JPH07238836A - 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
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- JPH07238836A JPH07238836A JP6029619A JP2961994A JPH07238836A JP H07238836 A JPH07238836 A JP H07238836A JP 6029619 A JP6029619 A JP 6029619A JP 2961994 A JP2961994 A JP 2961994A JP H07238836 A JPH07238836 A JP H07238836A
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 キャビティ内の旋回流の速度分布をキャビテ
ィ全体において一様にし得る直噴式ディーゼル機関の燃
焼室を提供する。 【構成】 ピストン４の頂面５にシリンダ中心Ｏ1 から
オフセットさせてキャビティ２を凹設する。このキャビ
ティ２の底部１１にキャビティ２の開口６に向かって突
出させて突起１２を設ける。キャビティ内に燃料噴霧を
多方向へ向けて供給する多噴口ノズル３をシリンダ中心
Ｏ1 からオフセットさせて設ける。この多噴口ノズル３
の各噴口１３とこれより噴射された各燃料噴霧Ｆの最初
の内壁９との接点を直線で結んだ距離をそれぞれｄ1 ，
ｄ2 ，…，ｄn とし、各接点と上記突起１２の中心Ｏ3
とを直線で結んだ距離をそれぞれＩ1 ，Ｉ2 ，…，Ｉn
として、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ2 ＝ｄn ＋Ｉn の関係を
満足し得るように突起１２をキャビティ中心Ｏ2 からシ
リンダ中心Ｏ1 側にオフセットさせる。
ィ全体において一様にし得る直噴式ディーゼル機関の燃
焼室を提供する。 【構成】 ピストン４の頂面５にシリンダ中心Ｏ1 から
オフセットさせてキャビティ２を凹設する。このキャビ
ティ２の底部１１にキャビティ２の開口６に向かって突
出させて突起１２を設ける。キャビティ内に燃料噴霧を
多方向へ向けて供給する多噴口ノズル３をシリンダ中心
Ｏ1 からオフセットさせて設ける。この多噴口ノズル３
の各噴口１３とこれより噴射された各燃料噴霧Ｆの最初
の内壁９との接点を直線で結んだ距離をそれぞれｄ1 ，
ｄ2 ，…，ｄn とし、各接点と上記突起１２の中心Ｏ3
とを直線で結んだ距離をそれぞれＩ1 ，Ｉ2 ，…，Ｉn
として、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ2 ＝ｄn ＋Ｉn の関係を
満足し得るように突起１２をキャビティ中心Ｏ2 からシ
リンダ中心Ｏ1 側にオフセットさせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直噴式ディーゼル機関
の燃焼室に関するものである。
の燃焼室に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】直噴式ディーゼル機関には、従来、キャ
ビティ内に燃料の噴霧と空気との混合を促進する旋回流
を生じさせることができるようにするために吸気ポート
を燃焼用空気（吸気）の旋回流を生成するスワールポー
トとし、キャビティの中央部分、即ち旋回流の弱い部分
に突起を設けてこの部分を埋め、キャビティ内の空気利
用率の向上を図ると共に、また多噴口ノズルの位置のレ
イアウトをよくするために多噴口ノズルをオフセットさ
せ、これに伴い燃焼室たるキャビティをシリンダ中心か
らオフセットさせてピストンの頂面に形成したものがあ
る（特開平２−２４５４１８号公報等）。
ビティ内に燃料の噴霧と空気との混合を促進する旋回流
を生じさせることができるようにするために吸気ポート
を燃焼用空気（吸気）の旋回流を生成するスワールポー
トとし、キャビティの中央部分、即ち旋回流の弱い部分
に突起を設けてこの部分を埋め、キャビティ内の空気利
用率の向上を図ると共に、また多噴口ノズルの位置のレ
イアウトをよくするために多噴口ノズルをオフセットさ
せ、これに伴い燃焼室たるキャビティをシリンダ中心か
らオフセットさせてピストンの頂面に形成したものがあ
る（特開平２−２４５４１８号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記特開平２−
２４５４１８号公報の如く、オフセットさせたキャビテ
ィの中央部分に突起を設けると、多噴口ノズルの各噴口
からキャビティ内壁までの距離と該内壁から突起中心ま
での距離の和は、オフセット側で短くなるため、図５に
示すように噴射された燃料噴霧は、オフセット側の噴霧
Ｆ1 の方がより早く突起１２に到達し、突起１２外周面
に沿ってキャビティ開口部６へ巻き上がることになる。
またこの時の巻き上げエネルギも、オフセット側の噴霧
Ｆ1 の方が大きくなり、空気との混合が各噴霧間で不均
一となり、キャビティ２に生成される混合気の濃さにむ
らが生じ、キャビティ２に過度に稀薄な混合気が局部的
にできてしまったり、また逆に過度に濃い混合気が局部
的にできてしまったりするため、ＮＯｘ、スモークが悪
化するという問題がある。
２４５４１８号公報の如く、オフセットさせたキャビテ
ィの中央部分に突起を設けると、多噴口ノズルの各噴口
からキャビティ内壁までの距離と該内壁から突起中心ま
での距離の和は、オフセット側で短くなるため、図５に
示すように噴射された燃料噴霧は、オフセット側の噴霧
Ｆ1 の方がより早く突起１２に到達し、突起１２外周面
に沿ってキャビティ開口部６へ巻き上がることになる。
またこの時の巻き上げエネルギも、オフセット側の噴霧
Ｆ1 の方が大きくなり、空気との混合が各噴霧間で不均
一となり、キャビティ２に生成される混合気の濃さにむ
らが生じ、キャビティ２に過度に稀薄な混合気が局部的
にできてしまったり、また逆に過度に濃い混合気が局部
的にできてしまったりするため、ＮＯｘ、スモークが悪
化するという問題がある。
【０００４】また、キャビティ中心をシリンダ中心Ｏ1
からオフセットさせると、キャビティ２内を旋回する旋
回流の速度は、不均一なものとなり、燃焼用空気と燃料
の噴霧との混合がうまくいかなくなるという問題があっ
た。
からオフセットさせると、キャビティ２内を旋回する旋
回流の速度は、不均一なものとなり、燃焼用空気と燃料
の噴霧との混合がうまくいかなくなるという問題があっ
た。
【０００５】すなわち、図３に示すように、シリンダ中
心Ｏ1 とキャビティ中心Ｏ2 とを一致させたときは、キ
ャビティ１内の旋回流ｖの速度は一様なものとなるが、
図４に示すように、シリンダ中心Ｏ1 からキャビティ中
心Ｏ2 をオフセットさせたときは、キャビティ内の旋回
流の流速が、そのオフセット方向側で速く、オフセット
方向と反対側では遅くなってしまうため、上記の問題が
更に増長される。
心Ｏ1 とキャビティ中心Ｏ2 とを一致させたときは、キ
ャビティ１内の旋回流ｖの速度は一様なものとなるが、
図４に示すように、シリンダ中心Ｏ1 からキャビティ中
心Ｏ2 をオフセットさせたときは、キャビティ内の旋回
流の流速が、そのオフセット方向側で速く、オフセット
方向と反対側では遅くなってしまうため、上記の問題が
更に増長される。
【０００６】本発明の目的は、キャビティ内全体にむら
のない可燃性混合気を生成し得るように構成した直噴式
ディーゼル機関の燃焼室を提供するにある。
のない可燃性混合気を生成し得るように構成した直噴式
ディーゼル機関の燃焼室を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の手段
は、ピストンの頂面に凹設されたキャビティと、該キャ
ビティの底部にキャビティの開口に向かって突出させて
設けられた突起と、キャビティ内に燃料噴霧を多方向へ
向けて供給する多噴口ノズルとを有し、該多噴口ノズル
及び上記キャビティ中心をシリンダ中心からオフセット
させた直噴式ディーゼル機関の燃焼室において、上記多
噴口ノズルの各噴口とこれより噴射された各燃料噴霧の
最初の内壁との接点を直線で結んだ距離をそれぞれ
ｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn とし、各接点と上記突起の中心と
を直線で結んだ距離をそれぞれＩ1 ，Ｉ2 ，…，Ｉn と
して、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ2 ＝ｄn ＋Ｉn の関係を満
足し得るようにしたものである。
は、ピストンの頂面に凹設されたキャビティと、該キャ
ビティの底部にキャビティの開口に向かって突出させて
設けられた突起と、キャビティ内に燃料噴霧を多方向へ
向けて供給する多噴口ノズルとを有し、該多噴口ノズル
及び上記キャビティ中心をシリンダ中心からオフセット
させた直噴式ディーゼル機関の燃焼室において、上記多
噴口ノズルの各噴口とこれより噴射された各燃料噴霧の
最初の内壁との接点を直線で結んだ距離をそれぞれ
ｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn とし、各接点と上記突起の中心と
を直線で結んだ距離をそれぞれＩ1 ，Ｉ2 ，…，Ｉn と
して、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ2 ＝ｄn ＋Ｉn の関係を満
足し得るようにしたものである。
【０００８】さらに第２の手段は、ピストンの頂面に凹
設されたキャビティと、該キャビティの底部にキャビテ
ィの開口に向かって突出させて設けられた突起と、キャ
ビティ内に燃料噴霧を多方向へ向けて供給する多噴口ノ
ズルとを有し、該多噴口ノズル及び上記キャビティ中心
をシリンダ中心からオフセットさせた直噴式ディーゼル
機関の燃焼室において、上記多噴口ノズルの各噴口とこ
れより噴射された各燃料噴霧の最初の内壁との接点を直
線で結んだ距離をそれぞれｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn とし、
各接点と上記突起の中心とを直線で結んだ距離をそれぞ
れＩ1 ，Ｉ2 ，…，Ｉn として、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ
2 ＝ｄn ＋Ｉn の関係を満足し得るように上記突起をキ
ャビティ中心からシリンダ中心側にオフセットさせたも
のである。
設されたキャビティと、該キャビティの底部にキャビテ
ィの開口に向かって突出させて設けられた突起と、キャ
ビティ内に燃料噴霧を多方向へ向けて供給する多噴口ノ
ズルとを有し、該多噴口ノズル及び上記キャビティ中心
をシリンダ中心からオフセットさせた直噴式ディーゼル
機関の燃焼室において、上記多噴口ノズルの各噴口とこ
れより噴射された各燃料噴霧の最初の内壁との接点を直
線で結んだ距離をそれぞれｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn とし、
各接点と上記突起の中心とを直線で結んだ距離をそれぞ
れＩ1 ，Ｉ2 ，…，Ｉn として、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ
2 ＝ｄn ＋Ｉn の関係を満足し得るように上記突起をキ
ャビティ中心からシリンダ中心側にオフセットさせたも
のである。
【０００９】
【作用】第１の手段によれば、多噴口ノズルから噴射さ
れた燃料噴霧は、それぞれ内壁、底部および突起の外周
面の順にＵ字状に旋回し、キャビティ開口部付近へ巻き
上がる。この際、各噴口から突起中心までの距離が等し
いため、各燃料噴霧の飛翔距離及び飛翔時間は略同じ値
となり、各燃料噴霧がキャビティ開口部付近へ巻き上が
る時刻及びその巻き上げエネルギが各燃料噴霧間で略同
一となり、各燃料噴霧の空気との混合が均等化される。
れた燃料噴霧は、それぞれ内壁、底部および突起の外周
面の順にＵ字状に旋回し、キャビティ開口部付近へ巻き
上がる。この際、各噴口から突起中心までの距離が等し
いため、各燃料噴霧の飛翔距離及び飛翔時間は略同じ値
となり、各燃料噴霧がキャビティ開口部付近へ巻き上が
る時刻及びその巻き上げエネルギが各燃料噴霧間で略同
一となり、各燃料噴霧の空気との混合が均等化される。
【００１０】第２の手段によれば、突起をキャビティの
中央に設け、このキャビティをシリンダ中心からオフセ
ットさせた従来の直噴式ディーゼル機関の燃焼室と比べ
ると、旋回流に対するキャビティの断面積は、突起を中
心としてそのシリンダ中心側が従来より小さくなり、そ
の反対側が従来より大きくなる。したがって、旋回流の
速度は、突起を中心としてそのシリンダ中心側が従来よ
り大きくなり、その反対側が従来より小さくなる。よっ
て、キャビティ内の旋回流の速度の不均一さは解消され
るようになり、多噴口ノズルがキャビティに多方向へ向
けて燃料噴霧を供給すると、キャビティには、一様な濃
さの混合気がむらなく生成される。
中央に設け、このキャビティをシリンダ中心からオフセ
ットさせた従来の直噴式ディーゼル機関の燃焼室と比べ
ると、旋回流に対するキャビティの断面積は、突起を中
心としてそのシリンダ中心側が従来より小さくなり、そ
の反対側が従来より大きくなる。したがって、旋回流の
速度は、突起を中心としてそのシリンダ中心側が従来よ
り大きくなり、その反対側が従来より小さくなる。よっ
て、キャビティ内の旋回流の速度の不均一さは解消され
るようになり、多噴口ノズルがキャビティに多方向へ向
けて燃料噴霧を供給すると、キャビティには、一様な濃
さの混合気がむらなく生成される。
【００１１】
【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。
【００１２】図１は、シリンダの軸方向に沿ったシリン
ダヘッド、シリンダ及びピストンの断面図を示してお
り、図２は、ピストンをシリンダヘッド側から見たピス
トンの平面図を示している。
ダヘッド、シリンダ及びピストンの断面図を示してお
り、図２は、ピストンをシリンダヘッド側から見たピス
トンの平面図を示している。
【００１３】燃焼室１を区画するキャビティ２は、シリ
ンダ１４のシリンダ中心Ｏ1 からそのキャビティ中心Ｏ
2 をオフセットさせて設けられ、多噴口ノズル３は、ピ
ストン４が上死点付近まで上昇したときに、ピストン４
の頂面５の吸気バルブ（図示せず）のバルブフェイスの
逃げ部（凹部）と、排気バルブ（図示せず）のバルブフ
ェイスの逃げ部（凹部）との間でかつキャビティ２の開
口６の中心付近（キャビティ中心Ｏ2 付近）にその噴口
部７が位置されるようにシリンダヘッド８に取り付けら
れている。
ンダ１４のシリンダ中心Ｏ1 からそのキャビティ中心Ｏ
2 をオフセットさせて設けられ、多噴口ノズル３は、ピ
ストン４が上死点付近まで上昇したときに、ピストン４
の頂面５の吸気バルブ（図示せず）のバルブフェイスの
逃げ部（凹部）と、排気バルブ（図示せず）のバルブフ
ェイスの逃げ部（凹部）との間でかつキャビティ２の開
口６の中心付近（キャビティ中心Ｏ2 付近）にその噴口
部７が位置されるようにシリンダヘッド８に取り付けら
れている。
【００１４】キャビティ２は、本実施例にあっては、丸
型断面（ピストン４の軸方向と直交する方向に沿った断
面）をなし、その内壁９の上部には、これに円周方向に
沿って縁取るようにリップ１０が設けられ、底部１１に
は、そのリップ１０によって区画されたキャビティ２の
丸形の開口６を臨み得る位置からその開口６に向かって
ほぼ垂直に延びるように突起１２が設けられている。
型断面（ピストン４の軸方向と直交する方向に沿った断
面）をなし、その内壁９の上部には、これに円周方向に
沿って縁取るようにリップ１０が設けられ、底部１１に
は、そのリップ１０によって区画されたキャビティ２の
丸形の開口６を臨み得る位置からその開口６に向かって
ほぼ垂直に延びるように突起１２が設けられている。
【００１５】この場合、図１に示したように、キャビテ
ィ２の底部１１は、突起１２と内壁９との間を滑らかに
結んだ半径方向外向きの湾曲面によって構成され、キャ
ビティ２の内壁９は、その底部１１の半径方向外側の端
側とリップ１０の下端とを滑らかに結んだ下向きの湾曲
面によって構成されている。
ィ２の底部１１は、突起１２と内壁９との間を滑らかに
結んだ半径方向外向きの湾曲面によって構成され、キャ
ビティ２の内壁９は、その底部１１の半径方向外側の端
側とリップ１０の下端とを滑らかに結んだ下向きの湾曲
面によって構成されている。
【００１６】本実施例にあっては、キャビティ２に対す
る多噴口ノズル３の噴口１３の向きと突起１２の位置を
以下のように決定した。
る多噴口ノズル３の噴口１３の向きと突起１２の位置を
以下のように決定した。
【００１７】まず、前提として、キャビティ２の内壁９
を噴口１３の数で割ってキャビティ２を円周方向に等分
割し、その分割して得られた各位置に、多数の噴口１３
の１つ１つを割り当てる。この場合、各噴口１３の向き
は、それぞれキャビティ２の開口６を通じて内壁９上部
を上方から臨み得るようにそれぞれ設定する。さらに、
各噴口１３から噴射される燃料噴霧Ｆの方向を次のよう
に設定する。
を噴口１３の数で割ってキャビティ２を円周方向に等分
割し、その分割して得られた各位置に、多数の噴口１３
の１つ１つを割り当てる。この場合、各噴口１３の向き
は、それぞれキャビティ２の開口６を通じて内壁９上部
を上方から臨み得るようにそれぞれ設定する。さらに、
各噴口１３から噴射される燃料噴霧Ｆの方向を次のよう
に設定する。
【００１８】すなわち、各噴口１３の向きをこれより噴
射された燃料噴霧Ｆが、まず内壁９上部と接するように
する。第２に内壁９と接した後の燃料噴霧Ｆのほとんど
全てがキャビティ２の内壁９に沿ってキャビティ２の底
部１１へと向かい、さらにキャビティ２の底部１１に沿
って突起１２の基部側外周面へと向かうように設定す
る。この場合、多噴口ノズル３の各噴口１３の口径は同
じであり、またこれら噴口１３に作用する燃料噴射ポン
プ（図示せず）の送油圧力は、互いに同じである。そし
て、その上で、各燃料噴霧Ｆの飛翔距離と飛翔時間とを
互いに等しくして同じ濃さの混合気をキャビティ２全体
にむらなく分散させ、かつ燃料噴霧Ｆが作る混合気が同
時に突起１２からキャビティ開口部へ巻き上がるように
するために、図２に示すように、各噴口１３の先端と、
これら噴口１３から噴射された各燃料噴霧Ｆのキャビテ
ィ２の内壁９との最初の接点Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn とを
直線で結んだ距離をそれぞれｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn と
し、各接点Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn と各噴霧噴霧Ｆの突起
１２の中心Ｏ3 とを直線で結んだ距離をそれぞれＩ1，
Ｉ2 ，…，Ｉn としたときに、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ2
＝ｄn ＋Ｉn の関係を満たし得るように突起１２の位置
又は各噴口１３の向きもしくは内壁９及び底部１１の曲
率と深さを修正する。
射された燃料噴霧Ｆが、まず内壁９上部と接するように
する。第２に内壁９と接した後の燃料噴霧Ｆのほとんど
全てがキャビティ２の内壁９に沿ってキャビティ２の底
部１１へと向かい、さらにキャビティ２の底部１１に沿
って突起１２の基部側外周面へと向かうように設定す
る。この場合、多噴口ノズル３の各噴口１３の口径は同
じであり、またこれら噴口１３に作用する燃料噴射ポン
プ（図示せず）の送油圧力は、互いに同じである。そし
て、その上で、各燃料噴霧Ｆの飛翔距離と飛翔時間とを
互いに等しくして同じ濃さの混合気をキャビティ２全体
にむらなく分散させ、かつ燃料噴霧Ｆが作る混合気が同
時に突起１２からキャビティ開口部へ巻き上がるように
するために、図２に示すように、各噴口１３の先端と、
これら噴口１３から噴射された各燃料噴霧Ｆのキャビテ
ィ２の内壁９との最初の接点Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn とを
直線で結んだ距離をそれぞれｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn と
し、各接点Ｘ1 ，Ｘ2 ，…，Ｘn と各噴霧噴霧Ｆの突起
１２の中心Ｏ3 とを直線で結んだ距離をそれぞれＩ1，
Ｉ2 ，…，Ｉn としたときに、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ2
＝ｄn ＋Ｉn の関係を満たし得るように突起１２の位置
又は各噴口１３の向きもしくは内壁９及び底部１１の曲
率と深さを修正する。
【００１９】つまり、各燃料噴霧Ｆを、内壁９、底部１
１および突起１２の外周面の順に上下にＵ字状に旋回
し、キャビティ２の開口部６付近へ巻き上がる。この
際、各噴口１３から突起の中心Ｏ3 までの距離が等しい
ため、各燃料噴霧Ｆの飛翔距離及び飛翔時間は略同じ値
となり、各燃料噴霧Ｆがキャビティ２の開口部６付近へ
巻き上がる時刻及びその巻き上げエネルギが各燃料噴霧
Ｆの間で略同一となり、各燃料噴霧Ｆの空気との混合が
均等化される。
１および突起１２の外周面の順に上下にＵ字状に旋回
し、キャビティ２の開口部６付近へ巻き上がる。この
際、各噴口１３から突起の中心Ｏ3 までの距離が等しい
ため、各燃料噴霧Ｆの飛翔距離及び飛翔時間は略同じ値
となり、各燃料噴霧Ｆがキャビティ２の開口部６付近へ
巻き上がる時刻及びその巻き上げエネルギが各燃料噴霧
Ｆの間で略同一となり、各燃料噴霧Ｆの空気との混合が
均等化される。
【００２０】また、本実施例においては、突起１２は、
円柱ないし円錘状に形成され、その位置は、上述の構成
を満足しつつ、シリンダ中心Ｏ1 とキャビティ中心Ｏ2
とを通る直線において、キャビティ中心Ｏ2 とシリンダ
中心Ｏ1 の間でかつそのシリンダ中心Ｏ1 側の位置に設
けられている。
円柱ないし円錘状に形成され、その位置は、上述の構成
を満足しつつ、シリンダ中心Ｏ1 とキャビティ中心Ｏ2
とを通る直線において、キャビティ中心Ｏ2 とシリンダ
中心Ｏ1 の間でかつそのシリンダ中心Ｏ1 側の位置に設
けられている。
【００２１】突起１２を、このような位置に設定する
と、突起１２をキャビティ２の中央に設け、このキャビ
ティ２をシリンダ中心Ｏ1 からオフセットさせた従来の
直噴式ディーゼル機関の燃焼室と比べて、旋回流ｖに対
するキャビティ２の断面積は、突起１２を中心としてそ
のシリンダ中心Ｏ1 側が従来より小さくなり、その反対
側が従来より大きくなる。したがって、キャビティ２の
旋回流ｖの流速は、突起１２を中心としてそのシリンダ
中心Ｏ1 側の流速が従来より大きくなり、その反対側の
流速が従来より小さくなる。よって、キャビティ２をオ
フセットさせたことによるキャビティ２内の旋回流ｖの
速度の不均一さは解消される。
と、突起１２をキャビティ２の中央に設け、このキャビ
ティ２をシリンダ中心Ｏ1 からオフセットさせた従来の
直噴式ディーゼル機関の燃焼室と比べて、旋回流ｖに対
するキャビティ２の断面積は、突起１２を中心としてそ
のシリンダ中心Ｏ1 側が従来より小さくなり、その反対
側が従来より大きくなる。したがって、キャビティ２の
旋回流ｖの流速は、突起１２を中心としてそのシリンダ
中心Ｏ1 側の流速が従来より大きくなり、その反対側の
流速が従来より小さくなる。よって、キャビティ２をオ
フセットさせたことによるキャビティ２内の旋回流ｖの
速度の不均一さは解消される。
【００２２】ここで、突起１２をシリンダ中心Ｏ1 側に
設けるとは、上述の構成を満足しつつ、突起１２を中心
としてそのシリンダ中心Ｏ1 側の旋回流ｖの流速とその
反対側の旋回流ｖの流速とを略同じにし得る位置に突起
１２を設けることに他ならない。
設けるとは、上述の構成を満足しつつ、突起１２を中心
としてそのシリンダ中心Ｏ1 側の旋回流ｖの流速とその
反対側の旋回流ｖの流速とを略同じにし得る位置に突起
１２を設けることに他ならない。
【００２３】このようなキャビティ２にあっては、多噴
口ノズル３の各噴口１３からそれぞれキャビティ２の多
方向へ向けて燃料噴霧を供給すれば、キャビティ２に一
定の濃さの混合気（予混合気）をむらなく分散させるこ
とができる。
口ノズル３の各噴口１３からそれぞれキャビティ２の多
方向へ向けて燃料噴霧を供給すれば、キャビティ２に一
定の濃さの混合気（予混合気）をむらなく分散させるこ
とができる。
【００２４】またリップ１０は、その半径方向内方への
突出長さが、吸気ポートによりスワール化されてキャビ
ティ２内に供給された吸気（燃焼用空気）のキャビティ
２外へのこぼれを防ぎ、多噴口ノズル３の噴口１３から
それぞれ噴出された燃料噴霧Ｆのキャビティ２外部への
吹きこぼれを防ぎ、そして混合気のキャビティ２外への
拡散と、燃焼火炎の外部流出とを防ぎ得るように決定さ
れている。
突出長さが、吸気ポートによりスワール化されてキャビ
ティ２内に供給された吸気（燃焼用空気）のキャビティ
２外へのこぼれを防ぎ、多噴口ノズル３の噴口１３から
それぞれ噴出された燃料噴霧Ｆのキャビティ２外部への
吹きこぼれを防ぎ、そして混合気のキャビティ２外への
拡散と、燃焼火炎の外部流出とを防ぎ得るように決定さ
れている。
【００２５】燃焼は、各燃料噴霧Ｆが内壁９と接するこ
とによってその周辺で蒸気化された混合気の自発着火に
始まる。この火炎は、突起１２に向かって成長していく
混合気へと伝播され、その混合気の先端に火炎伝播され
たときに燃焼を完結する。よって着火時期、着火位置、
火炎伝播速度も各燃料噴霧Ｆごとに同じとなり、また燃
焼の終了時期と終了位置も各燃料噴霧Ｆごとに同じとな
り、むらのない燃焼が行われるようになる。
とによってその周辺で蒸気化された混合気の自発着火に
始まる。この火炎は、突起１２に向かって成長していく
混合気へと伝播され、その混合気の先端に火炎伝播され
たときに燃焼を完結する。よって着火時期、着火位置、
火炎伝播速度も各燃料噴霧Ｆごとに同じとなり、また燃
焼の終了時期と終了位置も各燃料噴霧Ｆごとに同じとな
り、むらのない燃焼が行われるようになる。
【００２６】したがって、均一な混合気が形成され、か
つ空気利用率の高い燃焼が実現され、ＮＯｘ、スモーク
を大巾に減少させることができる。
つ空気利用率の高い燃焼が実現され、ＮＯｘ、スモーク
を大巾に減少させることができる。
【００２７】なお、各噴口１３から噴射された燃料噴霧
Ｆが内壁９に接する際に、その内壁９に下向きに拡散さ
れる薄い燃料膜を形成し得るようにすることももちろん
可能である。
Ｆが内壁９に接する際に、その内壁９に下向きに拡散さ
れる薄い燃料膜を形成し得るようにすることももちろん
可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば次の如き優
れた効果を発揮する。
れた効果を発揮する。
【００２９】(1) 各噴口から突起中心までの距離をそれ
ぞれ等しくするようにしたので、各燃料噴霧の飛翔距離
及び飛翔時間は略同じ値となり、各燃料噴霧がキャビテ
ィ開口部付近へ巻き上がる時刻及びその巻き上げエネル
ギは各燃料噴霧間で略同一となる。したがって各燃料噴
霧の空気との混合を均一化することができる。
ぞれ等しくするようにしたので、各燃料噴霧の飛翔距離
及び飛翔時間は略同じ値となり、各燃料噴霧がキャビテ
ィ開口部付近へ巻き上がる時刻及びその巻き上げエネル
ギは各燃料噴霧間で略同一となる。したがって各燃料噴
霧の空気との混合を均一化することができる。
【００３０】(2) キャビティ内に速度むらのない旋回流
を生成することができ、キャビティ内に濃さにむらのな
い混合気を生成すことができる。
を生成することができ、キャビティ内に濃さにむらのな
い混合気を生成すことができる。
【００３１】(3) 着火時期、着火位置、火炎伝播速度も
各燃料噴霧ごとに同じとなり、また燃焼の終了時期と終
了位置も各燃料噴霧ごとに同じにすることができ、むら
のない燃焼を達成することができる。
各燃料噴霧ごとに同じとなり、また燃焼の終了時期と終
了位置も各燃料噴霧ごとに同じにすることができ、むら
のない燃焼を達成することができる。
【図１】本発明の好適一実施例を示す図である。
【図２】ピストンをシリンダヘッド側から見たピストン
の平面図を示している。
の平面図を示している。
【図３】シリンダ中心とキャビティ中心とを一致させた
ときのキャビティ内の旋回流の速度分布を説明するため
の図である。
ときのキャビティ内の旋回流の速度分布を説明するため
の図である。
【図４】シリンダ中心からキャビティ中心をオフセット
させたときのキャビティ内の旋回流の速度分布を説明す
るための図である。
させたときのキャビティ内の旋回流の速度分布を説明す
るための図である。
【図５】従来の直噴式ディーゼル機関の燃焼室を示す図
である。
である。
２ キャビティ ３ 多噴口ノズル ４ ピストン ５ 頂面 ６ 開口 ９ 内壁 １０ リップ １１ 底部 １２ 突起 １３ 噴口 Ｏ1 シリンダ中心 Ｏ2 キャビティ中心 Ｏ3 突起中心 Ｆ 燃料噴霧
Claims (4)
- 【請求項１】 ピストンの頂面に凹設されたキャビティ
と、該キャビティの底部にキャビティの開口に向かって
突出させて設けられた突起と、キャビティ内に燃料噴霧
を多方向へ向けて供給する多噴口ノズルとを有し、該多
噴口ノズル及び上記キャビティ中心をシリンダ中心から
オフセットさせた直噴式ディーゼル機関の燃焼室におい
て、上記多噴口ノズルの各噴口とこれより噴射された各
燃料噴霧の最初の内壁との接点を直線で結んだ距離をそ
れぞれｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn とし、各接点と上記突起の
中心とを直線で結んだ距離をそれぞれＩ1 ，Ｉ2 ，…，
Ｉn として、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ2 ＝ｄn ＋Ｉn の関
係を満足し得るようにしたことを特徴とする直噴式ディ
ーゼル機関の燃焼室。 - 【請求項２】 ピストンの頂面に凹設されたキャビティ
と、該キャビティの底部にキャビティの開口に向かって
突出させて設けられた突起と、キャビティ内に燃料噴霧
を多方向へ向けて供給する多噴口ノズルとを有し、該多
噴口ノズル及び上記キャビティ中心をシリンダ中心から
オフセットさせた直噴式ディーゼル機関の燃焼室におい
て、上記多噴口ノズルの各噴口とこれより噴射された各
燃料噴霧の最初の内壁との接点を直線で結んだ距離をそ
れぞれｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄn とし、各接点と上記突起の
中心とを直線で結んだ距離をそれぞれＩ1 ，Ｉ2 ，…，
Ｉn として、ｄ1 ＋Ｉ1 ＝ｄ2 ＋Ｉ2 ＝ｄn ＋Ｉn の関
係を満足し得るように上記突起をキャビティ中心からシ
リンダ中心側にオフセットさせたことを特徴とする直噴
式ディーゼル機関の燃焼室。 - 【請求項３】 上記キャビティの内壁及び底壁が湾曲面
からなり、互いに各燃料噴霧を上記突起の外周面になめ
らかに案内し得るように接続されている請求項１又は２
記載の直噴式ディーゼル機関の燃焼室。 - 【請求項４】 上記キャビティが、その内壁の上端部に
これを円周方向に縁取るようにリップを有している請求
項１乃至３いずれかに記載の直噴式ディーゼル機関の燃
焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029619A JPH07238836A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP6029619A JPH07238836A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07238836A true JPH07238836A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12281106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6029619A Pending JPH07238836A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07238836A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030037505A (ko) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진용 피스톤의 연소실 구조 |
| KR20040046102A (ko) * | 2002-11-26 | 2004-06-05 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 연소실 |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP6029619A patent/JPH07238836A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030037505A (ko) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진용 피스톤의 연소실 구조 |
| KR20040046102A (ko) * | 2002-11-26 | 2004-06-05 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 연소실 |
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