JP2014129788A - 副室式ガスエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】副燃焼室10と主燃焼室20とが副室口金12に設けられた噴孔14を介して連通され、副燃焼室10で生成された燃焼火炎を、噴孔14を介して主燃焼室20に噴出せしめることで、主燃焼室20の混合気を燃焼させる副室式ガスエンジン1において、噴孔14は、燃焼火炎が流入する入口14aから当該入口14aの開口径よりも小さい開口径を有する喉部14bに向かって徐々に縮径するとともに、当該喉部14bから燃焼火炎が流出する出口14cに向かって徐々に拡径するラバールノズル形状であることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
そして、噴孔114は副室口金112の中心線CLを中心とした対称位置に複数個(例えば6個)形成されている。
そして、主燃焼室への燃焼火炎の噴射量を増加させるために外側噴孔の入口及び出口の開口径を共に大きくすると、主燃焼室内への流量は増加するが、副燃焼室と主燃焼室との差圧が減少するため、流速が低下するという問題点があった。
また、これらの場合に、噴孔近傍の混合気の燃焼は完全になされるが、各噴孔から離れた位置では、燃焼火炎が行き渡り難いため、混合気の燃焼が十分になされなくなる。このため、主燃焼室における混合気の燃焼が不十分となり、エンジンの燃焼安定性の低下や、混合気の一部が未燃ガスとなって排出されるおそれがあった。
前記噴孔は、前記燃焼火炎が流入する入口から当該入口の開口径よりも小さい開口径を有する喉部に向かって徐々に縮径するとともに、当該喉部から前記燃焼火炎が流出する出口に向かって徐々に拡径するラバールノズル形状であることを特徴とする。
また、噴孔を副室口金に設ける方法は加工が容易であるため、安価に製作することができる。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限り、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
なお、この図1は、ピストン6が上死点にある状態を示している。
図2及び図3に示したように、副燃焼室10は、噴孔14を介して主燃焼室20と連通する下部10cと、下部10cよりも大径に形成された着火部10aと、この着火部10aと下部10cとを接続する漸縮部10bとから構成されている。そして、着火部10aの上部に上述した点火プラグ16が内設されている。
さらに、噴孔14の出口14cの開口径は入口14aの開口径よりも大きく形成されている。
次に、噴孔14をラバールノズル形状としたことによる効果について説明する。
(a)噴孔は、断面形状においてテーパー状で、且つ、入口の開口径が出口の開口径よりも大きい。
(b)噴孔は、断面形状においてテーパー状で、且つ、入口の開口径よりも出口の開口径が大きい。
(c)本発明に係る噴孔14の形状であって、噴孔14はラバールノズル形状で、且つ、入口14aの開口径よりも出口14cの開口径が大きい。
図4に示すように、上記(a)、(b)及び(c)の場合は共に、クランク角a〜bまでの間、流速が急激に増加する。そして、クランク角d〜eまでの間、流速が急激に低下し、その後、一定となる。
しかし、上記(b)の場合には、クランク角b〜cまでの間は徐々に増加し、クランク角c〜dまでの間は徐々に低下する。
そして、上記(c)の場合には、クランク角b〜cまでの間、急激に増加し、クランク角c〜dまでの間、急激に低下する。
これらの結果より、上記(c)の場合に最も流速が速くなり、上記(a)の場合に最も流速が遅くなることが確認できた。
さらに、主燃焼室20での燃焼が安定すると、主燃焼室20内の最高圧力値の変動を抑制することができ、燃費を向上させることができる。
図5〜図7に示すように、副室口金26は、シリンダヘッド2に係止された本体部26aと、副室上部金物3に吊支された中央部26bとを有している。
さらに、主燃焼室20での燃焼が安定すると、主燃焼室20内の最高圧力値の変動を抑制することができ、燃費を向上させることができる。
2 シリンダヘッド
3 副室上部金物
4 シリンダ
6 ピストン
6a 頂面
8 凸状部
10 副燃焼室
10a 着火部
10b 漸縮部
10c 下部
12 副室口金
11、13 R部
14 噴孔
14a 入口
14b 喉部
14c 出口
16 点火プラグ
20 主燃焼室
21 副室式ガスエンジン
22 噴孔軸線
24 噴孔
24a 入口
24c 出口
26 副室口金
26a 本体部
26b 中央部
32 排気弁
34 給気弁
Claims (4)
- シリンダヘッドの中央部に内設された副室口金によって画成される副燃焼室と、前記シリンダヘッドとシリンダ内に収容されたピストンの頂面との間で画成される主燃焼室とを備え、前記副燃焼室と前記主燃焼室とは前記副室口金に設けられた噴孔を介して連通されており、前記副燃焼室で生成された燃焼火炎を、前記噴孔を介して前記主燃焼室に噴出せしめることで、前記主燃焼室の混合気を燃焼させる副室式ガスエンジンにおいて、
前記噴孔は、前記燃焼火炎が流入する入口から当該入口の開口径よりも小さい開口径を有する喉部に向かって徐々に縮径するとともに、当該喉部から前記燃焼火炎が流出する出口に向かって徐々に拡径するラバールノズル形状であることを特徴とする副室式ガスエンジン。 - 前記噴孔の前記出口の開口径は前記入口の開口径よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の副室式ガスエンジン。
- 前記噴孔は、前記副室口金の軸心を中心とした環状に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の副室式ガスエンジン。
- 前記噴孔は、前記副室口金の軸心を中心とした同心円上に複数形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の副室式ガスエンジン。
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