JPH066190Y2 - 直接噴射式内燃機関 - Google Patents
直接噴射式内燃機関Info
- Publication number
- JPH066190Y2 JPH066190Y2 JP1986154369U JP15436986U JPH066190Y2 JP H066190 Y2 JPH066190 Y2 JP H066190Y2 JP 1986154369 U JP1986154369 U JP 1986154369U JP 15436986 U JP15436986 U JP 15436986U JP H066190 Y2 JPH066190 Y2 JP H066190Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- auxiliary
- cylinder
- piston
- internal combustion
- working chamber
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関、特に燃焼室に直接燃料を噴射する形
式の直接噴射式内燃機関に関する。
式の直接噴射式内燃機関に関する。
直接噴射式エンジンでは短時間に混合気を効率的に生成
する必要があり、混合気の生成効率がエンジンの燃焼性
に大きな影響がある。直接噴射式ディーゼルエンジンの
燃焼を改善する方法として、シリンダヘッドに補助シリ
ンダを形成し、この中に往復移動可能に設けた補助ピス
トンにより、燃料噴射の末期に空気燃焼室内に押し込ん
で空気流動を生成する方法が既に提案されている（特開
昭59-110829号）。
する必要があり、混合気の生成効率がエンジンの燃焼性
に大きな影響がある。直接噴射式ディーゼルエンジンの
燃焼を改善する方法として、シリンダヘッドに補助シリ
ンダを形成し、この中に往復移動可能に設けた補助ピス
トンにより、燃料噴射の末期に空気燃焼室内に押し込ん
で空気流動を生成する方法が既に提案されている（特開
昭59-110829号）。
しかしながら、上記のような従来の方法では、空気を燃
焼室内に押し込む力は前記の補助ピストンの移動による
ものであり、補助ピストンのスピードには限界があるた
め燃焼室内に生ずる空気流動は弱く、従って充分な燃焼
改善が得られないという問題点があった。
焼室内に押し込む力は前記の補助ピストンの移動による
ものであり、補助ピストンのスピードには限界があるた
め燃焼室内に生ずる空気流動は弱く、従って充分な燃焼
改善が得られないという問題点があった。
このような問題点を解決するために、本考案によれば、
シリンダ内で往復摺動するピストンの頂部とシリンダヘ
ッドとの間に燃焼室が形成され、シリンダヘッド側から
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射ノズルを備えた
直接噴射式内燃機関において、シリンダヘッド内に補助
シリンダを形成すると共に、該補助シリンダ内に往復摺
動可能に補助ピストンを設け、該補助ピストンの上死点
付近及び下死点付近でのみ連通しかつ補助ピストンのス
トロークの途中では遮断される通路手段により補助シリ
ンダの作動室を燃焼室に連通し、機関の行程に同期して
補助ピストンを往復させる駆動手段を設け、補助ピスト
ンのストロークの一端側で作動室に吸引した空気をスト
ロークの他端側へ移動する間に圧縮し、該他端側で開口
する前記通路手段を介して燃料噴射の末期に補助シリン
ダの作動室より燃焼室へ空気を押し込むようにした直接
噴射式内燃機関が提供される。
シリンダ内で往復摺動するピストンの頂部とシリンダヘ
ッドとの間に燃焼室が形成され、シリンダヘッド側から
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射ノズルを備えた
直接噴射式内燃機関において、シリンダヘッド内に補助
シリンダを形成すると共に、該補助シリンダ内に往復摺
動可能に補助ピストンを設け、該補助ピストンの上死点
付近及び下死点付近でのみ連通しかつ補助ピストンのス
トロークの途中では遮断される通路手段により補助シリ
ンダの作動室を燃焼室に連通し、機関の行程に同期して
補助ピストンを往復させる駆動手段を設け、補助ピスト
ンのストロークの一端側で作動室に吸引した空気をスト
ロークの他端側へ移動する間に圧縮し、該他端側で開口
する前記通路手段を介して燃料噴射の末期に補助シリン
ダの作動室より燃焼室へ空気を押し込むようにした直接
噴射式内燃機関が提供される。
補助ピストンの上死点付近では燃焼室内の空気が通路手
段を介して補助シリンダの作動室へ流入し、補助ピスト
ンの下降中は作動室内の空気が圧縮され下死点付近にな
ると圧縮された作動室内の空気が一気に高速度で燃焼室
内へ流入、燃焼室内に強い空気流動を生じさせ燃焼を改
善する。
段を介して補助シリンダの作動室へ流入し、補助ピスト
ンの下降中は作動室内の空気が圧縮され下死点付近にな
ると圧縮された作動室内の空気が一気に高速度で燃焼室
内へ流入、燃焼室内に強い空気流動を生じさせ燃焼を改
善する。
以下、添付図面を参照して本考案の実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
第１図において、ディーゼルエンジンのシリンダブロッ
ク１にシリンダ２が形成され、この中にクランク機構
（図示せず）により往復摺動するピストン３が配置され
る。シリンダブロック１の上部にはシリンダヘッド４が
取付けられ、ピストン３の頂部とシリンダヘッド４との
間に燃焼室５が形成される。シリンダヘッド４側から燃
焼室５に向けて燃料を直接噴射する燃料噴射ノズル６が
シリンダヘッド４に装着される。なお、７は燃料噴射ノ
ズル６に燃料を供給する噴射パイプ、８は排気ポートを
開閉する排気バルブ、９は燃焼ガスを排気する排気ポー
トで、燃焼室５に新気を導入するための吸気ポートは図
示省略してある。また、吸気ポートを開閉する吸気バル
ブも図示省略してある。
ク１にシリンダ２が形成され、この中にクランク機構
（図示せず）により往復摺動するピストン３が配置され
る。シリンダブロック１の上部にはシリンダヘッド４が
取付けられ、ピストン３の頂部とシリンダヘッド４との
間に燃焼室５が形成される。シリンダヘッド４側から燃
焼室５に向けて燃料を直接噴射する燃料噴射ノズル６が
シリンダヘッド４に装着される。なお、７は燃料噴射ノ
ズル６に燃料を供給する噴射パイプ、８は排気ポートを
開閉する排気バルブ、９は燃焼ガスを排気する排気ポー
トで、燃焼室５に新気を導入するための吸気ポートは図
示省略してある。また、吸気ポートを開閉する吸気バル
ブも図示省略してある。
本考案ではシリンダヘッド４の内部に補助シリンダ１１
を形成し、この補助シリンダ１１内に往復摺動可能に補
助ピストン１２を配置する。補助ピストン１２の下側の
補助シリンダ１１は作動室11aとして規定される。補助
ピストン１２の上部は上方へ延びていて軸１３に揺動可
能に取付けられたロッカーアーム１４の一端に接触して
いる。このロッカーアーム１４の他端はプッシュロッド
１５に当接しており、カム軸（図示せず）の動作が伝え
られる。なお、補助ピストン１２を上方へ付勢し常時ロ
ッカーアーム１４との接触を維持するためにスプリング
１６が設けられる。
を形成し、この補助シリンダ１１内に往復摺動可能に補
助ピストン１２を配置する。補助ピストン１２の下側の
補助シリンダ１１は作動室11aとして規定される。補助
ピストン１２の上部は上方へ延びていて軸１３に揺動可
能に取付けられたロッカーアーム１４の一端に接触して
いる。このロッカーアーム１４の他端はプッシュロッド
１５に当接しており、カム軸（図示せず）の動作が伝え
られる。なお、補助ピストン１２を上方へ付勢し常時ロ
ッカーアーム１４との接触を維持するためにスプリング
１６が設けられる。
第１図に示すように補助ピストン１２が上死点付近の位
置にある時、燃焼室５と補助シリンダ11の作動室11aと
の間を連通させるシリンダヘッド４内部に設けられた第
１連通孔２１は、一端が燃焼室５に開口し他端が補助シ
リンダ１１の側面に開口している。また、第２連通孔２
２は一端が補助ピストン１２の下面、即ち補助シリンダ
１１の作動室11aに開口し他端が補助ピストン１２の側
面に開口し、補助ピストン１２の下死点付近で第２図に
示すように第１連通孔２１と相互に位置が合わさるよう
になっている。なお、補助シリンダ１１の作動室11aは
オイルリング１６によりシールされている。
置にある時、燃焼室５と補助シリンダ11の作動室11aと
の間を連通させるシリンダヘッド４内部に設けられた第
１連通孔２１は、一端が燃焼室５に開口し他端が補助シ
リンダ１１の側面に開口している。また、第２連通孔２
２は一端が補助ピストン１２の下面、即ち補助シリンダ
１１の作動室11aに開口し他端が補助ピストン１２の側
面に開口し、補助ピストン１２の下死点付近で第２図に
示すように第１連通孔２１と相互に位置が合わさるよう
になっている。なお、補助シリンダ１１の作動室11aは
オイルリング１６によりシールされている。
エンジンの吸気行程において、ピストン３は下方へ移動
し図示しない吸気バルブが開き、図示しない吸気ポート
よりシリンダ２内へ新気が導入される。新気は直接噴射
式ディーゼルエンジンにおいて通常行なわれる通り、吸
気ポートの形状により旋回運動（スワール）を与えられ
ている。この吸気行程において補助ピストン１２は、ス
プリング１６とロッカーアーム１４の動きにより、ゆっ
くりと上方へ移動し、補助シリンダ１１の下部作動室11
aへも第１連通孔２１を通して新気が流入する。
し図示しない吸気バルブが開き、図示しない吸気ポート
よりシリンダ２内へ新気が導入される。新気は直接噴射
式ディーゼルエンジンにおいて通常行なわれる通り、吸
気ポートの形状により旋回運動（スワール）を与えられ
ている。この吸気行程において補助ピストン１２は、ス
プリング１６とロッカーアーム１４の動きにより、ゆっ
くりと上方へ移動し、補助シリンダ１１の下部作動室11
aへも第１連通孔２１を通して新気が流入する。
圧縮行程に入り、吸気バルブ（図示せず）が閉じると、
ピストン３の上昇により、エンジンシリンダ２内の圧力
は上昇しはじめる。補助ピストン１２はこの圧縮行程期
間中は上死点の位置に止まっている。このためシリンダ
２内の圧力上昇に伴い補助シリンダ１１の作動室11a内
の圧力も上昇する。圧力値は第１連通孔２１があるた
め、シリンダ２内の圧力値よりも若干低いがほゞシリン
ダ２内の圧力に等しい。ピストン３が上昇しきる直前、
適当なクランク角度にて、噴射ノズル６より図示しない
噴射ポンプより噴射パイプ７を通って圧送された高圧の
燃料が燃焼室５内へ噴射される。噴射された燃料は適当
な温度、酸素濃度の部分から燃焼しはじめるが、よく知
られているように酸素不足の部分では燃料は不完全燃焼
を生じ黒煙を生成する。生成された黒煙はシリンダ２内
で高温のまゝ酸素と出あうと酸化され再燃焼をする。生
成される黒煙と酸化される黒煙の差だけが排気行程にお
いてエンジンより排出される。この様子を第３に示す。
エンジンから排出される黒煙の量はエンジンの燃焼期間
に大きく左右され、燃焼が遅く排気バルブ８が開いた時
点でも燃焼が続いていると、第３図に示したように黒煙
生成量が増加し、排気煙濃度は激増する。燃焼を速くす
るには、空気流動が有効であることはよく知られてい
る。
ピストン３の上昇により、エンジンシリンダ２内の圧力
は上昇しはじめる。補助ピストン１２はこの圧縮行程期
間中は上死点の位置に止まっている。このためシリンダ
２内の圧力上昇に伴い補助シリンダ１１の作動室11a内
の圧力も上昇する。圧力値は第１連通孔２１があるた
め、シリンダ２内の圧力値よりも若干低いがほゞシリン
ダ２内の圧力に等しい。ピストン３が上昇しきる直前、
適当なクランク角度にて、噴射ノズル６より図示しない
噴射ポンプより噴射パイプ７を通って圧送された高圧の
燃料が燃焼室５内へ噴射される。噴射された燃料は適当
な温度、酸素濃度の部分から燃焼しはじめるが、よく知
られているように酸素不足の部分では燃料は不完全燃焼
を生じ黒煙を生成する。生成された黒煙はシリンダ２内
で高温のまゝ酸素と出あうと酸化され再燃焼をする。生
成される黒煙と酸化される黒煙の差だけが排気行程にお
いてエンジンより排出される。この様子を第３に示す。
エンジンから排出される黒煙の量はエンジンの燃焼期間
に大きく左右され、燃焼が遅く排気バルブ８が開いた時
点でも燃焼が続いていると、第３図に示したように黒煙
生成量が増加し、排気煙濃度は激増する。燃焼を速くす
るには、空気流動が有効であることはよく知られてい
る。
本考案では、前記したように補助シリンダ１１内に蓄え
られた空気を、補助シリンダ１１内で上昇していた補助
ピストン１２が図示しないカムの作用によりロッカーア
ーム１４の動きを通して下降し、この間第１及び第２連
通孔21,22とも補助ピストン１２と補助シリンダ１１に
より塞がれることにより圧縮する。更に、補助ピストン
１２が下降すると、第１連通孔２１と第２連通孔２２が
連通し、第２図に示すように、圧縮された空気が補助シ
リンダ１１の作動室11aより勢いよく燃焼室５内に噴射
する。
られた空気を、補助シリンダ１１内で上昇していた補助
ピストン１２が図示しないカムの作用によりロッカーア
ーム１４の動きを通して下降し、この間第１及び第２連
通孔21,22とも補助ピストン１２と補助シリンダ１１に
より塞がれることにより圧縮する。更に、補助ピストン
１２が下降すると、第１連通孔２１と第２連通孔２２が
連通し、第２図に示すように、圧縮された空気が補助シ
リンダ１１の作動室11aより勢いよく燃焼室５内に噴射
する。
以上のように、本考案によると、補助ピストンのストロ
ークの端部で圧縮された空気が補助シリンダの作動室か
ら燃焼室へ一気に噴射されるため、十分な量の補助空気
を確保でき、燃焼期間中に燃焼室５内に強力な空気流動
を与えることができるため、吸入行程で吸気ポートによ
って与えられるスワールは低いもので良く、このため体
積効率を上げることができる。燃料噴射時のスワール比
が低いため、着火遅れ期間中に準備される可燃混合気量
は少く、着火時一度に燃える燃料量が少いためＮＯ生成
量が減少する。同様の理由で燃焼衝撃が減り燃焼騒音が
低下する。
ークの端部で圧縮された空気が補助シリンダの作動室か
ら燃焼室へ一気に噴射されるため、十分な量の補助空気
を確保でき、燃焼期間中に燃焼室５内に強力な空気流動
を与えることができるため、吸入行程で吸気ポートによ
って与えられるスワールは低いもので良く、このため体
積効率を上げることができる。燃料噴射時のスワール比
が低いため、着火遅れ期間中に準備される可燃混合気量
は少く、着火時一度に燃える燃料量が少いためＮＯ生成
量が減少する。同様の理由で燃焼衝撃が減り燃焼騒音が
低下する。
第１図は本考案は直接噴射式内燃機関の燃焼室周囲の断
面図、第２図は補助ピストン下降時の状態を示す図、第
３図は燃焼時の黒煙生成状態を示す図である。 ２…シリンダ、３…ピストン、 ４…シリンダヘッド、５…燃焼室、 ６…燃料噴射ノズル、１１…補助シリンダ、 １２…補助ピストン、21,22…連通孔。
面図、第２図は補助ピストン下降時の状態を示す図、第
３図は燃焼時の黒煙生成状態を示す図である。 ２…シリンダ、３…ピストン、 ４…シリンダヘッド、５…燃焼室、 ６…燃料噴射ノズル、１１…補助シリンダ、 １２…補助ピストン、21,22…連通孔。
Claims (3)
- 【請求項１】シリンダ内で往復摺動するピストンの頂部
とシリンダヘッドとの間に燃焼室が形成され、該燃焼室
内へ直接燃料を噴射する燃料噴射ノズルを備えた直接噴
射式内燃機関において、シリンダヘッド内に補助シリン
ダを形成すると共に、該補助シリンダ内に往復摺動可能
に補助ピストンを設け、該補助ピストンの上死点付近及
び下死点付近でのみ連通しかつ補助ピストンのストロー
クの途中では遮断される通路手段により補助シリンダの
作動室と燃焼室とを連絡し、機関の行程に同期して補助
ピストンを往復させる駆動手段を設け、補助ピストンの
ストロークの一端側で作動室に吸引した空気をストロー
クの他端側へ移動する過程で圧縮し、該他端側で開口す
る前記通路手段を介して燃料噴射の末期に補助シリンダ
の作動室より燃焼室へ空気を押し込むようにした直接噴
射式内燃機関。 - 【請求項２】通路手段は、一端が燃焼室に開口し他端が
補助シリンダの側面に開口したシリンダヘッド内部に形
成した第１連通孔と、一端が補助シリンダ作動室に開口
し他端がピストン側面に開口したピストン内部に形成し
た第２連通孔から成り、前記第１連通孔は補助ピストン
の上死点付近で直接補助シリンダ作動室に連通し、下死
点付近で前記第２連通孔を介して補助シリンダ作動室に
連通するようにした実用新案登録請求の範囲第１項記載
の内燃機関。 - 【請求項３】補助ピストンの駆動手段はカム軸に同期し
て動作される実用新案登録請求の範囲第１項記載の内燃
機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986154369U JPH066190Y2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 直接噴射式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986154369U JPH066190Y2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 直接噴射式内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6361535U JPS6361535U (ja) | 1988-04-23 |
| JPH066190Y2 true JPH066190Y2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=31074098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986154369U Expired - Lifetime JPH066190Y2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 直接噴射式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066190Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110829A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-26 | Mazda Motor Corp | 直接噴射式デイ−ゼルエンジン |
| JPS608470U (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-21 | 株式会社小松製作所 | 内燃機関の空気噴射燃焼装置 |
| JPS608469U (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-21 | 株式会社小松製作所 | 内燃機関の空気噴射燃焼装置 |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP1986154369U patent/JPH066190Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6361535U (ja) | 1988-04-23 |
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