JPH0783055A - 直接噴射式ディーゼル機関 - Google Patents
直接噴射式ディーゼル機関Info
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- JPH0783055A JPH0783055A JP5231711A JP23171193A JPH0783055A JP H0783055 A JPH0783055 A JP H0783055A JP 5231711 A JP5231711 A JP 5231711A JP 23171193 A JP23171193 A JP 23171193A JP H0783055 A JPH0783055 A JP H0783055A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】燃焼室構造を改良することにより、全負荷域に
おいてＮＯX およびスモークを大幅に低減させる。 【構成】シリンダヘッドに配設される噴射ノズル７と、
ピストン１の頂部に窪み状に形成される燃焼室９と、該
燃焼室の内周に回動可能に嵌合される回動部材１１と、
該回動部材に形成される突出壁１１Ｂおよび窪み壁１１
Ａとを備え、中・低負荷時には、噴射ノズル７からの噴
霧が窪み壁１１Ａに当たるように回動部材１１が位置
し、噴霧への空気導入を抑えてＮＯX を低減させ、高負
荷時には、回動部材１１は矢印に示す如く回動され、噴
霧が突出壁１１Ｂに当たるようにして、噴霧への空気導
入を活発化させてスモークを低減させる。
おいてＮＯX およびスモークを大幅に低減させる。 【構成】シリンダヘッドに配設される噴射ノズル７と、
ピストン１の頂部に窪み状に形成される燃焼室９と、該
燃焼室の内周に回動可能に嵌合される回動部材１１と、
該回動部材に形成される突出壁１１Ｂおよび窪み壁１１
Ａとを備え、中・低負荷時には、噴射ノズル７からの噴
霧が窪み壁１１Ａに当たるように回動部材１１が位置
し、噴霧への空気導入を抑えてＮＯX を低減させ、高負
荷時には、回動部材１１は矢印に示す如く回動され、噴
霧が突出壁１１Ｂに当たるようにして、噴霧への空気導
入を活発化させてスモークを低減させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スモークおよびＮＯX
を同時に低減させるための直接噴射式ディーゼル機関に
関する。
を同時に低減させるための直接噴射式ディーゼル機関に
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
クおよびＮＯX の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて高圧噴射、燃焼方式の改善、排ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）等、種々の提案が行われている。このうちＥＧＲ
は、燃費およびスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装
置の腐食或いは機能低下等、耐久性および信頼性の問題
がある。
クおよびＮＯX の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて高圧噴射、燃焼方式の改善、排ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）等、種々の提案が行われている。このうちＥＧＲ
は、燃費およびスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装
置の腐食或いは機能低下等、耐久性および信頼性の問題
がある。
【０００３】また、燃焼方式の観点からみれば、現在広
く用いられている低圧噴射の場合、噴霧は噴射ノズル近
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モークの生成要因となり、
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。このためスモークを低減するには、燃料と空気
を迅速に混合する必要があり、スワール、スキッシュ等
により空気利用率を向上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、ＮＯX の増大を招くという相反する問題を有してお
り、これがスモークとＮＯX の同時低減を困難にしてい
る。
く用いられている低圧噴射の場合、噴霧は噴射ノズル近
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モークの生成要因となり、
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。このためスモークを低減するには、燃料と空気
を迅速に混合する必要があり、スワール、スキッシュ等
により空気利用率を向上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、ＮＯX の増大を招くという相反する問題を有してお
り、これがスモークとＮＯX の同時低減を困難にしてい
る。
【０００４】上記問題を解決するために、高圧噴射（例
えば噴射圧１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上）、小噴孔径噴射
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。これを図８により説明すると、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は噴射ノズル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。ピストン１が上昇し上死点付近
に達したとき、噴射ノズル７から噴射された燃料の噴霧
Ｆは、燃焼室壁１０近傍で一気に着火した後、火炎Ｈ
は、燃焼室９中心に向かって膨張するが、噴霧のもつエ
ネルギーが大きいため噴射の終了まで中心部は不燃域と
して残る。すなわち、噴霧は燃焼室壁１０に到達するま
で燃焼室９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、燃焼室壁１０側では既燃ガスを導入しな
がら燃焼室壁１０に衝突する二段の燃焼経路をたどるた
め、スモークは低く噴射時期を大幅に遅らせても火がつ
くため、噴射時期遅延との組み合わせで、低圧噴射と比
較すればスモークおよびＮＯX の同時低減を図ることが
できる。
えば噴射圧１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上）、小噴孔径噴射
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。これを図８により説明すると、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は噴射ノズル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。ピストン１が上昇し上死点付近
に達したとき、噴射ノズル７から噴射された燃料の噴霧
Ｆは、燃焼室壁１０近傍で一気に着火した後、火炎Ｈ
は、燃焼室９中心に向かって膨張するが、噴霧のもつエ
ネルギーが大きいため噴射の終了まで中心部は不燃域と
して残る。すなわち、噴霧は燃焼室壁１０に到達するま
で燃焼室９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、燃焼室壁１０側では既燃ガスを導入しな
がら燃焼室壁１０に衝突する二段の燃焼経路をたどるた
め、スモークは低く噴射時期を大幅に遅らせても火がつ
くため、噴射時期遅延との組み合わせで、低圧噴射と比
較すればスモークおよびＮＯX の同時低減を図ることが
できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
高圧噴射方式においては、同一噴射時期で比較すると着
火までの空気導入量が多いためＮＯX の発生が多く、そ
こで一般的には噴射時期を遅らせることによりＮＯX の
低減化が行われるが、この方法では燃費の悪化を伴うた
め既に限界にきている。また、上記浅皿燃焼室において
は、図９の実線に示すように、スモーク濃度は高負荷域
で高く中・低負荷域で低く、ＮＯX 濃度は中負荷域で高
く高・低負荷域で低くなる特性を有しており、全負荷域
にわたってスモークおよびＮＯX の同時低減を図ること
は困難であった。
高圧噴射方式においては、同一噴射時期で比較すると着
火までの空気導入量が多いためＮＯX の発生が多く、そ
こで一般的には噴射時期を遅らせることによりＮＯX の
低減化が行われるが、この方法では燃費の悪化を伴うた
め既に限界にきている。また、上記浅皿燃焼室において
は、図９の実線に示すように、スモーク濃度は高負荷域
で高く中・低負荷域で低く、ＮＯX 濃度は中負荷域で高
く高・低負荷域で低くなる特性を有しており、全負荷域
にわたってスモークおよびＮＯX の同時低減を図ること
は困難であった。
【０００６】この問題を解決するために、特開平４−２
２８８４６号公報において、エンジン負荷が中・低負荷
時には、燃料を燃焼室の側壁に形成した凹部に衝突させ
て着火させ、このとき凹部の作用により空気導入が抑え
られると共に既燃ガスの巻き込み量が増加されるため、
窒素酸化物の発生を低減させ、また、高負荷時には、燃
料を燃焼室の側壁に形成した凸部に衝突させて着火さ
せ、このとき凸部の作用により空気導入が促進されると
共に既燃ガスの巻き込みが抑えられるため、スモークの
発生を低減させる提案がなされている。
２８８４６号公報において、エンジン負荷が中・低負荷
時には、燃料を燃焼室の側壁に形成した凹部に衝突させ
て着火させ、このとき凹部の作用により空気導入が抑え
られると共に既燃ガスの巻き込み量が増加されるため、
窒素酸化物の発生を低減させ、また、高負荷時には、燃
料を燃焼室の側壁に形成した凸部に衝突させて着火さ
せ、このとき凸部の作用により空気導入が促進されると
共に既燃ガスの巻き込みが抑えられるため、スモークの
発生を低減させる提案がなされている。
【０００７】前記提案においては、噴射の位置を可変に
する燃料噴射弁、例えば実公昭６３−２７０９３号公報
に示されている燃料噴射弁を用いている。これを図１０
により説明する。図１０（Ａ）は一部断面図、図１０
（Ｂ）は噴孔の配置を説明するための図で図（Ａ）の矢
印方向から見た平面図である。
する燃料噴射弁、例えば実公昭６３−２７０９３号公報
に示されている燃料噴射弁を用いている。これを図１０
により説明する。図１０（Ａ）は一部断面図、図１０
（Ｂ）は噴孔の配置を説明するための図で図（Ａ）の矢
印方向から見た平面図である。
【０００８】燃料噴射弁６は、外筒５１内に嵌挿される
第１の針弁５２と、第１の針弁５２内に嵌挿される第２
の針弁５３と、外筒５１の先端部に形成される第１組目
の噴孔５４、５４、…と、更にその先端部に形成される
第２組目の噴孔５５、５５、…と、外筒５１内に形成さ
れる第１の燃料供給路５６および第２の燃料供給路５７
とを有し、第１および第２の針弁５２、５３はそれぞれ
図示しないスプリングにより図で下方向に付勢されてい
る。また、第１および第２の燃料供給路５６、５７は、
図示しない切換弁を介して燃料噴射ポンプに接続され、
第１の燃料供給路５６は、外筒５１と第１の針弁５２と
の間に形成された通路５８を経て第１組目の噴孔５４、
５４、…と連通可能にされ、第２の燃料供給路５７は、
第１の針弁５２と第２の針弁５３との間に形成された通
路５９を経て第２組目の噴孔５５、５５、…と連通可能
にされている。そして、第１組目の噴孔５４、５４、…
から噴射される燃料が、燃焼室側壁の凹部に衝突するよ
うにし、第２組目の噴孔５５、５５、…から噴射される
燃料が、燃焼室側壁の凸部に衝突するように配置してい
る。
第１の針弁５２と、第１の針弁５２内に嵌挿される第２
の針弁５３と、外筒５１の先端部に形成される第１組目
の噴孔５４、５４、…と、更にその先端部に形成される
第２組目の噴孔５５、５５、…と、外筒５１内に形成さ
れる第１の燃料供給路５６および第２の燃料供給路５７
とを有し、第１および第２の針弁５２、５３はそれぞれ
図示しないスプリングにより図で下方向に付勢されてい
る。また、第１および第２の燃料供給路５６、５７は、
図示しない切換弁を介して燃料噴射ポンプに接続され、
第１の燃料供給路５６は、外筒５１と第１の針弁５２と
の間に形成された通路５８を経て第１組目の噴孔５４、
５４、…と連通可能にされ、第２の燃料供給路５７は、
第１の針弁５２と第２の針弁５３との間に形成された通
路５９を経て第２組目の噴孔５５、５５、…と連通可能
にされている。そして、第１組目の噴孔５４、５４、…
から噴射される燃料が、燃焼室側壁の凹部に衝突するよ
うにし、第２組目の噴孔５５、５５、…から噴射される
燃料が、燃焼室側壁の凸部に衝突するように配置してい
る。
【０００９】しかしながら、前記燃料噴射弁において
は、高圧燃料をシールするためのシール面ａ、ｂ、ｃ、
ｄが４箇所あり、加工精度を確保することが困難である
という問題を有している。
は、高圧燃料をシールするためのシール面ａ、ｂ、ｃ、
ｄが４箇所あり、加工精度を確保することが困難である
という問題を有している。
【００１０】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、燃焼室構造を改良することにより、全負荷域におい
てＮＯX およびスモークを大幅に低減させることができ
る直接噴射式ディーゼル機関を提供することを目的とす
る。
て、燃焼室構造を改良することにより、全負荷域におい
てＮＯX およびスモークを大幅に低減させることができ
る直接噴射式ディーゼル機関を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのために請求項１に記
載の発明は、シリンダヘッド５に配設される噴射ノズル
７と、ピストン１の頂部に窪み状に形成される燃焼室９
と、該燃焼室の内周に回動可能に嵌合される回動部材１
１と、該回動部材に形成される突出壁１１Ｂおよび窪み
壁１１Ａとを備えることを特徴とする。
載の発明は、シリンダヘッド５に配設される噴射ノズル
７と、ピストン１の頂部に窪み状に形成される燃焼室９
と、該燃焼室の内周に回動可能に嵌合される回動部材１
１と、該回動部材に形成される突出壁１１Ｂおよび窪み
壁１１Ａとを備えることを特徴とする。
【００１２】また、請求項２に記載の発明は、シリンダ
ヘッド５に配設される噴射ノズル７と、ピストン１の頂
部に窪み状に形成される燃焼室９と、該燃焼室の壁面１
０と間隔を設けて回動可能に装着される回動部材１１
と、該回動部材の円周上に間隔を設けて立設される複数
の衝突板１１Ｄとを備えることを特徴とする。
ヘッド５に配設される噴射ノズル７と、ピストン１の頂
部に窪み状に形成される燃焼室９と、該燃焼室の壁面１
０と間隔を設けて回動可能に装着される回動部材１１
と、該回動部材の円周上に間隔を設けて立設される複数
の衝突板１１Ｄとを備えることを特徴とする。
【００１３】また、請求項３に記載の発明は、シリンダ
ヘッド５に配設される噴射ノズル７と、ピストン１の頂
部に窪み状に形成される燃焼室９と、該燃焼室の壁面１
０と間隔を設けて円周上に立設される複数の仕切壁１ｃ
と、該仕切壁１ｃの内側に回動可能に装着される回動部
材１１と、該回動部材の円周上に間隔を設けて立設され
る複数の衝突板１１Ｄとを備えることを特徴とする。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。
ヘッド５に配設される噴射ノズル７と、ピストン１の頂
部に窪み状に形成される燃焼室９と、該燃焼室の壁面１
０と間隔を設けて円周上に立設される複数の仕切壁１ｃ
と、該仕切壁１ｃの内側に回動可能に装着される回動部
材１１と、該回動部材の円周上に間隔を設けて立設され
る複数の衝突板１１Ｄとを備えることを特徴とする。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。
【００１４】
【作用】本発明においては、例えば図２（Ａ）に示すよ
うに、中・低負荷時には、噴射ノズル７からの噴霧が窪
み壁１１Ａに当たるように回動部材１１が位置し、噴霧
への空気導入を抑えてＮＯX を低減させ、高負荷時に
は、回動部材１１は図示矢印に示す如く回動され、図２
（Ｂ）に示すように、噴霧が突出壁１１Ｂに当たるよう
にして、噴霧への空気導入を活発化させてスモークを低
減させる。
うに、中・低負荷時には、噴射ノズル７からの噴霧が窪
み壁１１Ａに当たるように回動部材１１が位置し、噴霧
への空気導入を抑えてＮＯX を低減させ、高負荷時に
は、回動部材１１は図示矢印に示す如く回動され、図２
（Ｂ）に示すように、噴霧が突出壁１１Ｂに当たるよう
にして、噴霧への空気導入を活発化させてスモークを低
減させる。
【００１５】
【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および図２は本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の１実施例を示し、図１（Ａ）は縦断面図、図１
（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た
断面図、図１（Ｃ）はタービンの斜視図、図２は本実施
例の動作を説明するための図であり、ピストンの平面図
である。
明する。図１および図２は本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の１実施例を示し、図１（Ａ）は縦断面図、図１
（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た
断面図、図１（Ｃ）はタービンの斜視図、図２は本実施
例の動作を説明するための図であり、ピストンの平面図
である。
【００１６】図１（Ａ）において、シリンダ３内には、
ピストン１が摺動自在に嵌合され、ピストン１の外周に
はピストンリング２が装着されている。シリンダ３の上
部には、ガスケット４を介してシリンダヘッド５が固定
され、ピストン１の上部には、筒状の凹部が形成され、
シリンダ３およびシリンダヘッド５により囲まれる空間
に燃焼室９が形成されている。シリンダヘッド５には、
燃焼室９の中心部に対向するように燃料噴射弁６の噴射
ノズル７が配設され、噴射ノズル７には、径方向に複数
の噴孔が設けられている。
ピストン１が摺動自在に嵌合され、ピストン１の外周に
はピストンリング２が装着されている。シリンダ３の上
部には、ガスケット４を介してシリンダヘッド５が固定
され、ピストン１の上部には、筒状の凹部が形成され、
シリンダ３およびシリンダヘッド５により囲まれる空間
に燃焼室９が形成されている。シリンダヘッド５には、
燃焼室９の中心部に対向するように燃料噴射弁６の噴射
ノズル７が配設され、噴射ノズル７には、径方向に複数
の噴孔が設けられている。
【００１７】ピストン１の燃焼室９の内周側には、筒状
の回動部材１１が回動可能に嵌合されている。回動部材
１１には、図２に明示するように、円弧形状の窪み壁１
１Ａと突出壁１１Ｂが連続して形成されており、また、
回動部材１１の底部には突出部１１Ｃが形成されてい
る。回動部材１１の下部に固定された回転軸１１ｂは、
ピストン１内に形成された中空部１ｂ内に延び、回転軸
１１ｂの先端にタービン（羽根車）１４がナット１８に
より固定されている。ピストン１と回転軸１１ｂとの間
には、燃焼室９内のガスをシールするためのシール部材
１５が設けられている。
の回動部材１１が回動可能に嵌合されている。回動部材
１１には、図２に明示するように、円弧形状の窪み壁１
１Ａと突出壁１１Ｂが連続して形成されており、また、
回動部材１１の底部には突出部１１Ｃが形成されてい
る。回動部材１１の下部に固定された回転軸１１ｂは、
ピストン１内に形成された中空部１ｂ内に延び、回転軸
１１ｂの先端にタービン（羽根車）１４がナット１８に
より固定されている。ピストン１と回転軸１１ｂとの間
には、燃焼室９内のガスをシールするためのシール部材
１５が設けられている。
【００１８】また、回動部材１１の底面には係止突起１
１ｆが設けられ、また、図１（Ｂ）に示すように、ピス
トン１の上面には、前記係止突起１１ｆを遊動可能にす
る扇状の長溝１ｃが形成され、長溝１ｃ内にスプリング
８が配設されている。また、タービン１４の羽根１４ａ
は、図１（Ｃ）に示すように傾斜するように配置されて
おり、羽根１４ａにオイルジェットが当たったときにオ
イルが上方に流れて、燃焼室９底面を冷却可能にしてい
る。
１ｆが設けられ、また、図１（Ｂ）に示すように、ピス
トン１の上面には、前記係止突起１１ｆを遊動可能にす
る扇状の長溝１ｃが形成され、長溝１ｃ内にスプリング
８が配設されている。また、タービン１４の羽根１４ａ
は、図１（Ｃ）に示すように傾斜するように配置されて
おり、羽根１４ａにオイルジェットが当たったときにオ
イルが上方に流れて、燃焼室９底面を冷却可能にしてい
る。
【００１９】ピストン１の中空部１ｂには、ピストンピ
ン１６が貫通され両側をストップリング１７により固定
されている。ピストンピン１６にはコンロッド１９のス
モールエンド１９ａが回動自在に嵌合され、コンロッド
１９のラージエンド１９ｂはクランクシャフト２０に回
動自在に嵌合されている。クランクシャフト２０は、ク
ランクケース側の軸受２１に軸支され、軸受２１内には
油路２２が形成され、また、軸受２１の内周面には油溝
２３が形成されている。
ン１６が貫通され両側をストップリング１７により固定
されている。ピストンピン１６にはコンロッド１９のス
モールエンド１９ａが回動自在に嵌合され、コンロッド
１９のラージエンド１９ｂはクランクシャフト２０に回
動自在に嵌合されている。クランクシャフト２０は、ク
ランクケース側の軸受２１に軸支され、軸受２１内には
油路２２が形成され、また、軸受２１の内周面には油溝
２３が形成されている。
【００２０】クランクシャフト２０内には油路２４が形
成され、油孔２５を介して前記油溝２３に連通されてい
る。ラージエンド１９ｂのメタルの内周面には油溝２６
が形成され、油孔２７を介して前記油路２４に連通され
ている。同様に、スモールエンド１９ａのメタルの内周
面には油溝２８が形成され、コンロッド１９内に形成さ
れた油路２９を介して前記油溝２６に連通されている。
ピストンピン１６内には、中空油路３０が形成され中空
油路３０の両端はプラグ３１でシールされ、中空油路３
０は油孔３２を介して前記油溝２８に連通されている。
成され、油孔２５を介して前記油溝２３に連通されてい
る。ラージエンド１９ｂのメタルの内周面には油溝２６
が形成され、油孔２７を介して前記油路２４に連通され
ている。同様に、スモールエンド１９ａのメタルの内周
面には油溝２８が形成され、コンロッド１９内に形成さ
れた油路２９を介して前記油溝２６に連通されている。
ピストンピン１６内には、中空油路３０が形成され中空
油路３０の両端はプラグ３１でシールされ、中空油路３
０は油孔３２を介して前記油溝２８に連通されている。
【００２１】中空油路３０の一側には径方向に油路３３
が形成され、この油路３３と連通する油溝３４がピスト
ン１側に形成され、さらに油溝３４と連通する油路３
９、オイルジェットノズル３５がピストン１内に形成さ
れ、このオイルジェットノズル３５の開口をタービン１
４に対向する位置に形成している。クランクケース側の
軸受２１に形成された油路２１には、オイルポンプ３６
から開閉弁３７を介してオイルが供給され、制御装置３
８は、負荷信号に応じて開閉弁３７を開閉制御する。
が形成され、この油路３３と連通する油溝３４がピスト
ン１側に形成され、さらに油溝３４と連通する油路３
９、オイルジェットノズル３５がピストン１内に形成さ
れ、このオイルジェットノズル３５の開口をタービン１
４に対向する位置に形成している。クランクケース側の
軸受２１に形成された油路２１には、オイルポンプ３６
から開閉弁３７を介してオイルが供給され、制御装置３
８は、負荷信号に応じて開閉弁３７を開閉制御する。
【００２２】上記構成からなる本実施例の動作について
説明する。中・低負荷時には開閉弁３７が閉じており、
タービン１４にはオイルジェットが作用せず、回動部材
１１は、その係止突起１１ｆがスプリング８により付勢
された状態の位置にあり、このとき、図２（Ａ）に示す
ように、噴射ノズル７からの噴霧が窪み壁１１Ａに当た
るようにして、噴霧への空気導入を抑えてＮＯX を低減
させることができる。高負荷時には開閉弁３７を開き、
オイルは、オイルポンプ３６から油路２１、２４、２
９、３０を経てオイルジェットノズル３５から噴射さ
れ、オイルがタービン１４に衝突するため、タービン１
４の回動に伴って回動部材１１は図示矢印に示す如く回
動され、その係止突起１１ｆがスプリング８に抗して長
溝１ｃ内の端部に当たった位置にセットされ、図２
（Ｂ）に示すように、噴霧が突出壁１１Ｂに当たるよう
にして、噴霧への空気導入を活発化させてスモークを低
減させることができる。従って、図９に示すように、負
荷ｘの点で回動部材１１を回動させるようにすれば、全
負荷域でＮＯX およびスモークを低減させることができ
る。また、高負荷時におけるピストン１の冷却をも行う
ことができる。
説明する。中・低負荷時には開閉弁３７が閉じており、
タービン１４にはオイルジェットが作用せず、回動部材
１１は、その係止突起１１ｆがスプリング８により付勢
された状態の位置にあり、このとき、図２（Ａ）に示す
ように、噴射ノズル７からの噴霧が窪み壁１１Ａに当た
るようにして、噴霧への空気導入を抑えてＮＯX を低減
させることができる。高負荷時には開閉弁３７を開き、
オイルは、オイルポンプ３６から油路２１、２４、２
９、３０を経てオイルジェットノズル３５から噴射さ
れ、オイルがタービン１４に衝突するため、タービン１
４の回動に伴って回動部材１１は図示矢印に示す如く回
動され、その係止突起１１ｆがスプリング８に抗して長
溝１ｃ内の端部に当たった位置にセットされ、図２
（Ｂ）に示すように、噴霧が突出壁１１Ｂに当たるよう
にして、噴霧への空気導入を活発化させてスモークを低
減させることができる。従って、図９に示すように、負
荷ｘの点で回動部材１１を回動させるようにすれば、全
負荷域でＮＯX およびスモークを低減させることができ
る。また、高負荷時におけるピストン１の冷却をも行う
ことができる。
【００２３】なお、上記実施例においては、一つのオイ
ルジェットノズル３５を設けているが、タービン１４の
両側に対向するように二つのオイルジェットノズルを設
けてもよく、この場合にはタービン１４が逆転可能にな
るため、係止突起１１ｆおよびスプリング８が不要にな
るとともに、全負荷域でピストン１の冷却が可能とな
る。
ルジェットノズル３５を設けているが、タービン１４の
両側に対向するように二つのオイルジェットノズルを設
けてもよく、この場合にはタービン１４が逆転可能にな
るため、係止突起１１ｆおよびスプリング８が不要にな
るとともに、全負荷域でピストン１の冷却が可能とな
る。
【００２４】図３ないし図５は本発明の直接噴射式ディ
ーゼル機関の他の実施例を示し、図３（Ａ）は縦断面
図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方
向に見た断面図、図４は図３の動作を説明するための図
であり、ピストンの平面図、図５は、衝突板の変形例を
示すピストンの平面図である。なお、図１の実施例と同
一の構成については同一番号を付けて説明を省略する。
ーゼル機関の他の実施例を示し、図３（Ａ）は縦断面
図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方
向に見た断面図、図４は図３の動作を説明するための図
であり、ピストンの平面図、図５は、衝突板の変形例を
示すピストンの平面図である。なお、図１の実施例と同
一の構成については同一番号を付けて説明を省略する。
【００２５】本実施例の回動部材１１は、ピストン１の
燃焼室９の壁面１０と間隔を設けて回動可能に装着され
ている。回動部材１１には、図４に明示するように、円
周上に間隔を設けて複数の衝突板１１Ｄが立設されてい
る。
燃焼室９の壁面１０と間隔を設けて回動可能に装着され
ている。回動部材１１には、図４に明示するように、円
周上に間隔を設けて複数の衝突板１１Ｄが立設されてい
る。
【００２６】回動部材１１に固定された回転軸１１ｂ
は、ピストン１を貫通してリンク部材１２の一端にナッ
ト１８により固定され、リンク部材１２の他端は、油圧
シリンダ１３の駆動軸１３ａに設けられた支持アーム１
３ｂに回動自在に支持されている。油圧シリンダ１３に
は、図１に示したオイルポンプ３６から開閉弁３７、油
路２１、２４、２９、３０、３３、３９を経てオイルが
供給される。
は、ピストン１を貫通してリンク部材１２の一端にナッ
ト１８により固定され、リンク部材１２の他端は、油圧
シリンダ１３の駆動軸１３ａに設けられた支持アーム１
３ｂに回動自在に支持されている。油圧シリンダ１３に
は、図１に示したオイルポンプ３６から開閉弁３７、油
路２１、２４、２９、３０、３３、３９を経てオイルが
供給される。
【００２７】上記構成からなる本実施例の動作について
説明する。中・低負荷時には、油圧シリンダ１３にはオ
イルが供給されず、噴射ノズル７からの噴霧が、図４
（Ａ）に示すように、回動部材１１の衝突板１１Ｄに当
たるようにして、噴霧への空気導入を抑えてＮＯX を低
減させることができる。高負荷時には油圧シリンダ１３
にオイルが供給されるため、回動部材１１が回動し、図
４（Ｂ）に示すように、噴霧が衝突板１１Ｄの間を通っ
て燃焼室９の壁面に当たるようにして、噴霧への空気導
入を活発化させてスモークを低減させることができる。
従って、図９に示すように、全負荷域でＮＯX およびス
モークを低減させることができる。
説明する。中・低負荷時には、油圧シリンダ１３にはオ
イルが供給されず、噴射ノズル７からの噴霧が、図４
（Ａ）に示すように、回動部材１１の衝突板１１Ｄに当
たるようにして、噴霧への空気導入を抑えてＮＯX を低
減させることができる。高負荷時には油圧シリンダ１３
にオイルが供給されるため、回動部材１１が回動し、図
４（Ｂ）に示すように、噴霧が衝突板１１Ｄの間を通っ
て燃焼室９の壁面に当たるようにして、噴霧への空気導
入を活発化させてスモークを低減させることができる。
従って、図９に示すように、全負荷域でＮＯX およびス
モークを低減させることができる。
【００２８】図５は、衝突板の変形例を示し、図５
（Ａ）に示すように、中・低負荷時には、噴射ノズル７
からの噴霧の半分が、回動部材１１の衝突板１１Ｄに当
たるようにし、残りの噴霧が衝突板１１Ｄの間を通って
燃焼室９の壁面に当たるようにしている。衝突板１１Ｄ
に当たって着火したガスは燃焼室９の壁面に向かう残り
の噴霧へ導入されるため、内部ＥＧＲ作用によりＮＯX
を低減させることができる。高負荷時には、回動部材１
１が回動し、図５（Ｂ）に示すように、噴霧が衝突板１
１Ｄの間を通って燃焼室９の壁面に当たるようにして、
噴霧への空気導入を活発化させてスモークを低減させる
ことができる。
（Ａ）に示すように、中・低負荷時には、噴射ノズル７
からの噴霧の半分が、回動部材１１の衝突板１１Ｄに当
たるようにし、残りの噴霧が衝突板１１Ｄの間を通って
燃焼室９の壁面に当たるようにしている。衝突板１１Ｄ
に当たって着火したガスは燃焼室９の壁面に向かう残り
の噴霧へ導入されるため、内部ＥＧＲ作用によりＮＯX
を低減させることができる。高負荷時には、回動部材１
１が回動し、図５（Ｂ）に示すように、噴霧が衝突板１
１Ｄの間を通って燃焼室９の壁面に当たるようにして、
噴霧への空気導入を活発化させてスモークを低減させる
ことができる。
【００２９】図６および図７は本発明の直接噴射式ディ
ーゼル機関の他の実施例を示し、図６（Ａ）は縦断面
図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方
向に見た断面図、図７は本実施例の動作を説明するため
の図であり、ピストンの平面図図である。なお、図４の
実施例と同一の構成については同一番号を付けて説明を
省略する。
ーゼル機関の他の実施例を示し、図６（Ａ）は縦断面
図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方
向に見た断面図、図７は本実施例の動作を説明するため
の図であり、ピストンの平面図図である。なお、図４の
実施例と同一の構成については同一番号を付けて説明を
省略する。
【００３０】本実施例においては、ピストン１の燃焼室
の壁面１０と間隔を設けて円周上に複数の仕切壁１ｃが
立設され、主燃焼室９Ａと副燃焼室９Ｂが形成されてい
る。前記仕切壁１ｃの内側には、回動部材１１が回動可
能に装着されている。回動部材１１には、図７に明示す
るように、円周上に間隔を設けて複数の衝突板１１Ｄが
立設され、衝突板１１Ｄの回動により衝突板１１Ｄが仕
切壁１ｃの隙間を閉塞または開放可能にしている。
の壁面１０と間隔を設けて円周上に複数の仕切壁１ｃが
立設され、主燃焼室９Ａと副燃焼室９Ｂが形成されてい
る。前記仕切壁１ｃの内側には、回動部材１１が回動可
能に装着されている。回動部材１１には、図７に明示す
るように、円周上に間隔を設けて複数の衝突板１１Ｄが
立設され、衝突板１１Ｄの回動により衝突板１１Ｄが仕
切壁１ｃの隙間を閉塞または開放可能にしている。
【００３１】また、本実施例においては、リンク部材１
２をピストンピン１６の外周に回動自在に装着し、回動
部材１１の回転軸１１ｂには、アーム部材１２ａをナッ
ト１８により固定し、リンク部材１２の一端はアーム部
材１２ａに軸支させ、リンク部材１２の他端は、油圧シ
リンダ１３の駆動軸１３ａに設けられた支持アーム１３
ｂに回動自在に支持させている。なお、１３ｃはスプリ
ングである。
２をピストンピン１６の外周に回動自在に装着し、回動
部材１１の回転軸１１ｂには、アーム部材１２ａをナッ
ト１８により固定し、リンク部材１２の一端はアーム部
材１２ａに軸支させ、リンク部材１２の他端は、油圧シ
リンダ１３の駆動軸１３ａに設けられた支持アーム１３
ｂに回動自在に支持させている。なお、１３ｃはスプリ
ングである。
【００３２】上記構成からなる本実施例の動作について
説明する。中・低負荷時には、油圧シリンダ１３にはオ
イルが供給されず、図７（Ａ）に示すように、衝突板１
１Ｄが仕切壁１ｃの隙間を閉塞し、噴射ノズル７からの
噴霧が、回動部材１１の衝突板１１Ｄに当たるようにし
て、主燃焼室９Ａを濃混合燃焼室とし、濃混合状態で燃
焼させることによりＮＯX を低減させることができる。
高負荷時には油圧シリンダ１３にオイルが供給されるた
め、回動部材１１が回動し、図７（Ｂ）に示すように、
噴霧が衝突板１１Ｄの間を通って副燃焼室９Ｂの壁面１
０に当たるようにして、噴霧への空気導入を活発化させ
てスモークを低減させることができる。従って、図９に
示すように、全負荷域でＮＯX およびスモークを低減さ
せることができる。
説明する。中・低負荷時には、油圧シリンダ１３にはオ
イルが供給されず、図７（Ａ）に示すように、衝突板１
１Ｄが仕切壁１ｃの隙間を閉塞し、噴射ノズル７からの
噴霧が、回動部材１１の衝突板１１Ｄに当たるようにし
て、主燃焼室９Ａを濃混合燃焼室とし、濃混合状態で燃
焼させることによりＮＯX を低減させることができる。
高負荷時には油圧シリンダ１３にオイルが供給されるた
め、回動部材１１が回動し、図７（Ｂ）に示すように、
噴霧が衝突板１１Ｄの間を通って副燃焼室９Ｂの壁面１
０に当たるようにして、噴霧への空気導入を活発化させ
てスモークを低減させることができる。従って、図９に
示すように、全負荷域でＮＯX およびスモークを低減さ
せることができる。
【００３３】以上、本発明の１実施例について説明した
が、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、各
実施例中の回動部材とその回動機構は、任意に組み合わ
せることが可能である。
が、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、各
実施例中の回動部材とその回動機構は、任意に組み合わ
せることが可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、燃焼室構造を改良することにより、中・低負荷
時には噴霧への空気導入を抑えてＮＯX を低減させ、高
負荷時には、噴霧への空気導入を活発化させてスモーク
を低減させることにより、全負荷域においてＮＯX およ
びスモークを大幅に低減させることができる。
よれば、燃焼室構造を改良することにより、中・低負荷
時には噴霧への空気導入を抑えてＮＯX を低減させ、高
負荷時には、噴霧への空気導入を活発化させてスモーク
を低減させることにより、全負荷域においてＮＯX およ
びスモークを大幅に低減させることができる。
【図１】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の１実施例
を示し、図１（Ａ）は縦断面図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、図１
（Ｃ）はタービンの斜視図である。
を示し、図１（Ａ）は縦断面図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、図１
（Ｃ）はタービンの斜視図である。
【図２】図１の本実施例の動作を説明するための図であ
り、ピストンの平面図である。
り、ピストンの平面図である。
【図３】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の他の実施
例を示し、図３（Ａ）は縦断面図、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図であ
る。
例を示し、図３（Ａ）は縦断面図、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図であ
る。
【図４】図３の動作を説明するための図であり、ピスト
ンの平面図である。
ンの平面図である。
【図５】図３の衝突板の変形例を示すピストンの平面図
である。
である。
【図６】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の他の実施
例を示し、図６（Ａ）は縦断面図、図６（Ｂ）は図６
（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図であ
る。
例を示し、図６（Ａ）は縦断面図、図６（Ｂ）は図６
（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図であ
る。
【図７】図６の動作を説明するための図であり、ピスト
ンの平面図である。
ンの平面図である。
【図８】従来の直接噴射式ディーゼル機関の例を示し、
図８（Ａ）は断面図、図８（Ｂ）は平面図である。
図８（Ａ）は断面図、図８（Ｂ）は平面図である。
【図９】本発明および従来例の作用を説明する図であ
り、負荷に対するＮＯX 濃度とスモーク濃度とを比較し
た図である。
り、負荷に対するＮＯX 濃度とスモーク濃度とを比較し
た図である。
【図１０】従来の噴射の位置を可変にする燃料噴射弁を
示し、図１０（Ａ）は一部断面図、図１０（Ｂ）は噴孔
の配置を説明するための図で図（Ａ）の矢印方向から見
た平面図である。
示し、図１０（Ａ）は一部断面図、図１０（Ｂ）は噴孔
の配置を説明するための図で図（Ａ）の矢印方向から見
た平面図である。
１…ピストン、１ｃ…仕切壁、５…シリンダヘッド、７
…噴射ノズル ９…燃焼室、１０…壁面、１１…回動部材、１１Ａ…窪
み壁、１１Ｂ…突出壁 １１Ｄ…衝突板
…噴射ノズル ９…燃焼室、１０…壁面、１１…回動部材、１１Ａ…窪
み壁、１１Ｂ…突出壁 １１Ｄ…衝突板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 3/26 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】シリンダヘッドに配設される噴射ノズル
と、ピストンの頂部に窪み状に形成される燃焼室と、該
燃焼室の内周に回動可能に嵌合される回動部材と、該回
動部材に形成される突出壁および窪み壁とを備えること
を特徴とする直接噴射式ディーゼル機関。 - 【請求項２】シリンダヘッドに配設される噴射ノズル
と、ピストンの頂部に窪み状に形成される燃焼室と、該
燃焼室の壁面と間隔を設けて回動可能に装着される回動
部材と、該回動部材の円周上に間隔を設けて立設される
複数の衝突板とを備えることを特徴とする直接噴射式デ
ィーゼル機関。 - 【請求項３】シリンダヘッドに配設される噴射ノズル
と、ピストンの頂部に窪み状に形成される燃焼室と、該
燃焼室の壁面と間隔を設けて円周上に立設される複数の
仕切壁と、該仕切壁の内側に回動可能に装着される回動
部材と、該回動部材の円周上に間隔を設けて立設される
複数の衝突板とを備えることを特徴とする直接噴射式デ
ィーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5231711A JPH0783055A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5231711A JPH0783055A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0783055A true JPH0783055A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=16927818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5231711A Pending JPH0783055A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783055A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111878249A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-03 | 江苏共立科技有限公司 | 一种能提高燃烧效率的活塞 |
| CN118008612A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-05-10 | 中国重型汽车集团有限公司 | 一种预燃室活塞 |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP5231711A patent/JPH0783055A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111878249A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-03 | 江苏共立科技有限公司 | 一种能提高燃烧效率的活塞 |
| CN118008612A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-05-10 | 中国重型汽车集团有限公司 | 一种预燃室活塞 |
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