JPH0629555B2 - 副室式内燃機関の副室噴口構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は副室式内燃機関の副室噴口構造に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来副室式内燃機関の主として副室噴口部分の
詳細を示す。

図において副燃焼室２はシリンダヘッド４内に凹設され
シリンダ中心線Ａ−Ａから離れて位置し、シリンダ近傍
に設けられている。副燃焼室２の形状は、上部が半球
形、下部は円錐台のもの、或る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
は燃焼噴射弁５が設置される。また、機関始動用のグロ
ープラグ６が必要に応じて設置されている。副燃焼室２
は副室口金９に設けられた副室噴口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の下面から構
成される主燃焼室１と連通している。また上記副室噴口
３は副燃焼室側及び主燃焼室側の断面積が同一であるス
トレートな固定式噴口形状として形成されている。

次に前記従来例の作用について説明する。

機関運転時圧縮行程において、ピストン７により主燃焼
室１内の空気が圧縮され、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。渦流Ｓの方向に沿って
燃焼噴射弁５より燃料を噴射すると、燃料は渦流Ｓと共
に副燃焼室２内を旋回して燃料と空気との混合が行なわ
れ、予め加熱されたグロープラグ６の影響も加わりグロ
ープラグ６の付近より着火し燃焼する。

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７に仕事をすると同時
に、主燃焼室１内の空気と混合し燃料が行なわれる。即
ち副燃焼室２から流出した噴口は、シリンダ中心線Ａ−
Ａに対し副燃焼室２と反対側のシリンダ８壁まで到達し
て壁面に衝突し、衝突後はシリンダ８壁面に沿って分散
しながら拡散して燃焼が行われる。

一般に副室機関で燃費、吐燃、吐煙等の性能を改善する
には、低速では副室噴口を絞りスワール強さを高く保持
する必要があり、一方高速では副室噴口を大きくし副室
噴口絞り損失を低減させ、燃焼の等容度を高める必要が
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが従来形副室式ディーゼル機関では副室噴口面積
が固定されているため同一副室において低速から高速ま
で全域にわたって燃費、吐煙の低減を図ることは困難で
ある。

本発明の目的は前記従来装置の欠点を解消し、副室噴口
面積を低速で絞り、高速では開くことが可能な可変タイ
プの副室噴口構造を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る副室式内燃機関の副室噴口構造は、主燃焼
室１と副燃焼室２とを連通する副室噴口３の通路壁に開
口する空間を設け、該空間に副室噴口３と交差する方向
に移動可能な副室噴口と同形の連絡口を有する副室噴口
制御板１０を設けると共に、同制御板の一端はバイメタ
ル１２、その他端はばね１１で支持し、燃焼室壁温の変
化に応じてバイメタル１２が変形し、バイメタル１２の
力とばね１１の弾力との釣り合いにより、同制御板１０
の連絡口が移動して副室噴口面積が変えられる構造とし
ている。

〔作用〕

以上のように構成したので、低速では噴口面積が絞られ
圧縮行程時の副燃焼室２内の渦流Ｓが強くなる。また高
速では噴口面積が開かれ膨張行程時の副燃焼室２内から
主燃焼室１内へのガスの流出が容易となり、絞り損失が
低減される。従って低速から高速まで全域にわたり燃
費、吐煙が低減され、機関性能の向上をはかることがで
きる。

〔実施例〕

以下第１〜３図を参照し本発明の一実施例について説明
する。第１図は本発明による実施例の副室可変噴口付近
の断面図、第２〜３図は第１図のＢ−Ｂ断面図である。

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は副室噴口制御板、１１はばね、１２はバイメタ
ル、１３は副室噴口制御板１０の連絡孔である。

第１図に示すように副燃焼室２はシリンダヘッド４内に
凹設され、シリンダ中心線Ａ−Ａから離れて位置し、シ
リンダ近傍に設けられている。副燃焼室２の形状は、上
部が半球形、下部が円錐台のもの或いは円柱形のもの等
があるが、第１図に示すものは円錐台のものを示してい
る。副燃焼室２には燃料噴射弁５が設けられ、さらに必
要に応じて機関始動を容易にするため副燃焼室２内を予
熱するグロープラグが設置されている。副燃焼室２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。この主燃焼室１と副燃焼室２とを連通する副室
口金９の内部には副室噴口通路壁に開口する空間を設
け、同空間には副室噴口３と交差する方向に移動可能な
副室噴口制御板１０を組み込み、その中央に連絡口１３
を設けている。該制御板１０は副室口金９と同一の耐熱
鋼又はセラミック材でつくり、耐久性を持たせている。
またこの副室噴口制御板１０の右側部にはばね１１をセ
ットし、反対側には帯状のバイメタル１２を取付け、該
制御板１０はばね１１とバイメタル１２の力関係により
水平（左右）方向に移動可能とし、副室噴口３の面積を
変化させる構造となっている。なお本実施例では副室噴
口３の断面積と副室噴口制御板１０の連絡孔１３の開口
面積は同一のものを揚げているが、異なる形状及び面積
のものも作成可能である。

次に前記実施例の作用について説明する。

着火、燃焼の過程は従来と異らない。本発明の場合には
副室噴口部３に副室噴口制御板１０を装着している。い
ま副室噴口３の通路断面積をｆとし、副室噴口通路壁と
副室噴口制御板１０に設置された連絡口通路壁で形成さ
れる通路最小断面積をｆ_ｉとする。

燃焼室温度が低い低負荷又は低速域では制御板１０を動
かすバイメタル１２の彎曲力よりもばね１１の力の方が
勝っているので制御板１０が第１図で左方へ移動して副
室噴口有効通路断面積は絞られる。特に常温時は噴口有
効通路断面積は最小値ｆ_ｉとなる。

一方燃焼室温度の高い高負荷高速域では前記の場合とは
逆となる。即ち制御板１０の連絡口が右方に移動し副室
噴口３と穴が一致して噴口有効通路断面積ｆは最大とな
る。

〔発明の効果〕

本発明の副室式内燃機関の副室噴口構造は前記のとおり
構成したので、低速時には副室噴口有効断面積が絞ら
れ、圧縮行程時の副燃焼室内の渦流Ｓが強くなり、混合
気形成と燃焼が促進される。また高速時には副室噴口有
効通路断面積が開かれ、膨張行程時の副燃焼室２から主
燃焼室１へのガス流出が容易となり副室噴口の絞り損失
が減少する。以上により低速から高速にわたり燃費、吐
煙が改善されると共に機関の高速化、始動性の向上が図
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による副室可変噴口を示す断面図、第２
〜３図は第１図のＢ−Ｂ断面図で第２図は噴口が低温で
絞られている場合、第３図は噴口が高温で噴口が開かれ
ている場合、第４図は従来例の第１図応当図である。 １……主燃焼室、２……副燃焼室、３……副室噴口、９
……副室口金、１０……副室噴口制御板、１１……ば
ね、１２……バイメタル、１３……副室噴口制御板の連
絡孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドに固着された副室口金に設
   けられて主燃焼室と副燃焼室とを連通する副室噴口と、
   同副室噴口に開口する空間内に副室噴口と交差する方向
   に移動可能に設置された前記副室噴口に開口する連絡口
   を有する副室噴口制御板と、同制御板の一端に設けられ
   燃焼室壁近傍の温度により前記副室噴口制御板を変位さ
   せるバイメタルと、同制御板の他端に設けられ制御板を
   前記バイメタルに押付ける方向に付勢されたばねとを有
   してなり、前記バイメタルとばねとの前記制御板に付与
   する力の関係により前記制御板の連絡口が移動して副室
   噴口面積が制御されるように構成したことを特徴とする
   副室式内燃機関の副室噴口構造。