JPS6328209B2 - - Google Patents
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- JPS6328209B2 JPS6328209B2 JP57088148A JP8814882A JPS6328209B2 JP S6328209 B2 JPS6328209 B2 JP S6328209B2 JP 57088148 A JP57088148 A JP 57088148A JP 8814882 A JP8814882 A JP 8814882A JP S6328209 B2 JPS6328209 B2 JP S6328209B2
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- air
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- 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
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/066—Details related to the fuel injector or the fuel spray the injector being located substantially off-set from the cylinder centre axis
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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
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- 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
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- F02B23/0675—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 the combustion space being substantially spherical, hemispherical, ellipsoid or parabolic
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- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
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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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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、狭められたオーバフロー開口を備え
た回転体形状の燃焼室がピストンに設けられてい
る空気圧縮型直接噴射式内燃機関であつて、流入
する燃焼空気が公知の手段によつて燃焼室縦軸線
を中心として回転運動せしめられるようになつて
おり、燃料が、燃焼室開口縁部の近くで偏心的に
シリンダヘツドに配置された燃料噴射ノズルを介
してただ１つの噴流として、燃焼空気の回転方向
で燃焼室に噴射され、これによつて、燃焼室壁に
沿つて燃料膜が形成されるようになつており、燃
焼室壁への燃料噴流の衝突箇所がノズル角度及び
ノズル位置の相応な選択によつて燃焼室の下４分
の１に位置している形式のものに関する。
た回転体形状の燃焼室がピストンに設けられてい
る空気圧縮型直接噴射式内燃機関であつて、流入
する燃焼空気が公知の手段によつて燃焼室縦軸線
を中心として回転運動せしめられるようになつて
おり、燃料が、燃焼室開口縁部の近くで偏心的に
シリンダヘツドに配置された燃料噴射ノズルを介
してただ１つの噴流として、燃焼空気の回転方向
で燃焼室に噴射され、これによつて、燃焼室壁に
沿つて燃料膜が形成されるようになつており、燃
焼室壁への燃料噴流の衝突箇所がノズル角度及び
ノズル位置の相応な選択によつて燃焼室の下４分
の１に位置している形式のものに関する。
このような形式の内燃機関はドイツ連邦共和国
特許第2038048号明細書に基づいて公知である。
特許第2038048号明細書に基づいて公知である。
主として、壁への燃料の付着によつて混合気が
形成されるようになつている内燃機関では、燃焼
室における空気運動には二重の意味がある。すな
わち空気運動は第１に、熱い燃焼室壁によつて調
製された燃料を十分に速くかつ効果的に剥離する
必要があり、第２には次いでこの燃料を空気と混
合させる必要がある。
形成されるようになつている内燃機関では、燃焼
室における空気運動には二重の意味がある。すな
わち空気運動は第１に、熱い燃焼室壁によつて調
製された燃料を十分に速くかつ効果的に剥離する
必要があり、第２には次いでこの燃料を空気と混
合させる必要がある。
この場合空気運動は２つの処置によつて、すな
わち、吸込み行程中に生じる燃焼室縦軸線を中心
とした燃焼空気の回転運動（初期の空気回転運
動）と、燃焼室が上方に向かつてせばめられてい
ることとによつて、惹起される。この結果、圧縮
行程において空気が燃焼室に流入した場合に渦巻
き状の圧縮流が生ぜしめられる。この場合もちろ
ん、ピストンの上死点において最高速度に達する
軸対称の回転運動は噴射された燃料を剥離するの
に特に適している。しかしながら燃料を迅速かつ
確実に剥離するために必要な空気運動は激しくな
くてはならないので、回転運動にさらに圧縮流を
利用しようという努力がなされている。なぜなら
ば、吸込まれた空気の水平方向に回転する流れ
に、空気が燃焼室に押込まれることによつて生じ
る、前記流れに対してほぼ直角な流れを重畳させ
ることによつて、強力な渦巻きが生ぜしめられる
からである。この場合燃焼室開口が狭められてい
ることによつて、燃焼室に押込まれる流れ速度は
高められ、ひいては渦巻き形成を促進する。この
結果、迅速に完了する極めて良好な混合気調製が
達成され、ひいては著しく有利な燃焼過程が達成
される。しかしながらこのことは、主として高い
回転数範囲に対してしか言えない。すなわち低い
回転数範囲においては、極めて強い圧縮渦流は再
び燃焼に対してネガテイブに作用することがあ
る。というのは、極めて強い圧縮渦流は、低い回
転数範囲において僅かな運動エネルギしか有して
いない燃焼室に進入する燃料噴流を、燃焼室への
進入時に燃焼室壁に向かつて偏向してしまうから
である。しかしながら燃焼室壁がまだ比較的低温
の低い回転数範囲においてこそ、僅かな燃料しか
燃焼室壁に付着しないこと並びに、より多くの燃
料が空気と直接混合せしめられることが望まれて
いる。
わち、吸込み行程中に生じる燃焼室縦軸線を中心
とした燃焼空気の回転運動（初期の空気回転運
動）と、燃焼室が上方に向かつてせばめられてい
ることとによつて、惹起される。この結果、圧縮
行程において空気が燃焼室に流入した場合に渦巻
き状の圧縮流が生ぜしめられる。この場合もちろ
ん、ピストンの上死点において最高速度に達する
軸対称の回転運動は噴射された燃料を剥離するの
に特に適している。しかしながら燃料を迅速かつ
確実に剥離するために必要な空気運動は激しくな
くてはならないので、回転運動にさらに圧縮流を
利用しようという努力がなされている。なぜなら
ば、吸込まれた空気の水平方向に回転する流れ
に、空気が燃焼室に押込まれることによつて生じ
る、前記流れに対してほぼ直角な流れを重畳させ
ることによつて、強力な渦巻きが生ぜしめられる
からである。この場合燃焼室開口が狭められてい
ることによつて、燃焼室に押込まれる流れ速度は
高められ、ひいては渦巻き形成を促進する。この
結果、迅速に完了する極めて良好な混合気調製が
達成され、ひいては著しく有利な燃焼過程が達成
される。しかしながらこのことは、主として高い
回転数範囲に対してしか言えない。すなわち低い
回転数範囲においては、極めて強い圧縮渦流は再
び燃焼に対してネガテイブに作用することがあ
る。というのは、極めて強い圧縮渦流は、低い回
転数範囲において僅かな運動エネルギしか有して
いない燃焼室に進入する燃料噴流を、燃焼室への
進入時に燃焼室壁に向かつて偏向してしまうから
である。しかしながら燃焼室壁がまだ比較的低温
の低い回転数範囲においてこそ、僅かな燃料しか
燃焼室壁に付着しないこと並びに、より多くの燃
料が空気と直接混合せしめられることが望まれて
いる。
このことは、公知の内燃機関ではまず第１に燃
料噴流の自由な長さを増大せしめることによつて
達成されている。このために公知の内燃機関では
さらに、直径を幾分大きく選択されたオーバフロ
ー開口と、燃焼室における空気の回転周期の降下
とが役立つている。
料噴流の自由な長さを増大せしめることによつて
達成されている。このために公知の内燃機関では
さらに、直径を幾分大きく選択されたオーバフロ
ー開口と、燃焼室における空気の回転周期の降下
とが役立つている。
しかしながらこのような内燃機関においても圧
縮渦流ないしは２次渦流がしばしば、低い回転数
範囲における最適とは言えない燃焼の原因になる
ことが判明している。なぜならば、まだ低温の燃
焼室壁への極めて強力な変向がいまなお行なわれ
ているということが、想像にかたくないからであ
る。確かに、オーバフロー開口の直径をさらに増
大させれば、低い回転数範囲のためにはさらに改
良されるが、しかしながらこの場合高い回転数範
囲における値は著しく劣下されてしまう。
縮渦流ないしは２次渦流がしばしば、低い回転数
範囲における最適とは言えない燃焼の原因になる
ことが判明している。なぜならば、まだ低温の燃
焼室壁への極めて強力な変向がいまなお行なわれ
ているということが、想像にかたくないからであ
る。確かに、オーバフロー開口の直径をさらに増
大させれば、低い回転数範囲のためにはさらに改
良されるが、しかしながらこの場合高い回転数範
囲における値は著しく劣下されてしまう。
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の内
燃機関において圧縮渦流に燃焼室への燃料進入範
囲において簡単かつシンプルな形式で影響を与え
て、燃焼室の下４分の１における可能な限り幅広
く選択された燃料衝突範囲と燃焼室形状の著しく
自由な選択とを保つているにもかかわらず、内燃
機関のアイドリング運転及び低い部分負荷範囲並
びに中程度の部分負荷範囲における青煙及び白煙
形成を可能な限り減少させることができ、かつ高
い負荷範囲ないしは回転数範囲における運転デー
タを劣下させることのない内燃機関を提供するこ
とである。
燃機関において圧縮渦流に燃焼室への燃料進入範
囲において簡単かつシンプルな形式で影響を与え
て、燃焼室の下４分の１における可能な限り幅広
く選択された燃料衝突範囲と燃焼室形状の著しく
自由な選択とを保つているにもかかわらず、内燃
機関のアイドリング運転及び低い部分負荷範囲並
びに中程度の部分負荷範囲における青煙及び白煙
形成を可能な限り減少させることができ、かつ高
い負荷範囲ないしは回転数範囲における運転デー
タを劣下させることのない内燃機関を提供するこ
とである。
この課題を解決するために本発明の構成では、
狭められたオーバフロー開口が卵形の横断面を有
し、かつ周方向において異なつた鉛直方向壁高さ
を有しており、燃焼室を上から見ると、オーバフ
ロー開口の大きい方の直径が、燃焼室中心を通つ
て燃料噴射ノズルの燃料噴射箇所に向つて延びて
おり、燃焼室中心と燃料噴射箇所との間の距離が
燃焼室直径の0.35〜0.70倍であり、燃料噴射方向
が一方では、燃焼室軸線に対して垂直に平面に投
影されると、燃焼室縦軸線（燃焼室中心）を貫い
て延びる直線と10〜50゜の角度を燃料噴射箇所に
おいて形成し、他方では燃焼室縦軸線に対して垂
直な平面と20〜60゜の角度を形成している。
狭められたオーバフロー開口が卵形の横断面を有
し、かつ周方向において異なつた鉛直方向壁高さ
を有しており、燃焼室を上から見ると、オーバフ
ロー開口の大きい方の直径が、燃焼室中心を通つ
て燃料噴射ノズルの燃料噴射箇所に向つて延びて
おり、燃焼室中心と燃料噴射箇所との間の距離が
燃焼室直径の0.35〜0.70倍であり、燃料噴射方向
が一方では、燃焼室軸線に対して垂直に平面に投
影されると、燃焼室縦軸線（燃焼室中心）を貫い
て延びる直線と10〜50゜の角度を燃料噴射箇所に
おいて形成し、他方では燃焼室縦軸線に対して垂
直な平面と20〜60゜の角度を形成している。
オーバフロー開口を本発明のように構成する
と、燃焼室への燃料進入範囲における圧縮渦流は
弱められ、この結果燃料噴流方向の所定の角度範
囲並びに燃料噴射箇所の所定の位置範囲内にある
燃料噴流は燃焼室壁に向かつてあまり強く偏向さ
れなくなる。なぜならば、まず第１に卵形のオー
バフロー開口の大きい方の直径の両端部範囲では
シリンダ壁と燃焼室開口との間の僅かな距離に基
づいて圧縮流の強さが減衰せしめられるからであ
り、第２にはこの範囲においてはオーバフロー開
口から燃焼室側壁へのアンダーカツトが、つまり
最大燃焼室直径とオーバフロー開口との間におけ
る張り出した部分が僅かだからである。これによ
つて、圧縮渦流は燃焼室側壁に向かつてあまり強
く偏向されず、この偏向はこの範囲における大き
な壁高さに基づいて燃焼室の下方に向かつて方向
づけられ、この結果壁への燃料の付着強さが弱め
られる。従つて壁への燃料噴流の偏向に関して有
利なあまり強くない圧縮渦流が生ぜしめられ、こ
のような圧縮渦流は低い回転数範囲において燃料
と空気との直接的な混合を促進する。この場合高
い回転数範囲ないしは負荷範囲においても混合気
形成の効果が低下することはない。なぜならば、
オーバフロー開口の小さい方の直径の範囲におい
て強い圧縮渦流形成が常に保たれているからであ
り、高い回転数範囲において大きなエネルギを有
する燃料噴流は、特に空気の高い回転周期に基づ
いて常に燃焼室壁に達するからである。以上のこ
とから、すべての回転数範囲において燃料の良好
な調製が達成され、この結果排ガス値は際立つて
良くなる。
と、燃焼室への燃料進入範囲における圧縮渦流は
弱められ、この結果燃料噴流方向の所定の角度範
囲並びに燃料噴射箇所の所定の位置範囲内にある
燃料噴流は燃焼室壁に向かつてあまり強く偏向さ
れなくなる。なぜならば、まず第１に卵形のオー
バフロー開口の大きい方の直径の両端部範囲では
シリンダ壁と燃焼室開口との間の僅かな距離に基
づいて圧縮流の強さが減衰せしめられるからであ
り、第２にはこの範囲においてはオーバフロー開
口から燃焼室側壁へのアンダーカツトが、つまり
最大燃焼室直径とオーバフロー開口との間におけ
る張り出した部分が僅かだからである。これによ
つて、圧縮渦流は燃焼室側壁に向かつてあまり強
く偏向されず、この偏向はこの範囲における大き
な壁高さに基づいて燃焼室の下方に向かつて方向
づけられ、この結果壁への燃料の付着強さが弱め
られる。従つて壁への燃料噴流の偏向に関して有
利なあまり強くない圧縮渦流が生ぜしめられ、こ
のような圧縮渦流は低い回転数範囲において燃料
と空気との直接的な混合を促進する。この場合高
い回転数範囲ないしは負荷範囲においても混合気
形成の効果が低下することはない。なぜならば、
オーバフロー開口の小さい方の直径の範囲におい
て強い圧縮渦流形成が常に保たれているからであ
り、高い回転数範囲において大きなエネルギを有
する燃料噴流は、特に空気の高い回転周期に基づ
いて常に燃焼室壁に達するからである。以上のこ
とから、すべての回転数範囲において燃料の良好
な調製が達成され、この結果排ガス値は際立つて
良くなる。
本発明の実施態様によれば、卵形のオーバフロ
ー開口の直径比d1／d2は1.05〜1.25である。
ー開口の直径比d1／d2は1.05〜1.25である。
燃料噴射箇所は半径方向においてのみ移動可能
な位置を占めているのではなく、（燃焼室中心へ
の所定の距離のなかで）オーバフロー開口の大き
い方の直径d1の方向から最大で±20゜だけ偏位で
きる。
な位置を占めているのではなく、（燃焼室中心へ
の所定の距離のなかで）オーバフロー開口の大き
い方の直径d1の方向から最大で±20゜だけ偏位で
きる。
オーバフロー開口は楕円形状か又は長孔形状を
有している。
有している。
本発明の別の実施態様によれば、オーバフロー
開口の壁は垂直方向に、すなわち燃焼室縦軸線に
対して平行に構成されている。この場合オーバフ
ロー開口の壁高さは、大きい方の直径d1の壁範囲
において最大で、小さい方の直径d2の壁範囲にお
いて最小である。また、オーバフロー開口の最大
壁高さが燃焼室直径Ｄの15〜20％で、最小壁高さ
が５〜10％であると、有利である。
開口の壁は垂直方向に、すなわち燃焼室縦軸線に
対して平行に構成されている。この場合オーバフ
ロー開口の壁高さは、大きい方の直径d1の壁範囲
において最大で、小さい方の直径d2の壁範囲にお
いて最小である。また、オーバフロー開口の最大
壁高さが燃焼室直径Ｄの15〜20％で、最小壁高さ
が５〜10％であると、有利である。
周知のように、回転する燃焼空気の回転周期は
130〜180Hzである。
130〜180Hzである。
球形の燃焼室が使用される場合には、燃焼室中
心と燃料噴射箇所との間の距離が燃焼室直径の
0.50〜0.55倍であり、角度γが15〜40゜で、角度δ
が40〜50゜であり、直径比d1／d2が1.10〜1.15であ
ると、特に有好な燃焼経過が得られる。
心と燃料噴射箇所との間の距離が燃焼室直径の
0.50〜0.55倍であり、角度γが15〜40゜で、角度δ
が40〜50゜であり、直径比d1／d2が1.10〜1.15であ
ると、特に有好な燃焼経過が得られる。
次に図面につき本発明の実施例を説明する。
第１図及び第２図において部分的に示されてい
るピストン１はそのピストンヘツド２に、直径Ｄ
を備えた球形の燃焼室３を有している。別の回転
対称形状を有していてもよいこの燃焼室３はせば
められたオーバフロー開口４を介してシリンダ室
１２と接続されている。楕円形状又は長孔形状の
卵形横断面を有しているネツク状のオーバフロー
開口には、燃焼室縦軸線１３に対して偏心的にシ
リンダヘツド６に配置された燃料噴射ノズル７に
よる燃料噴射のために切欠き５が設けられてい
る。しかしながらこの切欠き５はオーバフロー開
口４に卵形の形状が与えられている場合必ずしも
必要ではない。
るピストン１はそのピストンヘツド２に、直径Ｄ
を備えた球形の燃焼室３を有している。別の回転
対称形状を有していてもよいこの燃焼室３はせば
められたオーバフロー開口４を介してシリンダ室
１２と接続されている。楕円形状又は長孔形状の
卵形横断面を有しているネツク状のオーバフロー
開口には、燃焼室縦軸線１３に対して偏心的にシ
リンダヘツド６に配置された燃料噴射ノズル７に
よる燃料噴射のために切欠き５が設けられてい
る。しかしながらこの切欠き５はオーバフロー開
口４に卵形の形状が与えられている場合必ずしも
必要ではない。
燃焼室３の赤道平面は１点鎖線８で示されてい
る。燃料の噴射は燃焼室３の下４分の１に行なわ
れる。このことは、ノズル角度を相応に選択する
こと（ノズル軸線からの噴射方向の偏位）ないし
はノズル位置を相応に選択すること及び（又は）
燃料噴射ノズルを相応に回動させることによつて
達成される。燃料が燃焼室の下部範囲に噴射され
ることによつて、燃料噴流の自由な長さは増大せ
しめられる。
る。燃料の噴射は燃焼室３の下４分の１に行なわ
れる。このことは、ノズル角度を相応に選択する
こと（ノズル軸線からの噴射方向の偏位）ないし
はノズル位置を相応に選択すること及び（又は）
燃料噴射ノズルを相応に回動させることによつて
達成される。燃料が燃焼室の下部範囲に噴射され
ることによつて、燃料噴流の自由な長さは増大せ
しめられる。
１点鎖線９，９ａは、箇所１０，１０ａにおい
て燃焼室壁１１に衝突する２つの燃料噴流方向を
示している。本発明によれば燃料噴流方向は次の
ように、すなわち、燃焼室縦軸線１３に対して垂
直な平面に投影して見ると、燃料噴流が一方で
は、燃料噴射箇所１５から燃焼室縦軸線１３（燃
焼室中心）を通つて延びている直線１７と10〜
50゜の間の角度γを形成し、他方では燃焼室縦軸
線１３に対して垂直な平面、例えばシリンダヘツ
ド平面１６と20〜60゜の角度δを形成するように、
選択されている。
て燃焼室壁１１に衝突する２つの燃料噴流方向を
示している。本発明によれば燃料噴流方向は次の
ように、すなわち、燃焼室縦軸線１３に対して垂
直な平面に投影して見ると、燃料噴流が一方で
は、燃料噴射箇所１５から燃焼室縦軸線１３（燃
焼室中心）を通つて延びている直線１７と10〜
50゜の間の角度γを形成し、他方では燃焼室縦軸
線１３に対して垂直な平面、例えばシリンダヘツ
ド平面１６と20〜60゜の角度δを形成するように、
選択されている。
図示の実施例では燃料噴流９のための角度γの
値は約17゜、燃料噴流９ａのための角度γaの値は
約38゜である。
値は約17゜、燃料噴流９ａのための角度γaの値は
約38゜である。
第２図には卵形のオーバフロー開口４が示され
ている。オーバフロー開口４の大きい方の直径は
d1で、小さい方の直径はd2で示されている。この
場合両直径の比d1／d2は1.05〜1.25の間である。
燃料噴射箇所１５は大きい方の直径d1の端部範囲
に配置されていて範囲１９のなかに位置してい
る。燃料噴射箇所１５は大きい方の直径d1の方向
から±20゜偏位していてもよい。図示の実施例に
おける偏位の値は約10゜である。燃焼室中心（燃
焼室縦軸線１３）と燃料噴射箇所１５と間の距離
は符号ｌで示されている。この距離ｌの値は燃焼
室直径Ｄの0.35〜0.70倍である。図示の場合では
距離ｌは燃焼室直径Ｄの約0.55倍である。矢印１
４は空気の回転方向を示している。
ている。オーバフロー開口４の大きい方の直径は
d1で、小さい方の直径はd2で示されている。この
場合両直径の比d1／d2は1.05〜1.25の間である。
燃料噴射箇所１５は大きい方の直径d1の端部範囲
に配置されていて範囲１９のなかに位置してい
る。燃料噴射箇所１５は大きい方の直径d1の方向
から±20゜偏位していてもよい。図示の実施例に
おける偏位の値は約10゜である。燃焼室中心（燃
焼室縦軸線１３）と燃料噴射箇所１５と間の距離
は符号ｌで示されている。この距離ｌの値は燃焼
室直径Ｄの0.35〜0.70倍である。図示の場合では
距離ｌは燃焼室直径Ｄの約0.55倍である。矢印１
４は空気の回転方向を示している。
第２図において斜線で示されている範囲１９の
なかで燃料噴射箇所１５の位置を変化させる場
合、確かに燃焼室壁１１における燃料噴流の衝突
箇所はその都度変化するが、しかしながら角度γ
及びδの値は、例えばノズル角度のような別の条
件が保たれることを前提とすると、ほとんど変わ
らない。このことは厳密には、燃焼室中心と燃料
噴射箇所１５との距離ｌが燃焼室直径Ｄの0.50〜
0.55倍で、角度γが15〜40゜で角度δが40〜50゜で
あり、かつ卵形のオーバフロー開口４の直径比
d1／d2が1.10〜1.15の場合に、最高の結果が得ら
れる球形の燃焼室に対してのみ言える。
なかで燃料噴射箇所１５の位置を変化させる場
合、確かに燃焼室壁１１における燃料噴流の衝突
箇所はその都度変化するが、しかしながら角度γ
及びδの値は、例えばノズル角度のような別の条
件が保たれることを前提とすると、ほとんど変わ
らない。このことは厳密には、燃焼室中心と燃料
噴射箇所１５との距離ｌが燃焼室直径Ｄの0.50〜
0.55倍で、角度γが15〜40゜で角度δが40〜50゜で
あり、かつ卵形のオーバフロー開口４の直径比
d1／d2が1.10〜1.15の場合に、最高の結果が得ら
れる球形の燃焼室に対してのみ言える。
第３図には燃料噴射９の角度δが示されてい
る。図面ではこの角度δはほぼ45゜である。第３
図からはさらに、燃料噴流９の実際の噴流長さが
わかる。燃料噴流９は箇所１０において燃焼室壁
１１に衝突する。この場合箇所１０は、球形の燃
焼室３を第２図の−線に沿つて断面した場合
に生じる円の円周上に位置している。第３図は角
度δを示すための補助図としてのみ役立つてい
る。この第３図においてシリンダ軸線に対して垂
直な平面、例えばシリンダヘツド面は符号１６で
示されている。
る。図面ではこの角度δはほぼ45゜である。第３
図からはさらに、燃料噴流９の実際の噴流長さが
わかる。燃料噴流９は箇所１０において燃焼室壁
１１に衝突する。この場合箇所１０は、球形の燃
焼室３を第２図の−線に沿つて断面した場合
に生じる円の円周上に位置している。第３図は角
度δを示すための補助図としてのみ役立つてい
る。この第３図においてシリンダ軸線に対して垂
直な平面、例えばシリンダヘツド面は符号１６で
示されている。
第４図には、オーバフロー開口４の壁高さが０
〜180゜の角度範囲にわたつて展開されて示されて
いる。
〜180゜の角度範囲にわたつて展開されて示されて
いる。
冒頭に述べた形式の内燃機関を本発明のように
構成すると、簡単な手段で、すなわち、燃焼室へ
の燃料の噴射のための所定の必要条件を保ちなが
ら燃焼室のオーバフロー開口４を特殊に形成する
ことによつて、その都度所望の混合気形成が自動
的に惹起される。この場合部分負荷運転から全負
荷運転への移行も同様に、その都度必要な空気分
布ないしは壁における燃料の付着分布に自動的に
適合せしめられて達成される。この場合、この結
果を得るための特別な機械的な補助手段及び（又
は）外部から施される調整処置はまつたく不必要
である。さらに、本発明の出発点となつた内燃機
関（ドイツ連邦共和国特許第2038048号明細書）
の場合のように空気の回転周期を狭い範囲に保た
ねばならないという必要もない。
構成すると、簡単な手段で、すなわち、燃焼室へ
の燃料の噴射のための所定の必要条件を保ちなが
ら燃焼室のオーバフロー開口４を特殊に形成する
ことによつて、その都度所望の混合気形成が自動
的に惹起される。この場合部分負荷運転から全負
荷運転への移行も同様に、その都度必要な空気分
布ないしは壁における燃料の付着分布に自動的に
適合せしめられて達成される。この場合、この結
果を得るための特別な機械的な補助手段及び（又
は）外部から施される調整処置はまつたく不必要
である。さらに、本発明の出発点となつた内燃機
関（ドイツ連邦共和国特許第2038048号明細書）
の場合のように空気の回転周期を狭い範囲に保た
ねばならないという必要もない。
第１図は上死点にあるピストンの上部を示す縦
断面図、第２図は第１図の−線に沿つて破断
してピストンを上から見た図、第３図は第２図の
−線に沿つた燃料噴流の断面図、第４図は０
〜180゜の角度範囲にわたつてオーバフロー開口の
壁高さを示す展開図である。 １……ピストン、２……ピストンヘツド、３…
…燃焼室、４……オーバフロー開口、５……切欠
き、６……シリンダヘツド、７……燃料噴射ノズ
ル、８，９，９ａ……１点鎖線、１０，１０ａ…
…箇所、１１……燃焼室壁、１２……シリンダ
室、１３……燃焼室縦軸線、１４……矢印、１５
……燃料噴射箇所、１６……シリンダヘツド平
面、１７……直線、１９……範囲、Ｄ……オーバ
フロー開口の直径、d1……オーバフロー開口の大
きい方の直径、d2……オーバフロー開口の小さい
方の直径、ｌ……燃焼室中心と燃料噴射箇所との
距離、γ，γa，δ……角度。
断面図、第２図は第１図の−線に沿つて破断
してピストンを上から見た図、第３図は第２図の
−線に沿つた燃料噴流の断面図、第４図は０
〜180゜の角度範囲にわたつてオーバフロー開口の
壁高さを示す展開図である。 １……ピストン、２……ピストンヘツド、３…
…燃焼室、４……オーバフロー開口、５……切欠
き、６……シリンダヘツド、７……燃料噴射ノズ
ル、８，９，９ａ……１点鎖線、１０，１０ａ…
…箇所、１１……燃焼室壁、１２……シリンダ
室、１３……燃焼室縦軸線、１４……矢印、１５
……燃料噴射箇所、１６……シリンダヘツド平
面、１７……直線、１９……範囲、Ｄ……オーバ
フロー開口の直径、d1……オーバフロー開口の大
きい方の直径、d2……オーバフロー開口の小さい
方の直径、ｌ……燃焼室中心と燃料噴射箇所との
距離、γ，γa，δ……角度。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 狭められたオーバフロー開口を備えた回転体
形状の燃焼室がピストンに設けられている空気圧
縮型直接噴射式内燃機関であつて、流入する燃焼
空気が燃焼室縦軸線を中心として回転運動せしめ
られるようになつており、燃料が、燃焼室開口縁
部の近くで偏心的にシリンダヘツドに配置された
燃料噴射ノズルを介してただ１つの噴流として、
燃焼空気の回転方向で燃焼室に噴射され、これに
よつて、燃焼室壁に沿つて燃料膜が形成されるよ
うになつており、燃焼室壁への燃料噴流の衝突箇
所がノズル角度及びノズル位置の相応な選択によ
つて燃焼室の下４分の１に位置している形式のも
のにおいて、狭められたオーバフロー開口４が卵
型の横断面を有し、かつ周方向において異なつた
鉛直方向壁高さを有しており、燃焼室を上から見
ると、オーバフロー開口４の大きい方の直径d1
が、燃焼室中心を通つて燃料噴射ノズル７の燃料
噴射箇所１５に向かつて延びており、燃焼室中心
と燃料噴射箇所１５との間の距離ｌが燃焼室直径
Ｄの0.35〜0.70倍であり、燃料噴流方向９が一方
では、燃焼室軸線１３に対して垂直な平面に投影
して見ると、燃焼室縦軸線１３（燃焼室中心）を
貫いて延びる直線１７と10〜50゜の角度（γ）を
燃料噴射箇所１５において形成し、他方では燃焼
室縦軸線１３に対して垂直な平面と20〜60゜の角
度（δ）を形成していることを特徴とする空気圧
縮型直接噴射式内燃機関。 ２ オーバフロー開口４の直径比（d1／d2）が
1.05〜1.25である特許請求の範囲第１項記載の空
気圧縮型直接噴射式内燃機関。 ３ 燃料噴射箇所１５がオーバフロー開口４の大
きい方の直径d1の方向から最大で±20゜だけ偏位
している特許請求の範囲第１項記載の空気圧縮型
直接噴射式内燃機関。 ４ オーバフロー開口４が楕円形状を有している
特許請求の範囲第１項記載の空気圧縮型直接噴射
式内燃機関。 ５ オーバフロー開口４が、両端における２つの
半円部分と中央における直線的な中間部分とから
成る長孔の形を有している特許請求の範囲第１項
記載の空気圧縮型直接噴射式内燃機関。 ６ オーバフロー開口４の壁が、鉛直方向に、す
なわち燃焼室縦軸線１３に対して平行に延びてい
る特許請求の範囲第１項記載の空気圧縮型直接噴
射式内燃機関。 ７ オーバフロー開口４の壁高さが大きい方の直
径d1の壁範囲において最大で、小さい方の直径d2
の壁範囲において最小である特許請求の範囲第１
項記載の空気圧縮型直接噴射式内燃機関。 ８ オーバフロー開口４の最小壁高さが燃焼室直
径Ｄの５〜10％で、最大壁高さが15〜20％である
特許請求の範囲第１項記載の空気圧縮型直接噴射
式内燃機関。 ９ 測定直径がシリンダ直径ないしはピストン直
径の0.7倍で、弁行程が最大で、かつ平均ピスト
ン速度が10ｍ／secの場合に、回転する燃焼空気
の回転周期が130〜180Hzである特許請求の範囲第
１項記載の空気圧縮型直接噴射式内燃機関。 １０ 狭められたオーバフロー開口を備えた回転
体形状の燃焼室がピストンに設けられている空気
圧縮型直接噴射式内燃機関であつて、流入する燃
焼空気が燃焼室縦軸線を中心として回転運動せし
められるようになつており、燃料が、燃焼室開口
縁部の近くで偏心的にシリンダヘツドに配置され
た燃料噴射ノズルを介してただ１つの噴流とし
て、燃焼空気の回転方向で燃焼室に噴射され、こ
れによつて、燃焼室壁に沿つて燃料膜が形成され
るようになつており、燃焼室壁への燃料噴流の衝
突箇所がノズル角度及びノズル位置の相応な選択
によつて燃焼室の下４分の１に位置しており、燃
焼室が球形である形式のものにおいて、狭められ
たオーバフロー開口４が卵形の横断面を有し、か
つ周方向において異なつた鉛直方向壁高さを有し
ており、燃焼室を上から見ると、オーバフロー開
口４の大きい方の直径d1が、燃焼室中心を通つて
燃料噴射ノズル７の燃料噴射箇所１５に向かつて
延びており、燃焼室中心と燃料噴射箇所１５との
間の距離ｌが燃焼室直径Ｄの0.50〜0.55倍であ
り、燃料噴流方向９が一方では、燃焼室軸線１３
に対して垂直な平面に投影して見ると、燃焼室縦
軸線１３（燃焼室中心）を貫いて延びる直線と15
〜40゜の角度（γ）を燃料噴射箇所１５において
形成し、他方では燃焼室縦軸線１３に対して垂直
な平面と40〜50゜の角度（δ）を形成しており、
卵形のオーバフロー開口の直径比（d1／d2）が
1.10〜1.15であることを特徴とする空気圧縮型直
接噴射式内燃機関。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3121344A DE3121344C2 (de) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Luftverdichtende, direkteinspritzende Brennkraftmaschine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57200616A JPS57200616A (en) | 1982-12-08 |
| JPS6328209B2 true JPS6328209B2 (ja) | 1988-06-07 |
Family
ID=6133474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57088148A Granted JPS57200616A (en) | 1981-05-29 | 1982-05-26 | Air compression type direct jet type internal combustion engine |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4501239A (ja) |
| JP (1) | JPS57200616A (ja) |
| KR (1) | KR880001587B1 (ja) |
| AT (1) | AT396508B (ja) |
| CH (1) | CH657666A5 (ja) |
| DD (1) | DD207399A1 (ja) |
| DE (1) | DE3121344C2 (ja) |
| FR (1) | FR2506836A1 (ja) |
| GB (1) | GB2118244B (ja) |
| IT (1) | IT1152204B (ja) |
| SE (1) | SE450962B (ja) |
| SU (1) | SU1123550A3 (ja) |
| TR (1) | TR21317A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62243916A (ja) * | 1986-04-12 | 1987-10-24 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関の燃焼室 |
| DE3632579A1 (de) * | 1986-09-25 | 1988-04-07 | Man Nutzfahrzeuge Gmbh | Fremdgezuendete, luftverdichtende brennkraftmaschine |
| MX160282A (es) * | 1986-10-20 | 1990-01-25 | Elsbett L | Mejoras a motor diesel para vehiculos |
| EP0369480A3 (en) * | 1988-11-18 | 1991-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | An internal combustion engine |
| US5337714A (en) * | 1993-09-03 | 1994-08-16 | Deere & Company | Engine piston with a dual combustion bowl lip radius |
| US6019080A (en) * | 1998-04-27 | 2000-02-01 | Lagrone; John T. | Ported piston |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE147386C (ja) * | ||||
| DE713618C (de) * | 1935-10-11 | 1941-11-11 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Selbstzuendende, luftverdichtende Viertaktbrennkraftmaschine mit im Zylinderdeckel haengend angeordneten Ventilen |
| GB546500A (en) * | 1941-03-12 | 1942-07-16 | Gardner & Sons Ltd | Improvements in and relating to the combustion chambers of compression ignition oil engines |
| GB643619A (en) * | 1947-05-21 | 1950-09-20 | Oesterr Saurerwerke Ag | Improvements in direct injection internal combustion engines |
| GB766307A (en) * | 1954-03-22 | 1957-01-16 | Daimler Benz Ag | Improvements relating to injection internal combustion engines operating with turbulence chambers |
| DE967720C (de) * | 1954-10-27 | 1957-12-05 | Motoren Werke Mannheim Ag | Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung |
| US2842106A (en) * | 1956-07-24 | 1958-07-08 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Cold engine starting device |
| US2975773A (en) * | 1957-07-06 | 1961-03-21 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Combustion chambers for pistons |
| FR1207557A (fr) * | 1958-07-06 | 1960-02-17 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Moteur à combustion interne à compression d'air et à auto-allumage |
| DE2038048C3 (de) * | 1970-07-31 | 1975-06-19 | Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag, 8500 Nuernberg | Luftverdichtende, direkteinspritzende Brennkraftmaschine |
| JPS5212321B1 (ja) * | 1971-02-19 | 1977-04-06 | ||
| DD101941A1 (ja) * | 1972-06-28 | 1973-11-20 | ||
| DE2525770A1 (de) * | 1975-06-10 | 1976-12-23 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Luftverdichtende, direkt einspritzende brennkraftmaschine |
| JPS524919A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-14 | Kubota Ltd | Non-pollution and fuel injection type engine |
| DE2611624C2 (de) * | 1976-03-19 | 1982-06-03 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine |
| JPS5316107A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-14 | Hino Motors Ltd | Combustion chamber of diesel engine |
| DE2755916C2 (de) * | 1977-12-15 | 1982-07-08 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | Verfahren zum Verbrennen von fremdzuzündenden Kraftstoffen in einer luftverdichtenden, direkt einspritzenden Brennkraftmaschine |
| DE2842457C2 (de) * | 1978-09-29 | 1983-12-29 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | Luftverdichtende, direkt einspritzende Brennkraftmaschine |
| DE3003411C2 (de) * | 1980-01-31 | 1983-07-28 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | Selbstzündende Hubkolben-Brennkraftmaschine |
-
1981
- 1981-05-29 DE DE3121344A patent/DE3121344C2/de not_active Expired
-
1982
- 1982-02-18 AT AT0063282A patent/AT396508B/de not_active IP Right Cessation
- 1982-03-10 TR TR21317A patent/TR21317A/xx unknown
- 1982-04-02 SU SU823430889A patent/SU1123550A3/ru active
- 1982-05-25 FR FR8209039A patent/FR2506836A1/fr active Granted
- 1982-05-26 DD DD82240200A patent/DD207399A1/de unknown
- 1982-05-26 JP JP57088148A patent/JPS57200616A/ja active Granted
- 1982-05-27 US US06/382,581 patent/US4501239A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-05-27 CH CH3266/82A patent/CH657666A5/de not_active IP Right Cessation
- 1982-05-27 GB GB08215486A patent/GB2118244B/en not_active Expired
- 1982-05-28 IT IT21541/82A patent/IT1152204B/it active
- 1982-05-28 SE SE8203341A patent/SE450962B/sv not_active IP Right Cessation
- 1982-05-29 KR KR8202397A patent/KR880001587B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TR21317A (tr) | 1984-03-22 |
| FR2506836A1 (fr) | 1982-12-03 |
| DD207399A1 (de) | 1984-02-29 |
| SE8203341L (sv) | 1982-11-30 |
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| IT1152204B (it) | 1986-12-31 |
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| GB2118244A (en) | 1983-10-26 |
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| AT396508B (de) | 1993-10-25 |
| SE450962B (sv) | 1987-08-17 |
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| DE3121344A1 (de) | 1982-12-16 |
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| KR880001587B1 (ko) | 1988-08-24 |
| GB2118244B (en) | 1984-08-30 |
| US4501239A (en) | 1985-02-26 |
| ATA63282A (de) | 1993-01-15 |
| SU1123550A3 (ru) | 1984-11-07 |
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