JP2003056348A - ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室 - Google Patents
ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】ピストンヘッド１にスワール室２内設し、
このスワール室２の天井壁３にスワール室入口４を開口
し、スワール室入口４の開口周縁部にスキッシュ面５を
形成し、多孔噴射ノズル６からスワール室２の内周面７
に向けて燃料噴霧８を行うように構成した、ディーゼル
エンジンの直接噴射式燃焼室において、スワール室入口
４の内周面９を、スワール室入口４の中心軸線１０に向
けて突出する円弧面とし、スワール室２の中心軸線１３
をシリンダ中心軸線１１から多孔噴射ノズル６の噴霧中
心点１２寄りに偏倚させた。 【効果】スワール室入口４にエッジが形成されず、スキ
ッシュ流１４の発生を邪魔する乱流が発生しにくく、ス
キッシュ流１４の発生がスムーズである。
このスワール室２の天井壁３にスワール室入口４を開口
し、スワール室入口４の開口周縁部にスキッシュ面５を
形成し、多孔噴射ノズル６からスワール室２の内周面７
に向けて燃料噴霧８を行うように構成した、ディーゼル
エンジンの直接噴射式燃焼室において、スワール室入口
４の内周面９を、スワール室入口４の中心軸線１０に向
けて突出する円弧面とし、スワール室２の中心軸線１３
をシリンダ中心軸線１１から多孔噴射ノズル６の噴霧中
心点１２寄りに偏倚させた。 【効果】スワール室入口４にエッジが形成されず、スキ
ッシュ流１４の発生を邪魔する乱流が発生しにくく、ス
キッシュ流１４の発生がスムーズである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの直接噴射式燃焼室に関し、詳しくは、排煙濃度を低
くすることができるものに関する。
ンの直接噴射式燃焼室に関し、詳しくは、排煙濃度を低
くすることができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの直接噴射式
燃焼室として、図４に示すものがある。これは、図４
(Ａ)(Ｂ)に示すように、本発明と同様、ピストンヘッド
(１０１)にスワール室(１０２)を内設し、このスワール
室(１０２)の天井壁(１０３)にスワール室入口(１０４)
を開口し、スワール室入口(１０４)の開口周縁部にスキ
ッシュ面(１０５)を形成し、多孔噴射ノズル(１０６)か
らスワール室(１０２)の内周面(１０７)に向けて燃料噴
霧(１０８)を行うように構成している。しかし、この従
来技術では、図４(Ｂ)に示すように、スワール室入口
(１０４)の内周面(１０９)を、スワール室入口(１０４)
の中心軸線(１１０)と平行な向きの円筒面としているた
め、後述する問題《１》〜《４》が生じている。また、
吸排気弁(１２１)(１２２)と多孔噴射ノズル(１０６)と
の干渉を避けるために、シリンダ中心軸線(１１１)と平
行な向きに見て、多孔噴射ノズル(１０６)の噴霧中心点
(１１２)をシリンダ中心軸線(１１１)から偏倚させてい
るが、スワール室(１０２)の中心軸線(１１３)をシリン
ダ中心軸線(１１１)と一致させているため、後述する問
題《５》が生じている。尚、図中の符号(１２０)はスワ
ール空気流である。
燃焼室として、図４に示すものがある。これは、図４
(Ａ)(Ｂ)に示すように、本発明と同様、ピストンヘッド
(１０１)にスワール室(１０２)を内設し、このスワール
室(１０２)の天井壁(１０３)にスワール室入口(１０４)
を開口し、スワール室入口(１０４)の開口周縁部にスキ
ッシュ面(１０５)を形成し、多孔噴射ノズル(１０６)か
らスワール室(１０２)の内周面(１０７)に向けて燃料噴
霧(１０８)を行うように構成している。しかし、この従
来技術では、図４(Ｂ)に示すように、スワール室入口
(１０４)の内周面(１０９)を、スワール室入口(１０４)
の中心軸線(１１０)と平行な向きの円筒面としているた
め、後述する問題《１》〜《４》が生じている。また、
吸排気弁(１２１)(１２２)と多孔噴射ノズル(１０６)と
の干渉を避けるために、シリンダ中心軸線(１１１)と平
行な向きに見て、多孔噴射ノズル(１０６)の噴霧中心点
(１１２)をシリンダ中心軸線(１１１)から偏倚させてい
るが、スワール室(１０２)の中心軸線(１１３)をシリン
ダ中心軸線(１１１)と一致させているため、後述する問
題《５》が生じている。尚、図中の符号(１２０)はスワ
ール空気流である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】《１》 スキッシュ流
の発生が邪魔される。 図４(Ｂ)に示すように、ピストンヘッド(１０１)が上死
点に近づくと、スキッシュ面(１０５)によってスキッシ
ュ流(１１４)が発生し、これがスワール室入口(１０４)
からスワール室(１０２)内に流入する。この従来技術で
は、スワール室入口(１０４)の内周面(１０９)を、スワ
ール室入口(１０４)の中心軸線(１１０)と平行な向きの
円筒面としているため、スワール室入口(１０４)にその
内周面(１０９)とスキッシュ面(１０５)とで直角の大き
なエッジ(１１５)が形成される。このため、スキッシュ
流(１１４)によってエッジ(１１５)の下流に強い乱流
(１１６)が発生し、これがスキッシュ流(１１４)のスム
ーズな発生を邪魔している。このため、スキッシュ流
(１１４)によるスワール室(１０２)内での攪拌機能が低
下し、スワール室(１０２)での空気と噴霧燃料との混合
が不十分となり、排煙濃度が高くなりやすい。
の発生が邪魔される。 図４(Ｂ)に示すように、ピストンヘッド(１０１)が上死
点に近づくと、スキッシュ面(１０５)によってスキッシ
ュ流(１１４)が発生し、これがスワール室入口(１０４)
からスワール室(１０２)内に流入する。この従来技術で
は、スワール室入口(１０４)の内周面(１０９)を、スワ
ール室入口(１０４)の中心軸線(１１０)と平行な向きの
円筒面としているため、スワール室入口(１０４)にその
内周面(１０９)とスキッシュ面(１０５)とで直角の大き
なエッジ(１１５)が形成される。このため、スキッシュ
流(１１４)によってエッジ(１１５)の下流に強い乱流
(１１６)が発生し、これがスキッシュ流(１１４)のスム
ーズな発生を邪魔している。このため、スキッシュ流
(１１４)によるスワール室(１０２)内での攪拌機能が低
下し、スワール室(１０２)での空気と噴霧燃料との混合
が不十分となり、排煙濃度が高くなりやすい。
【０００４】《２》 スワール室入口の内周面での噴射
燃料の付着量が多い。 高負荷運転の場合には、燃料噴射期間が長くなるため、
図４(Ｃ)に示すように、ピストンヘッド(１０１)の下降
中、噴射終了時期の噴射燃料がスワール室入口(１０４)
の内周面(１０９)に衝突することがある。この従来技術
では、スワール室入口(１０４)の内周面(１０９)を、ス
ワール室入口(１０４)の中心軸線(１１０)と平行な向き
の円筒面としているため、衝突した噴射燃料がその内周
面(１０９)で滑りにくく、ここに付着凝縮しやすい。こ
のような燃料は、気化しにくいため、不完全燃焼を起こ
しやすく、これも排煙濃度を高める要因となっている。
燃料の付着量が多い。 高負荷運転の場合には、燃料噴射期間が長くなるため、
図４(Ｃ)に示すように、ピストンヘッド(１０１)の下降
中、噴射終了時期の噴射燃料がスワール室入口(１０４)
の内周面(１０９)に衝突することがある。この従来技術
では、スワール室入口(１０４)の内周面(１０９)を、ス
ワール室入口(１０４)の中心軸線(１１０)と平行な向き
の円筒面としているため、衝突した噴射燃料がその内周
面(１０９)で滑りにくく、ここに付着凝縮しやすい。こ
のような燃料は、気化しにくいため、不完全燃焼を起こ
しやすく、これも排煙濃度を高める要因となっている。
【０００５】《３》 スワール室入口付近での空気の利
用率が低い。 図４(Ｂ)に示すように、スワール室入口(１０４)の内周
面(１０９)を、スワール室入口(１０４)の中心軸線(１
１０)と平行な向きの円筒面としているため、図４(Ｃ)
に示すように、高負荷運転時にスワール室入口(１０４)
の内周面(１０９)に衝突した噴射燃料は、スワール室
(１０２)内やスキッシュ空間(１１７)内に跳ね返るだけ
で、スワール室入口(１０４)とシリンダヘッド(１１８)
との間に跳ね返ることがない。このため、スワール室入
口(１０４)付近での空気の利用率が低く、これも排煙濃
度を高める要因となっている。
用率が低い。 図４(Ｂ)に示すように、スワール室入口(１０４)の内周
面(１０９)を、スワール室入口(１０４)の中心軸線(１
１０)と平行な向きの円筒面としているため、図４(Ｃ)
に示すように、高負荷運転時にスワール室入口(１０４)
の内周面(１０９)に衝突した噴射燃料は、スワール室
(１０２)内やスキッシュ空間(１１７)内に跳ね返るだけ
で、スワール室入口(１０４)とシリンダヘッド(１１８)
との間に跳ね返ることがない。このため、スワール室入
口(１０４)付近での空気の利用率が低く、これも排煙濃
度を高める要因となっている。
【０００６】《４》 ピストンヘッドの耐久性が低い。
スワール室入口(１０４)にその内周面(１０９)とスキッ
シュ面(１０５)とで直角の大きなエッジ(１１５)が形成
されるため、エッジ(１１５)がヒートポイントとなりや
すく、この部分の熱負荷が大きくなり、ピストンヘッド
(１０１)の耐久性が低い。
シュ面(１０５)とで直角の大きなエッジ(１１５)が形成
されるため、エッジ(１１５)がヒートポイントとなりや
すく、この部分の熱負荷が大きくなり、ピストンヘッド
(１０１)の耐久性が低い。
【０００７】《５》 各噴霧飛行距離の較差が大きい。
図４(Ａ)に示すように、多孔噴射ノズル(１０６)の噴霧
中心点(１１２)をシリンダ中心軸線(１１１)から偏倚さ
せているが、スワール室(１０２)の中心軸線(１１３)は
シリンダ中心軸線(１１１)と一致させているため、多孔
噴射ノズル(１０６)の噴霧中心点(１１２)からスワール
室 (１０２)の内周面(１０７)の各噴霧衝突部(１１９)
までの各噴霧飛行距離の較差が大きい。このため、これ
らを適正距離に統一することができず、長過ぎ、或い
は、短過ぎるものが出てくる。噴霧飛行距離が適正距離
よりも長過ぎる場合には、噴霧燃料が噴霧衝突部(１１
９)に衝突する前に噴霧燃料の外側の油滴が燃焼を始
め、内側の油滴が空気不足により不完全燃焼を起こしや
すい。他方、噴射飛行距離が適正距離よりも短過ぎる場
合には、噴霧燃料の油滴が飛行中に十分に微細化される
前に噴霧衝突部(１１９)に衝突し、その表面に付着凝集
して、気化が遅れ、不完全燃焼を起こしやすい。このた
め、これも排煙濃度も高める要因となっている。
中心点(１１２)をシリンダ中心軸線(１１１)から偏倚さ
せているが、スワール室(１０２)の中心軸線(１１３)は
シリンダ中心軸線(１１１)と一致させているため、多孔
噴射ノズル(１０６)の噴霧中心点(１１２)からスワール
室 (１０２)の内周面(１０７)の各噴霧衝突部(１１９)
までの各噴霧飛行距離の較差が大きい。このため、これ
らを適正距離に統一することができず、長過ぎ、或い
は、短過ぎるものが出てくる。噴霧飛行距離が適正距離
よりも長過ぎる場合には、噴霧燃料が噴霧衝突部(１１
９)に衝突する前に噴霧燃料の外側の油滴が燃焼を始
め、内側の油滴が空気不足により不完全燃焼を起こしや
すい。他方、噴射飛行距離が適正距離よりも短過ぎる場
合には、噴霧燃料の油滴が飛行中に十分に微細化される
前に噴霧衝突部(１１９)に衝突し、その表面に付着凝集
して、気化が遅れ、不完全燃焼を起こしやすい。このた
め、これも排煙濃度も高める要因となっている。
【０００８】本発明の課題は、上記問題点を解決できる
ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室を提供すること
にある。
ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】(請求項１の発明)図１
(Ａ)(Ｂ)に示すように、ピストンヘッド(１)にスワール
室(２)を内設し、このスワール室(２)の天井壁(３)にス
ワール室入口(４)を開口し、スワール室入口(４)の開口
周縁部にスキッシュ面(５)を形成し、多孔噴射ノズル
(６)からスワール室(２)の内周面(７)に向けて燃料噴霧
(８)を行うように構成した、ディーゼルエンジンの直接
噴射式燃焼室において、図１(Ｂ)に示すように、スワー
ル室入口(４)の内周面(９)を、スワール室入口(４)の中
心軸線(１０)に向けて突出する円弧面とし、図１(Ａ)に
示すように、シリンダ中心軸線(１１)と平行な向きに見
て、多孔噴射ノズル(６)の噴霧中心点(１２)をシリンダ
中心軸線(１１)から偏倚させるとともに、スワール室
(２)の中心軸線(１３)をシリンダ中心軸線(１１)から多
孔噴射ノズル(６)の噴霧中心点(１２)寄りに偏倚させ
た、ことを特徴とするディーゼルエンジンの直接噴射式
燃焼室。
(Ａ)(Ｂ)に示すように、ピストンヘッド(１)にスワール
室(２)を内設し、このスワール室(２)の天井壁(３)にス
ワール室入口(４)を開口し、スワール室入口(４)の開口
周縁部にスキッシュ面(５)を形成し、多孔噴射ノズル
(６)からスワール室(２)の内周面(７)に向けて燃料噴霧
(８)を行うように構成した、ディーゼルエンジンの直接
噴射式燃焼室において、図１(Ｂ)に示すように、スワー
ル室入口(４)の内周面(９)を、スワール室入口(４)の中
心軸線(１０)に向けて突出する円弧面とし、図１(Ａ)に
示すように、シリンダ中心軸線(１１)と平行な向きに見
て、多孔噴射ノズル(６)の噴霧中心点(１２)をシリンダ
中心軸線(１１)から偏倚させるとともに、スワール室
(２)の中心軸線(１３)をシリンダ中心軸線(１１)から多
孔噴射ノズル(６)の噴霧中心点(１２)寄りに偏倚させ
た、ことを特徴とするディーゼルエンジンの直接噴射式
燃焼室。
【００１０】(請求項２の発明)請求項１に記載したディ
ーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室において、噴射燃料
(８)の噴射圧が最大となる時点でも、その噴射軸線がス
ワール室(２)の内周面(７)を向くように構成した、こと
を特徴とするディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室。
ーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室において、噴射燃料
(８)の噴射圧が最大となる時点でも、その噴射軸線がス
ワール室(２)の内周面(７)を向くように構成した、こと
を特徴とするディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室。
【００１１】
【発明の作用及び効果】（請求項１の発明）請求項１の
発明は、次の作用効果を奏する。 《１》 スキッシュ流の発生がスムーズである。 図１(Ｂ)に示すように、ピストンヘッド(１)が上死点に
近づくと、スキッシュ面(５)によってスキッシュ流(１
４)が発生し、これがスワール室入口(４)からスワール
室(２)内に流入する。この発明では、スワール室入口
(４)の内周面(９)が円弧面であるため、スワール室入口
(４)にエッジが形成されず、スキッシュ流(１４)の発生
を邪魔する乱流が発生しにくく、スキッシュ流(１４)の
発生がスムーズである。このため、スキッシュ流(１４)
によるスワール室(２)内での攪拌機能が高く、スワール
室(２)での空気と噴射燃料との混合が良好となり、排煙
濃度を低くすることができる。図３は負荷に対する排煙
濃度を示すグラフであり、実線は図１に示す本発明の実
施形態に係るもの、破線は図４に示す従来技術に係るも
のである。このグラフから明らかなように、本発明は、
負荷の程度に拘らず、排煙濃度の低減機能を有する。
発明は、次の作用効果を奏する。 《１》 スキッシュ流の発生がスムーズである。 図１(Ｂ)に示すように、ピストンヘッド(１)が上死点に
近づくと、スキッシュ面(５)によってスキッシュ流(１
４)が発生し、これがスワール室入口(４)からスワール
室(２)内に流入する。この発明では、スワール室入口
(４)の内周面(９)が円弧面であるため、スワール室入口
(４)にエッジが形成されず、スキッシュ流(１４)の発生
を邪魔する乱流が発生しにくく、スキッシュ流(１４)の
発生がスムーズである。このため、スキッシュ流(１４)
によるスワール室(２)内での攪拌機能が高く、スワール
室(２)での空気と噴射燃料との混合が良好となり、排煙
濃度を低くすることができる。図３は負荷に対する排煙
濃度を示すグラフであり、実線は図１に示す本発明の実
施形態に係るもの、破線は図４に示す従来技術に係るも
のである。このグラフから明らかなように、本発明は、
負荷の程度に拘らず、排煙濃度の低減機能を有する。
【００１２】《２》 スワール室入口の内周面での噴射
燃料の付着量が少ない。 高負荷運転の場合には、燃料噴射期間が長くなるため、
図１(Ｃ)に示すように、ピストンヘッド(１)の下降中、
噴射終了時期の噴霧燃料がスワール室入口(４)の内周面
(９)に衝突することがある。この発明では、スワール室
入口(４)の内周面(９)を、スワール室入口(４)の中心軸
線(１０)に向けて突出する円弧面としているため、衝突
した噴霧燃料が湾曲した内周面(９)を滑りやすい。この
ため、噴霧燃料がスワール室入口(４)の内周面(９)に付
着凝縮することなく、広く拡散する。このため、噴霧燃
料が気化しやすく、これも排煙濃度を低くする要因とな
る。図３のグラフから明らかなように、本発明は、高負
荷運転時の排煙濃度の低減機能が特に高い。
燃料の付着量が少ない。 高負荷運転の場合には、燃料噴射期間が長くなるため、
図１(Ｃ)に示すように、ピストンヘッド(１)の下降中、
噴射終了時期の噴霧燃料がスワール室入口(４)の内周面
(９)に衝突することがある。この発明では、スワール室
入口(４)の内周面(９)を、スワール室入口(４)の中心軸
線(１０)に向けて突出する円弧面としているため、衝突
した噴霧燃料が湾曲した内周面(９)を滑りやすい。この
ため、噴霧燃料がスワール室入口(４)の内周面(９)に付
着凝縮することなく、広く拡散する。このため、噴霧燃
料が気化しやすく、これも排煙濃度を低くする要因とな
る。図３のグラフから明らかなように、本発明は、高負
荷運転時の排煙濃度の低減機能が特に高い。
【００１３】《３》 スワール室入口付近での空気の利
用率が高い。 この発明では、図１(Ｂ)に示すように、スワール室入口
(４)の内周面(９)を、スワール室入口(４)の中心軸線
(１０)に向けて突出する円弧面としているため、図１
(Ｃ)に示すように、高負荷運転時にスワール室入口の内
周面(８)に衝突した噴霧燃料は、スワール室(２)内やス
キッシュ空間(１７)内に跳ね返るだけでなく、スワール
室入口(４)とシリンダヘッド(１８)との間にも跳ね返
る。このため、スワール室(４)付近での空気の利用率が
高く、これも排煙濃度を低くする要因となる。
用率が高い。 この発明では、図１(Ｂ)に示すように、スワール室入口
(４)の内周面(９)を、スワール室入口(４)の中心軸線
(１０)に向けて突出する円弧面としているため、図１
(Ｃ)に示すように、高負荷運転時にスワール室入口の内
周面(８)に衝突した噴霧燃料は、スワール室(２)内やス
キッシュ空間(１７)内に跳ね返るだけでなく、スワール
室入口(４)とシリンダヘッド(１８)との間にも跳ね返
る。このため、スワール室(４)付近での空気の利用率が
高く、これも排煙濃度を低くする要因となる。
【００１４】《４》 ピストンヘッドの耐久性が高い。
スワール室入口(４)にヒートポイントとなるエッジが形
成されないため、ピストンヘッド(１)の耐久性が高い。
成されないため、ピストンヘッド(１)の耐久性が高い。
【００１５】《５》 各噴霧飛行距離の較差を小さくす
ることができる。 本発明では、図１(Ａ)に示すように、シリンダ中心軸線
(１１)と平行な向きに見て、多孔噴射ノズル(６)の噴霧
中心点(１２)をシリンダ中心軸線(１１)から偏倚させる
とともに、スワール室(２)の中心軸線(１３)をシリンダ
中心軸線(１１)から多孔噴射ノズル(６)の噴霧中心点
(１２)寄りに偏倚させたため、多孔噴射ノズル(６)の噴
霧中心点(１２)からスワール室(２)の内周面(７)の各噴
霧衝突部(１９)までの各噴霧飛行距離の較差が小さくな
り、これらを適正距離に近づけることができる。このた
め、各噴霧燃料の油滴がそれぞれ適正な噴霧飛行距離を
経て十分に微細化された後、各噴霧衝突部(１９)に衝突
して跳ね返り、スワール室(２)に拡散し、スワール室
(２)の空気と混合しながら燃焼される。このため、不完
全燃料が起こりにくく、これも排煙濃度を低くする要因
となる。
ることができる。 本発明では、図１(Ａ)に示すように、シリンダ中心軸線
(１１)と平行な向きに見て、多孔噴射ノズル(６)の噴霧
中心点(１２)をシリンダ中心軸線(１１)から偏倚させる
とともに、スワール室(２)の中心軸線(１３)をシリンダ
中心軸線(１１)から多孔噴射ノズル(６)の噴霧中心点
(１２)寄りに偏倚させたため、多孔噴射ノズル(６)の噴
霧中心点(１２)からスワール室(２)の内周面(７)の各噴
霧衝突部(１９)までの各噴霧飛行距離の較差が小さくな
り、これらを適正距離に近づけることができる。このた
め、各噴霧燃料の油滴がそれぞれ適正な噴霧飛行距離を
経て十分に微細化された後、各噴霧衝突部(１９)に衝突
して跳ね返り、スワール室(２)に拡散し、スワール室
(２)の空気と混合しながら燃焼される。このため、不完
全燃料が起こりにくく、これも排煙濃度を低くする要因
となる。
【００１６】(請求項２の発明)請求項２の発明は、請求
項１の発明の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。 《５》 排煙濃度を低くすることができる。 この発明では、噴射量が最大となる時点の噴霧燃料がス
ワール室(２)内に噴霧され、スキッシュ流(１４)及びス
ワール流(２０)に巻き込まれ、スワール室(２)内の空気
に速やかに巻き込まれるため、空気利用率が高く、排煙
濃度を低くすることができる。
項１の発明の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。 《５》 排煙濃度を低くすることができる。 この発明では、噴射量が最大となる時点の噴霧燃料がス
ワール室(２)内に噴霧され、スキッシュ流(１４)及びス
ワール流(２０)に巻き込まれ、スワール室(２)内の空気
に速やかに巻き込まれるため、空気利用率が高く、排煙
濃度を低くすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１から図３は本発明の実施形態を説明
する図で、この実施形態では、縦型の多気筒ディーゼル
エンジンの直接噴射式燃焼室を用いる。
いて説明する。図１から図３は本発明の実施形態を説明
する図で、この実施形態では、縦型の多気筒ディーゼル
エンジンの直接噴射式燃焼室を用いる。
【００１８】このエンジンの構成は、次の通りである。
図２に示すように、シリンダ(２３)内にピストンヘッド
(１)を摺動自在に内嵌し、シリンダ(２３)の上部にシリ
ンダヘッド(１８)を組み付け、シリンダヘッド(１８)に
多孔噴射ノズル(６)を組み付けている。
図２に示すように、シリンダ(２３)内にピストンヘッド
(１)を摺動自在に内嵌し、シリンダ(２３)の上部にシリ
ンダヘッド(１８)を組み付け、シリンダヘッド(１８)に
多孔噴射ノズル(６)を組み付けている。
【００１９】燃焼室の構成は、次の通りである。図１
(Ａ)(Ｂ)に示すように、ピストンヘッド(１)にスワール
室(２)を内設し、このスワール室(２)の天井壁(３)にス
ワール室入口(４)を開口し、スワール室入口(４)の開口
周縁部にスキッシュ面(５)を形成し、多孔噴射ノズル
(６)からスワール室(２)の内周面(７)に向けて燃料噴霧
(８)を行うように構成している。
(Ａ)(Ｂ)に示すように、ピストンヘッド(１)にスワール
室(２)を内設し、このスワール室(２)の天井壁(３)にス
ワール室入口(４)を開口し、スワール室入口(４)の開口
周縁部にスキッシュ面(５)を形成し、多孔噴射ノズル
(６)からスワール室(２)の内周面(７)に向けて燃料噴霧
(８)を行うように構成している。
【００２０】多孔噴射ノズル(６)の構成は、次の通りで
ある。多孔噴射ノズル(６)は、その先端部に５個の噴霧
孔を備え、図１(Ａ)に示すように、シリンダ中心軸線
(１１)と平行な向きに見て、多孔噴射ノズル(６)の噴霧
中心点(１２)をシリンダ中心軸線(１１)から偏倚させて
いる。吸排気弁(２１)(２２)と多孔噴射ノズル(６)との
干渉を避けるためである。
ある。多孔噴射ノズル(６)は、その先端部に５個の噴霧
孔を備え、図１(Ａ)に示すように、シリンダ中心軸線
(１１)と平行な向きに見て、多孔噴射ノズル(６)の噴霧
中心点(１２)をシリンダ中心軸線(１１)から偏倚させて
いる。吸排気弁(２１)(２２)と多孔噴射ノズル(６)との
干渉を避けるためである。
【００２１】燃料噴霧(８)は、圧縮上死点の直前に開始
され、噴霧燃料がスワール室(２)の内周面(７)に衝突す
るようになっている。燃料噴霧(８)が行われる時点で
は、スワール室(２)にスワール空気流(２０)が保持され
ており、噴霧燃料はスワール空気流(２０)による影響
で、スワール空気流(２０)の下流側に吹き流される。こ
のため、図１(Ａ)上、燃料噴霧(８)の飛行方向は湾曲す
る矢印で示した。噴霧燃料の油滴は、飛行する過程で次
第に微細化されながら拡散するため、噴霧燃料は先広が
り状になる。燃料噴霧(８)の噴射圧が最大となる時点で
も、その噴射軸線はスワール室(２)の内周面(７)を向く
ようにしている。なお、スワール室(２)に保持されてい
るスワール空気流(２０)は、吸気行程でスワール式吸気
ポート(図外)から導入されたスワール空気流(２０)が、
圧縮行程でスワール室入口(４)からスワール室(２)に導
入され、スワール室(２)に残留したものである。
され、噴霧燃料がスワール室(２)の内周面(７)に衝突す
るようになっている。燃料噴霧(８)が行われる時点で
は、スワール室(２)にスワール空気流(２０)が保持され
ており、噴霧燃料はスワール空気流(２０)による影響
で、スワール空気流(２０)の下流側に吹き流される。こ
のため、図１(Ａ)上、燃料噴霧(８)の飛行方向は湾曲す
る矢印で示した。噴霧燃料の油滴は、飛行する過程で次
第に微細化されながら拡散するため、噴霧燃料は先広が
り状になる。燃料噴霧(８)の噴射圧が最大となる時点で
も、その噴射軸線はスワール室(２)の内周面(７)を向く
ようにしている。なお、スワール室(２)に保持されてい
るスワール空気流(２０)は、吸気行程でスワール式吸気
ポート(図外)から導入されたスワール空気流(２０)が、
圧縮行程でスワール室入口(４)からスワール室(２)に導
入され、スワール室(２)に残留したものである。
【００２２】スワール室(２)の構成は、次の通りであ
る。スワール室(２)は、その内底面(２４)の中央部から
スワール室(２)の中心軸線(１３)に沿って隆起する突起
(２５)を備えている。このため、スワール室(２)は、円
環状に形成されている。突起(２５)は、スワール空気流
(２０)の作用しないスワール室(２)の中心部の容積を埋
め、スワール室(２)の有効容積を確保するためのもので
ある。スワール室(２)の中心軸線(１３)は、シリンダ中
心軸線(１１)から多孔噴射ノズル(６)の噴霧中心点(１
２)寄りに偏倚させている。スワール室(２)の中心軸線
(１３)は、シリンダ中心軸線(１１)と平行な向きに形成
されている。
る。スワール室(２)は、その内底面(２４)の中央部から
スワール室(２)の中心軸線(１３)に沿って隆起する突起
(２５)を備えている。このため、スワール室(２)は、円
環状に形成されている。突起(２５)は、スワール空気流
(２０)の作用しないスワール室(２)の中心部の容積を埋
め、スワール室(２)の有効容積を確保するためのもので
ある。スワール室(２)の中心軸線(１３)は、シリンダ中
心軸線(１１)から多孔噴射ノズル(６)の噴霧中心点(１
２)寄りに偏倚させている。スワール室(２)の中心軸線
(１３)は、シリンダ中心軸線(１１)と平行な向きに形成
されている。
【００２３】スワール室入口(４)の構成は、次の通りで
ある。図１(Ａ)に示すように、シリンダ中心軸線(１１)
と平行な向きに見て、スワール室入口(４)を円形に形成
し、このスワール入口(４)の中心軸線(１０)は、スワー
ル室(２)の中心軸線(１３)と一致させている。スワール
入口(４)の内周面(９)は、スワール室入口(４)の中心軸
線(１０)に向けて突出する円弧面としている。このスワ
ール入口(４)の内周面(９)で、スワール室(２)の傾斜状
の内周面(７)とスキッシュ面(５)とを連続させている。
ある。図１(Ａ)に示すように、シリンダ中心軸線(１１)
と平行な向きに見て、スワール室入口(４)を円形に形成
し、このスワール入口(４)の中心軸線(１０)は、スワー
ル室(２)の中心軸線(１３)と一致させている。スワール
入口(４)の内周面(９)は、スワール室入口(４)の中心軸
線(１０)に向けて突出する円弧面としている。このスワ
ール入口(４)の内周面(９)で、スワール室(２)の傾斜状
の内周面(７)とスキッシュ面(５)とを連続させている。
【００２４】この実施形態の機能は、次の通りである。
図３は負荷に対する排煙濃度を示すグラフであり、実線
は図１に示す本発明の実施形態に係るもの、破線は図４
に示す従来技術に係るものである。このグラフから明ら
かなように、本発明の実施形態は、負荷の程度に拘ら
ず、排煙濃度の低減機能を有し、特に高負荷運転時には
その機能が高い。
図３は負荷に対する排煙濃度を示すグラフであり、実線
は図１に示す本発明の実施形態に係るもの、破線は図４
に示す従来技術に係るものである。このグラフから明ら
かなように、本発明の実施形態は、負荷の程度に拘ら
ず、排煙濃度の低減機能を有し、特に高負荷運転時には
その機能が高い。
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの直接噴射式
燃焼室の要部を説明する図で、図１(Ａ)はスワール室入
口とその周辺部分の平面図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−
Ｂ線断面図、図１(Ｃ)は図１(Ｂ)の一部拡大図である。
燃焼室の要部を説明する図で、図１(Ａ)はスワール室入
口とその周辺部分の平面図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−
Ｂ線断面図、図１(Ｃ)は図１(Ｂ)の一部拡大図である。
【図２】図１の燃焼室の縦断面図である。
【図３】負荷に対する排煙濃度のグラフである。
【図４】従来技術に係るエンジンの直接噴射式燃焼室の
要部を説明する図で、図４(Ａ)はスワール室入口とその
周辺部分の平面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のＢ−Ｂ線断面
図、図４(Ｃ)は図４(Ｂ)の一部拡大図である。
要部を説明する図で、図４(Ａ)はスワール室入口とその
周辺部分の平面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のＢ−Ｂ線断面
図、図４(Ｃ)は図４(Ｂ)の一部拡大図である。
(１)…ピストンヘッド、(２)…スワール室、(３)…天井
壁、(４)…スワール室入口、(５)…スキッシュ面、(６)
…多孔噴射ノズル、(７)…スワール室の内周面、(８)…
燃料噴霧、(９)…スワール室入口の内周面、(１０)…ス
ワール室入口の中心軸線、(１１)…シリンダ中心軸線、
(１２)…噴霧中心点。
壁、(４)…スワール室入口、(５)…スキッシュ面、(６)
…多孔噴射ノズル、(７)…スワール室の内周面、(８)…
燃料噴霧、(９)…スワール室入口の内周面、(１０)…ス
ワール室入口の中心軸線、(１１)…シリンダ中心軸線、
(１２)…噴霧中心点。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｂ 23/00 Ｆ０２Ｂ 23/00 Ｔ
Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｆ０２Ｆ 3/26 Ａ
Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０Ａ
61/18 ３２０ 61/18 ３２０Ｚ
(72)発明者 川本 祐彦
大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク
ボタ堺臨海工場内
(72)発明者 吉井 理
大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク
ボタ堺臨海工場内
Ｆターム(参考） 3G023 AA04 AA12 AB05 AC05 AD02
AD06 AD29
3G066 AA07 AB02 AD12 BA24 CC26
CC31
Claims (2)
- 【請求項１】 ピストンヘッド(１)にスワール室(２)を
内設し、このスワール室(２)の天井壁(３)にスワール室
入口(４)を開口し、スワール室入口(４)の開口周縁部に
スキッシュ面(５)を形成し、多孔噴射ノズル(６)からス
ワール室(２)の内周面(７)に向けて燃料噴霧(８)を行う
ように構成した、ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼
室において、 スワール室入口(４)の内周面(９)を、スワール室入口
(４)の中心軸線(１０)に向けて突出する円弧面とし、 シリンダ中心軸線(１１)と平行な向きに見て、多孔噴射
ノズル(６)の噴霧中心点(１２)をシリンダ中心軸線(１
１)から偏倚させるとともに、スワール室(２)の中心軸
線(１３)をシリンダ中心軸線(１１)から多孔噴射ノズル
(６)の噴霧中心点(１２)寄りに偏倚させた、ことを特徴
とするディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室。 - 【請求項２】 請求項１に記載したディーゼルエンジン
の直接噴射式燃焼室において、 噴射燃料(８)の噴射圧が最大となる時点でも、その噴射
軸線がスワール室(２)の内周面(７)を向くように構成し
た、ことを特徴とするディーゼルエンジンの直接噴射式
燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243078A JP2003056348A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243078A JP2003056348A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003056348A true JP2003056348A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19073235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243078A Pending JP2003056348A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003056348A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010121483A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Mazda Motor Corp | ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001243078A patent/JP2003056348A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010121483A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Mazda Motor Corp | ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061019 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061031 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061225 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070417 |