JP3358842B2 - 副室式機関の燃焼室 - Google Patents
副室式機関の燃焼室Info
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は副室式ディーゼル機関の
燃焼室に関する。
燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例を図７によって説明する。図７
（ａ）は従来例の断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）にお
けるＤ−Ｄ矢視図である。図において、４はシリンダヘ
ッド、７はピストン、８はシリンダで何れも内燃機関の
公知の要素である。１は主燃焼室でシリンダ８、ピスト
ン７の上面及びシリンダヘッド４の下面でかこまれた空
間である。９は副室口金で内側が円錐台形に凹んだ碗形
の金物でシリンダヘッド４にかたく嵌めこまれ外側下面
はシリンダヘッド４の下面と同一又は略同一の平面であ
る。２は副燃焼室でシリンダヘッド４に凹設されて上部
と下部から構成され上部はシリンダヘッド４に設けられ
た半球形の空洞、下部は副室口金９の内側より構成され
ている。前記副燃焼室の下部は円柱形のものもある。Ｓ
は渦流で副燃焼室２内に生成される流れである。５は燃
料噴射弁で副燃焼室２にその球形部の中心より上へ外れ
た方向に向けて設けられている。６はグロープラグで必
要に応じ副燃焼室２に設けられる。３は副室噴口で副室
口金９に設けられ主燃焼室１と副燃焼室２を連通する直
線と円弧の組合せの折れ曲った通路でその主燃焼室側開
口部における流出角θ1 、副燃焼室側開口部における流
出角θ2 とするとθ1 ＜θ2 となっている。
（ａ）は従来例の断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）にお
けるＤ−Ｄ矢視図である。図において、４はシリンダヘ
ッド、７はピストン、８はシリンダで何れも内燃機関の
公知の要素である。１は主燃焼室でシリンダ８、ピスト
ン７の上面及びシリンダヘッド４の下面でかこまれた空
間である。９は副室口金で内側が円錐台形に凹んだ碗形
の金物でシリンダヘッド４にかたく嵌めこまれ外側下面
はシリンダヘッド４の下面と同一又は略同一の平面であ
る。２は副燃焼室でシリンダヘッド４に凹設されて上部
と下部から構成され上部はシリンダヘッド４に設けられ
た半球形の空洞、下部は副室口金９の内側より構成され
ている。前記副燃焼室の下部は円柱形のものもある。Ｓ
は渦流で副燃焼室２内に生成される流れである。５は燃
料噴射弁で副燃焼室２にその球形部の中心より上へ外れ
た方向に向けて設けられている。６はグロープラグで必
要に応じ副燃焼室２に設けられる。３は副室噴口で副室
口金９に設けられ主燃焼室１と副燃焼室２を連通する直
線と円弧の組合せの折れ曲った通路でその主燃焼室側開
口部における流出角θ1 、副燃焼室側開口部における流
出角θ2 とするとθ1 ＜θ2 となっている。
【０００３】前記従来例の作用を説明する。機関運転時
の圧縮行程においてピストン７により主燃焼室１内の空
気が圧縮され副室噴口３を通って副燃焼室２内に流入し
渦流Ｓを生成する。この渦流Ｓの流れの方向に沿って燃
料噴射弁５より燃料を噴射すると燃料は渦流Ｓと共に副
燃焼室２内を旋回し燃料と空気の混合が行われ着火燃焼
する。副燃焼室２内の圧力が上昇し副燃焼室２から噴出
される未燃燃料の主燃焼室１内の空気との混合は副燃焼
室２からのガス噴出により行われる。副燃焼室２から流
出したガス噴流はシリンダ中心線Ｂ−Ｂに対し副燃焼室
と反対側のシリンダ８の壁まで到達し壁面に衝突する。
衝突後はシリンダ８の壁面に沿って分散する。図７に示
す副室噴口３では前記副燃焼室側の流出角θ2 が大きい
ので副燃焼室２内の渦流旋回方向と主燃焼室１へのガス
噴出方向の角度差（１８０°−θ2 ）が小さいので副燃
焼室２から主燃焼室１へのガス流出が容易となる。そし
て副室噴口３の前記主燃焼室側の流出角θ1 が小さいの
で主燃焼室内のガス噴流のシリンダ中心方向へのペネト
レーションを高めることができるので主燃焼室１内の未
燃燃料と空気の混合燃焼が促進される。
の圧縮行程においてピストン７により主燃焼室１内の空
気が圧縮され副室噴口３を通って副燃焼室２内に流入し
渦流Ｓを生成する。この渦流Ｓの流れの方向に沿って燃
料噴射弁５より燃料を噴射すると燃料は渦流Ｓと共に副
燃焼室２内を旋回し燃料と空気の混合が行われ着火燃焼
する。副燃焼室２内の圧力が上昇し副燃焼室２から噴出
される未燃燃料の主燃焼室１内の空気との混合は副燃焼
室２からのガス噴出により行われる。副燃焼室２から流
出したガス噴流はシリンダ中心線Ｂ−Ｂに対し副燃焼室
と反対側のシリンダ８の壁まで到達し壁面に衝突する。
衝突後はシリンダ８の壁面に沿って分散する。図７に示
す副室噴口３では前記副燃焼室側の流出角θ2 が大きい
ので副燃焼室２内の渦流旋回方向と主燃焼室１へのガス
噴出方向の角度差（１８０°−θ2 ）が小さいので副燃
焼室２から主燃焼室１へのガス流出が容易となる。そし
て副室噴口３の前記主燃焼室側の流出角θ1 が小さいの
で主燃焼室内のガス噴流のシリンダ中心方向へのペネト
レーションを高めることができるので主燃焼室１内の未
燃燃料と空気の混合燃焼が促進される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のものには次の欠
点がある。副室式ディーゼル機関の燃費、吐煙、従って
燃焼を更に改善するためには副燃焼室内での乱れ利用に
よる燃料と空気の混合促進、副燃焼室から主燃焼室への
ガス流出を更に促進することが重要である。このために
副室噴口の通路面積を小さくしガス噴流速度従って乱れ
を大きくすると燃料と空気の混合燃焼は促進されるが副
燃焼室から主燃焼室へガスが流出しにくくなり副室噴口
絞り損失が増大すると共に主燃焼室内での燃料と空気の
混合が遅れ燃焼が悪化する。
点がある。副室式ディーゼル機関の燃費、吐煙、従って
燃焼を更に改善するためには副燃焼室内での乱れ利用に
よる燃料と空気の混合促進、副燃焼室から主燃焼室への
ガス流出を更に促進することが重要である。このために
副室噴口の通路面積を小さくしガス噴流速度従って乱れ
を大きくすると燃料と空気の混合燃焼は促進されるが副
燃焼室から主燃焼室へガスが流出しにくくなり副室噴口
絞り損失が増大すると共に主燃焼室内での燃料と空気の
混合が遅れ燃焼が悪化する。
【０００５】逆に副室噴口の通路面積を大きくすると副
燃焼室から主燃焼室へガスが流出し易くなるが副燃焼室
内のガス噴流速度従って乱れが小さくなり燃料と空気の
混合燃焼が悪化する。本発明の目的は前記欠点を解消
し、副室式ディーゼル機関において副燃焼室内の燃料と
空気の混合燃焼を促進するためにガス流動及び乱れを利
用すると共に副燃焼室から主燃焼室へのガス流出を促進
し主燃焼室内でのペネトレーションを向上する副室式機
関の燃焼室を提供することである。
燃焼室から主燃焼室へガスが流出し易くなるが副燃焼室
内のガス噴流速度従って乱れが小さくなり燃料と空気の
混合燃焼が悪化する。本発明の目的は前記欠点を解消
し、副室式ディーゼル機関において副燃焼室内の燃料と
空気の混合燃焼を促進するためにガス流動及び乱れを利
用すると共に副燃焼室から主燃焼室へのガス流出を促進
し主燃焼室内でのペネトレーションを向上する副室式機
関の燃焼室を提供することである。
【０００６】第１発明は、主燃焼室（１）と渦流（Ｓ）
が存在する副燃焼室（２）とを連通する副室噴口（３）
の軸線の主燃焼室側開口部における流出角を副燃焼室中
心線（Ａ−Ａ）に垂直な平面に対しθ１とし、前記副室
噴口の副燃焼室側開口部における流出角を前記副燃焼室
中心線に垂直な平面に対しθ２とし、θ１＜θ２である
副室噴口（３）を有する内燃機関の燃焼室において、前
記副室噴口のシリンダ燃焼室と対面する前記θ １ の角度
をなす位置における上部通路壁と副燃焼室（２）の底面
で渦流（Ｓ）の下流側位置とを連通する補助噴口（１
０）を設置し、該補助噴口（１０）の貫通方向角度(θ
３ )が副室噴口（３）の貫通方向角度(θ １ θ ２ )に対
し、シリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）を挟んで反対側に位置す
るように(言い換えればθ ３ が鈍角で、（θ １ θ ２ )が鋭
角になるように)貫通させるとともに、その前記副室噴
口側の通路面積ｆＲを前記補助噴口の副燃焼室底面側の
通路面積ｆＰよりも大きくし（ｆＲ＞ｆＰ）、副室噴口
側から副燃焼室底面側に向けて縮径したテーパ状に形成
したことを特徴とする。
が存在する副燃焼室（２）とを連通する副室噴口（３）
の軸線の主燃焼室側開口部における流出角を副燃焼室中
心線（Ａ−Ａ）に垂直な平面に対しθ１とし、前記副室
噴口の副燃焼室側開口部における流出角を前記副燃焼室
中心線に垂直な平面に対しθ２とし、θ１＜θ２である
副室噴口（３）を有する内燃機関の燃焼室において、前
記副室噴口のシリンダ燃焼室と対面する前記θ １ の角度
をなす位置における上部通路壁と副燃焼室（２）の底面
で渦流（Ｓ）の下流側位置とを連通する補助噴口（１
０）を設置し、該補助噴口（１０）の貫通方向角度(θ
３ )が副室噴口（３）の貫通方向角度(θ １ θ ２ )に対
し、シリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）を挟んで反対側に位置す
るように(言い換えればθ ３ が鈍角で、（θ １ θ ２ )が鋭
角になるように)貫通させるとともに、その前記副室噴
口側の通路面積ｆＲを前記補助噴口の副燃焼室底面側の
通路面積ｆＰよりも大きくし（ｆＲ＞ｆＰ）、副室噴口
側から副燃焼室底面側に向けて縮径したテーパ状に形成
したことを特徴とする。
【０００７】第２発明は、主燃焼室（１）と渦流（Ｓ）
が存在する副燃焼室（２）とを連通する副室噴口（３）
の軸線の主燃焼室側開口部における流出角を副燃焼室中
心線（Ａ−Ａ）に垂直な平面に対しθ１とし、前記副室
噴口軸線の副燃焼室側開口部における流出角を前記副燃
焼室中心線に対して垂直な平面に対しθ２とし、θ１＜
θ２である副室噴口（３）を有する内燃機関の燃焼室に
おいて、前記副室噴口のシリンダ燃焼室と対面する前記
θ １ の角度をなす位置における上部通路壁と副燃焼室
（２）の底面で燃料噴射弁取付位置の反対側の渦流
（Ｓ）の下流側位置とを連通する補助噴口（１０２）を
設置し、該補助噴口（１０２）の貫通方向角度(θ ３ )が
シリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）と平行な垂直軸方向に貫通さ
せると共に、前記補助噴口は、その前記副室噴口側の通
路面積ｆＲを前記補助噴口の前記副燃焼室底面側の通路
面積ｆＰより小さくし（ｆＲ＜ｆＰ）、前記通路面積ｆ
Ｒ と通路面積ｆ Ｐ が垂直軸に対し同心テーパ状に形成し
たことを特徴とする。
が存在する副燃焼室（２）とを連通する副室噴口（３）
の軸線の主燃焼室側開口部における流出角を副燃焼室中
心線（Ａ−Ａ）に垂直な平面に対しθ１とし、前記副室
噴口軸線の副燃焼室側開口部における流出角を前記副燃
焼室中心線に対して垂直な平面に対しθ２とし、θ１＜
θ２である副室噴口（３）を有する内燃機関の燃焼室に
おいて、前記副室噴口のシリンダ燃焼室と対面する前記
θ １ の角度をなす位置における上部通路壁と副燃焼室
（２）の底面で燃料噴射弁取付位置の反対側の渦流
（Ｓ）の下流側位置とを連通する補助噴口（１０２）を
設置し、該補助噴口（１０２）の貫通方向角度(θ ３ )が
シリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）と平行な垂直軸方向に貫通さ
せると共に、前記補助噴口は、その前記副室噴口側の通
路面積ｆＲを前記補助噴口の前記副燃焼室底面側の通路
面積ｆＰより小さくし（ｆＲ＜ｆＰ）、前記通路面積ｆ
Ｒ と通路面積ｆ Ｐ が垂直軸に対し同心テーパ状に形成し
たことを特徴とする。
【０００８】
【作用】第１発明の作用は機関の圧縮行程において主燃
焼室内のガスがピストンの上昇によって圧縮され副室噴
口を通って副燃焼室内へ流入して渦流を生成し燃料噴射
弁から前記渦流の流れ方向に噴射された燃料と空気との
混合を促進すると共に補助噴口からも空気が副室噴口か
ら分れて副燃焼室に流入し副燃焼室下部で前記渦流と衝
突して大きな乱れを生成し燃料と空気の混合従って燃焼
を更に促進できる。この際前記補助噴口の副室噴口側通
路面積ｆR が大きいので主燃焼室内からのガスは前記補
助噴口からも流入しやすくなり又前記補助噴口の副燃焼
室側の通路面積ｆP が小さいので副燃焼室内へのガス流
速が大きく従って渦流と激しく衝突するため乱れも大き
くなる。機関の膨張行程時には前記補助噴口による乱れ
生成のため渦流は副燃焼室下部で急速に減衰すること及
び前記副室噴口の副燃焼室側開口部の流出角が大きいた
めに副燃焼室内のガスは主燃焼室内へ流出しやすくな
る。また副燃焼室内のガスは前記補助噴口からも主燃焼
室へ流出し更にガス流出を促進する。又副室噴口の主燃
焼室側開口部の流出角が小さいために主燃焼室内のガス
噴流のシリンダ中心方向へのペネトレーションを高める
ことができ主燃焼室内の燃料と空気の混合燃焼を促進で
きる。
焼室内のガスがピストンの上昇によって圧縮され副室噴
口を通って副燃焼室内へ流入して渦流を生成し燃料噴射
弁から前記渦流の流れ方向に噴射された燃料と空気との
混合を促進すると共に補助噴口からも空気が副室噴口か
ら分れて副燃焼室に流入し副燃焼室下部で前記渦流と衝
突して大きな乱れを生成し燃料と空気の混合従って燃焼
を更に促進できる。この際前記補助噴口の副室噴口側通
路面積ｆR が大きいので主燃焼室内からのガスは前記補
助噴口からも流入しやすくなり又前記補助噴口の副燃焼
室側の通路面積ｆP が小さいので副燃焼室内へのガス流
速が大きく従って渦流と激しく衝突するため乱れも大き
くなる。機関の膨張行程時には前記補助噴口による乱れ
生成のため渦流は副燃焼室下部で急速に減衰すること及
び前記副室噴口の副燃焼室側開口部の流出角が大きいた
めに副燃焼室内のガスは主燃焼室内へ流出しやすくな
る。また副燃焼室内のガスは前記補助噴口からも主燃焼
室へ流出し更にガス流出を促進する。又副室噴口の主燃
焼室側開口部の流出角が小さいために主燃焼室内のガス
噴流のシリンダ中心方向へのペネトレーションを高める
ことができ主燃焼室内の燃料と空気の混合燃焼を促進で
きる。
【０００９】第２発明の作用は機関の圧縮行程特に主燃
焼室内のガスがピストンの上昇により圧縮され副室噴口
を通って副燃焼室内へ流入して渦流を生成し、燃料噴射
弁から渦流の流れの方向に噴射された燃料と空気の混合
を促進する。この際補助噴口の副室噴口側通路面積ｆR
が小さいので大部分のガスは副室噴口を通って副燃焼室
内へ流入するので副燃焼室内の渦流速度は大きくなり燃
料と空気の混合従って燃焼を促進できる。機関の膨張行
程時には前記補助噴口の設置、特に前記補助噴口の副燃
焼室底面側通路面積ｆP が大きいこと及び副室噴口の副
燃焼室側開口部の流出角が大きいために副燃焼室内のガ
スは主燃焼室へ流出し易くなる。同時に副室噴口の主燃
焼室側開口部の流出角が小さいために主燃焼室内のガス
噴流のシリンダ中心方向へのペネトレーションを高める
ことができ、主燃焼室内の燃料と空気の混合、燃焼を促
進できる。
焼室内のガスがピストンの上昇により圧縮され副室噴口
を通って副燃焼室内へ流入して渦流を生成し、燃料噴射
弁から渦流の流れの方向に噴射された燃料と空気の混合
を促進する。この際補助噴口の副室噴口側通路面積ｆR
が小さいので大部分のガスは副室噴口を通って副燃焼室
内へ流入するので副燃焼室内の渦流速度は大きくなり燃
料と空気の混合従って燃焼を促進できる。機関の膨張行
程時には前記補助噴口の設置、特に前記補助噴口の副燃
焼室底面側通路面積ｆP が大きいこと及び副室噴口の副
燃焼室側開口部の流出角が大きいために副燃焼室内のガ
スは主燃焼室へ流出し易くなる。同時に副室噴口の主燃
焼室側開口部の流出角が小さいために主燃焼室内のガス
噴流のシリンダ中心方向へのペネトレーションを高める
ことができ、主燃焼室内の燃料と空気の混合、燃焼を促
進できる。
【００１０】
【実施例】第１実施例を図１によって説明する。図１
（ａ）は第１実施例の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＤ−Ｄ矢視図である。図において４はシリンダヘッ
ド、７はピストン、８はシリンダで何れも内燃機関の公
知の要素である。Ｂ−Ｂはシリンダ中心線である。１は
主燃焼室でシリンダヘッド４の下面シリンダ８及びピス
トン７の上面でかこまれた空間である。９は副室口金で
内側が円錐台形に凹んだ碗形の金物でシリンダヘッド４
にかたく嵌めこまれ下面はシリンダヘッド４の下面と同
一又は略同一平面をなしている。２は副燃焼室でシリン
ダヘッド４に凹設され上部と下部から構成され、上部は
シリンダヘッド４に設けられた半球形の空洞、下部は副
室口金９の内側で構成されている。前記副燃焼室の下
部、したがって副室口金９の内側は円柱形でもよく、Ａ
−Ａは副燃焼室２の中心線である。Ｓは渦流で副燃焼室
２内に生成される流れである。５は燃料噴射弁で副燃焼
室２にその球形部の中心より上へ外れた方向に向けて取
付けられている。３は副室噴口で副室口金９に設けられ
主燃焼室１と副燃焼室２とを連通する軸線が直線と円弧
との組合わせからなる折れ曲がった通路でその主燃焼室
側開口部の流出角をθ１、副燃焼室側開口部の流出角を
θ２とするとθ１＜θ２である。６はグロープラグで副
燃焼室２に必要に応じて設けられる。１０は補助噴口で
副室噴口３のシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側の通路壁と副燃焼
室底面の渦流Ｓの下流側の位置とを連通する通路でその
副室噴口側の通路面積ｆＲが副燃焼室底面側の通路面積
ｆＰより大きくなるようにテーパ状に形成され、断面形
は円形である。すなわち本実施例は、特に機関運転時の
圧縮行程における燃料と空気の混合促進させるために、
前記副室噴口のシリンダ燃焼室と対面する前記θ １ の角
度をなす位置における上部通路壁と副燃焼室（２）の底
面で渦流（Ｓ）の下流側位置とを連通する補助噴口（１
０）を設置し、該補助噴口（１０）の貫通方向角度(θ
３ )が副室噴口（３）の貫通方向角度(θ １ θ ２ )に対
し、シリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）を挟んで反対側に位置す
るように(言い換えればθ ３ が鈍角で、（θ １ θ ２ )が鋭
角になるように)貫通させるとともに、その前記副室噴
口側の通路面積ｆ Ｒ を前記補助噴口の副燃焼室底面側の
通路面積ｆ Ｐ よりも大きくし（ｆ Ｒ ＞ｆ Ｐ ）、副室噴口
側から副燃焼室底面側に向けて縮径したテーパ状に形成
してある。
（ａ）は第１実施例の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＤ−Ｄ矢視図である。図において４はシリンダヘッ
ド、７はピストン、８はシリンダで何れも内燃機関の公
知の要素である。Ｂ−Ｂはシリンダ中心線である。１は
主燃焼室でシリンダヘッド４の下面シリンダ８及びピス
トン７の上面でかこまれた空間である。９は副室口金で
内側が円錐台形に凹んだ碗形の金物でシリンダヘッド４
にかたく嵌めこまれ下面はシリンダヘッド４の下面と同
一又は略同一平面をなしている。２は副燃焼室でシリン
ダヘッド４に凹設され上部と下部から構成され、上部は
シリンダヘッド４に設けられた半球形の空洞、下部は副
室口金９の内側で構成されている。前記副燃焼室の下
部、したがって副室口金９の内側は円柱形でもよく、Ａ
−Ａは副燃焼室２の中心線である。Ｓは渦流で副燃焼室
２内に生成される流れである。５は燃料噴射弁で副燃焼
室２にその球形部の中心より上へ外れた方向に向けて取
付けられている。３は副室噴口で副室口金９に設けられ
主燃焼室１と副燃焼室２とを連通する軸線が直線と円弧
との組合わせからなる折れ曲がった通路でその主燃焼室
側開口部の流出角をθ１、副燃焼室側開口部の流出角を
θ２とするとθ１＜θ２である。６はグロープラグで副
燃焼室２に必要に応じて設けられる。１０は補助噴口で
副室噴口３のシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側の通路壁と副燃焼
室底面の渦流Ｓの下流側の位置とを連通する通路でその
副室噴口側の通路面積ｆＲが副燃焼室底面側の通路面積
ｆＰより大きくなるようにテーパ状に形成され、断面形
は円形である。すなわち本実施例は、特に機関運転時の
圧縮行程における燃料と空気の混合促進させるために、
前記副室噴口のシリンダ燃焼室と対面する前記θ １ の角
度をなす位置における上部通路壁と副燃焼室（２）の底
面で渦流（Ｓ）の下流側位置とを連通する補助噴口（１
０）を設置し、該補助噴口（１０）の貫通方向角度(θ
３ )が副室噴口（３）の貫通方向角度(θ １ θ ２ )に対
し、シリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）を挟んで反対側に位置す
るように(言い換えればθ ３ が鈍角で、（θ １ θ ２ )が鋭
角になるように)貫通させるとともに、その前記副室噴
口側の通路面積ｆ Ｒ を前記補助噴口の副燃焼室底面側の
通路面積ｆ Ｐ よりも大きくし（ｆ Ｒ ＞ｆ Ｐ ）、副室噴口
側から副燃焼室底面側に向けて縮径したテーパ状に形成
してある。
【００１１】前記第１実施例の作用、効果を説明する。
機関運転時の圧縮行程にピストン７の上昇により主燃焼
室１内のガスが圧縮され副室噴口３を通って副燃焼室２
内に流入し渦流Ｓを生成し、燃料噴射弁５から渦流Ｓの
流れの方向に噴射される燃料と空気の混合を促進すると
共に補助噴口１０からもガスが副燃焼室２内に流入し副
燃焼室２の下部で渦流Ｓと衝突し大きな乱れを形成し、
前記燃料と空気の混合従って燃焼を更に促進できる。こ
の際補助噴口１０の副室噴口側通路面積が大きいので主
燃焼室１内のガスは補助噴口１０からも流入しやすくな
り、また補助噴口１０の副燃焼室底面側の通路面積ｆP
が小さいので副燃焼室２内へのガス流速度は大きく従っ
て渦流Ｓと激しく衝突するために乱れも大きくなり燃料
と空気の混合従って燃焼が促進される。
機関運転時の圧縮行程にピストン７の上昇により主燃焼
室１内のガスが圧縮され副室噴口３を通って副燃焼室２
内に流入し渦流Ｓを生成し、燃料噴射弁５から渦流Ｓの
流れの方向に噴射される燃料と空気の混合を促進すると
共に補助噴口１０からもガスが副燃焼室２内に流入し副
燃焼室２の下部で渦流Ｓと衝突し大きな乱れを形成し、
前記燃料と空気の混合従って燃焼を更に促進できる。こ
の際補助噴口１０の副室噴口側通路面積が大きいので主
燃焼室１内のガスは補助噴口１０からも流入しやすくな
り、また補助噴口１０の副燃焼室底面側の通路面積ｆP
が小さいので副燃焼室２内へのガス流速度は大きく従っ
て渦流Ｓと激しく衝突するために乱れも大きくなり燃料
と空気の混合従って燃焼が促進される。
【００１２】機関の膨張行程では補助噴口１０による乱
れ生成のために渦流Ｓは副燃焼室２の下部で急速に減衰
すること及び副室噴口３の副燃焼室側の開口部の流出角
θ2が大きいため副燃焼室２内のガスは主燃焼室１内へ
流出し易くなる。又副燃焼室２内のガスは補助噴口１０
からも主燃焼室１内へ流出し、更にガス流は促進され
る。又副室噴口３の主燃焼室側開口部の流出角θ1 が小
さいために主燃焼室１内のガス噴流のシリンダ中心方向
へのペネトレーションを高めることができ、主燃焼室１
内の燃料と空気の混合従って燃焼を促進できる。前記に
より副燃焼室２内の渦流、乱れ利用、副燃焼室２から主
燃焼室１へのガス流出促進、主燃焼室１内での噴流ペネ
トレーションの向上により燃料と空気の混合気形成、燃
焼促進、副室噴口絞り損失低減により燃費吐煙を低減で
きると共にＮＯX 、騒音、始動性を改善できる。
れ生成のために渦流Ｓは副燃焼室２の下部で急速に減衰
すること及び副室噴口３の副燃焼室側の開口部の流出角
θ2が大きいため副燃焼室２内のガスは主燃焼室１内へ
流出し易くなる。又副燃焼室２内のガスは補助噴口１０
からも主燃焼室１内へ流出し、更にガス流は促進され
る。又副室噴口３の主燃焼室側開口部の流出角θ1 が小
さいために主燃焼室１内のガス噴流のシリンダ中心方向
へのペネトレーションを高めることができ、主燃焼室１
内の燃料と空気の混合従って燃焼を促進できる。前記に
より副燃焼室２内の渦流、乱れ利用、副燃焼室２から主
燃焼室１へのガス流出促進、主燃焼室１内での噴流ペネ
トレーションの向上により燃料と空気の混合気形成、燃
焼促進、副室噴口絞り損失低減により燃費吐煙を低減で
きると共にＮＯX 、騒音、始動性を改善できる。
【００１３】第２実施例を図２によって説明する。図２
は第２実施例の副室口金の内面の図である。図１を第２
実施例の断面図として流用する。図において１０１は補
助噴口で前記第１実施例、図１における補助噴口１０の
断面形を長円形、長方形、楕円形の何れかにし、テーパ
は同じ向きである。補助噴口１０１以外は第１実施例、
図１と同じであるから説明を省く。前記第２実施例の作
用、効果を説明する。補助噴口１０１の断面形状が長円
形、長方形、楕円の何れかであるためガス噴流の範囲が
増大し副燃焼室２内での渦流Ｓとの衝突従って乱れの範
囲が増大し燃料と空気の混合促進、副燃焼室２から主燃
焼室１へのガス流出が更に容易になる補助噴口１０１以
外の作用は前記第１実施例と略同じであるから説明を省
く。
は第２実施例の副室口金の内面の図である。図１を第２
実施例の断面図として流用する。図において１０１は補
助噴口で前記第１実施例、図１における補助噴口１０の
断面形を長円形、長方形、楕円形の何れかにし、テーパ
は同じ向きである。補助噴口１０１以外は第１実施例、
図１と同じであるから説明を省く。前記第２実施例の作
用、効果を説明する。補助噴口１０１の断面形状が長円
形、長方形、楕円の何れかであるためガス噴流の範囲が
増大し副燃焼室２内での渦流Ｓとの衝突従って乱れの範
囲が増大し燃料と空気の混合促進、副燃焼室２から主燃
焼室１へのガス流出が更に容易になる補助噴口１０１以
外の作用は前記第１実施例と略同じであるから説明を省
く。
【００１４】第３実施例を図３によって説明する。図３
は第３実施例の断面図である。図において３１は副室噴
口でその形状がシリンダ中心線Ｂ−Ｂと副燃焼室中心線
ＡＡを含む平面による断面形がシリンダ中心線側が相交
る２本の直線であり、シリンダ中心線Ｂ−Ｂの反対側は
前記相交る直線のうちの副燃焼室側の直線に平行な１本
の直線である通路で主燃焼室１と副燃焼室２とを連通す
る。なお流出角θ1 と流出θ2 は前記第１実施例と同様
である。
は第３実施例の断面図である。図において３１は副室噴
口でその形状がシリンダ中心線Ｂ−Ｂと副燃焼室中心線
ＡＡを含む平面による断面形がシリンダ中心線側が相交
る２本の直線であり、シリンダ中心線Ｂ−Ｂの反対側は
前記相交る直線のうちの副燃焼室側の直線に平行な１本
の直線である通路で主燃焼室１と副燃焼室２とを連通す
る。なお流出角θ1 と流出θ2 は前記第１実施例と同様
である。
【００１５】第４実施例を図４によって説明する。図４
（ａ）は第４実施例の断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）
におけるＤ−Ｄ矢視図である。図において１０２は補助
噴口で副室噴口３のシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側の通路壁と
副燃焼室２の底面の渦流Ｓの下流側の位置とを連通する
円形断面の通路で副燃焼室底面側の通路面積ｆＰが副室
噴口３側の通路面積ｆＲより大きくなるようにテーパ状
に形成される。すなわち本実施例は、特に機関の膨張行
程時の問題で主燃焼室１内のガス噴流のシリンダ中心方
向へのペネトレーションを高めるために、前記副室噴口
のシリンダ燃焼室と対面する前記θ １ の角度をなす位置
における上部通路壁と副燃焼室（２）の底面で燃料噴射
弁取付位置の反対側の渦流（Ｓ）の下流側位置とを連通
する補助噴口（１０２）を設置し、該補助噴口（１０
２）の貫通方向角度(θ ３ )がシリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）
と平行な垂直軸方向に貫通させると共に、前記補助噴口
は、その前記副室噴口側の通路面積ｆ Ｒ を前記補助噴口
の前記副燃焼室底面側の通路面積ｆ Ｐ より小さくし（ｆ
Ｒ ＜ｆ Ｐ ）、前記通路面積ｆ Ｒ と通路面積ｆ Ｐ が垂直軸
に対し同心テーパ状に形成させている。前記第４実施例
の作用を説明する。機関運転時ピストン７によって主燃
焼室１内のガスが圧縮され副室噴口３を通って副燃焼室
２内へ流入し渦流Ｓを生成し燃料と空気の混合を促進す
る。この際補助噴口１０２の副室噴口３側通路面積ｆＲ
は小さいので大部分のガスは副室噴口３を通って副燃焼
室２内へ流入するので渦流Ｓ速度は大きく燃料と空気の
混合が促進され、従って燃焼を促進できる。
（ａ）は第４実施例の断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）
におけるＤ−Ｄ矢視図である。図において１０２は補助
噴口で副室噴口３のシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側の通路壁と
副燃焼室２の底面の渦流Ｓの下流側の位置とを連通する
円形断面の通路で副燃焼室底面側の通路面積ｆＰが副室
噴口３側の通路面積ｆＲより大きくなるようにテーパ状
に形成される。すなわち本実施例は、特に機関の膨張行
程時の問題で主燃焼室１内のガス噴流のシリンダ中心方
向へのペネトレーションを高めるために、前記副室噴口
のシリンダ燃焼室と対面する前記θ １ の角度をなす位置
における上部通路壁と副燃焼室（２）の底面で燃料噴射
弁取付位置の反対側の渦流（Ｓ）の下流側位置とを連通
する補助噴口（１０２）を設置し、該補助噴口（１０
２）の貫通方向角度(θ ３ )がシリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）
と平行な垂直軸方向に貫通させると共に、前記補助噴口
は、その前記副室噴口側の通路面積ｆ Ｒ を前記補助噴口
の前記副燃焼室底面側の通路面積ｆ Ｐ より小さくし（ｆ
Ｒ ＜ｆ Ｐ ）、前記通路面積ｆ Ｒ と通路面積ｆ Ｐ が垂直軸
に対し同心テーパ状に形成させている。前記第４実施例
の作用を説明する。機関運転時ピストン７によって主燃
焼室１内のガスが圧縮され副室噴口３を通って副燃焼室
２内へ流入し渦流Ｓを生成し燃料と空気の混合を促進す
る。この際補助噴口１０２の副室噴口３側通路面積ｆＲ
は小さいので大部分のガスは副室噴口３を通って副燃焼
室２内へ流入するので渦流Ｓ速度は大きく燃料と空気の
混合が促進され、従って燃焼を促進できる。
【００１６】機関の膨張行程時には補助噴口１０２の設
置、特に補助噴口１０２の副燃焼室底面側の通路面積ｆ
P が大きいことと、副室噴口３の副燃焼室３側開口部の
流出角θ2 が大きいために副燃焼室２内のガスは主燃焼
室１へ流出し易くなる。副燃焼室３の主燃焼室側開口部
の流出角θ1 が小さいために主燃焼室１内のガス噴流の
シリンダ中心方向へのペネトレーションを高めることが
でき主燃焼室１内の燃料と空気の混合従って燃焼を促進
できる。補助噴口１０２以外の作用は前記第１実施例の
作用と同じであるから説明を省く。前記により副燃焼室
２内での渦流利用、副燃焼室２から主燃焼室１へのガス
流出促進主燃焼室１内での噴流ペネトレーション向上に
より燃料と空気の混合気形成燃焼促進、副室噴口絞り損
失低減により燃費吐煙を低減できると共にＮＯX 、騒
音、始動性を改善できる。
置、特に補助噴口１０２の副燃焼室底面側の通路面積ｆ
P が大きいことと、副室噴口３の副燃焼室３側開口部の
流出角θ2 が大きいために副燃焼室２内のガスは主燃焼
室１へ流出し易くなる。副燃焼室３の主燃焼室側開口部
の流出角θ1 が小さいために主燃焼室１内のガス噴流の
シリンダ中心方向へのペネトレーションを高めることが
でき主燃焼室１内の燃料と空気の混合従って燃焼を促進
できる。補助噴口１０２以外の作用は前記第１実施例の
作用と同じであるから説明を省く。前記により副燃焼室
２内での渦流利用、副燃焼室２から主燃焼室１へのガス
流出促進主燃焼室１内での噴流ペネトレーション向上に
より燃料と空気の混合気形成燃焼促進、副室噴口絞り損
失低減により燃費吐煙を低減できると共にＮＯX 、騒
音、始動性を改善できる。
【００１７】第５実施例を図５によって説明する。図４
（ａ）を第５実施例の断面図として流用する。図５は流
用した第５実施例の断面図のＤ−Ｄ矢視図である。図４
（ａ）を流用したとき符号１０２を１０３に変える。図
において１０３は補助噴口で断面形が長円形、長方形、
楕円の何れかで（図５は長円形に近い形に画かれてい
る。）第４実施例の図４の補助噴口１０２と同じ位置に
設けられ副室噴口側通路面積ｆR の方が大きいテーパの
ついた通路である。補助噴口１０３以外は前記第４実施
例、図４と同じであるから説明を省く。補助噴口１０３
の断面形状が長円形、長方形、楕円の何れかであるため
副燃焼室２から主燃焼室１へのガス噴流の範囲が増大し
同ガス流出が容易になる。
（ａ）を第５実施例の断面図として流用する。図５は流
用した第５実施例の断面図のＤ−Ｄ矢視図である。図４
（ａ）を流用したとき符号１０２を１０３に変える。図
において１０３は補助噴口で断面形が長円形、長方形、
楕円の何れかで（図５は長円形に近い形に画かれてい
る。）第４実施例の図４の補助噴口１０２と同じ位置に
設けられ副室噴口側通路面積ｆR の方が大きいテーパの
ついた通路である。補助噴口１０３以外は前記第４実施
例、図４と同じであるから説明を省く。補助噴口１０３
の断面形状が長円形、長方形、楕円の何れかであるため
副燃焼室２から主燃焼室１へのガス噴流の範囲が増大し
同ガス流出が容易になる。
【００１８】第６実施例を図６によって説明する。図６
は第６実施例の断面図である。図において３１は副室噴
口で前記第３実施例、図３の副室噴口３１と同じ形であ
る。１０２は補助噴口で前記第４実施例、図４の補助噴
口１０２と同じ構造であるから説明を省く。符号３１，
１０３以外の符号は前記第１実施例、図１と同じである
から説明を省く。第６実施例の作用、効果は前記第４実
施例と略同じであるから説明を省く。
は第６実施例の断面図である。図において３１は副室噴
口で前記第３実施例、図３の副室噴口３１と同じ形であ
る。１０２は補助噴口で前記第４実施例、図４の補助噴
口１０２と同じ構造であるから説明を省く。符号３１，
１０３以外の符号は前記第１実施例、図１と同じである
から説明を省く。第６実施例の作用、効果は前記第４実
施例と略同じであるから説明を省く。
【００１９】
【発明の効果】第１発明の効果は補助噴口の設置により
副燃焼室下部で大きな乱れを生成し燃料と空気の混合、
燃焼を促進できる。この際、補助噴口の副室噴口側通路
面積ｆR が大きいこと、副燃焼室底面側通路面積ｆP が
小さいことが乱れ生成を促進する。又補助噴口設置と副
室噴口の副燃焼室側流出角θ2 が大きいことが主燃焼室
内へのガス流出を促進する。そして副室噴口の主燃焼室
側流出角θ1 が小さいことが主燃焼室内の噴流ペネトレ
ーションを向上する。従って副燃焼室及び主燃焼室内の
燃焼が促されると共に副室噴口絞り損失を低減できる。
前記により本第１発明により燃費吐煙を低減できると共
にＮＯX 、騒音、始動性を改善できる。
副燃焼室下部で大きな乱れを生成し燃料と空気の混合、
燃焼を促進できる。この際、補助噴口の副室噴口側通路
面積ｆR が大きいこと、副燃焼室底面側通路面積ｆP が
小さいことが乱れ生成を促進する。又補助噴口設置と副
室噴口の副燃焼室側流出角θ2 が大きいことが主燃焼室
内へのガス流出を促進する。そして副室噴口の主燃焼室
側流出角θ1 が小さいことが主燃焼室内の噴流ペネトレ
ーションを向上する。従って副燃焼室及び主燃焼室内の
燃焼が促されると共に副室噴口絞り損失を低減できる。
前記により本第１発明により燃費吐煙を低減できると共
にＮＯX 、騒音、始動性を改善できる。
【００２０】第２発明の効果は補助噴口設置、特に補助
噴口の副燃焼室底面側通路面積が大きいこと及び副室噴
口の副燃焼室側流出角θ2 が大きいことが副燃焼室から
主燃焼室内へのガス流出を促進する。そして副室噴口の
主燃焼室側流出角が小さいことが主燃焼室内の噴流ペネ
トレーションを向上する。従って副燃焼室及び主燃焼室
内の燃焼が促進されると共に副室噴口絞り損失を低減で
きる。前記により本第２発明は燃費吐煙を低減できると
共にＮＯX 、騒音、始動性を改善できる。よって本発明
は副室式ディーゼル機関において副燃焼室内の燃料と空
気の混合燃焼を促進するためにガス流動及び乱れを利用
すると共に副燃焼室から主燃焼室へのガス流出を促進し
主燃焼室での噴流ペネトレーションを向上できる副室式
機関の燃焼室を提供できる。
噴口の副燃焼室底面側通路面積が大きいこと及び副室噴
口の副燃焼室側流出角θ2 が大きいことが副燃焼室から
主燃焼室内へのガス流出を促進する。そして副室噴口の
主燃焼室側流出角が小さいことが主燃焼室内の噴流ペネ
トレーションを向上する。従って副燃焼室及び主燃焼室
内の燃焼が促進されると共に副室噴口絞り損失を低減で
きる。前記により本第２発明は燃費吐煙を低減できると
共にＮＯX 、騒音、始動性を改善できる。よって本発明
は副室式ディーゼル機関において副燃焼室内の燃料と空
気の混合燃焼を促進するためにガス流動及び乱れを利用
すると共に副燃焼室から主燃焼室へのガス流出を促進し
主燃焼室での噴流ペネトレーションを向上できる副室式
機関の燃焼室を提供できる。
【図１】本発明の第１実施例の断面図。
【図２】同第２実施例の副室口金の底面の図。
【図３】同第３実施例の断面図。
【図４】同第４実施例の断面図。
【図５】同第５実施例の副室口金の底面の図。
【図６】同第６実施例の断面図。
【図７】従来例の断面図。
１…主燃焼室、２…副燃焼室、３…副室噴口、４…シリ
ンダヘッド、７…ピストン、８…シリンダ、９…副室口
金、１０…補助噴口、３１…副室噴口、１０１…補助噴
口、１０２…補助噴口、１０３…補助噴口、Ａ−Ａ…副
燃焼室中心線、Ｂ−Ｂ…シリンダ中心線、θ1 …副室噴
口の主燃焼室側流出角、θ2 …副室噴口の副燃焼室側流
出角。
ンダヘッド、７…ピストン、８…シリンダ、９…副室口
金、１０…補助噴口、３１…副室噴口、１０１…補助噴
口、１０２…補助噴口、１０３…補助噴口、Ａ−Ａ…副
燃焼室中心線、Ｂ−Ｂ…シリンダ中心線、θ1 …副室噴
口の主燃焼室側流出角、θ2 …副室噴口の副燃焼室側流
出角。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−330324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−223317（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−153420（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−90921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−1319（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−47365（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−132432（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−172124（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−189313（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−103327（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−33222（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−87926（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−78925（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 19/00 - 19/18
Claims (2)
- 【請求項１】 主燃焼室（１）と渦流（Ｓ）が存在する
副燃焼室（２）とを連通する副室噴口（３）の軸線の主
燃焼室側開口部における流出角を副燃焼室中心線（Ａ−
Ａ）に垂直な平面に対しθ１とし、前記副室噴口の副燃
焼室側開口部における流出角を前記副燃焼室中心線に垂
直な平面に対しθ２とし、θ１＜θ２である副室噴口
（３）を有する内燃機関の燃焼室において、 前記副室噴口のシリンダ燃焼室と対面する前記θ１の角
度をなす位置における上部通路壁と副燃焼室（２）の底
面で渦流（Ｓ）の下流側位置とを連通する補助噴口（１
０）を設置し、該補助噴口（１０）の貫通方向角度(θ
３)が副室噴口（３）の貫通方向角度(θ１θ２)に対
し、シリンダ中心線（Ｂ−Ｂ）を挟んで反対側に位置す
るように貫通させるとともに、その前記副室噴口側の通
路面積ｆＲを前記補助噴口の副燃焼室底面側の通路面積
ｆＰよりも大きくし（ｆＲ＞ｆＰ）、副室噴口側から副
燃焼室底面側に向けて縮径したテーパ状に形成したこと
を特徴とする副室式機関の燃焼室。 - 【請求項２】 主燃焼室（１）と渦流（Ｓ）が存在する
副燃焼室（２）とを連通する副室噴口（３）の軸線の主
燃焼室側開口部における流出角を副燃焼室中心線（Ａ−
Ａ）に垂直な平面に対しθ１とし、前記副室噴口軸線の
副燃焼室側開口部における流出角を前記副燃焼室中心線
に対して垂直な平面に対しθ２とし、θ１＜θ２である
副室噴口（３）を有する内燃機関の燃焼室において、 前記副室噴口のシリンダ燃焼室と対面する前記θ１の角
度をなす位置における上部通路壁と副燃焼室（２）の底
面で燃料噴射弁取付位置の反対側の渦流（Ｓ）の下流側
位置とを連通する補助噴口（１０２）を設置し、該補助
噴口（１０２）の貫通方向角度(θ３)がシリンダ中心線
（Ｂ−Ｂ）と平行な垂直軸方向に貫通させると共に、前
記補助噴口は、その前記副室噴口側の通路面積ｆＲを前
記補助噴口の前記副燃焼室底面側の通路面積ｆＰより小
さくし（ｆＲ＜ｆＰ）、前記通路面積ｆＲと通路面積ｆ
Ｐが垂直軸に対し同心テーパ状に形成したことを特徴と
する副室式機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03250993A JP3358842B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 副室式機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03250993A JP3358842B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 副室式機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06221160A JPH06221160A (ja) | 1994-08-09 |
| JP3358842B2 true JP3358842B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=12360956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03250993A Expired - Fee Related JP3358842B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 副室式機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358842B2 (ja) |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP03250993A patent/JP3358842B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06221160A (ja) | 1994-08-09 |
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