JPH09287454A - 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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- JPH09287454A JPH09287454A JP8118173A JP11817396A JPH09287454A JP H09287454 A JPH09287454 A JP H09287454A JP 8118173 A JP8118173 A JP 8118173A JP 11817396 A JP11817396 A JP 11817396A JP H09287454 A JPH09287454 A JP H09287454A
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- injection port
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は主室内での噴流分散性を図り
空気利用率を高め、主室内の燃焼を促進させる。 【解決手段】 本発明の副室式内燃焼機関の燃焼室は、
副室口金の副室噴口中心線を含み、且つシリンダ及び副
燃焼室の両中心線を含む平面に垂直な平面上で前記副室
噴口の両側にサイド噴口を設けるとともに、該各サイド
噴口が副燃焼室から主燃焼室に向けて先細でテーパ状断
面より形成してなることを特徴としている。
空気利用率を高め、主室内の燃焼を促進させる。 【解決手段】 本発明の副室式内燃焼機関の燃焼室は、
副室口金の副室噴口中心線を含み、且つシリンダ及び副
燃焼室の両中心線を含む平面に垂直な平面上で前記副室
噴口の両側にサイド噴口を設けるとともに、該各サイド
噴口が副燃焼室から主燃焼室に向けて先細でテーパ状断
面より形成してなることを特徴としている。
Description
【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。
焼室に適用される副室噴口に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３〜４を参照し第１従来例について説
明する。図３は副室噴口を具備した副室式内燃機関の構
成図、図４は図３のIV−IV断面図である。
明する。図３は副室噴口を具備した副室式内燃機関の構
成図、図４は図３のIV−IV断面図である。
【０００３】副燃焼室２〔以下副室と略称〕はシリンダ
ヘッド４内に埋設され、該副室２はシリンダ中心線Ａ−
Ａから離れて位置し、シリンダライナの近傍に設けられ
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弁５が設置され、また
機関始動時に副室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。
ヘッド４内に埋設され、該副室２はシリンダ中心線Ａ−
Ａから離れて位置し、シリンダライナの近傍に設けられ
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弁５が設置され、また
機関始動時に副室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】副室２は副室口金９内に設けられた副室噴
口３を介して、ピストン７のピストンキャビティ１とシ
リンダ壁面８とシリンダヘッド４の下面とで構成された
主燃焼室１〔以下主室と略称〕と連通している。
口３を介して、ピストン７のピストンキャビティ１とシ
リンダ壁面８とシリンダヘッド４の下面とで構成された
主燃焼室１〔以下主室と略称〕と連通している。
【０００５】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時ピストン７が上昇すると主室１
内の空気が圧縮され、副室噴口３をへて副室２内に流入
し、渦流Ｓを生成する。該渦流Ｓの速度はピストン７が
上死点に近づくと最大となる。次に渦流Ｓの方向に沿っ
て燃料を燃料弁５より噴射すると、燃料は渦流Ｓと共に
副室２内を旋回しながら空気と混合して混合気を形成
し、グロープラグ付近から着火しはじめて燃焼する。
機関運転時の圧縮行程時ピストン７が上昇すると主室１
内の空気が圧縮され、副室噴口３をへて副室２内に流入
し、渦流Ｓを生成する。該渦流Ｓの速度はピストン７が
上死点に近づくと最大となる。次に渦流Ｓの方向に沿っ
て燃料を燃料弁５より噴射すると、燃料は渦流Ｓと共に
副室２内を旋回しながら空気と混合して混合気を形成
し、グロープラグ付近から着火しはじめて燃焼する。
【０００６】副室２内の燃焼ガス及び未燃ガスは主室１
と副室２の圧力差とピストン７の下降運動につれて副室
噴口３をへて主室１内へ噴出する。この噴出ガスはピス
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、さらに拡散燃焼が進行する。
と副室２の圧力差とピストン７の下降運動につれて副室
噴口３をへて主室１内へ噴出する。この噴出ガスはピス
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、さらに拡散燃焼が進行する。
【０００７】第２従来例（特開昭５８−６５９３０）で
開示されたものは、渦流室の主噴口で副噴口との通路面
積Ａ1 ，Ａ2 を、シリンダボアの断面積に対し、それぞ
れ特定範囲の比率内におさめることにより、スモークを
少なくし燃焼を良くし、ＮＯx の発生を抑制するもので
ある。
開示されたものは、渦流室の主噴口で副噴口との通路面
積Ａ1 ，Ａ2 を、シリンダボアの断面積に対し、それぞ
れ特定範囲の比率内におさめることにより、スモークを
少なくし燃焼を良くし、ＮＯx の発生を抑制するもので
ある。
【０００８】第３従来例（特開昭５７−１６５６２３）
で開示されたものは、燃料噴射弁の噴射方向に開口する
副噴口を複数の細径な通路部で形成し、主室へ供給され
る燃料の加温気化を促進して、スモークの発生量を低減
するものである。
で開示されたものは、燃料噴射弁の噴射方向に開口する
副噴口を複数の細径な通路部で形成し、主室へ供給され
る燃料の加温気化を促進して、スモークの発生量を低減
するものである。
【０００９】第４従来例（特開昭５７−１６５６２４）
で開示されたものは、主噴口の主室側開口部をシリンダ
円筒面に対して接線方向に向け、且つ副噴口の主室側開
口部を主室の中央寄りに設けることにより、燃焼室の空
気利用率を高めて、高負荷運転域でのスモークを低減す
るものである。
で開示されたものは、主噴口の主室側開口部をシリンダ
円筒面に対して接線方向に向け、且つ副噴口の主室側開
口部を主室の中央寄りに設けることにより、燃焼室の空
気利用率を高めて、高負荷運転域でのスモークを低減す
るものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】副室式内燃機関の出力
燃費の向上を図るには、副室噴口絞りを拡げて絞り損
失、熱損失を低減させる必要がある。と同時に主室１内
での噴流分散特性を向上させることが重要になる。しか
し、噴口面積を拡げすぎると副室２内の燃焼が鈍くな
り、やがて主室１への噴出エネルギも低下し、主室１で
の燃焼が悪化し、燃費、吐煙等も不良となる。
燃費の向上を図るには、副室噴口絞りを拡げて絞り損
失、熱損失を低減させる必要がある。と同時に主室１内
での噴流分散特性を向上させることが重要になる。しか
し、噴口面積を拡げすぎると副室２内の燃焼が鈍くな
り、やがて主室１への噴出エネルギも低下し、主室１で
の燃焼が悪化し、燃費、吐煙等も不良となる。
【００１１】そこで副室２内の初期燃焼をある程度抑制
しつつ低ＮＯx をはかり、燃費、吐煙、ＨＣ等の改善を
行うことが重要となる。そのためには主室内での噴流分
散性を図り空気利用率を高め、主室内の燃焼を促進させ
る必要がある。
しつつ低ＮＯx をはかり、燃費、吐煙、ＨＣ等の改善を
行うことが重要となる。そのためには主室内での噴流分
散性を図り空気利用率を高め、主室内の燃焼を促進させ
る必要がある。
【００１２】本発明の目的は前記問題点を解決し低ＮＯ
ｘで燃費、吐煙、ＨＣの改善が実現できる副室式内燃機
関の燃焼室を提供するにある。
ｘで燃費、吐煙、ＨＣの改善が実現できる副室式内燃機
関の燃焼室を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る副室式内
燃機関の燃焼室は、シリンダヘッドに埋設された副室口
金の副室噴口中心線を含み、且つシリンダ及び副燃焼室
の両中心線を含む平面に垂直な平面上において前記副室
噴口の両側にサイド噴口を設けるとともに、該サイド噴
口の副燃焼室側断面積をＡ2 とし、主燃焼室側断面積を
Ａ1 とした時Ａ1 ＜Ａ2 なる関係で開始し、順次断面積
を変化させたことを特徴としている。
燃機関の燃焼室は、シリンダヘッドに埋設された副室口
金の副室噴口中心線を含み、且つシリンダ及び副燃焼室
の両中心線を含む平面に垂直な平面上において前記副室
噴口の両側にサイド噴口を設けるとともに、該サイド噴
口の副燃焼室側断面積をＡ2 とし、主燃焼室側断面積を
Ａ1 とした時Ａ1 ＜Ａ2 なる関係で開始し、順次断面積
を変化させたことを特徴としている。
【００１４】第２発明に係る副室式内燃機関の燃焼室
は、シリンダヘッドに埋設された副室口金の副室噴口中
心線を含み、且つシリンダ及び副燃焼室の両中心線を含
む平面に垂直な平面に平行な平面上において前記副室噴
口の両側にサイド噴口を設けるとともに、該サイド噴口
の副燃焼室側断面積をＡ2 とし、主燃焼室側断面積をＡ
1 とした時Ａ1 ＜Ａ2 なる関係で開始し、順次断面積を
変化させたことを特徴としている。
は、シリンダヘッドに埋設された副室口金の副室噴口中
心線を含み、且つシリンダ及び副燃焼室の両中心線を含
む平面に垂直な平面に平行な平面上において前記副室噴
口の両側にサイド噴口を設けるとともに、該サイド噴口
の副燃焼室側断面積をＡ2 とし、主燃焼室側断面積をＡ
1 とした時Ａ1 ＜Ａ2 なる関係で開始し、順次断面積を
変化させたことを特徴としている。
【００１５】
【作用】第１〜２発明において機関の圧縮行程中にピス
トン７が上昇すると、主室１内の空気が圧縮され、副室
噴口３及び両サイド噴口３３を通って副室２内の渦流Ｓ
が生成される。ピストン７が上死点となる頃渦流速度は
最大となり、その渦流Ｓに沿って燃料噴射弁５から燃料
を噴射すると、該燃料は空気と混合しながら進行し、そ
の下流に設けられたグロープラグ６付近から副室内壁に
かけて着火、燃焼がはじまる。それと同時に副室２内の
圧力が上昇し、未燃、既燃ガスは主噴口及びサイド噴口
３３を通って主室１内へ噴出する。
トン７が上昇すると、主室１内の空気が圧縮され、副室
噴口３及び両サイド噴口３３を通って副室２内の渦流Ｓ
が生成される。ピストン７が上死点となる頃渦流速度は
最大となり、その渦流Ｓに沿って燃料噴射弁５から燃料
を噴射すると、該燃料は空気と混合しながら進行し、そ
の下流に設けられたグロープラグ６付近から副室内壁に
かけて着火、燃焼がはじまる。それと同時に副室２内の
圧力が上昇し、未燃、既燃ガスは主噴口及びサイド噴口
３３を通って主室１内へ噴出する。
【００１６】その際、副室２内の噴流ガスの大半は主噴
口３を通過するが一部は両サイド噴口３３を通る。該両
サイド噴口は主室１に向って先細りとなっているので、
副室２から主室１へ流出し易くなっており、最小絞りは
主室１側の噴口断面積Ａ1 で支配されるため、噴流速度
は低下せず主室１内の縦方向（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。
口３を通過するが一部は両サイド噴口３３を通る。該両
サイド噴口は主室１に向って先細りとなっているので、
副室２から主室１へ流出し易くなっており、最小絞りは
主室１側の噴口断面積Ａ1 で支配されるため、噴流速度
は低下せず主室１内の縦方向（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。
【００１７】従って副室２から主室１へ噴出した直後
は、主室１内での噴流分散性が大幅に向上し、空気利用
率が増し燃焼が促進される。また副室及び主室側の噴口
断面積比Ａ1 ／Ａ2 を最適化することにより大幅な燃焼
改善が得られる。
は、主室１内での噴流分散性が大幅に向上し、空気利用
率が増し燃焼が促進される。また副室及び主室側の噴口
断面積比Ａ1 ／Ａ2 を最適化することにより大幅な燃焼
改善が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図１〜２を参照し本発明の第
１の実施形態について説明する。図１は副室式内燃機関
の燃焼室断面図、図２は図１のII−II断面図である。図
２は副室噴口３の中心線を含みシリンダと副室との両中
心線を含む平面に垂直な平面上で副室噴口の両側にテー
パ形状のサイド噴口３３を設置し、当該噴口の断面積を
副室側をＡ2 とし、主室側をＡ1 としたとき、Ａ2 ＞Ａ
1 なる関係に順次断面積が変化するサイド噴口３３を設
けている。なお、その他の点は従来のものと変らない。
１の実施形態について説明する。図１は副室式内燃機関
の燃焼室断面図、図２は図１のII−II断面図である。図
２は副室噴口３の中心線を含みシリンダと副室との両中
心線を含む平面に垂直な平面上で副室噴口の両側にテー
パ形状のサイド噴口３３を設置し、当該噴口の断面積を
副室側をＡ2 とし、主室側をＡ1 としたとき、Ａ2 ＞Ａ
1 なる関係に順次断面積が変化するサイド噴口３３を設
けている。なお、その他の点は従来のものと変らない。
【００１９】図１〜２に示すように副室噴口とサイド噴
口の３本の中心線を含む平面上において２本のサイド噴
口中心線のなす角はθ2 であり、副室噴口中心線及びサ
イド噴口中心線を含む平面と副室底面のなす角はθ1 で
ある。なお図１〜２ではサイド噴口の断面形状は円形を
示しているがこの他に楕円形、ひし形等の多角形状も考
えられる（図示なし）。
口の３本の中心線を含む平面上において２本のサイド噴
口中心線のなす角はθ2 であり、副室噴口中心線及びサ
イド噴口中心線を含む平面と副室底面のなす角はθ1 で
ある。なお図１〜２ではサイド噴口の断面形状は円形を
示しているがこの他に楕円形、ひし形等の多角形状も考
えられる（図示なし）。
【００２０】次に前記実施形態の作用について説明す
る。機関の圧縮行程中にピストン７が上昇すると、主室
１内の空気が圧縮されて副室噴口３及びサイド噴口３３
を通って副室２内に流入し、副室２内で渦流を生成す
る。該渦流はピストン７が上死点付近でその速度が最大
となり、該噴流に沿って燃料噴射弁５から燃料が噴射さ
れると、該燃料は空気と混合しながら進行し、グロープ
ラグ６付近から副室内壁にかけて着火、燃焼しはじめ
る。それと同時に副室２内の圧力が上昇し、未燃、既燃
ガスは主噴口３及びテーパ状のサイド噴口３３を通って
主室１内へ噴出される。
る。機関の圧縮行程中にピストン７が上昇すると、主室
１内の空気が圧縮されて副室噴口３及びサイド噴口３３
を通って副室２内に流入し、副室２内で渦流を生成す
る。該渦流はピストン７が上死点付近でその速度が最大
となり、該噴流に沿って燃料噴射弁５から燃料が噴射さ
れると、該燃料は空気と混合しながら進行し、グロープ
ラグ６付近から副室内壁にかけて着火、燃焼しはじめ
る。それと同時に副室２内の圧力が上昇し、未燃、既燃
ガスは主噴口３及びテーパ状のサイド噴口３３を通って
主室１内へ噴出される。
【００２１】その際、副室２内の噴流ガスの大半は主噴
口３を通過するが、一部はサイド噴口３３を通って主室
１内へ噴出される。サイド噴口３３からの噴流ガスと主
噴流ガスとは（副室側噴口断面積Ａ2 ）＞（主室側噴口
断面積Ａ1 ）の面積関係があるため、噴流ガスは全体と
して噴口流量係数が増大し、副室２から主室１へ流出し
易くなり、最小絞りとしては、主室側の噴口断面積Ａ1
で支配されるため、左程噴流速度は低下せず、且つ噴流
ガスは主室１の縦方向及び横方向へ分散して噴出され
る。
口３を通過するが、一部はサイド噴口３３を通って主室
１内へ噴出される。サイド噴口３３からの噴流ガスと主
噴流ガスとは（副室側噴口断面積Ａ2 ）＞（主室側噴口
断面積Ａ1 ）の面積関係があるため、噴流ガスは全体と
して噴口流量係数が増大し、副室２から主室１へ流出し
易くなり、最小絞りとしては、主室側の噴口断面積Ａ1
で支配されるため、左程噴流速度は低下せず、且つ噴流
ガスは主室１の縦方向及び横方向へ分散して噴出され
る。
【００２２】従って、副室２より主室１へ噴出した直後
の主室１内での噴流ペネトレーションは維持され、噴流
分散性が大幅に向上し、空気利用率が増加するため、燃
焼が促進される。また噴口流量係数を大きくして流出し
易くするためには、さらにサイド噴口３３の最小絞りを
拡大することが可能となる。なお両サイド噴口３３の含
み角度θ2 は性能、排ガスの最適角度を選択する必要が
あるがθ2 ＝（０〜１２０°）の範囲が実験結果では良
好な性能が得られている。
の主室１内での噴流ペネトレーションは維持され、噴流
分散性が大幅に向上し、空気利用率が増加するため、燃
焼が促進される。また噴口流量係数を大きくして流出し
易くするためには、さらにサイド噴口３３の最小絞りを
拡大することが可能となる。なお両サイド噴口３３の含
み角度θ2 は性能、排ガスの最適角度を選択する必要が
あるがθ2 ＝（０〜１２０°）の範囲が実験結果では良
好な性能が得られている。
【００２３】なお、図示しない第２の実施形態は両サイ
ド噴口がシリンダと副燃焼室の両中心線を含む平面に垂
直で且つ副室噴口の中心線を含む平面に平行な平面上に
存在するものであるが、その作用効果は第１の実施形態
と類似しているのでその説明を省略します。
ド噴口がシリンダと副燃焼室の両中心線を含む平面に垂
直で且つ副室噴口の中心線を含む平面に平行な平面上に
存在するものであるが、その作用効果は第１の実施形態
と類似しているのでその説明を省略します。
【００２４】
【発明の効果】本発明の燃焼室にすると、副室内の未
燃、既燃ガスが主室内に噴出して主室内で再燃焼する
際、主噴口、サイド噴口を出た直後主室内の前後、左右
の空気との混合が促進され、空気利用率が益々向上す
る。またサイド噴口面積を拡大することが可能であるた
め、噴口絞り損失が低減する。
燃、既燃ガスが主室内に噴出して主室内で再燃焼する
際、主噴口、サイド噴口を出た直後主室内の前後、左右
の空気との混合が促進され、空気利用率が益々向上す
る。またサイド噴口面積を拡大することが可能であるた
め、噴口絞り損失が低減する。
【００２５】従って、燃焼促進及び燃焼期間の短縮化が
図れ、燃焼の等容度、燃焼効率が向上する。すなわち、
始動性が良好となると共に、出力、燃費、吐煙、ＨＣ等
の性能、排ガス特性も改善される。
図れ、燃焼の等容度、燃焼効率が向上する。すなわち、
始動性が良好となると共に、出力、燃費、吐煙、ＨＣ等
の性能、排ガス特性も改善される。
【図１】本発明の第１実施形態に係る副室式内燃機関の
燃焼室断面図。
燃焼室断面図。
【図２】図１のII−II断面図。
【図３】従来の副室式内燃機関の燃焼室断面図。
【図４】図３のIV−IV断面図。
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…シリンダヘッド、９…
副室口金、１０…ピストン頂面、３３…サイド噴口、θ
1 …副室噴口角度、θ2 …両サイド噴口中心線の含み角
度、Ａ−Ａ…シリンダ中心線、Ｓ…渦流、Ｂ−Ｂ…副室
中心線。
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…シリンダヘッド、９…
副室口金、１０…ピストン頂面、３３…サイド噴口、θ
1 …副室噴口角度、θ2 …両サイド噴口中心線の含み角
度、Ａ−Ａ…シリンダ中心線、Ｓ…渦流、Ｂ−Ｂ…副室
中心線。
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダヘッドに埋設された副室口金の
副室噴口中心線を含み、且つシリンダ及び副燃焼室の両
中心線を含む平面に垂直な平面上において前記副室噴口
の両側にサイド噴口を設けるとともに、該サイド噴口の
副燃焼室側断面積をＡ2 とし、主燃焼室側断面積をＡ1
とした時Ａ1 ＜Ａ2 なる関係で順次断面積を変化させた
ことを特徴とする副室式内燃機関の燃焼室。 - 【請求項２】 シリンダヘッドに埋設された副室口金の
副室噴口中心線を含み、且つシリンダ及び副燃焼室の両
中心線を含む平面に垂直な平面に平行な平面上において
前記副室噴口の両側にサイド噴口を設けるとともに、該
サイド噴口の副燃焼室側断面積をＡ2 とし、主燃焼室側
断面積をＡ1 とした時Ａ1 ＜Ａ2 なる関係で順次断面積
を変化させた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 |
|---|---|---|---|
| JP11817396A JP3332719B2 (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11817396A JP3332719B2 (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287454A true JPH09287454A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3332719B2 JP3332719B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=14729938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11817396A Expired - Fee Related JP3332719B2 (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3332719B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110173342A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-27 | 江苏大学 | 一种具备椭圆锥形通道的发动机点火室系统 |
-
1996
- 1996-04-17 JP JP11817396A patent/JP3332719B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110173342A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-27 | 江苏大学 | 一种具备椭圆锥形通道的发动机点火室系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3332719B2 (ja) | 2002-10-07 |
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