JPS6118185Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は渦流室式デイゼルエンジン、特に、
エンジンのピストン上面に形成されるキヤビテイ
の形状に関する。

従来の渦流室式デイゼルエンジンとしては、例
えば第１図に示すようなものが知られている。こ
の渦流室式デイゼルエンジンの構成を説明する
と、１はシリンダブロックであり、このシリンダ
ブロック１にはシリンダ２が形成されている。こ
のシリンダ２内にはピストン３が摺動自在に収納
されており、シリンダ２の上端はシリンダブロッ
ク１に固定されたシリンダヘツド４により閉止さ
れている。シリンダヘツド４には渦流室５が形成
されており、この渦流室５は連通孔６を介してシ
リンダブロック１の内壁７とピストン３の上面８
とシリンダヘツド４の下面とにより画成される主
燃焼室９に連通しており、ピストン３の上面８に
は第２図に示すように右半分にキヤビテイ１０が
形成されている。このキヤビテイ１０はクロー
バ・リーフ状をしており、キヤビテイ１０の火炎
導入溝１１直上には前記連通孔６が開口してい
る。また、前述の渦流室５内には燃料噴射ノズル
および始動補助装置としての予熱栓（グロープラ
グ）が設けられ、このノズルから燃料が渦流室５
内に噴出される。

渦流室式デイゼルエンジンにおいては、ピスト
ン３の圧縮行程中に渦流室５内に強度のスワール
を発生させ、このスワール中に燃料噴射ノズルか
ら燃料を噴出し、まず渦流室５内で十分な混合と
燃焼を図る。次いで、ピストン３の膨張行程中こ
の燃料と空気との混合気体および火炎は連通孔６
から主燃焼室９内に噴出され、第２図中矢印ａで
示すようにキヤビテイ１０の壁面に衝突して双渦
流を形成し、主燃焼室９内の空気と混合しつつ燃
焼を継続する。そして、ピストン３の下降にとも
ない燃料は燃焼を完了し、排気行程中に排気ガス
として外部に排出される。

しかしながら、このような従来の渦流室式デイ
ゼルエンジンにあつては、火炎導入溝とキヤビテ
イとはほぼ同一の深さを有し、かつ、キヤビテイ
の深さは全体的に一様であり比較的浅いものとな
つていたため、火炎の高速度撮影による観察、あ
るいはピストンの上面に残る火炎の痕跡からも判
る様に、ピストンの膨張行程中連通孔から主燃焼
室内に噴出される燃焼火炎はキヤビテイにより十
分拡散されず火炎導入溝からその延長方向の一部
分にしか分布しない。その結果特に高負荷運転時
に排ガス中のスモーク濃度が増加するという問題
点があつた。

一方、キヤビテイを充分深くしてキヤビテイの
効果を向上させると、主燃焼室の容積が大きくな
り圧縮比が低下し、圧縮比を確保しようとすると
主燃焼室の容積に対する渦流室容積比が減少し適
正な空気過剰率を得ることができない。その結
果、デイゼルエンジンの機関性能がそこなわれる
といる問題点があつた。

この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、シリンダヘツドに設けら
れた渦流室と、シリンダヘツドとピストンの上面
との間に形成された主燃焼室と、これらを連通す
る連通孔と、を備え、前記主燃焼室がピストン上
面に設けられクローバ・リーフ状をしたキヤビテ
イを有する渦流室式デイゼルエンジンにおいて、
前記キヤビテイ内に該キヤビテイが前記連通孔か
ら隔たるに従つて段階的に浅くなるように複数の
円弧状の段部を設けることにより、上記問題点を
解決することを目的としている。

以下、この考案を図面に基づいて説明する。

第３，４図は、この考案の一実施例を示す図で
ある。

まず、構成を説明する。なお、従来と同一構成
部分には同一符号を付す。第３図において、１は
シリンダブロックであり、このシリンダブロック
１にはシリンダ２が形成されている。このシリン
ダ２中にはピストン１５が摺動自在に収納されて
おり、シリンダ２の上端はシリンダブロック１に
固定されたシリンダヘツド４により閉止されてい
る。シリンダヘツド４には渦流室５が形成されて
おり、この渦流室５は連通孔６を介してシリンダ
ブロック１の内壁７とピストン１５の上面１６と
シリンダヘツド４の下面とにより画成される主燃
焼室１７に連通している。ピストン１５の上面１
６には第４図に示すように右半分にキヤビテイ１
８が形成されており、キヤビテイ１８はクロー
バ・リーフ状をしている。キヤビテイ１８の火炎
導入溝１９直上には前記連通孔６が開口してお
り、このキヤビテイ１８内には第４図に詳示する
ように火炎導入溝１９の中心軸に対し左右対称で
ありかつ、火炎導入溝１９から隔たるに従つてキ
ヤビテイ１８の深さが段階的に浅くなるように複
数の円弧状の段部２０が設けられている。これら
段部２０の円弧はすべて同一の曲率を有し、キヤ
ビテイ１８の側壁を形成する円弧の曲率と同一で
あり、さらに、各段部２０の曲率中心列は火炎導
入溝１９の中心軸と平行になつている。その結
果、左右対称の段部２０の合流部は火炎導入溝１
９に向つて延びている。前述の渦流室５内には燃
料噴射ノズルが突設されるとともに、始動補助装
置としての予熱栓が突出しており、このノズルか
ら燃料が渦流室５内に噴出される。

次に作用を説明する。

まず、吸気ポートより主燃焼室１７内に吸入さ
れた空気は、圧縮行程中のピストン１５の上昇に
よつて圧縮、加熱されるとともに、連通孔６を通
して渦流室５内に流入する。渦流室５内において
圧縮空気を極めて強度のスワールが発生し、圧縮
行程終了付近に燃料噴射ノズルから燃料が渦流室
５内に噴射される。この燃料は微粒化および渦流
室５の内壁面に付着後の蒸発等により、前記渦流
室５内の圧縮空気と混合されることにより、着
火、燃焼される。次いで、ピストン３の膨張行程
中この燃料と空気との混合気体および火炎は連通
孔６から主燃焼室１７内に噴出される。主燃焼室
１７内に噴出されたこれら混合気体と火炎はキヤ
ビテイ１８の火炎導入溝１９に沿つて進み、まず
キヤビテイ１８底面付近の混合気体と火炎はキヤ
ビテイ１８の最下段の段部２０により左右に２分
され、キヤビテイ１８の底面より上方にある混合
気体と火炎ほど火炎導入溝１９より遠く隔たつた
段部２０に衝突し左右に２分される。その結果、
渦流室５より主燃焼室１７内に噴出された混合気
体と火炎とはキヤビテイ１８により各層にわたつ
て十分なスワールを得ることができ、主燃焼室１
７の空気を有効に燃焼に利用することができると
ともに、従来の主燃焼室の容積と同様の容積の主
燃焼室１７において、十分な空気過剰率を得るこ
とができる。特に負荷の高い領域において燃費は
向上し、排気スモーク濃度は低減されることにな
る。この後、燃焼圧力によりピストン１５が下降
し燃焼が完了し、排気行程中に排ガスそして外部
に排出される。

第５，６図には、他の実施例を示す。

なお第３，４図に示す実施例の構成と同一部分
には同一符号のみを附しその説明を省略する。２
５は連通孔６の開口位置よりキヤビテイ２６へ延
びるに従つてその幅が狭くなるとともにその深さ
を増していく火炎導入溝であり、この火炎導入溝
２５の通路断面積はほぼ一定である。２７はキヤ
ビテイ２６内に設けられた複数の円弧状の段部で
あり、これら段部２７は火炎導入溝２５の中心軸
に対し左右対称であり、かつ、火炎導入溝２５か
ら隔たるに従つてキヤビテイ２６の深さが段階的
に浅くなるように設けられている。さらに、これ
ら段部２７は火炎導入溝２５から隔たるに従つて
その円弧の曲率が大きくなり、各段部２７の曲率
中心列は火炎導入溝２５の中心軸に対して所定角
度θを有している。したがつて幅の狭められた火
炎導入溝２５より噴出されるキヤビテイ２６底面
付近の混合気体や火炎は、曲率の小さい段部２７
により強い拡散作用を受ける。

以上説明してきたように、この考案によれば、
シリンダヘツドに設けられた渦流室と、シリンダ
ヘツドとピストンの上面との間に形成された主燃
焼室と、これらを連通する連通孔と、を備え、前
記主燃焼室がピストン上面に設けられクローバ・
リーフ状をしたキヤビテイを有する渦流室式デイ
ゼルエンジンにおいて、前記キヤビテイ内に該キ
ヤビテイが前記連通孔から隔たるに従つて段階的
に浅くなるように複数の円弧状の段部を設けた構
造としたため、圧縮比を減少させることなく十分
な空気過剰率を得ることができるとともに、キヤ
ビテイにより各層にわたつて十分なスワールを得
ることができる。その結果、主燃焼室の空気利用
率が向上し、燃費の改善および排気スモーク濃度
の低減を図ることができる。

他の実施例においては、上記共通の効果に加え
て、キヤビテイ内に墳出される燃料、空気および
火炎がより一層強いスワールにより拡散できると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の渦流室式デイゼルエンジンの構
造を示す概略断面図であり、第２図は第１図にす
る渦流室式デイゼルエンジンのピストン上面を示
す図であり、第３図は本考案の渦流室式デイゼル
エンジンの一実施例を示す概略断面図であり、第
４図は第３図に示す渦流室式デイゼルエンジンの
ピストン上面の図であり、第５図は本考案の渦流
室式デイゼルエンジンの他の実施例を示す概略断
面図であり、第６図は第５図に示す渦流室式デイ
ゼルエンジンのピストン上面の図である。 ４……シリンダヘツド、５……渦流室、６……
連通孔、１５……ピストン、１７……主燃焼室、
１８，２６……キヤビテイ、２０，２７……段
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダヘツドに設けられた渦流室と、シリン
   ダヘツドとピストンの上面との間に形成された主
   燃焼室と、これらを連通する連通孔と、を備え、
   前記主燃焼室がピストン上面に設けられクロー
   バ・リーフ状をしたキヤビテイを有する渦流室式
   デイーゼルエンジンにおいて、前記キヤビテイ内
   に該キヤビテイが前記連通孔から隔たるに従つて
   段階的に浅くなるように複数の円弧状の段部を設
   けたことを特徴とする渦流室式デイーゼルエンジ
   ン。