JPH04116632U - 直噴式デイーゼルエンジンの燃焼室構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】キャビティ内の燃料噴霧間の空気利用率を向上
し、小径・多噴口の高圧噴射と低ＮＯ_X 化とを両立させ
た燃焼方式に適合させることを目的とする。 【構成】キャビティ２内周面に、複数の噴口位置に対向
して周方向に交互に位置する凹部５と凸部６とを複数ず
つ設ける。各凸部６の頂面を各凹部５の底面よりも小さ
な面積に形成し、各凹部５の底面と各凸部６の頂面に夫
々噴口からの燃料噴霧を衝突させるようにする。燃料噴
霧の根元部では新気が導入されるため、着火し易い状態
が作られ、スモーク低減を図ることができ、燃料噴霧の
先端（反射流）は上述したように互いに重なり合わない
ため、後期燃焼が完全に行われる。隣接する燃料噴霧の
先端が互い違いに位置するため、隣接する燃料噴霧の先
端間に渦流が発生し、この渦流によって燃焼ガスと新気
とが混合する内部ＥＧＲ効果が得られる結果、燃焼温度
の低下を図れ、ＮＯ_X の低減を図ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室構造に関し、特に、ピストン頂 部に形成される略皿状のキャビティの形状の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、直噴式ディーゼルエンジンにおいては、ピストン頂部に形成される略皿 状のキャビティとシリンダヘッドとで構成される燃焼室内に燃料噴射ノズルを臨 ませ、前記キャビティ内周面に向けて燃料を直接噴射するようにしている。 ところで、上述のようなキャビティの形状として、従来、噴口位置に対向する キャビティ内壁面をリエントラント状（内拡がり状）で所定の曲率半径で内方に 向かって凸設し、隣接する凸壁面間の周壁を滑らかな曲面でつなぐようにしたも のが知られている（実開昭５９−１３６３２号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のキャビティ形状にあっては、次のような問題 点がある。 即ち、凸壁面間の周壁に燃料の噴霧を衝突させるようにしているが、隣接する 燃料噴霧の先端が重なり合うため、キャビティ内壁面に設ける凸壁面の数には限 りがあり、凸壁面間の周壁に対応して設ける噴口の数も限られるため、必然的に 噴口数が少ない構成になってしまう。

【０００４】 従って、従来のものでは、空気と燃料噴霧の混合性が良く、ＮＯ_X 低減効果を 図れる反面、小径・多噴口の噴射ノズルを用いた高圧噴射は実現できず、新気の 導入性が悪く、スモークの発生が多いという問題点がある。 即ち、従来のキャビティ構造では、燃料噴霧間の空気の利用が充分になされて おらず、小径・多噴口の高圧噴射によるスモーク発生の抑制とＮＯ_X 低減とを両 立する燃焼方式には適さない。

【０００５】 そこで、本考案は以上のような従来の問題点に鑑み、キャビティの形状の改良 を図って、キャビティ内の噴霧間の空気の利用が充分になされるようにし、小径 ・多噴口の高圧噴射によるスモーク発生の抑制とＮＯ_X 低減とを両立させた燃焼 方式に適合することのできる直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室構造を提供する ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案は、ピストン頂部に形成される略皿状のキャビティとシリン ダヘッドとで構成される燃焼室内に燃料噴射ノズルを臨ませ、前記キャビティ内 周面に向けて燃料を直接噴射する直噴式ディーゼルエンジンにおいて、前記キャ ビティ内周面に噴口位置に対向して周方向に交互に位置する凹部と凸部とを複数 ずつ設け、各凸部の頂面を各凹部の底面よりも小さな面積に形成し、各凹部の底 面と各凸部の頂面に夫々燃料噴霧を衝突させる構成とした。

【０００７】

【作用】

かかる構成において、燃料噴射ノズルから噴射された燃料（燃料噴霧）は、凹 部に衝突し、該凹部の底面に沿って周方向に拡がる。一方、燃料噴霧は、凸部に 衝突して反射し、周方向に飛散する。この場合、凹部に衝突して拡がった燃料噴 霧と凸部に衝突して周方向に飛散した燃料噴霧とは、凹部と凸部とのキャビティ 中心軸からの距離の違いによって、直接重なり合うことがない。

【０００８】 ここで、キャビティ内における燃料噴霧と空気の流れとその作用について見る と、燃料噴霧の根元部では新気が導入されるため、着火し易い状態が作られ、ス モーク低減を図ることができ、燃料噴霧の先端（反射流）は上述したように互い に重なり合わないため、後期燃焼が完全に行われる。 更に、隣接する燃料噴霧の先端が互い違いに位置し、凹部底面と凸部頂面への 燃料噴霧の到達時間に差があるため、隣接する燃料噴霧の先端間に局所的な渦流 （スワール）が発生し、この渦流によって燃焼ガスと新気とが混合する、所謂燃 焼室内部燃焼ガス還流効果（内部ＥＧＲ効果）が得られる結果、燃焼温度の低下 を図れ、ＮＯ_X の低減を図ることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、添付された図面を参照して本考案を詳述する。 本考案の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室構造の一実施例を示す図１及び図 ２において、ピストン１の頂部には略皿状のキャビティ２が形成され、該キャビ ティ２と図示しないシリンダヘッド下面とにより燃焼室３が構成され、該燃焼室 ３内にはキャビティ２の略中心部に位置するようにシリンダヘッド下面に取り付 けられる燃料噴射ノズル４を臨ませ、キャビティ２内周面に向けて燃料を直接噴 射するようになっている点は従来と同様である。

【００１０】 従来と異なる点はキャビティ２の形状にあり、キャビティ２は次のように構成 される。 即ち、キャビティ２内周面には、燃料噴射ノズル４に形成された複数（例えば 、６個）の噴口位置に対向して周方向に交互に位置する凹部５と凸部６とが複数 ずつ（３つずつ）設けられている。

【００１１】 ここで、各凹部５の底面はキャビティ２中心軸を中心とした所定径の円の円弧 面に形成され、該底面とその両側に繋がる側面は曲面に形成される。又、各凸部 ６の頂面はキャビティ２中心軸を中心とした所定径の円の円弧面に形成され、前 記凹部５の側面とは所定の角度をもって連接され、連接部には角部が形成される 。

【００１２】 そして、各凸部６の頂面を各凹部５の底面よりも小さな面積に形成し、各凹部 ５の底面と各凸部６の頂面に夫々噴口からの燃料噴霧を衝突させるようにする。 次に、かかる構成の作用について説明する。 即ち、図１のように、燃料噴射ノズル４に形成された複数の噴口から噴射され た燃料（燃料噴霧）は矢印ａの如く流れて凹部５に衝突し、該凹部５の底面に沿 って周方向に拡がる。一方、燃料噴霧は、矢印ｂの如く流れて凸部６に衝突して 反射し、周方向に飛散する。この場合、凹部５に衝突して拡がった燃料噴霧と凸 部６に衝突して周方向に飛散した燃料噴霧とは、凹部５と凸部６とのキャビティ ２中心軸からの距離の違いによって、直接重なり合うことがない。

【００１３】 ここで、キャビティ２内における燃料噴霧と空気の流れとその作用について見 ると、燃料噴霧の根元部では図１の矢印ｃの如く新気が導入されるため、着火し 易い状態が作られ、スモーク低減を図ることができ、燃料噴霧の先端（反射流） は上述したように互いに重なり合わないため、後期燃焼が完全に行われる。 更に、隣接する燃料噴霧の先端が互い違いに位置し、凹部５底面と凸部６頂面 への燃料噴霧の到達時間に差があるため、隣接する燃料噴霧の先端間に図示矢印 ｄの如く局所的な渦流（スワール）が発生し、この渦流によって燃焼ガスと新気 とが混合する、所謂燃焼室内部燃焼ガス還流効果（内部ＥＧＲ効果）が得られる 結果、燃焼温度の低下を図れ、ＮＯ_X の低減を図ることができる。

【００１４】 以上のようなキャビティ構造によれば、各凸部６の頂面を各凹部５の底面より も小さな面積に形成した結果、隣接する燃料噴霧の先端が重なり合わず、互い違 いに位置するため、キャビティ２内周面に設ける凸部６及び凹部５の数を多くす ることが可能であり、凸部６と凹部５に対応して設ける噴口の数も多くできる。 従って、上述したように小径・多噴口の高圧噴射によりスモーク低減効果を向 上でき、しかも、渦流の発生により内部ＥＧＲ効果も期待できる等噴霧間の空気 の利用が充分に行われ、小径・多噴口の高圧噴射によるスモーク発生の抑制とＮ Ｏ_X 低減とを両立する燃焼方式に適するものとなる。

【００１５】 尚、以上のように、特定の実施例を参照して本考案を説明したが、本考案はこ れに限定されるものではなく、当該技術分野における熟練者等により、本考案に 添付された実用新案登録請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び修正 が可能であるとの点に留意すべきである。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、キャビティ内周面に噴口位置に対向して周方向 に交互に位置する凹部と凸部とを複数ずつ設け、各凹部の底面を各凸部の頂面よ りも大きな面積に形成し、各凹部の底面と各凸部の頂面に夫々燃料噴霧を衝突さ せる構成としたから、燃料噴霧間の空気利用率を高めることができ、小径・多噴 口の高圧噴射によるスモーク発生の抑制とＮＯ_X 低減とを両立する燃焼方式に最 適なキャビティ構造とすることができる実用的効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る直噴式ディーゼルエンジンの燃
焼室構造の一実施例を示す平面図

【図２】 同上実施例の正面断面図

【符号の説明】

１ ピストン ２ キャビティ ３ 燃焼室 ４ 燃料噴射ノズル ５ 凹部 ６ 凸部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストン頂部に形成される略皿状のキャビ
   ティとシリンダヘッドとで構成される燃焼室内に燃料噴
   射ノズルを臨ませ、前記キャビティ内周面に向けて燃料
   を直接噴射する直噴式ディーゼルエンジンにおいて、前
   記キャビティ内周面に噴口位置に対向して周方向に交互
   に位置する凹部と凸部とを複数ずつ設け、各凸部の頂面
   を各凹部の底面よりも小さな面積に形成し、各凹部の底
   面と各凸部の頂面に夫々燃料噴霧を衝突させる構成とし
   たことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室
   構造。