JPH0584814B2 - - Google Patents
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- JPH0584814B2 JPH0584814B2 JP60176929A JP17692985A JPH0584814B2 JP H0584814 B2 JPH0584814 B2 JP H0584814B2 JP 60176929 A JP60176929 A JP 60176929A JP 17692985 A JP17692985 A JP 17692985A JP H0584814 B2 JPH0584814 B2 JP H0584814B2
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- fuel
- nozzle
- passage
- combustion chamber
- swirl
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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焼室に係り、特にアルコ
ール・ガソリン等の低セタン価燃料を使用するこ
とができるように構成した燃焼室構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a combustion chamber of an internal combustion engine, and more particularly to a combustion chamber structure configured to be able to use low cetane number fuel such as alcohol or gasoline.
[従来の技術]
軽油等を燃焼する燃焼室として本出願人は先
に、渦流燃焼室式デイーゼル機関(特願昭58−
193477号)を提案した。[Prior Art] The present applicant had previously developed a swirl combustion chamber type diesel engine (Japanese patent application 1983-
No. 193477) was proposed.
この提案は、第2図に示すように、燃料噴射ノ
ズル6を通路4を介して渦流燃焼室2に臨ませ、
この噴射ノズルに、あらゆる使用負荷で燃料噴霧
を噴射する副噴口11と、所定負荷を越えたとき
に燃料噴霧を噴射する主噴口10とを設け、そし
てその副噴口11を通路4のその渦流の下流側の
内壁4bに臨ませ、さらにその副噴口の向きを、
これより噴射された燃料が渦流燃焼室2の内壁2
aに沿つて渦流(スワール)の下流側へ流れる燃
料膜を形成し得るように定め、緩慢な蒸発燃焼を
達成できるようにしたものである。 This proposal, as shown in FIG. 2, allows the fuel injection nozzle 6 to face the swirl combustion chamber 2 through the passage 4,
This injection nozzle is provided with a sub-nozzle 11 that injects fuel spray under any operating load, and a main nozzle 10 that injects fuel spray when a predetermined load is exceeded. facing the inner wall 4b on the downstream side, and furthermore, the direction of the sub-nozzle is
The fuel injected from this flows into the inner wall 2 of the swirl combustion chamber 2.
It is designed to form a fuel film that flows downstream of the swirl along the direction a, thereby achieving slow evaporative combustion.
[発明が解決しようとする課題]
しかし、上記提案にあつても、ガソリン等の低
セタン価・揮発性燃料を使用すると、良好な燃焼
が得られないという問題があつた。[Problems to be Solved by the Invention] However, even with the above proposal, there was a problem that good combustion could not be obtained when a low cetane number and volatile fuel such as gasoline was used.
つまり、ガソリン等の低セタン価・揮発性燃料
は、強い渦流(スワール)によつて直ぐに渦流燃
焼室全体に拡散されてしまうため、特に、噴射量
の少ない機関低負荷時等に、火炎伝播可能な混合
気の形成ができなくなつてしまうからである。因
みにこの空燃比に関する問題は、渦流燃焼室だけ
でなく、スパークプラグによりアシストを行う直
接噴射式のデイーゼル燃焼室でも生じている。 In other words, low cetane number/volatile fuels such as gasoline are quickly dispersed throughout the vortex combustion chamber due to the strong swirl, allowing flame propagation, especially when the injection amount is small and the engine is under low load. This is because it becomes impossible to form a proper air-fuel mixture. Incidentally, this problem regarding the air-fuel ratio occurs not only in swirl combustion chambers but also in direct injection type diesel combustion chambers that are assisted by spark plugs.
本発明の目的は、低セタン価・揮発性燃料を失
火なく燃焼させることができる燃焼室構造を提供
するにある。 An object of the present invention is to provide a combustion chamber structure that can burn low cetane number and volatile fuel without misfire.
[課題を解決するための手段]
本発明は上記目的を達成すべく、以下の構成を
有するものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
即ち、低セタン価燃料により作動される機関の
燃焼室であつて、渦流燃焼室に臨ませて主噴口及
び副噴口を備える低セタン価燃料を噴射する燃料
噴射ノズルを通路を介して取り付け、前記主噴口
から噴射される燃料は、前記通路内を通過して直
接前記渦流燃焼室に到達し、前記副噴口は、前記
渦流燃焼室内に生起されるスワールの上流側の通
路内壁と近接して設けられており、前記副噴口か
ら噴射される燃料は、前記通路内壁面に衝突して
微粒化されて飛散し、前記通路に滞溜されるよう
に噴射され、前記燃料噴霧と通路内壁との衝突点
近傍でかつその滞溜燃料蒸気の近傍に、その加熱
部又は点火部を位置させて着火手段を設けるもの
である。 That is, in a combustion chamber of an engine operated with low cetane number fuel, a fuel injection nozzle for injecting low cetane number fuel, which has a main nozzle and a sub nozzle and faces the vortex combustion chamber, is attached via a passage. The fuel injected from the main nozzle passes through the passage and directly reaches the vortex combustion chamber, and the auxiliary nozzle is provided close to the inner wall of the passage on the upstream side of the swirl generated in the vortex combustion chamber. The fuel injected from the sub-nozzle collides with the inner wall surface of the passage, becomes atomized and scattered, and is injected so as to be retained in the passage, and the fuel spray collides with the inner wall of the passage. An ignition means is provided by locating the heating section or the ignition section near the point and near the accumulated fuel vapor.
[作用]
副噴口から通路のそのスワール方向上流側の内
壁に向けて噴射された燃料噴霧は、通路の内壁と
衝突して微粒化して飛散し、急速に蒸気化して通
路内に滞留する。このため、着火手段により加熱
又は点火を施せば、低回転・低負荷時にあつても
安定した燃焼が生じる。[Operation] The fuel spray injected from the sub-nozzle toward the inner wall of the passage on the upstream side in the swirl direction collides with the inner wall of the passage, atomizes and scatters, rapidly vaporizes, and stays in the passage. Therefore, if heating or ignition is performed by the ignition means, stable combustion will occur even at low rotation and low load.
つまり、本発明は、副噴口の向きをこれより噴
射される燃料噴霧が通路のそのスワール方向上流
側の通路内壁と衝突して飛散されるようにかつそ
の衝突により通路内に燃料蒸気が滞留するように
定めることにより、従来(特願昭58−193477号)
のように燃料膜を形成せずに、燃料の蒸気を多く
形成し、ガソリン、アルコールといつた低セタン
価・揮発性燃料を失火なく燃焼させるというもの
である。 That is, in the present invention, the direction of the sub-nozzle is such that the fuel spray injected from the sub-nozzle collides with the inner wall of the passage on the upstream side in the swirl direction of the passage and is scattered, and the collision causes fuel vapor to accumulate in the passage. Conventionally (Patent Application No. 58-193477)
This method forms a large amount of fuel vapor without forming a fuel film, and burns low cetane number and volatile fuels such as gasoline and alcohol without misfire.
[実施例]
以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に基
づいて説明する。[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図に示すように、シリンダヘツド1内に
は、渦流燃焼室2が形成され、その下方には、渦
流燃焼室2とシリンダボデイ(図示せず)のシリ
ンダとを結ぶ連絡通路3が形成されている。ま
た、渦流燃焼室2の上方には、シリンダヘツド1
の一側より開口され上記渦流燃焼室2に連通させ
て通路4が形成されており、この通路4には、そ
の拡径された上部の拡径部4aにヒートシールド
5が一体的に収容され、そのヒートシールド5内
に燃料噴射ノズル6が収容されている。 As shown in FIG. 1, a vortex combustion chamber 2 is formed in the cylinder head 1, and a communication passage 3 is formed below the vortex combustion chamber 2 to connect the vortex combustion chamber 2 and the cylinder of a cylinder body (not shown). has been done. Further, above the swirl combustion chamber 2, there is a cylinder head 1.
A passage 4 is formed which is opened from one side and communicates with the swirl combustion chamber 2, and a heat shield 5 is integrally accommodated in the enlarged diameter portion 4a at the upper part of the passage 4. , a fuel injection nozzle 6 is housed within the heat shield 5 .
燃料噴射ノズル6は、周知のピントークス型の
燃料噴射ノズルから成り、主噴口10と副噴口1
1とを有し、そのノズルボデイ7内に昇降自在に
収容された針弁9のリフトにより、主噴口10に
先立つて副噴口11が開くようになつている。即
ち、燃料噴射ノズル6は、これに供給される燃料
の圧力によつて、機関低回転・低負荷時には、副
噴口11のみを開放し、機関の中高回転・中高負
荷時には副噴口11のみならず主噴口10も開く
ように構成されている(機関の中高回転・中高負
荷時には、燃料噴射ノズル6に供給される燃料流
量が増しその圧力が主噴口10と副噴口11とに
均等に作用するため、燃料噴霧は、主噴口10と
副噴口11との双方から噴射される。)。また、主
噴口10の噴口径は、副噴口11より大きく設定
され、主噴口11から噴射される燃料噴霧が渦流
燃焼室2のスワールSを横切つて渦流燃焼室2の
下方(連絡通路3側)に到達するように設定され
ている。そして燃料噴射ノズル6の主噴口10
は、通路4を介して渦流燃焼室2の中央に臨ませ
られ、副噴口11は、通路4を介して渦流燃焼室
2内に臨ませられている。ここで副噴口11は、
その向きは、これより噴射される燃料噴霧が通路
4のそのスワール方向上流側の内壁4bと衝突す
るようにかつその衝突によつて燃料噴霧の主流
(jet)の多くがその内壁4bと衝突し微粒化され
て飛散されるように、かつその飛散によつて生成
される燃料蒸気層A1を通路4内に滞留しうるよ
うに定められている。なお、燃料噴霧の主流
(jet)の残部は、渦流燃焼室2内で蒸気化する。 The fuel injection nozzle 6 consists of a well-known pintokes type fuel injection nozzle, and has a main injection port 10 and a sub injection port 1.
1, and by lifting a needle valve 9 housed in the nozzle body 7 so as to be able to rise and fall, the sub nozzle 11 opens before the main nozzle 10. That is, depending on the pressure of the fuel supplied to the fuel injection nozzle 6, when the engine is running at low speeds and under low load, only the sub-nozzle 11 is opened, and when the engine is at medium-high speeds and under medium-high loads, not only the sub-nozzle 11 is opened. The main nozzle 10 is also configured to open (at medium to high speeds and medium to high loads of the engine, the flow rate of fuel supplied to the fuel injection nozzle 6 increases and the pressure acts equally on the main nozzle 10 and the sub nozzle 11). , the fuel spray is injected from both the main nozzle 10 and the auxiliary nozzle 11). Further, the nozzle diameter of the main nozzle 10 is set larger than that of the auxiliary nozzle 11, so that the fuel spray injected from the main nozzle 11 crosses the swirl S of the vortex combustion chamber 2 to the lower part of the vortex combustion chamber 2 (on the communication passage 3 side). ) is set to reach. and the main injection port 10 of the fuel injection nozzle 6
is made to face the center of the swirl combustion chamber 2 via the passage 4, and the sub-nozzle port 11 is made to face the inside of the swirl combustion chamber 2 via the passage 4. Here, the sub-nozzle 11 is
The direction is such that the fuel spray injected from this collides with the inner wall 4b of the passage 4 on the upstream side in the swirl direction, and due to this collision, most of the main stream (jet) of the fuel spray collides with the inner wall 4b. The fuel vapor layer A 1 is designed so that it is atomized and scattered, and the fuel vapor layer A 1 generated by the atomization can be retained in the passage 4 . Note that the remainder of the main stream (jet) of the fuel spray is vaporized within the swirl combustion chamber 2.
そして、燃料の着火が確実に生じるようにする
ために、シリンダヘツド1には、スパークプラグ
又はグロープラグから成る着火手段12が取り付
けられている。実施例にあつては、着火手段12
は、スパークプラグから成り、この着火手段12
は、そのプラグギヤツプ12a(グロープラグの
場合は加熱部)が上記燃料蒸気層A1と接触する
ように配設されている。 In order to ensure fuel ignition, an ignition means 12 consisting of a spark plug or a glow plug is attached to the cylinder head 1. In the embodiment, the ignition means 12
consists of a spark plug, and this ignition means 12
is arranged so that its plug gap 12a (heating part in the case of a glow plug) is in contact with the fuel vapor layer A1 .
次に本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.
機関低回転・低負荷時は、副噴口11のみが開
かれ、これより燃料噴霧が噴射される。燃料噴霧
は、その燃料噴霧の外側が、通路4内の高温の空
気に触れて蒸発され、噴霧の主流(jet)は、通
路4の内壁4bとの衝突により微粒化されて飛散
し、その微粒化により通路4内の空気との接触面
積が飛躍的に拡大され、加速的に蒸発して燃料上
記層A1となり通路4内に滞留する。燃料蒸気層
A1の一部は、プラグギヤツプ12aに供給され、
また一部は、スワールSによつてスワールSの下
流側へと流され燃料蒸気層A2となる。このため、
着火手段12たるスパークプラグの点火を行え
ば、まずプラグギヤツプ12a周辺の燃料蒸気層
A1が確実に着火するようになり、次いで火炎が
燃料蒸気層A1及び燃料蒸気層A2に伝播されこれ
が急速に燃焼するようになる。 When the engine is running at low speed and under low load, only the auxiliary nozzle 11 is opened and fuel spray is injected from this. The outside of the fuel spray is evaporated when it comes into contact with the high-temperature air in the passage 4, and the main stream (jet) of the spray is atomized by collision with the inner wall 4b of the passage 4 and scattered. Due to this, the area of contact with the air in the passage 4 is dramatically expanded, and the fuel evaporates at an accelerated pace, forming the fuel layer A1 and staying in the passage 4. fuel vapor layer
A part of A1 is supplied to the plug gap 12a,
A part of the fuel is also flowed downstream by the swirl S and becomes the fuel vapor layer A2 . For this reason,
When the spark plug, which is the ignition means 12, is ignited, first the fuel vapor layer around the plug gap 12a is ignited.
A 1 is ensured to ignite, and then the flame is propagated to the fuel vapor layer A 1 and the fuel vapor layer A 2 , causing them to burn rapidly.
中、高回転・高負荷時には、副噴口11のみな
らず主噴口10も開となり、主噴口10から噴射
された燃料噴霧FはスワールSによつて渦流燃焼
室2内を旋回しつつ蒸発する。このため、渦流燃
焼室2内には、全体的に濃い燃料蒸気層が生成さ
れる。よつて着火手段12のアシストが行われる
と急速に燃焼が行われる。 At medium or high speeds and high loads, not only the sub-nozzle 11 but also the main nozzle 10 is opened, and the fuel spray F injected from the main nozzle 10 is evaporated while swirling inside the vortex combustion chamber 2 due to the swirl S. Therefore, a dense fuel vapor layer is generated within the swirl combustion chamber 2 as a whole. Therefore, when the ignition means 12 assists, combustion occurs rapidly.
なお、本実施例において、使用される燃料は、
ガソリン、アルコール等の低セタン価・揮発性燃
料である。 In addition, in this example, the fuel used is
Low cetane number and volatile fuels such as gasoline and alcohol.
[発明の効果]
以上説明したことから明らかなように、本発明
によれば次の如き優れた効果を発揮する。[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, the present invention exhibits the following excellent effects.
(1) 機関低回転・低負荷時において、ガソリン、
アルコール等の低セタン価・揮発性燃料を着火
させることができ、また、失火なく燃焼させる
ことができる。(1) At low engine speeds and low loads, gasoline,
It is possible to ignite low cetane number/volatile fuels such as alcohol, and to burn them without misfires.
(2) アルコール燃料を使用することができるの
で、低NOx化を達成することができる。(2) Since alcohol fuel can be used, low NOx emissions can be achieved.
第1図は本発明の好適一実施例を示す概略縦断
面図、第2図は従来の燃焼室構造を示す縦断面図
である。
図中、1はシリンダヘツド、2は渦流燃焼室、
4は通路、6は燃料噴射ノズル、10は主噴口、
11は副噴口、12は着火手段、A1,A2は燃料
蒸気層、Sはスワールである。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a conventional combustion chamber structure. In the figure, 1 is the cylinder head, 2 is the swirl combustion chamber,
4 is a passage, 6 is a fuel injection nozzle, 10 is a main injection port,
11 is a sub-nozzle, 12 is an ignition means, A 1 and A 2 are fuel vapor layers, and S is a swirl.
Claims (1)
室であつて、渦流燃焼室2に臨ませて、主噴口1
0及び副噴口11を備える低セタン価燃料を噴射
する燃料噴射ノズル6を通路4を介して取り付
け、前記主噴口10から噴射される燃料は、前記
通路4内を通過して直接前記渦流燃焼室2に到達
し、前記副噴口11は、前記渦流燃焼室内に生起
されるスワールの上流側の通路内壁4bと近接し
て設けられており、前記副噴口11から噴射され
る燃料は、前記通路内壁面4bに衝突して微粒化
されて飛散し、前記通路4に滞溜されるように噴
射され、前記燃料噴霧と通路内壁4bとの衝突点
近傍でかつその滞溜燃料蒸気の近傍に、その加熱
部又は点火部を位置させて着火手段12を設けた
ことを特徴とする燃焼室構造。1 A combustion chamber of an engine operated with low cetane fuel, with main nozzle 1 facing vortex combustion chamber 2.
A fuel injection nozzle 6 for injecting low cetane fuel having a fuel injection nozzle 0 and a sub-nozzle 11 is installed through the passage 4, and the fuel injected from the main injection nozzle 10 passes through the passage 4 and directly enters the swirl combustion chamber. 2, the sub-nozzle 11 is provided close to the passage inner wall 4b on the upstream side of the swirl generated in the swirl combustion chamber, and the fuel injected from the sub-nozzle 11 flows into the passage. The fuel vapor collides with the wall surface 4b, becomes atomized, and is injected so as to be accumulated in the passage 4, and the fuel vapor is sprayed near the point of collision between the fuel spray and the passage inner wall 4b and near the accumulated fuel vapor. A combustion chamber structure characterized in that a heating section or an ignition section is located and an ignition means 12 is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17692985A JPS6238823A (en) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | Structure of combustion chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17692985A JPS6238823A (en) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | Structure of combustion chamber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238823A JPS6238823A (en) | 1987-02-19 |
| JPH0584814B2 true JPH0584814B2 (en) | 1993-12-03 |
Family
ID=16022213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17692985A Granted JPS6238823A (en) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | Structure of combustion chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6238823A (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6034776Y2 (en) * | 1980-01-18 | 1985-10-16 | 日産自動車株式会社 | Injection valve device for pre-chamber diesel engine |
| JPS57176622U (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | ||
| JPS6085216A (en) * | 1983-10-18 | 1985-05-14 | Isuzu Motors Ltd | Vortex flow combustion chamber type diesel engine |
-
1985
- 1985-08-13 JP JP17692985A patent/JPS6238823A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6238823A (en) | 1987-02-19 |
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