JPS5851215A - 渦流室式デイ−ゼルエンジンの燃焼室 - Google Patents

渦流室式デイ−ゼルエンジンの燃焼室

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JPS5851215A
JPS5851215A JP56148776A JP14877681A JPS5851215A JP S5851215 A JPS5851215 A JP S5851215A JP 56148776 A JP56148776 A JP 56148776A JP 14877681 A JP14877681 A JP 14877681A JP S5851215 A JPS5851215 A JP S5851215A
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JP
Japan
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chamber
main
nozzle
sub
combustion chamber
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JP56148776A
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JPS6236131B2 (ja
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Koji Imoto
井元 浩二
Mataji Tateishi
立石 又二
Takeo Takaishi
高石 武夫
Noriyasu Inanaga
紀康 稲永
Hiroyuki Kobayashi
弘幸 小林
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Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/14Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

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】 本発明は渦流室型ディーゼルエンジンの燃焼室に関する
第1図に示すように従来公知の渦流室式エンジンは副(
燃焼)室2がシリンダヘッド3内に内設されている。副
室2は上部が半球型、下部は円錐台又は円柱形のものが
あるが、第1図には下部が円錐台のものを示している。
副室2には燃料噴射弁4およびエンジンの始動を容易に
するだめの予熱栓5が設置されている。この副室2とピ
ストン6の頂面、シリンダ7、シリンダヘッド3の下面
よシ構成される主(燃焼)室1とは噴口8を介1〜で連
通している。
上記構成において、エンジンの圧縮行程でピストン6よ
り主室1内の空気が圧縮され、噴口8をへて副室2内に
流入し渦流Sを生成する。副室2内に流入した空気は燃
料噴射弁4から噴射された燃料と混合するが、この渦流
Sにより混合が促進され、その後着火1〜で燃焼する。
副室2内の既燃、未燃ガスは、噴口8を通って主室1内
に噴出し、ピストン6に仕事をすると同時に主室1内の
空気と混合し、燃焼が完全に行れるようになっている。
しかし前記の渦流室式ディーゼルエンジンでは高い圧縮
比を維持するため、特に小型エンジンの場合はピストン
6とシリンダヘッド3の下面との間隙が小さくなってい
るので、副室2から主室1へのガスの噴出がピストン6
の上死点近くで行われるときは、この小間隙からの噴流
が高速で流出することになる。このため流動抵抗が増大
し、噴流の貫徹性が悪化すると同時に、主室1の壁をへ
て火炎が冷却され燃焼が悪化j〜、熱損失も増大する。
本発明の目的は、前述した従来装置の有する欠点を解消
し、エンジンの燃費、排煙、騒音、熱損失、爆発圧力な
どを低減した渦流室式ディーゼルエンジンの燃焼室を提
供するにある。
次に実施例について説明する。一般にピストン6とシリ
ンダヘッド3との間隙の小さい」二死点刊近でクランク
角θが変化するとき、最小噴口面積f m i nはど
の部分で発生しているのかを考えてみると、上死点近傍
では第2図(a)に示すとおり、(主室1の開口端の周
長)×(ピストン6とシリンダヘッド3の間隙)」二り
なるjT縁面積f。部分で起り、その後主室10間隙が
増大するにつれ、頃日通路面積部分で最小となる。ピス
トン中心線A−Aと副室中心線■3−Bを含む平面に垂
直な方向の噴口の開口端長さく長径)をaとし、同千面
に平行方向の噴口開口端長さく短径)を1)としたとき
、前記周縁面積f。の大きさは通路面積がほぼ同じなら
ば、第2図(a)のように主室側噴口開口端面の長径a
と短径1)の比a/bに」:り異り、a/bが小さい(
a//1l))Jの方が大きい(a/b)、より上死点
近傍で絞られ、ガスの噴出が抑制されるのは第2図(b
)のとおりである。従って、主室1側では長径短径比”
’/l)、は小さい方が前記目的にかなっている。
第3図は噴口8がエンジンの構成上、シリンダ7の側面
に近接している場合を示す。この場合噴口8の長短径比
a/1.を小さくすると、(rS)Bのように圧縮行程
での副室2内への空気渦流Jの旋回半径r、が減少する
ため、副室2内の渦流が弱くなシ副室2内の燃焼が悪化
し、燃費、排煙が不良となる。
第4図は噴口8がシリンダ7の側面から離れている場合
を示す。この場合は第4図のように噴口8の長短径比a
/bが小さくしても、噴口8をシリンダ7の壁面に近づ
けることができ上記空気渦流Jの旋回半径r5は小さく
ならないが、第5図に示すように(第4図の■−V断面
)副室2内の渦流Sの主流域が第5図(1〕)のように
狭くなる。この点にらいては第3図の場合も同様である
。従って副室2側の噴口開目端形状は長径a2を犬きく
し短径b2を小さくするのが好ましいことがわかる。
以上の考察をもとにして計画した第6図第7図を参照し
、本発明による渦流室式ディーゼルエンジンの燃焼室の
第1実施例について説明する。
ここにおいて、前記従来装置と同一もしくは均等構成部
分には、同一符号を用いて説明する。
第6図(a)において副室2の」二部構造は半球型、下
部が円錐台で噴口8の開口端形状が長円形(矩形の両端
に半円を付設した形)の場合を示す。頃日通路面積は全
長にわたり等しくなっている。
この場合、噴口8の副室2側の開口端形状において、長
径、短径をそれぞれa2.i)2とし、主室1側の同長
径、短径をそれぞれal、l+1とすると前述の理論に
従いa”l)2 > a1/b1となるように構成され
ている。
副室円錐台のG−G断面形状は、第6図(1))のとお
りであり、E−E方向から見だ噴口8の外形線−−−は
第6図(C)のとお りである。実線は主室1側聞目端の噴口形状が長円形の
場合を示し、破線は同噴口形状が円形の場合を示してい
る。
前記実施例の作用について説明する。第6図(a)に示
すとおシ圧縮行程でピストン6が上昇してシリンダ7内
の空気が圧縮されると、主室1内の空気は副室2内へ流
入するが、I)2が小さいので噴流Jの旋回半径r、が
大きくなると共に、a2が大きいので第6図(b)のよ
うに副室2内の渦流Sの主流域も大きくなり、副室2内
の燃料と空気の混合が十分に行われ良好な燃焼が得られ
る。さらに爆発行程では、逆に副室2から主室1に半燃
焼ガスが流出するが、主室1内でピストン6とシリンダ
ヘッド3の間隙の小さい」二元点近傍では、噴口8の主
室1側開口端で811b、が小さいため噴出ガスが絞ら
れ流出が抑制される。従って主室1の壁面による火炎の
冷却が低減すると共に、主室1内の爆発圧力の」−外車
も減少する。その後、主室1の間隙が増大するにつれて
噴口面積が第2図(1))のように増加し、噴流の流動
抵抗が減少し噴出ガスの貫徹性も増大し、主室1内の混
合気の形成と燃焼が促進される。
第7図に示す第2実施例では噴口8の開口端形状が長方
形の場合で、噴[1の副室2側開口端の長辺、短辺をそ
れぞれ2I□、1]2とし、主室1側の同長辺、短辺を
それぞれ;11,111とすると;+2/、)2) 2
11/、、。
となるように構成されている。噴口8の副室2側および
主室1側開口端の噴口通路面積は概ね全長にわたり同面
積につくられているので、開口端面積−a21)2−8
11)1  故にa2 > 211とすればI)2(1
)、となり従って82/b2> ” ’ Ay 1の関
係式が成立する。第2実施例による作用効果は第1実施
例と同様である。
なお第1、第2実施例で噴口通路面積は全長にわたり同
一としたが部分的に異っていても差支えない。
以上に述べたように本発明による渦流室式エンジンの副
(燃焼)室と主(燃焼)室とを連通している噴口の開口
端形状において、ピストンおよび副室の中心線を含む平
面に垂直な噴口の開口端長さく長径)を副室側では長く
し細長い形状としたので、副室内で渦流が強くなるとと
もにその主流域も広くなり、空気と燃料の混合が十分行
われるとともに燃料の着火が容易に行われる。又前記噴
口の主室側の開口端では長径を短くして円形に近い形状
としたので、爆発行程において副室より主室内に着火ガ
スが噴出するときには、噴流が上死点付近では絞られ主
室壁面よりの冷却損失が減少し、圧力上昇率も低減し、
エンジンの燃費、排煙、騒音、最大爆発圧力などが減少
しその性能が向上する効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の渦流式ディーゼルエンジンの燃焼室の断
面図、第2図(a)は噴口の主室側開口端面積が同じで
長短径・比a/bが大きい(”/1))i の場合と、
小さい(”/b)j”の場合について周縁面積f。の大
きさの説明図、第2図(1))は上死点付近のクランク
角変化と噴口最小面積篩、。の関係線図、第3図は噴口
がシリンダ壁に近接している場合”/IFを小さくする
と空気温の旋回半径r5が減少する状況図、第4図は噴
口がシリンダ壁から離れている場合でa/bを小さくし
ても」二記r5が減少し々い状況図、第5図(a)、 
(1))はそれぞれ副室側噴口開目端の長短径比a/b
が大きい場合小さい場合の渦流の主流域の変化状況図、
第6図、第7図はそれぞれ本発明の第1、第2実施例で
あり、第1実施例は噴口断、面が長円形、第2実施例は
長方形の場合であり、(81図は副室の断面図、 (+
))図は噴口の(1−G断面図、(C)図はE−E方向
より見た噴口外形線F養会≠である。 ■・・・主(燃焼)室、2・・・副(燃焼)室、8・・
・噴口、 al・・・主室側噴口開目端の長径、 a2・・・副室側噴口開口端の長径、 bl・・・主室側噴口開口端の短径、 1)2・・・副室側噴口開目端の短径。 特許出願人  三菱重工業株式会社 復代理人弁理士  長  屋  二  部第3図   
  第4図 第5図 (a)       (b) 聡歿力式デ〉ゑ 第7図 (CI) (C) 腎 −81=

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 渦流室式ディーゼルエンジンの主燃焼室と副燃焼室とを
    連通ずる噴口の副燃焼室側および主燃焼室側開口端の噴
    口形状において、ピストン中心線と副燃焼室中心線を含
    む平面に垂直な方向の噴口長さく長径)をそれぞれ副燃
    焼室側はa2、主燃焼室側はalとし、同平面に平行な
    方向の噴口長さく短径)をそれぞれ副燃焼室側はb2、
    主燃焼室側はblとしたとき、噴口長径、短径比をad
    2>aVb。 となるように構成することを特徴とする渦流室式ディー
    ゼルエンジンの燃焼室。
JP56148776A 1981-09-22 1981-09-22 渦流室式デイ−ゼルエンジンの燃焼室 Granted JPS5851215A (ja)

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JP56148776A JPS5851215A (ja) 1981-09-22 1981-09-22 渦流室式デイ−ゼルエンジンの燃焼室

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JPS6236131B2 JPS6236131B2 (ja) 1987-08-05

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ID=15460404

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JP56148776A Granted JPS5851215A (ja) 1981-09-22 1981-09-22 渦流室式デイ−ゼルエンジンの燃焼室

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JPS6236131B2 (ja) 1987-08-05

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