JPH04241724A - ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
うず室式燃焼室に関する。

【０００２】

【発明の背景】ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室で
は、うず室にその噴口を接線状に連通させ、この噴口を
介して主燃焼室に前記うず室を連通させ、このうず室に
燃料噴射ノズルを臨ませたものが、一般的構造として採
用されている。

【０００３】ところで、このような構造のうず室式燃焼
室では、うず流の旋回に基づく遠心力により、うず室内
で質量の異なる未燃ガスと既燃ガスとが分離して、うず
室の中央近傍に質量の小さい既燃ガスが集合し、ここが
局部的に高温となってＮ０Ｘの生成が促進される。この
ため、うず室式燃焼室では、ＮＯＸの低減が重要な課題
の一つとなっている。

【０００４】

【従来技術】従来、ＮＯＸの低減を図る技術として、実
開昭６０−１３９０３０号公報に開示されたものがある
。これは、図３に示すように、うず室１０１の中央近傍
内にガス排斥具１０２を設けたものである。これによれ
ば、うず室１０１の中央近傍内に既燃ガスが流入するの
を阻止できるので、うず室１０１内での未燃ガスと既燃
ガスとの分離を妨げることができ、これによりうず室１
０１内に既燃ガスの集合による高温領域が形成されるの
を防止してＮＯＸの発生量を低減させることができる。

【０００５】ところで、この従来技術につき、上記公報
では、うず室１０１内にガス排斥具１０２を設けたので
、うず流の速度分布を均一化することができ、これによ
り、燃料の分布を均一にしてＨＣ・ＣＯの発生量を低減
化させることができる旨説明されている。また、図３（
Ｂ）に示すように、特にガス排斥具１０２の両端部を細
くすることにより、うず室１０１から主燃焼室への燃焼
ガスの噴出を円滑に行わせることができるので、主燃焼
室の燃焼をスムーズに行わせることができ、これにより
エンジンの出力を向上させることができるとともに燃費
を低減化させることができる旨説明されている。

【０００６】しかし、この従来技術には、うず流や燃焼
ガスについての改善手段が示されているのみで、ＨＣ・
ＣＯの低減化、エンジンの出力性能の向上、燃費の低減
化に最も重要な要素となる、噴射燃料の微細化や拡散の
促進についての工夫が欠けているため、次のような問題
が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、噴
射燃料の微細化や拡散を十分に図ることができないため
、噴射燃料と空気との混合性能の向上が望めない。この
ため、燃焼性能を十分に高めることができず、ＨＣ・Ｃ
Ｏの低減化、エンジンの出力性能の向上、燃費の低減化
が十分に行えない。

【０００８】本発明は、ＮＯＸの低減化を図ると同時に
、噴射燃料の微細化や拡散の促進によってエンジンの出
力性能の向上等を十分に図ること、をその課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１発明は、図１（Ａ）
に示すように、ディーゼルエンジンのうず室１にその噴
口２を接線状に連通させ、この噴口２を介して主燃焼室
３に前記うず室１を連通させ、このうず室１に燃料噴射
ノズル４を臨ませ、このうず室１の中央近傍内にガス排
斥具５を設けて構成した、ディーゼルエンジンのうず室
式燃焼室において、次の点を特徴とする。

【００１０】すなわち、図１及び図２に示すように、前
記うず室１内で、前記燃料噴射ノズル４の噴射軸心６を
前記ガス排斥具５と交わる向きに方向づけ、その燃料噴
射ノズル４からの噴射燃料７が、そのガス排斥具５の外
周面のうちの上記噴射軸心６との交点８付近の噴射激突
面部分９に激突し、反射して飛散するように構成し、上
記ガス排斥具（５）のうちの少なくとも噴射激突面部分
（９）の内部に中空部（３０）を形成した、ことを特徴
とする。

【００１１】

【作用】本発明の作用を図１（Ｄ）に基づいて説明する
。

【００１２】■　　燃料噴射ノズル４の噴射軸心６をガ
ス排斥具５と交わる向きに方向づけ、燃料噴射ノズル４
からの噴射燃料７がガス排斥具５の噴射激突部分９に激
突し、反射して飛散するように構成したので、噴射燃料
７の微細化と拡散とを促進することができる。このため
、噴射燃料７と空気との混合性能を高めて、燃焼性能を
向上させることができ、これによりＨＣ・ＣＯの低減化
、エンジンの出力性能の向上、燃費の低減化を十分に図
ることができる。

【００１３】■ガス排斥具５はうず室１内の燃焼熱を蓄
熱するので、噴射激突部分９に激突した噴射燃料７にそ
の熱を吸収させることができる。このため、うず室１内
での噴射燃料７の気化を促進して、噴射燃料の気化の遅
れに起因する発火遅れを防止することができ、これによ
りディーゼルノックの発生を有効に防止できる。

【００１４】■ガス排斥具５のうちの少なくとも噴射激
突面部分９の内部に中空部３０を形成したので、始動直
後の噴射激突面部分９の昇温が速い。このため、寒冷時
にも速やかな発火を行わせることができ、これにより暖
気性能を向上させることができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明では、下記の効果■〜■を奏する
。

【００１６】■燃料噴射ノズルの噴射軸心をガス排斥具
と交わる向きに方向づけ、燃料噴射ノズルからの噴射燃
料がガス排斥具の噴射激突部分に激突し、反射して飛散
するように構成したので、噴射燃料の微細化と拡散とを
促進することができる。このため、噴射燃料と空気との
混合性能を高めて、燃焼性能を向上させることができ、
これによりＨＣ・ＣＯの低減化、エンジンの出力性能の
向上、燃費の低減化を十分に図ることができる。

【００１７】■ガス排斥具はうず室内の燃焼熱を蓄熱す
るので、噴射激突部分に激突した噴射燃料にその熱を吸
収させることができる。このため、うず室内での噴射燃
料の気化を促進して、噴射燃料の気化の遅れに起因する
発火遅れを防止することができ、これによりディーゼル
ノックの発生を有効に防止できる。

【００１８】■ガス排斥具のうちの少なくとも噴射激突
面部分の内部に中空部を形成したので、始動直後の噴射
激突面部分の昇温が速い。このため、寒冷時にも速やか
な発火を行わせることができ、これにより暖気性能を向
上させることができる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）図１は本考案の第１実施例に係るうず室
式燃焼室を説明する図で、図１（Ａ）はうず室式燃焼室
の縦断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図
、図１（Ｃ）は第１実施例で用いるガス排斥具の斜視図
、図１（Ｄ）は図１（Ｃ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【００２０】図１（Ａ）において、符号５０はディーゼ
ルエンジンのうず室式燃焼室を示しており、これは次の
ようになっている。図１（Ａ）に示すように、シリンダ
ブロック１１のシリンダ１２内にピストン１３を嵌入し
、ピストン１３の上側に主燃焼室３を形成している。 シリンダブロック１１上に組み付けたシリンダヘッド１
４内にうず室１を形成しており、うず室１の上半部はシ
リンダヘッド１４の肉壁内に形成し、うず室１の下半部
はシリンダヘッド１４に嵌め込んだ噴口口金１５内に形
成している。噴口口金１５の底壁にうず室１に接線状に
連通する噴口２を形成し、この噴口２を介して主燃焼室
３にうず室１を連通させている。うず室１内には、燃料
噴射ノズル４を臨ませている。

【００２１】このうず室式燃焼室５０では、ＮＯＸの発
生量を低減させるため、図１（Ａ）・（Ｂ）に示すよう
に、うず室１の中央近傍内にガス排斥具５を設けている
。このガス排斥具５は、図１（Ｃ）に示すように、円柱
状のもので、図１（Ｂ）に示すように、噴口口金１５と
一体に形成し、うず流１０の旋回中心軸１８に沿って横
架させている。ガス排斥具５の軸心１７はうず流１０の
旋回中心軸１８と一致させている。

【００２２】また、このうず室式燃焼室５０では、噴射
燃料の微細化や拡散を促進するため、図１（Ａ）に示す
ように、燃料噴射ノズル４の噴射軸心６をガス排斥具５
と交わる向きに向かわせ、燃料噴射ノズル４からの噴射
燃料７が、そのガス排斥具５の外周面のうちの上記噴射
軸心６との交点８付近の噴射激突面部分９に衝突し、反
射して飛散するように構成している。また、暖気性能を
向上させるため、ガス排斥具５内に中空部３０を形成し
ている。

【００２３】図１（Ｃ）に示すように、この噴射激突面
部分９は、円柱状のガス排斥具５の周面をそのまま利用
している。このため、この噴射激突面部分９は、図１（
Ｄ）に示すように、うず流１０の旋回方向に沿って凸曲
状となる。

【００２４】このうず室式燃焼室５０では、図１（Ｄ）
に示すように、噴射激突面部分９に対して噴射軸心６が
うず流１０の上流側でなす角θを鋭角に設定しているの
で、噴射燃料７をうず流１０の下流側に向かって反射さ
せることができる。このため、噴射燃料７をうず流１０
にスムーズに巻き込ませることができ、これにより噴射
燃料７と空気との混合性能を高めることができる。

【００２５】また、噴射激突面部分９に対して噴射軸心
６がなす角θを鋭角に設定しているので、噴射燃料７が
噴射激突面部分９に斜めから衝突し、噴射燃料７が正面
から衝突する場合に比べて衝突面積が広がり、噴射燃料
７がガス排斥具５から吸収する熱を増大させることがで
きる。このため、うず室１内での噴射燃料７の気化を促
進することができる。符号１９は前記交点８における噴
射激突面部分９の接線である。

【００２６】（第２実施例）図２は第２実施例を説明す
る図である。この第２実施例は、上記第１実施例に、次
のような複数の構成要素を付加したものである。すなわ
ち、図２（Ｂ）に示すように、ガス排斥具５の外周面下
側に通路拡大用凹入面３１と圧入空気反転案内面３２と
を形成したものである。

【００２７】この第２実施例では、うず室１内で噴口２
の延長空間３３とラップするガス排斥具５の噴口延長側
周面部分に、通路拡大用凹入面３１を形成したので、噴
口２の延長空間３３の通路断面積が広がる。このため、
噴口２からうず室１に押し込まれた空気が噴口２の延長
空間３３を通過する際の抵抗が小さくなり、これにより
うず流１０の流速が速まって噴射燃料７と空気との混合
性能が高まる。

【００２８】また、通路拡大用凹入面３１からみてうず
流１０の上流側に隣接する上流側隣接周面部分に、圧入
空気反転案内面３２を形成し、この案内空気反転案内面
３２は、噴口２からうず室１に押し込まれてきた空気の
一部３４をうず流１０に逆らう方向に案内する形状に形
成したので、噴口２から押し込まれた空気の一部３４を
うず流１０に衝突させることができる。このため、うず
流１０内に微小うずを発生させることができ、これによ
り噴射燃料７と空気との混合性能を高めることができる
。

【００２９】本発明の実施例は以上の通りであるが、こ
の発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば
、第２実施例で付加した構成要素の一種を第１実施例に
付加してもよい。

【００３０】また、ガス排斥具５は柱形状のものに限ら
ず、球形その他のブロック状のものであってもよい。こ
の場合には、うず室１の周壁から突出させた支持扞等に
これを支持させておけばよい。

【００３１】また、噴射燃料７を乱反射させるため、噴
射激突面部分９の表面に凹凸条を形成してもよい。この
凹凸条は平行に形成してもよいし、格子状に形成しても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の第１実施例に係るうず室式燃焼
室を説明する図で、図１（Ａ）はうず室式燃焼室の縦断
面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図１
（Ｃ）は第１実施例で用いるガス排斥具の斜視図、図１
（Ｄ）は図１（Ｃ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【図２】図２は第２実施例で用いるガス排斥具を説明す
る図で、図２（Ａ）はガス排斥具の斜視図、図２（Ｂ）
は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図３】図３は従来技術に係るうず室式燃焼室を説明す
る図で、図３（Ａ）はうず室式燃焼室の縦断面図、図３
（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１…うず室、２…１の噴口、３…主燃焼室、４…燃料噴
射ノズル、５…ガス排斥具、６…４の噴射軸心、７…噴
射燃料、８…交点、９…噴射激突面部分、３０…中空部
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ディーゼルエンジンのうず室（１）に
   その噴口（２）を接線状に連通させ、この噴口（２）を
   介して主燃焼室（３）に前記うず室（１）を連通させ、
   このうず室（１）に燃料噴射ノズル（４）を臨ませ、こ
   のうず室（１）の中央近傍内にガス排斥具（５）を設け
   て構成した、ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室にお
   いて、前記うず室（１）内で、前記燃料噴射ノズル（４
   ）の噴射軸心（６）を前記ガス排斥具（５）と交わる向
   きに方向づけ、その燃料噴射ノズル（４）からの噴射燃
   料（７）が、そのガス排斥具（５）の外周面のうちの上
   記噴射軸心（６）との交点（８）付近の噴射激突面部分
   （９）に激突し、反射して飛散するように構成し、上記
   ガス排斥具（５）のうちの少なくとも噴射激突面部分（
   ９）の内部に中空部（３０）を形成した、ことを特徴と
   する、ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室。