JPH07208169A - Auxiliary chamber structure in auxiliary chamber type engine - Google Patents

Auxiliary chamber structure in auxiliary chamber type engine

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JPH07208169A
JPH07208169A JP6021861A JP2186194A JPH07208169A JP H07208169 A JPH07208169 A JP H07208169A JP 6021861 A JP6021861 A JP 6021861A JP 2186194 A JP2186194 A JP 2186194A JP H07208169 A JPH07208169 A JP H07208169A
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JP
Japan
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chamber
sub
partition wall
fuel
auxiliary chamber
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JP6021861A
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Inventor
Akira Tono
晃 東野
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an auxiliary chamber structure in an auxiliary chamber type engine in which the inside of the auxiliary chamber is divided into the upper auxiliary chamber and the lower auxiliary chamber by a partition wall, a strong air flow is generated in the upper auxiliary chamber, while a dense fuel spray is formed in the lower auxiliary chamber, so as to improve the output and the heat efficiency. CONSTITUTION:An auxiliary chamber formed at the cylinder center of a cylinder head 19 is divided into the upper auxiliary chamber 3 and the lower auxiliary chamber 2 by a partition wall 8, and a strong air flow is generated in the upper auxiliary chamber 3, while a dense fuel spray is formed in the lower auxiliary chamber 2, so as to reduce the residual gas in the auxiliary chamber, and the output and the heat efficiency are improved. In the fuel spray injected from the multiple nozzle hole 10 of a fuel injection nozzle 7, the air lead-in part and the evaporation part around the fuel spray are removed by the wall surfaces 11 of partition wall communication holes 5 formed to the partition wall 8, and the liquid drop fuel spray at the center is sprayed directly to the lower auxiliary chamber 2 through the partition wall communication holes 5, so as to form a dense fuel spray in the lower auxiliary chamber 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダ側に主室を
且つシリンダヘッドに副室を備えた副室式エンジンにお
ける副室構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sub chamber structure in a sub chamber type engine having a main chamber on the cylinder side and a sub chamber on a cylinder head.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、副燃焼室をシリンダヘッドに設け
た燃焼方式の副室式エンジンは、多く知られている。例
えば、該副室式エンジンは、スワールチャンバタイプ、
或いはプレチャンバタイプが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, many combustion-type auxiliary chamber engines in which a secondary combustion chamber is provided in a cylinder head are known. For example, the subchamber engine is a swirl chamber type,
Alternatively, the pre-chamber type is known.

【０００３】スワールチャンバタイプの燃焼室について
は、シリンダヘッドに形成した副室をシリンダの中心軸
から大きく偏心させて副室内に高速のスワールを形成
し、そのスワールに燃料噴霧を乗せるように噴射し、副
室内で混合気を形成して一部を燃焼させながら連絡孔か
ら斜めに噴流として噴出させ、主室に存在する空気と混
合させて燃焼させるものである。該副室式エンジンで
は、主室へ噴出した混合気は、シリンダのほぼ直径分を
横切りながら、主室の空気と混合する必要があり、この
ため、主室内の燃焼に時間を要するが、副室式燃焼のた
めにＮＯX の生成が少なくなるものである。また、該副
室式エンジンは、主室から連絡孔を通じて副室に導入さ
れる吸入空気は、副室に対して接線方向に形成された連
絡孔を通じて主室から連絡孔を通じて副室に導入され、
副室内に強力なスワール流を形成する。副室内に噴射さ
れた燃料は強力なスワールと該スワール流によって生じ
る二次元流れにより混合攪拌が行われる。In the case of a swirl chamber type combustion chamber, the sub chamber formed in the cylinder head is largely eccentric from the center axis of the cylinder to form a high speed swirl in the sub chamber, and fuel is sprayed on the swirl. The air-fuel mixture is formed in the sub-chamber and a part of the air-fuel mixture is burned while being jetted obliquely from the communication hole as a jet flow, mixed with the air existing in the main chamber and burned. In the sub-chamber engine, the air-fuel mixture ejected into the main chamber needs to be mixed with the air in the main chamber while traversing almost the diameter of the cylinder, so that it takes time to burn the main chamber. Due to the chamber combustion, the production of NO X is reduced. Further, in the sub-chamber engine, intake air introduced from the main chamber to the sub chamber through the communication hole is introduced from the main chamber to the sub chamber through the communication hole through a communication hole tangential to the sub chamber. ,
A strong swirl flow is formed in the sub chamber. The fuel injected into the sub chamber is mixed and stirred by a strong swirl and a two-dimensional flow generated by the swirl flow.

【０００４】また、プレチャンバタイプの燃焼室につい
ては、副室をシリンダのほぼ中心に配置し、且つ副室の
形状を縦長に形成したものである。該副室式エンジン
は、副室に燃料を噴射して混合気を生成することは、上
記スワールチャンバタイプのものと同様であるが、副室
内にスワールを形成させるものではなく、連絡孔からの
空気流動により、副室内に空気の乱れを形成し、混合を
図るものである。Further, in the pre-chamber type combustion chamber, the sub chamber is arranged substantially at the center of the cylinder, and the shape of the sub chamber is elongated. The sub-chamber engine is similar to the swirl chamber type in that fuel is injected into the sub-chamber to generate an air-fuel mixture, but it does not form a swirl in the sub-chamber; The turbulence of air is formed in the sub chamber due to the air flow, and mixing is achieved.

【０００５】また、副室式内燃機関の副燃焼室として
は、例えば、実開昭５６−１２７３２２号公報に開示さ
れたものがある。該副室式内燃機関の副燃焼室は、シリ
ンダヘッドの内面側に設けた凹部と、シリンダヘッドの
内面側に取りつけられて前記凹部と主燃焼室とを仕切る
口金とからなり、口金には凹部と主燃焼室とを連通する
連通路が設けられ、シリンダヘッドには凹部に望む燃料
噴射ノズル及びグロープラグが装着され、また、副燃焼
室を連絡口を有する仕切り板によって燃料噴射ノズル及
びグロープラグを備えた第１副室と燃料噴射ノズル及び
グロープラグを備えていない第２副室とに区画されてい
るものである。As an auxiliary combustion chamber of an internal combustion engine of the auxiliary chamber type, there is, for example, the one disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 56-127322. The sub-combustion chamber of the sub-chamber internal combustion engine is composed of a recess provided on the inner surface side of the cylinder head and a mouthpiece attached to the inner surface side of the cylinder head to separate the recess and the main combustion chamber. A communication passage that connects the main combustion chamber and the main combustion chamber is provided, the fuel injection nozzle and the glow plug desired in the recess are mounted on the cylinder head, and the fuel injection nozzle and the glow plug are connected to the sub combustion chamber by a partition plate having a communication port. And a second sub-chamber not provided with a fuel injection nozzle and a glow plug.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
副室式エンジンでは、衝突後の燃料噴霧を副室内の空気
流動で混合させることを目的とするものが大半である。
即ち、副室式エンジンでは、連絡孔から副燃焼室に流入
する空気流動と、燃料噴射ノズルの噴孔からの燃料噴霧
の噴霧エネルギーにより、吸入空気と燃料とを混合し、
燃焼を行わせており、混合気生成が空気流動である。副
室内での空気流動が大きくなると、燃焼室壁面と燃焼ガ
スとの間の熱伝達率が増加してシリンダヘッドからの放
熱量が増大し、出力性能が低下するという問題があっ
た。However, in most of the conventional sub-chamber engines, the purpose is to mix the fuel spray after collision with the air flow in the sub-chamber.
That is, in the sub-chamber engine, the intake air and the fuel are mixed by the air flow flowing into the sub-combustion chamber from the communication hole and the spray energy of the fuel spray from the injection hole of the fuel injection nozzle,
Combustion is occurring, and the air-fuel mixture is the air-fuel mixture. When the air flow in the sub chamber increases, the heat transfer coefficient between the wall surface of the combustion chamber and the combustion gas increases, the amount of heat radiated from the cylinder head increases, and the output performance deteriorates.

【０００７】また、プレチャンバタイプの副室式エンジ
ンでは、空気の乱れを大きくするため、連絡孔の面積を
絞り、ピストン頂面の面積との比で表すと、０．２５〜
０．７％程度は必要となる。この場合に、副室から連絡
孔を通じて主室に噴出する混合気は、連絡孔の絞りによ
り絞り損失が大きくなり、主室へ噴出する時間も長くな
り、主室での燃焼時間が長く、熱効率が低下するという
問題がある。また、断熱エンジンの高温燃焼において、
従来の燃焼室、噴射系では高温雰囲気に見合った高速の
混合気生成を得ることができず、ＮＯX の増大、スモー
ク増大、燃費の悪化等の問題がある。副燃焼室による高
当量比での一次燃焼はＮＯX の低下、主室での二次燃焼
によるスモーク低下、燃費の低減に効果のあることが確
認されているが、断熱エンジンでは高温雰囲気であるた
めに一次燃焼は未だ不十分である。Further, in the pre-chamber type sub-chamber engine, in order to increase the turbulence of air, the area of the communication hole is reduced and expressed as a ratio to the area of the piston top surface, which is 0.25 to 0.25.
About 0.7% is required. In this case, the air-fuel mixture ejected from the sub-chamber into the main chamber through the communication hole has a large throttling loss due to the throttling of the communication hole, and the ejection time to the main chamber is long, and the combustion time in the main chamber is long and the thermal efficiency is high. There is a problem that Also, in the high temperature combustion of the adiabatic engine,
Conventional combustion chamber, the injection system can not be obtained a high-speed mixture produced commensurate with the high-temperature atmosphere, increasing the NO X, there is a smoke increases, the deterioration of fuel efficiency problems. It has been confirmed that primary combustion at a high equivalence ratio in the auxiliary combustion chamber is effective in reducing NO X , reducing smoke by secondary combustion in the main chamber, and reducing fuel consumption. Therefore, the primary combustion is still insufficient.

【０００８】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、副室をシリンダヘッドに形成し、
副室を隔壁部によって上部副室と下部副室に区画して隔
壁連絡孔で連通させ、上部副室では強いスワールを形成
し、燃料噴射ノズルの多噴孔から噴射された燃料噴霧の
主流を隔壁連絡孔を通じて下部副室へ直接噴射し、上部
副室での圧力上昇によって下部副室に形成されている燃
料リッチな混合気を主室へ一気に噴出させ、主室での燃
焼期間を短縮してエンジン出力をアップして熱効率を向
上させると共に、ＮＯX 、スモーク等の発生を低減する
ことができる副室式エンジンにおける副室構造を提供す
ることである。[0008] Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by forming a sub chamber in a cylinder head,
The sub-chamber is divided into an upper sub-chamber and a lower sub-chamber by a partition wall and communicated with each other by a partition wall communication hole, a strong swirl is formed in the upper sub-chamber, and the main flow of fuel spray injected from the multiple injection holes of the fuel injection nozzle is formed. Direct injection into the lower sub-chamber through the partition communication hole, and due to the pressure increase in the upper sub-chamber, the fuel-rich mixture formed in the lower sub-chamber is ejected all at once to the main chamber, shortening the combustion period in the main chamber. improves the thermal efficiency up engine output Te, NO X, it is to provide a sub-chamber structure in the sub-chamber type engine which can reduce the occurrence of smoke or the like.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、シリンダヘッドに形成した副室、該副室と
シリンダ側に形成した主室を連通する連絡孔及び前記副
室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを有する副室式エン
ジンにおいて、前記副室が隔壁部によって上部副室と下
部副室に区画され、前記上部副室の上部に前記燃料噴射
ノズルの多噴孔が開口され、前記連絡孔によって前記下
部副室と前記主室とが連通され、前記上部副室と前記下
部副室は前記隔壁部に形成された隔壁連絡孔で連通さ
れ、前記燃料噴射ノズルの前記多噴孔が燃料を前記隔壁
連絡孔に向けて噴射するように設定され、前記多噴孔か
ら噴射される燃料の主流部を前記隔壁連絡孔を通じて前
記下部副室に直接噴射するように構成したことを特徴と
する副室式エンジンにおける副室構造に関する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention relates to a sub-chamber engine having a sub-chamber formed in a cylinder head, a communication hole for communicating the sub-chamber with a main chamber formed on the cylinder side, and a fuel injection nozzle for injecting fuel into the sub-chamber. The chamber is divided into an upper sub chamber and a lower sub chamber by a partition wall, multiple injection holes of the fuel injection nozzle are opened above the upper sub chamber, and the lower sub chamber and the main chamber communicate with each other by the communication holes. The upper sub-chamber and the lower sub-chamber are communicated with each other through a partition connecting hole formed in the partition, and the multiple injection holes of the fuel injection nozzle are set to inject fuel toward the partition connecting hole. The sub-chamber structure in the sub-chamber engine is characterized in that the main flow portion of the fuel injected from the multiple injection holes is directly injected into the lower sub-chamber through the partition wall communication hole.

【００１０】また、この副室式エンジンにおける副室構
造において、前記隔壁部に形成された前記隔壁連絡孔
は、前記上部副室にスワールが形成されるように、前記
上部副室の中心軸方向に傾斜して形成されている。Further, in the sub-chamber structure in this sub-chamber engine, the partition wall communication hole formed in the partition wall portion has a central axial direction of the upper sub-chamber so that a swirl is formed in the upper sub-chamber. It is formed to be inclined.

【００１１】また、この副室式エンジンにおける副室構
造において、前記隔壁部に形成された前記隔壁連絡孔の
数は、前記燃料噴射ノズルの前記多噴孔の噴孔数に対応
して形成されている。Further, in the sub-chamber structure in this sub-chamber engine, the number of the partition wall connecting holes formed in the partition wall portion is formed corresponding to the number of the multiple injection holes of the fuel injection nozzle. ing.

【００１２】また、この副室式エンジンにおける副室構
造において、前記隔壁部に形成された前記隔壁連絡孔の
孔径及び設定位置は、前記多噴孔から噴射される燃料の
主流部を前記隔壁連絡孔を通じて前記下部副室に直接噴
射するように設定されているものである。Further, in the sub-chamber structure in this sub-chamber engine, the hole diameter and the setting position of the partition wall connecting hole formed in the partition wall portion are such that the main flow portion of the fuel injected from the multiple injection holes is connected to the partition wall. It is set so as to directly inject into the lower sub chamber through a hole.

【００１３】[0013]

【作用】この発明による副室式エンジンにおける副室構
造は、上記のように構成されており、次のように作用す
る。即ち、この副室式エンジンにおける副室構造は、副
室を隔壁部によって上部副室と下部副室とに区画し、前
記上部副室の上部に燃料噴射ノズルの多噴孔を開口し、
連絡孔によって前記下部副室と主室とを連通し、前記隔
壁には上部副室と下部副室とを連通する隔壁連絡孔を形
成し、前記燃料噴射ノズルの多噴孔を前記隔壁連絡孔に
向けて燃料を噴射するように設定し、前記多噴孔から噴
射される燃料の主流部を前記隔壁連絡孔を通じて前記下
部副室に噴射するので、燃料噴霧の上流側に空気流動即
ちスワールの激しい燃焼室即ち上部副室を設け、燃料噴
霧の下流側に空気流動の弱い燃焼室を設け、更に、前記
隔壁部の前記隔壁連絡孔の壁面によって燃料噴霧の外周
領域の空気及び燃料蒸発部分を剥ぎ取り、下部副室に液
滴の多い燃料噴霧を直接噴射させ、下部副室に溜まって
いる液滴の多い燃料噴霧を下部副室から前記連絡孔を通
じて空気質量が多く存在する主室へ上部副室の燃焼エネ
ルギーによって一気に即ち速やかに短期に噴出させる。
それによって、前記上部副室と前記下部副室との前記副
室に残留する未燃混合気を低減すると共に、前記主室で
の燃焼期間を短縮して燃焼を完結させ、ＮＯX 、スモー
ク等の発生を低減し、熱効率をアップさせ、燃費を向上
させることができる。The subchamber structure in the subchamber engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, the sub-chamber structure in this sub-chamber engine divides the sub-chamber into an upper sub-chamber and a lower sub-chamber by a partition wall, and opens multiple injection holes of the fuel injection nozzle in the upper portion of the upper sub-chamber.
A communication hole connects the lower sub chamber and the main chamber, and a partition communication hole is formed in the partition wall to communicate the upper sub chamber and the lower sub chamber, and the multiple injection holes of the fuel injection nozzle are connected to the partition communication hole. Is set so as to inject fuel toward the lower sub-chamber through the partition connecting hole, so that the main flow portion of the fuel injected from the multiple injection holes is injected into the lower sub-chamber. A violent combustion chamber, that is, an upper sub-chamber is provided, a combustion chamber with a weak air flow is provided on the downstream side of the fuel spray, and the wall surface of the partition wall communication hole of the partition wall part further serves to separate the air and the fuel evaporation portion in the outer peripheral region of the fuel spray. Peel off and spray the fuel spray with a large amount of liquid droplets directly into the lower sub chamber, and the fuel spray with a large amount of liquid droplets accumulated in the lower sub chamber from the lower sub chamber to the main chamber where a large amount of air mass exists through the communication hole. Depending on the combustion energy of the sub-chamber Viz rapidly jetting the short term.
Thereby, the reducing unburned mixture gas remaining in the auxiliary chamber and the lower auxiliary chamber and the upper auxiliary chamber, to complete the combustion by shortening the combustion period in the primary chamber, NO X, smoke, etc. Can be reduced, thermal efficiency can be improved, and fuel consumption can be improved.

【００１４】しかるに、副室式エンジンでは、副室での
ガスを主室側へスムースに移動させるためには、膨脹行
程で副室の圧力が主室の圧力より常に高くなっている必
要があり、このために、副室の燃焼割合を多くする必要
がある。そして、副室での燃焼割合を向上させるために
は、自由噴流の空気導入量を多くし、噴霧体積を大きく
する必要がある。更に、副室での空気流動を活発にして
副室での燃焼を活発にさせる必要がある。この場合、副
室を２分割して上部副室と下部副室とで構成すると、燃
料が上部副室と下部副室とに分散し、燃料が主室へ噴出
し難くなり、副室で生成した混合気を主室側で速やかに
噴出させることができなくなってしまう。However, in the sub-chamber engine, in order to smoothly move the gas in the sub-chamber to the main chamber side, it is necessary that the pressure in the sub-chamber is always higher than the pressure in the main chamber during the expansion stroke. , Therefore, it is necessary to increase the combustion ratio of the sub chamber. Then, in order to improve the combustion ratio in the sub chamber, it is necessary to increase the amount of air introduced into the free jet and increase the spray volume. Further, it is necessary to activate the air flow in the sub chamber to activate the combustion in the sub chamber. In this case, if the sub-chamber is divided into two and is composed of the upper sub-chamber and the lower sub-chamber, the fuel is dispersed in the upper sub-chamber and the lower sub-chamber, and it becomes difficult for the fuel to be ejected to the main chamber, and the fuel is generated in the sub-chamber. The air-fuel mixture thus formed cannot be promptly ejected on the main chamber side.

【００１５】しかしながら、この発明による副室式エン
ジンにおける副室構造では、上記のように構成したの
で、上記の問題を解決して副室で生成した混合気を主室
側で速やかに噴出させることができる。However, since the sub-chamber structure in the sub-chamber engine according to the present invention is constructed as described above, it is possible to solve the above problems and promptly eject the air-fuel mixture generated in the sub-chamber on the main chamber side. You can

【００１６】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による副室
式エンジンにおける副室構造の実施例を説明する。図１
はこの発明による副室式エンジンにおける副室構造の一
実施例を示す断面図、図２は図１の線Ａ−Ａにおける断
面図、図３は図１の副室式エンジンにおける副室構造の
原理を説明するグラフ、及び図４は燃料噴射ノズルから
の燃料噴霧を示す説明図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a sub-chamber structure in a sub-chamber engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the sub-chamber structure in the sub-chamber engine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a sub-chamber structure in the sub-chamber engine in FIG. A graph for explaining the principle and FIG. 4 are explanatory diagrams showing fuel spray from the fuel injection nozzle.

【００１７】この副室式エンジンにおける副室構造は、
シリンダブロック１３にガスケット１６を介在して固定
されたシリンダヘッド１９、シリンダヘッド１９に形成
したキャビティ９に配置した副室壁体６、該副室壁体６
内に形成した上部副室３と下部副室２とから成る副室、
副室壁体６の上部に形成された貫通孔１７を貫通してシ
リンダヘッド１９に配置され且つ上部副室３に燃料を噴
射する燃料噴射ノズル７、及び下部副室２をシリンダ１
２側の主室１に連通する連絡孔４を有している。特に、
副室壁体６は隔壁部８によって下部副室２と上部副室３
とに区画されて二分割されており、下部副室２と上部副
室３とは、隔壁部８に形成された隔壁連絡孔５によって
連通している。また、燃料噴射ノズル７は、上部副室３
の中心軸上の上部に燃料を噴射する多噴孔１０が開口し
ている。更に、燃料噴射ノズル７の多噴孔１０は、隔壁
連絡孔５に向けて燃料を噴射されるように設定され、多
噴孔１０から噴射される燃料噴霧の一部が隔壁連絡孔５
を通って下部副室２に噴射されるように構成されてい
る。The subchamber structure of this subchamber engine is as follows.
A cylinder head 19 fixed to the cylinder block 13 with a gasket 16 interposed therebetween, a sub chamber wall body 6 disposed in a cavity 9 formed in the cylinder head 19, and the sub chamber wall body 6.
A sub chamber consisting of an upper sub chamber 3 and a lower sub chamber 2 formed inside,
A fuel injection nozzle 7 for injecting fuel into the upper sub-chamber 3 and a lower sub-chamber 2 are arranged in the cylinder head 19 through a through hole 17 formed in the upper portion of the sub-chamber wall 6.
It has a communication hole 4 communicating with the main chamber 1 on the second side. In particular,
The sub-chamber wall 6 includes a lower sub-chamber 2 and an upper sub-chamber 3 by a partition wall portion 8.
It is divided into two and is divided into two, and the lower sub-chamber 2 and the upper sub-chamber 3 are communicated with each other by a partition connecting hole 5 formed in the partition 8. Further, the fuel injection nozzle 7 is installed in the upper sub chamber 3
The multiple injection holes 10 for injecting fuel are opened in the upper part on the central axis of the. Further, the multiple injection holes 10 of the fuel injection nozzle 7 are set so that fuel is injected toward the partition wall communication holes 5, and a part of the fuel spray injected from the multiple injection holes 10 is part of the partition wall communication holes 5.
It is configured to be injected into the lower sub chamber 2 through the.

【００１８】この副室式エンジンにおける副室構造にお
いて、隔壁部８に形成された隔壁連絡孔５は、上部副室
３にスワールが形成されるように、上部副室３の周方向
で且つ中心軸方向に傾斜して形成されている。また、隔
壁部８に形成された隔壁連絡孔５の数は、燃料噴射ノズ
ル７の多噴孔１０の噴孔数に対応して形成されている。
図示していないが、シリンダヘッド１９には、吸排気ポ
ートが形成され、該吸排気ポートには吸排気バルブが配
置されている。主室１は、例えば、シリンダブロック１
３の孔部１５に嵌合したシリンダライナ１４で形成され
るシリンダ１２とシリンダヘッド下面１８とで形成され
る空間、或いはピストンに形成された凹部で構成される
ものである。In the sub-chamber structure of this sub-chamber engine, the partition wall communication hole 5 formed in the partition wall portion 8 is in the circumferential direction and at the center of the upper sub-chamber 3 so that a swirl is formed in the upper sub-chamber 3. It is formed to be inclined in the axial direction. Further, the number of partition wall communication holes 5 formed in the partition wall portion 8 is formed so as to correspond to the number of injection holes of the multiple injection holes 10 of the fuel injection nozzle 7.
Although not shown, an intake / exhaust port is formed in the cylinder head 19, and an intake / exhaust valve is arranged in the intake / exhaust port. The main chamber 1 is, for example, a cylinder block 1
3 is a space formed by the cylinder 12 formed by the cylinder liner 14 fitted in the third hole 15 and the cylinder head lower surface 18, or a recess formed in the piston.

【００１９】副室壁体６は、図示していないが、固定金
具、焼き嵌め、圧入等でシリンダヘッド１９に固定され
ている。副室壁体６の外側面とシリンダヘッド１９のキ
ャビティ９の内面との間には、断熱空気層を形成し、上
部副室３と下部副室２の副室の断熱度を向上させること
ができる。また、副室壁体６の下面はシリンダヘッド下
面１８の一部を構成し、該副室壁体６の下面には下部副
室２をシリンダ１２側に形成した主室１に連通する複数
個の連絡孔４が下部副室２からシリンダ周辺に向けて傾
斜して形成されている。しかも、連絡孔４は、下部副室
２から主室１へ拡散する方向に互いに傾斜し、副室中心
軸の周囲方向に隔置して形成されている。Although not shown, the sub-chamber wall 6 is fixed to the cylinder head 19 by fixing metal fittings, shrink fitting, press fitting or the like. A heat insulating air layer may be formed between the outer surface of the sub chamber wall body 6 and the inner surface of the cavity 9 of the cylinder head 19 to improve the degree of heat insulation of the sub chambers of the upper sub chamber 3 and the lower sub chamber 2. it can. Further, the lower surface of the sub-chamber wall body 6 constitutes a part of the cylinder head lower surface 18, and a plurality of lower sub-chambers 2 communicating with the main chamber 1 formed on the cylinder 12 side are formed on the lower surface of the sub-chamber wall body 6. Is formed so as to be inclined from the lower sub chamber 2 toward the cylinder periphery. Moreover, the communication holes 4 are formed so as to be inclined with respect to each other in the direction in which the lower sub-chamber 2 diffuses into the main chamber 1, and are spaced apart from each other in the circumferential direction of the sub-chamber central axis.

【００２０】この副室式エンジンにおける副室構造は、
副室の形状と燃料噴射ノズル７の多噴孔１０と隔壁部８
に形成された隔壁連絡孔５との関係に特徴を有するもの
である。この副室式エンジンにおける副室構造は、特
に、燃料噴霧の上流側に空気流動即ちスワールの激しい
燃焼室即ち上部副室３を設け、燃料噴霧の下流側に空気
流動の弱い燃焼室即ち下部副室２を設けたものであり、
図４に示すように、隔壁部８の隔壁連絡孔５の壁面１１
によって燃料噴霧の外周領域の空気及び燃料蒸発部分Ｖ
Ｆを剥ぎ取り、下部副室２に液滴の多い燃料噴霧ＬＦの
主流部を直接噴射させる。上部副室３において強いスワ
ールを形成するには、下部副室２と上部副室３とを連通
する隔壁連絡孔５の形成方向をコントロールして隔壁部
８に形成することによって達成できる。The subchamber structure of this subchamber engine is as follows:
The shape of the sub chamber, the multiple injection holes 10 of the fuel injection nozzle 7, and the partition wall 8
It is characterized by the relationship with the partition wall communication hole 5 formed in the above. The sub-chamber structure in this sub-chamber engine is particularly configured such that a combustion chamber with a strong air flow, that is, a swirl, that is, an upper sub-chamber 3, is provided on the upstream side of the fuel spray, and a combustion chamber with a low air flow, that is, a lower sub-chamber is provided on the downstream side of the fuel spray. It has a room 2,
As shown in FIG. 4, the wall surface 11 of the partition wall communication hole 5 of the partition wall portion 8
The air and fuel vaporization portion V in the outer peripheral region of the fuel spray
F is peeled off, and the main flow portion of the fuel spray LF containing many droplets is directly injected into the lower sub chamber 2. The formation of a strong swirl in the upper sub chamber 3 can be achieved by controlling the forming direction of the partition connecting hole 5 that connects the lower sub chamber 2 and the upper sub chamber 3 to each other in the partition portion 8.

【００２１】この実施例では、隔壁部８に形成された副
室連絡孔５は、図２に示すように、上部副室３に強いス
ワールが形成されるように、上部副室３の周方向で且つ
中心軸方向に傾斜して形成されている。次いで、下部副
室２に溜まっている液滴の多い燃料噴霧ＬＦを下部副室
２から連絡孔４を通じて空気質量が多く存在する主室１
へ一気に即ち速やかに短期に噴出させ、副室（上部副室
３と下部副室２）に残留する未燃混合気を低減すると共
に、主室１での燃焼期間を短縮して燃焼を完結させ、Ｎ
ＯX 、スモーク等の発生を低減し、熱効率をアップさ
せ、燃費を向上させるものである。In this embodiment, the sub-chamber connecting hole 5 formed in the partition wall portion 8 has a circumferential direction of the upper sub-chamber 3 so that a strong swirl is formed in the upper sub-chamber 3, as shown in FIG. And is formed to be inclined in the central axis direction. Then, the fuel spray LF containing many droplets accumulated in the lower sub-chamber 2 is passed from the lower sub-chamber 2 through the communication hole 4 to the main chamber 1 where a large amount of air mass exists.
Immediately, that is, it is quickly ejected in a short period of time to reduce the unburned air-fuel mixture remaining in the sub-chambers (the upper sub-chamber 3 and the lower sub-chamber 2) and shorten the combustion period in the main chamber 1 to complete the combustion. , N
O X, and reduce the occurrence of smoke or the like, is up thermal efficiency, thereby improving the fuel economy.

【００２２】図３を参照して、燃料噴射ノズル７からの
噴射期間と噴霧体積について説明する。図３では、横軸
にクランク角（ＣＡ）を示し、縦軸に体積（ｃｍ3 ）を
示している。図３では、噴射期間ＩＴはクランク角で０
°（上死点ＴＤＣ）〜２０°に設定されている。また、
曲線Ｂは燃料を噴射する空間が無限に大きい場合の噴霧
体積をプロットしている。曲線Ｅはピストン膨張行程で
の主室１の体積変化を示している。符号ＶF は下部副室
２の容積を示し、曲線Ｄは下部副室２の噴霧体積を示し
ている。曲線Ｃは上部副室３と下部副室２との総計の噴
霧体積を示している。The injection period and the spray volume from the fuel injection nozzle 7 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the crank angle (CA) and the vertical axis represents the volume (cm 3 ). In FIG. 3, the injection period IT is 0 in crank angle.
It is set to 20 ° (top dead center TDC). Also,
Curve B plots the spray volume when the space for injecting fuel is infinitely large. The curve E shows the volume change of the main chamber 1 during the piston expansion stroke. The symbol V F indicates the volume of the lower sub chamber 2, and the curve D indicates the spray volume of the lower sub chamber 2. The curve C shows the total spray volume of the upper sub chamber 3 and the lower sub chamber 2.

【００２３】この副室式エンジンにおける副室構造は、
上記のように構成されているので、次のように作用す
る。即ち、この副室式エンジンにおける副室構造では、
ピストン上昇時の圧縮行程において、吸入空気は圧縮さ
れて主室１から連絡孔４を通じて下部副室２に導入され
るが、連絡孔４の傾斜方向は下部副室２における空気流
動が弱くなるように設定されているので、下部副室２で
のスワールは強力には発生しない。次いで、下部副室２
に流入した空気は、下部副室２から傾斜した隔壁連絡孔
５を通って上部副室３に導入され、流入空気は隔壁連絡
孔５にガイドされて上部副室３に強いスワールを形成し
て流入される。The subchamber structure of this subchamber engine is as follows:
Since it is configured as described above, it operates as follows. That is, in the subchamber structure of this subchamber engine,
In the compression stroke when the piston moves up, the intake air is compressed and introduced from the main chamber 1 into the lower sub chamber 2 through the communication hole 4, but the inclination direction of the communication hole 4 makes the air flow in the lower sub chamber 2 weak. Since it is set to, the swirl in the lower sub chamber 2 does not occur strongly. Next, lower sub-chamber 2
The air flowing into the upper sub-chamber 3 is introduced from the lower sub-chamber 2 into the upper sub-chamber 3 through the slanted partition communication hole 5, and the inflowing air is guided by the partition sub-chamber 5 to form a strong swirl in the upper sub-chamber 3. Be flowed in.

【００２４】次いで、圧縮行程終端近傍において、燃料
噴射ノズル７の多噴孔１０から燃料が噴射される。燃料
噴射ノズル７から噴射された燃料噴霧は、その中心部が
液滴の多い燃料噴霧ＫＦの状態であり、その外周部は上
部副室３に存在する空気を巻き込んだ空気導入状態で蒸
発部分ＶＦを含んだ状態である。そこで、図４に示すよ
うに、隔壁連絡孔５の孔径は、副室連絡孔５の壁面１１
によって燃料噴霧の外周領域の空気導入燃料部分と燃料
蒸発部分ＶＦとを剥ぎ取ることができ、液滴の多い燃料
噴霧ＬＦを下部副室２に直接噴射させるように設定され
ている。そこで、隔壁連絡孔５の壁面１１によって剥ぎ
取られた空気導入燃料と燃料蒸発部分ＶＦは上部副室３
の強いスワールと混合を促進して着火燃焼し、上部副室
３内の圧力を急速にアップする。一方、液滴の多い燃料
噴霧ＬＦは下部副室２に存在する空気と混合して混合気
を生成し、該混合気は上部副室３のアップしたガスによ
って押し出される状態で第１連絡孔４を通じて主室１へ
一気に噴出される。Next, in the vicinity of the end of the compression stroke, the fuel is injected from the multiple injection holes 10 of the fuel injection nozzle 7. The fuel spray injected from the fuel injection nozzle 7 is in the state of the fuel spray KF having many droplets at the center thereof, and the outer peripheral portion of the fuel spray is a vaporized portion VF in a state where air existing in the upper sub chamber 3 is entrained. Is a state that includes. Therefore, as shown in FIG. 4, the partition wall communication hole 5 has a diameter equal to that of the wall surface 11 of the auxiliary chamber communication hole 5.
The air-introduced fuel portion and the fuel vaporization portion VF in the outer peripheral region of the fuel spray can be stripped off, and the fuel spray LF containing many droplets is set to be directly injected into the lower sub chamber 2. Therefore, the air-introduced fuel and the fuel evaporation portion VF stripped off by the wall surface 11 of the partition wall communication hole 5 are
And swirl are accelerated to ignite and burn, and the pressure in the upper sub chamber 3 is rapidly increased. On the other hand, the fuel spray LF containing a large amount of droplets mixes with the air present in the lower sub-chamber 2 to generate an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is pushed out by the up gas in the upper sub-chamber 3 to cause the first communication hole 4 to flow. It is ejected all at once to the main chamber 1 through.

【００２５】次いで、主室１へ噴出された火炎、未燃混
合気等のガスは、空気質量の多い主室１でペネトレーシ
ョンを延ばして新気との混合を短期に達成し、燃焼期間
を短縮して燃焼を完結する。従った、この副室式エンジ
ンにおける副室構造では、ＮＯX 、スムーク等の発生を
抑制し、エンジン出力をアップして熱効率を向上させ、
燃費を向上させることができる。Next, the flame, the unburned gas mixture, and other gases ejected to the main chamber 1 extend their penetration in the main chamber 1 having a large air mass to achieve mixing with fresh air in a short period of time to shorten the combustion period. And complete the combustion. Therefore, in the sub-chamber structure in this sub-chamber type engine, the generation of NO X , smooth, etc. is suppressed, the engine output is increased, and the thermal efficiency is improved.
Fuel efficiency can be improved.

【００２６】[0026]

【発明の効果】この発明による副室式エンジンにおける
副室構造は、上記のように構成されており、次のような
効果を有する。即ち、この副室式エンジンにおける副室
構造は、シリンダヘッドに形成した副室を隔壁部によっ
て上部副室と下部副室に区画し、前記上部副室の上部に
前記燃料噴射ノズルの多噴孔を開口し、連絡孔によって
前記下部副室と前記主室とを連通し、上部副室と下部副
室とを前記隔壁部に形成された隔壁連絡孔で連通し、前
記燃料噴射ノズルの前記多噴孔が前記隔壁連絡孔に向け
て燃料の主流部を直接噴射されるように設定されている
ので、前記上部副室を希薄燃料に且つ前記下部副室を濃
い燃料に燃料分布を形成させることができ、しかも、前
記上部副室内に強い空気流動を形成させ且つ前記下部副
室内に弱い空気流動を形成させることができる。The subchamber structure in the subchamber engine according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, the sub-chamber structure in this sub-chamber engine is such that the sub-chamber formed in the cylinder head is divided into an upper sub-chamber and a lower sub-chamber by a partition wall, and the multiple injection holes of the fuel injection nozzle are provided above the upper sub-chamber. Is opened, the lower sub chamber and the main chamber are communicated with each other by a communication hole, and the upper sub chamber and the lower sub chamber are communicated with each other through a partition communication hole formed in the partition part, Since the injection holes are set so as to directly inject the main flow portion of the fuel toward the partition wall communication holes, a fuel distribution is formed in the upper sub chamber to lean fuel and in the lower sub chamber to rich fuel. In addition, a strong air flow can be formed in the upper sub chamber and a weak air flow can be formed in the lower sub chamber.

【００２７】しかも、前記多噴孔から噴射される燃料噴
霧の主流部を前記隔壁連絡孔を通じて前記下部副室に噴
射するように前記隔壁連絡孔の孔径、形成位置が設定さ
れているので、前記燃料噴射ノズルから噴射された燃料
噴霧は、その外周部の空気導入燃料と燃料蒸発部分は前
記隔壁連絡孔の壁面によって剥ぎ取られ、剥ぎ取られた
希薄な燃料噴霧は前記上部副室の強いスワールと混合を
促進して着火燃焼し、前記上部副室内の圧力を急速にア
ップする。一方、前記燃料噴射ノズルから噴射された燃
料噴霧の中心部の液滴の多い燃料噴霧は、前記下部副室
に存在する空気と混合して混合気を生成し、該混合気は
前記上部副室のアップしたガスによって前記下部副室か
ら前記隔壁連絡孔を通じて前記主室へ押し出される状態
で一気に噴出される。従って、前記下部副室から前記主
室へ噴出した火炎、未燃混合気等のガスは、ペネトレー
ションを延ばしてシリンダ周辺まで短期に到達し、空気
利用率を向上させて前記主室での混合を促進して燃焼期
間を短縮して二次燃焼を完結し、ＮＯX 、スモーク等の
発生を抑制し、出力をアップしてエンジン性能を向上さ
せ、熱効率を向上させ、燃費を向上させることができ
る。Moreover, since the diameter and forming position of the partition wall communication hole are set so that the main flow portion of the fuel spray injected from the multiple injection holes is injected into the lower sub chamber through the partition wall communication hole, The fuel spray injected from the fuel injection nozzle is stripped of the air-introduced fuel and the fuel evaporation portion of the outer peripheral portion thereof by the wall surface of the partition wall communication hole, and the stripped lean fuel spray is a strong swirl of the upper sub-chamber. And promotes mixing to ignite and burn, rapidly increasing the pressure in the upper sub chamber. On the other hand, the fuel spray containing a large amount of liquid droplets in the central portion of the fuel spray injected from the fuel injection nozzle mixes with the air existing in the lower sub-chamber to generate a mixture, and the mixture is the upper sub-chamber. The gas that has risen is ejected at a stretch from the lower sub-chamber while being pushed out to the main chamber through the partition wall communication hole. Therefore, the flame, the gas such as the unburned air-fuel mixture, which has been ejected from the lower sub chamber to the main chamber, extends the penetration and reaches the periphery of the cylinder in a short period of time to improve the air utilization rate to improve the mixing in the main chamber. It can accelerate and shorten the combustion period to complete the secondary combustion, suppress the generation of NO X , smoke, etc., increase the output to improve engine performance, improve thermal efficiency, and improve fuel efficiency. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明による副室式エンジンにおける副室構
造の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a sub chamber structure in a sub chamber engine according to the present invention.

【図２】図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【図３】図１の副室式エンジンの原理を説明するための
グラフである。FIG. 3 is a graph for explaining the principle of the subchamber engine of FIG.

【図４】燃料噴射ノズルからの燃料噴霧と隔壁の第２連
絡孔との関係を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between fuel spray from a fuel injection nozzle and a second communication hole of a partition wall.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 主室 ２ 下部副室 ３ 上部副室 ４ 連絡孔 ５ 隔壁連絡孔 ６ 副室壁体 ７ 燃料噴射ノズル ８ 隔壁部 ９ キャビティ １０ 多噴孔 １１ 隔壁連絡孔の壁面 １２ シリンダ １３ シリンダブロック １８ シリンダヘッド下面 １９ シリンダヘッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 main chamber 2 lower sub chamber 3 upper sub chamber 4 communication hole 5 partition wall communication hole 6 sub chamber wall body 7 fuel injection nozzle 8 partition wall portion 9 cavity 10 multiple injection holes 11 wall surface of partition wall communication hole 12 cylinder 13 cylinder block 18 cylinder head Lower surface 19 Cylinder head

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シリンダヘッドに形成した副室、該副室
とシリンダ側に形成した主室を連通する連絡孔及び前記
副室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを有する副室式エ
ンジンにおいて、前記副室が隔壁部によって上部副室と
下部副室に区画され、前記上部副室の上部に前記燃料噴
射ノズルの多噴孔が開口され、前記連絡孔によって前記
下部副室と前記主室とが連通され、前記上部副室と前記
下部副室は前記隔壁部に形成された隔壁連絡孔で連通さ
れ、前記燃料噴射ノズルの前記多噴孔が燃料を前記隔壁
連絡孔に向けて噴射するように設定され、前記多噴孔か
ら噴射される燃料の主流部を前記隔壁連絡孔を通じて前
記下部副室に直接噴射するように構成したことを特徴と
する副室式エンジンにおける副室構造。1. A subchamber engine having a subchamber formed in a cylinder head, a communication hole for communicating the subchamber with a main chamber formed on the cylinder side, and a fuel injection nozzle for injecting fuel into the subchamber. The sub-chamber is divided into an upper sub-chamber and a lower sub-chamber by a partition wall, multiple injection holes of the fuel injection nozzle are opened in the upper part of the upper sub-chamber, and the lower sub-chamber and the main chamber are separated by the communication holes. The upper sub-chamber and the lower sub-chamber are communicated with each other through a partition connecting hole formed in the partition so that the multiple injection holes of the fuel injection nozzle inject fuel toward the partition connecting hole. A sub-chamber structure in a sub-chamber engine, characterized in that a main flow portion of the fuel that is set and injected from the multiple injection holes is directly injected into the lower sub-chamber through the partition wall communication hole. 【請求項２】 前記隔壁部に形成された前記隔壁連絡孔
は、前記上部副室にスワールが形成されるように、前記
上部副室の中心軸方向に傾斜して形成されていることを
特徴とする請求項１に記載の副室式エンジンにおける副
室構造。2. The partition wall communication hole formed in the partition wall portion is formed so as to be inclined in a central axis direction of the upper sub chamber so that a swirl is formed in the upper sub chamber. The sub-chamber structure in the sub-chamber engine according to claim 1. 【請求項３】 前記隔壁部に形成された前記隔壁連絡孔
の数は、前記燃料噴射ノズルの前記多噴孔の噴孔数に対
応して形成されていることを特徴とする請求項１に記載
の副室式エンジンにおける副室構造。3. The number of the partition wall communication holes formed in the partition wall portion is formed so as to correspond to the number of injection holes of the multiple injection holes of the fuel injection nozzle. Subchamber structure in the described subchamber engine. 【請求項４】 前記隔壁部に形成された前記隔壁連絡孔
の孔径及び設定位置は、前記多噴孔から噴射される燃料
の主流部を前記隔壁連絡孔を通じて前記下部副室に直接
噴射するように設定されていることを特徴とする請求項
１に記載の副室式エンジンにおける副室構造。4. The diameter and setting position of the partition wall communication hole formed in the partition wall part are such that the main flow portion of the fuel injected from the multiple injection holes is directly injected into the lower sub chamber through the partition wall communication hole. The sub-chamber structure in the sub-chamber engine according to claim 1, wherein the sub-chamber structure is set.
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