JPH03121215A - ディーゼルエンジン - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明はディーゼルエンジンに係り、詳しくは不完全
燃焼を軽減するディーゼルエンジンに関する。

［従来の技術］ 車両等に搭載されるディーゼルエンジンでは、排気ガス
中に含まれる炭化水素ＨＣ，−酸化炭素ＣＯ１さらには
低負荷時に発生する白煙が大気を汚染するため、これら
の汚染物質が大気に放出されないようにすることが、公
害対策上極めて重要な；Ｊ！！Ｉになっている。

このため、例えば触媒或いは再燃焼装置等の排気浄化手
段の開発が行なわれ、この排気浄化手段を用いて大気を
汚染する物質が排出されることを低減しているが、排気
浄化手段を用いて低減するには一定の限界がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、炭化水素ＩＣ１−酸化炭素ＣＯは燃焼中に燃
料が空気中の酸素と反応し、その一部が不完全燃焼する
ことによって発生するため、ディーゼルエンジンでは燃
料を極力完全燃焼させることが排気ガス中に含まれる炭
化水素ＨＣ１酸化炭素ＣＯ自体を軽減する点で望ましい
。

このため、例えば完全燃焼するように圧縮比や燃焼温度
を設定することが考えられるが、エンジンによフては軽
量化を図るために圧縮比を下げざるを得ない場合があり
、ＨＣ，Ｃｏが発生し易くなるものがある。

また、２サイクルエンジンのように吸排気バルブがなく
、しかも水冷式エンジンではシリンダヘッドが必要以上
に冷却され、燃料を所定の温度に維持することができな
い場合がある。

さらに、低負荷時には不完全燃焼が生じ易く、白煙の原
因になっているだけでなく、特に低温時の始動暖気性や
燃焼安定性が悪くならざるを得ないことがある。

この発明はこのような実状に鑑みてなされたもので、燃
焼室を保温することによって、不完全燃焼を軽減してＨ
Ｃ，Ｃｏの発生を抑制すると共に、低負荷時の白煙の軽
減、始動暖気性や燃焼安定性を改善するディーゼルエン
ジンを提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段コ 前記課題を解決するために、この発明は、燃焼室に燃料
を噴射して自己着火するディーゼルエンジンにおいて、
前記燃焼室を形成するシリンダヘッドのピストン頂部に
対向する部分に、前記シリンダヘッドより熱伝導率が小
さい断熱板を設けたことを特徴としている。

［作用］ この発明では、シリンダヘッドに断熱板を設け、この断
熱板とピストン頂部とで燃焼室を形成しているため、燃
焼室内の熱が外部へ逃げることを軽減して保温される。

このため、燃料を所定の燃焼温度に維持することができ
、不完全燃焼が軽減する。また、低負荷時の不完全燃焼
が軽減されて白煙も防止することができ、さらに始動暖
気性や燃焼安定性も改善される。

［実施例コ 次に、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図はディーゼルエンジンの断面図、第２図は燃焼室
の断面図、第３図は燃焼室部分のシリンダヘッド底面図
、第４図はガスケットの構造を示す図である。

図面中、符号１は２サイクルデイーゼルエンジンで、ク
ランクケース２内にクランク室３が形成され、このクラ
ンクケース２に形成された吸気通路４にはリードバルブ
５が設けられている。この吸気通路４には吸気管６が接
続され、ピストン７の作動でクランク室３が負圧になる
と、リードバルブ５が自動的に開いて空気をクランク室
３に供給する。

クランクケース２にはアルミニウム製のシリンダブロッ
ク８が載置され、このシリンダブロック８にはシリンダ
へラド９が取付けられている。シリンダブロック８には
鋳鉄製のスリーブ１０が嵌合され、このスリーブ１０内
をピストン７が往復運動可能に設けられている。このピ
ストン７はピストンピン１１を介してコンロッド１２に
連結され、このコンロッド１２はクランクビン１３を介
１）てクランク軸１４に連結されている。このクランク
軸１４はクランクケース２に回動可能に軸支され、クラ
ンクケース２にはバランサー１５が取付けられている。

シリンダブロック８には排気通路１６が形成されており
、排気通路１６の開口部１６ａはピストン７の作動によ
って開閉され、排気行程で排気通路１６から排気ガスが
排出される。さらに、この排気通路１６の上方位置には
排気通路１６の下流側と連通ずる連通路１７が形成され
ており、その開口部１７ａは排気通路１６０開ロ部１５
ａの上に位置している。連通路１７には排気タイミング
制御バルブ１８が設けられ、この排気タイミング制御バ
ルブ１８で連通路１７の開度が制御され、これで排気タ
イミングを変化させることができるようになっている。

シリンダブロック８にはまた掃気通路１９が形成され、
この掃気通路１９によってクランク室３と、主燃焼室２
１とが連通されており、同様にピストン７の作動によっ
て開閉されて、掃気行程でクランク室３の空気が主燃焼
室２１へ供給される。

シリンダヘッド９はヘッド上部２２とヘッド下部２３と
に二分割されており、二分割することでシリンダヘッド
９の製造を容易にしている。シリンダヘッド９のヘッド
下部２３はシリンダブロック８にガスケット２４を介し
て接合され、ヘッド上部２２はヘッド下部２３にガスケ
ット２５を介して接合され、このシリンダヘッド９はボ
ルト２６で一体にシリンダブロック８に固定されている
。

シリンダヘッド９のヘッド下部２３には断熱板２７が鋳
造で一体に形成され、さらにホットプラグ２８がヘッド
下部２３の上方から断熱板２７を貫通して嵌合されてい
る。断熱板２７はシリンダブロック８に設けられたピス
トン７の頂部に対向して設けられ、断熱板２７の外径Ｌ
１は第２図及び第３図に示すように、ボア径Ｌ３より大
きくなフている。さらに、断熱板２７の外周には突部２
７ａを設けられて外径Ｌ２となっており、熱間時にヘッ
ド下部２３から抜けることがないようになっている。

ホットプラグ２８の下面２８ａは断熱板２７の下面２７
ｂと同一面になっており、ヘッド下部２３に設けた断熱
板２７と耐熱鋼或いはセラミックで形成されたホットプ
ラグ２８とが、シリンダブロック８に設けられたピスト
ン７の頂部との間に主燃焼室２１を形成している。

断熱板２７はヘッド下部２３より熱伝導率の小さい部材
で形成されており、例えばヘッド下部２３はアルミニウ
ムで形成され、断熱板２７は鋳鉄、鉄、ＳＵＳ等で形成
され、この断熱板２７で主燃焼室２１内の熱がヘッド下
部２３に熱伝達で逃げることを規制して主燃焼室２１を
保温し、燃料が完全燃焼するようにしている。

ヘッド下部２３に嵌合されたホットプラグ２８の凹部２
８ｂと、ヘッド上部２２の凹部２２ａとで副燃焼室２９
が形成され、この副燃焼室２９はホットプラグ２８に形
成された燃料通路３０で主燃焼室２１と連通している。

この燃料通路３０は副燃焼室２９の略中央部に臨むよう
に、また主燃焼室２１の略中央部を臨むように傾斜して
形成し、副燃焼室２９からの燃焼が主燃焼室２１に円滑
に伝達されるようになっている。

シリンダヘッド９のヘッド上部２２には副燃焼室２９に
臨むようにインジェクタ３１とグロープラグ３２とが設
けられている。

インジェクタ３１から所定の点火タイミングで燃料が副
燃焼室２９に噴射され、このインジェクタ３１の燃料噴
射により自己着火して燃料が燃焼する。また、グロープ
ラグ３２は副燃焼室２９内にその加熱部３２ａが位置し
ており、エンジンの冷間始動時に副燃焼室２９の空気の
温度を上昇させて容易に着火できるようにして始動性を
向上させている。

シリンダヘッド９のヘッド上部２２にはウォータジャケ
ット３３が形成され、このウォータジャケット３３はイ
ンジェクタ３１の周囲に形成された通路３４からヘッド
下部２３に形成された通路３５を介してシリンダブロッ
ク８のウォータジャケット３６に連通しており、シリン
ダブロック８及びシリンダヘッド９のヘッド上部２２を
冷却している。

このように、シリンダヘッド９のヘッド下部２３にはヘ
ッド上部２２の通路３４とシリンダブロック８のウォー
タジャケット３６とを連通ずる通路３５を形成するだけ
であり、主燃焼室２１や副燃焼室２９が冷却されること
がないようにしている。また、シリンダブロック８とヘ
ッド下部２３との間に設けられたガスケット２４と、ヘ
ット下部２３とヘッド上部２２との間に設けられたガス
ケット２５は例えば第４図に示すように、３枚重ねのス
テンレス板３７〜３９で構成され、両性側のステンレス
板３Ｂ、３９に突起３８ａ、３９ａが形成されており、
これらを両方向から押圧することで気密性を向上するよ
うになっている。ガスケット２４には主燃焼室２１の両
側に突起４０を設けて気密性を向上させ、またガスケッ
ト２５には主燃焼室２１の副燃焼室２９の両側に突起４
２を設けて気密性を向上させている。

このように、主燃焼室２１はピストン７の頂部と対向す
る部分がシリンダヘッド９のヘッド下部２３に設けた断
熱板２７で形成されており、この断熱板２７で主燃焼室
２１の熱がヘッド下部２３側に逃げないように保温して
いる。

また、シリンダへラド９のヘッド上部２２に形成された
ウォータジャケット３３の冷却水等により、ヘッド下部
２３が冷却されることがないので、主燃焼室２１内での
不完全燃焼が軽減され、不完全燃焼によるＨＣｌ０Ｃ自
体の発生を低減することがで診る。

また、低負荷時の不完全燃焼が軽減されて白煙も防止す
ることができ、さらに始動暖気性や燃焼安定性も改善さ
れる。

第５図乃至第７図はこの発明の他の実施例を示しており
、第５図は燃焼室部分の断面図、第６図は燃焼室部分の
シリンダヘッド底面図、第７図はシリンダヘッドのヘッ
ド部と断熱板とで形成される空気断熱層を示す断面図で
ある。

この実施例では第１図乃至第４図に示したものと同一符
号で示した部材は同様に構成されているから説明を省略
する。この実施例ではシリンダヘッド９のヘッド下部２
３にホットプラグ２８が下方から嵌合され、このホット
プラグ２８に断熱板５０がヘッド下方から嵌合され、断
熱板５０をシリンダヘッド９のヘッド下部２３と別体に
形成している。この断熱板５０の外径Ｌ４は脱落しない
ようにボア径Ｌ５より大径となっている。

このように、断熱板５０をシリンダヘッド９のヘッド下
部２３と別体にすると、断熱板５０とヘッド下部２３と
の材質の差により熱膨張率が異なるため、第７図に示す
ように、熱間時に断熱板５０とヘッド下部２３との間に
断熱空気層５１が形成されるので、保温効果が一層高ま
る。

また、この実施例は燃焼室が主燃焼室２１と副燃焼室２
９とで構成されるものについて説明したが、燃焼室の構
成は特に限定されないで、種々の構造の燃焼室を有する
ディーゼルエンジンに適用可能である。また、２サイク
ルのエンジンに限定されないことは勿論で藁る。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、シリンダヘッドに、
シリンダヘッドより熱伝導率が小さい断熱板をピストン
頂部に対向させ燃焼室を形成するように設けたから、断
熱板で燃焼室内の熱が外部へ逃げることを軽減して、燃
焼室を保温することができる。

従つて、燃料を所定の燃焼温度にすることができ不完全
燃焼を軽減することができ、排気ガス中に含まれる炭化
水素ＨＣｌ−酸化炭素ＣＯ自体の発生を軽減することが
できる。

また、低負荷時の不完全燃焼が軽減されて白煙も防止す
ることができ、ざらに始動暖気性や燃焼安定性も改善さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はディーゼルエンジンの断面図、第２図は燃焼室
部分の断面図、第３図は燃焼室部分のシリンダヘッド底
面図、第４図はガスケットの構造を示す図、第５図乃至
第７図はこの発明の他の実施例を示しており、第５図は
燃焼室部分の断面図、第６図は燃焼室部分のシリンダヘ
ッド底面図、第７図はシリンダヘッドのヘッド部と断熱
板とで形成される空気断熱層を示す断面図である。 図中符号７はピストン、８はシリンダブロック、９はシ
リンダヘッド、２１は主燃焼室、２２はヘッド上部、２
３はヘッド下部、２９は副燃焼室、３０は燃料通路、２
７．５０は断熱板、２８はホットプラグである。 第 ４ 図 第 図 第 ７ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室に燃料を噴射して自己着火するディーゼルエンジ
   ンにおいて、前記燃焼室を形成するシリンダヘッドのピ
   ストン頂部に対向する部分に、前記シリンダヘッドより
   熱伝導率が小さい断熱板を設けたことを特徴とするディ
   ーゼルエンジン。