JPH0828271A - 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気利用率の高い渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室を提供する。 【構成】 ピストン３の頂面８に対して凹状に窪み、噴
流の中心線ｌを挟んで略円形に広がる一対の大キャビテ
ィ部１２を備える渦流室式ディーゼル機関において、各
大キャビティ部１２の底面２２に対して凹状に窪み、大
キャビティ部１２の対向壁部１７Ａに沿って配置された
拡散キャビティ部３４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、渦流室式ディーゼル機
関の燃焼室の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の渦流室式ディーゼル機関の主燃焼
室形状として例えば図５に示すものが知られている(特
開平１−２０００１２号公報、参照)。

【０００３】これを説明すると、シリンダヘッド４の渦
流室５から燃料を含む噴流を噴出させる噴口６は、ピス
トン３の上方の主燃焼室９の周辺部に開口し、その平面
図上、主燃焼室９の中心に向かう噴流中心線ｌ上に位置
して、ピストン３の頂面８には、噴口６に近い位置に分
散台１３が形成される。

【０００４】略菱形に隆起して形成された分散台１３の
先方には、一対の大キャビティ部１２が噴流中心線ｌを
挟んで左右対称的に配した円弧形状の外郭１７によって
画成される。

【０００５】外郭１７の一部には前記噴流中心線ｌ上に
位置して略Ｖ字状に突出する対向壁部１７Ａが形成され
る。

【０００６】分散台１３の手前には同じく左右に互いに
連通する側方キャビティ部１４が形成され、この側方キ
ャビティ部１４は分散台１３の両側面において大キャビ
ティ部１２とも連通する。

【０００７】側方キャビティ部１４を画成する外郭１８
は、噴口６の背面側がピストン３の外周に沿って円弧状
に形成されるとともに、大キャビティ部１２との接続側
において、徐々にその曲率が小さくなるように湾曲させ
た案内部１８Ａが形成され、側方キャビティ部１４から
大キャビティ部１２に流入する噴流ガスを、大キャビテ
ィ部１２で生起される旋回流の接線方向から合流させる
ように分散台１３の先方に向けて案内するようになって
いる。

【０００８】大キャビティ底面２２は、大キャビティ部
１２と側方キャビティ部１４で段差なく連続し、ピスト
ン３の頂面８と平行な平面に形成される。

【０００９】以上のように構成され、圧縮上死点の近傍
で、渦流室５から噴口６を介して主燃焼室９に噴出した
未燃焼燃料を含む火炎噴流は、噴流の直前に位置する分
散台１３に衝突して、噴流中心線ｌ上の略Ｖ字状の対向
壁部１７Ａを境にして左右の大キャビティ部１２に矢印
ｃで示すように旋回流を生起する。

【００１０】また、分散台１３の手前から矢印ｂで示す
ように側方キャビティ部１４に分流した噴流は、円弧状
の外郭１８から連続する案内部１８Ａによって分散台１
３の先方の噴流中心線ｌに向かうように内方に導かれ、
大キャビティ部１２の旋回流に接線方向から合流する。

【００１１】このようにして未燃焼燃料成分を含む噴流
は、大キャビティ部１２において旋回流を生起しつつ空
気を取り込みながら外側へと燃焼を拡散していく。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大キャ
ビティ部１２と側方キャビティ部１４の間に分散台１３
が隆起する主燃焼室形状にあっては、ピストン３の位置
が上死点近傍にある燃焼行程の前半に、噴口６から主燃
焼室９に噴出する噴流ガスは、分散台１３に衝突して抵
抗が付与されるため、渦流室５に燃料を多く含むガスを
滞留し、渦流室５において酸素濃度が低い状態で燃焼が
行われ、熱分解によりスモークの発生量を増大させる可
能性がある。

【００１３】ピストン３がある程度下降した燃焼行程の
後半において、噴口６から主燃焼室９に噴出する火炎噴
流は分散台１３の上方を通過して直進するため、大キャ
ビティ部１２において矢印ｃで示すように旋回するガス
流の勢力を十分に強めることが難しい。このため、空気
利用率を十分に高められず、低負荷運転時に排気中の未
燃焼燃料成分の濃度を増大させたり、高負荷運転時にス
モーク濃度を増大させるという問題点を招いた。

【００１４】また、大キャビティ部１２と側方キャビテ
ィ部１４の間に分散台１３が隆起する主燃焼室形状にお
いて、渦流室からの噴流が主燃焼室の中央に向かうよう
に主燃焼室の周辺部に開口した主噴口と、主噴口よりピ
ストン中心側に位置して主燃焼室と渦流室を連通する副
噴口を備える構造を適用すると、ピストン３の位置が上
死点近傍にある燃焼行程の前半に、主噴口より先に副噴
口を通って主燃焼室９に流れ込む未燃焼燃料を多く含む
噴流が、分散台１３に衝突して側方キャビティ部１４に
留まり、続いて噴出する酸素濃度の低い火炎噴流に巻き
込まれ、未燃焼燃料がスモークの排出量が増加する可能
性がある。

【００１５】本発明は上記の問題点に着目し、空気利用
率の高い渦流室式ディーゼル機関の燃焼室を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の渦流室式
ディーゼル機関の燃焼室は、シリンダヘッドとピストン
の間に画成される主燃焼室と、シリンダヘッド側に画成
される渦流室と、渦流室からの噴流が主燃焼室の中央に
向かうように主燃焼室の周辺部に開口する噴口と、ピス
トンの頂面に対して凹状に窪み、噴口の直下領域からピ
ストン中心方向に延びるトレンチ部と、ピストンの頂面
に対して凹状に窪み、噴流の中心線を挟んで略円形に広
がる一対の大キャビティ部と、大キャビティ部を画成す
る外郭を構成し、噴流に対向して突出する対向壁部と、
各大キャビティ部の底面に対して凹状に窪み、対向壁部
に沿って配置された拡散キャビティ部と、を備える。

【００１７】請求項２記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室は、シリンダヘッドとピストンの間に画成される
主燃焼室と、シリンダヘッド側に画成される渦流室と、
渦流室からの噴流が主燃焼室の中央に向かうように主燃
焼室の周辺部に開口する主噴口と、主噴口よりピストン
中心側に位置して主燃焼室と渦流室を連通する副噴口
と、ピストンの頂面に対して凹状に窪み、主噴口の直下
領域からピストン中心方向に延びるトレンチ部と、大キ
ャビティ部を画成する外郭を構成し、噴流に対向して突
出する対向壁部と、各大キャビティ部の底面に対して凹
状に窪み、対向壁部に沿って配置された拡散キャビティ
部と、を備える。

【００１８】請求項３記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室は、請求項１または２のいずれかに記載の発明に
おいて、各大キャビティ部の底面に対してＶ字状に連続
して窪む一対の拡散キャビティ部を対向壁部に沿って形
成する。

【００１９】請求項４記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室は、請求項１または２のいずれかに記載の発明に
おいて、各大キャビティ部の底面に対して独立して窪む
一対の拡散キャビティ部を対向壁部に沿って形成する。

【００２０】

【作用】請求項１記載の渦流室式ディーゼル機関の燃焼
室において、燃焼は、ピストン位置が上死点近傍にある
ときに燃料が噴射供給されることにより開始される。渦
流室における燃焼開始に伴い、膨張ガスと一部の噴射燃
料を含む火炎噴流が噴口を通って主燃焼室へと噴出し、
主燃焼室においてトレンチ部に案内されて左右の大キャ
ビティ部へと流れ込み、大キャビティ部を画成する外郭
に案内されて大キャビティ部で旋回流が生起され、主燃
焼室の空気と混合しながら燃焼する。

【００２１】噴口から主燃焼室に噴出する噴流ガスは、
前記従来装置のように分散台に衝突することがなく、渦
流室から燃料を多く含むガスを速やかに主燃焼室へと流
出するため、渦流室に多くの燃料が留まって酸素濃度が
低い状態で燃焼することを抑制し、熱分解によりスモー
クが発生することを抑えられる。

【００２２】トレンチ部は、ピストンの位置が上死点近
傍にあり、主燃焼室の容積が小さくなっているときに、
噴口から主燃焼室に噴出するガス流を適度に絞り、トレ
ンチ部を通って大キャビティ部に拡散する噴流ガスの流
速を高め、大キャビティ部に生起される旋回流を強化す
る。

【００２３】拡散キャビティ部は対向壁部に連接してそ
の面積を拡大して、上記噴流ガスに旋回成分を付与する
ため、大キャビティ部に生起される旋回流を強化すると
ともに、噴口から直進して対向壁部を乗り越えてシリン
ダボアに衝突する火炎噴流の勢力を弱めて、燃焼火炎の
クエンチを減少させることができる。

【００２４】さらに、逆スキッシュ流により拡散キャビ
ティ部内に介在する余剰酸素を含む空気が大キャビティ
部に引き出されて火炎噴流と混合することにより、主燃
焼室の広範な領域に伝播、拡散していき、空気利用率を
高められる。

【００２５】このようにして、燃焼行程の前半から後半
にかけて、大キャビティ部に生起される旋回流を強化し
つつ、拡散キャビティ部の空気を取り込みながら拡散す
ることにより、空気利用率を十分に高めて、低負荷運転
時に排気中の未燃焼燃料成分の濃度を低減させたり、高
負荷運転時にスモーク濃度を低下させることができる。

【００２６】請求項２記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室において、燃焼は、ピストンの位置が上死点に近
傍で燃料が噴射供給されることにより開始される。渦流
室における燃焼開始に伴い、膨張ガスと一部の噴射燃料
を含む火炎噴流が主噴口と副噴口を通って主燃焼室へと
噴出し、主燃焼室においてトレンチ部に案内されて左右
の大キャビティ部へと流れ込み、大キャビティ部を画成
する外郭に案内されて大キャビティ部で旋回流が生起さ
れ、主燃焼室の空気と混合しながら燃焼する。

【００２７】副噴口および主噴口から主燃焼室に噴出す
る噴流ガスは、前記従来装置のように分散台に衝突する
ことがなく、渦流室から燃料を多く含むガスを速やかに
主燃焼室へと流出するため、渦流室に多くの燃料が留ま
って酸素濃度が低い状態で燃焼することを抑制し、熱分
解によりスモークが発生することを抑えられる。

【００２８】主噴口に先立って副噴口から主燃焼室に噴
出する多くの燃料を含む噴流ガスは、前記従来装置のよ
うに分散台に衝突することがなく、トレンチ部から左右
の大キャビティ部へと速やかに拡散するため、主噴口か
ら噴出する酸素濃度が低い高温の火炎噴流に巻き込まれ
ることを防止し、熱分解によりスモークが発生すること
を抑えられる。

【００２９】トレンチ部は、ピストンの位置が上死点近
傍にあり、主燃焼室の容積が小さくなっているときに、
主噴口から主燃焼室に噴出するガス流を適度に絞り、ト
レンチ部を通って大キャビティ部に拡散する噴流ガスの
流速を高め、大キャビティ部に生起される旋回流を強化
する。

【００３０】拡散キャビティ部は対向壁部に連接してそ
の面積を拡大して、上記噴流ガスに旋回成分を付与する
ため、大キャビティ部に生起される旋回流を強化すると
ともに、主噴口および副噴口から直進して対向壁部を乗
り越えてシリンダボアに衝突する火炎噴流の勢力を弱
め、燃焼火炎のクエンチを減少させることができる。

【００３１】さらに、逆スキッシュ流により拡散キャビ
ティ部内に介在する余剰酸素を含む空気が大キャビティ
部に引き出されて火炎噴流と混合することにより、主燃
焼室の広範な領域に伝播、拡散していき、空気利用率を
高められる。

【００３２】このようにして、燃焼行程の前半から後半
にかけて、大キャビティ部に生起される旋回流を強化し
つつ、拡散キャビティ部の空気を取り込みながら拡散す
ることにより、空気利用率を十分に高めて、低負荷運転
時に排気中の未燃焼燃料成分の濃度を低減させたり、高
負荷運転時にスモーク濃度を低下させることができる。

【００３３】請求項３記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室において、各大キャビティ部の底面に対して連続
してＶ字状に窪む一対の拡散キャビティ部は、対向壁部
の広い範囲に連接してその面積を拡大して、噴流ガスに
旋回成分を付与するため、大キャビティ部に生起される
旋回流を強化するとともに、主噴口および副噴口から直
進して対向壁部を乗り越えてシリンダボアに衝突する火
炎噴流の勢力を弱めて、燃焼火炎のクエンチを減少させ
ることができる。

【００３４】請求項３記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室において、各大キャビティ部の底面に対して独立
して窪む一対の拡散キャビティ部は、対向壁部に連接し
てその面積を拡大することにより、噴流ガスに旋回成分
を付与して空気利用率を高めつつ、主燃焼室の容積が増
大することを抑えられるので、圧縮比を十分に確保する
ことと、空気利用率を高めることを両立できる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００３６】図２において、１はシリンダブロック、２
はシリンダヘッド、３はピストンである。シリンダヘッ
ド２の下面とピストン３の頂面８との間に主燃焼室９が
画成される。主燃焼室９を画成するシリンダヘッド２の
下面とピストン３の頂面８は、それぞれシリンダ軸Ｃと
直交する平面状に形成される。

【００３７】シリンダヘッド２とその下面から嵌合した
ホットプラグ３１との間に略球形の渦流室５が画成され
る。渦流室５には燃料噴射弁３２とグロープラグ３３が
その上部に臨むように配設されている。

【００３８】主燃焼室９と渦流室５は、主噴口６とこれ
より比較的小径をした副噴口７とを介して連通してい
る。

【００３９】主噴口６は主燃焼室９の周辺部に開口して
渦流室５と連通し、副噴口７は主噴口６よりピストン中
心側に配置される。主噴口６と副噴口７は、図１に示す
平面図上において、ピストン中心と交わる噴流中心線ｌ
上に配置される。

【００４０】主噴口６は噴流中心線ｌに対して直交する
方向に偏平な断面形状を有し、副噴口７は円形の断面形
状を有する。

【００４１】主噴口６はシリンダ軸Ｃに対して所定角度
で傾斜して形成される。主噴口６は略球状をした渦流室
５に対してその接線方向に開口し、ピストン３が上昇す
る圧縮行程で主燃焼室９で圧縮される空気の大部分は、
主噴口６を通って渦流室５に押し込まれ、渦流室５に渦
流（縦方向の旋回流）を生起する。

【００４２】ピストン３が上昇する圧縮行程で主燃焼室
９で圧縮される空気の一部は、副噴口７を通って渦流室
５に押し込まれ、主噴口６を介して渦流室５に生起され
る渦流に対向する。

【００４３】燃焼は、ピストン３の位置が上死点に近傍
で、燃料噴射弁３２より燃料が噴射供給されることによ
り開始される。この渦流室５での燃焼開始に伴い、膨張
ガスと一部の未燃焼燃料とが副噴口７と主噴口６を通っ
て主燃焼室９へと噴出し、主燃焼室９内の空気と混合し
ながら燃焼する。副噴口７の渦流室５側の開口部は渦流
室５の内壁における燃料噴射弁３２の燃料噴射方向に対
向する部位に開口している。副噴口７は略球形をした渦
流室５に対して凹状に窪む淀み領域に連通するととも
に、燃料噴射弁３２の燃料噴射方向に配置される。これ
により、燃焼行程で多くの未燃焼燃料が副噴口７を通っ
て主燃焼室９に噴出するようになっている。

【００４４】渦流室５からの噴流を主燃焼室９に速やか
に拡散させるため、図１に示すように、ピストン３の頂
面８には主噴口６の主燃焼室側開口部のほぼ直下領域か
らピストン中心に向けて半径方向に延びる溝状のトレン
チ部１１と、このトレンチ部１１のピストン中心付近の
領域から両側方に広がる略円形の大キャビティ部１２と
が形成されており、これらでいわゆるクローバリーフ型
のキャビティを構成している。

【００４５】トレンチ部１１は、主噴口６の開口幅より
わずかに大きい開口幅を持って平行に延びる外郭２８に
よって溝状に画成される。

【００４６】トレンチ部１１を画成するトレンチ底面２
５と、大キャビティ部１２を画成する大キャビティ底面
２２は、シリンダ軸Ｃに対して直交する同一平面上に連
続して形成される。

【００４７】ピストン頂面８に凹状に窪む２つの大キャ
ビティ部１２は、噴流中心線ｌを挟んで左右対称的に配
した円弧形状の外郭１７によって画成される。

【００４８】渦流室５からの噴流によって各大キャビテ
ィ部１２に旋回流を生起するため、外郭１７の一部には
前記噴流中心線ｌ上に位置して略Ｖ字状に突出する対向
壁部１７Ａが形成される。

【００４９】大キャビティ底面２２には対向壁部１７Ａ
に沿ってＶ字状に連続して窪む一対の拡散キャビティ部
３４が形成される。

【００５０】拡散キャビティ部３４は、噴流中心線ｌを
挟んで左右対称的に配した一連の外郭３５によって画成
される。

【００５１】拡散キャビティ部３４の外郭３５は、対向
壁部１７Ａに段差なく連続するＶ字状の延長壁部３５Ａ
と、対向壁部１７Ａに対して略一定の間隔を持って延び
るＶ字状の中心側壁部３５Ｂと、延長壁部３５Ａと中心
側壁部３５Ｂを円弧状に結ぶ円弧壁部３５Ｃを有する。

【００５２】拡散キャビティ部３４を画成するキャビテ
ィ底面３０は、シリンダ軸Ｃに対して直交する平面状に
形成される。

【００５３】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００５４】ピストン３が上昇する圧縮行程で主燃焼室
９で圧縮される空気の大部分は、主噴口６を通って渦流
室５に押し込まれ、渦流室５に渦流を生起する。副噴口
７を通って押し込まれる空気流は、渦流室５に生起され
る渦流とは逆方向に旋回しようとする勢力を持つ。副噴
口７は略球形をした渦流室５に対して凹状に窪む淀み領
域に連通するとともに、燃料噴射弁３２の燃料噴射方向
に配置されているため、燃焼行程で多くの未燃焼燃料が
副噴口７を通って主燃焼室９に噴出する。

【００５５】燃焼は、ピストン３の位置が上死点に近傍
で燃料噴射弁３２から燃料が噴射供給されることにより
開始される。この渦流室５における燃焼開始に伴い、膨
張ガスと一部の噴射燃料を含む火炎噴流が副噴口７と主
噴口６を通って主燃焼室９へと噴出し、主燃焼室９にお
いてトレンチ部１１に案内されて左右の大キャビティ部
１２へと流れ込み、外郭１７に案内されて大キャビティ
部１２で旋回流が生起され、主燃焼室９の空気と混合し
ながら燃焼する。

【００５６】副噴口７および主噴口６から主燃焼室９に
噴出する噴流ガスは、前記従来装置のように分散台に衝
突することがなく、渦流室５から燃料を多く含むガスが
速やかに主燃焼室９へと流出するため、多くの燃料が渦
流室５に留まって渦流室５において酸素濃度が低い状態
で燃焼することを抑制し、熱分解によりスモークが発生
することを抑えられる。

【００５７】また、主噴口６に先立って副噴口７から主
燃焼室９に噴出する多くの燃料を含む噴流ガスは、前記
従来装置のように分散台に衝突することがなく、トレン
チ部１１から左右の大キャビティ部１２へと速やかに拡
散するため、主噴口６から噴出する酸素濃度が低い高温
の火炎噴流に巻き込まれることを防止し、熱分解により
スモークが発生することを抑えられる。

【００５８】トレンチ部１１は、主噴口６の開口幅より
わずかに大きい開口幅を持つ溝状に画成され、かつトレ
ンチ底面２５が大キャビティ底面２２に対して同一平面
上に連続して形成されているため、ピストン３の位置が
上死点近傍にあり、主燃焼室９の容積が小さくなってい
るときに、主噴口６から主燃焼室９に噴出するガス流を
適度に絞り、トレンチ部１１を通って大キャビティ部１
２に拡散する噴流ガスの流速を高められ、大キャビティ
部１２に生起される旋回流を強化する。

【００５９】Ｖ字状に窪む一対の拡散キャビティ部３４
を画成する延長壁部３５は対向壁部１７Ａに連接してそ
の面積を広い範囲で拡大し、上記噴流ガスに旋回成分を
付与するため、大キャビティ部１２に生起される旋回流
を強化するとともに、主噴口６および副噴口７から直進
して対向壁部１７Ａを乗り越えてシリンダボアに衝突す
る火炎噴流の勢力を弱めて、燃焼火炎のクエンチを減少
させることができる。

【００６０】ピストン３が上死点から下降する燃焼行程
の後半で、主燃焼室９の容積が拡大するのに伴って拡散
キャビティ部３４内のガスが大キャビティ部１２に引き
出される逆スキッシュ流が生じる。この逆スキッシュ流
は主噴口６および副噴口７から噴流中心線ｌに沿って噴
出する火炎噴流にぶつかり、火炎噴流を左右の大キャビ
ティ部１２に分流させる働きをする。

【００６１】さらに、逆スキッシュ流により拡散キャビ
ティ部３４内に介在する余剰酸素を含む空気が大キャビ
ティ部１２に引き出されて火炎噴流と混合することによ
り、主燃焼室９の広範な領域に伝播、拡散していき、空
気利用率を高められる。

【００６２】このようにして燃焼行程の前半から後半に
かけて未燃焼燃料成分を含む噴流ガスは、大キャビティ
部１２において強い旋回流を生起しつつ、拡散キャビテ
ィ部３４の空気を取り込みながら、主燃焼室９の広範な
領域に伝播、拡散していき、空気利用率を高められる。
渦流室５で発生したスモークは主燃焼室９で再燃焼し、
高負荷時のスモーク排出量を大幅に低減することができ
る。

【００６３】次に、図２、図３に示す他の実施例につい
て説明する。なお、図１、図２との対応部分には同一符
号を用いて説明する。

【００６４】大キャビティ底面２２に対して独立した略
楕円形に窪む一対の拡散キャビティ部３４が形成され
る。

【００６５】各拡散キャビティ部３４は、噴流中心線ｌ
を挟んで左右対称的に配した２つの外郭４１によってそ
れぞれ略楕円形に画成される。

【００６６】各拡散キャビティ部３４の外郭４１の一部
は、対向壁部１７Ａに段差なく連続する。

【００６７】各拡散キャビティ部３４を画成するキャビ
ティ底面４２は、シリンダ軸Ｃに対して直交する平面状
に形成される。

【００６８】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００６９】略楕円形に窪む一対の拡散キャビティ部３
４を画成する外郭４１は対向壁部１７Ａに連接してその
面積を部分的に拡大し、噴流ガスに旋回成分を付与する
ため、大キャビティ部１２に生起される旋回流を強化す
るとともに、主噴口６および副噴口７から直進して対向
壁部１７Ａを乗り越えてシリンダボアに衝突する火炎噴
流の勢力を弱めて、燃焼火炎のクエンチを減少させるこ
とができる。

【００７０】ピストン３が上死点から下降する燃焼行程
の後半で、主燃焼室９の容積が拡大するのに伴って、拡
散キャビティ部３４内のガスが、図３に矢印で示すよう
に、大キャビティ部１２に引き出される逆スキッシュ流
が生じる。この逆スキッシュ流は主噴口６および副噴口
７から噴流中心線ｌに沿って噴出する火炎噴流にぶつか
り、火炎噴流を左右の大キャビティ部１２に分流させる
働きをし、主燃焼室９に生起される旋回流を強化する。

【００７１】さらに、逆スキッシュ流により拡散キャビ
ティ部３４内に介在する余剰酸素を含む空気が大キャビ
ティ部１２に引き出されて火炎噴流と混合することによ
り、主燃焼室９の広範な領域に伝播、拡散していき、空
気利用率を高められる。

【００７２】一対の拡散キャビティ部３４は大キャビテ
ィ底面２２に対して独立した略楕円形に窪むため、主燃
焼室の容積が増大することを抑え、圧縮比を十分に確保
することと、空気利用率を高めることを両立できる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の渦流
室式ディーゼル機関の燃焼室は、シリンダヘッドとピス
トンの間に画成される主燃焼室と、シリンダヘッド側に
画成される渦流室と、渦流室からの噴流が主燃焼室の中
央に向かうように主燃焼室の周辺部に開口する噴口と、
ピストンの頂面に対して凹状に窪み、噴口の直下領域か
らピストン中心方向に延びるトレンチ部と、ピストンの
頂面に対して凹状に窪み、噴流の中心線を挟んで略円形
に広がる一対の大キャビティ部と、大キャビティ部を画
成する外郭を構成し、噴流に対向して突出する対向壁部
と、各大キャビティ部の底面に対して凹状に窪み、対向
壁部に沿って配置された拡散キャビティ部を備えたた
め、噴口から主燃焼室に噴出する噴流ガスは、前記従来
装置のように分散台に衝突することがなく、渦流室から
燃料を多く含むガスを速やかに主燃焼室へと流出し、拡
散キャビティ部を介して主燃焼室に生起される旋回流を
強化することにより、主燃焼室における空気利用率を十
分に高めて、低負荷運転時に排気中の未燃焼燃料成分の
濃度を低減させたり、高負荷運転時にスモーク濃度を低
下させることができる。

【００７４】請求項２記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室は、シリンダヘッドとピストンの間に画成される
主燃焼室と、シリンダヘッド側に画成される渦流室と、
渦流室からの噴流が主燃焼室の中央に向かうように主燃
焼室の周辺部に開口する主噴口と、主噴口よりピストン
中心側に位置して主燃焼室と渦流室を連通する副噴口
と、ピストンの頂面に対して凹状に窪み、主噴口の直下
領域からピストン中心方向に延びるトレンチ部と、大キ
ャビティ部を画成する外郭を構成し、噴流に対向して突
出する対向壁部と、各大キャビティ部の底面に対して凹
状に窪み、対向壁部に沿って配置された拡散キャビティ
部とを備えたため、主噴口に先立って副噴口から主燃焼
室に噴出する多くの燃料を含む噴流ガスは、前記従来装
置のように分散台に衝突することがなく速やかに主燃焼
室へと拡散することにより、主噴口から噴出する酸素濃
度の低い高温の火炎に巻き込まれてスモークが発生する
ことを抑えられる。また、拡散キャビティ部を介して主
燃焼室に生起される旋回流を強化することにより、主燃
焼室における空気利用率を十分に高めて、低負荷運転時
に排気中の未燃焼燃料成分の濃度を低減させたり、高負
荷運転時にスモーク濃度を低下させることができる。

【００７５】請求項３記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室は、請求項１または２のいずれかに記載の発明に
おいて、各大キャビティ部の底面に対してＶ字状に連続
して窪む一対の拡散キャビティ部を対向壁部に沿って形
成したため、拡散キャビティ部は、対向壁部の広い範囲
に連接してその面積を拡大して、噴流ガスに旋回成分を
付与するため、大キャビティ部に生起される旋回流を強
化するとともに、主噴口および副噴口から直進して対向
壁部を乗り越えてシリンダボアに衝突する火炎噴流の勢
力を弱めて、燃焼火炎のクエンチを減少させることがで
きる。

【００７６】請求項４記載の渦流室式ディーゼル機関の
燃焼室は、請求項１または２のいずれかに記載の発明に
おいて、各大キャビティ部の底面に対して独立して窪む
一対の拡散キャビティ部を対向壁部に沿って形成したた
め、拡散キャビティ部は対向壁部に連接してその面積を
拡大することにより、噴流ガスに旋回成分を付与して空
気利用率を高めつつ、主燃焼室の容積が増大することを
抑えられるので、圧縮比を十分に確保することと、空気
利用率を高めることを両立できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すピストンの平面図。

【図２】同じく図１のＡ−Ａ線に沿う機関の断面図。

【図３】他の実施例を示すピストンの平面図。

【図４】同じく図３のＢ−Ｂ線に沿う機関の断面図。

【図５】従来例を示すピストンの平面図。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ２ シリンダヘッド ３ ピストン ５ 渦流室 ６ 主噴口 ７ 副噴口 ８ ピストン頂面 ９ 主燃焼室 １１ トレンチ部 １２ 大キャビティ部 １７ 大キャビティ外郭 １７Ａ対向壁部 ２２ 大キャビティ底面 ３４ 拡散キャビティ部 ３５ 拡散キャビティ外郭 ４１ 拡散キャビティ外郭

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドとピストンの間に画成され
   る主燃焼室と、 シリンダヘッド側に画成される渦流室と、 渦流室からの噴流が主燃焼室の中央に向かうように主燃
   焼室の周辺部に開口する噴口と、 ピストンの頂面に対して凹状に窪み、噴口の直下領域か
   らピストン中心方向に延びるトレンチ部と、 ピストンの頂面に対して凹状に窪み、噴流の中心線を挟
   んで略円形に広がる一対の大キャビティ部と、 大キャビティ部を画成する外郭を構成し、噴流に対向し
   て突出する対向壁部と、 各大キャビティ部の底面に対して凹状に窪み、対向壁部
   に沿って配置された拡散キャビティ部と、 を備えたことを特徴とする渦流室式ディーゼル機関の燃
   焼室。
2. 【請求項２】シリンダヘッドとピストンの間に画成され
   る主燃焼室と、 シリンダヘッド側に画成される渦流室と、 渦流室からの噴流が主燃焼室の中央に向かうように主燃
   焼室の周辺部に開口する主噴口と、 主噴口よりピストン中心側に位置して主燃焼室と渦流室
   を連通する副噴口と、 ピストンの頂面に対して凹状に窪み、主噴口の直下領域
   からピストン中心方向に延びるトレンチ部と、 大キャビティ部を画成する外郭を構成し、噴流に対向し
   て突出する対向壁部と、 各大キャビティ部の底面に対して凹状に窪み、対向壁部
   に沿って配置された拡散キャビティ部と、 を備えたことを特徴とする渦流室式ディーゼル機関の燃
   焼室。
3. 【請求項３】各大キャビティ部の底面に対してＶ字状に
   連続して窪む一対の拡散キャビティ部を対向壁部に沿っ
   て形成したことを特徴とする請求項１または２のいずれ
   かに記載の渦流室式ディーゼル機関の燃焼室。
4. 【請求項４】各大キャビティ部の底面に対して独立して
   窪む一対の拡散キャビティ部を対向壁部に沿って形成し
   たことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載
   の渦流室式ディーゼル機関の燃焼室。