JPH0318619A - 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野〉 本発明は渦流室式ディーゼル機関の燃焼室形状の改良に
関する． （従来の技術） 渦流室式ディーゼル機関の燃焼改善のために、第６図、
第７図に示すような燃焼室に形成した提案がある（実開
昭６３−７９４３５号公報〉．シリンダヘッド４に設け
た渦流室５が、ピストン３の上方の主燃焼室９と噴口６
を介して連通しており、ピストン３の頂面には、渦流室
５の噴口６からの噴流を案内するために、噴日下面から
中心に向けて半径方向に延びる講状のトレンチ部１１、
及びトレンチ部１１の先端から両側方に広がる一対の略
円形の浅いキャビティ部１０が凹設され、これらにより
いわゆるクローバーリーフ型のピストンキャビティを形
戒している． 圧縮上死点近傍で渦流室５に噴射される燃料の着火に伴
い、燃焼火炎が噴口６から主燃焼室９に噴出する．この
噴流はピストン３のトレンチ部１１によって主燃焼室９
の中心部へと導かれ、さらに矢印ａで示すように両キャ
ビティ部１０の内周に沿う旋回流となって拡散していき
、主燃焼室９の空気と混合しながら、主として第６図の
破線で示す領域で燃焼する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのようなピストンキャビテイでは、噴口
６からそのままトレンチ部１１に沿って中心部に向かう
直線的な噴流の勢いが強過ぎるため、両キャビティ部１
０に向けて分散する旋回流の勢力が弱くなり、主燃焼室
９の広い領域に燃焼火炎が拡散しにくく、この結果、空
気利用率が低下し、運転条件によってはスモークやＨＣ
，Ｃｏが増大するという問題があった． 本発明はこのような問題を解決することを目的とする． く課題を解決するための手段） そこで本発明は、主燃焼室の中央に噴流が向かうように
渦流室からの噴口を主燃焼室の周辺部に開口した渦流室
式ディーゼル機関において、ピストンの頂面に前記噴流
の中心線上でかつ噴口寄りに位置するように分散台を隆
起させると共に、この分散台の先方両側に互いに連通ず
る略円形の大キャビティ部を凹設すると共に、分散台の
手前の両側に互いに連通ずる側方キャビティ部を凹設し
、各大キャビティ部に対して分散台の両側において各側
方キャビティ部を連通させ、かつ各側方キャビティ部の
外側面を分散台の先方噴流中心に向けて湾曲させて案内
部を形戒する一方、各大キャビティ部の底面を噴流中心
線に向かってキャビティ深さが漸増するように傾斜させ
た． （作用） 渦流室からの燃料を含む燃焼ガスの噴流は、一部が分散
台を乗り越えて左右の大キャビティ部に流れ込み、キャ
ビティ内周に沿っての旋回流を生起し、また一部は分散
台との衝突により左右の側方キャビティ部に分流し、案
内部にガイドされつつ分散台の先方の大キャビティ部に
旋回流の接線方向から流入する． 大キャビティ部の最深位置で合流した噴流は大キャビテ
ィ部の旋回流を増強し、主燃焼室の空気を巻き込みなが
ら広範囲に燃焼を拡散していく．大キャビティ部の底面
は外周に向かうほど浅くなり、シリンダボアに衝突する
成分を減衰しているため、衝突により消炎される火炎が
少なく、キャビティ内での燃焼は速やかに無駄なく行な
われる．（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

シリンダヘッド４の渦流室５からの燃料を含む噴流を噴
出させる噴口６は、ピストン３の上方の主燃焼室９の周
辺部に開口し、その平面上、主燃焼室９の中心に向かう
噴流中心線ｌ上に位置して、ピストン３の頂面８には、
噴口６に近い位置に分散台１３が形成される． 略菱形に隆起して形成された分散台１３の先方には、一
対の略円形の大キャビティ部１２が、噴流中心線ｌをは
さんで左右対称的に配した円弧形状の外殼１７によって
画成される．この外殻１７の一部には前記噴流中心線ｌ
上に位置して略Ｖ字状に突出する対向壁部１７Ａが形成
される。

また、分散台１３の手前には同じく左右に互いに連通ず
る側方キャビティ部１４が形戒され、この側方キャビテ
ィ部１４は分散台１３の両側面において大キャビティ部
１２とも連通する．側方キャビティ部１４を画戒する外
殼１８は、噴口６の背面側がピストン３の外周に沿って
円弧状に形戒されると共に、大キャビティ部１２との接
続側において、徐々にその曲率を小さくなるように湾曲
させた案内部１８Ａが形戒され、側方キャビティ部１４
から大キャビティ部１２に流入する噴流ガスを、大キャ
ビティ部１２で生起される旋回流の接線方向から合流さ
せるように分散台１３の先方に向けて案内する． 第３図にも明らかなように、大キャビティ部１２の底面
３Ｂは左右両側から中央の噴流中心線ｌに向かって次第
にキャビティが深くなるように傾斜して形成され、さら
に噴流中心線ｌと直交するピストン中心線輪に向かって
前後方向から深さを増すようにも形成される． 以上のように構或され、その他、第６図、第７図と同一
部分には同符号を付し、次に作用について説明する． 圧縮上死点から膨張行程に移行するに従い、渦流室５か
ら噴口６を介して主燃焼室９に噴出した未燃焼燃料を含
む火炎噴流は、一部が噴流の直前に位置する分散台１３
に衝突して、第１図の矢印ｂて示すように左右の側方キ
ャビティ部１４に分流し、また一部は分散台１３を乗り
越え、噴流中心線上の略Ｖ字状の対向壁部１７Ａを境に
して左右の大キャビティ部ｌ２に矢印Ｃで示すような旋
回流を生起する． 分散台１３の手前から側方キャビティ部１４に分流した
噴流は、外側の案内部１８Ａによって分散台１３の先方
の噴流中心線ｌに向かうように内方に導かれ、大キャビ
ティ部１２の旋回流に接線方向から合流する。

このようにして大キャビティ部１２の中心線ｌの近傍の
最深位置に多くが流れ込んだ噴流は、大キャビティ部１
２の外殻１８に沿う強い旋回流を生起しつつ空気を取り
取込みながら外側へと拡散していき、また、側方キャビ
ティ部１４に分散した噴流も、大キャビティ部１２に合
流するまでに空気との混合が促進されており、これらに
より、第１図に点線で示す、主燃焼室９の広範な領域で
満遍無く空気を取り込みながら火炎を伝播、拡散してい
く。

また、大キャビティ部１２の底面３Ｂは、周辺に向かう
ほど渭深さが浅くなり、燃焼火炎のシリンダボアへの直
接的な衝突を減衰するため、比較的低温のシリンダボア
に接触しての燃焼火炎の消炎を抑制している。

このようにして主燃焼室９の全域にわたって空気利用率
の高い良好な燃焼を確保し、低負荷時の未燃焼燃料分（
ＨＣ，ＳＯＦ等）や、高負荷時のスモークの排出量を大
幅に低減させる． 次に第４図、第５図に示す実施例を説明すると、これは
各大キャビティ部１２の中心付近に緩やかな円山状の旋
回台１２Ａを隆起させ、大キャビティ部ｌ２で生起され
る旋回流をさらに強化するようにしたものである． このようにして大キャビティ部１２での旋回流を強化す
ることにより、未燃焼燃料と空気との混合が一層促進さ
れ、短時間のうちに均一的な燃焼を行わせることができ
る。

〈発明の効果） 以上のように本発明によれば、噴口からの噴流の一部を
分散台の手前から明方キャビティ部に分流、拡散して初
期燃焼割合を早め、さらに分散台を乗り越えて大キャビ
ティ部に流入した噴流に旋回流を生起させると共に、そ
の接線方向に四方キャビティ部からの火炎をき流させる
ことにより旋回流を強めて燃料と空気との混合を一層促
進し、また大キャビティ部の講底を外周に向かうほど浅
くすることで、シリンダボアに衝突する噴流を抑制して
火炎の消炎を減少させることができ、これらの結果、主
燃焼室の全域にわたって空気利用率の高い良好な燃焼を
確保し、低負荷時の未燃焼燃料分（ＨＣ，ＳＯＦ等）や
、高ｎ荷時のスモークの排出量を大幅に低減させられる
という効果を生じる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の平面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線断面図、第３図はＢ−Ｂ線断面図、第４図
は第２の実施例の平面図、第５図は第４図のＣ−Ｃ線断
面図、第６図は従来例の平面図、第７図は同じく断面図
である。 ３・・・ピストン、３Ｂ・・・底面、４・・・シリンダ
ヘッド、５・・・渦流室、６・・・噴口、９・・・主燃
焼室、ｌ２・・・大キャビティ部、１３・・・分散台、
１４・・・側方キャビティ部、１８Ａ・・・案内部．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主燃焼室の中央に噴流が向かうように渦流室からの噴口
   を主燃焼室の周辺部に開口した渦流室式ディーゼル機関
   において、ピストンの頂面に前記噴流の中心線上でかつ
   噴口寄りに位置するように分散台を隆起させると共に、
   この分散台の先方両側に互いに連通する略円形の大キャ
   ビティ部を凹設すると共に、分散台の手前の両側に互い
   に連通する側方キャビティ部を凹設し、各大キャビティ
   部に対して分散台の両側において各側方キャビティ部を
   連通させ、かつ各側方キャビティ部の外側面を分散台の
   先方噴流中心に向けて湾曲させて案内部を形成する一方
   、各大キャビティ部の底面を噴流中心線に向かってキャ
   ビティ深さが漸増するように傾斜させたことを特徴とす
   る渦流室式ディーゼル機関の燃焼室。