JPH06257437A - 副室式ディーゼルエンジンの燃焼室 - Google Patents

副室式ディーゼルエンジンの燃焼室

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JPH06257437A
JPH06257437A JP6728793A JP6728793A JPH06257437A JP H06257437 A JPH06257437 A JP H06257437A JP 6728793 A JP6728793 A JP 6728793A JP 6728793 A JP6728793 A JP 6728793A JP H06257437 A JPH06257437 A JP H06257437A
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JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
communication passage
main combustion
chamber
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP6728793A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhito Yaoita
康仁 矢尾板
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ROYAL POOTOREETO KK
Original Assignee
ROYAL POOTOREETO KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 【構成】 副室式ディーゼルエンジンの燃焼室におい
て、渦流室1と主燃焼室とを結ぶ連絡通路2を螺旋状に
形成する。この構成によると、渦流室1から連絡通路2
を通過した噴流は、主燃焼室に入っても慣性によってシ
リンダ内周を旋回する。また他の構成は、連絡通路の噴
出方向をシリンダ内周の接線方向に近づけ、噴出口3付
近から拡散・噴出する噴流の方向にかけてのシリンダ内
に主燃焼室5を形成し、それ以外の部分をスキッシュエ
リア4とする。この構成によると、上死点時直後に発生
する逆スキッシュの内の反噴出方向の逆スキッシュが噴
流によって消され、噴出方向の逆スキッシュが残り、シ
リンダ内を旋回する流れが発生する。 【効果】 二つの構成によると、シリンダ内に旋回流が
発生する事で、燃料と空気とが混合しスモークが減少す
る。また、旋回流速が早まる事でNOも減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、副室式ディーゼルエン
ジンの排気エミッションの向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高負荷時の副室内に噴射される燃料は渦
流または乱流によって副室内に拡散される。しかし、主
燃焼室へ噴出する噴流の量が増加すると、噴流の運動エ
ネルギー量に対して主燃焼室内での燃焼時の膨張エネル
ギー量の割合が増加して、噴流の運動エネルギー量が減
少し、空気との混合が不充分になって、スモークが増加
してしまった。この問題に対して特開平2−25922
8では、ピストン上面に設けた火炎旋回混合室内で噴流
と空気との混合を促進するとしている。しかし、高負荷
時の燃料噴射圧力の最大値時は上死点後であり、その後
の噴流の運動エネルギーの最大時にはピストンが下降を
始め、渦流室から噴出する噴流の大部分は、ピストン上
面に凹設した火炎旋回混合室からピストンとシリンダヘ
ッドとの広い間隙へあふれ出し、火炎旋回混合室内の旋
回流は強くならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、副室式ディ
ーゼルエンジンの未燃の燃料と空気との混合を促進する
事を目的とする。
【0004】
【課題を解決する為の手段】副室式ディーゼルエンジン
の燃焼室において、副燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通
路を螺旋状に形成し、連絡通路から噴出する噴流の旋回
方向をシリンダ内周に向ける構成としている。また他の
構成は、副室式ディーゼルエンジンの上死点時の燃焼室
において、副燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路の主燃
焼室側の噴出口をシリンダ内の周辺部に設け、前記連絡
通路の噴出方向をシリンダの内周の接線方向に近づけて
設定し、前記の噴出口付近から拡散しながら噴出する噴
流の方向にかけてのシリンダ内に主燃焼室としての凹部
を形成し、主燃焼室以外のシリンダ内のシリンダ軸方向
の間隔を主燃焼室のシリンダ軸方向の間隔よりも狭く設
定する構成としている。
【0005】
【作用】本発明の螺旋状の連絡通路を持つ構成では、副
燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路が螺旋状にしかもス
ワール流の様に噴出する様に形成されている。その為
に、燃焼工程時に渦流室から連絡通路を通って主燃焼室
へ噴出する噴流は、慣性によって旋回を続ける。そし
て、シリンダ内壁に沿って旋回する。また、本発明の連
絡通路は従来の直線状のものと較べて長くなり、従来よ
りも旋回流が強まる。それらの為に、主燃焼室内で未燃
の燃料と空気との混合が促進される。次に、主燃焼室内
の特定の部分にスキッシュエリアを設ける構成の作用を
説明する。上死点時直後に、噴出口付近から噴出方向に
設けた主燃焼室である凹部から主燃焼室以外のシリンダ
内の部分に向って複数の方向の逆スキッシュ流が発生す
る。しかし、噴出口付近の凹部から噴出口に向う逆スキ
ッシュ流は、連絡通路から噴出する噴流によって消され
る。すると、他の逆スキッシュ流は、シリンダ内周に沿
いながら前記の噴流と同一方向に流れる様になり、シリ
ンダ内周に沿って流れる噴出流と協力して、シリンダ内
周を回る旋回流が持続する。その為に、主燃焼室内で未
燃の燃料と空気との混合が促進される。また、気体は加
速されると低温化する。前記二つの構成では、未燃の気
化した燃料がシリンダ内を旋回しながら燃焼する。従っ
て、燃焼時の温度が低温化し、NOも減少する。
【0006】
【実施例】図1は、本発明を渦流室式ディーゼルエンジ
ンに適用した場合の上死点時付近の断面図であり、これ
を使って説明する。1は渦流室である。2が渦流室とシ
リンダ側の主燃焼室とを結ぶ連絡通路で、螺旋状に形成
する。連絡通路2の製造法はロストワックス法が適し、
バルブスプリングの様な形状のワックスを使用すると良
い。そして、渦流室1から出た連絡通路2は点線で示す
様に図の裏側に回り、点線の左下方向の連絡通路の断面
2を通って、図の表側に回り、主燃焼室側に接続する。
図1では連絡通路2が1旋回する図になっているが、そ
の旋回数は1未満でも以上でも良い。そして、連絡通路
2から主燃焼室へ流入した噴流がピストン上面をシリン
ダ内壁に沿ってスワール流の様に旋回する様に、すなわ
ち、図1の渦流室と連絡通路とを90°倒した構成でシ
リンダ内にタンブル流を発生させない様に、連絡通路2
の螺旋の旋回方向を設定する。また、連絡通路2の主燃
焼室側の噴口をシリンダ内壁に近づけて、しかもシリン
ダ内壁に沿って噴出方向を設定すると、ピストン上面を
旋回する噴流を更に持続できる。なお、渦流室1に流入
する空気の渦流の中心軸方向が従来と異なる。この為
に、燃料噴射ノズルの設置方向も変更すると良い。ま
た、螺旋状の連絡通路は、前記のバルブスプリングに似
た形状とする以外に、吸気ポートとして使用されている
ヘリカルポートと同様なものを使用しても良い。しかし
この場合は、副燃焼室とヘリカルポート間にほぼ水平な
通路を併設するものとする。そしてこの場合の副燃焼室
は渦流室でも予燃焼室でも良い。
【0007】次に、主燃焼室内の特定部分にスキッシュ
エリアを設ける構成の実施例を説明する。図2は渦流室
式の燃焼室を上面から見た説明図であり、3は主燃焼室
と渦流室とを結ぶ連絡通路の主燃焼室側の噴出口であ
る。噴出口3はシリンダ内の周辺部のシリンダヘッド側
に設け、噴出口3を通る噴流の噴出方向は図2中の大き
な矢印で示す様にシリンダ内周の接線方向に近づけて設
定する。これによって、噴出口3を出た噴流はシリンダ
内周に沿って旋回する。そして、噴出口付近から図2の
小さな矢印で示す方向に拡散しながら噴出する噴流の方
向のシリンダ内に主燃焼室としての凹部5を形成し、主
燃焼室以外のシリンダ内にスキッシュエリア4を設定す
る。本発明の要点は、凹形の主燃焼室とスキッシュエリ
アとの境界付近に噴出口3を設ける事によって、噴出口
付近の主燃焼室から噴出口3に向う逆スキッシュ流を噴
流によって消す点である。従って、噴出口3付近の主燃
焼室とスキッシュエリアとの境界を噴出口3よりも図の
右側に設定すると、噴出流が噴出口に向う逆スキッシュ
を消す事ができるが、前記の境界を噴出口3より図の左
側に離して設定すると、噴出口3よりも左側の主燃焼室
部分からスキッシュエリアに向う左向きの逆スキッシュ
が発生し、噴流がシリンダ内周を旋回してくる流れと打
ち消し合って、一方向の旋回流が持続できなくなる。そ
の為に、本発明では、噴出口3付近から拡散しながら噴
出する噴流の方向のシリンダ内に主燃焼室である凹部を
形成する。噴出口3から遠く離れたスキッシュエリアの
部分と凹部5との境界の位置を変更しても良く、その結
果、スキッシュエリア4と主燃焼室5との面積の割合を
変更しても作用は変らない。また、スキッシュエリアと
凹部はシリンダヘッド側に設けても良い。また、主燃焼
室とスキッシュエリアとのシリンダ軸方向の間隔の差が
小さくなるほど、逆スキッシュ流が弱まる。従って、ス
キッシュエリアのシリンダ軸方向の間隔をバルブリセス
を作る程度に広げる事は可能だが、主燃焼室のシリンダ
軸方向の間隔よりも大きく広げる事はできない。また、
副燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路をシリンダ中心軸
に対して傾けて設定すれば、渦流室に代えて予燃焼室を
使用できる。
【0008】
【発明の効果】本発明の二つの構成によれば、副室式デ
ィーゼルエンジンの副燃焼室を出た噴流が上死点時後に
シリンダ内で旋回する。その為に、未燃の燃料と空気と
の混合が促進され、スモークが減少する。また、旋回流
速が早まる分だけ、燃焼時の燃料の温度が低下し、NO
も減少する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の螺旋状の連絡通路を持つ構成を渦流室
式ディーゼルエンジンに適用した場合の燃焼室付近の断
面図
【図2】本発明の主燃焼室内の特定部分にスキッシュエ
リアを設ける構成を副室式ディーゼルエンジンに適用し
た場合のシリンダ付近の上面図
【符号の説明】
1 渦流室 2 渦流室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路 3 連絡通路の主燃焼室側の噴出口 4 ピストン上面に設けたスキッシュエリア 5 ピストン上面に設けた主燃焼室としての凹部
【手続補正書】
【提出日】平成6年5月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【課題を解決する為の手段】副室式ディーゼルエンジン
の燃焼室において、副燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通
路を螺旋状に形成し、連絡通路から噴出する噴流の旋回
方向をシリンダ内周に沿って設定する構成としている。
また他の構成は、副室式ディーゼルエンジンの上死点時
の燃焼室において、副燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通
路の主燃焼室側の噴出口をシリンダの周辺部に設け、前
記連絡通路の噴出方向をシリンダの内周の接線方向に近
づけて設定し、前記の噴出口付近から噴出方向の前方
かけてのシリンダヘッド側の燃焼室の壁面またはピスト
ン上面側の燃焼室壁面に主燃焼室としての凹部を形成
し、主燃焼室以外のシリンダ内の燃焼室壁面にスキッシ
ュエリアを設定する構成としている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】
【作用】本発明の螺旋状の連絡通路を持つ構成では、副
燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路が螺旋状にしかもス
ワール流の様に噴出口から噴出する噴流がシリンダ内周
を回る様に形成されている。その為に、燃焼工程時に渦
流室から連絡通路を通って主燃焼室へ噴出する噴流は、
慣性によって旋回を続ける。そして、シリンダ内壁に沿
って旋回する。また、本発明の連絡通路は従来の直線状
のものと比べて長くなっている為に旋回流が強まる。そ
れらの為に、シリンダ内で未燃の燃料と空気との混合が
促進される。次に、燃焼室内の特定の部分に主燃焼室
設定する構成の作用を説明する。上死点時直後に、噴出
口付近から噴出方向の前方にかけて設けた主燃焼室であ
る凹部からスキッシュエリアに向かって複数の方向の逆
スキッシュ流が発生する。しかし、噴出口付近の主燃焼
室である凹部の部分から噴出口に向かう逆スキッシュ流
は、連絡通路から噴出する噴流によって消される。する
と、他の逆スキッシュ流は、前記の噴出流と同一回転方
に流れる様になり、シリンダ内周に沿って流れる噴出
流と協力して、シリンダ内周を回る旋回流が持続する。
その為に、シリンダ内で未燃の燃料と空気との混合が促
進される。また、気体は加速されると低温化する。前記
二つの構成では、未燃の気化した燃料がシリンダ内を旋
回しながら燃焼する。従って、燃焼時の温度が低温化
し、NOxも減少する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】次に、燃焼室内の特定の部分に主燃焼室
設定する構成の実施例を説明する。図2は渦流室式の
ストン上方から見た説明図であり、3は主燃焼室と渦
流室とを結ぶ連絡通路の主燃焼室側の噴出口の位置を示
すものである。噴出口3はシリンダ内の周辺部のシリン
ダヘッド側に設け、噴出口3を通る噴流の噴出方向は図
2中の大きな矢印で示す様にシリンダ内周の接線方向に
近づけて設定する。これによって、噴出口3を出た噴流
はシリンダ内周に沿って旋回する。そして、噴出口付近
から図2中の小さな矢印で示す方向に拡散しながら噴出
する噴流の方向の前方にかけてのピストン上面の部分
主燃焼室としての凹部5を形成し、主燃焼室以外のピス
トン上面の部分にスキッシュエリア4を設定する。本発
明の要点は、凹形の主燃焼室とスキッシュエリア
の境界付近に面して渦流室の噴出口を設ける事によっ
て、噴出口付近の主燃焼室から噴出口3の左側に隣接
したスキッシュエリアに向かう逆スキッシュ流を噴流に
よって打ち消す点である。従って、噴出口3付近の主燃
焼室とスキッシュエリアとの境界を噴出口3よりも
の右側に設定すると、噴出流が噴出口3に隣接した
スキッシュエリアに向かう逆スキッシュ流を打ち消す事
ができるが、前記の境界を噴出口3よりも図の左側に
離して設定すると、噴出口3よりも左側の主燃焼室部分
からスキッシュエリアに向かう左向きの逆スキッシュ
流が発生し、シリンダ内周に沿って旋回してくる流れと
噴流とが打ち消し合って、一方向の旋回流が持続できな
くなる。その為に、本発明では、噴出口3付近から拡散
しながら噴出する噴流の方向の前方にかけてのピストン
上面の部分に主燃焼室である凹部を形成する。噴出口
3から遠く離れたスキッシュエリアの部分と主燃焼室
である凹部との境界の位置を変更してもその作用は変
わらない。またスキッシュエリア4と主燃焼室である凹
部5はシリンダヘッド側に設けてもその作用は変わらな
。また、主燃焼室とスキッシュエリアとのシリンダ軸
方向の間隔の差が小さくなるほど、逆スキッシュ流が弱
まる。従って、スキッシュエリアのシリンダ軸方向の間
隔をバルブリセスを作る程度に広げること可能だが、
の間隔を主燃焼室のシリンダ軸方向の間隔に近ずけては
ならない。また、副燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路
をシリンダ中心軸に対して傾けて設定すれば、渦流室に
代えて予燃焼室を使用できる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の螺旋状の連絡通路を持つ構成を渦流室
式ディーゼルエンジンに適用した場合の燃焼室付近の断
面図
【図2】本発明の燃焼室内の特定の部分に主燃焼室を設
ける構成のピストンを上方から見た説明図
【符号の説明】 1・・・渦流室 2・・・渦流室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路 3・・・連絡通路の主燃焼室側の噴出口 4・・・ピストン上面に設けたスキッシュエリア 5・・・ピストン上面に設けた主燃焼室としての凹部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 副室式ディーゼルエンジンの燃焼室にお
    いて、副燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路を螺旋状に
    形成し、連絡通路から噴出する噴流の旋回方向をシリン
    ダ内周に向ける設定とする事を特徴とする副室式ディー
    ゼルエンジンの燃焼室。
  2. 【請求項2】 副室式ディーゼルエンジンの上死点時の
    燃焼室において、副燃焼室と主燃焼室とを結ぶ連絡通路
    の主燃焼室側の噴出口をシリンダの周辺部に設け、前記
    連絡通路の噴出方向をシリンダの内周の接線方向に近づ
    けて設定し、前記の噴出口付近から拡散しながら噴出す
    る噴流の方向にかけてのシリンダ内に主燃焼室としての
    凹部を形成し、主燃焼室以外のシリンダ内のシリンダ軸
    方向の間隔を主燃焼室のシリンダ軸方向の間隔よりも狭
    く設定する事を特徴とする副室式ディーゼルエンジンの
    燃焼室。
JP6728793A 1993-02-18 1993-02-18 副室式ディーゼルエンジンの燃焼室 Pending JPH06257437A (ja)

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JP6728793A JPH06257437A (ja) 1993-02-18 1993-02-18 副室式ディーゼルエンジンの燃焼室

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1331987A1 (en) * 2000-10-03 2003-08-06 Emech Control Limited (formerly Technology Development Group Limited) Fluid sensing arrangement and mixing system

Cited By (3)

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EP1331987A1 (en) * 2000-10-03 2003-08-06 Emech Control Limited (formerly Technology Development Group Limited) Fluid sensing arrangement and mixing system
EP1331987A4 (en) * 2000-10-03 2005-07-27 Emech Control Ltd DEVICE FOR DETECTION AND MIXING OF FLUID
US7175099B2 (en) 2000-10-03 2007-02-13 Emech Control Limited Fluid sensing arrangement and mixing system

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