JPH11280477A - Sub-chamber type engine - Google Patents

Sub-chamber type engine

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Publication number
JPH11280477A
JPH11280477A JP10099926A JP9992698A JPH11280477A JP H11280477 A JPH11280477 A JP H11280477A JP 10099926 A JP10099926 A JP 10099926A JP 9992698 A JP9992698 A JP 9992698A JP H11280477 A JPH11280477 A JP H11280477A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
sub
fuel
engine
air
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.)
Pending
Application number
JP10099926A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
Yoshio Sekiyama
惠夫 関山
Mitsuru Akama
充 赤間
Takero Nakajima
健朗 中島
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.)
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
Priority to JP10099926A priority Critical patent/JPH11280477A/en
Publication of JPH11280477A publication Critical patent/JPH11280477A/en
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    • 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

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promote mixture of air with fuel and reduce residual combustible fuel by preventing interference between the fuel injected from a fuel injection nozzle and air flow introduced into a sub-chamber through communication holes. SOLUTION: Fuel is injected from a multiple nozzle holes 23 of a fuel injection nozzle 9, substantially perpendicularly against a side wall surface 16 extended between sub-chamber side openings 17 of communication holes 14 radially formed so as to be communicated with a main chamber. The fuel has no interference with air flow introduced into the sub-chamber 2 through the communication holes 14, until it is collided against the side wall surface 16. The fuel is atomized after being collided against the side wall surface, and mixed with air in the vicinity of the openings 17 of the communication holes 14, to form superrich air-fuel mixture. The air flow is regulated by a projection formed on a center of the bottom of the sub-chamber to generate longitudinal vortex.

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,副室及び
該副室内に燃料を噴霧する燃料噴射ノズルを有する副室
式エンジンに関する。
The present invention relates to a sub-chamber engine having a main chamber, a sub-chamber, and a fuel injection nozzle for spraying fuel into the sub-chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンとして,一般に直射
式エンジンと副室式エンジンがよく知られている。直射
式エンジンは,副室式エンジンに比べて,燃費が良いた
め,従来からトラック,バス等の大型車に多く使用され
てきている。しかしながら,直射式エンジンは,副室式
エンジンに比べて,NOX 排出量が多く,近年,NOX
規制が一層厳しくなる傾向にある。また,排気ガスの一
部を吸気側に環流するようにした排気ガス再循環装置
(EGRシステム)などによるNOX 低減が検討されて
いるが,EGRの排気ガスによる腐食の問題の発生によ
り,エンジンの耐久性や信頼性が悪化するという問題点
がある。そこで,厳しいNOX 規制に対応するため,N
X 排出量の少ない副室式エンジンが注目されるように
なってきた。そして,副室式エンジンの燃費を改善し,
EGRなしで,排気ガス規制をクリアすることが検討さ
れている。
2. Description of the Related Art As a diesel engine, a direct engine and a sub-chamber engine are generally well known. Direct-fire engines have been used more frequently in large vehicles such as trucks and buses because they have better fuel efficiency than sub-chamber engines. However, direct type engine, compared to Fukushitsushiki engine, many NO X emissions, in recent years, NO X
Regulations are becoming more stringent. Although NO X reduction by such an exhaust gas recirculation apparatus that circulates a part of exhaust gas to the intake side (EGR system) is being considered, the occurrence of corrosion problems due to exhaust gas EGR, engine However, there is a problem that the durability and reliability are deteriorated. Therefore, in order to meet the stringent NO X regulation, N
A sub-chamber engine with low OX emission has been attracting attention. And improve the fuel efficiency of the sub-chamber engine,
Clearing the exhaust gas regulations without EGR is being considered.

【0003】ディーゼルエンジンとしては,例えば,特
開平5−202755号公報に開示されたもの(第1従
来例)がある。このディーゼルエンジンは,シリンダブ
ロックに,上面が開口し且つ窪んだ形状の燃焼室を有す
るピストンを昇降自在に嵌合し,ピストンの燃焼室の直
上部に周方向に並んだ複数の噴射孔を有する燃料噴射ノ
ズルを配設し,ピストンの上面に上方が開口した溝状の
補助燃焼室を形成し,該補助燃焼室を,平面で見て燃料
噴射ノズルの噴射孔間に位置するように放射状に設けた
ものであり,吸入行程においては,外部から取り入れら
れた空気に横渦流であるスワールを与えて燃焼室へ導入
すると共に,補助燃焼室を通った吸気を縦流れとして燃
焼室へ導入し,両空気が燃焼室で衝突して燃焼室内での
空気流動を促進して吸気と噴霧との混合を促進し,黒煙
発生量を低減することを図ったものである。この副室式
エンジンは,燃焼室では吸気にスワールを与えているの
で,渦流室式エンジンと称されるものである。
As a diesel engine, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-202755 (first conventional example). This diesel engine has a plurality of injection holes arranged in a circumferential direction directly above a combustion chamber of a piston, in which a piston having a combustion chamber with an open upper surface and a concave shape is fitted to a cylinder block so as to be vertically movable. A fuel injection nozzle is provided, and a groove-shaped auxiliary combustion chamber having an open top is formed on the upper surface of the piston, and the auxiliary combustion chamber is radially arranged so as to be located between the injection holes of the fuel injection nozzle in a plan view. In the intake stroke, swirl, which is a horizontal vortex, is given to air taken in from the outside and introduced into the combustion chamber, and intake air passing through the auxiliary combustion chamber is introduced into the combustion chamber as a longitudinal flow. The two airs collide in the combustion chamber to promote air flow in the combustion chamber to promote mixing of intake air and spray, thereby reducing the amount of black smoke generated. This sub-chamber type engine is called a vortex chamber type engine because swirl is given to intake air in a combustion chamber.

【0004】また,ディーゼルエンジンとして,例え
ば,特開平7−83055号公報に開示されたもの(第
2従来例)もある。このディーゼルエンジンは,シリン
ダヘッドに配設される噴射ノズルとピストンの頂部に窪
み状に形成される燃焼室と,この燃焼室の内周に回動可
能に嵌合される回動部材と,この回動部材に形成される
突出壁及び窪み壁とを備え,中・低負荷運転時には,噴
射ノズルからの燃料の噴射が窪み壁に衝突するように回
動部材が回動し,噴霧への空気の導入を抑えてNOxの
発生を低減し,高負荷運転時には回動部材を回動して噴
霧が突出壁に衝突するようにして,噴霧への空気導入を
活発化させて,負荷全域においてNOxとスモークとの
発生を低減することを図っている。
[0004] As a diesel engine, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-83055 (second conventional example). This diesel engine includes an injection nozzle provided in a cylinder head and a combustion chamber formed in a recess at the top of a piston, a rotating member rotatably fitted to the inner periphery of the combustion chamber, The rotating member is provided with a protruding wall and a recessed wall formed on the rotating member, and at the time of medium / low load operation, the rotating member is rotated so that the injection of fuel from the injection nozzle collides with the recessed wall, and the air to the spray is sprayed. By suppressing the introduction of NOx, the generation of NOx is reduced, and at the time of high load operation, the rotating member is rotated so that the spray collides with the protruding wall, so that the air introduction into the spray is activated, and NOx over the entire load area. And smoke are reduced.

【0005】第1従来例のディーゼルエンジンは,吸気
の縦流れを形成し,補助燃焼室を隣合う噴射孔間に位置
させて吸気と噴霧との混合を促進させるものではある
が,ピストンの上部が大きく開口しており,主室と副室
との明確な区別や両室を連通する連絡孔が設けられてい
ないものである。しかも,縦流れは,燃焼室内に生じる
スワールとの混合を目的としたものであって,燃焼開始
時における噴霧の主室への拡散を考慮したものではな
い。
The first prior art diesel engine forms a longitudinal flow of intake air and places an auxiliary combustion chamber between adjacent injection holes to promote mixing of intake air and spray. Has a large opening, and there is no clear distinction between the main room and the sub room, and no communication hole communicating the two rooms. Moreover, the longitudinal flow is intended for mixing with swirl generated in the combustion chamber, and does not take into account the diffusion of spray into the main chamber at the start of combustion.

【0006】第2従来例の直接噴射式ディーゼルエンジ
ンは,エンジン運転負荷に応じて,噴射された燃料が衝
突する燃焼室内の凹凸を切り換えて,噴霧への空気の導
入を促進させるものではあるが,ピストン内の燃焼室状
の面が全面的にシリンダヘッド側に開口したものであっ
て,連絡孔を通じてシリンダ側の主室と連絡する副室を
有するものではない。また,燃焼室を回動させることは
極めて困難であり,現実的な対応でないことは言うまで
もない。
The direct injection diesel engine of the second prior art is designed to promote the introduction of air into the spray by switching the unevenness in the combustion chamber where the injected fuel collides in accordance with the engine operating load. The combustion chamber-like surface in the piston is entirely open to the cylinder head side, and does not have a sub-chamber communicating with the cylinder-side main chamber through the communication hole. Further, it is needless to say that it is extremely difficult to rotate the combustion chamber, and it is not a realistic measure.

【0007】副室式エンジン(渦流室式ディーゼルエン
ジン)の燃費の悪化原因は,第一に,副室に燃料を噴射
し,副室で着火燃焼させ,その後,火炎が副室の中心軸
からの径方向に対して傾斜した方向に延びる一つの連絡
孔を通過し,主室全域に拡散していくため,燃焼期間が
長いということ,第二に,連絡孔の絞り損失が大きいこ
と,第三に,副室内の空気流動及び表面積が大きいため
放熱損失が大きいことなどにある。このような従来の副
室式エンジンの欠点を解消するために,中央副室式エン
ジンが提案されている。中央副室式エンジンは,副室を
シリンダの中央に配置し,複数の連絡孔を主室外周部に
向けて放射状に配置したものであって,副室を中央に配
置したために,シリンダに火炎を拡げるための時間が1
/2となるものであり,連絡面積比を大きくしたもので
ある。
[0007] The fuel consumption of the sub-chamber type engine (vortex chamber type diesel engine) is deteriorated by first injecting fuel into the sub-chamber and igniting and burning in the sub-chamber. Since it passes through one communication hole extending in the direction inclined to the radial direction of the gas, and diffuses throughout the main chamber, the combustion period is long. Second, the throttle loss of the communication hole is large. Third, heat loss is large due to the large air flow and surface area in the sub-chamber. In order to solve such disadvantages of the conventional sub-chamber engine, a central sub-chamber engine has been proposed. In the central subchamber engine, the subchamber is located at the center of the cylinder, and a plurality of communication holes are radially arranged toward the outer periphery of the main chamber. Time to expand
/ 2, which is an increase in the contact area ratio.

【0008】中央副室式エンジンとして,例えば,特開
平7−332091号公報に開示されたもの(第3従来
例)がある。この中央副室式エンジンは,シリンダヘッ
ド中央部から燃料噴射ノズルを垂下し,ピストンの上部
中央には濃混合気室となる副燃焼室(副室)を構成し,
上壁には主燃焼室(主室)に連通する連絡孔を貫設した
ものであって,燃料噴射ノズルをピストンの上死点近傍
で副室内に突入させ,多噴孔から副室の側壁面に対して
軸方向高さの1/2よりも高い領域に向けて燃料を噴射
している。このように,副室の上部に燃料がリッチな混
合気を生成し,濃混合気を素早く主室に噴出させて燃焼
帰還を短縮化を図っている。
As a central sub-chamber type engine, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-332091 (third conventional example). In this central sub-chamber engine, the fuel injection nozzle is suspended from the center of the cylinder head, and a sub-combustion chamber (sub-chamber) is formed in the upper center of the piston as a rich mixture chamber.
The upper wall has a communication hole communicating with the main combustion chamber (main chamber). The fuel injection nozzle protrudes into the sub chamber near the top dead center of the piston. The fuel is injected toward a region higher than half the height in the axial direction with respect to the wall surface. As described above, a fuel-rich mixture is generated in the upper portion of the sub-chamber, and the rich mixture is quickly injected into the main chamber to shorten combustion feedback.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで,副室式エン
ジンでは,一般に,副室内では空気流動が大きく,副室
内への流入空気と噴射燃料との干渉が生じやすい。流入
空気と噴射燃料とに干渉が生じると,その瞬間に燃料が
着火し,以後に噴射される燃料の大部分が副室内に滞
り,主室での燃焼後に連絡孔を通じて副室から不完全燃
焼のまま主室に流れ出るため,スートを含む燃焼ガスが
排出されるという問題がある。このように,上記の流入
空気と噴射燃料とに干渉が生じると,燃料噴霧の広がり
が阻害されたり,混合面積が広がらないことにより,副
室内での混合気の形成が促進されず,燃費やスモークの
悪化が懸念される。したがって,副室式エンジンにおい
て,連絡孔を通じて導入される空気と干渉することなく
燃料を副室内に噴射して,副室の壁面に衝突して噴霧化
し拡散した燃料と導入された空気とを混合させることが
できれば,燃料噴霧と混合面積との広がりが期待でき,
副室内での混合気の形成が促進することが考えられる。
したがって,副室式エンジンにおいては,如何にして,
副室内に噴射される燃料が連絡孔を通じて導入される空
気と干渉せずに,副室の壁面に衝突させることで燃料を
噴霧化し拡散し,更に,その後に燃料を導入空気と混合
させるかについて,解決すべき課題がある。
By the way, in the sub-chamber engine, generally, the air flow is large in the sub-chamber, and the interference between the air flowing into the sub-chamber and the injected fuel is likely to occur. When interference occurs between the inflowing air and the injected fuel, the fuel is ignited at that moment, and most of the fuel injected thereafter stays in the sub-chamber, and after the combustion in the main chamber, incomplete combustion from the sub-chamber through the communication hole. Since the fuel gas flows out into the main chamber as it is, there is a problem that combustion gas including soot is discharged. In this way, if the above-mentioned interference between the inflow air and the injected fuel occurs, the spread of the fuel spray is hindered or the mixing area does not increase, so that the formation of the air-fuel mixture in the sub-chamber is not promoted, and the fuel consumption and the fuel consumption are reduced. There is a concern that smoke will worsen. Therefore, in a sub-chamber engine, fuel is injected into the sub-chamber without interfering with the air introduced through the communication hole, and the fuel that has collided with the wall of the sub-chamber to be atomized and diffused is mixed with the introduced air. If it is possible to spread the fuel spray and the mixing area,
It is considered that the formation of the air-fuel mixture in the sub-chamber is promoted.
Therefore, in a sub-chamber engine,
The fuel injected into the sub-chamber does not interfere with the air introduced through the communication hole, but collides with the wall of the sub-chamber to atomize and diffuse the fuel, and then mixes the fuel with the introduced air. There are problems to be solved.

【0010】[0010]

【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,燃料噴射ノズルから噴射
された燃料を,連絡孔を通じて導入される空気と干渉さ
せることなく,副室の側壁面に衝突させて拡散させ,圧
縮行程で導入された空気と混合するのを促進して,燃料
噴霧の広がりが阻害されず,混合面積が広がり,副室内
での混合気の形成を促進する副室式エンジンを提供する
ことである。また,副室内に導入された空気に副室内で
縦渦流れを形成させることにより,拡散した噴霧燃料と
縦渦流れとの混合によって,副室内での過濃混合気の形
成を一層促進することができ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-mentioned problems, and the fuel injected from a fuel injection nozzle does not interfere with the air introduced through a communication hole, and the sub chamber is not affected. It collides with the side wall surface of the fuel and diffuses it, and promotes mixing with the air introduced in the compression stroke, so that the spread of fuel spray is not hindered and the mixing area is widened, promoting the formation of air-fuel mixture in the sub-chamber. To provide a sub-chamber engine. In addition, by forming a vertical vortex flow in the sub-chamber with the air introduced into the sub-chamber, the mixture of the diffused spray fuel and the vertical vortex flow further promotes the formation of a rich mixture in the sub-chamber. It is an object of the present invention to provide a sub-chamber engine.

【0011】この発明は,シリンダを構成するシリンダ
ブロック,前記シリンダブロックに固定されたシリンダ
ヘッド,前記シリンダ内を往復動するピストン,前記ピ
ストンの頂面と前記シリンダヘッドとの間の前記シリン
ダに形成された主室,前記ピストンの中央部に形成され
た副室,前記主室と前記副室とを連通するため前記副室
の中心に対して周方向に隔置して形成された複数の連絡
孔,及び前記副室内に燃料を噴射する多噴孔を有する燃
料噴射ノズルを備えた副室式エンジンにおいて,前記燃
料噴射ノズルの前記多噴孔は,それぞれ,前記多噴孔か
ら噴射される燃料が前記連絡孔から前記副室内に導入さ
れる空気の流れと干渉するのを回避するため,隣接する
前記連絡孔の副室側開口間に延びる前記副室の側壁面に
向けて燃料を噴射するように設定されていることを特徴
とする副室式エンジンに関する。
According to the present invention, there is provided a cylinder block constituting a cylinder, a cylinder head fixed to the cylinder block, a piston reciprocating in the cylinder, and a cylinder formed between a top surface of the piston and the cylinder head. A main chamber, a sub-chamber formed at the center of the piston, and a plurality of connections formed circumferentially spaced from a center of the sub-chamber to communicate the main chamber with the sub-chamber. In a sub-chamber type engine having a fuel injection nozzle having a hole and a multi-injection hole for injecting fuel into the sub-chamber, the multi-injection hole of the fuel injection nozzle is provided with a fuel injected from the multi-injection hole, respectively. Injects fuel toward the side wall surface of the sub-chamber extending between the adjacent sub-chamber openings of the communication hole in order to avoid interference with the flow of air introduced into the sub-chamber from the communication hole. For the auxiliary chamber type engine, characterized in that it is set to so that.

【0012】この副室式エンジンにおいて,前記副室の
底部中央には,エンジンの圧縮行程において前記連絡孔
から導入される空気に縦渦を生じさせる突起部が設けら
れている。
In this sub-chamber engine, a projection is formed at the center of the bottom of the sub-chamber to generate a vertical vortex in the air introduced from the communication hole during the compression stroke of the engine.

【0013】また,この副室式エンジンにおいて,前記
燃料噴射ノズルは,前記副室の前記側壁面に形成された
凸部に向けて燃料を噴射する。更に,前記凸部の端面
は,滑らかな凸曲面から成っている。
In the sub-chamber engine, the fuel injection nozzle injects fuel toward a projection formed on the side wall surface of the sub-chamber. Further, the end face of the convex portion has a smooth convex curved surface.

【0014】更に,この副室式エンジンにおいて,前記
連絡孔は,前記副室の中心に対して放射状に且つ周方向
に等間隔に隔置して形成されている。
Further, in this sub-chamber engine, the communication holes are formed radially with respect to the center of the sub-chamber and at equal intervals in the circumferential direction.

【0015】この副室式エンジンは,上記のように構成
されているので,次のように作動する。即ち,圧縮行程
において,ピストンの頂面とシリンダヘッドとの間のシ
リンダ内に収容された空気は,連通孔を通して副室内に
導入される。連絡孔は副室の中心に対して周方向に隔置
して形成されているので,副室内に導入された空気は,
副室の中心に向かって流れる。主室と副室を連絡する連
絡孔は,通常,複数個形成されており,副室において
は,側壁面に開口する。燃料噴射ノズルが有する多噴孔
は,燃料噴孔ノズルにおいて,隣接する連絡孔が副室に
おいて開口する副室側開口間に延びる側壁面に向けて燃
料を噴射するように設定されているので,多噴孔のそれ
ぞれから噴射された燃料は,連絡孔を通じて導入される
空気の流れと干渉することなく,開口間の側壁面に衝突
して拡散する。拡散した噴霧燃料は,副室内で流動する
空気と混合され,過濃混合気(燃料密度の大きな極めて
濃い混合気)が形成される。
Since the sub-chamber engine is constructed as described above, it operates as follows. That is, in the compression stroke, air contained in the cylinder between the top surface of the piston and the cylinder head is introduced into the sub-chamber through the communication hole. Since the communication hole is formed circumferentially spaced from the center of the sub-chamber, the air introduced into the sub-chamber is
It flows toward the center of the sub chamber. Usually, a plurality of communication holes communicating the main chamber and the sub-chamber are formed, and the sub-chamber is opened to the side wall surface. The multi-injection hole of the fuel injection nozzle is configured so that the fuel injection nozzle injects fuel toward the side wall surface extending between the sub-chamber-side openings in which the adjacent communication holes are opened in the sub-chamber. The fuel injected from each of the multiple injection holes impinges on the side wall between the openings and diffuses without interfering with the flow of air introduced through the communication holes. The diffused spray fuel is mixed with the air flowing in the sub-chamber to form an over-enriched mixture (an extremely rich mixture having a high fuel density).

【0016】また,副室の底部中央に突起部を設けた場
合には,エンジンの圧縮行程において連通孔を通して副
室内の中央に向かって導入された空気は,突起部に規制
且つ案内されて縦方向に渦巻く縦渦となる。副室の側壁
面に沿って吹き上がる空気の流れは,側壁面に衝突して
拡散した噴霧燃料と混合し,過濃混合気をピストンの頂
部寄りの副室上部,即ち,連絡孔の副室側開口の近傍に
形成する。副室上部には比較的に燃料リッチな混合気及
び燃焼ガスが形成され,副室下部には比較的に燃料リー
ンな混合気及び燃焼ガスが形成される。副室上部に主と
して形成された過濃な混合気は,膨張行程中において連
絡孔を通じて早期に主室に噴射され,燃料の燃焼効率が
良好となる。したがって,副室下部は,過濃な混合気が
溜まることがなく,燃料が少なく空気が多い領域とな
る。燃料が衝突する副室の側壁面に凸部を形成すると,
凸部に衝突した燃料は,凸部の周囲において拡散し,過
濃な混合気の形成を促進する。更に,凸部の端面を滑ら
かな凸曲面で構成すると,衝突した燃料は横に広がって
過濃な混合気が効率良く形成される。
When a projection is provided at the center of the bottom of the sub-chamber, the air introduced toward the center of the sub-chamber through the communication hole during the compression stroke of the engine is regulated and guided by the projection and is vertically guided. It becomes a vertical vortex swirling in the direction. The flow of air that blows up along the side wall surface of the sub chamber mixes with the spray fuel that has collided and diffused with the side wall surface, and the rich mixture is in the upper part of the sub chamber near the top of the piston, that is, the sub chamber of the communication hole. It is formed near the side opening. A relatively fuel-rich mixture and combustion gas are formed in the upper portion of the sub-chamber, and a relatively fuel-rich mixture and combustion gas are formed in the lower portion of the sub-chamber. The rich mixture mainly formed in the upper part of the sub-chamber is injected into the main chamber early through the communication hole during the expansion stroke, and the fuel combustion efficiency is improved. Therefore, the lower part of the sub-chamber does not accumulate the rich air-fuel mixture, and is an area where the fuel is low and the air is high. When a projection is formed on the side wall surface of the sub chamber where the fuel collides,
The fuel that collides with the projections diffuses around the projections and promotes the formation of a rich mixture. Further, when the end face of the convex portion is formed of a smooth convex curved surface, the colliding fuel spreads sideways and an rich mixture is efficiently formed.

【0017】エンジンの圧縮行程では,ピストンの上昇
によって圧縮された主室内の空気は,複数の連絡孔を通
じて主室から副室に導入される。圧縮行程の終端近傍で
燃料噴射ノズルから燃料が副室に噴霧される。燃料噴射
ノズルから噴射された燃料は,連絡孔の副室側開口間の
側壁面に衝突してその近傍において拡散し,流動する空
気と混合して過濃混合気となる。次いで,混合気が着火
すると,エンジンは膨張行程に移行する。膨張行程で
は,連絡孔の副室側開口付近に存在する過濃混合気を含
んだ火炎が連絡孔を通過して主室へ噴出する。火炎は内
部まで短期間で空気と混合して急速に希薄化して燃焼
し,主室内で急速拡散燃焼をして燃焼期間を短縮し,N
X の排出量が少なく,パティキュレートやスートの発
生が低減され,低燃費に抑えられることになる。
In the compression stroke of the engine, the air in the main chamber compressed by the rise of the piston is introduced from the main chamber into the sub chamber through a plurality of communication holes. Fuel is sprayed from the fuel injection nozzle to the sub chamber near the end of the compression stroke. The fuel injected from the fuel injection nozzle collides with the side wall surface between the sub-chamber-side openings of the communication holes, diffuses in the vicinity thereof, mixes with the flowing air, and becomes a rich mixture. Next, when the mixture is ignited, the engine shifts to an expansion stroke. In the expansion stroke, the flame containing the rich mixture present near the opening of the communication hole on the sub-chamber side passes through the communication hole and blows out to the main chamber. The flame mixes with the air in a short period of time and mixes with the air in a short period of time, rapidly dilutes and burns, and performs rapid diffusion combustion in the main chamber to shorten the combustion period.
O X emissions is small, the generation of particulates or soot is reduced, so that the suppressed to a low fuel consumption.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下,図面を参照して,この発明
による副室式エンジンの実施例について説明する。図1
はこの発明による副室式エンジンの第1実施例において
用いられる副室部材を示し,図2の線B−Bで示す面で
切断したときの断面図に相当する。図2は図1に示した
副室部材を用いた副室式エンジンの断面図であり,図1
における線A−Aで示す面に相当する面で切断したとき
の断面図である。この第1実施例の副室式エンジンで
は,要部のみを説明するため,吸排気ポートや吸排気バ
ルブを図示していないが,通常のディーゼルエンジンと
同様にそれらが設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a sub-chamber engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
2 shows a sub-chamber member used in the first embodiment of the sub-chamber engine according to the present invention, and corresponds to a cross-sectional view taken along a plane indicated by line BB in FIG. FIG. 2 is a sectional view of a sub-chamber type engine using the sub-chamber member shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a plane corresponding to the plane indicated by line AA in FIG. In the sub-chamber engine of the first embodiment, the intake / exhaust port and the intake / exhaust valve are not shown in order to explain only the main part, but they are provided similarly to a normal diesel engine.

【0019】図1及び図2に示す副室式エンジンは,例
えば,シリンダブロック6に固定されたシリンダヘッド
5を有し,シリンダブロック6にはエンジンの気筒数に
対応する数のシリンダボア(図示省略)が形成され,シ
リンダボアにはシリンダ3を構成するシリンダライナ7
が嵌合されている。シリンダライナ7で形成されたシリ
ンダ3には,ピストン4が往復運動するように組み込ま
れている。シリンダヘッド5の下面12とピストン4の
頂面11との間には,主室1が形成されている。また,
ピストン4には副室2を内部に構成する副室部材13が
配設されるキャビティ8が形成されている。燃料噴射ノ
ズル9は,副室2内に燃料を噴射するように,シリンダ
ヘッド5に配置されている。副室部材13は,耐熱材か
ら製作され,その外周は遮熱構造に構成されている。ま
た,副室2は,横断面で見て,略円形の側壁面16を有
している。
The sub-chamber type engine shown in FIGS. 1 and 2 has, for example, a cylinder head 5 fixed to a cylinder block 6, and the cylinder block 6 has a number of cylinder bores (not shown) corresponding to the number of cylinders of the engine. ) Is formed, and a cylinder liner 7 constituting the cylinder 3 is formed in the cylinder bore.
Are fitted. The piston 4 is incorporated in the cylinder 3 formed by the cylinder liner 7 so as to reciprocate. The main chamber 1 is formed between the lower surface 12 of the cylinder head 5 and the top surface 11 of the piston 4. Also,
The piston 4 is formed with a cavity 8 in which a sub-chamber member 13 constituting the sub-chamber 2 is disposed. The fuel injection nozzle 9 is disposed on the cylinder head 5 so as to inject fuel into the sub-chamber 2. The sub-chamber member 13 is made of a heat-resistant material, and its outer periphery has a heat-shielding structure. The sub-chamber 2 has a substantially circular side wall surface 16 when viewed in a cross section.

【0020】副室部材13には,主室1と副室2とを連
通する連絡孔14及び燃料噴射ノズル9をピストン上死
点近傍で副室2内に突入させるためのノズル挿入孔10
が形成されている。燃料噴射ノズル9及び副室部材13
は,シリンダ中心軸15を中心としてほぼ中央に配置さ
れており,副室2もシリンダ中心軸15を中心としてほ
ぼ中央に形成されている。燃料噴射ノズル9は,燃料を
ほぼ水平方向に噴射する多噴孔23を備えており,多噴
孔23の噴孔数は,シリンダ中心軸15の周りに等角度
で設けられた8個である。
The sub-chamber member 13 has a communication hole 14 for communicating the main chamber 1 with the sub-chamber 2 and a nozzle insertion hole 10 for allowing the fuel injection nozzle 9 to protrude into the sub-chamber 2 near the top dead center of the piston.
Are formed. Fuel injection nozzle 9 and sub chamber member 13
The sub-chamber 2 is arranged substantially at the center with the cylinder center axis 15 as the center. The fuel injection nozzle 9 is provided with multiple injection holes 23 for injecting fuel in a substantially horizontal direction, and the number of the multiple injection holes 23 is eight provided at equal angles around the cylinder center axis 15. .

【0021】主室1と副室2とを連通する連絡孔14
は,副室部材13の上方肩部において,シリンダ中心軸
15の回りに,好ましくは等間隔に隔置してピストン4
の外周方向へ向けて放射状に形成されている。即ち,連
絡孔14の軸線は,シリンダ中心軸15からシリンダヘ
ッド5の下面12に向かうように上方に傾斜している。
連絡孔14は,燃料噴射ノズル9の多噴孔23の対応し
た数だけ設けられている。また,連絡孔14は,副室2
の側壁面16において副室側開口17で開口している。
A communication hole 14 for communicating the main chamber 1 with the sub-chamber 2
At the upper shoulder of the sub-chamber member 13, around the cylinder center axis 15, preferably at equal intervals.
Are formed radially toward the outer peripheral direction of. That is, the axis of the communication hole 14 is inclined upward from the cylinder center axis 15 toward the lower surface 12 of the cylinder head 5.
The communication holes 14 are provided by the number corresponding to the multiple injection holes 23 of the fuel injection nozzle 9. Further, the communication hole 14 is provided in the sub-chamber 2.
The sub-chamber side opening 17 is formed on the side wall surface 16 of the sub-chamber.

【0022】燃料噴射ノズル9は,副室2の連絡孔14
間の側壁面16に向けて燃料を噴射する。燃料噴射ノズ
ル9から噴霧された燃料は,側壁面16に略垂直に衝突
する。側壁面16に衝突した燃料は,図1の断面で見て
凹状に周囲に噴霧化し且つ拡散する。噴霧化した燃料
は,特に連絡孔14が副室2の側壁面16において開口
する副室側開口17の近傍において拡散される。
The fuel injection nozzle 9 is connected to the communication hole 14 of the sub-chamber 2.
Fuel is injected toward the side wall surface 16 between them. The fuel sprayed from the fuel injection nozzle 9 collides with the side wall surface 16 substantially perpendicularly. The fuel impinging on the side wall surface 16 is atomized and diffuses in a concave shape as seen in the cross section of FIG. The atomized fuel is diffused particularly near the sub-chamber-side opening 17 in which the communication hole 14 opens on the side wall surface 16 of the sub-chamber 2.

【0023】この副室式エンジンでは,エンジンの圧縮
行程時に連絡孔14を通じて導入される空気は,以下に
述べるように副室2内において縦渦22を形成する。副
室部材13には,副室2の底面21から燃料噴射ノズル
9に向かって突出する突起部20が形成されている。ピ
ストン4の頂面11とシリンダヘッド5の下面12との
間のシリンダ3に吸入されていた空気は,エンジンの圧
縮行程でピストン4が上昇し,燃焼噴孔ノズル9がノズ
ル挿入孔10に突入した後には,主室1側から連絡孔1
4を通じて副室2内へ導入される。副室2に導入された
空気は,連絡孔14の傾きによって,副室2の底面21
に向かう方向で入り込み,突起部20に規制され且つ案
内されて副室2で縦渦22を形成する。縦渦22の空気
の流れは,副室2の底面21に沿って外方に流れた後,
副室2の側壁面16に沿って連絡孔14の副室側開口1
7の付近にまで上昇する。副室2の側壁面16に衝突し
て拡散した燃料は,副室2の下方から上昇してくる縦渦
22の空気と背面から巻き込まれるように,連絡孔14
の近傍において混合が促進される。したがって,副室側
開口17付近には,以下に述べるように,燃料の過濃な
領域,即ち燃料密度の大きな極めて濃い混合気の領域が
形成されることになる。これに対して,連絡孔14から
遠い副室2の底面21の近傍には燃料の比較的少ない空
気の多い領域,燃料密度が小さくほとんど空気だけと言
える混合気の領域が形成される。
In the sub-chamber engine, the air introduced through the communication hole 14 during the compression stroke of the engine forms a vertical vortex 22 in the sub-chamber 2 as described below. The sub-chamber member 13 is formed with a protrusion 20 projecting from the bottom surface 21 of the sub-chamber 2 toward the fuel injection nozzle 9. The air that has been sucked into the cylinder 3 between the top surface 11 of the piston 4 and the lower surface 12 of the cylinder head 5 rises during the compression stroke of the engine, causing the combustion nozzle 9 to enter the nozzle insertion hole 10. After that, the communication hole 1
4, is introduced into the sub-chamber 2. The air introduced into the sub-chamber 2 is inclined by the inclination of the communication hole 14 so that
, And is guided and regulated by the projection 20 to form a vertical vortex 22 in the sub chamber 2. After the air flow of the vertical vortex 22 flows outward along the bottom surface 21 of the sub chamber 2,
Sub-chamber side opening 1 of communication hole 14 along side wall surface 16 of sub-chamber 2
It rises to around 7. The fuel that has collided with the side wall surface 16 of the sub-chamber 2 and diffused therein is connected with the air of the vertical vortex 22 rising from below the sub-chamber 2 so as to be caught from the back.
Is promoted in the vicinity of. Therefore, an area rich in fuel, that is, an area of an extremely rich air-fuel mixture having a large fuel density is formed near the sub-chamber side opening 17 as described below. On the other hand, in the vicinity of the bottom surface 21 of the sub-chamber 2 far from the communication hole 14, a region with a relatively large amount of air containing a relatively small amount of fuel and a region of an air-fuel mixture with a small fuel density and almost only air are formed.

【0024】次に,この副室式エンジンの作動について
説明する。エンジンの圧縮行程では,ピストン4の上昇
によって圧縮された主室1内の空気は,複数本の連絡孔
14を通じて副室2に圧送され,突起部20によって副
室2内で縦渦22を形成する。圧縮行程の終期には燃料
噴射ノズル9が副室部材13のノズル挿入孔10から副
室2内へ突入し,燃料噴射ノズル9の噴孔23から燃料
が副室2に噴射される。燃料噴射ノズル9から噴射され
た燃料は,互いに隣接する連絡孔14の副室側開口17
間に延びる側壁面16に対して略垂直に噴射され,側壁
面16に衝突することによってその周囲に拡散し,特に
副室側開口17の近傍において縦渦22と混合して,過
濃な混合気を形成する。
Next, the operation of the sub-chamber engine will be described. In the compression stroke of the engine, the air in the main chamber 1 compressed by the rise of the piston 4 is sent to the sub-chamber 2 through a plurality of communication holes 14, and a vertical vortex 22 is formed in the sub-chamber 2 by the projection 20. I do. At the end of the compression stroke, the fuel injection nozzle 9 protrudes from the nozzle insertion hole 10 of the sub-chamber member 13 into the sub-chamber 2, and fuel is injected into the sub-chamber 2 from the injection hole 23 of the fuel injection nozzle 9. The fuel injected from the fuel injection nozzle 9 is supplied to the sub-chamber side opening 17 of the communication hole 14 adjacent to each other.
The fuel is injected substantially perpendicularly to the side wall surface 16 extending therebetween, and diffuses around the side wall surface 16 by colliding with the side wall surface 16. Forming Qi.

【0025】次いで,その混合気が着火すると,エンジ
ンは膨張行程に移行する。膨張行程では,過濃な混合気
を含んだ火炎は連絡孔14付近の副室2の上部に存在し
ているので,連絡孔14へ円滑に流入し,連絡孔14を
通過して主室1へ噴出する。副室2の底面21の近傍の
領域に存在している混合気は,燃料が希薄な混合気であ
り,過濃な混合気を含んだ火炎を連絡孔14を通過して
主室1へ噴出するのを助ける働きをする。連絡孔14か
ら噴出する過濃な混合気を含んだ火炎は,主室1内で流
動して,主室1内の空気と混合する。そして,火炎は内
部まで短期間で空気と混合して希薄化し,主室1内で拡
散する。したがって,燃料は,過濃な混合気の状態で比
較的低温で燃焼を開始するので,NOX の排出量が低減
され,また,燃料成分は連絡孔14を通過して主室1内
に素早く噴出されることになるから,燃費も改善され
る。
Next, when the mixture is ignited, the engine shifts to an expansion stroke. In the expansion stroke, the flame containing the rich air-fuel mixture exists in the upper part of the sub-chamber 2 near the communication hole 14, so that the flame smoothly flows into the communication hole 14, passes through the communication hole 14, and passes through the main chamber 1. Squirt to The air-fuel mixture existing in the area near the bottom surface 21 of the sub-chamber 2 is a fuel-lean air-fuel mixture, and the flame containing the rich air-fuel mixture is injected into the main chamber 1 through the communication hole 14. It works to help you. The flame containing a rich air-fuel mixture ejected from the communication hole 14 flows in the main chamber 1 and mixes with the air in the main chamber 1. Then, the flame is mixed with the air to the inside in a short period of time to be diluted and diffused in the main chamber 1. Thus, fuel is so starts relatively burned at low temperatures in the rich Do mixture state emissions of the NO X is reduced, also, the fuel component is quickly contact hole 14 main chamber 1 through the The fuel is also improved because the fuel is jetted.

【0026】このように,この副室式エンジンは,副室
2内に導入された空気が縦渦22を形成し,側壁面16
に衝突して噴霧化し拡散した燃料と連絡孔14の付近で
混合して過濃な混合気を形成し,燃焼初期においては,
燃料の過濃な混合気の状態で燃焼し,その後,この状態
から混合気を連絡孔14を通じて主室1内に急速拡散
し,一気に燃焼するので,NOX だけでなく,ディーゼ
ルパティキュレートやスートも同時に低減することがで
きる。なお,上記の実施例では,連通孔14を副室2の
中心に向かうように形成したが,連通孔14を副室2の
中心に向かって若干オフセットさせて,副室2内に若干
のスワールを形成してもよい。
As described above, in this sub-chamber engine, the air introduced into the sub-chamber 2 forms the vertical vortex 22 and the side wall surface 16
In the early stage of combustion, the fuel atomized and diffused and mixed with the fuel diffused and mixed in the vicinity of the communication hole 14 to form an rich mixture.
The fuel is burned in the state of a rich mixture of fuel, and then the mixture is rapidly diffused into the main chamber 1 through the communication hole 14 from this state and burns at once, so that not only NO X but also diesel particulates and soot are burned. Can also be reduced at the same time. In the above embodiment, the communication hole 14 is formed so as to be directed toward the center of the sub-chamber 2. However, the communication hole 14 is slightly offset toward the center of the sub-chamber 2 so that a slight swirl is formed in the sub-chamber 2. May be formed.

【0027】次に,この発明による副室式エンジンの第
2実施例について図3及び図4に基づいて説明する。図
3はこの発明による副室式エンジンの第2実施例におい
て用いられる副室部材を示し,図4の線D−Dで示す面
で切断したときの断面図である。図4は図3に示した副
室部材を用いた副室式エンジンの断面図であり,図3に
おける線C−Cで示す面に相当する面で切断したときの
断面図である。図3及び図4において,先の実施例にお
ける同様の機能を奏する部品及び部位には同じ符号付し
ており,それらの部品及び部位についての重複する説明
を省略する。
Next, a second embodiment of the sub-chamber engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a sub-chamber member used in a second embodiment of the sub-chamber engine according to the present invention, taken along a plane indicated by line DD in FIG. 4 is a cross-sectional view of a sub-chamber engine using the sub-chamber member shown in FIG. 3, and is a cross-sectional view taken along a plane corresponding to a plane indicated by line CC in FIG. 3 and 4, components and parts having the same functions as in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description of those parts and parts will be omitted.

【0028】この実施例では,燃料噴射ノズル9から噴
射される燃料は,副室2の側壁面16において凸部に衝
突させたものである点で,第1実施例と異なる。即ち,
互いに隣接する連絡孔14間の側壁面16には,副室部
材13の凸部18が段差を伴って突出して形成されてい
る。凸部18の端面19は,例えば,円筒面の一部や,
R面のような滑らかな凸曲面となっている。燃料噴射ノ
ズル9は,連絡孔14間に形成されている凸部18に向
けて燃料を噴射する。燃料噴射ノズル9から噴霧された
燃料は,凸部18の端面19に略垂直に衝突する。端面
19は,衝突した燃料をその運動方向の成分を持った状
態で端面19を流れるので,端面19の周囲,特に連絡
孔14が開口する副室側開口17付近に拡散するのを一
層促進する。また,隣接する凸部18は,その間に溝状
の空間を形成しているので,突起部20によって生じた
縦渦22が凸部18の間で側壁面16に沿って上昇する
のを案内する働きもする。したがって,燃料を側壁面1
6の凸部18に衝突させることにより,衝突して噴霧化
した燃料の拡散と,縦渦22となって上昇する空気との
混合とが一層促進される。
This embodiment is different from the first embodiment in that the fuel injected from the fuel injection nozzle 9 collides with the projection on the side wall surface 16 of the sub-chamber 2. That is,
On the side wall surface 16 between the communication holes 14 adjacent to each other, a projection 18 of the sub-chamber member 13 is formed so as to protrude with a step. The end surface 19 of the convex portion 18 is, for example, a part of a cylindrical surface,
It has a smooth convex curved surface like an R surface. The fuel injection nozzle 9 injects fuel toward the projection 18 formed between the communication holes 14. The fuel sprayed from the fuel injection nozzle 9 collides with the end face 19 of the projection 18 substantially perpendicularly. Since the end face 19 flows through the end face 19 with the component of the direction of movement of the colliding fuel, the fuel is further promoted to diffuse around the end face 19, particularly near the sub-chamber-side opening 17 where the communication hole 14 is opened. . Since the adjacent convex portions 18 form a groove-shaped space therebetween, the vertical vortex 22 generated by the projecting portions 20 guides the vertical vortex 22 to rise along the side wall surface 16 between the convex portions 18. Also works. Therefore, the fuel should be
By colliding with the convex portion 18 of the sixth, the diffusion of the fuel atomized by the collision and the mixing with the air rising as the vertical vortex 22 are further promoted.

【0029】[0029]

【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,主室と副室を連絡する連絡孔を副室の中心に
対して周方向に隔置して形成し,燃料噴射ノズルは,連
絡孔が副室に開口する開口部間の側壁面に向けて噴射す
る構成としたので,噴射された燃料は,連絡孔から導入
される流入空気と干渉せず,開口部間の側壁面に衝突し
て噴霧化し拡散する。噴霧燃料は,副室の中心に向かっ
て導入されて副室内で流動する空気と素早く混合される
ので,過濃混合気(燃料密度の大きな極めて濃い混合
気)を広い混合面積と速い混合速度で形成することがで
きる。
As described above, in the sub-chamber engine according to the present invention, the communication hole connecting the main chamber and the sub-chamber is formed in the circumferential direction with respect to the center of the sub-chamber, and the fuel injection nozzle is provided. Has a structure in which the communication hole is injected toward the side wall surface between the openings that open to the sub-chamber, so that the injected fuel does not interfere with the inflow air introduced through the communication hole, and It collides with the wall and atomizes and diffuses. The atomized fuel is introduced toward the center of the sub-chamber and is quickly mixed with the air flowing in the sub-chamber, so that the rich mixture (extremely rich mixture with a large fuel density) can be mixed with a wide mixing area and a high mixing speed. Can be formed.

【0030】副室の底部中央に突起部を設けた場合に
は,エンジンの圧縮行程において連通孔を通して副室内
の中央に向かって導入された空気は,突起部に衝突して
縦方向に渦巻く縦渦を形成する。副室の側壁面に沿って
吹き上がる空気の流れは,側壁面に衝突して噴霧化し且
つ拡散した燃料と混合し,過濃な混合気を連絡孔の付近
の副室上部に形成することができる。過濃な混合気は,
膨張行程中において,連絡孔を通じて早期に主室に噴射
され,燃料の燃焼効率が良好となる。更に,副室の燃料
が衝突する側壁面を凸部とすると,凸部に衝突した燃料
は,凸部の周囲に流れて噴霧化し易い。凸部の端面を滑
らかな凸曲面で構成すると,衝突した燃料は側方に広が
って過濃な混合気が効率良く形成される。
When the projection is provided at the center of the bottom of the sub-chamber, the air introduced toward the center of the sub-chamber through the communication hole during the compression stroke of the engine collides with the projection and vertically swirls in the vertical direction. Form a vortex. The flow of air that blows up along the side wall of the sub-chamber impinges on the side wall and atomizes and mixes with the diffused fuel, forming a rich mixture at the top of the sub-chamber near the communication hole. it can. The rich mixture is
During the expansion stroke, the fuel is injected into the main chamber early through the communication hole, and the fuel combustion efficiency is improved. Furthermore, if the side wall surface on which the fuel in the sub-chamber collides is a convex portion, the fuel colliding with the convex portion easily flows around the convex portion and is easily atomized. If the end face of the convex portion is formed of a smooth convex curved surface, the colliding fuel spreads to the side and an rich mixture is efficiently formed.

【0031】副室の下側の部分には比較的に燃料希薄な
混合気及び燃焼ガスが形成されることになり,副室内に
残留する燃料成分を少なく抑えることができる。連絡孔
近傍の混合気が着火すると,エンジンは膨張行程に移行
し,副室の下側の部分の混合気及び燃焼ガスの圧力作用
を受けて,過濃な混合気を含んだ火炎が連絡孔を通過し
て主室へ噴出される。火炎は主室に早期に噴出し,主室
内で急速拡散燃焼をして燃焼期間が短縮し,NOX の排
出量が少なく,パティキュレートやスートの発生が低減
され,低燃費に抑えられることになる。即ち,燃焼噴孔
ノズルの多噴孔から噴射ささた燃料と連絡孔を通じて導
入された空気とが干渉すると,そこで燃料が着火し,以
後の噴射された燃料があとで主室に流れ出ることによる
スートの発生が防止できる。
In the lower part of the sub-chamber, a relatively fuel-lean mixture and combustion gas are formed, so that the fuel components remaining in the sub-chamber can be reduced. When the air-fuel mixture in the vicinity of the communication hole is ignited, the engine shifts to the expansion stroke, and the mixture containing the air-fuel mixture in the lower part of the subchamber and the combustion gas is subjected to the action of the flame, the flame containing the rich air-fuel mixture. Through the main chamber. Flame ejected prematurely main chamber, and the rapid diffusion combustion in the main chamber to shorten the combustion period, emit less NO X, generation of particulates or soot is reduced, to be suppressed to a low fuel consumption Become. That is, when the fuel injected from the multiple injection nozzles of the combustion injection nozzle interferes with the air introduced through the communication holes, the fuel is ignited there and the injected fuel later flows out into the main chamber. Can be prevented.

【0032】補助燃焼室なる部位を通過させることで吸
気に縦流れを形成し,補助燃焼室を隣合う噴射孔間に位
置させ,吸気と噴霧との混合を促進させるディーゼルエ
ンジンは,第1従来例にも見られるが,第1従来例は,
燃焼室を主室と副室に分かち,両室を連絡孔で連絡した
ものではなく,更に燃焼室内の横渦流(スワール)と縦
渦との混合を図ったものである。また,高負荷運転時
に,燃焼噴射が向けられる燃焼室の壁面を凸面とするも
のが,第2従来例に開示されているが,このエンジン
は,エンジンの負荷に応じて燃焼室の凹凸を切り換える
ものであって,本発明のように,副室に流入する空気
や,着火後の主室への燃焼ガスの流動を考慮したもので
はない。これに対して,この発明による副室式エンジン
は,燃焼噴射ノズルの副室内への突入によって,副室内
を基本的に封鎖して,吸気の副室内への導入を連絡孔を
通じて行うものであり,副室内では殆ど横渦流を生じる
ものではない。副室内に噴射された燃料は,副室の壁面
に衝突するまでは,副室内に導入される空気の流動によ
って乱されることが極力回避され,副室室の凸面状の壁
面に衝突した後に,凹状に拡散し,ここで初めて連絡孔
を通じて導入された,好ましくは縦渦となった吸入空気
と混合するので,混合速度が早く,且つ混合面積が広く
確保され,混合が促進される。そして,着火された燃焼
ガスは,連絡孔の近傍に集められ,速やかにピストン上
部の主室に噴出される。そして,その過濃な混合気は空
気と混合して急速に希薄化するので,一気に燃焼するこ
とができ,従来のものに比較してNOX ,パティキュレ
ート,スートの排出量が少なく,燃費を改善することが
できる。
A diesel engine that forms a vertical flow in intake air by passing through a portion serving as an auxiliary combustion chamber, positions the auxiliary combustion chamber between adjacent injection holes, and promotes mixing of intake air and spray is a first conventional diesel engine. As seen in the example, the first conventional example is
The combustion chamber is divided into a main chamber and a sub-chamber, and the two chambers are not connected by a communication hole. Instead, the horizontal vortex (swirl) and the vertical vortex in the combustion chamber are mixed. Further, the second prior art discloses a structure in which a wall surface of a combustion chamber to which combustion injection is directed during a high-load operation is convex, but this engine switches the unevenness of the combustion chamber according to the load of the engine. The present invention does not consider the air flowing into the sub chamber or the flow of the combustion gas to the main chamber after ignition as in the present invention. On the other hand, in the sub-chamber engine according to the present invention, the sub-chamber is basically closed by the combustion injection nozzle entering the sub-chamber, and the intake air is introduced into the sub-chamber through the communication hole. In the sub-chamber, a horizontal eddy current hardly occurs. Until the fuel injected into the sub-chamber collides with the wall of the sub-chamber, it is prevented as much as possible from being disturbed by the flow of air introduced into the sub-chamber, and after colliding with the convex wall surface of the sub-chamber. The air diffuses in a concave shape and mixes with the intake air introduced into the through hole for the first time, preferably in the form of a vertical vortex, so that the mixing speed is high, the mixing area is widened and the mixing is promoted. Then, the ignited combustion gas is collected in the vicinity of the communication hole, and is quickly discharged into the main chamber above the piston. Then, the rich mixture is mixed with air and rapidly diluted, so that it can be burned at once, and the emission of NO X , particulates, and soot is smaller than conventional ones, and the fuel consumption is reduced. Can be improved.

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

【図1】この発明による副室式エンジンの第1実施例に
用いられる副室部材を示し,図2の線B−Bで示す面で
切断したときの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a sub-chamber member used in a first embodiment of a sub-chamber engine according to the present invention, which is cut along a plane indicated by line BB in FIG.

【図2】図1に示す副室部材を用いた副室式エンジン
の,図1における線A−Aで示す面に相当する面で切断
したときの断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the sub-chamber engine using the sub-chamber member shown in FIG. 1, taken along a plane corresponding to the plane indicated by line AA in FIG.

【図3】この発明による副室式エンジンの第2実施例に
用いられる副室部材を示し,図4の線D−Dで示す面で
切断したときの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a sub-chamber member used in a second embodiment of the sub-chamber engine according to the present invention, which is cut along a plane indicated by line DD in FIG.

【図4】図3に示す副室部材を用いた副室式エンジン
の,図3における線C−Cで示す面に相当する面で切断
したときの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the sub-chamber engine using the sub-chamber member shown in FIG. 3, taken along a plane corresponding to a plane indicated by line CC in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主室 2 副室 3 シリンダ 4 ピストン 5 シリンダヘッド 6 シリンダブロック 9 燃料噴射ノズル 11 頂面 12 下面 13 副室部材 14 連絡孔 15 シリンダ中心軸 16 側壁面 17 副室側開口 18 凸部 19 頂面 20 突起部 21 底面 22 縦渦 23 噴孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main chamber 2 Sub chamber 3 Cylinder 4 Piston 5 Cylinder head 6 Cylinder block 9 Fuel injection nozzle 11 Top surface 12 Lower surface 13 Sub chamber member 14 Communication hole 15 Cylinder central axis 16 Side wall surface 17 Sub chamber side opening 18 Convex part 19 Top surface Reference Signs List 20 Projection 21 Bottom surface 22 Vertical vortex 23 Injection hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 健朗 神奈川県藤沢市土棚8番地 株式会社い すゞセラミックス研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenro Nakajima 8 Tsuchiya, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture Isuzu Ceramics Laboratory Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダを構成するシリンダブロック,
前記シリンダブロックに固定されたシリンダヘッド,前
記シリンダ内を往復動するピストン,前記ピストンの頂
面と前記シリンダヘッドとの間の前記シリンダに形成さ
れた主室,前記ピストンの中央部に形成された副室,前
記主室と前記副室とを連通するため前記副室の中心に対
して周方向に隔置して形成された複数の連絡孔,及び前
記副室内に燃料を噴射する多噴孔を有する燃料噴射ノズ
ルを備えた副室式エンジンにおいて,前記燃料噴射ノズ
ルの前記多噴孔は,前記多噴孔から噴射される燃料が前
記連絡孔から前記副室内に導入される空気の流れと干渉
するのを回避するため,隣接する前記連絡孔の副室側開
口間に延びる前記副室の側壁面に向けて燃料を噴射する
ように設定されていることを特徴とする副室式エンジ
ン。
1. A cylinder block constituting a cylinder,
A cylinder head fixed to the cylinder block, a piston reciprocating in the cylinder, a main chamber formed in the cylinder between a top surface of the piston and the cylinder head, and a central portion formed in the piston. A sub-chamber, a plurality of communication holes formed circumferentially spaced from a center of the sub-chamber to communicate the main chamber and the sub-chamber, and a multi-injection hole for injecting fuel into the sub-chamber. In the sub-chamber engine provided with the fuel injection nozzle having a fuel injection nozzle, the multi-injection hole of the fuel injection nozzle is provided for controlling a flow of air injected from the multi-injection hole into the sub-chamber through the communication hole. A sub-chamber engine, wherein fuel is injected toward a side wall surface of the sub-chamber extending between sub-chamber side openings of the adjacent communication holes in order to avoid interference.
【請求項2】 前記副室の底部中央には,エンジンの圧
縮行程において前記連絡孔から導入される空気に縦渦を
生じさせる突起部が設けられていることを特徴とする請
求項1に記載の副室式エンジン。
2. The projection according to claim 1, wherein a vertical vortex is generated in the air introduced from the communication hole in a compression stroke of the engine at a center of a bottom of the sub-chamber. Sub-chamber engine.
【請求項3】 前記燃料噴射ノズルは,前記副室の前記
側壁面に形成された凸部に向けて燃料を噴射することを
特徴とする請求項1又は2に記載の副室式エンジン。
3. The sub-chamber engine according to claim 1, wherein the fuel injection nozzle injects fuel toward a convex portion formed on the side wall surface of the sub-chamber.
【請求項4】 前記凸部の頂面は,滑らかな凸曲面から
成ることを特徴とする請求項3に記載の副室式エンジ
ン。
4. The sub-chamber engine according to claim 3, wherein a top surface of the convex portion has a smooth convex curved surface.
【請求項5】 前記連絡孔は,前記副室の中心に対して
放射状に且つ周方向に等間隔に隔置して形成されている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の
副室式エンジン。
5. The communication device according to claim 1, wherein the communication holes are formed radially at equal intervals in a circumferential direction with respect to a center of the sub-chamber. A sub-chamber engine according to the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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