JP3554385B2

JP3554385B2 - Main combustion chamber of sub-chamber diesel engine

Info

Publication number: JP3554385B2
Application number: JP30755994A
Authority: JP
Inventors: 孝小川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: JPH08158869A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室に関し、特に、ピストンの頂面に形成された主燃焼室の形状を改良して、燃焼を良好にした副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼室内の空気をピストンで圧縮し、圧縮空気中に燃料を噴射して自己着火させるディーゼルエンジンは熱効率の良い内燃機関として知られている。近年、このようなディーゼルエンジンに対して、排気ガス中のＮＯｘと黒煙（スモーク）の低減を行う必要が生じている。
【０００３】
このような要求に対し、副燃焼室を備えた副室式ディーゼルエンジンにおいては、ＮＯｘやスモークの低減のために主燃焼室の形状を工夫して、副燃焼室からの噴流が主燃焼室において空気と十分に混合されて主燃焼室内の燃焼を良くすることが行われている。
図４（ａ）は従来の副室付ディーゼルエンジンの部分拡大断面図であり、チャンバ部材６を装着した副室付ディーゼルエンジンにおける主燃焼室２と副燃焼室４の部位を拡大して示している。図４（ａ）に示すように、シリンダブロック５０にはピストン１が上下動可能に収容されており、ピストン１の頂部には主燃焼室２が形成されている。また、シリンダブロック５０の上部にはシリンダヘッド６０があり、このシリンダヘッド６０の一部に、燃料噴射弁１０を備えた副燃焼室４がチャンバ部材６を嵌め込むことによって形成されている。主、副燃焼室２，４は、チャンバ部材６に設けられた連通孔５によって連通されている。４８は冷間始動時に通電されてエンジンの始動を確実にするグロープラグ、４９はシリンダブロック５０とシリンダヘッド６０の間に介装されたガスケットである。
【０００４】
ピストン１の頂面に形成された主燃焼室２は一般に、図４（ｂ）に示すように双葉型主室２０と、副燃焼室４からの噴流をこの双葉型主室２０に導くための案内溝３とを備えている。以上のように構成された副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室２は、ピストン１の上死点においてシリンダヘッド６０との隙間Ｘが１ｍｍ程度であり、双葉型主室２０の深さＹが２ｍｍ程度である。
【０００５】
この従来の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室２においては、副燃焼室４内に燃料が噴射されて着火されると、燃焼ガスは噴流となって副燃焼室４から連通孔５を通り、主燃焼室２の案内溝３から双葉型主室２０内に噴出し、主燃焼室２側の空気と混合されて燃焼が促進される。
図４（ｂ）に示す矢印は、副燃焼室４から連通孔５を通り、主燃焼室２の案内溝３から双葉型主室２０内に噴出する噴流の流れを示すものである。噴流は案内溝３に噴出された後、その一部は双葉型主室２０内を回り、また一部は双葉型主室２０の段部を乗り越えてシリンダブロック６０との間の空間に流出し、そこにある空気と混ざって燃焼する。
【０００６】
しかしながら、図４（ａ），（ｂ）のように構成された従来の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室２の形状では、ピストン１の頂面の点線Ｓで示す部分にある空気の利用率が低いという課題があった。
そこで、燃焼室内での空気の利用率を向上させて燃焼を良くするために、実開昭５７−１７４７２４号公報には、副燃焼室と連通するピストン頂面に案内溝と双葉型主室とからなる主燃焼室を備えるディーゼルエンジンにおいて、主燃焼室を構成する双葉型主室の案内溝から遠い側の段部を、双葉型の形状を保持させたまま階段状に形成し、案内溝の方向からθの角度には階段の奥行を広げたものが開示されている。この提案では、案内溝および案内溝に近い側の双葉型主室の深さは深くなっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開昭５７−１７４７２４号公報に提案の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室では、案内溝から出た噴流は、左右に分けられた後、階段状の段部に一段ずつ衝突しながら流れるので、段部によってその流れおよび噴流の広がりが妨げられてしまうという問題点があった。また、階段を上昇する噴流の流れの向きは直線状で混合が不十分であり、更に、広げられた噴流によって双葉型主室内の空気があまり取り込まれることなくピストンの頂面に押し出されるので、ピストンの頂面においても噴流と空気との混合も妨げられるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、副燃焼室からの噴流を滑らかに双葉型主室の両側に回り込ませると共に、この回り込んだ噴流と、副燃焼室から直進する噴流とが効率良く混合されるように主燃焼室の案内溝と双葉型主室の形状を工夫して、燃焼室内での燃焼を良好にすることができる副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明は、ピストンの頂面に、双葉型主室と、燃料噴射弁を有する副室からの噴流をこの双葉型主室に案内する案内溝とが形成された副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室において、案内溝の深さを双葉型主室よりも深く形成すると共に、この案内溝の双葉型主室との接続部には、案内溝と滑らかに接続する補助燃焼室を設け、この補助燃焼室と双葉型主室との境界部の段部は、副室からの噴流が２つに分断されるように案内溝側に突出させ、補助燃焼室の底面はこの段部の高さが双葉型主室の左右方向に向かって次第に少なくなるようななだらかな斜面と、この斜面に接続する延長斜面によって、前記ピストンの頂面まで延長し、段部によって二分された噴流がこれらのなだらかな斜面と延長斜面に沿って上昇してピストンの頂面に流れ込むようにしたことを特徴としている。
この場合、延長斜面と双葉型主室の底面との段差を、補助斜面によって滑らかに接続することができる。
【００１０】
【作用】
本発明の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室によれば、副燃焼室から噴出される噴流が案内溝から補助燃焼室に入り、案内溝の正面に形成された段部によって、補助燃焼室内で左右に流れる噴流と、段部を越えて双葉型主室内を直進する噴流に分けられる。補助燃焼室の左右に分けられた噴流は、双葉型の主燃焼室の案内溝側の側面に沿ってなだらかな斜面を登ってその一部が双葉型主室に回り込み、段部を越えて双葉型主室内を進み双葉型の主燃焼室の段部によって左右に分流される噴流と混合され、残りの部分が延長斜面を登ってピストンの頂面に流れる。この結果、双葉型の主燃焼室の案内溝側の側面に沿ってなだらかな斜面を登ることによって勢いが弱められていない噴流と、案内溝から直進した後に左右に分流された噴流とが双葉型主室内で衝突し、回りの空気を攪拌しながら双葉型主室からピストン頂面に溢れ出すと共に、延長斜面を登った噴流が直接ピストン頂面に達するので、ピストン上の空気の利用率が向上し、燃焼が良くなる。また、延長斜面を補助斜面によって滑らかに双葉型主室の底面に接続しておけば、延長斜面上での噴流の混合を増大させることができる。
【００１１】
【実施例】
以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室２の第１の実施例における案内溝３０と双葉型主室２０の構成を示すピストン１の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のピストン１をその中心線ＣＬで半分に切断してこの実施例の双葉型主室２０の形状を示す斜視図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面を示している。
【００１２】
この実施例では、ピストン１の頂面に双葉型主室２０と、燃料噴射弁を有する副燃焼室（図４参照）からの噴流をこの双葉型主室２０に案内する案内溝３０とが形成されているディーゼルエンジンにおいて、案内溝３０の底面３３の深さが、図１（ｂ）に示すように、双葉型主室２０の底面２２の深さよりも深く形成されている。そして、この実施例では、図１（ａ）に示すように、案内溝３０と双葉型主室２０との接続部に補助燃焼室４０が形成されている。この補助燃焼室４０は案内溝３０と滑らかに接続し、その後は双葉型主室２０の側壁２３に沿って所定距離だけ延長されると共に、その深さが次第に浅くなって双葉型主室２０に滑らかに接続している。また、この補助燃焼室４０の双葉型主室２０との境界部は段部２１となっている。
【００１３】
一方、双葉型主室２０の底面２２は、図示しない副燃焼室からの噴流が補助燃焼室４０内で２つに分断されるように、案内溝３０側、即ち、噴流入口側に突出されており、補助燃焼室４０と底面２２との間の段部２１は湾曲状に形成されている。補助燃焼室４０の案内溝３０に接続する底面４１は、案内溝３０の底面３３と同じ深さであり、補助燃焼室４０の双葉型主室２０の側壁２３に沿った部分の深さは、その深さが次第に浅くなる斜面４２になっている。また、双葉型主室２０にはこの中を流れる噴流が２つに分断されるような突出部２４が設けられている。
【００１４】
従って、補助燃焼室４０と双葉型主室２０の底面２２との境界にある段部２１の高さは双葉型主室２０の左右方向に向かって次第に少なくなるように次第に減少し、補助燃焼室４０の斜面４２はなだらかに双葉型主室２０の底面２２に接続されている。
なお、補助燃焼室４０と双葉型主室２０の底面２２との境界にある段部２１は、噴流がスムーズに斜面４２を登るように、双葉型主室２０の側壁２３の形状に合わせて湾曲形状に形成されている。
【００１５】
以上のように構成された実施例では、副燃焼室からの噴流は図１（ａ），（ｂ）に矢印で示すように補助燃焼室４０内および双葉型主室２０内を流れる。即ち、副燃焼室からの噴流は矢印▲１▼で示すように最初に案内溝３０から補助燃焼室４０内に流入する。補助燃焼室４０内に入った噴流は矢印▲２▼で示すように段部２１によって補助燃焼室４０内で左右に振り分けられる。このように、噴流が案内溝３０のすぐ近くで振り分けられることにより、従来形状のものよりいち早く主燃焼室内の空気との混合が開始される。
【００１６】
補助燃焼室４０内で左右に振り分けられた噴流は、双葉型主室２０の側壁２３に沿って進み、矢印▲４▼で示すように徐々に浅くなる斜面４２に導かれて上昇し、双葉型主室２０内に流れ込む。このとき、矢印▲４▼で示す噴流は、段部を越えることなく、滑らかな斜面４２を上昇するので、その勢いが弱められることがなく、強い勢いで双葉型主室２０内に流れ込むことができる。
【００１７】
一方、案内溝３０から補助燃焼室４０に入った噴流の一部は、段部２１を乗り越えて双葉型主室２０に入り、双葉型主室２０の突出部２４によって左右に振り分けられ、矢印（３）（図１では○付数字の３）で示すように双葉型主室２０内を流れる。
補助燃焼室４０から双葉型主室２０に入り込んだ噴流（４）（図１では○付数字の４）と、段部２１を越えて双葉型主室２０に入り込んだ後に突出部２４によって振り分けられた噴流（３）（図１では○付数字の３）とは互いに逆向きの旋回流成分を帯びているので、双葉型主室２０の左右の部位で衝突する。この衝突により、双方の流れと周囲の空気とを非常に良く攪拌し、燃焼ガス中に空気が取り込まれ、混合、燃焼の改善が得られる。
【００１８】
噴流は更にその後に混合しながら双葉型主室２０の外側に矢印（７）（図では○付数字の７）で示すように流れ出るので、従来と同様に矢印（５），（６）（図１では○付数字の５，６）で示す噴流とも良く混ざり、従来十分に利用されていなかった双葉型主室２０からピストン１の外周部にかけての部分Ｓ（点線で示す）の空気も利用することができ、燃焼が更に良くなる。
図２（ａ）は本発明の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室の第２の実施例における案内溝３０と双葉型主室２０の構成を示すピストン１の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、図２（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）のピストン１をその中心線ＣＬで半分に切断してこの実施例の双葉型主室２０の形状を示す斜視図である。この第２の実施例では、第１の実施例で説明した部分と同じ構成部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、補助燃焼室４０の左右に分かれてからの斜面４２が、図２(b) ，(c) ，(d) に示すように、双葉型主室２０の底面２２と同じ高さになった後も更に延長され、延長斜面４３が設けられている点である。４５は延長斜面４３と双葉型主室２０の底面２２との段差であり、この段差４５は双葉型主室２０の底面２２からピストン１の頂面まで徐々に大きくなっている。また、図２(a) ，(d) における斜面４２と延長斜面４３の間の点線が双葉型主室２０の底面２２と同じ高さを示している。そして、第２の実施例における延長斜面４３の最終的な高さは、ピストン１の頂面と同じになっている。
【００２０】
この第２の実施例の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室２０は、第１の実施例のものに比べて、補助燃焼室４０からの噴流の流れをより多くピストン１の頂面に導くことができ、燃焼のバランスを双葉型主室２０の中からその外側のピストン１の頂面に移すことができる。
図３（ａ）は本発明の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室の第３の実施例における案内溝３０と双葉型主室２０の構成を示すピストン１の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のピストン１をその中心線ＣＬで半分に切断してこの実施例の双葉型主室２０の形状を示す斜視図である。この第３の実施例でも第１の実施例で説明した部分と同じ構成部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
第３の実施例が第２の実施例と異なる点は、延長斜面４３と双葉型主室２０の底面２２との段差４５（図２（ｄ）参照）が補助斜面４４によって滑らかに双葉型主室２０の底面２２に繋げられている点である。この補助斜面４４によって延長斜面４３と双葉型主室２０の底面２２との段差４５はなくなっている。
この第３の実施例の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室２０は、第２の実施例のものに比べて、補助燃焼室４０からの噴流の流れをより多くピストン１の頂面に導くことができると共に、双葉型主室２０の突出部２４を越えて補助斜面４４側に流れてきた噴流を滑らかに延長斜面４３側に導くことができ、延長斜面４３上での噴流の混合を増大させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室によれば、副燃焼室からの噴流が案内溝から補助燃焼室に入り、案内溝の正面に形成された段部によって、補助燃焼室内で左右に流れる噴流と段部を越えて双葉型主室内を直進する噴流に分けられ、左右に分けられた噴流は斜面を登って勢いを失うことなくその一部が双葉型主室に回り込み、段部を越えて双葉型の主室内で左右に分流された噴流と強く混合され、残りの部分が延長斜面を登ってピストンの頂面に流れる。この結果、補助燃焼室の斜面の下流側の双葉型主室内で噴流が強く衝突し、回りの空気を攪拌しながら双葉型主室からピストン頂面に溢れ出すと共に、延長斜面を登った噴流が直接ピストン頂面に達するので、ピストン上の空気の利用率が向上し、燃焼が良くなるという効果がある。また、延長斜面が補助斜面によって滑らかに双葉型主室の底面に接続されているものでは、延長斜面上での噴流の混合が増大し、更に燃焼が良くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室の第１の実施例における案内溝と双葉型主室の構成を示すピストンの平面図、（ｂ）は（ａ）のピストンをその中心線で半分に切断して双葉型主室の形状を示す斜視図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室の第２の実施例における案内溝と双葉型主室の構成を示すピストンの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図、（ｄ）は（ａ）のピストンをその中心線で半分に切断して第２の実施例の双葉型主室の形状を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明の副室式ディーゼルエンジンの主燃焼室の第３の実施例における案内溝と双葉型主室の構成を示すピストンの平面図、（ｂ）は（ａ）のピストンをその中心線で半分に切断して第３の実施例の双葉型主室の形状を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は従来の副室付ディーゼルエンジンにおける主燃焼室と副燃焼室の部位を拡大して示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）のピストンの頂面に設けられた双葉型主室と案内溝の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ピストン
２…主燃焼室
４…副燃焼室
５…連通孔
１０…本発明の燃料噴射弁
２０…双葉型主室
２１…段部
２２…底面
２３…側壁
２４…突出部
３０…案内溝
３３…底面
４０…補助燃焼室
４１…底面
４２…斜面
４３…延長斜面
４４…補助斜面
４５…段差[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a main combustion chamber of a sub-chamber diesel engine, and more particularly to a main combustion chamber of a sub-chamber diesel engine in which the shape of a main combustion chamber formed on a top surface of a piston is improved to improve combustion.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a diesel engine that compresses air in a combustion chamber with a piston and injects fuel into the compressed air to self-ignite has been known as an internal combustion engine having high thermal efficiency. In recent years, it has become necessary for such diesel engines to reduce NOx and black smoke (smoke) in exhaust gas.
[0003]
In response to such demands, in a sub-chamber diesel engine having a sub-combustion chamber, the shape of the main combustion chamber is devised to reduce NOx and smoke, and the jet from the sub-combustion chamber is generated in the main combustion chamber. It has been practiced to mix well with air to improve combustion in the main combustion chamber.
FIG. 4A is a partially enlarged cross-sectional view of a conventional diesel engine with a sub-chamber, in which the main combustion chamber 2 and the sub-combustion chamber 4 of the diesel engine with a sub-chamber equipped with the chamber member 6 are enlarged. I have. As shown in FIG. 4A, a piston 1 is accommodated in a cylinder block 50 so as to be vertically movable, and a main combustion chamber 2 is formed at the top of the piston 1. A cylinder head 60 is provided above the cylinder block 50, and a sub-combustion chamber 4 having the fuel injection valve 10 is formed in a part of the cylinder head 60 by fitting the chamber member 6. The main and sub combustion chambers 2 and 4 are communicated by a communication hole 5 provided in a chamber member 6. Reference numeral 48 denotes a glow plug which is energized at the time of cold start to ensure the start of the engine, and 49 denotes a gasket interposed between the cylinder block 50 and the cylinder head 60.
[0004]
In general, the main combustion chamber 2 formed on the top surface of the piston 1 has a dual-lobe main chamber 20 as shown in FIG. And a guide groove 3. In the main combustion chamber 2 of the sub-chamber diesel engine configured as described above, the gap X with the cylinder head 60 at the top dead center of the piston 1 is about 1 mm, and the depth Y of the double-leaf main chamber 20 is 2 mm. It is about.
[0005]
In the main combustion chamber 2 of this conventional sub-chamber diesel engine, when fuel is injected into the sub-combustion chamber 4 and ignited, the combustion gas becomes a jet and passes from the sub-combustion chamber 4 through the communication hole 5, The fuel is ejected from the guide groove 3 of the main combustion chamber 2 into the double-leaf main chamber 20 and mixed with the air on the main combustion chamber 2 side to promote combustion.
The arrows shown in FIG. 4B indicate the flow of the jet flowing from the sub-combustion chamber 4 through the communication hole 5 and from the guide groove 3 of the main combustion chamber 2 into the double-leaf main chamber 20. After being jetted into the guide groove 3, a part of the jet flows around the inside of the main body 20, and a part of the jet flows over the step portion of the main body 20 and flows out into the space between the cylinder block 60. Burns, mixed with the air there.
[0006]
However, in the shape of the main combustion chamber 2 of the conventional sub-chamber diesel engine configured as shown in FIGS. 4A and 4B, the utilization rate of air in the portion indicated by the dotted line S on the top surface of the piston 1 is shown. Was low.
Therefore, in order to improve the utilization rate of air in the combustion chamber and improve combustion, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. Sho 57-174724 discloses a guide groove and a double-leaf type main chamber on a piston top surface communicating with a sub-combustion chamber. In a diesel engine having a main combustion chamber consisting of: a step portion on the side far from the guide groove of the twin-leaf main chamber constituting the main combustion chamber is formed in a step-like shape while maintaining the shape of the twin-leaf type, and An arrangement in which the depth of the stairs is increased at an angle θ from the direction is disclosed. In this proposal, the depth of the bifurcated main chamber on the side close to the guide groove and the guide groove is increased.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the main combustion chamber of the sub-chamber diesel engine proposed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-174724, the jet flowing out of the guide groove is divided into right and left, and then collides with the stepped step portion one by one. Because of the flow, there is a problem that the flow and the spread of the jet flow are hindered by the steps. In addition, the direction of the flow of the jet rising up the stairs is linear and the mixing is insufficient, and furthermore, the air in the Futaba type main chamber is pushed out to the top surface of the piston without much intake by the spread jet, There is a problem that mixing of the jet and air is also prevented at the top surface of the piston.
[0008]
In view of this, the present invention is designed to smoothly circulate the jet from the sub-combustion chamber to both sides of the twin-leaf main chamber and to mix the diverted jet and the jet flowing straight from the sub-combustion chamber efficiently. It is an object of the present invention to provide a main combustion chamber of a sub-chamber diesel engine capable of improving the combustion in the combustion chamber by devising the shape of the guide groove of the combustion chamber and the shape of the dual-leaf main chamber.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a sub-chamber type in which a piston has a dual-lobe main chamber and a guide groove for guiding a jet from a sub-chamber having a fuel injection valve to the dual-lobe main chamber. In the main combustion chamber of the diesel engine, the depth of the guide groove is formed to be deeper than that of the Futaba type main chamber, and the connecting portion of the guide groove with the Futaba type main chamber has an auxiliary combustion chamber which is smoothly connected to the guide groove. The step at the boundary between the auxiliary combustion chamber and the dual-lobe main chamber is projected toward the guide groove so that the jet from the sub chamber is divided into two, and the bottom surface of the auxiliary combustion chamber is A jet which is extended to the top surface of the piston by a gentle slope such that the height of the portion gradually decreases in the left-right direction of the Futaba type main chamber and an extended slope connected to the slope, and is divided into two by a step Pis rises along these gentle and extended slopes It is characterized in that the flow into the top surface of the emissions.
In this case, the step between the extended slope and the bottom surface of the double-leaf main room can be smoothly connected by the auxiliary slope.
[0010]
[Action]
According to the main combustion chamber of the sub-chamber diesel engine of the present invention, the jet jet from the sub-combustion chamber enters the auxiliary combustion chamber through the guide groove, and is formed in the auxiliary combustion chamber by the step formed in front of the guide groove. It is divided into a jet that flows to the left and right, and a jet that goes straight in the Futaba type main room beyond the step. Jet divided into left and right auxiliary combustion chamber, sneak a partially Futaba type main chamber up the gentle slope along the sides of the guide groove side of the main combustion chamber of the Futaba type, Futaba beyond the stepped portion type main chamber the flow proceeds Futaba type by the step portion of the main combustion chamber is mixed with the jet diverted to the right and left, flows also the top surface of the piston remaining part up the extended inclined surface. As a result, the jet whose power is not weakened by climbing a gentle slope along the side of the guide groove side of the twin-leaf main combustion chamber, and the jet which is divided right and left after going straight from the guide groove are a twin-leaf type Collision occurs in the main chamber, and the surrounding air is agitated and overflows from the dual-lobe main chamber to the top of the piston , and the jet that climbs the extended slope directly reaches the top of the piston, improving the air utilization rate on the piston. And better combustion. Further, if the extended slope is smoothly connected to the bottom surface of the double-leaf type main chamber by the auxiliary slope, mixing of jets on the extended slope can be increased.
[0011]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1A is a plan view of a piston 1 showing a configuration of a guide groove 30 and a dual-leaf main chamber 20 in a first embodiment of a main combustion chamber 2 of a sub-chamber diesel engine according to the present invention. 1B is a perspective view of the piston 1 of FIG. 1A cut in half at the center line CL to show the shape of the dual-leaf main chamber 20 of this embodiment, and FIG. 1C is a perspective view of FIG. 3) shows a cross section taken along line AA.
[0012]
In this embodiment, a double-lobe main chamber 20 and a guide groove 30 for guiding a jet from a sub-combustion chamber (see FIG. 4) having a fuel injection valve to the double-lobe main chamber 20 are formed on the top surface of the piston 1. In the diesel engine described above, the depth of the bottom surface 33 of the guide groove 30 is formed to be deeper than the depth of the bottom surface 22 of the double-leaf main chamber 20, as shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 1A, an auxiliary combustion chamber 40 is formed at a connecting portion between the guide groove 30 and the dual-lobe main chamber 20. The auxiliary combustion chamber 40 is smoothly connected to the guide groove 30, and then extends a predetermined distance along the side wall 23 of the double-leaf main chamber 20. Connects smoothly. The boundary between the auxiliary combustion chamber 40 and the dual-leaf main chamber 20 is a stepped portion 21.
[0013]
On the other hand, the bottom surface 22 of the twin-leaf main chamber 20 is projected toward the guide groove 30 side, that is, the jet inlet side, so that the jet from the sub-combustion chamber (not shown) is divided into two in the auxiliary combustion chamber 40. The step portion 21 between the auxiliary combustion chamber 40 and the bottom surface 22 is formed in a curved shape. The bottom surface 41 connected to the guide groove 30 of the auxiliary combustion chamber 40 has the same depth as the bottom surface 33 of the guide groove 30, and the depth of a portion of the auxiliary combustion chamber 40 along the side wall 23 of the double-leaf main chamber 20 is: The slope 42 has a gradually decreasing depth. Further, the double-leaf main chamber 20 is provided with a protruding portion 24 so that the jet flowing therethrough is divided into two.
[0014]
Accordingly, the height of the stepped portion 21 at the boundary between the auxiliary combustion chamber 40 and the bottom surface 22 of the dual-leaf main chamber 20 gradually decreases so as to gradually decrease in the left-right direction of the double-leaf main chamber 20. The slope 42 of 40 is gently connected to the bottom surface 22 of the double-leaf main room 20.
The step portion 21 at the boundary between the auxiliary combustion chamber 40 and the bottom surface 22 of the dual-leaf main chamber 20 is curved in accordance with the shape of the side wall 23 of the double-leaf main chamber 20 so that the jet smoothly climbs the slope 42. It is formed in a shape.
[0015]
In the embodiment configured as described above, the jet from the sub-combustion chamber flows in the auxiliary combustion chamber 40 and the double-leaf main chamber 20 as shown by arrows in FIGS. 1 (a) and 1 (b). That is, the jet from the sub-combustion chamber first flows into the auxiliary combustion chamber 40 from the guide groove 30 as shown by the arrow (1). The jet flowing into the auxiliary combustion chamber 40 is divided right and left in the auxiliary combustion chamber 40 by the step 21 as shown by the arrow (2). In this way, the jet is distributed immediately near the guide groove 30, so that the mixing with the air in the main combustion chamber is started earlier than in the conventional shape.
[0016]
The jet diverted to the left and right in the auxiliary combustion chamber 40 proceeds along the side wall 23 of the futaba-type main chamber 20, and is guided by the gradually decreasing slope 42 as shown by an arrow {circle around (4)} to ascend. It flows into the main room 20. At this time, the jet indicated by the arrow (4) rises on the smooth slope 42 without going over the stepped portion, so that the momentum is not weakened, and can flow into the Futaba type main chamber 20 with a strong momentum. it can.
[0017]
On the other hand, a portion of the jet which enters from the guide groove 30 in the auxiliary combustion chamber 40 is over the step portion 21 enters the Futaba type main chamber 20, distributed to the right and left by the protruding portion 24 of the Futaba type main chamber 20, an arrow ( 3) (as indicated by 3) numbers with ○ in FIG. 1 through the Futaba type main chamber 20.
A jet entering from the auxiliary combustion chamber 40 to the Futaba type main chamber 20 (4) (4 digits with ○ in FIG. 1), distributed by the projecting portion 24 after having entered the Futaba type main chamber 20 beyond the stepped portion 21 since the jet (3) which carry a swirling flow component opposite to each other and (3 digits with ○ in FIG. 1), collide at the site of the left and right Futaba type main chamber 20. Due to this collision, both the flow and the surrounding air are very well stirred, and the air is taken into the combustion gas to improve mixing and combustion.
[0018]
The jet flows out as shown by an arrow (7) (7 in FIG. 7 in the figure ) outside the futaba-type main chamber 20 while mixing thereafter, so that the arrows (5) and (6) ( FIG. In No. 1, the air is well mixed with the jet indicated by the circled numbers 5 and 6 ) , and the air of the portion S (indicated by a dotted line) from the double leaf type main chamber 20 to the outer peripheral portion of the piston 1 which has not been sufficiently used conventionally is also used. And better combustion.
FIG. 2A is a plan view of the piston 1 showing the configuration of the guide groove 30 and the double-leaf main chamber 20 in the second embodiment of the main combustion chamber of the sub-chamber diesel engine of the present invention, and FIG. ) Is a sectional view taken along line BB of FIG. 2A, FIG. 2C is a sectional view taken along line CC of FIG. 1A, and FIG. 2D is a piston 1 of FIG. Is a perspective view showing the shape of the double-leafed main chamber 20 of this embodiment by cutting the half in the center line CL. In the second embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0019]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the slope 42 after the left and right sides of the auxiliary combustion chamber 40 are separated from each other as shown in FIGS. 2 (b), (c) and (d). It is further extended after reaching the same height as the bottom surface 22 of the mold main chamber 20, and an extended slope 43 is provided. Reference numeral 45 denotes a step between the extended slope 43 and the bottom surface 22 of the double-leaf main chamber 20. The step 45 gradually increases from the bottom surface 22 of the double-leaf main chamber 20 to the top surface of the piston 1. 2 (a) and 2 (d), the dotted line between the inclined surface 42 and the extended inclined surface 43 indicates the same height as the bottom surface 22 of the double-leaf main chamber 20. The final height of the extension slope 43 in the second embodiment is the same as the top surface of the piston 1 .
[0020]
The main combustion chamber 20 of the sub-chamber diesel engine of the second embodiment guides a larger amount of jet flow from the auxiliary combustion chamber 40 to the top surface of the piston 1 than that of the first embodiment. Thus, the balance of combustion can be transferred from the inside of the bi-lobal main chamber 20 to the top surface of the piston 1 on the outside thereof.
FIG. 3A is a plan view of the piston 1 showing the configuration of the guide groove 30 and the dual-leaf main chamber 20 in the third embodiment of the main combustion chamber of the sub-chamber diesel engine of the present invention. 3) is a perspective view showing the shape of the double-leaf main chamber 20 of this embodiment by cutting the piston 1 of FIG. 3A in half at the center line CL. Also in the third embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0021]
The difference between the third embodiment and the second embodiment is that a step 45 (see FIG. 2D) between the extended slope 43 and the bottom surface 22 of the double-leaf main chamber 20 is smoothly moved by the auxiliary slope 44 to the double-leaf main. This is a point connected to the bottom surface 22 of the chamber 20. Due to the auxiliary slope 44, the step 45 between the extended slope 43 and the bottom surface 22 of the double-leaf main chamber 20 is eliminated.
The main combustion chamber 20 of the sub-chamber diesel engine of the third embodiment guides more jet flow from the auxiliary combustion chamber 40 to the top surface of the piston 1 than that of the second embodiment. And the jet that has flowed to the auxiliary slope 44 side beyond the protruding portion 24 of the twin-leaf main chamber 20 can be smoothly guided to the extended slope 43 side, and the mixing of the jet on the extended slope 43 is increased. be able to.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the main combustion chamber of the sub-chamber diesel engine, the jet from the sub-combustion chamber enters the auxiliary combustion chamber through the guide groove, and is formed by the step formed in front of the guide groove. in divided into jet straight Futaba type main chamber beyond the jet and the stepped portion flowing to the left and right jets divided into right and left wraparound to partially Futaba type main chamber without losing momentum up the slope, is intensively mixed with the jet diverted beyond the stepped portion to the left and right main chamber of Futaba type, flows also the top surface of the piston remaining part up the extended inclined surface. As a result, the jet collides strongly in the bi-lobal main chamber on the downstream side of the slope of the auxiliary combustion chamber, and overflows from the bi-lobal main chamber to the piston top surface while stirring the surrounding air, and the jet that climbs the extended slope is formed. Directly reaching the piston top surface has the effect of improving the utilization of air on the piston and improving combustion. Further, when the extended slope is smoothly connected to the bottom surface of the double-leaf main chamber by the auxiliary slope, there is an effect that the mixing of the jet flow on the extended slope is increased, and the combustion is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a plan view of a piston showing a configuration of a guide groove and a dual-lobe main chamber in a first embodiment of a main combustion chamber of a sub-chamber diesel engine according to the present invention, and (b) is (a). FIG. 3 is a perspective view showing the shape of a double-leaf main chamber by cutting the piston in half at its center line, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 2 (a) is a plan view of a piston showing a configuration of a guide groove and a bi-lobe type main chamber in a second embodiment of a main combustion chamber of a sub-chamber diesel engine of the present invention, and (b) is (a). (C) is a cross-sectional view taken along the line CC of (a), (d) is a cross-sectional view of the piston of (a) cut in half at its center line, and It is a perspective view which shows the shape of a futaba type main room.
FIG. 3A is a plan view of a piston showing a configuration of a guide groove and a dual-leaf main chamber in a third embodiment of a main combustion chamber of a sub-chamber diesel engine of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a perspective view showing the shape of a double-leaf main chamber of a third embodiment by cutting the piston in half at its center line.
FIG. 4A is an enlarged partial cross-sectional view showing a main combustion chamber and a sub-combustion chamber in a conventional diesel engine with a sub-chamber, and FIG. 4B is provided on the top surface of the piston in FIG. It is a perspective view which shows the shape of a futaba type main chamber and a guide groove.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 2 ... Main combustion chamber 4 ... Sub-combustion chamber 5 ... Communication hole 10 ... Fuel injection valve 20 of the present invention ... Futaba type main chamber 21 ... Step 22 ... Bottom surface 23 ... Side wall 24 ... Projection 30 ... Guide groove 33 ... bottom surface 40 ... auxiliary combustion chamber 41 ... bottom surface 42 ... slope 43 ... extension slope 44 ... auxiliary slope 45 ... step

Claims

In the main combustion chamber of the sub-chamber diesel engine, on the top surface of the piston, a double-leaf main chamber and a guide groove for guiding a jet from the sub-chamber having a fuel injection valve to the double-leaf main chamber are formed.
The guide groove is formed to have a depth greater than that of the double-leaf main chamber, and a connecting portion of the guide groove with the double-leaf main chamber is provided with an auxiliary combustion chamber that smoothly connects to the guide groove. A step at the boundary between the auxiliary combustion chamber and the dual-lobe main chamber is projected toward the guide groove so that the jet from the sub-chamber is divided into two, and the bottom surface of the auxiliary combustion chamber is set at this step. A gentle slope such that the height of the portion gradually decreases in the left-right direction of the bi-lobal main chamber, and an extended slope continuous with the slope, extending to the top surface of the piston ,
The main combustion chamber of the sub-chamber diesel engine, wherein the jet divided by the step rises along the gentle slope and the extended slope to flow into the top face of the piston.

2. The main combustion chamber of the sub-chamber diesel engine according to claim 1, wherein a step between the extended slope and a bottom surface of the dual-lobe main chamber is smoothly connected by an auxiliary slope.