JPS6238824A - 副室式燃焼室 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は副室式内燃機関に係り、特に燃料と空気との混
合促進を図ることで着火遅れを抑え、機関騒音レベルを
低下させる副室式燃焼室に関する。

［従来の技術］ 一般に燃焼案内への噴射燃料が、噴射されてから着火す
るまでの時間遅れ、即ち着火遅れ時間を短くすることに
よって、異常燃焼を抑え、騒音レベルを低減できること
が知られている。

その−例として、本出願人は先に、特開昭５８−１９３
４７７号公報に渦流燃焼室式ディーゼル機関を１Ｐ案し
ている。

この提案は第５図に示すように、スワールの生成される
渦流燃焼室２に臨まぜて通路７を形成し、その通路７に
、主・副噴口１１．１２を有する燃料噴射ノズル３を設
け、その副噴口１２を上記通路７の内壁に且つスワール
方向下流側に臨ませて渦流燃焼室式ディーゼル内燃機関
を構成するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上〕ホした提案は、副噴口からの噴射燃料の一部が通路
内壁に衝突飛散することにより、燃料の微粒化と蒸気化
を促進して火炎核の形成を速め、着火）■れを短くしよ
うどする一方、噴射燃料の残部を壁面蒸発燃焼させて、
緩慢燃焼を図り、騒音レベルを低減させようとするもの
である。

ところが、例えば低温始動時、ｍ関急加速時にあっては
、渦流燃焼室壁温度が低下することにより噴射燃料量に
対して初期蒸発量が所望値に達せず着火遅れが生じてデ
ィーゼル機関特有のディーゼルノックが発生し、騒音を
増加させる傾向にあった。そのため、燃料の噴射始めか
ら即時着火させて騒音レベルを改善することが求められ
ている。

［発明の目的］ 本発明は、上記した問題点を解消すべく創案されたもの
で、本発明の目的は着火遅れによる燃焼室内圧力急上昇
を抑えて、騒音レベルを低下させる副室式燃焼室を提供
することにある。

［発明の概要］ 本発明は上記目的を達成するために、渦流副室に、これ
に生成されるスワール方向に沿って燃料を噴射する主・
副噴口を有する燃料噴射ノズルを設け、該副噴口を通路
内壁に、且つスワール方向下流側に臨ませると共に、上
記副噴口に対向して燃焼用空気を噴射する噴射手段を設
けることにより、スワールと燃焼空気流との衝突箇所に
乱れを生じさせて着火性の良い空気と燃料との活性混合
気を生成し、その活性混合気め着火による熱エネルギー
によって壁面蒸発燃焼を促進して静粛な緩慢燃焼を達成
しようとするものである。

し実施例］ 以下に、本発明の好適一実施例を添付図面の基づいて説
明する。

第１図は副室式燃焼室の一例を示す渦流副室である渦流
燃焼室を有するシリンダヘッドの概略縦断面図である。

図示するように、シリンダヘッド１内には、渦流燃焼室
内ィ 室２とシリンダボディ（図示せず）のシリンダ室４とを
結ぶ連絡通路５が形成されている。連絡通路５の上記燃
焼室２側には、上記シリンダ室４から圧送される高圧空
気（燃焼用空気）を、渦流燃焼室２の内壁２ａに沿って
流れるスワールＳを生成するためのスワールチャンバ５
ａが形成されている。

さて、本発明の副室式燃焼室の特徴とするところは、上
記渦流燃焼室内に噴射される燃料油の着火遅れを短くし
て緩慢燃焼させ、機関騒音レベルを低減することにある
。

そのため、渦流燃焼室２及びこれに関係づけて燃料噴射
ノズル３、噴射手段６が次のように構成される。

第１図に示すように、渦流燃焼室２の上方には、シリン
ダヘッド１の一側より開口して上記渦流燃焼室２に連通
する通路７に、燃料噴射ノズル３を収容するヒートシー
ルド８が一体的に収容されている。燃料噴射ノズル３は
ノズルボディ９内に昇降自在に針弁１０を収容し、その
針弁１０はノズルボディ９の燃焼室側の主噴口１１と副
噴口１２とを機関負荷と回転数とに応じて開放するよう
にリフト調整される。即ち、機関低回転・低負荷運転時
のリフト領域で上記副噴口１２を開放し、そのリフト領
域を越えた機関の中高回転・中高負荷領域で主噴口１１
と副噴口１２とを同時開放するように構成されている。

また主噴口１１の噴口径は副噴口１２より大きく設定さ
れている。

このように構成されるいわゆるビントークス形の燃料噴
射ノズル３は、上記通路７を介して渦流燃焼室２内を臨
んで設けられており、上記副噴口１２は通路７の内壁７
ａに、且つ渦流燃焼室２に生成されるスワールの下流側
に臨ませられ、主噴口１１は、渦流燃焼室２の略中火に
臨ませて設けられている。

ゆえに、副噴口１２からの噴射燃料の一部は、通路７の
内壁７ａに衝突飛散してその周辺に分布する微粒化燃料
粒子群Ｆ１を生成し、残部は、渦流燃焼室２の内壁２ａ
に沿ってスワールＳ方向下流側に流れる燃料フィルム「
２を形成する。

さて、本実施例にあっては、着火性を向上させるために
上記微粒化燃料粒子群Ｆ１を生成すると共に、着火を促
進する噴射手段６が設けられる。

この噴射手段６はシリンダヘッド１のポットプラグ１３
に、渦流燃焼室２と上記したシリンダ室４どを結ぶ空気
穴１４を形成し、この空気穴１４に、上記微粒化燃料粒
子群「１及びスワールＳに対向する位置まで延出された
ノズル部１５を噴射側に有する噴射管１６を接続して構
成される。

従って、シリンダ室４から渦流燃焼室２内へ圧＝６− 縮空気が供給されてスワールＳを生成すると同時に、第
２図に示すように燃料噴射ノズル３の下流側のスワール
Ｓは、上記噴射手段６による圧縮空気流により乱れＲを
生成されて、周辺の微粒化燃料粒子群「１を蒸発着火さ
せる活性混合気を形成することになる。

以下に、本発明の実施例の作用を添付図面に基づいて説
明する。

第１図に示すにように、機部低回転・低負荷時には、シ
リンダ室４より連絡通路５を介して渦流燃焼室２内に、
圧縮空気が押し込まれ、ここで強いスワールＳを生成す
る。このとき、シリンダ室４から噴射手段６により燃料
噴射ノズル３の下流側のスワールＳに対向して燃焼用空
気がジェット流として衝突させられるため、ここで、第
２図に示す強い乱れＲを生じる。この乱れＲは、生成後
、スワールＳによって下流側に流される。

一方、副噴口１２からの１１躬燃料は、第１図、第２図
に示すように通路７の内壁７ａに衝突して、その周辺に
飛散して広がる微粒化燃料粒子？ｌ￥Ｆ１を形成し、こ
の微粒化燃料粒子群「１が、上記噴射手段６による乱れ
Ｒの影響を受けて混合蒸発を促進され、瞬時に着火燃焼
する。一方、副噴口１２からの噴射燃料の残部が、渦流
燃焼室２の内壁２ａに沿ってスワールＳ方向下流側に流
れて壁面蒸発する燃料フィルムＦ２を生成する。このフ
ィルムＥ２が上記微粒化燃料粒子群Ｆ１の着火による熱
エネルギを伝播されて蒸発を更に促進されつつ燃焼され
る。その後、上記燃料フィルムＦ２はスワール方向に沿
って徐々に燃焼されるため着火遅れな（緩慢燃焼を達成
し、機関騒音を低減させることになる。

中高回転・中高負荷時には第３図に示すように主噴口１
１からの噴射燃料が渦流燃焼室２内にスワールＳ方向に
沿って流れ、拡散される。この拡散燃料は、上記乱れＲ
の影響を受けて、圧縮空気と効率良く混合されて空燃比
を良好にされるため、上記フィルムＦ２ど共に燃焼し、
スモークの低減、ＨＣの低減と出力増加を助長すること
になる。

第４図は上記した噴射手段６がホットプラグ１３の空気
穴１４のみから成る場合を示し、この場合、着火は空気
穴１４の上流側で起り、上述した如く着火遅れを短縮す
ることになる。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、本発明によれば
次のごとき優れた効果を発渾できる。

（１）　　着火遅れを短縮できるので、騒音を著しく低
減し、同時に低温時の青白煙や］−１Ｇの発生を抑える
ことができる。

（２）　　スワールに対向して圧縮空気の空気流を衝突
させることにより燃料の燃焼性を改善し、スモーク低減
及び出力向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の副室式燃焼室の好適一実施例を示す概
略縦断面図、第２図は第１図の要部詳細図、第３図は本
発明の副室式燃焼室の燃焼状態を示す図、第４図は他の
実施例を示す要部詳細断面図、第５図は従来例を示寸断
百図である。 一９＝ 図中、１はシリンダヘッド、２は渦流燃焼室１、３は燃
料噴射ノズル、６は噴射手段、Ｓはスワールである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 渦流副室に、これに生成されるスワール方向に沿って燃
   料を噴射する主・副噴口を有する燃料噴射ノズルを設け
   、該副噴口を上記通路内壁に、且つスワール方向下流側
   に臨ませると共に、上記副噴口に対向して燃焼用空気を
   噴射する噴射手段を設けたことを特徴とする副室式燃焼
   室。