JPH0814253B2 - 副室式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
副室式ディーゼル機関の燃焼室Info
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- JPH0814253B2 JPH0814253B2 JP62325219A JP32521987A JPH0814253B2 JP H0814253 B2 JPH0814253 B2 JP H0814253B2 JP 62325219 A JP62325219 A JP 62325219A JP 32521987 A JP32521987 A JP 32521987A JP H0814253 B2 JPH0814253 B2 JP H0814253B2
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- sub
- combustion chamber
- injection port
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/16—Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
- F02B19/18—Transfer passages between chamber and cylinder
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は副室ディーゼル機関の燃焼室に関する。
第４図を参照し従来形の副室式ディーゼル機関の燃焼
室について説明する。
室について説明する。
副燃焼室２はシリンダヘッド４内に凹設されている。
副燃焼室２の形状は上部が半球形、下部は円錐台のもの
あるいは円柱形のもの等があるが第４図では下部が円錐
台のものを示している。副燃焼室２には燃料噴射弁５及
び機関始動時に副燃焼室２内を予熱するグロープラグ６
を必要に応じて設置する。副燃焼室２は副室噴口３を介
してピストン７の頂面、シリンダ８、シリンダヘッド４
の下面から構成される主燃焼室に連通している。
副燃焼室２の形状は上部が半球形、下部は円錐台のもの
あるいは円柱形のもの等があるが第４図では下部が円錐
台のものを示している。副燃焼室２には燃料噴射弁５及
び機関始動時に副燃焼室２内を予熱するグロープラグ６
を必要に応じて設置する。副燃焼室２は副室噴口３を介
してピストン７の頂面、シリンダ８、シリンダヘッド４
の下面から構成される主燃焼室に連通している。
副燃焼室中心Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂとを含む
平面による副室噴口通路の切断面のうち、同シリンダ中
心線Ｂ−Ｂから離れて位置する副室噴口通路壁側の副室
口金９内部に、副室噴口３に隣接し副室噴口通路壁に開
口する空間11を設置し、同空間11内には、副室噴口制御
棒14、伸縮管12を内蔵しており、同副室噴口制御棒14と
伸縮管12とは接続されている。同伸縮管12の内部にはワ
ックス等の温度変化による膨張，収縮が大きな作動物質
（固体，液体，固体と液体とが混在）が封入されてい
る。同副室噴口制御棒14の先端部15は副室噴口通路壁面
とほぼ同一平面上にあるか、或いは副室噴口３内に突出
している。即ち伸縮管12の内部に封入されたワックス等
の作動物質は、伸縮管12の壁面を介して副室口金９およ
び同空間11の温度を感知して膨張，収縮を行ない、それ
に伴って伸縮管12の長さを変化させる。従って副室噴口
制御棒14および同先端部15を作動させることにより副室
噴口通路面積を制御する機構を備えている。第４図は副
室口金温度と同空間11の温度が高い高負荷時において同
制御棒先端部15が副室噴口３内に突出している場合を示
している。
平面による副室噴口通路の切断面のうち、同シリンダ中
心線Ｂ−Ｂから離れて位置する副室噴口通路壁側の副室
口金９内部に、副室噴口３に隣接し副室噴口通路壁に開
口する空間11を設置し、同空間11内には、副室噴口制御
棒14、伸縮管12を内蔵しており、同副室噴口制御棒14と
伸縮管12とは接続されている。同伸縮管12の内部にはワ
ックス等の温度変化による膨張，収縮が大きな作動物質
（固体，液体，固体と液体とが混在）が封入されてい
る。同副室噴口制御棒14の先端部15は副室噴口通路壁面
とほぼ同一平面上にあるか、或いは副室噴口３内に突出
している。即ち伸縮管12の内部に封入されたワックス等
の作動物質は、伸縮管12の壁面を介して副室口金９およ
び同空間11の温度を感知して膨張，収縮を行ない、それ
に伴って伸縮管12の長さを変化させる。従って副室噴口
制御棒14および同先端部15を作動させることにより副室
噴口通路面積を制御する機構を備えている。第４図は副
室口金温度と同空間11の温度が高い高負荷時において同
制御棒先端部15が副室噴口３内に突出している場合を示
している。
次に前記従来例の作用について説明する。
燃焼室温度が低く副室口金温度又は同空間温度の低い
始動時又は低負荷時においては、副室噴口制御棒14の先
端部15は副室噴口通路壁面とほぼ同一平面上にあり、副
室噴口通路面積は最大となっている。従って圧縮行程時
ピストン７による主燃焼室１内ガスの圧縮により生ずる
主燃焼室内ガスの副燃焼室２内への流入速度、従って副
燃焼室２内での渦流速度は小さくなり、ガス流動による
燃料の冷却及び熱損失は低減する。また低負荷時には燃
料噴射量も少ないため、副燃焼室２内の燃料と空気の混
合気形成と燃料は確保される。また膨張行程時副燃焼室
２から主燃焼室１内へのガスの流出は、副室噴口通路面
積が大きいため容易となり、副室噴口絞り損失は低減す
る。さらに主燃焼室１内の噴流速度も小さいために熱損
失も低減する。
始動時又は低負荷時においては、副室噴口制御棒14の先
端部15は副室噴口通路壁面とほぼ同一平面上にあり、副
室噴口通路面積は最大となっている。従って圧縮行程時
ピストン７による主燃焼室１内ガスの圧縮により生ずる
主燃焼室内ガスの副燃焼室２内への流入速度、従って副
燃焼室２内での渦流速度は小さくなり、ガス流動による
燃料の冷却及び熱損失は低減する。また低負荷時には燃
料噴射量も少ないため、副燃焼室２内の燃料と空気の混
合気形成と燃料は確保される。また膨張行程時副燃焼室
２から主燃焼室１内へのガスの流出は、副室噴口通路面
積が大きいため容易となり、副室噴口絞り損失は低減す
る。さらに主燃焼室１内の噴流速度も小さいために熱損
失も低減する。
機関の負荷が高くなるにつれて、燃焼室壁温従って副
室噴口温度、同空間温度が上昇し、伸縮管12内部のワッ
クス等の作動物質が膨張するため、伸縮管12の長さが長
くなり、これに接続される副室噴口制御棒14の先端部15
が副室噴口３内に突出し、副室噴口通路面積を狭くす
る。この場合負荷が高くなればなる程、同先端部15の副
室噴口３内へ突出量が大きくなく副室噴口面積は縮小さ
れる。このため機関の負荷が高くなればなる程、圧縮行
程時の主燃焼室１から副燃焼室２への噴流速度従って副
燃焼室２内での渦流速度が大となり、燃焼と空気の混合
と燃焼を促進させる。
室噴口温度、同空間温度が上昇し、伸縮管12内部のワッ
クス等の作動物質が膨張するため、伸縮管12の長さが長
くなり、これに接続される副室噴口制御棒14の先端部15
が副室噴口３内に突出し、副室噴口通路面積を狭くす
る。この場合負荷が高くなればなる程、同先端部15の副
室噴口３内へ突出量が大きくなく副室噴口面積は縮小さ
れる。このため機関の負荷が高くなればなる程、圧縮行
程時の主燃焼室１から副燃焼室２への噴流速度従って副
燃焼室２内での渦流速度が大となり、燃焼と空気の混合
と燃焼を促進させる。
又同時に膨張行程時主燃焼室１への噴流速度も大とな
り、主燃焼室１内の未燃焼燃料と空気の混合が促進され
燃焼が改善される。
り、主燃焼室１内の未燃焼燃料と空気の混合が促進され
燃焼が改善される。
ところが前述の伸縮管12を用いて副室噴口通路面積を
制御する従来例では、伸縮管12の長さの変化幅が小さ
い。そこでこの変化幅を大きくしようとすると、伸縮管
12が非常に大きくなり、シリンダヘッドの構成上および
これに伴なうワックスの膨張収縮に必要な熱量を伸縮管
12に供給することが困難となる。
制御する従来例では、伸縮管12の長さの変化幅が小さ
い。そこでこの変化幅を大きくしようとすると、伸縮管
12が非常に大きくなり、シリンダヘッドの構成上および
これに伴なうワックスの膨張収縮に必要な熱量を伸縮管
12に供給することが困難となる。
伸縮管の長さの変化幅を大きくするためには、伸縮管
12の伸縮部（ベローズ）のねじの巻数を多くしなければ
ならない。この際伸縮管の直径を同時に大きくしない
と、（伸縮部長さ／伸縮部直径）が大きくなり座屈をお
こす。このような事態になると、ワックスで得られた力
を確実に制御棒14に伝達することが極めて困難となる。
またねじの巻数を少なくし、ねじのピッチを大きくし
て、伸縮管12長さの変化幅を大きくすると、伸縮管12全
体が大きくなりシリンダヘッドが構成上困難となる。
12の伸縮部（ベローズ）のねじの巻数を多くしなければ
ならない。この際伸縮管の直径を同時に大きくしない
と、（伸縮部長さ／伸縮部直径）が大きくなり座屈をお
こす。このような事態になると、ワックスで得られた力
を確実に制御棒14に伝達することが極めて困難となる。
またねじの巻数を少なくし、ねじのピッチを大きくし
て、伸縮管12長さの変化幅を大きくすると、伸縮管12全
体が大きくなりシリンダヘッドが構成上困難となる。
本発明の目的は前記従来装置の問題点を解消し、部分
負荷時の燃料消費率および始動性を良好にし、高負荷時
には燃焼を良化し、従って燃費と吐煙を改善すると共
に、スムーズに確実に力を伝達でき、しかもシリンダヘ
ッドの構成上小型化が可能で副室噴口通路面積を大幅に
変化させることができる、副室式ディーゼル機関の燃焼
室を提供するにある。
負荷時の燃料消費率および始動性を良好にし、高負荷時
には燃焼を良化し、従って燃費と吐煙を改善すると共
に、スムーズに確実に力を伝達でき、しかもシリンダヘ
ッドの構成上小型化が可能で副室噴口通路面積を大幅に
変化させることができる、副室式ディーゼル機関の燃焼
室を提供するにある。
本発明に係る副室式ディーゼル機関の燃焼室は、シリ
ンダヘッドに埋設された副室口金９内部の副室噴口３に
隣接し副室噴口通路壁に開口して設けられた空間11と；
同空間の噴口３側に嵌入された副室噴口制御棒14と；前
記空間の反副室噴口側にワックスを伸縮可能なゴム等の
部材20によって封入し、同部材20の片端に前記副室噴口
制御棒14の一端を接続してなるワックス密閉タイプのア
クチェエータ12とを有してなり；前記副室噴口制御棒14
の先端部15が低負荷時には副室噴口通路壁面とほぼ同一
面上にあり、高負荷時には副室噴口３内に突出して通路
面積を縮小するように構成されたことを特徴としてい
る。
ンダヘッドに埋設された副室口金９内部の副室噴口３に
隣接し副室噴口通路壁に開口して設けられた空間11と；
同空間の噴口３側に嵌入された副室噴口制御棒14と；前
記空間の反副室噴口側にワックスを伸縮可能なゴム等の
部材20によって封入し、同部材20の片端に前記副室噴口
制御棒14の一端を接続してなるワックス密閉タイプのア
クチェエータ12とを有してなり；前記副室噴口制御棒14
の先端部15が低負荷時には副室噴口通路壁面とほぼ同一
面上にあり、高負荷時には副室噴口３内に突出して通路
面積を縮小するように構成されたことを特徴としてい
る。
本発明によれば、上記のように構成されたアクチュエ
ータを備えた燃焼室構造としているので、燃焼室従って
副室口金の壁温が低い部分負荷及び始動時には副室噴口
３の通路面積が大きくなり、主副燃焼室内の噴流速度，
渦流速度が抑制される。また高負荷時になるにつれて燃
焼室（副室口金）壁温が高くなり、ワックスが膨張し、
これによる力が副室噴口制御棒に伝達されて副室噴口制
御棒14が副室噴口３内に突出し、副室噴口３の通路面積
を狭くし、燃焼室内の噴流，渦流速度が増大する。
ータを備えた燃焼室構造としているので、燃焼室従って
副室口金の壁温が低い部分負荷及び始動時には副室噴口
３の通路面積が大きくなり、主副燃焼室内の噴流速度，
渦流速度が抑制される。また高負荷時になるにつれて燃
焼室（副室口金）壁温が高くなり、ワックスが膨張し、
これによる力が副室噴口制御棒に伝達されて副室噴口制
御棒14が副室噴口３内に突出し、副室噴口３の通路面積
を狭くし、燃焼室内の噴流，渦流速度が増大する。
以下第１〜３図を参照し本発明の第１実施例について
説明する。
説明する。
第１図（ａ）は高温時で副室制御棒が副室噴口内に突
出した場合の要部断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）
のＣ−Ｃ矢視図である。
出した場合の要部断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）
のＣ−Ｃ矢視図である。
副燃焼室２はシリンダヘッド４内及びシリンダヘッド
４に埋設された副室口金９内に凹設されている。副燃焼
室２の形状は上部が半球形、下部は円錐台のもの、ある
いは円柱形のもの等があるが、第１図には下部が円錐台
のものを示す。副燃焼室２には燃料噴射弁５及び機関始
動時に副燃焼室２内を予熱するグロープラグ６を必要に
応じて設置する。副燃焼室２は副室噴口３を介してピス
トン７の頂面、シリンダ８、シリンダヘッド４の下面で
構成される主燃焼室１と連通している。
４に埋設された副室口金９内に凹設されている。副燃焼
室２の形状は上部が半球形、下部は円錐台のもの、ある
いは円柱形のもの等があるが、第１図には下部が円錐台
のものを示す。副燃焼室２には燃料噴射弁５及び機関始
動時に副燃焼室２内を予熱するグロープラグ６を必要に
応じて設置する。副燃焼室２は副室噴口３を介してピス
トン７の頂面、シリンダ８、シリンダヘッド４の下面で
構成される主燃焼室１と連通している。
副室中心線Ａ−Ａとシリンダ中心線Ｂ−Ｂとを含む平
面による副室噴口通路の切断面のうち、同シリンダ中心
線Ｂ−Ｂから離れて位置する副室噴口通路壁側の副室口
金９内部に副室噴口３に隣接し、副室噴口通路壁に開口
する空間11を設置し、この空間11内に副室噴口制御棒1
4、アクチュエータ12を内蔵している。このアクチュエ
ータ12の内部にはワックスのように、温度変化による膨
張，収縮が大きい物質（固体，液体，固体と液体とが混
在）が伸縮可能なゴム等の部材20により封入され、同部
材20には副室噴口制御棒14の一端が挿入されている。同
副室噴口制御棒14の先端部15は副室噴口通路壁面とほぼ
同一面上にあるか、或いは副室噴口３内に突出してい
る。即ちアクチュエータ12内部に封入された作動物質で
あるワックスは、アクチュエータ12の壁面を介して副室
口金および同空間11の温度を感知して膨張，収縮を行な
い、それに伴って副室噴口制御棒14および同先端部15を
作動させることにより、副室噴口通路面積を制御する機
構を備えている。第２図には副室口金９温度、同空間11
温度が低い始動時および低負荷時において、副室噴口制
御棒先端部15が副室噴口通路壁面とほぼ同一平面上にあ
る場合を示しており、第１図には副室口金９の温度、同
空間11の温度が高い高負荷時において、同制御棒先端部
15が副室噴口３内に突出した場合を示す。また必要に応
じて副室噴口制御棒14の一部に断熱材を使用している。
面による副室噴口通路の切断面のうち、同シリンダ中心
線Ｂ−Ｂから離れて位置する副室噴口通路壁側の副室口
金９内部に副室噴口３に隣接し、副室噴口通路壁に開口
する空間11を設置し、この空間11内に副室噴口制御棒1
4、アクチュエータ12を内蔵している。このアクチュエ
ータ12の内部にはワックスのように、温度変化による膨
張，収縮が大きい物質（固体，液体，固体と液体とが混
在）が伸縮可能なゴム等の部材20により封入され、同部
材20には副室噴口制御棒14の一端が挿入されている。同
副室噴口制御棒14の先端部15は副室噴口通路壁面とほぼ
同一面上にあるか、或いは副室噴口３内に突出してい
る。即ちアクチュエータ12内部に封入された作動物質で
あるワックスは、アクチュエータ12の壁面を介して副室
口金および同空間11の温度を感知して膨張，収縮を行な
い、それに伴って副室噴口制御棒14および同先端部15を
作動させることにより、副室噴口通路面積を制御する機
構を備えている。第２図には副室口金９温度、同空間11
温度が低い始動時および低負荷時において、副室噴口制
御棒先端部15が副室噴口通路壁面とほぼ同一平面上にあ
る場合を示しており、第１図には副室口金９の温度、同
空間11の温度が高い高負荷時において、同制御棒先端部
15が副室噴口３内に突出した場合を示す。また必要に応
じて副室噴口制御棒14の一部に断熱材を使用している。
次に前記実施例の作用効果について説明する。
本発明に係る燃焼室を適用すると、燃焼室壁温従って
副室口金９の温度、同空間11の温度が低い始動時又は低
負荷時には第２図のように副室噴口制御棒先端部15が副
室噴口通路壁面とほぼ同一面上にあり、副室噴口通路面
積が大きい。従って圧縮行程時ピストン７により主燃焼
室１内ガスの圧縮により生ずる主燃焼室１内ガスの副燃
焼室２内への流入速度従って副燃焼室２内の渦流速度は
小さくなり、ガス流動による燃料冷却及び熱損失は低減
する。また低負荷時においては燃料噴射量が少ないた
め、副燃焼室２内の燃料と空気の混合気形成、燃焼は確
保される。また膨張行程時副燃焼室２から主燃焼室１内
へのガス流出は、副室噴口通路面積が大きいために容易
となり副室噴口絞り損失は低減する。さらに主燃料室１
内の噴流速度が小さいため熱損失も低減する。
副室口金９の温度、同空間11の温度が低い始動時又は低
負荷時には第２図のように副室噴口制御棒先端部15が副
室噴口通路壁面とほぼ同一面上にあり、副室噴口通路面
積が大きい。従って圧縮行程時ピストン７により主燃焼
室１内ガスの圧縮により生ずる主燃焼室１内ガスの副燃
焼室２内への流入速度従って副燃焼室２内の渦流速度は
小さくなり、ガス流動による燃料冷却及び熱損失は低減
する。また低負荷時においては燃料噴射量が少ないた
め、副燃焼室２内の燃料と空気の混合気形成、燃焼は確
保される。また膨張行程時副燃焼室２から主燃焼室１内
へのガス流出は、副室噴口通路面積が大きいために容易
となり副室噴口絞り損失は低減する。さらに主燃料室１
内の噴流速度が小さいため熱損失も低減する。
機関負荷が高くなるにつれて、燃焼室の壁温、従って
同空間11の温度は高くなり、アクチュエータ12内部のワ
ックスからなる作動物質13が膨張するために、部材20及
び副室噴口制御棒14が副室噴口側へ押し出される。従っ
て副室噴口制御棒14の先端部15は副室噴口３内に突出
し、副室噴口通路面積が小さくなる。負荷が高くなれば
なる程、同先端部15の副室噴口３内へ突出量が大きくな
り、副室噴口面積を縮小する。このために機関の負荷が
大きくなればなる程、圧縮行程時の主燃焼室１から副燃
焼室２への噴流速度、従って副燃焼室２内の渦流速度は
大きくなり、燃料と空気の混合と燃焼が促進される。ま
た膨張行程時、主燃焼室１内の噴流速度も大きくなり、
主燃焼室１内の未燃焼料と空気との混合が促進され、燃
焼が改善される。逆に機関の負荷が低くなると燃焼室壁
温従って副室口金温度、同空間11の温度は低くなりアク
チュエータ12内部のワックスからなる作動物質13が収縮
するために、アクチュエータ12内に空洞を生じシリンダ
内ガス圧により副室噴口制御棒14はアクチュエータ12側
へ押しやられ、副室噴口通路面積は広くなり、前述のと
おり熱損失、副室噴口絞り損失は低減する。
同空間11の温度は高くなり、アクチュエータ12内部のワ
ックスからなる作動物質13が膨張するために、部材20及
び副室噴口制御棒14が副室噴口側へ押し出される。従っ
て副室噴口制御棒14の先端部15は副室噴口３内に突出
し、副室噴口通路面積が小さくなる。負荷が高くなれば
なる程、同先端部15の副室噴口３内へ突出量が大きくな
り、副室噴口面積を縮小する。このために機関の負荷が
大きくなればなる程、圧縮行程時の主燃焼室１から副燃
焼室２への噴流速度、従って副燃焼室２内の渦流速度は
大きくなり、燃料と空気の混合と燃焼が促進される。ま
た膨張行程時、主燃焼室１内の噴流速度も大きくなり、
主燃焼室１内の未燃焼料と空気との混合が促進され、燃
焼が改善される。逆に機関の負荷が低くなると燃焼室壁
温従って副室口金温度、同空間11の温度は低くなりアク
チュエータ12内部のワックスからなる作動物質13が収縮
するために、アクチュエータ12内に空洞を生じシリンダ
内ガス圧により副室噴口制御棒14はアクチュエータ12側
へ押しやられ、副室噴口通路面積は広くなり、前述のと
おり熱損失、副室噴口絞り損失は低減する。
アクチュエータ12内の作動物質としてワックスを要い
た場合の作用効果の一例を第３図に示す。第３図（ａ）
のようにワックス温度が低い時（Ｔ＜Tg）は固体であり
膨張係数は非常に小さく、ある温度Ｔ（TsＴTf）に
達すると固体から液体に相変化を生じ、この時の膨張係
数は非常に大きくなり、温度Ｔ＞Tfとなり完全に液体と
なると、又膨張係数は小さくなるという特有の特性を示
す。他の大部分の物質は温度が高くなると膨張係数は次
第に大きくなるが、ワックスのように相変化に応じて膨
張係数が大きく変わることはない。従ってアクチュエー
タ12内の作動物質としてワックスを用いると、ある程度
負荷が高くなるまでは（ワックス温度Ｔ＜Tg）、ワック
スは固体であり、膨張係数は非常に小さいために、副室
噴口制御棒14はわずかに変位するだけで副室噴口面積は
大きいままである。機関の負荷が高くなりワックス温度
ＴがTsＴTfになると、ワックスは固体から液体へ相
変化を生じ、膨張係数は非常に大きくなるためワックス
体積は増加し、副室噴口制御棒14は副室噴口３側へ押し
出されて、副室噴口通路は絞られる。さらに機関の負荷
が大きくなり、ワックス温度がＴ＞Tfになると、ワック
スは完全に液体となり、膨張係数は小さくなるためワッ
クスの体積はわずかに増すだけで、このため副室噴口通
路面積の変化はわずかであり、絞られたままである。
た場合の作用効果の一例を第３図に示す。第３図（ａ）
のようにワックス温度が低い時（Ｔ＜Tg）は固体であり
膨張係数は非常に小さく、ある温度Ｔ（TsＴTf）に
達すると固体から液体に相変化を生じ、この時の膨張係
数は非常に大きくなり、温度Ｔ＞Tfとなり完全に液体と
なると、又膨張係数は小さくなるという特有の特性を示
す。他の大部分の物質は温度が高くなると膨張係数は次
第に大きくなるが、ワックスのように相変化に応じて膨
張係数が大きく変わることはない。従ってアクチュエー
タ12内の作動物質としてワックスを用いると、ある程度
負荷が高くなるまでは（ワックス温度Ｔ＜Tg）、ワック
スは固体であり、膨張係数は非常に小さいために、副室
噴口制御棒14はわずかに変位するだけで副室噴口面積は
大きいままである。機関の負荷が高くなりワックス温度
ＴがTsＴTfになると、ワックスは固体から液体へ相
変化を生じ、膨張係数は非常に大きくなるためワックス
体積は増加し、副室噴口制御棒14は副室噴口３側へ押し
出されて、副室噴口通路は絞られる。さらに機関の負荷
が大きくなり、ワックス温度がＴ＞Tfになると、ワック
スは完全に液体となり、膨張係数は小さくなるためワッ
クスの体積はわずかに増すだけで、このため副室噴口通
路面積の変化はわずかであり、絞られたままである。
逆に機関の負荷が低くなるとワックスの温度は低下
し、ワックスは収縮するためにアクチュエータ12内に空
洞を生じシリンダ内ガス圧により副室噴口通路面積は大
きくなる。またワックスの膨張収縮時に発生する力は非
常に大きく、シリンダ内ガス圧力、副室噴口制御棒14の
摩擦力等よりも大きくでき、副室噴口制御棒14等の円滑
な作動が可能である。第３図（ｄ）は副室噴口制御棒の
先端部移動量を図示したものである。
し、ワックスは収縮するためにアクチュエータ12内に空
洞を生じシリンダ内ガス圧により副室噴口通路面積は大
きくなる。またワックスの膨張収縮時に発生する力は非
常に大きく、シリンダ内ガス圧力、副室噴口制御棒14の
摩擦力等よりも大きくでき、副室噴口制御棒14等の円滑
な作動が可能である。第３図（ｄ）は副室噴口制御棒の
先端部移動量を図示したものである。
第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）に副室噴口最小面積が
一定の従来の燃焼室〔本発明の燃焼室において副室噴口
可変機構部11〜14を除去したもの〕の燃費，吐煙を示
す。副室噴口最小面積を大きくすると（fl一定）、低負
荷域では熱損失，副室噴口絞り損失が低減し、燃費，吐
煙は比較的良好であるが、高負荷域においては副燃焼室
２内への噴流速度従って渦流速度、さらには主燃焼室１
内の噴流速度が小さくなり、主，副燃焼室内の燃料と空
気の混合，燃焼が不活発となり、燃費，吐煙は悪化す
る。また副室噴口開口面積を小さくすると（fs一定:fs
＜fl）高負荷域の燃焼は促進され、燃費，吐煙は比較的
良好であるが、低負荷域では、熱損失，副室噴口損失が
増大し、燃費，吐煙は悪化する。これに対して本発明に
係る燃焼室は、前述の如く負荷に応じて副室噴口最小面
積は可変となる。すなわち機関が低負荷域では副室噴口
通路面積ｆを大きくできるので（ｆfl）、燃焼室の焼
損失、副室噴口絞り損失を低減し、燃費，吐煙を低減で
きる。負荷が高くなると、副室噴口開口面積ｆを小さく
できるので（ｆfs）、主，副室内の燃料と空気の混合
燃焼を促進し、燃費，吐煙を低減できる。従って低負荷
域から高負荷域までの全域に亘り燃費，吐煙を改善でき
る。
一定の従来の燃焼室〔本発明の燃焼室において副室噴口
可変機構部11〜14を除去したもの〕の燃費，吐煙を示
す。副室噴口最小面積を大きくすると（fl一定）、低負
荷域では熱損失，副室噴口絞り損失が低減し、燃費，吐
煙は比較的良好であるが、高負荷域においては副燃焼室
２内への噴流速度従って渦流速度、さらには主燃焼室１
内の噴流速度が小さくなり、主，副燃焼室内の燃料と空
気の混合，燃焼が不活発となり、燃費，吐煙は悪化す
る。また副室噴口開口面積を小さくすると（fs一定:fs
＜fl）高負荷域の燃焼は促進され、燃費，吐煙は比較的
良好であるが、低負荷域では、熱損失，副室噴口損失が
増大し、燃費，吐煙は悪化する。これに対して本発明に
係る燃焼室は、前述の如く負荷に応じて副室噴口最小面
積は可変となる。すなわち機関が低負荷域では副室噴口
通路面積ｆを大きくできるので（ｆfl）、燃焼室の焼
損失、副室噴口絞り損失を低減し、燃費，吐煙を低減で
きる。負荷が高くなると、副室噴口開口面積ｆを小さく
できるので（ｆfs）、主，副室内の燃料と空気の混合
燃焼を促進し、燃費，吐煙を低減できる。従って低負荷
域から高負荷域までの全域に亘り燃費，吐煙を改善でき
る。
本発明に係る副室式ディーゼル機関の燃焼室は、燃焼
室壁温従ってアクチュエータ内のワックスからなる作動
物質の温度が低い始動時又は部分負荷時においては副室
噴口通路面積が大きくなるので、熱損失及び副室噴口絞
り損失を低減できる。しかし高負荷になるにつれて燃焼
室壁温従ってワックスからなる作動物質の温度が上昇し
膨張するため、副室噴口制御棒14は副室噴側へ押し込ま
れ副室噴口制御棒14の先端部15が副室噴口３内に突出
し、副室噴口通路面積を縮小するので主，副燃焼室内の
ガス流速を増大させ、燃料と空気の混合気形成及び燃焼
を促進できる。
室壁温従ってアクチュエータ内のワックスからなる作動
物質の温度が低い始動時又は部分負荷時においては副室
噴口通路面積が大きくなるので、熱損失及び副室噴口絞
り損失を低減できる。しかし高負荷になるにつれて燃焼
室壁温従ってワックスからなる作動物質の温度が上昇し
膨張するため、副室噴口制御棒14は副室噴側へ押し込ま
れ副室噴口制御棒14の先端部15が副室噴口３内に突出
し、副室噴口通路面積を縮小するので主，副燃焼室内の
ガス流速を増大させ、燃料と空気の混合気形成及び燃焼
を促進できる。
以上のように本発明の燃焼室を適用すると、可変機構
部即ちアクチュエータ12を小形化できかつ副室噴口制御
棒14の変位量を大きくとれるので、低負荷から高負荷域
までの全域にわたり燃費、吐煙を低減できると共に、部
分負荷時のNOx、騒音低減、始動性向上と機関の高速化
を図ることができる。
部即ちアクチュエータ12を小形化できかつ副室噴口制御
棒14の変位量を大きくとれるので、低負荷から高負荷域
までの全域にわたり燃費、吐煙を低減できると共に、部
分負荷時のNOx、騒音低減、始動性向上と機関の高速化
を図ることができる。
第１図，第２図はそれぞれ本発明の第１実施例の燃焼室
を示す断面図、第３図は本発明の作用と効果を示す線
図、第４図は従来の副室式ディーゼル機関の燃焼室を示
す断面図。 １……主燃焼室、２……副燃焼室、３……副室噴口、11
……空間、12……アクチュエータ、13……作動物質（ワ
ックス）、14……副室噴口制御棒、15……同先端部。
を示す断面図、第３図は本発明の作用と効果を示す線
図、第４図は従来の副室式ディーゼル機関の燃焼室を示
す断面図。 １……主燃焼室、２……副燃焼室、３……副室噴口、11
……空間、12……アクチュエータ、13……作動物質（ワ
ックス）、14……副室噴口制御棒、15……同先端部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 洋一 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 中嶋 邦彦 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 前川 素行 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 田村 宏記 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 塩屋 善明 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−131627（ＪＰ，Ａ) 実願 昭56−161163号（実開 昭58− 66113号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダヘッドに埋設された副室口金
（９）内部の副室噴口（３）に隣接し副室噴口通路壁に
開口して設けられた空間（11）と；同空間の噴口（３）
側に嵌入された副室噴口制御棒（14）と；前記空間の反
副室噴口側にワックスを伸縮可能なゴム等の部材（20）
によって封入し、同部材（20）の片端に前記副室噴口制
御棒（14）の一端を接続してなるワックス密閉タイプの
アクチェエータ（12）とを有してなり；前記副室噴口制
御棒（14）の先端部（15）が低負荷時には副室噴口通路
壁面とほぼ同一面上にあり、高負荷時には副室噴口３内
に突出して通路面積を縮小するように構成されたことを
特徴とする副室式ディーゼル機関の燃焼室。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325219A JPH0814253B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 副室式ディーゼル機関の燃焼室 |
| DE8888121528T DE3873507T2 (de) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Brennkammer fuer brennkraftmaschine mit vorkammer. |
| EP88121528A EP0322772B1 (en) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Combustion chamber of subchamber type internal combustion engine |
| DE198888121528T DE322772T1 (de) | 1987-12-24 | 1988-12-22 | Brennkammer fuer brennkraftmaschine mit vorkammer. |
| KR1019880017422A KR920004510B1 (ko) | 1987-12-24 | 1988-12-24 | 부실식 내연기관의 연소실 |
| US07/290,191 US4926817A (en) | 1987-12-24 | 1988-12-27 | Combustion chamber of subchamber type internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325219A JPH0814253B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 副室式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167408A JPH01167408A (ja) | 1989-07-03 |
| JPH0814253B2 true JPH0814253B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=18174353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62325219A Expired - Fee Related JPH0814253B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 副室式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0322772B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0814253B2 (ja) |
| KR (1) | KR920004510B1 (ja) |
| DE (2) | DE322772T1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4035335A1 (de) * | 1990-11-07 | 1992-05-14 | Daimler Benz Ag | Luftverdichtende brennkraftmaschine mit selbstzuendung, mit einem hauptbrennraum und einem im zylinderkopf angeordneten einsatzkoerper mit vorkammer |
| RU2185518C2 (ru) * | 1996-11-07 | 2002-07-20 | Пьер Андреа РИГАЦЦИ | Способ перемешивания заданного количества жидкого или газообразного топлива с воздухом |
| US10557407B2 (en) | 2011-07-28 | 2020-02-11 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with pilot subchamber |
| US9038594B2 (en) | 2011-07-28 | 2015-05-26 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with pilot subchamber |
| US9528434B1 (en) | 2011-07-28 | 2016-12-27 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with pilot subchamber |
| US10544732B2 (en) | 2011-07-28 | 2020-01-28 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary internal combustion engine with removable subchamber insert |
| US9429066B2 (en) * | 2013-07-30 | 2016-08-30 | Kubota Corporation | Subchamber type combustion chamber for diesel engine |
| US10041402B2 (en) | 2016-05-12 | 2018-08-07 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Internal combustion engine with split pilot injection |
| US10145291B1 (en) | 2017-10-10 | 2018-12-04 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary engine and method of combusting fuel |
| US10801394B2 (en) | 2017-11-29 | 2020-10-13 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary engine with pilot subchambers |
| JP2020084847A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
| US11293337B1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-04-05 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for adjustable pre-chamber |
| US11359537B1 (en) * | 2021-06-30 | 2022-06-14 | Saudi Arabian Oil Company | Spark ignition engine, pre-chamber, and method for cooling a pre-chamber |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR470163A (fr) * | 1913-02-21 | 1914-08-25 | Robert Bosch | Commutateur pour courants électriques de haute intensité |
| JPS5038766B2 (ja) * | 1973-02-14 | 1975-12-12 | ||
| DE2324190A1 (de) * | 1973-05-12 | 1974-11-28 | Volkswagenwerk Ag | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und nach diesem verfahren arbeitende brennkraftmaschine |
| GB1503164A (en) * | 1976-08-04 | 1978-03-08 | Satchwell Controls Ltd | Thermally responsive actuator devices |
| JPS5866113U (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-06 | トヨタ自動車株式会社 | デイ−ゼル機関の燃焼室構造 |
| JPS60131627A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-13 | Canon Inc | 磁気記録媒体 |
| JPH073173B2 (ja) * | 1987-03-13 | 1995-01-18 | 三菱重工業株式会社 | 副室式内燃機関の燃焼室 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62325219A patent/JPH0814253B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-12-22 DE DE198888121528T patent/DE322772T1/de active Pending
- 1988-12-22 EP EP88121528A patent/EP0322772B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-22 DE DE8888121528T patent/DE3873507T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-24 KR KR1019880017422A patent/KR920004510B1/ko not_active Expired
- 1988-12-27 US US07/290,191 patent/US4926817A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0322772A2 (en) | 1989-07-05 |
| EP0322772B1 (en) | 1992-08-05 |
| US4926817A (en) | 1990-05-22 |
| KR890010404A (ko) | 1989-08-08 |
| JPH01167408A (ja) | 1989-07-03 |
| DE3873507D1 (de) | 1992-09-10 |
| KR920004510B1 (ko) | 1992-06-08 |
| DE3873507T2 (de) | 1993-03-18 |
| EP0322772A3 (en) | 1990-04-11 |
| DE322772T1 (de) | 1989-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |