JPH0436016A - 燃料衝突拡散式エンジン - Google Patents
燃料衝突拡散式エンジンInfo
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- JPH0436016A JPH0436016A JP2139820A JP13982090A JPH0436016A JP H0436016 A JPH0436016 A JP H0436016A JP 2139820 A JP2139820 A JP 2139820A JP 13982090 A JP13982090 A JP 13982090A JP H0436016 A JPH0436016 A JP H0436016A
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
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- F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (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〕
この発明は、燃焼室内に設けた突起体に燃料噴射ノズル
から噴射される燃料を直接衝突させる燃料衝突拡散式エ
ンジンに関する。
から噴射される燃料を直接衝突させる燃料衝突拡散式エ
ンジンに関する。
従来、エンジンの燃焼室としては、直接噴射式及び副室
式によって代表されている。
式によって代表されている。
直接噴射式燃焼室は、燃料噴射ノズルより噴射された燃
料の噴射エネルギー及び燃焼室内に形成されるスワール
及びスキッシュ流によって燃料と空気との混合を達成し
、可燃性混合気を形成している、しかしながら、該直接
噴射式燃焼室は、スワール生成のため、吸気効率が低下
するという問題を有しており、また、燃料の噴霧微粒化
及び貫徹力をアップさせるため、燃料噴射ノズルを高圧
化、高噴射率化に構成しなければならず、構造が複雑に
なるという問題を有している。
料の噴射エネルギー及び燃焼室内に形成されるスワール
及びスキッシュ流によって燃料と空気との混合を達成し
、可燃性混合気を形成している、しかしながら、該直接
噴射式燃焼室は、スワール生成のため、吸気効率が低下
するという問題を有しており、また、燃料の噴霧微粒化
及び貫徹力をアップさせるため、燃料噴射ノズルを高圧
化、高噴射率化に構成しなければならず、構造が複雑に
なるという問題を有している。
また、副室式燃焼室は、副室内に形成される高スワール
によって燃料油滴と空気との混合を達成し、可燃性混合
気を形成している。該副室式燃焼室は、副室内に高スワ
ールを形成し、また主室と副室との総和の伝熱面積が増
大して熱損失が増加するという問題があり、更に、主室
と副室とを連通ずる連絡孔による絞り損失が増加すると
いう問題を有している。
によって燃料油滴と空気との混合を達成し、可燃性混合
気を形成している。該副室式燃焼室は、副室内に高スワ
ールを形成し、また主室と副室との総和の伝熱面積が増
大して熱損失が増加するという問題があり、更に、主室
と副室とを連通ずる連絡孔による絞り損失が増加すると
いう問題を有している。
そこで、上記問題点を解決するために、燃料の衝突噴流
を利用した直接噴射式衝突拡散層状給気式、いわゆる、
０３ＫＡ式の燃焼室を持つエンジンが開示されている。
を利用した直接噴射式衝突拡散層状給気式、いわゆる、
０３ＫＡ式の燃焼室を持つエンジンが開示されている。
この０３ＫＡ式エンジンは、ピストンに形成した凹部即
ちキャビティの底部中央から突出する衝突部を設け、該
衝突部の周囲に凹状の燃焼室を形成し、燃料噴射ノズル
から噴射された液状燃料を衝突部に衝突させ、燃料噴流
の衝突部への衝突作用によって衝突面を起点として燃料
の拡散、微粒化等を達成し、燃料と空気との良好な混合
を達成させるものである。上記のような燃焼室を有する
エンジンでは、燃料噴射ノズルの単孔ノズルから噴射さ
れた燃料をピストンヘッドの衝突部の平らな衝突面に衝
突させて円盤状に拡散させ、次いでピストンの上昇によ
って生じるスキッシュ流によって燃料をキャビティの下
方に押し込められながら、該燃料と空気とを混合して混
合気を形成するものである。
ちキャビティの底部中央から突出する衝突部を設け、該
衝突部の周囲に凹状の燃焼室を形成し、燃料噴射ノズル
から噴射された液状燃料を衝突部に衝突させ、燃料噴流
の衝突部への衝突作用によって衝突面を起点として燃料
の拡散、微粒化等を達成し、燃料と空気との良好な混合
を達成させるものである。上記のような燃焼室を有する
エンジンでは、燃料噴射ノズルの単孔ノズルから噴射さ
れた燃料をピストンヘッドの衝突部の平らな衝突面に衝
突させて円盤状に拡散させ、次いでピストンの上昇によ
って生じるスキッシュ流によって燃料をキャビティの下
方に押し込められながら、該燃料と空気とを混合して混
合気を形成するものである。
また、特開昭６２−１９５４０８号公報には、燃料噴流
の衝突反射拡散によるディーゼルエンジンが開示されて
いる。該ディーゼルエンジンは、燃料噴射ノズルの噴孔
を起点とし、燃料噴流がキャビティ内の噴流衝突面に達
する間を第１期とし、衝突面により偏向された燃料部が
キャビテイ壁面に到達する間を第２期とし、更に壁面に
達した燃料が蒸発気化する間を第３期とし、各期間の燃
焼反応を起生せしめるものであり、ノズルよりの燃料噴
流をキャビティ内の衝突面に衝突させ、衝突反作用によ
って任意の方向に燃料の拡散分布をなし得るように衝突
面形状を多角面形状に構成したものである。
の衝突反射拡散によるディーゼルエンジンが開示されて
いる。該ディーゼルエンジンは、燃料噴射ノズルの噴孔
を起点とし、燃料噴流がキャビティ内の噴流衝突面に達
する間を第１期とし、衝突面により偏向された燃料部が
キャビテイ壁面に到達する間を第２期とし、更に壁面に
達した燃料が蒸発気化する間を第３期とし、各期間の燃
焼反応を起生せしめるものであり、ノズルよりの燃料噴
流をキャビティ内の衝突面に衝突させ、衝突反作用によ
って任意の方向に燃料の拡散分布をなし得るように衝突
面形状を多角面形状に構成したものである。
更に、特開昭６２−２４０４１９号公報には、直噴式デ
ィーゼルエンジンが開示されている。該直噴式ディーゼ
ルエンジンは、ピストン頂面に形成したキャビティの内
周壁面に液状燃料が付着するように燃料噴射弁からの燃
料噴射を圧縮着火が行われる以前に完了させたものであ
る。キャビティの内周壁面の燃料衝突壁は、平坦な円形
中央部、該円形中央部の中心に形成されたほぼ円錐状の
突起、及び前記円形中央部から放射状に延びる傾斜面を
備えている。
ィーゼルエンジンが開示されている。該直噴式ディーゼ
ルエンジンは、ピストン頂面に形成したキャビティの内
周壁面に液状燃料が付着するように燃料噴射弁からの燃
料噴射を圧縮着火が行われる以前に完了させたものであ
る。キャビティの内周壁面の燃料衝突壁は、平坦な円形
中央部、該円形中央部の中心に形成されたほぼ円錐状の
突起、及び前記円形中央部から放射状に延びる傾斜面を
備えている。
ところで、上記０５ＫＡ型の燃焼室を備えたピストンを
用いたエンジンは、単孔ノズルから噴射された燃料を衝
突させる衝突面はピストンヘッドの平らな衝突面であり
、燃料が該衝突面に衝突して円盤状に拡散するが、ピス
トンの上昇行程によって燃焼室内へのスキッシュ流が発
生し、該スキッシュ流によって薄膜円盤状の燃料と空気
と良好な混合気を生成して燃焼状態を良好にするもので
ある。しかしながら、エンジンの部分負荷時には、Ｎ
Ｏｌｌの発注はある程度抑制されるが、エンジンの高負
荷時には、燃焼室内は高温になると共に、直接噴射式で
燃料を燃焼させるので、ＮＯ９の発生が増加するという
問題がある。
用いたエンジンは、単孔ノズルから噴射された燃料を衝
突させる衝突面はピストンヘッドの平らな衝突面であり
、燃料が該衝突面に衝突して円盤状に拡散するが、ピス
トンの上昇行程によって燃焼室内へのスキッシュ流が発
生し、該スキッシュ流によって薄膜円盤状の燃料と空気
と良好な混合気を生成して燃焼状態を良好にするもので
ある。しかしながら、エンジンの部分負荷時には、Ｎ
Ｏｌｌの発注はある程度抑制されるが、エンジンの高負
荷時には、燃焼室内は高温になると共に、直接噴射式で
燃料を燃焼させるので、ＮＯ９の発生が増加するという
問題がある。
また、前掲特開昭６２−１９５４０８号公報に開示され
た燃料噴流の衝突反射拡散によるディーゼルエンジン及
び特開昭６２−２４０４２９号公報に開示された直噴式
ディーゼルエンジンについても、上記公報に開示された
ものと同様に、燃料噴射時に、連絡孔を絞り、ピストン
に形成した燃焼室へのスキッシュ流と燃料との混合を良
好に行い、該燃焼室で主たる燃焼を行わせるものではな
く、Ｎ０８０発生を抑制するという対策は講しられてい
ない、しかも、上記燃焼室での燃料噴射を良好にするた
めの衝突面の形状を考慮しているものではない。
た燃料噴流の衝突反射拡散によるディーゼルエンジン及
び特開昭６２−２４０４２９号公報に開示された直噴式
ディーゼルエンジンについても、上記公報に開示された
ものと同様に、燃料噴射時に、連絡孔を絞り、ピストン
に形成した燃焼室へのスキッシュ流と燃料との混合を良
好に行い、該燃焼室で主たる燃焼を行わせるものではな
く、Ｎ０８０発生を抑制するという対策は講しられてい
ない、しかも、上記燃焼室での燃料噴射を良好にするた
めの衝突面の形状を考慮しているものではない。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
シリンダヘッドに突出部を形成し、該突出部の中央部に
燃料噴射ノズルを配置し、ピストンヘッドに形成した燃
焼室及び該燃焼室と主室とを連通ずる連絡孔を形成し、
該燃焼室内に衝突面を備えた突起体を配置し、該衝突面
にシリンダヘッドに設けた燃料噴射ノズルから燃料を噴
射し、その噴射した液状燃料を前記衝突面に衝突させて
、円盤状燃料フィルムに均一に拡散させ、ピストンの上
昇によってシリンダヘッドの突出部を連絡孔に突入させ
て該連絡孔を環状通路に形成し、該環状通路の開口面積
を絞り込み、前記燃焼室を副室と同等に機能を有するよ
うに構成し、該環状通路を通してスキッシュ流で流入し
た空気の流れ方向と円盤状に拡散して噴射される燃料の
燃料噴射方向とを交差させて燃料と空気との混合を促進
し、副室としての前記燃焼室で燃料リッチで主たる燃焼
を行わせてＮＯｘの発生を低減し、良好な燃焼を行わせ
て未燃燃料或いは中間生成物の排出を防止する燃料衝突
拡散式エンジンを提供することである。
シリンダヘッドに突出部を形成し、該突出部の中央部に
燃料噴射ノズルを配置し、ピストンヘッドに形成した燃
焼室及び該燃焼室と主室とを連通ずる連絡孔を形成し、
該燃焼室内に衝突面を備えた突起体を配置し、該衝突面
にシリンダヘッドに設けた燃料噴射ノズルから燃料を噴
射し、その噴射した液状燃料を前記衝突面に衝突させて
、円盤状燃料フィルムに均一に拡散させ、ピストンの上
昇によってシリンダヘッドの突出部を連絡孔に突入させ
て該連絡孔を環状通路に形成し、該環状通路の開口面積
を絞り込み、前記燃焼室を副室と同等に機能を有するよ
うに構成し、該環状通路を通してスキッシュ流で流入し
た空気の流れ方向と円盤状に拡散して噴射される燃料の
燃料噴射方向とを交差させて燃料と空気との混合を促進
し、副室としての前記燃焼室で燃料リッチで主たる燃焼
を行わせてＮＯｘの発生を低減し、良好な燃焼を行わせ
て未燃燃料或いは中間生成物の排出を防止する燃料衝突
拡散式エンジンを提供することである。
ＣｔｌｉＭを解決するための手段〕
この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、ピストンヘッドに形成
した燃焼室、該燃焼室のほぼ中央底部に設け且つ噴射燃
料の衝突面を備えた突起体、シリンダヘッド下面から突
出し且つ前記燃焼室の開口部に突入して主室と前記燃焼
室とを連絡する環状通路を形成する突出部、及び前記突
出部に配置され且つ前記突起体に対向して噴口を開口す
る燃料噴射ノズル、を有する燃料衝突拡散式エンジンに
関する。
されている。即ち、この発明は、ピストンヘッドに形成
した燃焼室、該燃焼室のほぼ中央底部に設け且つ噴射燃
料の衝突面を備えた突起体、シリンダヘッド下面から突
出し且つ前記燃焼室の開口部に突入して主室と前記燃焼
室とを連絡する環状通路を形成する突出部、及び前記突
出部に配置され且つ前記突起体に対向して噴口を開口す
る燃料噴射ノズル、を有する燃料衝突拡散式エンジンに
関する。
また、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、前記突出
部がピストン上死点で前記燃焼室の前記関口部に突入し
た状態で、前記環状通路は前記突出部と前記開口部の周
壁とで絞り込まれ、前記主室から前記環状通路を通じて
前記燃焼室に流入するスキッシュ流は前記燃料噴射ノズ
ルから前記突起体の前記衝突面に衝突して拡散する燃料
フィルムに交差するものである。
部がピストン上死点で前記燃焼室の前記関口部に突入し
た状態で、前記環状通路は前記突出部と前記開口部の周
壁とで絞り込まれ、前記主室から前記環状通路を通じて
前記燃焼室に流入するスキッシュ流は前記燃料噴射ノズ
ルから前記突起体の前記衝突面に衝突して拡散する燃料
フィルムに交差するものである。
更に、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、前記燃焼
室から前記主室へ噴出する二次混合時には、前記環状通
路は開口部面積が増大し、噴出ガスは前記主室へ拡散す
るものである。
室から前記主室へ噴出する二次混合時には、前記環状通
路は開口部面積が増大し、噴出ガスは前記主室へ拡散す
るものである。
また、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、前記燃焼
室の容積をピストン上死点における圧縮端全容積の４０
％〜６０％に構成したものである。
室の容積をピストン上死点における圧縮端全容積の４０
％〜６０％に構成したものである。
この発明による燃料衝突拡散式エンジンは、上記のよう
に構成され、次のように作用する。即ち、この燃料衝突
拡散式エンジンは、ピストンヘッドに燃焼室を形成し、
シリンダヘッド下面から突出した突出部を前記燃焼室の
開口部に突入して主室と前記燃焼室とを連絡する連絡孔
を環状通路にし、該燃焼室のほぼ中央底部に設けた突起
体に形成した衝突面にシリンダヘッドに形成した燃料噴
射ノズルからの噴射燃料を衝突させたので、該環状通路
は燃焼室の連絡孔即ち開口部の最大径をより小さく絞る
ことになり、燃焼室は実質的に副室としての燃焼機能を
果たすことになる。その状態において燃料噴射ノズルか
ら衝突面に液状燃料を噴射するので、液状燃料は衝突面
に沿って円盤状フィルムとなって燃焼室内に拡散し、該
円盤状フィルムの燃料と主室から燃焼室へのスキッシュ
流の空気とは良好な混合気を生成することができる。特
に、燃焼室へスキッシュ流で流入する空気と円盤フィル
ム状の燃料との良好な混合を実現して燃焼室で燃料リッ
チで主たる燃焼をさせて、ＮＯｌの発生を抑制すること
ができる。
に構成され、次のように作用する。即ち、この燃料衝突
拡散式エンジンは、ピストンヘッドに燃焼室を形成し、
シリンダヘッド下面から突出した突出部を前記燃焼室の
開口部に突入して主室と前記燃焼室とを連絡する連絡孔
を環状通路にし、該燃焼室のほぼ中央底部に設けた突起
体に形成した衝突面にシリンダヘッドに形成した燃料噴
射ノズルからの噴射燃料を衝突させたので、該環状通路
は燃焼室の連絡孔即ち開口部の最大径をより小さく絞る
ことになり、燃焼室は実質的に副室としての燃焼機能を
果たすことになる。その状態において燃料噴射ノズルか
ら衝突面に液状燃料を噴射するので、液状燃料は衝突面
に沿って円盤状フィルムとなって燃焼室内に拡散し、該
円盤状フィルムの燃料と主室から燃焼室へのスキッシュ
流の空気とは良好な混合気を生成することができる。特
に、燃焼室へスキッシュ流で流入する空気と円盤フィル
ム状の燃料との良好な混合を実現して燃焼室で燃料リッ
チで主たる燃焼をさせて、ＮＯｌの発生を抑制すること
ができる。
即ち、前記燃料噴射ノズルから噴射された燃料は前記衝
突面に液状で衝突して該衝突面に沿って半径方向外向き
に拡散し、円盤状燃料フィルムを形成するが、前記突出
部にガイドされたスキッシュ流を前記円盤状燃料フィル
ムにスキッシュ流を交差させることができ、燃料と空気
との良好な混合を実現し、燃焼効率の向上を図ることが
できる。
突面に液状で衝突して該衝突面に沿って半径方向外向き
に拡散し、円盤状燃料フィルムを形成するが、前記突出
部にガイドされたスキッシュ流を前記円盤状燃料フィル
ムにスキッシュ流を交差させることができ、燃料と空気
との良好な混合を実現し、燃焼効率の向上を図ることが
できる。
以下、図面を参照して、この発明による燃料衝突拡散式
エンジンの実施例を説明する。
エンジンの実施例を説明する。
第１図はこの発明による燃料衝突拡散式エンジンの一実
施例の圧縮行程終端を示す説明図、第２図は第１図の符
号Ａ部分の拡大図及び第３図は第１図の燃料衝突拡散式
エンジンの上死点後の初期を示す説明図である。
施例の圧縮行程終端を示す説明図、第２図は第１図の符
号Ａ部分の拡大図及び第３図は第１図の燃料衝突拡散式
エンジンの上死点後の初期を示す説明図である。
第１図に示すように、この燃料衝突拡散式エンジンは、
シリンダブロック９、該シリンダブロック９に固定され
た吸気ボート６及び排気ポート７を備えたシリンダへラ
ド３、シリンダブロック９の孔部に嵌合したシリンダラ
イナ１４、該シリンダライナ１４内を往復運動するピス
トン１５、及びシリンダライナ１４、シリンダヘッド３
の下面及びピストン１５の頂面で形成される主室１を有
している。吸気ボート６には吸気弁１６が配置され、ま
た排気ポート７には排気弁１７が配置されている。ピス
トン１５は、例えば、アルミニウム等の金属材料から成
り、ピストン１５のピストンヘッド部には、キャビティ
即ち燃焼室２が形成されている。特に、このピストンヘ
ッド部に形成した燃焼室２については、はぼ中央底部に
上方に伸びる突起体５が形成されている。この突起体５
は、例えば、断熱性に冨んだジルコニア（Ｚ ｒ Ｏｘ
）等のセラミックスから製作した薄板を取付けること
ができる。突起体５の上部は、キャビティ底面から上方
に伸びて燃焼室２の開口部１００面即ちピストンヘッド
部の頂面より下方に位置している。
シリンダブロック９、該シリンダブロック９に固定され
た吸気ボート６及び排気ポート７を備えたシリンダへラ
ド３、シリンダブロック９の孔部に嵌合したシリンダラ
イナ１４、該シリンダライナ１４内を往復運動するピス
トン１５、及びシリンダライナ１４、シリンダヘッド３
の下面及びピストン１５の頂面で形成される主室１を有
している。吸気ボート６には吸気弁１６が配置され、ま
た排気ポート７には排気弁１７が配置されている。ピス
トン１５は、例えば、アルミニウム等の金属材料から成
り、ピストン１５のピストンヘッド部には、キャビティ
即ち燃焼室２が形成されている。特に、このピストンヘ
ッド部に形成した燃焼室２については、はぼ中央底部に
上方に伸びる突起体５が形成されている。この突起体５
は、例えば、断熱性に冨んだジルコニア（Ｚ ｒ Ｏｘ
）等のセラミックスから製作した薄板を取付けること
ができる。突起体５の上部は、キャビティ底面から上方
に伸びて燃焼室２の開口部１００面即ちピストンヘッド
部の頂面より下方に位置している。
この突起体５の上部は円板部５Ｐに形成され、該円板部
５Ｐの頂面ば平坦な衝突面１２に形成されている。この
衝突面１２は、液状燃料が衝突する面を構成する。
５Ｐの頂面ば平坦な衝突面１２に形成されている。この
衝突面１２は、液状燃料が衝突する面を構成する。
また、シリンダヘッド３には、ピストンヘッド部に形成
した燃焼室２に対向して下方に伸びる突出部８が形成さ
れている。この突出部８は、ピストン上死点付近で開口
部１０から燃焼室２内へ突入する状態に構成されている
。この突出部８の中央部には、燃料噴射ノズル４が取付
けられ、該燃料噴射ノズル４は燃焼室２に設けた突起体
５の衝突面１２に対向して噴口１１を開口している。燃
料噴射ノズル４は、ビントルノズル等の単孔ノズルから
成り、該ノズルの噴口１１から噴射された燃料が液状で
衝突面１２の中央部に衝突するように構成されている。
した燃焼室２に対向して下方に伸びる突出部８が形成さ
れている。この突出部８は、ピストン上死点付近で開口
部１０から燃焼室２内へ突入する状態に構成されている
。この突出部８の中央部には、燃料噴射ノズル４が取付
けられ、該燃料噴射ノズル４は燃焼室２に設けた突起体
５の衝突面１２に対向して噴口１１を開口している。燃
料噴射ノズル４は、ビントルノズル等の単孔ノズルから
成り、該ノズルの噴口１１から噴射された燃料が液状で
衝突面１２の中央部に衝突するように構成されている。
また、燃焼室２の容積は、ピストン上死点における圧縮
端全容積の６０％以下、特に４０％〜６０％に構成され
ている。しかも、開口部１０には、上死点付近でシリン
ダヘッド３に設けた突出部８が突入するので、開口部１
０は環状通路１３となって連通面積が絞り込まれる。
端全容積の６０％以下、特に４０％〜６０％に構成され
ている。しかも、開口部１０には、上死点付近でシリン
ダヘッド３に設けた突出部８が突入するので、開口部１
０は環状通路１３となって連通面積が絞り込まれる。
従って、燃焼室２は実質的に副室として機能し、Ｎ０８
の発生を抑制する燃焼を行うことができる。
の発生を抑制する燃焼を行うことができる。
従って、シリンダへラド３に設けた突出部８は、ピスト
ンヘッド部に形成した燃焼室２に通じる関口部１０の周
壁に対応して下方に向かって突出しており、ピストン上
死点付近では突出部８と開口部１０の周壁即ち壁面１９
とで環状通路１３を形成する。従って、ピストンの上昇
によって発生する主室ｌから燃焼室２へ流入するスキッ
シュ流は、突出部８の外周面１Ｂにガイドされて矢印の
ように噴流方向が変更され、燃焼室２の壁面１９に沿っ
て下方への流れとなる。そこで、このスキンシ流の下向
き流れは強化され、強化されたスキンシュ流は燃料噴射
ノズル４の噴口１１から噴射された円盤状の燃料フィル
ムに対して交差し、空気と燃料の混合が促進される。
ンヘッド部に形成した燃焼室２に通じる関口部１０の周
壁に対応して下方に向かって突出しており、ピストン上
死点付近では突出部８と開口部１０の周壁即ち壁面１９
とで環状通路１３を形成する。従って、ピストンの上昇
によって発生する主室ｌから燃焼室２へ流入するスキッ
シュ流は、突出部８の外周面１Ｂにガイドされて矢印の
ように噴流方向が変更され、燃焼室２の壁面１９に沿っ
て下方への流れとなる。そこで、このスキンシ流の下向
き流れは強化され、強化されたスキンシュ流は燃料噴射
ノズル４の噴口１１から噴射された円盤状の燃料フィル
ムに対して交差し、空気と燃料の混合が促進される。
この発明による燃料衝突拡散式エンジンは、上記のよう
に構成されており、次のように作用する。
に構成されており、次のように作用する。
この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、ンリンダヘノド
３に設けた突出部８は、ピストンヘッド部に形成した開
口部１０に突入することによって開口部ＩＯは連通部の
断面積が絞られた環状通路１３を形成するので、燃焼室
２は副室と同等の機能を有することになる。そこで、ピ
ストン１５の上昇によって王室１の空気は環状通路１３
を通って燃焼室２ヘスキノンユ流として流入するが、開
口部１０は環状通路１３になって断面積が絞られている
ので、スキンシ流は強化される。
３に設けた突出部８は、ピストンヘッド部に形成した開
口部１０に突入することによって開口部ＩＯは連通部の
断面積が絞られた環状通路１３を形成するので、燃焼室
２は副室と同等の機能を有することになる。そこで、ピ
ストン１５の上昇によって王室１の空気は環状通路１３
を通って燃焼室２ヘスキノンユ流として流入するが、開
口部１０は環状通路１３になって断面積が絞られている
ので、スキンシ流は強化される。
また、第１１１Ｋに示すように、ソリンダヘノド３に取
付けた燃料噴射ノズル４の噴口１１から低圧で噴射され
た燃料は、圧縮行程端付近で棒状の液状燃料として噴口
１１に対向した燃焼室２内の突起体５の衝突面１２に衝
突し、薄い膜状の円盤状になって半径方向外向きに拡散
する。この時、ピストン１５の上昇で強化されたスキッ
シュ流は、シリンダヘッド３に設けた突出部８の外周面
１８にガイドされて環状通路１３を通って燃焼室２内に
流入する。
付けた燃料噴射ノズル４の噴口１１から低圧で噴射され
た燃料は、圧縮行程端付近で棒状の液状燃料として噴口
１１に対向した燃焼室２内の突起体５の衝突面１２に衝
突し、薄い膜状の円盤状になって半径方向外向きに拡散
する。この時、ピストン１５の上昇で強化されたスキッ
シュ流は、シリンダヘッド３に設けた突出部８の外周面
１８にガイドされて環状通路１３を通って燃焼室２内に
流入する。
そこで、該スキッシュ流と円盤状薄膜燃料と直交状態に
交差して良好な混合を実現することができ、特に、燃焼
室２における一次燃焼を閉空間で燃料リッチで行うこと
になるので、Ｎ Ｏｘの発生を抑制することができ、良
好な燃焼状態を確保して燃焼効率を向上できる。
交差して良好な混合を実現することができ、特に、燃焼
室２における一次燃焼を閉空間で燃料リッチで行うこと
になるので、Ｎ Ｏｘの発生を抑制することができ、良
好な燃焼状態を確保して燃焼効率を向上できる。
次いで、第３図に示すように、上死点後、ピストン１５
の下降行程に移り、急激に開口部工０の通路断面積は大
きくなり、燃焼室２から一気番二土室１へ火炎は流出し
、燃料当量比は急激に低下すると共に、燃焼温度が急激
に低下する。それ故、ＮＯｘの発生領域の燃焼状態を避
けることができ、−層Ｎｏヨの発生を抑制することがで
きる。
の下降行程に移り、急激に開口部工０の通路断面積は大
きくなり、燃焼室２から一気番二土室１へ火炎は流出し
、燃料当量比は急激に低下すると共に、燃焼温度が急激
に低下する。それ故、ＮＯｘの発生領域の燃焼状態を避
けることができ、−層Ｎｏヨの発生を抑制することがで
きる。
次に、第４図を参照して、この発明による燃料衝突拡散
式エンジンの別の実施例を説明する。この実施例の燃料
衝突拡散式エンジンは、上記実施例のものに比較して、
主室１の形状が若干具なる以外は全く同一の構成及び機
能を有しているものである。従って、この実施例の燃料
衝突拡散式エンジンについて、第１図に示す燃料衝突拡
散式エンジンにおける部品と同一のものには、同一の符
号を付して重複する説明は省略する。即ち、この実施例
における主室１は、ピストン１５の頂面に凹部２０を形
成して主室１を明確に形成した構造に構成されている。
式エンジンの別の実施例を説明する。この実施例の燃料
衝突拡散式エンジンは、上記実施例のものに比較して、
主室１の形状が若干具なる以外は全く同一の構成及び機
能を有しているものである。従って、この実施例の燃料
衝突拡散式エンジンについて、第１図に示す燃料衝突拡
散式エンジンにおける部品と同一のものには、同一の符
号を付して重複する説明は省略する。即ち、この実施例
における主室１は、ピストン１５の頂面に凹部２０を形
成して主室１を明確に形成した構造に構成されている。
この発明による燃料衝突拡散式エンジンは、上記のよう
に構成されており、次のような効果を有する。即ち、こ
の燃料衝突拡散式エンジンは、ピストンヘッドに形成し
た燃焼室、該燃焼室のほぼ中央底部に設け且つ噴射燃料
の衝突面を備えた突起体、シリンダヘッド下面から突出
し且つ前記燃焼室の開口部に突入して主室と前記燃焼室
とを連絡する環状通路を形成する突出部、及び前記突出
部に配置され且つ前記突起体に対向して噴口を開口する
燃料噴射ノズルを有するので、前記環状通路は前記燃焼
室の連絡孔即ち開口部の断面積をより小さく絞ることに
なり、前記燃焼室は実質的に副室としての機能を果たす
ことになる。前記開口部を絞った状態になると、前記主
室から前記燃焼室に流入するスキッシュ流は強化される
ことになる。
に構成されており、次のような効果を有する。即ち、こ
の燃料衝突拡散式エンジンは、ピストンヘッドに形成し
た燃焼室、該燃焼室のほぼ中央底部に設け且つ噴射燃料
の衝突面を備えた突起体、シリンダヘッド下面から突出
し且つ前記燃焼室の開口部に突入して主室と前記燃焼室
とを連絡する環状通路を形成する突出部、及び前記突出
部に配置され且つ前記突起体に対向して噴口を開口する
燃料噴射ノズルを有するので、前記環状通路は前記燃焼
室の連絡孔即ち開口部の断面積をより小さく絞ることに
なり、前記燃焼室は実質的に副室としての機能を果たす
ことになる。前記開口部を絞った状態になると、前記主
室から前記燃焼室に流入するスキッシュ流は強化される
ことになる。
一方、前記燃料噴射ノズルから衝突面に液状燃料を噴射
すると、液状燃料は衝突面に沿って円盤状フィルムとな
って前記燃焼室内に拡散する。そこで、該円盤状フィル
ムの燃料と前記主室から前記燃焼室への強化されたスキ
ッシュ流の空気とは良好な混合気を生成することができ
る。特に、前記燃焼室へスキッシュ流で流入する空気と
円盤フィルム状の燃料との良好な混合を実現して、前記
燃焼室で燃料リッチで主たる燃焼をすることになり、Ｎ
ｏ、の発生を抑制することができる。
すると、液状燃料は衝突面に沿って円盤状フィルムとな
って前記燃焼室内に拡散する。そこで、該円盤状フィル
ムの燃料と前記主室から前記燃焼室への強化されたスキ
ッシュ流の空気とは良好な混合気を生成することができ
る。特に、前記燃焼室へスキッシュ流で流入する空気と
円盤フィルム状の燃料との良好な混合を実現して、前記
燃焼室で燃料リッチで主たる燃焼をすることになり、Ｎ
ｏ、の発生を抑制することができる。
次いで、上死点後、ピストンの下降行程に移り、前記環
状通路は面積の大きい開口部に変わり、急激に前記開口
部の通路断面積は大きくなり、噴出ガス即ち火炎は、前
記燃焼室から一気に前記王室へ流出して拡散し、燃料当
量比は象、激に低下すると共に、燃焼温度が急激に低下
する。それ故、二次燃焼でもＮ ＯＸの発生領域の燃焼
状態を避けることができ、ＮＯｘの発生を一層抑制する
ことができる。
状通路は面積の大きい開口部に変わり、急激に前記開口
部の通路断面積は大きくなり、噴出ガス即ち火炎は、前
記燃焼室から一気に前記王室へ流出して拡散し、燃料当
量比は象、激に低下すると共に、燃焼温度が急激に低下
する。それ故、二次燃焼でもＮ ＯＸの発生領域の燃焼
状態を避けることができ、ＮＯｘの発生を一層抑制する
ことができる。
即ち、前記前記燃料噴射ノズルから噴射された燃料は前
記衝突面に液状で衝突して該衝突面に沿って半径方向外
向きに拡散し、円盤状燃料フィルムを形成するが、前８
己突出部にガイドされたスキッシュ流を前記円盤状燃料
フィルム番こスキッシュ流を交差させることができ、燃
料と空気との良好な混合を実現し、燃焼効率の向上を図
ることができる。
記衝突面に液状で衝突して該衝突面に沿って半径方向外
向きに拡散し、円盤状燃料フィルムを形成するが、前８
己突出部にガイドされたスキッシュ流を前記円盤状燃料
フィルム番こスキッシュ流を交差させることができ、燃
料と空気との良好な混合を実現し、燃焼効率の向上を図
ることができる。
また、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、前記燃焼
室の容積をピストン上死点における圧縮端全容積の４０
％〜６０％に構成することによって、前記燃焼室を最も
好ましい副室として機能させることができる。
室の容積をピストン上死点における圧縮端全容積の４０
％〜６０％に構成することによって、前記燃焼室を最も
好ましい副室として機能させることができる。
第１図はこの発明による燃料衝突拡散式エンジンの一実
施例の圧縮行程終端を示す説明図、第２図は第１図の符
号Ａ部分の拡大図、第３図は第１図の燃料衝突拡散式エ
ンジンの燃焼行程の初期を示す説明図、及び第４図はこ
の発明による燃料衝突拡散式エンジンの別の実施例を示
す説明図である。 １−−−−−一生室、２−−−−−一燃焼室、ラド、４
−・・−燃料噴射ノズル、 Ｐ−−一・円板部、８−−−一突出部、開口部、１１−
・−・−・噴口、１２−−−−環状通路、１５−−−−
−−ピストン、３・−・−・−・シリンダへ ５−一−−−・−突起体、５ １０−−−−一燃焼室の 衝突面、１３ ２０・・・・−凹部。
施例の圧縮行程終端を示す説明図、第２図は第１図の符
号Ａ部分の拡大図、第３図は第１図の燃料衝突拡散式エ
ンジンの燃焼行程の初期を示す説明図、及び第４図はこ
の発明による燃料衝突拡散式エンジンの別の実施例を示
す説明図である。 １−−−−−一生室、２−−−−−一燃焼室、ラド、４
−・・−燃料噴射ノズル、 Ｐ−−一・円板部、８−−−一突出部、開口部、１１−
・−・−・噴口、１２−−−−環状通路、１５−−−−
−−ピストン、３・−・−・−・シリンダへ ５−一−−−・−突起体、５ １０−−−−一燃焼室の 衝突面、１３ ２０・・・・−凹部。
Claims (4)
- （１）ピストンヘッドに形成した燃焼室、該燃焼室のほ
ぼ中央底部に設け且つ噴射燃料の衝突面を備えた突起体
、シリンダヘッド下面から突出し且つ前記燃焼室の開口
部に上死点付近で突入して主室と前記燃焼室とを連絡す
る環状通路を形成する突出部、及び前記突出部に配置さ
れ且つ前記突起体に対向して噴口を開口する燃料噴射ノ
ズル、を有する燃料衝突拡散式エンジン。 - （２）前記環状通路は、前記突出部がピストン上死点で
前記燃焼室の前記開口部に突入した状態で前記突出部と
前記開口部の周壁とで絞り込まれ、前記主室から前記環
状通路を通じて前記燃焼室に流入するスキッシュ流は前
記燃料噴射ノズルから前記突起体の前記衝突面に衝突し
て拡散する燃料フィルムに交差する請求項１に記載の燃
料衝突拡散式エンジン。 - （３）前記燃焼室から前記主室へ噴出する二次混合時に
は、前記開口部の面積は直ちに増大し、小さなクランク
角内で火炎は前記燃焼室から前記主室へ吹き出して拡散
する請求項１に記載の燃料衝突拡散式エンジン。 - （４）前記燃焼室の容積をピストン上死点における圧縮
端全容積の４０％〜６０％に構成した請求項ｌに記載の
燃料衝突拡散式エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139820A JP2874286B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 燃料衝突拡散式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139820A JP2874286B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 燃料衝突拡散式エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436016A true JPH0436016A (ja) | 1992-02-06 |
| JP2874286B2 JP2874286B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=15254229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2139820A Expired - Lifetime JP2874286B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 燃料衝突拡散式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874286B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05296047A (ja) * | 1992-04-13 | 1993-11-09 | Hino Motors Ltd | 直噴型ディーゼルエンジン |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2139820A patent/JP2874286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05296047A (ja) * | 1992-04-13 | 1993-11-09 | Hino Motors Ltd | 直噴型ディーゼルエンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2874286B2 (ja) | 1999-03-24 |
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