JPS6310291B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料を略球形に形成した副燃焼室内
に噴射供給して、副燃焼室内で予燃焼したのち、
噴孔を介して主燃焼室に噴出するようにした渦室
式のデイーゼル機関に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

この種の渦室式デイーゼル機関は、略球形状の
副燃焼室内にピストンの圧縮行程時における押し
上げ流によつて渦流を発生し、この渦流に燃料
を、燃料噴射ノズルによつて噴射することで混合
気化して、着火燃焼するもので、この場合、燃料
噴射ノズルより渦流に対して噴射された燃料は、
渦流の流れ及び遠心力の影響を受けて、渦流の下
流側に流され、副燃焼室の片側に偏る傾向にある
から、燃料と空気との混合燃焼が、副燃焼室内の
全域において一様でなく、副燃焼室内の空気の全
部を有効に利用できない。従つて、スモークが発
生し易いばかりか、デイーゼル機関の出力が限定
されるのであり、特に、高回転域では、副燃焼室
内における渦流の速度が早くなるから、この渦流
に対して噴射された燃料が渦流の下流側に偏る傾
向は一層増大するのであつた。

また、この種の渦室式デイーゼル機関では、ピ
ストンの頂面に、キヤビテイーを凹み形成する一
方、前記副燃焼室からの噴孔を、このキヤビテイ
ーに対して吸気弁と排気弁との間の部位の方向に
開口するように構成しているため、吸気弁と排気
弁との間におけるいわゆる弁間部分が、前記噴孔
から噴出する燃焼ガスの主流にさらされることに
なるから、当該弁間部分が著しく高温に加熱さ
れ、溶損又は亀裂が多発するのであつた。

本発明は、これらの問題を解消することを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、主燃焼室内
におけるピストンの頂面に、キヤビテイーを凹み
形成する一方、シリンダヘツドに、燃料噴射ノズ
ルがのぞむ略球形の副燃焼室と、該副燃焼室に際
して接線状で、且つ、前記キヤビテイーに対して
吸気弁と排気弁との間の部位の方向に開口する噴
孔とを設けて成る渦室式デイーゼル機関におい
て、シリンダヘツドには、副燃焼室と主燃焼室と
に連通する副連通孔を前記噴孔とは別に設け、該
副連通孔の副燃焼室への開口部を、前記連通孔が
副燃焼室内にのぞむ上流側内壁部とは反対側の下
流側内壁部において副燃焼室の略中心に向かう方
向に開設する一方、前記副連通孔の主燃焼室側へ
の開口部を、前記吸気弁と排気弁との間で、且
つ、これら吸気弁及び排気弁と前記噴孔との間の
部位に、ピストンの頂面に対して略直角の方向に
開設する構成にした。

〔作用〕

ピストンの圧縮行程に際しての押し上げ流は、
噴孔と副連通孔との両方から副燃焼室内に流入
し、噴孔から流入する押し上げ流の主流は、副燃
焼室内に渦流となり、これに燃料が噴射されるこ
とにより、この噴射燃料は、渦流の流れ又は遠心
力によつて、噴孔が副燃焼室内にのぞむ上流側内
壁部とは反対側の下流側内壁部に多く集まる傾向
を呈するが、この下流側内壁部には、前記副連通
孔が副燃焼室の略中心に向かうように開口してい
て、この副連通孔から副燃焼室内に流入する押し
上げ流によつて、前記下流側内壁部における燃料
を副燃焼室の中心に向つて、噴孔からの渦流に合
流させることができるから、噴射燃料と空気との
混合を促進できるのである。

また、爆発行程に際して、副燃焼室内における
燃焼ガスは、噴孔及び副連通孔の両方から主燃焼
室に噴出するが、副連通孔の主燃焼室への開口部
を、吸気弁と排気弁との間で、且つ、これら吸気
弁及び排気弁と前記噴孔との間の部位に、ピスト
ンの頂面に対して略直角の方向に開設したことに
より、この副連通孔より主燃焼室内に噴出する燃
焼ガスが、噴孔より主燃焼室内に噴出する燃焼ガ
スの主流に吹き当たり、噴孔からの燃焼ガスの主
流を左右方向に広げることになるから、前記噴孔
からの燃焼ガスの主流によつて弁間部分を加熱す
ることを低減できると共に、主燃焼室内における
燃焼ガスと空気との混合性も向上できるのであ
る。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する
に、図において符号１はシリンダブロツク、符号
２はシリンダヘツド、符号３は主燃焼室４内を往
復動するピストン、符号５は略球形状の副燃焼
室、符号６は燃料噴射ノズル、符号７はグロープ
ラグ、符号８は前記副燃焼室５を形成するために
前記シリンダヘツド２内に設けたチヤンバーイン
サートを各々示し、前記副燃焼室５と主燃焼室４
とは、副燃焼室５に対して接線方向に穿設した噴
孔９を介して連通しており、この噴孔９の主燃焼
室４への開口部は、吸気弁１７と排気弁１８との
間に向かう方向に開設されている。

また、前記ピストン３の頂面には、キヤビテイ
ー１０が凹み形成され、このキヤビテイー１０
は、平面視において略ハート状であり、前記噴孔
９の主燃焼室４への開口部における溝部１１と、
該溝部１１に対向する位置に入り込み部１２とを
有し、前記噴孔９から溝部１１内に二点鎖線の矢
印Ａの方向に噴出した燃焼ガスは、前記入り込み
部１２によつて左右に分かれて、その両側のふく
らみ部１３，１３′に達するようになつている。

そして、符号１４は、前記副燃焼室５と主燃焼
室４とを、前記噴孔９とは別個に連通するよう
に、前記チヤンバーインサート８の外周とシリン
ダヘツド２との間に形成した副連通孔を示し、該
副連通孔１４を横に細長い偏平断面に形成し、そ
の前記副燃焼室５への開口部１４ａを、第１図に
おいて前記噴孔９が接線方向にのぞむ右側の内壁
部（上流側内壁部）１５と反対側における左側内
壁部１６、つまり、噴孔９からの押し上げ流によ
つて副燃焼室５内に発生する点線矢印Ｂの渦流に
対して下流側の部位において、副燃焼室５の略中
心に向かうように開設する一方、前記副連通孔１
４の主燃焼室４への開口部１４ｂを、前記吸気弁
１７と排気弁１８との間で、且つ、これら吸気弁
１７及び排気弁１８と前記噴孔９との間の部位
に、ピストン３の頂面に対して略直角の方向に開
設する。

ピストン３の圧縮行程において、主燃焼室４か
らの押し上げ流が噴孔９より副燃焼室５内に接線
方向に入ることで、副燃焼室５内に渦流が発生
し、この渦流に対して燃料噴射ノズル６から燃料
が噴射される。

この場合、噴射された燃料の一部は、渦流の流
れ又は遠心力によつて飛ばされて、副燃焼室５内
の左側内壁部（下流側内壁部）１６に集まる傾向
を呈するが、当該左側内壁部（下流側内壁部）１
６には、副連通孔１４の開口部１４ａが、中心に
向かうように開口していて、副燃焼室５内には、
この副連通孔１４からも押し上げ流が同時に矢印
Ｃの方向に流入するから、前記左側内壁部（下流
側内壁部）１６に集まる燃料は、この副連通孔１
４からの押し込み流に混合されつつ、副燃焼室５
の中心に向かう合成流Ｄとなつて噴孔９からの主
流の押し込み流に合流される。

これにより、燃料は、副燃焼室５内の空気に対
してその全域にわたつて略等しく混合できて、燃
焼が副燃焼室５の全域について一様に、且つ、一
斉に展開されるから、副燃焼室５内における空気
の全部を燃焼に有効に利用できるのである。

この場合、機関の高回転域では、副燃焼室５内
の渦流の速度が早くなると共に、副連通孔１４か
らの流入速度も早くなるので、副燃焼室５内での
均一燃焼は、機関の回転速度によつて殆ど影響さ
れず、高回転域においても均一燃焼を維持できる
のであり、また、副連通孔１４の副燃焼室５への
開口部１４ａを、図示のように横に細長い偏平断
面に形成しておけば、上記作用はより効果的であ
る。

一方、爆発行程に際して、副燃焼室５内におけ
る燃焼ガスは、噴孔９及び副連通孔１４の両方か
ら主燃焼室４に噴出するが、副連通孔１４の主燃
焼室４への開口部１４ｂを、吸気弁１７と排気弁
１８との間で、且つ、これら吸気弁１７及び排気
弁１８と前記噴孔９との間の部位に、ピストン３
の頂面に対して略直角の方向に開設したことによ
り、この副連通孔１４より主燃焼室内に噴出する
燃焼ガスが、噴孔９より矢印Ａで示すように主燃
焼室４内に噴出する燃焼ガスの主流に吹き当た
り、噴孔９からの燃焼ガスの主流を、矢印Ｅ及び
E′で示すように左右方向に広げることになるか
ら、前記噴孔９からの燃焼ガスの主流によつて前
記吸気弁１７と排気弁１８との間における弁間部
分を加熱することを低減できると共に、主燃焼室
４内における燃焼ガスと空気との混合性も向上で
きるのである。

この場合においても、前記副連通孔１４の主燃
焼室４への開口部１４ｂを、図示のように横に細
長い偏平断面に形成しておけば、上記作用はより
効果的である。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によると、副燃焼室内におけ
る燃料と空気との混合性、及び主燃焼室内におけ
る燃焼ガスと空気との混合性を促進することがで
きるから、スモークの発生を低減できると共に、
機関の出力を向上できるのであり、また、吸気弁
と排気弁との間における弁間部分の加熱による溶
損又は亀裂の発生を確実に低減できる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は機関の
要部縦断正面図、第２図は第１図の−視平面
図、第３図は第１図の−視断面図である。 １……シリンダブロツク、２……シリンダヘツ
ド、３……ピストン、４……主燃焼室、５……副
燃焼室、９……噴孔、１０……キヤビテイー、１
４……副連通孔、１４ａ……副連通孔の副燃焼室
への開口部、１４ｂ……副連通孔の主燃焼室への
開口部、１７……吸気弁、１８……排気弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主燃焼室内におけるピストンの頂面に、キヤ
   ビテイーを凹み形成する一方、シリンダヘツド
   に、燃料噴射ノズルがのぞむ略球形の副燃焼室
   と、該副燃料室に際して接線状で、且つ、前記キ
   ヤビテイーに対して吸気弁と排気弁との間の部位
   の方向に開口する噴孔とを設けて成る渦室式デイ
   ーゼル機関において、シリンダヘツドには、副燃
   焼室と主燃焼室とに連通する副連通孔を前記噴孔
   とは別に設け、該副連通孔の副燃焼室への開口部
   を、前記連通孔が副燃焼室内にのぞむ上流側内壁
   部とは反対側の下流側内壁部において副燃焼室の
   略中心に向かう方向に開設する一方、前記副連通
   孔の主燃焼室側への開口部を、前記吸気弁と排気
   弁との間で、且つ、これら吸気弁及び排気弁と前
   記噴孔との間の部位に、ピストンの頂面に対して
   略直角の方向に開設したことを特徴とする渦室式
   デイーゼル機関。