JPH07122405B2 - 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室Info
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- JPH07122405B2 JPH07122405B2 JP2402572A JP40257290A JPH07122405B2 JP H07122405 B2 JPH07122405 B2 JP H07122405B2 JP 2402572 A JP2402572 A JP 2402572A JP 40257290 A JP40257290 A JP 40257290A JP H07122405 B2 JPH07122405 B2 JP H07122405B2
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- 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
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- 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
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スモーク及び窒素酸化
物を低減させるための直接噴射式ディーゼル機関の燃焼
室に関する。
物を低減させるための直接噴射式ディーゼル機関の燃焼
室に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ディーゼル機関においてスモーク
及び窒素酸化物の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて排気ガス再循環法（ＥＧＲ）や燃焼方式の改善等
において種々の提案が行われている。このうちＥＧＲ
は、燃費及びスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装置
の腐食、或いは機能低下等、耐久性及び信頼性の問題が
ある。また、燃焼方式の観点から見れば、低圧噴射の場
合、噴霧はノズル近傍で着火した後全体が火炎に包まれ
ながら進行し、この時噴霧は、空気と同時に自己の生成
した既燃ガスを巻き込みながら燃焼するので、噴霧中心
部において高温部、酸素不足部が形成されススの生成要
因となり、既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働
くと言われている。また、燃料と空気を迅速に混合する
ためにスワール、スキッシュ等により空気利用率を向上
しススを低減する方法が採られているが、これでは着火
遅れの間の燃料、空気混合速度も増大するため、予混合
燃焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大し、窒素酸
化物の増大を招くという問題を有している。
及び窒素酸化物の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて排気ガス再循環法（ＥＧＲ）や燃焼方式の改善等
において種々の提案が行われている。このうちＥＧＲ
は、燃費及びスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装置
の腐食、或いは機能低下等、耐久性及び信頼性の問題が
ある。また、燃焼方式の観点から見れば、低圧噴射の場
合、噴霧はノズル近傍で着火した後全体が火炎に包まれ
ながら進行し、この時噴霧は、空気と同時に自己の生成
した既燃ガスを巻き込みながら燃焼するので、噴霧中心
部において高温部、酸素不足部が形成されススの生成要
因となり、既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働
くと言われている。また、燃料と空気を迅速に混合する
ためにスワール、スキッシュ等により空気利用率を向上
しススを低減する方法が採られているが、これでは着火
遅れの間の燃料、空気混合速度も増大するため、予混合
燃焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大し、窒素酸
化物の増大を招くという問題を有している。
【０００３】上記問題を解決するために、高圧噴射、小
噴孔径ノズル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる
方式が知られている。この場合には、壁面で一気に着火
した後、火炎はゆっくりとキャビティ中心に向かって膨
張し、噴射の終了まで中心部は不燃域として残る。すな
わち、噴霧は壁面に到達するまでキャビティ中心に近い
不燃域側で十分に空気を巻き込みながら進行し、壁面側
では空気及び既燃ガスを導入しながら壁面に衝突する二
段の燃焼経路をたどり、低圧噴射と比較してスモーク及
び窒素酸化物の低減を図ることができる。
噴孔径ノズル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる
方式が知られている。この場合には、壁面で一気に着火
した後、火炎はゆっくりとキャビティ中心に向かって膨
張し、噴射の終了まで中心部は不燃域として残る。すな
わち、噴霧は壁面に到達するまでキャビティ中心に近い
不燃域側で十分に空気を巻き込みながら進行し、壁面側
では空気及び既燃ガスを導入しながら壁面に衝突する二
段の燃焼経路をたどり、低圧噴射と比較してスモーク及
び窒素酸化物の低減を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高圧噴射方式においては、着火が壁面で一気に起こ
るため、燃焼温度が高くなり窒素酸化物の発生が増大す
るという問題を有している。この問題を解決するため
に、着火遅れを短縮させ予混合燃焼量を減少させる手段
として、主燃料の噴射に先だって小量の燃料噴射を行う
パイロット噴射方式や、グロープラグ或いは点火プラグ
等により着火遅れを短くする方法があるが、装置が複雑
でコストが高く実用化されていない。
来の高圧噴射方式においては、着火が壁面で一気に起こ
るため、燃焼温度が高くなり窒素酸化物の発生が増大す
るという問題を有している。この問題を解決するため
に、着火遅れを短縮させ予混合燃焼量を減少させる手段
として、主燃料の噴射に先だって小量の燃料噴射を行う
パイロット噴射方式や、グロープラグ或いは点火プラグ
等により着火遅れを短くする方法があるが、装置が複雑
でコストが高く実用化されていない。
【０００５】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、各噴霧が着火するのに時間差を設けることにより、
初期燃焼を抑え窒素酸化物の低減を図ることができる直
接噴射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。
て、各噴霧が着火するのに時間差を設けることにより、
初期燃焼を抑え窒素酸化物の低減を図ることができる直
接噴射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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の直接
噴射式ディーゼル機関の燃焼室は、ピストン１の頂部に
形成される燃焼室９と、シリンダヘッド５に配設される
燃料噴射弁６と、燃料噴射弁６のノズル７に設けられる
複数の噴孔とを有し、各噴孔から前記燃焼室９の側壁１
０までの壁面距離を、最短の壁面距離を有する噴孔に対
して隣接する噴孔の壁面距離を比例的に増大させて燃焼
室９の上から見た壁面形状を非円形状かつ非楕円形状の
曲線形状に形成し、各噴孔から噴射される燃料が側壁１
０に衝突する時間を比例的に増大させるように形成した
ことを特徴とする。なお、上記構成に付加した番号は、
本発明の理解を容易にするために図面と対比させるため
のもので、これにより本発明の構成が何ら限定されるも
のではない。
噴射式ディーゼル機関の燃焼室は、ピストン１の頂部に
形成される燃焼室９と、シリンダヘッド５に配設される
燃料噴射弁６と、燃料噴射弁６のノズル７に設けられる
複数の噴孔とを有し、各噴孔から前記燃焼室９の側壁１
０までの壁面距離を、最短の壁面距離を有する噴孔に対
して隣接する噴孔の壁面距離を比例的に増大させて燃焼
室９の上から見た壁面形状を非円形状かつ非楕円形状の
曲線形状に形成し、各噴孔から噴射される燃料が側壁１
０に衝突する時間を比例的に増大させるように形成した
ことを特徴とする。なお、上記構成に付加した番号は、
本発明の理解を容易にするために図面と対比させるため
のもので、これにより本発明の構成が何ら限定されるも
のではない。
【０００７】
【作用】本発明においては例えば図２に示すように、ノ
ズル７から噴射される燃料は、壁面距離ｒが短い噴孔の
噴霧から、順次側壁１０に衝突し着火してゆくため、初
期燃焼を抑えることができ窒素酸化物の低減を図ること
ができる。
ズル７から噴射される燃料は、壁面距離ｒが短い噴孔の
噴霧から、順次側壁１０に衝突し着火してゆくため、初
期燃焼を抑えることができ窒素酸化物の低減を図ること
ができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１及び図２は、本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃焼室の１実施例を示し、図１は断面図、図２
は平面図である。１はピストン、２はピストンリング、
３はシリンダライナー、４はガスケット、５はシリンダ
ヘッド、６はノズル７を有する燃料噴射弁を示し、ピス
トン１の頂部には、燃焼室９が形成されている。ノズル
７の周囲には例えば６つの噴射孔が形成され、燃焼室９
の平面形状は、各噴射孔から燃焼室９の側壁１０までの
壁面距離ｒを、ｒ1 、ｒ2 、ｒ3 、ｒ4 、ｒ5 、ｒ6 と
すると、ｒ1＜ｒ2 ＜ｒ3 ＜ｒ4 ＜ｒ5 ＜ｒ6 となるよ
うに、すなわち最短の壁面距離を有する噴孔に対して隣
接する噴孔の壁面距離を比例的に増大させて燃焼室９の
上から見た壁面形状を非円形状かつ非楕円形状の曲線形
状に形成し、各噴孔から噴射される燃料が側壁１０に衝
突する時間を比例的に増大させるように形成している。
従って、ノズル７から噴射される燃料は、壁面距離ｒが
短い噴射孔の噴霧より順次側壁１０に衝突し着火してゆ
くため、予混合燃焼の立ち上がりを抑えることができ窒
素酸化物の低減を図ることができる。
明する。図１及び図２は、本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃焼室の１実施例を示し、図１は断面図、図２
は平面図である。１はピストン、２はピストンリング、
３はシリンダライナー、４はガスケット、５はシリンダ
ヘッド、６はノズル７を有する燃料噴射弁を示し、ピス
トン１の頂部には、燃焼室９が形成されている。ノズル
７の周囲には例えば６つの噴射孔が形成され、燃焼室９
の平面形状は、各噴射孔から燃焼室９の側壁１０までの
壁面距離ｒを、ｒ1 、ｒ2 、ｒ3 、ｒ4 、ｒ5 、ｒ6 と
すると、ｒ1＜ｒ2 ＜ｒ3 ＜ｒ4 ＜ｒ5 ＜ｒ6 となるよ
うに、すなわち最短の壁面距離を有する噴孔に対して隣
接する噴孔の壁面距離を比例的に増大させて燃焼室９の
上から見た壁面形状を非円形状かつ非楕円形状の曲線形
状に形成し、各噴孔から噴射される燃料が側壁１０に衝
突する時間を比例的に増大させるように形成している。
従って、ノズル７から噴射される燃料は、壁面距離ｒが
短い噴射孔の噴霧より順次側壁１０に衝突し着火してゆ
くため、予混合燃焼の立ち上がりを抑えることができ窒
素酸化物の低減を図ることができる。
【０００９】図３および図４は本発明の他の実施例を示
す平面図である。図３の実施例においては、燃焼室９の
平面形状を、ｒ1 ＝ｒ2 ＜ｒ3 ＝ｒ4 ＜ｒ5 ＝ｒ6 とな
るようにし、壁面距離ｒが短い噴孔の噴霧より順次側壁
１０に衝突し着火させるように構成している。
す平面図である。図３の実施例においては、燃焼室９の
平面形状を、ｒ1 ＝ｒ2 ＜ｒ3 ＝ｒ4 ＜ｒ5 ＝ｒ6 とな
るようにし、壁面距離ｒが短い噴孔の噴霧より順次側壁
１０に衝突し着火させるように構成している。
【００１０】図４の実施例においては、燃焼室９の平面
形状を図２の実施例と同様にし、かつ、隣接する噴孔の
角度θを、θ1 ＞θ2 ＞θ3 ＞θ4 ＞θ5 ＞θ6 となる
ようにし、壁面距離ｒが小さい噴霧は、噴霧角を大きく
することにより、空気導入の均等化を図るように構成し
ている。
形状を図２の実施例と同様にし、かつ、隣接する噴孔の
角度θを、θ1 ＞θ2 ＞θ3 ＞θ4 ＞θ5 ＞θ6 となる
ようにし、壁面距離ｒが小さい噴霧は、噴霧角を大きく
することにより、空気導入の均等化を図るように構成し
ている。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
噴孔から前記燃焼室の側壁までの壁面距離を、最短の壁
面距離を有する噴孔に対して隣接する噴孔の壁面距離を
比例的に増大させて燃焼室の上から見た壁面形状を非円
形状かつ非楕円形状の曲線形状に形成し、各噴孔から噴
射される燃料が側壁に衝突する時間を比例的に増大させ
るように形成し、着火に時間差を設けることにより初期
燃焼を抑え窒素酸化物の低減を図ることができる。ま
た、圧力上昇率が下がるため騒音を低減させることがで
きる。さらに、従来のパイロット噴射方式や、グロープ
ラグ或いは点火プラグ等を設ける方式に比較して、本発
明は特別の装置を必要とせず燃焼室の形状を変更するだ
けでよいためコストが低減できる。また、ＥＧＲと比較
して燃費の悪化が少なく、部品の耐久性及び信頼性に優
れ、また、特別の装置および改造が不要でコストを低減
できる。
噴孔から前記燃焼室の側壁までの壁面距離を、最短の壁
面距離を有する噴孔に対して隣接する噴孔の壁面距離を
比例的に増大させて燃焼室の上から見た壁面形状を非円
形状かつ非楕円形状の曲線形状に形成し、各噴孔から噴
射される燃料が側壁に衝突する時間を比例的に増大させ
るように形成し、着火に時間差を設けることにより初期
燃焼を抑え窒素酸化物の低減を図ることができる。ま
た、圧力上昇率が下がるため騒音を低減させることがで
きる。さらに、従来のパイロット噴射方式や、グロープ
ラグ或いは点火プラグ等を設ける方式に比較して、本発
明は特別の装置を必要とせず燃焼室の形状を変更するだ
けでよいためコストが低減できる。また、ＥＧＲと比較
して燃費の悪化が少なく、部品の耐久性及び信頼性に優
れ、また、特別の装置および改造が不要でコストを低減
できる。
【図１】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
１実施例を示す断面図
１実施例を示す断面図
【図２】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
１実施例を示す平面図
１実施例を示す平面図
【図３】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
他の実施例を示す平面図
他の実施例を示す平面図
【図４】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
他の実施例を示す平面図
他の実施例を示す平面図
１…ピストン、５…シリンダヘッド、６…燃料噴射弁、
７…ノズル、９…燃焼室、１０…側壁、ｒ…壁面距離。
７…ノズル、９…燃焼室、１０…側壁、ｒ…壁面距離。
Claims (2)
- 【請求項１】ピストンの頂部に形成される燃焼室と、シ
リンダヘッドに配設される燃料噴射弁と、燃料噴射弁の
ノズルに設けられる複数の噴孔とを有し、各噴孔から前
記燃焼室の側壁までの壁面距離を、最短の壁面距離を有
する噴孔に対して隣接する噴孔の壁面距離を比例的に増
大させて燃焼室の上から見た壁面形状を非円形状かつ非
楕円形状の曲線形状に形成し、各噴孔から噴射される燃
料が側壁に衝突する時間を比例的に増大させるように形
成したことを特徴とする直接噴射式ディーゼル機関の燃
焼室。 - 【請求項２】前記隣接する噴孔の角度を前記壁面距離に
反比例して大きくすることを特徴とする請求項１記載の
直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402572A JPH07122405B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402572A JPH07122405B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219417A JPH04219417A (ja) | 1992-08-10 |
| JPH07122405B2 true JPH07122405B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=18512368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2402572A Expired - Lifetime JPH07122405B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122405B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014203382A1 (ja) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
| EP3012432B1 (en) | 2013-06-20 | 2018-01-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compression ignition internal combustion engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52160706U (ja) * | 1976-06-01 | 1977-12-06 |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP2402572A patent/JPH07122405B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04219417A (ja) | 1992-08-10 |
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