JP3277067B2 - 渦流室式エンジン - Google Patents
渦流室式エンジンInfo
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- JP3277067B2 JP3277067B2 JP06002794A JP6002794A JP3277067B2 JP 3277067 B2 JP3277067 B2 JP 3277067B2 JP 06002794 A JP06002794 A JP 06002794A JP 6002794 A JP6002794 A JP 6002794A JP 3277067 B2 JP3277067 B2 JP 3277067B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- chamber
- combustion chamber
- main combustion
- top surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/241—Cylinder heads specially adapted to pent roof shape of the combustion chamber
-
- 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
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、渦流室をそなえたエン
ジン、とくに、その主燃焼室と渦流室との組み合わせ構
造に関する。
ジン、とくに、その主燃焼室と渦流室との組み合わせ構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】渦流室式エンジンにおいては、渦流室の
噴口面積増大によって渦流室内の特性流速を低減させ、
渦流室内での空気と燃料との混合を抑えて予混合燃焼を
抑制することにより、排気中に含まれるＮＯｘを低減さ
せることができるが、この場合には、渦流室から噴出す
る燃焼ガスの主燃焼室に対するペネトレーションも減少
することになり、主燃焼室における拡散燃焼が悪化して
排煙濃度が高くなるという不具合があった。
噴口面積増大によって渦流室内の特性流速を低減させ、
渦流室内での空気と燃料との混合を抑えて予混合燃焼を
抑制することにより、排気中に含まれるＮＯｘを低減さ
せることができるが、この場合には、渦流室から噴出す
る燃焼ガスの主燃焼室に対するペネトレーションも減少
することになり、主燃焼室における拡散燃焼が悪化して
排煙濃度が高くなるという不具合があった。
【０００３】他方、特開平４−６６７１８号公報に示さ
れているように、副燃焼室を主燃焼室の中央部に配置す
れば、渦流室が主燃焼室の周辺に配置されているものに
比較して、主燃焼室全体に対するペネトレーションのた
めの距離が減少するが、副燃焼室から噴出する燃焼ガス
が主燃焼室に対し鋭角的に衝突する構造となっているた
め、主燃焼室におけるペネトレーションが著しく低下す
る不具合があり、また、実開昭６２−１５４２３４号公
報に示されているように、主燃焼室を形成するピストン
の頂面を傾斜面として、渦流室から噴出する燃焼ガスと
ピストン頂面との衝突角度を大きくしたものも存在する
が、主燃焼室に対して渦流室の噴口が一方へ偏った位置
に配置されているため、主燃焼室全体に対する燃焼ガス
のペネトレーションが必ずしも良くないので、渦流室内
の特性流速を低減させられず、従って、排気中に含まれ
るＮＯｘを低減させることができない欠点があった。
れているように、副燃焼室を主燃焼室の中央部に配置す
れば、渦流室が主燃焼室の周辺に配置されているものに
比較して、主燃焼室全体に対するペネトレーションのた
めの距離が減少するが、副燃焼室から噴出する燃焼ガス
が主燃焼室に対し鋭角的に衝突する構造となっているた
め、主燃焼室におけるペネトレーションが著しく低下す
る不具合があり、また、実開昭６２−１５４２３４号公
報に示されているように、主燃焼室を形成するピストン
の頂面を傾斜面として、渦流室から噴出する燃焼ガスと
ピストン頂面との衝突角度を大きくしたものも存在する
が、主燃焼室に対して渦流室の噴口が一方へ偏った位置
に配置されているため、主燃焼室全体に対する燃焼ガス
のペネトレーションが必ずしも良くないので、渦流室内
の特性流速を低減させられず、従って、排気中に含まれ
るＮＯｘを低減させることができない欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エンジンの
渦流室における予混合燃焼を抑制することを目的として
いる。また、本発明は、エンジンの主燃焼室における拡
散燃焼を促進して、排煙濃度を低減させることを目的と
している。
渦流室における予混合燃焼を抑制することを目的として
いる。また、本発明は、エンジンの主燃焼室における拡
散燃焼を促進して、排煙濃度を低減させることを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る渦流室式エンジンは、シリンダに摺動自在に嵌装され
頂面がペントルーフ型に形成されたピストン、同ピスト
ンと上記シリンダの内壁面と共に主燃焼室を形成し端面
に上記ピストンの頂面を受け入れる中折れ斜面が形成さ
れたシリンダヘッド及び同シリンダヘッドに設けられ上
記主燃焼室の中央部に上記シリンダの軸線方向に沿って
開く噴口をそなえた渦流室を有し、上記噴口が上記ピス
トン頂面の稜線部を跨ぐように形成されている。
る渦流室式エンジンは、シリンダに摺動自在に嵌装され
頂面がペントルーフ型に形成されたピストン、同ピスト
ンと上記シリンダの内壁面と共に主燃焼室を形成し端面
に上記ピストンの頂面を受け入れる中折れ斜面が形成さ
れたシリンダヘッド及び同シリンダヘッドに設けられ上
記主燃焼室の中央部に上記シリンダの軸線方向に沿って
開く噴口をそなえた渦流室を有し、上記噴口が上記ピス
トン頂面の稜線部を跨ぐように形成されている。
【０００６】
【作用】すなわち、ピストンの頂面がペントルーフ型に
形成されて、シリンダヘッドにピストンの頂面を受け入
れる中折れ斜面が形成され、渦流室の噴口が主燃焼室の
中央部でシリンダの軸線方向に沿って開き、かつ、ピス
トン頂面の稜線部を跨ぐように形成されているため、主
燃焼室内の吸気が噴口を通って渦流室へ流入することに
より渦流室内に形成される渦流の特性流速が比較的弱め
られ、渦流室における空気と燃料との混合を抑えて予混
合燃焼を抑制できると共に、渦流室の噴口から主燃焼室
内の各部に対する距離が全体的に短くなり、また、渦流
室噴口からの噴流がペントルーフ型のピストン頂面に衝
突して主燃焼室内の広い範囲にわたって積極的に拡散す
るので、主燃焼室内における拡散燃焼を著しく促進させ
ることができる。
形成されて、シリンダヘッドにピストンの頂面を受け入
れる中折れ斜面が形成され、渦流室の噴口が主燃焼室の
中央部でシリンダの軸線方向に沿って開き、かつ、ピス
トン頂面の稜線部を跨ぐように形成されているため、主
燃焼室内の吸気が噴口を通って渦流室へ流入することに
より渦流室内に形成される渦流の特性流速が比較的弱め
られ、渦流室における空気と燃料との混合を抑えて予混
合燃焼を抑制できると共に、渦流室の噴口から主燃焼室
内の各部に対する距離が全体的に短くなり、また、渦流
室噴口からの噴流がペントルーフ型のピストン頂面に衝
突して主燃焼室内の広い範囲にわたって積極的に拡散す
るので、主燃焼室内における拡散燃焼を著しく促進させ
ることができる。
【０００７】
【実施例】以下、図面に示す本発明の実施例について、
同等部分には同一符号を付けて説明する。図１及び図２
において、シリンダ１の内壁面と、同シリンダ１内を摺
動するピストン２の頂面３と、シリンダ１の一端をふさ
ぐシリンダヘッド４の端面とによりディーゼルエンジン
の略円筒形主燃焼室５が形成され、シリンダヘッド４に
はシリンダ１の中心部に渦流室６が配置されていて、渦
流室６の断面楕円状噴口７が主燃焼室５の中央部でシリ
ンダ１の軸線方向に沿って開いている一方、ピストン２
の頂面３はその中心を頂部の稜線部が通るペントルーフ
型となっていて、両斜面にそれぞれ対称形に直線状連通
路８及びハート形凹み９が設けられていると共に、ピス
トン２の頂面３に面するシリンダヘッド４の端面が、ピ
ストン２の上死点時にその頂面３全体を受け入れて、そ
れと近接するように中折れ斜面を形成し、かつ、それら
の斜面には、凹み９にそれぞれ面する位置またはその近
傍に図示しない２個の吸気ポートと２個の排気ポートと
が形成されている。
同等部分には同一符号を付けて説明する。図１及び図２
において、シリンダ１の内壁面と、同シリンダ１内を摺
動するピストン２の頂面３と、シリンダ１の一端をふさ
ぐシリンダヘッド４の端面とによりディーゼルエンジン
の略円筒形主燃焼室５が形成され、シリンダヘッド４に
はシリンダ１の中心部に渦流室６が配置されていて、渦
流室６の断面楕円状噴口７が主燃焼室５の中央部でシリ
ンダ１の軸線方向に沿って開いている一方、ピストン２
の頂面３はその中心を頂部の稜線部が通るペントルーフ
型となっていて、両斜面にそれぞれ対称形に直線状連通
路８及びハート形凹み９が設けられていると共に、ピス
トン２の頂面３に面するシリンダヘッド４の端面が、ピ
ストン２の上死点時にその頂面３全体を受け入れて、そ
れと近接するように中折れ斜面を形成し、かつ、それら
の斜面には、凹み９にそれぞれ面する位置またはその近
傍に図示しない２個の吸気ポートと２個の排気ポートと
が形成されている。
【０００８】上記エンジンにおいては、渦流室６がシリ
ンダ１の中心部に配置されて、主燃焼室５の中央部でシ
リンダ１の軸線方向に沿って噴口７が開いているため、
ピストン２の圧縮行程時に主燃焼室５内の吸気が噴口７
を通って渦流室６へ流入する際、渦流室６内に形成され
る渦流の特性流速が比較的弱められているので、渦流室
６における空気と燃料との混合が抑えられて予混合燃焼
が抑制され、従って、渦流室６内の温度低下によりＮＯ
ｘの発生を制約できると同時に、騒音も軽減することが
できる。
ンダ１の中心部に配置されて、主燃焼室５の中央部でシ
リンダ１の軸線方向に沿って噴口７が開いているため、
ピストン２の圧縮行程時に主燃焼室５内の吸気が噴口７
を通って渦流室６へ流入する際、渦流室６内に形成され
る渦流の特性流速が比較的弱められているので、渦流室
６における空気と燃料との混合が抑えられて予混合燃焼
が抑制され、従って、渦流室６内の温度低下によりＮＯ
ｘの発生を制約できると同時に、騒音も軽減することが
できる。
【０００９】また、主燃焼室５の中央部でシリンダ１の
軸線方向に沿って渦流室６の噴口７が開いているため、
噴口７から主燃焼室５内周壁への距離が全体的にほぼ等
しくなり、しかも、ピストン２の膨張行程時に渦流室６
の噴口７から噴出する燃焼ガスがシリンダヘッド４端面
の中折れ斜面に近接しているペントルーフ型のピストン
頂面３に衝突し、ピストン頂面３の傾斜面にそれぞれ形
成された連通路８及びハート形凹み９に沿い主燃焼室５
の外周部にまで導かれる等の作用により、主燃焼室５内
全体にわたって積極的に拡散するようにされるので、渦
流室６から噴出する燃焼ガスの主燃焼室５に対するペネ
トレーションが向上して、主燃焼室５内における拡散燃
焼が著しく促進され、主燃焼室５内の燃焼が良好となる
結果、エンジンの出力増大と排煙濃度の低減を容易に実
現させることができる。
軸線方向に沿って渦流室６の噴口７が開いているため、
噴口７から主燃焼室５内周壁への距離が全体的にほぼ等
しくなり、しかも、ピストン２の膨張行程時に渦流室６
の噴口７から噴出する燃焼ガスがシリンダヘッド４端面
の中折れ斜面に近接しているペントルーフ型のピストン
頂面３に衝突し、ピストン頂面３の傾斜面にそれぞれ形
成された連通路８及びハート形凹み９に沿い主燃焼室５
の外周部にまで導かれる等の作用により、主燃焼室５内
全体にわたって積極的に拡散するようにされるので、渦
流室６から噴出する燃焼ガスの主燃焼室５に対するペネ
トレーションが向上して、主燃焼室５内における拡散燃
焼が著しく促進され、主燃焼室５内の燃焼が良好となる
結果、エンジンの出力増大と排煙濃度の低減を容易に実
現させることができる。
【００１０】さらに、ピストン頂面３に面するシリンダ
ヘッド４の端面が中折れ斜面を形成しているため、渦流
室６がシリンダ１の中心部に配置されていても、吸排気
ポートの直径を比較的大きくして、吸気比の低下防止と
燃焼ガスのスムースな排出が可能となるので、この面か
らもエンジン出力の増大を容易に図ることができる。
ヘッド４の端面が中折れ斜面を形成しているため、渦流
室６がシリンダ１の中心部に配置されていても、吸排気
ポートの直径を比較的大きくして、吸気比の低下防止と
燃焼ガスのスムースな排出が可能となるので、この面か
らもエンジン出力の増大を容易に図ることができる。
【００１１】なお、上記実施例と同様に、ピストン２の
頂面３がその中心を頂部の稜線部が通るペントルーフ型
となっているものであって、その両斜面にそれぞれ設け
られる凹みとして、上記実施例におけるハート形の外
に、図３〜図６にそれぞれ示されているようなツリー
状、扇状、Ｖ字状、ダブルツリー状等種々の形状を採用
しても、上記実施例と同等の作用効果を奏することがで
きるのはいうまでもない。
頂面３がその中心を頂部の稜線部が通るペントルーフ型
となっているものであって、その両斜面にそれぞれ設け
られる凹みとして、上記実施例におけるハート形の外
に、図３〜図６にそれぞれ示されているようなツリー
状、扇状、Ｖ字状、ダブルツリー状等種々の形状を採用
しても、上記実施例と同等の作用効果を奏することがで
きるのはいうまでもない。
【００１２】
【発明の効果】本発明の渦流室式エンジンでは、渦流室
内に形成される渦流の特性流速が比較的弱められ、渦流
室における空気と燃料との混合を抑えて予混合燃焼を抑
制できるため、渦流室内の温度低下によりＮＯｘの発生
を制約できると同時に、騒音も軽減することができ、ま
た、渦流室の噴口から主燃焼室内の各部に対する距離が
全体的に短く、かつ、渦流室噴口からの噴流がペントル
ーフ型のピストン頂面に衝突して主燃焼室内の全体にわ
たって積極的に拡散するので、主燃焼室内における拡散
燃焼を著しく促進させて、主燃焼室内の良好な燃焼によ
りエンジンの出力増大と排煙濃度の低減を容易に実現さ
せることがとができる。
内に形成される渦流の特性流速が比較的弱められ、渦流
室における空気と燃料との混合を抑えて予混合燃焼を抑
制できるため、渦流室内の温度低下によりＮＯｘの発生
を制約できると同時に、騒音も軽減することができ、ま
た、渦流室の噴口から主燃焼室内の各部に対する距離が
全体的に短く、かつ、渦流室噴口からの噴流がペントル
ーフ型のピストン頂面に衝突して主燃焼室内の全体にわ
たって積極的に拡散するので、主燃焼室内における拡散
燃焼を著しく促進させて、主燃焼室内の良好な燃焼によ
りエンジンの出力増大と排煙濃度の低減を容易に実現さ
せることがとができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における要部縦断面図。
【図２】上記実施例の要部平面図。
【図３】本発明の他の実施例における要部平面図。
【図４】本発明のさらに他の実施例における要部平面
図。
図。
【図５】本発明のさらに他の実施例における要部平面
図。
図。
【図６】本発明のさらに他の実施例における要部平面
図。
図。
１ シリンダ ２ ピストン ４ シリンダヘッド ５ 主燃焼室 ６ 渦流室 ７ 噴口 ９ 凹み
Claims (3)
- 【請求項１】 シリンダに摺動自在に嵌装され頂面がペ
ントルーフ型に形成されたピストン、同ピストンと上記
シリンダの内壁面と共に主燃焼室を形成し端面に上記ピ
ストンの頂面を受け入れる中折れ斜面が形成されたシリ
ンダヘッド及び同シリンダヘッドに設けられ上記主燃焼
室の中央部に上記シリンダの軸線方向に沿って開く噴口
をそなえた渦流室を有し、上記噴口が上記ピストン頂面
の稜線部を跨ぐように形成された渦流室式エンジン。 - 【請求項２】 請求項１において、上記ピストンの頂面
は上記稜線部が上記主燃焼室の中心部を通るペントルー
フ型に形成された渦流室式エンジン。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、上記
ピストンの頂面に上記稜線部に対して線対称の凹みが形
成された渦流室式エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06002794A JP3277067B2 (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 渦流室式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06002794A JP3277067B2 (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 渦流室式エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07247842A JPH07247842A (ja) | 1995-09-26 |
| JP3277067B2 true JP3277067B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=13130185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06002794A Expired - Fee Related JP3277067B2 (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 渦流室式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277067B2 (ja) |
-
1994
- 1994-03-04 JP JP06002794A patent/JP3277067B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07247842A (ja) | 1995-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000523 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |