JPH03168322A - 直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室 - Google Patents
直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室Info
- Publication number
- JPH03168322A JPH03168322A JP30854389A JP30854389A JPH03168322A JP H03168322 A JPH03168322 A JP H03168322A JP 30854389 A JP30854389 A JP 30854389A JP 30854389 A JP30854389 A JP 30854389A JP H03168322 A JPH03168322 A JP H03168322A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- sprayed
- combustion chamber
- recess
- squish flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
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、燃焼室が外部に対して断熱されている直噴式
断熱ディーゼルエンジンの燃焼室に関する。
断熱ディーゼルエンジンの燃焼室に関する。
（従来の技術）
従来のエンジンは、燃料の燃焼により発生する熱エネル
ギの内、約％がエンジン本体に伝達され有効に利用され
ることなく、冷却装置等により外部に放出され無駄に廃
棄さ・れている。そこで、燃焼室内壁面を断熱層で被覆
し、外部への熱エネルギの伝達を遮断し、従来、外部に
伝達されていた熱エネルギを排気ガスに付加し排気ガス
の有するエネルギを高める。そして、排気タービン等に
より排気ガスの有する熱エネルギを有効に回収し、エン
ジンの熱効率を向上させる断熱エンジンが提案されてい
る． このような従来の断熱エンジンは、上記のごとく排気ガ
スが高温であるため、肪排気ガスの有する熱エネルギを
、排気タービンで回収するばかりでなく、燃焼室内に導
入される前の吸気に伝達し、吸気温度を上昇させること
により熱エネルギ回収することが考えられる。このよう
に吸気温度を上昇させると、燃料噴ｎ量を減少させるこ
とができ、よってエンジンのサイクル効率を増加させる
ことができる。
ギの内、約％がエンジン本体に伝達され有効に利用され
ることなく、冷却装置等により外部に放出され無駄に廃
棄さ・れている。そこで、燃焼室内壁面を断熱層で被覆
し、外部への熱エネルギの伝達を遮断し、従来、外部に
伝達されていた熱エネルギを排気ガスに付加し排気ガス
の有するエネルギを高める。そして、排気タービン等に
より排気ガスの有する熱エネルギを有効に回収し、エン
ジンの熱効率を向上させる断熱エンジンが提案されてい
る． このような従来の断熱エンジンは、上記のごとく排気ガ
スが高温であるため、肪排気ガスの有する熱エネルギを
、排気タービンで回収するばかりでなく、燃焼室内に導
入される前の吸気に伝達し、吸気温度を上昇させること
により熱エネルギ回収することが考えられる。このよう
に吸気温度を上昇させると、燃料噴ｎ量を減少させるこ
とができ、よってエンジンのサイクル効率を増加させる
ことができる。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、ディーゼルエンジンの燃焼室を断熱すると燃
焼室内の温度、特に燃料噴霧時の燃焼室内温度が高温に
なり、燃焼室内に噴霧された燃料は燃焼室内の空気と充
分に混合する前に着火する。すると、後続して噴霧され
る燃料は空気と混合されることなく、先に噴霧された燃
料の燃焼による火炎に包囲されるため、不完全燃焼状態
となり熱分解して炭化し、エンジンの効率を低下させる
ばかりでなく、排気ガスに含有される黒煙が増加すると
いう問題がある。
焼室内の温度、特に燃料噴霧時の燃焼室内温度が高温に
なり、燃焼室内に噴霧された燃料は燃焼室内の空気と充
分に混合する前に着火する。すると、後続して噴霧され
る燃料は空気と混合されることなく、先に噴霧された燃
料の燃焼による火炎に包囲されるため、不完全燃焼状態
となり熱分解して炭化し、エンジンの効率を低下させる
ばかりでなく、排気ガスに含有される黒煙が増加すると
いう問題がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、燃料噴霧
時の燃焼室内が高温であっても、噴霧された燃料と空気
とを適切に混合し、不完全燃焼を解消することにより燃
料の炭化を防止して、エンジンの効率を低下させない直
噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室を提供しようとす
るものである。
時の燃焼室内が高温であっても、噴霧された燃料と空気
とを適切に混合し、不完全燃焼を解消することにより燃
料の炭化を防止して、エンジンの効率を低下させない直
噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室を提供しようとす
るものである。
（諜題を解決するための手段）
本発明によれば、ピストンヘッド面に設けられた凹部と
、ピストン上死点近傍時に該凹部内に燃料を噴霧する燃
料９７Ｍノズルと、上記凹部開口部に設けられ該凹部内
へのスキッシュ流を上記燃料噴霧ノズルから噴霧された
直後の燃料へ導くテーパ面を有することを特徴とする直
噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室を提供できる。
、ピストン上死点近傍時に該凹部内に燃料を噴霧する燃
料９７Ｍノズルと、上記凹部開口部に設けられ該凹部内
へのスキッシュ流を上記燃料噴霧ノズルから噴霧された
直後の燃料へ導くテーパ面を有することを特徴とする直
噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室を提供できる。
（作用）
本発明の直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室は、ピ
ストンヘッド部に設けられた凹部に流入するスキッシュ
流の流速を増速して、燃料噴霧ノズルから噴霧された直
後の燃料に吹き付けるので、噴霧された燃料とスキッシ
ュ流、すなわち空気とを燃料着火前に充分に混合させる
ことができる。
ストンヘッド部に設けられた凹部に流入するスキッシュ
流の流速を増速して、燃料噴霧ノズルから噴霧された直
後の燃料に吹き付けるので、噴霧された燃料とスキッシ
ュ流、すなわち空気とを燃料着火前に充分に混合させる
ことができる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明による燃焼室の断面図である。
１は断熱シリンダである。該断熱シリンダ１は、金属材
料からなるシリンダブロック１２と、該シリンダブロッ
ク１２の内壁を被覆する耐熱性高強度材からなるスリー
ブ１１とにより構成されている． 該断熱シリンダ１の上部には断熱シリンダヘッド２が連
結している。該断熱シリンダヘッド２は金属材料からな
るシリンダへッド２１と、該シリンダヘッド２１の内面
に配設された低熱伝導率のセラミックス等からなる断熱
層２２と、更に該断熱層２２の表面を被覆する耐熱性高
強度材からなる保護層２３とから構成されている。そし
て、該断熱シリンダヘッド２の中央部には燃料噴霧ノズ
ル２５が配費六れており世梓宕内へ桝打を晴霜する．ま
た、上記保護層２３の燃料噴霧ノズル２５が突出してい
る部分には断面が台形の凸部２４が燃料ｒｒｘｎノズル
２５を中心として周設されている。
料からなるシリンダブロック１２と、該シリンダブロッ
ク１２の内壁を被覆する耐熱性高強度材からなるスリー
ブ１１とにより構成されている． 該断熱シリンダ１の上部には断熱シリンダヘッド２が連
結している。該断熱シリンダヘッド２は金属材料からな
るシリンダへッド２１と、該シリンダヘッド２１の内面
に配設された低熱伝導率のセラミックス等からなる断熱
層２２と、更に該断熱層２２の表面を被覆する耐熱性高
強度材からなる保護層２３とから構成されている。そし
て、該断熱シリンダヘッド２の中央部には燃料噴霧ノズ
ル２５が配費六れており世梓宕内へ桝打を晴霜する．ま
た、上記保護層２３の燃料噴霧ノズル２５が突出してい
る部分には断面が台形の凸部２４が燃料ｒｒｘｎノズル
２５を中心として周設されている。
上記断熱シリンダ１内部には断熱ピストン３が往復自在
に配設されている。該断熱ピストン３は金属材料からな
るピストンスカート３１と、低熱伝導率のセラミックス
等からなるピストンヘッド３２とから構成されている。
に配設されている。該断熱ピストン３は金属材料からな
るピストンスカート３１と、低熱伝導率のセラミックス
等からなるピストンヘッド３２とから構成されている。
該ピストンヘッド３２の上面中央には上記燃料噴霧ノズ
ル２５から燃料が噴霧される凹部３３が形成され、該凹
部３３の口元じはテーパ部３４が設けられており、該口
元を狭窄している。また、該テーパ部３４は断熱ピスト
ン３の上死点位置近傍時に上記凸部２４と対向して該凹
部３３へ流入するスキッシュ流の流路３５を形成する。
ル２５から燃料が噴霧される凹部３３が形成され、該凹
部３３の口元じはテーパ部３４が設けられており、該口
元を狭窄している。また、該テーパ部３４は断熱ピスト
ン３の上死点位置近傍時に上記凸部２４と対向して該凹
部３３へ流入するスキッシュ流の流路３５を形成する。
また、該断熱ピストン３はコネクティングロッド３６と
連結して上下し、上記スリーブ１１に対してはピストン
リング３７を介して摺動ずる。
連結して上下し、上記スリーブ１１に対してはピストン
リング３７を介して摺動ずる。
’ｋｐ＋Ｊ−４−ｅ≦ｔＯＯｌｒ＼ノｋｍｌｍ／−１１
ｊｆ”ＸｍＪ−−Ｆ第２図は、本願燃焼室の部分図であ
る。
ｊｆ”ＸｍＪ−−Ｆ第２図は、本願燃焼室の部分図であ
る。
断熱ピストン３が圧縮工程終期である上死点に接近する
と、凹部３３の口元に設けられたテーパ部３４と凸部２
４の側面とが近接し凹部３３へ流入するスキッシュ流の
流路３５を狭窄する。するとスキッシュ流の流速は増速
され燃料噴霧ノズル２５の噴霧孔付近に導かれる。該状
態にて燃料噴露ノズル２５から燃料が噴霧されると、該
燃料は高速で流入しているスキッシュ流に対して噴露さ
れるため、該噴露燃料は直ちにスキッシュ流すなわち空
気と混合される。
と、凹部３３の口元に設けられたテーパ部３４と凸部２
４の側面とが近接し凹部３３へ流入するスキッシュ流の
流路３５を狭窄する。するとスキッシュ流の流速は増速
され燃料噴霧ノズル２５の噴霧孔付近に導かれる。該状
態にて燃料噴露ノズル２５から燃料が噴霧されると、該
燃料は高速で流入しているスキッシュ流に対して噴露さ
れるため、該噴露燃料は直ちにスキッシュ流すなわち空
気と混合される。
該スキッシュ流は通常の冷却エンジンのスキッシュ流よ
り高温であるため、噴霧燃料は該スキツシュ流と混合す
ると直ちに着火する。
り高温であるため、噴霧燃料は該スキツシュ流と混合す
ると直ちに着火する。
そして、後続する噴霧燃料は噴霧直後に空気と混合する
ため正常な燃焼が継続する。
ため正常な燃焼が継続する。
ところで、上記実施例におけるテーパ部３４を以下に示
す形状としてもよい。
す形状としてもよい。
第３図は、他の実施例を示す図である。
本図は断熱ピストン３の上面を示している。
上記実施例では凹部３３へのスキッシュ流はテーパ部３
４の全周から流入するが、本図（ａ）に示すごとくテー
パ部３４に溝４１を刻設しスキッシュ流を複数の流れに
収束させる。該収束によりスキッシュ流の流速が更に増
速され、燃料と空気との混合が促進される。尚、該溝４
１の刻設位置は燃料噴霧ノズル２５からの燃料噴霧位置
と対応している． また、本図（ｂ）に示すごとく、テーパ部３４に凹部３
３の半径方向に対して所定角度傾斜した溝４２を刻設し
てもよい。該傾斜により、流入されたスキッシュ流は凹
部３３内部で渦流となり、燃料と空気との混合を更に促
進することができる。
４の全周から流入するが、本図（ａ）に示すごとくテー
パ部３４に溝４１を刻設しスキッシュ流を複数の流れに
収束させる。該収束によりスキッシュ流の流速が更に増
速され、燃料と空気との混合が促進される。尚、該溝４
１の刻設位置は燃料噴霧ノズル２５からの燃料噴霧位置
と対応している． また、本図（ｂ）に示すごとく、テーパ部３４に凹部３
３の半径方向に対して所定角度傾斜した溝４２を刻設し
てもよい。該傾斜により、流入されたスキッシュ流は凹
部３３内部で渦流となり、燃料と空気との混合を更に促
進することができる。
尚、本図（ａ）、（ｂ）共に、テーパ部３４に溝４１及
び４２を刻設した例を示したが、凸部２４の側面に刻設
してもよい。
び４２を刻設した例を示したが、凸部２４の側面に刻設
してもよい。
以上本発明について詳細に説明したが、本発明の精神か
ら逸れないかぎりで、種々の異なる実施例は容易Ｃ構成
できるから、本発明は前記特許請求の範囲において記載
した限定以外、特定の実施例に制約されるものではない
。
ら逸れないかぎりで、種々の異なる実施例は容易Ｃ構成
できるから、本発明は前記特許請求の範囲において記載
した限定以外、特定の実施例に制約されるものではない
。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、ピストンヘッド
部に設けられた凹部に流入するスキツシュ流の流速を増
速して、燃料噴霧ノズルから噴露された直後の燃料に吹
き付けるので、噴霧された燃料とスキッシュ流すなわち
空気とを燃料着火前に充分に混合させることができ、よ
って、燃料噴露時の燃焼室内が高温であっても噴霧され
た燃料と空気とを適切に混合し不完全燃焼を解消するこ
とにより燃料の炭化を防止してエンジンの効率を低下さ
せない直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室を提供で
きる．
部に設けられた凹部に流入するスキツシュ流の流速を増
速して、燃料噴霧ノズルから噴露された直後の燃料に吹
き付けるので、噴霧された燃料とスキッシュ流すなわち
空気とを燃料着火前に充分に混合させることができ、よ
って、燃料噴露時の燃焼室内が高温であっても噴霧され
た燃料と空気とを適切に混合し不完全燃焼を解消するこ
とにより燃料の炭化を防止してエンジンの効率を低下さ
せない直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室を提供で
きる．
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、本願燃焼室の部分図、第３図は、他の実施例を示す
図である。 １・・・断熱シリンダ、２・・・断熱シリンダヘッド、
３・・・断熱ピストン、２５・・・燃料噴霧ノズル、３ ３・・・凹部、 ３ ４・・・テーパ部、 ３ ５・・・流路、 ４ １ ４ ２・・・溝。
は、本願燃焼室の部分図、第３図は、他の実施例を示す
図である。 １・・・断熱シリンダ、２・・・断熱シリンダヘッド、
３・・・断熱ピストン、２５・・・燃料噴霧ノズル、３ ３・・・凹部、 ３ ４・・・テーパ部、 ３ ５・・・流路、 ４ １ ４ ２・・・溝。
Claims (3)
- （１）ピストンヘッド面に設けられた凹部と、ピストン
上死点近傍時に該凹部内に燃料を噴霧する燃料噴霧ノズ
ルと、上記凹部開口部に設けられ該凹部内へのスキッシ
ュ流を上記燃料噴霧ノズルから噴霧された直後の燃料へ
導くテーパ面を有することを特徴とする直噴式断熱ディ
ーゼルエンジンの燃焼室。 - （２）上記燃料噴霧時に上記テーパ面と対向しスキッシ
ュ流の流入口を狭窄し該スキッシュ流の流速を上昇せし
める凸部を有することを特徴とする請求項（１）記載の
直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室。 - （３）上記テーパ面及び上記凹部の該テーパ面との対向
面の少なくとも一方に設けられ上記スキッシュ流を集合
する溝部を有することを特徴とする請求項（２）記載の
直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30854389A JPH03168322A (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30854389A JPH03168322A (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03168322A true JPH03168322A (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=17982294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30854389A Pending JPH03168322A (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 直噴式断熱ディーゼルエンジンの燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03168322A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1596050A1 (fr) * | 2004-05-14 | 2005-11-16 | Renault s.a.s. | Moteur à combustion muni d'un piston concave cooperant avec une surface de chasse convexe de la culasse |
| JP2018084164A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | マツダ株式会社 | ディーゼルエンジン |
| JP2025045964A (ja) * | 2023-09-21 | 2025-04-02 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関 |
-
1989
- 1989-11-28 JP JP30854389A patent/JPH03168322A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1596050A1 (fr) * | 2004-05-14 | 2005-11-16 | Renault s.a.s. | Moteur à combustion muni d'un piston concave cooperant avec une surface de chasse convexe de la culasse |
| FR2870292A1 (fr) * | 2004-05-14 | 2005-11-18 | Renault Sas | Moteur a combustion muni d'un piston concave cooperant avec une surface de chasse convexe de la culasse |
| JP2018084164A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | マツダ株式会社 | ディーゼルエンジン |
| JP2025045964A (ja) * | 2023-09-21 | 2025-04-02 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関 |
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