JPH0650149A - 渦流室式ディーゼルエンジン - Google Patents
渦流室式ディーゼルエンジンInfo
- Publication number
- JPH0650149A JPH0650149A JP20564592A JP20564592A JPH0650149A JP H0650149 A JPH0650149 A JP H0650149A JP 20564592 A JP20564592 A JP 20564592A JP 20564592 A JP20564592 A JP 20564592A JP H0650149 A JPH0650149 A JP H0650149A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- swirl chamber
- swirl
- chamber
- cylinder
- vortex
- 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.)
- Pending
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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- 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
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 渦流室式ディーゼルエンジンの燃焼性能を改
善する。 【構成】 本発明は、シリンダヘッド１内に、その外側
部を互いに重ね合わせて並設された第１渦流室２と第２
渦流室３と、その重ね合わせにより形成された連通部４
と、これら渦流室２，３とシリンダ６とを隔絶するシリ
ンダヘッド下面部７にシリンダ６と第１渦流室２とを連
絡すべく設けられた第１噴口５と、上記下面部７にシリ
ンダ６と第２渦流室３とを連絡すべく設けられた第２噴
口８とを備え、上記第１噴口５及び第２噴口８の向きを
第１渦流室２と第２渦流室３とにおいて相互に回転方向
が反対の渦流を発生させる向きに設定し、シリンダヘッ
ド１に上記連通部４から第１渦流室２及び第２渦流室３
にその渦流の流れ方向にそれぞれ燃料噴霧を供給する燃
料噴射ノズル９を設けたものである。
善する。 【構成】 本発明は、シリンダヘッド１内に、その外側
部を互いに重ね合わせて並設された第１渦流室２と第２
渦流室３と、その重ね合わせにより形成された連通部４
と、これら渦流室２，３とシリンダ６とを隔絶するシリ
ンダヘッド下面部７にシリンダ６と第１渦流室２とを連
絡すべく設けられた第１噴口５と、上記下面部７にシリ
ンダ６と第２渦流室３とを連絡すべく設けられた第２噴
口８とを備え、上記第１噴口５及び第２噴口８の向きを
第１渦流室２と第２渦流室３とにおいて相互に回転方向
が反対の渦流を発生させる向きに設定し、シリンダヘッ
ド１に上記連通部４から第１渦流室２及び第２渦流室３
にその渦流の流れ方向にそれぞれ燃料噴霧を供給する燃
料噴射ノズル９を設けたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、渦流室式ディーゼルエ
ンジンに関するものである。
ンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】渦流室式ディーゼルエンジンは、主室
（主燃焼室）の他に渦流室（予燃焼室）を備え、渦流室
内に強力な旋回流を形成させると共に、その渦流室に燃
料を噴射させることでガス（火炎噴流）を噴口を介して
主室に噴出させるようになっている。この渦流室式ディ
ーゼルエンジンは、混合気形成が比較的良好で、排気性
能に優れているという特長がある。
（主燃焼室）の他に渦流室（予燃焼室）を備え、渦流室
内に強力な旋回流を形成させると共に、その渦流室に燃
料を噴射させることでガス（火炎噴流）を噴口を介して
主室に噴出させるようになっている。この渦流室式ディ
ーゼルエンジンは、混合気形成が比較的良好で、排気性
能に優れているという特長がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来の渦
流室式ディーゼルエンジンにおいては、同じ噴口を通じ
て空気流入とガス噴出とを行うようになっているので、
空気流入時とガス噴出時において、絞り損失が生じてし
まうという問題があった。
流室式ディーゼルエンジンにおいては、同じ噴口を通じ
て空気流入とガス噴出とを行うようになっているので、
空気流入時とガス噴出時において、絞り損失が生じてし
まうという問題があった。
【０００４】関連した従来技術には、渦流室内での燃料
と空気との混合（ミキシング）を改善するために、渦流
室式ディーゼルエンジンにおいて、噴口とは別に補助噴
口を設け、渦流室内に互いに逆方向に回転する渦流を形
成するようにしたもの（「エンジンの燃焼装置」（実開
昭５６−１３８１１５号））が提案されている。しか
し、この提案のように、回転方向が逆の二つの渦流を一
つの渦流室に生じさせるようにすると渦流同士の相互干
渉が大きくなり、期待するほどの大きなミキシング効果
を得ることはできない。
と空気との混合（ミキシング）を改善するために、渦流
室式ディーゼルエンジンにおいて、噴口とは別に補助噴
口を設け、渦流室内に互いに逆方向に回転する渦流を形
成するようにしたもの（「エンジンの燃焼装置」（実開
昭５６−１３８１１５号））が提案されている。しか
し、この提案のように、回転方向が逆の二つの渦流を一
つの渦流室に生じさせるようにすると渦流同士の相互干
渉が大きくなり、期待するほどの大きなミキシング効果
を得ることはできない。
【０００５】本発明の目的は、渦流室内に互いに逆方向
の渦流を生じさせてミキシングの改善を図る形式の渦流
室式ディーゼルエンジンにおいて、ミキシング効果を可
及的に改善することにある。
の渦流を生じさせてミキシングの改善を図る形式の渦流
室式ディーゼルエンジンにおいて、ミキシング効果を可
及的に改善することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
すべく、シリンダヘッド内に、その外側部を互いに重ね
合わせて並設された第１渦流室と第２渦流室と、その重
ね合わせにより形成された連通部と、これら渦流室とシ
リンダとを隔絶するシリンダヘッド下面部にシリンダと
第１渦流室とを連絡すべく設けられた第１噴口と、上記
下面部にシリンダと第２渦流室とを連絡すべく設けられ
た第２噴口とを備え、上記第１噴口及び第２噴口の向き
を第１渦流室と第２渦流室とにおいて相互に回転方向が
反対の渦流を発生させる向きに設定し、シリンダヘッド
に上記連通部から第１渦流室及び第２渦流室にその渦流
の流れ方向にそれぞれ燃料噴霧を供給する燃料噴射ノズ
ルを設けたものである。
すべく、シリンダヘッド内に、その外側部を互いに重ね
合わせて並設された第１渦流室と第２渦流室と、その重
ね合わせにより形成された連通部と、これら渦流室とシ
リンダとを隔絶するシリンダヘッド下面部にシリンダと
第１渦流室とを連絡すべく設けられた第１噴口と、上記
下面部にシリンダと第２渦流室とを連絡すべく設けられ
た第２噴口とを備え、上記第１噴口及び第２噴口の向き
を第１渦流室と第２渦流室とにおいて相互に回転方向が
反対の渦流を発生させる向きに設定し、シリンダヘッド
に上記連通部から第１渦流室及び第２渦流室にその渦流
の流れ方向にそれぞれ燃料噴霧を供給する燃料噴射ノズ
ルを設けたものである。
【０００７】
【作用】機関が圧縮行程に入ると、シリンダ内の圧力の
上昇に伴ってシリンダの圧縮空気が第１噴口及び第２噴
口を通じてそれぞれ第１渦流室及び第２渦流室に流入す
る。第１噴口を通じて第１渦流室内に流入した圧縮空気
は、第１渦流室内に渦流を発生させ、第２噴口から第２
渦流室内に流入した圧縮空気は、第１渦流室の渦流と反
対回りの渦流を発生させる。この結果、これら渦流が機
械的に接触する領域、すなわち連通部を中心としたその
近傍のみに局部的に空気のせん断が生じる。
上昇に伴ってシリンダの圧縮空気が第１噴口及び第２噴
口を通じてそれぞれ第１渦流室及び第２渦流室に流入す
る。第１噴口を通じて第１渦流室内に流入した圧縮空気
は、第１渦流室内に渦流を発生させ、第２噴口から第２
渦流室内に流入した圧縮空気は、第１渦流室の渦流と反
対回りの渦流を発生させる。この結果、これら渦流が機
械的に接触する領域、すなわち連通部を中心としたその
近傍のみに局部的に空気のせん断が生じる。
【０００８】圧縮行程終期に、燃料噴射ノズルから第１
渦流室及び第２渦流室に、燃料の噴霧がそれぞれ噴射さ
れると、これら第１，第２噴口から噴射された燃料の噴
霧は、それぞれ渦流の強度を強めつつ渦流内でその高温
な圧縮空気と混合する。渦流内の混合気は、せん断領域
でさらに混合度が進められる。
渦流室及び第２渦流室に、燃料の噴霧がそれぞれ噴射さ
れると、これら第１，第２噴口から噴射された燃料の噴
霧は、それぞれ渦流の強度を強めつつ渦流内でその高温
な圧縮空気と混合する。渦流内の混合気は、せん断領域
でさらに混合度が進められる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。
明する。
【００１０】図１乃至図３は、本発明に係わる渦流室式
ディーゼルエンジンの一実施例を示したものである。
ディーゼルエンジンの一実施例を示したものである。
【００１１】渦流室は、その外側部を互いに重ね合わせ
てシリンダヘッド１内に相隣接させて区画形成された第
１渦流室２と第２渦流室３とから成り、連通部４は、そ
の第１渦流室２と第２渦流室３との重ね合わせた部分か
ら構成されている。
てシリンダヘッド１内に相隣接させて区画形成された第
１渦流室２と第２渦流室３とから成り、連通部４は、そ
の第１渦流室２と第２渦流室３との重ね合わせた部分か
ら構成されている。
【００１２】第１噴口５及び第２噴口８は、シリンダ６
内と第１渦流室２内とを隔絶するシリンダヘッド１の下
面部７に斜め上方向きにかつ第１渦流室２及び第２渦流
室に対してその接線方向向きに開口して形成されてい
る。具体的に、第１噴口５は、第１渦流室２の右側内周
壁寄りにかつ第１渦流室２内に反時計周りの第１渦流V1
を生じさせ得る方向に向けて開口され、第２噴口８は、
第２渦流室３の左側内周壁寄りにかつ第２渦流室３内に
時計周りの第２渦流V2を生じさせ得る方向に向けて開口
されている。
内と第１渦流室２内とを隔絶するシリンダヘッド１の下
面部７に斜め上方向きにかつ第１渦流室２及び第２渦流
室に対してその接線方向向きに開口して形成されてい
る。具体的に、第１噴口５は、第１渦流室２の右側内周
壁寄りにかつ第１渦流室２内に反時計周りの第１渦流V1
を生じさせ得る方向に向けて開口され、第２噴口８は、
第２渦流室３の左側内周壁寄りにかつ第２渦流室３内に
時計周りの第２渦流V2を生じさせ得る方向に向けて開口
されている。
【００１３】燃料噴射ノズル９は、シリンダヘッド１の
その第１及び第２渦流室２，３との間、すなわち連通部
４に位置させて設けられている。
その第１及び第２渦流室２，３との間、すなわち連通部
４に位置させて設けられている。
【００１４】燃料噴射ノズル９は、第１噴孔１０と第２
噴孔１１とを有し、その第１噴孔１０が第１渦流室２の
第１渦流V1のその順方向に燃料噴霧を噴出すべく臨ませ
られ、その第２噴孔１１が第２渦流室３のその第２渦流
V2のその順方向に燃料噴霧を噴出すべく臨ませられてい
る。
噴孔１１とを有し、その第１噴孔１０が第１渦流室２の
第１渦流V1のその順方向に燃料噴霧を噴出すべく臨ませ
られ、その第２噴孔１１が第２渦流室３のその第２渦流
V2のその順方向に燃料噴霧を噴出すべく臨ませられてい
る。
【００１５】なお、第１噴口５及び第２噴口８の口径
は、噴口全体として絞り損失が少なくかつ第１及び第２
渦流室２，３内に適正な強度の第１渦流V1，第２渦流v2
をそれぞれ生じさせることができる口径に決定され、第
１及び第２噴孔１０，１１の口径は、十分な燃料の霧化
を可能にし、かつ第１及び第２渦流室２，３内の第１渦
流及び第２渦流V1，V2に対して適正な貫徹力の噴霧を噴
射することができる口径に決定されている。
は、噴口全体として絞り損失が少なくかつ第１及び第２
渦流室２，３内に適正な強度の第１渦流V1，第２渦流v2
をそれぞれ生じさせることができる口径に決定され、第
１及び第２噴孔１０，１１の口径は、十分な燃料の霧化
を可能にし、かつ第１及び第２渦流室２，３内の第１渦
流及び第２渦流V1，V2に対して適正な貫徹力の噴霧を噴
射することができる口径に決定されている。
【００１６】また、本発明の実施例にあっては、特に低
温（極低温を含む）時や、アイドリング（低速・低負荷
を含む）時において、確実な着火と燃焼とを得るため
に、シリンダヘッド１にその連通部４に発熱部を位置さ
せて着火手段たるグロープラグ１２が設けられている。
温（極低温を含む）時や、アイドリング（低速・低負荷
を含む）時において、確実な着火と燃焼とを得るため
に、シリンダヘッド１にその連通部４に発熱部を位置さ
せて着火手段たるグロープラグ１２が設けられている。
【００１７】次に本実施例の作用を説明する。
【００１８】図１に示すように、機関が圧縮行程に入る
と、シリンダ６内の圧力の上昇に伴ってシリンダ６の圧
縮空気が第１噴口５及び第２噴口８を通じてそれぞれ第
１渦流室２及び第２渦流室３に流入する。第１噴口５を
通じて第１渦流室２内に流入したシリンダ６の圧縮空気
は、図２に示すように、第１渦流室２内に反時計回りに
第１渦流V1を発生させ、第２噴口８から第２渦流室３内
に流入した圧縮空気は、時計回りに第２渦流V2を発生さ
せる。したがって第１渦流V1と第２渦流V2とが機械的に
接触する領域、すなわち連通部４を中心としたその近傍
のみに局部的な空気のせん断が生じる。
と、シリンダ６内の圧力の上昇に伴ってシリンダ６の圧
縮空気が第１噴口５及び第２噴口８を通じてそれぞれ第
１渦流室２及び第２渦流室３に流入する。第１噴口５を
通じて第１渦流室２内に流入したシリンダ６の圧縮空気
は、図２に示すように、第１渦流室２内に反時計回りに
第１渦流V1を発生させ、第２噴口８から第２渦流室３内
に流入した圧縮空気は、時計回りに第２渦流V2を発生さ
せる。したがって第１渦流V1と第２渦流V2とが機械的に
接触する領域、すなわち連通部４を中心としたその近傍
のみに局部的な空気のせん断が生じる。
【００１９】圧縮行程終期に、図３に示すように、燃料
噴射ノズル９の第１噴孔１０，第２噴孔１１から第１渦
流室２及び第２渦流室３に燃料の噴霧がそれぞれ噴射さ
れると、これら第１噴孔１０，第２噴孔１１から噴射さ
れた燃料の噴霧は、第１渦流V1及び第２渦流V2の強度を
強めつつその高温な圧縮空気と混合する。そしてこれら
第１渦流室２及び第２渦流室３の混合気のうち、特にせ
ん断領域に分布する混合気は、その混合気化がさらに進
められる。
噴射ノズル９の第１噴孔１０，第２噴孔１１から第１渦
流室２及び第２渦流室３に燃料の噴霧がそれぞれ噴射さ
れると、これら第１噴孔１０，第２噴孔１１から噴射さ
れた燃料の噴霧は、第１渦流V1及び第２渦流V2の強度を
強めつつその高温な圧縮空気と混合する。そしてこれら
第１渦流室２及び第２渦流室３の混合気のうち、特にせ
ん断領域に分布する混合気は、その混合気化がさらに進
められる。
【００２０】この結果、せん断領域には、着火性及び火
炎伝播性がきわめて高い予混合気が、その外側には、そ
れよりは着火性及び火炎伝播性が低い予混合気が分布
し、そしてその外側には、これら第１，第２渦流室２，
３の雰囲気温度によって蒸発され緩慢な燃焼に供される
燃料膜が分布する。このため火炎核は、空気のせん断領
域で確実に生じ、火炎は、そのせん断領域を中心として
外側に伝播する。従って、燃焼は、せん断領域及びその
近傍で比較的急速に、全体としては緩慢に行われる。ゆ
えに着火遅れがきわめて短く、燃焼騒音が低く、そして
スモークが低い燃焼が実現される。
炎伝播性がきわめて高い予混合気が、その外側には、そ
れよりは着火性及び火炎伝播性が低い予混合気が分布
し、そしてその外側には、これら第１，第２渦流室２，
３の雰囲気温度によって蒸発され緩慢な燃焼に供される
燃料膜が分布する。このため火炎核は、空気のせん断領
域で確実に生じ、火炎は、そのせん断領域を中心として
外側に伝播する。従って、燃焼は、せん断領域及びその
近傍で比較的急速に、全体としては緩慢に行われる。ゆ
えに着火遅れがきわめて短く、燃焼騒音が低く、そして
スモークが低い燃焼が実現される。
【００２１】なお、低温（極低温を含む）時や、アイド
リング（低速・低負荷を含む）時において、確実な着火
と燃焼とを得るために、グロープラグ１２を加熱作動す
れば、噴霧の上流側において渦流室内雰囲気を昇温させ
ることができ、このようなときでも安定した着火、燃焼
が得られる。
リング（低速・低負荷を含む）時において、確実な着火
と燃焼とを得るために、グロープラグ１２を加熱作動す
れば、噴霧の上流側において渦流室内雰囲気を昇温させ
ることができ、このようなときでも安定した着火、燃焼
が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００２３】(1) 燃料と空気とのミキシングを可及的に
改善することができ、燃焼性能を飛躍的に向上させるこ
とができる。
改善することができ、燃焼性能を飛躍的に向上させるこ
とができる。
【００２４】(2) 静かでスモークのきわめて少ない燃焼
を達成することができる。
を達成することができる。
【００２５】(3) 噴口の絞り損失を少なくすることがで
きる。
きる。
【図１】本発明に係わる渦流室式ディーゼルエンジンの
一実施例を示した側断面図である。
一実施例を示した側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
１ シリンダヘッド ２ 第１渦流室 ３ 第２渦流室 ４ 連通部 ５ 第１噴口 ６ シリンダ ８ 第２噴口 ９ 燃料噴射ノズル
Claims (1)
- 【請求項１】 シリンダヘッド内に、その外側部を互い
に重ね合わせて並設された第１渦流室と第２渦流室と、
その重ね合わせにより形成された連通部と、これら渦流
室とシリンダとを隔絶するシリンダヘッド下面部にシリ
ンダと第１渦流室とを連絡すべく設けられた第１噴口
と、上記下面部にシリンダと第２渦流室とを連絡すべく
設けられた第２噴口とを備え、上記第１噴口及び第２噴
口の向きを第１渦流室と第２渦流室とにおいて相互に回
転方向が反対の渦流を発生させる向きに設定し、シリン
ダヘッドに上記連通部から第１渦流室及び第２渦流室に
その渦流の流れ方向にそれぞれ燃料噴霧を供給する燃料
噴射ノズルを設けたことを特徴とする渦流室式ディーゼ
ルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20564592A JPH0650149A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 渦流室式ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20564592A JPH0650149A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 渦流室式ディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650149A true JPH0650149A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16510327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20564592A Pending JPH0650149A (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | 渦流室式ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650149A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2998538A1 (en) * | 2014-09-19 | 2016-03-23 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Pre-chamber of internal combustion engine |
| WO2020105351A1 (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 |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP20564592A patent/JPH0650149A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2998538A1 (en) * | 2014-09-19 | 2016-03-23 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Pre-chamber of internal combustion engine |
| WO2020105351A1 (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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