JP2526943Y2 - 副室式ディーゼルエンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、副室式ディーゼルエンジンに関する。

（従来の技術） 従来の副室式ディーゼルエンジンとしては、例えば第
６図に示すようなものがある（実開昭57-30327号公報参
照）。

これについて説明すると、副室として渦流室41は、シ
リンダヘッド１とその下面から嵌合したホットプラグ５
との間に略球状に画成されており、噴孔42を介して主燃
焼室４に連通している。

圧縮行程でピストン３の上昇に伴って主燃焼室４から
噴孔42を通って渦流室41へと流入した空気が渦流（スワ
ール）を生起する。ピストン３が上死点近傍に達すると
噴射弁９から燃料が過流室41内に噴射され、この噴射燃
料は圧縮により自着火した後に、過流室41内で過流空気
と混合しながら燃焼し、膨張行程では噴孔42から主燃焼
室４に噴出して拡散しながら空気を取り込みつつ燃焼す
るようになっている。過流室41には燃料噴射弁９と共に
グロープラグ43が配設されている。

空気供給孔44はその一端を主燃焼室４を画成するシリ
ンダヘッド１の下面に開口させ、他端を燃料噴射弁９の
ノズル近傍に開口させており、ピストン３の上昇に伴い
主燃焼室４から過流室41に２次空気を供給するようにな
っている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の副室式ディーゼルエ
ンジンにあっては、空気供給孔44から過流室41に噴射さ
れる２次空気は燃料噴射時期の末期の燃料噴霧に対して
供給されるため、燃料噴射から着火までの時間が長く、
その間に生成された予混合気が一時に爆発的な燃焼を起
こすために燃焼騒音が増大し、また燃焼開始が遅れるこ
とにより主燃焼室４における空気利用率が低下してエン
ジンの燃焼効率が悪化するという問題点があった。

本考案は、こうした従来の問題点に着目して、燃料噴
霧に対して、できるだけ早い時期から、しかも噴霧全体
に対して効果的に２次空気を注入できる燃焼室形状に改
良することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案では、シリンダヘッ
ドの下面とピストン頂面との間に形成される主燃焼室
と、シリンダヘッドに設けられ、略球形状をなし、かつ
主燃焼室側の一部に平面状の底面が形成された副室と、
副室の底面とシリンダヘッドの下面に開口し、副室と主
燃焼室とを常時連通する噴孔と、一端が燃料噴射弁に接
続され、他端が副室の底面の近傍に開口し、前記底面と
略平行となるように配置され、通路断面積が噴孔よりも
小さく形成された弁スロート孔と、弁スロート孔の途中
と主燃焼室とを連通し、通路断面積が弁スロート孔と略
同等に形成された空気供給孔とを設けた。

（作用） 上記構成に基づき、ピストンの上昇に伴って主燃焼室
の空気は噴孔と空気供給孔および弁スロート孔を通って
副室に押し込まれ、上死点前で燃料噴射弁から噴射され
る燃料は、弁スロート孔を通って副室に導かれる途中で
空気供給孔から押し込まれる空気と混合するので、燃料
噴射から着火までの時間を短縮し、副室に生成された予
混合気の爆発的な燃焼を抑制して、燃焼騒音を低減す
る。

弁スロート孔から副室に噴出する混合気流は副室の底
面の近傍で、底面に略平行となるため、副室の底面近傍
の燃料分布を増やすことができる。このため、副室にお
ける燃焼が進行するのに伴って、底面近傍の濃混合気が
噴孔を通って速やかに主燃焼室に噴出し、主燃焼室への
混合気の流入が早まることによって、主燃焼室における
空気利用率を高めて、エンジンの燃焼効率を改善でき
る。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、シリンダヘッド１の下面とピス
トン頂面15との間に主燃焼室４が画成され、シリンダヘ
ッド１とその下面から嵌合したホットプラグ５との間に
略球形の副室10が画成され、この副室10は噴孔11を介し
て主燃焼室４に連通する。

副室10には弁スロート孔13を介して燃料噴射弁９が接
続される。この弁スロート孔13はシリンダヘッド１とホ
ットプラグ５に渡って穿孔される。

副室10の底面14はピストン３の頂面15と略平行な平面
状に形成される。弁スロート孔13は底面14に近接し、か
つ底面14に平行な水平方向に配置される。

主燃焼室４と弁スロート孔13の途中とを連通する空気
供給孔12がホットプラグ５に穿孔される。

弁スロート孔13の断面積を噴孔11より所定の比率で小
さく設定するとともに、空気供給孔12の断面積を弁スロ
ート孔13と略同等に設定する。

次に作用について説明する。

エンジンの圧縮行程でピストン３の上昇に伴って、主
燃焼室４の空気は噴孔11と、空気供給孔12および弁スロ
ート孔13をそれぞれ通って副室10に押し込まれる。

ピストン３が上死点に至る手前で、燃料噴射弁９より
燃料が噴射され、この噴射燃料は弁スロート孔13を通っ
て副室10に導かれる過程で、既に空気供給孔12を通って
弁スロート孔13に押し込まれている空気と混合するの
で、燃料の微粒化と蒸発は噴射の初期から速やかに進行
し燃料噴射から着火までの時間を短縮する。これによ
り、副室10に生成された予混合気が一時に爆発的な燃焼
を起こすことを抑制し、その結果燃焼騒音は極めて低い
レベルに抑えられる。

弁スロート孔13から副室10に噴出する混合気流は副室
の底面14の近傍で、底面14に略平行に形成されているた
め、副室10の底面14の近傍の燃料分布が増える。このた
め、副室10における燃焼が進行するのに伴って、底面14
近傍の濃混合気が噴孔11を通って速やかに主燃焼室４に
噴出し、主燃焼室４への混合気の流入が早まることによ
って、主燃焼室４における燃焼速度を高めるとともに燃
焼終了時期を早めるために、主燃焼室４における空気利
用率を高めて、エンジンの燃焼効率が改善できる。

そして、弁スロート孔13と噴孔11はその延長上で交差
するように配置されているため、弁スロート孔13から噴
出する燃料噴霧のうち、その外周部にあって微粒化が既
にかなり進行している燃料は、噴孔11より噴き出す空気
流にのって副室10の上方に移動し、副室10の上方部で燃
焼するため、副室10の底面14に近い位置に準備された多
量の混合気を速やかに主燃焼室４に移動させる。混合気
が速やかに主燃焼室４に移ることにより、エンジンの燃
焼効率を高められる。

また、空気供給孔12および弁スロート孔13はホツトプ
ラグ５に穿孔する構造のため、シリンダヘッド１に複雑
な加工をすることが避けられ、生産性を高められる。

第３図に示す他の実施例は、噴孔21の軸線と燃料噴射
弁９の軸線が互いに交差しないように、それぞれオフセ
ットして配置されるとともに、弁スロート孔22は副室10
に対して略接線方向から接続するように配置される。

噴孔21をオフセットすることにより、副室10における
縦方向の過流を弱め、横方向の過流を生成し、副室10で
生成する混合気を分散させず、副室10の下部に集められ
る。

弁スロート孔22を副室10に対して接線方向に配置して
いるので、副室10における横方向の過流を助成するとと
もに、副室10の底面14の近傍に燃料噴霧を集中的に供給
し、燃料分布をその領域内においては均一化できる。

これにより、底面14の近傍で生成される混合気をこれ
に開口する噴孔21を通していち早く主燃焼室４へ流出さ
せることができ、燃焼効率の向上がはかれる。

次に、第４図，第５図にそれぞれ示す他の実施例につ
いて説明すると、副室31の底面32は噴孔33に対して直交
させるとともに、噴孔33を底面32の中央部に開口させ
る。

弁スロート孔34は副室31の底面32に対してその近傍で
平行に配置され、かつ副室31の接線方向から接続する。

この場合ピストン３の上昇に伴って噴孔33から副室31
に押し込まれる空気流は、副室31の中央部に流入するた
め副室31における縦方向の過流を弱められる。そして、
弁スロート孔34を副室31に対して接線方向に配置してい
るので、底面32の近傍において横方向の過流を生成し、
副室10で生成される混合気をいち早く主燃焼室４へ流出
させて空気利用率を高めることができ、燃焼効率の向上
がはかれる。

（考案の効果） 以上の通り本考案によれば、主燃焼室側の一部に平面
状の底面が形成した略球形状の副室を設け、この副室の
底面とシリンダヘッドの下面に開口して副室と主燃焼室
とを常時連通する噴孔とともに、前記副室底面付近に主
燃焼室からの空気及び燃料噴射弁からの燃料からなる混
合気を供給する小径の弁スロート孔及び空気供給孔を設
けたので、副室内での燃料噴射から着火までの時間を短
縮して予混合燃焼割合を抑制し、これにより燃焼騒音を
低減させられる一方で、副室底面付近に濃混合気を偏在
させてこれを早期に主燃焼室へと流入させ、これにより
主燃焼室における燃焼を促進でき、加えて主燃焼室の空
気量に見合った量の燃料を副室から主燃焼室へと確実に
供給できるので、各燃焼室内で燃料と空気とを適正な比
率で効率よく燃焼させることができ、これによりエンジ
ンの出力や燃費を改善できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は同
じく横断面図である。第３図は他の実施例を示す横断面
図である。第４図はさらに他の実施例を示す縦断面図、
第５図は同じく要部断面図である。第６図は従来例を示
す縦断面図である。 １……シリンダブロック、２……シリンダヘッド、３…
…ピストン、４……主燃焼室、５……ホットプラグ、９
……燃料噴射弁、10……副室、11……噴孔、12……空気
供給孔、13……弁スロート孔、14……副室底面。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドの下面とピストン頂面との
   間に形成される主燃焼室と、シリンダヘッドに設けら
   れ、略球形状をなし、かつ主燃焼室の一部に平面状の底
   面が形成された副室と、副室の底面とシリンダヘッドの
   下面に開口し、副室と主燃焼室とを常時連通する噴孔
   と、一端が燃料噴射弁に接続され、他端が副室の底面の
   近傍に開口し、前記底面と略平行となるように配置さ
   れ、通路断面積が噴孔よりも小さく形成された弁スロー
   ト孔と、弁スロート孔の途中と主燃焼室とを連通し、通
   路断面積が弁スロート孔と略同等に形成された空気供給
   孔とを備えたことを特徴とする副室式ディーゼルエンジ
   ン。