JPH0343619A - 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は渦流室式ディーゼル機関の燃焼室形状の改良に
関する。

（従来の技術〉 渦流室式ディーゼル機関の燃焼改善のために、第６図、
第７図に示すような燃焼室に形成した提案がある（実開
昭６３〜７９４３５号公報）。

シリンダヘッド４に設けた渦流室５が、ビスｌ−ン３の
上方の主燃焼室つと噴口６を介して連通しており、ピス
トン３の頂面には渦流室５の噴口６からの噴流を案内す
るために、頃日下面から中心に向けて半径方向に延びる
溝状のトレンチ部１１、及びトレンチ部１１の先端から
両側方に広がる一対の略円形の浅いキャビティ部１０が
凹設され、これらによりいわゆるクローバ−リーフ型の
ピストンキャビティを形成している。

圧縮上死点近傍で渦流室５に噴射される燃料の着火に伴
い、燃焼火炎が噴口６から主燃焼室９に噴出する。この
噴流はピストン３のトレンチ部１１によって主燃焼室９
の中心部へと導かれ、さらに矢印ａで示すように両キャ
ビティ部１０の内周に沿う旋回流となって拡散していき
、主燃焼室９の空気と混合しながら、主として第７図の
破線で示す領域で燃焼する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのようなピストンキャビティでは、噴口
６からそのままトレンチ部１１に沿って中心部に向かう
直線的な噴流の勢いが強過ぎるため、両キャビティ部１
０に向けて分散する旋回流の勢力が弱くなり、主燃焼室
９の広い領域に燃焼火炎が拡散しに＜＜、この結果、空
気利用率が低下し、運転条件によってはスモークやＨＣ
，Ｃ０が増大するという問題があった。

本発明はこのような問題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、主燃焼室の中央に噴流が向かうように
渦流室からの噴口を主燃焼室の周辺部に開口した渦流室
式ディーゼル機関において、ピストンの頂面に前記噴流
の中心線上でかつ噴口寄りに位置するように分散台を隆
起させると共に、この分散台の先方両側に互いに連通し
て略円形に広がると共に前記噴流の中心線から左右に離
れるに従い外殼の曲率が徐々に小さくなるようにした大
キャビティ部を凹設すると共に、分散台の手前の両側に
互いに連通ずる側方キャビティ部を凹設し、各大キャビ
ティ部に対して分散台の両側において各側方キャビティ
部を連通させ、かつ各側方キャビティ部を画成する外殼
の一部に大キャビティ部で生成される旋回流の接線方向
に側方キャビティ部からの噴流を導く案内部を形成した
。

（作用） 渦流室からの燃料を含む燃焼ガスの噴流は、部が分散台
を乗り越えて左右の大キャビティ部に流れ込み、キャビ
ティ内周に沿っての旋回流を生起し、また一部は分散台
との衝突により左右の側方キャビティ部に分流し、案内
部にガイドされつつ分散台の先方の大キャビティ部に旋
回流の接線方向から流入する。

分散台の先方において略円形に広がる左右の大キャビテ
ィ部を画成する外殼の曲率を、噴流の中心線から離れる
に従い徐々に小さくなるようにしたため、ピストンの外
縁部でキャビティを乗り越えてシリンダボアに衝突して
いた噴流成分が減少し、またそれだけ大キャビティ部で
生起される旋回流が強化され、キャビティ内での燃料と
空気の混合が促進される。

このようにして大キャビティ部での旋回流を増強するこ
とにより、主燃焼室の広範囲にわたって空気を巻き込み
ながら燃焼を拡散していく。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１［Ｚ、第２劇に示す第１の実施例において、シリン
ダヘッド４の渦流室５から燃料を含む噴流を噴出させる
噴口６は、ピストン３の上方の主燃焼室９の周辺部に開
口し、その平面上、主燃焼室９の中心に向かう噴流中心
線ｌ上に位置して、ピストン３の頂面８には、噴口６に
近い位置に分散台１３が形成される。

略菱形に隆起して形成された分散台１３の先方には、一
対の略円形の大キャビティ部１２が噴流中心線ｌをはさ
んで左右対称的に配した円弧形状の外殼１７によって画
成される。

略円形の大キャビティ部１２を画成する外殼１７の曲率
は噴流の中心線ｌから離れるに従って徐々に小さくなる
ように設定され、これにより大キャビティ部１２で生起
される旋回流を強め、かつキャビティを乗り越えてシリ
ンダボアに衝突す４噴流酸分を減少させる。

また外殼１７の一部には前記噴流中心線ｌ上に位置して
略Ｖ字状に突出する対向壁部１７Ａが形成される。

また、分散台１３の手前には同じく左右に互いに連通ず
る側方キャビティ部１４が形成され、この側方キャビテ
ィ部１４は分散台１３の両側面において大キャビティ部
１２とも連通する。

側方キャビティ部１４を画成する外殼１８は、噴口６の
背面側がピストン３の外周に沿って円弧状に形成される
と共に、大キャビティ部１２との接続側において、徐々
にその曲率を小さくなるように湾曲させた案内部１８Ａ
が形成され、側方キャビティ部１４から大キャビティ部
１２に流入する噴流ガスを、大キャビティ部１２で生起
される旋回流の接線方向から合流させるように分散台１
３の先方に向けて案内する。

以上のように構成され、その他、第６図、第７図と同一
部分には同符号を付し、次に作用について説明する。

圧縮上死点から膨張行程に移行するに従い、渦流室５か
ら噴口６を介して主燃焼室９に噴出した未燃焼燃料を含
む火炎噴流は、一部が噴流の直前に位置する分散台１３
に衝突して、第１図の矢印すで示すように左右の側方キ
ャビティ部１４に分流し、また一部は分散台１３を乗り
越えた後、噴流中心線上の略■字状の対向壁部１７Ａを
境にして左右の大キャビティ部１２に矢印Ｃで示すよう
な旋回流を生起する。

この場合、略円形の大キャビティ部１２を画成する外殼
１７は、噴流の中心線ｌから離れるに従って曲率が徐々
に小さくなっていて、旋回する噴流が過度に拡散するの
を抑制するため、外殼１７を乗り越えてシリンダボアに
衝突する噴流成分が減り、消炎される燃焼火炎を減少さ
せられる。またこのことにより、大キャビティ部１２で
生起される旋回流の減衰を防ぎ、燃料と空気の混合を十
分に促進する。

また分散台１３の手前から矢印すで示すように側方キャ
ビティ部１４に分流した噴流は、円弧状の外殼１８から
連続する案内部１８Ａによって分散台１３の先方の噴流
中心線ｌに向かうように内方に導かれ、大キャビティ部
１２の旋回流に接線方向から合流することにより、流入
速度を低下させることなくかつ、合流部分でよどみを生
じることなしに旋回流をさらに増強することができる。

このようにして未燃焼燃料成分を含む噴流は、大キャビ
ティ部１２において強い旋回流を生起しつつ空気を収り
取込みながら外側へと燃焼を拡散していき、第１図に点
線で示す、主燃焼室９の広範な領域に火炎を伝播、拡散
していく。

この結果、主燃焼室９の全域にわたって空気利用率の高
い良好な燃焼を確保し、低負荷時の未燃焼燃料分（ＨＣ
，ＳＯＦ等）や、高負荷時のスモークの排出量を大幅に
低減させることができる。

次ぎに第３図の実施例を説明すると、これは略円形の大
キャビティ部１２を画成する外殼１７の曲率を、噴流の
中心線ｌから左右に離れるに従って小さくするために、
大キャビティ部１２と側方キャビティ部１４とを接続す
る部分において、案内部１８Ａの背面を大キャビティ部
１２の内方に湾曲して突出させ、この突出面１８Ｂによ
って旋回流をキャビティ中心側に向ける。

これによっても、大キャビティ部１２における旋回流の
離散を防いで、旋回流を強化すると共にシリンダボアに
衝突する噴流成分を減少させられる。

次に第４図、第５図に示す実施例を説明すると、これは
左右の大キャビティ部１２の外殼１７の一部、とくに噴
流の中心線ｅに対向する部分をピストン頂面８から隆起
させ、この隆起部１’７Ｃに対応してシリンダヘッド４
の下面にくぼみ４Ａを形成し、噴口６からの噴流が衝突
したときにキャビティを乗り越えることなく、大キャビ
ティ部１２の内周に沿って旋回するように案内するもの
で、大キャビティ部１２で生起される旋回流をさらに強
化することができる。

このようにして大キャビティ部■２での旋回流を強化す
ることにより、未燃焼燃料と空気との混合が一層促進さ
れ、さらに効率のよい燃焼を行わせることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、噴口がらの噴流の一部を
分散台の手前から浅い測方キャビティ部に分流、拡散し
て初期燃焼割合を早め、さらに分散台を乗り越えて大キ
ャビティ部に流入した噴流に、曲率が徐々に小さくなる
ように形成した外殼によって旋回流を生起させると共に
、その接線方向に測方キャビティ部からの噴流を合流さ
せることにより、大キャビティ部での旋回流を強めて燃
料と空気との混合を一層促進し、また噴流を旋回させる
大キャビティ部の外殼を、噴流の中心線から左右に離れ
るにしたがってその曲率を小さくするることで、シリン
ダボアに衝突する噴流を抑制して燃焼火炎のクエンチを
減少させ、これらの結果、主燃焼室の全域にわたって空
気利用率の高い良好な燃焼を確保し、低負荷時の未燃焼
燃料分（ＨＣ，ＳＯＦ等）や、高負荷時のスモークの排
出量を大幅に低減させられるという効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の平面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第２の実施例の平面図、
第４図は第３の実施例の断面図、第５図は同じくその隆
起部の説明図、第６図は従来例の平面図、第７図は同じ
く断面図である。 ３・・・ピストン、３Ｂ・・・底面、４・・・シリンダ
ヘッド、５・・渦流室、６・・・噴口、９・・・主燃焼
室、１２・・・大キャビティ部２１３・・・分散台、１
４・・・側方キャビティ部、１８Ａ・・・案内部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主燃焼室の中央に噴流が向かうように渦流室からの噴口
   を主燃焼室の周辺部に開口した渦流室式ディーゼル機関
   において、ピストンの頂面に前記噴流の中心線上でかつ
   噴口寄りに位置するように分散台を隆起させると共に、
   この分散台の先方両側に互いに連通して略円形に広がる
   と共に前記噴流の中心線から左右に離れるに従い外殼の
   曲率が徐々に小さくなるようにした大キャビティ部を凹
   設すると共に、分散台の手前の両側に互いに連通する側
   方キャビティ部を凹設し、各大キャビティ部に対して分
   散台の両側において各側方キャビティ部を連通させ、か
   つ各側方キャビティ部を画成する外殼の一部に大キャビ
   ティ部で生成される旋回流の接線方向に側方キャビティ
   部からの噴流を導く案内部を形成したことを特徴とする
   渦流室式ディーゼル機関の燃焼室。