JPH10176536A - ディーゼルエンジン - Google Patents

ディーゼルエンジン

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JPH10176536A
JPH10176536A JP8338075A JP33807596A JPH10176536A JP H10176536 A JPH10176536 A JP H10176536A JP 8338075 A JP8338075 A JP 8338075A JP 33807596 A JP33807596 A JP 33807596A JP H10176536 A JPH10176536 A JP H10176536A
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JP
Japan
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fuel
combustion chamber
nozzle
piston
center
Prior art date
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Pending
Application number
JP8338075A
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English (en)
Inventor
Rou Chiyou
瓏 張
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
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Publication of JPH10176536A publication Critical patent/JPH10176536A/ja
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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
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射期間後期での噴霧の衝突力低下、スモー
ク発生を防止する。 【解決手段】 本発明に係るディーゼルエンジン1は、
ピストン2頂面を窪ませて形成された燃焼室3と、この
燃焼室3の底部5から一体に隆起された燃料衝突台7
と、この燃料衝突台7の上面8に指向される噴口17を
有し、この噴口17の周辺部に上記燃料衝突台7側に突
出する突出部18が設けられた燃料噴射ノズル10とを
備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジ
ン、特に直接噴射式ディーゼルエンジンに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】燃焼室内に燃料衝突台を設け、この燃料
衝突台の上面に燃料を噴射し、燃料を衝突・分散(拡
散)させて噴霧の微粒化を図る技術(所謂OSKA式燃焼
室)が例えば特開昭59-211716 号公報において知られて
いる。同公報においては、燃焼室がピストン頂面を窪ま
せて形成されており、燃料衝突台は燃焼室の底部から一
体に隆起されたり、シリンダヘッド下面から吊り下げら
れたりしている。そしてシリンダヘッドには燃料噴射ノ
ズルが設けられ、そのノズル先端部は燃焼室内に露出さ
れて、噴口を燃料衝突台の上面に指向させている。
【0003】このような燃焼室は、特にボア径(キャビ
ティ径)の小さな小型ディーゼルエンジンに好適であ
る。即ち、一般的には噴霧の微粒化には多噴口化が考え
られるが、キャビティ径の小さな燃焼室の場合キャビテ
ィ側壁に噴霧が付着し易くなり、未燃燃料(HC)の増
加を招いて好ましくない。このため、各噴口の口径を絞
ることにより噴霧の飛翔距離を抑えることも考えられる
が、この方法も加工技術に限界があり、また噴口詰り等
の不具合も考えられ好ましくない。そこで上述の燃焼室
は、比較的大きな噴口径を有する一つの噴口から燃料噴
射を行っても、衝突・分散により噴霧微粒化を図れるの
で、噴霧の飛翔距離を抑えることができ、好適である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報の
燃焼室でも以下のような問題が考えられる。即ち、燃料
衝突台を燃焼室の底部に設けた例では、ピストンの上下
動に伴って噴口と燃料衝突台上面との距離が変化する
が、特に、噴射期間の後期においてピストンが下降する
とき、衝突台上面が噴口から離れていくため、噴霧の衝
突力が低下して燃料の分散が悪化し、スモークが発生し
易くなる。
【0005】これを防止するため、衝突台の上面の位置
を噴口に近づけるようにすると、こんどは噴射期間の前
〜中期にてピストンが上死点付近にあるとき、衝突・反
射後の噴霧がシリンダヘッド下面に到達し、それが付着
して未燃燃料の増加を招いてしまう。
【0006】なお、燃料衝突台を吊り下げた例では、ピ
ストンの上下動に伴う噴口との距離変化がなくなり、上
述のような問題は発生しないが、実際上は、燃料衝突台
の取り付けに十分な取付強度を確保するのは容易でな
く、また高温・高圧の燃焼室内で燃料衝突台の破損、脱
落等を防止するのは極めて困難である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るディーゼル
エンジンは、ピストン頂面を窪ませて形成された燃焼室
と、この燃焼室の底部から一体に隆起された燃料衝突台
と、この燃料衝突台の上面に指向される噴口を有し、こ
の噴口の周辺部に上記燃料衝突台側に突出する突出部が
設けられた燃料噴射ノズルとを備えたものである。
【0008】かかる構成においては、特に噴射期間の前
〜中期にあって、噴口付近の燃料衝突台上面で燃料が反
射しても、この反射燃料が突出部で遮られるようにな
る。このため燃料衝突台上面を噴口に近づけることがで
きるようになり、噴射期間の後期での衝突力低下、スモ
ーク発生は確実に防止される。
【0009】ここで、上記突出部の下面が、上記噴口の
開口端からノズル径方向外側に至るにつれ上記燃料衝突
台側に向かうよう傾斜される傾斜面からなるものであっ
てもよい。こうすると、燃料衝突台上面で反射された燃
料を傾斜面でさらに反射させ、斜め下向きに方向付けて
燃料衝突台の周囲の燃焼室内に分散させることができ
る。
【0010】また、上記燃料衝突台の上面が、上記傾斜
面と平行に傾斜される傾斜面からなるものであってもよ
い。こうすると、燃料衝突台の上面によっても噴霧を好
適に方向付けられる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
【0012】図2は本発明に係るディーゼルエンジンを
示し、図示するようにディーゼルエンジン1にあっては
ピストン2の頂面を窪ませて燃焼室3が形成されてい
る。燃焼室3は、平面的に見て円形に窪まされ、その中
心がピストン中心Cと一致されると共に、周方向に沿っ
た側部4がピストン中心Cと平行なリング状平面で構成
されている。燃焼室3の底部5は、アール部6を介して
側部4に接続されると共に、ピストン中心Cを中心とす
る円錘状に形成され、その中心部には燃料衝突台7が一
体に隆起されて形成されている。燃料衝突台7は、ピス
トン中心Cを中心とする所定長さを有した円柱状に形成
され、特にその上面8は円錘状に形成されている。一
方、シリンダヘッド9には燃料噴射ノズル10が取り付
けられ、そのノズル中心はピストン中心Cに一致される
と共に、ノズル部11の先端がシリンダヘッド下面12
から下方に突出されて燃焼室3内に露出ないし突出する
ようになっている。このようにかかるディーゼルエンジ
ン1は直接噴射式の構成が採られ、ここでは1気筒当た
りの排気量が 250〜300 cc程度、ボア径が70mm程度の小
型のものとされている。なお燃焼室3の直径(キャビテ
ィ径)は35mm程度とされる。
【0013】図1に詳しく示すように、ノズル部11
は、ノズルボディ13内に針弁14が昇降可能に収容さ
れて構成されている。ノズルボディ13内には燃料通路
15及び油溜め室16が形成され、油溜め室16に高圧
燃料が導入された際に針弁14がリフトするようになっ
ている。特にここでは単噴口ノズルが採用され、即ちノ
ズルボディ13の中心にはピストン中心Cに沿う一つの
噴口17が設けられている。これによって噴口17は燃
料衝突台7の上面8に指向され、詳しくは上面8のなす
円錘面の頂点に指向され、針弁14がリフトした際に
は、その上面8の頂点に向けて燃料噴射が開始される。
ここでノズルボディ13の直径と燃料衝突台7の直径と
は等しくされ、その直径Dの値としては 5〜8mm 程度と
される。
【0014】特にかかる構成にあっては、噴口17の周
辺部に、燃料衝突台7側に突出する突出部18が全周に
亘り設けられている。突出部18はノズルボディ13の
下端部に一体に形成され、噴口17の開口端よりさらに
下方に突出されると共に、その下面19は、上記上面8
と平行な円錘面とされている。即ち、突出部18の下面
19は、噴口17の開口端からノズル径方向外側に至る
につれ燃料衝突台7側に向かうよう傾斜される傾斜面2
0からなる。そして燃料衝突台7の上面8も、突出部1
8の傾斜面20と平行に傾斜される傾斜面21からな
る。
【0015】さて、図示するように、ピストン2が上死
点付近にあるときは、排気量が小型であることも相俟っ
て燃料衝突台7の上面8が噴口17に極めて接近し、突
出部18がその上面8を所定距離を隔てて覆う(カバー
する)ようになる。この状態で燃料噴射が開始される
と、燃料噴霧Fは先ず燃料衝突台7の上面8に衝突し上
方に反射するようになる。
【0016】ここで突出部18のない従来の構成である
と、ノズルボディ13の下面部が例えば仮想線Sで示す
如くアール状に形成されるので、反射した噴霧はそのま
ま上方に飛散され(Faで示す)、シリンダヘッド下面
12に付着して未燃燃料の増大をもたらす。
【0017】かかる構成にあっては、反射した噴霧Fが
突出部18によって遮られ、その突出部18の下面19
に衝突して反射し、下面19と上面8とがなす隙間22
を脱出して燃料衝突台7の周囲空間つまり燃焼室3全体
に飛散するようになる。このようにして、燃料衝突台7
の上面8を噴口17に近づけた場合にあっても、噴射期
間の前〜中期における噴霧のシリンダヘッド下面12へ
の付着を防止でき、これによって未燃燃料の増大を防止
することができるようになる。また燃料衝突台7の上面
8を噴口17に近づけた位置に設定できるので、噴射期
間の後期にてピストン2が下降し、上面8が噴口17か
ら離れていく場合であっても、互いの距離を十分近づけ
られ、これにより噴霧の勢いを殺さずに上面8に衝突さ
せられ、衝突力低下によるスモーク発生を防止できるよ
うになる。
【0018】特に、突出部18の下面19を上記の如き
傾斜面20から構成したので、その下面19に衝突・反
射する噴霧Fを燃料衝突台7の周囲に向かうよう斜め下
向きに飛散させられ、これによって燃焼室全体に燃料を
分散させられると共に、シリンダヘッド下面12への燃
料付着を一層防止できる。またその下面19への燃料滞
留も防止でき、これに起因した未燃燃料の増大も確実に
防止できる。なお、このような効果を生じ得る好適な傾
斜面20の角度θは、軸心方向と垂直な方向に対し 5〜
10°である。このときには高負荷時のスモークも最小に
できる。
【0019】加えて、燃料衝突台7の上面8も上記の如
き傾斜面21から構成したので、特に噴射後期におい
て、その上面8によっても噴霧Fを径方向外側に正確に
方向付けられるようになる。特に、その上面8の傾斜面
21を突出部18の下面19の傾斜面20と平行とした
ので、傾斜面21,20同士が接近しても干渉の虞がな
く、互いの距離を自由に設定できる。また、両傾斜面2
1,20が傘スリット状の隙間22を形成し、これが斜
め下向きの全周に亘る噴口の如く機能するため、小型の
燃焼室で単噴口ノズルを用いた場合にあっても、一様で
均一な全周噴射を達成でき、微粒化の促進が図れる。
【0020】さらに、燃料衝突台7が燃焼室3の底部5
に一体に形成されるので、強度が十分となり信頼性、耐
久性が確保される。
【0021】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、他の様々な実施の形態を採ることが可能である。ま
た本発明は、小型のみならず中・大型のディーゼルエン
ジンにも広く適用可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明は、燃料衝突台の上面を噴口に近
づけられ、噴射期間の前〜中期ではシリンダヘッド下面
への燃料付着、未燃燃料の増加を防止できると共に、噴
射期間の後期では噴霧の衝突力低下、スモーク発生を防
止できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディーゼルエンジンの要部を示す
縦断面図である。
【図2】本発明に係るディーゼルエンジンを示す縦断面
図である。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン 2 ピストン 3 燃焼室 5 底部 7 燃料衝突台 8 上面 10 燃料噴射ノズル 17 噴口 18 突出部 19 下面 20,21 傾斜面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストン頂面を窪ませて形成された燃焼
    室と、該燃焼室の底部から一体に隆起された燃料衝突台
    と、該燃料衝突台の上面に指向される噴口を有し、該噴
    口の周辺部に上記燃料衝突台側に突出する突出部が設け
    られた燃料噴射ノズルとを備えたことを特徴とするディ
    ーゼルエンジン。
  2. 【請求項2】 上記突出部の下面が、上記噴口の開口端
    からノズル径方向外側に至るにつれ上記燃料衝突台側に
    向かうよう傾斜される傾斜面からなる請求項1記載のデ
    ィーゼルエンジン。
  3. 【請求項3】 上記燃料衝突台の上面が、上記傾斜面と
    平行に傾斜される傾斜面からなる請求項2記載のディー
    ゼルエンジン。
JP8338075A 1996-12-18 1996-12-18 ディーゼルエンジン Pending JPH10176536A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8338075A JPH10176536A (ja) 1996-12-18 1996-12-18 ディーゼルエンジン

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8338075A JPH10176536A (ja) 1996-12-18 1996-12-18 ディーゼルエンジン

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10176536A true JPH10176536A (ja) 1998-06-30

Family

ID=18314677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8338075A Pending JPH10176536A (ja) 1996-12-18 1996-12-18 ディーゼルエンジン

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JP (1) JPH10176536A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250148A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Caterpillar Inc 内燃機関

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250148A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Caterpillar Inc 内燃機関

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