JP2660687B2 - デイーゼルエンジンのうず室式燃焼室 - Google Patents
デイーゼルエンジンのうず室式燃焼室Info
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- JP2660687B2 JP2660687B2 JP61150083A JP15008386A JP2660687B2 JP 2660687 B2 JP2660687 B2 JP 2660687B2 JP 61150083 A JP61150083 A JP 61150083A JP 15008386 A JP15008386 A JP 15008386A JP 2660687 B2 JP2660687 B2 JP 2660687B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は、デイ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。 ＜従来の技術＞ 本発明の対象となるデイ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、デイーゼルエ
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）の軸心
（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。 この基本構造において、ピストンヘッドに設ける凹み
の形状として、従来技術では次のものがある。 ○従来技術1. 第12図−第15図参照．（実開昭61−1713
5号公報） これは、ピストンヘッド（８）にクローバリーフ形の
凹み（51）を形成したものである。このクローバリーフ
形凹み（51）の始端部（トレンチ部）（52）が噴口
（２）に臨む。この凹み（51）の底面は始端部（52）か
ら先端部（53）に向かって上り勾配になっている。凹み
（51）の底面の先端部（53）とこれの前側のピストン頂
面部分（55）との間に段差面（54）が介在する。 ○従来技術2. 第16図−第18図参照．（実開昭50−1384
03号公報） これは、ピストンヘッド（８）に１本の直線溝（61）
と一対の湾曲溝（62）（63）とを形成したものである。 直線溝（61）は、平面視で一定の狭い溝幅で、ピスト
ンヘッド（８）の直径方向に沿って一直線に走り、その
溝底面が上り傾斜面になっている。この直線溝（61）の
始端部（64）は噴口（２）に臨み、その終端部（65）は
ピストンヘッド（８）の前半部の頂面部分（66）に連続
する。 一対の湾曲溝（62）（63）は、直線溝（61）の途中部
から左右にＵターン状に分岐し、その先端部（67）（6
8）がピストンヘッド（８）の後半部の左右の頂面部分
（69）（70）に連続する。 ＜発明が解決しようとする課題＞ ○従来技術1. （第12図−第15図） 上記従来技術１では、ピストンヘッド（８）の凹み
（51）の周囲のピストン頂面部分（55）（56）（57）上
の空気利用率が良くない。 すなわち、膨張行程の初期において、うず室（３）か
ら噴口（２）を経てクローバリーフ形凹み（51）に流れ
込んで来た燃焼気流は、この凹み（51）の先端部（53）
の段差面（54）に案内されてＵターンし、凹み（51）内
を旋回するに止まり、ピストンヘッド（８）の凹み（5
1）の周囲の前側および左右両側のピストン頂面部分（5
5）（56）（57）に乗り上がって行きにくいため、この
ピストン頂面部分（55）（56）（57）上の空気の利用率
が良くない。 ○従来技術2. （第16図−第18図参照） 上記従来技術２では、ピストンヘッド（８）の前半部
および後半部の頂面部分（66）（69）（70）内の両脇領
域（71）（72）（73）（74）上の空気利用率が良くな
い。 すなわち、膨張行程の初期において、うず室（３）か
ら噴口（２）を経て直線溝（64）に噴出してきた燃焼気
流は、直線溝（64）内を真っすぐに走り、前半部頂面部
分（66）の中央をさらに真っすぐに進んだのち、シリン
ダの内周面に衝突して左右に分かれ、シリンダ内周面に
沿って旋回する。このため、この燃焼気流は、シリンダ
内周面から遠い前半部の頂面部分（66）内の両脇領域
（71）（72）に回り込みにくいので、この前半部両脇領
域（71）（72）上の空気の利用率が良くない。 また、直線溝（64）内を走る燃焼気流の一部は、左右
の湾曲溝（62）（63）を通り、後半部左右頂面部分（6
9）（70）の外周部をシリンダ内周面に沿って旋回す
る。このため、この燃焼気流は、シリンダ内周面から遠
い後半部の左右頂面部分（69）（70）内の両脇領域（7
3）（74）に回り込みにくいので、この後半部両脇領域
（73）（74）上の空気の利用率も良くない。 本発明の課題は、ピストンヘッドの凹みの周囲の前側
および左右両側のピストン頂面部分上の空気の利用率を
高めること、およびこのピストン頂面上の空気と燃焼気
流との混合性能を高めることにある。 ＜課題を解決するための手段＞ 本発明のデイーゼルエンジンのうず室式燃焼室は、前
述の基本構造において、上記課題を達成するために、例
えば第１図−第４図または第５図に示すように、つぎの
特徴構造を追加したものである。 即ち、噴口（２）はうず室（３）から主燃焼室（１）
に近づくほど次第に左右に広がる左右広がり形状に形成
し、 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、この凹み（７）は平面視でいちょう葉形状に形
成し、 凹み（７）の始端部（10）を噴口（２）に臨ませ、凹
み（７）の先端部（12）の底面をピストンヘッド（８）
の前側の頂面部分（8a）に連続させ、 凹み（７）のいちょう葉形状の左右両側面（53）（5
3）の開角（Ａ）を凹み（７）の始端部（10）に近い部
分（50）で小さく、先端部（12）に近い部分（52）で大
きい値になるように構成したことを特徴とするものであ
る。 ＜作 用＞ 本発明の作用を、主として第４図に基づき説明する。 （イ）．燃焼気流は全ての頂面部分（8a）（8b）（8c）
（8d）上の全領域にわたって勢いよく流れ込むので、ピ
ストン頂面部分上の空気の利用率を高める 膨張行程の初期において、うず室（３）内で燃焼・膨
張し始めた燃焼ガスは、噴口（２）を通り、凹み（７）
をその始端部（10）から先端部（12）に向かって通過
し、前側のピストンヘッド頂面部分（8a）に乗り上がっ
たのち、シリンダ（15）の内周面に案内されて左右に分
かれてＵターンし、左右のピストン頂面部分（8b）（8
c）上を回流し、背部のピストン頂面部分（8d）で左右
から合流して、再び凹み（７）の始端部（10）付近内に
流れ込む。こののち、この燃焼気流は凹み（７）・前側
ピストン頂面部分（8a）・左右ピストン頂面部分（8b）
（8c）・背部ピストン頂面部分（8d）・凹み（７）の順
で、主燃焼室（１）内を旋回する。 この燃焼気流は、このような流れにおいて、まず噴口
（２）を通過する過程で、噴口（２）の左右広がり形状
に沿って左右に広げられ、次いで凹み（７）内を通過す
る過程で凹み（７）のいちょう葉形状に沿って左右にス
ムースに広がりながら、前側ピストン頂面部分（8a）上
の全域に亘って勢い良く流れ込む。この燃焼気流はさら
に、前側ピストン頂面部分（8a）上で左右に分かれてＵ
ターンし、左右の各ピストン頂面部分（8b）（8c）上の
全域にわたって吹き抜け、背部ピストン頂面部分（8d）
で左右から合流して、凹み（７）にその始端部（10）付
近から流れ込むのである。 このように、主燃焼室（１）内において、燃焼気流は
凹み（７）内に止まらず、前側ピストン頂面部分（8a）
上、左右両側ピストン頂面部分（8b）（8c）上、および
背部ピストン頂面部分（8d）上の全領域にわたって勢い
よく流れ込むので、これらの全てのピストン頂面部分
（8a）（8b）（8c）（8d）上の空気は、燃焼気流と速や
かに強力に混合される分だけ、空気利用率を高めること
ができる。 （ロ）．燃焼気流が前側ピストン頂面部分（8a）上でＵ
ターンし易くなるので、ピストン頂面部分上の空気と燃
焼気流との混合性能を高める 膨張行程の初期において、主燃焼室（１）内で、上記
燃焼気流が凹み（７）内をその始端部（10）から先端部
（12）に向かって左右にスムースに広がりながら進み、
前側ピストン頂面部分（8a）上で左右に分かれてＵター
ンして、左右の各頂面部分（8b）（8c）上を流れて行
く。 このとき、凹み（７）のいちょう葉形状の左右両側面
（53）（53）の開角（Ａ）が、凹み（７）の始端部（1
0）に近い部分（50）よりも、先端部（12）に近い部分
（52）で大きい値になって広げられている分だけ、上記
燃焼気流が前側ピストン頂面部分（8a）上でのＵターン
時に、早いうちから左右に引き寄せられて、大きな曲率
半径で回り込み易くなる。 このため、この燃焼気流は、Ｕターンがスムースに進
んで、その流動の勢いが強くなり、凹み（７）・前側ピ
ストン頂面部分（8a）・左右両側ピストン頂面部分（8
b）（8c）・背部ピストン頂面部分（8d）・凹み（７）
の順で旋回する燃焼気流の流速が速くなる分だけ、前側
ピストン頂面部分（8a）・左右両側ピストン頂面部分
（8b）（8c）および背部ピストン頂面部分（8d）上の空
気と燃焼気流との混合性能を高めることができる。 ＜発明の効果＞ （イ）．燃焼気流は全ての頂面部分（8a）（8b）（8c）
（8d）上の全領域にわたって勢いよく流れ込むので、ピ
ストン頂面部分上の空気の利用率を高める 噴口（２）はうず室（３）から主燃焼室（１）に近づ
くほど次第に左右に広がる左右広がり形状に形成し、 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、この凹み（７）は平面視でいちょう葉形状に形
成し、 凹み（７）の始端部（10）を噴口（２）に臨ませ、凹
み（７）の先端部（12）の底面をピストンヘッド（８）
の前側の頂面部分（8a）に連続させて構成する。 この構成から、膨張行程の初期において、うず室
（３）内で燃焼・膨張し始めた燃焼ガスは、まず左右広
がり形状の噴口（２）を通過する過程で左右に広げられ
ていき、次いでいちょう葉形状の凹み（７）内を通過す
る過程でも左右にスムースに広がりながら、前側ピスト
ン頂面部分（8a）上の全域に亘って勢い良く流れ込み、
ここで左右に分かれてＵターンして、左右の各ピストン
頂面部分（8b）（8c）上の全域にわたって吹き抜け、背
部ピストン頂面部分（8d）で左右から合流して、凹み
（７）にその始端部（10）付近から流れ込む。 このように、主燃焼室（１）内において、燃焼気流は
凹み（７）内に止まらず、前側ピストン頂面部分（8a）
上、左右両側ピストン頂面部分（8b）（8c）上、および
背部ピストン頂面部分（8d）上の全領域にわたって勢い
よく流れ込むので、これらの全てのピストン頂面部分
（8a）（8b）（8c）（8d）上の空気は、燃焼気流と速や
かに強力に混合される分だけ、空気利用率を高めること
ができる。 （ロ）．燃焼気流が前側ピストン頂面部分（8a）上でＵ
ターンし易くなるので、ピストン頂面部分上の空気と燃
焼気流との混合性能を高める 凹み（７）のいちょう葉形状の左右両側面（53）（5
3）の開角（Ａ）を凹み（７）の始端部（10）に近い部
分（50）で小さく、先端部（12）に近い部分（52）で大
きい値になるように構成する。 この構成から、凹み（７）のいちょう葉形状の左右両
側面（53）（53）の開角（Ａ）が、凹み（７）の始端部
（10）に近い部分（50）よりも、先端部（12）に近い部
分（52）で大きい値になって広げられている分だけ、上
記燃焼気流が前側ピストン頂面部分（8a）上でのＵター
ン時に、早いうちから左右に引き寄せられて、大きな曲
率半径で回り込み易くなる。 このため、この燃焼気流は、Ｕターンがスムースに進
んで、その流動の勢いが強くなり、凹み（７）・前側ピ
ストン頂面部分（8a）・左右両側ピストン頂面部分（8
b）（8c）・背部ピストン頂面部分（8d）・凹み（７）
の順で旋回する燃焼気流の流速が速くなる分だけ、前側
ピストン頂面部分（8a）・左右両側ピストン頂面部分
（8b）（8c）および背部ピストン頂面部分（8d）上の空
気と燃焼気流との混合性能を高めることができる。 ＜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
縦形デイーゼルエンジンの要部縦断右側面図、第４図は
ピストンヘッドの斜視図、第10図は噴口の模式図であ
る。 デイーゼルエンジン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、シリンダヘッド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
下半球部とでうず室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、この挿嵌孔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の軸心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10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に亘って脇路25を空け、その境界を峯状
に形成して構成される。 丸孔24の軸心に対して脇路25の各軸心を下方に行くほ
ど左右に拡開するように傾斜させて（即ち、脇路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、燃焼気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11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。 一方、ピストンヘッド８に略60度に開いたいちょう葉
形状の凹み７を設け、凹み７はいちょう葉のかなめ部で
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・第４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の平面視の形状は、既述のように、略いちょう
葉形状であって、具体的には、左右両側53・53のうち、
始端部10から先端部12にかけての中途部までを小さな開
角A1に設定し、当該中途部から先端部12までの左右両側
面53・53を、開角A2が上記A1よりも大きく、且つ、先端
部12に近づくほど漸増するように設定する（従って、始
端部10に近い左右両壁面の部分50は直線状を呈し、先端
部12に近い左右両壁面の部分52は曲線状を呈する）。 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。 このとき、噴口２から凹み７の始端部10に噴出した燃
焼気流は、始端部10に近い側壁部分50で方向付けをされ
て中途部まで進み、先端部12に近い側壁部分42で開角を
広げられて左右に大きく拡大し、空気利用率を向上す
る。 他方、第５図は本発明の第２実施例を示し、左右両側
面53・53の中途部から先端部12にかけての部分52を始端
部付近50の開角A1よりも大きな開角A2に設定し、上記第
１実施例では、曲線状に拡開したのに対し、当該実施例
では、直線状に拡開したものである。 また、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６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７の中途部にかけての部位を同一
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
しめたものである。 第７図は凹み７の縦断方向の第２変形例を示し、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とピストンヘッド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８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７の中途部から先端部12にかけての
部位を前上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夫折れ線状に接続したものであ
る。 第９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
ものである。
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。 ＜従来の技術＞ 本発明の対象となるデイ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、デイーゼルエ
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）の軸心
（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。 この基本構造において、ピストンヘッドに設ける凹み
の形状として、従来技術では次のものがある。 ○従来技術1. 第12図−第15図参照．（実開昭61−1713
5号公報） これは、ピストンヘッド（８）にクローバリーフ形の
凹み（51）を形成したものである。このクローバリーフ
形凹み（51）の始端部（トレンチ部）（52）が噴口
（２）に臨む。この凹み（51）の底面は始端部（52）か
ら先端部（53）に向かって上り勾配になっている。凹み
（51）の底面の先端部（53）とこれの前側のピストン頂
面部分（55）との間に段差面（54）が介在する。 ○従来技術2. 第16図−第18図参照．（実開昭50−1384
03号公報） これは、ピストンヘッド（８）に１本の直線溝（61）
と一対の湾曲溝（62）（63）とを形成したものである。 直線溝（61）は、平面視で一定の狭い溝幅で、ピスト
ンヘッド（８）の直径方向に沿って一直線に走り、その
溝底面が上り傾斜面になっている。この直線溝（61）の
始端部（64）は噴口（２）に臨み、その終端部（65）は
ピストンヘッド（８）の前半部の頂面部分（66）に連続
する。 一対の湾曲溝（62）（63）は、直線溝（61）の途中部
から左右にＵターン状に分岐し、その先端部（67）（6
8）がピストンヘッド（８）の後半部の左右の頂面部分
（69）（70）に連続する。 ＜発明が解決しようとする課題＞ ○従来技術1. （第12図−第15図） 上記従来技術１では、ピストンヘッド（８）の凹み
（51）の周囲のピストン頂面部分（55）（56）（57）上
の空気利用率が良くない。 すなわち、膨張行程の初期において、うず室（３）か
ら噴口（２）を経てクローバリーフ形凹み（51）に流れ
込んで来た燃焼気流は、この凹み（51）の先端部（53）
の段差面（54）に案内されてＵターンし、凹み（51）内
を旋回するに止まり、ピストンヘッド（８）の凹み（5
1）の周囲の前側および左右両側のピストン頂面部分（5
5）（56）（57）に乗り上がって行きにくいため、この
ピストン頂面部分（55）（56）（57）上の空気の利用率
が良くない。 ○従来技術2. （第16図−第18図参照） 上記従来技術２では、ピストンヘッド（８）の前半部
および後半部の頂面部分（66）（69）（70）内の両脇領
域（71）（72）（73）（74）上の空気利用率が良くな
い。 すなわち、膨張行程の初期において、うず室（３）か
ら噴口（２）を経て直線溝（64）に噴出してきた燃焼気
流は、直線溝（64）内を真っすぐに走り、前半部頂面部
分（66）の中央をさらに真っすぐに進んだのち、シリン
ダの内周面に衝突して左右に分かれ、シリンダ内周面に
沿って旋回する。このため、この燃焼気流は、シリンダ
内周面から遠い前半部の頂面部分（66）内の両脇領域
（71）（72）に回り込みにくいので、この前半部両脇領
域（71）（72）上の空気の利用率が良くない。 また、直線溝（64）内を走る燃焼気流の一部は、左右
の湾曲溝（62）（63）を通り、後半部左右頂面部分（6
9）（70）の外周部をシリンダ内周面に沿って旋回す
る。このため、この燃焼気流は、シリンダ内周面から遠
い後半部の左右頂面部分（69）（70）内の両脇領域（7
3）（74）に回り込みにくいので、この後半部両脇領域
（73）（74）上の空気の利用率も良くない。 本発明の課題は、ピストンヘッドの凹みの周囲の前側
および左右両側のピストン頂面部分上の空気の利用率を
高めること、およびこのピストン頂面上の空気と燃焼気
流との混合性能を高めることにある。 ＜課題を解決するための手段＞ 本発明のデイーゼルエンジンのうず室式燃焼室は、前
述の基本構造において、上記課題を達成するために、例
えば第１図−第４図または第５図に示すように、つぎの
特徴構造を追加したものである。 即ち、噴口（２）はうず室（３）から主燃焼室（１）
に近づくほど次第に左右に広がる左右広がり形状に形成
し、 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、この凹み（７）は平面視でいちょう葉形状に形
成し、 凹み（７）の始端部（10）を噴口（２）に臨ませ、凹
み（７）の先端部（12）の底面をピストンヘッド（８）
の前側の頂面部分（8a）に連続させ、 凹み（７）のいちょう葉形状の左右両側面（53）（5
3）の開角（Ａ）を凹み（７）の始端部（10）に近い部
分（50）で小さく、先端部（12）に近い部分（52）で大
きい値になるように構成したことを特徴とするものであ
る。 ＜作 用＞ 本発明の作用を、主として第４図に基づき説明する。 （イ）．燃焼気流は全ての頂面部分（8a）（8b）（8c）
（8d）上の全領域にわたって勢いよく流れ込むので、ピ
ストン頂面部分上の空気の利用率を高める 膨張行程の初期において、うず室（３）内で燃焼・膨
張し始めた燃焼ガスは、噴口（２）を通り、凹み（７）
をその始端部（10）から先端部（12）に向かって通過
し、前側のピストンヘッド頂面部分（8a）に乗り上がっ
たのち、シリンダ（15）の内周面に案内されて左右に分
かれてＵターンし、左右のピストン頂面部分（8b）（8
c）上を回流し、背部のピストン頂面部分（8d）で左右
から合流して、再び凹み（７）の始端部（10）付近内に
流れ込む。こののち、この燃焼気流は凹み（７）・前側
ピストン頂面部分（8a）・左右ピストン頂面部分（8b）
（8c）・背部ピストン頂面部分（8d）・凹み（７）の順
で、主燃焼室（１）内を旋回する。 この燃焼気流は、このような流れにおいて、まず噴口
（２）を通過する過程で、噴口（２）の左右広がり形状
に沿って左右に広げられ、次いで凹み（７）内を通過す
る過程で凹み（７）のいちょう葉形状に沿って左右にス
ムースに広がりながら、前側ピストン頂面部分（8a）上
の全域に亘って勢い良く流れ込む。この燃焼気流はさら
に、前側ピストン頂面部分（8a）上で左右に分かれてＵ
ターンし、左右の各ピストン頂面部分（8b）（8c）上の
全域にわたって吹き抜け、背部ピストン頂面部分（8d）
で左右から合流して、凹み（７）にその始端部（10）付
近から流れ込むのである。 このように、主燃焼室（１）内において、燃焼気流は
凹み（７）内に止まらず、前側ピストン頂面部分（8a）
上、左右両側ピストン頂面部分（8b）（8c）上、および
背部ピストン頂面部分（8d）上の全領域にわたって勢い
よく流れ込むので、これらの全てのピストン頂面部分
（8a）（8b）（8c）（8d）上の空気は、燃焼気流と速や
かに強力に混合される分だけ、空気利用率を高めること
ができる。 （ロ）．燃焼気流が前側ピストン頂面部分（8a）上でＵ
ターンし易くなるので、ピストン頂面部分上の空気と燃
焼気流との混合性能を高める 膨張行程の初期において、主燃焼室（１）内で、上記
燃焼気流が凹み（７）内をその始端部（10）から先端部
（12）に向かって左右にスムースに広がりながら進み、
前側ピストン頂面部分（8a）上で左右に分かれてＵター
ンして、左右の各頂面部分（8b）（8c）上を流れて行
く。 このとき、凹み（７）のいちょう葉形状の左右両側面
（53）（53）の開角（Ａ）が、凹み（７）の始端部（1
0）に近い部分（50）よりも、先端部（12）に近い部分
（52）で大きい値になって広げられている分だけ、上記
燃焼気流が前側ピストン頂面部分（8a）上でのＵターン
時に、早いうちから左右に引き寄せられて、大きな曲率
半径で回り込み易くなる。 このため、この燃焼気流は、Ｕターンがスムースに進
んで、その流動の勢いが強くなり、凹み（７）・前側ピ
ストン頂面部分（8a）・左右両側ピストン頂面部分（8
b）（8c）・背部ピストン頂面部分（8d）・凹み（７）
の順で旋回する燃焼気流の流速が速くなる分だけ、前側
ピストン頂面部分（8a）・左右両側ピストン頂面部分
（8b）（8c）および背部ピストン頂面部分（8d）上の空
気と燃焼気流との混合性能を高めることができる。 ＜発明の効果＞ （イ）．燃焼気流は全ての頂面部分（8a）（8b）（8c）
（8d）上の全領域にわたって勢いよく流れ込むので、ピ
ストン頂面部分上の空気の利用率を高める 噴口（２）はうず室（３）から主燃焼室（１）に近づ
くほど次第に左右に広がる左右広がり形状に形成し、 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、この凹み（７）は平面視でいちょう葉形状に形
成し、 凹み（７）の始端部（10）を噴口（２）に臨ませ、凹
み（７）の先端部（12）の底面をピストンヘッド（８）
の前側の頂面部分（8a）に連続させて構成する。 この構成から、膨張行程の初期において、うず室
（３）内で燃焼・膨張し始めた燃焼ガスは、まず左右広
がり形状の噴口（２）を通過する過程で左右に広げられ
ていき、次いでいちょう葉形状の凹み（７）内を通過す
る過程でも左右にスムースに広がりながら、前側ピスト
ン頂面部分（8a）上の全域に亘って勢い良く流れ込み、
ここで左右に分かれてＵターンして、左右の各ピストン
頂面部分（8b）（8c）上の全域にわたって吹き抜け、背
部ピストン頂面部分（8d）で左右から合流して、凹み
（７）にその始端部（10）付近から流れ込む。 このように、主燃焼室（１）内において、燃焼気流は
凹み（７）内に止まらず、前側ピストン頂面部分（8a）
上、左右両側ピストン頂面部分（8b）（8c）上、および
背部ピストン頂面部分（8d）上の全領域にわたって勢い
よく流れ込むので、これらの全てのピストン頂面部分
（8a）（8b）（8c）（8d）上の空気は、燃焼気流と速や
かに強力に混合される分だけ、空気利用率を高めること
ができる。 （ロ）．燃焼気流が前側ピストン頂面部分（8a）上でＵ
ターンし易くなるので、ピストン頂面部分上の空気と燃
焼気流との混合性能を高める 凹み（７）のいちょう葉形状の左右両側面（53）（5
3）の開角（Ａ）を凹み（７）の始端部（10）に近い部
分（50）で小さく、先端部（12）に近い部分（52）で大
きい値になるように構成する。 この構成から、凹み（７）のいちょう葉形状の左右両
側面（53）（53）の開角（Ａ）が、凹み（７）の始端部
（10）に近い部分（50）よりも、先端部（12）に近い部
分（52）で大きい値になって広げられている分だけ、上
記燃焼気流が前側ピストン頂面部分（8a）上でのＵター
ン時に、早いうちから左右に引き寄せられて、大きな曲
率半径で回り込み易くなる。 このため、この燃焼気流は、Ｕターンがスムースに進
んで、その流動の勢いが強くなり、凹み（７）・前側ピ
ストン頂面部分（8a）・左右両側ピストン頂面部分（8
b）（8c）・背部ピストン頂面部分（8d）・凹み（７）
の順で旋回する燃焼気流の流速が速くなる分だけ、前側
ピストン頂面部分（8a）・左右両側ピストン頂面部分
（8b）（8c）および背部ピストン頂面部分（8d）上の空
気と燃焼気流との混合性能を高めることができる。 ＜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
縦形デイーゼルエンジンの要部縦断右側面図、第４図は
ピストンヘッドの斜視図、第10図は噴口の模式図であ
る。 デイーゼルエンジン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、シリンダヘッド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
下半球部とでうず室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、この挿嵌孔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の軸心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10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に亘って脇路25を空け、その境界を峯状
に形成して構成される。 丸孔24の軸心に対して脇路25の各軸心を下方に行くほ
ど左右に拡開するように傾斜させて（即ち、脇路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、燃焼気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11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。 一方、ピストンヘッド８に略60度に開いたいちょう葉
形状の凹み７を設け、凹み７はいちょう葉のかなめ部で
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・第４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の平面視の形状は、既述のように、略いちょう
葉形状であって、具体的には、左右両側53・53のうち、
始端部10から先端部12にかけての中途部までを小さな開
角A1に設定し、当該中途部から先端部12までの左右両側
面53・53を、開角A2が上記A1よりも大きく、且つ、先端
部12に近づくほど漸増するように設定する（従って、始
端部10に近い左右両壁面の部分50は直線状を呈し、先端
部12に近い左右両壁面の部分52は曲線状を呈する）。 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。 このとき、噴口２から凹み７の始端部10に噴出した燃
焼気流は、始端部10に近い側壁部分50で方向付けをされ
て中途部まで進み、先端部12に近い側壁部分42で開角を
広げられて左右に大きく拡大し、空気利用率を向上す
る。 他方、第５図は本発明の第２実施例を示し、左右両側
面53・53の中途部から先端部12にかけての部分52を始端
部付近50の開角A1よりも大きな開角A2に設定し、上記第
１実施例では、曲線状に拡開したのに対し、当該実施例
では、直線状に拡開したものである。 また、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６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７の中途部にかけての部位を同一
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
しめたものである。 第７図は凹み７の縦断方向の第２変形例を示し、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とピストンヘッド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８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７の中途部から先端部12にかけての
部位を前上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夫折れ線状に接続したものであ
る。 第９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
ものである。
【図面の簡単な説明】
第１図−第５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図はピストンヘッド
の斜視図、第５図は第２実施例を示す第１図相当図、第
６図−第９図は各々凹みの縦断方向の変形例を示すピス
トンヘッドの要部縦断右側面図、第10図は噴口の模式
図、第11図は噴口の他の変形例を示す第10図相当図であ
る。 第12図−第15図は従来技術１を示し、第12図はピストン
ヘッドの平面図、第13図は第12図のXIII−XIII線断面矢
視図、第14図は第12図のXIV−XIV線断面矢視図、第15図
は第12図のXV−XV線断面矢視図である。 第16図−第18図は従来技術２を示し、第16図はピストン
ヘッドの平面図、第17図は第16図のXVII−XVII線断面矢
視図、第18図は第16図のXVIII線断面矢視図である。 １……主燃焼室、２……噴口、３……うず室、４……軸
心、６……ピストン、７……凹み、８……ピストンヘッ
ド、10……７の始端部、12……７の先端部、50……７の
10に近い部分、52……７の12に近い部分、53……７の左
右側面、Ａ……53の開角、Ｅ……ディーゼルエンジン。
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図はピストンヘッド
の斜視図、第５図は第２実施例を示す第１図相当図、第
６図−第９図は各々凹みの縦断方向の変形例を示すピス
トンヘッドの要部縦断右側面図、第10図は噴口の模式
図、第11図は噴口の他の変形例を示す第10図相当図であ
る。 第12図−第15図は従来技術１を示し、第12図はピストン
ヘッドの平面図、第13図は第12図のXIII−XIII線断面矢
視図、第14図は第12図のXIV−XIV線断面矢視図、第15図
は第12図のXV−XV線断面矢視図である。 第16図−第18図は従来技術２を示し、第16図はピストン
ヘッドの平面図、第17図は第16図のXVII−XVII線断面矢
視図、第18図は第16図のXVIII線断面矢視図である。 １……主燃焼室、２……噴口、３……うず室、４……軸
心、６……ピストン、７……凹み、８……ピストンヘッ
ド、10……７の始端部、12……７の先端部、50……７の
10に近い部分、52……７の12に近い部分、53……７の左
右側面、Ａ……53の開角、Ｅ……ディーゼルエンジン。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．デイーゼルエンジン（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）の軸心（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イ
ーゼルエンジンのうず室式燃焼室において、 噴口（２）はうず室（３）から主燃焼室（１）に近づく
ほど次第に左右に広がる左右広がり形状に形成し、 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、
この凹み（７）は平面視でいちょう葉形状に形成し、 凹み（７）の始端部（10）を噴口（２）に臨ませ、凹み
（７）の先端部（12）の底面をピストンヘッド（８）の
前側の頂面部分（8a）に連続させ、 凹み（７）のいちょう葉形状の左右両側面（53）（53）
の開角（Ａ）を凹み（７）の始端部（10）に近い部分
（50）で小さく、先端部（12）に近い部分（52）で大き
い値になるように構成した ことを特徴とするデイーゼルエンジンのうず室式燃焼
室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150083A JP2660687B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | デイーゼルエンジンのうず室式燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150083A JP2660687B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | デイーゼルエンジンのうず室式燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635110A JPS635110A (ja) | 1988-01-11 |
| JP2660687B2 true JP2660687B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=15489142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61150083A Expired - Fee Related JP2660687B2 (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | デイーゼルエンジンのうず室式燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2660687B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0299717A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-11 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | 断熱エンジンの燃焼室 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5218645Y2 (ja) * | 1974-05-02 | 1977-04-27 | ||
| JPS5991420U (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-21 | 日産自動車株式会社 | 渦流室式デイ−ゼルエンジン |
| JPS611821A (ja) * | 1984-06-12 | 1986-01-07 | Nissan Motor Co Ltd | 渦流室式デイ−ゼルエンジン |
| JPS611823A (ja) * | 1984-06-12 | 1986-01-07 | Nissan Motor Co Ltd | 渦流室式デイ−ゼルエンジン |
| JPS6117135U (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-31 | 日産自動車株式会社 | 渦流室式デイ−ゼルエンジン |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP61150083A patent/JP2660687B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS635110A (ja) | 1988-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |