JPH0545784Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はデイーゼル燃焼室に係り、特に機関始
動時のアフターグローを向上させて、騒音、白煙
（スモーク）を低減させるデイーゼル燃焼室に関
する。

［従来の技術］ 一般にデイーゼル機関は、着火遅れを防止して
燃焼室内圧力急上昇を抑えると共に、緩慢に蒸発
燃焼させて、騒音、スモークを低減させている。

その一例として本出願人は、先に第６図に示す
実開昭59−88220号公報に記載されたデイーゼル
エンジンの燃焼室構造を提案している。

図示される如く、このデイーゼルエンジンの燃
焼室構造は、シリンダヘツド１内に形成された燃
焼室２内に、主噴口１１及び副噴口１０を備えた
燃料噴射ノズル７と、燃焼室２内を予熱するグロ
ープラグ１２とを設け、上記副噴口１０より噴射
される燃料が、スワールの順方向で、且つ燃焼室
２の内壁２ａに沿つて噴射されるようにし、さら
に上記グロープラグ１２の高温部が、上記副噴口
１０からの燃料噴射領域で、且つ燃焼室２の内壁
面接線方向の近傍に配設して構成するもので、機
関アイドリングを含む機関低回転低負荷運転時に
は上記副噴口１０から、上記運転領域を越えたと
きには、副噴口１０及び主噴口１１から燃料を噴
射させて、緩慢蒸発燃焼を行わしめ、燃焼効率、
機関騒音低減化を向上させようとするものであ
る。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述の提案は、副噴口から噴射
される燃料噴射領域内にグロープラグがあるよう
に構成されたため、アフターグロー時に、グロ
ープラグが燃料によつて冷却されるためミスフア
イヤが生じ易い。機関冷却水温が低い機関始動
時に、燃焼室内を充分予熱できないためスモーク
及び機関騒音レベルが増加する等の問題点を残し
ていた。

［考案の目的］ 本考案は上記問題点を解消すべく創案されたも
ので、本考案の目的は、機関始動性を向上させる
と共に、スモーク、騒音レベルを低減できるデイ
ーゼル燃焼室を提供するにある。

［考案の概要］ 本考案は上記目的を達成するために、渦流燃焼
室に臨ませて、主噴口及び副噴口を備える燃料噴
射ノズルを通路を介して取り付け、前記燃料噴射
ノズルよりも前記渦流燃焼室内に生起される渦流
の下流側の前記渦流燃焼室内に、その高温部を突
出させてグロープラグを設け、前記燃料噴射ノズ
ルは、機関アイドリング時を含む低負荷時に、主
噴口を閉じて副噴口のみを開放するように構成さ
れ、前記主噴口から噴射される燃料は、前記通路
内を通過して、直接前記渦流燃焼室に到達すると
共に、前記副噴口は、前記通路内壁面と近接して
設けられており、前記副噴口から噴射される燃料
は、前記通路内壁面に衝突して、衝突した燃料の
一部が前記渦流燃焼室の内壁面に沿つて液膜を形
成し、該液膜が前記グロープラグ高温部の側部に
接するよう噴射されるものである。

［実施例］ 以下本考案の好適一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

また、この実施例では、燃焼室の一例として渦
流燃焼室で説明する。

第１図は、燃料の稀薄燃焼を図るために形成さ
れたデイーゼル燃焼室の一例である渦流燃焼室構
造を示す概略断面図である。

図示される如く１はシリンダヘツドであり、こ
のシリンダヘツド１内には、渦流燃焼室２が区画
形成されている。またシリンダヘツド１は、その
内の渦流燃焼室２が、図示しないシリンダブロツ
クのシリンダ室に連通するように設けられる。渦
流燃焼室２には、上記シリンダ室と渦流燃焼室２
とを連通する連絡通路３が設けられ、また、その
連絡通路３の上記渦流燃焼室２側には、その渦流
燃焼室２の内壁２ａに沿つて流れる高圧空気のス
ワールを生成するためのスワールチヤンバ３ａが
形成されている。

渦流燃焼室２の上方には、シリンダヘツド１の
一側より開口されて、これに連通する通路４が形
成され、その通路４の上部には、環状のセラミツ
ク等から形成されるヒートシールド６が一体的に
嵌合されている。このヒートシールド６内には、
燃料噴射ノズル７が一体的に嵌合される。

燃料噴射ノズル７は、上記ヒートシールド６内
に収容されるノズルボデイ８内に、機関負荷に応
じてリフト値が調整される針弁９を昇降自在に収
容し、ノズルボデイ８の燃料室側の副噴口１０
と、主噴口１１とを開放するように構成される。
即ち、上記針弁９が所定のリフト値以下で即ち機
関始動時を含む機関低回転低負荷領域で副噴口１
０を開放し、所定のリフト値以上即ち上記領域を
越える高回転高負荷領域で主噴口１１を開放する
ように構成される。

また、副噴口１０の噴口径は主噴口１１より小
さく設定される。そのため副噴口１０からの噴射
燃料は拡散せず所定の方向を狙うことができ、主
噴口１１からの噴射燃料は、燃料の貫徹力を大き
くすることができる。

さて、本考案の実施例では、機関冷却水温が低
いような低温機関始動時に、アフターブローによ
る始動性を向上させてスモーク発生と、騒音レベ
ルの増加を低減させるために、渦流燃焼室２に対
して上記燃料噴射ノズル７とグロープラグとが次
のように構成されている。

第１図乃至第３図に示すように、燃料噴射ノズ
ル７は、その副噴口１０を、上記通路４の内壁４
ａに向け、且つスワール方向の下流側に向けられ
ており、これより噴射される燃料噴射束F₁の一
部は、上記内壁４ａに衝突飛散して、その周辺に
存在する燃料噴霧Ｅを形成すると共に、残部は、
渦流燃焼室２の内壁２ａに沿つてスワール方向に
流れながら、壁面蒸発する燃料フイルムF₂を形
成する。また、主噴口１１は、渦流燃焼室２内の
略中央に、且つスワール方向下流側に向けられ、
スワールによつて蒸発される燃料を噴出するよう
に構成される。

一方、渦流燃焼室２内に設けられて、その燃焼
室２内を予・加熱するグロープラグ１２は、上記
燃料フイルムF₂に対し、次のように設けられる。

グロープラグ１２は、シリンダヘツド１に一体
的に嵌合されるホルダ部１２ｂと、そのホルダ部
１２ｂに一体的に収容されて、渦流燃焼室２内に
延出され、高温熱を発散する高温部１２ａとから
構成される。

さて、本実施例では、上記高温部１２ａが、噴
射燃料の直接冷却を避けるべく、噴射燃料の勢い
を失う領域、つまり拡散されて上記燃焼室２の内
壁２ａの周辺に広がる燃料フイルムF₂の一側、
即ち、裾野部分Ｄに僅かに接するように配設され
る。また、この場合、スワールＳによつて上記フ
イルムF₂の裾野部分Ｄに対しての上記高温部１
２ａの位置を良好に設置するために、渦流燃焼室
２の内壁２ａを基準面として、上下方向に例えば
±３mmの範囲で出没させることが有効である。

従つて、燃料フイルムF₂の裾野部分Ｄに接触
するグロープラグ１２の高温部１２ａは、機関始
動時にあつて冷却されることなく、その予熱能力
を十分に発揮し、それ以外の高温部１２ａは、渦
流燃焼室２内を均一に加熱するように構成された
ことになる。

尚、この実施例では、燃料噴射ノズル７に対し
て、グロープラグを適正な位置に設置する説明を
したが、その逆に、設置されたグロープラグ１２
の高温部１２ａの外側部に対して、燃料フイルム
F₂の裾野部分Ｄの一側が僅かに接触するように
しても同様である。

次に、本考案の他の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

第３図は、第１図の渦流燃焼室２に、２つの副
噴口１０を備えた燃料噴射ノズル７を設けた概略
断面図である。

図示されるように、燃料噴射ノズル７の２つの
副噴口１０は、それぞれ、スワール方向を軸とし
て相反する方向に向けられると共に、渦流燃焼室
２の内壁２ａに、且つスワール方向の下流側に臨
ませられている。また、２つの副噴口１０から噴
射される燃料は、第１図で説明した如く、燃料フ
イルムF₂と燃料噴霧Ｅとを形成する。ここで、
形成される燃料フイルムF₂に対し、その各燃料
フイルムF₂の下流側の裾野部分Ｄに挾まれると
共に、その対向する一側（裾野部分Ｄ）に、上記
グロープラグ１２の高温部１２ａの両側部が上記
実施例同様、僅かに接して設けられている。

従つて、この実施例では、上記実施例に比較し
て、上記燃料室２内に略均一に２つの燃料フイル
ムF₂を形成し、それによつて渦流燃焼室２内の
壁面蒸発燃料を増加して機関始動時における緩慢
燃料と出力とを向上させようとするものである。

以下、本考案の実施例の作用について添付図面
に基づいて説明する。

図示される如く、機関負荷と機関回転数とに応
じて燃料噴射ノズル７の針弁９が、そのリフト値
を調整されて、所定リフト以下で、副噴口１０を
開放し、所定リフト以上で主噴口１１を開放す
る。

副噴口１０が開放される場合は、機関始動時を
含む低回転低負荷運転領域であり、主噴口１１も
開放される場合は、上記領域を越えた高回転高負
荷運転領域である。

従つて、副噴口１０が開放されると、これより
噴出する燃料が、針弁９と副噴口１０とにより燃
料噴射束F₁として渦流燃焼室２内に供給される。

この燃料噴射束F₁の一部は、渦流燃焼室２の
上方に形成された通路４に衝突飛散してその周囲
に存在し、スワールＳによつて瞬時に蒸発燃焼さ
れる燃料噴霧Ｅとなり、残部は、通路４から渦流
燃焼室２の内壁２ａに沿つてスワール方向下流側
に徐々に拡散されながら流れる燃料フイルムF₂
に形成される。故に、上記燃料噴霧Ｅが着火燃焼
されると、その火災を伝播されて燃料フイルム
F₂が緩慢燃焼されることになり、機関、騒音が
抑えられることになる。

さて、機関始動時において、機関の冷却水温が
低く、アフターグローを必要とする場合には、グ
ロープラグ１２を点灯させる。この場合、上述の
如くグロープラグ１２の高温部１２ａは、副噴口
１０から噴射されて形成された燃料フイルムF₂
によつて、その高温部１２ａがぬらされて冷却さ
れないので、予熱能力を充分に発揮し渦流燃焼室
２内を高温雰囲気に予熱することになる。第５図
は、従来例を示す実線ａに対し、本考案のデイー
ゼル燃焼室を示す破線ｂは、始動時間が０℃にお
いて5sec、−20℃において30sec早まり、低温始動
性が大幅に改善されたことを示すものである。従
つて、従来の問題点であつた予熱遅れによる白煙
（スモーク）、ミスフヤイヤ、騒音を低減させる。
また、グロープラグ１２を避けて燃料フイルム
F₂を渦流燃焼室２内に形成することは、燃料フ
イルムF₂の拡散面積を拡げ、燃料の壁面蒸発量
を増加するため、出力向上と緩慢燃焼とを同時に
達成できることになる。

このことは、第４図に示した他の実施例におい
ても同様であり、グロープラグ１２の予熱能力を
低下させることがないので、２つの副噴口１０か
ら噴射される燃料は、そのグロープラグ１２の高
温部１２ａを挾んで２つの燃料フイルムF₂を形
成することになる。即ち、渦流燃焼室２の内壁２
ａを有効に燃料蒸発に利用し、且つ蒸発燃料の分
布を均一にできるために、緩慢燃焼と出力向上を
達成し、白煙、ミスフアイヤ、騒音を低減するこ
とになる。

また、機関高回転高負荷運転領域では、主噴口
１１より噴射拡散される燃料に対し、上記燃料フ
イルムF₂が蒸発燃焼状態にあるので、この火災
が渦流燃焼室２の内壁２ａから燃料室中央に向つ
て徐々に伝播されるため、燃焼室内圧力急上昇の
原因となる着火遅れを抑えて緩慢燃焼を達成し、
機関騒音レベルを低減することになる。

尚、本考案の実施例の説明において、燃焼室の
一例として渦流燃焼室を用いたが、MAN−Ｍ方
式機関等の壁面蒸発燃焼させる方式の燃料室に、
上述のグロープラグと燃料との関係を適用させる
ことができる。更に、上記実施例で渦流燃焼室と
の関係上、噴射されて拡散される燃料の裾野部分
Ｄを、燃料フイルムの下流側で渦流燃焼室の周辺
に拡散される部分としたが、燃料フイルムを形成
しない場合には、副噴口から噴射される燃料噴射
束の外輪郭で且つ、燃料噴霧が大きな慣性をもた
ない所を裾野部分とする。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば次の如き優れた効
果を発揮する。

(1) 燃料噴霧によるグロープラグの直接的な冷却
を防止でき、アフターグロー時の失火を防止す
ることができる。

(2) スモーク及び騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適一実施例を示す概略断面
図、第２図及び第３図は第１図のＡ−Ａ線矢視断
面図、第４図は他の実施例を示す概略断面図、第
５図は本考案のデイーゼル燃焼室の始動特性を示
す図、第６図は従来例を示す概略断面図である。 図中、１はシリンダヘツド、２は渦流燃焼室、
３は連絡通路、４は通路、７は燃料噴射ノズル、
１０は副噴口、１１は主噴口、１２はグロープラ
グ、Ｄは裾野部分である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 渦流燃焼室２に臨ませて、主噴口１１及び副噴
   口１０を備える燃料噴射ノズル７を通路４を介し
   て取り付け、前記燃料噴射ノズル７よりも前記渦
   流燃焼室２内に生起される渦流の下流側の前記渦
   流燃焼室２内に、その高温部１２ａを突出させて
   グロープラグ１２を設け、前記燃料噴射ノズル７
   は、機関アイドリング時を含む低負荷時に、主噴
   口１１を閉じて副噴口１０のみを開放するように
   構成され、前記主噴口１１から噴射される燃料
   は、前記通路４内を通過して、直接前記渦流燃焼
   室２に到達すると共に、前記副噴口１０は、前記
   通路内壁面４ａと近接して設けられており、前記
   副噴口１０から噴射される燃料は、前記通路内壁
   面４ａに衝突して、衝突した燃料の一部が前記渦
   流燃焼室２の内壁面２ａに沿つて液膜を形成し、
   該液膜が前記グロープラグ高温部１２ａの側部に
   接するよう噴射されることを特徴とするデイーゼ
   ル燃焼室。