JP3025860B2 - ディーゼルエンジンの副室式燃焼室 - Google Patents

ディーゼルエンジンの副室式燃焼室

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JP3025860B2
JP3025860B2 JP7065388A JP6538895A JP3025860B2 JP 3025860 B2 JP3025860 B2 JP 3025860B2 JP 7065388 A JP7065388 A JP 7065388A JP 6538895 A JP6538895 A JP 6538895A JP 3025860 B2 JP3025860 B2 JP 3025860B2
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信吉 岩崎
光正 磯田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • 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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
副室式燃焼室に関し、詳しくは、燃焼の改善を図ること
ができるものに関する。
【0002】
【従来技術】ディーゼルエンジンの副室式燃焼室の従来
技術として図3に示すものがある。これは、本発明と同
様、次のような基本構造を備えている。すなわち、図3
(G)に示すように、シリンダ101内に主燃焼室10
2を設け、シリンダヘッド103内に燃料噴射ノズル1
04を臨ませた副室105を設け、主燃焼室102と副
室105とを連通孔106で連通させ、図3(E)に例
示するように、シリンダ中心軸線126と平行な向きに
見て、連通孔106を単一の主連通孔107と主連通孔
中心軸線127の両脇に位置する対の副連通孔108と
で構成し、図3(A)〜(C)に例示するように、各副
連通孔108を主連通孔107の全長にわたってその周
面に沿わせて構成してある。
【0003】このような構成によれば、図3(G)に示
すように、圧縮行程で圧縮空気が主燃焼室102から連
通孔106を経て副室105に押し込まれ、副室105
内に押し込み流111が形成され、燃料噴射ノズル10
4から噴射された燃料113が押し込み流111によっ
て副室105内の空気と良好に混合される。図3(F)
に示すように、押し込み流111は、主連通孔107か
ら押し込まれる主押し込み流114と、副連通孔108
から押し込まれる少量の副押し込み流115とで構成さ
れ、主押し込み流114は副室105の中央部に押し込
まれ、副押し込み流115は副室105の両脇部に押し
込まれる。
【0004】図3に示す従来技術では、副室105の左
右両側部に少量の副押し込み流115のみしか供給され
ない構造になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図3に示す従来技術で
は、良好な燃焼により、優秀な性能が得られるが、次の
問題がある。すなわち、副室105の左右両側部に少量
の副押し込み流115のみしか供給されない構造になっ
ているため、副室105の左右両側部での空気の流動が
不十分であり、その流動の促進によって、燃焼の改善を
図ることが要請されている。
【0006】本発明の課題は、燃焼の改善を図ることが
できる、ディーゼルエンジンの副室式燃焼室を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1(H)に
例示するように、シリンダ1内に主燃焼室2を設け、シ
リンダヘッド3内に燃料噴射ノズル4を臨ませた副室5
を設け、主燃焼室2と副室5とを連通孔6で連通させ、
図1(E)に例示するように、シリンダ中心軸線26と
平行な向きに見て、連通孔6を単一の主連通孔7と主連
通孔中心軸線27の両脇に位置する対の副連通孔8とで
構成し、図1(A)〜(C)に例示するように、各副連
通孔8を主連通孔7の全長にわたってその周面に沿わせ
た、ディーゼルエンジンの副室式燃焼室において、次の
ようにしたことを特徴とする。
【0008】すなわち、図1(B)〜(E)に例示する
ように、上記一対の副連通孔8の間に挟まれた主連通孔
7の周面部分に、主連通孔7内に向かって隆起する偏向
用隆起9を設け、この偏向用隆起9を、図1(C)〜
(E)に例示するように、主連通孔7の上記周面部分の
周方向中央側を頂部9aとする中高形状であって、図1
(F)に例示するように、副室5に近づくに従って幅員
9bが次第に広がる形状にしたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によれば、図1(G)に例示するよう
に、主連通孔7を通過する主押し込み流14の一部が偏
向用隆起9の案内で両脇に偏向され、偏向流16となっ
て副室5の両脇部に供給される。このため、副室5の両
脇部には副連通孔8から押し込まれる少量の副押し込流
15に加え、主押し込み流14の一部が偏向流16とし
て多量に供給され、副室5の両脇部の空気の流動が促進
され、偏向用隆起9がないものに比べ、副室5での燃料
13と空気の混合が良好になり、燃焼が著しく改善され
る。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。 偏向用隆起がないものに比べ、副室での燃料と空気の
混合が良好になり、燃焼が著しく改善される。このた
め、出力向上、燃費低減、排気有害成分の低減等を図る
ことができる
【0011】主連通孔に偏向用隆起を形成するだけで
よいので、既存のエンジンの簡単な改造によって容易に
製作できる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1実施例を説明する図で、この実施例
では副燃焼室式の縦形ディーゼルエンジンを用いてお
り、その構成は次の通りである。すなわち、図1(H)
に示すように、シリンダ1内に主燃焼室2を設け、シリ
ンダヘッド3内に燃料噴射ノズル4を臨ませた副室5を
設け、主燃焼室2と副室5とを連通孔6で連通させ、図
1(E)に示すように、シリンダ中心軸線26と平行な
向きに見て、連通孔6を単一の主連通孔7と主連通孔中
心軸線27の両脇に位置する対の副連通孔8とで構成
し、図1(A)〜(C)に示すように、各副連通孔8を
主連通孔7の全長にわたってその周面に沿わせてある。
【0013】このような構成によれば、図1(H)に示
すように、圧縮行程で圧縮空気が主燃焼室2から連通孔
6を経て副室5に押し込まれ、副室5内に押し込み流1
1が形成され、燃料噴射ノズル4から噴射された燃料1
3が押し込み流11によって副室5内の空気と良好に混
合される。図1(G)に示すように、押し込み流11
は、主連通孔7から押し込まれる主押し込み流14と、
副連通孔8から押し込まれる少量の副押し込み流15と
で構成され、主押し込み流14は副室5の中央部に押し
込まれ、副押し込み流15は副室5の両脇部に押し込ま
れる。
【0014】図1(H)に示すように、主燃焼室2は、
シリンダヘッド3とピストンヘッド21との間に設けて
ある。副室5は次のようになっている。すなわち、シリ
ンダヘッド3の肉壁22に空洞部23を内設し、この空
洞部23にその下側から連通孔口金24を嵌入し、空洞
部23の半球状の天井面と、連通孔口金24の半球状の
凹設部25とで、球状の副室5を形成してある。副室5
と連通孔6とはシリンダ中心軸線26から偏心した位置
に設け、連通孔6をシリンダ1の中心部に向けてある。
また、連通孔6は副室5のシリンダ周壁寄り球面5aに
向けるとともに、その接線方向に傾斜させ、副室5をう
ず室として形成してある。燃料噴射ノズル4は、シリン
ダヘッド3の肉壁22に固定してある。連通孔6は、連
通孔口金24に設けてある。
【0015】この実施例では、燃焼の改善を図るため、
次のような構成を採用した。すなわち、図1(B)〜
(E)に示すように、左右両脇の副連通孔8の間に挟ま
れた主連通孔7の周面部分に主連通孔7内に向かって隆
起する偏向用隆起9を設け、この偏向用隆起9を、図1
(C)〜(E)に示すように、主連通孔7の上記周面部
分の周方向中央側を頂部9aとする中高形状であって、
図1(F)に示すように、副室5に近づくに従って幅員
9bが次第に広がる形状にしてある。
【0016】このような構成によれば、図1(G)に示
すように、主連通孔7を通過する主押し込み流14の一
部が偏向用隆起9の案内で両脇に偏向され、偏向流16
となって副室5の両脇部に供給される。このため、副室
5の両脇部には副連通孔8から押し込まれた少量の副押
し込み流15に加え、主押し込み流14の一部が偏向流
16として多量に供給され、副室5の両脇部の空気の流
動が促進され、偏向用隆起9がないものに比べ、副室5
での燃料13と空気の混合が良好になり、燃焼が著しく
改善される。
【0017】図1(C)〜(E)に示すように、偏向用
隆起9は、一対の副連通孔8を繋ぐ滑らかな中高の曲面
で形成し、図1(B)・(D)に示すように、副室5に
近づくに従って、頂部9aが主連通孔中心軸線27に近
づく形状にしてある。主連通孔7の基礎形状は円柱形で
あるが、図1(B)・(D)に示すように、偏向用隆起
9はこの基礎形状に侵入している。図1(B)中の符号
7aは主連通孔7の基礎形状の軸長方向外形線、図1
(D)中の符号33は主連通孔中心軸線27と平行な向
きに見た場合の主連通孔7の基礎形状の周方向外形線、
図1(E)中の符号34はシリンダ中心軸線26と平行
な向きに見た場合の主連通孔7の主燃焼室側開口の基礎
外形線、符号38は主連通孔7の副室側開口の基礎外形
線である。
【0018】この実施例では、図1(C)〜(E)に示
すように、副連通孔8の周面を副室5に向けて次第に縮
小するテーパ面で形成し、連通孔6の通路断面積が副室
5に近づくにしたがって次第に縮小するようにしてある
ため、主燃焼室2から副室5に向かって連通孔6を通過
する押し込み流11が次第に加速される。このため、図
1(G)に示す偏向流11も高速化し、燃焼が著しく改
善される。尚、テーパ状の副連通孔8はテーパーリーマ
等によって簡単に形成できる。
【0019】この実施例では、図1(H)に示すよう
に、ピストンヘッド21の頂面に、扇形の膨張ガス案内
溝35を凹設してある。この膨張ガス案内溝35は、シ
リンダ中心軸線26と平行な向きに見て、その始端部3
6を連通孔6と重なる位置に形成し、この始端部36か
らシリンダ中心軸線26側に離れるにしたがって、その
深さが次第に浅くなるとともに、その幅が広がるように
してある。このため、連通孔6から主燃焼室2に吹き出
した膨張ガス37は、膨張ガス案内溝35の底上げによ
って絞られ、高速化され、シリンダ中心軸線26を間に
挟んで連通孔6の反対側に位置する主燃焼室2の奥端空
間2aにスムーズに案内されるとともに、膨張ガス案内
溝35の幅方向にもスムーズに広げられ、主燃焼室2で
の膨張ガス37と空気との混合が良好になる。
【0020】図2の第2実施例は、第1実施例の変更例
である。図1の第1実施例では偏向用隆起9が滑らかな
中高の曲面であるのに対し、図2の第2実施例では偏向
用隆起9が中高の平坦面であり、偏向用隆起9の頂部9
aの稜線に沿って突条17を形成してある点が異なり、
それ以外は図1の第1実施例と同一にしてある。図中、
第1実施例と同一の要素には同一の符号を付しておく。
【0021】突条17は、主燃焼室2から副室5に近づ
くに従って次第に大きさを増す三角錐形状にしてあるた
め、図2(G)に示すように、主連通孔7を通過する主
押し込み流14のうち、突条17の表面付近を通過する
近接流14aは、突条17が大きな流動抵抗となるため
に減速され、突条17から離れた位置を通過する離隔流
14bとの速度差が大きくなる。このため、近接流14
aと離隔流14bの速度差による摩擦で主押し込み流1
4の内部に乱流が生じ、突条17がないものに比べ、副
室5での燃料と空気の混合が良好になり、燃焼が著しく
改善される。
【0022】本発明の実施例の内容は以上の通りである
が、本発明の内容は上記実施例に限定されるものではな
い。例えば、主連通孔7や副連通孔8の形状は各実施例
に示す以外の形状であってもよく、主連通孔7を楕円柱
状、四角柱状、三角柱状、副室5側が三角で主燃焼室2
側が四角の異形柱状にしたり、主連通孔7の周面を副室
5に向かって縮小するテーパ面としたり、副連通孔8を
円柱状、楕円柱状、角柱状としてもよい。また、副室5
はうず室に限らず、予燃焼室であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を説明する図で、図1
(A)は連通孔口金の縦断面図、図1(B)は図1
(A)の要部拡大図、図1(C)は連通孔の斜視図、図
1(D)は連通孔の図1(B)D方向矢視図、図1
(E)は連通孔の図1(B)E方向矢視図、図1(F)
は図1(D)の要部断面図、図1(G)は図1(H)の
G−G線断面図、図1(H)は副室式燃焼室の縦断面図
である。
【図2】本発明の第2実施例を説明する図で、図2
(A)は図1(A)相当図、図2(B)は図1(B)相
当図、図2(C)は図1(C)相当図、図2(D)は図
1(D)相当図、図2(E)は図1(E)相当図、図2
(F)は図1(F)相当図、図2(G)は突条の機能説
明図である。
【図3】従来技術を説明する図で、図3(A)は図1
(A)相当図、図3(B)は図1(B)相当図、図3
(C)は図1(C)相当図、図3(D)は図1(D)相
当図、図3(E)は図1(E)相当図、図3(F)は図
1(F)相当図、図3(G)は図1(G)相当図であ
る。
【符号の説明】
1…シリンダ、2…主燃焼室、3…シリンダヘッド、4
…燃料噴射ノズル、5…副室、6…連通孔、7…主連通
孔、8…副連通孔、9…偏向用隆起、9a…頂部、9b
…幅員、26…シリンダ中心軸線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−26957(JP,A) 特開 平7−11957(JP,A) 特開 平6−221159(JP,A) 特開 平5−195785(JP,A) 特開 平5−195776(JP,A) 特開 昭61−138820(JP,A) 実公 昭12−2524(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 19/08 - 19/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダ(1)内に主燃焼室(2)を設け、
    シリンダヘッド(3)内に燃料噴射ノズル(4)を臨ませた
    副室(5)を設け、主燃焼室(2)と副室(5)とを連通孔
    (6)で連通させ、シリンダ中心軸線(26)と平行な向き
    に見て、連通孔(6)を単一の主連通孔(7)と主連通孔中
    心軸線(27)の両脇に位置する対の副連通孔(8)とで構
    成し、各副連通孔(8)を主連通孔(7)の全長にわたって
    その周面に沿わせた、ディーゼルエンジンの副室式燃焼
    室において、 上記対の副連通孔(8)の間に挟まれた主連通孔(7)の周
    面部分に、主連通孔(7)内に向かって隆起する偏向用隆
    起(9)を設け、この偏向用隆起(9)を、主連通孔(7)の
    上記周面部分の周方向中央側を頂部(9a)とする中高形
    状であって、副室(5)に近づくに従って幅員(9b)が次
    第に広がる形状にした、ことを特徴とするディーゼルエ
    ンジンの副室式燃焼室。
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