JPH068272Y2 - デイ−ゼルエンジンの渦流室構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はディーゼルエンジンの渦流室構造に関するもの
である。

（従来技術） 従来よりディーゼルエンジンにおいては、燃焼室の近傍
に渦流室を設けて該渦流室内に強力なスワールを発生さ
せ、これにより空気と燃料との混合を良好ならしめ、も
って混合気の燃焼性の向上を図ることは公知である。ま
た、この公知技術を背景とし、渦流室内における空気と
燃料との混合作用のより一層の向上を企図したものとし
ては、例えば本件出願人の出願に係る渦流室構造（実開
昭５９−１８４３２３号）が知られている。即ち、この
公知例の渦流室構造は、第３図及び第４図に示す如くシ
リンダヘッド２の下面２ａにボア周縁部１３をまたいで
凹設した凹部１６内に、その上面１７ｂに凹部１８を形
成したチャンバー部材５０を嵌装して該チャンバー部材
５０の凹部１８と上記シリンダヘッド２の凹部１６とで
略球状の渦流室１５を形成するとともに、該渦流室１５
を、該チャンバー部材５０の凹部１８から下面５０ａに
跨って斜孔状に形成した噴孔１９によって該下面５０ａ
側の燃焼室５に連通せしめたものにおいて、上記凹部１
８の内面を、上記噴孔１９の一端１９ａが開口する面で
あってしかもシリンダ中心軸Ｌ側からボア周縁部１３に
向って下降傾斜する底壁３１と、該底壁３１の周縁部に
連続する側周壁３２とで構成し、且つ渦流室１５に臨ん
で設けられたインジェクター３５のノズル噴孔を上記底
壁３１と側周壁３２とが交差連続するコーナ部のうち、
シリンダ中心軸Ｌ側に位置する高位側コーナ部３３に指
向させたものである。

このように構成することにより、上記高位側コーナ部３
３側に向けてインジェクター３５から噴射される燃料
は、該コーナ部３３において多方向に反射して渦流室１
５内の比較的高温雰囲気にある中央部を含む全域に拡散
されるため、空気と燃料との混合作用が向上するととも
にその着火性も良好ならしめられ、これにより燃焼特性
の改善が図られるものである。

ところが、この従来の渦流室構造によれば、シリンダヘ
ッド２内に形成されるウォータジャケット１２が渦流室
１５のシリンダ中心軸Ｌ側の側部に近接して設けられて
いるため、該ウォータジャケット１２内のエンジン冷却
水により渦流室１５の壁温が比較的低温に設定される。
従って、上述の如く空気と燃料との混合作用を促進させ
且つ燃料を渦流室１５内の高温部位に拡散到達させるよ
うにしたにもかかわらず、着火性の向上効果が十分に得
られないという問題があった。

また、チャンバー部材５０は、その一側、即ちシリンダ
中心軸Ｌ側のみが偏って冷却されるため、その内部にお
ける温度勾配が大きく、大きな熱応力が発生し易く、特
に、上記噴孔１９が、上記渦流室１５側の開口端１９ａ
からチャンバー部材５０の下面５０ａ側の開口端１９ｂ
側に向ってシリンダ中心軸Ｌ側に傾斜して形成されてい
るため、該噴孔１９よりボア周縁部１３寄りに位置する
口縁部２８は該噴孔１９とチャンバー部材５０の下面５
０ａとにより鋭角を成すこととなり、この部分の体積に
対する受熱面積の割合が多く熱負荷が高いことから、噴
口１９を境いとして開口端１９ｂのシリンダ中心軸Ｌ側
とボア周縁部１３寄りとでは温度勾配が大きくチャンバ
ー部材５０の下面５０ａには、第４図に示す如く噴孔１
９のボア周縁部１３側のコーナ部１９ａ，１９ａから斜
め方向にクラック２９，２９・・が発生し、場合によっ
てはチャンバー部材５０の損壊に至るというおそれがあ
った。

尚、第３図及び第４図において符号１はシリンダブロッ
ク、３はシリンダ、４はピストンであり、該シリンダ３
とピストン４の頂面４ａと上記シリンダヘッド２の下面
２ａとで上記燃焼室５が形成されている。また、６は吸
気通路１０に連通する吸気ポート、７は排気通路１１に
連通する排気ポートであり、それぞれ吸気弁８と排気弁
９が取付けられている。さらに、符号３６は上記渦流室
１５に臨んで設けられたグロープラグである。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、噴孔が開口する渦流室の底壁をシリン
ダ中心軸側からボア周縁部側に向って下降傾斜させると
ともに、該底壁とこれに連続する側周壁とで形成される
コーナ部のうちのシリンダ中心軸寄り部分にインジェク
ターのノズル噴孔を指向させたものにおいて、渦流室の
保温性を保持して混合気の着火性を向上させるととも
に、チャンバー部材の温度勾配を抑制して該チャンバー
部材のクラック発生を防止することを目的としてなされ
たものである。

（目的を達成するための手段） 本考案は上記の目的を達成するための手段として、シリ
ンダヘッドの下面のボア周縁部に対応する位置に設けた
凹部に渦流室を形成するチャンバー部材を嵌合させると
ともに該凹部のシリンダ中心軸寄り側にウォータジャケ
ットが形成される一方、上記チャンバー部材に、シリン
ダ側の燃焼室に面するその下面と上記渦流室との間に跨
ってしかも該下面のボア周縁部寄り部分に対して鋭角を
成すようにして噴孔を形成するとともに、上記渦流室に
臨む内面を、上記噴孔が上記渦流室側に開口する面であ
ってしかもシリンダ中心軸側からボア周縁部に向って下
降傾斜するようにされた底壁と、該底壁の周縁部に連続
する側周壁とで構成するとともに、該底壁と側周壁とが
交叉連続するコーナ部のうちシリンダ中心軸側に位置す
る高位側コーナ部にノズル噴孔を指向させたディーゼル
エンジンにおいて、上記チャンバー部材の上記高位側コ
ーナ部寄りの外周面のみに、該高位側コーナ部の下方位
置から上記噴孔のシリンダ中心軸寄り部分の近傍に跨が
って延びる切欠凹部を形成し、該切欠凹部と上記シリン
ダヘッドに設けた上記凹部の周面のうち上記切欠凹部に
対向する部分とで断熱空間を構成したことを特徴として
いる。

（作用） 本考案では上記の手段により、インジェクターからの噴
霧燃料が当たるチャンバー部材の高位側コーナ部の下方
位置から噴孔のシリンダ中心軸寄り部分の近傍にかけて
断熱空間が形成されているため、該高位側コーナ部に接
近してウォータジャケットが設けられていても、上記断
熱空間により上記高位側コーナ部とウォータジャケット
との間における熱伝達が抑制され着火点となる上記高位
側コーナ部の近傍における温度低下が可及的に抑制され
るとともに、該チャンバー部材そのものにおける温度勾
配が可及的に小ならしめられるものである。

（考案の効果） 従って、本考案のディーゼルエンジンの渦流室構造によ
れば、インジェクターからの噴霧燃料が当たる高位側コ
ーナ部の下方に断熱空間を形成してチャンバー部材の着
火点付近の保温性を高めるようにしていることから、渦
流室内の混合気の着火性が高水準に維持され、それだけ
燃焼性の改善が図られる。

また、上記断熱空間により、チャンバー部材そのものの
温度勾配が小ならしめられることから、この温度勾配に
起因する熱応力の発生が可及的に抑制され、特に応力集
中の起こり易い噴孔の周辺部分におけるクラック発生が
未然に防止され、その耐久性が高められるものである。

（実施例） 以下、第１図及び第２図を参照して本考案の好適な実施
例を説明する。

第１図及び第２図には本考案の実施例に係る渦流室構造
をもつ自動車用ディーゼルエンジンの要部が示されてい
るが、このディーゼルエンジンは第３図及び第４図に示
した前述のディーゼルエンジンと基本構成を同一とする
ものであって、チャンバー部材の構成が相違しているだ
けである。このため、ここでは本考案の要旨であるチャ
ンバー部材の構成並びにその作用のみを詳細に説明し、
その他の構成部材にはそれぞれ第３図及び第４図に示す
構成部材と対応させて同一の符号を付することによりそ
の説明を省略する。

チャンバー部材１７は、第１図及び第２図に示す如く、
その上面１７ｂに、シリンダ中心軸Ｌ側からボア周縁部
１３側に向って下降傾斜する傾斜面で構成される底壁３
１と該底壁３１の周縁部に交叉連続する側周壁３２とを
有する凹部１８を形成している。また、このチャンバー
部材１７の下面１７ａには、その一端１９ａを上記凹部
１８の底壁３１上に開口させた噴孔１９の他端１９ｂが
開口されている。そして、このチャンバー部材１７は、
その凹部１８を上方へ向けた状態で、上記シリンダヘッ
ド２の凹部１６の開口端部に形成したチャンバー部材嵌
挿穴２５内に嵌装されて、該凹部１６との間に渦流室１
５を形成している。

尚、上記噴孔１９は、その他端１９ｂをシリンダ中心軸
Ｌ側に傾斜させた状態で形成されており、従って、該噴
孔１９の他端１９ｂの周縁部のうち、ボア周縁部１３側
に位置する外側周縁部２８は、該噴孔１９とチャンバー
部材１７の下面１７ａとで鋭角をなす略くさび状断面を
呈する。

さらに、上記チャンバー部材１７は、本考案を適用し
て、インジェクター３５から噴射される燃料の到達点と
なる高位側コーナ部３３（即ち、チャンバー部材１７の
底壁３１と側周壁３２とで形成されるコーナ部）寄りの
外周面のみに、該高位側コーナ部３３の下方位置から上
記噴孔１９のシリンダ中心軸寄り部分の近傍に跨って延
びる切欠凹部２１を形成している。

従って、チャンバー部材１７を上記凹部１６の開口端部
に形成したチャンバー部材嵌挿穴２５内に嵌装した状態
においては、該チャンバー部材１７の切欠凹部２１と該
チャンバー部材嵌挿穴２５のシリンダ中心軸Ｌ側の内周
面とによって、上記ウォータジャケット１２寄りに位置
し且つ噴射燃料の到達点となる部位である上記高位側コ
ーナ部３３の外下方位置のみに、断熱空間２２が形成さ
れることになる。

このようにチャンバー部材１７の高位側コーナ部３３の
外下方位置にのみ断熱空間２２を形成すると、エンジン
冷却水に対する渦流室１５の保温性能が向上し、該渦流
室１５内でも特に噴射燃料の到達点（換言すれば、混合
気の着火点）となる高位側コーナ部３３部分の熱引けが
少なくなり、それだけ混合気の着火性が向上することに
なる。

さらに、チャンバー部材１７のうち、ウォータジャケッ
ト１２側に位置する部分の保温性が断熱空間２２によっ
て確保されるため、ウォータジャケット１２が存在して
いるにもかかわらず該ウォータジャケット１２側に位置
する部位とこれから離れた部位との間における温度勾配
が可及的に少ならしめられ、それだけチャンバー部材１
７の内部に発生する熱応力が可及的に軽減される。この
結果、噴孔１９の他端１９ｂよりもボア周縁部１３側に
位置して鋭角断面を呈する外側周縁部２８部分において
も大きな応力集中はなく、この部分のクラック発生が未
然に防止されることになる。

このように、この実施例のものによれば、傾斜した底壁
３１を有するチャンバー部材１７において必然的に存在
する高位側コーナ部３３下方の遊休スペースを有効に利
用して断熱空間２２を形成することにより、混合気の着
火性の向上とチャンバー部材１７の耐久性の向上とを効
果的に実現することができる。

なお、本実施例では、渦流室の一部を形成するチャンバ
部材の例を示したが、これに限らず、渦流室全体を形成
するチャンバ部材にも適用できることは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る渦流室構造を備えたディ
ーゼルエンジンの要部縦断面図、第２図は第１図のII−
II矢視図、第３図は従来の渦流室構造を備えたディーゼ
ルエンジンの要部縦断面図、第４図は第３図のIV−IV矢
視図である。 １……シリンダブロック ２……シリンダヘッド ３……シリンダ ４……ピストン ５……燃焼室 ８……吸気弁 ９……排気弁 １２……ウォータジャケット １３……ボア周縁部 １５……渦流室 １６……凹部 １７……チャンバー部材 ２１……切欠凹部 ２２……断熱空間 ３３……高位側コーナ部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドの下面のボア周縁部に対応
   する位置に設けた凹部に渦流室を形成するチャンバー部
   材を嵌合させるとともに該凹部のシリンダ中心軸寄り側
   にウォータジャケットが形成される一方、上記チャンバ
   ー部材に、シリンダ側の燃焼室に面するその下面と上記
   渦流室との間に跨ってしかも該下面のボア周縁部寄り部
   分に対して鋭角を成すようにして噴孔を形成するととも
   に、上記渦流室に臨む内面を、上記噴孔が上記渦流室側
   に開口する面であってしかもシリンダ中心軸側からボア
   周縁部に向って下降傾斜するようにされた底壁と、該底
   壁の周縁部に連続する側周壁とで構成するとともに、該
   底壁と側周壁とが交叉連続するコーナ部のうちシリンダ
   中心軸側に位置する高位側コーナー部にノズル噴孔を指
   向させたディーゼルエンジンにおいて、 上記チャンバー部材の上記高位側コーナ部寄りの外周面
   のみに、該高位側コーナ部の下方位置から上記噴孔のシ
   リンダ中心軸寄り部分の近傍に跨がって延びる切欠凹部
   を形成し、該切欠凹部と上記シリンダヘッドに設けた上
   記凹部の周面のうち上記切欠凹部に対向する部分とで断
   熱空間を構成したことを特徴とするディーゼルエンジン
   の渦流室構造。