JPS6323540Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はデイーゼルエンジンの渦流室式燃焼
室の構造に関する。

一般に、デイーゼルエンジンの燃焼室は圧縮さ
れた空気に強い渦流（スワール）を与え、噴射さ
れた燃料を短時間に十分に混合させることが重要
である。この渦流をおこさせる燃焼室はその形
状、構造により直接噴射式、予燃焼室式、渦流室
式、空気室式等が従来より知られている。ここ
で、渦流室式燃焼室とは、主燃焼室の上部に球状
の副室（渦流室）を設け、吸入空気を圧縮する際
にこの渦流室内に押し込み渦流を生じさせ、この
渦流中に燃料を噴射させ完全燃焼を行うものであ
る。

従来の渦流室式燃焼室の構造としては、例えば
第１図に示すようなものがある。同図において、
１はシリンダブロツクであり、そのシリンダブロ
ツク１のシリンダ室内にはピストン２が往復動可
能に収納されている。３はシリンダライナ、４は
ピストンリングである。シリンダブロツク１の上
部にはシリンダヘツド５が固着されており、この
シリンダヘツド５とピストン２の上面、すなわち
ピストンヘツド２ａとの間には主燃焼室６が形成
されている。７はガスケツトである。シリンダヘ
ツド５には口金部材８が固着され、この口金部材
８とシリンダヘツド５とには球状の渦流室９が形
成されている。口金部材８にはこれらの渦流室９
と主燃焼室６とを連通する連通孔１０が穿設され
ており、この連通孔１０は、ピストンヘツド２ａ
に形成されたキヤビテイ１１に向つて開口するよ
う設けられている。なお、１２は燃料噴射ノズ
ル、１３はグロープラグである。

以上の構造を有する渦流室式燃焼室にあつて
は、以下のように燃焼が行われる。すなわち、吸
気ポートより主燃焼室６内に吸入された空気は、
圧縮行程中のピストン２の上昇により、連通孔１
０を介して渦流室９内に流入する。この結果、渦
流室９内には空気の押し込み渦流が形成される。
次いで、圧縮行程終了時には、燃料噴射ノズル１
２から燃料、例えば軽油がこの渦流室９内に噴射
される。この結果、噴射により霧状化した燃料は
微粒化によりまたは壁面付着後の蒸発により空気
と混合されて、着火、燃焼する。次に、この燃焼
によつて渦流室９内の圧力は上昇し、この圧力上
昇により渦流室９内の火炎、空気、既燃ガス、未
燃燃料等は前述とは逆に連通孔１０を通り主燃焼
室６内に噴出する。この結果、噴出火炎により主
燃焼室６内においても圧縮空気の着火、燃焼が起
こる。以上のようにして、燃焼圧力がピストン２
に作用すると、ピストン２は下降し、その結果、
クランクシヤフトを介してデイーゼルエンジンの
有効出力は取り出されることになる。

しかしながら、このような構造の渦流室式燃焼
室を有する従来のデイーゼルエンジンにあつて
は、渦流室と主燃焼室とを連通する連通孔は単に
１個のみ設けられ、その軸線はピストン中心軸と
大略交差するような方向を指向していた。このた
め、渦流室のみでは燃焼が完了しない該エンジン
の中、高負荷領域にあつては、主燃焼室内での前
記噴出火炎と空気との十分な混合が必要となる
が、このように単一の連通孔のみでは噴出火炎の
主燃焼室内での十分な伝播、拡散が行われず、主
燃焼室内での空気利用率が悪かつたので、該領域
において燃費が悪化し、かつ、排気スモーク濃度
が増加するという問題点があつた。

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、渦流室と燃焼室とを備えたデ
イーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の構造におい
て、これらの渦流室と燃焼室とを、互いに交差す
るよう設けられた、略同一断面積を有する複数個
の連通孔によつて連通させるとともに、少なくと
も２つの前記連弾孔を、該連通孔の軸線がピスト
ン中心軸をはさむ方向を指向するように形成する
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、本考案を図面に基づいて説明する。

第２，３，４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、従来と同一部分
は同一符号を付している。第２，３，４図におい
て、１はシリンダブロツクを示し、このシリンダ
ブロツク１に形成されたシリンダ室内にはピスト
ン２が往復動可能に収納されている。３はシリン
ダ室の壁面を構成するシリンダライナ、４はピス
トン２の側壁に装着されたピストンリングであ
る。また５はシリンダブロツク１にガスケツト７
を介して固定されたシリンダヘツドであり、この
シリンダヘツド５とシリンダ室の上部、すなわち
ピストンヘツド２ａとの間には主燃焼室６が形成
されている。なお、ピストンヘツド２ａには略ハ
ート形のキヤビテイ１１が形成されている。シリ
ンダヘツド５には口金部材８が固定され、この口
金部材８およびシリンダヘツド５には球状の渦流
室９が形成されている。ここで、これらの渦流室
９と主燃焼室６とは互いに交差する複数の（この
実施例では一対）連通孔２０，２１により連通さ
れている。また、これらの連通孔２０，２１の流
路断面積は火炎噴出の偏向を防ぐため略同一に形
成されており、かつ、連通孔２０，２１はそれぞ
れ前記キヤビテイ１１に向つて開口している。ま
た、これらの連通孔２０，２１の軸線がピストン
中心軸をはさむ方向を指向するように形成されて
いる。さらに、連通孔２０，２１の交差部分には
その流路面積を確保するために大径のスロート部
２２が形成されている。なお、１２は渦流室９に
燃料を噴射する燃料噴射ノズル、１３は始動補助
用のグロープラグである。

次に、このような渦流室式燃焼室における作用
について説明する。まず、吸気ポートより主燃焼
室６内に吸入された空気は、圧縮行程中のピスト
ン２の上昇によつて圧縮、加熱されて連通孔２
０，２１を介して渦流室９内に流入する。この結
果、渦流室９内には球状の内壁に沿つてこの圧縮
空気の押し込み渦流（スワール）が形成される。
次いで、圧縮行程終了時に燃料噴射ノズル１２か
ら燃料が渦流室９内に噴射される。この結果、噴
射により霧状化した燃料はその微粒化により、ま
た、渦流室９内壁面に付着後の蒸発により空気と
混合されて着火、燃焼する。この後、この燃焼に
より渦流室９の圧力は上昇し、この圧上昇により
渦流室９内の火炎、空気、既燃ガス等は前述とは
逆方向に連通孔２０，２１を通り主燃焼室６内に
噴出する。このとき、両連通孔２０，２１からの
噴出火炎流は、流速の高い口金部材８内のスロー
ト部２２で激しく衝突して撹拌され、特に未燃燃
料の未利用空気との混合、霧化、気化が促進され
ることになる。この結果、主燃焼室６内での未燃
燃料の着火性が著しく向上する。この結果、主燃
焼室６内へ噴出する火炎流は必然的に２本形成さ
れ、主燃焼室６内でのこれらの噴出火炎と空気と
の混合は速やかに促進され、その着火、燃焼は主
燃焼室６内全体で円滑に行われる。この燃焼圧力
によりピストン２は下降され、クランクシヤフト
は回転することになる。つまり、連通孔２０，２
１の軸線がピストン４の中心軸をはさむ方向に指
向しているので、従来例においては主燃焼室の中
心部の空気のみしか燃焼に寄与していなかつたの
に対して、主燃焼室６の中心部のみならず周辺部
に広く火炎流が噴出して、主燃焼室６内で広く火
炎を十分で伝播、拡散させることができる。よつ
て、主燃焼室６内の空気利用率を高めることがで
き、中、高負荷領域においても燃費の向上とスモ
ーク濃度の低減を図ることができる。

第５図および第６図はこの考案の他の実施例を
示す図である。この実施例では３個の連通孔３
１，３２，３３により渦流室９と主燃焼室６とを
連通しており、これらのうち、連通孔３１，３３
の軸線はピストン４の中心軸をはさむ方向を指向
するように形成されており、連通孔３２の軸線は
ピストン４の中心軸と大略交わる方向を指向する
ように形成されている。この結果、渦流室９から
の噴出火炎流はさらに撹拌、混合されて主燃焼室
６全体に拡散して噴出されることになる。また、
この実施例のスロート部３４はさらに大径に形成
され流路面積を確保する。その他の構成および作
用は前述の実施例と同様である。

以上説明してきたように、この考案によれば、
渦流室と燃焼室とを有するデイーゼルエンジンの
渦流室式燃焼室の構造において、前記渦流室と主
燃焼室とを、互いに交差する略同一の断面積の複
数個の連通孔によつて連通させるとともに、少な
くとも２つの連通孔を、該連通孔の軸線がピスト
ン中心軸をはさむ方向を指向するように形成し
て、主燃焼室へ噴出する未燃燃料の着火性を向上
させると共に主燃焼室の広い範囲に火炎を噴出さ
せて十分に伝播、拡散させることができ、この結
果、中、高負荷領域においてもデイーゼルエンジ
ンの燃費の向上および排気中のスモーク濃度を低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデイーゼルエンジンの渦流室式
燃焼室の構造を示すその概略断面図、第２図はこ
の考案に係るデイーゼルエンジンの渦流室式燃焼
室の構造の一実施例を示すその概略断面図、第３
図は第２図の−矢視断面図、第４図は第２図
の−矢視断面図、第５図はこの考案の他の実
施例を示すその概略断面図、第６図は第５図の
−矢視断面図である。 ２ａ……ピストンヘツド、５……シリンダヘツ
ド、６……主燃焼室、９……渦流室、２０，２
１，３１，３２，３３……連通孔。

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ヘツドとの間に形成された主
   燃焼室と、を備えたデイーゼルエンジンの渦流室
   式燃焼室の構造において、前記渦流室と主燃焼室
   とを、互いに交差する略同一断面積の複数個の連
   通孔によつて連通させるとともに、少なくとも２
   つの連通孔を、該連通孔の軸線がピストン中心軸
   をはさむ方向を指向するように形成したことを特
   徴とするデイーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の
   構造。