JPH0244035Y2

JPH0244035Y2 -

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Publication number: JPH0244035Y2
Application number: JP1983124777U
Authority: JP
Priority date: 1983-08-10
Filing date: 1983-08-10
Publication date: 1990-11-22
Also published as: JPS6032534U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、シリンダ内の主燃焼室と噴孔を介し
て連通する渦流室を備えた渦室式デイーゼルエン
ジンに関し、とくにその燃料噴射機構の改良に関
するものである。

（従来技術）従来の一般的な渦室式デイーゼルエンジンで
は、渦流室に対して一個の燃料噴射ノズルを設
け、渦流室内に強い渦流が生じている所定時期
に、上記ノズルから渦流に沿つた方向に燃料を噴
射させることにより、燃焼性を向上するようにし
ていた。

しかし、エンジンの始動時やアイドリング時に
おいては、とくに渦流室内壁面付近が冷却水によ
り冷却されて温度が低くなつており、これと比べ
て渦流室の中心部付近は比較的温度が高いため、
渦流室の中心部に向けて燃料を噴射する方が着火
性および燃焼性が高められる。このような観点か
ら、特開昭54−74014号公報には、渦流に沿う方
向に燃料を噴射する第１のノズル（主ノズル）に
加え、このノズルよりも渦流中心部方向に燃料を
噴射する第２のノズル（補助ノズル）を設け、エ
ンジンの始動時等に第２のノズルから燃料を噴射
させるようにした構造が提案されている。

ところで、この構造においてはエンジン運転条
件に応じて単に渦流室への燃料噴射方向を変化さ
せるようにしているが、この場合に第２のノズル
から噴射される燃料は渦流による撹拌作用をあま
り受けないので、この状態でも第２のノズルから
の噴射燃料が空気と混合され易い噴射条件を与え
ることが、着火性の向上を図る上で一層望まし
い。

とくに、始動時やアイドリング時等の騒音につ
いて着目した場合、エンジンが正常に作動してい
ても、着火遅れが大きいほどその間に噴射される
燃料が急激に燃焼することによりエンジン音が大
きくなり、また、燃焼最高圧力が高くなるとエン
ジン音が大きくなる。従つて、アイドリング時に
は、着火性の向上により、できるだけ着火遅れを
小さくするとともに、失火が生じない範囲ででき
るだけ燃料噴射時期を送らせて燃焼最高圧力を引
下げることが、騒音の低減に好ましい。

（考案の目的）本考案はこのような事情に鑑み、アイドリング
時等の低負荷、低回転時における着火性を向上
し、これによつて失火を防止するとともに、エン
ジンの騒音を低減することのできる渦室式デイー
ゼルエンジンを提供することを目的とするもので
ある。

（考案の構成）本考案の渦室式デイーゼルエンジンは、渦流室
の渦流に沿う方向に燃料を噴射する第１のノズル
と、渦流室の中心部方向へ燃料を噴射し、かつ、
渦流室の中心部付近で燃料が拡散するように貫徹
力が小さく設定されている第２のノズルと、この
第２のノズルを低回転、低負荷運転時に、上記第
１のノズルをその他の運転時に燃料噴射させる噴
射時期操作装置とを備えている。上記貫徹力とは
噴霧の到達力を意味する。上記第１のノズルは従
来の一般的な渦室式デイーゼルエンジンに用いら
れている燃料噴射ノズルに相当する。また、第１
のノズルに比べて第２のノズルの貫徹力を小さく
する構造としては、両ノズルのタイプを異ならせ
ることによつて第２のノズルから噴射される燃料
の粒径を小さくするようにしてもよいし、第２の
ノズルの噴霧角を大きくするようにしてもよい。

（実施例）第１図は本考案の一実施例を示す。同図におい
て、１はシリンダヘツド２に形成された渦流室で
あつて、口金３に設けられた噴孔４を介し、シリ
ンダ内の主燃焼室（図示省略）に連通している。
上記噴孔４はシリンダヘツド２下面に対し所定角
度傾斜して設けられ、ピストン（図示省略）の上
昇に伴つて噴孔４から流入する空気により渦流室
１内に渦流が生じる構造となつている。

シリンダヘツド２には、渦流室１に臨む第１の
ノズル５および第２のノズル６と、始動時に渦流
室１を予備加熱するためのグロープラグ７とが取
付けられている。上記第１のノズル５は、渦流室
１内の渦流に沿う方向に燃料を噴射するように、
鉛直線に対して所定角度傾斜させた状態で渦流室
１の上方に配置され、第２のノズル６は、渦流室
１の中心部方向へ燃料噴射するように、渦流室１
の側方に横向きに配置されている。また、第１の
ノズル５は、高負荷、高速時の強い渦流にも充分
に燃料を混入させることができる程度の貫徹力を
有し、従来の一般的なこの種エンジンに用いられ
ているスロツトルノズルにより形成されている。
一方、第２のノズル６は、第１のノズル５よりも
貫徹力が小さく、このノズル６から噴射された燃
料が対向壁側へ貫徹してしまわずに渦流室１の中
心部付近で拡散するようになる程度に貫徹力が設
定され、後に詳述するポペツトノズルにより形成
されている。

この各ノズル５，６は第１および第２の燃料噴
射ポンプ１１，１２にそれぞれ接続されている。
この各燃料噴射ポンプ１１，１２は、内部にガバ
ナ機構を備え、コントロールレバー１３，１４が
図外のアクセルペダルに連動されて、燃料噴射量
を調節することができるように構成されるととも
に、制御信号に応じて燃料供給を遮断するフユー
エルカツトソレノイド１５，１６を備えている。
また、後に詳述するエンジン騒音の軽減を図るた
めに、第１の燃料噴射ポンプ１１は従来の一般的
な進角領域（0゜〜25゜BTDC）を備えており、第
２の燃料噴射ポンプ１２は、噴射タイミングを大
きく遅らすことができる進角領域（0゜〜
25゜ATDC）を備えている。さらに第１の燃料噴
射ポンプ１１には、エンジン回転数を検出する回
転数センサ１７と、コントロールレバー１３の開
度を検出することにより負荷を検出する負荷セン
サ１８とが具備されている。上記各センサ１７，
１８の出力は、噴射時期操作装置としての制御ユ
ニツト１９に入力されている。この制御ユニツト
１９は、上記センサ１７，１８の出力を応じて各
フユーエルカツトソレノイド１５，１６を後述す
るフローチヤートに従つて制御するようにしてい
る。

第２図は、第２のノズル６として用いられるポ
ペツトノズルの具体的構造を示す。このノズル６
は、後端に燃料導入口２１を開口させたノズルホ
ルダ２２と、その先端にキヤツプナツト２３で固
定されたノズルボデイ２４と、このノズルボデイ
２４に挿通されたノズルバルブ２５と、このノズ
ルバルブ２５を後方に付勢するスプリング２６
と、ノズルホルダ２２内の燃料通路に設けたエツ
ジフイルタ２７とを備えている。そして、燃料が
加圧供給されたとき、ノズルバルブ２５が前進し
てその先端外周面２８がノズルボデイ２４の先端
内周面２９から離間することにより、この隙間か
ら燃料が噴射されるようにしている。この構造に
よれば、スロツトルノズルと比べてノズルボデイ
２４先端の口径が大きく、ノズルバルブ２８とノ
ズルボデイ２４との間の環状の隙間から燃料が噴
射されるので、スロツトルノズルを用いた第１の
ノズル５よりも噴射燃料の粒径が小さくなる。そ
して、噴射燃料の粒径が小さくなれば、体積に対
する表面積（空気との接触面積）の比率が大きく
なり、空気抵抗により貫徹力が小さくなる。

第３図は制御ユニツト１９による制御のフロー
チヤートを示す。この図のように、制御ユニツト
１９においては、前記各センサ１７，１８から与
えられるエンジン回転数検出値Ｎおよび負荷検出
値Peが読込まれ（ステツプS₁）、これらの検出値
Ｎ，Peと設定値N₁，P₁とが比較、判別される
（ステツプS₂，S₃）。上記各検出値Ｎ，Peがいず
れも設定値N₁，P₁未満である場合は、第１のフ
ユーエルカツトソレノイド１５をOFF（燃料遮断
状態）とするとともに、第２のフユーエルカツト
ソレノイド１６をON（燃料導通状態）とする制
御信号が出力される（ステツプS₄）。一方、各検
出値Ｎ，Peの少なくとも一方が設定値N₁，P₁以
上となつた場合は、第１のフユーエルカツトソレ
ノイド１５をONとするとともに第２のフユーエ
ルカツトソレノイド１６をOFFとする制御信号
が出力される。

この制御により、低回転、低負荷運転時には第
２のノズル６から燃料が噴射され、その他の運転
時には第１のノズル５から燃料が噴射されて、こ
れらの運転状態に応じた適切な燃料噴射が行われ
る。つまり、この種のデイーデルエンジンでは、
ピストンが上死点付近にあるときの高圧、高温の
渦流室１内に燃料が噴射されて自己着火するので
あるが、比較的高回転、高負荷の運転時において
は、第１のノズル５からある程度大きな貫徹力で
渦流に沿つた方向に燃料が噴射される。従つて、
渦流により燃料の拡散、混合が促進される。一
方、アイドリング時等の低回転、低負荷時には、
燃焼室１内で比較的温度が高い中心部付近の第２
のノズル６から燃料が噴射される。また、この場
合に渦流による拡散作用はあまり期待できない
が、第２のノズル６にはポペツトノズルを用いて
噴射燃料の粒径を小さくすることにより貫徹力を
小さくしているので、燃焼室１の中心部付近にお
いて燃料が拡散し、充分に空気と混合される。

第４図は、従来の噴射機構による場合と上記実
施例の噴射機構による場合とにつき、アイドリン
グ時におけるエンジン騒音を種々の噴射タイミン
グで調べた測定結果を示し、エンジン騒音はエン
ジンの左１ｍの位置で測定した。同図において、
曲線Ａは噴霧角がほぼ0゜のスロツトルノズルを用
いてアイドリング時にもこのノズルから渦流方向
に燃料を噴射するようにした従来の一般的噴射機
構による場合、曲線Ｂは同様のスロツトルノズル
を用いて燃焼室中心方向に燃料を噴射するように
した従来の改良噴射機構による場合、曲線Ｃは上
記実施例の噴射機構による場合の、各騒音特性を
示す。この各騒音特性はそれぞれの場合の計測値
から求めたものであり、また、各場合においてそ
れぞれ特性曲線Ａ，Ｂ，Ｃで示す範囲より噴射タ
イミングを遅らせると失火等が生じる。

この測定結果からも明らかなように、アイドリ
ング時にポペツトノズルから燃焼室中心方向に燃
料を噴射させた場合、他の場合と比べて燃焼性が
向上されるため、着火遅れによる急激燃焼が避け
られるので、同じ噴射タイミングでも騒音が軽減
される。さらに、着火性の向上により、自己着火
可能な下限圧力が下げられて噴射タイミングを他
の場合よりも大きく遅らせることができる。従つ
て、失火等が生じない範囲で低回転、低負荷運転
時の噴射タイミングを遅らせるように予め設定し
ておけば、エンジン騒音が一層軽減され、その意
味で第１図の実施例に示すように、進角領域がそ
れぞれ異なる第１と第２の燃料噴射ポンプ１１，
１２、詳しくは0゜〜25゜BTDCの進角領域を備え
る第１の燃料噴射ポンプ１１と0゜〜25゜ATDCの
進角領域を備える第２の燃料噴射ポンプ１２とが
設けられている。

また、ポペツトノズルはスロツトルノズルより
小型であるため、これを第２のノズル６に用いる
ことは配置面からも有利である。

第５図は本考案の別の実施例の要部を示す。こ
の実施例では、第１と第２の両ノズル５，６′を
ともにスロツトルノズルで形成するが、第２のノ
ズル６′の噴霧角を第１のノズル５の噴霧角より
大きくし、例えば第１のノズル５の噴霧角はほぼ
0゜、第２のノズル６′の噴霧角は約15゜としてい
る。他の部分の構造および制御のフローチヤート
は第１の実施例と同様であるため省略する。

このように第２のノズル６′の噴霧角を大きく
した場合でも、噴射された燃料が拡散するに伴つ
て噴射力が減衰されるため、貫徹力が小さくな
る。そして、この場合も着火性が向上されること
により、前記のポペツトノズルを用いた場合と同
程度に騒音が軽減され、かつ噴射タイミングを遅
らすことができる。

（考案の効果）以上のように本考案の渦室式デイーゼルエンジ
ンは、低回転、低負荷運転時には第２のノズルか
ら燃焼室中心方向に燃料を噴射させるようにし、
かつ、この第２のノズルは、渦流室の中心部方向
へ燃料を噴射し、かつ、渦流室の中心部付近で燃
料が拡散するように貫徹力が小さく設定されてい
るため、低回転、低負荷運転時の着火性が格段に
向上される。そして、着火性の向上により、着火
遅れに起因した急激に燃焼が防止されるととも
に、噴射タイミングを遅らすことが可能になり、
これらによつてエンジン騒音を大幅に軽減するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略図、第２
図は第２のノズルとして用いるポペツトノズルの
拡大断面図、第３図は制御のフローチヤート、第
４図はエンジン騒音の測定結果を示すグラフ、第
５図は別の実施例を示す要部断面図である。１……渦流室、５……第１のノズル、６，６′
……第２のノズル、１９……制御ユニツト（噴射
時期操作装置）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１シリンダ内の主燃焼室と噴孔を介して連通す
る渦流室を備えた渦室式デイーゼルエンジンに
おいて、上記渦流室の渦流に沿う方向に燃料を
噴射する第１のノズルと、渦流室の中心部方向
へ燃料を噴射し、かつ、渦流室の中心部付近で
燃料が拡散するように貫徹力が小さく設定され
ている第２のノズルと、この第２のノズルを低
回転、低負荷運転時に、上記第１のノズルをそ
の他の運転時にそれぞれ燃料噴射させる噴射時
期操作装置とを設けたことを特徴とする渦室式
デイーゼルエンジン。２第１のノズルはスロツトルノズルとし、第２
のノズルはポペツトノズルとしたことを特徴と
する実用新案登録請求の範囲第１項記載の渦室
式デイーゼルエンジン。３第２のノズルは第１のノズルより噴霧角の大
きいノズルとしたことを特徴とする実用新案登
録請求の範囲第１項記載の渦室式デイーゼルエ
ンジン。