JPS60173310A - デイ−ゼルエンジンの燃焼室構造 - Google Patents
デイ−ゼルエンジンの燃焼室構造Info
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- JPS60173310A JPS60173310A JP59026857A JP2685784A JPS60173310A JP S60173310 A JPS60173310 A JP S60173310A JP 59026857 A JP59026857 A JP 59026857A JP 2685784 A JP2685784 A JP 2685784A JP S60173310 A JPS60173310 A JP S60173310A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ディーゼルエンジンにおける燃焼室の構造に
関する。
関する。
７１、小型の直噴式ディーゼルエンジンにおいては、そ
の吐煙濃度を減少させるため、燃焼室からシリング壁近
傍のクエンチゾーンへの火炎噴出を抑止させるようにす
ることが提案されている。このため、第１図に示すよう
に、ピストン１の、頂面１ａに開口する燃焼室２を、ピ
ストン１内部へ向は末広がり形状になるように、側壁２
ａを傾斜させて形成することが多く行なわれている。
の吐煙濃度を減少させるため、燃焼室からシリング壁近
傍のクエンチゾーンへの火炎噴出を抑止させるようにす
ることが提案されている。このため、第１図に示すよう
に、ピストン１の、頂面１ａに開口する燃焼室２を、ピ
ストン１内部へ向は末広がり形状になるように、側壁２
ａを傾斜させて形成することが多く行なわれている。
ところが、このように形成された燃焼室２による場合に
は、以下のような不具合がある。
は、以下のような不具合がある。
（１）第１図に示すように、燃焼室内に噴霧が誘導され
ない部分が存在するため、部分的な空気利用率低下を招
き、吐ｆ！Ａ濃度ｊ威少効果が少ない。
ない部分が存在するため、部分的な空気利用率低下を招
き、吐ｆ！Ａ濃度ｊ威少効果が少ない。
（２）第１図に示すようにピストン頂面上のシリング側
（クエンチゾーン）への噴霧の分散を防止しながら、壁
面衝突後の噴霧を燃焼室上部にも分布させるためには、
第２図に示すように、噴射７ズル３を燃焼室２内へ大き
く突出させて、噴射角θを広げる必要があるが、噴射７
ズル３の突出量増加は噴射７ズル３先端の耐久性確保の
面で問題がある。
（クエンチゾーン）への噴霧の分散を防止しながら、壁
面衝突後の噴霧を燃焼室上部にも分布させるためには、
第２図に示すように、噴射７ズル３を燃焼室２内へ大き
く突出させて、噴射角θを広げる必要があるが、噴射７
ズル３の突出量増加は噴射７ズル３先端の耐久性確保の
面で問題がある。
本発明は、これらの問題点の解消をはかろうとするもの
で、燃料の噴霧をピストンの変位に応じて燃焼室内の中
央部各層へ誘導で鰺るようにして、吐煙濃度を十分に低
減させるようにした、ディーゼルエンジンの燃焼室構造
を提供することを目的とする。
で、燃料の噴霧をピストンの変位に応じて燃焼室内の中
央部各層へ誘導で鰺るようにして、吐煙濃度を十分に低
減させるようにした、ディーゼルエンジンの燃焼室構造
を提供することを目的とする。
このため、本発明のディーゼルエンジンの燃焼室構造は
、ディーゼルエンジンにおいて、ピストンの頂面に開口
しその内部へ向は末広がり形状に形成された燃焼室と、
同燃焼室の側壁に内方へ向は突設された突出部とをそな
え、上記燃焼室内へ噴出された噴霧状燃料を上記突出部
によりピストン変位に応じて上記燃焼室の中央部へ向は
分散誘導すべく、上記突出部が、」記文燃焼室の側壁面
と異なる傾斜を有する燃料反射面を形成されていること
を特徴としている。
、ディーゼルエンジンにおいて、ピストンの頂面に開口
しその内部へ向は末広がり形状に形成された燃焼室と、
同燃焼室の側壁に内方へ向は突設された突出部とをそな
え、上記燃焼室内へ噴出された噴霧状燃料を上記突出部
によりピストン変位に応じて上記燃焼室の中央部へ向は
分散誘導すべく、上記突出部が、」記文燃焼室の側壁面
と異なる傾斜を有する燃料反射面を形成されていること
を特徴としている。
以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第３〜８図は本発明の一実施例としてのディーゼルエン
ジンの燃焼室構造を示すもので、第３図はその縦断面図
、第４図（ａ）〜（ｄ）はいずれもその作用を示す模式
図、第５〜７図はそれぞれその変形例を示す縦断面図、
第８図はその特性を従来のものと比べて示すグラフであ
る。
第３〜８図は本発明の一実施例としてのディーゼルエン
ジンの燃焼室構造を示すもので、第３図はその縦断面図
、第４図（ａ）〜（ｄ）はいずれもその作用を示す模式
図、第５〜７図はそれぞれその変形例を示す縦断面図、
第８図はその特性を従来のものと比べて示すグラフであ
る。
第３図に示すように、直噴式ディーゼルエンジンにおい
て、ピストンｊの上部に頂面１ａに開口する燃焼室２が
設けられており、燃焼室２は、側壁２ａを鉛直面に対し
傾斜角θ、傾斜させピストン１の内部へ末広がり形状に
なる上うに形１ｆｔされている。
て、ピストンｊの上部に頂面１ａに開口する燃焼室２が
設けられており、燃焼室２は、側壁２ａを鉛直面に対し
傾斜角θ、傾斜させピストン１の内部へ末広がり形状に
なる上うに形１ｆｔされている。
燃焼室２の側壁２ａには、上下方向中間部に燃焼室２内
方へ向はリング状の突出部２ｂが突設されており、突出
部２ｂ下方には下部燃焼室５が形成されている。
方へ向はリング状の突出部２ｂが突設されており、突出
部２ｂ下方には下部燃焼室５が形成されている。
そして、突出部２ｂはその外面を鉛直面に対し傾斜角θ
２の傾斜を有する反射面４ａと、鉛直上下方向に延在す
る反射面４ｂと、下部燃焼室５の上部壁面とｌこより構
成されている。
２の傾斜を有する反射面４ａと、鉛直上下方向に延在す
る反射面４ｂと、下部燃焼室５の上部壁面とｌこより構
成されている。
へすなわち、反射面４ａは、ピストン１が比較的下方に
ある場合に、比較的上方から、噴射される噴霧を頂面１
ａ上方および、下部燃焼室５内上部へ向は反射させるよ
うに構成されており、反射面４ｂは、ピストン１がより
上方へ駆動されｔこ場合に噴霧を燃焼室２中間部へ反射
させるとともに、反射面４ｂの上下両面により燃焼室２
上部および下部燃焼室５内へ噴霧を案内誘導するように
なっている。
ある場合に、比較的上方から、噴射される噴霧を頂面１
ａ上方および、下部燃焼室５内上部へ向は反射させるよ
うに構成されており、反射面４ｂは、ピストン１がより
上方へ駆動されｔこ場合に噴霧を燃焼室２中間部へ反射
させるとともに、反射面４ｂの上下両面により燃焼室２
上部および下部燃焼室５内へ噴霧を案内誘導するように
なっている。
このように、噴霧の衝突点近傍に単一傾斜壁面を基準に
した凹凸が設けられ、エンジンにおける噴射期Ｉｌｌ中
において、ビストンストロークにより上下に変化する壁
面の噴ｎｍ突点により噴霧反射方向を経時変化させ、噴
霧の多層分布化をはかれるようになっている。
した凹凸が設けられ、エンジンにおける噴射期Ｉｌｌ中
において、ビストンストロークにより上下に変化する壁
面の噴ｎｍ突点により噴霧反射方向を経時変化させ、噴
霧の多層分布化をはかれるようになっている。
Ｆ部燃焼室５は、その上下方向中間部が膨んだ形状に形
成されている。
成されている。
すなわち下部燃焼室５の周壁は、その縦断面形状を半円
状に形成されている。
状に形成されている。
したがって、ピストン〕が最も上方へ駆動されたと外噴
霧を下部燃焼室５周壁に案内させるようにして、噴霧を
下部燃焼室５内のスワール流と混合させるようになって
いる。
霧を下部燃焼室５周壁に案内させるようにして、噴霧を
下部燃焼室５内のスワール流と混合させるようになって
いる。
なお、第３図中の口径り、、Ｄ２．Ｄ、、Ｄ、の大小関
係は、−例としてＤ＋ ＞ Ｄｘ ＞ ｏ ２＞ Ｄ
＊ となっている。
係は、−例としてＤ＋ ＞ Ｄｘ ＞ ｏ ２＞ Ｄ
＊ となっている。
また、燃焼室２は、第５〜７図にそれぞれ示すよう（・
■乏青１ グｔ、）ｂ） すなわち、第５図に示す燃焼室２Ａは、反射面４ａと反
射面４ｂとの間に水平面で形ｒ＆された反射面４ｃが形
成され反射面４ａの反射誘導効果をより確実に行なえる
ようになっている。
■乏青１ グｔ、）ｂ） すなわち、第５図に示す燃焼室２Ａは、反射面４ａと反
射面４ｂとの間に水平面で形ｒ＆された反射面４ｃが形
成され反射面４ａの反射誘導効果をより確実に行なえる
ようになっている。
この燃焼室２Ａは、下部燃焼室５の膨大部における最大
直径部分をより下方に位置するように形ｆ＆されており
、最大直径位置より下方の周壁が噴霧を上方へ反射させ
る反射面として構成されている。
直径部分をより下方に位置するように形ｆ＆されており
、最大直径位置より下方の周壁が噴霧を上方へ反射させ
る反射面として構成されている。
虫ｔこ、第６図に示す燃焼室２Ｂは、反射面４ｂが反射
面４ａ、ｌ：’）ゆるやかな傾斜を有するように形成さ
れており、ピストン１がやや上方位置へ変位した場合に
おける噴霧を燃焼室２Ｂ上部へ反射させるようになって
いる。
面４ａ、ｌ：’）ゆるやかな傾斜を有するように形成さ
れており、ピストン１がやや上方位置へ変位した場合に
おける噴霧を燃焼室２Ｂ上部へ反射させるようになって
いる。
さらに第７図に示す燃焼室２Ｃは燃焼室２における反射
面４ｂを有しない反射面４ａと下部燃焼室５との組み合
わせで構成されている。
面４ｂを有しない反射面４ａと下部燃焼室５との組み合
わせで構成されている。
本発明のディーゼルエンジンの燃焼室構造は、」二連の
ごとく構成されているので、燃焼室２内における燃料噴
霧の分散状態は、噴霧の衝突位置により第４図（ａ）〜
（ｄ）に示すように変化する。
ごとく構成されているので、燃焼室２内における燃料噴
霧の分散状態は、噴霧の衝突位置により第４図（ａ）〜
（ｄ）に示すように変化する。
すなわち、ピストン１が比較的下方に位置している場合
は、第４図（ｃ）に示すように比較的上方に噴射ノズル
３が位置するため、噴射ノズル３がら噴ｎされる燃料の
噴霧は、反射面４ａに衝突し、ピストン１ａ上方中央部
および下部燃焼室５上方部中央へ向は反射誘導される。
は、第４図（ｃ）に示すように比較的上方に噴射ノズル
３が位置するため、噴射ノズル３がら噴ｎされる燃料の
噴霧は、反射面４ａに衝突し、ピストン１ａ上方中央部
および下部燃焼室５上方部中央へ向は反射誘導される。
そして、ピストン１が、より上方へ変位した場合には、
第４図（１））に示すように、噴射ノズル３力吐記第４
図（ｃ）の場合より下方に位置するため、噴射ノズル３
から噴射される燃料の噴霧は、反射面４ｂに衝突し、噴
霧は下部燃焼室５」二部へ向は反射誘導される。
第４図（１））に示すように、噴射ノズル３力吐記第４
図（ｃ）の場合より下方に位置するため、噴射ノズル３
から噴射される燃料の噴霧は、反射面４ｂに衝突し、噴
霧は下部燃焼室５」二部へ向は反射誘導される。
また、反射面４ｂ上方に衝突した噴霧は、上部側壁２ａ
に案内されて、燃焼室２上部中央へ誘導され、反射面４
ｂ下方に衝突した噴霧は、下部燃焼室５周壁に案内され
て下部燃焼室５内の空気スワール流と十分に混合される
。
に案内されて、燃焼室２上部中央へ誘導され、反射面４
ｂ下方に衝突した噴霧は、下部燃焼室５周壁に案内され
て下部燃焼室５内の空気スワール流と十分に混合される
。
さらに、ピストン１が最上位置へ変位した場合には、蛤
４図（、）に示すように、噴射ノズル３が最下位置に至
るため、噴射ノズル３から噴射される燃料の噴霧は、下
部燃焼室５内周壁土部に衝突するようになり、その大部
分は下部燃焼室５内周壁に案内されて下部燃焼室５内力
へ向かう旋回流となる。
４図（、）に示すように、噴射ノズル３が最下位置に至
るため、噴射ノズル３から噴射される燃料の噴霧は、下
部燃焼室５内周壁土部に衝突するようになり、その大部
分は下部燃焼室５内周壁に案内されて下部燃焼室５内力
へ向かう旋回流となる。
この旋回流は第４図（ｄ）に示すように、下部燃焼室５
内の空気スワール流と十分に混合される。
内の空気スワール流と十分に混合される。
そして、下部燃焼室５上刃へ衝突する噴霧は、第４図（
ｂ）の場合と同様にして下部燃焼室５上部および、燃焼
室２上部の中央へ誘導される。
ｂ）の場合と同様にして下部燃焼室５上部および、燃焼
室２上部の中央へ誘導される。
第５〜７図に示す燃焼室２Ａ、燃焼室２Ｂ、燃焼室２ｃ
による場合にも同様の作用が行なわれる。
による場合にも同様の作用が行なわれる。
このように、ピストン１の各変位時において、噴霧を空
気スワール流を介在した状態で、燃焼室２上、中。
気スワール流を介在した状態で、燃焼室２上、中。
下部に多層分布させることができるようになり、空気利
用率が増加する。
用率が増加する。
また、ピストン１の各変位時において、噴霧は燃焼室２
の中心方向へ向は誘導されるため、着火後も温度の低い
シリンダ壁方向すなわちクエンチゾーンへ火炎が拡がり
にくくなる。
の中心方向へ向は誘導されるため、着火後も温度の低い
シリンダ壁方向すなわちクエンチゾーンへ火炎が拡がり
にくくなる。
このように、燃焼室２内の局部的な過濃混合気形成がさ
けられ、また拡散燃焼期に、火炎がクエンチゾーンへ噴
出することを抑止できるため、黒煙発生量が大幅に低減
され吐煙濃度で制限される出力の向上が可能になる。
けられ、また拡散燃焼期に、火炎がクエンチゾーンへ噴
出することを抑止できるため、黒煙発生量が大幅に低減
され吐煙濃度で制限される出力の向上が可能になる。
第８図は従来構造による場合と同一の吐煙濃度時におけ
る本発明の構造による場合の出力特性を示しており、実
線で示す本発明の構造による場合は、鎖線で示す従来の
構造による場合より、１０％程度全域で出力が向上する
ようになる。
る本発明の構造による場合の出力特性を示しており、実
線で示す本発明の構造による場合は、鎖線で示す従来の
構造による場合より、１０％程度全域で出力が向上する
ようになる。
このようにして、噴射７ズル３を燃焼室２内に過大に突
出させないままで、吐煙濃度を低減できるようになり、
噴射７ズル３を過大に突出させた場合にナタける噴射７
ズル３先端の熱による耐久性の低下を回避できるように
なる。
出させないままで、吐煙濃度を低減できるようになり、
噴射７ズル３を過大に突出させた場合にナタける噴射７
ズル３先端の熱による耐久性の低下を回避できるように
なる。
なお、突出部２ｂは、燃焼室２内における所要の上下位
置で周方向に断続状態で突出させるようにしてもよい。
置で周方向に断続状態で突出させるようにしてもよい。
以上詳述したように、本発明のディーゼルエンジンの燃
焼室構造によれは、ディーゼルエンノンにおいて、ピス
トンの頂面に開口しその内部へ向は末広がり形状に形成
された燃焼室と、同燃焼室の側壁に内方へ向は突設され
た突出部とをそなえ、上記燃焼室内へ噴出された噴霧状
燃料を上記突出部によりピストン変位に応して上記燃焼
室の中央部へ向は分散誘導すべく、」記文突出部が、上
記燃焼室の側壁面と異なる傾斜を有する燃料反射面を形
成されるという簡素な構成で、燃焼室内の局部的な過濃
混合気形成が回避されるとともに、火炎のクエンチゾー
ンへの噴出が抑止されるようになり、黒煙発生量を大幅
に低ｊ威で外る利点がある。
焼室構造によれは、ディーゼルエンノンにおいて、ピス
トンの頂面に開口しその内部へ向は末広がり形状に形成
された燃焼室と、同燃焼室の側壁に内方へ向は突設され
た突出部とをそなえ、上記燃焼室内へ噴出された噴霧状
燃料を上記突出部によりピストン変位に応して上記燃焼
室の中央部へ向は分散誘導すべく、」記文突出部が、上
記燃焼室の側壁面と異なる傾斜を有する燃料反射面を形
成されるという簡素な構成で、燃焼室内の局部的な過濃
混合気形成が回避されるとともに、火炎のクエンチゾー
ンへの噴出が抑止されるようになり、黒煙発生量を大幅
に低ｊ威で外る利点がある。
第１．２図は従来のディーゼルエンノンの燃焼室構造を
示すもので、第１図はその噴霧の状態を示す模式図、第
２図はその噴射ノズルの位置を示す模式図であり、第３
〜８図は本発明の一実施例としてのディーゼルエンノン
の燃焼室構造を示すもので、第３図はその縦断面図、第
４図（、）〜（ｄ）はいずれもその作用を示す模式図、
第５〜７図はそれぞれその変形例を示す縦断面図、第８
図はその特性を従来のものと比べて示すグラフである。 １・・ピストン、１ａ・・頂面、２．２Ａ、２Ｂ、２Ｃ
・・燃焼室、２ａ・・側壁、２ｂ・・突出部、３・・噴
射ノズル、４ａ、４ｂ、４ｃ・・反射面、５・・下部燃
焼室、θ・・噴射角、θＩ、θ２ ・・傾斜角。 代理人 弁理士 飯沼義彦 第３図 Ｏ９ 第４図 （ａ） （ｂ） −（Ｃ） （ｄ） 第５図 第。！２１ 第７図 ０ 第８図 エンジ゛ン回単ス速度 −
示すもので、第１図はその噴霧の状態を示す模式図、第
２図はその噴射ノズルの位置を示す模式図であり、第３
〜８図は本発明の一実施例としてのディーゼルエンノン
の燃焼室構造を示すもので、第３図はその縦断面図、第
４図（、）〜（ｄ）はいずれもその作用を示す模式図、
第５〜７図はそれぞれその変形例を示す縦断面図、第８
図はその特性を従来のものと比べて示すグラフである。 １・・ピストン、１ａ・・頂面、２．２Ａ、２Ｂ、２Ｃ
・・燃焼室、２ａ・・側壁、２ｂ・・突出部、３・・噴
射ノズル、４ａ、４ｂ、４ｃ・・反射面、５・・下部燃
焼室、θ・・噴射角、θＩ、θ２ ・・傾斜角。 代理人 弁理士 飯沼義彦 第３図 Ｏ９ 第４図 （ａ） （ｂ） −（Ｃ） （ｄ） 第５図 第。！２１ 第７図 ０ 第８図 エンジ゛ン回単ス速度 −
Claims (1)
- ディーゼルエンジンにおいて、ピストンの頂面に開口し
その内部へ向は末広がり形状に形成された燃焼室と、同
燃焼室の側壁に内方へ向は突設された突出部とをそなえ
、」記文燃焼室内へ噴出された噴霧状燃料を上記突出部
によりピストン変位に応じて上記燃焼室の中央部へ向は
分散誘導すべく、上記突出部が、−上記燃焼室の側壁面
と異なる傾斜を有する燃料反射面を形成されていること
を持金とする、ディーゼルエンジンの燃焼室構造。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59026857A JPS60173310A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | デイ−ゼルエンジンの燃焼室構造 |
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| JP59026857A JPS60173310A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | デイ−ゼルエンジンの燃焼室構造 |
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| JPH0584371B2 JPH0584371B2 (ja) | 1993-12-01 |
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1984
- 1984-02-15 JP JP59026857A patent/JPS60173310A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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