JPS635111A - デイ−ゼルエンジンのうず室式燃焼室 - 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】 〈産業との利用分野〉 本発明は、ディーゼルエンジンのうず室式燃焼室に関し
、ピストンが上死点付近を通過する期間においても空気
利用率を効果的に向上できるものを提供する。

〈従来技術〉 本発明の対象となるディーゼルエンジンのうず室式燃焼
室の基本構造は、第３図に示すように、ディーゼルエン
ジンＥの主燃焼室１の偏心箇所に噴口２を介してうず室
３を連通し、噴口２の輪心４はうず室３から主燃焼室１
に近づくほど主燃焼室１の中央部に近づく傾斜状に方向
づけ、上死点付近にあるピストンヘッド８に噴口２から
燃焼気流を吹き付けるように構成した形式のものである
。

この形式の従来技術としては、噴口２を単に円筒状に形
成したものや、主燃焼室１での燃焼気流の分散性能を向
上し、空気利用率を高めるために、特公昭５７−５９４
１０号公報に示すように、丸孔の両Ｒ部に一対の１路を
付設して下広がりテーパー状の噴口２を形成し、この噴
口２がら圧縮上昇した偏平なピストンヘッドに向けて左
右への広がり角を持たせて燃焼気流を噴出させたものが
ある。

〈従来技術の問題点〉 一般に、うす室への渦流効率を上げるためには、うす室
３の容積をなるべく大きくとり、主燃焼室１をなるべく
小さくとる必要があり、このためピストン上死点隙間が
非常に狭くなっている。

従って、上記従来技術では、ピストンが上死点近くを通
過する期間において、噴口２が偏平なピストンヘッドで
塞がれたようになるため、噴口２を単なる筒状に形成す
る場合はらとより、下広がりテーパー状に形成する場合
でも、うず室３で膨張する燃焼気流は、噴口２の出口で
大きな流動抵抗を受けて、圧力損失を起こす。

しかも、燃焼気流が流動抵抗を受けるために、火炎伝播
にも遅れを生じ、燃焼性能を低下させてしまう。

〈先行発明〉 そこで、本出願人はピストンが上死点付近を通過する期
間でも燃焼気流の流動抵抗を低減する目的で、第１０図
に示す発明を先に提案した。

即ち、上記先行発明は、始端部１０から先端部１２に進
むにつれて左右に広がりながら浅くなる扇形の凹み７を
ビスＹンヘッｌ″８に形成し、凹み７の始端部１０をう
ず室３１に空けた噴口２に臨ませたものである。

上記先行案では、ピストン６が上死点近くを通過する期
間においても、噴口２はピストンヘッド８に形成しｔこ
凹みマの始端部に臨んで開放さＦＸ、た状態になるので
、噴口２から主燃焼室１に噴出した燃焼気流は、流動抵
抗を受けることなく凹み７に入り、スムーズにその先端
部１に向って案内される。

従って、燃焼気流の流動抵抗を大幅に小さくして、圧力
損失を低減し、火炎伝播の遅れをなくせしかしなが呟凹
み７に入った燃焼気流は、この凹みの開角に従って左右
に広がって進むが、凹み７の左右両側面５３・５３の拘
束を受けてこの内部だけで広がってゆこうとし、主燃焼
室１内の空気との混合が制限される虞れがある。

本発明は、主燃焼室における空気利用率をより一層向上
させることを技術的課題とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記課題を達成するための手段を、実施例に対応する第
１図乃至第９図を用いて以下に説明する。

即ち、本発明は、ピストン６が上死点付近にある場合に
、噴口２から噴出する燃焼気流を主燃焼室１内で左右方
向への広がり角を持たせて前方へ案内する凹み７をピス
トンへラド８に、始端部１０から先端部１２に進むにつ
れて左右に広がりながら浅くなる形に形成し、凹み７の
始端部１０を噴口２１こ臨ませ、凹み７の左右両側面５
３・５３のうちの、少なくとも始端寄り側面部分５０に
続く中間側部分５２を当該始端寄り側面部分５０よりら
上広がり形状に形成したものである。

く作　用〉 噴口２から凹み７の始端部１０に噴出した燃焼気流は、
始端寄り側面部分５０で拘束されながら方向付けを受け
て先端部１２に向けて進むが、少なくともこれに続く中
間側部分５２は上広がり形状に形成されて、凹み７の外
部にいわば開放されるので、方向を持った燃焼気流の流
れによって、凹み７の外部にある空気がこの中間側部分
５２カ・ら凹み７の内部に引き込まれ、燃焼気流との混
合を促進しながら先端部１２より主燃焼室１の全体に広
がってゆく。

〈発明の効果〉 先ず、本発明においては、ピストンヘッドに凹みを形成
することにより、燃焼気流の流動抵抗を小さくして圧力
損失をなくし、火炎伝播を速やかにできる。

また、凹みの少な（とも中間側部分を始端寄り側面部分
よりも上広がり形状にするので、二の中間側部分で凹み
の外部の空気が引き込まれ易くなつて、燃焼気流と空気
との混合を促進し、空気利用率を向上できる。

く実　施　例〉 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は第１実施例を示すピストンヘッドの平面図、第
２図はピストンヘッド周辺の縦断右側面図、第３図は縦
形ディーゼルエンジンの要部縦断右側面図、第１１図は
噴口の模式図であって、ディーゼルエンジンＥのシリン
ダブロック１４の中央にシリンダ１５を形成し、ピスト
ン６をシリンダ１５に上下摺動自在に内嵌する。

シリンダブロック１４の上方にシリンダヘッド１６を組
み付け、シリンダへラド１６の後半部のうち、シリンダ
ブロック１４の主燃焼室１に面する肉壁内に燃料噴射空
間１９を穿孔し、その下部開口端縁から半割状の噴射室
部材２０を嵌合して、燃料噴射空間１９の上半球部と噴
射室部材２０の下半球部とでうす室３を形成する。

上記シリンダヘッド１６の後半部の上端部から燃料噴射
空間１９にかけてノズル嵌挿孔２１を貫設し、この嵌挿
孔２１に燃料噴射ノズル２２を嵌挿して、その先端噴口
部２３をうず室３に臨ませる。

上記噴射室部材２０に噴口２を後ろ上り傾斜状、即ち、
噴口２の輪心４をうず室３から主燃焼室１に近づくほど
主燃焼室１の中央部に近づく傾斜状に方向付ける。

上記噴口２は、第１１図に示すように、燃焼気流の主要
噴出路となる丸孔２４を中央に貫設し、そのやや前方寄
りの左右両側面５に亘って１路２５を空け、その境界を
車状に形成して構成される。

丸孔２４の細心に対して１路２５の各細心を下方に行く
ほど左右に拡開するように傾斜させて（即ち、１路２５
の通路断面積を主燃焼室１に近づくほど、左右方向に増
加するように構成して）、噴口２から主燃焼室１に噴出
した燃焼気流が左右両側方に広がるようにする。

尚、燃焼電流を左右に広がらせるようなテーパー形状の
噴口２としては、上記実施例の他に、例えば、第１２図
に示すように、噴口上面及び下面ともに左右に長い長孔
にしたものでも良いが、本発明においては、第１３図の
ように単に筒状に形成した噴口２を用いることもできる
。

−方、ピストンヘッド８に略６０度に開いた扇形の凹み
７を設け、凹み７は扇のかなめである始端部１０が最も
深く、先端部１２に進むにつれて浅くなるように形成さ
れる（第１図参照）。

上記凹み７をピストンヘッド８の中心寄りに配置し、そ
の始端部１０を前記噴口２の主燃焼室側の開口端に臨ま
せる。

凹み７の左右両側５３・５３のうち、始端部１０から先
端部寄り中途部５４までの間の始端寄り側壁部分５０は
第５図に示すように直角に切り起こすとともに、上記中
途部５４から先端部１２までの中間側部分５２は第６図
に示すように、開角θの上広がり平滑面状に形成する。

この場合、左右両側面５３・５３の壁面角度の態様とし
ては、例えば、上記始端寄り側壁部分５０を第７図に示
すように、いわゆるアリ溝状に形成して燃焼気流の方向
の拘束力を高めても良いし、中間側部分５２を第８図に
示すように上広がり曲面状にして凹み７の外部から内部
に空気を引き込み易くしても良い。

また、凹み７の縦断方向の形状は、始端部１０を球状に
穿ち、当該始端部１０から先端部１２にかけての部位を
上り傾斜状の平坦面として、上記球面部と平坦面を滑ら
かに連続せしめたものである。

他方、第４図は本発明の第２実施例を示し、凹み７の左
右両側面５３・５３を、始端寄り部分５０、中間側部分
５２及び先端寄り部分５５の三つに区分けし、始端寄り
部分５０及び先端寄り部分５５をともに直角に切り起こ
すとともに（第５図及び＃Ｓ９図参照、但し、第９図は
第４図のＲ−Ｒ線断面図である。）、中間側部分５２だ
けを第６図に示すように、開角θの上広がり平滑面状に
設定する。

この場合、上記中間側部分５２を第８図に示すように上
広がり曲面状にし、始端寄り及び先端寄りの側部分５０
・５５をｆＪＳ７図に示すようにアリ溝状にしても差し
支えない。

まｒこ、本発明の第３実施例としては、第１実施例及び
第２実施例で連続的な上広がり面に形成した中間側部分
５２を断続的に設け、いわば複数の細い傾斜状開放溝を
左右両側面５３に直交する方向に刻設する形態にしても
差し支えない。

まｒこ、凹み７は、始端部１０から先端部１２に進むに
つれて浅くなる形状であれば良いので、その縦断方向の
形状は上記実施例に限らず、以下の場合でも差し支えな
い。

即ち、第１４図は凹み７の縦断方向の第１変形例を示し
、始端部１０を後ろ上り傾斜状の平坦面３０に切り下ろ
し、始端部１０から凹みの中途部にかけての部位を同−
深さの平坦面３１とし、当該中途部から先端部１２にか
けてを下方に凹んだ単曲面３２（前後方向に曲率半径を
有する）として、上記平坦面３１に単曲面３２を滑らか
に連続せしめたちのである。

第１５図は凹み７の縦断方向の第２変形例を示し１．第
１実施例のうち、始端部１０の切り下げ開始部位を曲面
状に形成して、凹み７とピストンへラド６の上壁面とを
滑らかな連続面で接続したものであり、始端部１０に尖
鋭な角部ができることをなくし、亀裂やヒートポイント
の発生を防止することができる。

第１６図は凹み７の縦断方向の第３変形例を示し、第１
変形例のうち、凹みの中途部から先端部１２にかけての
部位を前玉がり傾斜状の平坦面３４に形成し、前方、中
央及び後方の平坦面を夫々折れ線状に接続したものであ
る。

第１７図は凹み７の縦断方向の第４変形例を示し、第１
実施例のうち、始端部１０を垂直な平坦面状に切り下げ
たちのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の実施例を示し、第１図は第１
実施例を示すピストンヘッドの平面図、第２図はピスト
ンヘッド周辺の縦断右側面図、第３図は縦形ディーゼル
エンジンの要部縦断右側面図、第４図は第２実施例を示
す第１図相当図、第５図は第１図又は第４図におけるＰ
−Ｐ線断面図、第６図は第１図又は第４図におけるＱ−
Ｑ線断面図、ｐＡ７図は始端部寄り側面部分の池の実施
例を示す第５図相当図、第８図は中間側部分の池の実施
例な示す第６図相当図、第９図は第４図におけるＲ−Ｒ
線断面図、第１０図は先行発明を示す第１図相当図、第
１１図は噴口の模式図、第１２図及び第１３図は各々噴
口の他の変形例を示す第１】図相当図、第１　、を図〜
第１５図は各々凹みの縦断方向の変形例を示すピストン
ヘッドの要ｇＩ！１１ｉ１断右側面図である。 １・・・主燃焼室、　　２・・・噴口、　３・・・うず
室、４・・・輪心、　　６・・・ピストン、　　７・・
・凹み、８・・・ピストンヘッド、　　１０・・・７の
始ｙ：Ａ＝阻１２・・・７の終端部、　　５０・・・始
端寄り側面部分、Ｓ２・・・中間側部分、　５３・・・
左右両側面。 特許出願人　　久保田鉄工株式会社 −へ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ディーゼルエンジンＥの主燃焼室１の偏心箇所に噴
   口２を介してうず室３を連通し、噴口２の輪心４はうず
   室３から主燃焼室１に近づくほど主燃焼室１の中央部に
   近づく傾斜状に方向づけ、上死点付近にあるピストンヘ
   ッド８に噴口２から燃焼気流を吹き付けるように構成し
   たディーゼルエンジンのうず室式燃焼室において、ピス
   トン６が上死点付近にある場合に、噴口２から噴出する
   燃焼気流を主燃焼室１内で左右方向への広がり角を持た
   せて前方へ案内する凹み７をピストンヘッド８に、始端
   部１０から先端部１２に進むにつれて左右に広がりなが
   ら浅くなる形に形成し、凹み７の始端部１０を噴口２に
   臨ませ、凹み７の左右両側面５３・５３のうちの、少な
   くとも始端寄り側面部分５０に続く中間側部分５２を当
   該始端寄り側面部分５０よりも上広がり形状に形成した
   ことを特徴とするディーゼルエンジンのうず室式燃焼室