JPH0573233U - 副室式内燃機関の燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は副室式内燃機関において、主
燃焼室内における未燃燃料噴霧の均一な分散を図り空気
との混合を向上させて空気利用率を高め燃焼を促進さ
せ、燃料消費率及び排気煙濃度の低減が可能となる副室
式内燃機関の燃焼室を提供するにある。 【構成】 本考案の燃焼室は、主燃焼室１と副燃焼室２
とを連通する副室口金８に形状が直管でその断面積がｆ
₁ ，ｆ₂ （但しｆ₁ ＞ｆ₂ ）の偶数個の副室噴口３を交
互に配列し、該副室噴口のうち大きい通路断面積ｆ₁ を
有する副室噴口の軸線の延長線とピストンキャビティの
側壁との交差部に凹曲面部分９が形成されていることを
特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、副室式内燃機関の燃焼室に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の副室式内燃機関の燃焼室の縦断面図である。 主燃焼室１と副燃焼室２は、副室口金８に穿設された通路断面積を同じくする 複数個の副室噴口３を介して連通している。 シリンダヘッド４に配設された燃料噴射弁５から副燃焼室２内に噴射された燃 料の一部をその中で着火・燃焼させて圧力を高め、未燃燃料とともに副室噴口３ を通って主燃焼室に燃焼ガスを噴出させる。ピストン６の頂部に凹設されたキャ ビティは燃焼の主領域であり、その口径部は円形である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

副室式内燃機関の燃費の向上、排気煙濃度の改善を図るうえで、従来の技術で は、次のような問題点があった。即ち副室口金に設けられ、主燃焼室へ連通する 複数個の副室噴口は、すべて管状で、且つその口径寸法が同一である。このため 、副室噴口の口径を小さくすれば、未燃の燃料噴霧と燃焼ガスの混合気の主燃焼 室への噴出速度が上って噴流ペネトレーションは増すが、混合気噴流の流体摩擦 や副室噴口での絞り損失が大きくなるとともに、混合気が噴口から噴出しにくく なり、主燃焼室内での混合気の形成及び燃焼が遅れ燃費が増し排気煙濃度も上昇 する傾向となる。 また、副室噴口面積の合計値を一定におさえて、噴口の数を減らすとすれば、 各噴口の口径寸法は大となり噴流ペネトレーションは増すが、各噴口からの噴流 の間隔が広がるので空気利用率が低下し、燃焼状況が悪くなる。

【０００４】 本考案の目的は、前記従来装置の問題点を解消し、燃料消費率及び排気煙濃度 の低減を、簡易な手段で実現する副室式内燃機関の燃焼室を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の副室式内燃機関の燃焼室は、主燃焼室１と副燃焼室２とを連通する直 管で断面積がｆ₁ ，ｆ₂ （但しｆ₁ ＞ｆ₂ ）である偶数個の副室噴口３を交互に 配列した副室口金８と、前記副室噴口３のうち大きい通路断面積ｆ₁ を有する副 室噴口の軸線の延長線とピストン頂部のキャビティ側壁との交差部に形成された 凹曲面部とを有してなることを特徴としている。

【０００６】

【作用】

本考案では前記のような構造としたので次のように作用する。 噴流ペネトレーションは噴流の運動量に比例する。 ここで（運動量）＝（質量）×（速度） ＝｛（面積）×（速度）×（密度）×（時間）｝×（速度） 副室噴口の総通路断面積を一定とすれば、通路断面積がｆ₁ ，ｆ₂ （但しｆ₁ ＞ｆ₂ ）である各副室噴口での噴流速度は同じと考えることができる。 従って、副室噴口の総通路断面積が一定のもとでは、噴流ペネトレーションは 各副室噴口の通路断面積に比例する。 本考案による燃焼室にすると、副燃焼室２の副室口金８の副室噴口３から未燃 燃料噴霧をともなって燃焼ガスが主燃焼室１へ噴出するに際して、流路断面積ｆ ₁ の副室噴口により噴流のペネトレーションを向上させ、流路断面積ｆ₂ の副室 噴口により、噴流と噴流の間の空気利用率の向上を図ることができる。 さらに、通路断面積ｆ₁ の副室噴口の軸線の延長線上のピストンキャビティ側 壁に凹曲面部９を形成したことにより、副室噴口からキャビティ側壁までの距離 が長くなったので、噴流ペネトレーションの低下が抑制できるとともに、既燃ガ ス、燃料噴霧、空気で構成される噴流中の燃料噴霧のキャビティ側壁への付着が 低減される。

【０００７】

【実施例】

図１に本考案の第１実施例に係る副室式内燃機関の燃焼室の縦断面図を示す。 図において、１は主燃焼室、２は副燃焼室、３は副室噴口、４はシリンダヘッ ド、５は燃料噴射弁、６はピストン、７はシリンダ、８は副室口金、９はピスト ンキャビティ側壁の凹曲面部、ｆ₁ 及びｆ₂ は副室噴口の通路断面積（但しｆ₁ ＞ｆ₂ ）である。 副燃焼室２は副室口金８に穿設された副室噴口３を介して、ピストン６の頂面 、シリンダ７、シリンダヘッド４の下面で形成される主燃焼室１と連通している 。 前記副室噴口３は偶数個あり、直管状に穿孔され、通路断面積ｆ₁ の噴口とｆ ₂ の噴口とが交互に配列されている。 なお、大きい通路断面積ｆ₁ を有する副室噴口の軸線の延長線とピストンキャ ビティ側壁との交差部に凹曲面の部分９が形成されている。

【０００８】 次にピストン上方から見たキャビティの形状及び噴出噴流のパターンを示した 図２を参照してこの構成での作用について述べる。 シリンダ７内に吸入された空気は、若干の残留ガスとともにピストン６で圧縮 され、副室噴口３を経て副燃焼室２内に流入する。燃料噴射弁５から副燃焼室２ 内に燃料を噴射すると、燃料噴霧と空気が混合し、燃料噴霧の一部がその室内で 着火・燃焼して圧力が上昇し、未燃の燃料噴霧をともなって副室噴口３から燃焼 ガスが主燃焼室１へ噴出する。 この噴出の際の噴流のパターンを図２に示した。大きい通路断面積ｆ₁ の副室 噴口により噴流のペネトレーションが向上し、小さい通路断面積ｆ₂ の副室噴口 により、噴流と噴流との間の空気利用率の向上を図ることができる。 さらに、大きい通路断面積ｆ₁ の副室噴口の軸線の延長線とピストンキャビテ ィ側壁との交差部に凹曲面部９が形成されているので、副室噴口からピストンキ ャビティ側壁までの距離が長くなり、噴流ペネトレーションの低下が抑制できる と共に、既燃ガス、燃料噴霧、空気で成り立っている噴流中の燃料噴霧のピスト ンキャビティ側壁への付着を低減できる。

【０００９】 次に、本考案の第２実施例について、ピストンの上方から見たキャビティの形 状及び噴出噴流のパターンを図３に示して説明する。ピストンキャビティ側壁に 形成する凹曲面部９の位置を、図に見られるように大きい通路断面積ｆ₁ を有す る副室噴口の軸線の延長線上から、吸気スワールの旋回流方向に偏心させている 。このため、キャビティ側壁部で噴流がスワールの旋回流に沿って流れるように なって、噴流の分散状況が良好となり、燃料噴霧と空気の混合、燃焼がさらに促 進される。

【００１０】

【考案の効果】

本考案は、前記のように構成されているので、次に記するような効果をもたら す。 簡易な手段により、主燃焼室内での噴流ペネトレーションを向上し、ピストン キャビティ側壁への燃料噴霧の付着を低減できるので、主燃焼室内における未燃 燃料噴霧の均一な分散を図り空気との混合を向上させ空気利用率を高めることに より良好な燃焼の促進が可能となる。 この結果、燃料消費率及び排気煙濃度を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る副室式機関の燃焼室の縦断面図

【図２】図１をピストン上方から見た場合のキャビティ
形状及び噴出噴流のパターン

【図３】本考案の第２実施例に係るキャビティ形状及び
噴出噴流のパターン

【図４】従来の技術による副室式機関の燃焼室の縦断面
図

【符号の説明】

１…主燃焼室、２…副燃焼室、３…副室噴口、６…ピス
トン、８…副室口金、９…ピストンキャビティ側壁の凹
曲面部、ｆ₁ ，ｆ₂ …副室噴口の通路断面積（但しｆ₁
＞ｆ₂ ）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 副室式内燃機関において、主燃焼室
   （１）と副燃焼室（２）とを連通する直管で断面積がｆ
   ₁ ，ｆ₂ （但しｆ₁ ＞ｆ₂ ）である偶数個の副室噴口
   （３）を交互に配列した副室口金（８）と、前記副室噴
   口（３）のうち大きい通路断面積ｆ₁ を有する副室噴口
   （３）の軸線の延長線とピストン（６）のキャビティ側
   壁との交差部に形成された凹曲面部（９）とを有してな
   る副室式内燃機関の燃焼室。