JP2020106004A - エンジン - Google Patents

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Yusuke Miyata
雄介 宮田
秀隆 森永
Hidetaka Morinaga
秀隆 森永
達也 森本
Tatsuya Morimoto
達也 森本
諭 長谷川
Satoshi Hasegawa
諭 長谷川
拓海 福田
Takumi Fukuda
拓海 福田
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Abstract

【課題】始動性が高くなるエンジンを提供する。【解決手段】シリンダ１と、シリンダヘッド３と、燃焼室９と、燃焼室９に臨む燃料インジェクタ４と、燃焼室９に向けてシリンダヘッド３に差し込まれたグロープラグ５を備え、シリンダヘッド３は、グロープラグ５の発熱部５ａの周面が露出状態で内嵌された通風路６を備え、圧縮行程でシリンダ１内に発生した圧縮空気７が、通風路６を通過し、燃焼室９内に流入するように構成されている。キャビティ２ｂを有するピストン２を備え、ピストン２の頂部２ａは、キャビティ２ｂの開口２ｃの周囲に配置されたスキッシュ面２ｄを備えていることが望ましい。【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンに関し、詳しくは、始動性が高くなるエンジンに関する。
従来、シリンダと、シリンダヘッドと、燃焼室と、燃焼室に臨む燃料インジェクタと、燃焼室に向けてシリンダヘッドに差し込まれたグロープラグを備えたエンジンがある(例えば、特許文献１参照)。
特開２００３−２５４０６６号公報(図１〜３参照)
《問題点》 エンジン始動性が低くなる。
特許文献１のエンジンでは、グロープラグの発熱部は、その先端の僅かな部分がシリンダヘッドから突出し、露出されているに過ぎず、圧縮行程でシリンダ内に発生した圧縮空気は、発熱部の僅かな露出面でしか加熱されず、昇温不足となり、燃焼室で噴射燃料が着火し難く、始動性が低くなる。
本発明の課題は、始動性が高くなるエンジンを提供することにある。
この発明の構成は、次の通りである。
図１に例示するように、シリンダ(１)と、シリンダヘッド(３)と、燃焼室(９)と、燃焼室(９)に臨む燃料インジェクタ(４)と、燃焼室(９)に向けてシリンダヘッド(３)に差し込まれたグロープラグ(５)を備え、
シリンダヘッド(３)は、グロープラグ(５)の発熱部(５ａ)の周面が露出状態で内嵌された通風路(６)を備え、
圧縮行程でシリンダ(１)内に発生した圧縮空気(７)が、通風路(６)を通過し、燃焼室(９)内に流入するように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
《効果》 始動性が高くなる。
この発明では、シリンダ(１)内の圧縮空気(７)が、通風路(６)を通過する際、通風路(６)内で露出した発熱部(５ａ)の周面で加熱され、十分に昇温され、燃焼室(９)での噴射燃料(８)の着火が促進され、始動性が高くなる。
《効果》 グロープラグ(５)の発熱で圧縮空気(７)が無駄なく加熱される。
この発明では、通風路(６)内で露出したグロープラグ(５)の発熱部(５ａ)の周面から放出された熱が、通風路(６)内を通過する圧縮空気(７)の断熱作用で、シリンダヘッド(３)に伝わり難く、グロープラグ(５)の発熱で圧縮空気(７)が無駄なく加熱される。
本発明の実施形態に係るエンジンの燃焼室とその周辺の立断面図である。 図１のエンジンのピストンの平面図である。
図１及び図２は本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図で、この実施形態では直接噴射式ディーゼルエンジンについて説明する。
図１に示すように、このエンジンは、シリンダ(１)と、シリンダヘッド(３)と、燃焼室(９)と、燃焼室(９)に臨む燃料インジェクタ(４)と、燃焼室(９)に向けてシリンダヘッド(３)に差し込まれたグロープラグ(５)を備えている。
シリンダヘッド(３)は、グロープラグ(５)の発熱部(５ａ)の周面が露出状態で内嵌された通風路(６)を備えている。
圧縮行程でシリンダ(１)内に発生した圧縮空気(７)が、通風路(６)を通過し、燃焼室(９)内に流入するように構成されている。
このエンジンでは、シリンダ(１)内の圧縮空気(７)が、通風路(６)を通過する際、通風路(６)内で露出した発熱部(５ａ)の周面で加熱され、十分に昇温され、燃焼室(９)での噴射燃料(８)の着火が促進され、始動性が高くなる。
また、このエンジンでは、通風路(６)内で露出したグロープラグ(５)の発熱部(５ａ)の周面から放出された熱が、通風路(６)内を通過する圧縮空気(７)の断熱作用で、シリンダヘッド(３)に伝わり難く、グロープラグ(５)の発熱で圧縮空気(７)が無駄なく加熱される。
グロープラグ(５)は、キースイッチ(図示せず)の操作により、エンジン始動時のモータリング前とモータリング途中に発熱する。
グロープラグ(５)は、エンジン始動時のモータリング前及び／又はモータリング途中に発熱させるようにすればよい。
グロープラグ(５)は、必要に応じ、エンジン始動後に発熱させてもよい。
図１に示すように、このエンジンは、キャビティ(２ｂ)を有するピストン(２)を備えている。
ピストン(２)の頂部(２ａ)は、キャビティ(２ｂ)の開口(２ｃ)の周囲に配置されたスキッシュ面(２ｄ)を備えている。
スキッシュ面(２ｄ)とシリンダヘッド(３)の間に形成されるスキッシュエリア(１０)に、通風路(６)の一端開口部(６ａ)が向けられ、通風路(６)の他端開口部(６ｂ)がキャビティ(２ｂ)内の燃焼室(９)に向けられている。
このエンジンでは、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなる。その理由は、次のように推定される。すなわち、スキッシュエリア(１０)の圧縮空気(７)が通風路(６)の一端開口部(６ａ)に押し込まれ、通風路(６)を通過して、通風路(６)の他端開口部(６ｂ)から燃焼室(９)に噴出し、燃焼室(９)内の圧縮空気(７)が昇温され、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなるもの推定される。
キャビティ(２ｂ)内の燃焼室(９)に向けられている通風路(６)の他端開口部(６ｂ)は、テーパー状または球面状の面取りにより窪んでいる。
このエンジンでは、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなる。
その理由は、他端開口部(６ｂ)の窪みにより、噴出する圧縮空気(７)の流量係数が最大化され、圧縮空気(７)の噴射量が多くなり、燃焼室(９)内全体に昇温した圧縮空気(７)が運ばれることもその要因と推定される。
図１または図２に示すように、キャビティ(２ｂ)は、内底中央部から隆起する隆起部(１１)と、隆起部(１１)の周囲に設けられた環状室(１２)を備えている。
隆起部(１１)の頂部(１１ａ)は、中央部から環状室(１２)に近づくにつれて、次第に環状室(１２)の内底部(１２ａ)に近づく斜面(１１ｂ)で形成され、通風路(６)の前記他端開口部(６ｂ)は、隆起部(１１)の頂部(１１ａ)の斜面(１１ｂ)に向けて開口されている。
このエンジンでは、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなる。その理由は、次のように推定される。すなわち、通風路(６)の他端開口部(６ｂ)から隆起部(１１)の頂部(１１ａ)に流出する加熱された圧縮空気(７)は、隆起部(１１)の頂部(１１ａ)の斜面(１１ｂ)に沿って周囲の環状室(１２)に案内され、環状室(１２)の圧縮空気(７)が偏りなく昇温され、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなるものと推定される。
図１に示すように、直線状の通風路(６)の中心軸線(６ｃ)と隆起部(１１)の頂部(１１ａ)の斜面(１１ｂ)の成す環状室(１２)側の角度(α)は、鈍角とされている。図１中の符号(６ｄ)は通風路(６)の中心軸線(６ｃ)と隆起部(１１)の頂部(１１ａ)の斜面(１１ｂ)の交点である。
このエンジンでは、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなる。その理由は、次のように推定される。すなわち、通風路(６)の他端開口部(６ｂ)から隆起部(１１)の頂部(１１ａ)に流出する加熱された圧縮空気(７)は、隆起部(１１)の頂部(１１ａ)の鈍角の斜面(１１ｂ)に沿って周囲の環状室(１２)に案内され、環状室(１２)を旋回する圧縮空気(７)とスムーズに合流し、環状室(１２)の圧縮空気(７)が偏りなく昇温され、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなるものと推定される。
図２に示すように、シリンダヘッド(３)は、吸気のヘリカルポート(１４)を備えている。
このエンジンでは、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなる。その理由は、次のように推定される。すなわち、通風路(６)の他端開口部(６ｂ)から燃焼室(９)に噴出した圧縮空気(７)が、ヘリカルポート(１４)の吸気で燃焼室に残留するスワール流(１５)に巻き込まれ、燃焼室(９)内での噴射燃料(８)の着火性が高くなるものと推定される。
本発明の実施形態の内容は以上の通りであるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、燃焼室は直接噴射式燃焼室に限らず、副室式燃焼室であってもよい。
また、上記実施形態の燃焼室(９)は、ピストン(２)の上死点側に向けて窄まるリエントラント形の燃焼室であるが、トロイダル形やその他の燃焼室であってもよい。
(１)…シリンダ、(２)…ピストン、(２ａ)…頂部、(２ｂ)…キャビティ、(２ｃ)…開口、(２ｄ)…スキッシュ面、(３)…シリンダヘッド、(４)…燃料インジェクタ、(５)…グロープラグ、(５ａ)…発熱部、(６)…通風路、(６ａ)…一端開口部、(６ｂ)…他端開口部、(７)…圧縮空気、(９)…燃焼室、(１０)…スキッシュエリア、(１１)…隆起部、(１１ａ)…頂部、(１１ｂ)…斜面、(１２)…環状室、(１２ａ)…内底部。

Claims (4)

  1. シリンダ(１)と、シリンダヘッド(３)と、燃焼室(９)と、燃焼室(９)に臨む燃料インジェクタ(４)と、燃焼室(９)に向けてシリンダヘッド(３)に差し込まれたグロープラグ(５)を備え、
    シリンダヘッド(３)は、グロープラグ(５)の発熱部(５ａ)の周面が露出状態で内嵌された通風路(６)を備え、
    圧縮行程でシリンダ(１)内に発生した圧縮空気(７)が、通風路(６)を通過し、燃焼室(９)内に流入するように構成されている、ことを特徴とするエンジン。
  2. 請求項１に記載されたエンジンにおいて、
    キャビティ(２ｂ)を有するピストン(２)を備え、
    ピストン(２)の頂部(２ａ)は、キャビティ(２ｂ)の開口(２ｃ)の周囲に配置されたスキッシュ面(２ｄ)を備え、
    スキッシュ面(２ｄ)とシリンダヘッド(３)の間に形成されるスキッシュエリア(１０)に、通風路(６)の一端開口部(６ａ)が向けられ、通風路(６)の他端開口部(６ｂ)がキャビティ(２ｂ)内の燃焼室(９)に向けられている、ことを特徴とするエンジン。
  3. 請求項２に記載されたエンジンにおいて、
    キャビティ(２ｂ)は、内底中央部から隆起する隆起部(１１)と、隆起部(１１)の周囲に設けられた環状室(１２)を備え、
    隆起部(１１)の頂部(１１ａ)は、中央部から環状室(１２)に近づくにつれて、次第に環状室(１２)の内底部(１２ａ)に近づく斜面(１１ｂ)で形成され、通風路(６)の前記他端開口部(６ｂ)は、隆起部(１１)の頂部(１１ａ)の斜面(１１ｂ)に向けて開口されている、ことを特徴とするエンジン。
  4. 請求項２または請求項３に記載されたエンジンにおいて、
    シリンダヘッド(３)は、吸気のヘリカルポート(１４)を備えている、ことを特徴とするエンジン。

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003254066A (ja) * 2002-03-01 2003-09-10 Honda Motor Co Ltd ディーゼルエンジン
WO2014188736A1 (ja) * 2013-05-20 2014-11-27 日産自動車株式会社 直噴式ディーゼルエンジン
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