JPH0318620A - 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間の燃焼改善のために，第５図、
第６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からの火炎噴流を案内するために、噴口下面
から中心に向けて半径方向に延びる溝状のトレンチ部１
１、及びトレンチ部１１の先端から両圓方に広がる一対
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
を形威している．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５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ィでは、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＜＜、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． （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、この分散台の項面には噴流の先方に向かって下
がる斜面部を形成する一方、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も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
ティ部の外側面に噴流を分散台の先方中心に向けて導く
案内部を形成した．〈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
台を乗り越えた後斜面部に沿って流速を低下させること
なく左右の大キャビティ部に流れ込み、各キャビティ内
周に沿っての旋回流を生起する．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に向けて中央寄りに導かれ
、同時に分散台の斜面部を高速で流れる噴流により、側
方キャビティ部からの噴流が吸い寄せられ、これらが大
キャビティ部の旋回流に接線方向から合流する． このため、互いに合流した噴流は大キャビティ部での旋
回流を増強し、主燃焼室の空気を満遍無く巻き込みなが
ら広範囲に燃焼を拡散していく．したがって、初期燃焼
割合の早い、しかも全体的な空気利用率の高い、良好な
燃焼が実現する．（実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する． 第１図、第２図において、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
が隆起して形威される． この分散台１３は噴流進行方向の手前が略三角形に形成
されると共に、その頂面には先方に向かうにしたがって
連続的に下がる斜面部１３Ａが形成される． 分散台１３の先方には一対の略円形の大キャビティ部１
２が、噴流中心をはさんで左右対称的に配した円弧形状
の外殻１７によって画威される．この外殼１７の一部に
は前記噴流中心に位置して略Ｖ字状をなして突出する対
向壁部１７Ａが形或される． 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が形成され、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を画成する外
殻１８は、噴口６の背面側がピストン３の外周に沿って
円弧状に形成されると共に，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湾曲させた案内
部１８Ａが形成され、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１
２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． 以上のように構成され、その他、第５図、第６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（ガス）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で示すように左右
の側方キャビテイ部１４に分流し、また一部は分散台１
３を乗り越え、斜面部１３Ａを流下しつつ略Ｖ字状の対
向壁部１７Ａに向かい、これを境にして左右の大キャビ
テイ部１２に分流して矢印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イ部１４に分流した
噴流は、外側の案内部１８Ａによって分敗台１３の先方
の噴流中心に向かうように内方に導かれ、また同時に斜
面部１３Ａを助走路として流速を落とすことなく進行す
る高速噴流によりその左右から引き込まれていき、これ
らによって大キャビティ部１２の旋回流に接線方向から
合流する． このようにして左右の大キャビテイ部１２の中心付近に
流れ込んだ噴流は、各大キャビティ部１２の外殼１８に
沿って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の広範な領域で十分に空気を
取り込みながら燃焼火炎が拡散していく．したがって主
燃焼室９のほぼ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
られる．次に第３図、第４図に示す実施例を説明すると
、これは分散台ｌ３の斜面部１３Ａの両側に、噴流進行
方向に先細りとなるような案内部１３Ｂを形成し、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
流を、より円滑に大キャビティ部１２での旋回流の１１
線方向に沿わせるようにして旋回流の強化を図ったもの
である． このようにして大キャビティ部ｌ２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、瞬時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
分散台の手前から側方キャビテイ部に分流、拡敗して初
期燃焼割合を早め、さらに分散台を乗り越えて斜面部に
沿って大キャビテイ部に流入した噴流に旋回流を生起さ
せると共に、側方キャビティ部の案内部と斜面部を流れ
る噴流の勢いを利用して側方キャビティ部からの火炎を
旋回流の接線方向から合流させることにより、大キャビ
テイ部での旋回流動を強めて燃料と空気との混合を促進
し、これらにより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（
｝｛Ｃ，ＳＯＦ等）や、高負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ｍ例の平面図、第２図は同じ
く断面図、第３図は第２の実施例の平面図、第４１１ｇ
は同じく断面図、第５図は従来例の平面図、第６図は同
じく断面図である． ３・・・ピストン、４・・・シリンダヘッド、５・・・
渦流室、６・・・噴口、９・・・主燃焼室、１２・・・
大キャビティ部、１３・・・分散台、１３Ａ・・・斜面
部、１４・・・側方キャビティ部、１８Ａ・・・案内部
． 第 １ 図 第 ３ 図 １２

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、この分散
   台の頂面には噴流の先方に向かって下がる斜面部を形成
   する一方、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
   にも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に
   噴流を分散台の先方中心に向けて導く案内部を形成した
   ことを特徴とする渦流室式ディーゼル機関の燃焼室。