JPH0538326U - 渦流室式デイーゼル機関の燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 副燃焼室内での燃料と空気の混合気形成を良
好とし同壁面への燃料の付着を防止するとともに、副燃
焼室から主燃焼室内へのガスの流出促進主燃焼室内での
噴流ペネトレーションを向上し、副燃焼室、主燃焼室内
での燃焼を促進し渦流室式ディーゼル機関の燃費と吐煙
の改善をはかる副室噴口３を提供するにある。 【構成】 副燃焼室の中心線をＡ−Ａ、主燃焼室中心線
をＢ−Ｂとし、これらの中心線を含む平面をＣ平面とし
たとき、２ケの副室噴口３の軸線は前記Ｃ平面上のＤ点
で交叉している。また該副室噴口３の副燃焼室側の開口
面積をｆ₂ 、主燃焼室側の開口面積をｆ₁ としたときｆ
₁ ＜ｆ₂ となるように副室噴口をテーパ状に構成された
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】

本考案は渦流室式ディーゼル機関の燃焼室に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３〜４に従来形渦流室式ディーゼル機関の燃焼室を示す。図において１は主 燃焼室、２は副燃焼室、３は副室噴口、４はシリンダヘッド、５は燃料噴射弁、 ６はグロープラグ、７はピストン、８はシリンダ、９は副室口金、１０はシリン ダヘッドガスケット、Ａ−Ａは副燃焼室中心線、Ｂ−Ｂはシリンダ中心線である 。 副燃焼室２は上部と下部より構成され、上部はシリンダヘッド内に、下部は同 シリンダヘッド内に挿入された副室口金９内に設けられている。また該副室口金 の下面は、シリンダヘッドの下面と面一或いはほぼ面一に形成されている。

【０００３】 副室上部は半球形、下部が円錐台のもの、或いは円柱形のもの等があるが、図 では下部が円錐台のものを示す。副燃焼室２には燃料噴射弁５及び機関始動時に 副燃焼室２内を予熱するグロープラグ６を必要に応じて設置する。副燃焼室２の 下部は副室噴口３を介してピストン７の頂面、シリンダ８、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。 副燃焼室２内には渦流が存在し、渦流の旋回方向に沿って燃料が燃料噴射弁５ から噴射される。副室噴口３は副室口金９内に１個設置されている。

【０００４】 次に前記従来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７により主燃焼室１内に空気が圧縮 され副室噴口３をへて副燃焼室２内に流入し渦流Ｓを生成する。 この渦流の方向に沿って燃料が燃料噴射弁５より噴射され、燃料は渦流Ｓと共 に副燃焼室２内を旋回し、燃料と空気とが混合し着火、燃焼をはじめる。この副 燃焼室２内の燃焼ガス、未燃燃料は副室噴口３を通って主燃焼室１内に噴出し、 ピストンに仕事をすると同時に主燃焼室１内の空気との混合、燃焼が行われる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来形の渦流室式ディーゼル機関において燃焼を良好にするためには、副燃焼 室２内での燃料と空気の混合気形成の促進、副燃焼室２壁面への燃料付着を防止 する必要がある。副燃焼室２内での燃料と空気の混合気形成を良好にし同壁面へ の燃料の付着を少なくするためには、副室噴口３の通路面積を小さくして該副室 噴口３における噴流速度、従って副室内渦流速度を大きくすることが考えられる 。

【０００６】 しかしながら、そのため副室噴口の通路面積の縮少をはかることは、副燃焼室 ２内の既燃、未燃ガスが主燃焼室１内に流出し難くなり、副室噴口絞り損失が増 大するとともに、主燃焼室１内での燃焼が遅れ燃焼不良となる。また副燃焼室２ 、主燃焼室１内でのガス流速増大のため熱損失が増大し、燃費、吐煙の改善は期 待できない。

【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２内の燃料と空気の 混合気形成を良好にし同壁面への燃料の付着を防止するとともに、副燃焼室２か ら主燃焼室１内へのガスの流出促進、主燃焼室内での噴流ペネトレーションを向 上し、副燃焼室、主燃焼室内での燃焼を促進し、渦流室式ディーゼル機関の燃費 吐煙が改善された副室噴口３を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の渦流室式ディーゼル機関の燃焼室は上部がシリンダヘッド内に、下部 が同シリンダヘッド内に挿入された副室口金内に設けられた副燃焼室と；該副燃 焼室内に圧縮行程時発生する渦流の旋回方向に燃料を噴射する燃料噴射弁と；前 記副室口金内に２個設置され副燃焼室と主燃焼室を連通する副室噴口とを有して なり；該２個の副室噴口は、副燃焼室中心線Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂを含 む平面をＣ平面とすると、前記副室噴口の軸線の延長線は副燃焼室中心線Ａ−Ａ に対してシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側の前記Ｃ平面上のＤ点で交叉するように設置さ れ、さらに前記副室噴口の主燃焼室側開口端の噴口通路面積をｆ₁ とし、副燃焼 室側開口端の噴口通路面積をｆ₂ とするとき、ｆ₁ ＜ｆ₂ となるように前記副室 噴口をそれぞれテーパ状に構成したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

本考案のように燃焼室を構成することにより圧縮行程時に主燃焼室１から副燃 焼室２内に給気が流入する際、副室噴口３が２個設置されているので副燃焼室２ 内で渦流Ｓが２個形成される。この２個の副室噴口３の軸線の延長線は、副燃焼 中心線Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂを含むＣ平面上で、副燃焼室中心線Ａ−Ａ のシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側のＤ点で交叉するよう配置されているので、上記両渦 流Ｓはシリンダ中心側の副燃焼室壁面に沿って流れ、その後下流側（燃料噴射方 向に対しても下流側）即ち副燃焼室中心に対してシリンダ中心側の副燃焼室２内 で衝突するため同副燃焼室内で非常に大きい乱れを第１図のように生成する。

【００１０】 このため燃料と空気の混合が促進されると共に、副燃焼室２の側壁への燃料付 着が防止され燃焼が促進される。また、前記副燃焼室内での大きな乱れの発生に より副燃焼室内の渦流Ｓは減衰すると共に、副室噴口３の副燃焼室側開口端の通 路面積ｆ₂ が大きいので、膨張行程時副燃焼室２内の既燃、未燃ガスが主燃焼室 内に流出し易くなると共に、副室噴口絞り損失が低減する。

【００１１】 又２つの副室噴口３の軸線の延長線が副燃焼室中心線Ａ−Ａに対してシリンダ 中心側のＣ平面上のＤ点で交叉するように構成されているので、主燃焼室１内に 流出した２つのガス噴流は衝突混合すると共に、副室噴口３の主燃焼室側開口端 の通路面積ｆ₁ が小さいので噴流ペネトレーションが向上し、乱れも大きくなる ため未燃ガスと空気の混合と燃焼が促進される。

【００１２】

【実施例】

以下図１〜２を参照し本考案の一実施例について説明する。 図１は実施例の主、副燃焼室周りの断面図、図２は図１のII−II断面図である 。 図示のように副燃焼室２はシリンダヘッド４内に凹設された上部、下部よりな っている。同上部はシリンダヘッド４内に、下部はシンリダヘッド４内に挿入さ れた副室口金９内に設けられている。副燃焼室２の上部は半球形、下部は円錐台 状であるが、円柱形のものもある。副燃焼室２には燃料噴射弁５及び機関始動時 副燃焼室２内を予熱するグロープラグ６を必要に応じて設置する。副燃焼室２は 副室噴口３を介してピストンの頂面、シンリダ８、シンリダヘッド４の下面より 構成される主燃焼室１と連通している。

【００１３】 副室口金９の下面はシリンダヘッド４の下面と面一又はほぼ面一となっている 。副燃焼室内には渦流Ｓが存在し、該渦流の旋回方向に燃料が燃料噴射弁５から 噴射される。又副燃焼室の中心線Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂを含む平面をＣ 平面とするとき、２個の副室噴口３の軸線の延長線は副燃焼室中心線Ａ−Ａに対 してシリンダ中心側の前記Ｃ平面上にて交叉するように構成されている。さらに 前記副室噴口３の主燃焼室側開口端の噴口面積をｆ₁ とし、副燃焼室側開口端の 噴口通路面積ｆ₂ としたとき、ｆ₁ ＜ｆ₂ となるように２ケの副室噴口３はそれ ぞれ構成されている。

【００１４】 次に前記実施例の作用について説明する。 機関が運転されると圧縮行程時主燃焼室１内の給気は２ケの副室噴口３をへて 副燃焼室２に流入し２つの渦流Ｓが生成される。２個の副室噴口３の軸線は副燃 焼室中心線Ａ−Ａに対しシリンダ中心線側で、前記Ｃ平面上のＤ点で交叉するよ に配置されているので、前記渦流Ｓは副燃焼室壁面に沿って流れ、その後下流側 即ち副燃焼室中心線Ａ−Ａに対しシリンダ中心側の副燃料室２内で衝突するため 、同副燃焼室２内で非常に大きな乱れを生成する。

【００１５】 燃料は渦流Ｓ及び前記大きい乱れの中に噴射されため、燃料と空気の混合が促 進されると共に、副燃焼室２の側壁への燃料付着が防止でき、燃焼が促進される 。また副燃焼室２内での渦流Ｓは減衰するとともに副室噴口３の副燃焼室側開口 端の通路面積ｆ₂ が大きいので、膨張行程時、副燃焼室２の既燃、未燃ガスは主 燃焼室１内へ流出し易くなる。

【００１６】 また２つの副室噴口３の軸線の延長線は、副室燃焼室中心線Ａ−Ａに対してシ リンダ中心線側の前記Ｃ平面上のＤ点で交叉するように構成されているので、主 燃焼室１内に流出した２つのガス噴流が衝突、合成されると共に、副室噴口３の 主燃焼室側開口端の通路面積ｆ₁ が小さいので、噴流ペネトレーションが向上す ると共に乱れが大きくなるため、未燃ガスと空気の混合燃焼が促進される。

【００１７】 また副燃焼室２、主燃焼室１内の燃焼促進により、副室噴口通路面積を拡大し ても燃焼が確保できるので、副室噴口絞り損失がさらに低減するとともに熱損失 も低減する。 以上により機関の燃費の減少とともに騒音、ＮＯｘ、ＨＣの低減と始動性の向 上を図ることができる。

【００１８】

【考案の効果】

本考案の渦流室式ディーゼル機関の燃焼室は前記のとおり構成したので、副燃 焼室でのガスは副燃焼室壁面に沿って流れると共に、室内では渦流により非常に 大きな乱れが生成されるため、該渦流Ｓに沿って噴射された燃料は空気との混合 が促進されると共に、副燃焼室２の側壁への燃料付着が防止でき、燃焼が促進さ れる。また副燃焼室内での渦流Ｓが２個の副室噴口流れの衝突等により減衰する と共に、副室噴口３の副燃焼室側開口端の通路面積ｆ₂ が大きいので、膨張行程 時副燃焼室２の既燃、未燃ガスは主燃焼室１内へ流出し易くなる。

【００１９】 又２つの副室噴口３の軸線の延長線は副室燃焼室中心線Ａ−Ａに対しシリンダ 中心線側の前記Ｃ平面上のＤ点で交叉するように構成されている為、ガス噴流の 衝突により乱れを生じガスと空気の混合が十分行われ、又副燃焼室より主燃焼室 への副室噴口は先細りとなっているため、噴流ペネトレーションが向上する。ま た副燃焼室、主燃焼室内の燃焼促進により副室噴口通路面積を拡大しても燃焼が 確保できるため副室噴口絞り損失がさらに低減すると共に熱損失が低減する。 以上により機関の燃費の減少と、騒音、ＮＯｘ、ＨＣの低減と始動性の向上が 実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の燃焼室断面図

【図２】図１のII−II断面図

【図３】従来例の図１応当図

【図４】図３のIV−IV断面図

【符号の説明】

１…主燃焼室、２…副燃焼室、３…副室噴口、４…シリ
ンダヘッド、９…副室口金

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部がシリンダヘッド内に、下部が同シ
   リンダヘッド内に挿入された副室口金内に設けられた副
   燃焼室と；該副燃焼室内に圧縮行程時発生する渦流の旋
   回方向に燃料を噴射する燃料噴射弁と；前記副室口金内
   に２個設置され副燃焼室と主燃焼室を連通する副室噴口
   とを有してなり；該２個の副室噴口は、副燃焼室中心線
   Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂを含む平面をＣ平面とす
   ると、前記副室噴口の軸線の延長線は、副燃焼室中心線
   Ａ−Ａに対してシリンダ中心線Ｂ−Ｂ側の前記Ｃ平面上
   のＤ点にて交叉するように設置され、さらに前記副室噴
   口の主燃焼室側開口端の噴口通路面積をｆ₁ とし、副燃
   焼室側開口端の噴口通路面積をｆ₂ とするときｆ₁ ＜ｆ
   ₂ となるように前記各副室噴口をテーパ状に構成したこ
   とを特徴とする渦流室式ディーゼル機関の燃焼室。