JPH0115860Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、渦流室式デイーゼルエンジンの燃焼
室の改良に関し、詳しくはピストン頂上部に形成
する主室キヤビテイの改良に関する。

（従来の技術） 高速デイーゼルエンンジンに適した燃焼室とし
て渦流室式が知られているが、その燃焼性状をさ
らに改善する目的で第３図、第４図に示すような
ものが提案されている（実開昭57−78724号参
照）。

これを説明すると、エンジンの圧縮上死点付近
で渦流室２０内で着火された燃料は火炎（燃焼ガ
ス）となつて噴口２１から主室キヤビテイ６内に
噴出流入する。

主室キヤビテイ６内では火炎（流れをＢで示
す）はトレンチ部１０に沿つて流れ、一対の拡散
部７，８の連結部９に衝突し二手に分かれる。分
かれた火炎は拡散部７，８の円弧に沿つて拡散
し、新気を取り入れながら燃焼が進行する。な
お、トレンチ部１０は溝状に、一対の拡散部７，
８は円形状凹部に形成されている。また、１はシ
リンダブロツク、２はシリンダヘツド、２３は燃
料噴射弁、２４はグロープラグである。

ところで、一般に、渦流室式デイーゼルエンジ
ンにおいてHCやスモークの排出量を低減するに
は、渦流室容積をできるだけ大きくして噴射燃料
に対する渦流室内の空気利用率を高めることが有
効である。

しかし、渦流室容積を増大すると、エンジンの
圧縮比が低下し、この圧縮比の低下により圧縮空
気温度が下がり、HC排出量が増大する。このた
め、渦硫室容積を増大する場合には、主室キヤビ
テイ容積を小さく抑えて全体としての燃焼室容積
を考慮する必要がある。

一方、渦流室から主室に噴出した火炎内の未燃
成分を主室内で良好に燃焼させるためには、火炎
と主室内空気との混合を良好にすればよく、この
ためには前述の主室キヤビテイの拡散部容積を確
保する必要がある。

こうした３つの要求から主室キヤビテイ容積が
設定され、第３図に示されるクローバリーフ状の
主室キヤビテイ６がピストン３の頂上部４の図中
右半分の部分に形成されている。

ところが、拡散部容積は小さく主室内の空気利
用率はなお十分とはいえない。

そこで、主室内の空気利用率の向上を図り、か
つ圧縮比の上昇をめざして、拡散部がバルブリセ
スとしても利用されるバルブリセス共用型の主室
キヤビテイをピストン頂上部に形成したものが提
案されている。（実願昭57−189037号参照）。

この主室キヤビテイでは、円形状凹部からなる
一対の拡散部がピストン頂上部に大きく形成さ
れ、拡散部容積が拡大されている。

（考案が解決しようとする問題点） 拡散部での良好な燃焼は拡散部内空気の取り入
れを行う火炎の勢いに左右され、勢いが弱められ
ると、初期燃焼を悪化させることになる。ところ
が、逆スキツシユの利用により火炎流れの大部分
はトレンチ部の下流側末端から拡散部外周の円弧
に案内されて流れる主流（旋回流）として流れる
が、その一部はトレンチ部の上流側始端からすぐ
に拡散部外周に案内されて流れる傍流となる。こ
の傍流は同じ拡散部外周に方向づけられた火炎主
流に反対方向から衝突する対向流となるので、そ
の勢いを相殺する傾向にある。このため、火炎と
空気との混合が鈍つて燃焼が悪化し、燃焼初期に
発生しやすいスモーク排出量の増加を招くことが
考えられる。

本考案は、こうした傍流をシリンダ壁に衝突さ
せて減衰消滅させることにより火炎主流への干渉
を回避し、火炎主流の勢いを確保する渦流室式デ
イーゼルエンジンを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、吸排気バルブの下方に位置して両バ
ルブの径よりも大きな径を有する円形状凹部から
なる一対の拡散部と、両拡散部に連なるとともに
一端が渦流室に連絡される噴口の下面に延びる溝
状のトレンチ部とからなる主室キヤビテイをピス
トン頂上部に形成した渦流室式デイーゼルエンジ
ンを前提とする。

本考案は、トレンチ部の中心軸に直交し拡散部
外周に接する２つの接線間の範囲にあり、かつピ
ストン外周に近接する部分を拡散部底面と同一の
深さに形成する。

（作用） このように構成すると、傍流は拡散部外周に接
する接線方向に案内されてシリンダ壁に向かい衝
突して消滅するため、火炎主流に干渉することが
なく、一方、火炎主流は拡散部形状の変更により
旋回性が弱められることからその分広がつた旋回
流として流れるものの、拡散部容積の拡大と相ま
つて拡散部内空気との混合が積極的に促進され良
好な火炎燃焼が確保されることになる。

（実施例） 第１図Ａは本考案の一実施例のピストン頂上部
の平面図、第１図Ｂは第１図ＡのＡ−Ａ線断面図
である。

図中ピストン頂上部４には吸排気バルブ（図示
せず）の下方に位置して両バルブの径よりも大き
な径を有する円形状凹部からなる一対の拡散部７
Ａ，８Ａと、拡散部７Ａ，８Ａに連なるとともに
一端が渦流室に連絡される噴口（図示せず）の下
面に延びる溝状のトレンチ部１０Ａが形成され
る。なお、このトレンチ部１０Ａの溝底面３１
は、噴口の下面に延びる側（図中下方）が最も深
く最深部から連結部９Ａに向けて浅くなり、連結
部９Ａで連結部段差と同一の深さになる傾斜面に
て形成している。

こうして一対の拡散部７Ａ，８Ａとトレンチ部
１０Ａからる主室キヤビテイ６Ａが形成される
が、本考案では、トレンチ部１０Ａの中心軸に直
交し拡散部外周３２，３３に接する２つの接線
Ｅ，Ｅ間の範囲にあり、かつピストン外周４０に
近接する部分（図中斜線にて示す）を拡散部底面
３４，３５と同一の深さに形成する。すなわち、
斜線部分は拡大された拡散部３６，３７として形
成される。なお、バルブリセスとしても利用され
る拡散部７Ａ，８Ａの最小深さはバルブリフト、
圧縮比等から設定される。

以上の構成による作用を説明すると、膨張行程
初期に噴口からトレンチ部１０Ａに噴出する火炎
は逆スキツシユの作用により主としてトレンチ部
１０Ａの下流側末端（図中上方）から一対の拡散
部外周３２，３３に案内されて旋回する火炎主流
Ｃを形成するが、トレンチ部の上流側始端（図中
下方）からすぐに拡散部外周３２，３３に案内さ
れて流れる傍流Ｄを形成するものがある。こうし
た傍流Ｄは拡散部外周３２，３３からそのまま接
線方向へと案内され、対面するシリンダ壁に衝突
し減衰消滅する。このため、火炎主流はその勢い
が傍流の干渉を受けて鈍るということはない。な
お、比較のため従来例を２点鎖線にて同図に重ね
て示すと、傍流と火炎主流とは同じ拡散部外周に
より反対方向から案内されピストン外周４０に近
いほぼ中間点で衝突し、傍流が火炎主流の勢いを
相殺する。しかし、本考案では傍流が火炎主流の
流れ方向には向かうことがないのである。なお、
火炎流れは一方の拡散部についてのみ示している
が、他方についても同様である。

一方、火炎主流は拡散部外周の形状が変更にな
つた分だけ旋回性が緩むが、拡大拡散部３６，３
７の付加により拡散部容積が拡大するので、火炎
主流の利用空気が多くなり、火炎と空気の混合が
活発に行なわれ燃焼が良好に促進される。このた
め、所定回転数（1200rpm）でのスモーク濃度を
示すと第２図のようになり、広い負荷範囲にわた
つてスモーク発生量を低減するのである。

（考案の効果） 本考案によれば、トレンチ部の中心軸に直交し
拡散部外周に接する２つの接線間の範囲にあり、
かつピストン外周に近接する部分を拡散部底面と
同一の深さに形成したので、火炎主流の勢いが傍
流により相殺されることがなく、火炎主流は拡散
部内空気との混合を促進し燃焼初期に発生しやす
いスモーク排出量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本考案の一実施例のピストン頂上部
の平面図、第１図Ｂは第１図ＡのＡ−Ａ線断面
図、第２図はスモーク濃度の特性図である。第３
図は従来例の燃焼室の縦断面図、第４図は同じく
ピストン頂上部の平面図である。 ３……ピストン、４……ピストン頂上部、６Ａ
……主室キヤビテイ、７Ａ，８Ａ……拡散部、７
Ｂ，８Ｂ……拡散部段差、１０Ａ……トレンチ
部、３１……溝底面、３２，３３……拡散部外
周、３４，３５……拡散部底面、３６，３７……
拡大拡散部、４０……ピストン外周。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸排気バルブの下方に位置して両バルブの径よ
   りも大きな径を有する円形状凹部からなる一対の
   拡散部と、両拡散部に連なるとともに一端が渦流
   室に連絡される噴口の下面に延びる溝状のトレン
   チ部とからなる主室キヤビテイをピストン頂上部
   に形成した渦流室式デイーゼルエンジンにおい
   て、トレンチ部の中心軸に直交し拡散部外周に接
   する２つの接線間の範囲にあり、かつピストン外
   周に近接する部分を拡散部底面と同一の深さに形
   成したことを特徴とする渦流室式デイーゼルエン
   ジン。