JPH04241726A - 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４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４（
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）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〜図３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の外周面のうち、前記噴口２のうず室内延
長空間３３とラップする噴口延長側周面部分４０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
４１に、圧入空気反転案内面３２を形成し、この圧入空
気反転案内面３２は、上記噴口２から上記うず室１内に
押し込まれてきた空気の一部３４を、上記うず流１０に
逆らう方向に案内する形に形成したことを特徴とする。

【００１１】（第２発明）第２発明は、上記第１発明に
おいて、図２に示すように、前記ガス排斥具５の前記噴
口延長側周面部分４０に、通路拡大用凹入面３１を形成
した、ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】（第１発明）第１発明の作用を図１（Ｄ）に基
づいて説明する。

【００１３】■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。

【００１４】■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。

【００１５】■ガス排斥具５の外周面のうち、噴口２の
うず室内延長空間３３とラップする噴口延長側周面部分
４０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４１に、圧入空気反転案内面３２を形成し、
この圧入空気反転案内面３２は、噴口２からうず室１内
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、うず
流１０内に微小うずを発生させることができる。このた
め、噴射燃料７と空気との混合性能を更に高めることが
でき、これにより上記■で述べたＨＣ・ＣＯの低減化、
エンジンの出力性能の向上、燃費の低減化を一層向上さ
せることができる。

【００１６】（第２発明）第２発明は、上記第１発明の
作用■〜■に加え、次のように作用する。■図２（Ｂ）
に示すように、ガス排斥具５の噴口延長側周面部分４０
に、通路拡大用凹入面３１を形成したので、噴口２のう
ず室内延長空間３３の通路断面積が広がり、噴口２から
押し込まれた空気が噴口２の延長空間３３を通過する際
の通過抵抗が小さくなり、うず流１０の速度が速くなる
。このため噴射燃料７と空気との混合性能を一層高める
ことができ、これにより上記■で述べたＨＣ・ＣＯの低
減化、エンジンの出力性能の向上、燃費の低減化を一層
向上させることができる。

【００１７】

【発明の効果】（第１発明）第１発明は、下記の効果■
〜■を奏する。

【００１８】■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。

【００１９】■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。

【００２０】■ガス排斥具の外周面のうち、噴口のうず
室内延長空間とラップする噴口延長側周面部分からみて
、うず流の上流側に隣接する上流側隣接周面部分に、圧
入空気反転案内面を形成し、この圧入空気反転案内面は
、噴口からうず室内に押し込まれてきた空気の一部を、
うず流に逆らう方向に案内する形に形成したので、噴口
から押し込まれた空気の一部をうず流に衝突させ、うず
流内に微小うずを発生させることができる。このため、
噴射燃料と空気との混合性能を更に高めることができ、
これにより上記効果■で述べたＨＣ・ＣＯの低減化、エ
ンジンの出力性能の向上、燃費の低減化を一層確実なも
のにすることができる。

【００２１】（第２発明）第２発明は、上記第１発明の
効果■〜■に加え、次の効果■をも奏する。■ガス排斥
具の噴口延長側周面部分に、通路拡大用凹入面を形成し
たので、噴口のうず室内延長空間の通路断面積が広がり
、噴口から押し込まれた空気が噴口のうず室内延長空間
を通過する際の通過抵抗が小さくなり、うず流の速度が
速くなる。このため噴射燃料と空気との混合性能を一層
高めることができ、これにより上記効果■で述べたＨＣ
・ＣＯの低減化、エンジンの出力性能の向上、燃費の低
減化を一層確実なものにすることができる。

【００２２】

【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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】また、このうず室燃焼室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。

【００２６】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。

【００２７】また、このうず室式燃焼室５０では、図１
（Ｄ）に示すように、燃料噴射ノズル４の噴射軸心６よ
りもうず流１０の上流側で、噴射激突面部分９に対して
噴射軸心６のなす角θを鋭角に設定しているので、噴射
燃料７をうず流１０の下流に向かって反射させ、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。

【００２８】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、噴射燃料７の衝突面積が広が
り、噴射燃料７がガス排斥具５から受ける熱が増大する
。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。

【００２９】また、このうず室式燃焼室５０では、噴射
燃料と空気との混合性能を向上させるため、ガス排斥具
５の外周面のうち、噴口２のうず室内延長空間３３とラ
ップする噴口延長側周面部分４０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４１に、圧入空
気反転案内面３２を形成し、この圧入空気反転案内面３
２は、噴口２から上記うず室１内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
に形成している。

【００３０】（第２実施例）図２は第２実施例で用いる
ガス排斥具を説明する図である。この第２実施例では、
ガス排斥具５の噴口延長側周面部分４０に、通路拡大用
凹入面３１を形成している。

【００３１】（第３実施例）図３は第３実施例を説明す
る図である。この第３実施例は、図３（Ｂ）に示すよう
に、前記第１実施例のガス排斥具５内に中空部３０を形
成したものである。

【００３２】この第３実施例では、ガス排斥具５の噴射
激突面部分９の内部を中空部３０により中空にしたので
、ガス排斥具５の昇温が速い。このため、寒冷時にも速
やかな発火を行うことができ、これにより暖気性能を向
上させることができる。

【００３３】本発明の実施例は以上の通りであるが、本
発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、
第３実施例で付加した中空部３０を第２実施例に付加し
てもよい。

【００３４】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。

【００３５】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は第３実施例で用いるガス排斥具を説明す
る図で、図３（Ａ）はガス排斥具の斜視図、図３（Ｂ）
は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図４は従来技術に係るうず室式燃焼室を説明す
る図で、図４（Ａ）はうず室式燃焼室の縦断面図、図４
（Ｂ）は図４（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、１０…うず流
、３１…通路拡大用凹入面、３２…圧入空気反転案内面
、３３…２のうず室内延長空間、３４…空気の一部、４
０…噴口延長側周面部分、４１…上流側隣接周面部分。

Claims (2)

【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）の外周面のうち、前記噴口（２）のう
   ず室内延長空間（３３）とラップする噴口延長側周面部
   分（４０）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（４１）に、圧入空気反転案内面
   （３２）を形成し、この圧入空気反転案内面（３２）は
   、上記噴口（２）から上記うず室（１）内に押し込まれ
   てきた空気の一部（３４）を、上記うず流（１０）に逆
   らう方向に案内する形に形成した、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。
2. 【請求項２】　　前記ガス排斥具（５）の前記噴口延長
   側周面部分（４０）に、通路拡大用凹入面（３１）を形
   成した、ことを特徴とする請求項１に記載のディーゼル
   エンジンのうず室式燃焼室。