JP2797811B2 - Combustion chamber of a swirl chamber type diesel engine - Google Patents

Combustion chamber of a swirl chamber type diesel engine

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JP2797811B2
JP2797811B2 JP2119492A JP2119492A JP2797811B2 JP 2797811 B2 JP2797811 B2 JP 2797811B2 JP 2119492 A JP2119492 A JP 2119492A JP 2119492 A JP2119492 A JP 2119492A JP 2797811 B2 JP2797811 B2 JP 2797811B2
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piston
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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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドに形
成された渦流室から、シリンダヘッドとピストンとの間
の主燃焼室に噴流が流出する構成の渦流室式ディーゼル
機関の燃焼室に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion chamber of a swirl chamber type diesel engine in which a jet flows from a swirl chamber formed in a cylinder head to a main combustion chamber between a cylinder head and a piston.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリンダヘッドとピストンとの間に形成
される主燃焼室に、シリンダヘッドに形成される渦流室
が連通する構成のディーゼル機関においては、従来例え
ばシリンダヘッドの下面図である図5、及びの図5のA
−A線によるシリンダブロック及びピストンを含む断面
図である図6に示すような燃焼室構造を備えたものがあ
る(実開平1−105724号公報参照)。シリンダブ
ロック1内に収納されるピストン3とシリンダヘッド5
との間には主燃焼室7が形成され、シリンダヘッド5に
は、ピストン3の中心から偏心した位置に渦流室9が形
成されている。主燃焼室7と渦流室9とは、主燃焼室7
の外周縁部近傍の噴孔11により連通している。
2. Description of the Related Art In a diesel engine having a configuration in which a vortex chamber formed in a cylinder head communicates with a main combustion chamber formed between a cylinder head and a piston, FIG. , And FIG. 5A
Some have a combustion chamber structure as shown in FIG. 6, which is a cross-sectional view including a cylinder block and a piston along the line A (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-105724). Piston 3 and cylinder head 5 housed in cylinder block 1
A main combustion chamber 7 is formed between the piston and the cylinder head 5, and a swirl chamber 9 is formed in the cylinder head 5 at a position eccentric from the center of the piston 3. The main combustion chamber 7 and the vortex chamber 9 are formed by the main combustion chamber 7
Are communicated with each other through an injection hole 11 near the outer peripheral edge of the nozzle.

【0003】ピストン3の頂面には、前記シリンダヘッ
ド5の噴孔11に対向する付近からピストン中心線Sに
沿ってピストン3の中心に向かって延びる溝状のトレン
チ部13と、このトレンチ部13の左右両側方に拡がる
一対のほぼ円形のキャビティ部15,17とがそれぞれ
形成されており、これらにより、いわゆるクローバリー
フ型のキャビティを構成している。
On the top surface of the piston 3, a groove-shaped trench portion 13 extending from the vicinity of the injection hole 11 of the cylinder head 5 toward the center of the piston 3 along the piston center line S, A pair of substantially circular cavities 15 and 17 are formed to extend to the left and right sides of the pair 13, respectively, and form a so-called cloverleaf-type cavity.

【0004】一方、シリンダヘッド5には、ピストン中
心線Sを挟むようにして主燃焼室7に開口する一対の吸
・排気ポート19・21が形成され、吸・排気ポート1
9・21はシリンダヘッド5に装着された吸・排気弁2
3・25によって開閉される。吸気弁23の弁径は排気
弁25の弁径より所定の比率で大きく形成され、吸気の
充填効率と排気の掃気効果とを両立するようになってい
る。
On the other hand, a pair of intake / exhaust ports 19 and 21 are formed in the cylinder head 5 and open to the main combustion chamber 7 so as to sandwich the piston center line S.
9 ・ 21 are intake / exhaust valves 2 mounted on the cylinder head 5
It is opened and closed by 3.25. The valve diameter of the intake valve 23 is formed to be larger than the valve diameter of the exhaust valve 25 at a predetermined ratio, so that the intake charging efficiency and the exhaust gas scavenging effect are compatible.

【0005】シリンダヘッド5下面の吸気ポート19の
開口部の周囲には、吸気ポート19と同心的に円形のリ
セス27が形成されている。吸気弁23がバルブシート
29に着座した状態でそのフェイス端面23aとリセス
27とによりヘッド下面5aに対して所定深さの円形凹
部を画成するようになっている。
A circular recess 27 is formed concentrically with the intake port 19 around the opening of the intake port 19 on the lower surface of the cylinder head 5. When the intake valve 23 is seated on the valve seat 29, the face end face 23a and the recess 27 define a circular concave portion having a predetermined depth with respect to the head lower surface 5a.

【0006】排気ポート21周囲のシリンダヘッド5下
面には、排気ポート21に対し偏心した円形外側リセス
31が形成され、さらにこの円形外側リセス31の内側
には排気ポート21と同心的に内側円形リセス33が形
成されている。排気弁25がバルブシート35に着座し
た状態でそのフェイス端面25aとリセス段部31a及
びリセス31の側壁31bとによりヘッド下面5aに対
して前記リセス27と同一深さの円形凹部を画成するよ
うになっている。
A circular outer recess 31 eccentric to the exhaust port 21 is formed on the lower surface of the cylinder head 5 around the exhaust port 21, and an inner circular recess concentric with the exhaust port 21 is formed inside the circular outer recess 31. 33 are formed. When the exhaust valve 25 is seated on the valve seat 35, the face end face 25a, the recess step 31a and the side wall 31b of the recess 31 define a circular recess having the same depth as the recess 27 with respect to the head lower surface 5a. It has become.

【0007】吸気側のリセス27及び排気側のリセス3
1は、前記ピストン3側のキャビティ部15及び17と
それぞれほぼ同一径として、各キャビティ部15及び1
7に対峙するようにピストン3の中心線Sに対して対称
的に設けられ、ピストン3が上死点付近にあるときにリ
セス27,31とキャビティ部15,17との間で2つ
の円盤状空間が画成される。また、吸気側のリセス27
及び排気側のリセス31は、互いにピストン中心線S上
で交わるように配置して平面投影上ピストン3のトレン
チ部13に対してそれぞれ同一比率で重ね合わされる。
The recess 27 on the intake side and the recess 3 on the exhaust side
Each of the cavities 15 and 1 has substantially the same diameter as the cavities 15 and 17 on the piston 3 side.
7 is provided symmetrically with respect to the center line S of the piston 3 so as to oppose the center line S. When the piston 3 is near the top dead center, two disc-shaped portions are formed between the recesses 27 and 31 and the cavities 15 and 17. A space is defined. Also, the recess 27 on the intake side
The exhaust-side recesses 31 are disposed so as to intersect with each other on the piston center line S, and are overlapped with the trench portions 13 of the piston 3 at the same ratio in plan projection.

【0008】排気側のリセス31の段部31aには、各
バルブシート29,35の間に位置してざぐり部37が
形成されている。ざぐり部37を形成することで、機関
運転中での熱による割れの発生を防止している。
A counterbore 37 is formed between the valve seats 29 and 35 in the step 31a of the exhaust-side recess 31. The formation of the counterbore 37 prevents generation of cracks due to heat during operation of the engine.

【0009】このような渦流室式ディーゼル機関では、
圧縮行程中の空気が噴孔11を経て渦流室9内に流入す
ることで強い渦流が発生し、この渦流中に燃料を噴射さ
せて充分な混合及び燃焼を図る。渦流室9から噴孔11
を経て主燃焼室7に噴出する燃料を含む燃焼ガスの噴流
は、まずその噴流中心に沿って形成されたトレンチ部1
3に当たり、トレンチ部13から図5の矢印B,Cに示
すように左右に分流して、ピストン3のキャビティ部1
5,17とシリンダヘッド5の下面5aの各リセス2
7,31との間に画成される円盤状各空間に旋回流とな
って拡散する。
In such a swirl chamber type diesel engine,
The air during the compression stroke flows into the swirl chamber 9 through the injection hole 11, thereby generating a strong swirl. The fuel is injected into the swirl to achieve sufficient mixing and combustion. Vortex chamber 9 to injection hole 11
First, the jet of the combustion gas containing fuel ejected to the main combustion chamber 7 through the trench 1 is formed along the center of the jet.
5, the air flows from the trench 13 to the left and right as shown by arrows B and C in FIG.
Recesses 5, 17 and lower surface 5 a of cylinder head 5
7 and 31, and is diffused as a swirling flow in each of the disk-shaped spaces defined between them.

【0010】このとき、吸気弁23に対して小径の排気
弁25側のリセス31が、排気弁25に対して偏心して
形成されることで、2つの円盤状空間が噴流中心につい
て対称的となり、しかも各リセス27,31がキャビテ
ィ部15,17とともにトレンチ部13に重ね合わされ
るので、主燃焼室7内に流出する噴流は、左右の各円盤
状空間に均等に分流して拡散し、主燃焼室7内の空気が
有効に利用され、燃焼改善が図られる。
At this time, the recess 31 on the side of the exhaust valve 25 having a small diameter with respect to the intake valve 23 is formed eccentrically with respect to the exhaust valve 25, so that the two disk-shaped spaces become symmetric with respect to the center of the jet. In addition, since the recesses 27 and 31 are superimposed on the trench 13 together with the cavities 15 and 17, the jet flowing out into the main combustion chamber 7 is equally divided and diffused into the left and right disk-shaped spaces, and the main combustion is performed. The air in the chamber 7 is effectively used, and the combustion is improved.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼形態を
より改善させる手段としては、主燃焼室7の容積を小さ
くして圧縮比を高めことや、渦流室9の容積比を拡大す
ることが知られている。圧縮比を高めることで、着火遅
れ期間が短縮し、HCが低減するため、噴射時期の遅延
が可能となってNOxが低減する。一方、渦流室9の容
積比を拡大すると、HC,スモークが低減して出力が向
上する反面、NOxが増加する。このため、圧縮比を高
めることと、渦流室9の容積比の拡大とを同時に行え
ば、NOxが増加することなく、HC,SOF(可溶性
有機物質),スモークなどの排出量を低減でき、出力向
上を達成できる。
As means for further improving the combustion mode, it is known to increase the compression ratio by reducing the volume of the main combustion chamber 7 or to increase the volume ratio of the vortex chamber 9. Have been. Increasing the compression ratio shortens the ignition delay period and reduces HC, so that the injection timing can be delayed and NOx decreases. On the other hand, when the volume ratio of the swirl chamber 9 is increased, HC and smoke are reduced and output is improved, but NOx is increased. For this reason, if the compression ratio is increased and the volume ratio of the vortex chamber 9 is increased at the same time, the emission of HC, SOF (soluble organic substances), smoke, etc. can be reduced without increasing NOx, and the output can be reduced. Improvement can be achieved.

【0012】これを実現するためには、キャビティ部1
5,17の容積を削減して主燃焼室7の容積を小さくす
ることが有効である。
In order to realize this, the cavity 1
It is effective to reduce the volume of the main combustion chamber 7 by reducing the volume of 5, 17.

【0013】しかしながら、キャビティ部15,17に
対し、単純に面積を縮小したり、深さを浅くして、キャ
ビティ部15,17の容積を削減すると、渦流室9から
主燃焼室7に流出する噴流の拡散速度成分が相対的に増
大し、噴流がピストン3の外周縁部でキャビティ部1
5,17やリセス27,31を乗り越えてシリンダ内壁
に衝突し、消炎する部分が増大する。この結果、主燃焼
室7では空気利用率が低下し、全体として燃焼形態のよ
り一層の改善ができないという問題がある。
However, when the area of the cavities 15 and 17 is simply reduced or the depth thereof is reduced to reduce the volume of the cavities 15 and 17, the cavities flow out of the swirl chamber 9 into the main combustion chamber 7. The diffusion velocity component of the jet relatively increases, and the jet flows into the cavity 1 at the outer peripheral edge of the piston 3.
5 and 17 and the recesses 27 and 31 collides with the inner wall of the cylinder, and the portion to be extinguished increases. As a result, in the main combustion chamber 7, there is a problem that the air utilization rate is reduced and the combustion form cannot be further improved as a whole.

【0014】そこで、この発明は、主燃焼室での空気利
用率が低下することなく、燃焼形態をより一層改善させ
ることを目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to further improve the combustion mode without lowering the air utilization rate in the main combustion chamber.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
にこの発明は、シリンダヘッドに、シリンダヘッドとピ
ストンとの間に形成される主燃焼室に開口する一対の吸
・排気ポート及び、主燃焼室の外周縁部付近に連通する
渦流室をそれぞれ設け、前記吸・排気ポートの主燃焼室
への開口部の周囲に、前記渦流室から主燃焼室に流出す
る噴流中心に対して対称的にかつ相互の外周縁部が近接
する円形凹部を形成し、この各円形凹部相互の近接部に
円形凹部相互が連通する切欠部を設け、この切欠部の噴
流に対向する側の側壁を曲面形状に形成するとともに、
ピストン頂面には、前記渦流室からの噴流を案内してピ
ストン中心付近に延びる案内溝と、この案内溝に連続し
前記円形凹部と同心的に形成される円弧状の分岐溝とか
らなるトレンチ部を設け、このトレンチ部は、各分岐溝
の外周縁部が前記円形凹部の外周縁部より内側に位置す
る構成としてある。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder head having a pair of intake / exhaust ports opening to a main combustion chamber formed between the cylinder head and a piston, and Vortex chambers communicating with each other near the outer peripheral edge of the combustion chamber are provided, and around the opening of the suction / exhaust port to the main combustion chamber, symmetrical with respect to the center of the jet flowing out from the vortex chamber to the main combustion chamber. And circular recesses whose outer peripheral edges are close to each other are formed, and a notch is formed in the vicinity of each of the circular recesses so that the circular recesses communicate with each other. The side wall of the notch facing the jet flow has a curved surface. While forming
A trench formed on the top surface of the piston includes a guide groove that guides the jet from the vortex chamber and extends near the center of the piston, and an arc-shaped branch groove that is continuous with the guide groove and formed concentrically with the circular recess. The trench portion is configured such that the outer peripheral edge of each branch groove is located inside the outer peripheral edge of the circular concave portion.

【0016】[0016]

【作用】このような構成の渦流室式ディーゼル機関の燃
焼室においては、渦流室からの噴流は、ピストン頂面に
形成されたトレンチ部に流出し、案内溝によりピストン
中心付近に案内された後、左右の分岐溝に均等に分流し
てシリンダヘッドの下面に形成された円形凹部との間の
2つの円盤状空間に旋回流となって拡散する。このと
き、トレンチ部の分岐溝の外周縁部がシリンダヘッド下
面の円形凹部の外周縁部より内側にあるので、トレンチ
部に案内される噴流の大半は円形凹部に流入し、円形凹
部を乗り越えシリンダ内壁に達して消炎する成分が減少
し、良好な燃焼性状が得られる。また、トレンチ部は、
直線状の案内溝と円弧状の2つの分岐溝とで形成されて
いるので、主燃焼室の容積は、従来のいわゆるクローバ
リーフ型のキャビティに比べて縮小されたものとなり、
これにより圧縮比を高くすることと、渦流室の容積比の
拡大とが同時に実現され、NOxが増加することなくH
Cなどの排出量が低減し、出力が向上する。さらに、2
つの円形凹部相互の近接する部位には、切欠部が形成さ
れ、かつ切欠部の噴流に対向する側の側壁が曲面形状と
なっているので、この近接部位の機関運転中での熱によ
る割れの発生が防止される。
In the combustion chamber of the vortex chamber type diesel engine having such a configuration, the jet from the vortex chamber flows out into a trench formed on the top surface of the piston and is guided by the guide groove near the center of the piston. Are equally divided into the left and right branch grooves, and are swirled and diffused into two disk-shaped spaces between the circular recess formed on the lower surface of the cylinder head. At this time, since the outer peripheral edge of the branch groove of the trench portion is located inside the outer peripheral edge of the circular concave portion on the lower surface of the cylinder head, most of the jet flow guided to the trench portion flows into the circular concave portion and climbs over the circular concave portion. The components that reach the inner wall and extinguish are reduced, and good combustion properties are obtained. Also, the trench part
Since it is formed by the linear guide groove and the two arc-shaped branch grooves, the volume of the main combustion chamber is reduced as compared with a conventional so-called cloverleaf-type cavity,
As a result, an increase in the compression ratio and an increase in the volume ratio of the vortex chamber are realized at the same time, and H2 is increased without increasing NOx.
The emission of C and the like is reduced, and the output is improved. In addition, 2
A notch is formed at a position adjacent to the two circular recesses, and the side wall of the notch facing the jet flow has a curved shape. The occurrence is prevented.

【0017】[0017]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、ディーゼル機関のピストン頂面か
らの平面図で、図2は図1のD−D線によるシリンダヘ
ッド及びシリンダブロックを含む断面図である。シリン
ダブロック39内に収納されるピストン41とシリンダ
ヘッド43との間には主燃焼室45が形成されている。
一方、シリンダヘッド43には、ピストン41の中心か
ら偏心した位置に渦流室47が形成されている。主燃焼
室45と渦流室47とは、主燃焼室45の外周縁部近傍
の噴孔49により連通している。
FIG. 1 is a plan view from the top of a piston of a diesel engine, and FIG. 2 is a sectional view including a cylinder head and a cylinder block taken along line DD of FIG. A main combustion chamber 45 is formed between the piston 41 housed in the cylinder block 39 and the cylinder head 43.
On the other hand, a swirl chamber 47 is formed in the cylinder head 43 at a position eccentric from the center of the piston 41. The main combustion chamber 45 and the vortex chamber 47 communicate with each other through an injection hole 49 near the outer peripheral edge of the main combustion chamber 45.

【0019】シリンダヘッド43に設けられる吸気弁5
1が開閉する吸気ポート53の、主燃焼室45側開口部
の周囲には、前記図5,図6に示した従来例のものと同
様な円形凹部としての吸気側リセス55が形成されてい
る。また、排気弁56が開閉する図外の排気ポートの主
燃焼室45側開口部の周囲には、前記図5,図6に示し
た従来例のものと同様な、排気ポートと同心の内側リセ
ス及び、内側リセスの外側で排気ポートに対し偏心した
円形凹部としての排気側リセス57が形成されている。
Intake valve 5 provided on cylinder head 43
An intake-side recess 55 as a circular recess similar to that of the conventional example shown in FIGS. 5 and 6 is formed around the opening of the intake port 53 that opens and closes on the main combustion chamber 45 side. . In addition, around the opening of the main combustion chamber 45 side of the unillustrated exhaust port in which the exhaust valve 56 opens and closes, an inner recess concentric with the exhaust port, similar to the conventional example shown in FIGS. In addition, an exhaust-side recess 57 is formed as a circular recess eccentric to the exhaust port outside the inner recess.

【0020】これら各リセス55,57は、ピストン4
1の中心線Pに対して噴孔49と反対側に若干ずれた位
置にあり、その中心線をQで示している。そして、これ
ら各リセス55,57相互は、切欠部としての連通部5
9にて連通し、かつ連通部59において渦流室47の噴
孔49からの噴流に対向する側の側壁61が曲面形状と
なっている。
Each of these recesses 55 and 57 has a piston 4
It is located at a position slightly shifted from the center line P to the side opposite to the injection hole 49, and the center line is indicated by Q. The recesses 55 and 57 are connected to each other by a communication portion 5 as a notch.
The side wall 61 on the side facing the jet from the injection hole 49 of the swirl chamber 47 in the communication part 59 has a curved surface shape.

【0021】ピストン41の頂面には、シリンダヘッド
43側の噴孔49に対向するピストン41の外周縁部付
近からピストン41の中心付近に延びる案内溝63と、
案内溝63からピストン41の中心付近で左右のリセス
55,57に向けて対称的に分岐して形成される分岐溝
65,67とからなるトレンチ部69が設けられてい
る。各分岐溝65,67は円弧状に形成されてリセス5
5,57の全周の約1/3の領域に配置され、分岐溝6
5,67の外周縁部65a,67aは、リセス55,5
7の外周縁部より内側に位置している。各分岐溝65,
67相互の境界部位71は、リセス55,57相互の連
通部59における側壁61と同様に曲面形状となってい
る。
On the top surface of the piston 41, a guide groove 63 extending from near the outer peripheral edge of the piston 41 facing the injection hole 49 on the cylinder head 43 side to near the center of the piston 41,
A trench portion 69 is provided which includes branch grooves 65 and 67 which are symmetrically branched from the guide groove 63 toward the left and right recesses 55 and 57 near the center of the piston 41. Each of the branch grooves 65 and 67 is formed in an arc shape and has a recess 5.
5 and 57 are arranged in a region of about 1/3 of the entire circumference.
The outer peripheral edges 65a, 67a of the
7 is located inside the outer peripheral edge. Each branch groove 65,
The boundary portion 71 between the 67 has a curved shape like the side wall 61 of the communicating portion 59 between the recesses 55 and 57.

【0022】このような構成の渦流室式ディーゼル機関
の燃焼室においては、渦流室47内の燃料を含んだ燃焼
ガスの噴流が、噴孔49を経てトレンチ部69の案内溝
63に流出すると、この噴流は案内溝63に案内されつ
つピストン41の中心付近に向けて流れ、相互に対称的
に設けられた左右の分岐溝65,67に矢印F,Gのよ
うに均等に分流する。
In the combustion chamber of the vortex chamber type diesel engine having such a configuration, when the jet of the combustion gas containing the fuel in the vortex chamber 47 flows into the guide groove 63 of the trench portion 69 through the injection hole 49, This jet flows toward the vicinity of the center of the piston 41 while being guided by the guide groove 63, and is equally divided into left and right branch grooves 65 and 67 provided symmetrically as shown by arrows F and G.

【0023】トレンチ部69の分岐溝65,67の外周
縁部65a,67aは、リセス55,57の外周縁部よ
り内側に位置しているため、案内溝63から分岐溝6
5,67に向けて流れる噴流は、図1のE−E断面図で
ある図3の実線矢印で示すように、その大半が各リセス
55,57に流入し、各リセス55,57に流入せずに
シリンダ内壁に向かって流れる噴流の量は僅かとなる。
このため、各リセス55,57に流入した多量の噴流が
各リセス55,57を中心とした強い旋回流を生起し、
シリンダ内壁に達して消炎する成分が減少し、主燃焼室
45内の空気が有効に利用されて良好な燃焼性状が得ら
れる。なお、図3において一点鎖線は従来例のキャビテ
ィの外周線部であり、一点鎖線の矢印で示す噴流の流れ
は、従来例でのものを示している。
The outer peripheral edges 65a, 67a of the branch grooves 65, 67 of the trench portion 69 are located inside the outer peripheral edges of the recesses 55, 57.
Most of the jet flowing toward 5, 67 flows into each of the recesses 55, 57 and flows into each of the recesses 55, 57 as shown by the solid arrows in FIG. Instead, the amount of the jet flowing toward the inner wall of the cylinder is small.
Therefore, a large amount of jet flowing into each of the recesses 55 and 57 generates a strong swirling flow centered on each of the recesses 55 and 57, and
Components that reach the cylinder inner wall and extinguish are reduced, and the air in the main combustion chamber 45 is effectively used to obtain good combustion properties. In FIG. 3, the dashed line is the outer peripheral portion of the cavity of the conventional example, and the flow of the jet indicated by the arrow of the dashed line is that of the conventional example.

【0024】また、ピストン41の頂面に形成されるト
レンチ部69は、直線状の案内溝63と円弧状の2つの
分岐溝65,67とで形成されているので、主燃焼室4
5の容積は従来のいわゆるクローバリーフ型のキャビテ
ィに比べて縮小されたものとなり、これにより圧縮比を
高くすることと、渦流室47の容積比の拡大とが同時に
実現され、NOxが増加することなくHC,SOF,ス
モークなどの排出量が低減し、出力が向上する。さら
に、2つのリセス55,57相互間の連通部59におけ
る側壁61、及び分岐溝65,67相互間の境界部位7
1がそれぞれ曲面形状となっているので、渦流室47の
噴孔49からの噴流が側壁61及び境界部位71付近に
向けて吹き付けられても、これらの部位が熱により割れ
るようなことはない。
Since the trench 69 formed on the top surface of the piston 41 is formed by the linear guide groove 63 and the two arc-shaped branch grooves 65 and 67, the main combustion chamber 4 is formed.
5 is smaller than that of a conventional so-called cloverleaf-type cavity, thereby simultaneously increasing the compression ratio and increasing the volume ratio of the swirl chamber 47, and increasing NOx. The emission of HC, SOF, smoke and the like is reduced, and the output is improved. Furthermore, the side wall 61 in the communication portion 59 between the two recesses 55 and 57 and the boundary portion 7 between the branch grooves 65 and 67.
Since each of the nozzles 1 has a curved surface shape, even if the jet from the injection hole 49 of the swirl chamber 47 is blown toward the side wall 61 and the vicinity of the boundary portion 71, these portions are not broken by heat.

【0025】図4は、この発明の他の実施例を示してい
る。この実施例は、2つの分岐溝65,67の各末端部
位に、分岐溝65,67の底面に対してピストン41の
頂面側に緩やかに上昇するよう傾斜するスロープ部65
b,67bを設けている。この場合、分岐溝65,67
を流れる噴流はスロープ部65b,67bによって各リ
セス55,57に向けて澱みなくスムーズに案内されて
より強い旋回流が生起されるため、主燃焼室45内での
空気利用率がさらに向上する。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a slope portion 65 is provided at each end portion of the two branch grooves 65 and 67 so as to gradually rise toward the top surface of the piston 41 with respect to the bottom surface of the branch grooves 65 and 67.
b, 67b. In this case, the branch grooves 65, 67
Is smoothly guided toward the recesses 55 and 57 by the slope portions 65b and 67b without stagnation, and a stronger swirling flow is generated. Therefore, the air utilization rate in the main combustion chamber 45 is further improved.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明によれ
ば、ピストン頂面に形成されるトレンチ部の分岐溝の外
周縁部が、シリンダヘッド下面の円形凹部の外周縁部よ
り内側に位置しているので、トレンチ部に案内される噴
流の大半は円形凹部に流入し、円形凹部を乗り越えシリ
ンダ内壁に達して消炎する成分が減少し、主燃焼室での
空気利用率が向上して良好な燃焼性状を得ることができ
る。また、トレンチ部は、直線状の案内溝と円弧状の2
つの分岐溝とで形成されているので、主燃焼室の容積は
従来のいわゆるクローバリーフ型のキャビティに比べて
縮小されたものとなり、これにより圧縮比を高くするこ
とと、渦流室の容積比の拡大とが同時に実現でき、NO
xが増加することなくHCなどの排出量を低減させるこ
とが可能となり、出力が向上する。さらに、2つの円形
凹部相互の近接する部位の切欠部において渦流室からの
噴流に対向する側の側壁が曲面形状となっているので、
噴流の熱による側壁部付近の割れの発生を防止できる。
As described above, according to the present invention, the outer peripheral edge of the branch groove of the trench formed on the top surface of the piston is located inside the outer peripheral edge of the circular concave portion on the lower surface of the cylinder head. Therefore, most of the jet flow guided to the trench portion flows into the circular concave portion, passes over the circular concave portion, reaches the inner wall of the cylinder, reduces the amount of flame-extinguishing components, improves the air utilization rate in the main combustion chamber, and improves the efficiency. Combustion properties can be obtained. The trench portion has a linear guide groove and an arc-shaped two groove.
Since the main combustion chamber is formed by two branch grooves, the volume of the main combustion chamber is reduced as compared with the conventional so-called cloverleaf type cavity, thereby increasing the compression ratio and reducing the volume ratio of the vortex chamber. Expansion can be realized at the same time, NO
It becomes possible to reduce the emission amount of HC and the like without increasing x, and the output is improved. Furthermore, since the side wall on the side facing the jet from the vortex chamber has a curved shape in the cutout portion of the two circular concave portions adjacent to each other,
The generation of cracks near the side wall due to the heat of the jet can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例を示す、シリンダヘッド側
のリセス及び渦流室との位置関係を含むピストン上面図
である。
FIG. 1 is a top view of a piston including a positional relationship between a recess on a cylinder head side and a swirl chamber, showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1のD−D線によるシリンダヘッド及びシリ
ンダブロックを含む断面図である。
FIG. 2 is a sectional view including a cylinder head and a cylinder block taken along line DD of FIG. 1;

【図3】図1のE−E線によるシリンダヘッドを含む拡
大された断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view including a cylinder head taken along line EE of FIG. 1;

【図4】この発明の他の実施例を示す、シリンダヘッド
側のリセス及び渦流室との位置関係を含むピストン上面
図である。
FIG. 4 is a top view of a piston including a cylinder head side recess and a positional relationship with a swirl chamber, showing another embodiment of the present invention.

【図5】従来例を示す、ピストン側のトレンチ部との位
置関係を含むシリンダヘッド下面図である。
FIG. 5 is a bottom view of a cylinder head including a positional relationship with a trench on the piston side, showing a conventional example.

【図6】図5のA−A線によるピストン及びシリンダブ
ロックを含む断面図である。
FIG. 6 is a sectional view including a piston and a cylinder block taken along line AA of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 ピストン 43 シリンダヘッド 45 主燃焼室 47 渦流室 51 吸気弁 53 吸気ポート 55,57 リセス(円形凹部) 63 案内溝 65,67 分岐溝 69 トレンチ部 59 連通部(切欠部) 61 側壁 41 Piston 43 Cylinder Head 45 Main Combustion Chamber 47 Eddy Flow Chamber 51 Intake Valve 53 Intake Port 55, 57 Recess (Circular Recess) 63 Guide Groove 65, 67 Branch Groove 69 Trench 59 Communication Portion (Notch) 61 Side Wall

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリンダヘッドに、シリンダヘッドとピ
ストンとの間に形成される主燃焼室に開口する一対の吸
・排気ポート及び、主燃焼室の外周縁部付近に連通する
渦流室をそれぞれ設け、前記吸・排気ポートの主燃焼室
への開口部の周囲に、前記渦流室から主燃焼室に流出す
る噴流中心に対して対称的にかつ相互の外周縁部が近接
する円形凹部を形成し、この各円形凹部相互の近接部に
円形凹部相互が連通する切欠部を設け、この切欠部の噴
流に対向する側の側壁を曲面形状に形成するとともに、
ピストン頂面には、前記渦流室からの噴流を案内してピ
ストン中心付近に延びる案内溝と、この案内溝に連続し
前記円形凹部と同心的に形成される円弧状の分岐溝とか
らなるトレンチ部を設け、このトレンチ部は、各分岐溝
の外周縁部が前記円形凹部の外周縁部より内側に位置し
ていることを特徴とする渦流室式ディーゼル機関の燃焼
室。
A cylinder head is provided with a pair of intake / exhaust ports opening to a main combustion chamber formed between a cylinder head and a piston, and a vortex chamber communicating with a portion near an outer peripheral edge of the main combustion chamber. Around the opening of the intake / exhaust port to the main combustion chamber, a circular recess is formed symmetrically with respect to the center of the jet flowing out from the vortex chamber to the main combustion chamber and the outer peripheral edges of which are close to each other. A notch portion in which the circular concave portions communicate with each other is provided in the vicinity of each circular concave portion, and the side wall of the notch portion facing the jet flow is formed in a curved shape,
A trench formed on the top surface of the piston includes a guide groove that guides the jet from the vortex chamber and extends near the center of the piston, and an arc-shaped branch groove that is continuous with the guide groove and formed concentrically with the circular recess. A combustion chamber of a vortex chamber type diesel engine, wherein an outer peripheral edge of each of the branch grooves is located inside an outer peripheral edge of the circular recess.
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