JP2564213B2 - ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室 - Google Patents

ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室

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JP2564213B2 JP3124987A JP12498791A JP2564213B2 JP 2564213 B2 JP2564213 B2 JP 2564213B2 JP 3124987 A JP3124987 A JP 3124987A JP 12498791 A JP12498791 A JP 12498791A JP 2564213 B2 JP2564213 B2 JP 2564213B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
のうず室式燃焼室に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室と
しては、従来より例えば本出願人の提案に係る、特公昭
57−59410号公報に開示されたものがある。この
ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の基本構造は図1
0〜図12で示すように構成されている。ここで、図1
0はうず室式燃焼室の要部縦断側面図、図11は主燃焼
室内のシリンダヘッド端面図、図12は上記うず室の作
用説明図である。
【0003】このうず室式燃焼室は、ディーゼルエンジ
ンの主燃焼室11に噴口12を介してうず室18を連通
させ、噴口12は、主噴口部13の左右の各側面に左右
一対の脇噴口部14・14の各横側面を連通させて成
り、両脇噴口部14・14の軸心Z・Zは主噴口部13
の軸心Xに対して、主燃焼室11側からうず室18側に
進むに連れて近づく方向に傾斜させ、主噴口部13と各
脇噴口部14・14とが連通する箇所の各連通壁面部分
に沿って各噴口内稜線15・15を縦走させて構成され
ている。
【0004】この構成によれば、うず室内での空燃混合
性能を高めることができる。即ち、先ず主燃焼室11内
の空気が圧縮工程で圧縮されて、噴口12内を通過する
ときに、図12で示すように、各噴口内稜線15・15
に接触する部分で、微小うず流fを発生する。次に、そ
の空気が噴口12からうず室18に入った所では、主噴
口部13を通過した主噴流F1に、各脇噴口部14・14
を通過した各脇噴流F2・F2が左右から衝突して、そこ
で勢い良く撹拌混合されながら、離反して左右へ拡散し
て行く。しかも、このとき上記微小うず流fも、その撹
拌混合に巻き込まれて拡散される。これにより、うず室
18内での空気と燃料との混合性能が高められるのであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例は、上記の
ようにうず室18内での空燃混合性能が高い点で優れて
いるが、この混合性能を一層強化するには、噴口12の
長さを十分長くする必要がある。それは噴口12を長く
するほど、各噴口内稜線15・15との接触による微小
うず流fの発生量が増えるうえ、主噴流F1と脇噴流F2
・F2との直進性が高まって、その衝突・離反の威力がつ
よまるからである。しかし、噴口12を長くすると、以
下のような弊害が生じる。 イ.高速運転時に、燃焼気流がうず室18から主燃焼室
11内へ流れ込む際に、絞り損失が大きくなり、出力が
低下する。 ロ.始動運転時に、空気が主燃焼室11からうず室18
内へ流れ込む際に、長い噴口12の内壁面より圧縮熱が
多量に逃げるため、エンジンの冷始動性能が低下する。 本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、空
燃混合性能を十分高く維持しながらも、上記イロの弊害
を解消することを技術課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものとして、次のように構成される。以下実施例に
対応する図1〜図5を用いて説明する。即ち、請求項1
の発明は、前記従来例と同じ基本構造を有するディーゼ
ルエンジンのうず室式燃焼室において、シリンダヘッド
1の前記主燃焼室11に臨む主燃焼室端面1Aに主通気
溝23と左右一対の脇通気溝24・24とを形成し、こ
の主通気溝23は、前記主噴口部13から連続状に連出
させるとともに、この主噴口部13から遠ざかるにつれ
て次第に浅くなるように形成し、上記左右一対の各脇通
気溝24・24は、それぞれ前記左右一対の脇噴口部1
4・14から連続状に連出させるとともに、この脇噴口
部14・14から遠ざかるにつれて次第に浅くなる形に
形成し、上記主通気溝23とこれの左右両側に位置する
上記左右一対の脇通気溝24・24との間に左右一対の
各溝間稜線25・25を形成し、この各溝間稜線25・
25はそれぞれ前記各噴口内稜線15・15に連続させ
て構成したことを特徴とするものである。
【0007】そして請求項2の発明は、上記請求項1の
うず室式燃焼室において、ピストンヘッド4Aに主導気
溝33と左右一対の脇導気溝34・34とを形成し、こ
の主導気溝33は、前記主噴口部13及び前記主通気溝
23に対面させるとともに、この主噴口部13から遠ざ
かるにつれて次第に浅くなる形に形成し、上記左右一対
の各脇導気溝34・34は、それぞれ前記脇噴口部14
・14及び前記各脇通気溝24・24に対面させるとと
もに、この各脇噴口部14・14から遠ざかるにつれて
次第に浅くなる形に形成し、上記主導気溝33とこれの
左右両側に位置する上記左右一対の各脇導気溝34・3
4との間に左右一対の各導気溝間稜線35・35を形成
し、この各導気溝間稜線35・35は、それぞれ前記各
溝間稜線25・25に対向させて構成したことを特徴と
するものである。
【0008】
【作 用】本発明は図7〜図8で示すように、次のよ
うに作用する。請求項1の発明では、主燃焼室11内の
空気が、圧縮工程で圧縮されて、主通気溝23及び各脇
通気溝24・24から、主噴口部13及び各脇噴口部1
4・14を経て、うず室18へ流れる。この空気は、先
ず各溝間稜線25・25と接触する部分及び各噴口内稜
線15・15と接触する部分の両方で、微小うず流を多
量に発生する。
【0009】次に、主噴口部13を通過する主噴流F1
は、主通気溝23内を助走するので、勢いが強くなる。
各脇噴口部14・14を通過する各脇噴流F2・F2も、各
脇噴口部14・14内を助走するので、勢いが強くな
る。これにより、うず室18内では、主噴流F1と各脇
噴流F2・F2との衝突力が増大し、この衝突による撹拌
混合が増進されるうえ、その離反による左右への離反拡
散も促進される。
【0010】その結果、うず室18内での空気と燃料と
の混合性能が一層強化される。そして、この混合性能の
強化により、噴口12の長さを長くしなくて済む。これ
により、噴口12の絞り損失が小さくなり、出力が向上
する。そのうえエンジンの始動時には、噴口12内の表
面から逃げる空気の圧縮熱量が少なくなり、冷始動性能
も向上する。
【0011】請求項2の発明では、圧縮工程において、
主導気溝33及び各脇導気溝34・34及び各導気溝間
稜線35・35は、上記主通気溝23、各脇通気溝24
・24及び各溝間稜線25・25と一対となって、上記
作用を一層強力に推進する。その結果、うず室18内で
の空気と燃料との混合性能が、さらに一層強化され、冷
始動性能もさらに一層向上する。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいてさらに
詳しく説明する。図1は本発明に係るうず室式燃焼室の
構成を示すシリンダヘッドの主燃焼室端面の平面図、図
2はうず室式燃焼室の構成を示す要部の縦断側面図、図
3は図2中の噴口12のA−A線矢視断面図、図4は図
1中のB−B線矢視断面図、図5はピストンヘッドの平
面図、図6は図1のC−C線矢視断面図、図9は本発明
に係るうず室式燃焼室が採用されているディーゼルエン
ジンの要部破断概要図である。なお、図9中の符号Eは
ディーゼルエンジン、1はシリンダヘッド、2はシリン
ダブロック、3はシリンダ、4はピストン、7は排気
弁、8はうず室口金、10は本発明のうず室式燃焼室全
体を示す。
【0013】このうず室式燃焼室10は、ディーゼルエ
ンジンEの主燃焼室11に噴口12を介してうず室18
を連通させて構成されている。主燃焼室11は、図9で
示すように、シリンダブロック2の中央にシリンダ3を
形成し、ピストン4をシリンダ3に上下摺動自在に内嵌
して形成される。うず室18は、シリンダヘッド1の肉
壁内に凹設したうず室上半球部18aと、その下部開口
端から嵌入された半割状のうず室口金8に形成されたう
ず室下半球部18bとで形成されている。
【0014】このうず室18の上半球部18aには、燃
料噴射ノズル5の噴射口5aが臨ませてあり、燃料を噴
射させるように構成されている。噴口12は、図1〜図
3で湿すように、主噴口部13の左右の各側面に左右一
対の脇噴口部14・14の各横側面を連通させて成り、
両脇噴口部14・14の軸心Z・Zは主噴口部13の軸
心Xに対して、主燃焼室11側からうず室18側に進む
に連れて近づく方向に傾斜させ、主噴口部13と各脇噴
口部14・14とが連通する箇所の各連通壁面部分に沿
って各噴口内稜線15・15を縦走させて構成されてい
る。
【0015】以下本発明の特徴的な構成について説明す
る。本発明では、前記従来の噴口12を以下のように改
良したものである。即ち、図1、図2、図4で示すよう
に、シリンダヘッド1の主燃焼室11に臨む主燃焼室端
面1Aに主通気溝23と左右一対の脇通気溝24・24
とを形成する。この主通気溝23は、前記主噴口部13
から連続状に連出させるとともに、主噴口部13から遠
ざかるにつれて次第に浅く、かつテーパ状に拡がる形に
形成する。そして左右一対の各脇通気溝24・24は、
それぞれ前記左右一対の脇噴口部14・14から連続状
に連出させるとともに、この脇噴口部14・14から遠
ざかるにつれて次第に浅く、かつテーパ状に拡がる形に
形成する。また上記主通気溝23と上記左右一対の脇通
気溝24・24との間に左右一対の各溝間稜線25・2
5を形成し、この各溝間稜線25・25はそれぞれ前記
各噴口内稜線15・15に連続させる。なお、図1中の
符号6は吸気弁、26は吸気口、27は排気口である。
【0016】上記構成によれば図7〜図8で示すよう
に、圧縮工程において圧縮空気が、主通気溝23と左右
一対の脇通気溝24・24から主噴口部13及び各脇噴
口部14・14を経て、うず室18へ流れる。この空気
は、先ず各溝間稜線25・25と接触する部分及び各噴
口内稜線15・15と接触する部分の両方で、微小うず
流を多量に発生する。次に、主噴口部13を通過する主
噴流F1は、主通気溝23内を助走して勢いが強くな
る。他方の各脇噴口部14・14を通過する各脇噴流F2
・F2も、各脇噴口部14・14内を助走して勢いが強く
なる。左右の脇噴口14・14を流通した空気噴流F2
・F2は、図7〜図8で示すように、主噴口13を流通
した空気噴流F1の下側で交差するとともに、うず室1
8内では、主噴流F1と各脇噴流F2・F2との衝突力が増
大し、この衝突により撹拌混合が増進され、その離反に
よる左右への離反拡散も促進される。この混合性能の強
化により、噴口12の長さを長くしなくても済み、噴口
12の絞り損失が小さくなり、出力が向上する。しか
も、エンジンの始動時には、噴口12内の表面から逃げ
る空気の圧縮熱量が少なくなり、冷始動性能も向上す
る。
【0017】一方、ピストンヘッド4Aには図1及び図
5〜図6で示すように、前記シリンダヘッド1の主燃焼
室端面1Aに形成された前記主噴口部13及び主導気溝
23、各脇噴口部14・14及び各脇通気溝24・2
4、各噴口内稜線15・15及び各溝間稜線25・25
にそれぞれ対面するように、主導気溝33と左右一対の
脇導気溝34・34及び各導気溝間稜線35・35とが
それぞれ対向して形成されている。
【0018】即ち、上記主導気溝33は、前記主噴口部
13及び前記主導気溝23に対面させるとともに、主噴
口部13から遠ざかるにつれて次第に浅く、かつテーパ
状に拡がる形に形成する。また上記左右一対の各脇導気
溝34・34は、それぞれ前記脇噴口部14・14及び
前記各脇通気溝24・24に対面させるとともに、この
各脇噴口部14・14から遠ざかるにつれて次第に浅
く、かつ拡がる形に形成する。そして上記主導気溝33
と、左右両側に位置する一対の各脇導気溝34・34と
の間に左右一対の各導気溝間稜線35・35を形成す
る。この各導気溝間稜線35・35は、それぞれ前記各
溝間稜線25・25に対向させて形成する。なお図1及
び図3において、符号26aは吸気バルブリセス、27
aは排気バルブリセスであり、上記主導気溝33及び上
記左右一対の各脇導気溝34・34は、それぞれ吸・排
気バルブリセス26a・27aに一部ラップしている。
【0019】上記構成によれば、圧縮工程において、前
記主通気溝23、各脇通気溝24・24、主通気溝2
3、各脇通気溝24・24と一対となって、前記主噴流
1、各脇噴流F2をの助走を一層強力に推進する。その
結果、うず室18内での空気と燃料との混合性能が、さ
らに一層強化され、冷始動性能もさらに一層向上する。
また、一方では噴口12はピストンヘッド4Aに形成し
た吸・排気バルブリセス26a・27aに向けて開か
れ、燃焼気流を案内する状態になるので、燃焼気流が主
燃焼室11へ流れ込む際に、適度に分散して燃焼効率が
高まる。
【0020】
【発明の効果】本発明は前記のように構成され作用する
ことから、次の効果を奏する。 イ.主燃焼室11とうず室18間の噴口12の距離が短
くても、強力な3つの空気噴流を発生させ、空気と燃料
との混合性能を高める。 ロ.また、主燃焼室11とうず室18間の噴口12の距
離が短く形成されているので、高速運転時における噴口
12の絞り損失が小さくなり、出力が高まる。 ハ.しかも噴口12の距離が短く形成されている分だ
け、始動時における圧縮熱の逃げを防止できるので、冷
始動性能も高まる。 ニ.特に請求項2の発明では、ピストンヘッド4Aに形
成した主導気溝33と左右一対の脇導気溝34・34及
び各導気溝間稜線35・35がシリンダヘッド1の主燃
焼室端面1Aに形成された上記主通気溝23、各脇通気
溝24・24、主通気溝23、各脇通気溝24・24等
と共同して、強力な3つの空気噴流を発生させるので、
空気と燃料との混合性能を一層強力に高め、一方では燃
焼気流が主燃焼室11へ流れ込む際に、上記の逆作用に
より燃焼気流の分散性能が向上して、一層燃焼効率を高
めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るうず室式燃焼室の構成を示すシリ
ンダヘッドの主燃焼室端面の平面図である。
【図2】本発明に係るうず室式燃焼室の構成を示す要部
の縦断面図である。
【図3】図2中の噴口のA−A線矢視断面図である。
【図4】図1中のB−B線矢視断面図である。
【図5】ピストンヘッドの平面図である。
【図6】図2のC−C線矢視断面図である。
【図7】本発明の作用説明図である。
【図8】本発明の作用説明図である。
【図9】本発明に係るうず室式燃焼室が採用されている
ディーゼルエンジンの要部破断概要図である。
【図10】従来例のうず室式燃焼室の構成を示す要部の
縦断面図である。
【図11】従来例の図1相当図である。
【図12】従来例の作用説明図である。
【符号の説明】
E…ディーゼルエンジン、 1…シリンダヘ
ッド、 1A…シリンダヘッドの主燃焼室端面、4A…ピストン
ヘッド、 11…主燃焼室、 12…噴口、 13…主噴口部、 X…主噴口部の
軸心、 14…脇噴口部、 Z…脇噴口部の
軸心、 15…噴口内稜線、 18…うず室、 23…主通気室、 24…脇通気
室、 25…溝間稜線、 33…主導気
溝、 34…脇導気溝、 35…導気溝間
稜線。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンEの主燃焼室(11)
    に噴口(12)を介してうず室(18)を連通させ、噴口
    (12)は、主噴口部(13)の左右の各側面に左右一対の
    脇噴口部(14)(14)の各横側面を連通させて成り、両
    脇噴口部(14)(14)の軸心(Z)(Z)は主噴口部(13)
    の軸心(X)に対して、主燃焼室(11)側からうず室(1
    8)側に進むにつれて近づく方向に傾斜させ、主噴口部
    (13)と各脇噴口部(14)(14)とが連通する箇所の各
    連通壁面部分に沿って各噴口内稜線(15)(15)を縦走
    させて構成したディーゼルエンジンのうず室式燃焼室に
    おいて、シリンダヘッド(1)の前記主燃焼室(11)に臨
    む主燃焼室端面(1A)に主通気溝(23)と左右一対の脇
    通気溝(24)(24)とを形成し、この主通気溝(23)
    は、前記主噴口部(13)から連続状に連出させるととも
    に、この主噴口部(13)から遠ざかるにつれて次第に浅
    くなるように形成し、上記左右一対の各脇通気溝(24)
    (24)は、それぞれ前記左右一対の脇噴口部(14)(1
    4)から連続状に連出させるとともに、この脇噴口部(1
    4)(14)から遠ざかるにつれて次第に浅くなる形に形
    成し、上記主通気溝(23)とこれの左右両側に位置する
    上記左右一対の脇通気溝(24)(24)との間に左右一対
    の各溝間稜線(25)(25)を形成し、この各溝間稜線
    (25)(25)はそれぞれ前記各噴口内稜線(15)(15)
    に連続させて構成したことを特徴とするディーゼルエン
    ジンのうず室式燃焼室。
  2. 【請求項2】 ピストンヘッド(4A)に主導気溝(33)
    と左右一対の脇導気溝(34)(34)とを形成し、この主
    導気溝(33)は、前記主噴口部(13)及び前記主通気溝
    (23)に対面させるとともに、この主噴口部(13)から
    遠ざかるにつれて次第に浅くなる形に形成し、上記左右
    一対の各脇導気溝(34)(34)は、それぞれ前記脇噴口
    部(14)(14)及び前記各脇通気溝(24)(24)に対面
    させるとともに、この各脇噴口部(14)(14)から遠ざ
    かるにつれて次第に浅くなる形に形成し、上記主導気溝
    (33)とこれの左右両側に位置する上記左右一対の各脇
    導気溝(34)(34)との間に左右一対の各導気溝間稜線
    (35)(35)を形成し、この各導気溝間稜線(35)(3
    5)は、それぞれ前記溝間稜線(25)(25)に対向させ
    て構成したことを特徴とする請求項1に記載のディーゼ
    ルエンジンのうず室式燃焼室。
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