JPH0893475A - 副室式内燃機関の燃焼室 - Google Patents
副室式内燃機関の燃焼室Info
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- JPH0893475A JPH0893475A JP6250000A JP25000094A JPH0893475A JP H0893475 A JPH0893475 A JP H0893475A JP 6250000 A JP6250000 A JP 6250000A JP 25000094 A JP25000094 A JP 25000094A JP H0893475 A JPH0893475 A JP H0893475A
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- cylinder
- injection port
- chamber
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/08—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being of air-swirl type
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の副室式内燃機関の燃焼室の目的は副
室噴口から主燃焼室へ噴出する未燃既燃ガスの主燃焼室
内で新気との混合が促進され、空気利用率が向上し、燃
焼期間が短縮され、等容度燃焼効率が向上し、中、後期
の拡散燃焼が促進される燃焼室を提供するにある。 【構成】 ピストンキャビティは副室噴口出口付近で最
も深くしシリンダ中心方向に進むに従い浅くなり、その
巾は副室噴口出口付近から緩かに狭くなり以後緩やかに
拡がり、前記巾が狭くなりつつある部分以後の側壁がピ
ストンキャビティの底の方が廣くなる向きに傾斜してい
ることを特徴としている。
室噴口から主燃焼室へ噴出する未燃既燃ガスの主燃焼室
内で新気との混合が促進され、空気利用率が向上し、燃
焼期間が短縮され、等容度燃焼効率が向上し、中、後期
の拡散燃焼が促進される燃焼室を提供するにある。 【構成】 ピストンキャビティは副室噴口出口付近で最
も深くしシリンダ中心方向に進むに従い浅くなり、その
巾は副室噴口出口付近から緩かに狭くなり以後緩やかに
拡がり、前記巾が狭くなりつつある部分以後の側壁がピ
ストンキャビティの底の方が廣くなる向きに傾斜してい
ることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は副室式内燃機関の燃焼室
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の副室式内燃機関の燃焼室を図５〜
７によって説明する。図５は従来例の副室式内燃機関の
燃焼室の断面図、図６は従来例のピストンの上面図、図
７は図６の VII−VII 断面図である。図において、１は
主燃焼室でピストン７の上面、シリンダ８、シリンダヘ
ッド４の下面でかこまれた空間である。２は副燃焼室で
シリンダヘッド４にシリンダ中心線Ａ−Ａから離れ片よ
って凹設され、副室口金９にあけられた副室噴口３を介
して、主燃焼室１と連通している。副燃焼室２の形状は
上部が半球形、下部は円錐台形で上部に燃料噴射弁５が
設置され、又機関の始動時に副燃焼室２内を予熱するグ
ロープラグ６が必要に応じ設置される。主燃焼室１の下
面をなすピストン７の上面にピストンキャビティが設け
られている。前記ピストンキャビティの形状は深さが副
室噴口３の出口附近で最も深く形成されシリンダ中心に
向って次第に遠浅となりやがてピストン頂面１０に一致
しその巾は一定である。
７によって説明する。図５は従来例の副室式内燃機関の
燃焼室の断面図、図６は従来例のピストンの上面図、図
７は図６の VII−VII 断面図である。図において、１は
主燃焼室でピストン７の上面、シリンダ８、シリンダヘ
ッド４の下面でかこまれた空間である。２は副燃焼室で
シリンダヘッド４にシリンダ中心線Ａ−Ａから離れ片よ
って凹設され、副室口金９にあけられた副室噴口３を介
して、主燃焼室１と連通している。副燃焼室２の形状は
上部が半球形、下部は円錐台形で上部に燃料噴射弁５が
設置され、又機関の始動時に副燃焼室２内を予熱するグ
ロープラグ６が必要に応じ設置される。主燃焼室１の下
面をなすピストン７の上面にピストンキャビティが設け
られている。前記ピストンキャビティの形状は深さが副
室噴口３の出口附近で最も深く形成されシリンダ中心に
向って次第に遠浅となりやがてピストン頂面１０に一致
しその巾は一定である。
【０００３】前記従来例の作用を説明する。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を通って副燃焼室２へ流
入し渦流５を生成する。渦流５の速度はピストン７が上
死点近傍にくると増大する。渦流５の方向に沿って燃料
噴射弁５から燃料を噴射すると、前記燃料は、渦流５と
共に副室２内を旋回しながら空気との混合気形成が行わ
れ、グロープラグ６付近から着火し始めて燃焼する。副
燃焼室２内の燃焼ガス及び未燃ガスは主燃焼室１と副燃
焼室との圧力差（主燃焼室圧力＜副燃焼室圧力）とピス
トンの下降運動によって副室噴口３を通って主燃焼室１
へ噴出する。前記噴出ガスはピストン７に仕事をすると
同時に主燃焼室１内の空気と混合し合って更に拡散燃焼
が進む。
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を通って副燃焼室２へ流
入し渦流５を生成する。渦流５の速度はピストン７が上
死点近傍にくると増大する。渦流５の方向に沿って燃料
噴射弁５から燃料を噴射すると、前記燃料は、渦流５と
共に副室２内を旋回しながら空気との混合気形成が行わ
れ、グロープラグ６付近から着火し始めて燃焼する。副
燃焼室２内の燃焼ガス及び未燃ガスは主燃焼室１と副燃
焼室との圧力差（主燃焼室圧力＜副燃焼室圧力）とピス
トンの下降運動によって副室噴口３を通って主燃焼室１
へ噴出する。前記噴出ガスはピストン７に仕事をすると
同時に主燃焼室１内の空気と混合し合って更に拡散燃焼
が進む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】副室式内燃機関は通常
副室噴口面積を拡大して噴口絞り損失或は熱損失を低減
しながら性能の向上と未燃排気ガスの低減を図ってい
る。しかし副室噴口を拡げすぎると膨張行程での副燃焼
室から主燃焼室への噴流エネルギ低下を招き易く、主燃
焼室内の混合気形成が不足となり、燃焼が緩慢となり性
能が悪化する。
副室噴口面積を拡大して噴口絞り損失或は熱損失を低減
しながら性能の向上と未燃排気ガスの低減を図ってい
る。しかし副室噴口を拡げすぎると膨張行程での副燃焼
室から主燃焼室への噴流エネルギ低下を招き易く、主燃
焼室内の混合気形成が不足となり、燃焼が緩慢となり性
能が悪化する。
【０００５】本発明の目的は、副室噴口から主燃焼室へ
高速で噴出する未燃既燃ガスと主燃焼室内新気との混合
促進が図られるとともに、主燃焼室全体の空気利用率が
向上し、従って燃焼期間が短縮され等容度燃焼効率が向
上して、中、後期の拡散燃焼が促進される副室式内燃機
関の燃焼室を提供するにある。
高速で噴出する未燃既燃ガスと主燃焼室内新気との混合
促進が図られるとともに、主燃焼室全体の空気利用率が
向上し、従って燃焼期間が短縮され等容度燃焼効率が向
上して、中、後期の拡散燃焼が促進される副室式内燃機
関の燃焼室を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は副室式内燃機関
の主燃焼室のピストンキャビティの形状が、その深さが
副室噴口出口付近からシリンダ中心方向に向って遠浅に
なり、その巾が副室噴口出口付近からシリンダ中心にか
けて緩やかに狭くなりそれより先は逆に緩やかに拡大し
て居り、又少なくとも前記ピストンキャビティの巾が狭
くなりつつある区間の側壁をピストンキャビティの底部
が廣くなる方向へ傾斜させたことを特徴としている。
の主燃焼室のピストンキャビティの形状が、その深さが
副室噴口出口付近からシリンダ中心方向に向って遠浅に
なり、その巾が副室噴口出口付近からシリンダ中心にか
けて緩やかに狭くなりそれより先は逆に緩やかに拡大し
て居り、又少なくとも前記ピストンキャビティの巾が狭
くなりつつある区間の側壁をピストンキャビティの底部
が廣くなる方向へ傾斜させたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】副室噴口から主燃焼室へ噴出する未燃、既燃ガ
スは主にピストンキャビティ内をシリンダ中心部を通り
シリンダ壁面の方へ進んで行く。その途中周辺へ拡散し
ながら進むため、ペネトレーションが次第に低下して行
く。ピストンキャビティの側壁を内側へ傾斜させ且ピス
トンキャビティ巾を狭くしたため、周辺への拡散が減
り、ペネトレーションの低下が少なくなり周辺の空気を
巻き込みながらシリンダ壁へ向って進んで行き、未燃既
燃ガスと空気との混合が促進される。
スは主にピストンキャビティ内をシリンダ中心部を通り
シリンダ壁面の方へ進んで行く。その途中周辺へ拡散し
ながら進むため、ペネトレーションが次第に低下して行
く。ピストンキャビティの側壁を内側へ傾斜させ且ピス
トンキャビティ巾を狭くしたため、周辺への拡散が減
り、ペネトレーションの低下が少なくなり周辺の空気を
巻き込みながらシリンダ壁へ向って進んで行き、未燃既
燃ガスと空気との混合が促進される。
【０００８】
【実施例】本発明に係る第１実施例を図１〜５によって
説明する。図５は本発明に係る第１実施例の副室式内燃
機関の燃焼室の断面図、図１は本発明に係る第１実施例
のピストンの上面図、図２は図１のII−II断面図、図３
は図１の III−III 断面図、図４は図１のIV−IV断面図
である。図においてピストン以外は従来のものと同じで
ある。１は主燃焼室でシリンダ８、ピストン７の上面、
シリンダヘッド４の下面でかこまれた空間である。２は
副燃焼室でシリンダヘッド４に凹設され上部は半球形下
部は円錐台形で副室噴口３により主燃焼室１と連通して
いる。９は副室口金で副燃焼室２の下部を形成し副室噴
口３が設けられている。５は燃焼噴射弁、６はグロープ
ラグで何れも副燃焼室２に設けられている。
説明する。図５は本発明に係る第１実施例の副室式内燃
機関の燃焼室の断面図、図１は本発明に係る第１実施例
のピストンの上面図、図２は図１のII−II断面図、図３
は図１の III−III 断面図、図４は図１のIV−IV断面図
である。図においてピストン以外は従来のものと同じで
ある。１は主燃焼室でシリンダ８、ピストン７の上面、
シリンダヘッド４の下面でかこまれた空間である。２は
副燃焼室でシリンダヘッド４に凹設され上部は半球形下
部は円錐台形で副室噴口３により主燃焼室１と連通して
いる。９は副室口金で副燃焼室２の下部を形成し副室噴
口３が設けられている。５は燃焼噴射弁、６はグロープ
ラグで何れも副燃焼室２に設けられている。
【０００９】ピストン７の上面にピストンキャビティが
設けられて居り、その深さは副室噴口３の下の部分で最
も深くシリンダ中心方向に向って遠浅になったくさび形
をしている。主燃焼室１へ噴出するガスの進行方向に向
けて前記ピストンキャビティの巾をシリンダ中心線Ａ−
Ａ付近までは緩やかに狭め、その後は逆に緩やかに拡大
する。さらに前記ピストンキャビティの側壁は副室噴口
開口部付近ではピストン頂面１０に垂直（θ＝０）と
し、ピストンキャビティの巾が狭くなりつつあるところ
以後ではシリンダ中心方向への傾斜角θが０＜θ≦６０
°としている。
設けられて居り、その深さは副室噴口３の下の部分で最
も深くシリンダ中心方向に向って遠浅になったくさび形
をしている。主燃焼室１へ噴出するガスの進行方向に向
けて前記ピストンキャビティの巾をシリンダ中心線Ａ−
Ａ付近までは緩やかに狭め、その後は逆に緩やかに拡大
する。さらに前記ピストンキャビティの側壁は副室噴口
開口部付近ではピストン頂面１０に垂直（θ＝０）と
し、ピストンキャビティの巾が狭くなりつつあるところ
以後ではシリンダ中心方向への傾斜角θが０＜θ≦６０
°としている。
【００１０】前記第１実施例の作用を説明する。機関運
転時圧縮行程で、圧縮された空気は主燃焼室１から副室
噴口３を通って副燃焼室２へ流入し渦流５を生成する。
渦流Ｓの流れ方向に沿って燃料噴射弁５から燃料が噴射
されグロープラグ６付近で着火する。
転時圧縮行程で、圧縮された空気は主燃焼室１から副室
噴口３を通って副燃焼室２へ流入し渦流５を生成する。
渦流Ｓの流れ方向に沿って燃料噴射弁５から燃料が噴射
されグロープラグ６付近で着火する。
【００１１】副燃焼室２で着火燃焼した既燃ガス、未燃
ガスは副室噴口３を通って主燃焼室１へ高速で噴出す
る。該噴流ガスは前記ピストンキャビティ最深部に衝突
しピストンキャビティ底面に沿ってシリンダヘッド４下
面とピストン頂面１０とに囲まれた極小間隙を進みシリ
ンダ８壁面に達する。その際同時に主燃焼室１内の空気
と混合しながら拡散燃焼が行われ、その圧力によってピ
ストン７を押し下げ仕事をする。
ガスは副室噴口３を通って主燃焼室１へ高速で噴出す
る。該噴流ガスは前記ピストンキャビティ最深部に衝突
しピストンキャビティ底面に沿ってシリンダヘッド４下
面とピストン頂面１０とに囲まれた極小間隙を進みシリ
ンダ８壁面に達する。その際同時に主燃焼室１内の空気
と混合しながら拡散燃焼が行われ、その圧力によってピ
ストン７を押し下げ仕事をする。
【００１２】しかし従来副室噴口絞り損失低減による性
能向上を図っているため、副室噴口３がある程度拡げら
れている。このため副室噴口３を通って主燃焼室１へ高
速で噴出したガスの貫徹力も、シリンダ中心線Ａ−Ａか
らシリンダ８壁にかけてはかなり低下する。そこで高速
で噴出したガスの進行方向においてピストンキャビティ
の巾を緩やかに絞り後拡げ、更にピストンキャビティの
側壁角θを０＜θ≦６０°の範囲内でガスの進行方向に
対して内側へ傾斜させて、噴流ガスのピストンキャビテ
ィ外へのはみ出しを防いで拘束する。
能向上を図っているため、副室噴口３がある程度拡げら
れている。このため副室噴口３を通って主燃焼室１へ高
速で噴出したガスの貫徹力も、シリンダ中心線Ａ−Ａか
らシリンダ８壁にかけてはかなり低下する。そこで高速
で噴出したガスの進行方向においてピストンキャビティ
の巾を緩やかに絞り後拡げ、更にピストンキャビティの
側壁角θを０＜θ≦６０°の範囲内でガスの進行方向に
対して内側へ傾斜させて、噴流ガスのピストンキャビテ
ィ外へのはみ出しを防いで拘束する。
【００１３】噴流ガスの流れを拘束することによりシリ
ンダ中心付近からシリンダ８壁までの噴流ガス分散とペ
ネトレーションの減少が抑制される。この作用はピスト
ン７が上死点のとき特に大きい。前記のように主燃焼室
１へ噴出したガスは運動エネルギの低下及び貫徹力の低
下を少くしつつ進行するため、ピストンキャビティ周辺
の空気導入やシリンダ８周壁の空気を含めた主燃焼室１
内の混合気形成が盛んとなり、主燃焼室１全体の空気利
用率が向上する。尚ピストンキャビティ巾の絞り具合は
性能を損ねない適正な絞りとする必要がある。
ンダ中心付近からシリンダ８壁までの噴流ガス分散とペ
ネトレーションの減少が抑制される。この作用はピスト
ン７が上死点のとき特に大きい。前記のように主燃焼室
１へ噴出したガスは運動エネルギの低下及び貫徹力の低
下を少くしつつ進行するため、ピストンキャビティ周辺
の空気導入やシリンダ８周壁の空気を含めた主燃焼室１
内の混合気形成が盛んとなり、主燃焼室１全体の空気利
用率が向上する。尚ピストンキャビティ巾の絞り具合は
性能を損ねない適正な絞りとする必要がある。
【００１４】
【発明の効果】副室噴口から主燃焼室へ高速で噴出する
未燃、既燃ガスと、主燃焼室内の新気との混合が早期に
図られると共に、主燃焼室の空気利用率が向上する。従
って燃焼期間が短縮され、等容度燃焼効率が向上して主
燃焼室内の中、後期の拡散燃焼が促進される。即ち機関
の始動性、出力が向上すると共に吐煙、未燃炭化水素等
の排ガス低減が可能となる。
未燃、既燃ガスと、主燃焼室内の新気との混合が早期に
図られると共に、主燃焼室の空気利用率が向上する。従
って燃焼期間が短縮され、等容度燃焼効率が向上して主
燃焼室内の中、後期の拡散燃焼が促進される。即ち機関
の始動性、出力が向上すると共に吐煙、未燃炭化水素等
の排ガス低減が可能となる。
【図１】本発明に係る第１実施例のピストンの上面図。
【図２】図１におけるII−II断面図。
【図３】図１における III−III 断面図。
【図４】図１におけるIV−IV断面図。
【図５】本発明に係る第１実施例及び従来例の副室式内
燃機関の燃焼室の断面図。
燃機関の燃焼室の断面図。
【図６】従来例のピストンの上面図。
【図７】図６における VII−VII 断面図。
１…主燃焼室、２…副燃焼室、３…副室噴口、４…シリ
ンダヘッド、５…燃料噴射弁、６…グロープラグ、７…
ピストン、８…シリンダ、９…副室口金、１０…ピスト
ン頂面、Ａ−Ａ…シリンダ中心線、θ…ピストンキャビ
ティの側壁角。
ンダヘッド、５…燃料噴射弁、６…グロープラグ、７…
ピストン、８…シリンダ、９…副室口金、１０…ピスト
ン頂面、Ａ−Ａ…シリンダ中心線、θ…ピストンキャビ
ティの側壁角。
Claims (1)
- 【請求項１】 副室式内燃機関の主燃焼室のピストンキ
ャビティの形状が、その深さが副室噴口出口付近からシ
リンダ中心方向に向って遠浅になり、その巾が副室噴口
出口附近からシリンダ中心にかけて緩やかに狭くなりそ
れより先は逆に緩やかに拡大して居り、少なくとも前記
ピストンキャビティの巾が狭くなりつつある区間の側壁
を前記ピストンキャビティの底が廣くなる方向へ傾斜さ
せていることを特徴とする副室式内燃機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25000094A JP3212457B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25000094A JP3212457B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893475A true JPH0893475A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3212457B2 JP3212457B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17201360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25000094A Expired - Fee Related JP3212457B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3212457B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024038789A1 (ja) * | 2022-08-19 | 2024-02-22 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | 副室式エンジン |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP25000094A patent/JP3212457B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024038789A1 (ja) * | 2022-08-19 | 2024-02-22 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | 副室式エンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3212457B2 (ja) | 2001-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010612 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080719 Year of fee payment: 7 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |