JPH06185364A - 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
直噴式ディーゼル機関の燃焼室Info
- Publication number
- JPH06185364A JPH06185364A JP4336144A JP33614492A JPH06185364A JP H06185364 A JPH06185364 A JP H06185364A JP 4336144 A JP4336144 A JP 4336144A JP 33614492 A JP33614492 A JP 33614492A JP H06185364 A JPH06185364 A JP H06185364A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- cavity
- injection
- diesel engine
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02B23/0618—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
- F02B23/0621—Squish flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02B23/0618—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
- F02B23/0624—Swirl flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02B23/0618—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
- F02B23/0627—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 having additional bores or grooves machined into the piston for guiding air or charge flow to the piston bowl
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、燃料噴霧の火炎同士の緩衝を防
ぎ、かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティを有する直噴式
ディーゼル機関の燃焼室を提供することを目的とする。 【構成】 本発明に係る直噴式ディーゼル機関の燃焼室
は、内周壁７と斜面１０との双方において、予混合気と
燃料膜Ｍ１，Ｍ２とを独立して生成するようにして、一
つのキャビティ３での緩慢蒸発燃焼面積を飛躍的に拡大
し、空気利用率を大巾に高め、また、円周方向及び上下
方向において燃料噴霧Ｆ１とＦ２との間隔を十分に確保
して、燃料噴霧Ｆ１同士、燃料噴霧Ｆ２同士，燃料噴霧
Ｆ１，Ｆ２同士そして燃料膜Ｍ１，Ｍ２同士の重なり
や、これらの火炎同士の重なりを防いで、従来の直噴式
ディーゼル機関の燃焼室と比較して、燃焼温度が低く圧
力の上昇率の低い緩慢な燃焼を達成し、ＮＯｘ、スモー
ク（パティキュレート）を低下させる。
ぎ、かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティを有する直噴式
ディーゼル機関の燃焼室を提供することを目的とする。 【構成】 本発明に係る直噴式ディーゼル機関の燃焼室
は、内周壁７と斜面１０との双方において、予混合気と
燃料膜Ｍ１，Ｍ２とを独立して生成するようにして、一
つのキャビティ３での緩慢蒸発燃焼面積を飛躍的に拡大
し、空気利用率を大巾に高め、また、円周方向及び上下
方向において燃料噴霧Ｆ１とＦ２との間隔を十分に確保
して、燃料噴霧Ｆ１同士、燃料噴霧Ｆ２同士，燃料噴霧
Ｆ１，Ｆ２同士そして燃料膜Ｍ１，Ｍ２同士の重なり
や、これらの火炎同士の重なりを防いで、従来の直噴式
ディーゼル機関の燃焼室と比較して、燃焼温度が低く圧
力の上昇率の低い緩慢な燃焼を達成し、ＮＯｘ、スモー
ク（パティキュレート）を低下させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直噴式ディーゼル機関の
燃焼室に係り、特にキャビティの形状と燃料噴霧の噴射
方向について検討した新規な直噴式ディーゼル機関の燃
焼室に関する。
燃焼室に係り、特にキャビティの形状と燃料噴霧の噴射
方向について検討した新規な直噴式ディーゼル機関の燃
焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５には従来、提供されていた直噴式デ
ィーゼル機関の燃焼室の概略的な構造が示されている。
この直噴式ディーゼル機関の燃焼室にあっては、燃料と
空気との混合（ミキシング）をよくするために、キャビ
ティａ内にスワールＳを発生させるようにし、かつキャ
ビティａの燃焼空間に、円周方向に間隔を隔てて多数燃
料噴霧ｆ…を供給するようにしていた。
ィーゼル機関の燃焼室の概略的な構造が示されている。
この直噴式ディーゼル機関の燃焼室にあっては、燃料と
空気との混合（ミキシング）をよくするために、キャビ
ティａ内にスワールＳを発生させるようにし、かつキャ
ビティａの燃焼空間に、円周方向に間隔を隔てて多数燃
料噴霧ｆ…を供給するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の燃焼室であっても、ＮＯｘやスモークの改善にはあ
る限界があり、それ以上にＮＯｘ，スモーク（パティキ
ュレート）を低減させることはできなかった。そこで、
本発明者等は、この種の燃焼室において、燃料噴霧の噴
射方向と燃焼火炎について観察し、燃料噴霧の火炎同
士が互いに干渉を起してしまうと、この部分の燃焼温度
が他の部分の燃焼温度よりかなり高くなって、ここでＮ
Ｏｘ（パティキュレート）が多く発生してしまう、火
炎同士が干渉する領域では酸素不足となり煤も発生して
しまうということを見出すに至った。
成の燃焼室であっても、ＮＯｘやスモークの改善にはあ
る限界があり、それ以上にＮＯｘ，スモーク（パティキ
ュレート）を低減させることはできなかった。そこで、
本発明者等は、この種の燃焼室において、燃料噴霧の噴
射方向と燃焼火炎について観察し、燃料噴霧の火炎同
士が互いに干渉を起してしまうと、この部分の燃焼温度
が他の部分の燃焼温度よりかなり高くなって、ここでＮ
Ｏｘ（パティキュレート）が多く発生してしまう、火
炎同士が干渉する領域では酸素不足となり煤も発生して
しまうということを見出すに至った。
【０００４】本発明の目的は、供給する燃料噴霧の火炎
同士の緩衝を防ぎ、かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティ
を有する直噴式ディーゼル機関の燃焼室を提供するにあ
る。
同士の緩衝を防ぎ、かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティ
を有する直噴式ディーゼル機関の燃焼室を提供するにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ピストン頂部にキャビティを凹設し、この
キャビティにその噴孔部を臨ませて燃料噴射ノズルを配
設し、上記キャビティの内周壁をその円周方向に沿って
球面状に拡径してキャビティの上部開口周りにリップ状
に棚部を形成した直噴式ディーゼル機関の燃焼室におい
て、上記キャビテイに上記内周壁の高さ方向中位部とキ
ャビティ底面部の半径方向内方部とを斜めに結ぶ斜面
を、その円周方向に所定間隔を隔てて形成し、上記噴孔
部に、上記斜面に燃料膜を生成すべく燃料噴霧を供給す
る第１噴孔と、上記斜面を除く内周壁に燃料膜を形成す
べく燃料噴霧を供給する第２噴孔とを形成すると共にそ
の第１噴孔の噴孔軸芯線と上記燃料噴射ノズルの軸芯線
との交角を、第２噴孔の噴孔軸芯線と上記燃料噴射ノズ
ルの軸芯線との交角より小さくしたものである。
するために、ピストン頂部にキャビティを凹設し、この
キャビティにその噴孔部を臨ませて燃料噴射ノズルを配
設し、上記キャビティの内周壁をその円周方向に沿って
球面状に拡径してキャビティの上部開口周りにリップ状
に棚部を形成した直噴式ディーゼル機関の燃焼室におい
て、上記キャビテイに上記内周壁の高さ方向中位部とキ
ャビティ底面部の半径方向内方部とを斜めに結ぶ斜面
を、その円周方向に所定間隔を隔てて形成し、上記噴孔
部に、上記斜面に燃料膜を生成すべく燃料噴霧を供給す
る第１噴孔と、上記斜面を除く内周壁に燃料膜を形成す
べく燃料噴霧を供給する第２噴孔とを形成すると共にそ
の第１噴孔の噴孔軸芯線と上記燃料噴射ノズルの軸芯線
との交角を、第２噴孔の噴孔軸芯線と上記燃料噴射ノズ
ルの軸芯線との交角より小さくしたものである。
【０００６】
【作用】吸気行程において、スワールポートからシリン
ダ内に供給された燃焼用空気の吸気スワールは、ピスト
ンの半径方向外側からキャビティ内に流入してキャビテ
ィ内にスワールを発生させる。
ダ内に供給された燃焼用空気の吸気スワールは、ピスト
ンの半径方向外側からキャビティ内に流入してキャビテ
ィ内にスワールを発生させる。
【０００７】圧縮行程終期に、第１噴孔から噴出された
燃料噴霧は、各斜面にそれぞれ衝突する。この衝突によ
り、第１噴孔から噴射された燃料噴霧の一部は微粒化さ
れて飛散し、残部は斜面とこれに連続するキャビティの
底面部に薄膜状に被着して燃料膜を形成する。飛散した
微粒化燃料は、キャビティ内雰囲気によって瞬時のうち
に蒸気化し、空気と混合して予混合気となり、燃料膜
は、スワールによってスワール方向に引き延されて広が
り、キャビティ内雰囲気及びキャビティの壁熱によって
徐々に蒸発する。予混合気が着火し燃焼すると、この火
炎及び熱エネルギによって燃料膜が火炎伝播を受け、緩
慢に燃焼する。従って着火遅れがなく、熱発生率が低く
かつ圧力上昇率の緩慢な燃焼が達成される。
燃料噴霧は、各斜面にそれぞれ衝突する。この衝突によ
り、第１噴孔から噴射された燃料噴霧の一部は微粒化さ
れて飛散し、残部は斜面とこれに連続するキャビティの
底面部に薄膜状に被着して燃料膜を形成する。飛散した
微粒化燃料は、キャビティ内雰囲気によって瞬時のうち
に蒸気化し、空気と混合して予混合気となり、燃料膜
は、スワールによってスワール方向に引き延されて広が
り、キャビティ内雰囲気及びキャビティの壁熱によって
徐々に蒸発する。予混合気が着火し燃焼すると、この火
炎及び熱エネルギによって燃料膜が火炎伝播を受け、緩
慢に燃焼する。従って着火遅れがなく、熱発生率が低く
かつ圧力上昇率の緩慢な燃焼が達成される。
【０００８】一方、第２噴孔から噴出された燃料噴霧
は、円周方向において互いに干渉することなく、かつ上
下方向において、第１噴孔から噴出された燃料噴霧とも
干渉を起こすことなくそれぞれ内周壁上部に衝突する。
この衝突により、燃料噴霧は、その一部が微粒化されて
飛散し、残部は内周壁に薄膜状に被着して燃料膜を形成
する。この燃料膜のうち、そのスワール方向上流の部分
は深さ方向に拡散し、それより離れるにつれてスワール
Ｓの影響を強く受けるようになり、斜面までは拡散する
ことはない。そして飛散した微粒化燃料は、キャビティ
内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化し、空気と混合し
て予混合気となり、燃料膜は、キャビティ内雰囲気及び
内周壁熱によって徐々に蒸発する。予混合気が、着火し
燃焼すると、この火炎及び熱エネルギによって燃料膜が
火炎伝播を受け、緩慢に燃焼する。従って、内周壁の領
域においても着火遅れがなく、熱発生率が低くかつ圧力
上昇率の緩慢な燃焼が達成される。
は、円周方向において互いに干渉することなく、かつ上
下方向において、第１噴孔から噴出された燃料噴霧とも
干渉を起こすことなくそれぞれ内周壁上部に衝突する。
この衝突により、燃料噴霧は、その一部が微粒化されて
飛散し、残部は内周壁に薄膜状に被着して燃料膜を形成
する。この燃料膜のうち、そのスワール方向上流の部分
は深さ方向に拡散し、それより離れるにつれてスワール
Ｓの影響を強く受けるようになり、斜面までは拡散する
ことはない。そして飛散した微粒化燃料は、キャビティ
内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化し、空気と混合し
て予混合気となり、燃料膜は、キャビティ内雰囲気及び
内周壁熱によって徐々に蒸発する。予混合気が、着火し
燃焼すると、この火炎及び熱エネルギによって燃料膜が
火炎伝播を受け、緩慢に燃焼する。従って、内周壁の領
域においても着火遅れがなく、熱発生率が低くかつ圧力
上昇率の緩慢な燃焼が達成される。
【０００９】
【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。
基づいて説明する。
【００１０】図１には本発明に係る直噴式ディーゼル機
関のピストンの上面図が、図２には図１のＩＩ−ＩＩ線
断面図が、図３には図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図が、
そして図４には燃料噴射ノズルの断面が示されている。
関のピストンの上面図が、図２には図１のＩＩ−ＩＩ線
断面図が、図３には図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図が、
そして図４には燃料噴射ノズルの断面が示されている。
【００１１】図１乃至図３に示す如く、ピストン１に
は、そのピストン頂部２を軸心方向に沿って窪ませてキ
ャビティ３が形成され、シリンンダヘッド４には、キャ
ビティ３のほぼ軸芯位置を臨ませて燃料噴射ノズル５が
取付けられている。キャビティ３は、そのピストン頂部
２より適宜下方の部分から下の内周壁７が半径方向外方
へ球面状に拡径され、その容積が半径方向に拡大されて
いる。ゆえに上部開口６を区画する部分は、シリンダヘ
ッド４のスワールポート（図示せず）から供給された燃
焼用空気の吸気スワール及び上記燃料噴射ノズル５から
供給された燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２を、キャビティ３内に止
どめておくための棚部となる。また、キャビティ３に
は、その底面部８の中央部に、燃焼用空気の吸気スワー
ル及び燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２を、キャビティ３の中心軸周
りに旋回させるための突起部９が円錘状形成されてい
る。そしてキャビティ３には、高さ方向においてその内
周壁７の中央部と底面部８の半径方向内方部とを斜めに
結ぶようにして斜面１０が複数形成されている。これら
斜面１０は、実施例にあっては、内周壁７を半径方向内
方へ突出させて形成されている。また、これら斜面１０
は、キャビテイ３に対しては、円周方向に１２０°おき
に計３個設けられている。各斜面１０の円周方向の両端
及び上下方向の両端は、内周壁７及び底面部８に円周方
向及び上下方向に滑らかに連続させて接続されている。
は、そのピストン頂部２を軸心方向に沿って窪ませてキ
ャビティ３が形成され、シリンンダヘッド４には、キャ
ビティ３のほぼ軸芯位置を臨ませて燃料噴射ノズル５が
取付けられている。キャビティ３は、そのピストン頂部
２より適宜下方の部分から下の内周壁７が半径方向外方
へ球面状に拡径され、その容積が半径方向に拡大されて
いる。ゆえに上部開口６を区画する部分は、シリンダヘ
ッド４のスワールポート（図示せず）から供給された燃
焼用空気の吸気スワール及び上記燃料噴射ノズル５から
供給された燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２を、キャビティ３内に止
どめておくための棚部となる。また、キャビティ３に
は、その底面部８の中央部に、燃焼用空気の吸気スワー
ル及び燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２を、キャビティ３の中心軸周
りに旋回させるための突起部９が円錘状形成されてい
る。そしてキャビティ３には、高さ方向においてその内
周壁７の中央部と底面部８の半径方向内方部とを斜めに
結ぶようにして斜面１０が複数形成されている。これら
斜面１０は、実施例にあっては、内周壁７を半径方向内
方へ突出させて形成されている。また、これら斜面１０
は、キャビテイ３に対しては、円周方向に１２０°おき
に計３個設けられている。各斜面１０の円周方向の両端
及び上下方向の両端は、内周壁７及び底面部８に円周方
向及び上下方向に滑らかに連続させて接続されている。
【００１２】燃料噴射ノズル５は、図４に示すように、
ノズルボディ１１の油圧室１２に燃料噴射ポンプ（図示
せず）から送油された燃料を導いてこれを針弁１３の円
錘状の受圧面１３ａに直接作用させて針弁１３を開弁さ
せるように形成され、針弁１３の開弁により、閉じられ
ていた第１噴孔１４及び第２噴孔１５から燃料噴霧Ｆ
１，Ｆ２をそれぞれ噴射させるように形成されている。
これら第１噴孔１４及び第２噴孔１５は、ノズルチップ
（噴孔部）１６を穿孔して形成されている。さらに詳述
すれば、第１噴孔１４は、ノズルチップの先端側部分
に、円周方向に約１２０°おきに計３個設けられ、第２
噴孔１５は、その第２噴孔１５が形成されている部分よ
りノズルチップの後部側へ適宜離れた部分に、円周方向
に約１２０°おきに計３個設けられている。なお、第１
噴孔１４と第２噴孔１５の円周方向の位置関係について
は、第２噴孔１５は、第１噴孔１４に対して円周方向に
おいて６０°ずれた位置にそれぞれ設けられている。そ
して各第１噴孔１４の方向は、上記斜面１０の中央部に
その燃料噴霧Ｆ１を到達させ得るようにそれぞれ設定さ
れ、各第２噴孔１５の方向は、これより噴射された燃料
噴霧Ｆ２が、第１噴孔１４から噴射された燃料噴霧Ｆ１
と上下方向及び円周方向において干渉を起こすことのな
い方向で、かつ相隣接する斜面１０間の内周壁７上部
（棚部下縁近傍を含む）に燃料噴霧Ｆ２を到達させ得る
ようにそれぞれ設定されている。すなわち、その第２噴
孔１５の噴孔軸芯線と上記燃料噴射ノズル５の軸芯線と
の交角αと、第１噴孔１４の噴孔軸芯線と上記燃料噴射
ノズル５の軸芯線との交角βとの関係は、β＞αとなる
ように定められている。また、燃料噴霧Ｆ１と斜面１０
との関係について詳述すれば、燃料噴霧Ｆ１の軸線と斜
面１０とが直角になるように設定され、燃料噴霧Ｆ１が
斜面１０上に均等に拡散するようになっている。
ノズルボディ１１の油圧室１２に燃料噴射ポンプ（図示
せず）から送油された燃料を導いてこれを針弁１３の円
錘状の受圧面１３ａに直接作用させて針弁１３を開弁さ
せるように形成され、針弁１３の開弁により、閉じられ
ていた第１噴孔１４及び第２噴孔１５から燃料噴霧Ｆ
１，Ｆ２をそれぞれ噴射させるように形成されている。
これら第１噴孔１４及び第２噴孔１５は、ノズルチップ
（噴孔部）１６を穿孔して形成されている。さらに詳述
すれば、第１噴孔１４は、ノズルチップの先端側部分
に、円周方向に約１２０°おきに計３個設けられ、第２
噴孔１５は、その第２噴孔１５が形成されている部分よ
りノズルチップの後部側へ適宜離れた部分に、円周方向
に約１２０°おきに計３個設けられている。なお、第１
噴孔１４と第２噴孔１５の円周方向の位置関係について
は、第２噴孔１５は、第１噴孔１４に対して円周方向に
おいて６０°ずれた位置にそれぞれ設けられている。そ
して各第１噴孔１４の方向は、上記斜面１０の中央部に
その燃料噴霧Ｆ１を到達させ得るようにそれぞれ設定さ
れ、各第２噴孔１５の方向は、これより噴射された燃料
噴霧Ｆ２が、第１噴孔１４から噴射された燃料噴霧Ｆ１
と上下方向及び円周方向において干渉を起こすことのな
い方向で、かつ相隣接する斜面１０間の内周壁７上部
（棚部下縁近傍を含む）に燃料噴霧Ｆ２を到達させ得る
ようにそれぞれ設定されている。すなわち、その第２噴
孔１５の噴孔軸芯線と上記燃料噴射ノズル５の軸芯線と
の交角αと、第１噴孔１４の噴孔軸芯線と上記燃料噴射
ノズル５の軸芯線との交角βとの関係は、β＞αとなる
ように定められている。また、燃料噴霧Ｆ１と斜面１０
との関係について詳述すれば、燃料噴霧Ｆ１の軸線と斜
面１０とが直角になるように設定され、燃料噴霧Ｆ１が
斜面１０上に均等に拡散するようになっている。
【００１３】また、これら第１噴孔１４，第２噴孔１５
の口径は、斜面１０と内周壁７とにそれぞれ、スワール
Ｓの順方向に拡散される燃料膜Ｍ１，Ｍ２を形成できる
ように設定されている。
の口径は、斜面１０と内周壁７とにそれぞれ、スワール
Ｓの順方向に拡散される燃料膜Ｍ１，Ｍ２を形成できる
ように設定されている。
【００１４】次に実施例の作用を説明する。
【００１５】吸気行程において、スワールポートからシ
リンダ内に供給された燃焼用空気の吸気スワールは、図
１乃至図３に示すように、ピストン１の半径方向外側か
らキャビティ３内に流入し、キャビティ３内にスワール
Ｓを発生させる。
リンダ内に供給された燃焼用空気の吸気スワールは、図
１乃至図３に示すように、ピストン１の半径方向外側か
らキャビティ３内に流入し、キャビティ３内にスワール
Ｓを発生させる。
【００１６】圧縮行程終期に、燃料噴射ノズル５の針弁
１３が開弁され、第１噴孔１４及び第２噴孔１５が開放
され、これら第１噴孔１４及び第２噴孔１５からそれぞ
れ燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２が噴出される（図４参照）。
１３が開弁され、第１噴孔１４及び第２噴孔１５が開放
され、これら第１噴孔１４及び第２噴孔１５からそれぞ
れ燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２が噴出される（図４参照）。
【００１７】図１，図２に示す如く、第１噴孔１４から
噴出された各燃料噴霧Ｆ１は、斜面１０にそれぞれ衝突
する。この衝突により、第１噴孔１４から噴射された燃
料噴霧Ｆ１の一部は微粒化されて飛散し、残部は、斜面
１０とこれに連続するキャビティ３の底面部８に薄膜状
に被着して燃料膜Ｍ１を形成する。飛散した微粒化燃料
は、キャビティ３内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化
し、空気と混合して予混合気（着火性及び火炎の伝播性
のよい混合気をいう。）となり、燃料膜Ｍ１は、キャビ
ティ３のスワールＳによってスワール方向に引き延され
て広がり、キャビティ内雰囲気及びキャビティ３の壁熱
によって徐々に蒸発する。予混合気が着火し燃焼する
と、この火炎及び熱エネルギによって燃料膜Ｍ１が火炎
伝播を受け、緩慢に燃焼する。従って着火遅れがなく、
熱発生率が低くかつ圧力上昇率の低い緩慢燃焼が達成さ
れる。
噴出された各燃料噴霧Ｆ１は、斜面１０にそれぞれ衝突
する。この衝突により、第１噴孔１４から噴射された燃
料噴霧Ｆ１の一部は微粒化されて飛散し、残部は、斜面
１０とこれに連続するキャビティ３の底面部８に薄膜状
に被着して燃料膜Ｍ１を形成する。飛散した微粒化燃料
は、キャビティ３内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化
し、空気と混合して予混合気（着火性及び火炎の伝播性
のよい混合気をいう。）となり、燃料膜Ｍ１は、キャビ
ティ３のスワールＳによってスワール方向に引き延され
て広がり、キャビティ内雰囲気及びキャビティ３の壁熱
によって徐々に蒸発する。予混合気が着火し燃焼する
と、この火炎及び熱エネルギによって燃料膜Ｍ１が火炎
伝播を受け、緩慢に燃焼する。従って着火遅れがなく、
熱発生率が低くかつ圧力上昇率の低い緩慢燃焼が達成さ
れる。
【００１８】一方、第２噴孔１５から噴出された燃料噴
霧Ｆ２は、円周方向において互いに干渉することなく、
かつ上下方向において、第１噴孔１４から噴出された燃
料噴霧Ｆ１とも干渉を起こすことなくそれぞれ内周壁７
の上部に衝突する。この衝突により、燃料噴霧Ｆ２は、
その一部が微粒化されて飛散し、残部は、内周壁７に薄
膜状に被着して燃料膜Ｍ２を形成する。この場合、燃料
膜Ｍ２は、そのスワール方向上流側の部分が深さ方向に
拡散し、それより離れた側ではスワールＳの影響を強く
受けてスワール方向へ拡散する。つまり、燃料膜Ｍ２
は、そのスワールＳの下流側においては、斜面１０まで
は拡散することがない。飛散した微粒化燃料は、キャビ
ティ内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化し、空気と混
合して予混合気となり、燃料膜Ｍ２は、キャビティ内雰
囲気及び内周壁７の壁熱によって徐々に蒸発する。予混
合気が、着火し燃焼すると、この火炎及び熱エネルギに
よって燃料膜Ｍ２が火炎伝播を受け、緩慢に燃焼する。
従って、斜面１０以外、すなわち内周壁７の領域におい
ても着火遅れがなく、熱発生率が低くかつ圧力上昇率の
低い緩慢燃焼が達成される。
霧Ｆ２は、円周方向において互いに干渉することなく、
かつ上下方向において、第１噴孔１４から噴出された燃
料噴霧Ｆ１とも干渉を起こすことなくそれぞれ内周壁７
の上部に衝突する。この衝突により、燃料噴霧Ｆ２は、
その一部が微粒化されて飛散し、残部は、内周壁７に薄
膜状に被着して燃料膜Ｍ２を形成する。この場合、燃料
膜Ｍ２は、そのスワール方向上流側の部分が深さ方向に
拡散し、それより離れた側ではスワールＳの影響を強く
受けてスワール方向へ拡散する。つまり、燃料膜Ｍ２
は、そのスワールＳの下流側においては、斜面１０まで
は拡散することがない。飛散した微粒化燃料は、キャビ
ティ内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化し、空気と混
合して予混合気となり、燃料膜Ｍ２は、キャビティ内雰
囲気及び内周壁７の壁熱によって徐々に蒸発する。予混
合気が、着火し燃焼すると、この火炎及び熱エネルギに
よって燃料膜Ｍ２が火炎伝播を受け、緩慢に燃焼する。
従って、斜面１０以外、すなわち内周壁７の領域におい
ても着火遅れがなく、熱発生率が低くかつ圧力上昇率の
低い緩慢燃焼が達成される。
【００１９】このように本発明に係る直噴式ディーゼル
機関の燃焼室は、内周壁７と斜面１０との双方におい
て、予混合気と燃料膜Ｍ１，Ｍ２とを独立して生成する
ようにして、一つのキャビティ３での緩慢蒸発燃焼面積
を飛躍的に拡大し、空気利用率を大巾に高めるようにな
っており、また、円周方向及び上下方向において燃料噴
霧間の間隔を十分に確保して、燃料噴霧Ｆ１同士、燃料
噴霧Ｆ２同士，燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２同士そして燃料膜Ｍ
１，Ｍ２同士の重なりや、これらの火炎同士の重なりを
防ぐことができるようになっている。このため、従来の
直噴式ディーゼル機関の燃焼室と比較して、燃焼温度が
低く圧力の上昇率の低い緩慢な燃焼を達成することがで
き、従って、ＮＯｘ、スモーク（パティキュレート）を
従来より減少させることができ、着火遅れ、燃焼騒音の
異常な増大をも抑制することができる。
機関の燃焼室は、内周壁７と斜面１０との双方におい
て、予混合気と燃料膜Ｍ１，Ｍ２とを独立して生成する
ようにして、一つのキャビティ３での緩慢蒸発燃焼面積
を飛躍的に拡大し、空気利用率を大巾に高めるようにな
っており、また、円周方向及び上下方向において燃料噴
霧間の間隔を十分に確保して、燃料噴霧Ｆ１同士、燃料
噴霧Ｆ２同士，燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２同士そして燃料膜Ｍ
１，Ｍ２同士の重なりや、これらの火炎同士の重なりを
防ぐことができるようになっている。このため、従来の
直噴式ディーゼル機関の燃焼室と比較して、燃焼温度が
低く圧力の上昇率の低い緩慢な燃焼を達成することがで
き、従って、ＮＯｘ、スモーク（パティキュレート）を
従来より減少させることができ、着火遅れ、燃焼騒音の
異常な増大をも抑制することができる。
【００２０】なお、本実施例の説明にあって燃料噴射ノ
ズル５にホール形の燃料噴射ノズルを用いるという説明
をしたが、あらゆる使用負荷で開弁する副噴孔と、所定
負荷（例えば低負荷）を越えたときから開弁する主噴孔
を有するピントークス形の燃料噴射ノズルを用い、例え
ばその副噴孔を上記第２噴孔１４とし、その主噴孔を上
記第１噴孔１５として、負荷に応じて空燃比を調節する
ことができるように構成することももちろん可能であ
る。
ズル５にホール形の燃料噴射ノズルを用いるという説明
をしたが、あらゆる使用負荷で開弁する副噴孔と、所定
負荷（例えば低負荷）を越えたときから開弁する主噴孔
を有するピントークス形の燃料噴射ノズルを用い、例え
ばその副噴孔を上記第２噴孔１４とし、その主噴孔を上
記第１噴孔１５として、負荷に応じて空燃比を調節する
ことができるように構成することももちろん可能であ
る。
【００２１】
【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。
発明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
【００２２】（１）燃料噴霧の火炎同士の緩衝を防ぎ、
かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティを提供でき、ＮＯ
ｘ、スモーク（パテキュレート）の排出値を従来の直噴
式ディーゼル機関の燃焼室よりさらに低下させることが
できる。
かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティを提供でき、ＮＯ
ｘ、スモーク（パテキュレート）の排出値を従来の直噴
式ディーゼル機関の燃焼室よりさらに低下させることが
できる。
【図１】本発明に係る直噴式ディーゼル機関のピストン
の上面図である。
の上面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】燃料噴射ノズルの断面図である。
【図５】従来の直噴式ディーゼル機関のピストンを示す
上面図である。
上面図である。
２ ピストン頂部 ３ キャビティ ５ 燃料噴射ノズル ６ 上部開口 ７ 内周壁 １０ 斜面 １４ 第１噴孔 １５ 第２噴孔
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストン頂部にキャビティを凹設し、該
キャビティにその噴孔部を臨ませて燃料噴射ノズルを配
設し、上記キャビティの内周壁をその円周方向に沿って
球面状に拡径してキャビティの上部開口周りにリップ状
に棚部を形成した直噴式ディーゼル機関の燃焼室におい
て、上記キャビテイに上記内周壁の高さ方向中位部とキ
ャビティ底面部の半径方向内方部とを斜めに結ぶ斜面を
その円周方向に所定間隔を隔てて形成し、上記噴孔部
に、上記斜面に燃料膜を生成すべく燃料噴霧を供給する
第１噴孔と上記斜面を除く内周壁に燃料膜を形成すべく
燃料噴霧を供給する第２噴孔とを形成すると共にその第
１噴孔の噴孔軸芯線と上記燃料噴射ノズルの軸芯線との
交角を、第２噴孔の噴孔軸芯線と上記燃料噴射ノズルの
軸芯線との交角より小さくしたことを特徴とする直噴式
ディーゼル機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4336144A JPH06185364A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4336144A JPH06185364A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06185364A true JPH06185364A (ja) | 1994-07-05 |
Family
ID=18296152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4336144A Pending JPH06185364A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06185364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1767758A4 (en) * | 2004-07-09 | 2010-08-11 | Yanmar Co Ltd | FORM OF FIRE CHAMBER OF DIESEL ENGINE WITH DIRECT INJECTION |
-
1992
- 1992-12-16 JP JP4336144A patent/JPH06185364A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1767758A4 (en) * | 2004-07-09 | 2010-08-11 | Yanmar Co Ltd | FORM OF FIRE CHAMBER OF DIESEL ENGINE WITH DIRECT INJECTION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2590170B2 (ja) | 燃料燃焼システム用の火炎培養増殖装置 | |
| JPH01219311A (ja) | 火花点火筒内噴射エンジン | |
| JPS62121827A (ja) | スパ−クアシストデイ−ゼル機関 | |
| EP0098619B1 (en) | Direct injection internal combustion engine of the compression ignition type | |
| JPS59192823A (ja) | 筒内燃料噴射式内燃機関 | |
| JPS6056118A (ja) | 圧縮着火式直接噴射内燃機関 | |
| JPH09228838A (ja) | 直接噴射式ディーゼル機関 | |
| JPS62113822A (ja) | 内燃機関の燃焼方式 | |
| JPH06173690A (ja) | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 | |
| JPH063134B2 (ja) | スパークアシストデイーゼル機関の燃焼室 | |
| JPH05272338A (ja) | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 | |
| JPH08135449A (ja) | 直噴式エンジンの燃焼室構造 | |
| JP2629745B2 (ja) | スパークアシストディーゼル機関 | |
| JP2653571B2 (ja) | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 | |
| JPH05106441A (ja) | 直接噴射式デイーゼル機関の燃焼室 | |
| JP2010150982A (ja) | 燃焼室および直接噴射式ディーゼルエンジン | |
| JP2508675B2 (ja) | 直噴式デイ−ゼル機関の燃焼室 | |
| JPH0571346A (ja) | 直接噴射式デイーゼル機関の燃焼室 | |
| JP2521914B2 (ja) | 内燃機関 | |
| JPS60128927A (ja) | 直接噴射式デイ−ゼルエンジン | |
| JPH063137B2 (ja) | 内燃機関の燃焼室 | |
| JPS63255510A (ja) | 直噴式デイ−ゼル燃焼室 | |
| JPS62621A (ja) | デイ−ゼル燃焼室 | |
| JPH063132B2 (ja) | 直噴式デイ−ゼルエンジン燃焼室 | |
| JPS6323540Y2 (ja) |