JPH0212266Y2 - - Google Patents
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- JPH0212266Y2 JPH0212266Y2 JP1987024936U JP2493687U JPH0212266Y2 JP H0212266 Y2 JPH0212266 Y2 JP H0212266Y2 JP 1987024936 U JP1987024936 U JP 1987024936U JP 2493687 U JP2493687 U JP 2493687U JP H0212266 Y2 JPH0212266 Y2 JP H0212266Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- piston
- shape
- section
- cross
- Prior art date
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は直接噴射式内燃機関の改善に関する。
従来の直接噴射式デイーゼル機関の燃焼室構造
を第１図に示す。
を第１図に示す。
図において、０１はピストン、０２は燃焼室
（ピストンキヤビテイ）、０３は燃料弁、０４はシ
リンダヘツド、０５はシリンダライナ、０６はピ
ストン頂部とシリンダヘツド下面とで形成される
隙間部、０７は燃料噴霧である。
（ピストンキヤビテイ）、０３は燃料弁、０４はシ
リンダヘツド、０５はシリンダライナ、０６はピ
ストン頂部とシリンダヘツド下面とで形成される
隙間部、０７は燃料噴霧である。
直接噴射式デイーゼル機関では、混合気をシリ
ンダ内で形成させるため、燃料弁０３の多孔ノズ
ルより燃焼室０２の壁へ向つて燃料を噴射し、燃
料噴霧０７を形成させ、その中心線を燃焼室０２
の壁に対しほぼ直角に近い角度で衝突させる。従
つて、燃料噴霧は燃焼室壁面の上下方向に拡が
る。着火後は、この燃料分布に従い、火炎が発達
する。
ンダ内で形成させるため、燃料弁０３の多孔ノズ
ルより燃焼室０２の壁へ向つて燃料を噴射し、燃
料噴霧０７を形成させ、その中心線を燃焼室０２
の壁に対しほぼ直角に近い角度で衝突させる。従
つて、燃料噴霧は燃焼室壁面の上下方向に拡が
る。着火後は、この燃料分布に従い、火炎が発達
する。
しかし上記のものでは次のような欠点がある。
第１図に着火後火炎が拡がり、燃焼室上部へ発
達した部分はピストン頂部とシリンダヘツド下面
とで形成される隙間部０６に侵入している状態を
示している。この隙間部０６では、燃料が噴射さ
れた後の燃焼は上死点近傍ではその厚さが薄く火
炎が冷却され、この部分での燃焼が十分に進行せ
ず不完全燃焼する。しかし、一方この部分にある
空気は無視できず、充填空気量の20％近くに達す
る。従つて、空気利用率にも限度がある。
達した部分はピストン頂部とシリンダヘツド下面
とで形成される隙間部０６に侵入している状態を
示している。この隙間部０６では、燃料が噴射さ
れた後の燃焼は上死点近傍ではその厚さが薄く火
炎が冷却され、この部分での燃焼が十分に進行せ
ず不完全燃焼する。しかし、一方この部分にある
空気は無視できず、充填空気量の20％近くに達す
る。従つて、空気利用率にも限度がある。
本考案の目的は上記の点に着目し、直接噴射式
内燃機関の燃焼効率を向上させる燃焼室構造を提
供することであり、その特徴とするところは、ピ
ストン上面に凹設された燃焼室の上記ピストン上
面への開口部と底面との形状をそれぞれ同数の円
弧状の線分を辺とし周辺よりも小径の円弧状の線
分を上記各辺を接続する隅角部として、開口部を
底面の多辺形状よりも小さな多辺形状に形成する
と共に、上記開口部と底面とは周方向にθ＜
360゜／2n（ｎ：辺の数）の角度だけ偏位して配置
され、かつ上記燃焼室の側壁面のピストン軸心線
とほぼ平行な断面形状を辺の長さの1/2以下の半
径の円弧状に形成し直線部のない形状に形成した
ことである。
内燃機関の燃焼効率を向上させる燃焼室構造を提
供することであり、その特徴とするところは、ピ
ストン上面に凹設された燃焼室の上記ピストン上
面への開口部と底面との形状をそれぞれ同数の円
弧状の線分を辺とし周辺よりも小径の円弧状の線
分を上記各辺を接続する隅角部として、開口部を
底面の多辺形状よりも小さな多辺形状に形成する
と共に、上記開口部と底面とは周方向にθ＜
360゜／2n（ｎ：辺の数）の角度だけ偏位して配置
され、かつ上記燃焼室の側壁面のピストン軸心線
とほぼ平行な断面形状を辺の長さの1/2以下の半
径の円弧状に形成し直線部のない形状に形成した
ことである。
この場合は、燃焼室壁面での燃料噴霧運動及び
空気流動を制御することにより、燃焼効率の向上
が実現され、直接噴射式内燃機関の性能が改善さ
れる。
空気流動を制御することにより、燃焼効率の向上
が実現され、直接噴射式内燃機関の性能が改善さ
れる。
以下図面を参照して本考案による実施例につき
説明する。
説明する。
第２図は本考案による第１実施例の燃焼室を設
けたピストンを示す上面図、第３図は第２図の
−矢視断面図、第４図は第２図の−矢視断
面図、第５図は第２図の−矢視断面図、第６
図は第２図の−矢視断面図、第７図は第２図
の−矢視断面図、第８図は第２図の−矢
視断面図である。
けたピストンを示す上面図、第３図は第２図の
−矢視断面図、第４図は第２図の−矢視断
面図、第５図は第２図の−矢視断面図、第６
図は第２図の−矢視断面図、第７図は第２図
の−矢視断面図、第８図は第２図の−矢
視断面図である。
図において、８はピストン本体、９は本考案に
よるピストンキヤビテイの上部形状、即ちピスト
ン本体８の上面より内方へ凹設された燃焼室のピ
ストン上面への開口部の形状である。１０は同燃
焼室の底面形状、１１は同燃焼室の側壁面であ
る。
よるピストンキヤビテイの上部形状、即ちピスト
ン本体８の上面より内方へ凹設された燃焼室のピ
ストン上面への開口部の形状である。１０は同燃
焼室の底面形状、１１は同燃焼室の側壁面であ
る。
燃焼室の上部形状９は、大きな半径RUをもつ
円弧状の線分を辺とし、小さな半径rUをもつ円弧
状の線分を隅角部とする多辺形状となつている。
第２図は四辺形状の場合を示している。
円弧状の線分を辺とし、小さな半径rUをもつ円弧
状の線分を隅角部とする多辺形状となつている。
第２図は四辺形状の場合を示している。
また、燃焼室の下部形状、即ち底面形状１０は
大きな半径RBをもつ円弧状の線分を辺とし、小
さな半径rBをもつ円弧状の線分を隅角部とする多
辺形状となつている。即ち、開口部の多辺形は底
面の多辺形状よりも小さな多辺形状になつてい
る。第２図は四辺形状の場合を示している。
大きな半径RBをもつ円弧状の線分を辺とし、小
さな半径rBをもつ円弧状の線分を隅角部とする多
辺形状となつている。即ち、開口部の多辺形は底
面の多辺形状よりも小さな多辺形状になつてい
る。第２図は四辺形状の場合を示している。
上部と下部の形状９，１０の中心位置を一致さ
せ、しかも上方から見て両四辺形の隅角部は一致
しておらず角度θ＜360゜／2n（ｎ：辺の数）だけ
周方向にずらした形状としている。
せ、しかも上方から見て両四辺形の隅角部は一致
しておらず角度θ＜360゜／2n（ｎ：辺の数）だけ
周方向にずらした形状としている。
壁面１１は上部四辺形と下部四辺形の中心を通
る垂直断面、即ちピストン軸心線とほぼ平行な断
面、の各四辺形の交点を、第３図のａ，a′のよう
に辺の長さの1/2以下の半径の円弧で結んで、か
つ底面部を小さな半径r2で角を形成した形状とな
つている。
る垂直断面、即ちピストン軸心線とほぼ平行な断
面、の各四辺形の交点を、第３図のａ，a′のよう
に辺の長さの1/2以下の半径の円弧で結んで、か
つ底面部を小さな半径r2で角を形成した形状とな
つている。
従つて、壁面１１は第４図ないし第８図に示す
ように各断面の円弧を形成する中心点OWが円周
方向−断面から−断面に行くに従い、上
部に近づく。燃焼室上部の多辺形状の隅角部を通
る−断面で最も上部に近づく。さらに−
断面から−断面では各断面の円弧を形成する
中心点OWは、次第に底部に近づくことになる。
ように各断面の円弧を形成する中心点OWが円周
方向−断面から−断面に行くに従い、上
部に近づく。燃焼室上部の多辺形状の隅角部を通
る−断面で最も上部に近づく。さらに−
断面から−断面では各断面の円弧を形成する
中心点OWは、次第に底部に近づくことになる。
これらの壁面は燃焼室周方向ではなめらかに連
なつており、燃焼室壁面の深さ方向の中間点は第
２図の一点鎖線で示される。
なつており、燃焼室壁面の深さ方向の中間点は第
２図の一点鎖線で示される。
第２図の−断面を示す第４図では、燃焼室
上部が張り出しており、張出し量が上方から見て
上部形状と下部形状とが交わる−断面まで減
少している。−断面から−断面までは、
ピストン上方から見た平面図で、上部形状が下部
形状より多辺形状の中心から遠く燃焼室底面を上
方からのぞくことが可能であるように燃焼室上部
が開いた形状となる（第６図参照）。
上部が張り出しており、張出し量が上方から見て
上部形状と下部形状とが交わる−断面まで減
少している。−断面から−断面までは、
ピストン上方から見た平面図で、上部形状が下部
形状より多辺形状の中心から遠く燃焼室底面を上
方からのぞくことが可能であるように燃焼室上部
が開いた形状となる（第６図参照）。
第７図の断面では、ピストン上方から見て、上
部形状と下部形状とが交わつている。−断面
では、燃焼室上部が張り出している。
部形状と下部形状とが交わつている。−断面
では、燃焼室上部が張り出している。
以上の−断面から−断面までの変化を
燃焼室側壁上でくり返えす。
燃焼室側壁上でくり返えす。
１２は燃料噴霧の噴射方向を示しており、上部
多辺形と同数の噴霧をもつており、第２図では四
辺形と対応して四本の噴霧を噴射する燃料弁（図
示せず）を使用する。燃料噴霧の壁面への衝突点
はピストン上方から見て燃焼室上部が張り出して
いる部分とする。
多辺形と同数の噴霧をもつており、第２図では四
辺形と対応して四本の噴霧を噴射する燃料弁（図
示せず）を使用する。燃料噴霧の壁面への衝突点
はピストン上方から見て燃焼室上部が張り出して
いる部分とする。
上記構成の場合の作用、効果について述べる。
燃料弁から燃焼室外周に向つて噴射された燃料
は燃料噴霧を形成して噴射方向１２に示すように
燃焼室内のピストン上方から見て燃焼室上部が燃
焼室中心側に張り出している部分に衝突せしめ
る。
は燃料噴霧を形成して噴射方向１２に示すように
燃焼室内のピストン上方から見て燃焼室上部が燃
焼室中心側に張り出している部分に衝突せしめ
る。
噴霧衝突時には燃焼室上部が燃焼室中心側に張
り出しているため、衝突直後はピストン上面に噴
出しにくく、壁面が円弧状で丸味を帯びており、
なめらかな曲面を形成しているため、壁面におけ
る燃料噴霧運動を減衰させることなく、また壁面
での空気流動を減衰させることなく、噴霧を壁面
に沿つて発達させ、燃焼室上部が開いた断面（例
えば第５図より第７図まで）でピストン上面へ発
達させることが可能である。
り出しているため、衝突直後はピストン上面に噴
出しにくく、壁面が円弧状で丸味を帯びており、
なめらかな曲面を形成しているため、壁面におけ
る燃料噴霧運動を減衰させることなく、また壁面
での空気流動を減衰させることなく、噴霧を壁面
に沿つて発達させ、燃焼室上部が開いた断面（例
えば第５図より第７図まで）でピストン上面へ発
達させることが可能である。
即ち、通常、着火は燃料噴霧が燃焼室壁面に衝
突する前後に起る。また、この時期はピストンが
上死点近傍にあるため、クリアランスが最も小さ
い。本考案によれば着火時にはピストン上面へ噴
霧火炎が吹き出しにくく、火炎が冷却されにく
い。また、壁面が丸味を帯び燃焼室壁面の凹凸が
無いため、燃料噴霧運動を持続させ混合作用を損
うことなく、燃焼室壁面上を発達させることがで
きる。
突する前後に起る。また、この時期はピストンが
上死点近傍にあるため、クリアランスが最も小さ
い。本考案によれば着火時にはピストン上面へ噴
霧火炎が吹き出しにくく、火炎が冷却されにく
い。また、壁面が丸味を帯び燃焼室壁面の凹凸が
無いため、燃料噴霧運動を持続させ混合作用を損
うことなく、燃焼室壁面上を発達させることがで
きる。
ピストンが下降する時期になると、高い混合作
用を持つた噴霧火炎がピストン上面へ拡散しやす
くなり、空気利用率が高くなる。従つて、排気黒
煙が排出されにくく、燃焼効率の高い燃焼が達成
される。
用を持つた噴霧火炎がピストン上面へ拡散しやす
くなり、空気利用率が高くなる。従つて、排気黒
煙が排出されにくく、燃焼効率の高い燃焼が達成
される。
第９図は本考案による第２実施例の燃焼室を設
けたピストンを示す上面図、第１０図は第９図の
−矢視断面図、第１１図は第９図のXI−XI矢
視断面図、第１２図は第９図のXII−XII矢視断面
図、第１３図は第９図の−矢視断面図で
ある。
けたピストンを示す上面図、第１０図は第９図の
−矢視断面図、第１１図は第９図のXI−XI矢
視断面図、第１２図は第９図のXII−XII矢視断面
図、第１３図は第９図の−矢視断面図で
ある。
図において、８はピストン本体、１３は本考案
によるピストンキヤビテイの上部形状、即ちピス
トン本体８の上面より内方へ凹設された燃焼室の
ピストン上面への開口部の形状である。１４は同
燃焼室の底面形状、１５は燃焼室の側壁面であ
る。
によるピストンキヤビテイの上部形状、即ちピス
トン本体８の上面より内方へ凹設された燃焼室の
ピストン上面への開口部の形状である。１４は同
燃焼室の底面形状、１５は燃焼室の側壁面であ
る。
第１実施例と同様に燃焼室の上部形状１３は、
大きな半径R′Uをもつ円弧状の線分を辺とし、小
さな半径r′Uをもつ円弧状の線分を隅角部とする
多辺形状となつている。
大きな半径R′Uをもつ円弧状の線分を辺とし、小
さな半径r′Uをもつ円弧状の線分を隅角部とする
多辺形状となつている。
また、燃焼室の下部形状、即ち底面形状１４は
大きな半径R′Bをもつ円弧状の線分を辺とし、小
さな半径r′Bをもつ円弧状の線分を隅角部とする
多辺形状となつている。第９図では上部、下部と
もに四辺形状の場合を示している。
大きな半径R′Bをもつ円弧状の線分を辺とし、小
さな半径r′Bをもつ円弧状の線分を隅角部とする
多辺形状となつている。第９図では上部、下部と
もに四辺形状の場合を示している。
さらに上部と下部の形状の中心位置を一致さ
せ、しかも隅角部の位相が一致しておらず、角度
θ′＜360゜／2n（ｎ：辺の数）だけずらした形状と
なつている。
せ、しかも隅角部の位相が一致しておらず、角度
θ′＜360゜／2n（ｎ：辺の数）だけずらした形状と
なつている。
壁面１５は上部四辺形と下部四辺形の中心を通
る垂直断面、即ちピストン軸心線とほぼ平行な断
面、の各四辺形の辺との交点を、第１０図のａ，
a′のようにおよそ上部形状の辺の長さのおよそ1/
２以下の円弧で結び、かつ底面部を小さな半径r′2
で角を形成した形状となつている。
る垂直断面、即ちピストン軸心線とほぼ平行な断
面、の各四辺形の辺との交点を、第１０図のａ，
a′のようにおよそ上部形状の辺の長さのおよそ1/
２以下の円弧で結び、かつ底面部を小さな半径r′2
で角を形成した形状となつている。
従つて、壁面は第１１図ないし第１３図に示す
ように、各断面の円弧を形成する中心点O1Wが壁
面周方向にXI−XI断面からXII−XII断面へ変化する
に従い上部に近づく。燃焼室上部の隅角部を通る
XII−XII断面で最も上部に近づく。さらにXII−XII断
面から−断面では各断面の円弧を形成す
る中心点O1Wは逆に次第に底部に近づくことにな
る。
ように、各断面の円弧を形成する中心点O1Wが壁
面周方向にXI−XI断面からXII−XII断面へ変化する
に従い上部に近づく。燃焼室上部の隅角部を通る
XII−XII断面で最も上部に近づく。さらにXII−XII断
面から−断面では各断面の円弧を形成す
る中心点O1Wは逆に次第に底部に近づくことにな
る。
これらの壁面は燃焼室周方向ではなめらかに連
なつており、燃焼室壁面の深さ方向の中間点は第
９図の一点鎖線で示される。
なつており、燃焼室壁面の深さ方向の中間点は第
９図の一点鎖線で示される。
第９図のXI−XI断面を示す第１１図では燃焼室
上部が燃焼室中心側へ張り出しており、その張出
し量が上方から見て上部形状と下部形状とが接す
るXII−XII断面まで燃焼室壁面周方向上で次第に減
少して行く。XII−XII断面から−断面で
は、また燃焼室上部の張り出しが次第に大きくな
つて行く。
上部が燃焼室中心側へ張り出しており、その張出
し量が上方から見て上部形状と下部形状とが接す
るXII−XII断面まで燃焼室壁面周方向上で次第に減
少して行く。XII−XII断面から−断面で
は、また燃焼室上部の張り出しが次第に大きくな
つて行く。
以上のXI−XI断面から−断面までの変
化を燃焼室壁面上でくり返えすことになる。
化を燃焼室壁面上でくり返えすことになる。
上記構成の場合の作用、効果について述べる。
燃料弁から燃焼室外周に向つて噴射された燃料
は燃料噴霧を形成し噴射方向１６に示すように燃
焼室内のピストン上方から見て燃焼室上部が燃焼
室中心側に張り出している部分に衝突せしめる。
は燃料噴霧を形成し噴射方向１６に示すように燃
焼室内のピストン上方から見て燃焼室上部が燃焼
室中心側に張り出している部分に衝突せしめる。
噴霧衝突時には燃焼室上部が燃焼室中心側に張
り出しているため、衝突直後はピストン上面に噴
出しにくく、壁面が円弧状で丸味を帯びており、
なめらかな曲面を形成しているため、壁面におけ
る燃料噴霧運動を減衰させることなく、また壁面
での空気運動を減衰させることなく、噴霧を壁面
に沿つて発達させ、燃焼室上部がほとんど張り出
していない断面で、ピストン上面へ発達させるこ
とが可能である。
り出しているため、衝突直後はピストン上面に噴
出しにくく、壁面が円弧状で丸味を帯びており、
なめらかな曲面を形成しているため、壁面におけ
る燃料噴霧運動を減衰させることなく、また壁面
での空気運動を減衰させることなく、噴霧を壁面
に沿つて発達させ、燃焼室上部がほとんど張り出
していない断面で、ピストン上面へ発達させるこ
とが可能である。
即ち、通常、着火は燃料噴霧が燃焼室壁面に衝
突する前後で起る。また、この時期はピストンが
上死点近傍にあるため、クリアランスが最も小さ
い。本考案によれば、着火時にはピストン上面へ
噴霧火炎が吹き出しにくく、火炎が冷却されにく
い。また、壁面が丸味を帯び、燃焼室壁面の凹凸
がないため、燃料噴霧運動を持続させ、混合作用
を損うことなく、燃焼室壁面上を発達させること
ができる。
突する前後で起る。また、この時期はピストンが
上死点近傍にあるため、クリアランスが最も小さ
い。本考案によれば、着火時にはピストン上面へ
噴霧火炎が吹き出しにくく、火炎が冷却されにく
い。また、壁面が丸味を帯び、燃焼室壁面の凹凸
がないため、燃料噴霧運動を持続させ、混合作用
を損うことなく、燃焼室壁面上を発達させること
ができる。
ピストンが下降する時期になると、高い混合作
用をもつた噴霧火炎がピストン上面へ拡散しやす
くなり、空気利用率が高くなる。従つて、排気黒
煙が排出されにくく、燃焼効率の高い燃焼が達成
される。
用をもつた噴霧火炎がピストン上面へ拡散しやす
くなり、空気利用率が高くなる。従つて、排気黒
煙が排出されにくく、燃焼効率の高い燃焼が達成
される。
第１４図は本考案による第３実施例の燃焼室を
設けたピストンを示す上面図、第１５図は第１４
図の−矢視断面図、第１６図は第１４図
の−矢視断面図、第１７図は第１４図の
−矢視断面図、第１８図は第１４図の
−矢視断面図である。
設けたピストンを示す上面図、第１５図は第１４
図の−矢視断面図、第１６図は第１４図
の−矢視断面図、第１７図は第１４図の
−矢視断面図、第１８図は第１４図の
−矢視断面図である。
図において、８はピストン本体、１７は本考案
によるピストンキヤビテイの上部形状、即ちピス
トン本体８の上面より内方へ凹設された燃焼室の
ピストン上面への開口部の形状である。１８は同
燃焼室の底面形状、１９は同燃焼室の側壁面であ
る。
によるピストンキヤビテイの上部形状、即ちピス
トン本体８の上面より内方へ凹設された燃焼室の
ピストン上面への開口部の形状である。１８は同
燃焼室の底面形状、１９は同燃焼室の側壁面であ
る。
第１実施例と同様に燃焼室の上部形状１７は大
きな半径R″Uをもつ円弧状の線分を辺とし、小さ
な半径r″Uをもつ線分を隅角部とする多辺形状と
なつている。
きな半径R″Uをもつ円弧状の線分を辺とし、小さ
な半径r″Uをもつ線分を隅角部とする多辺形状と
なつている。
また、燃焼室の下部形状、即ち底面形状１８は
大きな半径R″Bをもつ円弧状の線分を辺とし、小
さな半径r″Bをもつ円弧状の線分を隅角部とする
多辺形状となつている。第１４図では上部、下部
ともに四辺形状の場合を示している。
大きな半径R″Bをもつ円弧状の線分を辺とし、小
さな半径r″Bをもつ円弧状の線分を隅角部とする
多辺形状となつている。第１４図では上部、下部
ともに四辺形状の場合を示している。
さらに上部と下部の形状の中心位置を一致さ
せ、しかも隅角部の位相が一致しておらず、角度
θ″＜360゜／2n（ｎ：辺の数）だけずらした形状と
なつている。
せ、しかも隅角部の位相が一致しておらず、角度
θ″＜360゜／2n（ｎ：辺の数）だけずらした形状と
なつている。
壁面１９は上部四辺形と下部四辺形の中心を通
る垂直断面、即ちピストン軸心線とほぼ平行な断
面、の各四辺形の辺との交点を、第１５図のａ，
a′のようにおよそ上部形状の辺の長さのおよそ1/
２以下の半径の円弧で結び、かつ底面部を小さな
半径r″2で角を構成した形状となつている。
る垂直断面、即ちピストン軸心線とほぼ平行な断
面、の各四辺形の辺との交点を、第１５図のａ，
a′のようにおよそ上部形状の辺の長さのおよそ1/
２以下の半径の円弧で結び、かつ底面部を小さな
半径r″2で角を構成した形状となつている。
従つて、壁面は、第１６図ないし第１８図に示
すように、各断面の円弧を形成する中心点O2Wが
壁面周方向に−断面から−断面
へ変化するに従い、上部に近づく。燃焼室上部の
隅角部を通る−断面で最も上部へ近づ
く。さらに−断面から−断面で
は、各断面の円弧を形成する中心点O2Wは逆に次
第に底部に近づくことになる。
すように、各断面の円弧を形成する中心点O2Wが
壁面周方向に−断面から−断面
へ変化するに従い、上部に近づく。燃焼室上部の
隅角部を通る−断面で最も上部へ近づ
く。さらに−断面から−断面で
は、各断面の円弧を形成する中心点O2Wは逆に次
第に底部に近づくことになる。
これらの壁面は燃焼室周方向ではなめらかに連
なつており、燃焼室壁面の深さ方向の中間点は、
第１４図の−断面を示す第１６図では、
燃焼室上部が燃焼室中心側へ張り出しており、そ
の張出し量が燃焼室上部の隅角部を通る−
断面まで燃焼室壁面周方向上で次第に減少して
行く。逆に−断面から−断面で
は燃焼室上部の張り出しが次第に大きくなつてい
く。
なつており、燃焼室壁面の深さ方向の中間点は、
第１４図の−断面を示す第１６図では、
燃焼室上部が燃焼室中心側へ張り出しており、そ
の張出し量が燃焼室上部の隅角部を通る−
断面まで燃焼室壁面周方向上で次第に減少して
行く。逆に−断面から−断面で
は燃焼室上部の張り出しが次第に大きくなつてい
く。
以上の−断面から−断面まで
の変化を燃焼室壁面上でくり返えすことになる。
の変化を燃焼室壁面上でくり返えすことになる。
上記構成の場合の作用、効果について述べる。
燃料弁から燃焼室外周に向つて噴射された燃料
は燃料噴霧を形成し、燃料噴射方向２０に示すよ
うに燃焼室内のピストン上方から見て燃焼室上部
が燃焼室中心側に張り出した部分が最も小さい部
分を避けて衝突せしめる。
は燃料噴霧を形成し、燃料噴射方向２０に示すよ
うに燃焼室内のピストン上方から見て燃焼室上部
が燃焼室中心側に張り出した部分が最も小さい部
分を避けて衝突せしめる。
燃料噴霧衝突時には、燃焼室上部が燃焼室中心
側に張り出しているため、衝突直後はピストン上
面に噴霧が噴出しにくく、壁面が円弧状で丸味を
帯びておりなめらかな曲面を形成しているため、
壁面における燃料噴霧運動を減衰させることな
く、また壁面での空気流動を減衰させることな
く、燃料噴霧を壁面に沿つて発達させ燃焼室上部
の燃焼室中央側への張り出しの最も少ない断面で
ピストン上面へ発達させることが可能である。
側に張り出しているため、衝突直後はピストン上
面に噴霧が噴出しにくく、壁面が円弧状で丸味を
帯びておりなめらかな曲面を形成しているため、
壁面における燃料噴霧運動を減衰させることな
く、また壁面での空気流動を減衰させることな
く、燃料噴霧を壁面に沿つて発達させ燃焼室上部
の燃焼室中央側への張り出しの最も少ない断面で
ピストン上面へ発達させることが可能である。
即ち、通常、着火は燃料噴霧が燃焼室壁面に衝
突する前後で起る。また、この時期はピストンが
上死点近傍にあるため、クリアランスが最も小さ
い。本考案によれば、着火時にはピストン上面へ
噴霧火炎が吹き出しにくく、火炎が冷却されにく
い。また、燃焼室壁面が丸味を帯び、凹凸が無い
ため、燃料噴霧運動を持続させ、混合作用を損な
うことなく、燃焼室壁面上を発達させることがで
きる。
突する前後で起る。また、この時期はピストンが
上死点近傍にあるため、クリアランスが最も小さ
い。本考案によれば、着火時にはピストン上面へ
噴霧火炎が吹き出しにくく、火炎が冷却されにく
い。また、燃焼室壁面が丸味を帯び、凹凸が無い
ため、燃料噴霧運動を持続させ、混合作用を損な
うことなく、燃焼室壁面上を発達させることがで
きる。
ピストンが下降する時期になると、高い混合作
用を持つた噴霧火炎がピストン上面へ拡散しやす
くなり、空気利用率が高くなる。従つて、排気黒
煙が排出されにくく、燃焼効率の高い燃焼が達成
される。
用を持つた噴霧火炎がピストン上面へ拡散しやす
くなり、空気利用率が高くなる。従つて、排気黒
煙が排出されにくく、燃焼効率の高い燃焼が達成
される。
なお、上記各実施例の場合には、燃料弁位置、
燃焼室中心、ピストン中心が一致していない場合
を示しているが、これらのうち、どの二つが一致
しても、また三者とも一致してもよい。
燃焼室中心、ピストン中心が一致していない場合
を示しているが、これらのうち、どの二つが一致
しても、また三者とも一致してもよい。
また、上記各実施例では、燃焼室底面に中央突
起が無い場合を示しているが、中央突起があつて
もよい。
起が無い場合を示しているが、中央突起があつて
もよい。
以上述べたように、本考案によれば次の効果が
得られる。
得られる。
(1) 燃焼室開口部の多辺形状を底面部の多辺形状
よりも小さくしているため、全体としてピスト
ン軸心に平行な断面の燃焼室開口部が底面部よ
りも、燃焼室中央側に張り出している部分の面
積が多くなり、開口部多辺形状が底面部多辺形
状と同じ大きさの場合よりも上記の噴霧運動の
制御効果が強く得られる。また、開口部の大き
さは、噴霧の貫徹力、スワール強度に応じて側
壁面の傾斜角度を適切にするよう設定すること
ができる。
よりも小さくしているため、全体としてピスト
ン軸心に平行な断面の燃焼室開口部が底面部よ
りも、燃焼室中央側に張り出している部分の面
積が多くなり、開口部多辺形状が底面部多辺形
状と同じ大きさの場合よりも上記の噴霧運動の
制御効果が強く得られる。また、開口部の大き
さは、噴霧の貫徹力、スワール強度に応じて側
壁面の傾斜角度を適切にするよう設定すること
ができる。
(2) 燃料噴霧の燃焼室壁面への衝突時、即ち着火
時近くにおいては、燃料噴霧のピストン上面の
せまいクリアランス部への流出を抑え、かつ噴
霧の混合が十分進んだ時点でピストン上面の広
い空間に流出するよう噴霧の運動を制御できる
と共に、壁面が丸味を帯びていることから燃料
噴霧及び空気流動の減衰が小さく、高い混合能
力を維持できる。これにより、空気利用率が高
く、排気黒煙が少なく燃焼効率の高い燃焼が得
られる。
時近くにおいては、燃料噴霧のピストン上面の
せまいクリアランス部への流出を抑え、かつ噴
霧の混合が十分進んだ時点でピストン上面の広
い空間に流出するよう噴霧の運動を制御できる
と共に、壁面が丸味を帯びていることから燃料
噴霧及び空気流動の減衰が小さく、高い混合能
力を維持できる。これにより、空気利用率が高
く、排気黒煙が少なく燃焼効率の高い燃焼が得
られる。
第１図は従来の直接噴射式デイーゼル機関の燃
焼室構造を示す断面図、第２図は本考案による第
１実施例の燃焼室を設けたピストンの上面図、第
３図は第２図の−矢視断面図、第４図は第２
図の−矢視断面図、第５図は第２図の−
矢視断面図、第６図は第２図の−矢視断面
図、第７図は第２図の−矢視断面図、第８図
は第２図の−矢視断面図、第９図は本考案に
よる第２実施例の燃焼室を設けたピストンを示す
上面図、第１０図は第９図の−矢視断面図、
第１１図は第９図のXI−XI矢視断面図、第１２図
は第９図のXII−XII矢視断面図、第１３図は第９図
の−矢視断面図、第１４図は本考案によ
る第３実施例の燃焼室を設けたピストンを示す上
面図、第１５図は第１４図の−矢視断面
図、第１６図は第１４図の−矢視断面
図、第１７図は第１４図の−矢視断面
図、第１８図は第１４図の−矢視断面図
である。 ８……ピストン本体、９，１３，１７……燃焼
室開口部形状、１０，１４，１８……燃焼室底面
形状、１１，１５，１９……燃焼室側壁面。
焼室構造を示す断面図、第２図は本考案による第
１実施例の燃焼室を設けたピストンの上面図、第
３図は第２図の−矢視断面図、第４図は第２
図の−矢視断面図、第５図は第２図の−
矢視断面図、第６図は第２図の−矢視断面
図、第７図は第２図の−矢視断面図、第８図
は第２図の−矢視断面図、第９図は本考案に
よる第２実施例の燃焼室を設けたピストンを示す
上面図、第１０図は第９図の−矢視断面図、
第１１図は第９図のXI−XI矢視断面図、第１２図
は第９図のXII−XII矢視断面図、第１３図は第９図
の−矢視断面図、第１４図は本考案によ
る第３実施例の燃焼室を設けたピストンを示す上
面図、第１５図は第１４図の−矢視断面
図、第１６図は第１４図の−矢視断面
図、第１７図は第１４図の−矢視断面
図、第１８図は第１４図の−矢視断面図
である。 ８……ピストン本体、９，１３，１７……燃焼
室開口部形状、１０，１４，１８……燃焼室底面
形状、１１，１５，１９……燃焼室側壁面。
Claims (1)
- 直接噴射式内燃機関において、ピストン上面に
凹設された燃焼室の上記ピストン上面への開口部
と底面との形状をそれぞれ同数の円弧状の線分を
辺とし同辺よりも小径の円弧状の線分を上記各辺
を接続する隅角部として開口部を底面の多辺形状
より小さい多辺形状に形成すると共に、上記開口
部と底面とは周方向に角度θ＜360゜／2n（ｎ：辺
数）だけ偏位して配置され、かつ上記燃焼室の側
壁面のピストン軸心線とほぼ平行な断面形状を燃
焼室の辺長の1/2よりも小さくした円弧状で形成
し直線部分の無いようにし、上記傾斜面における
上記開口部が上記底面よりも燃焼室中央側に張り
出している部位に燃料噴霧を衝突せしめるように
構成したことを特徴とする内燃機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987024936U JPH0212266Y2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987024936U JPH0212266Y2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62148728U JPS62148728U (ja) | 1987-09-19 |
| JPH0212266Y2 true JPH0212266Y2 (ja) | 1990-04-06 |
Family
ID=30824618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987024936U Expired JPH0212266Y2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0212266Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5142248A (en) * | 1974-10-03 | 1976-04-09 | Tatsumi Tanaka | Tenjokureennadono shugeta |
| JPS5142249A (en) * | 1974-10-08 | 1976-04-09 | Kajima Corp | Kureennitaisuru unpandaishano tekiseiichijidoteishihoho |
| JPS5666419A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion chamber of internal combustion engine |
-
1987
- 1987-02-24 JP JP1987024936U patent/JPH0212266Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62148728U (ja) | 1987-09-19 |
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