、 Ａ１１…主通路断面積、 Ａ１２…脇通路断面積。
Claims (10)
- ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室は、主燃焼室(１)に渦流室(２)を１本の主噴口(３)と複数本の副噴口(４)…とで並列状に接続させて成り、
渦流室(２)は主燃焼室(１)よりも上側でシリンダ軸心(５)よりも前側に位置させ、主噴口(３)の主噴口軸心(６)は主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって斜め前上向きに方向づけ、
複数本の副噴口(４)…は、主噴口(３)の下端開口部よりも前側で、主噴口軸心(６)の両側に分散させて配置し、
ピストン(７)の圧縮行程で、主燃焼室(１)の空気が主噴口(３)と副噴口(４)…とを並列に通って、渦流室(２)内で前上がりに旋回して行って空気渦流(８)を形成するように構成した、
ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記複数本の各副噴口(４)…は、主燃焼室(１)から渦流室(２)に向かって、シリンダ軸心(５)とほぼ平行となる垂直に立ち上がらせた、
ことを特徴とするディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路。 - 請求項１に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記主噴口(３)の周面のうちの左右の各主噴口横外側周部(９)(９)から、それぞれ前向きに延びる仮想前向き直線(10)を想定した場合において、前記複数本の各副噴口(４)…のうちの左右両横外側に位置する２つの各副噴口(４)(４)は、上記仮想前向き直線(10)(10)と交わる位置に位置させた、 ことを特徴とするもの。 - 請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記副噴口(４)…の数が２本である、 ことを特徴とするもの。 - 請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記副噴口(４)…の数が４本である、 ことを特徴とするもの。 - 請求項１・２・３または４に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は３−１５％に設定した、 ことを特徴とするもの。 - 請求項５に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は６−１０％に設定した、 ことを特徴とするもの。 - 請求項６に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記主噴口(３)の最小断面積部分での主噴口断面積(A3)を１００％とした場合において、前記複数本の副噴口(４)を全て寄せ合わせた副噴口合計通路断面積(A4)は７−９％に設定した、 ことを特徴とするもの。 - 請求項１・２・３・４・５・６または７に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記主噴口(３)は１本の主通路(11)の左右の両脇部に少なくとも２本の各脇通路(12)(12)を周側面で連通させたものから成り、各脇通路(12)(12)の各脇通路断面積(A12)(A12)は主通路(11)の主通路断面積(A11)よりも狭く設定した、 ことを特徴とするもの。 - 請求項８に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記主噴口(３)を構成する左右の両脇通路(12)(12)の脇通路軸心(13)(13)同士は、互いに上向きに狭くなっていくテーパー状に方向づけた、 ことを特徴とするもの。 - 請求項８または９に記載のディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路において、
前記主噴口(３)を構成する左右の各脇通路(12)(12)は、その通路下端部から通路上端部に進むにつれて、その脇通路断面積(A12)(A12)が次第に小さくなっていく先すぼまり状に形成した、 ことを特徴とするもの。
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