JPS5847114A - 渦流室式デイ−ゼルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は渦流室式ディーゼル−エンジン、詳細には、
主連通孔および到達通孔とにより主燃焼室に連通された
渦流室に、燃料を噴射するノズルを多噴口ノズルとする
とともに、その１噴口な到達通孔の軸線を指向するよう
に設けることによパ″”″””：：π：：；：二−＝ζ
二った渦流室式ディーゼルエンジンに関する。

従来の渦流室式ディーゼルエンジンとしては、倒さば実
開昭５３−４７４Ｑ５号公報に記載さまたもの（渦流室
式燃焼室）があり、この渦流室式燃焼室は第１，２図に
示すように構成されている。

すなわち、第１，２図に示されている一流室式デイーゼ
ルエンジンは、シリンダブロック（１）とピストン（２
）およびシリンダヘッド（３）により画成された主燃焼
室（４）と、シリンダヘッド（３）に形成され主連通孔
（５）と到達通孔（６）とにより主燃焼室（４）に連通
された渦流室（７）と、主連通孔（５）と到達通孔（６
）の軸線を含み渦流室（７）内を２分する仮想平面（３
）上にその噴口（８）が位置するように取付けられた単
噴ロノズル（９）と、を有し゛ており、この単噴ロノズ
ル（９）の噴口（８）は前記到達通孔（６）の軸線を癲
向している。

この渦流室式ディーゼルエンジンにおいては、ピストン
（２）が上昇する圧縮行程において、主燃焼室（４）の
空気が渦流室（７）に流入し、渦流を形成する。

この渦流は平面（ト）に沿って渦流室、（力内を旋回し
、また、ピストン（２）の上昇に伴い、渦流室（７）お
よび主燃焼室（４）の空気の温度が上昇する。このピス
トン（２）の上死点直前に、単項ロノズル（９）の噴口
（８）から燃料噴霧が到達通孔（６）に向って噴射され
、噴射された燃料噴霧は第２図に示すように到達通孔（
６）に向って放射状に進行し、この燃料噴霧の一部は着
火遅れ期間中に到達通孔（６）を通過して主燃焼室（４
）に供給される。その後、主燃焼室（４）と渦流室（７
）の画室で燃焼が発生し、さらに、ピストン（２）の下
降に伴い渦流室（７）の燃焼ガスが主燃焼室（４）に流
出し、主燃焼室（４）で燃焼が継続する。このように、
渦流室（７）に噴射された燃料噴霧の一部が到達通孔（
６）を通しズ主燃焼室（４）に供給されるため、渦流室
（７）の燃料ガス濃度を低下させることができる。した
がって、渦流室（７）内での燃焼温度を高めることによ
り、燃焼効率の向上を図っている。

しかしながら、このような従来−の渦流室式ディーゼル
エンジンにあっては、単項ロノズル（９）を使用しその
噴口（８）を到達通孔（６）の軸線に指向させ、かつ、
渦流室（７）の渦流が主連通孔（５）の軸線と到達通孔
（６）の軸線とを含む平面囚に沿って旋回するようにな
っていたため、単項ロイズル（９）の噴口（８）より噴
射された燃料噴霧が十分拡散されず、渦流室（７）内で
前記平面（３）を中心軸とする領域が燃料過濃領域（７
ａ）となり、その両サイドが燃料希薄領域＜’ｒｂ）と
なる。したがって、燃焼の初期に渦流室（７）より燃料
過濃領域（７ａ）の燃焼ガスが主燃焼室（４）に流れこ
み、初期燃焼において空気量が不足し、排気ガス中のＮ
ＯｘやＨＣ濃度が増加するという問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、渦流室式ディーゼルエンジンにおいて、燃料
噴射ノズルを多噴口ノズルとし、その１噴口が到達通孔
の軸線を指向するように設け、この噴口より噴射された
燃料噴霧の大部分が着火遅れ期間中に到達通孔より主燃
焼室に供給されることにより、渦流室内でこの噴口・よ
り到達通、孔に向って噴射された燃料噴霧領域を燃料希
薄領域とするとともに、渦流室内の他の領域を他の噴口
より噴射された燃料噴霧により燃料過濃領域とし、燃焼
初期、希薄燃焼ガスが主連通孔より主燃焼室へ噴出°す
ることにより、上記問題点を解決することを目的として
いる。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第３．４．５図は、この発明の一実施例を示す図であり
、この実施例の説明にあたり、第１，２図に示した従来
例と同一構成部分には同一符号を附して使用する。

まず、構成を説明すると、第３図において（１１はシリ
ンダブロックであり、シリンダブロック（１）内にはピ
ストン（２）が摺動自在に収納されている。シリンダブ
ロック（１）の上端にはシリンダヘッド（３）が固定さ
れており、これらのシリンダブロック（１）とピストン
（２）の上面とシリンダヘラ・ド（３）とにより主燃焼
室（４）が画成されている。シリンダヘッド（３）には
渦流室（７）が形成されており、またシリンダヘッド（
カにはこの渦流室（７）と前記主燃焼室（４）とを連通
ずる一対の主連通孔（５）および到達通孔（６）とが形
成されている。この主連通孔甲）および到達通孔（６）
は、第４図に系すように、それぞれの軸線を含む同一平
面（１）上に大略位置するように形成されており、また
、シリンダヘッド（３）には、この平面（１）上に大略
位置するように第５図に詳示する３噴ロノズルａυが取
付けられている。この３噴ロノズル←υの主噴口ａｚは
前記平面（１）上に位置するとともに、第４図に示すよ
うに、前記到達通孔（６）ヤ軸線を指向しており、他の
２つの副噴ロＱ３．α句は平面（１）に対し対称で、か
つ、所定角度（渦流室（７）の側壁面略中央部に指向す
る角度）を有１している。また、第５図に示すように副
噴口０．αａの開口面積は等しく、かつ、これらの２つ
の副噴口Ｑ３．αΦの開口面積の和は主噴口Ｑ２の開口
面積より大きい。したがって、主噴口（１３より噴射さ
れた燃料噴霧が着火遅れ期間中に主燃焼室（４）に流入
するため、主噴口（ｌりより噴射された平面（１）を中
心とする燃料噴霧の領域は燃料に比し空気の多い燃料希
薄領域Ｑ５）となり、２つの副噴口Ｑ３．α４より噴射
された平面（１）の両側の燃料噴霧の領域は燃料に比し
空気の少ない燃料過濃領域Ｑ６）となる。また、シリン
ダへ′ラド（３）には図示しない吸気ボートと排気ポー
トが形成されている。

次に作用を説明する。

吸入行程時吸気ポートより主燃焼室（４）に吸入された
空気は、圧縮行程中のピストン（２）の上昇によって、
渦流室（７）に流入し平面（１）に沿って渦流室（７）
内を旋回する渦流を形成する。さらに、ピストン（２）
の上昇に伴い、燃焼室（４）および渦流室（７）の空気
は圧縮、加熱され、ピストン（２）の上死点直前で、渦
流室（７）内に３噴口、ノズルａυから燃−料噴霧が噴
射される。噴射された燃料噴霧のうち２つの副噴口（１
３）、α滲から平面（１）の両側に対称に噴射された燃
料噴霧は渦流室（７）内の両側に拡散し、主噴口αりか
ら到達掘孔（６）に向って噴射された燃料噴霧は渦流室
（７）内を平面（１）を中心に拡散するとともに、その
大部分は着火遅れの期間内に到達通孔（６）を通って主
燃焼室（４）に入る。したがって、渦流室（７）内は平
面（１）を中心とする近傍の領域が燃料の量に比して空
気の量が多い燃料希薄領域α９となり、平面（１）を中
心としてその両側が燃料の量に比して空気の量が少ない
燃料希薄領域翰となる。すなわち、副噴口（１ｍ、　（
１４）の開口面積の和は主噴口α２の開口面積より大き
く、かつ、主噴口（１２１から噴射された燃料噴霧の大
部分は到達通孔（６）より主燃焼室（４）へ供給されて
しまう、その結果、到達通孔（６）に指向した主噴口α
２より噴射された燃料噴霧の拡散領域は副噴口（１３，
（１４）より噴射された燃料噴霧の拡散領域よりも燃料
の希薄な領域となる。その後、主燃焼室（４）に供給さ
れた燃料と渦流室（７）の燃料とが共に着火し、初期燃
焼が始まる。ピストン（２）の下降に伴い渦流室（７）
の燃焼ガスのうち、まず、渦流の中心にある燃料希薄領
域ａ５の燃焼ガスが主連通孔（５）より主燃焼室（４）
に進入する。この燃焼ガスは燃料量に比べ空気量が多い
ため、高温であり、到達通孔（６）より供給された主燃
焼室（４）の燃料の燃焼を良好なものとする。。その結
果、初期燃焼が完全に行なわれ、排気ガス中のＮＱｘや
ＨＣの低減を図ることができる。その後、主連通孔（５
）より燃料過濃領域（１６１の燃の空気と混合されなが
ら拡散燃焼される。この拡散燃焼とされる燃料過濃領域
αｅの燃焼ガスは拡散燃焼されるまで時間があり、かつ
、主燃焼室（４）に進入する際にも攪拌されるため、空
気と十分攪拌されており、拡散燃焼は十分に完全燃焼さ
れる。

したがって、排気ガス中のＮＯｘやＨＣρ低減を図るこ
とができる。

なお、この２実施例にあっては、燃料噴射ノズルを３噴
ロノズルとしたが、３噴ロノズルに限るものではな（、
多噴口ノズルを使用しそのうちの１噴口が到達通孔を指
向するものであればよい。また、３噴ロノズルにおいて
、副噴口を主噴口に対して対称で、かつ、２つの副噴口
の開口面積が同じで、２つの副噴口の開口面積の和か主
噴口の開するものに限るものではない。

以上説明してきたように、この発明によれば、その構成
をシリンダヘッドに設けられた渦流室と、シリンダヘッ
ドとピストンの上面との間に形成された主燃焼室と、こ
れらの主燃焼室と渦流室゛とを連通ずる一対の主連通孔
および到達通孔と、を備えた渦流室式ディーゼルエンジ
ンにおいて、前記渦流室に燃料を噴射する多噴口ノズル
を、その−噴口が前記到達通孔の軸線を指向するように
設け、渦流室内でこの潰口より到達通孔に向って噴射さ
れた燃料噴霧の近辺を燃料希薄領域とするとともに、さ
らに、この燃料希薄領域の周囲を燃料過濃領域とし、燃
焼初期、高温で希薄燃焼ガスが主連通孔より主燃焼室へ
噴出するようにしたので到達通孔を有する渦流室式ディ
ーゼルエンジンの特徴である渦流室での燃焼温度め上昇
を図る仁とができるとともに、燃焼室での燃焼を完全燃
焼させることができる。したがって、排気ガス中のＮＯ
ｘやＨＣ濃度を低減することができるという効果が得ら
れる。

また、前述した実施例は上記効果に加えて、更に以下の
様な効果がある。すなわち、渦流室の燃料噴霧を対称的
に分布させることができ、初期燃焼の高温化と拡散燃焼
の完全燃焼化をより一層図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の渦流室式ディーゼルエンジンを示す
図であり、第１図はその概略断面図、第２図は第１図の
■−■矢視断面図、第３，４゜５図はこの発明の渦流室
式ディーゼルエンジンの一実施例を示す図であり、第３
図はその概略断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ矢視
断面図、第５図は３噴ロノズルの拡大断面図である。 （２）・・・ピストン　　　　　（３１・−・シリンダ
ヘッド（４）・・・主燃焼室　　　　　（５）・・・主
連通孔（６）・・・開運通孔　　　　　（７）・・・渦
流室０１）・・・３噴ロノズル　　　（１２）・・・主
噴口Ｑ３１（１４）・・・副噴口　　　　　（１５１・
・・燃料希薄領域αｅ・・・燃料過濃領域 特許出願人　　　　日産自動車株式会社代理人　　弁理
士　　有　我　軍　−部第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダヘッドに設けられた渦流室と、シリンダヘッド
   とピストンの上面との間に形成された主燃焼室と、これ
   らの主燃焼室と渦流室とを連通ずる主連通孔および到達
   通孔と、を備えた渦流室式ディーゼルエ〉ジンにおいて
   、前記渦流室に燃料を噴射する多噴口ノズルを、その１
   噴口が前記到達通孔の軸線を指向するように設け、渦流
   室内のこの噴口より到達通孔に向って噴射された燃料噴
   −の近辺を燃料希薄領域とするとともに、さらに、この
   燃料過濃領域の周囲を燃料過濃領域とし、燃焼初期に希
   薄燃焼ガスが主連通孔より主燃焼室へ噴出するようにし
   たことを特徴とする渦流室式ディーゼルエンジン。