(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド(１)に、燃料噴射ノズル(２)を臨ませた渦室(３)を形成し、この渦室(３)に噴口(４)を介して主燃焼室(５)を連通させ、渦室(３)にグロープラグ(６)の先端部(７)を侵入させた、渦室式ディーゼルエンジンにおいて、
グロープラグ(６)の先端部(７)にエッジ(８)を設けるに当たり、
グロープラグ(６)の先端面周縁(９)でエッジ(８)を形成し、
渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面(１４)に十文字の先端面溝(１９)を形成し、この先端面溝(１９)の開口縁(２０)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成し、このグロープラグ中心寄りのエッジ(８)をグロープラグ(６)の先端で渦流(１３)の下流側に臨ませた、ことを特徴とする渦室式ディーゼルエンジン。
【請求項２】
シリンダヘッド(１)に、燃料噴射ノズル(２)を臨ませた渦室(３)を形成し、この渦室(３)に噴口(４)を介して主燃焼室(５)を連通させ、渦室(３)にグロープラグ(６)の先端部(７)を侵入させた、渦室式ディーゼルエンジンにおいて、
グロープラグ(６)の先端部(７)にエッジ(８)を設けるに当たり、
グロープラグ(６)の先端面周縁(９)でエッジ(８)を形成し、
渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面に複数本の平行溝(２１)を設け、この平行溝(２１)の開口縁(２２)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りのエッジ(８)を形成し、このグロープラグ中心寄りのエッジ(８)をグロープラグ(６)の先端で渦流(１３)の下流側に臨ませた、ことを特徴とする渦室式ディーゼルエンジン。
【請求項３】
シリンダヘッド(１)に、燃料噴射ノズル(２)を臨ませた渦室(３)を形成し、この渦室(３)に噴口(４)を介して主燃焼室(５)を連通させ、渦室(３)にグロープラグ(６)の先端部(７)を侵入させた、渦室式ディーゼルエンジンにおいて、
グロープラグ(６)の先端部(７)にエッジ(８)を設けるに当たり、
グロープラグ(６)の先端面周縁(９)でエッジ(８)を形成し、
渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面(１４)に複数本の同心の環状溝(２３)を設け、この環状溝(２３)の開口縁(２４)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成し、このグロープラグ中心寄りのエッジ(８)をグロープラグ(６)の先端で渦流(１３)の下流側に臨ませた、ことを特徴とする渦室式ディーゼルエンジン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載した渦室式ディーゼルエンジンにおいて、
グロープラグ(６)の先端部(７)を円柱形に形成し、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)で円形のエッジ(８)を形成した、ことを特徴とする渦室式ディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦室式ディーゼルエンジンに関し、詳しくは、排気ガス特性を良好にすることができる渦室式ディーゼルエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の渦室式ディーゼルエンジンとして、本発明と同様、シリンダヘッドに、燃料噴射ノズルを臨ませた渦室を形成し、この渦室に噴口を介して主燃焼室を連通させ、渦室にグロープラグを侵入させたものがある(例えば、特許文献１参照)。
この種の渦室式ディーゼルエンジンでは、直接噴射式ディーゼルエンジンに比べ、燃料噴射圧が低くて済み、安価な燃料噴射装置を用いることができることに加え、グロープラグによって始動性を高めることができる利点がある。
【０００３】
しかし、上記従来の渦室式ディーゼルエンジンでは、燃焼性の改善のため、噴口の形状を変更する等の措置が行われているに過ぎず、グロープラグには表面にエッジのないものが使用されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７１６４８号公報(図１、図２参照)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》  排気ガス特性の改善に限界がある。
噴口の形状を変更する等の措置のみで燃焼性を改善した場合、ＰＭ(パティキュレートマター)が低減しても、一般にこれとトレードオフの関係にある窒素酸化物が増加する等、排気ガス特性の改善に限界がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することができる渦室式ディーゼルエンジン、すなわち、排気ガス特性を良好にすることができる渦室式ディーゼルエンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(共通部分)
請求項１から請求項３に係る発明の発明特定事項の共通部分は、次の通りである。
図１(Ａ)に例示するように、シリンダヘッド(１)に、燃料噴射ノズル(２)を臨ませた渦室(３)を形成し、この渦室(３)に噴口(４)を介して主燃焼室(５)を連通させ、渦室(３)にグロープラグ(６)の先端部(７)を侵入させた、渦室式ディーゼルエンジンにおいて、
図２(Ｇ)(Ｈ)、図３(Ａ)〜(Ｄ)に例示するように、プラグ(６)の先端部(７)にエッジ(８)を設けるに当たり、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)でエッジ(８)を形成し、先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成し、このグロープラグ中心寄りのエッジ(８)をグロープラグ(６)の先端で渦流(１３)の下流側に臨ませた。
(固有部分)
請求項１〜３に係る発明の発明特定事項の固有部分は、次の通りである。
請求項１については、図２(Ｇ)(Ｈ)に例示するように、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面(１４)に十文字の先端面溝(１９)を形成し、この先端面溝(１９)の開口縁(２０)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成した点にある。
請求項２については、図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面に複数本の平行溝(２１)を設け、この平行溝(２１)の開口縁(２２)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成した点にある。
請求項３については、図３(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面(１４)に複数本の同心の環状溝(２３)を設け、この環状溝(２３)の開口縁(２４)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成した点にある。
【発明の効果】
【０００８】
（請求項１〜請求項３に係る発明に共通の効果）
《効果》  排気ガス特性を良好にすることができる。
ＰＭを増加させることなく、窒素酸化物を低減することができ、排気ガス特性を良好にすることができる。その理由は、次のように考えられる。エッジ(８)がヒートポイントとなって、着火の時期が早まり、燃焼が長い時間かけて緩慢に行われるため、燃焼最高温度が低くなり、窒素酸化物を低減することができる。しかも、ヒートポイントがグロープラグ(６)の先端部(７)に設けたエッジ(８)であるため、渦室(３)にヒートポイント形成部材を新たに侵入させる場合と違い、渦流(１３)の流れを邪魔することがない。このため、燃焼が悪化せず、ＰＭが増加しない。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
（請求項１に係る発明の効果）
《効果》  渦流の流れがエッジで乱されることがない。
図２(Ｇ)(Ｈ)に例示するように、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面(１４)に十文字の先端面溝(１９)を形成し、この先端面溝(１９)の開口縁(２０)でエッジ(８)を形成したため、渦流(１３)がエッジ(８)に衝突せず、渦流(１３)の流れがエッジ(８)で乱されることがない。
【００１４】
（請求項２に係る発明の効果）
《効果》  ヒートポイントの発生箇所が多くなる。
図３(Ａ)(Ｂ)に例示するように、グロープラグ(６)の先端面に複数本の平行溝(２１)を設け、この平行溝(２１)の開口縁(２２)でエッジ(８)を形成したため、エッジ(８)の総距離が長くなり、ヒートポイントの発生箇所が多くなる。
【００１５】
（請求項３に係る発明の効果）
《効果》  ヒートポイントの発生箇所が多くなる。
図３(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、グロープラグ(６)の先端面(１４)に複数本の同心の環状溝(２３)を設け、この環状溝(２３)の開口縁(２４)でエッジ(８)を形成したため、エッジ(８)の総距離が長くなり、ヒートポイントの発生箇所が多くなる。
【００１６】
(請求項４に係る発明の効果)
請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エッジの形成が容易である。
図２(Ｇ)(Ｈ)、図３(Ａ)〜(Ｄ)に例示するように、グロープラグ(６)の先端部(７)を円柱形に形成し、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)で円形のエッジ(８)を形成したため、エッジ(８)の形成が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１参考形態に係る渦室式ディーゼルエンジンを説明する図である。
【００１８】
本発明の第１参考形態の概要は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、シリンダブロック(２７)の上部にシリンダ(２８)を設け、シリンダ(２８)の上部にシリンダヘッド(１)を組み付けている。シリンダヘッド(１)に、燃料噴射ノズル(２)を臨ませた渦室(３)を形成し、この渦室(３)に噴口(４)を介して主燃焼室(５)を連通させ、渦室(３)にグロープラグ(６)の先端部(７)を侵入させている。
【００１９】
燃焼室の具体的構造は、次の通りである。
シリンダヘッド(１)にその下面から下開口凹部(２９)を上向きに凹設し、この下開口凹部(２９)に噴口口金(３０)を内嵌し、下開口凹部(２９)の奥の下開口半球部(３１)と、噴口口金(３０)の上開口半球部(３２)とで、ほぼ球形の渦室(３)を形成している。また、シリンダ(２８)にはピストン(３３)を内嵌し、ピストン(３３)とシリンダヘッド(１)との間で、シリンダ(２８)内に主燃焼室(５)を形成している。噴口(４)は、噴口口金(３０)に形成されている。グロープラグ(６)は、シリンダヘッド(１)に組み付けられ、その先端部(７)が下開口半球部(３１)に侵入し、燃料噴射ノズル(２)に対し、渦室(３)の渦流(１３)下流側に位置している。シリンダ(２８)の周囲にはシリンダジャケット(３４)を設け、渦室(３)の周囲にはヘッドジャケット(３５)を設け、シリンダジャケット(３４)とヘッドジャケット(３５)とで水冷ジャケットを形成している。
【００２０】
グロープラグの工夫は、次の通りである。
グロープラグ(６)の先端部(７)にエッジ(８)を設けている。具体的には、図１(Ｂ)(Ｃ)に示すように、グロープラグ(６)の先端部(７)を円柱形に形成し、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)で円形のエッジ(８)を形成している。このグロープラグ(６)の構造を変形し、燃料噴射ノズル(２)に対し、渦室(３)の渦流(１３)下流側の同じ位置に配置してもよい。
【００２１】
第２〜第５参考形態と第１〜第３実施形態で用いるグロープラグの構成は、次の通りである。
図１の第１参考形態で用いたグロープラグ(６)は、先端部(７)が単なる円柱形で、周側や先端面に溝や窪みを有しない。これに対し、第２〜第５参考形態、第１〜第３実施形態で用いるグロープラグは、次の点が相違する。図２(Ａ)(Ｂ)に示す第２参考形態で用いるグロープラグ(６)は、先端部(７)を円柱形に形成し、その先端部(７)の周側にその周方向に沿う複数の周側溝(１１)を形成し、各周側溝(１１)の開口縁(１２)で円形のエッジ(８)を形成している。この第２参考形態では、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)で形成された円形のエッジ(８)に、各周側溝(１１)の開口縁(１２)で形成された円形のエッジ(８)が追加されることになる。
【００２２】
図２(Ｃ)(Ｄ)に示す第３参考形態で用いるグロープラグ(６)は、先端部(７)を円柱形に形成し、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面(１４)に凹部(１５)を形成し、この凹部(１５)の開口縁(１６)でエッジ(８)を形成している。この凹部(１５)は円盤形の凹部である。この第３参考形態では、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)で形成された円形のエッジ(８)に、凹部(１５)の開口縁(１６)で形成された円形のエッジ(８)が追加されることになる。
【００２３】
図２(Ｅ)(Ｆ)に示す第４参考形態で用いるグロープラグ(６)は、先端部(７)を円柱形に形成し、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)に先端面全体が後退する円錐の錐形凹部(１７)を形成し、この錐形凹部(１７)の開口縁(１８)で円形のエッジ(８)を形成している。この第４参考形態では、グロープラグ(６)の先端面周縁(１８)に形成された円形のエッジ(８)が鋭角に形成される。
【００２４】
図２(Ｇ)(Ｈ)に示す第１実施形態で用いるグロープラグ(６)は、先端部(７)を円柱形に形成し、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面(１４)に先端面溝(１９)を形成し、この先端面溝(１９)の開口縁(２０)でエッジ(８)を形成している。この先端面溝(１９)は十文字に形成されている。この第１実施形態では、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)に形成された円形のエッジ(８)に、先端面溝(１９)の開口縁(２０)に形成されたエッジ(８)が追加されることになる。すなわち、この第１実施形態では、先端面溝(１９)の開口縁(２０)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成し、このグロープラグ中心寄りのエッジ(８)をグロープラグ(６)の先端で渦流(１３)の下流側に臨ませる。
【００２５】
図３(Ａ)(Ｂ)に示す第２実施形態で用いるグロープラグ(６)は、先端部(７)を円柱形に形成し、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面に複数本の平行溝(２１)を設け、この平行溝(２１)の開口縁(２２)でエッジ(８)を形成している。この第２実施形態では、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)で形成された円形のエッジ(８)に、平行溝(２１)の開口縁(２２)で形成されたエッジ(８)が追加されることになる。すなわち、この第２実施形態では、平行溝(２１)の開口縁(２２)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りのエッジ(８)を形成し、このグロープラグ中心寄りのエッジ(８)をグロープラグ(６)の先端で渦流(１３)の下流側に臨ませる。
【００２６】
図３(Ｃ)(Ｄ)に示す第３実施形態で用いるグロープラグ(６)は、先端部(７)を円柱形に形成し、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端面(１４)に複数本の同心円の環状溝(２３)を設け、この環状溝(２３)の開口縁(２４)でエッジ(８)を形成している。この第３実施形態では、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)で形成された円形のエッジ(８)に、環状溝(２３)の開口縁(２４)で形成されたエッジ(８)が追加されることになる。すなわち、この第３実施形態では、環状溝(２３)の開口縁(２４)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成し、このグロープラグ中心寄りのエッジ(８)をグロープラグ(６)の先端で渦流(１３)の下流側に臨ませる。
【００２７】
図３(Ｅ)(Ｆ)に示す第５参考形態で用いるグロープラグ(６)は、先端部(７)を円柱形に形成し、渦室(３)の渦流(１３)の下流に向けたグロープラグ(６)の先端に円柱の柱状突起(２５)を設け、柱状突起(２５)の先端面周縁部(２６)で円形のエッジ(８)を形成している。この第５参考形態では、グロープラグ(６)の先端面周縁(９)で形成された円形のエッジ(８)に、柱状突起(２５)の先端面周縁部(２６)で形成された円形のエッジ(８)が追加されることになる。すなわち、この第５参考形態では、柱状突起(２５)の先端面周縁部(２６)で先端面周縁(９)のエッジ(８)よりもグロープラグ中心寄りに位置するエッジ(８)を形成し、このグロープラグ中心寄りのエッジ(８)をグロープラグ(６)の先端で渦流(１３)の下流側に臨ませる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１参考形態に係る渦流式ディーゼルエンジンを説明する図で、図１(Ａ)は縦断面図、図１(Ｂ)はグロープラグの先端部の側面図、図１(Ｃ)は図１(Ｂ)のＣ方向矢視図である。
【図２】本発明の第２〜第４参考形態と第１実施形態で用いるグロープラグを説明する図で、図２(Ａ)は第２参考形態で用いるグロープラグの側面図、図２(Ｂ)は図２(Ａ)のＢ方向矢視図、図２(Ｃ)は第３参考形態で用いるグロープラグの側面図、図２(Ｄ)は図２(Ｃ)のＤ方向矢視図、図２(Ｅ)は第４参考形態で用いるグロープラグの側面図、図２(Ｆ)は図２(Ｅ)のＦ方向矢視図、図２(Ｇ)は第１実施形態で用いるグロープラグの側面図、図２(Ｈ)は図２(Ｇ)のＨ方向矢視図である。
【図３】本発明の第２〜第３実施形態と第５参考形態で用いるグロープラグを説明する図で、図３(Ａ)は第２実施形態で用いるグロープラグの側面図、図３(Ｂ)は図３(Ａ)のＢ方向矢視図、図３(Ｃ)は第３実施形態で用いるグロープラグの側面図、図３(Ｄ)は図３(Ｃ)のＤ方向矢視図、図３(Ｅ)は第５参考形態で用いるグロープラグの側面図、図３(Ｆ)は図３(Ｅ)のＦ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００２９】
(１) シリンダヘッド
(２) 燃料噴射ノズル
(３) 渦室
(４) 噴口
(５) 主燃焼室
(６) グロープラグ
(７) 先端部
(８) エッジ
(９) 先端面周縁
(１３) 渦流
(１４) 先端面
(１９) 先端面溝
(２０) 開口縁
(２１) 平行溝
(２２) 開口縁
(２３) 環状溝
(２４) 開口縁
【図１】
0004252962.tif 000002
【図２】
0004252962.tif 000003
【図３】
0004252962.tif 000004