JPH01167408A - 副室式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
副室式ディーゼル機関の燃焼室Info
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- JPH01167408A JPH01167408A JP62325219A JP32521987A JPH01167408A JP H01167408 A JPH01167408 A JP H01167408A JP 62325219 A JP62325219 A JP 62325219A JP 32521987 A JP32521987 A JP 32521987A JP H01167408 A JPH01167408 A JP H01167408A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は副室式機関の燃焼室に関する。
第１２図を参照し従来形め副室式機関の燃焼室について
説明する。
説明する。
副室２はシリンダヘッド４内に凹設されている。
副室２の形状は上部が半球形、下部は円錐台のものある
いは円柱形のもの等があるが第１２図では下部が円錐台
のものを示している。副室２には燃料噴射弁５及び機関
始動時に副室２内を予熱するダローデラグ６を必要に応
じ゛て設置す□る。副燃焼室２は副室噴口３を介してピ
ストン７０頂面、シリンダ８、シリンダヘッド４の下面
から構成される主室に連通している。
いは円柱形のもの等があるが第１２図では下部が円錐台
のものを示している。副室２には燃料噴射弁５及び機関
始動時に副室２内を予熱するダローデラグ６を必要に応
じ゛て設置す□る。副燃焼室２は副室噴口３を介してピ
ストン７０頂面、シリンダ８、シリンダヘッド４の下面
から構成される主室に連通している。
副室中心Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂとを含む平面に
よる副室頃日通路の切断面のうち、同シリンダ中心線Ｂ
−Ｂから離れて位置する副室噴口通路壁側の副室口金９
内部に、副室噴口３に隣接し副索噴口通路壁に開口する
空間１１を設置し、同空間１１内には、副室噴口制御棒
１４、伸縮管ｉ２雀内蔵しており、同副室噴口制御棒１
４と伸縮管１２とは接続されている。同伸縮管１２の内
部にはワックス等の温度変化による膨張、収縮が大きな
作動物質（固体、液体、固体と液体とが混在）が封入さ
れている。同副室噴口制御棒１４の先端部１５は副室噴
口通路壁面とほぼ同一平面上にあるか、或いは副室噴口
３内に突出している。
よる副室頃日通路の切断面のうち、同シリンダ中心線Ｂ
−Ｂから離れて位置する副室噴口通路壁側の副室口金９
内部に、副室噴口３に隣接し副索噴口通路壁に開口する
空間１１を設置し、同空間１１内には、副室噴口制御棒
１４、伸縮管ｉ２雀内蔵しており、同副室噴口制御棒１
４と伸縮管１２とは接続されている。同伸縮管１２の内
部にはワックス等の温度変化による膨張、収縮が大きな
作動物質（固体、液体、固体と液体とが混在）が封入さ
れている。同副室噴口制御棒１４の先端部１５は副室噴
口通路壁面とほぼ同一平面上にあるか、或いは副室噴口
３内に突出している。
即ち伸縮管１２の内部に封入されたワックス等の作動物
質は、伸縮管１２の壁面を介して副室口金９および同空
間１１の温度を感知して膨張、収縮を行ない、それに伴
って伸縮管１２の長さを変化させる。従って副室噴口制
御棒１４および同先端部１５を作動させることにより副
室噴口通路面積を制御する機構を備えている。第１２図
は副室口金温度と同空間１１の温度が高い高負荷時にお
いて同制御棒先端部１５が副室噴口３内に突出している
場合を示している。
質は、伸縮管１２の壁面を介して副室口金９および同空
間１１の温度を感知して膨張、収縮を行ない、それに伴
って伸縮管１２の長さを変化させる。従って副室噴口制
御棒１４および同先端部１５を作動させることにより副
室噴口通路面積を制御する機構を備えている。第１２図
は副室口金温度と同空間１１の温度が高い高負荷時にお
いて同制御棒先端部１５が副室噴口３内に突出している
場合を示している。
次に前記従来例の作用について説明する。
燃焼室温度が低く副室口金温度又は同空間温度の低い始
動時又は低負荷時においては、副室噴口制御棒１４の先
端部１５は副室噴口通路壁面とほぼ同一平面上にあり、
副室噴口通路面積は最大となっている。従って圧縮行程
時ピストン７による主室ｌ内ガスの圧縮により生ずる主
室内ガスの副室２内への流入速度、従って副室内での渦
流速度は小さくなシ、ガス流動による燃料の冷却及び熱
損失は低減する。また低負荷時には燃料噴射量も少ない
ため、副室内の燃料と空気の混合気形成と燃焼は確保さ
れる。また膨張行程時副室２から主室１内へのガスの流
出は、副室噴口通路面積が大きいため容易となり、副室
噴口絞り損失は低減する。さらに主室１内の噴流速度も
小さいために熱損失も低減する。
動時又は低負荷時においては、副室噴口制御棒１４の先
端部１５は副室噴口通路壁面とほぼ同一平面上にあり、
副室噴口通路面積は最大となっている。従って圧縮行程
時ピストン７による主室ｌ内ガスの圧縮により生ずる主
室内ガスの副室２内への流入速度、従って副室内での渦
流速度は小さくなシ、ガス流動による燃料の冷却及び熱
損失は低減する。また低負荷時には燃料噴射量も少ない
ため、副室内の燃料と空気の混合気形成と燃焼は確保さ
れる。また膨張行程時副室２から主室１内へのガスの流
出は、副室噴口通路面積が大きいため容易となり、副室
噴口絞り損失は低減する。さらに主室１内の噴流速度も
小さいために熱損失も低減する。
機関の負荷が高くなるにつれて、燃焼室壁温従って副室
口金温度、同空間温度が上昇し、伸縮管１・２内部のワ
ックス等の作動物質が膨張するため、伸縮管１２の長さ
が長くなり、これに接続される副室噴口制御棒１４の先
端部１５が副室噴口３内に突出し、副室噴口通路面積を
狭くする。この場合負荷が高くなればなる程、同先端部
１５の副室噴口３内へ突出量が大きくなく副室噴口面積
は縮小される。このため機関の負荷が高くなればなる程
、圧縮行程時の主室１から副室２への噴流速度従って副
室２内での渦流速度が大となり、燃焼と空気の混合と燃
焼を促進させる。
口金温度、同空間温度が上昇し、伸縮管１・２内部のワ
ックス等の作動物質が膨張するため、伸縮管１２の長さ
が長くなり、これに接続される副室噴口制御棒１４の先
端部１５が副室噴口３内に突出し、副室噴口通路面積を
狭くする。この場合負荷が高くなればなる程、同先端部
１５の副室噴口３内へ突出量が大きくなく副室噴口面積
は縮小される。このため機関の負荷が高くなればなる程
、圧縮行程時の主室１から副室２への噴流速度従って副
室２内での渦流速度が大となり、燃焼と空気の混合と燃
焼を促進させる。
又同時に膨張行程時主室１への噴流速度も大とナシ、主
室１内の未燃焼燃料と空気の混合が促進され燃焼が改善
される。
室１内の未燃焼燃料と空気の混合が促進され燃焼が改善
される。
ところが前述の伸縮管１２を用いて副室噴口通路面積を
制御する従来例では、伸縮管１２の長さの変化幅が小さ
い。そこでこの変化幅を大きくしようとすると、伸縮管
１２が非常に大きくなり、シリンダヘッドの構成上およ
びこれに伴なうワックスの膨張収縮に必要な熱量を伸縮
管１２に供給することが困難となる。
制御する従来例では、伸縮管１２の長さの変化幅が小さ
い。そこでこの変化幅を大きくしようとすると、伸縮管
１２が非常に大きくなり、シリンダヘッドの構成上およ
びこれに伴なうワックスの膨張収縮に必要な熱量を伸縮
管１２に供給することが困難となる。
伸縮管の長さの変化幅を大きくするためには、伸縮管１
２の伸縮部（ベローズ）のねじの巻数を多くせねばなら
ない。この際伸縮部の直径を同時に大きくしないと、（
伸縮部長さ／伸縮部属径）が大きくなり座屈をおこす。
２の伸縮部（ベローズ）のねじの巻数を多くせねばなら
ない。この際伸縮部の直径を同時に大きくしないと、（
伸縮部長さ／伸縮部属径）が大きくなり座屈をおこす。
またねじの巻数を少なくし、ねじのピッチを大きくして
、伸縮管１２長さの変化幅を大きくすると、伸縮管１２
全体が大きくなりシリンダヘッドが構成上困難となる。
、伸縮管１２長さの変化幅を大きくすると、伸縮管１２
全体が大きくなりシリンダヘッドが構成上困難となる。
本発明の目的は前記従来装置の問題点を解消し、部分負
荷時の燃費および始動性を良好にし、高負荷時には燃焼
、従って燃費と吐煙を改善すると共に、シリンダヘッド
の構成上小型化が可能で副室噴口通路面積を大幅に変化
させることができる、副室式内燃機関の燃焼室を提供す
るにある。
荷時の燃費および始動性を良好にし、高負荷時には燃焼
、従って燃費と吐煙を改善すると共に、シリンダヘッド
の構成上小型化が可能で副室噴口通路面積を大幅に変化
させることができる、副室式内燃機関の燃焼室を提供す
るにある。
本発明の副室式内燃機関の燃焼室は、副室口金内部の副
室噴口に隣接し副室噴口通路壁に開口して設けられた空
間と；同空間の噴口側に嵌め込まれ副室噴口制御棒と；
同空間の反副室噴口側に内蔵され、ワックス、ゴム、ア
ルコール等の温度変化による膨張、収縮差が大きい作動
物質が伸縮可能なゴム等の部材（２０）により封入され
、さらに同部材には副室噴口制御棒１４の一端が挿入さ
れたアクチュエータ１２とを有してなり、副室噴口制御
棒１４の先ｉ部が低負荷時には副室噴口通路壁面と同一
面となり、高負荷時には副室噴口内に突出させ副室噴口
通路面積を縮小させることを特徴としている。
室噴口に隣接し副室噴口通路壁に開口して設けられた空
間と；同空間の噴口側に嵌め込まれ副室噴口制御棒と；
同空間の反副室噴口側に内蔵され、ワックス、ゴム、ア
ルコール等の温度変化による膨張、収縮差が大きい作動
物質が伸縮可能なゴム等の部材（２０）により封入され
、さらに同部材には副室噴口制御棒１４の一端が挿入さ
れたアクチュエータ１２とを有してなり、副室噴口制御
棒１４の先ｉ部が低負荷時には副室噴口通路壁面と同一
面となり、高負荷時には副室噴口内に突出させ副室噴口
通路面積を縮小させることを特徴としている。
本発明の燃焼室とすると、燃焼室従って副室口金の壁温
か低い部分負荷及び始動時には副室噴口３の通路面積が
大きくなり、主副燃焼室内の噴流速度、渦流速度が抑制
される。また高負荷時になるにつれて燃焼室（副室口金
）壁温か高゛くなり、前記作動物質の膨張により副室噴
口制御棒１４が副室噴口３内に突出し、副室噴口３の通
路面積を狭くし、燃焼室内の噴流、渦流速度が増大する
。
か低い部分負荷及び始動時には副室噴口３の通路面積が
大きくなり、主副燃焼室内の噴流速度、渦流速度が抑制
される。また高負荷時になるにつれて燃焼室（副室口金
）壁温か高゛くなり、前記作動物質の膨張により副室噴
口制御棒１４が副室噴口３内に突出し、副室噴口３の通
路面積を狭くし、燃焼室内の噴流、渦流速度が増大する
。
以下第１〜３図を参照し本発明の第１実施例について説
明する。
明する。
第１図（ａ）は高温時で副室制御棒が副室噴口内に突出
した場合の要部断面図第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＣ
−Ｃ矢視図である。
した場合の要部断面図第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＣ
−Ｃ矢視図である。
副室２はシリンダヘッド４内に凹設されている。
副室２の形状は上部が半球形、下部は円錐台のもの、あ
るいは円柱形のもの等が゛あるが、第１図には下部が円
錐台のものを示す。副室２には燃料噴射弁５及び機関始
動時に副室２内を予熱するグローブラグ６を必要に応じ
て設置する。副室２は副室噴口３を介してピストン７の
頂面、シリンダ８、シリンダヘッド４の下面で構成され
る主室１と連通している。
るいは円柱形のもの等が゛あるが、第１図には下部が円
錐台のものを示す。副室２には燃料噴射弁５及び機関始
動時に副室２内を予熱するグローブラグ６を必要に応じ
て設置する。副室２は副室噴口３を介してピストン７の
頂面、シリンダ８、シリンダヘッド４の下面で構成され
る主室１と連通している。
副室中心線Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂとを含む平面
による副−噴口通路の切断面のうち、同シリンダ中心線
Ｂ−Ｂから離れて位置する副室噴口通路壁側の副室口金
９内部に副室噴口３に隣接し、副室噴口通路壁に開口す
る空間１１を設置し、この空間１１内に副室噴口制御棒
１４、アクチュエータ１２を内蔵している。このアクチ
ュエータ１２の内部にはワックス、ゴム、アルコール等
の温度変化による膨張、収縮が大きい物質（固体。
による副−噴口通路の切断面のうち、同シリンダ中心線
Ｂ−Ｂから離れて位置する副室噴口通路壁側の副室口金
９内部に副室噴口３に隣接し、副室噴口通路壁に開口す
る空間１１を設置し、この空間１１内に副室噴口制御棒
１４、アクチュエータ１２を内蔵している。このアクチ
ュエータ１２の内部にはワックス、ゴム、アルコール等
の温度変化による膨張、収縮が大きい物質（固体。
液体、固体と液体とが混在）が伸縮可能なゴム等の部材
２０により封入され、同部材２０には副室噴口制御棒１
４の一端が挿入されている。同副室噴口制御棒１４の先
端部１５は副室噴口通路壁面とほぼ同一面上にあるか、
或いは副室噴口３内に突出している。即ちアクチュエー
タ１２内部に封入されたワックス、ゴム、アルコール等
の作動物質はアクチュエータ１２の壁面を介して副室口
金および同空間１１の温度を感妬して膨張、収縮を行な
い、ｉれに伴、て副室□噴口制御棒１４および同先端部
１５を作動させることによシ、副室噴口通路面積を制御
する機構を備えている□。第２−：には副室口金９温度
、同空間１１温度□が低い始□動ｉおよび低負荷□時に
おいて、副室噴口制御棒先端□部１５が副室噴口通路壁
面とほぼ同一平面上にあ゛る場合を示しており、第１図
には副室６金９の温度、同空間１１の温度が高い高負荷
時において、同制御棒先端部１５が副室噴口３内に突出
した場合を示す。また必要に応じて副室□噴口制御棒１
４の一□部に断熱材を使用している。
２０により封入され、同部材２０には副室噴口制御棒１
４の一端が挿入されている。同副室噴口制御棒１４の先
端部１５は副室噴口通路壁面とほぼ同一面上にあるか、
或いは副室噴口３内に突出している。即ちアクチュエー
タ１２内部に封入されたワックス、ゴム、アルコール等
の作動物質はアクチュエータ１２の壁面を介して副室口
金および同空間１１の温度を感妬して膨張、収縮を行な
い、ｉれに伴、て副室□噴口制御棒１４および同先端部
１５を作動させることによシ、副室噴口通路面積を制御
する機構を備えている□。第２−：には副室口金９温度
、同空間１１温度□が低い始□動ｉおよび低負荷□時に
おいて、副室噴口制御棒先端□部１５が副室噴口通路壁
面とほぼ同一平面上にあ゛る場合を示しており、第１図
には副室６金９の温度、同空間１１の温度が高い高負荷
時において、同制御棒先端部１５が副室噴口３内に突出
した場合を示す。また必要に応じて副室□噴口制御棒１
４の一□部に断熱材を使用している。
次に前記第１実施例の作用効果について説明する。
本発明の燃焼室を適用すると、燃焼室壁温従って副室口
金９の温度、同空間１１の温度が低い始動時又は低負荷
時には第２図のように副室噴口制御棒先端部１５が副室
噴口通路壁面とほぼ同一面上にあり、副室噴口通路面積
が大きい。従って圧縮行程時ピストン７によυ主室１内
ガスの圧縮により生ずる主室１内ガスの副室２函への流
入速度従って副室２内の渦流速度は小さ゛くなり、ガス
流動による燃料冷却及び熱損失は低減する。また低負荷
時においては燃料噴射量が少ないため、副室２内の燃料
と空気の混合□気形成、燃□焼は確保される。また膨張
行程−副室２から主室１内へのガス流出は、副室噴口通
路面積が大きいために容易となシ副室噴口絞り損失は低
減する。さらに王室１内の噴流速度が小さいため熱損失
も低減する。
金９の温度、同空間１１の温度が低い始動時又は低負荷
時には第２図のように副室噴口制御棒先端部１５が副室
噴口通路壁面とほぼ同一面上にあり、副室噴口通路面積
が大きい。従って圧縮行程時ピストン７によυ主室１内
ガスの圧縮により生ずる主室１内ガスの副室２函への流
入速度従って副室２内の渦流速度は小さ゛くなり、ガス
流動による燃料冷却及び熱損失は低減する。また低負荷
時においては燃料噴射量が少ないため、副室２内の燃料
と空気の混合□気形成、燃□焼は確保される。また膨張
行程−副室２から主室１内へのガス流出は、副室噴口通
路面積が大きいために容易となシ副室噴口絞り損失は低
減する。さらに王室１内の噴流速度が小さいため熱損失
も低減する。
機−負荷が高くなるにつれて、燃焼室の壁温、従って同
空間１１の温度は高くなり、アクチュエータ１２内部の
ワックス等の作動物質１３が膨張するため屹、部材２０
及び副室噴口制御棒１４が副室噴口側へ押し出される。
空間１１の温度は高くなり、アクチュエータ１２内部の
ワックス等の作動物質１３が膨張するため屹、部材２０
及び副室噴口制御棒１４が副室噴口側へ押し出される。
従って副室噴口制御棒１４の扼端部１５は副室噴口３内
に突出し、副室噴口通路壁□積が小さくなる。負荷が高
くなればなる程、間欠端部１５の′副室噴口３内へ突゛
出量が大きくなり、副室噴口面積を縮小する。このため
に機関の負荷が大きくなればなる程、圧縮行程時の主室
１から副室２への噴流速度、従って副室２内の渦流速度
は大きくなり、燃料と空気の混合と燃焼が促進される。
に突出し、副室噴口通路壁□積が小さくなる。負荷が高
くなればなる程、間欠端部１５の′副室噴口３内へ突゛
出量が大きくなり、副室噴口面積を縮小する。このため
に機関の負荷が大きくなればなる程、圧縮行程時の主室
１から副室２への噴流速度、従って副室２内の渦流速度
は大きくなり、燃料と空気の混合と燃焼が促進される。
また膨張行程時、主室１内の噴流速度も大きくなり、主
室１内の未燃燃料と空気との混合が促進され、燃焼が改
善される。逆に機関の負荷が低くなると燃焼室壁温従っ
て副室口金温度、同空間１１の温度は低くなシアクチュ
エータ１２内部のワックス等の作動物質１３が収縮する
ために、アクチュエータ１２内に空洞を生じシリンダ内
ガス圧によシ副室噴ロ制御棒１４はアクチュエータ１２
側へ押しやられ、副室噴口通路面積は広くなり、前述の
とおり熱損失、副室噴口絞り損失は低減する。
室１内の未燃燃料と空気との混合が促進され、燃焼が改
善される。逆に機関の負荷が低くなると燃焼室壁温従っ
て副室口金温度、同空間１１の温度は低くなシアクチュ
エータ１２内部のワックス等の作動物質１３が収縮する
ために、アクチュエータ１２内に空洞を生じシリンダ内
ガス圧によシ副室噴ロ制御棒１４はアクチュエータ１２
側へ押しやられ、副室噴口通路面積は広くなり、前述の
とおり熱損失、副室噴口絞り損失は低減する。
アクチュエータ１２内の作動物質としてワックスを用い
た場合の作用効果の一例を第３図に示す。
た場合の作用効果の一例を第３図に示す。
第３図（ａ）のようにワックス温度が低い時（ＴＮＴ、
）は固体であシ膨張係数は非常に小さく、ある温度Ｔ
（Ｔ、≦Ｔ≦Ｔｆ）に達すると固体から液体に相変化を
生じ、この時の膨張係数は非常に大きくなり、温度Ｔ＞
Ｔｆとなり完全に液体となると、又膨張係数は小さくな
るという特有の特性を示す。他の大部分の物質は温度が
高くなると膨張係数は次第に大きくなるが、ワックスの
ように相変化に応じて膨張係数が大きく変わることはな
い。従ってアクチュエータ１２内の作動物質としてワッ
クスを用いると、ある程度負荷が高くなるまで拮（ワッ
クス温度Ｔ （ＴｌＩ）、ワックスは固体であり、膨張
係数は非常に小さいために、副室噴口制御棒１４はわず
かに変位するだけで副室噴口面積は太きいま筐である。
）は固体であシ膨張係数は非常に小さく、ある温度Ｔ
（Ｔ、≦Ｔ≦Ｔｆ）に達すると固体から液体に相変化を
生じ、この時の膨張係数は非常に大きくなり、温度Ｔ＞
Ｔｆとなり完全に液体となると、又膨張係数は小さくな
るという特有の特性を示す。他の大部分の物質は温度が
高くなると膨張係数は次第に大きくなるが、ワックスの
ように相変化に応じて膨張係数が大きく変わることはな
い。従ってアクチュエータ１２内の作動物質としてワッ
クスを用いると、ある程度負荷が高くなるまで拮（ワッ
クス温度Ｔ （ＴｌＩ）、ワックスは固体であり、膨張
係数は非常に小さいために、副室噴口制御棒１４はわず
かに変位するだけで副室噴口面積は太きいま筐である。
機関の負荷が高くなりワックス温度ＴがＴｌ１（Ｔ＜Ｔ
（になると、ワックスは固体から液体へ相変化を生じ、
膨張係数は非常に大きくなるためワックス体積は増加し
、副室噴口制御棒１４は副室噴口３側へ押し出されて、
副室噴口通路は絞られる。さらに機関の負荷が大きくな
り、ワックス温度ＴがＴ）Ｔｆにな゛ると、ワックスは
完全に液体となり、膨張係数は小さくなるためワックス
の体積はわずかに増すだけで、このため副室噴口通路面
積の変化はわずかであシ、絞られたままである。
（になると、ワックスは固体から液体へ相変化を生じ、
膨張係数は非常に大きくなるためワックス体積は増加し
、副室噴口制御棒１４は副室噴口３側へ押し出されて、
副室噴口通路は絞られる。さらに機関の負荷が大きくな
り、ワックス温度ＴがＴ）Ｔｆにな゛ると、ワックスは
完全に液体となり、膨張係数は小さくなるためワックス
の体積はわずかに増すだけで、このため副室噴口通路面
積の変化はわずかであシ、絞られたままである。
逆に機関の負荷が低くなるとワックスの温度は低下し、
ワックスは収縮するためにアクチュエータ１２内に空洞
を生じシリンダ内ガス圧によυ副室噴口通路面積は大き
くなる。またワックスの膨張収縮時に発生する力は非常
に大きく、シリンダ内ガス圧力、副室噴口制御棒１４の
摩擦力等よりも大きくでき、副室噴口制御棒１４等の円
滑な作動が可能である。第３図（ｄ）は副室噴口制御棒
の先端部移動量を図示したものである。
ワックスは収縮するためにアクチュエータ１２内に空洞
を生じシリンダ内ガス圧によυ副室噴口通路面積は大き
くなる。またワックスの膨張収縮時に発生する力は非常
に大きく、シリンダ内ガス圧力、副室噴口制御棒１４の
摩擦力等よりも大きくでき、副室噴口制御棒１４等の円
滑な作動が可能である。第３図（ｄ）は副室噴口制御棒
の先端部移動量を図示したものである。
第３図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｅ）に副室噴口最小
面積が一定の従来の燃焼室〔本発明の燃焼室において副
室噴口可変機構部１１〜１４を除去したもの〕の燃費。
面積が一定の従来の燃焼室〔本発明の燃焼室において副
室噴口可変機構部１１〜１４を除去したもの〕の燃費。
吐煙を示す。副室噴口最小面積を大きくすると（ｆｔ一
定）、低負荷域では熱損失、副室質ロ絞シ損失が低減し
、燃費、吐煙は比較的良好であるが、高負荷域において
は副室２内への噴流速度従って渦流速度、さらには主室
１内の噴流速度が小さくなシ、主、副燃焼室内の燃料と
空気の混合、燃焼が不活発となり、燃費、吐煙は悪化す
る。また副室噴口開口面積を小さくすると（ｆＢ一定：
ｆ 、 （ｆｚ）高負荷域の燃焼は促進され、燃費、
吐煙は比較的良好であるが、低負荷域では、熱損失、副
室噴口損失が増大し、燃費、吐煙は悪化する。これに対
して本発明の燃焼室は、前述の如く負荷に応じて副室噴
口最小面積は可変となる。すなわち機関が低負荷域では
副室噴口通路面積ｆを大きくできるので（ｆ≧ｆｚ）、
燃焼室の焼損失、副室噴ロ絞シ損失を低減し、燃費、吐
煙を低減できる。負荷が高くなると、副室噴口開口面積
ｆを小さくできるので（ｆ≦ｆａ）、主、副室内の燃料
と空気の混合燃焼を促進し、燃費、吐煙を低減できる。
定）、低負荷域では熱損失、副室質ロ絞シ損失が低減し
、燃費、吐煙は比較的良好であるが、高負荷域において
は副室２内への噴流速度従って渦流速度、さらには主室
１内の噴流速度が小さくなシ、主、副燃焼室内の燃料と
空気の混合、燃焼が不活発となり、燃費、吐煙は悪化す
る。また副室噴口開口面積を小さくすると（ｆＢ一定：
ｆ 、 （ｆｚ）高負荷域の燃焼は促進され、燃費、
吐煙は比較的良好であるが、低負荷域では、熱損失、副
室噴口損失が増大し、燃費、吐煙は悪化する。これに対
して本発明の燃焼室は、前述の如く負荷に応じて副室噴
口最小面積は可変となる。すなわち機関が低負荷域では
副室噴口通路面積ｆを大きくできるので（ｆ≧ｆｚ）、
燃焼室の焼損失、副室噴ロ絞シ損失を低減し、燃費、吐
煙を低減できる。負荷が高くなると、副室噴口開口面積
ｆを小さくできるので（ｆ≦ｆａ）、主、副室内の燃料
と空気の混合燃焼を促進し、燃費、吐煙を低減できる。
従って低負荷域から高負荷域までの全域に亘り燃費、吐
煙を改善できる。
煙を改善できる。
以下余白
第４図は第２実施例で第１実施例の副室噴口制御棒１４
の全体を断熱材で構成した場合である〇その作用効果は
ほぼ前記第１実施例とほぼ同様であるが、副室噴口制御
棒１４に伝わってくる熱流れをさらに抑制できるため、
アクチーエータ１２内の作動物質および部材２０の過度
の温度上昇をさらに防止できる。
の全体を断熱材で構成した場合である〇その作用効果は
ほぼ前記第１実施例とほぼ同様であるが、副室噴口制御
棒１４に伝わってくる熱流れをさらに抑制できるため、
アクチーエータ１２内の作動物質および部材２０の過度
の温度上昇をさらに防止できる。
第５図は第３実施例で第１実施例において、副室噴口制
御棒１４の先端部の形状をエツジ状から半円状、あるい
はかど部に丸みをつけた場合であシ、作用効果は殆んど
同様であるが副室噴口３内の流れの円滑化、同先端部１
５の耐久性を向上させることができる。
御棒１４の先端部の形状をエツジ状から半円状、あるい
はかど部に丸みをつけた場合であシ、作用効果は殆んど
同様であるが副室噴口３内の流れの円滑化、同先端部１
５の耐久性を向上させることができる。
同様のことが第２実施例忙ついても成立する。
第６図は第４実施例であり、第１実施例において副室噴
口３の軸線の角度θが一定であるのに対して、本実施例
では副室噴口の軸線の副室側開口端における流出角度を
副室燃焼室中で一線Ａ−Ａに直角な平面に対してθ２で
表わし上記副７室噴口の軸線の主燃焼室側開口端におけ
る上記副室中心線Ａ−Ａに垂直な平面に対する流出角度
をθ、とするとき、θ、〈θ２なる関係を、上記副室噴
口の途中の軸線を直線と円弧の組合せによシ構成した場
合である。
口３の軸線の角度θが一定であるのに対して、本実施例
では副室噴口の軸線の副室側開口端における流出角度を
副室燃焼室中で一線Ａ−Ａに直角な平面に対してθ２で
表わし上記副７室噴口の軸線の主燃焼室側開口端におけ
る上記副室中心線Ａ−Ａに垂直な平面に対する流出角度
をθ、とするとき、θ、〈θ２なる関係を、上記副室噴
口の途中の軸線を直線と円弧の組合せによシ構成した場
合である。
その作用効果は第１実施例とほぼ同様であるが、副室噴
口の軸線の副燃焼室側開口端における流出角度θ２が大
きいので（θ２〉θ、）、膨張行程時、副室２から主室
１へのガス流出が容易となシ（副室噴口流量係数が大き
い）、副室噴ロ絞シ損失が、さらに低減する。また上記
流出角度θ、が小さいので（θ、くθ２）、主室１内の
噴流ペネトレーシ璽ンが大きくなシ、未燃燃料と空気の
混合燃焼が促進され、燃費吐煙が良好となる。同様なこ
とからが第２〜３実施例についても云える。
口の軸線の副燃焼室側開口端における流出角度θ２が大
きいので（θ２〉θ、）、膨張行程時、副室２から主室
１へのガス流出が容易となシ（副室噴口流量係数が大き
い）、副室噴ロ絞シ損失が、さらに低減する。また上記
流出角度θ、が小さいので（θ、くθ２）、主室１内の
噴流ペネトレーシ璽ンが大きくなシ、未燃燃料と空気の
混合燃焼が促進され、燃費吐煙が良好となる。同様なこ
とからが第２〜３実施例についても云える。
第７図は第５実施例で第１図、第６図の第１゜第４実施
例において副室噴口の数を複数個とした場合である。第
７図には２噴口の場合を示しておシ副噴口３２をシリン
ダ中心線Ｂ−Ｂから離れた側に設置している。副室中心
線Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂとを含む平面による副
室噴口３２の通路の切断面のうち、シリンダ中心線Ｂ−
Ｂから離れて位置する副噴口通路側の副室口金９内部に
前記副噴口３２に開口する空間１１を設け、該空間内に
副室噴口制御棒１４、ワックス等を封入したアクチユエ
ータ１２鵞挿入し、副噴口３２の通路面積を制御する。
例において副室噴口の数を複数個とした場合である。第
７図には２噴口の場合を示しておシ副噴口３２をシリン
ダ中心線Ｂ−Ｂから離れた側に設置している。副室中心
線Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂとを含む平面による副
室噴口３２の通路の切断面のうち、シリンダ中心線Ｂ−
Ｂから離れて位置する副噴口通路側の副室口金９内部に
前記副噴口３２に開口する空間１１を設け、該空間内に
副室噴口制御棒１４、ワックス等を封入したアクチユエ
ータ１２鵞挿入し、副噴口３２の通路面積を制御する。
また副室噴口の軸線の副室側開口端における流出角度も
、副燃焼室中心ｗｐＡ−Ａに直角な平面一対して主噴口
３１側曾θ２１、副噴口３２側をθ２２で表わし、上記
副室噴口の軸線１の主室側開口端における上記副室中心
線Ａ−Ａに°直角な平面に対する流出角度を主噴口３１
側をθ、１、副噴口３２側をθ、２とするとき、θ１．
≦０２゜θ１□≦０２゜なる関係とし、さらに上記副室
噴口の軸線を直線と円弧の組合せ、或いは直線によシ構
成する。
、副燃焼室中心ｗｐＡ−Ａに直角な平面一対して主噴口
３１側曾θ２１、副噴口３２側をθ２２で表わし、上記
副室噴口の軸線１の主室側開口端における上記副室中心
線Ａ−Ａに°直角な平面に対する流出角度を主噴口３１
側をθ、１、副噴口３２側をθ、２とするとき、θ１．
≦０２゜θ１□≦０２゜なる関係とし、さらに上記副室
噴口の軸線を直線と円弧の組合せ、或いは直線によシ構
成する。
その作用、効果は第１．第４実施例とほぼ同様であるが
、副室噴口制御棒１４は副噴口３２内を出入し、副噴口
通路面積のみを制御するので、主噴口３１の流れは乱さ
ない。従って主副燃焼室の燃料左空気の混合、燃焼がよ
シ良好となる。
、副室噴口制御棒１４は副噴口３２内を出入し、副噴口
通路面積のみを制御するので、主噴口３１の流れは乱さ
ない。従って主副燃焼室の燃料左空気の混合、燃焼がよ
シ良好となる。
同様のことが第２〜３実施例でも成立する。
第８〜９図は第６実施例で、第５実施例の副室口金９内
部の・空間１１において、アクチエエタ１２の端面のう
ち副室噴口制御棒１４と反対側の端面にスプリングワッ
シャ或いはばね等の伸縮可能な部材１８を設置した場合
であシ、同部材１８はアクチユエータ１２の端面と同空
間１１の側壁（接している。
部の・空間１１において、アクチエエタ１２の端面のう
ち副室噴口制御棒１４と反対側の端面にスプリングワッ
シャ或いはばね等の伸縮可能な部材１８を設置した場合
であシ、同部材１８はアクチユエータ１２の端面と同空
間１１の側壁（接している。
その作用効果は第５実施例とほぼ同じであるがワックス
等の作動物質の温度上昇により、副室噴口制御棒１４の
先端部１５が副噴口３２と主噴口３１の間１１ｃある隔
壁に接触した後、さらにワックス等の作動物質の温度が
上昇し膨張すると、ｌＩ室噴口制御棒の先端部１５と上
記隔壁の間に大きな力が加わり破損、を招くが、本実施
例の部材１８の設置によりこの破損を防止できる。これ
は伸縮可能な部材１８によシ副室噴ロ制御棒１４の変位
量を吸収できるためである。
等の作動物質の温度上昇により、副室噴口制御棒１４の
先端部１５が副噴口３２と主噴口３１の間１１ｃある隔
壁に接触した後、さらにワックス等の作動物質の温度が
上昇し膨張すると、ｌＩ室噴口制御棒の先端部１５と上
記隔壁の間に大きな力が加わり破損、を招くが、本実施
例の部材１８の設置によりこの破損を防止できる。これ
は伸縮可能な部材１８によシ副室噴ロ制御棒１４の変位
量を吸収できるためである。
例えば低速−高負荷時に副室噴口制御棒１４の先端１５
が上記隔壁に接触するように設定した場合、高速高負荷
時では燃焼室壁温、従ってワックス等の作動物質の温度
がさらに上昇し、上記の事態を招く。また本実施例を適
用すれば副室口金９内部のアクチュエータ１２のセット
が容易になると共に、アクチュエータＩ２副室噴口制御
棒１４および副室口金９の破損を防止できる。
が上記隔壁に接触するように設定した場合、高速高負荷
時では燃焼室壁温、従ってワックス等の作動物質の温度
がさらに上昇し、上記の事態を招く。また本実施例を適
用すれば副室口金９内部のアクチュエータ１２のセット
が容易になると共に、アクチュエータＩ２副室噴口制御
棒１４および副室口金９の破損を防止できる。
同様のことが第２〜３実施例でも成立する。
第１０図は第７実施例で第１．第４実施例（副室噴口数
１個）の副室口金９内部の空間１１においてアクチユエ
ータＩ２の端面のうち副室噴口制御棒Ｉ４と反対側の端
面に、スプリングワッシャ、或いはばね等の伸縮可能な
部材１８を設置した場合であシ、同部材１８はアクチュ
エータ１２の端面と同空間１１の側壁に接している。
１個）の副室口金９内部の空間１１においてアクチユエ
ータＩ２の端面のうち副室噴口制御棒Ｉ４と反対側の端
面に、スプリングワッシャ、或いはばね等の伸縮可能な
部材１８を設置した場合であシ、同部材１８はアクチュ
エータ１２の端面と同空間１１の側壁に接している。
その作用効果は第１．第４実施例とほぼ同様であるが、
副室口金９内部のアクチュエータ１２のセットが容易に
なると共にアクチュエータＩ２、副室噴口制御棒Ｉ４お
よび副室口金９の破損を防止できる。
副室口金９内部のアクチュエータ１２のセットが容易に
なると共にアクチュエータＩ２、副室噴口制御棒Ｉ４お
よび副室口金９の破損を防止できる。
同様のことが第２〜３実施例でも成立する。
第１０〜１１図は第８実施例で第１０図において伸縮可
能な部材１８を除去し副室口金３内へ最大突出量を規定
するストッパ１９を設置したことを特徴としている。
能な部材１８を除去し副室口金３内へ最大突出量を規定
するストッパ１９を設置したことを特徴としている。
その作用効果は前述の実施例とほぼ同様であるが、ワッ
クス等の作動物質の温度が上昇し作動物質の体積が増加
しても、上記ストッパ１９および伸縮可能な部材１８を
設置すると、副室噴口面積は変らない。第１１図を参照
し作用効果の一例について説明する。４／４負荷におい
て機関回転速度が上昇すると、燃焼室壁温、従って副室
口金９温度、同空間１１温度が上昇するため、アクチュ
エータ１９内のワックスの温度は上昇し膨張する。
クス等の作動物質の温度が上昇し作動物質の体積が増加
しても、上記ストッパ１９および伸縮可能な部材１８を
設置すると、副室噴口面積は変らない。第１１図を参照
し作用効果の一例について説明する。４／４負荷におい
て機関回転速度が上昇すると、燃焼室壁温、従って副室
口金９温度、同空間１１温度が上昇するため、アクチュ
エータ１９内のワックスの温度は上昇し膨張する。
ストッパ１９なしの場合、機関回転速度が上昇するにつ
れて、副室噴口通路面積が小さくなシ、高速回転域では
副室噴口が絞られすぎになる。これに対して本実施例の
ストン・ぐ１９および伸縮可能な部材１８を設置すると
、副室噴口通路面積は変らないので、熱損失、副室噴ロ
絞シ損失は低減し、燃費吐煙が改善される。
れて、副室噴口通路面積が小さくなシ、高速回転域では
副室噴口が絞られすぎになる。これに対して本実施例の
ストン・ぐ１９および伸縮可能な部材１８を設置すると
、副室噴口通路面積は変らないので、熱損失、副室噴ロ
絞シ損失は低減し、燃費吐煙が改善される。
本発明に係る副室式内燃機関の燃焼室は、燃焼室壁温従
ってアクチ＝Ｌ−１−′−タ内のワックス等の作動物質
の温度が低い始動時又は部分負荷時においては副室噴口
通路面積が大きくなるので、熱損失副室噴口絞り損失を
低減できる。しかし高負荷になるにつれて燃焼室壁温従
ってワックス等の作動物質の温度が上昇し膨張するため
、副室噴口制御棒１４は副室噴口側へ押し込まれ副室噴
口制御棒・１４の先端部１５が副室噴口３内に突出し、
副室噴口通路面積を縮小するので主、副室内のガス流速
を増大させ、燃料と空気の混合気形成及び燃焼を促進で
きる。
ってアクチ＝Ｌ−１−′−タ内のワックス等の作動物質
の温度が低い始動時又は部分負荷時においては副室噴口
通路面積が大きくなるので、熱損失副室噴口絞り損失を
低減できる。しかし高負荷になるにつれて燃焼室壁温従
ってワックス等の作動物質の温度が上昇し膨張するため
、副室噴口制御棒１４は副室噴口側へ押し込まれ副室噴
口制御棒・１４の先端部１５が副室噴口３内に突出し、
副室噴口通路面積を縮小するので主、副室内のガス流速
を増大させ、燃料と空気の混合気形成及び燃焼を促進で
きる。
以上のように本発明の燃焼室を適用すると、可変機構部
即ちアクチュエータ＋２を小形化できかつ副室噴口制御
棒１４の変位量を大きくとれるので、低負荷から高負荷
域までの全域にわたり燃費、吐煙を低減できると共に、
部分負荷時のＮＯｘ 、騒音低減、始動性向上と機関の
高速化を図ることができる。
即ちアクチュエータ＋２を小形化できかつ副室噴口制御
棒１４の変位量を大きくとれるので、低負荷から高負荷
域までの全域にわたり燃費、吐煙を低減できると共に、
部分負荷時のＮＯｘ 、騒音低減、始動性向上と機関の
高速化を図ることができる。
第１図、第２図はそれぞれ本発明の第１実施例の燃焼室
を示す断面図、第３図及び第１１図は本発明の作用と効
果を示す線図、第４図は第２実施例、第５図は第３実施
例、第６図は第４実施例、第７図は第５実施例、第８〜
９図は第６実施例、第１０図は第７〜８実施例の燃焼室
要部を示す断面図、第１１図は前記のとおシ、第１２図
は従来の副室式機関の燃焼室を示す断面図。 ■・・・主室、２・・・副室、３・・・副室噴口、１１
・・・空、間、１４・・・副室噴口制御棒、１５・・・
同先端部（ｂ） １５−・先端部 ２０−・−伸縮部材 ５ 第２図 第”３ 図 第４図 第５図 第６図 （ａ） （ｂ） 第７図 第８図 第９図 第１０図 低速 高速機関回転速度 第１１図
を示す断面図、第３図及び第１１図は本発明の作用と効
果を示す線図、第４図は第２実施例、第５図は第３実施
例、第６図は第４実施例、第７図は第５実施例、第８〜
９図は第６実施例、第１０図は第７〜８実施例の燃焼室
要部を示す断面図、第１１図は前記のとおシ、第１２図
は従来の副室式機関の燃焼室を示す断面図。 ■・・・主室、２・・・副室、３・・・副室噴口、１１
・・・空、間、１４・・・副室噴口制御棒、１５・・・
同先端部（ｂ） １５−・先端部 ２０−・−伸縮部材 ５ 第２図 第”３ 図 第４図 第５図 第６図 （ａ） （ｂ） 第７図 第８図 第９図 第１０図 低速 高速機関回転速度 第１１図
Claims (1)
- 副室口金（９）内部の副室噴口（３）に隣接し副室噴
口通路壁に開口して設けられた空間（１１）と；同空間
の噴口（３）側に嵌入された副室噴口制御棒（１４）と
；同空間の反副室噴口側に内蔵され、ワックス、ゴム、
アルコール等の温度変化による膨張、収縮が大きい作動
物質が伸縮可能なゴム等の部材（２０）により封入され
、さらに同部材には副室噴口制御棒（１４）の一端が挿
入されたアクチユエータ（１２）とを有してなり；副室
噴口制御棒（１４）の先端部（１５）が低負荷時には副
室噴口通路壁面とほぼ同一面上にあり、高負荷時には副
室噴口３内に突出し通路面積を縮小することを特徴とす
る副室式内燃機関の燃焼室。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325219A JPH0814253B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 副室式ディーゼル機関の燃焼室 |
| EP88121528A EP0322772B1 (en) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Combustion chamber of subchamber type internal combustion engine |
| DE8888121528T DE3873507T2 (de) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Brennkammer fuer brennkraftmaschine mit vorkammer. |
| DE198888121528T DE322772T1 (de) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Brennkammer fuer brennkraftmaschine mit vorkammer. |
| KR1019880017422A KR920004510B1 (ko) | 1987-12-24 | 1988-12-24 | 부실식 내연기관의 연소실 |
| US07/290,191 US4926817A (en) | 1987-12-24 | 1988-12-27 | Combustion chamber of subchamber type internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325219A JPH0814253B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 副室式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167408A true JPH01167408A (ja) | 1989-07-03 |
| JPH0814253B2 JPH0814253B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=18174353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62325219A Expired - Fee Related JPH0814253B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 副室式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4926817A (ja) |
| EP (1) | EP0322772B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0814253B2 (ja) |
| KR (1) | KR920004510B1 (ja) |
| DE (2) | DE322772T1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105354A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
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| RU2185518C2 (ru) * | 1996-11-07 | 2002-07-20 | Пьер Андреа РИГАЦЦИ | Способ перемешивания заданного количества жидкого или газообразного топлива с воздухом |
| US10557407B2 (en) | 2011-07-28 | 2020-02-11 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with pilot subchamber |
| US9528434B1 (en) | 2011-07-28 | 2016-12-27 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with pilot subchamber |
| US9038594B2 (en) | 2011-07-28 | 2015-05-26 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with pilot subchamber |
| US10544732B2 (en) | 2011-07-28 | 2020-01-28 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with removable subchamber insert |
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-
1987
- 1987-12-24 JP JP62325219A patent/JPH0814253B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-12-22 DE DE198888121528T patent/DE322772T1/de active Pending
- 1988-12-22 EP EP88121528A patent/EP0322772B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-22 DE DE8888121528T patent/DE3873507T2/de not_active Expired - Fee Related
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