JPS6146418A - 渦流燃焼室 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はディーピル内燃機関に係り、特に、渦流燃焼室
内に導入されるＢ湯高圧空気から生成されるスワールと
これに噴射される燃料を効果的に混合し、着火性及び緩
慢な燃焼性を向上させる渦流燃焼室に関する。

［従来技術］ 従来、アイドリンク運転等の低負荷時において、噴射さ
れる燃料の蒸気をゆっくり行なわせ、その燃焼を緩慢に
して、騒音や振動を大幅に低減するために特願昭５８−
１９３４７７＠の提案がなされている。

この提案は渦流燃焼室に臨ませて通路を形成し、該通路
に上記燃焼空内へ燃料を噴射させるための主噴口を有す
る噴射ノズルを設け、該噴射ノズルに上記主噴口から分
岐させ低負荷時等に該ＩＥ噴口を開じて開放される副噴
口を設け、該副噴口の噴出端をこれより噴射される燃料
がスワールのＦ流方向の上記燃焼室の内壁に沿って流れ
るように且つ、その内壁熱によって蒸発させるべく上記
通路の内壁に臨ませるようにしたもので、これによれば
、副噴口より噴射される燃料が連絡口に衝突して微粒化
された噴霧を形成する一方、連絡口より燃焼室の内壁に
沿って蒸発する燃料の燃料フィルムを形成し、上記ノズ
ル近傍の微粒化された噴霧が高温圧縮空気から生成され
るスワールによって蒸発され着火性の高い予混合気化さ
れる。これが着火されて上記燃料フィルムに火炎伝播さ
れ、Ｅ慢に燃焼さ′れて渦流燃焼室に連通されたシリン
ダ内のピストンに駆動力を伝達していた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の提集は、アイドリング運転等の低
負荷時において、副噴口より燃焼室に沿わせて、燃料を
噴出して蒸発された予混合気を形成し、それによって着
火１１・１間を短くすると共に、燃料フィルムを緩慢に
燃焼させることによって騒音を大幅に低減しているが、
より一層の蒸発燃焼を達成するためにはスワールを強め
る即ち上記渦流燃焼室内に押し込むスワールを強めるこ
とが考えられるが、その反面、スワールと燃料が効果的
に混合されず、その結果燃焼状態が悪化してスモーク等
を発生するばかりか、出力低下の大きな要因になってい
た。

［発明の目的］ 本発明は上記問題点を解決すべく創案されたもので、本
発明の目的は、燃焼室内に強いスワールを形成すると共
に、これに噴射される燃料と混合させて良好なる燃焼を
達成する渦流燃焼室を提供するにある。

［発明の１■要］ 本発明は上記目的を達成すべくシリンダヘッドに、燃焼
室と連通ずる連絡通路を介して、導入される高温高圧空
気のスワールを生成する渦流燃焼室を形成し、該渦流燃
焼室に燃料を噴射させる燃料噴射ノズルをｇ５Ｈプると
共に、上記スワールの中心軸方向の対向する内壁に乱流
を生成すべく棚状の突起部を形成し、噴射ノズルより噴
出される燃料を高温高圧空気から成るスワールと効果的
に混合させて速やかに着火して緩慢燃焼させ、スワール
を減衰させないようにしてスモーク等の発生及び騒音を
抑制するものである。

［実施例］ 以下、本発明の好適一実施例を第１図に基づいて説明す
る。。

第１図に示すように、２はシリンダヘッド１に区画形成
された渦流燃焼室であり、この燃焼室２には、圧縮空気
のスワールＳが生成される。燃焼室２の一側部には、燃
焼室２に＠／υで例えばノズルボルダ３が嵌入され、こ
れがスロットル弁４を昇降自在に案内する燃料噴射ノズ
ル２０が設けられると共に、そのスロットル弁４の軸芯
に沿って燃焼室２に燃料を噴出すべく主唱口９が設けら
れている。また、主噴口９は、燃焼室２に導入されるス
ワール方向に沿って燃料を噴出すべく設けられ、主噴口
９の上方には、これに連続して、その径方向外方に順次
拡径されて傾斜した弁座１０が形成されている。一方、
スロットル弁４は、上記ノズルホルダ３に沿って昇降す
るためのスロットル軸部５と、上記弁座１０に係合して
着座開開するためのテーバ部６と、上記主噴口９に摺動
自在に嵌合して、これより噴出される燃料の噴射束を形
成するノズルヘッド７と、その軸芯に沿って上記弁座１
０より上方に向って、且つ径方向外方に順次拡径された
テーバ押圧部（図示せず）とにより主に構成される。こ
のようなスロットル弁４は、図示しない例えばばね等の
付勢手段によって常時弁座１０に上記テーバ部６が着座
係合するように形成されるものである。

一方、上記テーバ部６が着座した際に、スロットル弁４
を開方向に付勢ずべく、上記テーバ押圧部を包囲するよ
うにノズルホルダ３には、拡径された環状部が形成され
、これに供給される燃料圧力が、上記テーバ押圧部に開
弁方向の押圧力を付勢し、これによってスロットル弁４
が弁座１０より離間され、その離間程度に比例して燃料
が主噴口９より噴出されることになる。

他方、上記弁座１０には、上記スロットル弁４が着座す
る弁座面の下方に位置され、上記主噴口９より分岐され
て副噴口１４が、その弁座面より一端が開口され、他端
が上記燃焼室２の上方の連絡通路１３の内壁１３ａに臨
んで開口されて、これより噴出される燃料が、それに衝
突して霧化されるべく設けられている。

上記の、如く構成される渦流燃焼室２にあって、主噴口
９及び副噴口１４より噴出される燃料を高負荷及び低負
荷時に効率良く且つろ火を良好にしてｍ慢燃焼させるた
めに、また、燃焼室２内に導入される高温高圧空気のス
ワールを減衰させずに、上記噴出口より噴射される燃料
と混合させるために、スワールの中心軸方向の対向する
上記燃焼室２の内壁１５に棚状の乱流を生成する突起部
１６が設けられている。その突起部１６は渦流燃焼室２
の連絡通路１３より導入されるスワール方向を軸として
左右４５°の範囲内に燃焼室２の内壁１５に、且つ導入
されるスワールを避けて設【ブられる。

また、突起部１６は、第２図に示す如く燃料の噴射束を
挟むように両壁に設けられ高スワール時に乱流を生成し
て効果的に燃料を混合すべく形成されている。

燃焼室２内に導入されるスワールは高負荷時にその上流
側で内壁１５に沿って旋回し、さらに下流側で上記突起
部１６に衝突してその周辺に乱流を形成することになる
。

ゆえに、突起部１６によってそのスワールが乱され、内
壁１５に沿って流れるために壁面より蒸発される燃料及
び霧化された燃料が効果的に予混合気を生成し、それら
が燃焼室２の内壁１５に沿って分布する燃料フィルムＦ
を形成するために、上記スロットル弁４の周縁より圧縮
空気の高温によって着火され、それが火炎伝播して上記
燃料フィルムＦを順次緩慢に燃焼させることになる。ま
た高負荷時には上記燃料フィルムＦがる火燃焼すること
によって主噴口９より噴射さ゛れる大径かつ貫徹力大な
る燃料が供給されても、上記突起部１６によってスワー
ルＳが乱されるために、これが高温圧縮空気のスワール
Ｓによって混合されて蒸発され、さらに内壁１５に到達
刃る燃料は、既に着火燃焼状態にあるために火炎伝播さ
れて着火°燃焼しスモーク等を発生させない緩慢燃焼を
達成し、騒音等を大幅に減少させるものである。

［発明の効果コ 以上、本発明によれば次の如ぎ優れた効果を発揮する。

（１）　　噴射塔料を効率良く蒸発させて着火を速やか
に行い、゛且つ緩慢に燃焼させて燃焼圧力の急激な上昇
を抑制したのでディーゼルノック等を防止し静粛性を向
上できる。

（２）　　連絡通路より導入されるスワールの軸芯方向
の対向する燃焼室の内壁に乱流を生成する突起部を形成
したので、スワールを減衰させることなく高温圧縮空気
と噴射燃料を混合させて予混合気を生成できるのでスモ
ーク等の発生を抑制し燃焼効率の向上と出力ロスを低減
できる。

（３）　　スモーク抑制により炭化生成物の形成を防止
できるので機関の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適一実施例を示す概略断面図、第２
図は第１図の要部詳細断面図である。 図中、１はシリンダヘッド、２は渦流燃焼室、１３は連
絡通路、１６は突起部、２０は噴射ノズルである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダヘッドに、燃焼室と連通する連絡通路を介して
   、導入される高温高圧空気のスワールを生成する渦流燃
   焼室を形成し、該渦流燃焼室に燃料を噴射させる燃料噴
   射ノズルを設けると共に、上記スワールの中心軸方向の
   対向する内壁に乱流を生成すべく棚状の突起部を形成し
   たことを特徴とする渦流燃焼室。