JPH037548Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、主燃焼室に噴孔を介して連通する渦
流室を備えた渦流室付デイーゼルエンジンに関
し、特にそのアイドリング時の燃焼騒音、振動を
低減する対策に関する。

（従来技術） 一般に、この種渦流室付デイーゼルエンジンに
おいては、渦流室内に燃料を噴射供給する燃料噴
射ノズルを１個とし、該１個の燃料噴射ノズルに
よつて燃料を渦流室内の渦流に沿う方向に噴射す
るようにした燃料噴射構造が採用されているが、
この構造では、エンジンのアイドリング時、特に
外気温度が低いときには渦流の勢いが弱いこと、
渦流の外周部分が低温の渦流室壁面に接して冷却
されること、燃料噴射量の絶対量が少ないこと等
が原因となつて燃料の着火性、燃焼性が悪くなる
という問題があつた。

そこで、この問題を解決すべく、従来、例えば
特開昭54−74014号公報等に開示されているよう
に、渦流室内の渦流に沿う方向に燃料を噴射する
通常の主ノズルに加え、該主ノズルよりも渦流室
の中心部方向に燃料を噴射する副ノズルを設け、
エンジンのアイドリング回転数付近では燃料を該
副ノズルから噴射させて壁面との接触がなくて比
較的高温度に保たれている渦流の中心部に拡散さ
せることにより、アイドリング時の着火性、燃焼
性を向上させ得るようにしたものが提案されてい
る。

ところで、この提案のものでは、２つの燃料噴
射ノズルをエンジンの運転状態に応じて切り換え
るだけの構造であるため、通常の噴射タイミング
で副ノズルから燃料を噴射させると該噴射された
燃料は燃焼性の高まつた予混合状態となり、これ
が急激に燃焼することになり、そね結果、エンジ
ンのアイドリング時の燃焼騒音および振動の増大
を招く問題が生じる。

（考案の目的） 本考案はかかる諸点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、上記の如くエンジンの
アイドリング時に渦流室の中心部へ噴射される燃
料の噴射タイミングを適正に制御することによ
り、渦流室付デイーゼルエンジンのアイドリング
時における燃料の着火性、燃焼性を向上させつつ
燃焼騒音および振動を低減させ得るようにするこ
とにある。

（考案の構成） 上記目的の達成のために、本考案の構成は、渦
流室付デイーゼルエンジンの渦流室の渦流に沿う
方向に燃料を噴射させる主ノズルと、該主ノズル
よりも渦流室の中心部方向に燃料を噴射させる副
ノズルと、燃料噴射ポンプから圧送される燃料を
エンジンの所定回転数以上では上記主ノズルへ、
所定回転数よりも低い低回転時には上記副ノズル
へそれぞれ供給するように選択的に切り換えるノ
ズル切換装置と、主ノズルから燃料が供給される
ときにエンジン回転数の増大に応じて上記燃料噴
射ポンプの燃料噴射タイミングを進めるように制
御する主タイミング制御装置と基本的な構成要素
とし、さらに、上記副ノズルから燃料が供給され
るときに上記主タイミング制御装置の最大遅角値
よりもさらに所定量だけ遅らせるように制御する
副タイミング制御装置を備えているものである。

このことにより、エンジンのアイドリング時に
は、副ノズルによつて燃料を渦流室の中心部に向
けて噴射させてその着火を促進するとともに、燃
料の噴射タイミングを通常のタイミングよりも遅
らせてその急激な燃焼を抑制するようにしたもの
でである。

（考案の効果） したがつて、本考案によれば、渦流室付デイー
ゼルエンジンのアイドリング時に、副ノズルによ
つて燃料を渦流室の中心部方向に噴射させ、かつ
その噴射タイミングを通常のタイミングよりも遅
くしたので、渦流室付デイーゼルエンジンのアイ
ドリング時における燃料の着火性、燃焼性を向上
させつつ燃焼騒音および振動を有効に低減させる
ことができるものである。

（実施例） 以下、本考案の実施例について図面を参考にし
て詳細に説明する。

第１図において、１は渦流室付デイーゼルエン
ジンのシリンダヘツドであつて、該シリンダヘツ
ド１内にはインサート部材２によつて渦流室３が
形成され、該渦流室３はインサート部材２に形成
した噴孔４を介してシリンダブロツク側の主燃焼
室（図示せず）に連通されており、エンジンの圧
縮行程で主燃焼室内の圧縮された吸気（空気）を
噴孔４を通して渦流室３内に導入して吸気の渦流
（スワール）を発生させるようにしている。

また、上記シリンダヘツド１には上記渦流室３
内に燃料を噴射供給する主および副の２つのノズ
ル５，６と、エンジンの始動時等に渦流室３内部
を加熱するグロープラグ７とが取り付けられ、上
記主ノズル５は燃料の噴霧角が比較的小さくてそ
の貫通力が大きいスロツトルノズル等よりなり、
燃料を渦流室３内の渦流に沿う方向、すなわち上
記グロープラグ７に当たる方向に噴射させるよう
に配置されている。一方、上記副ノズル６は燃料
噴霧角が比較的大きくてその貫通力が弱いポペツ
トノズル等よりなり、燃料を上記主ノズル５より
も渦流室３の中心部方向に噴射させるように配置
されている。

８はタイミングの駆動力を受けて燃料をエンジ
ンの各気筒に対応した上記主および副ノズル５，
６に分配圧送する分配型燃料噴射ポンプであつ
て、該燃料噴射ポンプ８と主および副ノズル５，
６とを結ぶ燃料噴射管９の途中には、燃料噴射ポ
ンプ８からの燃料を非通電時には主ノズル５側
へ、通電時には副ノズル６側へそれぞれ供給する
ように切換作動する電磁切換弁１０が配設され、
該電磁切換弁１０のソレノイド部はエンジン回転
数が所定回転数（例えば1000rpm）よりも低いと
きにON動作するアイドルスイツチ１１を介して
バツテリ１２に接続されており、電磁切換弁１０
およびアイドルスイツチ１１により、燃料噴射ポ
ンプ８から圧送される燃料をエンジンの所定回転
数以上では主ノズル５へ、所定回転数よりも低い
低回転時には副ノズル６へそれぞれ供給するよう
に選択的に切り換えるノズル切換装置１３が構成
されている。

また、第２図は上記燃料噴射ポンプ８における
燃料噴射タイミング制御機構の要部を示し、１４
は燃料を貯溜するポンプ室１５を形成するポンプ
ハウジングであつて、該ポンプハウジング１４の
ポンプ室１５内にはローラホルダ１７がドライブ
シヤフト１６回りに揺動自在に支持され、該ロー
ラホルダ１７にはエンジンの気筒数と対応するだ
けの数のローラ１８，１８，……が回転自在に軸
支され、該ローラ１８，１８，……はドライブシ
ヤフト１６と同軸上に配置された燃料圧送用のプ
ランジヤに一体のカムデイスク（共に図示せず）
に当接しており、プランジヤを、ドライブシヤフ
ト１６によつて回転駆動するとともにカムデイス
クのカム山のローラ１８，１８，……への乗上げ
によつて往復移動させることにより、プランジヤ
に燃料分配のための回転と燃料圧送のための往復
動とを行わせるようにしている。また、上記ポン
プハウジング１４には上記ドライブシヤフト１６
と直角な方向に延びるシリンダ１９が形成され、
該シリンダ１９内にはシリンダ１９内をスプリン
グ室２０と圧力室２１とに区画形成するタイマピ
ストン２２が摺動自在に嵌装され、該タイマピス
トン２２はピン２３を介して上記ローラホルダ１
７に駆動連結されている。上記スプリング室２０
にはタイマピストン２２を圧力室２１側に付勢す
るスプリング２４が縮装され、一方、圧力室２１
はタイマピストン２２に形成した連通孔２２ａを
介して上記ポンプ室１５に連通しており、上記主
ノズル５の作動時にエンジン回転数が増大する
と、それに応じてポンプ室１５内の燃料圧および
圧力室２１内の圧力が上昇してタイマピストン２
２をスプリング２４の付勢力に抗して図で左方向
に移動させ、該タイマピストン２２に連結された
ローラホルダ１７を図で時計回り方向に回動させ
てローラホルダ１７の各ローラ１８へのカムデイ
スクの各カム山の乗上げ時期を早めることによ
り、主ノズル５からの燃料噴射タイミングを進角
させるようにした主タイミング制御装置２５が構
成されている。

また、上記ポンプハウジング１４にはポンプハ
ウジング１４内外を貫通するようにかつドライブ
シヤフト１６と直角に配置された支持軸２６が回
転自在に支承され、該支持軸２６の内端にはカム
プレート２７が一体的に取り付けられ、該カムプ
レート２７のカムトツプ部（偏心端部）には上記
ローラホルダ１７に形成した係合切欠き１７ａに
係合する係合部２７ａが突設されている。一方、
上記支持軸２６の外端には捩りスプリングよりな
るリターンスプリング２８によつて回動付勢され
た遅角レバー２９の支点部が回転一体に取り付け
られ、該遅角レバー２９の揺動端には第１図に示
すようにワイヤ３０を介して負圧作動式のアクチ
ユエータ３１が駆動連結されている。該アクチユ
エータ３１の負圧室は負圧導入通路３２を介して
バキユームポンプ３３に連通され、記負圧導入通
路３２の途中には、通電により開いてアクチユエ
ータ３１にバキユームポンプ３３からの負圧を導
入するように作動する電磁開閉弁３４が配設さ
れ、該電磁開閉弁３４のソレノイド部は上記アイ
ドルスイツチ１１に接続されている。しかして、
アイドルスイツチ１１がON動作して副ノズル６
から燃料が供給されている副ノズル６作動時に、
電磁開閉弁３４の開作動によりアクチユエータ３
１を作動させて遅角レバー２９およびそれと一体
の支持軸２６をリターンスプリング２８の付勢力
に抗して回動させ、該支持軸２６内端のカムプレ
ート２７によつてローラホルダ１７を上記タイマ
ピストン２２の動きに抗して第２図反時計回り方
向（燃料噴射タイミングを遅らせる方向）に所定
角度だけ回動させて保持することにより、燃料噴
射タイミングを上記主タイミング制御装置２５の
最大遅角値、すなわちタイマピストン２２がスプ
リング２４の付勢力によつて圧力室２１側へ最大
限移動した状態での燃料噴射タイミングよりもさ
らに所定量遅角させて該遅角された噴射タイミン
グ（例えば第４図でＢ線にて示すように
ATDC25゜）に保つようにした副タイミング制御
装置３５が構成されている。

次に、上記実施例の作動について説明するに、
エンジンが第４図Ａ線に示すように燃料噴射タイ
ミングをTDC時期に進角された状態で始動され
た後、所定回転数（1000rpm）よりも低いアイド
リング回転数（例えば750rpm）でアイドリング
運転されているときには、アイドルスイツチ１１
がON動作して電磁切換弁１０が作動することに
より、燃料噴射ポンプ８から圧送された燃料は副
ノズル６を介して渦流室３内の略中心部、つまり
渦流室３内に生じた渦流のうち渦流室３壁面によ
る冷却を受けていない高温の渦流中心部に向けて
噴射され、このことにより燃料の着火性、燃焼性
を向上させることができる。また、これと同時
に、上記アイドルスイツチ１１のON動作に伴う
電磁開閉弁３４の開動作により負圧作動式のアク
チユエータ３１が作動して、燃料噴射ポンプ８の
遅角レバー２９、支持軸２６およびカムプレート
２７をリターンスプリング２８の付勢力に抗して
回動させ、このカムプレート２７の回動によりロ
ーラホルダ１７がタイマピストン２２の動きに抗
して遅角側に回動して保持され、このことにより
上記副ノズル６から渦流室３内に噴射される燃料
の噴射タイミングは第４図Ｂ線に示すように主タ
イミング制御装置２５による通常の噴射タイミン
グの最大遅角値よりも所定量遅角される。

この場合、上記副ノズル６から噴射される燃料
は上記の如く渦流室３内の高温の中心部付近に向
けて噴射されてその着火、燃焼が極めて良好に行
われるため、その燃料の噴射タイミングを本実施
例の如く通常のタイミングよりも遅らせても燃料
の着火性、燃焼性が低下することはなく、逆に言
えば燃料の着火性、燃焼性を損なうことなく噴射
タイミングを遅らせることが可能となつて、燃料
の着火遅れによる急激な燃焼を抑制することがで
き、よつてエンジンのアイドリング時における燃
料の着火性、燃焼性を向上させつつ燃焼騒音およ
び振動を低減させることができる。

これに対し、エンジン回転数が所定回転数以上
に上昇したときには、アイドルスイツチ１１が
OFF状態になり、電磁切換弁１０の作動停止に
より燃料噴射ポンプ８からの燃料は主ノズル５を
介して渦流室３内の渦流に沿う方向に噴射され
る。また、電磁開閉弁３４の閉動作によりアクチ
ユエータ３１が作動せず、上記遅角レバー２９、
支持軸２６およびカムプレート２７がリターンス
プリング２８の付勢力によつて停止保持され、ロ
ーラホルダ１７はタイマピストン２２の動きに追
従して回動するようになり、このことにより上記
主ノズル５から渦流室３内に噴射される燃料の噴
射タイミングは第４図Ｃ線に示すようにエンジン
回転数が上昇する程それに応じて進むように補正
され、燃料の着火性、燃焼性の向上とエンジン出
力の増大とが図られる。

第３図は燃料噴射タイミング制御装置の変形例
を示し（尚、第２図と同じ部分は同じ符号を付し
てその詳細な説明は省略する）、副タイミング制
御装置３５′を主タイミング制御装置２５と共に
燃料噴射ポンプ８′内に配設したものである。

すなわち、本変形例では、燃料噴射ポンプ８′
におけるタイマピストン２２内には該タイマピス
トン２２の移動方向と同方向に延びる補助シリン
ダ３６が形成され、該補助シリンダ３６内にはタ
イマピストン２２を貫通するピン２３を介してロ
ーラホルダ１７に駆動連結された補助タイマピス
トン３７が摺動自在に嵌装され、該補助タイマピ
ストン３７によつて補助シリンダ３６内が圧力室
２１側の補助圧力室３８とスプリング室２０側の
補助スプリング室３９とに円画形成されている。
上記補助スプリング室３９には補助タイマピスト
ン３７を補助圧力室３８側に付勢する補助スプリ
ング４０がタイマピストン２２をスプリング受け
部として縮装され、該補助スプリング４０の弾性
力はスプリング２４の弾性力よりも小さく設定さ
れている。一方、上記補助圧力室３８はタイマピ
ストン２２の連通孔２２ａを介して圧力室２１に
連通しているとともに補助タイマピストン３７に
形成した補助連通孔３７ａを介してポンプハウジ
ング１４内のポンプ室５に連通されている。そし
て、エンジン回転数が所定回転数（1000rpm）よ
りも低い範囲にあるときにその範囲内でエンジン
回転数が増大変化すると、ピストン２２は移動し
ないが補助タイマピストン３７のみが補助スプリ
ング４０の付勢力に抗して移動することにより、
第４図B′線にて示すように副ノズル６から噴射
される燃料の噴射タイミングをエンジン回転数の
上昇に比例して進めるように制御する副タイミン
グ制御装置３５′が構成されている。尚、上記実
施例におけるバキユームポンプ３３、電磁開閉弁
３４、アクチユエータ３１、遅角レバー２９、支
持軸２６、カムプレート２７等は省略される。

したがつて、本変形例では、燃料噴射ポンプ
８′に主副２つの燃料噴射タイミング制御装置２
５，３５′が併設されているので、装置構成を簡
略化することができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
全体構成図、第２図は燃料噴射ポンプの要部断面
図、第３図は燃料噴射タイミング制御装置の変形
例を示す断面図、第４図は燃料噴射タイミング特
性を示すグラフである。 １……シリンダヘツド、３……渦流室、４……
噴孔、５……主ノズル、６……副ノズル、８，
８′……燃料噴射ポンプ、１０……電磁切換弁、
１１……アイドルスイツチ、１３……ノズル切換
装置、２５……主タイミング制御装置、２９……
遅角レバー、３１……アクチユエータ、３３……
バキユームポンプ、３４……電磁開閉弁、３５，
３５′……副タイミング制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主燃焼室と噴孔を介して連通する渦流室を備え
   たデイーゼルエンジンにおいて、上記渦流室の渦
   流に沿う方向に燃料を噴射させる主ノズルと、該
   主ノズルよりも渦流室の中心部方向に燃料を噴射
   させる副ノズルと、燃料噴射ポンプから圧送され
   る燃料をエンジンの所定回転数以上では上記主ノ
   ズルへ、所定回転数よりも低い低回転時には上記
   副ノズルへそれぞれ供給するように選択的に切り
   換えるノズル切換装置と、主ノズルの作動時にエ
   ンジン回転数の増大に応じて上記燃料噴射ポンプ
   の燃料噴射タイミングを進角させる主タイミング
   制御装置と、副ノズルの作動時に、上記主タイミ
   ング制御装置による最大遅角値よりもさらに所定
   量遅角させる副タイミング制御装置とを備えてい
   ることを特徴とする渦流室式デイーゼルエンジ
   ン。