JP2500395B2 - Sub-chamber insulation engine - Google Patents

Sub-chamber insulation engine

Info

Publication number
JP2500395B2
JP2500395B2 JP2918591A JP2918591A JP2500395B2 JP 2500395 B2 JP2500395 B2 JP 2500395B2 JP 2918591 A JP2918591 A JP 2918591A JP 2918591 A JP2918591 A JP 2918591A JP 2500395 B2 JP2500395 B2 JP 2500395B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
sub
communication hole
piston
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2918591A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04246232A (en
Inventor
寛 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2918591A priority Critical patent/JP2500395B2/en
Publication of JPH04246232A publication Critical patent/JPH04246232A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2500395B2 publication Critical patent/JP2500395B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ピストンヘッドに主
室を形成すると共にシリンダヘッドに副室を形成した副
室式断熱エンジンに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a subchamber type adiabatic engine in which a main chamber is formed in a piston head and a subchamber is formed in a cylinder head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エンジンの燃焼室としては、直接
噴射式及び副室式によって代表されている。直接噴射式
燃焼室は、燃料噴射ノズルより噴射された燃料の噴射エ
ネルギー及び燃焼室内に形成されるスワール及びスキッ
シュ流によって燃料と空気との混合を達成し、可燃性混
合気を形成している。副室式燃焼室は、副室内に形成さ
れる高スワールによって燃料油滴と空気との混合を達成
し、可燃性混合気を形成しているが、副室内に高スワー
ルを形成し且つ伝熱面積の増大によって熱損失が増加す
るという問題があり、更に、副室への空気の流入におい
て連通孔による絞り損失が増加するという問題を有して
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a combustion chamber of an engine is represented by a direct injection type or a sub chamber type. The direct injection type combustion chamber achieves mixing of fuel and air by the injection energy of the fuel injected from the fuel injection nozzle and the swirl and squish flow formed in the combustion chamber to form a combustible mixture. In the sub-chamber combustion chamber, the fuel oil droplets and air are mixed by the high swirl formed in the sub-chamber, and a combustible mixture is formed, but a high swirl is formed in the sub-chamber and heat transfer is performed. There is a problem that the heat loss increases due to the increase of the area, and further there is a problem that the throttle loss due to the communication hole increases when the air flows into the sub chamber.

【0003】従来、断熱エンジンの燃焼改善を目的とし
て、副室を持つ断熱エンジンが開発されている。例え
ば、本出願人の出願に係わる特願平1−252277号
には、副室式エンジンが開示されている。該副室式断熱
エンジンは、シリンダヘッドに形成した断熱構造の副
室、該副室と主室とを連通した断熱構造の連絡孔、前記
副室内に配置した多噴孔の燃料噴射ノズル、ピストン上
死点近傍で前記連絡孔に突入するピストンヘッドに設け
た突出部を有している。
Conventionally, an adiabatic engine having a sub chamber has been developed for the purpose of improving combustion of the adiabatic engine. For example, Japanese Patent Application No. 1-252277 related to the applicant's application discloses a sub-chamber engine. The sub-chamber type adiabatic engine includes a sub-chamber having a heat-insulating structure formed in a cylinder head, a communication hole having a heat-insulating structure that communicates the sub-chamber with the main chamber, a fuel injection nozzle having multiple injection holes arranged in the sub-chamber, and a piston. The piston head has a protrusion that protrudes into the communication hole near the top dead center.

【0004】更に、本出願人が先に出願した特願平2−
173888号には、上記のような副室式エンジンが開
示されている。該副室式エンジンは、ピストンヘッドに
は開口部が絞り込まれた主室を備えていないが、ピスト
ンヘッドにピストン上死点で連絡孔に突入する突出部が
形成されている。
Further, the Japanese Patent Application No.
No. 173888 discloses a sub-chamber engine as described above. In the sub-chamber engine, the piston head does not have a main chamber with a narrowed opening, but the piston head is provided with a protrusion that projects into the communication hole at the piston top dead center.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、副室
式エンジンでは、副室から主室への燃焼ガス即ち火炎の
吹き出しは一方向に限定されている。そして、火炎の吹
き出しの初期における流出速度は、副室と主室との圧力
差が大きく、火炎の吹き出し前半では速い速度で火炎は
吹き出されるが、火炎の吹き出し後期には流出速度が低
下し、主室に存在する空気との混合に時間がかかり、燃
焼期間が長くなり、燃費が悪化し、ハイドロカーボンH
Cの発生の原因になっている。
By the way, normally, in a sub-chamber engine, the blowing of combustion gas, that is, flame, from the sub-chamber to the main chamber is limited to one direction. The outflow velocity in the initial stage of the flame blowout is such that the pressure difference between the sub chamber and the main chamber is large, and the flame is blown out at a high velocity in the first half of the flame blowout, but the outflow velocity decreases in the latter half of the flame blowout. , It takes time to mix with the air existing in the main chamber, the combustion period becomes long, the fuel consumption deteriorates, and the hydrocarbon H
It is a cause of the occurrence of C.

【0006】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、燃料を放射状に噴射する燃料噴射ノズルを
配置した断熱構造の副室をシリンダヘッドに形成し、リ
ップ部で形成した開口部を有する主室をピストンヘッド
に形成すると共にピストン上死点で連通孔に突入する錐
面を備えた突出部をピストンヘッドに形成し、副室で一
次燃焼した燃焼ガスを副室から突出部の錐面に沿って主
室に流入させ、主室内で燃焼ガスと空気との混合を促進
して火炎と空気との混合を短期に達成して良好に二次燃
焼させ、次いで、前記主室からリップ部による逆スキッ
シュによってシリンダヘッド下面とピストンヘッド上面
との間に形成されるシリンダ室に流出させて混合気を三
次燃焼させて完全に燃焼させ、HC、NOXの発生を抑
制する副室式断熱エンジンを提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. An auxiliary chamber having a heat insulating structure in which a fuel injection nozzle for radially injecting fuel is arranged is formed in a cylinder head, and an opening formed by a lip portion is formed. Forming a main chamber having a piston head with a conical surface projecting into the communication hole at the piston top dead center, the combustion gas that has undergone primary combustion in the sub chamber from the sub chamber It flows into the main chamber along the conical surface, promotes the mixing of combustion gas and air in the main chamber, achieves the mixture of flame and air in a short period of time to achieve good secondary combustion, and then from the main chamber lip is tertiary combustion air mixture by flowing out into the cylinder chamber formed between the cylinder head lower surface and the piston head upper surface by the reverse squish by then completely combusted, HC, suppressing generation of the NO X pre-combustion chamber Insulation It is to provide an engine.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、シリンダヘッドに形成し且つ燃料を放射状
に噴霧する燃料噴射ノズルを配置した断熱構造の副室、
前記副室に対向してピストンヘッドに形成し且つ先細り
状リップ部で形成した開口部を備えたキャビティ、該キ
ャビティ側に前記副室を連通する前記シリンダヘッドに
形成した連通孔、前記ピストンヘッドに形成したキャビ
ティ底面から伸長し且つ前記開口部中央から突出してピ
ストン上死点近傍で前記連通孔に突入して前記連通孔と
の間に流通面積可変通路を形成する錐面を有する突出
部、及び該突出部の前記錐面と前記キャビティ壁面で形
成される主室、から構成した副室式断熱エンジンに関す
る。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention provides a sub-chamber of a heat insulating structure formed in a cylinder head and provided with a fuel injection nozzle for spraying fuel radially.
A cavity having an opening formed in the piston head facing the sub chamber and formed with a tapered lip portion, a communication hole formed in the cylinder head that communicates the sub chamber with the cavity side, and the piston head A protrusion having a conical surface extending from the bottom surface of the formed cavity, protruding from the center of the opening, protruding into the communication hole in the vicinity of the piston top dead center, and forming a flow area variable passage with the communication hole; The present invention relates to a sub-chamber type adiabatic engine including a main chamber formed by the conical surface of the protrusion and the cavity wall surface.

【0008】また、この副室式断熱エンジンは、前記突
出部の下部はアンダカットされ、前記主室は環状開口部
で前記シリンダヘッド側に開放する環状形状に形成され
ているものである。
Further, in this sub-chamber type adiabatic engine, the lower portion of the projecting portion is undercut, and the main chamber is formed in an annular shape opening to the cylinder head side through an annular opening.

【0009】[0009]

【作用】この発明による副室式断熱エンジンは、上記の
ように構成されており、次のように作用する。即ち、こ
の副室式断熱エンジンは、燃料を放射状に噴射する燃料
噴射ノズルを配置した断熱構造の副室をシリンダヘッド
に形成し、リップ部で形成した開口部を有する主室をピ
ストンヘッドに形成すると共にピストン上死点で連通孔
に突入する錐面を備えた突出部をピストンヘッドに形成
したので、前記連通孔と前記突出部の錐面とで流通面積
可変通路が形成される。そして、副室での空気流動と放
射状に噴射された燃料とは混合が促進され、副室で一次
燃焼した燃焼ガスが前記副室から前記流通面積可変通路
を通って前記錐面に沿って前記主室に流入される。そこ
で、前記主室内で燃焼ガスと空気との混合を促進して火
炎と空気との混合を短期に達成して良好に二次燃焼させ
ることができる。次いで、前記主室からリップ部による
逆スキッシュによってシリンダヘッド下面とピストンヘ
ッド上面との間のシリンダ室に流出させて混合気を三次
燃焼させて完全に燃焼させることができる。
The subchamber type adiabatic engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, in this sub-chamber type adiabatic engine, a sub-chamber having a heat insulating structure in which a fuel injection nozzle for radially injecting fuel is arranged is formed in a cylinder head, and a main chamber having an opening formed by a lip is formed in a piston head. In addition, since the protrusion having the conical surface that projects into the communication hole at the top dead center of the piston is formed in the piston head, the communication area and the conical surface of the protrusion form the variable passage area passage. Then, the air flow in the sub-chamber and the fuel injected radially are promoted to be mixed, and the combustion gas primarily combusted in the sub-chamber is passed from the sub-chamber through the flow area variable passage along the conical surface and It flows into the main room. Therefore, it is possible to promote the mixing of the combustion gas and the air in the main chamber, achieve the mixing of the flame and the air in a short period of time, and favorably perform the secondary combustion. Then, by reverse squishing by the lip portion from the main chamber, it can flow into the cylinder chamber between the lower surface of the cylinder head and the upper surface of the piston head, and the air-fuel mixture can be tertiary-combusted for complete combustion.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による副室
式断熱エンジンの実施例を説明する。まず、図1、図2
及び図3を参照して、この発明による副室式断熱エンジ
ンの一実施例を説明する。図1はこの発明による副室式
断熱エンジンの一実施例を示す断面図、図2は図1の副
室式断熱エンジンの膨張行程前半の状態を示す断面図、
及び図3は図2の膨張行程前半に続く状態を示す断面図
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a subchamber type adiabatic engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 and FIG.
An embodiment of the sub-chamber type adiabatic engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a sub-chamber type adiabatic engine according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the state of the sub-chamber type adiabatic engine of FIG. 1 in the first half of an expansion stroke.
3 and 4 are sectional views showing a state following the first half of the expansion stroke of FIG.

【0011】図示のように、この副室式断熱エンジン
は、シリンダブロック14、該シリンダブロック14に
固定された吸排気ポート25(一方のみ示す)を備えた
シリンダヘッド7、シリンダヘッド7に形成した断熱構
造の副室2、シリンダブロック14に形成したシリンダ
18内を往復運動するピストン17、副室2内に噴孔を
配置した燃料噴射ノズル6及びピストン17のピストン
ヘッド4に形成したキャビティ22で構成される断熱構
造の主室1を有している。副室2の断熱構造について
は、例えば、シリンダヘッド7に形成された凹部19に
配置された耐熱性及び断熱性に富んだセラミックス、耐
熱金属等から成る副室壁体3から構成されている。副室
壁体3は、シリンダヘッド7に取付金具27で固定され
ている。副室壁体3の外側面とシリンダヘッド7の凹部
19の内面との間には、断熱空気層28が形成され、副
室2の断熱度を向上させている。また、副室壁体3の下
面はシリンダヘッド下面13の一部を構成し、該副室壁
体3の下面中央部にはシリンダヘッド7に形成した副室
2をピストンヘッド4に形成した主室1に対向して連通
孔9が形成されている。この連通孔9の周囲部分の副室
壁体3は、他の部分に比較して薄い壁体11で形成され
ている。また、主室1の断熱構造については、例えば、
ピストンヘッド4のキャビティ22をセラミックス等か
ら断熱構造に構成されている。なお、吸排気ポート25
には吸排気弁26が配置されている。
As shown in the figure, this sub-chamber type adiabatic engine is formed on a cylinder block 7, a cylinder head 7 having an intake / exhaust port 25 (only one of which is shown) fixed to the cylinder block 14, and a cylinder head 7. In the sub chamber 2 of the heat insulating structure, the piston 17 that reciprocates in the cylinder 18 formed in the cylinder block 14, the fuel injection nozzle 6 in which the injection holes are arranged in the sub chamber 2, and the cavity 22 formed in the piston head 4 of the piston 17. It has a main chamber 1 of a heat insulating structure configured. Regarding the heat insulating structure of the sub chamber 2, for example, the sub chamber wall body 3 made of ceramics, heat resistant metal or the like having a high heat resistance and a high heat insulating property, which is disposed in the recess 19 formed in the cylinder head 7, is configured. The sub chamber wall body 3 is fixed to the cylinder head 7 with a mounting bracket 27. A heat insulating air layer 28 is formed between the outer surface of the sub chamber wall 3 and the inner surface of the recess 19 of the cylinder head 7 to improve the heat insulation of the sub chamber 2. Further, the lower surface of the sub chamber wall body 3 constitutes a part of the cylinder head lower surface 13, and the sub chamber 2 formed in the cylinder head 7 is formed in the piston head 4 in the central portion of the lower surface of the sub chamber wall body 3. A communication hole 9 is formed so as to face the chamber 1. The sub-chamber wall body 3 around the communication hole 9 is formed of a wall body 11 thinner than other portions. Further, regarding the heat insulation structure of the main chamber 1, for example,
The cavity 22 of the piston head 4 is made of ceramics or the like in a heat insulating structure. The intake / exhaust port 25
An intake / exhaust valve 26 is arranged in the.

【0012】この副室式断熱エンジンにおいて、副室2
に配置された燃料噴射ノズル6は、副室2内に燃料を放
射状に噴霧できるようにノズル本体の周方向に形成した
多噴孔16を備えている。燃料噴射ノズル6は、副室2
内でほゞ中央から下向きに配置され、多噴孔16は副室
2の周壁に向かって開口している。言い換えれば、副室
2の内部は、燃料噴射ノズル6のノズル軸に対してほゞ
対称的な形状に形成されている。また、ピストン17の
ピストンヘッド4に形成されたキャビティ22は、先尖
り形状のリップ部20で形成した開口部10を備えてお
り、従って、主室1はリエントラント型燃焼室を構成す
ることになる。しかも、主室1の開口部10の径は、連
通孔9の径より大きく形成されている。即ち、連通孔9
の部分の構造は、連通孔9の周囲で副室壁体3から伸長
した薄い壁体11で形成され、該副室壁体部分11はシ
リンダヘッド下面13と同一面を形成したシリンダヘッ
ド下面一部を構成する。しかも、連絡孔9自体は、ピス
トンヘッド4に形成した主室1の開口部10に対向して
いる。
In this sub-chamber type adiabatic engine, the sub-chamber 2
The fuel injection nozzle 6 arranged at is provided with multiple injection holes 16 formed in the circumferential direction of the nozzle body so that the fuel can be sprayed radially into the sub chamber 2. The fuel injection nozzle 6 is provided in the sub chamber 2
The nozzles 16 are arranged downward from the center, and the multiple injection holes 16 open toward the peripheral wall of the sub chamber 2. In other words, the inside of the sub chamber 2 is formed in a shape that is substantially symmetrical with respect to the nozzle axis of the fuel injection nozzle 6. Further, the cavity 22 formed in the piston head 4 of the piston 17 is provided with the opening 10 formed by the pointed lip portion 20, so that the main chamber 1 constitutes a reentrant combustion chamber. . Moreover, the diameter of the opening 10 of the main chamber 1 is formed larger than the diameter of the communication hole 9. That is, the communication hole 9
The structure of the portion is formed by a thin wall body 11 extending from the sub chamber wall body 3 around the communication hole 9, and the sub chamber wall body portion 11 forms the same surface as the cylinder head lower surface 13 and a cylinder head lower surface. Make up the department. Moreover, the communication hole 9 itself faces the opening 10 of the main chamber 1 formed in the piston head 4.

【0013】また、ピストンヘッド4に形成したキャビ
ティ22の中央には、ピストンヘッド上面12より突出
し且つピストン上死点付近で連通孔9の中央を貫通して
副室2に突入可能な突出部5が形成されている。突出部
5は、ピストンヘッド4のキャビティの中央の底面21
から上方に伸長する円錐面等の錐面8を有して突出して
いる。この突出部5は、高温の燃焼ガスに晒される熱負
荷の高い部位であるので、耐熱性に富み且つ高温強度に
富んだセラミックスで構成されることが好ましいもので
ある。また、図では、突出部5は上面が平らな面に形成
された円錐台に形成されているが、該円錐台に限らず上
部が丸みの在る円錐形に形成されてもよいものである。
即ち、この突出部5は、副室2から吹き出される燃焼ガ
スが錐面8に沿って高速で主室1に流入するように構成
されているものである。従って、主室1の開口部10は
突出部5が中央に配置されているので環状形状になり、
更に、主室1は突出部5の錐面8とキャビティ22の壁
面によって環状の室に形成されている。また、ピストン
上死点付近で連通孔9の周面と突出部5の錐面8とによ
って環状の通路23が形成され、しかも、この通路23
は、突出部5が錐面8から形成されているので、ピスト
ン上死点近傍でのピストン17の往復運動に応じて流通
面積が変化する流通面積可変通路を形成することにな
る。
Further, a protrusion 5 which protrudes from the piston head upper surface 12 and penetrates the center of the communication hole 9 in the vicinity of the piston top dead center and can enter the sub chamber 2 at the center of the cavity 22 formed in the piston head 4. Are formed. The protrusion 5 has a bottom surface 21 at the center of the cavity of the piston head 4.
It has a conical surface 8 such as a conical surface that extends upward from and protrudes. Since the protruding portion 5 is a portion that is exposed to high-temperature combustion gas and has a high heat load, it is preferable that the protruding portion 5 be made of ceramics that has high heat resistance and high-temperature strength. Further, in the drawing, the projecting portion 5 is formed as a truncated cone whose upper surface is a flat surface, but it is not limited to the truncated cone and the upper portion may be formed as a rounded cone. .
That is, the protruding portion 5 is configured such that the combustion gas blown out from the sub chamber 2 flows into the main chamber 1 at a high speed along the conical surface 8. Therefore, the opening 10 of the main chamber 1 has an annular shape because the projecting portion 5 is arranged at the center,
Further, the main chamber 1 is formed into an annular chamber by the conical surface 8 of the protrusion 5 and the wall surface of the cavity 22. An annular passage 23 is formed by the peripheral surface of the communication hole 9 and the conical surface 8 of the protrusion 5 near the top dead center of the piston.
Since the projecting portion 5 is formed from the conical surface 8, the flow passage area variable passage whose flow passage area changes according to the reciprocating motion of the piston 17 near the piston top dead center is formed.

【0014】この副室式断熱エンジンは、上記のように
構成されているので、次のように作用する。即ち、この
副室式断熱エンジンの燃焼サイクルにおいて、ピストン
上死点近傍である圧縮行程後半においてピストン17の
突出部5が連通孔9を通じて副室2内に突入し、環状の
通路23が形成される。次いで、圧縮行程終端に向かっ
てピストン17は上昇するが、突出部5の周側面は錐面
8に形成されているので、環状の通路23はその流通面
積が小さくなり、圧縮行程終端付近では副室2への流入
空気は押し込められ、副室2内でスワールを形成するよ
うになる。この状態で、図1の矢印で示すように、燃料
噴射ノズル6から副室2に噴射された燃料噴霧は、副室
2での流動空気と良好な混合を達成して燃料リッチで一
次燃焼をすることになる。
Since this sub-chamber type adiabatic engine is constructed as described above, it operates as follows. That is, in the combustion cycle of this sub-chamber type adiabatic engine, the projecting portion 5 of the piston 17 projects into the sub-chamber 2 through the communication hole 9 in the latter half of the compression stroke near the top dead center of the piston, and the annular passage 23 is formed. It Next, the piston 17 rises toward the end of the compression stroke, but since the peripheral side surface of the protrusion 5 is formed as the conical surface 8, the flow passage area of the annular passage 23 becomes small, and in the vicinity of the end of the compression stroke, the auxiliary passage is formed. The air flowing into the chamber 2 is pushed in and forms a swirl in the sub chamber 2. In this state, as shown by the arrow in FIG. 1, the fuel spray injected from the fuel injection nozzle 6 into the sub chamber 2 achieves good mixing with the flowing air in the sub chamber 2 and is fuel rich in primary combustion. Will be done.

【0015】次いで、この副室式断熱エンジンの燃焼サ
イクルは、膨張行程に移行し、膨張行程初期において副
室2からの混合気と火炎から成る燃焼ガスは、図2の矢
印で示すように、ピストンヘッド4に形成した主室1へ
突出部6の錐面8に沿って高速で勢い良くスムースに流
入させることができ、副室2から吹き出される燃焼ガス
のほとんどは主室1へ導入される。そこで、主室1内で
燃焼ガスと主室1内に存在する新気とは混合が促進さ
れ、火炎と空気との混合を短期に達成して良好に二次燃
焼を行うことになる。
Next, the combustion cycle of this sub-chamber type adiabatic engine shifts to the expansion stroke, and the combustion gas consisting of the air-fuel mixture and flame from the sub-chamber 2 at the beginning of the expansion stroke is as shown by the arrow in FIG. It is possible to smoothly and smoothly flow into the main chamber 1 formed in the piston head 4 at a high speed along the conical surface 8 of the protruding portion 6, and most of the combustion gas blown out from the sub chamber 2 is introduced into the main chamber 1. It Therefore, the combustion gas in the main chamber 1 and the fresh air existing in the main chamber 1 are promoted to be mixed with each other, so that the flame and the air are mixed in a short period of time and the secondary combustion is satisfactorily performed.

【0016】続いて、この副室式断熱エンジンの燃焼サ
イクルは、膨張行程後半に移り、図3の矢印で示すよう
に、主室1で二次燃焼した燃焼ガスは、主室1のリップ
部20の作用で逆スキッシュを発生させ、ピストンヘッ
ド上面12とシリンダヘッド下面13とで形成されるシ
リンダ室15へ勢い良く流出させ、該シリンダ室15で
混合気を三次燃焼させて完全に燃焼させて燃焼を完結す
る。従って、燃料噴射ノズル6から噴射された燃料は、
副室2で一次燃焼、主室1で二次燃焼、次いでシリンダ
室15で三次燃焼の3回の燃焼を行うことができ、しか
も、従来の副室式エンジンのように主室と副室を連通す
る連絡孔を絞る形状に構成する必要がなく、この発明に
よる副室式断熱エンジンにおける連通孔9は、突出部6
を連通孔9に突入させる構成であるので、該連通孔9の
径を大径に構成することができ、燃料或いは混合気と空
気との混合を促進できるので、燃料は良好な状態で完全
に燃焼し、HC、NOX の発生を抑制することができ
る。従って、この副室式断熱エンジンによれば、燃焼サ
イクルにおいて燃焼期間が短縮され、燃費が改善され、
HC、NOX の発生を抑制することができる。
Subsequently, the combustion cycle of this auxiliary chamber type adiabatic engine shifts to the latter half of the expansion stroke, and as shown by the arrow in FIG. 3, the combustion gas secondarily burned in the main chamber 1 is the lip portion of the main chamber 1. By the action of 20, reverse squish is generated and vigorously flows out into the cylinder chamber 15 formed by the piston head upper surface 12 and the cylinder head lower surface 13, and the air-fuel mixture is tertiary-combusted and completely burned in the cylinder chamber 15. Complete the combustion. Therefore, the fuel injected from the fuel injection nozzle 6 is
It is possible to perform three combustions of primary combustion in the sub chamber 2, secondary combustion in the main chamber 1, and then tertiary combustion in the cylinder chamber 15. Moreover, the main chamber and the sub chamber are separated from each other like a conventional sub chamber engine. It is not necessary to form the communication hole that communicates with each other, and the communication hole 9 in the subchamber type adiabatic engine according to the present invention has the protrusion 6
Since it is configured to rush into the communication hole 9, the diameter of the communication hole 9 can be configured to be large, and the mixing of the fuel or the air-fuel mixture with the air can be promoted. burning, it is possible to suppress HC, and occurrence of NO X. Therefore, according to this sub-chamber type adiabatic engine, the combustion period is shortened in the combustion cycle, the fuel consumption is improved,
HC, it is possible to suppress the generation of NO X.

【0017】次に、この発明による副室式断熱エンジン
の別の実施例を、図4を参照して説明する。この実施例
の副室式断熱エンジンは、上記実施例のものと比較して
突出部の形状が相違する以外は、同一の構成を有するも
のである。そこで、同一の部品には、同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。突出部5は、アンダカッ
トした断面円弧状の側面24に形成されている。従っ
て、ピストンヘッド4には、断面円形に近いドーナツ形
状の環状主室1が形成されることになる。従って、図4
の矢印で示すように、副室2から突出部6の錐面8に沿
って流入する混合気と火炎の燃焼ガスは、主室1におい
て良好な乱れを形成し、主室1内に存在する新気との混
合が促進されて迅速に混合が達成され、混合が促進する
ので、燃焼期間が短縮され即ち燃焼が早くなり、高効率
になって燃費が改善され、ハイドロカーボンHC等の発
生を抑制できる。
Next, another embodiment of the sub-chamber type adiabatic engine according to the present invention will be described with reference to FIG. The sub-chamber type adiabatic engine of this embodiment has the same configuration as that of the above embodiment except that the shape of the protruding portion is different. Therefore, the same components are designated by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted. The protruding portion 5 is formed on the side surface 24 having an arc-shaped cross section that is undercut. Therefore, the piston head 4 is formed with a donut-shaped annular main chamber 1 having a circular cross section. Therefore, FIG.
As indicated by the arrow, the mixture gas and the flame combustion gas flowing from the sub chamber 2 along the conical surface 8 of the protrusion 6 form a good turbulence in the main chamber 1 and are present in the main chamber 1. Mixing with the fresh air is promoted to achieve rapid mixing, and the mixing is promoted, so that the combustion period is shortened, that is, combustion is accelerated, the efficiency is improved, the fuel efficiency is improved, and the generation of hydrocarbons such as hydrocarbon HC is generated. Can be suppressed.

【0018】[0018]

【発明の効果】この発明による副室式断熱エンジンは、
上記のように構成されており、次のような効果を有す
る。即ち、この副室式断熱エンジンは、シリンダヘッド
に形成した断熱構造の副室、前記副室に対向してピスト
ンヘッドに形成し且つ先尖りのリップ部で形成した開口
部を備えたキャビティ、該キャビティ側に前記副室を連
通する前記シリンダヘッドに形成した連通孔、前記ピス
トンヘッドに形成したキャビティ底面から伸長し且つ前
記開口部中央から突出してピストン上死点近傍で前記連
通孔に突入して前記連通孔との間に流通面積可変通路を
形成する錐面を有する突出部、及び該突出部の前記錐面
と前記キャビティ壁面で形成される主室から構成したの
で、ピストン上死点近傍でのピストンの往復運動に伴っ
て前記連通孔の内周面と前記突出部の側面との間に形成
される通路は流通面積が可変状態となる。
The subchamber type adiabatic engine according to the present invention is
It is configured as described above and has the following effects. That is, this sub-chamber type adiabatic engine includes a sub-chamber having a heat insulating structure formed in a cylinder head, a cavity having an opening formed in a piston head facing the sub-chamber and formed with a pointed lip portion, A communication hole formed in the cylinder head that communicates the sub chamber to the cavity side, extending from the cavity bottom formed in the piston head and protruding from the center of the opening, and protruding into the communication hole near the piston top dead center. Since it is composed of a projecting portion having a conical surface that forms a passage area variable passage between the communicating hole and the main chamber formed by the conical surface of the projecting portion and the cavity wall surface, it is close to the piston top dead center. With the reciprocating movement of the piston, the passage formed between the inner peripheral surface of the communication hole and the side surface of the protrusion has a variable flow area.

【0019】そして、前記副室内で発生している強力な
空気流動即ちスワール中に前記副室に配置した燃料噴射
ノズルからの噴霧燃料が噴射され、良好な混合気が形成
されて着火して一次燃焼を行う。即ち、ピストン上死点
で前記流通面積可変通路は流通面積が小さくなって絞り
状態になり、前記副室に導入される空気は前記副室内で
強力なスワールを発生する。しかも、前記燃料噴射ノズ
ルは多噴孔で構成されているので、燃料は高噴射で放射
状に噴霧されるので、該噴霧燃料は前記スワールと良好
な混合気を形成し、前記副室で燃料リッチな状態で燃焼
してNOX の発生は抑制される。
Then, the sprayed fuel from the fuel injection nozzle disposed in the sub chamber is injected into the strong air flow, that is, the swirl generated in the sub chamber, a good air-fuel mixture is formed, and the primary fuel is ignited. Burn. That is, at the top dead center of the piston, the flow area variable passage has a reduced flow area and is in a throttled state, and the air introduced into the sub chamber generates a strong swirl in the sub chamber. Moreover, since the fuel injection nozzle is composed of multiple injection holes, the fuel is sprayed radially with high injection, so that the sprayed fuel forms a good mixture with the swirl and the fuel rich in the sub chamber. generation of the NO X is suppressed by burning in a state.

【0020】次いで、前記副室で一次燃焼した火炎と混
合気の燃焼ガスは前記副室から前記突出部の錐面に沿っ
て高速で前記主室に流入し、前記主室内で上下方向のス
ワールとなって流動する。そこで、前記主室内で燃焼ガ
スと前記主室内の新気との混合が促進され、燃焼ガスと
空気との混合を短期に達成されて混合が促進するので、
燃焼期間が短縮され、良好な二次燃焼を行うことにな
り、燃費が改善され、ハイドロカーボンHCの発生を抑
制できる。
Next, the flame and the combustion gas of the air-fuel mixture, which are primarily burned in the sub chamber, flow into the main chamber at high speed from the sub chamber along the conical surface of the projecting portion, and swirl vertically in the main chamber. Becomes fluid. Therefore, the mixing of the combustion gas and the fresh air in the main chamber is promoted in the main chamber, and the mixing of the combustion gas and the air is achieved in a short period of time to promote the mixing,
The combustion period is shortened, good secondary combustion is performed, fuel efficiency is improved, and generation of hydrocarbons HC can be suppressed.

【0021】更に、前記主室で二次燃焼した燃焼ガスは
前記主室から前記リップ部を通ってシリンダヘッド下面
とピストンヘッド上面との間に形成されるシリンダ室に
流出するが、前記リップ部の作用によって逆スキッシュ
によって前記シリンダ室へ流出し、該燃焼ガスを前記シ
リンダ室に存在する新気と混合させ、その混合気を三次
燃焼させて完全に燃焼させる。
Further, the combustion gas that has been secondarily burned in the main chamber flows from the main chamber through the lip portion to the cylinder chamber formed between the lower surface of the cylinder head and the upper surface of the piston head. The reverse squish causes the mixed gas to mix with the fresh air existing in the cylinder chamber, and the mixed gas is subjected to tertiary combustion to complete combustion.

【0022】従って、この副室式断熱エンジンは、燃焼
サイクルにおいて、前記副室で一次燃焼、次いで前記主
室で二次燃焼、最後に前記シリンダ室で三次燃焼の3回
に燃焼を行うので、HC、NOX の発生を抑制すること
ができる。しかも、前記連通孔には前記突出部が突入す
る構成であるので、前記連通孔自体を、従来の副室式エ
ンジンのように絞る必要がなく、大径に形成できるの
で、前記副室に空気を導入する場合の絞り損失はなく、
エンジン性能を低下することなく、高効率のエンジンを
提供できる。
Therefore, in this auxiliary chamber type adiabatic engine, in the combustion cycle, primary combustion is performed in the auxiliary chamber, secondary combustion is performed in the main chamber, and finally tertiary combustion is performed in the cylinder chamber. HC, it is possible to suppress the generation of NO X. Moreover, since the protruding portion projects into the communication hole, the communication hole itself does not need to be narrowed as in a conventional subchamber engine, and can be formed to have a large diameter. There is no aperture loss when introducing
It is possible to provide a highly efficient engine without degrading the engine performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明による副室式断熱エンジンの一実施例
を示し且つ燃焼サイクル中の圧縮行程後半の状態を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a sub-chamber type adiabatic engine according to the present invention and showing a state in the latter half of a compression stroke during a combustion cycle.

【図2】図1の副室式断熱エンジンにおける燃焼サイク
ル中の膨張行程初期の状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in an early stage of an expansion stroke during a combustion cycle in the sub-chamber adiabatic engine of FIG.

【図3】図1の副室式断熱エンジンにおける燃焼サイク
ル中の図2の状態に引き続く膨張行程前半の状態を示す
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in the first half of the expansion stroke following the state of FIG. 2 during the combustion cycle in the auxiliary chamber adiabatic engine of FIG.

【図4】この発明による副室式断熱エンジンの別の実施
例を示し且つ燃焼サイクル中の膨張行程初期の状態を示
す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the adiabatic chamber adiabatic engine according to the present invention and showing a state at the beginning of the expansion stroke during the combustion cycle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主室 2 副室 4 ピストンヘッド 5 突出部 6 燃料噴射ノズル 7 シリンダヘッド 8 錐面 9 連通孔 10 開口部 12 ピストンヘッド上面 13 シリンダヘッド下面 15 シリンダ室 16 多噴孔 17 ピストン 20 リップ部 21 キャビティ底面 22 キャビティ 23 流通面積可変通路 24 断面円弧状の側面(アンダカット) 1 Main Chamber 2 Sub Chamber 4 Piston Head 5 Projection 6 Fuel Injection Nozzle 7 Cylinder Head 8 Conical Surface 9 Communication Hole 10 Opening 12 Piston Head Upper Surface 13 Cylinder Head Lower Surface 15 Cylinder Chamber 16 Multiple Injection Holes 17 Piston 20 Lip Part 21 Cavity Bottom 22 Cavity 23 Flow area variable passage 24 Side with arcuate section (undercut)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドに形成し且つ燃料を放射
状に噴霧する燃料噴射ノズルを配置した断熱構造の副
室、前記副室に対向してピストンヘッドに形成し且つ先
尖り状リップ部で形成した開口部を備えたキャビティ、
該キャビティ側に前記副室を連通する前記シリンダヘッ
ドに形成した連通孔、前記ピストンヘッドに形成したキ
ャビティ底面から伸長し且つ前記開口部中央から突出し
てピストン上死点近傍で前記連通孔に突入して前記連通
孔との間に流通面積可変通路を形成する錐面を有する突
出部、及び該突出部の前記錐面とキャビティ壁面で形成
される主室、から構成した副室式断熱エンジン。
1. A sub-chamber having a heat insulating structure formed in a cylinder head and provided with a fuel injection nozzle for spraying fuel radially, formed in a piston head facing the sub-chamber and formed with a pointed lip portion. A cavity with an opening,
A communication hole formed in the cylinder head that communicates the sub chamber with the cavity side, extending from the bottom surface of the cavity formed in the piston head and projecting from the center of the opening to project into the communication hole near the piston top dead center. A sub-chamber type adiabatic engine including a protrusion having a conical surface that forms a passage area variable passage between the communication hole and a main chamber formed by the conical surface of the protrusion and a cavity wall surface.
【請求項2】 前記突出部の下部は断面円弧状にアンダ
カットされ、前記主室は環状開口部で前記シリンダヘッ
ド側に開放する環状形状に形成されている請求項1に記
載の副室式断熱エンジン。
2. The sub-chamber type according to claim 1, wherein a lower portion of the protrusion is undercut in an arc shape in cross section, and the main chamber is formed in an annular shape that opens to the cylinder head side at an annular opening. Adiabatic engine.
JP2918591A 1991-01-31 1991-01-31 Sub-chamber insulation engine Expired - Fee Related JP2500395B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2918591A JP2500395B2 (en) 1991-01-31 1991-01-31 Sub-chamber insulation engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2918591A JP2500395B2 (en) 1991-01-31 1991-01-31 Sub-chamber insulation engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04246232A JPH04246232A (en) 1992-09-02
JP2500395B2 true JP2500395B2 (en) 1996-05-29

Family

ID=12269150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2918591A Expired - Fee Related JP2500395B2 (en) 1991-01-31 1991-01-31 Sub-chamber insulation engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2500395B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04246232A (en) 1992-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2814346B2 (en) Diesel engine combustion chamber structure
JP3047493B2 (en) Insulated subchamber engine
JPH07150944A (en) Combustion chamber structure for direct injecting type diesel engine
JPH04194314A (en) Two-stroke diesel engine
JPH0494413A (en) Two-stroke diesel engine
JP2500395B2 (en) Sub-chamber insulation engine
JP2653556B2 (en) Combustion chamber of direct injection diesel engine
EP0909893A2 (en) Direct injection diesel engine
JP2987988B2 (en) Combustion chamber structure of subchamber engine
JPH07208170A (en) Auxiliary chamber structure in auxiliary chamber type engine
JPH03264725A (en) Subchamber type combustion chamber for internal combustion engine
JP2987997B2 (en) Subchamber type combustion chamber
JP3006093B2 (en) Insulated engine with sub-chamber
JP2819055B2 (en) Secondary combustion chamber insulated engine
JP3956535B2 (en) Sub-chamber engine
JPH0143467Y2 (en)
JP2500397B2 (en) Adiabatic chamber engine
JPH06241049A (en) Engine with auxiliary chamber
JPH0619801Y2 (en) Combustion chamber of a sub-chamber internal combustion engine
JPS6236130B2 (en)
JPH02308920A (en) Sub-combustion chamber type heat insulated diesel engine
JP2722374B2 (en) Combustion chamber with subchamber
JPH074248A (en) Auxiliary chamber type engine
JPH06159060A (en) Auxiliary combustion chamber type engine
JPH07279672A (en) Sub chamber-type engine provided with sub combustion chamber in piston

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees