JPH09144542A - 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

Publication number
JPH09144542A
JPH09144542A JP7300597A JP30059795A JPH09144542A JP H09144542 A JPH09144542 A JP H09144542A JP 7300597 A JP7300597 A JP 7300597A JP 30059795 A JP30059795 A JP 30059795A JP H09144542 A JPH09144542 A JP H09144542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
sub
prechamber
combustion
center line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7300597A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3332694B2 (ja
Inventor
Tadao Omura
忠雄 大村
Yasuo Kato
保雄 加藤
Yoichi Kataoka
洋一 片岡
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP30059795A priority Critical patent/JP3332694B2/ja
Publication of JPH09144542A publication Critical patent/JPH09144542A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3332694B2 publication Critical patent/JP3332694B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来装置の問題点を解消した副室式内燃機関
の燃焼室を提供するにある。 【解決手段】 本発明の副室式内燃機関の燃焼室は、シ
リンダ中心線と副室中心線を含む平面Cに直角で、かつ
副室噴口の軸線を含む面上にあり、且同副室噴口に対し
その両側に副室より主燃焼室に向かうサイド噴口33を
設け、さらに該サイド噴口の途中より縦方向(噴流ガス
の直進方向)、横方向(噴流ガスの直進に対して直角方
向)へ屈曲させたものも設けてなることを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は副室式内燃機関の燃
焼室に適用される副室噴口に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の副室噴口3を具備した燃焼室の構
成を図10に、図10のXI−XI矢視断面図を図11に示
す。ピストン7の上面10は凹設され、シリンダヘッド
との間に主燃焼室1(以下主室と略称する。)を形成し
ている。前記主室に臨んだシリンダヘッド4の凹陥部に
は副室口金9が嵌着され、その上部空間には副燃焼室2
(以下副室と略称する)を形成し、主室1と副室2とは
副室口金9に穿設された副室噴口3で連通している。図
11の副室噴口3の形状はストレート形を示している
が、他にも屈曲形、テーパ形のものもある。
【0003】副室2はシリンダヘッド内に凹設されシリ
ンダ中心線(A−A)から離れた位置に設けられてい
る。副室2の形状は上部が半球形、下部は円錐台で、副
室2内には燃料を噴射する燃料噴射弁5及び機関始動時
に副室2内を予熱するグロープラグ6が必要に応じて設
置されている。
【0004】次に前記従来例の作用について説明する。
機関運転時の圧縮行程でピストン7により主室1内の空
気が圧縮され、副室噴口3をへて副室2へ流入し、渦流
Sを生成する。渦流Sの速度はピストン7が上死点近傍
で最大となる。次に該渦流Sの方向に沿って燃料を燃料
噴射弁5から噴射させると、燃料は渦流Sと共に副室2
内を旋回しながら混合気形成が行われ、グロープラグ6
付近で着火燃焼を始める。
【0005】副室2内の燃焼ガス及び未燃ガスは主室1
と副室2との圧力差(主室<副室)とピストン7の下降
運動によって副室噴口3を通って主室1内へ噴出する。
噴出ガスはピストン7に仕事をすると同時に、主室1内
の空気と混合しあって更に拡散燃焼が進む。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】副室式機関の出力、燃
費の向上を図るためには、副室噴口を拡げて絞り紛失、
熱損失を低減させる必要がある。従って現状でもかなり
噴口面積を拡げた状態で燃焼の改善を行なっている。し
かし噴口を拡大すると渦流Sが弱くなって副室2内での
燃焼が鈍くなり、やがて主室1への噴出エネルギも低下
して、主室1での燃焼が悪化し、燃費、吐煙、HCの性
能が悪化する。そのため主室1内で噴流の分散性が向上
し、空気利用率を高め、主室1内の燃焼促進を図る必要
がある。
【0007】本発明の目的は、これら従来装置の問題点
を解消した副室式内燃機関の燃焼室を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の副室式内
燃機関の燃焼室は、副室式内燃機関のシリンダヘッド側
に副燃焼室を設け、同副燃焼室の主燃焼室への出口部に
シリンダ中心方向へ燃焼ガスを噴出する副室噴口を有す
る副室口金を設けてなる副室式内燃機関の燃焼室におい
て、シリンダ中心線と副室中心線を含む平面Cに直角
で、かつ前記副室噴口の軸線を含む面上にあり、同副室
噴口に対しその両側に前記主燃焼室に向かうサイド噴口
を有してなることを特徴としている。
【0009】請求項2記載の副室式内燃機関の燃焼室は
請求項1において、前記サイド噴口の前記主燃焼室に向
かう中心線のなす角度θ2 を、0≦θ2 ≦140°の範
囲に設定したことを特徴としている。
【0010】請求項3記載の副室式内燃機関の燃焼室は
請求項1又は2において、前記サイド噴口を途中でシリ
ンダ中心線と副室中心線を含む平面Cに平行な方向で且
副室の中心線となす角が大きくなるように屈曲させたこ
とを特徴としている。
【0011】請求項4記載の副室式内燃機関の燃焼室は
請求項1又は2において、前記サイド噴口を途中からシ
リンダ中心線と副室中心線を含む平面Cに直角な方向で
副室の中心線となす角が大きくなるように屈曲させたこ
とを特徴としている。
【0012】請求項5記載の副室式内燃機関の燃焼室は
請求項1又は2において、前記サイド噴口を途中でシリ
ンダ中心線と副室中心線を含む平面Cに平行な方向及び
該平面Cに直角な方向で且副室の中心線となす角が大き
くなるように屈曲させたことを特徴としている。
【0013】機関の圧縮行程中、ピストンの上昇によ
り、主室内の空気は圧縮され副室噴口及び、サイド噴口
を通って、副室内に渦流Sが生成される。上死点付近で
渦流速度は最大となり、そこへ燃料噴射弁から燃料を噴
射すると、空気と混合しながらその下流に設けたグロー
プラグ付近から、副室内壁にかけて着火し燃焼がはじま
る。
【0014】それと同時に副室内の圧力は上昇し、未
燃、既燃ガスは、主副室噴口及び屈曲したサイド噴口を
通って主室へ噴出される。その際、副室内の噴流ガスの
大半は、主副室噴口を通過するが、一部はサイド噴口を
通る。
【0015】サイド噴口からの噴流ガスは、側方又は各
々の角度関係即ちθ3 >θ1 、θ6>θ5 の大小によっ
て、主室の縦方向(噴流ガスの直進方向)、横方向(噴
流ガスの直進に対して直角方向)へ分散される。従っ
て、副室から主室1へ噴出した直後の、主室内での噴流
分散性が大幅に向上し、空気利用率が増すため、燃焼が
促進される。また、角度及び、角度関係の最適化を図る
ことによって、大幅な燃焼改善が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明による第1実施例を図1〜
4を参照して説明する。図1〜2は副室式内燃機関の燃
焼室断面図、図3〜4は本発明に係る副室口金の拡大詳
細図である。従って図1〜4において副室口金9の噴口
構造以外は従来のものと異らない。
【0017】シリンダヘッド4には図1に示すように副
室口金9が嵌着されて副室2を形成し、該副室口金には
副室2と主室1を連通する副室噴口3と該副室噴口の軸
線を含み、シリンダ1と副室2の両中心線を含む平面
(紙面)に直角な面上あり、且副室噴口8の両側で副室
2から主室1へ連通し、それらの中心線のなす角がθ2
(図4参照)であるサイド噴口33が1本づつ合計2本
穿設されている。該両サイド噴口33の中心線のなす角
θ2 は、0≦θ2 ≦140°の範囲とする必要があるこ
とが実験の結果明らかとなった。
【0018】機関の圧縮行程中、ピストン7が上昇する
と主室1内の空気は圧縮され、副室噴口3及びサイド噴
口33を通って副室2内に渦流Sが生成される。該渦流
Sは上死点付近で渦流速度が最大となる。そこへ燃料噴
射弁5から燃料を噴射すると、空気と混合しながらその
下流に設けたグロープラグ6付近から副室2内壁にかけ
て着火燃焼が始まる。
【0019】それと同時に副室2内の圧力が上昇し、未
燃・既燃ガス(噴流ガス)は副室噴口3及びサイド噴口
33を通って主室1内へ噴出される。その際副室2内の
噴流ガスの大半は副室噴口3を通過するが一部はサイド
噴口33を通る。この割合は副室噴口3とサイド噴口3
3の面積比で決まり、燃焼上最良の値を取るように設定
すべきである。
【0020】サイド噴口33を通過する噴流ガスはサイ
ド噴口角度θ2 の大小によって主室1への噴流分散具合
が左右される。従って主室1での噴流ガスは副室噴口3
を出たガスとサイド噴口33を出たガスとに分岐され、
副室2から主室1へ噴出した直後の主室1内での空気利
用率が向上するため、燃焼が促進される。
【0021】従って、本発明の燃焼室は比較的排ガス規
制の厳しい燃焼量の少ない部分負荷領域では特に有効と
思われる。なお両サイド噴口33の中心線のなす角度θ
2 は大きすぎても、小さすぎても燃焼に不利で最適な角
度に設定する必要がある。
【0022】本発明の第2〜3実施例を図5乃至図9に
示す。図5は、副室式内燃機関の燃焼室断面を、図6及
び図7は第2実施例で、副室2からの噴流ガスが主室1
内へ直進する方向において、屈曲した(θ1 <θ3 )形
状のサイド噴口を、図8及び図9は第3実施例で、当該
ガスが直進する方向に対して垂直方向において、屈曲し
た(θ5 <θ6 )形状のサイド噴口33を示す。従っ
て、副室噴口の構造以外は従来のものと変わらない。
【0023】図6及び図7において、シリンダヘッド4
に埋設された副室口金9の主副室噴口3の両側に、副室
2から主室1にかけて、任意の角度θ4 線上に、(θ1
<θ3 )なる関係に屈曲したサイド噴口33を二ヶ所連
通させている。また、図8及び図9においては、副室中
心となす角度θ1 線上に、(θ5 <θ6 )なる関係に屈
曲したサイド噴口33を設けた例である。尚、当該サイ
ド噴口33の形状として、ここではストレート形を示し
たが、この他にテーパ、逆テーパ等が考えられる。
【0024】前記第2〜3実施例の作用について説明す
る。機関の圧縮行程中、ピストン7の上昇により、主室
1内の空気は圧縮され主副室噴口3及びサイド噴口33
を通って、副室2内に渦流Sが生成される。上死点付近
で渦流速度は最大となり、そこへ燃料噴射弁5から、燃
料を噴射すると、空気と混合しながらその下流に設けた
グロープラグ6付近から、副室内壁にかけて着火し燃焼
がはじまる。
【0025】と同時に、副室2内の圧力は上昇し、未
燃、既燃ガスは、主噴口3及び屈曲したサイド噴口33
を通って主室1へ噴出される。その際、副室2内の噴流
ガスの大半は、主副室噴口3を通過するが、一部はサイ
ド噴口33を通る。サイド噴口33からの噴流ガスは、
各々の角度関係、θ1 <θ3 ,θ5 <θ6 の大小によっ
て、主室1の縦方向(噴流ガスの直進方向)、横方向
(噴流ガスの直進に対して直角方向)へ分散される。
【0026】従って、副室2から主室1へ噴出した直後
の、主室1内での噴流分散性が大幅に向上し、空気利用
率が増すため、燃焼が促進される。尚、サイド噴口33
の各々の角度θは、性能、排ガスの最適角度に選択する
必要はあるがθ1 ,θ3 は(20°〜70°)、θ5
θ6 は(0°〜120°)の範囲が実験の結果、良好な
性能が得られている。
【0027】
【発明の効果】本発明の燃焼室にすると、副室内の未
燃、既燃ガスが主室で再燃焼する際、主噴口及びサイド
噴口を出た直後に、主室内での左右、前後の空気との混
合が促進されるため、空気利用率が増々向上すると共
に、燃焼促進及び燃焼期間の短縮化が図られ、燃焼の等
容度、燃焼効率が向上する。すなわち、始動性が良好に
なるとともに、出力、燃費、更に吐煙、HC等の性能、
排ガス特性も改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る副室式内燃機関の燃
焼室断面図。
【図2】図1のII−II断面図。
【図3】図1の副室口金の詳細図。
【図4】図3のIV−IV矢視図。
【図5】本発明の第2実施例に係る副室式内燃機関の燃
焼室断面図。
【図6】本発明の第2実施例に係る副室噴口の断面図。
【図7】本発明の第2実施例に係る図6のVII −VII 矢
視図。
【図8】本発明の第3実施例に係る副室噴口の断面図。
【図9】本発明の第3実施例に係る図8のIX−IX矢視
図。
【図10】従来の副室噴口の断面図。
【図11】従来例の図10のXI−XI矢視図。
【符号の説明】
1…主燃焼室(主室)、2…副燃焼室(副室)、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、33…サイド噴口、θ1 〜θ
6 …サイド噴口角度、A−A…シリンダ中心線、S…渦
流、B−B…副室中心線、C…シリンダ中心線と副室中
心線を含む平面。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッド側に副燃焼室を設け、同
    副燃焼室の主燃焼室への出口部にシリンダ中心方向へ燃
    焼ガスを噴出する副室噴口を有する副室口金を設けてな
    る副室式内燃機関の燃焼室において、シリンダ中心線と
    副室中心線を含む平面Cに直角で、かつ前記副室噴口の
    軸線を含む面上にあり、同副室噴口に対しその両側に前
    記主燃焼室に向かうサイド噴口を設けてなることを特徴
    とする副室式内燃機関の燃焼室。
  2. 【請求項2】 前記サイド噴口の前記主燃焼室に向かう
    中心線のなす角度θ2 を、0≦θ2 ≦140°の範囲に
    設定したことを特徴とする請求項1記載の副室式内燃機
    関の燃焼室。
  3. 【請求項3】 前記サイド噴口を途中でシリンダ中心線
    と副室中心線を含む平面Cに平行な方向で且副室の中心
    線となす角が大きくなるように屈曲させた請求項1又は
    2記載の副室式内燃機関の燃焼室。
  4. 【請求項4】 前記サイド噴口を途中からシリンダ中心
    線と副室中心線を含む平面Cに直角な方向で副室の中心
    線となす角が大きくなるように屈曲させた請求項1又は
    2記載の副室式内燃機関の燃焼室。
  5. 【請求項5】 前記サイド噴口を途中でシリンダ中心線
    と副室中心線を含む平面Cに平行な方向及び該平面Cに
    直角な方向で且副室の中心線となす角が大きくなるよう
    に屈曲させた請求項1又は2記載の副室式内燃機関の燃
    焼室。
JP30059795A 1995-09-22 1995-10-25 副室式内燃機関の燃焼室 Expired - Fee Related JP3332694B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30059795A JP3332694B2 (ja) 1995-09-22 1995-10-25 副室式内燃機関の燃焼室

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7-269299 1995-09-22
JP26929995 1995-09-22
JP30059795A JP3332694B2 (ja) 1995-09-22 1995-10-25 副室式内燃機関の燃焼室

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09144542A true JPH09144542A (ja) 1997-06-03
JP3332694B2 JP3332694B2 (ja) 2002-10-07

Family

ID=26548713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30059795A Expired - Fee Related JP3332694B2 (ja) 1995-09-22 1995-10-25 副室式内燃機関の燃焼室

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3332694B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001152858A (ja) * 1999-11-30 2001-06-05 Kubota Corp ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室
JP2003097270A (ja) * 2001-09-26 2003-04-03 Kubota Corp ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室
EP1403482A2 (en) * 2002-09-27 2004-03-31 Kubota Corporation Swirl chamber used in association with a combustion chamber for diesel engines
JP2004162687A (ja) * 2002-09-27 2004-06-10 Kubota Corp ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路
JP2007113534A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Nissan Motor Co Ltd 副室式内燃機関
JP2011112049A (ja) * 2009-11-23 2011-06-09 Robert Bosch Gmbh レーザースパークプラグ
JP2012047050A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Toyota Industries Corp 副室式ガスエンジン

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001152858A (ja) * 1999-11-30 2001-06-05 Kubota Corp ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室
JP2003097270A (ja) * 2001-09-26 2003-04-03 Kubota Corp ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室
EP1403482A2 (en) * 2002-09-27 2004-03-31 Kubota Corporation Swirl chamber used in association with a combustion chamber for diesel engines
JP2004162687A (ja) * 2002-09-27 2004-06-10 Kubota Corp ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の連絡通路
EP1403482A3 (en) * 2002-09-27 2007-02-14 Kubota Corporation Swirl chamber used in association with a combustion chamber for diesel engines
CN100356044C (zh) * 2002-09-27 2007-12-19 株式会社久保田 与柴油机的燃烧室结合使用的涡流室
USRE41344E1 (en) 2002-09-27 2010-05-25 Kubota Corporation Swirl chamber used in association with a combustion chamber for diesel engines
JP2007113534A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Nissan Motor Co Ltd 副室式内燃機関
JP2011112049A (ja) * 2009-11-23 2011-06-09 Robert Bosch Gmbh レーザースパークプラグ
JP2012047050A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Toyota Industries Corp 副室式ガスエンジン

Also Published As

Publication number Publication date
JP3332694B2 (ja) 2002-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09144542A (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JPS5851215A (ja) 渦流室式デイ−ゼルエンジンの燃焼室
JPH11210472A (ja) 筒内直噴式火花点火エンジンの燃焼室構造
JPH0614033Y2 (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JP2526324Y2 (ja) トーチ点火式ガスエンジンのトーチ点火装置
JP2546248Y2 (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JPH0619802Y2 (ja) 副室式デイ−ゼル機関の燃焼室
JP3275470B2 (ja) 副室式エンジン
JPH09287454A (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JPH08232663A (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JPS6018586Y2 (ja) 副室式デイ−ゼル機関の副燃焼室
JP3212457B2 (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JP2971247B2 (ja) 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室
JPH06317156A (ja) 副室式エンジン
JP2000064839A (ja) 予燃焼室方式ガスエンジン
JP2000303844A (ja) 筒内噴射式火花点火内燃機関
JP2552579Y2 (ja) 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室
JPH0619801Y2 (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JP2552596Y2 (ja) 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室
JPH06173687A (ja) 副室を有する内燃機関の燃焼室
JPH0814047A (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JP3163842B2 (ja) 副室式エンジン
JPH0143467Y2 (ja)
JPH06108850A (ja) 副室式内燃機関の燃焼室
JPH0618035Y2 (ja) 副室式内燃機関の燃焼室

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: 20020625

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080726

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees