JPH04137221U - 副室式内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 副燃焼室と主燃焼室での燃料と空気の混合気
の形成と燃焼を同時に促進し、燃料噴霧のシリンダ壁へ
の衝突を防止し、燃費と吐煙の低減をはかる。 【構成】 図１に示すように、副燃焼室２はシリンダ中
心線Ｂ−Ｂの近傍に設置され、複数個の副室噴口３を有
する副室式機関において、副燃焼室下部中心線Ｃ−Ｃを
副燃焼室上部中心線Ａ−Ａに対してシリンダ中心線Ｂ−
Ｂ側に傾斜させて副燃焼室２内での渦流Ｓの生成の促進
をはかると共に、燃料噴射弁５は前記渦流の下流方向に
燃料の噴射ができるよう構成したことを特徴としてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は副室式機関の燃焼室に関する。

【０００２】

【従来の技術】

副燃焼室２はシリンダヘット４内に設置され副室噴口３を介してピストン６の 頂面，シリンダ７，シリンダヘッド４の下面から構成される主燃焼室１と連通し ている。副燃焼室２はシリンダ中心線Ｂ−Ｂに近接した位置に設置され、副燃焼 室上部２１と副燃焼室下部２２から構成される。該副燃焼室下部の主燃焼室側先 端部には複数個の噴口３が設けられる。副室噴口３の主燃焼室側開口端はシリン ダヘッド４の下面から主燃焼室１側に突出している。

【０００３】 副燃焼室下部中心線Ｃ−Ｃは副燃焼室上部中心線Ａ−Ａに対して、シリンダ中 心線Ｂ−Ｂ側と反対方向に傾斜することにより副燃焼室２内に渦流Ｓを生成せし めると共に、副燃焼室上部１では燃料噴射弁５を介して渦流の下流方向に沿って 燃料が噴射される。又始動時機関の始動を容易にするため、副燃焼室２内を予熱 するグロープラグ（図示せず）を必要に応じて設置する。

【０００４】

【作用】

機関運転時圧縮行程において、ピストン６はシリンダ内の空気を圧縮し、該空 気は噴口３を介して副燃焼室２１内に流入し、燃料噴射弁５より燃料を噴射する と、渦流Ｓにより燃料と空気が十分に混合して燃料は自己着火し燃焼を始め、副 燃焼室２内の圧力は上昇する。次いで起る爆発行程で副燃焼室２内の燃焼ガスが 未燃焼料と共に主燃焼室１内に副室噴口３を介して噴出し、主燃焼室内の空気と 混合して完全燃焼が行われ燃料が出力化される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

この際、機関の燃焼効率を向上させるためには副燃焼室内において、燃料と空 気をよく混合させて燃焼の促進をはかると共に膨張行程時、副燃焼室２より主燃 焼室１へ流出する未燃燃料と主燃焼室内の空気との混合を促進して完全燃焼の実 現をはかる必要がある。従来の副室式機関では図２に示すように副燃焼室２内に おける燃料と空気との混合は、副燃焼室２内の渦流Ｓにより促進され、副燃焼室 ２内の燃焼は比較的良好に行われる。しかし副燃焼室下部中心線Ｃ−Ｃが副燃焼 室上部中心線Ａ−Ａに対して、シリンダ中心線Ｂ−Ｂに反対方向に傾斜している ため、副室噴口３のうちシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側の副室噴口３ａ部分は肉が薄く 通路長さが短かくなり、該副室噴口３ａから主燃焼室１内へのガス噴流のペネト レーションは低下する。これに対して副燃焼室中心線に対して反対側にある副室 噴口３ｂ部分は肉が厚いため通路長さは長くなり、該副室噴口３ｂから主燃焼室 １内へのガス噴流のペネトレーションは増大する。

【０００６】 ところがピストンキャビティの位置はピストン中心線になるべく近く設けるの が好ましく又副燃焼室２はシリンダ中心線Ｂ−Ｂより側方に設けられているため 、副室噴口３ａからシリンダ壁面までの距離は長い。しかも前述のとおり副室噴 口３ａからのペネトレーションが弱いため主燃焼室１内での未燃燃料と空気との 混合が十分に行われず、従って燃費，吐煙は悪化する。逆に副室噴口３ｂからシ リンダ壁面までの距離は短かいのに、副室噴口３ｂからのペネトレーションは強 いためガス噴流はシリンダ壁面に強く衝突し、熱損失及び黒煙等の問題を発生す る。このことは副室噴口通路面積を大きくしたり小さくしても上記問題を同時解 決することはできない。

【０００７】 本考案の目的は前記従来装置の問題点を解消し、副燃焼室と主燃焼室での燃料 と空気の混合気の形成と燃焼を同時に促進し、燃費と吐煙の低減をはかった副室 式内燃機関を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の副室式内燃機関は、副燃焼室がシリンダ中心線Ｂ−Ｂの近傍に設置さ れ複数個の副室噴口を有するものにおいて、副燃焼室下部中心線Ｃ−Ｃを副燃焼 室上部中心線Ａ−Ａに対しシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側に傾斜させることにより副燃 焼室内に渦流Ｓが生成されると共に、シリンダ中心線Ｂ−Ｂ寄りの噴口３ａの長 さが、これと反対側の噴口３ｂの長さより長くなり、さらに燃料噴射弁５を前記 渦流の下流方向に燃料噴射できるように設置したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

本考案の燃焼室にすると、圧縮行程時に主燃焼室１から副燃焼室２へ空気が流 入する際、副燃焼室下部中心線Ｃ−Ｃが副燃焼室上部中心線Ａ−Ａに対してシリ ンダ中心線Ｂ−Ｂ側へ傾斜させているので、副燃焼室２内に強い渦流Ｓが生成さ れ、副燃焼室２内での燃料と空気の混合、従って燃焼が促進される。又前記中心 線Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃの構成関係より副室噴口のうちシリンダ中心線Ｂ−Ｂ 側の副室噴口３ａの通路長さは長くなり、本副室噴口３ａから主燃焼室１内への ガス噴流のペネトレーションは向上するため、副室噴口３ａからシリンダまでの 距離が長くても主燃焼室１内での未燃燃料と空気との混合が十分に行われ燃焼は 促進される。 また副室噴口３ａに対しシリンダ中心線と反対側にある副室噴口３ｂの通路長 さは短くなり、該副室噴口からのガス噴流のペネトレーションは抑制されるため 、副室噴口３ｂからシリンダ壁までの距離が短かくてもガス噴流がシリンダに衝 突することなく燃費，黒煙の低減が可能である。

【００１０】

【実施例】

以下図１を参照し本考案の一実施例について説明する。 図において、副燃焼室２はシリンダヘッド４内に設置され、副室噴口３を介し てピストン６の頂面，シリンダ７，シリンダヘッド４の下面より構成される主燃 焼室１と連通している。前記副燃焼室はシリンダ中心線Ｂ−Ｂに近接した位置に 設けられ、副燃焼室上部２１と副燃焼室下部２２より構成されている。副燃焼室 上部は半球形，円筒，円錐の組合せよりなり、副燃焼室下部２２は円筒と半球形 の組合せよりなっている。

【００１１】 副室噴口３は副燃焼室下部２２の主燃焼室側先端部に複数個設置されている。 副室噴口３の主燃焼室開口端はシリンダヘッド４下面から主燃焼室１側へ突出し ている。また副燃焼室２には燃料噴射が渦流Ｓの下流方向に噴射されるように燃 料噴射弁が設置され又機関始動用グロープラグ（図示せず）が必要に応じて設置 される。

【００１２】 副燃焼室下部中心線Ｃ−Ｃは副燃焼室上部中心線Ａ−Ａに対してシリンダ中心 線Ｂ−Ｂ側に傾斜しているので、副燃焼室２内では渦流Ｓが発生し、また燃料噴 射弁５は前記渦流の下流方向に燃料が噴射されるよう設置されている。又副燃焼 室上部，下部及びシリシンダの位置及びそれらの中心線の傾斜関係よりシリンダ 中心線Ｂ−Ｂ寄りの副室噴口３ａの長さは該副室噴口と反対側の副室噴口３ｂの 長さよりも長く形成されている。

【００１３】 次に前記実施例の作用について説明する。 機関運転時の圧縮行程においてピストン６により圧縮された主燃焼室１内の空 気は副室噴口３をへて副燃焼室２内に流入する。この際副燃焼室下部中心線Ｃ− Ｃは副燃焼室上部中心線Ａ−Ａに対して傾斜しており、且副燃焼室上部２１は半 球形と円筒の組合せのため渦流Ｓが形成される。また副燃焼室下部２２が円筒形 であるため、ガスの拡散が低減でき、副燃焼室上部での渦流速度を大きくできる 。又燃料が渦流Ｓの下流方向に噴射されるように構成されているので、燃料と空 気との混合気形成と燃焼が促進される。また副燃焼室上部の底面が円錐形に構成 されているため、圧縮及び膨張行程時の主燃焼室から副燃焼室，副燃焼室から主 燃焼室への流れがスムーズに行われる。

【００１４】 さらに副燃焼室下部中心線Ｃ−Ｃは副燃焼室上部中心線Ａ−Ａに対してシリン ダ中心線Ｂ−Ｂ側へ傾斜しているので、副室噴口のうちシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側 の副室噴口３ａ部分は厚肉となり従って通路長さは長くなり、副室噴口３ａから 主燃焼室１内へのガス噴流のペネトレーションは向上し、副室噴口３ａからシリ ンダまでの距離が長くてもシリンダ内の空気の利用が行われ、未燃燃料と空気の 混合が十分に行われて良好な燃焼が実現できる。また副燃焼室下部の中心線Ｃ− Ｃに対して副室噴口３ａと反対側にある副室噴口３ｂ部分は薄肉となり副室噴口 ３ｂからのガス噴流のベネトレーションは抑制される為、副室噴口３ｂからシリ ンダまでの距離が短くてもガス噴流がシリンダ壁に衝突するおそれはなく、良好 な燃費と排煙が実現できる。

【００１５】

【考案の効果】

本考案の副室式内燃機関は前記のとおり構成したので、副燃焼室内での渦流の 生成と副燃焼室から主燃焼室へのガス噴出が促進され、さらに主燃焼室内での空 気の利用率が向上し、燃料噴霧がシリンダ壁に衝突するおそれもなくなり燃費と 排煙を低減されると共に騒音とＮＯ_X の低減が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係わる副燃焼室の断面図

【図２】従来例の図１応当図

【符号の説明】

１ 主燃焼室 ２ 副燃焼室 ２１ 副燃焼室上部 ２２ 副燃焼室下部 ３，３ａ，３ｂ 副室噴口 ４ シリンダヘッド ５ 燃料噴射弁 ６ ピストン Ａ−Ａ 副燃焼室上部中心線 Ｂ−Ｂ シリンダ中心線 Ｃ−Ｃ 副燃焼室下部中心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 杉山 誠一 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社相模原製作所内 (72)考案者 福沢 順博 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社相模原製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 副燃焼室がシリンダ中心線Ｂ−Ｂの近傍
   に設置され複数個の副室噴口を有する副室式機関におい
   て、副燃焼室下部中心線Ｃ−Ｃを副燃焼室上部中心線Ａ
   −Ａに対しシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側に傾斜することによ
   り副燃焼室内に渦流（Ｓ）を生成させると共にシリンダ
   中心線Ｂ−Ｂ寄りの噴口（３ａ）の長さがこれと反対側
   の噴口（３ｂ）の長さより長くし、さらに燃料噴射弁
   （５）を前記渦流の下流方向に燃料噴射できるように設
   置したことを特徴とする副室式内燃機関。