JPH0734879A - 渦流室式ディーゼルエンジン - Google Patents

渦流室式ディーゼルエンジン

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JPH0734879A
JPH0734879A JP20274693A JP20274693A JPH0734879A JP H0734879 A JPH0734879 A JP H0734879A JP 20274693 A JP20274693 A JP 20274693A JP 20274693 A JP20274693 A JP 20274693A JP H0734879 A JPH0734879 A JP H0734879A
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JP
Japan
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communication passage
swirl chamber
diesel engine
vane
pivot
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Pending
Application number
JP20274693A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadanori Kodera
禎典 小寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0734879A publication Critical patent/JPH0734879A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴口部の渦流室に対する開口面積を可変と
し,エンジンの広範囲な運転領域において良好な燃焼性
能を得るディーゼルエンジンの提供。 【構成】 主燃焼室11と渦流室12との連通路20に
弁部材30を配設する。弁部材30の回動ベーン31
は,その主燃焼室11側の端部を軸支する枢軸32を中
心に回動する。枢動32は連通路20の横断面の外接線
方向に向いており,アクチュエータ30が回動ベーン3
1を回動させて連通路20の渦流室12側の開口面積S
を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,エンジンの回転数や負
荷に対応した最適なスワールを得ることのできるディー
ゼルエンジンに関する。
【0002】
【従来技術】渦流室式ディーゼルエンジンは,図6に示
すように,シリンダヘッド91に設けた渦流室92にピ
ストン93により圧縮された空気を主燃焼室94から送
りこみ,送りこまれた空気に霧状の燃料を混合させて自
己着火して燃焼させる。その後燃焼によって生じた圧力
により渦流室92での未燃ガス及び燃焼ガスを連通路
(噴口)95を介して主燃焼室94に導き,これらのガ
スを主燃焼室94の新気によって再燃焼するよう構成さ
れている。
【0003】かかるディーゼルエンジンの燃焼性能を良
好とするためには,空気と燃料との混合を促進する渦流
室のスワールの強さをピストンの上昇速度に合わせて調
整する必要がある。これは,渦流室95において多くの
混合気をつくると着火遅れが生じて異常燃焼をもたら
し,一方混合気の量が少ないと失火を生ずるからであ
る。同図において,符号96は燃料噴射ノズル,符号9
7はグロープラグ,符号98は口金である。
【0004】
【解決しようとする課題】しかしながら,従来の渦流室
式ディーゼルエンジンにおいては,主燃焼室と渦流室と
を連通する連通路の開口面積が一定となっているため,
ある回転領域における燃焼性能が良好であっても他の回
転領域においては目標性能を満足しないという問題があ
る。
【0005】この問題を解決するため主燃焼室と渦流室
との連通路に,連通路の軸心と交叉する方向に運動する
弁部材を設け,上記開口面積を調整する方法が提案され
ている(例えば実開昭58−16321号公報参照)。
しかしながら,連通路の軸心と交叉する方向に弁部材を
突出させる上記方法は,連通路の通気抵抗を上昇させる
と共に,弁部材の前後に乱流を生じ,これによってスワ
ールが乱され燃焼性能が悪化するなどの問題がある。
【0006】本発明は,かかる従来の問題に鑑みて,連
通路の通気抵抗を上昇させるなどの不具合を生ずること
なく,スムースに連通路の開口面積を変更し,広い運転
領域において良好な燃焼性能を得ることのできる渦流室
式ディーゼルエンジンを提供しようとするものである。
【0007】
【課題の解決手段】本発明は,渦流室を有するディーゼ
ルエンジンであって,主燃焼室と渦流室とを連結する連
通路の渦流室側開口部には,該開口部の開口面積を変え
る弁部材と,該弁部材を駆動するアクチュエータとが配
設されており,上記弁部材は,連通路の上記開口部側の
内壁面の一部を形成する回動ベーンと,上記連通路の外
側方に位置し,連通路横断面の外接線と平行方向に形成
された枢軸とを有しており,上記回動ベーンは,その主
燃焼室側の端部が上記枢軸に軸着されて回動し,上記開
口面積を増減させることを特徴とする渦流室式ディーゼ
ルエンジンにある。
【0008】本発明において最も注目すべきことは,連
通路に弁部材を設けたことであり,該弁部材は,連通路
の内壁面を形成し,枢軸に軸着されて回動する回動ベー
ンと,連通路横断面の外接線と平行方向に形成された上
記枢軸とを有することである。そして,上記枢軸は,回
動ベーンの主燃焼室側の端部を軸支しており,回動ベー
ンは枢軸を中心に回動し,渦流室側の開口面積を増減さ
せることである。
【0009】また,上記弁部材を駆動するアクチュエー
タが設けられている。上記アクチュエータには,例え
ば,請求項2記載のように,シリンダと,回動ベーンに
連結されたロッドとを有するものがある。上記ロッド
は,回動ベーンにおける連通路内壁面の反対側の面に連
結され,ロッドの伸縮によって回動ベーンを回動させ
る。
【0010】また,上記アクチュエータには,例えば,
請求項3記載のように,弁部材の枢軸を回転させる電動
機を有するものがある。この場合は,枢軸の回動に伴っ
て回動ベーンが回動するように回動ベーンは枢軸に固着
されている。
【0011】
【作用及び効果】連通路に配設された回動ベーンは,連
通路の内壁面を形成し枢軸を中心に回動する。そして,
上記枢軸は,回動ベーンの主燃焼室側の端部を軸支し,
連通路の横断面の外接線方向に向けられている。従っ
て,図5に示すように,上記枢軸32を中心に,回動ベ
ーン31が回転すると,渦流室側の開口面積Sは,回動
ベーンの回動角度θの変化によって増減する。
【0012】即ち,回動ベーンが基準位置Aから,マイ
ナスθ1 だけ回転すると基準位置Aにおける開口面積S
0 は,S1 に減少し,プラスθ2 だけ回転すれば,S2
に増加する。そして,枢軸32は,回動ベーン31の主
燃焼室側の端部311を軸支するから,回動ベーン31
と連通路20の主燃焼室側内壁面221との境界部には
段差などを生じない。
【0013】それ故,弁部材を連通路に突出させる従来
の方法のように,連通路20の通気抵抗は,殆ど変化が
なく,また段差による渦などの発生がない。そして,エ
ンジンの負荷変動や回転数の変化に対応してアクチュエ
ータを作動させて,上記開口面積Sを増減させ,エンジ
ンの高範囲な運転領域において,良好な燃焼性能を得る
ことができる。
【0014】上記のように,本発明によれば,連通路の
通気抵抗を上昇させるなどの不具合を生ずることなく,
スムースに連通路の開口面積を変更し,広い運転領域に
おいて良好な燃焼性能を得ることのできる渦流室式ディ
ーゼルエンジンを提供することができる。
【0015】
【実施例】本発明の実施例にかかる渦流室式ディーゼル
エンジンにつき,図1〜図5を用いて説明する。本例
は,図1〜図4に示すように,渦流室12を有するディ
ーゼルエンジン10であって,主燃焼室11と渦流室1
2とを連結する連通路20の渦流室12側開口部21に
は,該開口部21の開口面積Sを変える弁部材30と,
該弁部材30を駆動するアクチュエータ41が配設され
ている。
【0016】上記弁部材30は,連通路20の上記開口
部21側内壁面222の一部を形成する回動ベーン31
と,連通路20の外側方に位置し,連通路20の横断面
の外接線と平行方向に形成された枢軸32とを有してい
る。そして,回動ベーン31は,その主燃焼室11側の
端部311(図5)が上記枢軸32に軸着されて回動
し,上記開口面積Sを増減させる。
【0017】以下,それぞれについて詳説する。図1,
図2に示すように,シリンダヘッド14とシリンダヘッ
ド14に嵌入された口金15とにより渦流室12が形成
されている。また,シリンダヘッド14とシリンダブロ
ック18とピストン(図示略)とにより主燃焼室11が
形成されている。
【0018】また,上記口金15には,主燃焼室11と
渦流室12とを連通し,渦流室12の接線方向に向いた
連通路20が形成されている。そして,上記連通路20
の渦流室12側の開口部21には弁部材30が配設され
ている。
【0019】弁部材30は,略扇形状の回動ベーン31
と枢軸32とを有する。回動ベーン31は,連通路20
の主燃焼室11側の内壁面221と連なって開口部21
側の内壁面222の一部を形成する噴口面312と,ア
クチュエータ41のロッド42を取付けた駆動面313
とを有している。
【0020】回動ベーン31は,図5に示すように,上
方(渦流室側)に向かって広がる略扇形の形状を有して
いる。そして,扇のかなめ部に相当する主燃焼室側の端
部311が上記枢軸32によって軸支されて回動する。
そして,回動ベーン31の上面314の右端部(駆動面
313側)には,ストッパ315が突設されている。
【0021】回動ベーン31と該回動ベーン31に連結
されたロッド42の端部とは,図1,図2に示すよう
に,弁室33に収容されて運動する。弁室33は,図5
に示すように,回動ベーン31の上面314と接する小
径部331と,上記ストッパ315と接する大径部33
2と,ロッド42(図示略)の端部を収容するロッド収
容部333とを有する。
【0022】そして回動ベーン31は,弁室33の小径
部331に沿って上面314を摺動させると共に,大径
部332に沿ってストッパ315を摺動させて回動す
る。回動ベーン31の回動運動は,ストッパ315が大
径部332の左端において小径部313の右端面に当接
して停止し(図1,参照),大径部332の右端におい
てロッド収容部333の左端面と当接して停止する(図
2,参照)。
【0023】アクチュエータ41は,図1,図2に示す
ように,油圧により駆動される油圧シリンダであり,回
動ベーン31に連結されたロッド42と,油圧に駆動さ
れるピストン43と,作動油を収容する油圧ルーム44
と,油圧ルーム44に導入される作動油をコントロール
する電磁弁45とを有している。
【0024】上記電磁弁45は,電子制御装置(EC
U)50によって制御される。そして,ECU50はエ
ンジンの回転数を検出する回転センサ46と,エンジン
の負荷を検出する負荷センサ47と,ピストンの位置を
検出するクランク角度センサ48とに接続されている。
【0025】なお,電磁弁45が開放状態(通電オフ状
態)にあるときは,アクチュエータ41としてのシリン
ダは,極めて軽負荷で自由に往復運動するから,弁部材
30の回動ベーン31は連通路20の内圧に応じて左右
に回動する。そして,電磁弁45を励磁すれば,電磁弁
45は油圧ルーム44に出入りする作動油を遮断し,回
動ベーン31はその位置(角度θ)で停止する。
【0026】次に,ECU50による上記電磁弁45の
制御動作について説明する。電磁弁45を開放状態にお
けば,エンジンの排気・吸気工程時には,エンジンの筒
内圧が低いから弁部材30の回動ベーン31は,図5に
示す左方(反時計方向)に回動し,開口部21の開口面
積Sが最小S1 となる位置まで回動する。
【0027】エンジンが圧縮工程に移り,筒内圧が上昇
すると回動ベーン31は,図5に示す右方(時計方向)
に向かって回動する。このとき,ECU50は,回転セ
ンサ46と負荷センサ47の信号から適度な開口面積S
となる回動ベーン31の回転角θを判定する。そして,
クランク角度センサ48の信号からクランク位置を検知
し,適度なクランク角度において電磁弁45を励磁し,
回動ベーン31の回動位置θを固定する。
【0028】上記のように,本例においては,アクチュ
エータ41により回動ベーン31を回動させることによ
り,渦流室12側の開口面積Sを増減させる。そして,
回動ベーン31の噴口面312と連通路20の主燃焼室
11側の内壁面221との間には通気を妨げる段差を生
じないから,連通路の通気抵抗には殆ど変化がなく,ま
た回動ベーン31の回動によって連通路20を通る通気
に渦が生じたりすることもない。
【0029】そして,負荷や回転数の変化に対応してア
クチュエータ41を作動させて回動ベーン31を回動
し,適度の開口面積Sを形成する。その結果,エンジン
の広範囲な運転領域において良好な燃焼性能を保持する
ことができる。
【0030】上記のように本例によれば,連通路20の
通気抵抗を上昇させるなどの不具合を生ずることなく,
スムースに連通路20の開口面積Sを変更し,エンジン
の広い運転領域において良好な燃焼性能を得ることので
きる渦流室式ディーゼルエンジンを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のエンジンの正面断面図(低速回転
時)。
【図2】実施例のエンジンのもう1つの正面断面図(高
速回転時)。
【図3】図1の平面図(図1のA−A矢視線断面図)。
【図4】図2の平面図(図2のB−B矢視線断面図)。
【図5】本発明の弁部材の作用説明図。
【図6】従来の渦流室式ディーゼルエンジンの説明図。
【符号の説明】
10...ディーゼルエンジン, 11...主燃焼室, 12...渦流室, 20...連通路, 30...弁部材, 31...回動ベーン, 32...枢軸,

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 渦流室を有するディーゼルエンジンであ
    って,主燃焼室と渦流室とを連結する連通路の渦流室側
    開口部には,該開口部の開口面積を変える弁部材と,該
    弁部材を駆動するアクチュエータとが配設されており,
    上記弁部材は,連通路の上記開口部側の内壁面の一部を
    形成する回動ベーンと,上記連通路の外側方に位置し,
    連通路横断面の外接線と平行方向に形成された枢軸とを
    有しており,上記回動ベーンは,その主燃焼室側の端部
    が上記枢軸に軸着されて回動し,上記開口面積を増減さ
    せることを特徴とする渦流室式ディーゼルエンジン。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記アクチュエータ
    は,上記回動ベーンの連通路内壁面の背面に連結された
    ロッドと,該ロッドを駆動するシリンダとを有すること
    を特徴とする渦流室式ディーゼルエンジン。
  3. 【請求項3】 請求項1において,上記回動ベーンは上
    記枢軸に固着されており,アクチュエータは,上記枢軸
    を回動させる電動機を有することを特徴とする渦流室式
    ディーゼルエンジン。
JP20274693A 1993-07-22 1993-07-22 渦流室式ディーゼルエンジン Pending JPH0734879A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980022216A (ko) * 1996-09-20 1998-07-06 박병재 와류 강도 조절이 가능한 예연소실식 연소실 구조

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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