JP2564396Y2 - 副室式内燃機関の燃焼室 - Google Patents

副室式内燃機関の燃焼室

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JP2564396Y2 JP1991083708U JP8370891U JP2564396Y2 JP 2564396 Y2 JP2564396 Y2 JP 2564396Y2 JP 1991083708 U JP1991083708 U JP 1991083708U JP 8370891 U JP8370891 U JP 8370891U JP 2564396 Y2 JP2564396 Y2 JP 2564396Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は副室式内燃機関の燃焼室
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の副室式内燃機関の燃焼室を図3に
よって説明する。図3は従来の副室式内燃機関の燃焼室
の断面図である。図において7はシリンダ、6はピスト
ン、4はシリンダヘッドで何れも内燃機関の公知の要素
である。B−Bは機関シリンダ中心線である。2は副室
でシリンダヘッド4内に設けられている。1は主室でピ
ストン6、シリンダヘッド4、シリンダ7でかこまれた
空間である。8は副室口金でシリンダヘッド4内に設け
られ先端が主室1内へ突き出している。3は副室噴口で
副室口金8の先端に複数設けられ副室2と主室1を連通
する穴である。9は副室口金押えでシリンダヘッド4に
ねじこまれ副室口金8を押え中心部が副室2になってい
る。5は燃料噴射弁で副室口金押え9にねじこまれ先端
が副室2に副室中心よりシリンダ中心側へ片よって渦流
の方向に燃料を噴射している。21は副室上部で副室2
の主室1から遠い部分で半球形円筒形円錐形を接合した
形の空間である。A−Aは副室上部21の中心線であ
る。22は副室下部で副室2の主室1に近い部分で副室
口金8内に設けられ底が半球面の円筒形穴で先端に副室
噴口3が主室1に向けてあけられ、反対側は副室上部2
1の円錐部に接続している。C−Cは副室下部22の中
心線で副室上部21の中心線A−Aに対してシリンダ中
心線B−Bと反対側へ傾いている。Sは渦流である。
【0003】次に上記従来例の作用について説明する。
機関の運転時、圧縮行程でピストン6の前進によりシリ
ンダ内の空気が圧縮され副室噴口3を通って副室下部2
2に流入する。副室下部中心線C−Cが副室上部中心線
A−Aに対して外側へ傾いているので副室下部22から
副室上部21で外へ偏心して流入するので、内向きの渦
流Sが発生する。燃料噴射弁5から燃料が渦流Sの流れ
の方向に噴射され燃料と空気の混合が行われ着火燃焼し
副室2の圧力が上る。副室上部22と副室下部21の接
合部が副室下部22へ向って細くなる円錐面になってい
るので機関の膨張行程で副室上部21の既燃、未燃ガス
は主室1へすみやかに流出し主室1内の空気と混合燃焼
が行われる。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】副室式内燃機関の燃
費、吐煙を改善するには副室内における燃料と空気の混
合気形成燃焼を促進するとともに、膨張行程で副室から
主燃焼室へ既燃未燃のガスの流出促進を図ることが重要
である。従来の副室式内燃機関の燃焼室は副室下部の中
心線を副室上部の中心線に対して傾けて設け且副室上部
を半球形円筒形の組合せにして渦流を生成させている。
副室下部を円筒形にして副室上部での渦流速度を大きく
している。しかし従来の副室噴口の中心線は直線であっ
て、向き合った噴口から流入する空気流は互に相殺する
傾向にあり副室下部中心線に沿った副室上部への渦流速
度が減衰されやすい。そのためせっかく向上した副室内
の渦流速度が低下し燃料と空気の混合気形成燃焼が促進
されにくい。従って主燃焼室内での燃焼も緩慢となり燃
費排ガス性能が劣る。この考案の目的は前記欠点を解消
し副室内渦流速度を増し、燃料と空気の混合気形成と燃
焼が促進され且副室から主燃焼室へ、噴出しやすく且主
燃焼室内の水平方向ペネトレーションが増し噴流分散が
向上する副室式内燃機関の燃焼室を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案に係る副室式内燃
機関の燃焼室は、副室2は機関シリンダ中心線(B−
B)上或いは同中心線に近接した位置に設けられ、半球
形、円筒形、円錐形の組合せから構成された副室上部2
1と円筒形或いは円筒形と半球面の組合せから成る副室
下部22から構成され、前記副室下部22の中心線(C
−C)は副室上部21の中心線(A−A)に対して機関
シリンダ中心線B−Bと反対側に傾斜して、圧縮行程時
副室内に渦流Sを生成し、且燃料噴射弁5は前記渦流S
の下流方向に燃料を噴射できるよう設置され、副室上部
21の円錐面の母線の副室上部の中心線(A−A)に垂
直な平面とのなす傾斜角をθとすると45゜≦θ≦65
゜に構成され、副室下部22の主燃焼室側先端が主燃焼
室1に突出し、副室噴口3は複数前記副室下部22の突
出端に開口しているものにおいて、副室下部中心線(C
−C)に垂直な平面と副室噴口3の主燃焼室1側中心線
のなす角α、副室噴口3の副室側中心線(D−D)の
前記副室下部中心線(C−C)に垂直な平面とのなす角
αとするとき、α>αで且副室噴口の副室側中心
線(D−D)が前記副室下部中心線(C−C)上の一点
で交わるとともにその中心線が屈曲した複数の副室噴口
3を有し、かつ前記副室上部(21)の円柱部の径とこ
れに連なる前記円錐形部分の大径とが双方の接続部に段
差が形成されないように同一径に形成されたことを特徴
としている。
【0006】
【作用】機関の圧縮行程において、主燃焼室から副室へ
空気が前記角αの中心線に沿って流入し前記副室下部
の中心線方向のエネルギが増し渦流速度が大きくなる。
即ち副室内混合気形成エネルギが増す。即ち、中心線が
屈曲され弯曲した副室噴口と円筒状の副室下部とを組合
せることにより、副室内において方向性を持った強い渦
流が維持でき、副室噴口を拡大しても副室内の混合気形
成エネルギが充分確保できる。これにより副室内の燃焼
が活発化される。一方副室で着火燃焼した既燃未燃ガス
が主燃焼室へ噴出するときは、前記αが大きいため流
出しやすく、又主燃焼室側噴口角αにより主燃焼室内
の水平方向へのペネトレーションが増大し噴流分散が向
上する。又前記副室上部から副室下部への接続部が副室
下部の方が細い円錐になっているので副室上部の既燃未
燃混合ガスは速やかに主燃焼室へ流出し、主燃焼室内の
空気と混合燃焼が促進される。
【0007】
【実施例】本考案の実施例を図1〜2によって説明す
る。図1は本考案に係る実施例の副室式内燃機関の燃焼
室の断面図、図2は本考案に係る実施例の副室噴口部拡
大断面図である。図においてB−Bは機関のシリンダ中
心線である。7はシリンダ、6はピストン、4はシリン
ダヘッドで内燃機関の公知の要素である。1は主室でシ
リンダヘッド4、ピストン6、シリンダ7でかこまれた
空間である。2は副室でシリンダヘッド4に設けられて
いる。8は副室口金でシリンダヘッド4内に設けられ先
端が主室1に突き出ている。3は副室噴口で副室口金8
の先端に複数設けられた中心線が屈曲した貫通穴であ
る。9は副室口金押えで内側は半球面と円筒面の空洞で
副室2の一部をなしシリンダヘッド4にねじこまれ副室
口金8を押えている。5は燃料噴射弁で副室口金押え9
にねじこまれ副室2の中心よりシリンダ中心線B−Bに
近い位置で副室2に開口している。
【0008】21は副室上部で副室2の主室1から遠い
部分で副室口金押え9の内部と副室口金8の内側の円錐
面で構成されている。A−Aは副室上部21の中心線で
ある。22は副室下部で副室口金8に設けられた先端半
球面の円筒穴である。C−Cは副室下部22の中心線で
副室上部21の中心線A−Aに対してシリンダ中心線B
−Bと反対側へ傾斜している。D−Dは副室噴口3の副
室側中心線であり副室下部22の中心線C−Cに交り且
副室下部の中心線C−Cに垂直な平面とのなす角がα2
である。α1 は副室噴口3の主室側中心線が副室下部の
中心線C−Cに垂直な平面となす角で、α1 <α2 に構
成されている。θは副室上部21の円錐面の母線が副室
上部21の中心線A−Aに垂直な平面となす角で45°
<θ<65°に構成されている。
【0009】次に前記実施例の作用を説明する。機関の
運転時、圧縮行程において、ピストン6の前進によりシ
リンダ7内の空気が圧縮されて副室噴口3を通って副室
2へ流入する。このとき副室噴口3の副室側中心線D−
D、その噴口角α2 に沿って副室下部22へ流入する。
副室側噴口角α2 、主室側噴口角α1 とするとα2 >α
1 になっているため副室下部22へ流入した流れは副室
下部22の中心線C−C方向に増大され副室内の混合気
形成エネルギが向上する。副室下部22の中心線C−C
が副室上部21の中心線A−Aに対して外側へ傾いてい
るので副室上部21内に渦流Sが発生する。燃料噴射弁
5から渦流Sの下流方向へ向けて燃料が噴射され混合気
形成がすみやかに行われ着火燃焼が促進される。膨張行
程では副室内で一部着火燃焼した噴流ガス(既燃未燃)
のエネルギとピストン6の下降する速度でもって副室2
から主室1へ副室噴口3を通って噴出する。このとき前
記α2 >α1 のため主室1へ噴流ガスが比較的出やすい
とともに、主室側噴口角α1 によって主室内の水平方向
へ噴流ガスが拡り主室内噴流分散特性が向上する。副室
上部21と副室下部22との接合部が副室下部側が細い
円錐面になっているので機関の膨張行程で副室上部21
の既燃未燃ガスは主室1へ速かに流出し主室内の空気と
混合燃焼が行われる。
【0010】
【考案の効果】本考案によれば、中心線が屈曲し弯曲し
た副室噴口と円筒状の副室下部とを組合せたので、機関
の圧縮行程時副室下部の中心線に沿う方向のガスエネル
ギが増大され(減衰が防がれ)渦流の速度が増して、方
向性を持った強い渦流が得られ、副室内の混合気形成エ
ネルギが向上する。副室上部では球面壁に沿って整然と
した渦流が期待できるためエネルギの減衰も少ない。し
たがって副室内での混合気形成エネルギが確保でき副室
内での燃焼促進になる。又膨張行程で噴流ガス(未燃既
燃ガス)エネルギも高く副室から主燃焼室へ短時間に流
出しやすく、更に主燃焼室側噴口角αによって主燃焼
室内の水平方向への噴流ペネトレーションが増すため噴
流分散性が向上する。従って主燃焼室での空気利用率が
高められ燃焼が促進され等容度、燃焼効率が向上する。
即ち燃費低減吐煙が低減できる。よって本考案は副室内
渦流速度を増し、燃料と空気の混合気形成燃焼が促進さ
れ、且副室から主燃焼室で噴出しやすく且主燃焼室内の
水平方向のペネトレーションが増し噴流分散が向上する
副室式内燃機関の燃焼室を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案に係る実施例の副室式内燃機関の燃焼室
の断面図。
【図2】本考案に係る実施例の副室噴口部拡大断面図。
【図3】従来の副室式内燃機関の燃焼室の断面図。
【符号の説明】
1…主室、2…副室、3…副室噴口、5…燃料噴射弁、
7…シリンダ、21…副室上部、22…副室下部、B−
B…シリンダ中心線、A−A…副室上部中心線、C−C
…副室下部中心線、D−D…副室噴口の副室側中心線、
α2 …副室噴口の副室側中心線が副室下部中心線に垂直
な平面となす角、α1 …副室噴口の主室側中心線が副室
下部中心線に垂直な平面となす噴口角、θ…副室上部の
円錐面の母線が副室上部の中心線に垂直な平面となす噴
口角、S…渦流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−99110(JP,A) 特開 昭60−153420(JP,A) 実開 平3−6022(JP,U) 実開 平4−105941(JP,U) 実公 昭33−20201(JP,Y1)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 副室(2)は機関シリンダ中心線(B−
    B)上或いは同中心線に近接した位置に設けられ、半球
    形、円筒形、円錐形の組合せから構成された副室上部
    (21)と円筒形或いは円筒形と半球面の組合せから成
    る副室下部(22)から構成され、前記副室下部(2
    2)の中心線(C−C)は副室上部(21)の中心線
    (A−A)に対して機関シリンダ中心線B−Bと反対側
    に傾斜して、圧縮行程時副室内に渦流(S)を生成し、
    且燃料噴射弁(5)は前記渦流(S)の下流方向に燃料
    を噴射できるよう設置され、副室上部(21)の円錐面
    の母線の副室上部の中心線(A−A)に垂直な平面との
    なす傾斜角をθとすると45゜≦θ≦65゜に構成さ
    れ、副室下部(22)の主燃焼室側先端が主燃焼室
    (1)に突出し、副室噴口(3)は複数前記副室下部
    (22)の突出端に開口しているものにおいて、副室下
    部中心線(C−C)に垂直な平面と副室噴口(3)の主
    燃焼室(1)側中心線のなす角α、副室噴口(3)の
    副室側中心線(D−D)の前記副室下部中心線(C−
    C)に垂直な平面とのなす角αとするとき、α>α
    で且副室噴口の副室側中心線(D−D)が前記副室下
    部中心線(C−C)上の一点で交わるとともにその中心
    線が屈曲した複数の副室噴口(3)を有し、かつ前記副
    室上部(21)の円柱部の径とこれに連なる前記円錐形
    部分の大径とが双方の接続部に段差が形成されないよう
    に同一径に形成されたことを特徴とする副室式内燃機関
    の燃焼室。
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JP2001227344A (ja) * 2000-02-14 2001-08-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd トーチ点火式ガスエンジンの噴孔構造

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