JPS58117314A

JPS58117314A - 渦流室式デイ−ゼルエンジン

Info

Publication number: JPS58117314A
Application number: JP56215015A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tanaka; 利明田中; Kunihiko Sugihara; 杉原　邦彦
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1983-07-12
Also published as: JPS6236133B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は渦流室式ディーゼルエンジン、詳しくは主燃
焼室と渦流室とを主噴射孔および副噴射孔により連通し
た渦流室式テイーゼルエンジンに関する。

従来の渦流室式ディーゼルエンジンとしては、例えば第
１図に示すようなもの（実開昭５３−４７４０５号公報
参照）が知られている。第１図において、（１）はシリ
ンダブロック、（２）はピストン、（３）はシリンダヘ
ッドをそれぞれ示し、これらのシリンダブロック（１１
，ピストン（２）およびシリンダヘッド（３）により主
燃焼室（４）が画成されている。この主燃焼室（４）は
シリンダヘッド（３）に設けられた球状の渦流室（５）
に主噴射孔（６）および副噴射孔（７）を介して連通し
ており、この渦流室（５）にはシリンダヘッド（３）に
取り付けられた燃料噴射／゛ズル８）より燃料が噴射供
給される。また、前記主噴射孔（６）は前記球状の渦流
室（５）壁の接線方向に延在するように形成されており
、一方、前記燃料噴射ノズル（８）は単一の噴口を有し
、この噴口が前記副噴射孔（７）の軸線を指向するよう
に設けられている。さらに、副噴射孔（７）は渦流室１
５）　ｌ１１１１の開口端から主燃焼室（４）側の開口
端まで一律に同一断面積を有するように、がつ、その断
面積は主噴射孔（６）のそれよりも小さく形成されてい
る。

したがって、このような渦流室式ディーゼルエンジンに
あっては、ピストン（２）が上昇する圧縮行程において
は、主燃焼室（４）内の吸入空気は主として主噴射孔（
６）より渦流室（５１１Ｃ流入して渦流を形成する。ま
た、ピストン（２）の上昇に伴い主燃焼室（４）および
渦流室（５）内の空気は圧縮されて温度が−１−昇する
。次いで、ピストン（２）の上死点直前には、燃料噴射
ノズル１８）より燃料噴霧が副噴射孔（７）に向って噴
射され、この燃料噴霧の一部は着火遅れ期間中に副噴射
孔（７）を通って主燃焼室（４１に供給される。

その後、主燃焼室（４）と渦流室（５）の画室で燃焼が
発生し、さらに、ピストン（２）の下降に伴い渦流室（
５）内の燃焼ガスが主燃焼室（４）に流出して主燃焼室
（４）内で燃焼が継続する。このように、渦流室（５）
に噴射された燃料噴霧の一部が副噴射孔（７）を通って
主燃焼室（４）に供給され、雰囲気温度の低い主燃焼室
（４）で燃焼する結果、副噴射孔（７）を有しない渦流
室式テイーゼルエンジンに比較して、このディーゼルエ
ンジンでは、ＮＯｘの排出量を低減することができる。

しかしながら、このような従来の渦流室式ディーゼルエ
ンジンにあっては、ピストン（２）が上死点近傍位置に
達したときピストン（２）頂面とシリンダヘッド（３）
の下端面との間の間隔（主燃焼室（４）のクリアランス
）が小さく、かつ、副噴射孔（７）はその通路全般に渡
って均一径を有していた（すなわち通路全長に渡って小
径部のみで形成されていた）ため、この副噴射孔（７）
内壁面に燃料噴霧が付着しや′すく、さらに、主燃焼室
（４）内に流入した燃料噴霧がウォータジャケット等に
より低温度に保持されたシリンダヘッド（３）の下端面
、ピストン（２）の頂面等によって冷却されやすく、こ
れらの結果、排出ガス中のスモーク濃度が」二昇してし
まうという間唄点を有していた。

この発明はこのような従来の問題点に着目してなさλ′
したもので、主噴射孔の他に副噴射孔を有する渦流室式
ディーゼルエンジンにおいて、該副噴射孔を、渦流室側
の１次通路と、この１次通路に段差面で連続する主燃焼
室側の２次通路と、で形成し、かつ、１次通路は主燃焼
室への燃料噴霧流人量を規定する断面積を有し、２次通
路は１次通路よりも大きな断面積を有するように形成す
ることにより、上記問題点を解決することを目的として
いる。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第２〜４図はこの発明の一実施例を示すものである。な
お、以下の実施例の説明にあっては副噴射孔部分のみを
図示して説明するが、その他の構成部分は従来と同様で
あり省略している。第２図において、（１１）はシリン
ダヘッドに嵌合される口金部材を示し、この口金部材（
１１）の上部には半球状の凹部（１２）が形成されてい
る。この凹部（１２）はシリンダヘッドに形成される半
球状の四部とともに略球状の渦流室（５）を構成してい
る。口金部材（団の下部には凹部（１２１の接線方向に
延在するように所定断面積の主噴射孔（６）が形成され
ており、また、図示していない燃料噴射ノズルから噴射
される燃料噴霧の中心軸線上には副噴射孔（７）が形成
されている。いいかえれば、燃料噴射ノズルはその噴口
が副噴射孔（７）を指向するようにシリンダヘッドに取
り付けられる。なお、これらの主噴射孔（６）および副
噴射孔（′ｌ）は共に渦流室（５）と主燃焼室（この口
金部材（団の下方にピストンとシリンダヘッドとにより
画成される）とを連通している。

ここで、この発明にあっては、この副噴射孔（７）は、
渦流室（５）（前記凹部（＋２１）に開口する１次通路
（１３）と、主燃焼室に開口する２次通′ｌ１ｇ（Ｉ４
Ｉと、これらの通路（１３１（１４＋を連続（接続）す
る段差面（１５）と、で形成している。１次通路（１３
）の断面積は、第３図に示すように、この副噴射孔（７
）を通過して主燃焼室内に流入する燃料噴霧の量を規制
するために、前記主噴射孔（６）の断面積よりも小さく
形成されており、また、２次通路（Ｉ４１の断面積は、
第４図に示すように、１次通路０３）のそれよりも太き
く形成されている。また、１次通路（１３）の通路長さ
は２次通路（１４１のそれよりも短かく形成されている
。したがって、この２次通路（１４）が主燃焼室に開口
する部分は、前述した段差面（１５）とピストン頂面と
の間に比較的犬きな（シリンダヘッド下端面との間より
も大きな）間隔を有していることになる。

次に、作用について説明する。

圧縮行程にて、ピストンが上死点近傍位置まで一ヒ昇す
ると、燃料噴射ノズルより燃料噴霧が渦流室（５）内に
噴射される。このとき、この燃料噴霧の一部は副噴射孔
（７）より主燃焼室に供給されるが、その供給量は副噴
射孔（７）の１次通路＋１３１の断面積により規制され
る。その後、主燃焼室と渦流室（１う１の画室で燃焼が
生じ、ピストンの下降に伴い渦流室（５）内の燃焼ガス
は主噴射孔（６）を介して主燃焼室内に流出してこの主
燃焼室内で燃焼が継続する。このとき、この発明にあっ
ては、前記１次通路（１３）の長さが短かいため、この
１次通路（１３）を通過する際に１次通路（１３）の内
壁面に付着する燃料噴霧量は著しく低減し、かつ、１次
通路（１３）から２次通路（１４）に燃料噴霧が噴出し
た際にその通路が急に拡開することになり、段差面（１
５）によって２次通路０４）の肩部分に乱流が生じる。

また、主燃焼室においては２次通路（１４）によって局
部的に該主燃焼室のクリアランスが増大するため、燃焼
ガスがシリンダヘッド等によって冷却されにくくなる。

これらの結果、主燃焼室内での燃焼状態が改善されて燃
焼効率が著しく−に昇し、排出ガス中のスモーク濃度を
大幅に低減することができる。

また、第５〜７図はこの発明の他の実施例を示している
。この実施例にあっては、前述した副噴射孔（７）の１
次通路（１３）を、セラミック等の耐熱部材（２１１を
口金部材（１１）に打ち込むことにより形成している。

この結果、耐熱部材（２１）によって主噴射孔（６）と
１次通路（１３）との間の口金部材（１１）に亀裂が発
生することを防止し、かつ、１次通路（１３）の内壁面
に付着する燃料噴霧量をさらに低減している。また、こ
の耐熱部材口）の内壁面、すなわち１次通路（１３）の
内壁面を白金等の酸化触媒でコーティングすれば燃焼ガ
スの酸化がさらに促進されて、燃焼効率はさらに向上す
る。なお、その他の構成および作用は前述の実施例と同
様である。

また、第８〜１０図はこの発明のさらに他の実施例を示
している。この実施例では副噴射孔（力全体を耐熱部材
（３１）で形成している。この結果、前述した亀裂防止
、および、燃料噴霧の付着はさらに改善される。この他
の構成および作用は前記実施例と同様である。

さらに、第１１〜１３図はこの発明のさらに他の実施例
を示している。この実施例では２次通路圓をその縦方向
断面が階段状を呈するように複数の段差面（４１）によ
って拡開している。この結果、２次通路（１４）内に発
生する乱流を有効に活用することができ、燃焼状態の改
善、燃焼効率の向上を図ることができる。その他の構成
及び作用は前述した実施例と同様となる。

以上説明してきたように、この発明によれば、シリンダ
ヘッドとピストンとの間に形成された主燃焼室と、シリ
ンダヘッドに設けられた渦流室と、これらの画室を連通
ずる主噴射孔および副噴射孔と、その噴口が副噴射孔の
軸線を指向するように設けられ、渦流室に燃料を噴射す
る燃料噴射ノズルと、を備えた渦流室式ディーゼルエン
ジンにおいて、前記副噴射孔を、渦流室に開口する１次
通路と、主燃焼室に開口し、この１次通路より大きな断
面積を有する２次通路と、これらの両通路を連続する段
差面と、で形成したため、副噴射孔内壁面への燃料噴霧
の付着を防止できるとともに、主燃焼室内での燃焼効率
を向上でき、その結果、排出ガス中のスモーク濃度を著
しく低減することができる。

さらに、上記実施例では副噴射孔を耐熱部Ｉで形成した
ため、口金部材における亀裂の発生を防止できる等とい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の渦流室式ディーゼルエンジンを示す断面
図、第２図はこの発明に係る渦流室式ディーゼルエンジ
ンの一実施例を示すその副噴射孔の断面図、第３図、第
４図は第２図のそれぞれＩＩＩ　−ｉｌｌ　、　ＩＶ　
−ＩＶ矢視図、第５図はこの発明の他の実施例でその噴
射孔部分を示す断面図、第６゜７図は第５図のそれぞれ
Ｖｌ　−Ｖｌ　、　Ｗ　−Ｖｌｌ矢視図、第８図はこの
発明のさらに他の実施例でその噴射孔部分を示す断面図
、第９図、第１０図はそれぞれ第８図のｒｘ　−ＩＸ　
、　Ｘ　−Ｘ矢視図、第１１図はこの発明の別の実施例
でその噴射孔部分を示す断面図、第１２図および第１３
図はそれぞれ第１１図のＸｌｌ　−Ｘｌｌ　、　Ｘ１ｌ
ｒ　−ＸＪＩＩ　　矢視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

シリンダヘッドとピストンと９間に形成された主・燃焼
室と、シリンダヘッドに設けられた渦流室と、これらの
主燃焼室と渦流室とを連通ずる主噴射孔および副噴射孔
と、その噴口がこの副噴射孔の軸線を指向するように設
けられ、前記渦流室に燃料を噴射ずろ燃料噴射ノズルと
、を備えた渦流室式ディーゼルエンジンにおいて、前記
副噴射孔を、渦流室に開口する１次通路と、主燃焼室に
開口し、この１次通路より大きな断面端を有する２次通
路と、これらの１次通路と２次通路とを連続する段差向
と、で形成したことを特徴とする渦流室式テイーゼルエ
ンジン。