JP3268341B2 - 副燃焼室式ディーゼルエンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、副燃焼室式ディーゼル
エンジンに関し、詳しくは、バルブリセス内の空気と燃
焼膨張ガスとを有効に混合させることのできるものに関
する。

【０００２】

【従来技術】副燃焼室式ディーゼルエンジンの一般的構
造は次の通りである。すなわち、シリンダヘッドに副燃
焼室が設けられ、シリンダ内に主燃焼室が設けられる。
そして、シリンダ中心軸線から偏心した位置で、シリン
ダヘッドに噴口が設けられ、この噴口がシリンダ中心軸
線に向けられる。この種のエンジンとして、ピストン頂
面に一対のバルブリセスが凹設されたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記バルブリセス付き
のエンジンでは、ピストンが上死点付近にある時、主燃
焼室の全容積中に占めるバルブリセスの容積比率が比較
的大きくなるため、バルブリセス内に局所的に集められ
た多くの空気と、噴口から噴射される燃焼膨張ガスとが
有効に混合し、燃焼性能が向上するのではないかと予想
された。しかし、現実には、バルブリセスのないエンジ
ンと比べ、燃焼性能はそれほど向上しない。その理由
は、バルブリセス内の空気と燃焼膨張ガスとの混合が有
効に行われていないためと考えられる。

【０００４】本発明の課題は、副燃焼室式ディーゼルエ
ンジンにおいて、バルブリセス内の空気と燃焼膨張ガス
とを有効に混合させることにある。

【０００５】

【発明の経過】本発明は、後述するように、バルブリセ
ス内に旋回ガス流の旋回中心を位置させるものである
が、従来では、噴口から噴射された燃焼膨張ガスが主燃
焼室内でどのような流動状態を示すかの確認がなされて
いなかったため、本発明のような発想が生じる余地はな
かった。

【０００６】今回、本発明の発明者らによって行われた
主燃焼室内での燃焼膨張ガスの流動状態の確認方法は次
の通りである。ピストン頂面に二硫化モリブデン粉末を
混合したワセリンを薄く塗布し、エンジンをモータリン
グさせた。このようにすると、ピストンの上昇時に、主
燃焼室で発生する圧縮熱によりワセリンが熔融する。そ
して、ピストンが上死点から下降する時に、副燃焼室と
主燃焼室との間に生じる圧力差で噴口から主燃焼室に空
気が噴出し、この空気がピストン頂面に沿って流動す
る。この空気の流動に伴ってワセリンが流動し、その流
動軌跡に沿って二硫化モリブデン粉末が整列する。

【０００７】このため、所定時間のモータリングの後、
ピストンを取り出して二硫化モリブデン粉末の配向を目
視で観察することにより、主燃焼室での空気の流動状態
を確認することができた。その結果、発明者らは、シリ
ンダ中心軸線と平行な向きに見て、上記空気が、噴口の
噴射軸線に沿う直進流と、この噴射軸線の両脇に位置す
る一対の旋回流とを形成することを確認した。そして、
この知見に基づき、発明者らは、実際にエンジンを運転
した場合には、噴口から噴出する燃焼膨張ガスが、主燃
焼室で上記空気と同様の流動状態を示すものと推定し
た。

【０００８】次に、発明者らはこの推定に基づき、実際
にエンジンを所定時間運転した後、ピストンを取り出
し、ピストン頂面に付着したカーボンを子細に観察した
ところ、カーボンが上記二硫化モリブデンとほぼ同じ配
向で付着しているのを確認し、先の推定の正当性を確認
した。更に、同一個体のエンジンでは、エンジン回転速
度を異にしても、或いは、副燃焼室への燃料噴射量を異
にしても、一対の旋回ガス流の各旋回中心の位置はほぼ
一定であることも確認した。

【０００９】更に、発明者らは上述の確認方法により、
既存のバルブリセス付きエンジンについて、そのバルブ
リセスと旋回ガス流との位置関係を調べ、シリンダ中心
軸線と平行な向きに見て、旋回ガス流の旋回中心がバル
ブリセスから外れていることも確認した。

【００１０】この結果、発明者らは、シリンダ中心軸線
と平行な向きに見て、旋回ガス流の旋回中心をバルブリ
セス内に位置させると、バルブリセス内の空気と旋回ガ
ス流とが有効に混合し、燃焼性能が大きく改善されるも
のと推定し、この発明に至った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（第１発明） 第１発明は、図１に例示するように、シリンダヘッド２
３に副燃焼室１を設け、シリンダ２２内に主燃焼室５を
設け、このシリンダ２２にピストン２４を内嵌した。そ
して、シリンダ中心軸線３から偏心した位置で、シリン
ダヘッド２３に噴口４を設け、この噴口４は主燃焼室５
と副燃焼室１とを連通し、この噴口４をシリンダ２２の
中心部に向けた。このような構成によれば、シリンダ中
心軸線３と平行な向きに見て、噴口４から噴射された燃
焼膨張ガスが、噴口４の噴射軸線１２に沿う直進ガス流
２７と、この噴射軸線１２の両脇に位置する一対の旋回
ガス流６・７とを形成することが、本発明の発明者らに
よって確認された。

【００１２】このため、主燃焼室５内に臨むシリンダヘ
ッド面９とピストン頂面８のうち、少なくとも一方に、
少なくとも一対のバルブリセス１０・１１を凹設し、シ
リンダ中心軸線３と平行な向きに見て、シリンダ中心軸
線３を通過して噴射軸線１２と直交する仮想横断線１３
を想定した場合、この仮想横断線１３よりも上記噴口４
側で、噴射軸線１２の左右両側に、上記一対のバルブリ
セス１０・１１の各リセス中心１６・１７を設定した。

【００１３】そして、図１〜図４に例示するように、仮
想横断線１３よりも噴口４側に位置する上記一対の旋回
ガス流６・７の各旋回中心１４・１５が上記一対のバル
ブリセス１０・１１内に位置するようにした。

【００１４】シリンダ中心軸線３と平行な向きに見て、
シリンダ中心軸線３よりも噴口４か ら離れた位置に、吸
気バルブ３３を侵入させる吸気バルブリセス３７を設
け、この吸気バルブリセス３７を、そのリセス中央部が
噴射軸線１２上にくるとともにそのリセス中心３８が噴
射軸線１２から外れた位置にくるように構成した。

【００１５】ピストン頂面８に扇形のガス通過溝４０を
凹設し、噴口４と対面する部分４１を扇の要とし、シリ
ンダ中心軸線３と平行な向きに見て、噴口４から離れる
にしたがい、その幅が次第に広がるとともに、その深さ
が段差なく、次第に浅くなるように形成した。

【００１６】シリンダ中心軸線３と平行な向きに見て、
ガス通過溝４０の左右部分は、左右一対のバルブリセス
１０・１１の各噴射軸線１２寄り部分４２・４３とオー
バーラップさせ、ガス通過溝４０の終端中央部分は、前
記吸気バルブリセス３７の仮想横断線１３寄り部分４４
とオーバーラップさせた。

【００１７】シリンダヘッド２３に吸気ポート２８を設
け、この吸気ポート２８の中間部と終端部に中間吸気弁
口３０と終端吸気弁口３１とを設け、

【００１８】シリンダ２２の径方向に、シリンダ中心軸
線３と直交する仮想横断線５６を想定した場合、シリン
ダ中心軸線３と平行な向きに見て、この仮想横断線５６
の両脇の領域５４・５７うち、一方の領域５７に、上記
吸気ポート２８を位置させた。

【００１９】この吸気ポート２８の始端側の吸気導入ポ
ート部分５８を上記仮想横断線５６と本質的に平行に形
成した。

【００２０】上記仮想横断線５６に対し、中間吸気弁口
３０の中心点５９よりも終端吸気弁口３１の中心点６０
を近づけて配置することにより、両中心点５９・６０を
通る中心点通過線６１を上記吸気導入ポート部分５８の
軸線６２に対して傾けた。

【００２１】上記両中心点５９・６０の間に位置する弁
口間ポート部分６３を、上記中心点通過線６１と本質的
に平行に形成することにより、この弁口間ポート部分６
３の向きを吸気導入ポート部分５８の向きに対して傾け
た。

【００２２】（第２発明） 第２発明 は、図３に例示するように、第１発明におい
て、前記弁口間ポート部分６３の周壁６４のうち、シリ
ンダ中心軸線３と平行な向きに見て、前記仮想横断線５
６から遠い側にある外寄り部分６５を、外向き膨出状に
湾曲させたことを特徴とする。

【００２３】（第３発明） 第３発明 は、図３に例示するように、第１発明または第
２発明のうち、いずれかにおいて、前記吸気導入ポート
部分５８を、その始端から終端に向けて縮径させたこと
を特徴とする。

【００２４】

【発明の作用及び効果】（第１発明） 《作用効果１》 主燃焼室内での空気の利用率が高ま
る。 仮想横断線１３よりも噴口４側で、噴射軸線１２の左右
両側に、一対のバルブリセス１０・１１を各リセス中心
１６・１７を設定することにより、仮想横断線１３より
も噴口４側に位置する一対の旋回ガス流６・７の各旋回
中心１４・１５が一対のバルブリセス１０・１１内に位
置するようにした。このため、次の利点がある。本願発
明の発明者らが発見した高速の旋回ガス流６・７の各旋
回中心１４・１５と各リセス中心１６・１７とを一致さ
せ、或いは十分に近づけることができる。このため、一
対のバルブリセス１０・１１内の空気の多くが高速の旋
回ガス流６・７に取り囲まれ、これらに引きずられて、
旋回ガス流６・７と同じ方向に矢印１８・１９のように
旋回する。空気の比重は旋回ガス流６・７のそれよりも
大きいため、遠心力差により、空気は矢印２０・２１の
ように旋回ガス流６・７内に拡散し、これらの混合が有
効に行われる。これにより、主燃焼室５内で の空気の利
用率が高まり、燃焼性能、ひいては出力性能が高まる。
また、排気ガス中の未燃焼有害成分の排出量が減少す
る。

【００２５】《作用効果２》 左右一対のバルブリセス内での混合が
有効なものになる。 一対のバルブリセス１０・１１が噴口４から近い位置に
あり、段差なく次第に浅くなる扇型のガス通過溝４０の
左右部分が、左右一対のバルブリセス１０・１１とオー
バーラップしている。このため、次の利点がある。噴口
４から噴射された燃焼膨張ガスは、ガス通過溝４０内
を、その左右内壁面に邪魔されることなく左右にスムー
ズに広がるとともに、内底面の傾斜による絞り効果によ
って速度を高めながら、ガス通過溝４０の左右のオーバ
ーラップ部分をスムーズに通過する。このため、左右の
一対の旋回ガス流６・７の速度が高く維持され、左右バ
ルブリセス１０・１１内の空気と燃焼膨張ガスとの混合
がより有効なものとなる。

【００２６】《作用効果３》 噴口と反対側のバルブリセスでも混合
が有効に行われる。 噴口４から離れた位置に設けた吸気バルブリセス３７の
リセス中心３８が噴射軸線１２から少し離れた位置にく
るようにし、ガス通過溝４０の終端を吸気バルブリセス
３７とオーバーラップさせたため、次の利点がある。ガ
ス通過溝４０内を速度を高めながら通過した直進ガス２
７は、リセス中央部を通過するうえ、吸気バルブリセス
３７の周壁面に衝突すると、この周壁面に沿って回り込
むため、吸気バルブリセス３７内の純度の高い多く空気
と燃焼膨張ガスとが長く接触する。このため、噴口４と
反対側に位置する個所でも、空気と燃焼膨張ガスとの混
合が有効に行われる。なお、吸気バルブリセス３７に代
えて、排気バルブリセスを同じ位置に配置した場合には
次の問題がある。吸気バルブリセス３７内の残留排気ガ
スは、吸気によって掃気されやすいが、排気バルブリセ
ス内の残留排気ガスは、掃気されにくい。このため、排
気バルブリセス内の空気は純度が低く、この空気と直進
ガス２７が接触しても、空気と燃焼膨張ガスの混合の効
率は低い。

【００２７】《作用効果４》 吸気の充填効率が高く維持される。 図３に例示するように、弁口間ポート部分６３の向きを
吸気導入ポート部分５ ８の向きに対して傾けたため、弁
口間ポート部分６３を通過しようとする吸気６７は、吸
気導入ポート部分５８で方向付けられたまま、慣性力で
真っすぐに進行しようとするが、この弁口間ポート部分
６３の向きが吸気導入ポート部分５８の向きに対して傾
いているため、この吸気６７は、弁口間ポート部分６３
の周壁６４の外寄り部分６５により終端ポート部分６８
に案内され、その円弧状の壁に沿って廻り込みながら、
終端吸気弁口３１からシリンダ２２内に吸入される。こ
のため、終端吸気弁口３１からシリンダ２２内に吸入さ
れる吸気６７が、シリンダ２２の内周面に沿うように方
向付けられ、吸気抵抗となる終端吸気弁口３１付近の乱
流の発生が防止され、吸気の充填効率が高く維持され
る。

【００２９】（第２発明） 第２発明は、第１発明の作用効果に加え、次の作用効果
を奏する。 《作用効果５》 吸気の充填効率が高く維持される。 図３に例示するように、外寄り部分６５で案内される吸
気６７が、その湾曲によって滑らかに案内されるので、
吸気６７の案内抵抗を小さくでき、この外寄り部分６５
を真っすぐに形成した場合に比べ、吸気の充填効率が一
層高く維持される。

【００３０】（第３発明）第１発明または第２発明の作用効果に加
え、次の作用効果を奏する。 《作用効果６》 シリンダ内でのスワール速度が高めら
れる。 図３に例示するように、吸気ポート導入部分５８から弁
口間ポート部分６３に流入する吸気の流速が高められ、
シリンダ２２内に吸入される吸気の流速が高められ、シ
リンダ２２内でのスワール速度が高められる。

【００３１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図１〜図３に基づいて、第１実施例を説明する。
この第１実施例は、副室式燃焼室を備えた縦形多気筒デ
ィーゼルエンジンで、その構造は次のとおりである。す
なわち、図１（Ｂ）に示すように、シリンダ２２の上側
にシリンダヘッド２３が組み付けられ、シリンダ２２に
ピストン２４が内嵌され、シリンダ２２内に主燃焼室５
が形成されている。シリンダヘッド２３には、燃料噴射
ノズル２を臨ませたほぼ球形のうず室式の副燃焼室１が
形成され、この副燃焼室１が噴口４を介して主燃焼室５
に連通されている。

【００３２】図１（Ａ）に示すように、噴口４はシリン
ダ２２の内周面付近、すなわち、シリンダ中心３から偏
心した位置に設けられている。図２に示すように、この
噴口４は、主噴口２５と、その左右両脇に沿う左右一対
の脇噴口２６・２６とで構成されている。

【００３３】主噴口２５は斜め向きの円筒形に形成さ
れ、その軸線２５ａは、主燃焼室５に臨むシリンダヘッ
ド面９を基準面とし、仰角ほぼ４５゜の角度に傾けら
れ、シリンダ中心軸線３に向けられている。この軸線２
５ａはシリンダ２２の中心部に向けられていればよく、
シリンダ中心軸３からある程度ずれていてもよい。

【００３４】脇噴口２６・２６は、下方拡開状の円錐台
形に形成され、その軸線２６ａ・２６ａは、図２（Ａ）
に示すように、側方から見て、主噴口２５の軸線２５ａ
と同様、仰角ほぼ４５゜の角度に傾けられ、図２（Ｂ）
に示すように、正面から見て、下側が外向きに広がるよ
うに傾けられている。主噴口２５の軸線２５ａの仰角及
び脇噴口２６の軸線２６ａの仰角は特に限定されない
が、４０゜〜５０゜程度とするのが望ましい。

【００３５】このような副室式燃焼室では、副燃焼室１
から噴口４を介して噴出した燃焼膨張ガスは、主燃焼室
５内で、次のように流動する。すなわち、図１（Ａ）に
示すように、シリンダ中心軸線３と平行な向きに見て、
噴口４から噴出した燃焼膨張ガスは、噴口４の噴射軸線
１２に沿う直進ガス流２７と、噴口４の噴射軸線１２の
両脇に位置する一対の旋回ガス流６・７とを形成する。
噴口４の噴射軸線１２は、主噴口２５の軸線２５ａの延
長線上にある。

【００３６】そして、一対の旋回ガス流６・７の各旋回
中心１４・１５の発生位置は次の通りである。すなわ
ち、シリンダ２２の径方向に、噴口４の噴射軸線１２と
直交する仮想横断線１３を想定した場合、この仮想横断
線１３から噴口４側に偏った位置に、各旋回中心１４・
１５が発生する。尚、噴口４が主噴口２５のみからなる
場合、一対の旋回ガス流６・７の旋回半径は小さくなる
が、各旋回中心１４・１５はこの実施例の場合とほぼ同
じ位置に発生する。

【００３７】また、図１（Ｂ）・（Ｃ）に示すように、
シリンダヘッド２３内には、吸気ポート２８と排気ポー
ト２９とが形成され、吸気ポート２８の中間吸気弁口３
０・終端吸気弁口３１に吸気弁３２・３３がそれぞれ開
閉自在に設けられ、排気ポート２９の排気弁口３４に排
気弁３５が開閉自在に設けられている。いわゆる三弁式
の構造である。これら吸排気弁３２・３３・３５は、プ
ッシュロッド３６等からなる動弁装置を介して所定のタ
イミングで開閉される。そして、これら吸排気弁３２・
３３・３５と対向する位置で、図１（Ａ）に示すよう
に、ピストン頂面８に、左右一対のバルブリセス１０・
１１と前側のバルブリセス３７とが凹設されている。こ
の一対のバルブリセス１０・１１の各リセス中心１６・
１７は、噴口４から本質的に等しい距離に設定してあ
る。

【００３８】そして、一対のバルブリセス１０・１１内
の空気と一対の旋回ガス流６・７との混合を有効に行わ
せるため、図１（Ａ）に示すように、シリンダ中心軸線
３と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線３を通過して
噴射軸線１２と直交する仮想横断線１３を想定した場
合、この仮想横断線１３よりも上記噴口４側で、噴射軸
線１２の左右両側に、上記一対のバルブリセス１０・１
１の各リセス中心１６・１７を設定することにより、仮
想横断線１３よりも噴口４側に位置する上記一対の旋回
ガス流６・７の各旋回中心１４・１５が上記一対のバル
ブリセス１０・１１内に位置するようにしている。すな
わち、一対のバルブリセス１０・１１の各リセス中心１
６・１７に、一対の旋回ガス流６・７の各旋回中心１４
・１５を位置させてある。各リセス中心１６・１７と旋
回中心１４・１５とは、本質的に一致していればよい。

【００３９】このような構成によれば、一対のバルブリ
セス１０・１１内の空気は、旋回ガス流６・７に周囲か
ら取り囲まれ、これに引きずられて、うず巻６・７と同
じ方向に矢印１８・１９のように旋回する。この場合、
空気の比重は燃焼膨張ガスのそれよりも大きいため、遠
心力差により、空気は矢印２０・２１のように旋回ガス
流６・７内に拡散し、これらの混合が有効に行われる。

【００４０】また、図１（Ａ）に示すように、シリンダ
中心軸線(３)と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線
(３)よりも噴口(４)から離れた位置に、吸気バルブ(３
３)を侵入させる吸気バルブリセス(３７)を設け、この
吸気バルブリセス(３７)を、そのリセス中央部が噴射軸
線(１２)上にくるとともにそのリセス中心(３８)が噴射
軸線(１２)から外れた位置にくるように構成する。

【００４１】更に、ピストン頂面８には、扇形のガス通
過溝４０が凹設されている。このガス通過溝４０は、シ
リンダ中心軸線３と平行な向きに見て、その始端部４１
が噴口４と重なる位置に形成され、この始端部４１から
噴口４の噴射軸線１２に沿って噴口４から離れるにした
がい、その幅が次第に広げられるとともに、その深さが
次第に浅くなるように形成されている。そして、ガス通
過溝４０の左右部分は、左右一対のバルブリセス１０・
１１のうち、噴射軸線１２寄りの各部分４２・４３とオ
ーバーラップし、ガス通過溝４０の終端中央部分は、前
側のバルブリセス３７うち、仮想横断線１３寄りの部分
４４とオーバーラップしている。

【００４２】このような構成によれば、噴口４から噴出
した燃焼膨張ガスがガス通過溝４０内を抵抗少なく通過
するため、左右一対の旋回ガス流６・７及び直進ガス流
２７の流速が高まり、全バルブリセス１０・１１・３７
内の空気と燃焼膨張ガスとの混合が一層促進される。

【００４３】次に、この第１実施例のシリンダヘッドの
構成を詳しく説明する。図３（Ａ）に示すように、シリ
ンダ２２の径方向に、シリンダ中心軸線３及びクランク
軸線７０と直交する第２仮想横断線５６を想定した場
合、シリンダ中心軸１３と平行な向きに見て、この第２
仮想横断線５６の両脇に位置する前側領域５４及び後側
領域５７のうち、後側領域５７に吸気ポート２８が位置
している。この吸気ポート２８は、シリンダヘッド２３
の右壁５３から左方に向けて形成してある。この吸気ポ
ート２８の始端側の吸気導入ポート部分５８は第２仮想
横断線５６と平行に形成されている。この吸気導入ポー
ト部分５８は、第２仮想横断線５６と本質的に平行であ
ればよい。そして、吸気ポート２８の中間部と終端部と
に中間吸気弁口３０と終端吸気弁口３１とが設けられ、
これらはクランク軸線７０の左右に振り分けて配置され
ている。

【００４４】そして、中間吸気弁口３０の中心点５９が
終端吸気弁口３１の中心点６０よりも第２仮想横断線５
６に近づけて配置されることにより、両中心点５９・６
０を通る中心点通過線６１が吸気導入ポート部分５８の
軸線６２に対して傾けられている。そして、両中心点５
９・６０の間に位置する弁口間ポート部分６３が、中心
点通過線６１と平行に形成されることにより、この弁口
間ポート部分６３の向きが吸気導入ポート部分５８の向
きに対して傾けられている。弁口間ポート部分６３は、
中心点通過線６１と本質的に平行であればよい。尚、図
中の符号θは吸気導入ポート部分５８の軸線６２に対す
る中心点通過線６１の傾斜角である。

【００４５】このような構成によれば、弁口間ポート部
分６３を通過しようとする吸気６７は、吸気導入ポート
部分５８で方向付けられたまま、慣性力で真っすぐに進
行しようとするが、この弁口間ポート部分６３の向きが
吸気導入ポート部分５８の向きに対して傾いているた
め、この吸気６７は、弁口間ポート部分６３の周壁６４
の外寄り部分６５により終端ポート部分６８に案内さ
れ、その円弧状の壁に沿って廻り込みながら、終端吸気
弁口３１からシリンダ２２内に吸入される。このため、
終端吸気弁口３１からシリンダ２２内に吸入される吸気
６７が、シリンダ２２の内周面に沿うように方向付けら
れ、吸気抵抗となる終端吸気弁口３１付近の乱流の発生
が防止され、吸気の充填効率が高く維持される。

【００４６】また、弁口間ポート部分６３の周壁６４の
うち、シリンダ中心軸線３と平行な向きに見て、第２仮
想横断線５６から遠い側にある外寄り部分６５が、外向
き膨出状に湾曲されている。このため、この外寄り部分
６５で案内される吸気６７が、その湾曲によって滑らか
に案内されるので、吸気６７の案内抵抗を小さくでき、
この外寄り部分６５を真っすぐに形成した場合に比べ、
吸気の充填効率が一層高く維持される。

【００４７】更に、吸気導入ポート部分５８を、その始
端から終端に向けて縮径させてある。このため、吸気ポ
ート導入部分５８から弁口間ポート部分６３に流入する
吸気の流速が高められ、シリンダ２２内に吸入される吸
気の流速が高められ、シリンダ２２内でのスワール速度
が高められる。

【００４８】尚、排気ポート２９は、第２仮想横断線５
６よりも前側領域５４で、クランク軸線７０上から左方
に向けて形成されている。排気ポート２９の始端部には
排気弁口３４が設けられている。副燃焼室１は、第２仮
想横断線５６の後ろ寄りで、クランク軸線７０の右側に
配置されている。プッシュロッド室７１は、クランク軸
線７０の左方で、第２横断線５６上に配置されている。
図中の符号７２はヘッドボルト挿通孔で、これはシリン
ダ２２を囲む位置に、６０゜毎、合計６個のものを振り
分けて配置してある。

【００４９】図４に示す第２実施例は、図１に示す第１
実施例の変更例で、左右一対のバルブリセス１０・１１
が主燃焼室５に臨むシリンダヘッド面９に形成されてい
る。このバルブリセス１０・１１は、排気弁口３４及び
中間吸気弁口３０と同心状に形成されている。

【００５０】本発明の各実施例の内容は以上の通りであ
るが、本発明は上記各実施例に限定されるものではな
い。例えば、エンジンの形式は、縦形に限らず、横形、
傾斜形であってもよい。副燃焼室１は、うず室に限ら
ず、予燃焼室であってもよい。左右一対のバルブリセス
１０・１１は、主燃焼室５に臨むシリンダヘッド面９と
ピストン頂面８のいずれか一方のみでなく、双方に形成
してもよい。

【００５１】また、本発明の各実施例は、噴口４から噴
出した燃焼膨張ガスがピストン頂面８に沿って自然に流
動することによって生じる一対の旋回ガス流６・７の各
旋回中心１４・１５を一対のバルブリセス１０・１１内
に位置させる点に特色がある。すなわち、各実施例は、
ガス案内溝等により燃焼膨張ガスの流れを一対のバルブ
リセスに向けて強制的に偏向させる構造のものではな
い。燃焼膨張ガスをガス案内溝等により強制的に偏向さ
せた場合、その多くは、一対のバルブリセスに到る前に
ガス案内溝から溢れ出し、一対のバルブリセス内には少
量の燃焼膨張ガスしか導入されない。

【００５２】尚、上記実施例で説明したガス通過溝４０
は、単に主燃焼室５に臨むシリンダヘッド面９とピスト
ン頂面８との間の絞り抵抗を減少させるために用いられ
ているものであって、燃焼膨張ガスを一対のバルブリセ
ス１０・１１に向けて強制的に偏向させるためのもので
はない。先に説明したように、一対の旋回ガス流６・７
の各旋回中心１４・１５の位置は、ガス通過溝４０があ
る場合でも無い場合でも、本質的に同じ位置にできる事
実から見ても、ガス通過溝４０により燃焼膨張ガスが一
対のバルブリセス１０・１１に向けて強制的に偏向され
ていないことが理解される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明する図で、図１
（Ａ）はシリンダに内嵌されたピストンの平面図、図１
（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図１（Ｃ）は図
１（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）の
Ｄ−Ｄ線断面図である。

【図２】本発明の第１実施例で用いる噴口の模式図で、
図２（Ａ）は側面側からみた噴口の斜視図、図２（Ｂ）
は正面側からみた噴口の斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例で用いるシリンダヘッドを
説明する図で、図３（Ａ）は横断平面図、図３（Ｂ）は
図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】本発明の第２実施例で用いるシリンダヘッドの
縦断面図である。

【符号の説明】 １…副燃焼室、３…シリンダ中心軸線、４…噴口、５…
主燃焼室、６・７…左右一対の旋回ガス流、８…ピスト
ン頂面、９…シリンダヘッド面、１０・１１…左右一対
のバルブリセス、１２…４の噴射軸線、１４・１５…６
・７の旋回中心、１６・１７…１０・１１のリセス中
心、２２…シリンダ、２３…シリンダヘッド、２８…吸
気ポート、３０…中間吸気弁口、３１…終端吸気弁口、
３２・３３…吸気弁、３５…排気弁、３７…（前側の）
バルブリセス、４０…ガス通過溝、４１…４０の始端
部、４２・４３…１０・１１の１２寄りの部分、５２…
４０の終端部、５４…（前側の）領域、５６…（第２）
仮想横断線、５７…（後側の）領域、５８…吸気導入ポ
ート部分、５９…３０の中心点、６０…３１の中心点、
６１…中心点通過線、６２…５８の軸線、６３…弁口間
ポート部分、６４…６３の周壁、６５…外寄り部分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−91325（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−58150（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−214936（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−339129（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−104914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−12023（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−195781（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−64720（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−104634（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−136226（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−4330（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−118332（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−132320（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−132340（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 19/00 - 23/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッド(２３)に副燃焼室(１)を
   設け、シリンダ(２２)内に主燃焼室(５)を設け、このシ
   リンダ(２２)にピストン(２４)を内嵌し、シリンダ中心
   軸線(３)から偏心した位置で、シリンダヘッド(２３)に
   噴口(４)を設け、この噴口(４)は主燃焼室(５)と副燃焼
   室(１)とを連通し、この噴口(４)をシリンダ(２２)の中
   心部に向けることにより、シリンダ中心軸線(３)と平行
   な向きに見て、噴口(４)から噴射された燃焼膨張ガス
   が、噴口(４)の噴射軸線(１２)に沿う直進ガス流(２７)
   と、この噴射軸線(１２)の両脇に位置する一対の旋回ガ
   ス流(６)・(７)とを形成するようにした、副燃焼室式デ
   ィーゼルエンジンであって、 主燃焼室(５)内に臨むシリンダヘッド面(９)とピストン
   頂面(８)のうち、少なくとも一方に、少なくとも一対の
   バルブリセス(１０)・(１１)を凹設し、シリンダ中心軸
   線(３)と平行な向きに見て、シリンダ中心軸線(３)を通
   過して噴射軸線(１２)と直交する仮想横断線(１３)を想
   定した場合、この仮想横断線(１３)よりも上記噴口(４)
   側で、噴射軸線(１２)の左右両側に、上記一対のバルブ
   リセス(１０)・(１１)の各リセス中心(１６)・(１７)を
   設定することにより、仮想横断線(１３)よりも噴口(４)
   側に位置する上記一対の旋回ガス流(６)・(７)の各旋回
   中心(１４)・(１５)が上記一対のバルブリセス(１０)・
   (１１)内に位置するようにし、 シリンダ中心軸線(３)と平行な向きに見て、シリンダ中
   心軸線(３)よりも噴口(４)から離れた位置に、吸気バル
   ブ(３３)を侵入させる吸気バルブリセス(３７)を設け、
   この吸気バルブリセス(３７)を、そのリセス中央部が噴
   射軸線(１２)上にくるとともにそのリセス中心(３８)が
   噴射軸線(１２)から外れた位置にくるように構成し、 ピストン頂面(８)に扇形のガス通過溝(４０)を凹設し、
   噴口(４)と対面する部分(４１)を扇の要とし、シリンダ
   中心軸線(３)と平行な向きに見て、噴口(４)から離れる
   にしたがい、その幅が次第に広がるとともに、その深さ
   が段差なく、次第に浅くなるように形成し、シリンダ中
   心軸線(３)と平行な向きに見て、ガス通 過溝(４０)の左
   右部分は、左右一対のバルブリセス(１０)・(１１)の各
   噴射軸線(１２)寄り部分(４２)・(４３)とオーバーラッ
   プさせ、ガス通過溝(４０)の終端中央部分は、前記吸気
   バルブリセス(３７)の仮想横断線(１３)寄り部分(４４)
   とオーバーラップさせ、 シリンダヘッド(２３)に吸気ポート(２８)を設け、この
   吸気ポート(２８)の中間部と終端部に中間吸気弁口(３
   ０)と終端吸気弁口(３１)とを設け、 シリンダ(２２)の径方向に、シリンダ中心軸線(３)と直
   交する仮想横断線(５６)を想定した場合、シリンダ中心
   軸線(３)と平行な向きに見て、この仮想横断線(５６)の
   両脇の領域(５４)・(５７)うち、一方の領域(５７)に、
   上記吸気ポート(２８)を位置させ、 この吸気ポート(２８)の始端側の吸気導入ポート部分
   (５８)を上記仮想横断線(５６)と本質的に平行に形成
   し、 上記仮想横断線(５６)に対し、中間吸気弁口(３０)の中
   心点(５９)よりも終端吸気弁口(３１)の中心点(６０)を
   近づけて配置することにより、両中心点(５９)・(６０)
   を通る中心点通過線(６１)を上記吸気導入ポート部分
   (５８)の軸線(６２)に対して傾け、 上記両中心点(５９)・(６０)の間に位置する弁口間ポー
   ト部分(６３)を、上記中心点通過線(６１)と本質的に平
   行に形成することにより、この弁口間ポート部分(６３)
   の向きを吸気導入ポート部分(５８)の向きに対して傾け
   た、ことを特徴とする副燃焼室式ディーゼルエンジン。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した副燃焼室式ディーゼ
   ルエンジンにおいて、 前記弁口間ポート部分(６３)の周壁(６４)のうち、シリ
   ンダ中心軸線(３)と平行な向きに見て、前記仮想横断線
   (５６)から遠い側にある外寄り部分(６５)を、外向き膨
   出状に湾曲させた、ことを特徴とする副燃焼室式ディー
   ゼルエンジン。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２のうち、いずれ
   かに記載した副燃焼室式ディーゼルエンジンにおいて、 前記吸気導入ポート部分(５８)を、その始端から終端に
   向けて縮径させた、ことを特徴とする副燃焼室式ディー
   ゼルエンジン。