JPH09217626A - 直接噴射式４バルブディーゼルエンジン - Google Patents
直接噴射式４バルブディーゼルエンジンInfo
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- JPH09217626A JPH09217626A JP8025174A JP2517496A JPH09217626A JP H09217626 A JPH09217626 A JP H09217626A JP 8025174 A JP8025174 A JP 8025174A JP 2517496 A JP2517496 A JP 2517496A JP H09217626 A JPH09217626 A JP H09217626A
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- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 abstract 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 8
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- 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
- F02B23/0696—W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アイドル時及び軽負荷時に噴霧と空気のミキ
シングを促進して燃焼の改善を図る。 【解決手段】 ピストン２が上死点にあるときのシリン
ダ１の壁とシリンダヘッド３とピストン頭部とで形成さ
れる燃焼室４と、シリンダヘッド３に設けられた一対の
吸気バルブ５及び一対の排気バルブ６と、シリンダヘッ
ド３に設けられ、燃焼室４の軸線Ｙに対してほぼ平行な
軸線Ｘを有する燃料噴射ノズル７とを有し、燃焼室４の
軸線Ｙと燃料噴射ノズル７の軸線Ｘとは該燃焼室４の半
径方向においてその一方が他方からオフセットされてい
る。
シングを促進して燃焼の改善を図る。 【解決手段】 ピストン２が上死点にあるときのシリン
ダ１の壁とシリンダヘッド３とピストン頭部とで形成さ
れる燃焼室４と、シリンダヘッド３に設けられた一対の
吸気バルブ５及び一対の排気バルブ６と、シリンダヘッ
ド３に設けられ、燃焼室４の軸線Ｙに対してほぼ平行な
軸線Ｘを有する燃料噴射ノズル７とを有し、燃焼室４の
軸線Ｙと燃料噴射ノズル７の軸線Ｘとは該燃焼室４の半
径方向においてその一方が他方からオフセットされてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直接噴射式４バル
ブディーゼルエンジンに関する。
ブディーゼルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】直接噴射式４バルブディーゼルエンジン
は、シリンダヘッドに燃焼噴射ノズルと４つの吸気バル
ブ及び排気バルブを備え、シリンダヘッドとピストン頭
部の間に設けられた燃焼室の中に、燃料噴射ノズルから
燃料を噴射して自然発火により燃焼させるようにしたも
のである。
は、シリンダヘッドに燃焼噴射ノズルと４つの吸気バル
ブ及び排気バルブを備え、シリンダヘッドとピストン頭
部の間に設けられた燃焼室の中に、燃料噴射ノズルから
燃料を噴射して自然発火により燃焼させるようにしたも
のである。
【０００３】この種の直接噴射式４バルブディーゼルエ
ンジンでは、燃焼ムラをなくし燃焼を均一にすることに
よって燃焼速度を早くするため、燃料噴射ノズルを燃焼
室の中心線に一致させている。
ンジンでは、燃焼ムラをなくし燃焼を均一にすることに
よって燃焼速度を早くするため、燃料噴射ノズルを燃焼
室の中心線に一致させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】混合気にスワールを発
生させる場合、スワール速度は燃焼室の中心から遠ざか
るにつれて大きくなり、また空気の密度も燃焼室の外周
側の方が内周側よりも大きくなっている。
生させる場合、スワール速度は燃焼室の中心から遠ざか
るにつれて大きくなり、また空気の密度も燃焼室の外周
側の方が内周側よりも大きくなっている。
【０００５】ところで、アイドル時及び軽負荷時におい
て、燃料噴射ノズルからの噴射圧が低い場合、着火は燃
料噴射ノズルの噴孔近傍で発生するが、上記従来例で
は、燃料噴射ノズルの噴孔が燃焼室の中心に位置するた
め、着火が燃焼室の中心で発生している。ところが、上
述したように、燃焼室の中心ではスワール速度が小さい
ためスワールアシストが弱く、また空気密度も小さいこ
とから、噴霧と空気のミクシングが不良となって不完全
燃焼を起こし、これが原因で排気ガス中における白煙や
黒煙の発生を招くことがあった。
て、燃料噴射ノズルからの噴射圧が低い場合、着火は燃
料噴射ノズルの噴孔近傍で発生するが、上記従来例で
は、燃料噴射ノズルの噴孔が燃焼室の中心に位置するた
め、着火が燃焼室の中心で発生している。ところが、上
述したように、燃焼室の中心ではスワール速度が小さい
ためスワールアシストが弱く、また空気密度も小さいこ
とから、噴霧と空気のミクシングが不良となって不完全
燃焼を起こし、これが原因で排気ガス中における白煙や
黒煙の発生を招くことがあった。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、アイドル時及び軽負荷時に噴霧と空気のミキシン
グを促進して燃焼の改善を図った直接噴射式４バルブデ
ィーゼルエンジンを提供することを目的とする。
ので、アイドル時及び軽負荷時に噴霧と空気のミキシン
グを促進して燃焼の改善を図った直接噴射式４バルブデ
ィーゼルエンジンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、シリンダ壁とシリンダヘッドとピストン頭部との間
に設けられた燃焼室と、前記シリンダヘッドに設けられ
た一対の吸気バルブ及び一対の排気バルブと、前記シリ
ンダヘッドに設けられ、前記燃焼室の軸線に対してほぼ
平行な軸線を有する燃料噴射ノズルとを有し、前記燃焼
室の軸線と前記燃料噴射ノズルの軸線とは該燃焼室の半
径方向においてその一方が他方からオフセットされてい
る。
は、シリンダ壁とシリンダヘッドとピストン頭部との間
に設けられた燃焼室と、前記シリンダヘッドに設けられ
た一対の吸気バルブ及び一対の排気バルブと、前記シリ
ンダヘッドに設けられ、前記燃焼室の軸線に対してほぼ
平行な軸線を有する燃料噴射ノズルとを有し、前記燃焼
室の軸線と前記燃料噴射ノズルの軸線とは該燃焼室の半
径方向においてその一方が他方からオフセットされてい
る。
【０００８】（作用）アイドル時又は軽負荷時におい
て、燃料噴射ノズルからの噴射圧が低い場合、着火が燃
料噴射ノズルの噴孔近傍で発生する。しかし、燃料噴射
ノズルの軸線と燃焼室の軸線とは、その一方が他方から
オフセットし燃料噴射ノズルの噴孔は燃焼室の中心から
離れた位置にあるので、着火は燃焼室の中心から離れた
ところで発生する。この着火発生位置はスワールアシス
トが強くかつ空気密度も大であるため、噴霧と空気との
ミクシングが促進される。
て、燃料噴射ノズルからの噴射圧が低い場合、着火が燃
料噴射ノズルの噴孔近傍で発生する。しかし、燃料噴射
ノズルの軸線と燃焼室の軸線とは、その一方が他方から
オフセットし燃料噴射ノズルの噴孔は燃焼室の中心から
離れた位置にあるので、着火は燃焼室の中心から離れた
ところで発生する。この着火発生位置はスワールアシス
トが強くかつ空気密度も大であるため、噴霧と空気との
ミクシングが促進される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。図１及び図２は請求項１に記載
の発明に係る直接噴射式４バルブディーゼルエンジンの
一実施形態を示すものである。１はシリンダ、２はシリ
ンダ１内を往復動するピストン、３はシリンダ１の上部
に固定されたシリンダヘッド、４は燃焼室である。燃焼
室４はピストン２が上死点にあるときのシリンダ１の内
周壁とシリンダヘッド３とピストン２の頭部とで囲まれ
た部屋である。
参照しながら説明する。図１及び図２は請求項１に記載
の発明に係る直接噴射式４バルブディーゼルエンジンの
一実施形態を示すものである。１はシリンダ、２はシリ
ンダ１内を往復動するピストン、３はシリンダ１の上部
に固定されたシリンダヘッド、４は燃焼室である。燃焼
室４はピストン２が上死点にあるときのシリンダ１の内
周壁とシリンダヘッド３とピストン２の頭部とで囲まれ
た部屋である。
【００１０】シリンダヘッド３には図２に示すように、
一対の吸気バルブ５と一対の排気バルブ６とが設けられ
ている。これら４つの吸気バルブ５と排気バルブ６とは
燃焼室４の軸線Ｙを中心とする円周上に９０゜の角度を
おいてほぼ等間隔に配列されている。７は燃焼室４内に
燃料を噴射する燃料噴射ノズルで、その軸線Ｘはシリン
ダヘッド３の下面に対して垂直になっている。この燃料
噴射ノズル７の位置であるが、これは燃焼室４の軸線Ｙ
からオフセットした位置に設定されている。
一対の吸気バルブ５と一対の排気バルブ６とが設けられ
ている。これら４つの吸気バルブ５と排気バルブ６とは
燃焼室４の軸線Ｙを中心とする円周上に９０゜の角度を
おいてほぼ等間隔に配列されている。７は燃焼室４内に
燃料を噴射する燃料噴射ノズルで、その軸線Ｘはシリン
ダヘッド３の下面に対して垂直になっている。この燃料
噴射ノズル７の位置であるが、これは燃焼室４の軸線Ｙ
からオフセットした位置に設定されている。
【００１１】このように燃料噴射ノズル７の位置を、燃
焼室４の軸線Ｙからオフセットさせるのは次の理由によ
る。すなわち、図３に示すように、ピストン２の上死点
付近におけるスワールの速度Ｖは、燃焼室４の軸線Ｙか
ら半径方向に遠ざかるにつれ軸線Ｙからの距離に比例し
て大きくなる特性を有している。また、空気の密度は、
燃焼室４の内周側よりも外周側の方が大きい。
焼室４の軸線Ｙからオフセットさせるのは次の理由によ
る。すなわち、図３に示すように、ピストン２の上死点
付近におけるスワールの速度Ｖは、燃焼室４の軸線Ｙか
ら半径方向に遠ざかるにつれ軸線Ｙからの距離に比例し
て大きくなる特性を有している。また、空気の密度は、
燃焼室４の内周側よりも外周側の方が大きい。
【００１２】したがって、燃料噴射ノズル７が燃焼室４
の軸線Ｙからオフセットされていると、燃料噴射ノズル
７付近のスワールアシストが大きくかつ空気密度も大で
あることから、アイドル時又は軽負荷時において、燃料
噴射ノズル７の噴射圧が低く、着火が燃料噴射ノズル７
の近傍で発生する場合でも噴霧と空気とのミキシングが
促進されるからである。
の軸線Ｙからオフセットされていると、燃料噴射ノズル
７付近のスワールアシストが大きくかつ空気密度も大で
あることから、アイドル時又は軽負荷時において、燃料
噴射ノズル７の噴射圧が低く、着火が燃料噴射ノズル７
の近傍で発生する場合でも噴霧と空気とのミキシングが
促進されるからである。
【００１３】ただし、燃料噴射ノズル７の位置が燃焼室
４の軸線Ｙからあまりに離れていると、燃焼ムラが生じ
燃焼が遅くなって全負荷時の性能が確保されないことか
ら、燃料噴射ノズル７の設定位置は次式で表される領域
内にあることが好ましい。 ２０％≧ｌ／Ｌ×１００ （１） ここに、ｌは燃料噴射ノズル７のオフセットの量、Ｌは
燃焼室４の直径を表す。
４の軸線Ｙからあまりに離れていると、燃焼ムラが生じ
燃焼が遅くなって全負荷時の性能が確保されないことか
ら、燃料噴射ノズル７の設定位置は次式で表される領域
内にあることが好ましい。 ２０％≧ｌ／Ｌ×１００ （１） ここに、ｌは燃料噴射ノズル７のオフセットの量、Ｌは
燃焼室４の直径を表す。
【００１４】上記においては、燃料噴射ノズル７の位置
を移動させて燃焼室４の中心からオフセットさせた例に
ついて述べたが、これに限らず図４に示すように、燃焼
室４の軸線Ｙを移動させて燃料噴射ノズル７からオフセ
ットさせても上記と同様の作用効果が得られる。次に本
実施形態の作用について説明する。
を移動させて燃焼室４の中心からオフセットさせた例に
ついて述べたが、これに限らず図４に示すように、燃焼
室４の軸線Ｙを移動させて燃料噴射ノズル７からオフセ
ットさせても上記と同様の作用効果が得られる。次に本
実施形態の作用について説明する。
【００１５】アイドル時又は軽負荷時において、燃料噴
射ノズル７からの噴射圧が低い場合、着火は燃料噴射ノ
ズル７の噴孔近傍で発生する。いま、仮に燃料噴射ノズ
ル７が燃焼室４の中心に位置するとなると、燃焼室４の
中心ではスワールアシストが弱くかつ空気密度も小さい
ため、噴霧と空気とのミクシングが不良となる。しか
し、本実施形態では、燃料噴射ノズル７は燃焼室４の中
心からオフセットしているので、着火発生位置ではスワ
ールアシストが強くかつ空気密度も大であるため、噴霧
と空気とのミクシングが促進される。
射ノズル７からの噴射圧が低い場合、着火は燃料噴射ノ
ズル７の噴孔近傍で発生する。いま、仮に燃料噴射ノズ
ル７が燃焼室４の中心に位置するとなると、燃焼室４の
中心ではスワールアシストが弱くかつ空気密度も小さい
ため、噴霧と空気とのミクシングが不良となる。しか
し、本実施形態では、燃料噴射ノズル７は燃焼室４の中
心からオフセットしているので、着火発生位置ではスワ
ールアシストが強くかつ空気密度も大であるため、噴霧
と空気とのミクシングが促進される。
【００１６】また、図４に示すように、燃焼室４の軸線
Ｙが燃料噴射ノズル７からオフセットしている場合にも
上記と同一の作用効果が得られる。上述のように、燃料
噴射ノズル７が燃焼室４の軸線Ｙからオフセットしてい
ると燃焼ムラが生ずることがあることから、４バルブデ
ィーゼルエンジンでは、燃料噴射ノズル７は燃焼室４の
中心に位置することが望ましいと言える。
Ｙが燃料噴射ノズル７からオフセットしている場合にも
上記と同一の作用効果が得られる。上述のように、燃料
噴射ノズル７が燃焼室４の軸線Ｙからオフセットしてい
ると燃焼ムラが生ずることがあることから、４バルブデ
ィーゼルエンジンでは、燃料噴射ノズル７は燃焼室４の
中心に位置することが望ましいと言える。
【００１７】しかし、本実施形態のように、燃料噴射ノ
ズル７の設定位置が（１）式で示される領域内であれ
ば、燃焼ムラはそれほど大きくないため、燃料噴射ノズ
ル７をオフセットさせても燃焼速度をそれほど遅らせる
ことにはならず、全負荷時の性能確保という観点からは
別段の支障は生じない。
ズル７の設定位置が（１）式で示される領域内であれ
ば、燃焼ムラはそれほど大きくないため、燃料噴射ノズ
ル７をオフセットさせても燃焼速度をそれほど遅らせる
ことにはならず、全負荷時の性能確保という観点からは
別段の支障は生じない。
【００１８】以上のように、本実施形態では、燃料噴射
ノズル７と燃焼室４とのいずれか一方を他方からオフセ
ットさせるので、アイドル時及び軽負荷時に噴霧と空気
のミクシングが促進され、排気ガス中における白煙や黒
煙の発生が抑制される。ちなみに、実開平５−１９５２
６号公報に記載されているように、直接噴射式２バルブ
ディーゼルエンジンでは燃料噴射ノズルを燃焼室の中心
から偏心させることは通常に行われている。
ノズル７と燃焼室４とのいずれか一方を他方からオフセ
ットさせるので、アイドル時及び軽負荷時に噴霧と空気
のミクシングが促進され、排気ガス中における白煙や黒
煙の発生が抑制される。ちなみに、実開平５−１９５２
６号公報に記載されているように、直接噴射式２バルブ
ディーゼルエンジンでは燃料噴射ノズルを燃焼室の中心
から偏心させることは通常に行われている。
【００１９】
【発明の効果】請求項１に記載の発明では、アイドル時
及び軽負荷時に噴霧と空気のミクシングが促進されるた
め、空気不足による不完全燃焼に起因する排気ガス中に
おける白煙や黒煙の発生が抑制される。
及び軽負荷時に噴霧と空気のミクシングが促進されるた
め、空気不足による不完全燃焼に起因する排気ガス中に
おける白煙や黒煙の発生が抑制される。
【図１】請求項１に記載の発明に係る直接噴射式４バル
ブディーゼルエンジンの一実施形態を示す断面図。
ブディーゼルエンジンの一実施形態を示す断面図。
【図２】同じく、燃料噴射ノズルと吸気バルブ及び排気
バルブの配置を示す説明図。
バルブの配置を示す説明図。
【図３】同じく、燃焼室内におけるスワール速度を示す
説明図。
説明図。
【図４】同じく、他の実施形態を示す断面図。
１ シリンダ ２ ピストン ３ シリンダヘッド ４ 燃焼室 ５ 吸気バルブ ６ 排気バルブ ７ 燃料噴射ノズル Ｘ 燃料噴射ノズルの軸線 Ｙ 燃焼室の軸線
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストンが上死点にあるときのシリンダ
壁とシリンダヘッドとピストン頭部とで形成される燃焼
室と、 前記シリンダヘッドに設けられた一対の吸気バルブ及び
一対の排気バルブと、 前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室の軸線に対
してほぼ平行な軸線を有する燃料噴射ノズルとを有し、 前記燃焼室の軸線と前記燃料噴射ノズルの軸線とは該燃
焼室の半径方向においてその一方が他方からオフセット
されていることを特徴とする直接噴射式４バルブディー
ゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8025174A JPH09217626A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 直接噴射式４バルブディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8025174A JPH09217626A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 直接噴射式４バルブディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09217626A true JPH09217626A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=12158654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8025174A Pending JPH09217626A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 直接噴射式４バルブディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09217626A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000054908A (ja) * | 1998-05-22 | 2000-02-22 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | ツ―ストロ―クディ―ゼルエンジンにおけるシリンダカバ―及びシリンダカバ―の配置構造 |
| WO2006114946A1 (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Yanmar Co., Ltd. | 直接噴霧式ディーゼル機関 |
| JP2011506846A (ja) * | 2007-12-19 | 2011-03-03 | ルノー・エス・アー・エス | 過給直接噴射式燃焼機関の燃焼室 |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP8025174A patent/JPH09217626A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000054908A (ja) * | 1998-05-22 | 2000-02-22 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | ツ―ストロ―クディ―ゼルエンジンにおけるシリンダカバ―及びシリンダカバ―の配置構造 |
| WO2006114946A1 (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Yanmar Co., Ltd. | 直接噴霧式ディーゼル機関 |
| EP1876332A4 (en) * | 2005-04-19 | 2009-06-17 | Yanmar Co Ltd | DIESEL ENGINE WITH DIRECT INJECTION |
| JP2011506846A (ja) * | 2007-12-19 | 2011-03-03 | ルノー・エス・アー・エス | 過給直接噴射式燃焼機関の燃焼室 |
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