JPH10141062A - ディーゼルエンジン - Google Patents
ディーゼルエンジンInfo
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- JPH10141062A JPH10141062A JP8311475A JP31147596A JPH10141062A JP H10141062 A JPH10141062 A JP H10141062A JP 8311475 A JP8311475 A JP 8311475A JP 31147596 A JP31147596 A JP 31147596A JP H10141062 A JPH10141062 A JP H10141062A
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- combustion chamber
- fuel
- squish
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 27
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Classifications
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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
- F02B23/0618—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 having in-cylinder means to influence the charge motion
- F02B23/0621—Squish flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
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- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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- 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
-
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
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- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯｘの生成を抑制することができるにも拘
らず、黒煙およびＨＣの排出量を低減させてディーゼル
エンジンの燃費を改善する。 【解決手段】 ピストン１の頂面に燃焼室２を凹設する
とともに該燃焼室２の周縁にスキッシュエリア３を設け
る。燃焼室２に対向するドーム５をシリンダヘッド４に
凹設する。ドーム５の側壁面に向って開口する噴口７を
備えた噴射ノズル６を該ドーム５の中央部に取り付ける
とともに、ドーム５の外径を燃焼室２の口径とほぼ同一
に形成したことにより、ドーム５の側壁面に向って燃料
を噴射して燃料噴霧８の貫徹力を失わせつつ、スキッシ
ュ流で燃料噴霧８を空気とともに燃焼室３に効果的に誘
導して良好な混合気を生じさせ、かつ、強い逆スキッシ
ュを得て効率のよい燃焼を行わせるようにした。
らず、黒煙およびＨＣの排出量を低減させてディーゼル
エンジンの燃費を改善する。 【解決手段】 ピストン１の頂面に燃焼室２を凹設する
とともに該燃焼室２の周縁にスキッシュエリア３を設け
る。燃焼室２に対向するドーム５をシリンダヘッド４に
凹設する。ドーム５の側壁面に向って開口する噴口７を
備えた噴射ノズル６を該ドーム５の中央部に取り付ける
とともに、ドーム５の外径を燃焼室２の口径とほぼ同一
に形成したことにより、ドーム５の側壁面に向って燃料
を噴射して燃料噴霧８の貫徹力を失わせつつ、スキッシ
ュ流で燃料噴霧８を空気とともに燃焼室３に効果的に誘
導して良好な混合気を生じさせ、かつ、強い逆スキッシ
ュを得て効率のよい燃焼を行わせるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
に係り、特に、ＮＯｘの生成を抑制しつつ黒煙およびＨ
Ｃの排出量を低減させて燃費を改善できるディーゼルエ
ンジンに関するものである。
に係り、特に、ＮＯｘの生成を抑制しつつ黒煙およびＨ
Ｃの排出量を低減させて燃費を改善できるディーゼルエ
ンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気中に含まれる
ＮＯｘを低減するためには、燃料の噴射時期を遅らせて
ＮＯｘの生成を抑制するタイミングリタードを行なうこ
とが効果的であり、黒煙およびＨＣの排出量を低下させ
るためには燃料の噴射圧力を高くし、あるいは、リエン
トラント形の燃焼室を採用することが有効であるとされ
てきた。
ＮＯｘを低減するためには、燃料の噴射時期を遅らせて
ＮＯｘの生成を抑制するタイミングリタードを行なうこ
とが効果的であり、黒煙およびＨＣの排出量を低下させ
るためには燃料の噴射圧力を高くし、あるいは、リエン
トラント形の燃焼室を採用することが有効であるとされ
てきた。
【０００３】ところが、排気中に含まれるＮＯｘを低減
させるべくタイミングリタードを行なうと黒煙およびＨ
Ｃの排出量が増加するとともに燃費が悪化する懸念があ
る。また、高圧噴射においては燃料の微粒化が向上する
ために黒煙およびＨＣの排出量を改善できるにも拘ら
ず、燃焼温度が上昇してＮＯｘの排出量が増加してしま
う。従って、ディーゼルエンジンにおいてはＮＯｘの生
成を抑制しつつ、黒煙およびＨＣの排出量を低減させて
燃費を改善することはきわめて困難であるとされてい
た。
させるべくタイミングリタードを行なうと黒煙およびＨ
Ｃの排出量が増加するとともに燃費が悪化する懸念があ
る。また、高圧噴射においては燃料の微粒化が向上する
ために黒煙およびＨＣの排出量を改善できるにも拘ら
ず、燃焼温度が上昇してＮＯｘの排出量が増加してしま
う。従って、ディーゼルエンジンにおいてはＮＯｘの生
成を抑制しつつ、黒煙およびＨＣの排出量を低減させて
燃費を改善することはきわめて困難であるとされてい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、ＮＯｘの生成を抑制するこ
とができるにも拘らず、黒煙およびＨＣの排出量を低減
させて燃費を改善することができるディーゼルエンジン
を提供することを課題としている。
みてなされたものであって、ＮＯｘの生成を抑制するこ
とができるにも拘らず、黒煙およびＨＣの排出量を低減
させて燃費を改善することができるディーゼルエンジン
を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、頂面に燃焼室を凹設するとともに該燃焼室
の周縁にスキッシュエリアを設けたピストンを設ける一
方、前記燃焼室に対向するドームをシリンダヘッドに凹
設している。また、前記ドームの側壁面に向って開口す
る噴口を備えた噴射ノズルを該ドームの中央部に取り付
けるとともに、前記ドームの外径を燃焼室の口径とほぼ
同一に形成したことを特徴としている。
に本発明は、頂面に燃焼室を凹設するとともに該燃焼室
の周縁にスキッシュエリアを設けたピストンを設ける一
方、前記燃焼室に対向するドームをシリンダヘッドに凹
設している。また、前記ドームの側壁面に向って開口す
る噴口を備えた噴射ノズルを該ドームの中央部に取り付
けるとともに、前記ドームの外径を燃焼室の口径とほぼ
同一に形成したことを特徴としている。
【０００６】また本発明は、ドームを半球型または円錐
型に形成することにより、噴射ノズルから噴射された燃
料噴霧を効率よく燃焼室内に導入して効率のよい燃焼を
行わせることができる。
型に形成することにより、噴射ノズルから噴射された燃
料噴霧を効率よく燃焼室内に導入して効率のよい燃焼を
行わせることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るディーゼル
エンジンの一実施形態を示す燃料噴射の状態を示す断面
図、図２は同じく圧縮上死点でのドームと燃焼室の関係
を示す断面図である。
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るディーゼル
エンジンの一実施形態を示す燃料噴射の状態を示す断面
図、図２は同じく圧縮上死点でのドームと燃焼室の関係
を示す断面図である。
【０００８】これらの図において、図示しないクランク
軸に連結されたピストン１の頂面の中央部には燃焼室２
を凹設するとともに、この燃焼室２の開口縁にスキッシ
ュエリア３を形成している。また、前記ピストン１の頂
面に対向するシリンダヘッド４の下面には前記燃焼室２
に対向するドーム５を凹設している。
軸に連結されたピストン１の頂面の中央部には燃焼室２
を凹設するとともに、この燃焼室２の開口縁にスキッシ
ュエリア３を形成している。また、前記ピストン１の頂
面に対向するシリンダヘッド４の下面には前記燃焼室２
に対向するドーム５を凹設している。
【０００９】ドーム５は、前記燃焼室２の口径とほぼ同
一の外径を有する半球状に形成されており、このドーム
５の底壁の中央部に噴射ノズル６を取り付けている。噴
射ノズル６は、ドーム５の側壁面に向って開口する複数
個の噴口７を設けたホールノズルで構成されており、図
示しない噴射ポンプから送出された燃料をドーム５の側
壁面に向って噴射するようにしている。８は燃料噴霧、
９はドーム５を包囲してシリンダヘッドに取り付けたバ
ルブである。
一の外径を有する半球状に形成されており、このドーム
５の底壁の中央部に噴射ノズル６を取り付けている。噴
射ノズル６は、ドーム５の側壁面に向って開口する複数
個の噴口７を設けたホールノズルで構成されており、図
示しない噴射ポンプから送出された燃料をドーム５の側
壁面に向って噴射するようにしている。８は燃料噴霧、
９はドーム５を包囲してシリンダヘッドに取り付けたバ
ルブである。
【００１０】上記のような構成になるディーゼルエンジ
ンにおいて、ピストン１が下降する吸入行程では、バル
ブ９が開いてシリンダ内に空気が吸入されるとともに、
従来同様にシリンダ内にスワールが生じる。ピストン１
が上昇する圧縮行程に移行すると、シリンダ内に生じて
いたスワールが次第に強化されるとともに、スキッシュ
エリア３の空気が燃焼室２に押し込まれるスキッシュ流
を生じる。そして、ピストン１が圧縮上死点の近傍まで
上昇して噴射時期に到達すると、図示しない噴射ポンプ
から送出された燃料が噴射ノズル６から噴射される。
ンにおいて、ピストン１が下降する吸入行程では、バル
ブ９が開いてシリンダ内に空気が吸入されるとともに、
従来同様にシリンダ内にスワールが生じる。ピストン１
が上昇する圧縮行程に移行すると、シリンダ内に生じて
いたスワールが次第に強化されるとともに、スキッシュ
エリア３の空気が燃焼室２に押し込まれるスキッシュ流
を生じる。そして、ピストン１が圧縮上死点の近傍まで
上昇して噴射時期に到達すると、図示しない噴射ポンプ
から送出された燃料が噴射ノズル６から噴射される。
【００１１】このとき、噴射ノズル６に設けた噴口７は
ドーム５の側壁面に向って開口している。従って、噴口
７から噴射された燃料による燃料噴霧８は、図１に示し
たようにドーム５の側壁面に衝突して貫徹力を失うとと
もに微粒化され、下方に向って拡散する。
ドーム５の側壁面に向って開口している。従って、噴口
７から噴射された燃料による燃料噴霧８は、図１に示し
たようにドーム５の側壁面に衝突して貫徹力を失うとと
もに微粒化され、下方に向って拡散する。
【００１２】ところで、このような噴射時期においては
ピストン１がさらに圧縮上死点に近付くために充分な強
さのスキッシュ流が発生し、しかも、燃焼室２の口径を
ドーム５の外径とほぼ同一にしている。このために、上
記のようにして下方に向って拡散された燃料噴霧８のほ
ぼ全量がスキッシュ流の助けを得て燃焼室２に確実に流
入し、燃焼室２内の空気との接触により気化しつつスワ
ールによる拡散作用を受けて空気と充分に混合される
（図２を参照）。そして、加熱された混合気中で前酸化
反応が進行し、最も反応が進んだ部分で自己着火が行わ
れて燃焼が開始される。
ピストン１がさらに圧縮上死点に近付くために充分な強
さのスキッシュ流が発生し、しかも、燃焼室２の口径を
ドーム５の外径とほぼ同一にしている。このために、上
記のようにして下方に向って拡散された燃料噴霧８のほ
ぼ全量がスキッシュ流の助けを得て燃焼室２に確実に流
入し、燃焼室２内の空気との接触により気化しつつスワ
ールによる拡散作用を受けて空気と充分に混合される
（図２を参照）。そして、加熱された混合気中で前酸化
反応が進行し、最も反応が進んだ部分で自己着火が行わ
れて燃焼が開始される。
【００１３】また、噴口７から噴射された燃料がドーム
５の側壁面との衝突によって貫徹力を失い、下方に向っ
て反射されて次第に拡散する。従って、吸入行程あるい
は圧縮行程中期までに燃料を噴射し、噴射された燃料を
気化混合させて圧縮行程の終りに自然発火により着火燃
焼させる予混合圧縮着火方式、吸入行程の初期〜中期に
微量の燃料を噴射して希薄混合気を圧縮した状態で圧縮
行程の終りに残りの燃料を噴射してより確実な着火燃焼
を行わせるようにした部分的希薄予混合圧縮着火方式、
または早期のパイロット噴射を行わせてＮＯｘの生成を
抑制するようにした場合においても、燃料噴霧８がシリ
ンダライナに付着することがなく、ＨＣの増大といった
不具合および油膜の損傷が予防される。
５の側壁面との衝突によって貫徹力を失い、下方に向っ
て反射されて次第に拡散する。従って、吸入行程あるい
は圧縮行程中期までに燃料を噴射し、噴射された燃料を
気化混合させて圧縮行程の終りに自然発火により着火燃
焼させる予混合圧縮着火方式、吸入行程の初期〜中期に
微量の燃料を噴射して希薄混合気を圧縮した状態で圧縮
行程の終りに残りの燃料を噴射してより確実な着火燃焼
を行わせるようにした部分的希薄予混合圧縮着火方式、
または早期のパイロット噴射を行わせてＮＯｘの生成を
抑制するようにした場合においても、燃料噴霧８がシリ
ンダライナに付着することがなく、ＨＣの増大といった
不具合および油膜の損傷が予防される。
【００１４】一方、燃焼の開始にともなって膨張行程に
移行すると、ピストン１が下降し始める。すると、それ
までは燃焼室２に封じ込まれていた燃焼炎が強い逆スキ
ッシュ流となって燃焼室２から流出して新たな空気と接
触するために、活発な燃焼が行われて燃費が向上し、黒
煙およびＨＣを排出しない。このために、ＮＯｘの生成
を効果的に抑制すべく排気還流を行った場合にも、黒煙
の排出量が増加することがない。
移行すると、ピストン１が下降し始める。すると、それ
までは燃焼室２に封じ込まれていた燃焼炎が強い逆スキ
ッシュ流となって燃焼室２から流出して新たな空気と接
触するために、活発な燃焼が行われて燃費が向上し、黒
煙およびＨＣを排出しない。このために、ＮＯｘの生成
を効果的に抑制すべく排気還流を行った場合にも、黒煙
の排出量が増加することがない。
【００１５】なお、上記実施形態ではリエントラント型
の燃焼室２を設けて充分な大きさのスキッシュエリア３
を確保するとともに、強い逆スキッシュを得るようにし
ているが、ピストン１の頂面全体に占める燃焼室２の開
口面積が小さい場合は、例えばオープンチャンバ式の燃
焼室を設けることもできる。
の燃焼室２を設けて充分な大きさのスキッシュエリア３
を確保するとともに、強い逆スキッシュを得るようにし
ているが、ピストン１の頂面全体に占める燃焼室２の開
口面積が小さい場合は、例えばオープンチャンバ式の燃
焼室を設けることもできる。
【００１６】また、上記実施形態では半球状のドーム５
を設けているが、ドーム５は半球状のものに限定される
ものではなく、円錐状または深皿状のドームを設けるこ
とができるものであり、必要に応じてドーム５の表面に
セラミックコートを施し、あるいは、耐熱性および耐摩
耗性に優れた異種金属をドーム５の表面に埋め込んで燃
料噴霧８との衝突による側壁面の摩耗を抑制することが
できるとともに、セラミックコートまたは異種金属の埋
め込みによって燃料の気化を促進させてＨＣをより低減
することも可能となる。
を設けているが、ドーム５は半球状のものに限定される
ものではなく、円錐状または深皿状のドームを設けるこ
とができるものであり、必要に応じてドーム５の表面に
セラミックコートを施し、あるいは、耐熱性および耐摩
耗性に優れた異種金属をドーム５の表面に埋め込んで燃
料噴霧８との衝突による側壁面の摩耗を抑制することが
できるとともに、セラミックコートまたは異種金属の埋
め込みによって燃料の気化を促進させてＨＣをより低減
することも可能となる。
【００１７】
【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、シリンダヘッドに設けたドームの側壁面に向っ
て燃料を噴射して燃料噴霧の貫徹力を失わせつつ、燃焼
室の周縁に設けたスキッシュエリアで燃料噴霧を空気と
ともに燃焼室に効果的に誘導するとともに、強い逆スキ
ッシュを得て効率のよい燃焼を行わせるようにしたもの
であるから、予混合圧縮着火方式、部分的希薄予混合圧
縮着火方式、または早期のパイロット噴射を行わせてＮ
Ｏｘの生成を抑制することができるにも拘らず、黒煙お
よびＨＣの排出量を低減して燃費を改善することができ
る。
よれば、シリンダヘッドに設けたドームの側壁面に向っ
て燃料を噴射して燃料噴霧の貫徹力を失わせつつ、燃焼
室の周縁に設けたスキッシュエリアで燃料噴霧を空気と
ともに燃焼室に効果的に誘導するとともに、強い逆スキ
ッシュを得て効率のよい燃焼を行わせるようにしたもの
であるから、予混合圧縮着火方式、部分的希薄予混合圧
縮着火方式、または早期のパイロット噴射を行わせてＮ
Ｏｘの生成を抑制することができるにも拘らず、黒煙お
よびＨＣの排出量を低減して燃費を改善することができ
る。
【図１】本発明に係るディーゼルエンジンの一実施形態
を示す燃料噴射の状態を示す断面図である。
を示す燃料噴射の状態を示す断面図である。
【図２】同じく圧縮上死点でのドームと燃焼室の関係を
示す断面図である。
示す断面図である。
１ ピストン ２ 燃焼室 ３ スキッシュエリア ４ シリンダヘッド ５ ドーム ６ 噴射ノズル ７ 噴口 ８ 燃料噴霧 ９ バルブ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ｄ 61/18 ３６０ 61/18 ３６０Ｊ
Claims (2)
- 【請求項１】 頂面に燃焼室を凹設するとともに該燃焼
室の周縁にスキッシュエリアを設けたピストンと、前記
燃焼室に対向するドームを凹設したシリンダヘッドと、
前記ドームの中央部に取り付けられて該ドームの側壁面
に向って開口する噴口を備えた噴射ノズルを備え、前記
ドームの外径を燃焼室の口径とほぼ同一に形成したこと
を特徴とするディーゼルエンジン。 - 【請求項２】 ドームが半球型または円錐型に構成され
たものであることを特徴とする請求項１に記載のディー
ゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311475A JPH10141062A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311475A JPH10141062A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | ディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141062A true JPH10141062A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=18017676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8311475A Pending JPH10141062A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10141062A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006328999A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Yanmar Co Ltd | 予混合圧縮自着火式内燃機関 |
| JP2006329000A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Yanmar Co Ltd | 圧縮自着火式内燃機関 |
| JP2006328998A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Yanmar Co Ltd | 予混合圧縮自着火式内燃機関 |
| JP2015072016A (ja) * | 2008-02-28 | 2015-04-16 | ダグラス ケイ ファー | 高効率内爆エンジン |
-
1996
- 1996-11-07 JP JP8311475A patent/JPH10141062A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006328999A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Yanmar Co Ltd | 予混合圧縮自着火式内燃機関 |
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