JPH0481519A - ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
ディーゼル機関の燃焼室Info
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- JPH0481519A JPH0481519A JP2195739A JP19573990A JPH0481519A JP H0481519 A JPH0481519 A JP H0481519A JP 2195739 A JP2195739 A JP 2195739A JP 19573990 A JP19573990 A JP 19573990A JP H0481519 A JPH0481519 A JP H0481519A
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- combustion chamber
- pyramid
- air
- piston
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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）
本発明はディーゼル機関の燃焼室の改良に関する。
〈従来の技術）
ディーゼル機関の燃焼特性を改善する目的で、ピストン
頂部に形成するくぼみ状の燃焼室に突起を設け、噴射燃
料の均一的な分散を図るようにしされている。
頂部に形成するくぼみ状の燃焼室に突起を設け、噴射燃
料の均一的な分散を図るようにしされている。
これは第３図にも示すように、シリンダヘッド１に燃料
噴射弁７を取付け、ピストン３の頂部にはくぼみ状の燃
焼室４を形成し、燃料噴射弁７からピストン燃焼室４に
噴射される燃料を燃焼室４の略中央に設けた円−錐突起
５に衝突させ、燃料噴霧を燃焼室４に均一的に分散させ
るようにしたものである。
噴射弁７を取付け、ピストン３の頂部にはくぼみ状の燃
焼室４を形成し、燃料噴射弁７からピストン燃焼室４に
噴射される燃料を燃焼室４の略中央に設けた円−錐突起
５に衝突させ、燃料噴霧を燃焼室４に均一的に分散させ
るようにしたものである。
（発明が解決しようとする課題）
この場合、燃料噴射弁７から噴射された燃料は円錐突起
５に衝突して微粒化しながら四方へ方に拡散し、燃焼室
４の内部で均等な燃料噴霧層を形成することができる。
５に衝突して微粒化しながら四方へ方に拡散し、燃焼室
４の内部で均等な燃料噴霧層を形成することができる。
ところで、燃焼を速やかに完結して良好な機関性能を確
保するには、高温圧縮空気との接触により噴霧燃料の蒸
発及び混合を短時間のうちに十分に促進する必要がある
。
保するには、高温圧縮空気との接触により噴霧燃料の蒸
発及び混合を短時間のうちに十分に促進する必要がある
。
ピストン３の圧縮上死点近傍て燃料噴射弁７から燃料が
噴射されるが、圧縮上死点に近付くにつれて、シリンダ
２の内周付近の空気が、ピストン３の頂面とシリンダへ
ラド１の下面との間隙６が狭まるのにしたがって中央に
向けて押し出され、これが燃焼室４に押し込み流（スキ
ッシュ流）となって流入し、この空気と燃料噴霧とが激
しく衝突して、燃料と空気の混合作用を高めている。
噴射されるが、圧縮上死点に近付くにつれて、シリンダ
２の内周付近の空気が、ピストン３の頂面とシリンダへ
ラド１の下面との間隙６が狭まるのにしたがって中央に
向けて押し出され、これが燃焼室４に押し込み流（スキ
ッシュ流）となって流入し、この空気と燃料噴霧とが激
しく衝突して、燃料と空気の混合作用を高めている。
ところが、燃焼室４に噴射された燃料は、円錐突起５に
より均等に分散するが、燃焼室の底面に停滞しやすく、
しかもこれがスキッシュ空気に対する高密度のバリヤを
形成し、このため、燃料分散は均等に行なわれるものの
、スキッシュ空気が底部の燃料層をうまく突き抜けるこ
とができず、燃料と空気とは互いに混じり合わずに層状
に上下に分離して存在する傾向がある。
より均等に分散するが、燃焼室の底面に停滞しやすく、
しかもこれがスキッシュ空気に対する高密度のバリヤを
形成し、このため、燃料分散は均等に行なわれるものの
、スキッシュ空気が底部の燃料層をうまく突き抜けるこ
とができず、燃料と空気とは互いに混じり合わずに層状
に上下に分離して存在する傾向がある。
この結果、円錐突起５により燃料ｒ＠霧の平面的な分散
は果たしても、上下方向を含む燃焼室全域における燃料
と空気との混合には偏りがあり、燃焼の改善効果も思っ
たほどには上がらなかった。
は果たしても、上下方向を含む燃焼室全域における燃料
と空気との混合には偏りがあり、燃焼の改善効果も思っ
たほどには上がらなかった。
ところで、実開昭５３−４００３号公報ては、スワール
流路の断面積をスワール方向に沿って広狭に変化させ、
燃料と空気の混合促進を図っているが、このような層状
の燃料噴霧についての撹拌効果はあまり期待てきない。
流路の断面積をスワール方向に沿って広狭に変化させ、
燃料と空気の混合促進を図っているが、このような層状
の燃料噴霧についての撹拌効果はあまり期待てきない。
本発明はこのような問題を解決することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
そこで本発明は、ピストンの頂部にくほみ状の燃焼室を
形成し、このピストン燃焼室に臨む燃料噴射弁をシリン
ダヘッドに取付けたディーゼル機関において、前記ピス
トン燃焼室の略中夫に突起を設け、かつこの突起の頂部
を角錐形状に形成し、この角錐部に向けて燃料と噴射す
るように前記燃料噴射弁を配！した。
形成し、このピストン燃焼室に臨む燃料噴射弁をシリン
ダヘッドに取付けたディーゼル機関において、前記ピス
トン燃焼室の略中夫に突起を設け、かつこの突起の頂部
を角錐形状に形成し、この角錐部に向けて燃料と噴射す
るように前記燃料噴射弁を配！した。
（作用）
突起に真上から衝突した噴射燃料は角錐面に沿って流れ
るが、燃料は角錐の各稜線部を境にして分離され、角錐
斜面に沿う燃料密度に比較して、角錐の稜線付近の燃料
密度が薄くなる。このため、燃焼室内には突起を中心に
して放射方向に伸び、かつ円周方向に交互に濃薄の燃料
噴霧層が形成される。圧縮行程の終期にかけてシリンダ
周囲からくぼみ状の燃焼室に押し込まれる高温のスキッ
シュ空気は、薄密度の燃料噴霧層を突き抜けて燃料噴霧
の下方や側方にも流れ込み、燃焼室全域において燃料の
蒸発を活発化し、かつ空気との混合も促進する。
るが、燃料は角錐の各稜線部を境にして分離され、角錐
斜面に沿う燃料密度に比較して、角錐の稜線付近の燃料
密度が薄くなる。このため、燃焼室内には突起を中心に
して放射方向に伸び、かつ円周方向に交互に濃薄の燃料
噴霧層が形成される。圧縮行程の終期にかけてシリンダ
周囲からくぼみ状の燃焼室に押し込まれる高温のスキッ
シュ空気は、薄密度の燃料噴霧層を突き抜けて燃料噴霧
の下方や側方にも流れ込み、燃焼室全域において燃料の
蒸発を活発化し、かつ空気との混合も促進する。
この場合、角錐の稜線は燃焼室中心から放射方向に均等
な角度で配置されるので、燃料噴霧に円周方向の濃度分
布を生じても、全体的には交互に濃薄が連続し、平面上
の燃料分散は著しく不均衡とはならず、したがってこの
点を差し引いても、全体として良好で速やかな燃焼を実
現するためには、上下方向における燃料と空気の均一的
な混合がもたらす影響の方がはるかに支配的となり一１
平面的な燃料分布の濃薄化による燃焼の悪化については
ほとんど無視できる。
な角度で配置されるので、燃料噴霧に円周方向の濃度分
布を生じても、全体的には交互に濃薄が連続し、平面上
の燃料分散は著しく不均衡とはならず、したがってこの
点を差し引いても、全体として良好で速やかな燃焼を実
現するためには、上下方向における燃料と空気の均一的
な混合がもたらす影響の方がはるかに支配的となり一１
平面的な燃料分布の濃薄化による燃焼の悪化については
ほとんど無視できる。
これらの結果、燃焼は燃焼室全域に速やかに進行して、
黒煙の発生を抑制すると共に、燃費率の改善が図れる。
黒煙の発生を抑制すると共に、燃費率の改善が図れる。
（実施例）
り下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する６
第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、ピストン
３の頂部に形成される円筒形くぼみ状の燃焼室４のほぼ
中心には、突起８が形成される。
３の頂部に形成される円筒形くぼみ状の燃焼室４のほぼ
中心には、突起８が形成される。
突起８の上方（ピストン軸心方向）に伸びた頂部は角錐
形（この実施例ては四角錐）１０に形成され、この角錐
形１０の頂点に向けて燃料が噴射されるように、シリン
ダヘッド１（第３図参照）に燃料噴射弁７が配置される
。
形（この実施例ては四角錐）１０に形成され、この角錐
形１０の頂点に向けて燃料が噴射されるように、シリン
ダヘッド１（第３図参照）に燃料噴射弁７が配置される
。
したがって、ピストン３が圧縮上死点に近付き、燃料が
突起８の角錐形１０の頂点に向けて燃料噴射弁７から噴
射されると、突起８との衝突により噴射燃料が微粒化さ
れると共に分散するが、このとき燃料は角錐形１０の稜
線部１１を避け、角錐斜面１２に沿って多くが流れ、こ
のため図示するように、燃料噴射弁７の噴口は単一であ
りながら、角錐の斜面く辺）数に等しい、均等に分離し
た独立型の膜状噴霧が、燃焼室４の中心から周辺に向か
って形成される。
突起８の角錐形１０の頂点に向けて燃料噴射弁７から噴
射されると、突起８との衝突により噴射燃料が微粒化さ
れると共に分散するが、このとき燃料は角錐形１０の稜
線部１１を避け、角錐斜面１２に沿って多くが流れ、こ
のため図示するように、燃料噴射弁７の噴口は単一であ
りながら、角錐の斜面く辺）数に等しい、均等に分離し
た独立型の膜状噴霧が、燃焼室４の中心から周辺に向か
って形成される。
つまり、燃焼室４における燃料の分布密度は、高密度の
部分と、低密度の部分とが円周方向に交互に存在し、低
密度の燃ｆ４噴霧については、ピストン３の圧縮終期に
おいて、シリンダ周辺部から燃焼室４に向けて押し込ま
れるスキッシュ空気流に対するバリヤとしてσ）機能が
弱まる結果、スキッシュ空気がこの低密度の燃料噴霧を
突き破って、燃料の下方にも流入するに のため、燃料噴霧の下方や側方にも、高温の圧縮空気が
十分に供給され、これにより燃焼室の全域で燃料の蒸発
が活発に行なわれ、かつ燃料と空気との混合も十分に促
進される。つまり、従来の円錐突起の場合には、燃焼室
４の底面付近に平面的に一様に分散する高密度な膜状噴
霧が形成され、この高密度の燃料膜によりスキッシュ空
気流の下方への侵入か阻止されるため、燃焼室４の底面
付近に燃料が滞留しやすく、燃焼室４の上下方向を含め
て全域的な燃料と空気の混合は不十分となりがちであっ
た。
部分と、低密度の部分とが円周方向に交互に存在し、低
密度の燃ｆ４噴霧については、ピストン３の圧縮終期に
おいて、シリンダ周辺部から燃焼室４に向けて押し込ま
れるスキッシュ空気流に対するバリヤとしてσ）機能が
弱まる結果、スキッシュ空気がこの低密度の燃料噴霧を
突き破って、燃料の下方にも流入するに のため、燃料噴霧の下方や側方にも、高温の圧縮空気が
十分に供給され、これにより燃焼室の全域で燃料の蒸発
が活発に行なわれ、かつ燃料と空気との混合も十分に促
進される。つまり、従来の円錐突起の場合には、燃焼室
４の底面付近に平面的に一様に分散する高密度な膜状噴
霧が形成され、この高密度の燃料膜によりスキッシュ空
気流の下方への侵入か阻止されるため、燃焼室４の底面
付近に燃料が滞留しやすく、燃焼室４の上下方向を含め
て全域的な燃料と空気の混合は不十分となりがちであっ
た。
しかしこの発明では、角錐形１０の稜線部１１の延長上
に存在する薄密度な燃料層を突き破って燃焼室底面付近
にもスキッシュ空気が流れ込み、さらに下方から側方Ｉ
＼と展開するため、上下方向にも燃料の撹拌が促進され
、全域的な混合性能か大幅に改善されるのである。
に存在する薄密度な燃料層を突き破って燃焼室底面付近
にもスキッシュ空気が流れ込み、さらに下方から側方Ｉ
＼と展開するため、上下方向にも燃料の撹拌が促進され
、全域的な混合性能か大幅に改善されるのである。
これらの結果、安定した良好な燃焼が速やかに進行し、
黒煙の発生を抑制し、また燃費の向上が図れるのである
。
黒煙の発生を抑制し、また燃費の向上が図れるのである
。
なお、この燃焼室４にスワールを発生させるようにする
と、突起８を中心にして燃焼室４に円周方向に交互に存
在する空気と燃料とは、スワール旋回によりさらに混合
・撹拌が促され、燃焼室４の全域において水平方向にも
、より一層均質的な混合気層を形成することができる。
と、突起８を中心にして燃焼室４に円周方向に交互に存
在する空気と燃料とは、スワール旋回によりさらに混合
・撹拌が促され、燃焼室４の全域において水平方向にも
、より一層均質的な混合気層を形成することができる。
次に第２図に示す実施例を説明すると、これはピストン
燃焼室４の開口部９を、突起８の角錐形１０に対応して
クローバ−型に形成したもので、角錐形１０と開口部９
のスキッシュリップ９ａとの間に画成される開口面積が
、稜線部１１の延長上で大きくなるようにスキッシュリ
ップ９ａに角錐形１０の四隅に対応してへこみ部９ｂか
形成される。
燃焼室４の開口部９を、突起８の角錐形１０に対応して
クローバ−型に形成したもので、角錐形１０と開口部９
のスキッシュリップ９ａとの間に画成される開口面積が
、稜線部１１の延長上で大きくなるようにスキッシュリ
ップ９ａに角錐形１０の四隅に対応してへこみ部９ｂか
形成される。
なお、この開口部９は燃焼室４の内径部よりも小さい開
口断面をもつ。
口断面をもつ。
このようにしたので、ピストン３の圧縮終期で発生する
スキッシュ空気流は、スキッシュリップ９ａと突起８の
角錐形１０との間隙を通って燃焼室４に流入するが、開
口面積の大きい角錐の四隅のへこみ部９ｂに多くが集中
する。
スキッシュ空気流は、スキッシュリップ９ａと突起８の
角錐形１０との間隙を通って燃焼室４に流入するが、開
口面積の大きい角錐の四隅のへこみ部９ｂに多くが集中
する。
このへこみ部９ｂがある稜線部１１の延長上は、バリヤ
となる燃料密度が薄く、ここにスキッシュ空気を限定し
たことにより、燃焼室４の燃料層の下方に強力に空気を
押し込むことができ、さらに下方から側方に展開した高
温圧縮空気により、燃料の蒸発及び混合を燃焼室全域に
わたって促進することができ、これにより燃焼室４の隅
々まで速やかに安定した燃焼を進行させられるのである
。
となる燃料密度が薄く、ここにスキッシュ空気を限定し
たことにより、燃焼室４の燃料層の下方に強力に空気を
押し込むことができ、さらに下方から側方に展開した高
温圧縮空気により、燃料の蒸発及び混合を燃焼室全域に
わたって促進することができ、これにより燃焼室４の隅
々まで速やかに安定した燃焼を進行させられるのである
。
なお、上記各実施例ては突起８の先端の角錐形１０は四
角錐であるが、これに限らず、五角錐、五角錐、六角錐
等に形成することもできる。
角錐であるが、これに限らず、五角錐、五角錐、六角錐
等に形成することもできる。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、ピストン燃焼室の略中夫
に燃Ｆｌ噴射弁に向かう突起を設け、かつこの突起の頂
部を角錐形状に形成し、この角錐に向けて燃料を噴射す
るようにしたのて、燃焼室に形成される燃料噴霧を角錐
の稜線部を境に均等に分離し、角錐斜面に沿う燃料密度
に比較して、角錐の稜線延長付近の燃料密度が薄くなり
、このため、圧縮行程の終期にかけてシリンダ周囲から
くほみ状の燃焼室に押し込まれる高温のスキッシュ空気
は、薄密度の燃料噴霧層を突き抜けて燃料噴霧の下方や
側方にも流れ込み、この強力な高温圧縮空気流により、
燃焼室全域において燃料の蒸発を活発化すると共に空気
との混合を促進し、燃焼を安定して速やかに完結させ、
黒煙の発生を抑制し、また燃費率の改善を図ることがで
きる。
に燃Ｆｌ噴射弁に向かう突起を設け、かつこの突起の頂
部を角錐形状に形成し、この角錐に向けて燃料を噴射す
るようにしたのて、燃焼室に形成される燃料噴霧を角錐
の稜線部を境に均等に分離し、角錐斜面に沿う燃料密度
に比較して、角錐の稜線延長付近の燃料密度が薄くなり
、このため、圧縮行程の終期にかけてシリンダ周囲から
くほみ状の燃焼室に押し込まれる高温のスキッシュ空気
は、薄密度の燃料噴霧層を突き抜けて燃料噴霧の下方や
側方にも流れ込み、この強力な高温圧縮空気流により、
燃焼室全域において燃料の蒸発を活発化すると共に空気
との混合を促進し、燃焼を安定して速やかに完結させ、
黒煙の発生を抑制し、また燃費率の改善を図ることがで
きる。
第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図は他の実
施例を示す平面図、第３図は従来例を示す断面図である
。 ］・シリンダへＶト、２・・シリンダ、３・・、ピスト
ン、４．燃焼室、７・・・燃料噴射弁、８・・・突起、
９・・開口部、１０・・・角錐形、１１・・・稜線部、
１２・・−斜面部。
施例を示す平面図、第３図は従来例を示す断面図である
。 ］・シリンダへＶト、２・・シリンダ、３・・、ピスト
ン、４．燃焼室、７・・・燃料噴射弁、８・・・突起、
９・・開口部、１０・・・角錐形、１１・・・稜線部、
１２・・−斜面部。
Claims (1)
- １．ピストンの頂部にくぼみ状の燃焼室を形成し、この
ピストン燃焼室に臨む燃料噴射弁をシリンダヘッドに取
付けたディーゼル機関において、前記ピストン燃焼室の
略中央に突起を設け、かつこの突起の頂部を角錐形状に
形成し、この角錐部に向けて燃料を噴射するように前記
燃料噴射弁を配置したことを特徴とするディーゼル機関
の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195739A JPH0481519A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | ディーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195739A JPH0481519A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481519A true JPH0481519A (ja) | 1992-03-16 |
Family
ID=16346164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2195739A Pending JPH0481519A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0481519A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1312385C (zh) * | 2004-04-01 | 2007-04-25 | 上海交通大学 | 内燃机不连续斗笠状喷雾燃烧系统 |
| JP2007192186A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関およびそのピストン |
| WO2009054249A1 (ja) * | 2007-10-22 | 2009-04-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 直接噴射式の内燃機関 |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP2195739A patent/JPH0481519A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1312385C (zh) * | 2004-04-01 | 2007-04-25 | 上海交通大学 | 内燃机不连续斗笠状喷雾燃烧系统 |
| JP2007192186A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関およびそのピストン |
| WO2009054249A1 (ja) * | 2007-10-22 | 2009-04-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 直接噴射式の内燃機関 |
| CN101835965B (zh) | 2007-10-22 | 2013-03-27 | 丰田自动车株式会社 | 直接喷射式内燃机 |
| US8424506B2 (en) | 2007-10-22 | 2013-04-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Direct-injection type engine |
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