JPH09324629A - Pre-chamber type engine - Google Patents

Pre-chamber type engine

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Publication number
JPH09324629A
JPH09324629A JP8166700A JP16670096A JPH09324629A JP H09324629 A JPH09324629 A JP H09324629A JP 8166700 A JP8166700 A JP 8166700A JP 16670096 A JP16670096 A JP 16670096A JP H09324629 A JPH09324629 A JP H09324629A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
sub
main
communication hole
piston
Prior art date
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Pending
Application number
JP8166700A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsuoka
寛 松岡
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
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Publication of JPH09324629A publication Critical patent/JPH09324629A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promote mixing of rich air-fuel mixture with air injected into a main chamber by forming a pre-chamber on the side of a piston, and forming a main communication hole and a sub-communication hole for communicating a main chamber with the pre-chamber. SOLUTION: In a pre-chamber type engine, a pre-chamber 2 is formed in a piston 3 reciprocating inside a cylinder 20, while a main communication hole 6 and a sub-communication hole are formed for communicating a main chamber 1 with the sub-chamber 2. A fuel injection nozzle 4 is inserted into a nozzle insertion hole 5 formed on the piston 3 near a top dead center of a piston. Fuel is injected from a multi-injection hole 8 toward a pre-chamber side opening 11 of the main communication hole 6 of the pre-chamber 2 or a near position. Air injected through the sub-communication hole is introduced into rich air-fuel mixture in the main communication hole 6, for promoting mixing the rich mixture with air injected into the main chamber 1. Generation of soot is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、主室と副室とを
連通する複数の連絡孔を備えている副室式エンジンに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sub-chamber engine having a plurality of communication holes that connect a main chamber and a sub chamber.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、エンジンの燃焼改善を目的として
渦流室を持つ渦流室式エンジンが開発されている。この
ような渦流室式エンジンは、シリンダヘッドに形成した
渦流室、該渦流室とシリンダ側に形成した主室とを連通
する連絡孔及び渦流室内に燃料を噴霧する燃料噴射ノズ
ルを有し、連絡孔を通じて渦流室に流入する渦流によっ
て渦流室内に噴射された燃料とで混合気を形成させて一
次燃焼させ、次いで渦流室から連絡孔を通じて主室へ火
炎、未燃混合気等のガスを噴出して二次燃焼させてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a swirl chamber type engine having a swirl chamber has been developed for the purpose of improving combustion of the engine. Such a swirl chamber engine has a swirl chamber formed in the cylinder head, a communication hole for communicating the swirl chamber with the main chamber formed on the cylinder side, and a fuel injection nozzle for spraying fuel into the swirl chamber. The mixture of fuel and the fuel injected into the swirl chamber is formed by the swirl flowing into the swirl chamber through the holes for primary combustion, and then gas such as flame and unburned mixture is ejected from the swirl chamber to the main chamber through the communication hole. It is secondarily burned.

【０００３】また、実開昭４７−６２０３号公報には、
ディーゼル機関の燃焼室が開示されている。該ディーゼ
ル機関の燃焼室は、上記のような渦流室の連絡孔を主噴
孔と噴流助成孔とから構成したものであり、主噴孔を燃
焼室の下半分の下面に開口させてシリンダと連通させ、
噴流助成孔を主噴孔の途中に一端を開口し且つ他端を燃
焼室の下面に開口させたものである。上記ディーゼル機
関の燃焼室は、上記構成において、始動時に噴流助成孔
から空気を吸引し、燃焼室内の混合気の生成を良化し、
ピストン下降時に噴流助成孔から未燃ガスが主噴孔に噴
出し、性能向上を狙ったものである。Further, Japanese Utility Model Publication No. 47-6203 discloses that
A diesel engine combustion chamber is disclosed. In the combustion chamber of the diesel engine, the above-mentioned swirl chamber connecting hole is composed of a main injection hole and a jet flow assisting hole, and the main injection hole is opened on the lower surface of the lower half of the combustion chamber to form a cylinder. To communicate,
The jet flow assisting hole has one end opened in the middle of the main injection hole and the other end opened on the lower surface of the combustion chamber. The combustion chamber of the diesel engine, in the above configuration, sucks air from the jet flow assisting holes at the time of start-up to improve the generation of air-fuel mixture in the combustion chamber,
When the piston descends, unburned gas is ejected from the jet flow assist hole to the main injection hole to improve performance.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、副室での燃焼
温度は高温であるため、ＮＯX の生成を低減する対策と
しては、燃料リッチで燃焼させることが効果的である。
また、燃焼温度が高温である時、燃料リッチで燃焼させ
るには、エンジン構造のタイプとしては副室式エンジン
で対応することが有効である。エンジンを副室式燃焼室
に構成した場合に、副室式燃焼室の燃焼スピードを直接
噴射式燃焼室の燃焼スピードと同程度まで速くするに
は、副室と主室とを連通する連通孔の通路断面積を拡大
することが必要である。ところが、連通孔の通路断面積
を大きくすると、副室から主室へ流出する噴出スピード
が低下し、主室での燃焼が十分に行われない。To the 0005] Generally, the combustion temperature in the secondary chamber because of the high temperature, as a measure to reduce the production of NO X, it is effective to combust the fuel-rich.
When the combustion temperature is high, it is effective to use a sub-chamber engine as a type of engine structure in order to burn the fuel rich. In order to increase the combustion speed of the sub-chamber combustion chamber to the same level as the combustion speed of the direct injection combustion chamber when the engine is configured as a sub-chamber combustion chamber, a communication hole communicating the sub-chamber with the main chamber is provided. It is necessary to enlarge the cross-sectional area of the passage. However, if the passage cross-sectional area of the communication hole is increased, the speed of jetting out from the sub-chamber to the main chamber is reduced, and combustion in the main chamber is not sufficiently performed.

【０００５】また、前掲公報に開示されたような燃焼室
では、副室内での空気流動が大きく、副室内壁と高温燃
焼ガスとの間の熱伝達率が高くなり、また、副室から連
絡孔を通じて主室へ火炎、未燃混合気等のガスが高速で
噴出するため、連絡孔を構成する壁面とそれを通過する
高温燃焼ガスとの間の熱伝達率は高くなる。また、上記
燃焼室は、渦流室であり、副室と主室とを連通する連絡
孔が小さいので、該連絡口による絞り損失が発生し、エ
ンジン出力を低減する原因になる。主室と副室とを連通
する連絡孔は、通常、シリンダ外周部に設けられている
ので、噴流の到達しなければならない距離が長くなり、
主室での空気との混合が不十分になり、ＨＣ、スモーク
の発生原因になると共に、燃焼スピードも遅くなり、燃
費率も低下する。Further, in the combustion chamber as disclosed in the above-mentioned publication, the air flow in the sub chamber is large, the heat transfer coefficient between the inner wall of the sub chamber and the high temperature combustion gas is high, and the communication from the sub chamber occurs. Gases such as flame and unburned air-fuel mixture are ejected at high speed through the holes to the main chamber, so that the heat transfer coefficient between the wall surface forming the communication hole and the high temperature combustion gas passing therethrough is increased. Further, since the combustion chamber is a swirl chamber and the communication hole that connects the sub chamber and the main chamber is small, throttling loss occurs due to the communication port, which causes a reduction in engine output. Since the communication hole that connects the main chamber and the sub chamber is usually provided on the outer peripheral portion of the cylinder, the distance that the jet flow must reach becomes long,
Mixing with air in the main chamber becomes insufficient, which causes generation of HC and smoke, combustion speed also slows, and fuel consumption rate decreases.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、副室から主連絡孔を通じ
て噴き出されたリッチ混合気が副室から副連絡孔を通じ
て噴き出された空気によって攪拌され、そのリッチ混合
気が主室に存在する空気と十分に混合され、主室での混
合気生成を促進し、スートの発生を防止し、主室での燃
焼期間を短縮させ、熱効率を向上させる副室式エンジン
を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, in which a rich air-fuel mixture ejected from the sub chamber through the main communication hole is ejected from the sub chamber through the sub communication hole. The air-fuel mixture is agitated by the air, and the rich air-fuel mixture is thoroughly mixed with the air present in the main chamber, which promotes air-fuel mixture generation in the main chamber, prevents soot generation, and shortens the combustion period in the main chamber. , To provide a sub-chamber engine with improved thermal efficiency.

【０００７】この発明は、シリンダ内を往復動するピス
トン、シリンダ側に形成された主室、前記シリンダのほ
ぼ中央に位置するように設けられた副室、前記主室と前
記副室とを連通する周方向に隔置して形成された複数の
主連絡孔、前記主室側で前記主連絡孔にそれぞれ連通し
又は前記主連絡孔の主室側開口付近に開口し且つ前記副
室側で前記主連絡孔からそれぞれ隔置して形成された副
連絡孔、及びピストン圧縮上死点近傍で前記副室内に燃
料を噴射する多噴孔を備えた燃料噴射ノズル、から成る
副室式エンジンに関する。前記多噴孔からの燃料噴霧が
前記主連絡孔に向かって噴射される場合には、燃料噴霧
は前記主連絡孔を通じてストレートに伸びるパターンを
とる。また、前記多噴孔からの燃料噴霧が前記主連絡孔
に対して若干ずれた方向に噴射される場合には、燃料噴
霧は前記主連絡孔の方向に向かって若干偏向するように
曲がって伸びるパターンをとる。According to the present invention, a piston that reciprocates in a cylinder, a main chamber formed on the cylinder side, a sub chamber provided so as to be located substantially in the center of the cylinder, and the main chamber and the sub chamber communicate with each other. A plurality of main communication holes formed at intervals in the circumferential direction, respectively communicating with the main communication hole on the main chamber side or opening near the main chamber side opening of the main communication hole and on the sub chamber side. A sub-chamber engine comprising a sub-communication hole formed separately from the main communication hole, and a fuel injection nozzle having multiple injection holes for injecting fuel into the sub-chamber near the piston compression top dead center. . When the fuel spray from the multiple injection holes is injected toward the main communication hole, the fuel spray has a pattern that extends straight through the main communication hole. Also, when the fuel spray from the multiple injection holes is injected in a direction slightly displaced from the main communication hole, the fuel spray bends and extends so as to be slightly deflected in the direction of the main communication hole. Take a pattern.

【０００８】また、この副室式エンジンでは、前記副室
が前記ピストンに形成され、前記ピストンにはピストン
上死点近傍で前記燃料噴射ノズルが前記副室に突入する
ノズル挿入孔が形成されているものである。In this sub-chamber engine, the sub-chamber is formed in the piston, and the piston has a nozzle insertion hole through which the fuel injection nozzle projects into the sub-chamber near the top dead center of the piston. There is something.

【０００９】また、この副室式エンジンでは、前記主連
絡孔が前記副連絡孔より通路断面積が大きいサイズに形
成され、前記主連絡孔は前記副室の中心からオフセット
して前記副室内にスワールを形成するように延びている
ものである。Further, in this sub-chamber engine, the main communication hole is formed in a size having a larger passage cross-sectional area than the sub-communication hole, and the main communication hole is offset from the center of the sub-chamber into the sub-chamber. It extends so as to form a swirl.

【００１０】また、この副室式エンジンでは、前記燃料
噴射ノズルの前記多噴孔と前記ピストンに形成した前記
主連絡孔とが対応している。Further, in this sub-chamber engine, the multiple injection holes of the fuel injection nozzle correspond to the main communication holes formed in the piston.

【００１１】また、前記燃料噴射ノズルの前記多噴孔か
ら前記副室内の前記主連絡孔の副室側開口又はその近傍
に向かって燃料を噴射し且つ前記多噴孔からの噴射方向
が前記副連絡孔に対してオフセットされている。Further, fuel is injected from the multiple injection holes of the fuel injection nozzle toward the sub chamber side opening of the main communication hole in the sub chamber or in the vicinity thereof, and the injection direction from the multiple injection holes is the sub direction. It is offset with respect to the communication hole.

【００１２】この副室式エンジンは、上記のように構成
され、燃料噴射ノズルの多噴孔と主室と副室とを連通す
る主連絡孔との対応して同数に構成されているので、前
記多噴孔から燃料が噴霧されることによって主連絡孔の
副室側開口の噴孔内壁面に衝突し、濃混合気即ちリッチ
混合気を形成して主室へ噴き出されるが、その時、リッ
チ混合気に副室から副連絡孔を通じて噴き出される空気
を導入し、主連絡孔から噴出する混合気の中に即ち中心
部に空気を直接入れることができ、噴出火炎自体が空気
と混合できると共に、主連絡孔から主室へ噴き出され、
主室の空気を巻き込んで十分に混合を促進し、主室での
燃焼スピードを速くして燃焼期間を短縮し、スモークや
スートの発生を低減して熱効率をアップできる。This sub-chamber engine is constructed as described above, and since the multiple injection holes of the fuel injection nozzle and the main communication holes that connect the main chamber and the sub chamber are formed in the same number, When fuel is sprayed from the multiple injection holes, it collides with the inner wall surface of the injection hole of the sub-chamber side opening of the main communication hole and forms a rich air-fuel mixture, that is, a rich air-fuel mixture, and is ejected to the main chamber. The air blown out from the sub chamber through the sub communication hole can be introduced into the rich mixture, and the air can be directly introduced into the mixture air jetted from the main communication hole, that is, at the center, and the jet flame itself can mix with the air. At the same time, it was ejected from the main contact hole into the main room,
The air in the main chamber can be entrained to promote sufficient mixing, the combustion speed in the main chamber can be increased to shorten the combustion period, the generation of smoke and soot can be reduced, and the thermal efficiency can be improved.

【００１３】[0013]

【発明の属する技術分野】以下、図面を参照して、この
発明によるピストンに副室を持つ副室式エンジンの実施
例を説明する。図１はこの発明による副室式エンジンの
一実施例を示す断面図、図２は図１の副室式エンジンの
ピストン頂面を示す平面図、図３は図１の線Ａ−Ａにお
ける断面図、及び図４は図１の副室式エンジンにおける
膨張行程の途中の状態を示す断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a subchamber engine having a subchamber in a piston according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a sub-chamber engine according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a piston top surface of the sub-chamber engine of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-section taken along line AA of FIG. FIG. 4 and FIG. 4 are sectional views showing a state in the middle of the expansion stroke in the sub-chamber engine of FIG.

【００１４】この副室式エンジンは、例えば、シリンダ
ブロック１７に形成された孔部１９に配置されたシリン
ダ２０を構成するシリンダライナ１８、シリンダブロッ
ク１７にガスケット２５を介在して固定されたシリンダ
ヘッド１３、シリンダヘッド１３に取り付けられた燃料
噴射ノズル４及びシリンダ２０内を往復運動するピスト
ン３から構成されている。ピストン３には、ピストンリ
ング２６を装着するピストンリング溝２７が形成されて
いる。この副室式エンジンでは、主室１がシリンダ２０
側でシリンダヘッド下面１４とピストン頂面１６とで囲
まれる領域に形成され、副室２がピストン３に形成され
たキャビティ９に形成されている。シリンダブロック１
７には、エンジンの気筒数に対応する孔部１９が形成さ
れている。シリンダ２０は、上記のように、孔部１９に
嵌合したシリンダライナ１８で形成してもよく、又はシ
リンダブロック１７の孔部１９によって直接構成しても
よいものである。また、シリンダヘッド１３には、吸気
ポート２２と排気ポート２４が形成され、吸気ポート２
２には吸気バルブ２１が配置され、排気ポート２４には
排気バルブ２３が配置されている。In this sub-chamber engine, for example, a cylinder liner 18 constituting a cylinder 20 arranged in a hole 19 formed in a cylinder block 17 and a cylinder head fixed to the cylinder block 17 with a gasket 25 interposed therebetween. 13, a fuel injection nozzle 4 attached to the cylinder head 13 and a piston 3 that reciprocates in the cylinder 20. The piston 3 has a piston ring groove 27 in which the piston ring 26 is mounted. In this sub-chamber engine, the main chamber 1 has a cylinder 20
Is formed in a region surrounded by the cylinder head lower surface 14 and the piston top surface 16 on the side, and the sub chamber 2 is formed in the cavity 9 formed in the piston 3. Cylinder block 1
Holes 19 corresponding to the number of cylinders of the engine are formed in 7. The cylinder 20 may be formed by the cylinder liner 18 fitted into the hole 19 as described above, or may be directly formed by the hole 19 of the cylinder block 17. An intake port 22 and an exhaust port 24 are formed in the cylinder head 13, and the intake port 2
An intake valve 21 is arranged at 2, and an exhaust valve 23 is arranged at an exhaust port 24.

【００１５】ピストン３は、図示していないが、アルミ
ニウム合金、ＦＣ等の金属で作製されたピストンスカー
ト、ピストンスカートに固定されたＳｉ3 Ｎ4 等の高強
度セラミックスで作製されたピストンヘッド及びピスト
ンヘッドに形成されたキャビティに嵌合されたＳｉ3 Ｎ
4 等の耐熱性セラミックスで作製された副室２を形成す
る副室構造体から構成することができる。副室２の遮熱
構造は、例えば、ピストン３のキャビティにセラミック
ス製副室構造体を配置し、キャビティと副室構造体の外
面との間に遮熱空気層を形成して構成できる。シリンダ
ヘッド１３には、図示していないが、始動補助のためグ
ロープラグを配置することができる。Although not shown, the piston 3 is a piston skirt made of a metal such as aluminum alloy or FC, a piston head fixed to the piston skirt, and a piston head and a piston made of high strength ceramics such as Si 3 N 4. Si 3 N fitted in the cavity formed in the head
The sub-chamber structure body forming the sub-chamber 2 made of heat-resistant ceramics such as 4 can be used. The heat shield structure of the sub chamber 2 can be configured, for example, by disposing a ceramic sub chamber structure in the cavity of the piston 3 and forming a heat shield air layer between the cavity and the outer surface of the sub chamber structure. Although not shown, a glow plug can be arranged on the cylinder head 13 to assist in starting.

【００１６】この副室式エンジンは、シリンダ２０内を
往復動するピストン３のシリンダ中央にキャビティ９を
形成し、キャビティ９をピストン頂部１５で覆うことに
よって副室２がシリンダ２０のほぼ中央に形成されてい
る。ピストン頂部１５には、そのシリンダ中央に燃料噴
射ノズル４が突入できるノズル挿入孔５が形成され、場
合によっては、グロープラグが突入できるプラグ挿入孔
が形成されている。従って、燃料噴射ノズル４及びグロ
ープラグは、ピストン上死点近傍でノズル挿入孔５及び
プラグ挿入孔にそれぞれ貫通して副室２内に突入でき
る。In this sub-chamber engine, a cavity 9 is formed in the center of the cylinder of a piston 3 which reciprocates in the cylinder 20, and the sub-chamber 2 is formed substantially in the center of the cylinder 20 by covering the cavity 9 with a piston top 15. Has been done. The piston top portion 15 is formed with a nozzle insertion hole 5 into which the fuel injection nozzle 4 can be inserted at the center of the cylinder, and in some cases, a plug insertion hole into which a glow plug can be inserted. Therefore, the fuel injection nozzle 4 and the glow plug can penetrate into the sub chamber 2 by penetrating the nozzle insertion hole 5 and the plug insertion hole respectively near the top dead center of the piston.

【００１７】この副室式エンジンにおいて、特に、ピス
トン頂部１５には、主室１と副室２とを連通する周方向
に隔置して形成された複数の主連絡孔６と、主室１側で
主連絡孔６にそれぞれ連通し且つ副室２側で主連絡孔６
からそれぞれ隔置した副連絡孔７が形成されていること
である。主連絡孔６は、主室１に開口する主室側開口１
０と副室２に開口する副室側開口１１とを連通するよう
に形成され、また、副連絡孔７は、主室側が主連絡孔６
に連通する合流部３０と、副室２に開口する副室側開口
１２とを連通するように形成されている。図３に示すよ
うに、主連絡孔６と副連絡孔７との通路断面は、合流部
３０で連通して合流通路を形成してほぼＹ字形状に形成
されている。また、ピストン３に形成された主連絡孔６
の通路断面積は、副連絡孔７の通路断面積より大きいサ
イズに形成されている。In this sub-chamber engine, in particular, the piston top portion 15 has a plurality of main connecting holes 6 which are formed in the circumferential direction and which communicate the main chamber 1 and the sub chamber 2 with each other. Side to the main communication hole 6 respectively, and the sub chamber 2 side to the main communication hole 6
That is, the sub-communication holes 7 are formed so as to be spaced apart from each other. The main communication hole 6 is a main chamber side opening 1 that opens into the main chamber 1.
0 and the sub-chamber side opening 11 opening to the sub-chamber 2 are formed to communicate with each other.
It is formed so that the confluence part 30 communicating with the sub chamber 2 and the sub chamber side opening 12 opening to the sub chamber 2 communicate with each other. As shown in FIG. 3, a cross section of the main communication hole 6 and the sub communication hole 7 is formed in a substantially Y-shape by communicating at the merging portion 30 to form a merging passage. In addition, the main communication hole 6 formed in the piston 3
The cross-sectional area of the passage is larger than the cross-sectional area of the sub communication hole 7.

【００１８】更に、主連絡孔６は、副室２の中心Ｏから
若干量だけオフセットして副室２内にスワールＳを形成
するように延びている。従って、主室１から主連絡孔６
を通じて副室２へ流入する空気流は、副室２内にスワー
ルＳを作る作用を有するが、スワール流の強さは副室２
の中心Ｏからオフセット量及び形成方向によってコント
ロールすることができる。Further, the main communication hole 6 is offset from the center O of the sub chamber 2 by a slight amount and extends so as to form a swirl S in the sub chamber 2. Therefore, from the main chamber 1 to the main communication hole 6
The air flow flowing into the sub-chamber 2 through the sub-chamber 2 has the function of creating a swirl S in the sub-chamber 2, but the strength of the swirl flow is
It can be controlled by the offset amount and the forming direction from the center O of the.

【００１９】また、燃料噴射ノズル４は、多噴孔８を備
えており、ピストン圧縮上死点近傍でノズル挿入孔５に
突入し、副室２内で主連絡孔６の副室側開口１１に向か
って燃料を噴射し、副連絡孔７に対して多噴孔８からの
燃料の噴射方向がオフセットされており、多噴孔８から
の燃料が副連絡孔７には直接噴射されないように設定さ
れている。従って、燃料噴射ノズル４の多噴孔８からの
燃料は、主室１から主連絡孔６を通じて副室２へ流入す
る空気流の上流側へ向かって噴射され、主連絡孔６の内
壁面に衝突して空気と混合され、リッチ混合気を生成さ
れ、主連絡孔６を通じて主室１へ噴き出され、その時、
副室２内に形成されている空気流が副連絡孔７を通じて
主連絡孔６のリッチ混合気に合流し、主連絡孔６から噴
出する混合気の中に即ち中心部に直接空気を入れること
ができ、噴出火炎自体が空気と混合できると共に、主室
側開口１０から主室１へ噴き出され（図４参照）、次い
で、副連絡孔７からの空気を巻き込んだリッチ混合気
は、主室１へ噴き出されて主室１に存在する空気を巻き
込んで空気利用率をアップし、それ故に、主室１でのリ
ッチ混合気が十分に空気と混合を促進でき、主室１での
燃料スピードをアップし、燃焼を短期に完結でき、スー
トの発生を抑制できる。Further, the fuel injection nozzle 4 is provided with multiple injection holes 8 and projects into the nozzle insertion hole 5 in the vicinity of the piston compression top dead center, and in the sub chamber 2, the sub chamber side opening 11 of the main communication hole 6 is formed. The fuel is injected toward the secondary communication hole 7 so that the injection direction of the fuel from the multiple injection holes 8 is offset so that the fuel from the multiple injection holes 8 is not directly injected into the secondary communication hole 7. It is set. Therefore, the fuel from the multiple injection holes 8 of the fuel injection nozzle 4 is injected toward the upstream side of the air flow flowing from the main chamber 1 through the main communication hole 6 into the sub chamber 2, and is injected onto the inner wall surface of the main communication hole 6. It collides and is mixed with air to generate a rich air-fuel mixture, which is ejected into the main chamber 1 through the main communication hole 6, at which time,
The air flow formed in the sub chamber 2 merges with the rich mixture in the main communication hole 6 through the sub communication hole 7, and the air is directly introduced into the mixture gas ejected from the main communication hole 6, that is, in the central portion. As a result, the jet flame itself can be mixed with air, and the jetted air is jetted from the main chamber side opening 10 to the main chamber 1 (see FIG. 4). The air that is ejected to the chamber 1 and is present in the main chamber 1 is entrained to improve the air utilization rate, and therefore, the rich air-fuel mixture in the main chamber 1 can sufficiently promote mixing with the air, Fuel speed can be increased, combustion can be completed in a short time, and soot generation can be suppressed.

【００２０】また、この副室式エンジンでは、主連絡孔
６と副連絡孔７は、副室２の周方向に隔置して複数個形
成されているので通路断面積が合計で全体として大きく
形成でき、しぼり損失を低減できる。更に、副室２をピ
ストン中央即ちシリンダ中央に形成し、副室２の外周か
ら連絡孔６，７を通じて主室１へ噴出する火炎、未燃混
合気等のガスは、シリンダ２０の全周即ち主室１に存在
する新気に対してシリンダ壁面までの到達距離が短くな
り、主室１での空気利用率を向上して混合が促進され、
燃焼スピードを速くして燃焼期間を短縮でき、ＮＯX 、
ＨＣ、スモークの発生を抑制できる燃焼を行わせること
ができる。Further, in this sub-chamber engine, a plurality of main communication holes 6 and sub-communication holes 7 are formed so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction of the sub-chamber 2, so that the passage cross-sectional area as a whole is large. It can be formed and the squeezing loss can be reduced. Further, the sub chamber 2 is formed in the center of the piston, that is, in the center of the cylinder. The arrival distance to the cylinder wall surface is shortened for the fresh air existing in the main chamber 1, the air utilization rate in the main chamber 1 is improved, and mixing is promoted.
The combustion speed can be increased to shorten the combustion period, NO X ,
It is possible to perform combustion capable of suppressing the generation of HC and smoke.

【００２１】この副室式エンジンは、上記実施例に必ず
しも限定されるものではなく、例えば、図５や図６に示
すように別の実施例として構成することもできる。例え
ば、図５に示すように、この副室式エンジンにおいて、
主連絡孔６の副室側開口１１に対して副連絡孔３７の副
室側開口３８が副室２内の下部に形成され、主連絡孔６
と副連絡孔３７とが途中で合流されるように構成するこ
とができる。また、図６に示すように、この副室式エン
ジンにおいて、主連絡孔６の主室側開口１０に対して副
連絡孔４０の主室側開口４１がオフセットし、主連絡孔
６から主室１へ噴出した噴流に副連絡孔４０から主室１
へ噴出した噴流が主室１において合流し、主連絡孔６か
ら噴出する混合気の中心部に副連絡孔４０からの噴流に
よって直接空気を巻き込ませ、噴出火炎自体が空気と混
合を促進できるように構成することもできる。This sub-chamber engine is not necessarily limited to the above embodiment, but may be constructed as another embodiment as shown in FIGS. 5 and 6, for example. For example, as shown in FIG. 5, in this sub-chamber engine,
The sub-chamber opening 38 of the sub-communication hole 37 is formed in the lower portion of the sub-chamber 2 with respect to the sub-chamber side opening 11 of the main communication hole 6.
And the sub communication hole 37 may be joined together on the way. Further, as shown in FIG. 6, in this sub-chamber engine, the main chamber side opening 41 of the sub communication hole 40 is offset from the main chamber side opening 10 of the main communication hole 6, so that 1 to the main chamber 1 from the sub communication hole 40
The jets ejected into the main chamber 1 join together and the air is directly entrained by the jet from the sub communication hole 40 into the center of the air-fuel mixture ejected from the main communication hole 6, so that the ejection flame itself can promote the mixing with the air. It can also be configured to.

【００２２】[0022]

【発明の効果】この発明による副室式エンジンは、上記
のように構成されているので、副室から主連絡孔を通じ
て噴き出されるリッチ混合気に副連絡孔からの空気を導
入し、主連絡孔と副連絡孔との合流部からリッチ混合気
に空気を巻き込んで、合流連絡孔を通じて主室へ噴き出
される。合流連絡孔を通った火炎及び未燃混合気は、リ
ッチ混合気となって主室へ噴き出され、主室の空気と十
分に混合することができ、スートの発生を抑制し、エン
ジン出力をアップして熱効率をアップし、燃費を改善す
る。また、燃料噴射ノズルの多噴孔から噴射された燃料
噴霧は主連絡孔の内壁面に衝突させる方向であるので、
燃料と空気との混合を良好にしてリッチ混合気が形成さ
れる。Since the sub-chamber engine according to the present invention is constructed as described above, the air from the sub-communications hole is introduced by introducing air from the sub-communications into the rich mixture jetted from the sub-chamber through the main communication hole. Air is entrained in the rich mixture air from the confluence portion of the hole and the sub-communication hole, and is ejected into the main chamber through the confluence communication hole. The flame and the unburned air-fuel mixture that passed through the confluence communication hole become a rich air-fuel mixture and are ejected to the main chamber and can be sufficiently mixed with the air in the main chamber, suppressing the generation of soot and reducing the engine output. Up to improve thermal efficiency and improve fuel efficiency. Further, since the fuel spray injected from the multiple injection holes of the fuel injection nozzle is in the direction of colliding with the inner wall surface of the main communication hole,
A rich mixture is formed with good mixing of fuel and air.

【００２３】更に、ピストン頂部に形成された主連絡孔
と副連絡孔は、複数個形成されているので、連絡孔通路
面積を全体で大きく形成でき、主連絡孔と副連絡孔によ
るしぼり損失を低減できる。また、前記副室はピストン
中央に位置し、主連絡孔と副連絡孔が周方向に伸長する
ように複数個形成され、副室からの噴流の主室での到達
距離が短くなり、主室に存在する新気との混合が短期に
行われて促進され、燃焼期間を短縮して燃焼を完結し、
ＨＣ、スモーク等の発生を抑制し、白煙の発生を防止で
き、熱効率をアップして燃費を改善する。Further, since a plurality of main communication holes and sub communication holes are formed on the top of the piston, the communication hole passage area can be made large as a whole, and the squeezing loss due to the main communication holes and the sub communication holes is reduced. It can be reduced. Further, the sub chamber is located at the center of the piston, and a plurality of main communication holes and sub communication holes are formed so as to extend in the circumferential direction, so that the distance that the jet flow from the sub chamber reaches the main chamber is shortened. Is mixed with the fresh air existing in the air in a short period of time to accelerate the combustion and shorten the combustion period to complete the combustion.
It can suppress the generation of HC, smoke, etc., prevent the generation of white smoke, improve the thermal efficiency, and improve the fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明による副室式エンジンの一実施例を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a sub-chamber engine according to the present invention.

【図２】図１の副室式エンジンのピストン頂面を示す平
面図である。FIG. 2 is a plan view showing a piston top surface of the sub-chamber engine of FIG.

【図３】図１の線Ａ−Ａにおける断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【図４】図１の副室式エンジンにおける膨張行程の途中
の状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in the middle of an expansion stroke in the sub-chamber engine of FIG.

【図５】この発明による副室式エンジンの別の実施例を
示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the sub-chamber engine according to the present invention.

【図６】この発明による副室式エンジンの更に別の実施
例を示す図１の線Ａ−Ａに対応する領域の断面図であ
る。FIG. 6 is a sectional view of a region corresponding to the line AA in FIG. 1 showing still another embodiment of the sub-chamber engine according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 主室 ２ 副室 ３ ピストン ４ 燃料噴射ノズル ５ ノズル挿入孔 ６ 主連絡孔 ７，３７，４０ 副連絡孔 ８ 多噴孔 １０ 主連絡孔の主室側開口 １１ 主連絡孔の副室側開口 １２，３８ 副連絡孔の副室側開口 ２０ シリンダ ４１ 副連絡孔の主室側開口 1 main chamber 2 sub chamber 3 piston 4 fuel injection nozzle 5 nozzle insertion hole 6 main communication hole 7, 37, 40 sub communication hole 8 multiple injection holes 10 main chamber side opening of main communication hole 11 sub chamber side opening of main communication hole 12, 38 Sub-communications hole opening on the sub chamber side 20 Cylinder 41 Sub-communications hole opening on the main chamber side

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 3/28 Ｆ０２Ｆ 3/28 Ｚ Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display area F02F 3/28 F02F 3/28 Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シリンダ内を往復動するピストン、シリ
ンダ側に形成された主室、前記シリンダのほぼ中央に位
置するように設けられた副室、前記主室と前記副室とを
連通する周方向に隔置して形成された複数の主連絡孔、
前記主室側で前記主連絡孔にそれぞれ連通し又は前記主
連絡孔の主室側開口付近に開口し且つ前記副室側で前記
主連絡孔からそれぞれ隔置して形成された副連絡孔、及
びピストン圧縮上死点近傍で前記副室内に燃料を噴射す
る多噴孔を備えた燃料噴射ノズル、から成る副室式エン
ジン。1. A piston that reciprocates in a cylinder, a main chamber formed on the cylinder side, a sub-chamber provided so as to be located substantially at the center of the cylinder, and a circumference that connects the main chamber and the sub-chamber. A plurality of main communication holes that are spaced apart in the direction
A sub-communication hole that communicates with the main communication hole on the main chamber side or opens near the main chamber-side opening of the main communication hole and is formed separately from the main communication hole on the sub-chamber side, And a fuel injection nozzle having multiple injection holes for injecting fuel into the sub chamber near the piston compression top dead center. 【請求項２】 前記副室が前記ピストンに形成され、前
記ピストンにはピストン上死点近傍で前記燃料噴射ノズ
ルが前記副室に突入するノズル挿入孔が形成されている
請求項１に記載の副室式エンジン。2. The sub chamber is formed in the piston, and the piston has a nozzle insertion hole through which the fuel injection nozzle projects into the sub chamber near the top dead center of the piston. Subchamber engine. 【請求項３】 前記主連絡孔が前記副連絡孔より通路断
面積が大きいサイズに形成され、前記主連絡孔は前記副
室の中心からオフセットして前記副室内にスワールを形
成するように延びている請求項１又は２に記載の副室式
エンジン。3. The main communication hole is formed to have a larger passage cross-sectional area than the sub communication hole, and the main communication hole is offset from the center of the sub chamber and extends to form a swirl in the sub chamber. The subchamber engine according to claim 1 or 2. 【請求項４】 前記燃料噴射ノズルの前記多噴孔と前記
ピストンに形成した前記主連絡孔とが対応している請求
項１〜３のいずれか１項に記載の副室式エンジン。4. The sub-chamber engine according to claim 1, wherein the multiple injection holes of the fuel injection nozzle correspond to the main communication holes formed in the piston. 【請求項５】 前記燃料噴射ノズルの前記多噴孔から前
記副室内の前記主連絡孔の副室側開口又はその近傍に向
かって燃料を噴射し且つ前記多噴孔からの噴射方向が前
記副連絡孔に対してオフセットされている請求項１〜４
のいずれか１項に記載の副室式エンジン。5. The fuel is injected from the multiple injection holes of the fuel injection nozzle toward the sub chamber side opening of the main communication hole in the sub chamber or in the vicinity thereof, and the injection direction from the multiple injection holes is the sub injection direction. 5. Offsetting with respect to the communication hole.
The sub-chamber engine according to any one of 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020081626A (en) * 2001-04-19 2002-10-30 현대자동차주식회사 Compression ignition of homogenous charge combustion

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