JPH03145515A - Engine with heat insulation sub-chamber - Google Patents
Engine with heat insulation sub-chamberInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、断熱構造の副室を備えた副室断熱エンジン
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a pre-chamber insulation engine having a pre-chamber having a heat-insulating structure.
一般に、副室式エンジンは、主室と副室とを有し、画室
をスロート即ち連絡孔によって連通している。主燃焼室
〔上死点（Ｔ、Ｄ、Ｃ，）での主燃焼室の容積〕と副室
との容積割合は、現在主流のスワールチャンバタイプで
、約５０％宛となっている。Generally, a subchamber type engine has a main chamber and a subchamber, and the compartments are communicated through a throat or communication hole. The volume ratio between the main combustion chamber [volume of the main combustion chamber at top dead center (T, D, C,)] and the sub-chamber is approximately 50% in the currently mainstream swirl chamber type.
また、上記連絡孔の面積は、ピストン頂面の面積の０．
９〜１．４％程度となっており、この連絡孔より圧縮行
程では副室内に強いスワールが発生し、燃料と空気の混
合が行われる。また、副室内での一次燃焼後、燃焼ガス
はこの連絡孔より主燃焼室に高速で噴出し、主燃焼室に
存在する新気と混合することにより、二次の混合及び燃
焼が行われる。Further, the area of the communication hole is 0.0% of the area of the top surface of the piston.
It is about 9 to 1.4%, and a strong swirl is generated in the pre-chamber during the compression stroke through this communication hole, and the fuel and air are mixed. Further, after the primary combustion in the pre-chamber, the combustion gas is ejected from the communication hole into the main combustion chamber at high speed and mixed with fresh air present in the main combustion chamber, thereby performing secondary mixing and combustion.
上記の構成によって、副室式エンジンは、燃料と空気と
の混合が副室と主燃焼室とで２回行われ、混合状態が直
接噴射式エンジンに比較して良好になり、−次燃焼と二
次燃焼に分けられているため、ＮＯＸの生成が少ないと
いう特性を有している。With the above configuration, in the pre-chamber engine, fuel and air are mixed twice in the pre-chamber and in the main combustion chamber, resulting in a better mixing condition compared to a direct injection engine, resulting in secondary combustion. Since it is separated into secondary combustion, it has the characteristic of producing less NOX.
従来・汎用ディーゼルエンジンの渦流式燃焼室として、
実開昭４７−２１００５号公報に開示されたものがある
。該汎用ディーゼルエンジンの渦流式燃焼室は、渦流式
燃焼室における主噴孔を有する壁に、前記主噴孔と反対
側に主噴孔口径の少なくとも１／３以下の小口径である
と共に、前記主噴孔による渦流と反対方向の小渦流を生
じるように、接線方向に明けられる副噴孔を設けたもの
である。As a swirl combustion chamber for conventional and general-purpose diesel engines,
There is one disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 47-21005. The swirl combustion chamber of the general-purpose diesel engine has a wall having a main injection hole in the swirl combustion chamber, and a small diameter of at least 1/3 or less of the main injection hole diameter on the opposite side from the main injection hole, and A sub-nozzle hole is provided that is opened in the tangential direction so as to generate a small vortex flow in the opposite direction to the vortex flow caused by the main nozzle hole.
〔発明が解決しようとするｆｉｉＵ
しかしながら、副室式エンジンは直接噴射式エンジンに
比較して、サイクル効率が低いという問題点を有してい
る。その理由は、−次燃焼から二次燃焼に移る時に、断
面積の小さな連絡孔を通るため、全体の燃焼時間が長く
なること、また、圧縮行程において連絡孔を通って空気
を圧縮する必要があるため、圧縮仕事が増大するからで
ある。[FIIU to be Solved by the Invention However, the subchamber type engine has a problem in that the cycle efficiency is lower than that of the direct injection type engine. The reason for this is that when moving from secondary combustion to secondary combustion, the air passes through a connecting hole with a small cross-sectional area, which lengthens the overall combustion time.Also, in the compression stroke, air needs to be compressed through the connecting hole. This is because the compression work increases.
前掲実開昭４７−２１００５号公報に開示された汎用デ
ィーゼルエンジンの渦流式燃焼室は、主噴孔と反対側に
主噴孔口径の少なくとも１７３以下の小口径の副噴孔を
設けているが、該副噴孔は連絡孔の断面積を大きくする
ためでなく、主噴孔による渦流と反対方向の小渦流を生
じさせるように副噴孔を接線方向に明けたものである。The vortex combustion chamber of the general-purpose diesel engine disclosed in the above-mentioned Japanese Utility Model Publication No. 1987-21005 has a sub-nozzle hole with a small diameter at least 173 mm or less than the main nozzle hole diameter on the opposite side of the main nozzle hole. The sub-nozzle holes are opened in the tangential direction not to increase the cross-sectional area of the communication hole, but to generate a small vortex flow in the opposite direction to the vortex flow caused by the main nozzle hole.
従って、連絡孔の断面積はそれほど大きくならず、また
、連絡孔はシリンダに対応するシリンダヘッド下面の外
周部位に形成されているため、スワール形成について主
噴孔と副噴孔との相対的形成方向を考慮しなければなら
ない。Therefore, the cross-sectional area of the communicating hole is not so large, and since the communicating hole is formed on the outer periphery of the lower surface of the cylinder head corresponding to the cylinder, the relative formation of the main nozzle hole and the sub-nozzle hole with respect to swirl formation Direction must be considered.
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
主燃焼室と副室とを連通ずる複数個の連絡孔を分離した
位置に形成して連絡孔全体の通路面積を拡大し、副室へ
の吸入空気導入の圧縮仕事を低減すると共に、副室と主
燃焼室での燃焼時間を短縮してサイクル効率を向上させ
、連絡孔面積の拡大によって副室内に形成されるスワー
ルの低減をカバーするため、各連絡孔を複数個分離して
接線方向に形成すると共に、スワール即ち空気流動の低
減分を燃料噴射ノズルの噴孔をホールタイプの多噴孔に
形成して混合気形成を向上させ、更に、前記各連絡孔か
らの火炎の噴出方向を吸気ボートから流入する吸入空気
による前記シリンダ内のスワール方向に対して対向流に
することによって混合を迅速に行って短時間に燃焼を完
結する副室断熱エンジンを提供することである。The purpose of this invention is to solve the above problems,
A plurality of communication holes are formed at separate locations to communicate the main combustion chamber and the sub-chamber, expanding the passage area of the entire communication hole, reducing the compression work of introducing intake air into the sub-chamber, and In order to improve cycle efficiency by shortening the combustion time in the main combustion chamber, and to reduce the swirl formed in the pre-chamber by increasing the area of the communication holes, multiple communication holes are separated and tangentially arranged. At the same time, the swirl, that is, the reduction in air flow, is created by forming the nozzle hole of the fuel injection nozzle into a hole-type multi-nozzle hole to improve the mixture formation, and furthermore, the direction of the flame jet from each communication hole is changed to the intake air. It is an object of the present invention to provide a pre-chamber adiabatic engine which quickly performs mixing and completes combustion in a short time by creating a counterflow to the swirl direction in the cylinder due to intake air flowing in from a boat.
この発明は、上記の目的を遠戚するために次のように構
成されている。即ち、この発明は、シリンダヘッド下面
部のシリンダ対向中央に配置した断熱構造の副室を構成
するセラ主ツク製副室ブロック、前記副室に対して接線
方向に前記副室ブロックに形成し且つ前記副室を主燃焼
室に分離箇所で連通ずる複数個の連絡孔、及び前記副室
の中央上部に配置し且つホールノズルタイプの多噴孔を
備えた燃料噴射ノズル、から成る副室断熱エンジンに関
する。This invention is configured as follows in order to achieve the above object. That is, the present invention provides a sub-chamber block made of ceramic material constituting a sub-chamber of a heat-insulating structure disposed at the center of the lower surface of the cylinder head facing the cylinder, the sub-chamber block being formed in the sub-chamber block in a tangential direction with respect to the sub-chamber; A pre-chamber insulated engine comprising: a plurality of communication holes that communicate the pre-chamber with the main combustion chamber at separation points; and a fuel injection nozzle disposed at the upper center of the pre-chamber and equipped with a hole nozzle type multi-nozzle hole. Regarding.
また、この副室断熱エンジンにおいて、吸気ポートから
流入する吸入空気による前記シリンダ内のスワール方向
に対して、前記各連絡孔からの火炎の噴出方向を対向流
にしたものである。Further, in this pre-chamber adiabatic engine, the direction of flame ejection from each of the communication holes is made to flow in a direction opposite to the swirl direction in the cylinder due to intake air flowing in from the intake port.
更に、この副室断熱エンジンにおいて、前記主燃焼室は
前記各連絡孔からの火炎の噴出方向に沿ってピストンヘ
ッド上面に形成した複数個の主室を有するものである。Furthermore, in this pre-chamber adiabatic engine, the main combustion chamber has a plurality of main chambers formed on the upper surface of the piston head along the direction of flame ejection from each of the communication holes.
この発明による副室断熱エンジンは、以上のように構成
されており、次のように作用する。即ち、この副室断熱
エンジンは、中央部に位置する副室を主燃焼室に連通ず
る連絡孔を複数個形成し、該連絡孔を接線方向に形成し
、及び前記副室に燃料噴射する燃料噴射ノズルをホール
ノズルタイプの多噴孔に形成したので、主燃焼室と副室
とを連通ずる連絡孔全体の通路面積を拡大することがで
き、副室と主燃焼室での燃焼時間を短縮してサイクル効
率を向上させ、しかも、副室への吸入空気導入の圧縮仕
事を低減できる。前記各連絡孔を複数個分離して接線方
向に形成して、連絡孔面積の拡大に伴うスワールの低減
をカバーし、更に、スワ−ル即ち空気流動の低減分を燃
料噴射ノズルの噴孔をホールタイプの多噴孔に形成する
ことで混合気形成を向上させる。The pre-chamber adiabatic engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, this pre-chamber adiabatic engine has a plurality of communication holes that communicate the pre-chamber located in the center with the main combustion chamber, the communication holes are formed in a tangential direction, and the fuel injected into the pre-chamber is formed in a plurality of communication holes. Since the injection nozzle is formed into a hole nozzle type multi-nozzle hole, the passage area of the entire communication hole that communicates the main combustion chamber and the sub-chamber can be expanded, reducing the combustion time in the sub-chamber and the main combustion chamber. This improves cycle efficiency and reduces the compression work required to introduce intake air into the auxiliary chamber. A plurality of the communication holes are formed separately and tangentially to cover the reduction in swirl caused by the expansion of the communication hole area, and furthermore, the reduction in swirl, that is, the air flow, is reduced through the nozzle hole of the fuel injection nozzle. Forming a hole-type multi-nozzle hole improves mixture formation.
更に、前記各連絡孔からの火炎の噴出方向を吸気ボート
から流入する吸入空気による前記シリンダ内のスワール
方向に対して対向流にすることによって混合を迅速に行
って短時間に燃焼を完結する。Further, by making the direction of flame ejection from each communication hole counter to the direction of swirl in the cylinder due to intake air flowing in from the intake boat, mixing is performed quickly and combustion is completed in a short time.
以下、図面を参照して、この発明による副室断熱エンジ
ンの実施例を詳述する。Embodiments of the pre-chamber adiabatic engine according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図はこの発明による副室断熱エンジンの一実施例を
示す断面図、第１図（Ａ）は第１図の副室の拡大断面図
、−及び第２図は第１図のシリンダヘッド下面の平面図
である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the pre-chamber adiabatic engine according to the present invention, FIG. 1(A) is an enlarged sectional view of the pre-chamber shown in FIG. 1, and FIG. It is a top view of a lower surface.
第１図において、この発明による副室断熱エンジンの一
実施例が示されている。この副室断熱エンジンは、主と
して、セラ逅ツク材料から断熱構造に構成した副室ブロ
ック４によって副室２を構成し、副室ブロック４に分離
した位置に形成し且つ副室２に対して接線方向に形成し
た連絡孔３によって副室２と主燃焼室ｌとを連通したも
のである。この副室ブロック４は、シリンダヘッド１０
に気筒数に対応して形成した穴部１３に嵌合して取付け
られている。副室ブロック４は、耐高温で且つ高強度の
セラミック材料１例えば、窒化珪素（ＳｉＪｎ） 、炭
化珪素（ＳｉＣ） 、チタン酸アルミニウム、複合材料
等のセラミック材料から断熱構造に構成されている。こ
の副室ブロック４に形成された連絡孔３は、連線孔面積
を増大させるため、複数個、図では３個分離箇所に形成
されている。副室ブロック４に形成した連絡孔３の形成
方向は、副室２に対して接線方向の同一方向に形成され
ている。従って、吸入行程において主燃焼室ｌから副室
２に流入する吸入空気は、副室２内でスワールを促進す
る方向に流入することになり、また、副室２からの火炎
は同様にスワールを促進するように主燃焼室１に噴出す
ることになる。In FIG. 1, an embodiment of the pre-chamber adiabatic engine according to the present invention is shown. In this pre-chamber insulation engine, the pre-chamber 2 is mainly constituted by a pre-chamber block 4 which is made of a ceramic material and has a heat-insulating structure. The auxiliary chamber 2 and the main combustion chamber 1 are communicated with each other by a communication hole 3 formed in the direction. This pre-chamber block 4 includes a cylinder head 10
The cylinders are fitted into holes 13 formed in accordance with the number of cylinders. The sub-chamber block 4 has a heat-insulating structure made of a high-temperature-resistant and high-strength ceramic material 1 such as silicon nitride (SiJn), silicon carbide (SiC), aluminum titanate, or a composite material. A plurality of communication holes 3, three in the figure, are formed in separate locations in order to increase the area of the communication holes 3 formed in the sub-chamber block 4. The communication holes 3 formed in the sub-chamber block 4 are formed in the same tangential direction with respect to the sub-chamber 2. Therefore, during the intake stroke, the intake air flowing from the main combustion chamber 1 into the auxiliary chamber 2 flows in a direction that promotes swirl within the auxiliary chamber 2, and the flame from the auxiliary chamber 2 similarly causes swirl. This will accelerate the ejection into the main combustion chamber 1.
また、副室ブロック４の中央上部には、燃料噴射ノズル
８が配置されている。この燃料噴射ノズル８の噴口は、
ホールノズルタイプの多噴孔に形成されている。従って
、燃料噴射ノズル８から噴射される燃料噴霧は、たとえ
副室２内のスワールが強力でなくても、十分に速く吸入
空気と混合気を生成することができる。Further, a fuel injection nozzle 8 is arranged at the upper center of the sub-chamber block 4. The nozzle of this fuel injection nozzle 8 is
It is formed into a hole nozzle type multi-nozzle hole. Therefore, the fuel spray injected from the fuel injection nozzle 8 can generate a mixture with intake air quickly enough even if the swirl in the subchamber 2 is not strong.
更に、図示していないが、副室ブロック４の断熱層及び
強度を向上させるため、該副室ブロック４の外側に断熱
層及び該断熱層の外面に対して鋳込みによって金属ブロ
ックを配置してもよい。また、シリンダヘッド１０の下
面部を、窒化珪素（ＳｉＪ−） 、炭化珪素（ＳｊＣ）
、チタン酸アル妄ニウム等のセラミック材料から断熱
構造に構成することもできることは勿論である。Furthermore, although not shown, in order to improve the heat insulation layer and strength of the sub-chamber block 4, a heat-insulating layer may be provided on the outside of the sub-chamber block 4, and a metal block may be placed by casting on the outer surface of the heat-insulating layer. good. In addition, the lower surface of the cylinder head 10 is made of silicon nitride (SiJ-), silicon carbide (SjC).
Of course, it is also possible to construct a heat insulating structure from a ceramic material such as alderium titanate.
副室ブロック４は、図では、気筒の中央部位に対応して
シリンダヘッド１０に形成した穴部１３に断熱空気層７
を形成した状態で嵌入されている。In the figure, the pre-chamber block 4 includes a heat insulating air layer 7 in a hole 13 formed in the cylinder head 10 corresponding to the central part of the cylinder.
It is inserted in a state where it is formed.
場合によっては、副室ブロック４は、断熱空気層を形成
することなく、シリンダヘッド１０に形成した穴部１３
に圧入等で嵌合することもできる。In some cases, the pre-chamber block 4 may be formed in the hole 13 formed in the cylinder head 10 without forming an insulating air layer.
It can also be fitted by press-fitting, etc.
副室２には、副室２に燃料を噴霧する燃料噴射ノズル８
が中央上部に取付けられている。シリンダへラド１０は
へソドガスケソト１４を介在してシリンダブロック１１
に固定されている。シリンダブロック１１に形成した複
数のシリンダにはシリンダライナ１５が各々嵌合し、該
各シリンダライナ１５には、ピストンリング１６を嵌着
したピストン１２が各々往復運動するように構成されて
いる。また、副室２には、場合によっては、副室２に噴
霧された燃料の着火を補助するグロープラグを設けるこ
とができる。更に、シリンダヘッドＩＯには、各シリン
ダに対応して吸気ボート９及び排気ポート６が形成され
ており、シリンダヘッド１０の下面部にはバルブシート
が形成されている。The subchamber 2 includes a fuel injection nozzle 8 that sprays fuel into the subchamber 2.
is attached to the upper center. The cylinder head 10 is connected to the cylinder block 11 via the cylinder head 14.
Fixed. Cylinder liners 15 are fitted into each of the plurality of cylinders formed in the cylinder block 11, and pistons 12 each having a piston ring 16 fitted into each cylinder liner 15 are configured to reciprocate. Further, the subchamber 2 may be provided with a glow plug that assists in igniting the fuel sprayed into the subchamber 2, depending on the case. Furthermore, an intake boat 9 and an exhaust port 6 are formed in the cylinder head IO corresponding to each cylinder, and a valve seat is formed in the lower surface of the cylinder head 10.
咳バルブシートには吸気ボート９を開閉するため吸気バ
ルブ１７が配置され、また、排気ポート６を開閉するた
め排気バルブ１８が配置されている。An intake valve 17 is arranged on the cough valve seat to open and close the intake boat 9, and an exhaust valve 18 is arranged to open and close the exhaust port 6.
吸気ポート９及び排気ポート６は、図示のように、１気
筒即ち１シリンダに２個ずつ形成されてもよく、また、
図示していないが、１個ずつ形成されてもよいものであ
る。また、場合によっては、図示していないが、吸気ボ
ートはシリンダライナ１５の下部に形成した構造に構成
することもできる。The intake port 9 and the exhaust port 6 may be formed two each in one cylinder, that is, two in each cylinder, as shown in the figure.
Although not shown, they may be formed one by one. In some cases, although not shown, the intake boat may be formed below the cylinder liner 15.
また、副室ブロック４は、例えば、次のようにして製造
することができる。例えば、副室ブロック４を、窒化珪
素（ＳｉＪｎ） 、炭化珪素（ＳｉＣ） 、チタン酸ア
ルミニウム等のサーマルショックに強いセラミック材料
で製作する。副室ブロック４の製作については、副室２
及び複数個の連絡孔３を備えた副室ブロック４の形状に
一体構造で成形し、次いでそれを焼結して製作すること
ができる。或いは、副室ブロック４を上側室ブロックと
下側室ブロックに二分割して成形し焼結して製作し、次
いで、化学蒸着（ＣＶＤ）等によって両者を接合して完
成する。又は、副室ブロック４を左副室ブロックと右副
室ブロックに二分割して成形し焼結して製作し、次いで
、化学蒸着（ＣＶＤ）等によって両者を接合して完成す
る。或いは、副室ブロック４を、窒化珪素（ＳｉＪａ）
、炭化珪素（Ｓ ｉＣ）、チタン酸アルミニウム等の
セラ旦ツタウィスカー材で本体を製作し、該本体の燃焼
ガスに晒される面を窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ＜） 、炭化珪
素（ＳｉＣ）等のモノリスセラミック材の薄膜を配置し
た構造に構成することもできる。Further, the sub-chamber block 4 can be manufactured, for example, as follows. For example, the subchamber block 4 is made of a ceramic material that is resistant to thermal shock, such as silicon nitride (SiJn), silicon carbide (SiC), or aluminum titanate. Regarding the production of subchamber block 4, refer to subchamber 2.
It can be manufactured by molding it into an integral structure in the shape of a pre-chamber block 4 having a plurality of communicating holes 3, and then sintering it. Alternatively, the auxiliary chamber block 4 is manufactured by dividing into an upper chamber block and a lower chamber block, molded and sintered, and then completed by joining the two by chemical vapor deposition (CVD) or the like. Alternatively, the sub-chamber block 4 is manufactured by dividing into a left sub-chamber block and a right sub-chamber block, molded and sintered, and then completed by joining the two by chemical vapor deposition (CVD) or the like. Alternatively, the subchamber block 4 may be made of silicon nitride (SiJa).
The main body is made of ceramic whisker material such as silicon carbide (SiC) or aluminum titanate, and the surface of the main body exposed to combustion gas is made of monolithic ceramic such as silicon nitride (Si3N<) or silicon carbide (SiC). It is also possible to construct a structure in which a thin film of material is arranged.
第３図において、この発明による副室断熱エンジンのピ
ストンヘッド上面の平面図が示されている。ピストン１
２は、ピストンヘッド部１９を窒化珪素（ＳｉＪ４〉、
炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミック材料で断熱構造に構
成することができる。ピストンヘッド部１９の上面には
、各連絡孔３からの火炎の噴出方向に沿って該連絡孔３
に対応して複数個（図では３個）の主室５が形成されて
いる。言い換えれば、各主室５は、副室２に対して接線
方向に副室ブロック４に形成した各連絡孔３の形成方向
の延長線上に伸びるように、ピストンヘッド部１９の上
面に半径方向斜め外向きにスワールを促進する方向に形
成されている。主室５を上記のように形成することによ
って、ピストン１２が上死点（Ｔ、Ｄ、Ｃ，）に位置す
る圧縮行程端で、燃料噴射ノズル８のホールタイプの多
噴孔から噴射された燃料は、副室２で形成されたスワー
ル中に噴霧され、迅速に混合して燃焼し、火炎が副室２
から各連絡孔３を通じて各連絡孔３の形成方向に沿って
矢印Ａ（第４図参照）の方向に主燃焼室１に噴出する。In FIG. 3, a plan view of the top surface of the piston head of the pre-chamber adiabatic engine according to the present invention is shown. piston 1
2, the piston head portion 19 is made of silicon nitride (SiJ4),
It can be configured with a heat insulating structure using a ceramic material such as silicon carbide (SiC). The upper surface of the piston head portion 19 has communication holes 3 along the direction of flame ejection from each communication hole 3.
A plurality of main chambers 5 (three in the figure) are formed corresponding to the main chambers 5 . In other words, each main chamber 5 is formed radially obliquely on the upper surface of the piston head portion 19 so as to extend on an extension line of the formation direction of each communication hole 3 formed in the sub-chamber block 4 in a tangential direction with respect to the sub-chamber 2. It is formed in a direction that promotes swirl outward. By forming the main chamber 5 as described above, at the end of the compression stroke when the piston 12 is located at the top dead center (T, D, C,), fuel is injected from the hole-type multiple injection holes of the fuel injection nozzle 8. The fuel is sprayed into the swirl formed in the pre-chamber 2, quickly mixes and burns, and the flame enters the pre-chamber 2.
From there, it is ejected into the main combustion chamber 1 through each communication hole 3 in the direction of arrow A (see FIG. 4) along the direction in which each communication hole 3 is formed.
一方、主燃焼室１では、第４図に示すように、吸気ボー
ト９の形成方向によって吸入空気によるスワールは矢印
Ｂ方向に形成されている。On the other hand, in the main combustion chamber 1, as shown in FIG. 4, the swirl of intake air is formed in the direction of arrow B due to the direction in which the intake boat 9 is formed.
そこで、副室２から連絡孔３を通って噴出された火炎の
噴出方向は、吸気ボート９から流入する吸入空気による
シリンダ２０内のスワール方向に対して対向流となる。Therefore, the direction of the flame ejected from the auxiliary chamber 2 through the communication hole 3 becomes a flow opposite to the swirl direction in the cylinder 20 caused by the intake air flowing in from the intake boat 9.
従って、主室５に向かって噴出された火炎は、主燃焼室
ｌ内のスワールと迅速且つ良好に混合を達威し、燃焼を
短時間のうちに完結して膨張仕事を行うことができる。Therefore, the flame ejected toward the main chamber 5 achieves rapid and good mixing with the swirl in the main combustion chamber 1, completing combustion in a short time and performing expansion work.
この発明による副室断熱エンジンは、以上のように構成
されているので、次のような効果を有する。即ち、この
副室断熱エンジンは、シリンダヘッド下面部のシリンダ
対向中央に配置した断熱構造の副室を構成するセラミッ
ク製副室ブロック、前記副室に対して接線方向に前記副
室ブロックに形成し且つ前記副室を主燃焼室に分離箇所
で連通ずる複数個の連絡孔、及び前記副室の中央上部に
配置し且つホールノズルタイプの多噴孔を備えた燃料噴
射ノズルから構成したので、主燃焼室と副室とを連通ず
る連絡孔を複数個設けることで、連絡孔全体の通路面積
を拡大することができ、副室と主燃焼室での燃焼時間を
短縮してサイクル効率を向上させ、しかも、通路面積を
拡大するので流入抵抗は小さくなり、副室への吸入空気
導入の圧縮仕事を低減できる。Since the pre-chamber heat insulation engine according to the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is, this pre-chamber insulated engine includes a ceramic pre-chamber block that constitutes a pre-chamber with a heat-insulating structure, which is placed at the center of the lower surface of the cylinder head facing the cylinder, and a ceramic pre-chamber block that is formed in the pre-chamber block in a tangential direction to the pre-chamber. In addition, since the auxiliary chamber is configured with a plurality of communication holes that communicate with the main combustion chamber at separate points, and a fuel injection nozzle that is located at the upper center of the auxiliary chamber and is equipped with a hole nozzle type multi-nozzle hole, By providing multiple communication holes that communicate the combustion chamber and the sub-chamber, the overall passage area of the communication holes can be expanded, reducing the combustion time in the sub-chamber and the main combustion chamber and improving cycle efficiency. Moreover, since the passage area is expanded, the inflow resistance is reduced, and the compression work for introducing intake air into the subchamber can be reduced.
また、前記各連絡孔は前記副室ブロックに複数個分離状
態で接線方向に形成されているので、前記副室でのスワ
ールの形成は促進され、連絡孔面積の拡大に伴うスワー
ルの低減をカバーできる。Furthermore, since a plurality of the communication holes are formed in the auxiliary chamber block in a tangential direction in a separated state, the formation of swirl in the auxiliary chamber is promoted, and the reduction in swirl caused by the expansion of the area of the communication holes is covered. can.
また、燃料噴射ノズルの噴孔をホールタイプの多噴孔に
形成することで混合気形成を促進して、スワール形成力
の低減に伴う混合気生成の低減をカバーすることができ
る。Further, by forming the nozzle holes of the fuel injection nozzle into hole-type multiple nozzle holes, it is possible to promote mixture formation and compensate for the reduction in mixture generation due to the reduction in swirl forming force.
更に、前記副室から噴出する火炎は、前記主燃焼室内で
スワールを形成する方向に噴出され、前記主燃焼室での
二次燃焼は、前記連絡孔が複数個であり、噴出流が２個
以上になるため、火炎と吸入空気との前記主燃焼室での
混合が促進され、燃焼時間も大幅に短縮できる。しかも
、この副室断熱エンジンにおいて、吸気ポートから流入
する吸入空気による前記シリンダ内のスワール方向に対
して、前記各連絡孔からの火炎の噴出方向を対向流に構
成したので、前記連絡孔から噴出される火炎に吸入空気
を迅速に混合し、燃焼を短時間で完結することができ、
エンジン性能を向上でき、排気管からの未燃ガスの排出
を防止できる。Furthermore, the flame ejected from the auxiliary chamber is ejected in a direction that forms a swirl within the main combustion chamber, and the secondary combustion in the main combustion chamber is performed using a plurality of communicating holes and two ejected streams. As a result, the mixing of the flame and intake air in the main combustion chamber is promoted, and the combustion time can be significantly shortened. Moreover, in this pre-chamber adiabatic engine, the direction of flame ejection from each communication hole is configured to be an opposite flow to the swirl direction in the cylinder caused by the intake air flowing in from the intake port. The combustion can be completed in a short time by quickly mixing the intake air with the flame.
Engine performance can be improved and unburned gas can be prevented from being discharged from the exhaust pipe.
また、この副室断熱エンジンにおいて、前記主燃焼室は
前記各連絡孔からの火炎の噴出方向に沿ってピストンヘ
ッド上面に形成した複数個の主室を有するので、前記副
室から前記連絡孔を通って噴射される火炎は前記各主室
の形状に沿って噴出すると共に、直ちに主燃焼室に形成
されているスワールと混合してスワールが一層促進され
、迅速に燃焼して燃焼時間を短縮することができる。Further, in this pre-chamber adiabatic engine, the main combustion chamber has a plurality of main chambers formed on the upper surface of the piston head along the direction of flame ejection from each communication hole, so that the communication hole can be connected from the sub-chamber to the piston head. The flame injected through the main combustion chamber is ejected along the shape of each main chamber, and immediately mixes with the swirl formed in the main combustion chamber, further promoting the swirl and burning quickly to shorten the combustion time. be able to.
第１図はこの発明による副室断熱エンジンの一実施例を
示す断面図、第１図（Ａ）は第１図の副室の拡大断面図
、第２図は第１図のシリンダヘッド下面の平面図、第３
図はこの発明による副室断熱エンジンのピストンヘッド
上面の平面図、及び第４図はこの発明による副室断熱エ
ンジンの噴射方向を示す説明図である。
１−−−−−−主燃焼室、２−−−−一副室、３−−−
−一連絡孔、４−−−一副室プロック、５−−−−−−
一生室、８−一−−−・−燃料噴射ノズル、９・−−−
−〜吸気ポート、１０−・−シリンダヘッド、１３−−
−−−一穴部、１ ’Ｊ−−−−−−ピストンヘッド部
、２０−−−シリンダ。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the pre-chamber adiabatic engine according to the present invention, FIG. 1(A) is an enlarged sectional view of the pre-chamber shown in FIG. 1, and FIG. Floor plan, 3rd
FIG. 4 is a plan view of the upper surface of the piston head of the pre-chamber adiabatic engine according to the present invention, and FIG. 4 is an explanatory view showing the injection direction of the pre-chamber adiabatic engine according to the present invention. 1------Main combustion chamber, 2----1 subchamber, 3---
-1 communication hole, 4---1 secondary chamber block, 5------
Life chamber, 8-1---Fuel injection nozzle, 9---
--Intake port, 10--Cylinder head, 13--
---One hole part, 1'J---Piston head part, 20---Cylinder.
Claims (3)
した断熱構造の副室を構成するセラミック製副室ブロッ
ク、前記副室に対して接線方向に前記副室ブロックに形
成し且つ前記副室を主燃焼室に分離箇所で連通する複数
個の連絡孔、及び前記副室の中央上部に配置し且つホー
ルノズルタイプの多噴孔を備えた燃料噴射ノズル、から
成る副室断熱エンジン。(1) A ceramic sub-chamber block constituting a sub-chamber with a heat insulating structure placed at the center of the lower surface of the cylinder head facing the cylinder; A pre-chamber adiabatic engine comprising a plurality of communicating holes communicating with a combustion chamber at separate points, and a fuel injection nozzle disposed in the upper center of the pre-chamber and equipped with a hole nozzle type multi-nozzle hole.
ンダ内のスワール方向に対して、前記各連絡孔からの火
炎の噴出方向は対向流である請求項１に記載の副室断熱
エンジン。(2) The pre-chamber adiabatic engine according to claim 1, wherein the direction of flame ejection from each of the communication holes is a counterflow with respect to the swirl direction in the cylinder caused by the intake air flowing in from the intake port.
向に沿ってピストンヘッド上面に形成した複数個の主室
を有する請求項１に記載の副室断熱エンジン。(3) The pre-chamber adiabatic engine according to claim 1, wherein the main combustion chamber has a plurality of main chambers formed on the upper surface of the piston head along the direction of flame ejection from each communication hole.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28191589A JP2853209B2 (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Subchamber insulation engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28191589A JP2853209B2 (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Subchamber insulation engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145515A true JPH03145515A (en) | 1991-06-20 |
| JP2853209B2 JP2853209B2 (en) | 1999-02-03 |
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ID=17645729
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28191589A Expired - Fee Related JP2853209B2 (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Subchamber insulation engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853209B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102400770A (en) * | 2011-12-02 | 2012-04-04 | 昆明理工大学 | High-pressure electric fuel gas injection single ceramic combustion chamber of diesel engine |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP28191589A patent/JP2853209B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102400770A (en) * | 2011-12-02 | 2012-04-04 | 昆明理工大学 | High-pressure electric fuel gas injection single ceramic combustion chamber of diesel engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2853209B2 (en) | 1999-02-03 |
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