JPH089968B2 - 直接噴射式デイ−ゼル機関の燃焼室構造 - Google Patents
直接噴射式デイ−ゼル機関の燃焼室構造Info
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- JPH089968B2 JPH089968B2 JP61239207A JP23920786A JPH089968B2 JP H089968 B2 JPH089968 B2 JP H089968B2 JP 61239207 A JP61239207 A JP 61239207A JP 23920786 A JP23920786 A JP 23920786A JP H089968 B2 JPH089968 B2 JP H089968B2
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- combustion chamber
- center
- cylinder bore
- swirl
- lip
- Prior art date
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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
- 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
- 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
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室構造に係
り、特にシリンダボアの中心から偏心させて形成された
燃焼室において、その燃焼室内に生成される空気流の改
善を図った直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室構造に関
する。
り、特にシリンダボアの中心から偏心させて形成された
燃焼室において、その燃焼室内に生成される空気流の改
善を図った直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室構造に関
する。
［従来の技術］ 直接噴射式ディーゼル機関にあっては、ピストンヘッ
ドに区画形成した燃焼室の上部にこれより径方向内方へ
突出させてリップを形成し、スキッシュ、スワール等の
空気流を効率良く燃焼室内に導入して燃料の混合気化、
空気利用率の向上を図った棚付若しくはリエントラント
型と称される燃焼室構造を採用しているものが知られて
いる（特開昭50−70715号公報）。一般にこの燃焼室
は、シリンダボアの中心に一致させてピストンヘッドに
区画形成され、またリップは燃焼室の周縁部を等しく覆
うように燃焼室の周方向に沿って同一の張出し量で突出
されて形成され、燃焼室内全体に亘って均一なスキッシ
ュ、スワールが得られるように構成されている。即ち、
一般には燃焼室の中心、リップに区画される燃焼室の開
口部の中心は共にシリンダボアの中心に一致させて形成
されている。
ドに区画形成した燃焼室の上部にこれより径方向内方へ
突出させてリップを形成し、スキッシュ、スワール等の
空気流を効率良く燃焼室内に導入して燃料の混合気化、
空気利用率の向上を図った棚付若しくはリエントラント
型と称される燃焼室構造を採用しているものが知られて
いる（特開昭50−70715号公報）。一般にこの燃焼室
は、シリンダボアの中心に一致させてピストンヘッドに
区画形成され、またリップは燃焼室の周縁部を等しく覆
うように燃焼室の周方向に沿って同一の張出し量で突出
されて形成され、燃焼室内全体に亘って均一なスキッシ
ュ、スワールが得られるように構成されている。即ち、
一般には燃焼室の中心、リップに区画される燃焼室の開
口部の中心は共にシリンダボアの中心に一致させて形成
されている。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、シリンダボア径の小さい小型機関等にあっ
ては、吸・排気弁の設置等との関係上、燃料噴射ノズル
をシリンダボアの中心に位置させることができず、この
ため燃料噴射ノズルはシリンダボアの中心から偏心させ
て設置されている。また燃焼室は、燃料噴射ノズルから
その内周壁までの距離が等しくなるように、即ち燃焼室
の中心が燃料噴射ノズルの設置位置に一致するように形
成する必要がある。その結果、燃料噴射ノズルがシリン
ダボアの中心から偏心された機関にあっては、第３図及
び第４図に示すように、燃焼室ａの中心ｃをシリンダボ
アの中心ｂから偏心させて形成しなければならない。そ
のためこのような機関では、燃焼室ａ内に生成されるス
ワールｄやスキッシュｅが不均一となり、燃料の混合気
化を阻害してスモークの悪化や機関出力の低下を招くと
いう問題があった。
ては、吸・排気弁の設置等との関係上、燃料噴射ノズル
をシリンダボアの中心に位置させることができず、この
ため燃料噴射ノズルはシリンダボアの中心から偏心させ
て設置されている。また燃焼室は、燃料噴射ノズルから
その内周壁までの距離が等しくなるように、即ち燃焼室
の中心が燃料噴射ノズルの設置位置に一致するように形
成する必要がある。その結果、燃料噴射ノズルがシリン
ダボアの中心から偏心された機関にあっては、第３図及
び第４図に示すように、燃焼室ａの中心ｃをシリンダボ
アの中心ｂから偏心させて形成しなければならない。そ
のためこのような機関では、燃焼室ａ内に生成されるス
ワールｄやスキッシュｅが不均一となり、燃料の混合気
化を阻害してスモークの悪化や機関出力の低下を招くと
いう問題があった。
スワールｄに関して説明すると、スワールｄはシリン
ダ内における旋回により、その遠心力でシリンダボア中
心ｂから径方向外方の遠心側であるシリンダ内周壁側に
おいて高い空気密度で高速旋回しており、シリンダボア
中心ｂ側において稀薄な空気密度で低速旋回している。
その結果、燃焼室ａ内に導入されるスワールｄは、シリ
ンダボアの遠心側で勢いが強く（図中、d1で示す）、中
心ｂ側で弱い（図中、d2で示す）ものとなっており、燃
焼室ａ内でのスワールｄは不均一な状態となっている。
ダ内における旋回により、その遠心力でシリンダボア中
心ｂから径方向外方の遠心側であるシリンダ内周壁側に
おいて高い空気密度で高速旋回しており、シリンダボア
中心ｂ側において稀薄な空気密度で低速旋回している。
その結果、燃焼室ａ内に導入されるスワールｄは、シリ
ンダボアの遠心側で勢いが強く（図中、d1で示す）、中
心ｂ側で弱い（図中、d2で示す）ものとなっており、燃
焼室ａ内でのスワールｄは不均一な状態となっている。
またスキッシュｅに関して説明すると、スキッシュｅ
は上述したスワールｄの影響を受け、シリンダボアの遠
心側では強いスワールd1の存在によってスキッシュｅは
充分に成長せず、他方中心ｂ側ではスワールd2が弱いた
めにスキッシュｅが十分に成長して支配的となってい
る。その結果、燃焼室ａ内に導入されるスキッシュｅ
は、シリンダボアの中心ｂ側で勢いが強く（図中、e1で
示す）、遠心側で弱い（図中、e2で示す）ものとなって
おり、燃焼室ａ内でのスキッシュｅも不均一な状態とな
っている。
は上述したスワールｄの影響を受け、シリンダボアの遠
心側では強いスワールd1の存在によってスキッシュｅは
充分に成長せず、他方中心ｂ側ではスワールd2が弱いた
めにスキッシュｅが十分に成長して支配的となってい
る。その結果、燃焼室ａ内に導入されるスキッシュｅ
は、シリンダボアの中心ｂ側で勢いが強く（図中、e1で
示す）、遠心側で弱い（図中、e2で示す）ものとなって
おり、燃焼室ａ内でのスキッシュｅも不均一な状態とな
っている。
このように燃焼室ａには、そのシリンダボアの中心ｂ
側より強いスキッシュe1、弱いスワールd2の空気流が導
入され、遠心側より強いスワールd1、弱いスキッシュe2
の空気流が導入されるため、燃焼室ａ内部はこれら空気
流により過度に不均一化が進行し、燃料の混合気化を妨
げることとなっていた。
側より強いスキッシュe1、弱いスワールd2の空気流が導
入され、遠心側より強いスワールd1、弱いスキッシュe2
の空気流が導入されるため、燃焼室ａ内部はこれら空気
流により過度に不均一化が進行し、燃料の混合気化を妨
げることとなっていた。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、シリンダボア中心からオフセットさせて燃
焼室を形成すると共に、この燃焼室の開口部にその全周
に亙ってリップを設けた直接噴射式ディーゼル機関の燃
焼室構造において、上記リップの突出長さを変化させて
上方から見た燃焼室の開口部を多角形に形成すると共
に、このリップの突出長さをオフセット側で長くその反
対側で短くし、かつ開口部のオフセット側の角部を小さ
い半径で丸めると共に、オフセット側と反対側の角部
を、オフセット側の角部よりも大きな半径で丸めたもの
である。
焼室を形成すると共に、この燃焼室の開口部にその全周
に亙ってリップを設けた直接噴射式ディーゼル機関の燃
焼室構造において、上記リップの突出長さを変化させて
上方から見た燃焼室の開口部を多角形に形成すると共
に、このリップの突出長さをオフセット側で長くその反
対側で短くし、かつ開口部のオフセット側の角部を小さ
い半径で丸めると共に、オフセット側と反対側の角部
を、オフセット側の角部よりも大きな半径で丸めたもの
である。
［作 用］ 燃焼室内へのスキッシュの導入は、シリンダボア中心
に対する燃焼室の形成位置のみならず、リップの張出し
量によっても影響を受け、リップの張出し量が大きい部
分ではスキッシュは強められ、小さい部分では弱められ
る。そこで、スキッシュのより強いオフセット側と反対
側のリップよりもオフセット側のリップの張出し量を大
きくして燃焼室内におけるスキッシュの均一化を図るも
のである。また燃焼室内へのスワールの導入について
は、スワールが燃焼室内に流入する開口部の形状が急
峻、若しくは形状の変化が著しい程、スワールは減衰さ
れる。そこでスワールのより弱いオフセット側と反対側
よりもオフセット側の開口部形状、具体的には角部の形
状を急峻にして燃焼室内におけるスワールの均一化を図
るものである。
に対する燃焼室の形成位置のみならず、リップの張出し
量によっても影響を受け、リップの張出し量が大きい部
分ではスキッシュは強められ、小さい部分では弱められ
る。そこで、スキッシュのより強いオフセット側と反対
側のリップよりもオフセット側のリップの張出し量を大
きくして燃焼室内におけるスキッシュの均一化を図るも
のである。また燃焼室内へのスワールの導入について
は、スワールが燃焼室内に流入する開口部の形状が急
峻、若しくは形状の変化が著しい程、スワールは減衰さ
れる。そこでスワールのより弱いオフセット側と反対側
よりもオフセット側の開口部形状、具体的には角部の形
状を急峻にして燃焼室内におけるスワールの均一化を図
るものである。
そして、これらスキッシュ、スワールの均一化によっ
て燃焼室内に生成される空気流を改善するようになって
いる。
て燃焼室内に生成される空気流を改善するようになって
いる。
［実施例］ 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述
する。
する。
第１図及び第２図に示すように、ピストンヘッド１に
は、シリンダボア中心C1から偏心された位置に、おおよ
そ四角形等の多角形状の燃焼室２が陥没させて形成され
る。そして殊に、燃焼室２の開口部３は、燃焼室２の底
面部４から喰み出すことのない底面部４よりも小さな口
径で多角形状に形成されると共に、更にその中心C2が燃
焼室２の中心C3よりもシリンダボア中心C1側へ偏心され
て形成される。
は、シリンダボア中心C1から偏心された位置に、おおよ
そ四角形等の多角形状の燃焼室２が陥没させて形成され
る。そして殊に、燃焼室２の開口部３は、燃焼室２の底
面部４から喰み出すことのない底面部４よりも小さな口
径で多角形状に形成されると共に、更にその中心C2が燃
焼室２の中心C3よりもシリンダボア中心C1側へ偏心され
て形成される。
図示例では開口部３は、底面部４の形状と略相似形状
に形成されている。そして燃焼室２に対し開口部３のみ
がシリンダボア中心C1側に偏心されて底面部４から喰み
出さない口径で形成されることにより、燃焼室２の上部
には、その周方向に沿って燃焼室２の径方向内方に庇様
に突出するリップ５が形成される。そしてこのリップ５
は、シリンダボア中心C1から遠心側の燃焼室２の底面部
４の辺部６と遠心側の開口部３の辺部７とに区画されて
開口部３を挟めつつ燃焼室２内方に大きく張り出された
部分5aと、シリンダボア中心C1側の燃焼室２の底面部４
の辺部８と中心C1側の開口部３の辺部９とに区画されて
開口部３を拡張しつつ燃焼室２内方に小さく張り出され
た部分5bとが、これら部分5a,5b間を順次リップ５の張
出し量を漸増、漸減させつつ連結する他の辺部に区画さ
れた部分5cを介して、燃焼室２の周方向に沿って形成さ
れて構成される。
に形成されている。そして燃焼室２に対し開口部３のみ
がシリンダボア中心C1側に偏心されて底面部４から喰み
出さない口径で形成されることにより、燃焼室２の上部
には、その周方向に沿って燃焼室２の径方向内方に庇様
に突出するリップ５が形成される。そしてこのリップ５
は、シリンダボア中心C1から遠心側の燃焼室２の底面部
４の辺部６と遠心側の開口部３の辺部７とに区画されて
開口部３を挟めつつ燃焼室２内方に大きく張り出された
部分5aと、シリンダボア中心C1側の燃焼室２の底面部４
の辺部８と中心C1側の開口部３の辺部９とに区画されて
開口部３を拡張しつつ燃焼室２内方に小さく張り出され
た部分5bとが、これら部分5a,5b間を順次リップ５の張
出し量を漸増、漸減させつつ連結する他の辺部に区画さ
れた部分5cを介して、燃焼室２の周方向に沿って形成さ
れて構成される。
このようにリップ５の張出し量を燃焼室２の周方向に
沿ってシリンダボア中心C1側から遠心側に向かって順次
増加させて、遠心側のリップ部分5aの張出し量を中心C1
側のリップ部分5bよりも大きく形成することにより、ス
キッシュSqの強弱を調整でき、シリンダボア中心C1から
偏心された燃焼室であっても、その内部に生成すべきス
キッシュSqを燃焼室２内全域に亘って均一化させること
ができる。
沿ってシリンダボア中心C1側から遠心側に向かって順次
増加させて、遠心側のリップ部分5aの張出し量を中心C1
側のリップ部分5bよりも大きく形成することにより、ス
キッシュSqの強弱を調整でき、シリンダボア中心C1から
偏心された燃焼室であっても、その内部に生成すべきス
キッシュSqを燃焼室２内全域に亘って均一化させること
ができる。
他方、多角形状に形成されて複数の角部10,11を有す
る開口部３は、これら角部10,11の中、シリンダボア中
心C1側の辺部９に連なる角部10が大きな半径R1で丸めら
れ、遠心側の辺部７に連なる角部11がそれよりも小さな
半径R2（R1＞R2）で丸められる。このように角部10,11
の半径R1,R2をシリンダボア中心C1側と遠心側とで変更
して、開口部３の形状をシリンダボア中心C1側で緩やか
に、遠心側で急峻に形成することにより、スワールSwの
強弱を調整でき、シリンダボア中心C1から偏心された燃
焼室２であっても、その内部に生成すべきスワールSwを
燃焼室２内全域に亘って均一化させることができる。
る開口部３は、これら角部10,11の中、シリンダボア中
心C1側の辺部９に連なる角部10が大きな半径R1で丸めら
れ、遠心側の辺部７に連なる角部11がそれよりも小さな
半径R2（R1＞R2）で丸められる。このように角部10,11
の半径R1,R2をシリンダボア中心C1側と遠心側とで変更
して、開口部３の形状をシリンダボア中心C1側で緩やか
に、遠心側で急峻に形成することにより、スワールSwの
強弱を調整でき、シリンダボア中心C1から偏心された燃
焼室２であっても、その内部に生成すべきスワールSwを
燃焼室２内全域に亘って均一化させることができる。
次に実施例の作用について述べる。
直接噴射式ディーゼル機関の圧縮行程にあっては、シ
リンダ内にスキッシュSq、スワールSwなどの空気流が生
成されて燃焼室２内に導入される。これら空気流の中、
スキッシュSqはリップ５の張出し量によってその強弱が
決定され、リップの張出し量の大きい部分5aで強く、ま
たリップの張出し量の小さい部分5bで弱く生成される。
従ってこれらリップ部分5a,5b,5cは、シリンダボアの遠
心側のスキッシュSqを補って強め、中心C1側のスキッシ
ュSqを抑えて弱めて、燃焼室２内に均一なスキッシュSq
を生成させることができる。
リンダ内にスキッシュSq、スワールSwなどの空気流が生
成されて燃焼室２内に導入される。これら空気流の中、
スキッシュSqはリップ５の張出し量によってその強弱が
決定され、リップの張出し量の大きい部分5aで強く、ま
たリップの張出し量の小さい部分5bで弱く生成される。
従ってこれらリップ部分5a,5b,5cは、シリンダボアの遠
心側のスキッシュSqを補って強め、中心C1側のスキッシ
ュSqを抑えて弱めて、燃焼室２内に均一なスキッシュSq
を生成させることができる。
またスワールSwはこれを燃焼室２内に導入する開口部
３の形状によってその強弱が決定され、開口部形状が緩
やかな角部10で強く維持され、また開口部形状が急峻な
角部11で減衰される。従ってこれら角部10,11は、シリ
ンダボアの中心C1側のスワールSwを強く維持し、遠心側
のスワールSwを減衰させて燃焼室２内に均一なスワール
Swを生成させることができる。
３の形状によってその強弱が決定され、開口部形状が緩
やかな角部10で強く維持され、また開口部形状が急峻な
角部11で減衰される。従ってこれら角部10,11は、シリ
ンダボアの中心C1側のスワールSwを強く維持し、遠心側
のスワールSwを減衰させて燃焼室２内に均一なスワール
Swを生成させることができる。
そしてこれらリップ５及び開口部３の形状により均一
化させたスキッシュSq及びスワールSwによって、燃焼室
２内全体に亘って均一且つ適度な乱流を生成することが
できる。
化させたスキッシュSq及びスワールSwによって、燃焼室
２内全体に亘って均一且つ適度な乱流を生成することが
できる。
このように燃焼室２内を均一に乱流化させることがで
きるので、噴射燃料の混合気化を促進でき、NOx、スモ
ーク等を改善できると共に、機関出力を向上させること
ができる。
きるので、噴射燃料の混合気化を促進でき、NOx、スモ
ーク等を改善できると共に、機関出力を向上させること
ができる。
［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果
を発揮する。
を発揮する。
スキッシュとスワールの強さを均一化でき、シリンダボ
ア中心から偏心された燃焼室内に全体に亘って均一なス
ワール、スキッシュを生成させて均一な乱流化を確保で
き、燃料の混合気化の促進を達成できる。
ア中心から偏心された燃焼室内に全体に亘って均一なス
ワール、スキッシュを生成させて均一な乱流化を確保で
き、燃料の混合気化の促進を達成できる。
第１図は本発明の好適一実施例を示す平面図、第２図は
第１図におけるII−II線矢視断面図、第３図は従来例を
示す平面図、第４図は第３図におけるIV−IV線矢視断面
図である。 図中、２は燃焼室、３は開口部、５はリップ、10,11は
角部、C1はシリンダボア中心である。
第１図におけるII−II線矢視断面図、第３図は従来例を
示す平面図、第４図は第３図におけるIV−IV線矢視断面
図である。 図中、２は燃焼室、３は開口部、５はリップ、10,11は
角部、C1はシリンダボア中心である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−29018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−203816（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−68128（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−87338（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−95426（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−1921（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−7494（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭59−33863（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭60−19957（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダボア中心からオフセットさせて燃
焼室を形成すると共に、該燃焼室の開口部にその全周に
亙ってリップを設けた直接噴射式ディーゼル機関の燃焼
室構造において、上記リップの突出長さを変化させて上
方から見た燃焼室の開口部を多角形に形成すると共に、
該リップの突出長さをオフセット側で長くその反対側で
短くし、かつ開口部のオフセット側の角部を小さい半径
で丸めると共に、オフセット側と反対側の角部を、オフ
セット側の角部よりも大きな半径で丸めたことを特徴と
する直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239207A JPH089968B2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 直接噴射式デイ−ゼル機関の燃焼室構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239207A JPH089968B2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 直接噴射式デイ−ゼル機関の燃焼室構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6394020A JPS6394020A (ja) | 1988-04-25 |
| JPH089968B2 true JPH089968B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=17041329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61239207A Expired - Lifetime JPH089968B2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 直接噴射式デイ−ゼル機関の燃焼室構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089968B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10024267B2 (en) | 2011-12-16 | 2018-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion chamber structure for internal combustion engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5968128U (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-09 | いすゞ自動車株式会社 | 直接噴射式デイ−ゼル機関の燃焼室構造 |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP61239207A patent/JPH089968B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6394020A (ja) | 1988-04-25 |
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