JP3639799B2 - ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室に関する。
【0002】
【前提構成】
本発明のディーゼルエンジンのうず室式燃焼室は、例えば図1・図2(本発明)、または図9−図10(従来技術)に示すように、次の前提構成を有するものを対象とする。
【0003】
図1(A)は本発明の実施形態1を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図1(B)は図1(A)中のピストンの平面図、図1(C)は図1(B)のC−C線断面図。図2(A)・図2(B)は図1中のピストン上面部分の斜視図である。
【0004】
図9(A)は従来技術1を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図9(B)は図9(A)中のピストンの平面図。図10は図9中のピストン上面部分の斜視図である。
【0005】
[前提構成]
ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の主室(1)にうず室(2)を噴孔(3)を介して連通させ、噴孔(3)は主室(1)の上面の後部位置に前下がり傾斜向きに開口させる。
主室(1)の下面を形成するピストン上面(4)に、左右一対の円板状凹室(5)(5)と燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)と分流ガイド体(7)とを設ける。
【0006】
左右一対の円板状凹室(5)(5)は、ピストン上面(4)の前後方向の中間領域内で互いに左右に離して配置する。
燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)は、ピストン上面(4)の左右方向の中間部領域内で、前後方向の後部領域から中間部領域に亘って形成し、この拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)は、前上がり傾斜状に形成し、拡散ガイド溝(6)の左右両溝側縁(9)(9)は互いに前拡がりに形成する。
【0007】
拡散ガイド溝(6)の後端の溝始端部(10)に噴孔(3)を臨ませ、拡散ガイド溝(6)の前寄りの溝終端寄り部(11)を各円板状凹室(5)(5)のピストン中心側凹室部分に連通させる。
分流ガイド体(7)は拡散ガイド溝(6)内の溝幅中間部領域内で溝底面(8)に対して段上がり状に形成して構成したものである。
なお、円板状凹室(5)(5)は、燃焼促進の働きをするものであり、この燃焼促進専用のものとして形成てもよいが、吸排気弁のバルブリセスと兼ねさせてもよい。
【0008】
[前提構成の作用]
ピストン(43)の圧縮上死点付近において、うず室(2)内で燃焼・膨張し始めた燃焼ガス流は、噴孔(3)から主室(1)の燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝始端部(10)に吹き込み、この拡散ガイド溝(6)内を左右に拡がりながら、勢いよく前進して行く。
【0009】
この拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流は、その前進流の勢いに乗って、拡散ガイド溝(6)および左右の円板状凹室(5)(5)から、ピストン上面(4)のうちの前側上面部分上に乗り上がり、主室(1)の前側部分領域からその左右両側部分領域に亘って、勢いよく多量に流れ込んで行く。
【0010】
しかし、その燃焼ガス流は、主室(1)の左右両側部分領域から反転して、主室(1)の後側部分領域へ流れ込もうとするが、この後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、不足ぎみになり、主室(1)での空気利用率が低下する傾向にある。
【0011】
【従来の技術】
本発明と対比すべき従来技術としては、本出願人がさきに提案した次のものがある。
○ 従来技術1. 図9・図10参照. (特開平5−195783号公報の図1とその明細書中の説明文).
【0012】
図9(A)は従来技術1を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図9(B)は図9(A)中のピストンの平面図。図10は図9中のピストン上面部分の斜視図である。
この従来技術1は、上記前提構成において、次の構成を追加したものである。
【0013】
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝終端縁(12)は、各円板状凹室(5)(5)よりも前方へオーバーハングさせて位置させてある。
分流ガイド体(7)の左右の各ガイド体側面(13)(13)は、拡散ガイド溝(6)内で、その溝終端縁(12)にまで伸びている。
ガイド体(7)の上面(16)は、前上がりの緩やかな傾斜面になつている。分流ガイド体(7)の始端面(15)は垂直に立ち上がっている。
【0014】
○ 従来技術2. 図11・図12参照. (特開平5−195783号公報の図4とその明細書中の説明文).
図11(A)は従来技術2を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図11(B)は図11(A)中のピストンの平面図。図12は図11中のピストン上面部分の斜視図である。
この従来技術2は、上記前提構成において、その一部を次のように変更したものである。
【0015】
前記前提構成の燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の代りに、直進ガイド溝(91)を形成する。前記分流ガイド体(7)の代わりに、半円板体(92)を形成する。この直進ガイド(91)・半円板体(92)・前記左右一対の円板状凹室(5)(5)により、クローバーリーフ形燃焼室を形成したものである。
半円板体(92)の上面(93)は、前上がりの緩やかな傾斜面になつている。半円板体(92)の周面は垂直に立ち上がっている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、次の問題がある。
○ 従来技術1. 図9・図10参照.
[ イ. 燃焼ガス流は、主室(1)の前側部分領域および左右両側部分領域から、その後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、不足ぎみになるため、主室(1)での空気利用率が低下する。 ]
【0017】
ピストン(43)の圧縮上死点付近において、うず室(2)内で燃焼・膨張し始めた燃焼ガス流は、噴孔(3)から主室(1)の燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝始端部(10)に吹き込み、この拡散ガイド溝(6)内を左右に拡がりながら、勢いよく前進して行く。
【0018】
この拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流は、その前進流の勢いに乗って、拡散ガイド溝(6)および左右の円板状凹室(5)(5)から、ピストン上面(4)のうちの前側上面部分上に乗り上がり、主室(1)の前側部分領域からその左右両側部分領域に亘って、勢いよく多量に流れ込んで行く。
【0019】
しかし、その燃焼ガス流は、主室(1)の左右両側部分領域から反転して、主室(1)の後側部分領域へ流れ込もうとするが、この後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、不足ぎみになり、主室(1)での空気利用率が低下する。
このため、▲1▼排気ガス中のHCやCOなどの未燃焼有害成分を低減させるうえ、▲2▼エンジンの出力を向上させ、▲3▼燃費を低減させることに、充分に寄与することができない。
【0020】
[ ロ. 燃焼ガス流の残部が主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくい分だけ、燃焼速度を速めにくく、エンジンを高速回転化するのに寄与しにくい。 ]
【0021】
上記問題点[イ]で述べたように、燃焼ガス流は、主室(1)の前側部分領域および左右両側部分領域から、その後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、不足ぎみになる分だけ、燃焼速度を速めることができず、エンジンを高速回転化するのに寄与することができにくい。
【0022】
[ ハ. 燃焼ガス流の残部が主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくい分だけ、空気と燃料との混合速度が遅くなり、混合性能を高めることができず、燃焼性能を高めにくい。 ]
【0023】
上記問題点[イ]で述べたように、燃焼ガス流は、主室(1)の前側部分領域および左右両側部分領域から、その後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、不足ぎみになる分だけ、空気と燃料との混合速度が遅くなり、混合性能を高めることができず、燃焼性能を高めにくい。
【0024】
○ 従来技術2. 図11・図12参照.
[ イ. 燃焼ガス流は、主室(1)の左右両側部分領域から、その後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、不足ぎみになるため、主室(1)での空気利用率が低下する。 ]
【0025】
ピストン(43)の圧縮上死点付近において、うず室(2)内で燃焼・膨張し始めた燃焼ガス流は、噴孔(3)から主室(1)の直進ガイド溝(91)内を直進し、半円板体(92)の周面に衝突する。この燃焼ガス流の一部は半円板体(92)を乗り越えて主室(1)の前側部分領域に流れ込み、その残部は左右に分かれて左右の各円板状凹室(5)(5)内で旋回する。
【0026】
しかし、その燃焼ガス流の残部は、各円板状凹室(5)(5)内から主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、この後側部分領域で不足ぎみになり、主室(1)での空気利用率が低下する。
【0027】
[ ロ. 燃焼ガス流の残部が主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくい分だけ、燃焼速度を速めにくく、エンジンを高速回転化するのに寄与しにくい。 ]
【0028】
上記問題点[イ]で述べたように、その燃焼ガス流の残部は、各円板状凹室(5)(5)内から主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、この後側部分領域で不足ぎみになる分だけ、燃焼速度を速めることができず、エンジンを高速回転化するのに寄与することができにくい。
【0029】
[ ハ. 燃焼ガス流の残部が主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくい分だけ、空気と燃料との混合速度が遅くなり、混合性能を高めることができず、燃焼性能を高めにくい。 ]
【0030】
上記問題点[イ]で述べたように、その燃焼ガス流の残部は、各円板状凹室(5)(5)内から主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込みにくくて、この後側部分領域で不足ぎみになる分だけ、空気と燃料との混合速度が遅くなり、混合性能を高めることができず、燃焼性能を高めにくい。
【0031】
本発明の課題は、次のようにすることにある。
(イ).分流ガイド体の左右の各ガイド体側面の案内作用で、拡散ガイド溝内を流れる燃焼ガス流が主室の後側部分領域の全域にまで流れ込む量を充分多量に増加させることにより、主室での空気利用率を向上させる。
(ロ).燃焼ガス流が主室の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込むようにすることにより、燃焼速度を速めて、エンジンを高速回転化するのに寄与する。
(ハ).主室の前側部分領域・左右両側部分領域・および後側部分領域の全ての領域に亘って、燃焼ガス流を高速度で短時間のうちに充分多量に流れ込ませることにより、空気と燃料との混合速度を速めて、燃焼性能を高める。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明のディーゼルエンジンのうず室式燃焼室は、上記前提構成において、上記課題を解決するために、例えば図1−図8に示すように、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【0033】
図1(A)は本発明の実施形態1を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図1(B)は図1(A)中のピストンの平面図、図1(C)は図1(B)のC−C線断面図。図2(A)・図2(B)は図1中のピストン上面部分の斜視図である。
【0034】
図3(A)は本発明の実施形態2を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室のピストン上面部分の斜視図、図3(B)は図3(A)のB−B線断面図、図3(C)は図3(A)のC−C線断面図である。
図4(A)は本発明の実施形態3を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室のピストン上面部分の斜視図、図4(B)は図4(A)のB−B線断面図である。
【0035】
図5(A)は本発明の実施形態4を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図5(B)は図5(A)中のピストンの平面図、図5(C)は図5(B)のC−C線断面図。図6(A)・図6(B)は図5中のピストン上面部分の斜視図である。
図7(A)は本発明の実施形態5を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図7(B)は図7(A)中のピストンの平面図、図7(C)は図7(B)のC−C線断面図。図8(A)・図8(B)は図7中のピストン上面部分の斜視図である。
【0036】
○ 発明1. 請求項1. 図1・図2、図3、図4、図5・図6、または図7・図8参照.
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝終端縁(12)は、各円板状凹室(5)(5)内に位置させる。分流ガイド体(7)の左右の各ガイド体側面(13)(13)は、左右の各円板状凹室(5)(5)の各室内周面(14)(14)のうちのピストン中心寄りの内周面部分に滑らかに連続させる。
【0037】
分流ガイド体(7)のガイド体上面(16)は、その始端側に位置する水平上面部分(17)と、その終端側に位置する上り傾斜上面部分(18)とを、前後に並べて折れ曲がり状に連続させたものから成る。
水平上面部分(17)はピストン上面(4)に対してより低い位置でほぼ平行に形成する。上り傾斜上面部分(18)は水平上面部分(17)の終端部からピストン上面(4)に向かって次第に高くなる上り傾斜状に形成して構成したものである。
【0038】
○ 発明2. 請求項2. 図3参照.
この発明2は、上記発明1において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
前記分流ガイド体(7)の始端面(15)を前上がりの傾斜面に形成した。
【0039】
○ 発明3. 請求項3. 図3参照.
この発明3は、上記発明1または2において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)の終端部に位置する溝底面終端部(20)は、円板状凹室(5)の凹室底面(21)よりも低く位置させる。この溝底面終端部(20)と凹室底面(21)とを、螺旋状上り傾斜面(37)を介して滑らかに連続させた。
【0040】
○ 発明4. 請求項4. 図4参照.
この発明4は、上記発明1・2または4において、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)は、その溝幅方向の左右両側部から分流ガイド体(7)に近づくほど深くなる中下がり傾斜状に形成した。
【0041】
【発明の効果】
本発明のディーゼルエンジンのうず室式燃焼室は、つぎの効果を奏する。
○ 発明1. 請求項1. 図1・図2、図3、図4、図5・図6、または図7・図8参照.
【0042】
[ イ. 分流ガイド体(7)の左右の各ガイド体側面(13)(13)の案内作用で、拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流の残部が主室(1)の後側部分領域の全域にまで流れ込む量が充分多量に増加させることができた分だけ、主室(1)での空気利用率が向上する。 ]
【0043】
まず、前記前提構成から、ピストン(43)の圧縮上死点付近において、うず室(2)内で燃焼・膨張し始めた燃焼ガス流は、噴孔(3)から主室(1)の燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝始端部(10)に吹き込み、この拡散ガイド溝(6)内を左右に拡がりながら、勢いよく前進して行く。
【0044】
この拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流の一部は、その前進流の勢いに乗って、拡散ガイド溝(6)および左右の円板状凹室(5)(5)から、ピストン上面(4)のうちの前側上面部分上に乗り上がり、主室(1)の前側部分領域からその左右両側部分領域に亘って、勢いよく多量に流れ込んで行く。
【0045】
そして、本発明1の特徴構成として、前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝終端縁(12)は、各円板状凹室(5)(5)内に位置させる。分流ガイド体(7)の左右の各ガイド体側面(13)(13)は、左右の各円板状凹室(5)(5)の各室内周面(14)(14)のうちのピストン中心寄りの内周面部分に滑らかに連続させて構成する。
【0046】
この特徴構成から、拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流の残部は、分流ガイド体(7)の左右の各ガイド体側面(13)(13)で、左右の各円板状凹室(5)(5)の内周面(14)(14)に沿って滑らかに案内されて、各円板状凹室(5)(5)内で勢いよくUターンさせられて、両円板状凹室(5)(5)からピストン上面(4)(4)のうちの後側上面部分上に乗り上がり、主室(1)の左右両側部分領域から後側部分領域の全域にまで、勢いよく速やかに充分多量に流れ込んで行く。
【0047】
このように、拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流の残部が主室(1)の後側部分領域の全域にまで流れ込む量が、従来技術では不足していたのを、本発明1では充分多量に増加させることができた分だけ、主室(1)での空気利用率が向上して、▲1▼排気ガス中のHCやCOなどの未燃焼有害成分を低減させるうえ、▲2▼エンジンの出力を向上させ、▲3▼燃費を低減させることに、寄与することができる。
【0048】
[ ロ. 燃焼ガス流の残部が主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込むようになった分だけ、燃焼速度が速まり、エンジンを高速回転化するのに寄与することができる。 ]
【0049】
上記効果[イ]で述べたように、拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流の残部は、分流ガイド体(7)の左右の各ガイド体側面(13)(13)で、左右の各円板状凹室(5)(5)の内周面(14)(14)に沿って滑らかに案内されて、各円板状凹室(5)(5)内で勢いよくUターンさせられて、両円板状凹室(5)(5)からピストン上面(4)(4)のうちの後側上面部分上に乗り上がり、主室(1)の左右両側部分領域から後側部分領域の全域にまで、勢いよく速やかに充分多量に流れ込んで行く。
【0050】
このように、上記燃焼ガス流の残部が主室(1)の後側部分領域の全域にまで充分多量に速やかに流れ込むようになった分だけ、燃焼速度が速まり、エンジンを高速回転化するのに寄与することができる。
【0051】
[ ハ. 主室(1)の前側部分領域・左右両側部分領域・および後側部分領域の全ての領域に亘って、燃焼ガス流が高速度で短時間のうちに充分多量に流れ込むので、空気と燃料との混合速度を速めて、混合性能を高め、燃焼性能を高めることができる。 ]
【0052】
本発明1の特徴構成として、分流ガイド体(7)のガイド体上面(16)は、その始端側に位置する水平上面部分(17)と、その終端側に位置する上り傾斜上面部分(18)とを、前後に並べて折れ曲がり状に連続させたものから成る。水平上面部分(17)はピストン上面(4)に対してより低い位置でほぼ平行に形成する。上り傾斜上面部分(18)は水平上面部分(17)の終端部からピストン上面(4)に向かって次第に高くなる上り傾斜状に形成する。
【0053】
この構成から、ピストン(43)の圧縮上死点付近において、うず室(2)内で燃焼・膨張し始めた燃焼ガス流は、噴孔(3)から主室(1)の燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝始端部(10)に吹き込み、この拡散ガイド溝(6)内を左右に拡がりながら、勢いよく前進して行く。
【0054】
この拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流の一部は、その前進流の勢いに乗って、分流ガイド体(7)のガイド体上面(16)の水平上面部分(17)上の広めの空間を速やかに通過し、上り傾斜上面部分(18)上をスムースに乗り上がって、主室(1)の前側部分領域内に高速度で短時間のうちに充分多量に流れ込む。
これと同時に、その燃焼ガス流の一部は、上り傾斜上面部分(18)上を流れて行くときに、左右両側方へも拡がっていって、主室(1)の左右両側部分領域内へも高速度で短時間のうちに充分多量に流れ込む。
【0055】
さらに、この燃焼ガス流の一部がこの左右両側方へ拡がっていくときに、左右の各円板状凹室(5)(5)内へ流れ込んで行くことにより、拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流の残部が勢いよくUターンしているUターン流の流速を更に加速することとなって、燃焼ガス流が主室(1)の後側部分領域内へも高速度で短時間のうちに充分多量に流れ込む。
【0056】
以上のようにして、主室(1)の前側部分領域・左右両側部分領域・および後側部分領域の全ての領域に亘って、燃焼ガス流が高速度で短時間のうちに充分多量に流れ込むので、空気と燃料との混合速度を速めて、混合性能を高め、燃焼性能を高めることができる。
その結果、▲1▼排気ガス中のHCやCOなどの未燃焼有害成分を低減させるうえ、▲2▼エンジンの出力を向上させ、▲3▼燃費を低減させることに、寄与することができる。
【0057】
○ 発明2. 請求項2. 図3参照.
この発明2は、上記発明1の効果[イ]・[ロ]・[ハ]に加えて、つぎの効果を奏する。
[ ニ. 燃焼ガス流が分流ガイド体(7)の始端面(15)の前上がり傾斜面に容易に乗り上がりながら、その上方と左右両側方とに分流案内されて、分流ガイド体(7)の水平上面部分(17)の上側空間と、これの左右両側の拡散ガイド溝(6)内とへスムースに流れ込んで行って、その流速低下を無くすことにより、上記効果[イ.空気利用率の向上に寄与すること]、効果[ロ.エンジンの高速回転化に寄与すること]、および効果[ハ.燃焼性能を高めること]を更に向上させる。
]
【0058】
前記分流ガイド体(7)の始端面(15)を前上がりの傾斜面に形成した。
この構成から、うず室(2)内で燃焼・膨張し始めた燃焼ガス流は、噴孔(3)から拡散ガイド溝(6)の溝始端部(10)に吹き込んで来て、分流ガイド体(7)の始端面(15)に衝突して行ったときに、この始端面(15)の前上がりの傾斜面に容易に乗り上がりながら、その上方と左右両側方とに分流案内されて、分流ガイド体(7)の水平上面部分(17)の上側空間と、これの左右両側の拡散ガイド溝(6)内とへスムースに流れ込んで行く。
【0059】
このため、燃焼ガス流が分流ガイド体(7)の始端面(15)で跳ね返されて反転・逆流して流動抵抗が大きくなることが無くなる分だけ、燃焼ガス流が拡散ガイド溝(6)内を流れる流速の低下が無くなり、その流速が速くなる。
これにより、上記効果[イ.空気利用率の向上に寄与すること]、効果[ロ.エンジンの高速回転化に寄与すること]、および効果[ハ.燃焼性能を高めること]を更に向上させることができる。
【0060】
○ 発明3. 請求項3. 図3参照.
この発明3は、上記発明1の効果[イ]・[ロ]・[ハ]に加えて、つぎの効果を奏する。
[ ホ. 溝底面終端部(20)の深さが深くなる事と、燃焼ガス流が溝底面終端部(20)から凹室底面(21)へ螺旋上がり傾斜面(37)でスムースに案内される事とにより、上記効果[イ.空気利用率の向上に寄与すること]および効果[ロ.エンジンの高速回転化に寄与すること]を更に向上させることができる。 ]
【0061】
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)の終端部に位置する溝底面終端部(20)は、円板状凹室(5)の凹室底面(21)よりも低く位置させる。この溝底面終端部(20)と凹室底面(21)とを、螺旋状上り傾斜面(37)を介して滑らかに連続させた。
【0062】
この構成から、溝底面終端部(20)の深さが深くなる分だけ、この上側の通路断面積が大きくなって、燃焼ガス流が高速度で流れ易くなる。
そのうえ、拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流の残部は、溝底面終端部(20)から凹室底面(21)へ螺旋上がり傾斜面(37)でスムースに案内される分だけ、円板状凹室(5)(5)内でのUターン速度が速まり、主室(1)の後側部分領域の全域にまで勢いよく流れ込む分量と速度が増大する。
これにより、上記効果[イ.空気利用率の向上に寄与すること]および効果[ロ.エンジンの高速回転化に寄与すること]を更に向上させることができる。
【0063】
○ 発明4. 請求項4. 図4参照.
この発明4は、上記発明1の効果[イ]・[ロ]・[ハ]に加えて、つぎの効果を奏する。
[ ヘ. 拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流は、その流動中心がガイド体側面(13)(13)側に近付いてくる分だけ、円板状凹室(5)(5)内でUターンする勢いが強くなることにより、上記効果[イ.空気利用率の向上に寄与すること]および効果[ロ.エンジンの高速回転化に寄与すること]を更に向上させることができる。 ]
【0064】
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)は、その溝幅方向の左右両側部から分流ガイド体(7)に近づくほど深くなる中下がり傾斜状に形成した。
この構成から、拡散ガイド溝(6)内を流れる燃焼ガス流は、その流動中心が溝側縁(9)(9)よりもガイド体側面(13)(13)側に近付いてくる分だけ、ガイド体側面(13)(13)から円板状凹室(5)(5)の内周面(14)(14)に沿って案内されるときに大回りするので、円板状凹室(5)(5)内でUターンする勢いが強くなる。
これにより、上記効果[イ.空気利用率の向上に寄与すること]および効果[ロ.エンジンの高速回転化に寄与すること]を更に向上させることができる。
【0065】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【0066】
○ 実施形態1. 請求項1. 図1・図2参照.
図1(A)は本発明の実施形態1を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図1(B)は図1(A)中のピストンの平面図、図1(C)は図1(B)のC−C線断面図。図2(A)・図2(B)は図1中のピストン上面部分の斜視図である。
【0067】
図1(A)において、符号(41)はシリンダブロック、(42)はシリンダヘッドブロック、(43)はピストン、(44)は吸気弁、(45)は燃料噴射器、(46)はヒートプラグ、(1)はうず室式燃焼室の主室、(2)はうず室、(3)は噴孔、(4)はピストン上面(4)である。
【0068】
図1および図2に示すように、水冷縦形多気筒ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の主室(1)に、うず室(2)を噴孔(3)を介して連通させる。噴孔(3)は主室(1)の上面の後部位置に前下がり傾斜向きに開口させる。
噴孔(3)の横幅の寸法は、その孔上端から孔下端に向かって次第に大きくなる、横拡がり状に形成する。これにより、うず室(2)で燃焼・膨張し始めた燃焼ガス流は、この噴孔(3)を通過するときに次第に左右に拡げられて行って、主室(1)内で左右に拡がりながら前進するように方向づけられる。
【0069】
主室(1)の下面を形成するピストン上面(4)に、左右一対の円板状凹室(5)(5)と、1つの円板状前部凹室(25)と、燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)と、分流ガイド体(7)とを設ける。
左右一対の円板状凹室(5)(5)は、ピストン上面(4)の前後方向の中間領域内で互いに左右に離して配置する。1つの円板状前部凹室(25)は、ピストン上面(4)の前部中央領域に配置する。この左右一対の円板状凹室(5)(5)と1つの円板状前部凹室(25)とは、2つの吸気弁(44)のバルブリセスと1つの排気弁のバルブリセスとを兼ねている。
【0070】
燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)は、ピストン上面(4)の左右方向の中間部領域内で、前後方向の後部領域から中間部領域に亘って形成する。この拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)は、前上がり傾斜状に形成する。拡散ガイド溝(6)の左右両溝側縁(9)(9)は互いに前拡がりに形成する。
【0071】
拡散ガイド溝(6)の後端の溝始端部(10)に噴孔(3)を臨ませる。拡散ガイド溝(6)の前寄りの溝終端寄り部(11)を各円板状凹室(5)(5)のピストン中心側凹室部分に連通させる。
分流ガイド体(7)は拡散ガイド溝(6)内の溝幅中間部領域内で溝底面(8)に対して段上がり状に形成する。
【0072】
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝終端縁(12)は、各円板状凹室(5)(5)内に位置させる。この終端縁(12)のうちの分流ガイド体(7)より左側に位置する部分は、円板状凹室(5)内の途中部に位置させるのに対し、その右側に位置する部分は円板状凹室(5)の室内周面(14)に一致させる。
【0073】
分流ガイド体(7)の左右の各ガイド体側面(13)(13)は、左右の各円板状凹室(5)(5)の各室内周面(14)(14)のうちのピストン中心寄りの内周面部分に滑らかに連続させる。
分流ガイド体(7)のガイド体上面(16)は、その始端側に位置する水平上面部分(17)と、その終端側に位置する上り傾斜上面部分(18)とを、前後に並べて折れ曲がり状に連続させたものから成る。
【0074】
水平上面部分(17)はピストン上面(4)に対してより低い位置でほぼ平行に形成する。上り傾斜上面部分(18)は水平上面部分(17)の終端部からピストン上面(4)に向かって次第に高くなる上り傾斜状に形成する。
分流ガイド体(7)の始端部(31)は、拡散ガイド溝(6)内の始端側領域(32)内で、前記噴孔(3)の下端開口部(33)の直前にずらせて位置させる。
【0075】
○ 実施形態2. 請求項1・2・3. 図3参照.
図3(A)は本発明の実施形態2を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室のピストン上面部分の斜視図、図3(B)は図3(A)のB−B線断面図、図3(C)は図3(A)のC−C線断面図である。
この実施形態2は、上記実施形態1の構成において、次の構成を追加したものである。
【0076】
前記分流ガイド体(7)の始端面(15)を前上がりの傾斜面に形成する。
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)の右半部分の終端部に位置する溝底面終端部(20)は、円板状凹室(5)の凹室底面(21)よりも低く位置させる。この溝底面終端部(20)と凹室底面(21)とを、螺旋状上り傾斜面(37)を介して滑らかに連続させたものである。
【0077】
○ 実施形態3. 請求項1・5. 図4参照.
図4(A)は本発明の実施形態3を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室のピストン上面部分の斜視図、図4(B)は図4(A)のB−B線断面図である。
この実施形態3は、上記実施形態1または2の構成において、次の構成を追加したものである。
【0078】
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)は、その溝幅方向の左右両側部から分流ガイド体(7)に近づくほど深くなる中下がり傾斜状に形成したものである。
【0079】
○ 実施形態4. 請求項1. 図5・図6参照.
図5(A)は本発明の実施形態4を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図5(B)は図5(A)中のピストンの平面図、図5(C)は図5(B)のC−C線断面図。図6(A)・図6(B)は図5中のピストン上面部分の斜視図である。
この実施形態4は、上記実施形態1・2または3の構成において、その一部を次のように変更したものである。
【0080】
前述の実施形態1(図1・図2)では、分流ガイド体(7)の始端部(31)は、拡散ガイド溝(6)内の始端側領域(32)内で、前記噴孔(3)の下端開口部(33)の直前にずらせて位置させた。この構成をこの実施形態4では次のように変更する。
【0081】
すなわち、その分流ガイド体(7)の始端部(31)は、拡散ガイド溝(6)内の始端側領域(32)内で、前記噴孔(3)の下端開口部(33)内のうちの前寄り部分でのみオーバーラップさせる構成にしたものである。
【0082】
○ 実施形態5. 請求項1. 図7・図8参照.
図7(A)は本発明の実施形態5を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図7(B)は図7(A)中のピストンの平面図、図7(C)は図7(B)のC−C線断面図。図8(A)・図8(B)は図7中のピストン上面部分の斜視図である。
この実施形態5は、上記実施形態1・2・3または4の構成において、その一部を次のように変更したものである。
【0083】
前述の分流ガイド体(7)の始端部(31)は、拡散ガイド溝(6)内の始端側領域(32)と終端側領域(35)との間の中間領域(34)内に位置させるとともに、左右一対の円板状凹室(5)(5)の中心点間を結ぶ仮想線(36)よりも噴孔(3)側に偏倚させるとともに、噴孔(3)の下端開口部(33)よりも上記仮想線(36)に近い位置に位置させる構成にしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は本発明の実施形態1を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図1(B)は図1(A)中のピストンの平面図、図1(C)は図1(B)のC−C線断面図。
【図2】図2(A)・図2(B)は図1中のピストン上面部分の斜視図。
【図3】図3(A)は本発明の実施形態2を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室のピストン上面部分の斜視図、図3(B)は図3(A)のB−B線断面図、図3(C)は図3(A)のC−C線断面図。
【図4】図4(A)は本発明の実施形態3を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室のピストン上面部分の斜視図、図4(B)は図4(A)のB−B線断面図。
【図5】図5(A)は本発明の実施形態4を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図5(B)は図5(A)中のピストンの平面図、図5(C)は図5(B)のC−C線断面図。
【図6】図6(A)・図6(B)は図5中のピストン上面部分の斜視図。
【図7】図7(A)は本発明の実施形態5を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図7(B)は図7(A)中のピストンの平面図、図7(C)は図7(B)のC−C線断面図。
【図8】図8(A)・図8(B)は図7中のピストン上面部分の斜視図。
【図9】図9(A)は従来技術1を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図9(B)は図9(A)中のピストンの平面図。
【図10】図9中のピストン上面部分の斜視図。
【図11】図11(A)は従来技術2を示す水冷縦形ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の縦断側面図、図11(B)は図11(A)中のピストンの平面図。
【図12】図11中のピストン上面部分の斜視図。
【符号の説明】
1…主室. 2…うず室. 3…噴孔. 4…ピストン上面. 5…円板状凹室. 6…燃焼ガス流拡散ガイド溝. 7…分流ガイド体. 8…溝底面. 9…溝側縁. 10…溝始端部. 11…溝終端寄り部. 12…溝終端縁. 13…ガイド体側面. 14…室内周面. 15…ガイド体始端面. 16…ガイド体上面. 17…水平上面部分. 18…傾斜上面部分. 20…溝底面終端部. 21…凹室底面. 37…螺旋状上り傾斜面。
Claims (4)
- ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室の主室(1)にうず室(2)を噴孔(3)を介して連通させ、噴孔(3)は主室(1)の上面の後部位置に前下がり傾斜向きに開口させ、
主室(1)の下面を形成するピストン上面(4)に、左右一対の円板状凹室(5)(5)と燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)と分流ガイド体(7)とを設け、
左右一対の円板状凹室(5)(5)は、ピストン上面(4)の前後方向の中間領域内で互いに左右に離して配置し、
燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)は、ピストン上面(4)の左右方向の中間部領域内で、前後方向の後部領域から中間部領域に亘って形成し、この拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)は、前上がり傾斜状に形成し、拡散ガイド溝(6)の左右両溝側縁(9)(9)は互いに前拡がりに形成し、
拡散ガイド溝(6)の後端の溝始端部(10)に噴孔(3)を臨ませ、拡散ガイド溝(6)の前寄りの溝終端寄り部(11)を各円板状凹室(5)(5)のピストン中心側凹室部分に連通させ、
分流ガイド体(7)は、拡散ガイド溝(6)内の溝幅中間部領域内で溝底面(8)に対して段上がり状に形成し、
て構成したディーゼルエンジンのうず室式燃焼室において、
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝終端縁(12)は、各円板状凹室(5)(5)内に位置させ、
分流ガイド体(7)の左右の各ガイド体側面(13)(13)は、左右の各円板状凹室(5)(5)の各室内周面(14)(14)のうちのピストン中心寄りの内周面部分に滑らかに連続させ、
分流ガイド体(7)のガイド体上面(16)は、その始端側に位置する水平上面部分(17)と、その終端側に位置する上り傾斜上面部分(18)とを、前後に並べて折れ曲がり状に連続させたものから成り、
水平上面部分(17)はピストン上面(4)に対してより低い位置でほぼ平行に形成し、上り傾斜上面部分(18)は水平上面部分(17)の終端部からピストン上面(4)に向かって次第に高くなる上り傾斜状に形成し、
て構成したことを特徴とするディーゼルエンジンのうず室式燃焼室。 - 請求項1に記載のディーゼルエンジンのうず室式燃焼室において、
前記分流ガイド体(7)の始端面(15)を前上がりの傾斜面に形成した、ことを特徴とするもの。 - 請求項1または2に記載のディーゼルエンジンのうず室式燃焼室において、
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)の終端部に位置する溝底面終端部(20)は、円板状凹室(5)の凹室底面(21)よりも低く位置させ、
この溝底面終端部(20)と凹室底面(21)とを、螺旋状上り傾斜面(37)を介して滑らかに連続させ、て構成したことを特徴とするもの。 - 請求項1・2または3に記載のディーゼルエンジンのうず室式燃焼室において、
前記燃焼ガス流拡散ガイド溝(6)の溝底面(8)は、その溝幅方向の左右両側部から分流ガイド体(7)に近づくほど深くなる中下がり傾斜状に形成した、ことを特徴とするもの。
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