JPH0419355A - 燃料噴射ノズルと燃料噴流衝突拡散方式エンジン - Google Patents
燃料噴射ノズルと燃料噴流衝突拡散方式エンジンInfo
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- 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〕
本発明は内燃機関の燃料噴射ノズルと燃料噴流の衝突拡
散燃焼技術に関する。
散燃焼技術に関する。
従来の直噴式圧縮着火機関は多噴孔噴射弁を用い、ピス
トン上部にトロイダル型燃焼室を構成した方式が主であ
る。そして圧縮作用が進行したピストン上死点前におい
てシリンダーヘッド部に装置し、その先端を燃焼室内に
露出した構造の燃料噴射用ノズルより複数条の燃料噴霧
流を燃焼室内に放射状に供給するものであり、ノズルは
複数の燃料噴孔を有するホール型自動弁を用い、プラン
ジャーポンプで加圧給油を行なう仕組となっている。ま
たポンプとノズルを一体としたユニットインジェクタ一
方式等が用いられている。そして、燃料噴射の重要条件
として（燃料の微粒化、拡散性、慣徹性）の３条件が既
成概念的に公知でありこの目的を達成するために比較的
高いポンプ圧力が要求され、更にスワール流動の適用が
不可欠となっている。
トン上部にトロイダル型燃焼室を構成した方式が主であ
る。そして圧縮作用が進行したピストン上死点前におい
てシリンダーヘッド部に装置し、その先端を燃焼室内に
露出した構造の燃料噴射用ノズルより複数条の燃料噴霧
流を燃焼室内に放射状に供給するものであり、ノズルは
複数の燃料噴孔を有するホール型自動弁を用い、プラン
ジャーポンプで加圧給油を行なう仕組となっている。ま
たポンプとノズルを一体としたユニットインジェクタ一
方式等が用いられている。そして、燃料噴射の重要条件
として（燃料の微粒化、拡散性、慣徹性）の３条件が既
成概念的に公知でありこの目的を達成するために比較的
高いポンプ圧力が要求され、更にスワール流動の適用が
不可欠となっている。
コノような多噴孔ホールノズルを用いる従来の圧縮着火
燃焼方式において、燃焼期間の短縮を図るには、その前
提条件である燃料供給期間の短縮を行なうべきであり、
そのために高い噴射圧力が有効とされている。また高い
噴射圧によれば燃料も微粒化され、慣徹性との相関に矛
盾もあるが、拡散性も容易であり、微粒化が促進される
ことによれば着火遅れ現象短縮の目的も達成しつると期
待された。
燃焼方式において、燃焼期間の短縮を図るには、その前
提条件である燃料供給期間の短縮を行なうべきであり、
そのために高い噴射圧力が有効とされている。また高い
噴射圧によれば燃料も微粒化され、慣徹性との相関に矛
盾もあるが、拡散性も容易であり、微粒化が促進される
ことによれば着火遅れ現象短縮の目的も達成しつると期
待された。
従来よりこのような概念に基づき現用の噴射系を更に超
高圧とすることが燃焼の改善、即ち熱効率の向上やパテ
ィキュレート、ＮＯｘの制御を可能とする有効手段とさ
れ、これに関する研究開発が多く行なわれている。しか
し上記概念に基づく研究開発は近５０年以上継続されて
いるが、現在未だこの燃焼方式（ディーゼル燃焼）には
問題があり高熱効率を維持し、Ｈｏｇ ％パティキュレ
ート等、環境保全問題を解決し得ない事実は、これら従
来方式の燃焼基本に問題があると云わざるを得ない。
高圧とすることが燃焼の改善、即ち熱効率の向上やパテ
ィキュレート、ＮＯｘの制御を可能とする有効手段とさ
れ、これに関する研究開発が多く行なわれている。しか
し上記概念に基づく研究開発は近５０年以上継続されて
いるが、現在未だこの燃焼方式（ディーゼル燃焼）には
問題があり高熱効率を維持し、Ｈｏｇ ％パティキュレ
ート等、環境保全問題を解決し得ない事実は、これら従
来方式の燃焼基本に問題があると云わざるを得ない。
この多噴孔ホールノズルを用いる従来燃焼方式の基本的
問題点は、燃料噴射系によって燃料の微粒化は自在であ
るが、噴孔数と形状によって噴射方向が規制されている
ことに問題がある。即ち、噴射前期の微粒化された燃料
群は急速に噴孔前域の空気と混合し燃焼が促進されるが
、この初期燃焼によって反応域の酸素が消費される。し
たがい後続の燃料群は高温の酸素不足雰囲気に噴出する
こととなり、この過程において後続燃料は酸素不足の蒸
し焼状態となり、燃料の炭化現象が発生する。しかし、
この過程で炭化された燃料も高温雰囲気において再び酸
素と出合うことによれば、反応が進み炭化現象は減する
が、天分が生じ最後まで酸素と出合うことのできなかっ
た燃料炭化組成は、ススやパティキュレート状のまま大
気汚染物質として排出されることになる。この対策とし
て空気との結合の機会を増加させることは有効な手段で
あり、そのために空気に流動（スワール、スキッシュ）
を与える手段が従来の燃焼方式では不可欠とされている
。
問題点は、燃料噴射系によって燃料の微粒化は自在であ
るが、噴孔数と形状によって噴射方向が規制されている
ことに問題がある。即ち、噴射前期の微粒化された燃料
群は急速に噴孔前域の空気と混合し燃焼が促進されるが
、この初期燃焼によって反応域の酸素が消費される。し
たがい後続の燃料群は高温の酸素不足雰囲気に噴出する
こととなり、この過程において後続燃料は酸素不足の蒸
し焼状態となり、燃料の炭化現象が発生する。しかし、
この過程で炭化された燃料も高温雰囲気において再び酸
素と出合うことによれば、反応が進み炭化現象は減する
が、天分が生じ最後まで酸素と出合うことのできなかっ
た燃料炭化組成は、ススやパティキュレート状のまま大
気汚染物質として排出されることになる。この対策とし
て空気との結合の機会を増加させることは有効な手段で
あり、そのために空気に流動（スワール、スキッシュ）
を与える手段が従来の燃焼方式では不可欠とされている
。
このように従来方式直噴圧縮着火機関の燃焼方法では、
噴射圧力を高め燃料の微粒化を如何に促進しても固定さ
れた噴孔よりの噴霧流と空気との混合形態に基本的変化
を求めることができないため、後続燃料群の酸素不足に
よる炭化現象を抜本的に改善することはできない。この
ため現用直噴圧縮着火機関の排気清浄化は、触媒装置、
トラップ装置等による後処理に依存する必要があり、現
燃焼方式によって高熱効率の維持を図り、資源保護と０
０１ 、ＮＯＸ ％パティキュレート等の排出を減じ、
大気汚染、地球温室作用の防止等、環境保全の目的を達
成することは困難なこととされている。
噴射圧力を高め燃料の微粒化を如何に促進しても固定さ
れた噴孔よりの噴霧流と空気との混合形態に基本的変化
を求めることができないため、後続燃料群の酸素不足に
よる炭化現象を抜本的に改善することはできない。この
ため現用直噴圧縮着火機関の排気清浄化は、触媒装置、
トラップ装置等による後処理に依存する必要があり、現
燃焼方式によって高熱効率の維持を図り、資源保護と０
０１ 、ＮＯＸ ％パティキュレート等の排出を減じ、
大気汚染、地球温室作用の防止等、環境保全の目的を達
成することは困難なこととされている。
また単孔ノズルを用いる別の直噴方式として脚力式、Ｋ
ＬＯＯ方式等が発表されているが、両方式共に多噴孔ノ
ズルを用いた現用燃焼方式の総合的性能を更に越えるに
至らない現状にあり、実用化による効果は期待し難い。
ＬＯＯ方式等が発表されているが、両方式共に多噴孔ノ
ズルを用いた現用燃焼方式の総合的性能を更に越えるに
至らない現状にあり、実用化による効果は期待し難い。
以上従来の内燃機関燃焼技術は燃焼反応を支配する燃料
と空気との物理的整合条件を既成概念と既成技術の範中
に求めるものが多く、これらの基本（多噴孔ノズルとス
ワールの組合せ）を見直し、新しい物理的条件を構築し
なければ問題を解決することができない。
と空気との物理的整合条件を既成概念と既成技術の範中
に求めるものが多く、これらの基本（多噴孔ノズルとス
ワールの組合せ）を見直し、新しい物理的条件を構築し
なければ問題を解決することができない。
本発明は既述のごとき従来直噴圧縮着火方式の欠点を解
決する手段として、燃焼反応を支配する燃料噴射条件、
空気混合条件等の物理的条件ならびに、これらの整合を
基本的に見直し、新しい物理的条件を構築することによ
って燃焼反応を改善するものである。
決する手段として、燃焼反応を支配する燃料噴射条件、
空気混合条件等の物理的条件ならびに、これらの整合を
基本的に見直し、新しい物理的条件を構築することによ
って燃焼反応を改善するものである。
また燃料の拡散、慣徹、微粒化混合等の作用を超高圧力
を用いることなく、更にスワール空気流動を必要とする
ことなく、燃料噴流の衝突拡散作用とスキッシュ流動と
を利用することによって、燃焼期間の短縮を可能とする
ものである。したがって噴射系を超高圧化することなく
、従来より用いられている噴射ポンプの圧力範囲におい
て比出力を向上させ、熱効率の向上と排気有害成分低減
を可能とする新技術を提示するものであり、特に噴射ノ
ズルを中心とした燃料噴流衝突拡散技術により、従来改
善困難とされている諸問題をコストの上昇することなく
解決するものである。
を用いることなく、更にスワール空気流動を必要とする
ことなく、燃料噴流の衝突拡散作用とスキッシュ流動と
を利用することによって、燃焼期間の短縮を可能とする
ものである。したがって噴射系を超高圧化することなく
、従来より用いられている噴射ポンプの圧力範囲におい
て比出力を向上させ、熱効率の向上と排気有害成分低減
を可能とする新技術を提示するものであり、特に噴射ノ
ズルを中心とした燃料噴流衝突拡散技術により、従来改
善困難とされている諸問題をコストの上昇することなく
解決するものである。
また燃料噴流の衝突拡散方式においては燃料の噴霧、微
粒化を促進することは慣微性を減することになり、これ
によって衝突部近傍が過濃燃料域となり、燃焼室中心域
が空気不足となりやすく、逆に拡散・慣徹性を重視した
液状噴流とすれば、拡散燃料粒子は粗くなり、燃焼室の
周域壁面に耐着する童が増加して蒸発混合気が壁面附近
に多くなる等が生じ、拡散火炎の生長、空気利用率等に
不具合がある。
粒化を促進することは慣微性を減することになり、これ
によって衝突部近傍が過濃燃料域となり、燃焼室中心域
が空気不足となりやすく、逆に拡散・慣徹性を重視した
液状噴流とすれば、拡散燃料粒子は粗くなり、燃焼室の
周域壁面に耐着する童が増加して蒸発混合気が壁面附近
に多くなる等が生じ、拡散火炎の生長、空気利用率等に
不具合がある。
このように衝突拡散方式においては、衝突作用による燃
料拡散分布状態が燃焼反応を左右するとも云える。した
がって衝突前の燃料噴流の構成内容は衝突拡散分布状態
に大きな影響を及ぼす要素であり、次にノズル温度、衝
突部温度、スキッシュとの整合条件等が燃焼反応に大き
く係る課題である。
料拡散分布状態が燃焼反応を左右するとも云える。した
がって衝突前の燃料噴流の構成内容は衝突拡散分布状態
に大きな影響を及ぼす要素であり、次にノズル温度、衝
突部温度、スキッシュとの整合条件等が燃焼反応に大き
く係る課題である。
本発明は衝突拡散方式における分布燃料群中に必要とす
る慣徹性、拡散性、微粒化等の条件を構成する手段とし
て、従来ノズル噴孔のごとき円筒、円柱の組合せになる
均一的円錐状噴霧形態の構成を否定し、従来とは異なる
燃料噴射流とこれによる衝突拡散分布形態を構築するも
のである。
る慣徹性、拡散性、微粒化等の条件を構成する手段とし
て、従来ノズル噴孔のごとき円筒、円柱の組合せになる
均一的円錐状噴霧形態の構成を否定し、従来とは異なる
燃料噴射流とこれによる衝突拡散分布形態を構築するも
のである。
本発明においては、ノズルの噴孔形状を変えることによ
って噴流を３以上の噴流軸に分割し、衝突面での衝突時
において近接する各噴流軸の流動エネルギーとこれによ
って生ずる反作用とにより衝突部を起点として外域方向
に燃料群の拡散、展開を図るものである。そして拡散燃
料群中に複数の燃料密度変化域を構築することと、粗微
粒子の混在する混合気群とすることによって、初期反応
部の広域多点化を図り、慣徹性を確保することによって
空気利用率を向上し、燃焼期間の短縮を図るものである
。
って噴流を３以上の噴流軸に分割し、衝突面での衝突時
において近接する各噴流軸の流動エネルギーとこれによ
って生ずる反作用とにより衝突部を起点として外域方向
に燃料群の拡散、展開を図るものである。そして拡散燃
料群中に複数の燃料密度変化域を構築することと、粗微
粒子の混在する混合気群とすることによって、初期反応
部の広域多点化を図り、慣徹性を確保することによって
空気利用率を向上し、燃焼期間の短縮を図るものである
。
本発明の実施例を図によって説明すると次のごとくであ
る。
る。
図１は燃料噴流衝突拡散方式による本圧縮着火機関のキ
ャビティ（ｊ）ｓ Ｋｆ突部（２）、噴射ノズル（３）
の相関を示すものであり、矢印（Ａ）は上死点近傍にお
けるスキッシュ作用による空気の流動方向を示している
。衝突拡散作用による燃料群の拡がり範囲はキャピテイ
開口部全体に広がるが、強いスキッシュ流動により上死
点以前に供給された拡散燃料群は、点線矢印のごとくキ
ャビティ内に馬肉される。
ャビティ（ｊ）ｓ Ｋｆ突部（２）、噴射ノズル（３）
の相関を示すものであり、矢印（Ａ）は上死点近傍にお
けるスキッシュ作用による空気の流動方向を示している
。衝突拡散作用による燃料群の拡がり範囲はキャピテイ
開口部全体に広がるが、強いスキッシュ流動により上死
点以前に供給された拡散燃料群は、点線矢印のごとくキ
ャビティ内に馬肉される。
上死点近傍においては圧縮圧力、雰囲気温度共に燃料の
着火条件に充分達しており、ノズルよりの供給燃料は混
合気群中の着火に最適な混合域より活性化が進行し、急
速に拡散燃焼に移行する。噴孔よりの霧化条件が抑制さ
れ衝突部を起点とし、て微粒化された拡散燃料群は、衝
突部を中心として環状の複数域より燃焼反応が進行する
。この場合反応火炎帯＠）はスキッシュ律速により順次
キャビティ内に拡散されるので、後続燃料群も燃焼初期
反応時に空気不足となることなくスキッシュ流動により
空気と順次混合され拡散火炎を形成する。
着火条件に充分達しており、ノズルよりの供給燃料は混
合気群中の着火に最適な混合域より活性化が進行し、急
速に拡散燃焼に移行する。噴孔よりの霧化条件が抑制さ
れ衝突部を起点とし、て微粒化された拡散燃料群は、衝
突部を中心として環状の複数域より燃焼反応が進行する
。この場合反応火炎帯＠）はスキッシュ律速により順次
キャビティ内に拡散されるので、後続燃料群も燃焼初期
反応時に空気不足となることなくスキッシュ流動により
空気と順次混合され拡散火炎を形成する。
即ち、衝突部を起点として噴射律速による拡散燃料群は
、スキッシュ流動によって燃焼室内に順次展開されるこ
とになる。この噴射律速とスキッシュ律速との合成作用
によって燃焼反応は急速に進展し、その結果空気利用率
の向上と燃焼期間の短縮目的が達成される。
、スキッシュ流動によって燃焼室内に順次展開されるこ
とになる。この噴射律速とスキッシュ律速との合成作用
によって燃焼反応は急速に進展し、その結果空気利用率
の向上と燃焼期間の短縮目的が達成される。
図３は従来ピン型ノズルのピン部を改造し、従来の円柱
ピン部（４）に４ケ所の切欠部（５）を設けたものであ
り、図２はこのノズルによる噴流の燃焼室内における衝
突拡散状態を透視的にみて示したものである。
ピン部（４）に４ケ所の切欠部（５）を設けたものであ
り、図２はこのノズルによる噴流の燃焼室内における衝
突拡散状態を透視的にみて示したものである。
ピンの回転作動によって４方向の分割流も移動するが、
全周方向における各分割域における混合気密度の変動が
少なく慣徹性も有し、各分割域の中心部には燃料密度の
濃い域の存在が見られる。
全周方向における各分割域における混合気密度の変動が
少なく慣徹性も有し、各分割域の中心部には燃料密度の
濃い域の存在が見られる。
初期火炎核は拡散過程の初期において衝突面周域の最適
混合気域より多点的に発生し、連鎖的に拡散火炎を生長
せしめ、順次反応は燃焼室内に展開する。
混合気域より多点的に発生し、連鎖的に拡散火炎を生長
せしめ、順次反応は燃焼室内に展開する。
燃料噴流衝突作用における他の重要役割は、燃料の拡散
と同時に衝突作用によって拡散する燃料粒子速度を急激
に減する作用にある。
と同時に衝突作用によって拡散する燃料粒子速度を急激
に減する作用にある。
燃料粒子速度が減衰されることによって、燃料粒子と周
域空気間との熱移動損失が減することになり、衝突拡散
による時系列的で広範囲な微粒化混合気域よりの多点的
な反応が誘発され、これらの点より急速に燃焼が進展す
る。
域空気間との熱移動損失が減することになり、衝突拡散
による時系列的で広範囲な微粒化混合気域よりの多点的
な反応が誘発され、これらの点より急速に燃焼が進展す
る。
本発明においては燃料噴流が衝突面に到るまで充分に流
動エネルギーを存続し、衝突拡散作用において充分な慣
徹性と拡散分布状態とを形成することに有利となるごと
く、単孔ピン型ノズルにおいてはノズルの噴孔形状を変
えることにより、またホールノズルにおいては噴孔を複
数孔の平行的な構成とすることによって、噴流中に複数
の噴流軸を形成し、これを結束的噴流として衝突部に到
る間の燃料霧化作用を抑制し、噴流が衝突面に到りたる
後の拡散作用によって燃料粒子群中の慣徹性維持と微粒
化を図るものであり、衝突時を起点とし時系列的に空気
と燃料粒子の結合を促進する燃焼反応雰囲気の構築を第
一の条件とした燃焼を特徴としている。
動エネルギーを存続し、衝突拡散作用において充分な慣
徹性と拡散分布状態とを形成することに有利となるごと
く、単孔ピン型ノズルにおいてはノズルの噴孔形状を変
えることにより、またホールノズルにおいては噴孔を複
数孔の平行的な構成とすることによって、噴流中に複数
の噴流軸を形成し、これを結束的噴流として衝突部に到
る間の燃料霧化作用を抑制し、噴流が衝突面に到りたる
後の拡散作用によって燃料粒子群中の慣徹性維持と微粒
化を図るものであり、衝突時を起点とし時系列的に空気
と燃料粒子の結合を促進する燃焼反応雰囲気の構築を第
一の条件とした燃焼を特徴としている。
本燃焼方式の主役ともなる噴射ノズル（３）の特徴ハ、
図５（７）ごとく単孔ピン型ノズルにおいては噴孔（６
）あるいはピン部（４）に切欠部（５）を設け、この切
欠部により流路抵抗を減することによって噴流中に複数
の等角度的燃料密度の大きな噴流軸を構成するものであ
る。
図５（７）ごとく単孔ピン型ノズルにおいては噴孔（６
）あるいはピン部（４）に切欠部（５）を設け、この切
欠部により流路抵抗を減することによって噴流中に複数
の等角度的燃料密度の大きな噴流軸を構成するものであ
る。
またホールタイプノズル（７）においては図４のごとく
噴孔（８）を近接して等角度的位置（Ｃ）（Ｄ）（至）
）伊）等複数として平行的に構築するものであり、両方
式共分割形成した複数の噴流軸構成によって衝突面にお
いて近接した相互の軸流動エネルギーによって生ずる衝
突反作用に加え、衝突時の熱交換による燃料の気化膨張
作用等の相乗作用によって外周域方向（矢印）への燃料
の慣徹、拡散作用の強化を図るものである。また拡散す
る燃料粒子群に粒子大きさの不均一性を生じせしめ、粗
粒子群（９）によって慣徹性を確保し、微粒子群、中間
粒子群によって着火促進作用の向上を図るものである。
噴孔（８）を近接して等角度的位置（Ｃ）（Ｄ）（至）
）伊）等複数として平行的に構築するものであり、両方
式共分割形成した複数の噴流軸構成によって衝突面にお
いて近接した相互の軸流動エネルギーによって生ずる衝
突反作用に加え、衝突時の熱交換による燃料の気化膨張
作用等の相乗作用によって外周域方向（矢印）への燃料
の慣徹、拡散作用の強化を図るものである。また拡散す
る燃料粒子群に粒子大きさの不均一性を生じせしめ、粗
粒子群（９）によって慣徹性を確保し、微粒子群、中間
粒子群によって着火促進作用の向上を図るものである。
また燃料群を燃料粒子の粗・微粒混在した混合群とする
ことにより、燃焼反応雰囲気に微視的に時間差を有する
多点的着火条件を構成し、スキッシュ流動には切欠部に
よって小乱流を生成する等を行なわしめ、これらの相乗
作用によって混合気域全体の燃焼速度（期間）を速める
と共に、空気利用率の向上をも図るものである。
ことにより、燃焼反応雰囲気に微視的に時間差を有する
多点的着火条件を構成し、スキッシュ流動には切欠部に
よって小乱流を生成する等を行なわしめ、これらの相乗
作用によって混合気域全体の燃焼速度（期間）を速める
と共に、空気利用率の向上をも図るものである。
本発明は高い熱効率によりエネルギー資源を節減し、同
時に地球温室作用の主因とされるＣｏｗの排出に有利な
直噴式圧縮着火機関の有する欠点を大きく改善するもの
であり、排気有害戎分であるパテイキュレー）、ＮＯｘ
を大巾に低減し、かつ熱効率を高く維持しつる燃料噴流
衝突拡散燃焼方式に関して、その主要因である燃料噴射
条件と空気との物理的整合条件を達成する技術条件を提
示した。
時に地球温室作用の主因とされるＣｏｗの排出に有利な
直噴式圧縮着火機関の有する欠点を大きく改善するもの
であり、排気有害戎分であるパテイキュレー）、ＮＯｘ
を大巾に低減し、かつ熱効率を高く維持しつる燃料噴流
衝突拡散燃焼方式に関して、その主要因である燃料噴射
条件と空気との物理的整合条件を達成する技術条件を提
示した。
本方式は噴射系を超高圧とする必要がなく、コスト的に
生産に有利であり、加えてスワールを必要としないこと
による給気効率の向上は直接的に機関の比出力を向上さ
せるものである。
生産に有利であり、加えてスワールを必要としないこと
による給気効率の向上は直接的に機関の比出力を向上さ
せるものである。
更に燃焼期間の短縮作用により熱効率を向上し、噴射遅
退化、ＩＣ０１等ＮＯｘ低減技術を併用しても熱効率低
下の少ない燃焼特性を有するものである。
退化、ＩＣ０１等ＮＯｘ低減技術を併用しても熱効率低
下の少ない燃焼特性を有するものである。
他に軽油以外の低質燃料使用に効果的な多種燃料特性を
有し、衝突部の高温化により着火遅れが短縮され、騒音
が減する等、その効果は大なるものがある。
有し、衝突部の高温化により着火遅れが短縮され、騒音
が減する等、その効果は大なるものがある。
図面は本発明の構成と作用を説明するものであり、図１
は、圧縮着火方式のピストン燃焼室、燃料衝突部、噴射
ノズルの相関を示す断面図であり、斜線部はセラミック
ス材料部を示し１実線曲線は圧縮時におけるスキッシュ
流動方向、点曲線はスキッシュ流れの影響下にある拡散
憔料群の動向を示すものである。 図２は、図１の燃焼室内においてピン型ノズル（４力ツ
ト方式）または４孔ホールノズルによる衝突拡散燃料群
の分割的密度組成を上部より透視的にみた説明図である
。 図３は、ピン型単孔ノズルのピン部に等角度の小切欠部
を構成した場合の説明図であり、図４は等角度に、かつ
平行的に燃料噴孔流路を複数に構成したホールタイプノ
ズルであり、Ｃ・・・５孔、Ｄ・・・４孔、Ｋ−・・５
孔、？・・・５孔、？・・・６孔の場合を示すものであ
る。 図中、Ａ・・・圧縮上死点近傍におけるスキッシュ流動
方向、Ｂ−・・スキッシュ流動の影響下にある燃料混合
気群の流動方向を示す。℃・・・ノズルよりの燃料噴流
。 図 図 図
は、圧縮着火方式のピストン燃焼室、燃料衝突部、噴射
ノズルの相関を示す断面図であり、斜線部はセラミック
ス材料部を示し１実線曲線は圧縮時におけるスキッシュ
流動方向、点曲線はスキッシュ流れの影響下にある拡散
憔料群の動向を示すものである。 図２は、図１の燃焼室内においてピン型ノズル（４力ツ
ト方式）または４孔ホールノズルによる衝突拡散燃料群
の分割的密度組成を上部より透視的にみた説明図である
。 図３は、ピン型単孔ノズルのピン部に等角度の小切欠部
を構成した場合の説明図であり、図４は等角度に、かつ
平行的に燃料噴孔流路を複数に構成したホールタイプノ
ズルであり、Ｃ・・・５孔、Ｄ・・・４孔、Ｋ−・・５
孔、？・・・５孔、？・・・６孔の場合を示すものであ
る。 図中、Ａ・・・圧縮上死点近傍におけるスキッシュ流動
方向、Ｂ−・・スキッシュ流動の影響下にある燃料混合
気群の流動方向を示す。℃・・・ノズルよりの燃料噴流
。 図 図 図
Claims (4)
- （１）円筒状の噴孔と円柱状のピン部とによって環状間
隙を構成する単孔ピン型燃料噴射ノズルにおいて、噴孔
またはピンの壁部に流路抵抗を減ずるため複数の切欠部
を設けることにより、環状間隙による流路断面に等角度
的に複数の流路拡大部を構成したことを特徴とする内燃
機関の噴射ノズル。 - （２）３孔以上の複数噴孔を等角度に近接した位置とし
、かつ流路を平行的に構成したことを特徴とした燃料噴
流衝突拡散燃焼方式内燃機関のホールタイプ燃料噴射ノ
ズル。 - （３）燃料噴流の衝突作用によって円盤状の燃料拡散分
布を行なう圧縮着火燃焼方式において円盤状の拡散分布
パターン中に等角度的に燃料密度の大なる域を３より６
の範囲に形成し混合気中の燃料密度と燃料微粒化状態を
不均一化することによって、燃焼反応の時系列制御を行
なうことを特徴とした圧縮着火燃焼方式。 - （４）燃料の衝突拡散作用によって混合気または拡散火
炎を構築する燃焼方式において、燃料噴流中の密度分布
に変化を与えることにより衝突拡散燃料群中に燃料密度
変化域を構成し更に拡散燃料群中の粒子質量を意図的に
不均一とすることによって初期着火条件の広域化と多点
化を図り、燃焼期間を短縮することを特徴とした燃料噴
流衝突拡散方式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121813A JPH0419355A (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 燃料噴射ノズルと燃料噴流衝突拡散方式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121813A JPH0419355A (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 燃料噴射ノズルと燃料噴流衝突拡散方式エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0419355A true JPH0419355A (ja) | 1992-01-23 |
Family
ID=14820566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2121813A Pending JPH0419355A (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 燃料噴射ノズルと燃料噴流衝突拡散方式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0419355A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467757A (en) * | 1993-08-20 | 1995-11-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compression-ignition type engine and combustion method of same |
| US5626115A (en) * | 1995-03-10 | 1997-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compression-ignition type engine |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP2121813A patent/JPH0419355A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467757A (en) * | 1993-08-20 | 1995-11-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compression-ignition type engine and combustion method of same |
| US5626115A (en) * | 1995-03-10 | 1997-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compression-ignition type engine |
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