JPH06159134A - 副室式機関の主燃焼室 - Google Patents

副室式機関の主燃焼室

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JPH06159134A
JPH06159134A JP4338120A JP33812092A JPH06159134A JP H06159134 A JPH06159134 A JP H06159134A JP 4338120 A JP4338120 A JP 4338120A JP 33812092 A JP33812092 A JP 33812092A JP H06159134 A JPH06159134 A JP H06159134A
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piston
main combustion
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Koji Imoto
浩二 井元
Tadao Omura
忠雄 大村
Yoichi Kataoka
洋一 片岡
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B19/08Engines characterised by precombustion chambers the chamber being of air-swirl type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明に係る副室式機関の主燃焼室の目的
は、副室式ディーゼル機関の全負荷域に亘り吐煙を低減
できるとともに燃費、HC低減、始動性の改善を図るこ
とのできる主燃焼室を提供することである。 【構成】 副室式機関のピストン頂面に副室噴口の全体
又は一部が臨む凹部が副室からのガス流出方向に細長状
に設けられているものにおいて、前記細長状の凹部の側
壁の形状をシリンダ中心方向に小さくなるテーパ形にす
るとともに前記側壁の一部に円弧状の凹部を設けたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は副室式ディーゼル機関の
燃焼室に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例の副室式ディーゼル機関の燃焼室
の一例を図6,7によって説明する。図6は従来例の副
室式ディーゼル機関の燃焼室の断面図、図7は図6のVI
I-VII矢視図である。図において1は主燃焼室(ピスト
ンキャビティ)、4はシリンダヘッド、2は副燃焼室で
シリンダヘッド4内に設けられ上部は凹の半球形、下部
は凹の円錐台形である。なお前記副燃焼室の下部は円柱
形の例もある。9は副室口金でシリンダヘッド4に挿入
されて副燃焼室2の下部を形成して居り、主燃焼室1側
の下面はシリンダヘッド4の面と同一又は略同一平面に
なっている。3は副室噴口で副室口金9に設けられ副燃
焼室2と主燃焼室1とを連通している。7はピストン、
8はシリンダ、10はシリンダヘッドガスケットで内燃
機関の公知の要素である。ピストン7の頂面には図7に
示すとおりピストン7の上面からみて長方形と半円形の
組合せ形状で、深さが図6に示すとおり副室噴口3に向
い会う位置で最も深くピストン中心方向に向って次第に
浅くなる凹部が設けられている。5は燃料噴射弁で副燃
焼室2に設けられている。6はグロープラグで必要に応
じて副燃焼室2に設けられる。主燃焼室1はピストン7
の頂面、シリンダ8、シリンダヘッド4にかこまれてい
る空間である。A−Aは副燃焼室中心線、B−Bはシリ
ンダ中心線である。Sは副室内渦流である。
【0003】前記従来例の作用を説明する。機関運転
時、圧縮行程においてピストン7の上昇により主燃焼室
1内の空気が圧縮され副室噴口3から副燃焼室2内に副
室内渦流Sを生成しながら流入する。燃料噴射弁6から
副室内渦流Sの方向に沿って燃料が噴射され、その燃料
は副室内渦流Sとともに副燃焼室2内を旋回し空気と混
合し着火燃焼する。この副燃焼室2内の燃焼ガス、未燃
焼燃料は副室噴口3を通って主燃焼室1内に噴出し、ピ
ストン7に仕事をすると同時に主燃焼室1内の空気と混
合、燃焼が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】副室式ディーゼル機関
の吐煙改善のためには、副燃焼室及び主燃焼室内の燃料
と空気の混合気形成、燃焼促進が重要である。副室噴口
の通路面積を小さくしてガス流速を大きくすると、高負
荷域では燃料と空気の混合気形成従って燃焼は促進され
吐煙は改善されるが、低負荷域では特に主燃焼室内での
噴流速度従って噴流のペネトレーションが大きすぎ、燃
料及び火炎が冷却されるため燃焼が不完全になり吐煙は
悪化する。低負荷域の燃焼改善、従って燃料と空気の冷
却防止のために副室噴口通路面積を拡大しガス流速を小
さくすると、高負荷域で燃料と空気の混合気形成が不十
分となり、燃焼、従って吐煙は悪化する。前記のとおり
従来の燃焼室では高負荷域低負荷域に亘り吐煙低減は難
かしい。
【0005】本発明の目的は副室式ディーゼル機関にお
いて、高負荷域から低負荷域に亘り吐煙を低減するた
め、副燃焼室、主燃焼室内の燃料と空気の混合気形成促
進及び燃料と火炎の冷却防止を図り、燃焼を促進する主
燃焼室(ピストンキャビティ)を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の副室式機関の主
燃焼室は副室噴口の主燃焼室側開口の全体あるいは一部
が臨むピストンキャビティ(凹部)が副燃焼室からのガ
ス流出方向に細長状に設けられているものにおいて、ピ
ストン上方から見た前記ピストンキャビティの側壁形状
をシリンダ中心方向(ガス流出方向)に漸次縮小するテ
ーパ形にするとともに、前記テーパ形側壁の一部に円弧
状の凹部を設置したことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の主燃焼室(ピストンキャビティ)は膨
張行程時に副燃焼室内既燃、未燃ガスが主燃焼室従って
ピストンキャビティ内に流入しシリンダ中心方向に流れ
るとともに、分岐して前記ピストンキャビティ側壁に設
けられた円弧状の凹部に流入して前記円弧状の側壁に沿
って旋回し、副燃焼室からのガス噴流に合流する循環流
を形成する。この際ピストンキャビティ側壁形状がシリ
ンダ中心方向(ガス流出方向)に漸次縮小するテーパ状
になっているため、円弧状の凹部に流入し易くなり前記
循環流が形成され易い。
【0008】前記循環流を形成するガスは途中で着火燃
焼するため温度が上昇し副燃焼室からのガス噴流に合流
するため、シリンダ中心方向流れのガス温度も高くなり
低負荷域においても燃焼及び両燃焼し易くなり燃焼が促
進される。またピストンキャビティ側壁形状がシリンダ
中心方向(ガス流出方向)に漸次縮小するテーパ形にな
っているためシリンダ中心方向流れのペネトレーション
も向上し、特に高負荷域において燃料と空気の混合気形
成従って燃焼が促進される。
【0009】
【実施例】第1実施例を図1,2によって説明する。図
1は第1実施例の燃焼室の断面図、図2は図1における
I−I矢視図である。図において8はシリンダ、7はピ
ストン、4はシリンダヘッド、10はシリンダヘッドガ
スケットで何れもディーゼル機関の公知の要素である。
2は副燃焼室でシリンダヘッド4に設けられた室で上部
は凹の半球面、下部は凹の円錐台形面である。前記副燃
焼室の下部は円柱形でもよい。9は副室口金でシリンダ
ヘッド4に挿入され下の面はシリンダヘッド4の下面と
同一又はほぼ同一平面をなし内側が副燃焼室2の下部を
構成している。5は燃料噴射弁で副燃焼室2に公知のと
おりに設けられている。6はグロープラグで必要に応じ
副燃焼室に設置される。1は主燃焼室でピストン7の頂
面、シリンダ8、シリンダヘッド4の下面でかこまれた
公知の室である。
【0010】3は副室噴口で副室口金9に設けられ副燃
焼室2と主燃焼室1を連通する。ピストン7の頂面に副
室噴口3の主燃焼室側の開口の全体あるいは一部が臨む
キャビティ(凹部)が副燃焼室からのガス噴出方向に細
長状に且副室噴口の位置で最も深く設けられて居りピス
トン頂面方向からみた(I−I矢視)ピストンキャビテ
ィ側壁形状をシリンダ中心方向(ガス流動方向)に漸次
縮小するテーパ形にするとともに前記側壁の一部に円弧
状の凹部を接続している。11は円弧状の凹部でピスト
ン7の頂面に設けられた凹部の側壁の凹みである。MJ
はシリンダ中心方向の流れで副室噴口3から噴出したガ
スのシリンダ中心方向への流れである。RJは循環流で
副室噴口3から噴出する流れのうちその一部が分岐して
円弧状の凹部11に流入して側壁に沿って旋回する流れ
である。Sは副室内渦流でエンジンの圧縮行程に副燃焼
室2内に生ずる流れである。
【0011】前記第1実施例の作用効果を説明する。機
関運転時圧縮行程においてピストン7の上昇により主燃
焼室1内の空気が圧縮され副室噴口3を経て副燃焼室2
内へ副室内渦流Sを生成しながら流入する。グロープラ
グ6は必要に応じ副燃焼室2内を予熱する。燃料噴射弁
5からは副室内渦流Sの中に燃料が噴射される。よって
燃料と空気の混合従って燃焼を促進できる。膨張行程時
副燃焼室2内の既燃、未燃ガスは主燃焼室1、従ってピ
ストンキャビティ内に流入し、シリンダ中心方向の流れ
MJを生ずると共に、ピストンキャビティの側壁の一部
に設けられている円弧状の凹部11へ分岐して流入し、
円弧状の凹部の側壁に沿って旋回し副燃焼室2からのガ
ス噴流に合流する循環流RJを形成する。
【0012】この際ピストンキャビティ側壁形状がシリ
ンダ中心方向(ガス噴出方向)に漸次縮小するテーパ形
になっているため、円弧状の凹部11に流入しやすくな
り循環流RJが形成され易い。循環流RJを形成するガ
スは途中で着火燃焼するため温度が上昇して副燃焼室2
からのガス噴流に合流するのでシリンダ中心方向の流れ
MJのガス温度も高くなり、低負荷域においても燃焼及
び再燃焼し易くなり燃焼が促進される。またピストンキ
ャビティ側壁形状がシリンダ中心方向に漸次縮小するテ
ーパ形になっているため、シリンダ中心方向の流れMJ
のペネトレーションも向上し特に高負荷域において燃料
と空気の混合気形成従って燃焼が促進される。前記のと
おり機関の高負荷域から低負荷域の全域に亘り吐煙を低
減できるとともに、燃費HC低減、始動性改善を図るこ
とができる。
【0013】第2実施例を図3によって説明する。図3
は第2実施例のピストン頂面の図である。図において符
号1,7,11は図1の1,7,11と同じであるから
説明を省く、円弧状の凹部11がピストンキャビティの
側壁のシリンダ中心側の端に設けられている。それ以外
は前記第1実施例と同じである。前記第2実施例の作用
効果は前記第1実施例のそれと同様である。
【0014】第3実施例を図4によって説明する。図4
は第3実施例のピストン頂面の図である。図において符
号1,7,11は前記第1実施例の1,7,11と同じ
であるから説明を省く。ピストンキャビティの側壁の全
体又は大部分がテーパ形になっている。それ以外は前記
第1実施例と同じである。前記第3実施例の作用、効果
はほぼ前記第1実施例のそれと同様であるが、ピストン
キャビティ側壁の全体域は大部分が前記テーパ形になっ
ているので循環流RJを形成し易いとともに、シリンダ
中心方向の流れMJのペネトレーションを更に向上でき
燃焼従って吐煙、燃費は更に改善される。
【0015】第4実施例を図5によって説明する。図5
は第4実施例のピストンの断面図である。図において符
号1,7,11は前記第1実施例と同じであるから説明
を省く。ピストンキャビティ及び円弧状の凹部は深さ一
定である。それ以外は前記第1実施例と同じである。前
記第4実施例の作用効果は前記第1実施例とほぼ同様で
あるがピストンキャビティ及び円弧状の凹部の深さが一
定であるため循環流RJが形成され易くなり特に低負荷
域の燃焼従って吐煙燃費を更に改善できる。
【0016】
【発明の効果】主燃焼室内ピストンキャビティ側壁部に
設置された円弧状の凹部により循環流が形成され、燃料
と空気の混合気形成の促進、燃料と火炎の冷却防止が図
られ特に低負荷時の燃焼が促進される。この際ピストン
キャビティの側壁形状がシリンダ中心方向(ガス噴出方
向)に漸次縮小するテーパ形に構成されているため、前
記循環流が更に形成され易くなり前記効果が更に大きく
なる。又前記テーパ形状によりシリンダ中心方向流れの
ペネトレーションも向上し特に高負荷域において燃料と
空気の混合気形成燃焼が促進される。よって本発明は機
関の高負荷域から低負荷域までの全域に亘り吐煙を低減
できると共に燃費、HC低減始動性改善を図ることので
きる副室式機関の主燃焼室を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の燃焼室の断面図。
【図2】図1におけるI−I矢視図。
【図3】第2実施例のピストンの頂面の図。
【図4】第3実施例のピストンの頂面の図。
【図5】第4実施例のピストンの断面図。
【図6】従来例の燃焼室の断面図。
【図7】図6におけるVII-VII 矢視図。
【符号の説明】
1…主燃焼室(ピストンキャビティ)、2…副燃焼室、
3…副室噴口、4…シリンダヘッド、5…燃料噴射弁、
6…グロープラグ、7…ピストン、8…シリンダ、9…
副室口金、11…円弧状の凹部、S…副室内渦流、MJ
…シリンダ中心方向の流れ、RJ…循環流。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 副室噴口(3)の主燃焼室(1)側開口
    の全体あるいは一部が臨むピストンキャビティ(凹部)
    が副燃焼室からのガス流出方向に細長状に設けられてい
    る副室式機関の主燃焼室において、ピストン(7)上方
    から見た前記ピストンキャビティの側壁形状をシリンダ
    中心方向(ガス流出方向)に漸次縮小するテーパ形にす
    るとともに、前記テーパ形側壁の一部に円弧状の凹部
    (11)を設置したことを特徴とする副室式機関の主燃
    焼室。
JP33812092A 1992-11-25 1992-11-25 副室式機関の主燃焼室 Expired - Fee Related JP3241130B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100729293B1 (ko) * 2006-04-11 2007-06-15 국제종합기계 주식회사 와류실식 디젤엔진

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100729293B1 (ko) * 2006-04-11 2007-06-15 국제종합기계 주식회사 와류실식 디젤엔진

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