JPH10184364A - 直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 - Google Patents
直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造Info
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- JPH10184364A JPH10184364A JP8348162A JP34816296A JPH10184364A JP H10184364 A JPH10184364 A JP H10184364A JP 8348162 A JP8348162 A JP 8348162A JP 34816296 A JP34816296 A JP 34816296A JP H10184364 A JPH10184364 A JP H10184364A
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- piston
- combustion
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
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- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低負荷時の未燃ＨＣの排出を抑制することは
勿論、高負荷時の燃焼不良によるスモークの発生を効果
的に抑制することができる新規な直射式ディーゼルエン
ジンの燃焼室構造を提供する。 【解決手段】 ピストン１冠面に形成された燃焼室７内
の側壁に、その燃焼室７底壁８から燃焼室開口部１０側
にかけて斜め方向に傾斜して延びるガイドフィン１１を
少なくとも一つ以上備える。これにより、燃焼室７内の
燃焼火炎Ｆの流出が促進されて燃焼室７外に存在する空
気を有効に利用することが可能となるため、高負荷時の
スモーク低減が達成される。
勿論、高負荷時の燃焼不良によるスモークの発生を効果
的に抑制することができる新規な直射式ディーゼルエン
ジンの燃焼室構造を提供する。 【解決手段】 ピストン１冠面に形成された燃焼室７内
の側壁に、その燃焼室７底壁８から燃焼室開口部１０側
にかけて斜め方向に傾斜して延びるガイドフィン１１を
少なくとも一つ以上備える。これにより、燃焼室７内の
燃焼火炎Ｆの流出が促進されて燃焼室７外に存在する空
気を有効に利用することが可能となるため、高負荷時の
スモーク低減が達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用内燃機関
として用いられる直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構
造に関するものである。
として用いられる直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用ディーゼルエンジンの燃
焼形式としては、混合気形成方法の差から直接噴射式
（直射式，ＤＩ）と、間接噴射式（副室式，ＩＤＩ）に
大別することができる。このうち、直噴式ディーゼルエ
ンジンでは、ピストン冠面の燃焼室の略中央部に、複数
の噴孔を放射状に備えた噴射ノズルを臨ませて配設する
ことで、噴霧の微粒化及び噴霧と空気との混合促進を図
るようにしたものが主流となりつつある。
焼形式としては、混合気形成方法の差から直接噴射式
（直射式，ＤＩ）と、間接噴射式（副室式，ＩＤＩ）に
大別することができる。このうち、直噴式ディーゼルエ
ンジンでは、ピストン冠面の燃焼室の略中央部に、複数
の噴孔を放射状に備えた噴射ノズルを臨ませて配設する
ことで、噴霧の微粒化及び噴霧と空気との混合促進を図
るようにしたものが主流となりつつある。
【０００３】しかしながら、このような構成では、微粒
化促進のために噴射圧を高圧にしたときに、噴霧の貫通
力が強くなって飛翔距離が伸び、噴霧が燃焼室側壁に付
着して未燃ＨＣとして排出されやすくなるといった問題
がある。特に、この未燃ＨＣは、燃焼室径を大きく採れ
ない小型エンジンや、噴射量が少なくシリンダ内温度が
比較的低温となる低負荷時において顕著に発生しやす
い。
化促進のために噴射圧を高圧にしたときに、噴霧の貫通
力が強くなって飛翔距離が伸び、噴霧が燃焼室側壁に付
着して未燃ＨＣとして排出されやすくなるといった問題
がある。特に、この未燃ＨＣは、燃焼室径を大きく採れ
ない小型エンジンや、噴射量が少なくシリンダ内温度が
比較的低温となる低負荷時において顕著に発生しやす
い。
【０００４】これに対し、燃焼室内に衝突台を設け、こ
の衝突台に直接燃料を衝突させて分散（拡散）させるこ
とにより噴霧の微粒化を図った、いわゆるＯＳＫＡ式と
称される燃焼室（特開昭６２−６３１２１号公報）で
は、衝突により噴霧の貫通力が弱くなるため、燃焼室径
が小さい小型エンジンであっても噴霧が燃焼室側壁に付
着することがなくなり、低負荷時においても未燃ＨＣの
排出を大幅に抑制することが可能となる。
の衝突台に直接燃料を衝突させて分散（拡散）させるこ
とにより噴霧の微粒化を図った、いわゆるＯＳＫＡ式と
称される燃焼室（特開昭６２−６３１２１号公報）で
は、衝突により噴霧の貫通力が弱くなるため、燃焼室径
が小さい小型エンジンであっても噴霧が燃焼室側壁に付
着することがなくなり、低負荷時においても未燃ＨＣの
排出を大幅に抑制することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
燃料を衝突台に衝突させて噴霧の貫通力を弱めるように
したＯＳＫＡ式燃焼室では、低負荷時の未燃ＨＣの排出
を抑制することはできるものの、噴射量が多くなる高負
荷時には燃焼室内だけで多量の燃料が燃焼することにな
るため、過濃燃焼となってスモークが多く発生してしま
うといった欠点がある。
燃料を衝突台に衝突させて噴霧の貫通力を弱めるように
したＯＳＫＡ式燃焼室では、低負荷時の未燃ＨＣの排出
を抑制することはできるものの、噴射量が多くなる高負
荷時には燃焼室内だけで多量の燃料が燃焼することにな
るため、過濃燃焼となってスモークが多く発生してしま
うといった欠点がある。
【０００６】すなわち、多噴孔ノズルを用いた従来の燃
焼室構造では噴霧自体の貫通力によって着火後の火炎が
燃焼室外へ流出し、これが、ピストンの下降に伴って形
成されるシリンダヘッド下面とピストン上面との空間に
存在する空気と良好に混合して燃焼するのに対し、ＯＳ
ＫＡ式燃焼室では、噴霧の貫通力が弱いため、燃焼室外
への火炎流失が殆ど見られず、空気不足により燃焼不良
を起こすからである。
焼室構造では噴霧自体の貫通力によって着火後の火炎が
燃焼室外へ流出し、これが、ピストンの下降に伴って形
成されるシリンダヘッド下面とピストン上面との空間に
存在する空気と良好に混合して燃焼するのに対し、ＯＳ
ＫＡ式燃焼室では、噴霧の貫通力が弱いため、燃焼室外
への火炎流失が殆ど見られず、空気不足により燃焼不良
を起こすからである。
【０００７】そこで、本発明はこのような欠点を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、低
負荷時の未燃ＨＣの排出を抑制することは勿論、高負荷
時の燃焼不良によるスモークの発生を効果的に抑制する
ことができる新規な直射式ディーゼルエンジンの燃焼室
構造を提供するものである。
解決するために案出されたものであり、その目的は、低
負荷時の未燃ＨＣの排出を抑制することは勿論、高負荷
時の燃焼不良によるスモークの発生を効果的に抑制する
ことができる新規な直射式ディーゼルエンジンの燃焼室
構造を提供するものである。
【０００８】
【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、ピストン冠面に形成された燃焼室底部に、
噴射ノズルからの噴射燃料を衝突させてその燃焼室内に
拡散させる凸状の衝突台を備えた直射式ディーゼルエン
ジンの燃焼室構造において、上記燃焼室内の側壁に、そ
の燃焼室底壁から燃焼室開口部側にかけて斜め上方に傾
斜して延びるガイドフィンまたはガイド溝を少なくとも
一つ以上備えたものである。
に本発明は、ピストン冠面に形成された燃焼室底部に、
噴射ノズルからの噴射燃料を衝突させてその燃焼室内に
拡散させる凸状の衝突台を備えた直射式ディーゼルエン
ジンの燃焼室構造において、上記燃焼室内の側壁に、そ
の燃焼室底壁から燃焼室開口部側にかけて斜め上方に傾
斜して延びるガイドフィンまたはガイド溝を少なくとも
一つ以上備えたものである。
【０００９】これにより、ピストンの上昇時（圧縮行
程）においては、燃焼室内に斜め方向の旋回流が形成さ
れ、この旋回流がピストン下降時（膨張行程）において
は、燃焼室外へ流出する空気流となる。
程）においては、燃焼室内に斜め方向の旋回流が形成さ
れ、この旋回流がピストン下降時（膨張行程）において
は、燃焼室外へ流出する空気流となる。
【００１０】従って、衝突拡散噴霧による燃焼火炎であ
っても燃焼室外への流出が促進され、シリンダヘッド下
面とピストン上面との間の空間に存在する空気を有効に
利用することが可能となり、高負荷時のスモーク低減が
達成できる。
っても燃焼室外への流出が促進され、シリンダヘッド下
面とピストン上面との間の空間に存在する空気を有効に
利用することが可能となり、高負荷時のスモーク低減が
達成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。
態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】図１は本発明に係る直射式ディーゼルエン
ジンの燃焼室構造を示したものであり、図中１はシリン
ダ２内を往復動するピストン、３はその上部のシリンダ
ヘッド４の略中央部に設けられた噴射ノズル、５，６は
同じくシリンダヘッド４にそれぞれ設けられた吸気ポー
ト及び排気ポート、５ａ，６ａはこれら吸気ポート５及
び排気ポート６を開閉するバルブである。
ジンの燃焼室構造を示したものであり、図中１はシリン
ダ２内を往復動するピストン、３はその上部のシリンダ
ヘッド４の略中央部に設けられた噴射ノズル、５，６は
同じくシリンダヘッド４にそれぞれ設けられた吸気ポー
ト及び排気ポート、５ａ，６ａはこれら吸気ポート５及
び排気ポート６を開閉するバルブである。
【００１３】このピストン１の冠面には、開口部１０が
絞られたリエントラント型の燃焼室７が形成されてお
り、その燃焼室７の底壁８中央部には凸状をした衝突台
９が山形に隆起して形成されている。また、この衝突台
９の頂部は水平に切り取られた衝突面９ａが形成されて
おり、シリンダヘッド４の略中央部に設けられた噴射ノ
ズル３の噴孔３ａと対向するように配置されている。
絞られたリエントラント型の燃焼室７が形成されてお
り、その燃焼室７の底壁８中央部には凸状をした衝突台
９が山形に隆起して形成されている。また、この衝突台
９の頂部は水平に切り取られた衝突面９ａが形成されて
おり、シリンダヘッド４の略中央部に設けられた噴射ノ
ズル３の噴孔３ａと対向するように配置されている。
【００１４】また、図１〜図３に示すように、この燃焼
室７の側壁７ａには、燃焼室底壁８から燃焼室７の開口
部１０側に延びると共に、燃焼室７の中心側に隆起した
４本のガイドフィン１１，１１，１１，１１が略等間隔
に形成されており、さらに、これらガイドフィン１１，
１１，１１，１１はそれぞれ同じ方向に斜めに傾斜する
ように配設されている。具体的には、燃焼室７内を時計
方向に旋回するスワール（渦流）を開口部１０側に案内
するように、スワールの順方向斜め上方に傾斜して設け
られている。
室７の側壁７ａには、燃焼室底壁８から燃焼室７の開口
部１０側に延びると共に、燃焼室７の中心側に隆起した
４本のガイドフィン１１，１１，１１，１１が略等間隔
に形成されており、さらに、これらガイドフィン１１，
１１，１１，１１はそれぞれ同じ方向に斜めに傾斜する
ように配設されている。具体的には、燃焼室７内を時計
方向に旋回するスワール（渦流）を開口部１０側に案内
するように、スワールの順方向斜め上方に傾斜して設け
られている。
【００１５】以上において、先ず図２に示すようにピス
トン１が圧縮行程において上死点に達し、噴射ノズル３
の噴孔３ａから燃料が噴霧されると、これが衝突台９の
頂部の衝突面９ａに衝突して噴霧の貫通力が弱められて
燃焼室７内を水平方向に拡散した後、これがピストン１
の熱によって着火して燃焼を始める。この時、圧縮行程
に伴って燃焼室７内では空気のスワール（本実施の形態
では時計回り）が発生していることから、燃焼室７内で
発生した火炎Ｆはその側壁７ａに沿って燃焼室７内を、
衝突台９を軸として時計回りに流れ始める。
トン１が圧縮行程において上死点に達し、噴射ノズル３
の噴孔３ａから燃料が噴霧されると、これが衝突台９の
頂部の衝突面９ａに衝突して噴霧の貫通力が弱められて
燃焼室７内を水平方向に拡散した後、これがピストン１
の熱によって着火して燃焼を始める。この時、圧縮行程
に伴って燃焼室７内では空気のスワール（本実施の形態
では時計回り）が発生していることから、燃焼室７内で
発生した火炎Ｆはその側壁７ａに沿って燃焼室７内を、
衝突台９を軸として時計回りに流れ始める。
【００１６】次に、図３に示すように膨張行程が始まっ
てピストン１が降下し、燃焼室７の開口部１０が開口さ
れた状態となると、燃焼室７内を時計回りに旋回してい
る火炎が、燃焼室７の側壁７ａに形成されたガイドフィ
ン１１，１１，１１，１１に案内されて斜め上昇流とな
って燃焼室７の開口部１０から、シリンダヘッド４とピ
ストン１との空間Ｓ側に流出した後、さらに、この空間
Ｓ内の空気と良好に混合することで完全燃焼が行われ
る。
てピストン１が降下し、燃焼室７の開口部１０が開口さ
れた状態となると、燃焼室７内を時計回りに旋回してい
る火炎が、燃焼室７の側壁７ａに形成されたガイドフィ
ン１１，１１，１１，１１に案内されて斜め上昇流とな
って燃焼室７の開口部１０から、シリンダヘッド４とピ
ストン１との空間Ｓ側に流出した後、さらに、この空間
Ｓ内の空気と良好に混合することで完全燃焼が行われ
る。
【００１７】すなわち、衝突拡散噴霧による貫通力が弱
い燃焼火炎であっても、燃焼室７に形成されたガイドフ
ィン１１によって燃焼室７外への火炎流失が促進される
ことになるため、空気不足による燃焼不良を効果的に回
避することが可能となる。
い燃焼火炎であっても、燃焼室７に形成されたガイドフ
ィン１１によって燃焼室７外への火炎流失が促進される
ことになるため、空気不足による燃焼不良を効果的に回
避することが可能となる。
【００１８】従って、このような本発明の燃焼室構造に
よれば、低負荷時の未燃ＨＣの発生低減は勿論、高負荷
時のスモークの発生を効果的に抑制することが可能とな
る。
よれば、低負荷時の未燃ＨＣの発生低減は勿論、高負荷
時のスモークの発生を効果的に抑制することが可能とな
る。
【００１９】尚、通常の直射式ディーゼルエンジンの燃
焼室は、着火時の衝突拡散噴霧領域径が３０ｍｍ程度で
あることから、衝突部水平方向の燃焼室径を衝突拡散噴
霧領域径よりも大きく、例えば、３５ｍｍ程度に形成す
ることにより、燃焼室７内の空気を有効に利用すること
ができる。また、本実施の形態では、燃焼室７として、
開口部１０を絞った状態のリエントラント型のものを用
いた例で説明したが、絞り無しのトロイダル型の燃焼室
を用いた場合でも上記と同様の効果を得ることができ
る。さらに、ガイドフィンの数も、４本に限られるもの
ではなく、その数や間隔は必要に応じて増減しても良い
ことは勿論である。
焼室は、着火時の衝突拡散噴霧領域径が３０ｍｍ程度で
あることから、衝突部水平方向の燃焼室径を衝突拡散噴
霧領域径よりも大きく、例えば、３５ｍｍ程度に形成す
ることにより、燃焼室７内の空気を有効に利用すること
ができる。また、本実施の形態では、燃焼室７として、
開口部１０を絞った状態のリエントラント型のものを用
いた例で説明したが、絞り無しのトロイダル型の燃焼室
を用いた場合でも上記と同様の効果を得ることができ
る。さらに、ガイドフィンの数も、４本に限られるもの
ではなく、その数や間隔は必要に応じて増減しても良い
ことは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、衝突拡散
噴霧による貫通力が弱い燃焼火炎であっても、燃焼室外
への火炎流失が促進されて空気不足による燃焼不良を防
止することができるため、低負荷時の未燃ＨＣの発生低
減は勿論、高負荷時のスモークの発生を効果的に抑制す
ることが可能となる等といった優れた効果を発揮するこ
とができる。
噴霧による貫通力が弱い燃焼火炎であっても、燃焼室外
への火炎流失が促進されて空気不足による燃焼不良を防
止することができるため、低負荷時の未燃ＨＣの発生低
減は勿論、高負荷時のスモークの発生を効果的に抑制す
ることが可能となる等といった優れた効果を発揮するこ
とができる。
【図１】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ矢視図である。
【図３】図１中Ｂ−Ｂ矢視図である。
【図４】圧縮時の空気の流れ等を示す断面図である。
【図５】膨張時の火炎の流れを示す断面図である。
１ ピストン ３ 噴射ノズル ７ 燃焼室 ７ａ 側壁 ８ 底壁 ９ 衝突台 １０ 開口部 １１ ガイドフィン
Claims (2)
- 【請求項１】 ピストン冠面に形成された燃焼室底壁
に、噴射ノズルからの噴射燃料を衝突させてその燃焼室
内に拡散させる凸状の衝突台を備えた直射式ディーゼル
エンジンの燃焼室構造において、上記燃焼室内の側壁
に、その燃焼室底壁から燃焼室開口部側にかけて斜め上
方に傾斜して延びるガイドフィンを少なくとも一つ以上
備えたことを特徴とする直射式ディーゼルエンジンの燃
焼室構造。 - 【請求項２】 上記燃焼室がリエントラント型であり、
かつ、その内径が２７〜３５ｍｍであることを特徴とす
る請求項１記載の直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8348162A JPH10184364A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8348162A JPH10184364A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184364A true JPH10184364A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18395171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8348162A Pending JPH10184364A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10184364A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1320262C (zh) * | 2003-08-06 | 2007-06-06 | 大连理工大学 | 内燃机喷雾导向系统 |
| FR2898638A1 (fr) * | 2006-03-17 | 2007-09-21 | Inst Francais Du Petrole | Procede pour melanger au moins un fluide gazeux et un carburant dans la chambre de combustion d'un moteur a combustion interne a injection directe, et moteur utilisant un tel procede |
| CN101769195A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-07-07 | 大连理工大学 | 空间分散式直喷柴油机燃烧系统 |
| CN119664486A (zh) * | 2024-12-03 | 2025-03-21 | 一汽解放汽车有限公司 | 燃烧室、发动机 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP8348162A patent/JPH10184364A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1320262C (zh) * | 2003-08-06 | 2007-06-06 | 大连理工大学 | 内燃机喷雾导向系统 |
| FR2898638A1 (fr) * | 2006-03-17 | 2007-09-21 | Inst Francais Du Petrole | Procede pour melanger au moins un fluide gazeux et un carburant dans la chambre de combustion d'un moteur a combustion interne a injection directe, et moteur utilisant un tel procede |
| WO2007118952A1 (fr) * | 2006-03-17 | 2007-10-25 | Ifp | Procede pour melanger au moins un fluide gazeux et un carburant dans la chambre de combustion d’un moteur a combustion interne a injection directe, et moeur utilisant un tel procede |
| CN101769195A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-07-07 | 大连理工大学 | 空间分散式直喷柴油机燃烧系统 |
| CN119664486A (zh) * | 2024-12-03 | 2025-03-21 | 一汽解放汽车有限公司 | 燃烧室、发动机 |
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