JP2552579Y2 - 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents

渦流室式ディーゼル機関の燃焼室

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JP2552579Y2 JP1991094961U JP9496191U JP2552579Y2 JP 2552579 Y2 JP2552579 Y2 JP 2552579Y2 JP 1991094961 U JP1991094961 U JP 1991094961U JP 9496191 U JP9496191 U JP 9496191U JP 2552579 Y2 JP2552579 Y2 JP 2552579Y2
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浩二 井元
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は渦流室式ディーゼル機関
の燃焼室に関する。
【0002】
【従来の技術】図3〜4に従来形渦流室式ディーゼル機
関の燃焼室を示す。図において1は主燃焼室、2は副燃
焼室、3は副室噴口、4はシリンダヘッド、5は燃料噴
射弁、6はグロープラグ、7はピストン、8はシリン
ダ、9は副室口金、10はシリンダヘッドガスケット、
A−Aは副燃焼室中心線、B−Bはシリンダ中心線であ
る。副燃焼室2は上部と下部より構成され、上部はシリ
ンダヘッド内に、下部は同シリンダヘッド内に挿入され
た副室口金9内に設けられている。また該副室口金の下
面は、シリンダヘッドの下面と面一或いはほぼ面一に形
成されている。
【0003】副室上部は半球形、下部が円錐台のもの、
或いは円柱形のもの等があるが、図では下部が円錐台の
ものを示す。副燃焼室2には燃料噴射弁5及び機関始動
時に副燃焼室2内を予熱するグロープラグ6を必要に応
じて設置する。副燃焼室2の下部は副室噴口3を介して
ピストン7の頂面、シリンダ8、シリンダヘッド4の下
面より構成される主燃焼室1と連通している。副燃焼室
2内には渦流が存在し、渦流の旋回方向に沿って燃料が
燃料噴射弁5から噴射される。副室噴口3は副室口金9
内に1個設置されている。
【0004】次に前記従来例の作用について説明する。
機関運転時の圧縮行程において、ピストン7により主燃
焼室1内に空気が圧縮され副室噴口3をへて副燃焼室2
内に流入し渦流Sを生成する。この渦流の方向に沿って
燃料が燃料噴射弁5より噴射され、燃料は渦流Sと共に
副燃焼室2内を旋回し、燃料と空気とが混合し着火、燃
焼をはじめる。この副燃焼室2内の燃焼ガス、未燃燃料
は副室噴口3を通って主燃焼室1内に噴出し、ピストン
に仕事をすると同時に主燃焼室1内の空気との混合、燃
焼が行われる。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】従来形の渦流室式ディ
ーゼル機関において燃焼を良好にするためには、副燃焼
室2内での燃料と空気の混合気形成の促進、副燃焼室2
壁面への燃料付着を防止する必要がある。副燃焼室2内
での燃料と空気の混合気形成を良好にし同壁面への燃料
の付着を少なくするためには、副室噴口3の通路面積を
小さくして該副室噴口3における噴流速度、従って副室
内渦流速度を大きくすることが考えられる。
【0006】しかしながら、そのため副室噴口の通路面
積の縮少をはかることは、副燃焼室2内の既燃、未燃ガ
スが主燃焼室1内に流出し難くなり、副室噴口絞り損失
が増大するとともに、主燃焼室1内での燃焼が遅れ燃焼
不良となる。また副燃焼室2、主燃焼室1内でのガス流
速増大のため熱損失が増大し、燃費、吐煙の改善は期待
できない。
【0007】本考案の目的は前記従来装置の問題点を解
消し、副燃焼室2内の燃料と空気の混合気形成を良好に
し同壁面への燃料の付着を防止するとともに、副燃焼室
2から主燃焼室1内へのガスの流出促進、主燃焼室内で
の噴流ペネトレーションを向上し、副燃焼室、主燃焼室
内での燃焼を促進し、渦流室式ディーゼル機関の燃費吐
煙が改善された副室噴口3を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案の渦流室式ディー
ゼル機関の燃焼室は上部がシリンダヘッド内に、下部が
同シリンダヘッド内に挿入された副室口金内に設けられ
た副燃焼室と、該副燃焼室内に圧縮行程時発生する渦流
の旋回方向に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記副室口
金内に2個設置され副燃焼室と主燃焼室を連通する副室
噴口とを有してなり、副燃焼室中心線A−Aとシリンダ
中心線B−Bを含む平面をC平面とすると、前記2個の
副室噴口は該C平面の両側に各1個設けられるととも
に、該副室噴口の軸線の主燃焼室方向への延長線が副燃
焼室中心線A−Aに対してシリンダ中心線B−B側の前
記C平面上の一点であるD点で交叉するように設置さ
れ、さらに前記副室噴口の主燃焼室側開口端の噴口通路
面積をfとし、副燃焼室側開口端の噴口通路面積をf
とするとき、f<fとなるように前記副室噴口を
それぞれテーパ状に構成したことを特徴としている。
【0009】
【作用】本考案のように燃焼室を構成することにより圧
縮行程時に主燃焼室1から副燃焼室2内に給気が流入す
る際、副室噴口3が2個設置されているので副燃焼室2
内で渦流Sが2個形成される。この2個の副室噴口3の
軸線の延長線は、副燃焼中心線A−Aとシリンダ中心線
B−Bを含むC平面上で、副燃焼室中心線A−Aのシリ
ンダ中心線B−B側のD点で交叉するよう配置されてい
るので、上記両渦流Sはシリンダ中心側の副燃焼室壁面
に沿って流れ、その後下流側(燃料噴射方向に対しても
下流側)即ち副燃焼室中心に対してシリンダ中心側の副
燃焼室2内で衝突するため同副燃焼室内で非常に大きい
乱れを第1図のように生成する。
【0010】このため燃料と空気の混合が促進されると
共に、副燃焼室2の側壁への燃料付着が防止され燃焼が
促進される。また、前記副燃焼室内での大きな乱れの発
生により副燃焼室内の渦流Sは減衰すると共に、副室噴
口3の副燃焼室側開口端の通路面積f2 が大きいので、
膨張行程時副燃焼室2内の既燃、未燃ガスが主燃焼室内
に流出し易くなると共に、副室噴口絞り損失が低減す
る。
【0011】又2つの副室噴口3の軸線の延長線が副燃
焼室中心線A−Aに対してシリンダ中心側のC平面上の
D点で交叉するように構成されているので、主燃焼室1
内に流出した2つのガス噴流は衝突混合すると共に、副
室噴口3の主燃焼室側開口端の通路面積f1 が小さいの
で噴流ペネトレーションが向上し、乱れも大きくなるた
め未燃ガスと空気の混合と燃焼が促進される。
【0012】
【実施例】以下図1〜2を参照し本考案の一実施例につ
いて説明する。図1は実施例の主、副燃焼室周りの断面
図、図2は図1のII−II断面図である。図示のように副
燃焼室2はシリンダヘッド4内に凹設された上部、下部
よりなっている。同上部はシリンダヘッド4内に、下部
はシンリダヘッド4内に挿入された副室口金9内に設け
られている。副燃焼室2の上部は半球形、下部は円錐台
状であるが、円柱形のものもある。副燃焼室2には燃料
噴射弁5及び機関始動時副燃焼室2内を予熱するグロー
プラグ6を必要に応じて設置する。副燃焼室2は副室噴
口3を介してピストンの頂面、シンリダ8、シンリダヘ
ッド4の下面より構成される主燃焼室1と連通してい
る。
【0013】副室口金9の下面はシリンダヘッド4の下
面と面一又はほぼ面一となっている。副燃焼室内には渦
流Sが存在し、該渦流の旋回方向に燃料が燃料噴射弁5
から噴射される。又副燃焼室の中心線A−Aとシリンダ
中心線B−Bを含む平面をC平面とするとき、2個の副
室噴口3は該C平面の両側に各1個設けられるととも
に、該噴口3の軸線の主燃焼室1方向への延長線は副燃
焼室中心線A−Aに対してシリンダ中心側の前記C平面
上の一点であるD点で交叉するように構成されている。
さらに前記副室噴口3の主燃焼室側開口流の噴口面積を
とし、副燃焼室側開口端の噴口通路面積fとした
とき、f<fとなるように2ケの副室噴口3はそれ
ぞれ構成されている。
【0014】次に前記実施例の作用について説明する。
機関が運転されると圧縮行程時主燃焼室1内の給気は2
ケの副室噴口3をへて副燃焼室2に流入し2つの渦流S
が生成される。2個の副室噴口3の軸線は副燃焼室中心
線A−Aに対しシリンダ中心線側で、前記C平面上のD
点で交叉するよに配置されているので、前記渦流Sは副
燃焼室壁面に沿って流れ、その後下流側即ち副燃焼室中
心線A−Aに対しシリンダ中心側の副燃料室2内で衝突
するため、同副燃焼室2内で非常に大きな乱れを生成す
る。
【0015】燃料は渦流S及び前記大きい乱れの中に噴
射されため、燃料と空気の混合が促進されると共に、副
燃焼室2の側壁への燃料付着が防止でき、燃焼が促進さ
れる。また副燃焼室2内での渦流Sは減衰するとともに
副室噴口3の副燃焼室側開口端の通路面積f2 が大きい
ので、膨張行程時、副燃焼室2の既燃、未燃ガスは主燃
焼室1内へ流出し易くなる。
【0016】また2つの副室噴口3の軸線の延長線は、
副室燃焼室中心線A−Aに対してシリンダ中心線側の前
記C平面上のD点で交叉するように構成されているの
で、主燃焼室1内に流出した2つのガス噴流が衝突、合
成されると共に、副室噴口3の主燃焼室側開口端の通路
面積f1 が小さいので、噴流ペネトレーションが向上す
ると共に乱れが大きくなるため、未燃ガスと空気の混合
燃焼が促進される。
【0017】また副燃焼室2、主燃焼室1内の燃焼促進
により、副室噴口通路面積を拡大しても燃焼が確保でき
るので、副室噴口絞り損失がさらに低減するとともに熱
損失も低減する。以上により機関の燃費の減少とともに
騒音、NOx、HCの低減と始動性の向上を図ることが
できる。
【0018】
【考案の効果】本考案の渦流室式ディーゼル機関の燃焼
室は前記のとおり構成したので、副燃焼室でのガスは副
燃焼室壁面に沿って流れると共に、室内では渦流により
非常に大きな乱れが生成されるため、該渦流Sに沿って
噴射された燃料は空気との混合が促進されると共に、副
燃焼室2の側壁への燃料付着が防止でき、燃焼が促進さ
れる。また副燃焼室内での渦流Sが2個の副室噴口流れ
の衝突等により減衰すると共に、副室噴口3の副燃焼室
側開口端の通路面積f2 が大きいので、膨張行程時副燃
焼室2の既燃、未燃ガスは主燃焼室1内へ流出し易くな
る。
【0019】又2つの副室噴口3の軸線の延長線は副室
燃焼室中心線A−Aに対しシリンダ中心線側の前記C平
面上のD点で交叉するように構成されている為、ガス噴
流の衝突により乱れを生じガスと空気の混合が十分行わ
れ、又副燃焼室より主燃焼室への副室噴口は先細りとな
っているため、噴流ペネトレーションが向上する。また
副燃焼室、主燃焼室内の燃焼促進により副室噴口通路面
積を拡大しても燃焼が確保できるため副室噴口絞り損失
がさらに低減すると共に熱損失が低減する。以上により
機関の燃費の減少と、騒音、NOx、HCの低減と始動
性の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第1実施例の燃焼室断面図
【図2】図1のII−II断面図
【図3】従来例の図1応当図
【図4】図3のIV−IV断面図
【符号の説明】
1…主燃焼室、2…副燃焼室、3…副室噴口、4…シリ
ンダヘッド、9…副室口金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭51−104203(JP,U) 実開 昭56−25020(JP,U) 実開 昭57−61125(JP,U) 実開 昭56−157320(JP,U) 実開 平1−166719(JP,U) 特公 昭30−454(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部がシリンダヘッド内に、下部が同シ
    リンダヘッド内に挿入された副室口金内に設けられた副
    燃焼室と、該副燃焼室内に圧縮行程時発生する渦流の旋
    回方向に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記副室口金内
    に2個設置され副燃焼室と主燃焼室を連通する副室噴口
    とを有してなり、副燃焼室中心線A−Aとシリンダ中心
    線B−Bを含む平面をC平面とすると、前記2個の副室
    噴口は該C平面の両側に各1個設けられるとともに、該
    副室噴口の軸線の主燃焼室方向への延長線が、副燃焼室
    中心線A−Aに対してシリンダ中心線B−B側の前記C
    平面上の一点であるD点にて交叉するように設置され、
    さらに前記副室噴口の主燃焼室側開口端の噴口通路面積
    をfとし、副燃焼室側開口端の噴口通路面積をf
    するときf<fとなるように前記各副室噴口をテー
    パ状に構成したことを特徴とする渦流室式ディーゼル機
    関の燃焼室。
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JPS5625020U (ja) * 1979-07-09 1981-03-07

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