JPS62129517A - 内燃機関の燃焼室 - Google Patents

内燃機関の燃焼室

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JPS62129517A
JPS62129517A JP27028785A JP27028785A JPS62129517A JP S62129517 A JPS62129517 A JP S62129517A JP 27028785 A JP27028785 A JP 27028785A JP 27028785 A JP27028785 A JP 27028785A JP S62129517 A JPS62129517 A JP S62129517A
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spark plug
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Shiro Ishida
石田 史郎
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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
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B2023/103Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector having a multi-hole nozzle for generating multiple sprays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (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】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関の燃焼室に係り、特に、アルコール・
ガソリン等の揮発性が高く、セタン圃の低い燃料油を使
用できる内燃機関の燃焼室に関する。
[従来の技術] 一般に熱効率が高く、燃料消費率が良い燃焼室を有する
内燃機関の提案としては、第0図、第10図に示す直噴
式ディーゼルエンジン(実開昭59−81775@公報
)がある。
図示されるこの提案はシリンダlベッドaに配設される
燃料噴射ノズルbに、燃料噴射ノズルbのニードル弁C
が所定リフト以下で間口する副噴口dと所定リフト以上
で開口する主唱口0とを設け、副噴口dを燃焼室f内に
突出するグロープラグ方向に指向させ、主噴口Cをグロ
ープラグqに燃料噴霧が衝突しない方向に指向させ、さ
らに燃焼室f内に複数配設されるグロープラグgにあっ
ては、1噴It Oと副噴口dとが、グロープラグ9と
同数個形成して構成されるのである。
[発明が解決しようどする問題点] 上記した提案は、副噴口からの徴1粒イヒされた軽油を
グロープラグにて特大燃焼させ、その火炎を主唱口から
の燃料に伝播させるもので、燃費、出力、着火遅れ短縮
の上で優れた燃焼特性を示すものである。
ところが、これは使用燃r31が軽油等の燃料油に限ら
れるもので、アルコール、ガソリン等の低セタン洒・揮
発性燃料油を使用できるものではなかった。
これは、機関の軽負伺時に副噴口dから噴口1される燃
料油が着火燃焼できないためである。つまり、軽負荷口
、1に開放される噴口は副噴口dのみであり、その副噴
口dの噴口あたりの噴射油量は少なくまた噴射燃料油り
は、グローブラック及び燃焼室fの高温雰囲気によって
瞬時に蒸発されて、燃焼室[に対して均一分子llされ
るからである。即ち、この虚業にJ3ける燃焼室f内の
混合気は稀薄になってグロープラグ9周辺に着火させる
ための製産合気を生成できるものではなかった。
[発明の目的] 本発明は上記問題点を解消すべく創案されたしのである
本発明の目的は機関姶2) n;’、を含むあらゆる使
用負荷領域で軽油を(よしめアルコール・ガソリン等の
低セタン価・揮発性塩fl i11+ @失火なく燃焼
させ17る内燃は閏の燃焼室を1是供するにある。
[発明の概要] 本発明は上記目的を達成するために、燃焼室の内周部に
径方向外方に窪lνだコーナー部を形成し、そのコーナ
ー部を臨む副噴口と周方向に等分割する位置の上記内周
部を臨む主唱口とを有する噴射ノズルを配設すると共に
、上記コーナー部を含む近傍にスパークプラグを配設し
たちので、コーナー部及びその近傍の混合気I IIを
スパークプラグの点火によって着火燃焼する空燃比に設
定して、nglll始動時を含むあらゆる使用負荷領域
で燃費、出力を向上させ得る燃焼を達成しようとするも
のである。
[実施例] 以下に本発明の内燃人間の燃焼室の好適一実施例を添付
図面に基づいて説明する。
第1図、第2図に示す°1はビス1−ンであり、2はピ
ストン頂部、3はピストン頂部2を深く窪ませて形成し
た燃焼室、4はシリンダヘッドである。
燃焼室3内には、図示されないスワールボートからのス
ワール化された吸気が供給されて、その燃焼室3の内周
部3nに)会ってスワールSが生成されている。
さて、本発明の内燃礪関の燃焼室の特長とするところは
、低セタン価・揮発性燃料油を機関始動時を含むあらゆ
る使用負荷類1ii1.7失火なく燃焼させることにあ
る。
そこで、燃焼室の形状及びこれに配設される噴射ノズル
及びスパークプラグを以下のごとく関係づ(Jて構成す
る。
噴射ノズル5は第3図にも示すように、針弁6を胃降自
在に収納するノズルボディ7の先端に、その針弁6のス
ロットル部6aが着座する弁座8を形成すると共に、そ
の弁座8より軸方向に隆起されてスロットル部6aによ
り開閉される燃料噴射室9を形成し、上記弁座8にD1
噴口10を、上記燃わ1噴割室9にその周方向に所定間
隔を有して開口される世故の主噴口11を設けて構成さ
れる。
この噴射ノズル5の副噴口10は主噴口11にり・1し
て噴1コ径が小さく設定されており、噴射ノズル5は上
記24弁6が所定リフト圃以下で、副噴1コ10が開放
され、そのリフトl1I1.1越えたときに主噴口11
が開放されるような、ビント−クスクイブのものとして
開成される。
一方、第1図、第2図に示す如く、燃焼室3は、本実施
例ではその燃焼室3の水平断面が矩形状に形成されてい
る。矩形状に形成される燃焼v3は、これに生成される
スツールSに対して、そのコーナー部12がスワールS
の浸入しない空間を形成するためのものであり、単に矩
形状に限らず、燃焼室3の内周部3a@径方向に窪ませ
て第4図に示すようにコーナー部12aを形成してしよ
く、また第5図に示すように、スワールSに対して花び
ら状のものでし良い。その際にコープ一部128は燃焼
¥3の内周部3aに対して燃焼室3に連通ずるように形
成される。
本実施例にあって矩形状の燃焼室3には、その略中央に
垂下状に噴射ノズル5が配設されており、その噴q4ノ
ズル5の副噴[」10は、上記コーナー部12の一つを
臨ませられ、主噴口11は燃焼室3を周方向に等分v1
する内周部3aを臨ませられている。
ゆえに、コーナー部12、及びそのコーナー部12近傍
に、副噴口10から噴射される微粒化燃料が分布する空
間を形成することになり、またこの空間は上記スワール
Sが流入しない空間となる。
他方、上記コーナー部12またはそのコーナー部12の
近1カのスワールS方向下流側にはスパークプラグ14
が配設されている。
以下に、本発明の内燃機関の燃焼室の作用を添付図面に
基づいて説明する。
別間が始動時の極低速域及び軽負荷時にあっては第3図
に示す噴射ノズル5の針弁6が供給燃料油圧に応じてリ
フト方向に作動される。このリフ[−と同時に針弁6の
スロットル部6aが弁座8より離れ副噴口10を開放す
る。このときスロットル部6aの先端に形成されるステ
ム部13は、針弁6が所定リフト値に達するまで燃料噴
射室9を閉成するためのスロットル期間を成す長さρに
没定される。したがって、第6図、第7図に示すように
副噴C110からの微粒化燃料噴霧「1の一部は燃焼室
3内のスワールSを横切ってコーナー部12’\噴出さ
れ、そのコーナー部12の壁面に衝突して更に微粒化さ
れてコーナー部12が形成する空間に分布される。これ
と同時に残部はコーナー部12の壁面に燃料膜Gとし1
1th生成される。
この燃料膜Gの外面では壁熱によって燃料IPJ Gの
一部が蒸発され蒸気層を形成する。微粒化された燃料膜
n F rの一部は高温の圧縮空気に触れて瞬時に蒸気
化し、この蒸気と上記燃料膜Gの蒸気とは、コーナー部
12の空気と混合し、着火燃焼性に浸れた濃い燃料蒸気
層1」を生成する。ここ−C“スパークプラグ14が点
火されると上記燃料蒸気層ト1が瞬時に着火燃焼し、着
火遅れのない急速燃焼が達成される。
中・高負荷運転領域に於いては、第8図に示すように上
記副噴口10のみを開放させるリフト1自を越えて針弁
6がリフトされて(ス[1ットル期間を終了)、1噴口
1゛1も開放される。このとき、主噴口10からは、貫
徹力の大きな燃料噴霧F2・・・4が内周部3aに向け
て噴射され、その一部が衝突飛散されて高温空気により
蒸気化され、残部が壁熱によって蒸気化される。叩ら、
燃焼室3全体にはス1ノールS方向に流れ、着火燃焼性
の良い燃料蒸気層H!が均一に分散されることになる。
このとさ、主噴口11から噴射される燃料油量は軽負荷
に対して増量されているために燃焼室3内の混合気の空
燃比は所望の濃度に設定されるため、上記コーナー部1
2にて生成される火炎と火炎エネルギーにて瞬時に火炎
伝播され、燃焼が完結される。
ここで、本実施例にあって副噴口10を1つとしたのは
、スワールSに対する貫徹力を確保するためと、コーナ
ー部12が形成する空間にスパークプラグ14の点火に
よって着火し、火炎伝播性の良い濃混合気の生成、即ら
燃料蒸気層1」を生成するためであり、主噴口11を4
つとしたのは、スワールSに対して適1哀な貫徹力を確
保し、噴射燃料噴霧を燃焼室3に対して均一に分散させ
て、燃料蒸気層H1の形成と失火のない燃焼を成すため
で、いずれも燃費、出力の観点で良好な燃焼を達成でき
るからである。
[発明の効果] 以上説明したことから明らかなように本発明の内燃機関
の燃焼室によれば次のごとき浸れた効果を発揮する。
(1]  燃焼室の内周部に径方向外方に窪んだコープ
一部を形成し、噴射ノズルの副噴口をそのコーナー部に
臨まぜると共に、そのコーナー部を含む近傍にスパーク
プラグを配設したので、機関が軽負荷時にあってもスパ
ークプラグ近傍の混合気を濃くでき、火炎伝播性の良い
燃焼を達成することができる。
(2)  高負荷時にあっては燃焼室の空燃比を均一に
できるので燃費、出力を大幅に向上できる。
[111−10、アルデヒドなどの未燃排出物を低減で
きる。
46図而面簡111な説明 第1図は本発明の内燃夜間の燃焼室の好適−実1に例を
示す概略断面図、第2図は第1図の上面図、第3図は噴
Q=Jノズルの概t8断面図、第4図、第5図は燃焼室
に形成するコーナー部の−f911を示す概略図、第6
図及び第7図は本発明の内燃機関の燃焼室の軽負荷時に
於ける噴射・燃焼状態を示す概略図、第8図は本発明の
内燃機関の燃焼室の中・高負荷時に於ける噴射燃焼状態
を示す概略図、第9図は及び第10図は従来の直噴式デ
ーc−ゼルエンジンを示す概略断WI図ぐある。
図中、1はピストン、3は燃焼室、4はシリンダヘッド
、5は噴射ノズル。10は副噴口、11は主噴口、12
はコーナー部である。
特許出願人  いすず自動巾株式会社 代理人弁理士 柘  谷  信  雄 「iζ庁(、τ←1″:、 / 、+゛−”すコテトし
)4ニジリングヘツド 第6図 第7図 手続7市正尤(方式) 昭fn61年3月31] 持訂庁長官  宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示   特願昭6C)−270287号2
、発明の名称   内燃態量の燃焼室3、補正をする者 事件との関係  柄部出願人 (017)いすず自動中株式会?、[ 4、代理人 郵便Wi号 105 東京都港区愛宕1丁目G番7弓 愛宕山弁護士ビル 5、補正命令の日付 昭和61年2月25日 (発送口) 6、補正の対客 図  面 7、補正の内容

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃焼室の内周部に径方向外方に窪んだコーナー部
    を形成し、該コーナー部を臨む副噴口と周方向に等分割
    する位置の上記内周部を臨む主噴口とを有する噴射ノズ
    ルを配設すると共に、上記コーナー部を含む近傍にスパ
    ークプラグを配設したことを特徴とする内燃機関の燃焼
    室。
  2. (2)上記噴射ノズルが主噴口と副噴口とを有し、その
    副噴口が主噴口に対して先行して開放されるように構成
    された上記特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の燃焼
    室。
JP60270287A 1985-11-30 1985-11-30 内燃機関の燃焼室 Expired - Lifetime JP2521902B2 (ja)

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US06/935,450 US4733643A (en) 1985-11-30 1986-11-26 Combustion chamber arrangement for an internal combustion engine
AU65690/86A AU586595B2 (en) 1985-11-30 1986-11-26 Combustion chamber arrangement for an internal combustion engine
DE8686116498T DE3674160D1 (de) 1985-11-30 1986-11-27 Brennkammeranordnung fuer eine brennkraftmaschine.
EP86116498A EP0225551B1 (en) 1985-11-30 1986-11-27 Combustion chamber arrangement for an internal combustion engine
CN86108109A CN1009473B (zh) 1985-11-30 1986-11-29 内燃机的燃烧室装置

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5552516U (ja) * 1978-10-05 1980-04-08
JPS58178419U (ja) * 1982-05-26 1983-11-29 株式会社小松製作所 デイ−ゼルエンジンのスパ−クアシスト装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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