JPH0557406B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0557406B2 JPH0557406B2 JP61116173A JP11617386A JPH0557406B2 JP H0557406 B2 JPH0557406 B2 JP H0557406B2 JP 61116173 A JP61116173 A JP 61116173A JP 11617386 A JP11617386 A JP 11617386A JP H0557406 B2 JPH0557406 B2 JP H0557406B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- fuel
- main
- sub
- main combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は燃焼室内に燃料を直接噴射する内燃機
関の燃焼室に係り、特に燃料油として軽油をはじ
めとしてガソリン、アルコール等の低セタン価・
揮発性燃料油を低温始動時を含むあらゆる使用負
荷運転領域で使用できる内燃機関の燃焼室に関す
る。
関の燃焼室に係り、特に燃料油として軽油をはじ
めとしてガソリン、アルコール等の低セタン価・
揮発性燃料油を低温始動時を含むあらゆる使用負
荷運転領域で使用できる内燃機関の燃焼室に関す
る。
［従来の技術］
一般にアルコールを燃料とする内燃機関にあつ
て燃焼は第４図乃至第７図に示す過程をたどるこ
とが確認されている。即ち第４図の燃料噴射状態
から第５図のように燃料噴霧ａがスワールＳの順
方向に流れながら可燃性混合気Ｍを生成する。更
に混合気化が進められた時期に点火プラグｂの放
電がなされると、その近傍に複数の火炎核Spが
形成され、その火炎核Spの発生位置から第６図
に示すようにスワールＳの下流側に上記可燃性混
合気Ｍを追いかけるようにして火炎伝播され第７
図に示すように燃焼を終了する。
て燃焼は第４図乃至第７図に示す過程をたどるこ
とが確認されている。即ち第４図の燃料噴射状態
から第５図のように燃料噴霧ａがスワールＳの順
方向に流れながら可燃性混合気Ｍを生成する。更
に混合気化が進められた時期に点火プラグｂの放
電がなされると、その近傍に複数の火炎核Spが
形成され、その火炎核Spの発生位置から第６図
に示すようにスワールＳの下流側に上記可燃性混
合気Ｍを追いかけるようにして火炎伝播され第７
図に示すように燃焼を終了する。
従来、このような燃焼過程をたどり、アルコー
ルやガソリン等の低セタン価・揮発性燃料油を燃
焼させるものとしては、本出願人の先の提案の直
噴式デイーゼルエンジン燃焼室（特願昭59−
210519号）がある。
ルやガソリン等の低セタン価・揮発性燃料油を燃
焼させるものとしては、本出願人の先の提案の直
噴式デイーゼルエンジン燃焼室（特願昭59−
210519号）がある。
この提案は第８図に示されるように、ピストン
ｃの頂面に主燃焼室ｄと副燃焼室ｅとを窪ませて
並設すると共にそれら主燃焼室ｄと副燃焼室ｅと
の互いに共有する周側壁に、各燃焼室ｄ，ｅを連
通する連通路ｆを形成したもので、主・副燃焼室
ｄ，ｅのそれぞれにて独立した蒸発燃焼が行われ
るようにしたものである。
ｃの頂面に主燃焼室ｄと副燃焼室ｅとを窪ませて
並設すると共にそれら主燃焼室ｄと副燃焼室ｅと
の互いに共有する周側壁に、各燃焼室ｄ，ｅを連
通する連通路ｆを形成したもので、主・副燃焼室
ｄ，ｅのそれぞれにて独立した蒸発燃焼が行われ
るようにしたものである。
［発明が解決しようとする問題点］
上記提案は、副燃焼室ｅ，主燃焼室ｄでそれぞ
れ良好に燃焼できるように構成されたものである
が、副燃焼室ｅからの火炎を主燃焼室ｄへ伝播さ
せる上で十分ではなかつた。即ち主燃焼室ｄへ導
かれる副燃焼室ｅで急速に生成された火炎は連通
路ｆによつて絞られるため、殆どがピストンｃの
頂部とシリンダヘツドｇとが形成する隙間（スキ
ツシユエリヤ）ｈへ案内されると考察することが
できる。この対策として連通路ｆの通路面積を大
きくすることが考えられるが、副燃焼室ｅ内を燃
焼に対して十分にリツチな空燃比に設定する都合
上、アルコール、ガソリン等の低セタン価・揮発
性燃料料を使用する上で限界となつていた。この
ため、燃料噴射量に対して燃料が不安定となつて
出力低下を生じると共に未燃メタノールを多量に
排出する場合が生じ、問題点として残されてい
る。
れ良好に燃焼できるように構成されたものである
が、副燃焼室ｅからの火炎を主燃焼室ｄへ伝播さ
せる上で十分ではなかつた。即ち主燃焼室ｄへ導
かれる副燃焼室ｅで急速に生成された火炎は連通
路ｆによつて絞られるため、殆どがピストンｃの
頂部とシリンダヘツドｇとが形成する隙間（スキ
ツシユエリヤ）ｈへ案内されると考察することが
できる。この対策として連通路ｆの通路面積を大
きくすることが考えられるが、副燃焼室ｅ内を燃
焼に対して十分にリツチな空燃比に設定する都合
上、アルコール、ガソリン等の低セタン価・揮発
性燃料料を使用する上で限界となつていた。この
ため、燃料噴射量に対して燃料が不安定となつて
出力低下を生じると共に未燃メタノールを多量に
排出する場合が生じ、問題点として残されてい
る。
［問題点を解決するための手段］
本発明は上記種々の問題点を解消することを目
的としており、ピストン頂部に深く窪ませられて
設けられた主燃焼室と、この主燃焼室に相隣接さ
せてピストン頂部に浅く窪ませられて設けられそ
の容積が上記主燃焼室に対して小さく形成された
副燃焼室と、これら副燃焼室及び主燃焼室を相互
に連通すべくその副燃焼室と主燃焼室との間の互
いの側壁上部をその上方から窪ませて設けられた
バンク部と、このバンク部に臨ませて設けられア
ルコール等のセタン価が低くかつ揮発性が高い燃
料を噴射するように構成された燃料噴射ノズルで
あつて、機関のあらゆる使用負荷時に、副燃焼室
内に微粒子化燃料噴霧を噴出させるように形成さ
れた噴口であつてその噴出方向が副燃焼室の中心
より外側の内壁に微粒子化燃料噴霧を衝突させて
一部を飛散させ残部を当該内壁に沿わせてその円
周方向に旋回させ得るように定められた副噴口と
所定負荷を越えたときに主燃焼室内にそのスワー
ルの順方向にかつ主燃焼室の中心より外側の内壁
へ向けて上記微粒子化燃料よりは燃料の粒子径が
大きい霧化燃料噴霧を噴出させるように形成され
た噴口であつてその噴出方向が主燃焼室の内壁に
その燃料噴霧を衝突させて一部を飛散させ残部を
当該内壁に沿わせてスワールの下流に流れ得るよ
うに定められた主噴口とを有して構成された燃料
噴射ノズルと、上記副燃焼室の燃焼火炎を上記バ
ンク部を介して主燃焼室の上方へ供給すべく上記
副燃焼室の上部開口を縁取る部分に副燃焼室を覆
うように張設された棚部と、上記副燃焼室内に燃
焼用空気を導入すべく上記棚部に半径方向に沿わ
せてスリツト様に形成された開口と、上記棚部に
上記副燃焼室内にその点火部を挿入すべく設けら
れたプラグ収容部と、このプラグ収容部にその点
火部が副燃焼室内に挿入され得るように配設され
た点火プラグとを備えたものである。
的としており、ピストン頂部に深く窪ませられて
設けられた主燃焼室と、この主燃焼室に相隣接さ
せてピストン頂部に浅く窪ませられて設けられそ
の容積が上記主燃焼室に対して小さく形成された
副燃焼室と、これら副燃焼室及び主燃焼室を相互
に連通すべくその副燃焼室と主燃焼室との間の互
いの側壁上部をその上方から窪ませて設けられた
バンク部と、このバンク部に臨ませて設けられア
ルコール等のセタン価が低くかつ揮発性が高い燃
料を噴射するように構成された燃料噴射ノズルで
あつて、機関のあらゆる使用負荷時に、副燃焼室
内に微粒子化燃料噴霧を噴出させるように形成さ
れた噴口であつてその噴出方向が副燃焼室の中心
より外側の内壁に微粒子化燃料噴霧を衝突させて
一部を飛散させ残部を当該内壁に沿わせてその円
周方向に旋回させ得るように定められた副噴口と
所定負荷を越えたときに主燃焼室内にそのスワー
ルの順方向にかつ主燃焼室の中心より外側の内壁
へ向けて上記微粒子化燃料よりは燃料の粒子径が
大きい霧化燃料噴霧を噴出させるように形成され
た噴口であつてその噴出方向が主燃焼室の内壁に
その燃料噴霧を衝突させて一部を飛散させ残部を
当該内壁に沿わせてスワールの下流に流れ得るよ
うに定められた主噴口とを有して構成された燃料
噴射ノズルと、上記副燃焼室の燃焼火炎を上記バ
ンク部を介して主燃焼室の上方へ供給すべく上記
副燃焼室の上部開口を縁取る部分に副燃焼室を覆
うように張設された棚部と、上記副燃焼室内に燃
焼用空気を導入すべく上記棚部に半径方向に沿わ
せてスリツト様に形成された開口と、上記棚部に
上記副燃焼室内にその点火部を挿入すべく設けら
れたプラグ収容部と、このプラグ収容部にその点
火部が副燃焼室内に挿入され得るように配設され
た点火プラグとを備えたものである。
［作用］
あらゆる使用負荷において、副燃焼室内に供給
される微粒化燃料噴霧は、棚部及びバンク部によ
つてシリンダ内及び主燃焼室へ流することなく副
燃焼室内に閉じこめられる。そして微粒化燃料噴
霧はその一部が副燃焼室の内壁に衝突することに
よつてさらに細かく砕かれて飛散し、残部はその
慣性によつて副燃焼室の内壁に沿つて旋回する。
このため飛散した燃料は、副燃焼室内の高温雰囲
気によつて瞬時のうちに蒸発し空気に混合して着
火性、火炎伝播性のよい予混合気となり、残部
は、副燃焼室の内壁及び副燃焼室の高温雰囲気に
よつて蒸発され可燃性混合気となる。したがつて
このような混合気の状態にあつて、点火プラグの
点火がなされると、予混合気が速やかに着火し、
可燃性混合気はその火炎を伝播されて緩速に燃焼
する。
される微粒化燃料噴霧は、棚部及びバンク部によ
つてシリンダ内及び主燃焼室へ流することなく副
燃焼室内に閉じこめられる。そして微粒化燃料噴
霧はその一部が副燃焼室の内壁に衝突することに
よつてさらに細かく砕かれて飛散し、残部はその
慣性によつて副燃焼室の内壁に沿つて旋回する。
このため飛散した燃料は、副燃焼室内の高温雰囲
気によつて瞬時のうちに蒸発し空気に混合して着
火性、火炎伝播性のよい予混合気となり、残部
は、副燃焼室の内壁及び副燃焼室の高温雰囲気に
よつて蒸発され可燃性混合気となる。したがつて
このような混合気の状態にあつて、点火プラグの
点火がなされると、予混合気が速やかに着火し、
可燃性混合気はその火炎を伝播されて緩速に燃焼
する。
所定負荷を越えたときは、副燃焼室のみなら
ず、主燃焼室にも燃料噴霧が供給される。この燃
料噴霧は、その一部が主燃焼室の内壁に衝突して
飛散し、残部は、主燃焼室内に生成されているス
ワールにより、主燃焼室の内壁に沿つてスワール
下流に方向に運ばれる。飛散した燃料は、スワー
ルによつて撹拌されつつ主燃焼室内の雰囲気によ
つて蒸発されて予混合気となり、残部は、主燃焼
室の内壁の壁熱によつて蒸発されて可燃性混合気
となるが、燃料噴霧は、上記微粒化燃料噴霧より
は燃料の粒子径が大きい状態で主燃焼室に供給さ
れるため、主燃焼室の容積に対する可燃性混合気
の生生成量は、副燃焼室と比べてかなり少ない。
つまり、可燃性混合気の量が少ない分、主燃焼室
では熱発生率が低く、圧力上昇率が低い緩慢な燃
焼が達成されるようになる。
ず、主燃焼室にも燃料噴霧が供給される。この燃
料噴霧は、その一部が主燃焼室の内壁に衝突して
飛散し、残部は、主燃焼室内に生成されているス
ワールにより、主燃焼室の内壁に沿つてスワール
下流に方向に運ばれる。飛散した燃料は、スワー
ルによつて撹拌されつつ主燃焼室内の雰囲気によ
つて蒸発されて予混合気となり、残部は、主燃焼
室の内壁の壁熱によつて蒸発されて可燃性混合気
となるが、燃料噴霧は、上記微粒化燃料噴霧より
は燃料の粒子径が大きい状態で主燃焼室に供給さ
れるため、主燃焼室の容積に対する可燃性混合気
の生生成量は、副燃焼室と比べてかなり少ない。
つまり、可燃性混合気の量が少ない分、主燃焼室
では熱発生率が低く、圧力上昇率が低い緩慢な燃
焼が達成されるようになる。
ここで棚部は、副燃焼室の火炎をバンク部を介
して主燃焼室のその上部に案内するものであるた
め、所定負荷を越えたときに、主燃焼室内で生成
された予混合気は、そのバンク部を通じて主燃焼
室に供給された火炎を伝播されて速やかに着火す
る。したがつてこの火炎を伝播されて主燃焼室の
可燃性混合気が燃焼し、その火炎によつて可燃性
混合気化されていなかつた燃料噴霧が緩慢に燃焼
する。
して主燃焼室のその上部に案内するものであるた
め、所定負荷を越えたときに、主燃焼室内で生成
された予混合気は、そのバンク部を通じて主燃焼
室に供給された火炎を伝播されて速やかに着火す
る。したがつてこの火炎を伝播されて主燃焼室の
可燃性混合気が燃焼し、その火炎によつて可燃性
混合気化されていなかつた燃料噴霧が緩慢に燃焼
する。
［実施例］
以下にこの発明の内燃機関の燃焼室の好適一実
施例を添付図面に基づいて説明する。
施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図乃至第３図に示す１は内燃機関のシリン
ダ（図示せず）内に、そのシリンダに沿つて往復
動自在に収容されるピストン、２はそのピストン
１の頂面を形成するピストン頂部、３は主燃焼
室、４は副燃焼室である。
ダ（図示せず）内に、そのシリンダに沿つて往復
動自在に収容されるピストン、２はそのピストン
１の頂面を形成するピストン頂部、３は主燃焼
室、４は副燃焼室である。
図示されるようにピストン１のピストン頂部２
には、そのピストン１の軸方向に沿つて主燃焼室
３が窪まされて設けられている。ピストン頂部２
には、上記主燃焼室３に並行に、副燃焼室４が窪
まされて設けられており、この実施例ではピスト
ン１の軸芯を通る主燃焼室３及び副燃焼室４の垂
直断面は、共に円形の上部を截頭された形状に、
且つピストン頂部２に対して平行な水平断面は、
共に円形となるように形成される。
には、そのピストン１の軸方向に沿つて主燃焼室
３が窪まされて設けられている。ピストン頂部２
には、上記主燃焼室３に並行に、副燃焼室４が窪
まされて設けられており、この実施例ではピスト
ン１の軸芯を通る主燃焼室３及び副燃焼室４の垂
直断面は、共に円形の上部を截頭された形状に、
且つピストン頂部２に対して平行な水平断面は、
共に円形となるように形成される。
窪み深さについては、副燃焼室４が主燃焼室３
に対して浅く窪まされ、容積については、副燃焼
室４の容積が主燃焼室３の容積に対して小さく形
成されている。主燃焼室３と副燃焼室４との間で
互いに共有する周側壁を成すバンク部５には、そ
のバンク部５の上部に、主燃焼室３と副燃焼室４
とを連通する連通路７が形成される。
に対して浅く窪まされ、容積については、副燃焼
室４の容積が主燃焼室３の容積に対して小さく形
成されている。主燃焼室３と副燃焼室４との間で
互いに共有する周側壁を成すバンク部５には、そ
のバンク部５の上部に、主燃焼室３と副燃焼室４
とを連通する連通路７が形成される。
第２図に示すようにこの実施例にあつて、連通
路７は、主燃焼室３の中心軸O1と、副燃焼室４
の中心軸O2とを、互いにピストン１の中心方向
に移動させることによつて形成される。即ち、移
動される距離に応じて、主燃焼室３と副燃焼室４
との共有するバンク部５のラツプ度合が大きくな
り、上記バンク部５の上部にラツプに応じた連通
路７が形成される。
路７は、主燃焼室３の中心軸O1と、副燃焼室４
の中心軸O2とを、互いにピストン１の中心方向
に移動させることによつて形成される。即ち、移
動される距離に応じて、主燃焼室３と副燃焼室４
との共有するバンク部５のラツプ度合が大きくな
り、上記バンク部５の上部にラツプに応じた連通
路７が形成される。
以上のように、ピストン頂部２には、互いに連
通されて、上部が開放された主燃焼室３と副燃焼
室４とが並設される。また主燃焼室３には、開口
上部に、その上部開口縁９ａに沿つて半径方向内
方に適宜突出され主燃焼室３内に独立したスワー
ルS1とスキツシユとを生成するためのリツプ部２
５が形成されている。
通されて、上部が開放された主燃焼室３と副燃焼
室４とが並設される。また主燃焼室３には、開口
上部に、その上部開口縁９ａに沿つて半径方向内
方に適宜突出され主燃焼室３内に独立したスワー
ルS1とスキツシユとを生成するためのリツプ部２
５が形成されている。
燃料噴射ノズルは、本発明の実施例では例えば
第３図の形式が採用される。
第３図の形式が採用される。
燃料噴射ノズル１２はシリンダヘツド（図示せ
ず）に一体的に収容される筒体状のノズルボデイ
１３と、そのノズルボデイ１３内の先端側に形成
された弁座１４に対して、そのノズルボデイ１３
内に昇降自在に収容され、上記弁座１４に着座さ
れたときに後述する噴口を閉じるスロツトル部１
８を有する針弁１５と、上記弁座１４に開口され
た副噴口１６と、上記針弁１５がその副噴口１６
のみを開とする所定リフト値ｌを越えたときに開
放されるノズルボデイ１３先端に開口された主噴
口１７と、上記針弁１５の対面する上記ノズルボ
デイ１３内の上部の収容部２６を拡径して形成さ
れ、燃料噴射ポンプ（図示せず）からの供給燃料
油圧に応じて上記針弁１５の上部スロツトル部
（図示せず）に燃料油圧を作用させて、その針弁
１５のリフト値を調節する燃料油室（図示せず）
とから主に構成される。副噴口１６の噴口直径d1
は主噴口１７の噴口直径d2に対して極めて小さく
形成されており、主噴口１７が、貫徹力と拡散性
の大きな燃料噴霧を噴出するように構成されるの
に対して、副噴口１６は、微粒化によつて貫徹力
を弱めて蒸発性を向上させることと、燃料噴霧の
方向を確実に設定できるように構成される。
ず）に一体的に収容される筒体状のノズルボデイ
１３と、そのノズルボデイ１３内の先端側に形成
された弁座１４に対して、そのノズルボデイ１３
内に昇降自在に収容され、上記弁座１４に着座さ
れたときに後述する噴口を閉じるスロツトル部１
８を有する針弁１５と、上記弁座１４に開口され
た副噴口１６と、上記針弁１５がその副噴口１６
のみを開とする所定リフト値ｌを越えたときに開
放されるノズルボデイ１３先端に開口された主噴
口１７と、上記針弁１５の対面する上記ノズルボ
デイ１３内の上部の収容部２６を拡径して形成さ
れ、燃料噴射ポンプ（図示せず）からの供給燃料
油圧に応じて上記針弁１５の上部スロツトル部
（図示せず）に燃料油圧を作用させて、その針弁
１５のリフト値を調節する燃料油室（図示せず）
とから主に構成される。副噴口１６の噴口直径d1
は主噴口１７の噴口直径d2に対して極めて小さく
形成されており、主噴口１７が、貫徹力と拡散性
の大きな燃料噴霧を噴出するように構成されるの
に対して、副噴口１６は、微粒化によつて貫徹力
を弱めて蒸発性を向上させることと、燃料噴霧の
方向を確実に設定できるように構成される。
以上のように燃料噴射ノズル１２は、共に針弁
１５のリフト値が所定値に至るまでは副噴口１６
のみを開放し、そのリフト値を越えたときに、副
噴口１６と主噴口１７とを開放するように構成さ
れる。いいかえれば主噴口１７に対して副噴口１
６が先行して開放されるように構成された、いわ
ゆるピントークスタイプのものとなつている。
１５のリフト値が所定値に至るまでは副噴口１６
のみを開放し、そのリフト値を越えたときに、副
噴口１６と主噴口１７とを開放するように構成さ
れる。いいかえれば主噴口１７に対して副噴口１
６が先行して開放されるように構成された、いわ
ゆるピントークスタイプのものとなつている。
さて本発明の内燃機関の燃焼室の特長とすると
ころは副燃焼室４にて生成される火炎をスキツシ
ユエリヤに逃すことなく主燃焼室３へ導き安定し
た燃焼を行わせることにある。
ころは副燃焼室４にて生成される火炎をスキツシ
ユエリヤに逃すことなく主燃焼室３へ導き安定し
た燃焼を行わせることにある。
そこで、上記副燃焼室４の上部開口縁９ｂに
は、その開口縁９ｂに沿つて径方向内方へ張り出
された棚部１０が形成されている。棚部１０には
副燃焼室４の中心O2を通る中間部に、スリツト
１１が形成されて、副燃焼室４内へ燃焼用空気を
導くようにになつている。また、棚部１０の上部
開口縁９ｂ側には、点火プラグ３０を収容するた
めの収容部３１が開口されている。さらに、棚部
１０の連通路７側には噴射ノズル１２の逃げとな
る湾曲部３２が形成されている。点火プラグ３０
は上記収容部３１にに収容され、PGはその点火
プラグ３０の放電部である。
は、その開口縁９ｂに沿つて径方向内方へ張り出
された棚部１０が形成されている。棚部１０には
副燃焼室４の中心O2を通る中間部に、スリツト
１１が形成されて、副燃焼室４内へ燃焼用空気を
導くようにになつている。また、棚部１０の上部
開口縁９ｂ側には、点火プラグ３０を収容するた
めの収容部３１が開口されている。さらに、棚部
１０の連通路７側には噴射ノズル１２の逃げとな
る湾曲部３２が形成されている。点火プラグ３０
は上記収容部３１にに収容され、PGはその点火
プラグ３０の放電部である。
燃料噴射ノズル１２は、第１図及び第２図に示
すように、噴口側が上記連通路７に臨んでシリン
ダヘツド（図示せず）に一体的に配設されてお
り、副噴口１６が副燃焼室４内に、主噴口１７が
主燃焼室３内に臨ませられまた、主噴口１７は、
主燃焼室３内のスワールS1の順方向に臨まされ
る。さらに主・副噴口１６，１７は各燃焼室３，
４の中心O1，O2より外方の各燃焼室３，４の内
壁３ａ，４ａに臨ませられている。
すように、噴口側が上記連通路７に臨んでシリン
ダヘツド（図示せず）に一体的に配設されてお
り、副噴口１６が副燃焼室４内に、主噴口１７が
主燃焼室３内に臨ませられまた、主噴口１７は、
主燃焼室３内のスワールS1の順方向に臨まされ
る。さらに主・副噴口１６，１７は各燃焼室３，
４の中心O1，O2より外方の各燃焼室３，４の内
壁３ａ，４ａに臨ませられている。
以下に本実施例の作用を添付図面に基づいて説
明する。
明する。
第１図に示すように、スワールポート（図示せ
ず）から供給される燃焼用空気のスワールは、主
燃焼室３の内壁３ａに沿つて独立したスワールS1
に生成される。
ず）から供給される燃焼用空気のスワールは、主
燃焼室３の内壁３ａに沿つて独立したスワールS1
に生成される。
内燃機関の始動時及びアイドリング時を含む軽
負荷運転領域では、第３図に示す針弁１５が所定
リフト値以下のため、副噴口１６のみが開放され
る。副噴口１６が開放されると副燃焼室４の内壁
４ａに向けて微粒化燃料噴霧f1が噴出される。こ
の微粒化燃料噴霧f1は副燃焼室４の内壁４ａに衝
突させられることによつて、その一部がさらに微
粒化されて飛散し、圧縮空気の熱によつて瞬時の
うちに蒸気化され、空気に混合される。これが着
火性、燃焼性の良い可燃性混合気ｍとなる。また
微粒化燃料噴霧f1の残は、副燃焼室４の内壁４ａ
に噴射方向に沿つて流される噴霧層F1となる。
この噴霧層F1は、圧縮空気の高温熱及び壁熱と
により蒸気化される。この蒸気もまた、副燃焼室
４内の空気と混合されて、第１図にも示されるよ
ように可燃性混合気ｍを生成する。
負荷運転領域では、第３図に示す針弁１５が所定
リフト値以下のため、副噴口１６のみが開放され
る。副噴口１６が開放されると副燃焼室４の内壁
４ａに向けて微粒化燃料噴霧f1が噴出される。こ
の微粒化燃料噴霧f1は副燃焼室４の内壁４ａに衝
突させられることによつて、その一部がさらに微
粒化されて飛散し、圧縮空気の熱によつて瞬時の
うちに蒸気化され、空気に混合される。これが着
火性、燃焼性の良い可燃性混合気ｍとなる。また
微粒化燃料噴霧f1の残は、副燃焼室４の内壁４ａ
に噴射方向に沿つて流される噴霧層F1となる。
この噴霧層F1は、圧縮空気の高温熱及び壁熱と
により蒸気化される。この蒸気もまた、副燃焼室
４内の空気と混合されて、第１図にも示されるよ
ように可燃性混合気ｍを生成する。
機関始動時、アイドリング運転時の針弁のリフ
ト動作が極低速域で、スタータのクランキング回
転数が小さいときには、膚噴口１６から燃料が増
量されるため、その使用燃料がガソリン、アルコ
ール等の低セタン価・揮発性燃料油であつてもこ
の時期において副燃焼室４内の空燃比は小さくな
り、リツチな条件におかれる。このとき棚部１
０、バンク部５によつて所定の空燃比を設定する
ことができる。これにより、点火プラグ３０の放
電がなされると副燃焼室４内に多数の火炎核が迅
速に、且つ確実に形成されて燃焼を開始し、燃焼
によつて生じる熱エネルギが内壁４ａの噴霧層
F1の蒸発を促進してスワール方向へ流れる可燃
性混合気ｍを追いかけるように急速に火炎を伝播
させ燃焼する。
ト動作が極低速域で、スタータのクランキング回
転数が小さいときには、膚噴口１６から燃料が増
量されるため、その使用燃料がガソリン、アルコ
ール等の低セタン価・揮発性燃料油であつてもこ
の時期において副燃焼室４内の空燃比は小さくな
り、リツチな条件におかれる。このとき棚部１
０、バンク部５によつて所定の空燃比を設定する
ことができる。これにより、点火プラグ３０の放
電がなされると副燃焼室４内に多数の火炎核が迅
速に、且つ確実に形成されて燃焼を開始し、燃焼
によつて生じる熱エネルギが内壁４ａの噴霧層
F1の蒸発を促進してスワール方向へ流れる可燃
性混合気ｍを追いかけるように急速に火炎を伝播
させ燃焼する。
ゆえに、この実施例では燃焼が比較的急速とな
つて燃焼温度を上昇させるため、副燃焼室４内の
平均燃焼温度を増加させることになり、これによ
つてスモーク、青白煙、HCの発生を低く抑える
ことができる。この副燃焼室４で生成された火炎
及び燃焼ガスは、棚部１０によつてスキツシユエ
リヤへ逃げることができないため、酸素の多い
方、即ち連通路７を介して主燃焼室３内に吹き出
される。針弁１５のリフト値が所定リフト値を越
える中・高負荷運転領域では副噴口１６のみなら
ず主噴口１７も開放される。
つて燃焼温度を上昇させるため、副燃焼室４内の
平均燃焼温度を増加させることになり、これによ
つてスモーク、青白煙、HCの発生を低く抑える
ことができる。この副燃焼室４で生成された火炎
及び燃焼ガスは、棚部１０によつてスキツシユエ
リヤへ逃げることができないため、酸素の多い
方、即ち連通路７を介して主燃焼室３内に吹き出
される。針弁１５のリフト値が所定リフト値を越
える中・高負荷運転領域では副噴口１６のみなら
ず主噴口１７も開放される。
第１図及び第２図に示されるように、主噴口１
７からの燃料噴霧f2は、副噴口１６からの微粒化
燃料噴霧f1よりも飛翔距離が長く、且つ拡散面積
が大きくなつている。この燃料噴霧f2は、一部が
主燃焼室３の内壁３ａに衝突されることで微粒化
され、残部が主燃焼室３のスワール方向に、内壁
３ａに沿つて下流側へ末広りとなつて流される噴
霧層F2となる。微粒化された燃料噴霧f2は圧縮空
気熱及び副燃焼室４の火炎エネルギにて瞬時のう
ちに蒸気化されて可燃性混合気ｍとなり、噴霧層
F2も圧縮空気及び壁熱とにより蒸気化され可燃
性混合気ｍとなる。このとき燃料噴霧ff2の燃料
の粒子径は比較的大径なので、主燃焼室３内に過
剰の可燃性混合気ｍを生成するには至らないた
め、燃焼としては比較的緩慢な蒸発燃焼が行なわ
れる。また主燃焼室３の着火は上述のように副燃
焼室４からの燃焼ガス及び火炎によつて確実にな
される。また、高負荷になる程、主噴口１７から
の燃料噴射割合が増加され最大で90％以上噴射さ
れるため、緩慢な蒸発燃焼が確実になされる。ゆ
えに、筒内圧力急上昇、燃焼ピーク温度の急上昇
の要因となる着火遅れを抑えて燃焼騒音、振動、
NOxそしてスモーク、未燃アルデヒドを低く抑
えることができる。
７からの燃料噴霧f2は、副噴口１６からの微粒化
燃料噴霧f1よりも飛翔距離が長く、且つ拡散面積
が大きくなつている。この燃料噴霧f2は、一部が
主燃焼室３の内壁３ａに衝突されることで微粒化
され、残部が主燃焼室３のスワール方向に、内壁
３ａに沿つて下流側へ末広りとなつて流される噴
霧層F2となる。微粒化された燃料噴霧f2は圧縮空
気熱及び副燃焼室４の火炎エネルギにて瞬時のう
ちに蒸気化されて可燃性混合気ｍとなり、噴霧層
F2も圧縮空気及び壁熱とにより蒸気化され可燃
性混合気ｍとなる。このとき燃料噴霧ff2の燃料
の粒子径は比較的大径なので、主燃焼室３内に過
剰の可燃性混合気ｍを生成するには至らないた
め、燃焼としては比較的緩慢な蒸発燃焼が行なわ
れる。また主燃焼室３の着火は上述のように副燃
焼室４からの燃焼ガス及び火炎によつて確実にな
される。また、高負荷になる程、主噴口１７から
の燃料噴射割合が増加され最大で90％以上噴射さ
れるため、緩慢な蒸発燃焼が確実になされる。ゆ
えに、筒内圧力急上昇、燃焼ピーク温度の急上昇
の要因となる着火遅れを抑えて燃焼騒音、振動、
NOxそしてスモーク、未燃アルデヒドを低く抑
えることができる。
［発明の効果］
以上説明したことから明らかなように本発明の
内燃機関の燃焼室によれば次の如き優れた効果を
発揮できる。
内燃機関の燃焼室によれば次の如き優れた効果を
発揮できる。
(1) アルコール、ガソリン等の低セタン価・揮発
性燃料を用いて副燃焼室での緩速燃焼を達成す
ることができると共に、副燃焼室の火炎をバン
ク部を通じて主燃焼室に伝播して主燃焼室での
緩慢蒸発燃焼を達成することができる。したが
つて、騒音が低く、NOx、HC、スモーク、未
然アルデヒドの排出量を大巾に低下させること
ができる。
性燃料を用いて副燃焼室での緩速燃焼を達成す
ることができると共に、副燃焼室の火炎をバン
ク部を通じて主燃焼室に伝播して主燃焼室での
緩慢蒸発燃焼を達成することができる。したが
つて、騒音が低く、NOx、HC、スモーク、未
然アルデヒドの排出量を大巾に低下させること
ができる。
(2) 出力、燃費を向上させることができる。
第１図は本発明の内燃機関の燃焼室の好適一実
施例を示す平面図、第２図は第１図の−線矢
視断面図、第３図は燃料噴射ノズルを示す部分断
面図、第４図乃至第７図は燃料の噴射過程と燃焼
過程を示す概略図、第８図は従来の直噴式デイー
ゼルエンジン燃焼室を示す概略図である。 図中、１はピストン、２はピストン頂部、３は
主燃焼室、４は副燃焼室、５はバンク部、７は連
通路、１０は棚部、１１はスリツト、１２は燃料
噴射ノズル、１６は副噴口、１７は主噴口、３０
は点火プラグ、３１は収容部である。
施例を示す平面図、第２図は第１図の−線矢
視断面図、第３図は燃料噴射ノズルを示す部分断
面図、第４図乃至第７図は燃料の噴射過程と燃焼
過程を示す概略図、第８図は従来の直噴式デイー
ゼルエンジン燃焼室を示す概略図である。 図中、１はピストン、２はピストン頂部、３は
主燃焼室、４は副燃焼室、５はバンク部、７は連
通路、１０は棚部、１１はスリツト、１２は燃料
噴射ノズル、１６は副噴口、１７は主噴口、３０
は点火プラグ、３１は収容部である。
Claims (1)
- １ ピストン頂部に深く窪ませられて設けられた
主燃焼室と、該主燃焼室に相隣接させてピストン
頂部に浅く窪ませられて設けられその容積が上記
主燃焼室に対して小さく形成された副燃焼室と、
これら副燃焼室及び主燃焼室を相互に連通すべく
その副燃焼室と主燃焼室との間の互いの側壁上部
をその上方から窪ませて設けられたバンク部と、
該バンク部に臨ませて設けられアルコール等のセ
タン価が低くかつ揮発性が高い燃料を噴射するよ
うに構成された燃料噴射ノズルであつて、機関の
あらゆる使用負荷時に、副燃焼室内に微粒子化燃
料噴霧を噴出させるように形成された噴口であつ
てその噴出方向が副燃焼室の中心より外側の内壁
に微粒子化燃料噴霧を衝突させて一部を飛散させ
残部を当該内壁に沿わせてその円周方向に旋回さ
せ得るように定められた副噴口と所定負荷を越え
たときに主燃焼室内にそのスワールの順方向にか
つ主燃焼室の中心より外側の内壁へ向けて上記微
粒子化燃料よりは燃料の粒子径が大きい霧化燃料
噴霧を噴出させるように形成された噴口であつて
その噴出方向が主燃焼室の内壁にその燃料噴霧を
衝突させて一部を飛散させ残部を当該内壁に沿わ
せてスワールの下流に流れ得るように定められた
主噴口とを有して構成された燃料噴射ノズルと、
上記副燃焼室の燃焼火炎を上記バンク部を介して
主燃焼室の上方へ供給すべく上記副燃焼室の上部
開口を縁取る部分に副燃焼室を覆うように張設さ
れた棚部と、上記副燃焼室内に燃焼用空気を導入
すべく上記棚部に半径方向に沿わせてスリツト様
に形成された開口と、上記棚部に上記副燃焼室内
にその点火部を挿入すべく設けられた開口と、該
開口を介してその点火部が副燃焼室内に挿入され
得るように配設された点火プラグとを備えたこと
を特徴とする内燃機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61116173A JPS62276214A (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 内燃機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61116173A JPS62276214A (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 内燃機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62276214A JPS62276214A (ja) | 1987-12-01 |
| JPH0557406B2 true JPH0557406B2 (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=14680600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61116173A Granted JPS62276214A (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 内燃機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62276214A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6337717B2 (ja) * | 2014-09-22 | 2018-06-06 | 株式会社デンソー | 副室式内燃機関 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56151219A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | Combustion chamber for cylinder fuel injection type internal combustion engine |
| JPS5741417A (en) * | 1980-08-21 | 1982-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | Combustion chamber of internal combustion engine |
-
1986
- 1986-05-22 JP JP61116173A patent/JPS62276214A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62276214A (ja) | 1987-12-01 |
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