JP2760151B2 - ２ストロークディーゼルエンジン - Google Patents
２ストロークディーゼルエンジンInfo
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- JP2760151B2 JP2760151B2 JP2326242A JP32624290A JP2760151B2 JP 2760151 B2 JP2760151 B2 JP 2760151B2 JP 2326242 A JP2326242 A JP 2326242A JP 32624290 A JP32624290 A JP 32624290A JP 2760151 B2 JP2760151 B2 JP 2760151B2
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- Japan
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- piston
- scavenging
- valve
- cylinder
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
- F02B25/14—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
- F02B25/145—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke with intake and exhaust valves exclusively in the cylinder head
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/02—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
- F02B19/04—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder the isolation being effected by a protuberance on piston or cylinder head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、２ストロークディーゼルエンジンに関す
る。
る。
（従来の技術およびその課題） 従来の２ストロークエンジンにおける燃料の供給方式
として、掃気バルブの直前の掃気ポートに燃料を噴射す
るポート噴射方式（例えば実開昭61−201818号公報等）
や、燃焼室に直接的に燃料を噴射する直噴方式（例えば
実開昭62−57733号公報、特開平１−315631号公報）が
ある。
として、掃気バルブの直前の掃気ポートに燃料を噴射す
るポート噴射方式（例えば実開昭61−201818号公報等）
や、燃焼室に直接的に燃料を噴射する直噴方式（例えば
実開昭62−57733号公報、特開平１−315631号公報）が
ある。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、直噴方式は圧縮行程の後半で燃料を噴
射することにより、燃料の吹き抜けは防止できるもの
の、噴射燃料の微粒化や霧化特性に問題があり、燃費や
出力あるいは排気組成の点で問題を残している。
射することにより、燃料の吹き抜けは防止できるもの
の、噴射燃料の微粒化や霧化特性に問題があり、燃費や
出力あるいは排気組成の点で問題を残している。
本発明は、こうした従来の問題点を解決した２ストロ
ークディーゼルエンジンを提供することを目的とする。
ークディーゼルエンジンを提供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本発明は、２ストロークディ
ーゼルエンジンにおいて、シリンダヘッドに過給機から
圧送される新気を燃焼室に導く互いに隣接した複数の掃
気ポートを備えるとともに、燃焼室から燃焼ガスを排出
する排気ポートを形成し、この掃気ポート、排気ポート
をエンジン回転に同期して開閉する掃気バルブと排気バ
ルブをそれぞれ設け、シリンダヘッドの燃焼室壁に排気
バルブのまわりに拡がるヘッド部と、このヘッド部に対
して凹状に窪むキャビティをそれぞれ形成し、このキャ
ビティの内部に臨んで掃気バルブと燃料噴射弁をそれぞ
れ配設し、かつ前記キャビティはシリンダ軸と直交する
その平面形状がシリンダ壁面を延長した延長壁面とこれ
に対向するように複数の掃気弁に対応して所定の間隔で
形成した複数の円弧面で形成されると共に、燃料噴射弁
は前記複数の円弧面の間に突出する稜部と対向する位置
に設け、ピストンの頂部にその上死点近傍でキャビティ
入口部に嵌合する凸部を突出させた。
ーゼルエンジンにおいて、シリンダヘッドに過給機から
圧送される新気を燃焼室に導く互いに隣接した複数の掃
気ポートを備えるとともに、燃焼室から燃焼ガスを排出
する排気ポートを形成し、この掃気ポート、排気ポート
をエンジン回転に同期して開閉する掃気バルブと排気バ
ルブをそれぞれ設け、シリンダヘッドの燃焼室壁に排気
バルブのまわりに拡がるヘッド部と、このヘッド部に対
して凹状に窪むキャビティをそれぞれ形成し、このキャ
ビティの内部に臨んで掃気バルブと燃料噴射弁をそれぞ
れ配設し、かつ前記キャビティはシリンダ軸と直交する
その平面形状がシリンダ壁面を延長した延長壁面とこれ
に対向するように複数の掃気弁に対応して所定の間隔で
形成した複数の円弧面で形成されると共に、燃料噴射弁
は前記複数の円弧面の間に突出する稜部と対向する位置
に設け、ピストンの頂部にその上死点近傍でキャビティ
入口部に嵌合する凸部を突出させた。
（作用） ピストンが下降する掃排気行程の前半では、先に排気
バルブが開弁して既燃焼ガスを排気ポートに流出させ
る。続いて掃気バルブが開弁することによりキャビティ
を介して燃焼室に新気が流入する。掃気ポートからキャ
ビティに流入した新気は、キャビティの内壁面に沿って
シリンダに流入し、この新気の流入により燃焼室の燃焼
ガスを排気ポートへ押し出し、強力なループ掃気効果を
促し、燃焼ガスと新気が置換される。また、新気がキャ
ビティを通ってシリンダ下方に導かれることにより、燃
焼室における新気の流れ経路が長くなるため、新気が排
気ポートにそのまま吹き抜けることを抑制する。
バルブが開弁して既燃焼ガスを排気ポートに流出させ
る。続いて掃気バルブが開弁することによりキャビティ
を介して燃焼室に新気が流入する。掃気ポートからキャ
ビティに流入した新気は、キャビティの内壁面に沿って
シリンダに流入し、この新気の流入により燃焼室の燃焼
ガスを排気ポートへ押し出し、強力なループ掃気効果を
促し、燃焼ガスと新気が置換される。また、新気がキャ
ビティを通ってシリンダ下方に導かれることにより、燃
焼室における新気の流れ経路が長くなるため、新気が排
気ポートにそのまま吹き抜けることを抑制する。
ピストンの上昇に伴ってピストン頂面とこれに対向す
る燃焼室壁のヘッド部および排気バルブ端面の間で圧縮
された空気流がキャビティ内に押し込まれるが、この間
キャビティ内の流れは複数の円弧面により互いに隣接し
て反対方向に旋回する旋回流を形成する。さらにピスト
ンが上死点近傍に達すると、燃料噴射弁から燃料が前記
円弧面間の稜部に向けて噴射される。このとき、噴射燃
料は前記稜部付近の円弧面に衝突しつつ対称的に旋回す
る旋回流によって撹拌が促されるため、空気と燃料の混
合が促進すると共に良好な着火性能が確保される。
る燃焼室壁のヘッド部および排気バルブ端面の間で圧縮
された空気流がキャビティ内に押し込まれるが、この間
キャビティ内の流れは複数の円弧面により互いに隣接し
て反対方向に旋回する旋回流を形成する。さらにピスト
ンが上死点近傍に達すると、燃料噴射弁から燃料が前記
円弧面間の稜部に向けて噴射される。このとき、噴射燃
料は前記稜部付近の円弧面に衝突しつつ対称的に旋回す
る旋回流によって撹拌が促されるため、空気と燃料の混
合が促進すると共に良好な着火性能が確保される。
ピストンが下降する膨張行程では、ピストン凸部がキ
ャビティ入口部から抜けて、キャビティ内から火炎と共
に未燃燃料を含む噴流がシリンダ内の主燃焼室へ噴出
し、シリンダ内で拡散しながら燃焼が続けられる。
ャビティ入口部から抜けて、キャビティ内から火炎と共
に未燃燃料を含む噴流がシリンダ内の主燃焼室へ噴出
し、シリンダ内で拡散しながら燃焼が続けられる。
ピストンの上死点近傍では、ピストン凸部がキャビテ
ィ入口部に嵌合することにより、燃焼ガスがキャビティ
内に閉じ込められる期間が十分に設けられる。このた
め、キャビティ内が高圧高温化して燃焼エネルギが高め
られ、ピストンの下降に伴いピストン凸部がキャビティ
入口部から抜けることでキャビティからシリンダ内に流
れ込む火炎と未燃燃料を含むガス流の勢力が強化され
る。その結果、シリンダ内における燃焼中期から後期の
空気利用率が高められ、スモーク等のエミッションの低
減が図れる。
ィ入口部に嵌合することにより、燃焼ガスがキャビティ
内に閉じ込められる期間が十分に設けられる。このた
め、キャビティ内が高圧高温化して燃焼エネルギが高め
られ、ピストンの下降に伴いピストン凸部がキャビティ
入口部から抜けることでキャビティからシリンダ内に流
れ込む火炎と未燃燃料を含むガス流の勢力が強化され
る。その結果、シリンダ内における燃焼中期から後期の
空気利用率が高められ、スモーク等のエミッションの低
減が図れる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図，第２図に示すように、直噴式２ストロークデ
ィーゼルエンジンは、そのシリンダヘッド４とシリンダ
10およびピストン６により主室７を画成する、図中、1
9,20はそれぞれウォータジャケットである。
ィーゼルエンジンは、そのシリンダヘッド４とシリンダ
10およびピストン６により主室７を画成する、図中、1
9,20はそれぞれウォータジャケットである。
シリンダヘッド４には一対の掃気ポート11と一対の排
気ポート12がそれぞれ形成され、各掃気ポート11を開閉
する掃気バルブ１と各排気ポート12を開閉する排気バル
ブ２がそれぞれ一対で設けられる。
気ポート12がそれぞれ形成され、各掃気ポート11を開閉
する掃気バルブ１と各排気ポート12を開閉する排気バル
ブ２がそれぞれ一対で設けられる。
各掃気ポート11の上流側には図示しない過給機が設け
られ、エアクリーナから取り入れられた新気が圧送され
る。
られ、エアクリーナから取り入れられた新気が圧送され
る。
シリンタヘッド４には排気バルブ２のまわりにヘッド
部13が平面状に形成されるとともに、このヘッド部13に
対して凹状に窪むキャビティ９が形成され、このキャビ
ティ９内に臨んで一対の掃気バルブ１と単一の燃料噴射
弁３がそれぞれ設けられる。
部13が平面状に形成されるとともに、このヘッド部13に
対して凹状に窪むキャビティ９が形成され、このキャビ
ティ９内に臨んで一対の掃気バルブ１と単一の燃料噴射
弁３がそれぞれ設けられる。
キャビティ９は各掃気バルブ１のまわりに拡がる上壁
部14と、シリンダ10の延長上に延びるシリンダ延長壁面
16と、各掃気バルブ１のまわりから所定の間隔をもつ円
弧断面で立ち上がる一対の円筒壁面17とによって画成さ
れる。各円筒壁面17の下端にキャビティ９の内側に向け
て突出する突起24が円弧状にそれぞれ形成される。
部14と、シリンダ10の延長上に延びるシリンダ延長壁面
16と、各掃気バルブ１のまわりから所定の間隔をもつ円
弧断面で立ち上がる一対の円筒壁面17とによって画成さ
れる。各円筒壁面17の下端にキャビティ９の内側に向け
て突出する突起24が円弧状にそれぞれ形成される。
燃料噴射弁３はシリンダ延長壁面16からキャビティ９
内に臨み、両円筒壁面17の間でＶ字状をなして突出する
稜部18に向けて取付けられる。なお、燃料噴射弁３から
はスロットルバルブ又はアクセルの開度やエンジン回転
数に応じた燃料量が噴射供給される。
内に臨み、両円筒壁面17の間でＶ字状をなして突出する
稜部18に向けて取付けられる。なお、燃料噴射弁３から
はスロットルバルブ又はアクセルの開度やエンジン回転
数に応じた燃料量が噴射供給される。
ピストン６の頂面15にはキャビティ９の入口部分に嵌
合する凸部23が突出形成される。この凸部23は、平面図
上でキャビティ９と相似形に形成され、シリンダ10、キ
ャビティ９のシリンダ延長壁面16、および突起24に対し
て所定の隙間を持って嵌合する。
合する凸部23が突出形成される。この凸部23は、平面図
上でキャビティ９と相似形に形成され、シリンダ10、キ
ャビティ９のシリンダ延長壁面16、および突起24に対し
て所定の隙間を持って嵌合する。
凸部23は所定高さで突出し、ピストン６の上死点を挾
んで10〜20゜の範囲内で設定される所定クランク角度範
囲で凸部23がキャビティ９を閉塞する。この実施例では
第３図に示すクランク角度範囲でキャビティ９を閉塞す
る。
んで10〜20゜の範囲内で設定される所定クランク角度範
囲で凸部23がキャビティ９を閉塞する。この実施例では
第３図に示すクランク角度範囲でキャビティ９を閉塞す
る。
各掃気バルブ１と各排気バルブ２はそれぞれシリンダ
ヘッド４上に設けられる図示しないカムに従動し、第３
図に示す所定のタイミングでエンジン回転に同期して開
閉作動する。
ヘッド４上に設けられる図示しないカムに従動し、第３
図に示す所定のタイミングでエンジン回転に同期して開
閉作動する。
各排気バルブ２は互いに同期して開閉作動し、ピスト
ン６が下降する途中で開弁し、ピストン６が下死点（BD
C）を越えて上昇に転じてから閉弁する。
ン６が下降する途中で開弁し、ピストン６が下死点（BD
C）を越えて上昇に転じてから閉弁する。
各掃気バルブ１は互いに同期して開閉作動し、各排気
バルブ２と所定のオーバラップ期間をもって開弁する。
バルブ２と所定のオーバラップ期間をもって開弁する。
また、燃料噴射弁３からの燃料噴射期間はピストン６
の上死点（TDC）よりわずかに進角して設定される。
の上死点（TDC）よりわずかに進角して設定される。
ピストン６の頂面15と、凸部23の頂面25はそれぞれシ
リンダ10の軸方向と直交する平面状に形成される一方、
各掃気バルブ１が着座するバルブシート21と、各排気バ
ルブ２が着座するバルブシート22はこれら各頂面15,25
と平行に配置され、各バルブシート21,22からそれぞれ
連続的に拡がる上壁部14とヘッド部13も各頂面15,25に
平行な平面状に形成される。
リンダ10の軸方向と直交する平面状に形成される一方、
各掃気バルブ１が着座するバルブシート21と、各排気バ
ルブ２が着座するバルブシート22はこれら各頂面15,25
と平行に配置され、各バルブシート21,22からそれぞれ
連続的に拡がる上壁部14とヘッド部13も各頂面15,25に
平行な平面状に形成される。
ピストン６が上死点にあるとき、ピストン頂面15とヘ
ッド部13の間に画成される主室７の容積は、凸部頂面25
とキャビティ上壁部14の間に画成されるキャビティ９の
容積に対して30％程度の割合に設定される。
ッド部13の間に画成される主室７の容積は、凸部頂面25
とキャビティ上壁部14の間に画成されるキャビティ９の
容積に対して30％程度の割合に設定される。
ピストン６にはシリンダ10との間に３つのピストンリ
ング26,27,28が介装される。各ピストンリング26,27,28
はシリンダ10の軸方向に所定の間隔で配置され、ピスト
ン６の姿勢を制御する。尚、各ピストンシリンダ26,27,
28の軸方向の間隔を大きくすることにより、姿勢制御を
より良好に保つことができる。
ング26,27,28が介装される。各ピストンリング26,27,28
はシリンダ10の軸方向に所定の間隔で配置され、ピスト
ン６の姿勢を制御する。尚、各ピストンシリンダ26,27,
28の軸方向の間隔を大きくすることにより、姿勢制御を
より良好に保つことができる。
次に作用について説明する。
２ストロークディーゼルエンジンはピストン６が上昇
する毎に爆発が起こり、ピストン６がシリンダ10を１回
往復動する毎に吸入、圧縮、爆発、排気の行程が行われ
る。
する毎に爆発が起こり、ピストン６がシリンダ10を１回
往復動する毎に吸入、圧縮、爆発、排気の行程が行われ
る。
ピストン６が下降する掃排気行程の前半では、先に各
排気バルブ２が開弁して既燃焼ガスを各排気ポート12に
流出させ、続いて各掃気バルブ１が開弁することにより
キャビティ９を介して主室７に新気が流入する。
排気バルブ２が開弁して既燃焼ガスを各排気ポート12に
流出させ、続いて各掃気バルブ１が開弁することにより
キャビティ９を介して主室７に新気が流入する。
第4A図はピストン下死点付近におけるガス流動状態を
表しており、各掃気バルブ１が開弁した状態で、各掃気
バルブ１の傘部外周縁とキャビティ９の各円筒壁面17の
隙間が比較的に小さいため、掃気ポート11からキャビテ
ィ９のシリンダ延長壁面16の方向に向かう新気の勢力が
大きくなり、キャビティ９に流入した新気シリンダ延長
壁面16からシリンダ10の壁面に沿ってシリンダ10内に流
入し、この新気の流入により主室７の既燃焼ガスを排気
ポート12へと押し出すループ掃気効果を促し、燃焼ガス
と新気が置換される。また、このように新気の流れ経路
を長くとることにより、新気が排気ポート12にそのまま
吹き抜けることを抑制できる。
表しており、各掃気バルブ１が開弁した状態で、各掃気
バルブ１の傘部外周縁とキャビティ９の各円筒壁面17の
隙間が比較的に小さいため、掃気ポート11からキャビテ
ィ９のシリンダ延長壁面16の方向に向かう新気の勢力が
大きくなり、キャビティ９に流入した新気シリンダ延長
壁面16からシリンダ10の壁面に沿ってシリンダ10内に流
入し、この新気の流入により主室７の既燃焼ガスを排気
ポート12へと押し出すループ掃気効果を促し、燃焼ガス
と新気が置換される。また、このように新気の流れ経路
を長くとることにより、新気が排気ポート12にそのまま
吹き抜けることを抑制できる。
第4B図はピストン６が上昇する圧縮行程におけるガス
流動状態を表しており、キャビティ９では各円筒壁面17
によって案内されて各掃気バルブ１の下側に旋回流が対
称的に生起される。続いてピストン凸部23がキャビティ
９に浸入しつつピストン６が上死点近傍に達するとき、
ピストン頂面15とこれに対向するヘッド部13および排気
バルブ２の端面の間で圧縮された空気がキャビティ９内
に押し込まれる一方、この空気流動の中に燃料噴射弁３
から燃料がキャビティ９内に噴射される。この燃料噴霧
は第4C図に示すようにＶ字状に突出する稜部18に衝突
し、各円筒壁面17に沿ってガス流と同一方向に旋回し、
空気と燃料の混合が促され、良好な着火性能を確保され
る。
流動状態を表しており、キャビティ９では各円筒壁面17
によって案内されて各掃気バルブ１の下側に旋回流が対
称的に生起される。続いてピストン凸部23がキャビティ
９に浸入しつつピストン６が上死点近傍に達するとき、
ピストン頂面15とこれに対向するヘッド部13および排気
バルブ２の端面の間で圧縮された空気がキャビティ９内
に押し込まれる一方、この空気流動の中に燃料噴射弁３
から燃料がキャビティ９内に噴射される。この燃料噴霧
は第4C図に示すようにＶ字状に突出する稜部18に衝突
し、各円筒壁面17に沿ってガス流と同一方向に旋回し、
空気と燃料の混合が促され、良好な着火性能を確保され
る。
このように、キャビティ９内で燃焼が開始され、ピス
トン６が下降していくが、第5A図，第5B図に示すよう
に、ピストン凸部23がキャビティ９内に嵌合するクラン
ク角度範囲で、キャビティ９内に燃焼ガスと未燃混合気
が閉じ込められ、第5C図に示すように、ピストン６の下
降に伴ってピストン凸部23がキャビティ９から抜ける
と、ピストン凸部23とシリンダヘッド部13の間隙を通っ
てキャビティ９内から主室７へ火炎と未燃成分がその燃
焼エネルギによって噴出し、シリンダ10内の未利用空気
に拡散しながら燃焼を続ける。
トン６が下降していくが、第5A図，第5B図に示すよう
に、ピストン凸部23がキャビティ９内に嵌合するクラン
ク角度範囲で、キャビティ９内に燃焼ガスと未燃混合気
が閉じ込められ、第5C図に示すように、ピストン６の下
降に伴ってピストン凸部23がキャビティ９から抜ける
と、ピストン凸部23とシリンダヘッド部13の間隙を通っ
てキャビティ９内から主室７へ火炎と未燃成分がその燃
焼エネルギによって噴出し、シリンダ10内の未利用空気
に拡散しながら燃焼を続ける。
このように、ピストン６が上死点から下降する10〜20
゜のクランク角度範囲で、燃焼ガスがピストン凸部23に
よりキャビティ９内に閉じ込められることにより、キャ
ビティ９内が高圧高温化して燃焼エネルギが高められ
る。このため、ピストン凸部23がキャビティ９から抜け
ることによりキャビティ９から主室７に噴出する火炎と
未燃燃料を含むガス流の勢力が強化されて、シリンダ10
内における燃焼中期から後期の空気利用率が高められ、
スモーク等のエミッションを低減できる。
゜のクランク角度範囲で、燃焼ガスがピストン凸部23に
よりキャビティ９内に閉じ込められることにより、キャ
ビティ９内が高圧高温化して燃焼エネルギが高められ
る。このため、ピストン凸部23がキャビティ９から抜け
ることによりキャビティ９から主室７に噴出する火炎と
未燃燃料を含むガス流の勢力が強化されて、シリンダ10
内における燃焼中期から後期の空気利用率が高められ、
スモーク等のエミッションを低減できる。
仮に、ピストン凸部23を有していないピストンを用い
た場合、ピストンが上死点から下降するのに伴ってキャ
ビティ９と主室７がすぐに連通して、キャビティ９内に
燃焼ガスが閉じ込められる期間が短くなり、キャビティ
９から主室７に噴出するガス流がピストンの上死点付近
で終わってしまうため、上記のように拡散燃焼が十分に
行われないのである。
た場合、ピストンが上死点から下降するのに伴ってキャ
ビティ９と主室７がすぐに連通して、キャビティ９内に
燃焼ガスが閉じ込められる期間が短くなり、キャビティ
９から主室７に噴出するガス流がピストンの上死点付近
で終わってしまうため、上記のように拡散燃焼が十分に
行われないのである。
また、ピストン６が上死点にあるとき、主室７の容積
が燃焼室全容積に対して30〜50％程度の割合に設定され
ることにより、キャビティ９内では理論空燃比またはリ
ッチ側で燃焼させて、燃焼初期に生成されやすいNOxを
低減することができる。
が燃焼室全容積に対して30〜50％程度の割合に設定され
ることにより、キャビティ９内では理論空燃比またはリ
ッチ側で燃焼させて、燃焼初期に生成されやすいNOxを
低減することができる。
次に、第６図に示す他の実施例は、ピストン30の頂面
32からキャビティ９内に嵌合する凸部31を堤状に隆起さ
せて形成するもので、これによりピストン32の重量バラ
ンスを改善するとともに、軽量化がはかられる。
32からキャビティ９内に嵌合する凸部31を堤状に隆起さ
せて形成するもので、これによりピストン32の重量バラ
ンスを改善するとともに、軽量化がはかられる。
次に、第７図に示す他の実施例は、シリンダヘッド34
にはキャビティ35の周囲にはピストン36に向けて突出す
る突起37が形成され、ピストン36にはこの突起37に嵌合
する凹部38が溝状に形成されるとともに、この凹部38の
両側にはキャビティ35に勘合する凸部39と排気バルブ２
に向けて突出する凸部40がそれぞれ形成される。
にはキャビティ35の周囲にはピストン36に向けて突出す
る突起37が形成され、ピストン36にはこの突起37に嵌合
する凹部38が溝状に形成されるとともに、この凹部38の
両側にはキャビティ35に勘合する凸部39と排気バルブ２
に向けて突出する凸部40がそれぞれ形成される。
この場合も、ピストン36の重量バランスが改善される
とともに、ピストン36の上死点近傍におけるキャビティ
35の密封性を高められる。
とともに、ピストン36の上死点近傍におけるキャビティ
35の密封性を高められる。
（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、２ストロークディーゼル
エンジンにおいて、シリンダヘッドの燃焼室壁に排気バ
ルブのまわりに拡がるヘッド部と、このヘッド部に対し
て凹状に窪むキャビティをそれぞれ形成し、このキャビ
ティの内部に臨んで掃気バルブと燃料噴射弁をそれぞれ
配設し、かつ前記キャビティはシリンダ軸と直交するそ
の平面形状がシリンダ壁面を延長した延長壁面とこれに
対向するように複数の掃気弁に対応して所定の間隔で形
成した複数の円弧面で形成されると共に、燃料噴射弁は
前記複数の円弧面の間に突出する稜部と対向する位置に
設け、ピストンの頂部にその上死点近傍でキャビティ入
口部に嵌合する凸部を突出させたので、ループ掃気を促
してシリンダ内の残留ガスを低減し、新気が排気ポート
に吹き抜けることを防止するとともに、キャビティおよ
びシリンダ内で燃料と空気の混合を促して空気利用率を
十分に高められ、さらに燃焼中期から後期にかけての拡
散燃焼が促され、２ストロークディーゼルエンジンの出
力、燃費および排気エミッションを改善できる。
エンジンにおいて、シリンダヘッドの燃焼室壁に排気バ
ルブのまわりに拡がるヘッド部と、このヘッド部に対し
て凹状に窪むキャビティをそれぞれ形成し、このキャビ
ティの内部に臨んで掃気バルブと燃料噴射弁をそれぞれ
配設し、かつ前記キャビティはシリンダ軸と直交するそ
の平面形状がシリンダ壁面を延長した延長壁面とこれに
対向するように複数の掃気弁に対応して所定の間隔で形
成した複数の円弧面で形成されると共に、燃料噴射弁は
前記複数の円弧面の間に突出する稜部と対向する位置に
設け、ピストンの頂部にその上死点近傍でキャビティ入
口部に嵌合する凸部を突出させたので、ループ掃気を促
してシリンダ内の残留ガスを低減し、新気が排気ポート
に吹き抜けることを防止するとともに、キャビティおよ
びシリンダ内で燃料と空気の混合を促して空気利用率を
十分に高められ、さらに燃焼中期から後期にかけての拡
散燃焼が促され、２ストロークディーゼルエンジンの出
力、燃費および排気エミッションを改善できる。
第１図は本発明の実施例を示すエンジンの横断面図、第
２図は燃焼室の平面図、第３図はキャビティ開閉時期と
バルブ開閉弁時期および燃料噴射時期を示す角度線図、
第4A図〜第4C図、第5A図〜第5C図はそれぞれ燃焼室にお
けるガス流動を表す図である。第６図，第７図はそれぞ
れ他の実施例を示すエンジンの横断面図である。 １……掃気バルブ、２……排気バルブ、３……燃料噴射
弁、４……シリンダヘッド、６……ピストン、７……主
室、９……キャビティ、10……シリンダ、11……掃気ポ
ート、12……排気ポート、15……ピストン頂面、23……
ピストン凸部。
２図は燃焼室の平面図、第３図はキャビティ開閉時期と
バルブ開閉弁時期および燃料噴射時期を示す角度線図、
第4A図〜第4C図、第5A図〜第5C図はそれぞれ燃焼室にお
けるガス流動を表す図である。第６図，第７図はそれぞ
れ他の実施例を示すエンジンの横断面図である。 １……掃気バルブ、２……排気バルブ、３……燃料噴射
弁、４……シリンダヘッド、６……ピストン、７……主
室、９……キャビティ、10……シリンダ、11……掃気ポ
ート、12……排気ポート、15……ピストン頂面、23……
ピストン凸部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｐ
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダヘッドに過給機から圧送される新
気を燃焼室に導く互いに隣接した複数の掃気ポートを備
えるとともに、燃焼室から燃焼ガスを排出する排気ポー
トを形成し、この掃気ポート、排気ポートをエンジン回
転に同期して開閉する掃気バルブと排気バルブをそれぞ
れ設け、シリンダヘッドの燃焼室壁に排気バルブのまわ
りに拡がるヘッド部と、このヘッド部に対して凹状に窪
むキャビティをそれぞれ形成し、このキャビティの内部
に臨んで掃気バルブと燃料噴射弁をそれぞれ配設し、か
つ前記キャビティはシリンダ軸と直交するその平面形状
がシリンダ壁面を延長した延長壁面とこれに対向するよ
うに複数の掃気弁に対応して所定の間隔で形成した複数
の円弧面で形成されると共に、燃料噴射弁は前記複数の
円弧面の間に突出する稜部と対向する位置に設け、ピス
トンの頂部にその上死点近傍でキャビティ入口部に嵌合
する凸部を突出させたことを特徴とする２ストロークデ
ィーゼルエンジン。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2326242A JP2760151B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ２ストロークディーゼルエンジン |
| US07/797,870 US5195486A (en) | 1990-11-28 | 1991-11-26 | Two stroke diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2326242A JP2760151B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ２ストロークディーゼルエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04194314A JPH04194314A (ja) | 1992-07-14 |
| JP2760151B2 true JP2760151B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=18185585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2326242A Expired - Lifetime JP2760151B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | ２ストロークディーゼルエンジン |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5195486A (ja) |
| JP (1) | JP2760151B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005121522A1 (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Ichiro Kamimura | 独立燃焼室式内燃機関 |
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| US5970945A (en) | 1998-02-11 | 1999-10-26 | Outboard Marine Corporation | Barrier divided combustion chamber for fuel injection two-stroke engine |
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| US6557520B2 (en) | 2001-08-30 | 2003-05-06 | Southwest Research Institute | Multi-zone combustion chamber and method for combustion control in compression-ignited reciprocating engines |
| GB0617726D0 (en) * | 2006-09-08 | 2006-10-18 | Atalla Naji A | Device (modifications) to improve efficiency of internal combustion engines |
| WO2016186620A1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | Cummins Inc. | Power cylinder apparatus for reducing unburnt hydrocarbon emissions |
| US10927750B2 (en) | 2016-01-14 | 2021-02-23 | Nautilus Engineering, Llc | Systems and methods of compression ignition engines |
| WO2017123478A1 (en) | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Nautilus Engineering, Llc | Improved systems and methods of compression ignition engines |
| GB2549350B (en) | 2016-09-12 | 2018-04-18 | Amaroq Ltd | Two-stroke compression ignition internal combustion engines |
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| US4146004A (en) * | 1976-08-30 | 1979-03-27 | Outboard Marine Corporation | Internal combustion engine including spark plug anti-fouling means |
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| JPH01315631A (ja) * | 1988-06-15 | 1989-12-20 | Toyota Motor Corp | ２サイクルディーゼルエンジン |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2326242A patent/JP2760151B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-26 US US07/797,870 patent/US5195486A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04194314A (ja) | 1992-07-14 |
| US5195486A (en) | 1993-03-23 |
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