JPH0216029Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、渦流燃焼室式デイーゼル機関に係
り、特に、アイドリング時において着火遅れに伴
つて発生する騒音を可及的に低減すると共に、炭
化水素の発生をも低減できる渦流燃焼室式デイー
ゼル機関に関するものである。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般に渦流燃焼室式デイーゼル機関にあつて
は、第１図に示すごとくシリンダヘツド１内に形
成され、シリンダ室２と連通された渦流室３を有
し、この渦流室３内に燃料を噴射すべく燃料噴射
ノズル４がこれに臨んで設けられている。また、
冷間時の始動性を考慮してグロープラグ５も設け
られている。渦流室３は、これに噴射された燃料
を圧縮空気と充分に混合させるため、その室内に
圧縮空気の渦流を生じさせるように構成されてい
る。

ところで、一般にデイーゼル機関では着火遅れ
が長いと急激な燃焼が起こり、騒音の発生、及び
未燃焼や不完全燃焼による排ガス中の炭化水素成
分の濃度が高くなるという問題がある。特にアイ
ドリング時では機関全体の温度も低くなつている
ため、燃料自体の着火性が悪く、その傾向が顕著
となる。

そこで、上述のごとき渦流燃焼室式デイーゼル
機関ではその対策として、小量の予行噴射を行う
副噴口ノズルを採用し、その着火性を高めるもの
が知られている。

この予行噴射は、渦流室の側壁の、副噴口に近
い箇所に向けて、これに衝突させるように行われ
る。

しかし乍ら、従来ではその予行噴射の方向に対
して上述のごとき衝突面が比較的傾斜した状態に
形成されており（第２図に仮想線で図示）、衝突
面に衝突した燃料はその噴射勢い（貫徹力）が充
分減衰されずに反射して前述の圧縮空気の渦流の
中に巻き込まれ、充分に霧化されないという問題
があつた。即ち着火遅れが充分に短縮されず、従
つて騒音、特にアイドリング時の騒音が低減され
ず、また排ガス中の炭化水素成分の濃度も充分に
低減されないという問題があつた。

尚、関連する技術として、「渦流室式燃焼室」
（実開昭55−39338号公報）が提案されている。

〔考案の目的〕

本考案は、上述のごとき問題点に鑑みて、これ
らを有効に解決すべく創案されたものである。

本考案の目的は、着火遅れに伴つて発生する騒
音、特にアイドリング時の騒音を可及的に低減す
ると共に、排ガス中の炭化水素成分の濃度をも低
減することができる渦流燃焼室式デイーゼル機関
を提案することにある。

なお、関連技術として「圧縮着火式内燃機関の
補助点火装置」（特開昭57−51909号公報）の提案
がある。

この提案は、渦流室内に衝突面に対応する突起
を形成することによつて、渦流を減衰するため、
渦流室とシリンダ内とを連結する連絡ノズル孔を
この減衰を見込んだノズル孔断面に設定しなけれ
ばならなくなり、渦流室に対する空気の押込み抵
抗が増大し、ピストンのポンピングロスが増大す
ることを防止できないという技術的な課題があ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は上記目的を達成するために、シリン
ダヘツド内に渦流室を形成すると共に、渦流室の
外方に渦流室内と連通するノズル孔を形成し、該
ノズル孔上部にノズル孔を通じて渦流室内へ燃料
を噴射する主噴口及びノズル孔内に燃料を予行噴
射する副噴口を有した副噴口ノズルを設け、ノズ
ル孔の渦流室側に、副噴口の軸線と略垂直の燃料
の衝突面を形成したものである。

〔作用〕

渦流室に、この渦流室内に連通させてノズル孔
を形成すると、このノズル孔は、渦流室に対して
個別の空間を形成するから、渦流室内で生成され
る渦流を減衰させることがなく、渦流室内を旋回
する渦流の強度は燃焼に適した最適な強度に保た
れる。一方、衝突面は、副噴口の軸線に対しほぼ
垂直に対向して形成されるから、この衝突面と衝
突して、微粒子化された燃料は、ノズル孔内の上
方、つまり副噴口側へ反射し、ノズル孔から渦流
室内に積極的に侵入することがない。したがつ
て、副噴口から噴射された燃料はノズル孔内で確
実に微粒子化され、ノズル孔内及び渦流室の雰囲
気によつて速やかに蒸発されてノズル孔内の空気
と混合し、ノズル孔内に着火及び火炎伝播の良い
混合気として分布する。他方、主噴口は上記副噴
口に対し時間的に遅れてノズル孔を通じて渦流室
に噴射され、その渦流室内の渦流に巻込まれつつ
蒸発し、渦流室内に混合気を生成する。

このようにノズル孔内には、着火及び火炎伝播
の良い混合気が生成され、渦流室内には、機関の
出力を得るに適した混合気が生成される。

したがつて、燃焼に着火遅れがなくなり、良好
な火炎伝播燃焼が行われ、燃焼未燃焼物の排出量
を大巾に低減し、燃焼騒音を大巾に低減される。

なお、上記従来例（特開昭57−51909号公報）
の課題となつている、渦流室内の渦流減衰は、ノ
ズル孔の渦流室側に、副噴口の軸線と略垂直の燃
料の衝突面を形成したことによつて解消される。

〔考案の実施例〕

以下に本考案の好適一実施例について、添付図
面に従つて説明する。

第２図は、本考案に係るデイーゼル機関の渦流
室３を示すが、シリンダヘツド１内に形成され、
シリンダ室２に連通している。

渦流室３に臨んで設けられる副噴口ノズル４は
シリンダヘツド１に形成されたノズル孔６内に挿
入され、渦流室３の側壁７の熱から保護されるよ
う、断熱部材８（ヒートシールド）を介してシリ
ンダヘツド１に支持されている。

副噴口ノズル４は、その軸方向に沿つて主噴口
９を有し、副噴口１０は主噴口９よりも小さな口
径で上記軸方向に対して傾斜した方向に向つて開
口されている。

副噴口１０からの噴射方向には渦流室３からノ
ズル孔６へと側壁７が連続する境界部分が位置
し、そこに上記噴射方向に対して略垂直な平面で
衝突面１１が形成されている。したがつて上記ノ
ズル孔６は渦流室３に対して連通し且つ独立した
混合気生成の通路を区画形成する。なお、５はグ
ロープラグである。

次に本考案の作用について説明する。

ピストンの上昇に伴つて渦流室３内では、その
側壁７に沿つて圧縮空気の強い渦流が生ずる。こ
の渦流中に主噴口９から燃料が噴射される寸前
に、副噴口１０から小量の予行噴射を行う。この
予行噴射は、副噴口１０の口径が小さいので粒径
の小さな液滴群となつて衝突面１１に吹き付けら
れる。衝突面１１は、予行噴射の方向に対して略
垂直な面に形成されているので、その燃料は反射
した後に二次飛散による微粒子化が進み、着火し
やすくなる。更にその分布は、渦流の影響が比較
的少ないノズル孔６側に集中するので渦流内に巻
き込まれる量も少なく、着火性を維持したままノ
ズル孔６と渦流室３の境界部周辺に存在すること
になる。

この状態で主噴口１０から渦流室３内、乃至グ
ロープラグ５周辺に主な燃料が噴射される。この
燃料は強い渦流により圧縮空気との混合が充分に
行われ、渦流室３内で略均一に分布する。

従つて、予行噴射によつて噴射された燃料は着
火性が高められて着火遅れを短縮し、主噴口９か
ら噴射された大部分の燃料は均質で緩かな完全燃
焼をすることになり、騒音は低減され、且つ炭化
水素成分の濃度も低減されることになる。

なお、第３図に示すごとく、副噴口ノズル１０
とシリンダヘツド１との間に介設された断熱部材
８の一部を渦流室３側へ延出し、これをもつて副
噴口１０の噴射方向に対して略垂直な衝突面１１
を形成しても、本実施例と同様の作用効果を発揮
するのは勿論である。

なお、第２図及び第３図に於いて２０はガスケ
ツトを示す。

〔考案の効果〕

以上の説明より明らかなように本考案によれば
次のごとき優れた効果が発揮される。

(1) シリンダヘツド内に渦流室を形成すると共
に、渦流室の外方に渦流室内と連通するノズル
孔を形成し、このノズル孔上部にノズル孔を通
じて渦流室内へ燃料を噴射する主噴口及びノズ
ル孔内に燃料を予行噴射する副噴口を有した副
噴口ノズルを設け、ノズル孔の渦流室側に、副
噴口の軸線と略垂直の燃料の衝突面を形成した
結果、ノズル孔内に、渦流室へ流出されること
ない着火及び火炎伝播の良い混合気を生成し、
渦流室内にそのノズル孔内の混合気の火炎伝播
によつて遅れて燃焼される混合気を生成される
から、燃焼に着火遅れがなくなり、良好な火炎
伝播燃焼が達成される。そしてこの結果、燃焼
未燃焼物の排出量を大巾に低減でき、燃焼騒音
を大巾に低減できる。

(2) 構造が簡単で容易に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は渦流燃焼室式デイーゼル機関の概略構
成図、第２図は本考案に係る渦流室の一実施例を
示す側断面図、第３図は本考案の他の一実施例を
示す側断面図である。 なお、図中１はシリンダヘツド、２はシリンダ
室、３は渦流室、４は副噴口ノズル、６はノズル
孔、７は渦流室の側壁、８は断熱部材、１０は副
噴口、１１は衝突面である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダヘツド内に渦流室を形成すると共に、
   渦流室の外方に渦流室内と連通するノズル孔を形
   成し、該ノズル孔上部にノズル孔を通じて渦流室
   内へ燃料を噴射する主噴口及びノズル孔内に燃料
   を予行噴射する副噴口を有した副噴口ノズルを設
   け、ノズル孔の渦流室側に、副噴口の軸線と略垂
   直の燃料の衝突面を形成した渦流燃焼室式デイー
   ゼル機関。