JPH0343618A - 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
渦流室式ディーゼル機関の燃焼室Info
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- JPH0343618A JPH0343618A JP17776689A JP17776689A JPH0343618A JP H0343618 A JPH0343618 A JP H0343618A JP 17776689 A JP17776689 A JP 17776689A JP 17776689 A JP17776689 A JP 17776689A JP H0343618 A JPH0343618 A JP H0343618A
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
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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)
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。
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）
本発明は渦流室式ディーゼル機関の燃焼室形状の改良に
関する。
関する。
（従来の技術〉
渦流室式ディーゼル機関の燃焼改善のために、第５図、
第６１２に示すような燃焼室に形成した提案がある（実
開昭６３−７９４３５号公報）。
第６１２に示すような燃焼室に形成した提案がある（実
開昭６３−７９４３５号公報）。
シリンダヘッド４に設けた渦流室５が、ピストン３の上
方の主燃焼室つと噴口６を介して連通しており、ピスト
ン３の頂面には渦流室５の噴口６からの噴流を案内する
ために、頃日下面から中心に向けて半径方向に延びる溝
状のトレンチ部１１、及びトレンチ部１１の先端から両
側方に広がる一対の略円形の浅いキャビティ部ＩＯが凹
設され、これらによりいわゆるクローバ−リーフ型のピ
ストンキャビティを形成している。
方の主燃焼室つと噴口６を介して連通しており、ピスト
ン３の頂面には渦流室５の噴口６からの噴流を案内する
ために、頃日下面から中心に向けて半径方向に延びる溝
状のトレンチ部１１、及びトレンチ部１１の先端から両
側方に広がる一対の略円形の浅いキャビティ部ＩＯが凹
設され、これらによりいわゆるクローバ−リーフ型のピ
ストンキャビティを形成している。
圧縮上死点近傍で渦流室５に噴射される燃料の着火に伴
い、燃焼火炎が噴口６から主燃焼室９に噴出する。この
噴流はピストン３のトレンチ部１１によって主燃焼室９
の中心部へと導かれ、さらに矢印ａで示すように両キャ
ビティ部■０の内周に沿う旋回流となって拡散していき
、主燃焼室９の空気と混合しながら、主として第５図の
破線で示す領域で燃焼する。
い、燃焼火炎が噴口６から主燃焼室９に噴出する。この
噴流はピストン３のトレンチ部１１によって主燃焼室９
の中心部へと導かれ、さらに矢印ａで示すように両キャ
ビティ部■０の内周に沿う旋回流となって拡散していき
、主燃焼室９の空気と混合しながら、主として第５図の
破線で示す領域で燃焼する。
（発明が解決しようとする課題〉
しかしながらこのようなピストンキャビティでは、噴口
６からそのままトレンチ部１１に沿って中心部に向かう
直線的な噴流の勢いが強過ぎるため、両キャビティ部１
０に向けて分散する旋回流の勢力が弱くなり、主燃焼室
９の広い領域に燃焼火炎が拡散しに＜＜、この結果、空
気利用率が低下し、運転条件によってはスモークやＨＣ
，Ｃ０が増大するという問題があった。
６からそのままトレンチ部１１に沿って中心部に向かう
直線的な噴流の勢いが強過ぎるため、両キャビティ部１
０に向けて分散する旋回流の勢力が弱くなり、主燃焼室
９の広い領域に燃焼火炎が拡散しに＜＜、この結果、空
気利用率が低下し、運転条件によってはスモークやＨＣ
，Ｃ０が増大するという問題があった。
本発明はこのような問題を解決することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
そこで本発明は、主燃焼室の中央に噴流が向かうように
渦流室からの噴口を主燃焼室の周辺部に開口した渦流室
式ディーゼル機関において、ピストンの頂面に前記噴流
の中心線上でかつ噴口寄りに位置するように分散台を隆
起させると共に、この分散台の先方両側に互いに連通ず
る略円形の大キャビティ部を凹設すると共に、分散台の
手前の両側に互いに連通ずる側方キャビティ部を凹設し
、各大キャビティ部に対して分散台の両開において各側
方キャビティ部を連通させ、かつ各側方キャビティ部を
画成する外殼の一部に大キャビティ部で生皮される旋回
流の接線方向に側方キャビティ部からの噴流を導く案内
部を形成する一方、側方キャビティ部と大キャビティ部
の底面を連続した斜面でかつ側方キャビティ部から大キ
ャビティ部に向けてキャビティ深さが増すように形成し
た。
渦流室からの噴口を主燃焼室の周辺部に開口した渦流室
式ディーゼル機関において、ピストンの頂面に前記噴流
の中心線上でかつ噴口寄りに位置するように分散台を隆
起させると共に、この分散台の先方両側に互いに連通ず
る略円形の大キャビティ部を凹設すると共に、分散台の
手前の両側に互いに連通ずる側方キャビティ部を凹設し
、各大キャビティ部に対して分散台の両開において各側
方キャビティ部を連通させ、かつ各側方キャビティ部を
画成する外殼の一部に大キャビティ部で生皮される旋回
流の接線方向に側方キャビティ部からの噴流を導く案内
部を形成する一方、側方キャビティ部と大キャビティ部
の底面を連続した斜面でかつ側方キャビティ部から大キ
ャビティ部に向けてキャビティ深さが増すように形成し
た。
（作用）
渦流室からの燃料を含む燃焼ガスの噴流は、部が分散台
を乗り越えて左右の大キャビティ部に流れ込み、キャビ
ティ内周に沿っての旋回流を生起し、また一部は分散台
との衝突により左右の側方キャビティ部に分流し、案内
部にガイドされつつ分散台の先方の大キャビティ部に旋
回流の接線方向から流入する。
を乗り越えて左右の大キャビティ部に流れ込み、キャビ
ティ内周に沿っての旋回流を生起し、また一部は分散台
との衝突により左右の側方キャビティ部に分流し、案内
部にガイドされつつ分散台の先方の大キャビティ部に旋
回流の接線方向から流入する。
大キャビティ部で合流した噴流は大キャビティ部の旋回
流を増強し、主燃焼室の空気を巻き込みながら広範囲に
燃焼を拡散していく。
流を増強し、主燃焼室の空気を巻き込みながら広範囲に
燃焼を拡散していく。
側方キャビティ部は大キャビティ部に比べて浅く、この
ため燃焼ガスの噴流の拡散速度が速く、主燃焼室での初
期燃焼割合を高められる。また、側方キャビティ部から
大キャビティ部に向けて底面が深くなっていくため、噴
口から直進する噴流の速度成分が減衰し、大キャビティ
部を画成する外殼を乗り越えてシリンダボアに衝突する
噴流を減らすことができ、衝突により消炎される火炎を
少なくする。
ため燃焼ガスの噴流の拡散速度が速く、主燃焼室での初
期燃焼割合を高められる。また、側方キャビティ部から
大キャビティ部に向けて底面が深くなっていくため、噴
口から直進する噴流の速度成分が減衰し、大キャビティ
部を画成する外殼を乗り越えてシリンダボアに衝突する
噴流を減らすことができ、衝突により消炎される火炎を
少なくする。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図、第２図に示す第１の実施例において、シリンダ
へラド４の渦流室５から燃料を含む噴流を噴出させる噴
口６は、ピストン３の上方の主燃焼室９の周辺部に開口
し、その平面上、主燃焼室９の中心に向かう噴流中心線
２上に位置して、ピストン３の頂面８には、噴口６に近
い位置に分散台１３が形成される。
へラド４の渦流室５から燃料を含む噴流を噴出させる噴
口６は、ピストン３の上方の主燃焼室９の周辺部に開口
し、その平面上、主燃焼室９の中心に向かう噴流中心線
２上に位置して、ピストン３の頂面８には、噴口６に近
い位置に分散台１３が形成される。
略菱形に隆起して形成された分散台１３の先方には、一
対の略円形の大キャビティ部１２が、噴流中心線ｌをは
さんで左右対称的に配した円弧形状の外殼１７によって
画成される。この外殼１７の一部には前記噴流中心線ｌ
上に位置して略Ｖ字状に突出する対向壁部１７Ａが形成
される。
対の略円形の大キャビティ部１２が、噴流中心線ｌをは
さんで左右対称的に配した円弧形状の外殼１７によって
画成される。この外殼１７の一部には前記噴流中心線ｌ
上に位置して略Ｖ字状に突出する対向壁部１７Ａが形成
される。
また、分散台１３の手前には同じく左右に互いに連通ず
る側方キャビティ部■４が形状され、この側方キャビテ
ィ部１４は分散台１３の両側面において大キャビティ部
１２とも連通する。
る側方キャビティ部■４が形状され、この側方キャビテ
ィ部１４は分散台１３の両側面において大キャビティ部
１２とも連通する。
側方キャビティ部１４を画成する外殼１８は、噴口６の
背面側がピストン３の外周に沿って円弧状に形状される
と共に、大キャビティ部１２との接続側において、徐々
にその曲率を小さくなるように湾曲させた案内部１８Ａ
が形状され、側方キャビティ部１４から大キャビティ部
１２に流入する噴流ガスを、大キャビティ部１２で生起
される旋回流の接線方向から合流させるように分散台１
３の先方に向けて案内する。
背面側がピストン３の外周に沿って円弧状に形状される
と共に、大キャビティ部１２との接続側において、徐々
にその曲率を小さくなるように湾曲させた案内部１８Ａ
が形状され、側方キャビティ部１４から大キャビティ部
１２に流入する噴流ガスを、大キャビティ部１２で生起
される旋回流の接線方向から合流させるように分散台１
３の先方に向けて案内する。
そして、第２図にも明らかなように、大キャビティ部１
２及び側方キャビティ部１４の底面３Ｂは、側方キャビ
ティ部１４から大キャビティ部１２に向かって連続的に
キャビティ深さが増すような傾斜した斜面に形成される
。
２及び側方キャビティ部１４の底面３Ｂは、側方キャビ
ティ部１４から大キャビティ部１２に向かって連続的に
キャビティ深さが増すような傾斜した斜面に形成される
。
以上のように構成され、その他、第５図、第６図と同一
部分には同符号を付し、次に作用について説明する。
部分には同符号を付し、次に作用について説明する。
圧縮上死点から膨張行程に移行するに従い、渦流室５か
ら噴口６を介して主燃焼室９に噴出した未燃焼燃料を含
む火炎噴流は、一部が噴流の直前に位置する分散台１３
に衝突して、第１図の矢印すで示すように左右の側方キ
ャビティ部１４に分流し、また一部は分散台１３を乗り
越えた後、噴流中心線上の略Ｖ字状の対向壁部１７Ａを
境にして左右の大キャビティ部１２に矢印Ｃで示すよう
な旋回流を生起する。
ら噴口６を介して主燃焼室９に噴出した未燃焼燃料を含
む火炎噴流は、一部が噴流の直前に位置する分散台１３
に衝突して、第１図の矢印すで示すように左右の側方キ
ャビティ部１４に分流し、また一部は分散台１３を乗り
越えた後、噴流中心線上の略Ｖ字状の対向壁部１７Ａを
境にして左右の大キャビティ部１２に矢印Ｃで示すよう
な旋回流を生起する。
この場合、側方キャビティ部１４から大キャビティ部１
２に向けてキャビティ深さが増していくため、直進する
噴流の速度成分が減衰し、対向壁部１７Ａや外殼１７を
乗り越えてシリンダボアに衝突する成分が減り、噴流の
多くは外殼１７の内周に案内されつつ旋回流を形成する
のである。
２に向けてキャビティ深さが増していくため、直進する
噴流の速度成分が減衰し、対向壁部１７Ａや外殼１７を
乗り越えてシリンダボアに衝突する成分が減り、噴流の
多くは外殼１７の内周に案内されつつ旋回流を形成する
のである。
また分散台１３の手前から矢印すで示すように側方キャ
ビティ部１４に分流した噴流は、外側の案内部１８Ａに
よって分散台１３の先方の噴流中心線ｌに向かうように
内方に導かれ、大キャビティ部１２の旋回流に接線方向
から合流するが、流入速度が速く、合流部分でよどみを
生じることなしに旋回流をさらに増強することができる
。
ビティ部１４に分流した噴流は、外側の案内部１８Ａに
よって分散台１３の先方の噴流中心線ｌに向かうように
内方に導かれ、大キャビティ部１２の旋回流に接線方向
から合流するが、流入速度が速く、合流部分でよどみを
生じることなしに旋回流をさらに増強することができる
。
このとき側方キャビティ部１４の噴流は外殼１８が滑ら
かに湾曲し、かつキャビティ深さも浅いために、拡散速
度が速く、燃料と空気の混合を十分に促進する。
かに湾曲し、かつキャビティ深さも浅いために、拡散速
度が速く、燃料と空気の混合を十分に促進する。
このようにして未燃焼燃料成分を含む噴流は、大キャビ
ティ部１２において強い旋回流を生起しつつ空気を取り
取込みながら外側へと燃焼を拡散していき、第１図に点
線で示す、主燃焼室９の広範な領域に火炎を伝播、拡散
していく。
ティ部１２において強い旋回流を生起しつつ空気を取り
取込みながら外側へと燃焼を拡散していき、第１図に点
線で示す、主燃焼室９の広範な領域に火炎を伝播、拡散
していく。
この結果、主燃焼室９の全域にわたって空気利用率の高
い良好な燃焼をＶ＆保し、低負荷時の未燃焼燃料分（Ｈ
Ｃ，ＳＯＦ等）や、高負荷時のスモークの排出量を大幅
に低減させることができる。
い良好な燃焼をＶ＆保し、低負荷時の未燃焼燃料分（Ｈ
Ｃ，ＳＯＦ等）や、高負荷時のスモークの排出量を大幅
に低減させることができる。
次に第３図、第４図に示す実施例を説明すると、これは
左右の大キャビティ部１２の中心付近に緩やかな皿状の
凹部１２Ａを形成して、大キャビティ部１２で生起され
る旋回流をさらに強化するようにしたものである。
左右の大キャビティ部１２の中心付近に緩やかな皿状の
凹部１２Ａを形成して、大キャビティ部１２で生起され
る旋回流をさらに強化するようにしたものである。
このようにして大キャビティ部１２での旋回流を強化す
ることにより、未燃焼燃料と空気との混きが一層促進さ
れ、短時間のうちに効率のよい燃焼を行わせることがで
きる。
ることにより、未燃焼燃料と空気との混きが一層促進さ
れ、短時間のうちに効率のよい燃焼を行わせることがで
きる。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、噴口がらの噴流の一部を
分散台の手前から浅い側方キャビティ部に分流、拡散し
て初期燃焼割合を早め、さらに分散台を乗り越えて大キ
ャビティ部に流入した噴流に旋回流を生起させると共に
、その接線方向に側方キャビティ部からの噴流を合流さ
せることにより旋回流を強めて燃料と空気との混合を一
層促進し、また大キャビティ部の底面を噴流の中心が向
かうにしたがって深くすることで、シリンダボアに衝突
する噴流を抑制して燃焼火炎のクエンチを減少させ、こ
れらの結果、主燃焼室の全域にわたって空気利用率の高
い良好な燃焼を確保し、低負荷時の未燃焼燃料分（ＨＣ
，ＳＯＦ等）や、高負荷時のスモークの排出量を大幅に
低減させられるという効果を生じる。
分散台の手前から浅い側方キャビティ部に分流、拡散し
て初期燃焼割合を早め、さらに分散台を乗り越えて大キ
ャビティ部に流入した噴流に旋回流を生起させると共に
、その接線方向に側方キャビティ部からの噴流を合流さ
せることにより旋回流を強めて燃料と空気との混合を一
層促進し、また大キャビティ部の底面を噴流の中心が向
かうにしたがって深くすることで、シリンダボアに衝突
する噴流を抑制して燃焼火炎のクエンチを減少させ、こ
れらの結果、主燃焼室の全域にわたって空気利用率の高
い良好な燃焼を確保し、低負荷時の未燃焼燃料分（ＨＣ
，ＳＯＦ等）や、高負荷時のスモークの排出量を大幅に
低減させられるという効果を生じる。
第１図は本発明の第１の実施例の平面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第２の実施例の平面図、
第４図は第３図のＢ−Ｂ線断面図、第５図は従来例の平
面図、第６図は同じく断面図である。 ３・・・ピストン、３Ｂ・・・底面、４・・シリンダヘ
ッド、５・・・渦流室、６・・・噴口、９・・・主燃焼
室、１２・・大キャビティ部、１３ ・分散台、１４・
・・側方キャビティ部、 １８Ａ・・・案内部。
図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第２の実施例の平面図、
第４図は第３図のＢ−Ｂ線断面図、第５図は従来例の平
面図、第６図は同じく断面図である。 ３・・・ピストン、３Ｂ・・・底面、４・・シリンダヘ
ッド、５・・・渦流室、６・・・噴口、９・・・主燃焼
室、１２・・大キャビティ部、１３ ・分散台、１４・
・・側方キャビティ部、 １８Ａ・・・案内部。
Claims (1)
- 主燃焼室の中央に噴流が向かうように渦流室からの噴口
を主燃焼室の周辺部に開口した渦流室式ディーゼル機関
において、ピストンの頂面に前記噴流の中心線上でかつ
噴口寄りに位置するように分散台を隆起させると共に、
この分散台の先方両側に互いに連通する略円形の大キャ
ビティ部を凹設すると共に、分散台の手前の両側に互い
に連通する側方キャビティ部を凹設し、各大キャビティ
部に対して分散台の両側において各側方キャビティ部を
連通させ、かつ各側方キャビティ部を画成する外殼の一
部に大キャビティ部で生成される旋回流の接線方向に側
方キャビティ部からの噴流を導く案内部を形成する一方
、側方キャビティ部と大キャビティ部の底面が連続した
斜面で、かつ側方キャビティ部から大キャビティ部に向
けてキャビティ深さが増すように形成したことを特徴と
する渦流室式ディーゼル機関の燃焼室。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177766A JP2658407B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 |
| US07/549,033 US5024194A (en) | 1989-07-10 | 1990-07-06 | Flame dispersion arrangement for swirl chamber type diesel engine piston crown |
| DE90113164T DE69003754T2 (de) | 1989-07-10 | 1990-07-10 | Flammendispersionsvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine mit Wirbelkammer im Kolbentopf. |
| EP90113164A EP0407974B1 (en) | 1989-07-10 | 1990-07-10 | Flame dispersion arrangement for swirl chamber type diesel engine piston crown |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177766A JP2658407B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0343618A true JPH0343618A (ja) | 1991-02-25 |
| JP2658407B2 JP2658407B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=16036754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1177766A Expired - Lifetime JP2658407B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658407B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010244065A (ja) * | 2000-09-07 | 2010-10-28 | Teruki Nobuyoshi | 光クロスバー、及び光集積装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2853421B2 (ja) | 1991-12-06 | 1999-02-03 | 日産自動車株式会社 | 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54150007U (ja) * | 1978-04-10 | 1979-10-18 | ||
| JPS6379435U (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-25 |
-
1989
- 1989-07-10 JP JP1177766A patent/JP2658407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54150007U (ja) * | 1978-04-10 | 1979-10-18 | ||
| JPS6379435U (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-25 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010244065A (ja) * | 2000-09-07 | 2010-10-28 | Teruki Nobuyoshi | 光クロスバー、及び光集積装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2658407B2 (ja) | 1997-09-30 |
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