JP2004190573A - エンジンの燃焼室 - Google Patents
エンジンの燃焼室 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004190573A JP2004190573A JP2002359300A JP2002359300A JP2004190573A JP 2004190573 A JP2004190573 A JP 2004190573A JP 2002359300 A JP2002359300 A JP 2002359300A JP 2002359300 A JP2002359300 A JP 2002359300A JP 2004190573 A JP2004190573 A JP 2004190573A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recess
- cavity
- injection nozzle
- combustion chamber
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
-
- 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
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
-
- 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
- F02B23/0678—Unconventional, complex or non-rotationally symmetrical shapes of the combustion space, e.g. flower like, having special shapes related to the orientation of the fuel spray jets
- F02B23/0693—Unconventional, complex or non-rotationally symmetrical shapes of the combustion space, e.g. flower like, having special shapes related to the orientation of the fuel spray jets the combustion space consisting of step-wise widened multiple zones of different depth
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
【課題】段付き形状の燃焼室を有効に活用して燃焼効率を高め、特に、窒素酸化物を低減することを目的とする。
【解決手段】直噴式ディーゼルエンジンのピストン１頂面にキャビティ２を設け、ピストン１中心上方に燃料噴射ノズル７を配置し、該燃料噴射ノズル７よりキャビティ２へ噴射する構成において、前記キャビティ２を少なくとも上下方向二段階に凹部２１・２２を形成して設け、下から二段目の凹部２１の底面に下方へ凹む窪み２１ｂを形成し、下から一段目の凹部２２を径方向外側へ拡開して窪み２２ｂを形成し、該窪み２２ｂの上部に垂直面２２ｃを形成した。
【選択図】 図２
【解決手段】直噴式ディーゼルエンジンのピストン１頂面にキャビティ２を設け、ピストン１中心上方に燃料噴射ノズル７を配置し、該燃料噴射ノズル７よりキャビティ２へ噴射する構成において、前記キャビティ２を少なくとも上下方向二段階に凹部２１・２２を形成して設け、下から二段目の凹部２１の底面に下方へ凹む窪み２１ｂを形成し、下から一段目の凹部２２を径方向外側へ拡開して窪み２２ｂを形成し、該窪み２２ｂの上部に垂直面２２ｃを形成した。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設けて構成した燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室において、ピストン頂面にキャビティを設けて燃焼室を構成し、該燃焼室内部に噴射ノズルの噴出部が臨むように配置し、スワール及びスキッシュ等の空気流動を積極的に利用して、噴射ノズルから噴射した噴霧を燃焼室の壁面に衝突させて拡散し、燃料を空気と混合させて燃焼するように構成していた。
このような燃焼室にあっては、広範囲に燃料を拡散して空気の利用効率を高め、燃費の向上やスモークの低減を図るために、燃料噴射ノズルに複数の噴口を設けて噴霧の数を増やし、キャビティの側壁へ向けて放射状に、かつ、上下方向で千鳥状に噴射を行ったり、キャビティの側壁を段付き形状に形成したりしている。例えば、特許文献１に示す技術では、キャビティの形状は、キャビティの開口部が絞られて下側に向かうにつれてシリンダ半径方向外側へと拡径された形状のリエントラント型とされており、該開口部付近の内面に複数の円弧条部が設けられて段付き形状の燃焼室が構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３２５６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に示す技術のように、キャビティの開口部の面積が狭い場合、熱負荷が増大して耐久性に問題が生じていた。そこで、耐久性が重要となる場合には、キャビティの開口部の面積を大きくすることにより、熱負荷の低減が図られている。そして、開口部の面積を大きくする手段として、例えば、ピストン頂面にキャビティとともにバルブリセスが設けられている。
しかし、現状においては、バルブリセスを燃焼室として利用し、十分な燃焼を行うことや、段付き形状の燃焼室を有効に活用することができておらず、最適な燃焼室の形状が依然として特定されていない。そのため、燃焼室の形状を特定するために実験が繰り返されて、開発期間が長期化する傾向がある。
そこで、本発明は、段付き形状の燃焼室を有効に活用して燃焼効率を高め、特に、窒素酸化物を低減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該窪みの上部に垂直面を形成したものである。
【０００７】
請求項２においては、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該拡開する角度を−２５度〜０度とし、該窪みの上部に垂直面を形成したものである。
【０００８】
請求項３においては、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該拡開する角度を−２５度〜０度とし、該窪みの上部に垂直面を形成し、前記燃料噴射ノズルより、スワール始端側のバルブリセス側壁へ燃料を噴射する範囲を、隣接するバルブリセス中心間角度θＢｖの１／４に構成したものである。
【０００９】
請求項４においては、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面キャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該窪みの曲率半径をＤ（シリンダ半径）／２４以上とし、該窪みの上部に垂直面を形成し、下から一段目の凹部底面とキャビティ中央に形成した突部の突部面との間の角部の曲率半径をＤ／６０以上としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る燃焼室の側面断面図、図２は図１における要部拡大断面図、図３は燃焼室の平面図である。
【００１１】
本発明の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室について図１乃至図３により説明する。
直噴式ディーゼルエンジンにおいて、シリンダ１０に摺動自在に嵌合するピストン１の頂面に、キャビティ２及びバルブリセス３が設けられており、該キャビティ２がピストン頂面１ａの中央部に、バルブリセス３が外周部に配置され、ピストン１の平面視中心上方に配置された燃料噴射ノズル７より燃料をキャビティ２へ噴射するように構成されている。該キャビティ２が上下方向周囲から中央に二段階に深く凹部２１・２２を形成して設けられるとともに、バルブリセス３と連続的に形成されて、ピストン頂面１ａに向かうにつれて径が広く、かつ、浅くなる段付き形状の燃焼室５が形成されている。
【００１２】
該燃焼室５においては、スワール２０が吸気工程で吸気ポート２８からシリンダ１０内に導入された吸気により形成されるとともに、スキッシュがピストン頂面によりキャビティ２内に形成され、該スワール２０とスキッシュを利用して燃焼室５内で空気と燃料との混合が行われる。
【００１３】
また、前記キャビティ２の底面中央には上方へ膨出する突部６が形成されており、該突部６の上方において、図示せぬシリンダヘッドから前記噴射ノズル７が燃焼室５内に突出されている。該噴射ノズル７の下端部には、複数の噴口がノズル軸心を中心にして略等間隔に配設され、それぞれの噴口が上下に千鳥状に配置されて、燃焼室５の壁面に向けて放射状に噴射を行うように構成されている。本実施例では、図３における平面視において９０度の範囲で、三つに噴射され、合計噴射ノズル７から１２個噴射される。１／４の範囲で説明すると、第一噴霧４１は平面視でバルブリセス３の側壁３ａのスワール前側に噴射され、側面視で下から二段目の凹部２１の上部からバルブリセス３に向かって噴射される。第二噴霧４２は平面視でバルブリセス３中心より若干スワール後側で、側面視で凹部２１の側壁面に向かって噴射される。第三噴霧４３は平面視で第二噴霧４２の下方側で、側面視で下側の第一段の凹部２２の側壁面に向かって噴射される。
【００１４】
図２に示すように、前記燃焼室５は、噴射ノズル７を中心として広がる第一燃焼室５ａと第二燃焼室５ｂで構成される。第一燃焼室５ａは図２の断面視において、噴射ノズル７の噴射中心Ｏ１と、下部（下から一段目）の凹部２２と下から二段目の凹部２１の境界部分を結ぶ線から上方のキャビティ２内の空間としている。つまり、バルブリセス３の空間と下から二段目の凹部２２と噴射ノズル７の中心Ｏ１とピストン頂面の間の空間を加えた空間を第一燃焼室５ａとしている。該第一燃焼室５ａの下方の空間を第二燃焼室５ｂとしている。つまり、図２の断面視において、噴射ノズル７の噴射中心Ｏ１と、下部（下から一段目）の凹部２２と下から二段目の凹部２１の境界部分を結ぶ線から下方のキャビティ２内の空間を第二燃焼室５ｂとしている。
【００１５】
前記第一燃焼室５ａにおいて、前記バルブリセス３は吸気バルブ用のバルブリセスと排気バルブ用のバルブリセスを有し、ピストン頂面１ａの外周部に設けられ、本実施例では左右対称に９０度毎に、それぞれ吸気及び排気用に二つずつ配置されている。該バルブリセス３の側壁３ａは、図３に示すように、平面視でピストン中心側が拡開する形状に形成されて、噴射ノズル７から噴射される燃料をバルブリセス側壁３ａに沿って径方向外側へ拡散させる。ここで、燃料はバルブリセス側壁３ａのスワール始端側に向けて噴射されるものであり（第一噴霧４１）、この第一噴霧４１の噴射する範囲を、隣接するバルブリセス中心間角度θＢｖの略１／４に構成している。これによって、スワール２０を利用して燃料の拡散を助長することが可能となる。こうして、噴射ノズル７から噴射された燃料が、バルブリセス側壁３ａに衝突すると、図３の矢印に示す如く、燃料はバルブリセス３で拡散されて隅々まで行き渡り、燃料と空気との混合が促進される。
【００１６】
また、バルブリセス３の側壁３ａは、図２に示すように、側面視で垂直方向（ピストンの軸心線と平行）から外側へ開くように傾斜角度θ１だけ傾斜されている。該傾斜角度θ１は、３度〜１５度の範囲内の値としている。よって上外方向へ拡散される。また、ピストン外周上の頂面１ａは、ピストン中心側へ向けて下がるように傾斜され、該ピストン頂面１ａ（ピストンの軸心線と直角方向）から中心下方へさがる傾斜角度θ２が１度〜３度の範囲内の値となるように形成されている。そして、該バルブリセス側壁３ａとピストン頂面１ａとの間の角部３１が円弧状の曲面に形成され、該角部３１の曲率半径の値が、シリンダ半径Ｄとすると、Ｄ／６０以上の値となるように構成されている。以下、シリンダ半径をＤとする。
また、該バルブリセス側壁３ａとバルブリセス底面３ｂとの間の角部３２も円弧状の曲面に形成され、該角部３２の曲率半径の値が、Ｄ／６０以上となるように構成されている。
このようにして、噴射ノズル７か噴射された燃料が、燃焼室５内からシリンダ径外側の燃焼への関わりが小さい領域へと巻き込まれるのを防止している。
【００１７】
また、前記バルブリセス底面３ｂは、シリンダ径方向外側へ傾斜角度θ３だけ上がる傾斜面に形成されている。該傾斜角度θ３は、１度〜３度の範囲内の値としている。そして、該バルブリセス底面３ｂと、下から二段目の凹部２１の側壁２１ａとの間の角部３３が円弧状の曲面に形成され、該角部３３の曲率半径の値が、Ｄ／６０以上となるように構成されている。
これにより、噴射ノズル７から噴射された燃料が、二段目の凹部の側壁２１ａに衝突したのち、角部３３に沿って流れて拡散されてバルブリセス３の隅々まで行き渡り、燃料と空気との混合が促進される。
【００１８】
また、下から二段目の凹部２１の側壁２１ａは、側面視で、垂直方向から外側へ開くように傾斜角度θ４だけ傾斜されている。該傾斜角度θ４は、３度〜１０度の範囲内の値としている。よって、前記噴射ノズル７から噴射される燃料の壁面までの到達距離が延長されるとともに、壁面に衝突した燃料が拡散されて、第一燃焼室５ａ内の隅々まで行き渡り、燃料と空気の混合が促進される。
一方、下から二段目の凹部２１の水平部における底面には下方へ凹む窪み２１ｂが形成されている。このような構成において、噴射ノズル７から噴射された燃料が、二段目の凹部２１の側壁２１ａに衝突して該側壁２１ａに沿って下方に流れ、該窪み２１ｂに達すると、燃料は図２の矢印に示す如く、シリンダ中心下方側に拡散されるので、噴霧同士の衝突を減少させることができるとともに、燃料の拡散効果を増大させることができる。したがって、燃料噴射ノズル７から下から二段目の凹部２１に噴射される燃料が異なる方向へ噴射される燃料と混合して重複するのを妨げて、燃焼が悪化するのを防止することができる。
【００１９】
また、第二燃焼室５ｂにおいては、下から一段目の凹部２２の側壁２２ａの上下中央から下方にシリンダ径方向下外側へ拡開して窪み２２ｂを設け、該窪み２２ｂの曲率半径の値をＤ／２４以上の値とするとともに、該側壁２２ａの径方向外側へ拡開する角度θ５を−２５度〜０度の範囲内の値としている。
これにより、噴射ノズル７から一段目の凹部２２の側壁２２ａに向けて噴射される燃料の壁面までの到達距離を延長させることができるとともに、スキャッシュ効果を増大させることができる。また、該窪み２２ｂにより、側壁２２ａに達した燃料は、図２の矢印に示す如く、ピストン中心側に拡散されるため、噴霧同士の衝突を減少させることができる。
【００２０】
さらに、前記下から一段目の凹部２２の側壁２２ａにおいて、窪み２２ｂ上部には垂直面２２ｃが形成され、スキャッシュ効果の増大が図られているが、該垂直面２２ｃの長さを長くするほど、スキャッシュ効果を更に増大させることができる。
【００２１】
また、下から一段目の凹部２２の外周側の底面には水平部２２ｄが形成されており、該水平部２２ｄにおいて、噴射した燃料の蒸発を促進させるように構成されている。
【００２２】
また、前記キャビティ２の底面中央に上方に盛り上がるように形成された突部６は、その中心部が最も高く、シリンダ径方向外側へ下がるように略円錐形状に形成されている。該突部６の上端６ａは断面視で円弧状の曲面に形成され、該上端６ａの曲率半径の値がＤ／２４以上の値となるように形成されている。そのため、燃焼室５内において、噴霧流がスムースに流れて噴霧同士の衝突が防止される。
また、該突部６における上端６ａから外周方向に下がる斜面と前記下から一段目の凹部２１の底面（水平部２２ｄ）から前記上端６ａに向かって上がる斜面とが交差する部分の角部３４は断面視円弧状の曲面に形成され、該角部３４の曲率半径の値をＤ／６０以上の値とし、該突部２６の斜面中途部に形成される前記角部３４両側の斜面の折れ曲がり角度θ６を９０度〜１４５度の範囲内の値としている。これにより、空気と混合された燃料の噴霧流が斜面に沿って流れて、噴射ノズル７付近へ巻き込まれるのを防止することができる。
【００２３】
また、前記下から一段目の凹部２２（第二燃焼室５ｂ）の燃焼室容積Ｖｓと、下から二段目の凹部２１（第一燃焼室５ａ）より上方の燃焼室容積（第一燃焼室５ａの容積Ｖｍ＋バルブリセスの容積Ｖｖ）の比と、燃料噴射ノズル７の下から一段目の凹部２２（第二燃焼室５ｂ）への噴口面積（第三噴霧４３の吐出面積）Ａｓと、下から二段目の凹部２１（第一燃焼室５ａ）より上方への噴口面積（第二噴霧４２の吐出面積Ａｍ＋第一噴霧４１の吐出面積Ａｖ）の比との関係が次式となるように設定され、燃焼室５の燃焼室容積と燃料噴射ノズル７の噴口面積が容易に決定されている。
（Ａｍ＋Ａｖ）／Ａｓ＝（１．５〜２．５）（Ｖｍ＋Ｖｖ）／Ｖｓ
したがって、燃焼室５の容積、又は噴射ノズル７の噴口径を容易に決定することができるので、従来のように実験を繰り返して燃焼室の形状を決定する必要がなく、開発期間の短縮を図ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２５】
即ち、請求項１に示す如く、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該窪みの上部に垂直面を形成したので、
噴射された燃料を凹部で拡散することができる。また、噴射ノズルから噴射される燃料のキャビティ内の噴霧到達距離を延長できるとともに、スキッシュ効果が増大する。さらに、噴霧同士の衝突を防止することができる。よって、段付き形状の燃焼室が有効に活用されて、空気と燃料との混合が促進され、燃焼効率が高まる。
また、特に、窒素酸化物の発生量を減少させることができる。
【００２６】
請求項２に示す如く、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該拡開する角度を−２５度〜０度とし、該窪みの上部に垂直面を形成したので、
噴射された燃料を凹部で拡散することができる。噴射ノズルから噴射される燃料のキャビティ内の噴霧到達距離を延長できるとともに、スキッシュ効果が増大し、下から一段目の凹部への拡散を助長できる。さらに、噴霧同士の衝突を防止することができる。よって、段付き形状の燃焼室が有効に活用されて、空気と燃料との混合が促進され、燃焼効率が高まる。
また、特に、窒素酸化物の発生量を減少させることができる。
【００２７】
請求項３に示す如く、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該拡開する角度を−２５度〜０度とし、該窪みの上部に垂直面を形成し、前記燃料噴射ノズルより、スワール始端側のバルブリセス側壁へ燃料を噴射する範囲を、隣接するバルブリセス中心間角度θＢｖの１／４に構成したので、
噴射された燃料を凹部で拡散することができる。噴射ノズルから噴射される燃料のキャビティ内の噴霧到達距離を延長できるとともに、噴霧同士の衝突を防止することができる。また、スキッシュ効果が増大し、下から一段目の凹部への拡散を助長できる。さらに、バルブリセス壁面を利用して燃料の拡散を助長することもできる。よって、段付き形状の燃焼室が有効に活用されて、空気と燃料との混合が促進され、燃焼効率が高まる。
この結果、特に、窒素酸化物の発生量を減少させることができる。
【００２８】
請求項４に示す如く、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面キャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該窪みの曲率半径をＤ（シリンダ半径）／２４以上とし、該窪みの上部に垂直面を形成し、下から一段目の凹部底面とキャビティ中央に形成した突部の突部面との間の角部の曲率半径をＤ／６０以上としたので、
スキッシュ効果が増大し、噴射された燃料を凹部で拡散することができる。また、噴射ノズルからキャビティ側壁までの噴霧到達距離を延長できるとともに、噴霧同士の衝突を防止することができる。さらに、噴射された燃料が燃料噴射ノズル付近に巻き込まれるのを防止することができる。よって、段付き形状の燃焼室が有効に活用されて、空気と燃料との混合が促進され、燃焼効率が高まる。
この結果、特に、窒素酸化物の発生量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼室の側面断面図。
【図２】図１における要部拡大断面図。
【図３】燃焼室の平面図。
【符号の説明】
１ ピストン
２ キャビティ
２１ 下から二段目の凹部
２１ｂ 窪み
２２ 下から一段目の凹部
２２ｂ 窪み
２２ｃ 垂直面
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設けて構成した燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室において、ピストン頂面にキャビティを設けて燃焼室を構成し、該燃焼室内部に噴射ノズルの噴出部が臨むように配置し、スワール及びスキッシュ等の空気流動を積極的に利用して、噴射ノズルから噴射した噴霧を燃焼室の壁面に衝突させて拡散し、燃料を空気と混合させて燃焼するように構成していた。
このような燃焼室にあっては、広範囲に燃料を拡散して空気の利用効率を高め、燃費の向上やスモークの低減を図るために、燃料噴射ノズルに複数の噴口を設けて噴霧の数を増やし、キャビティの側壁へ向けて放射状に、かつ、上下方向で千鳥状に噴射を行ったり、キャビティの側壁を段付き形状に形成したりしている。例えば、特許文献１に示す技術では、キャビティの形状は、キャビティの開口部が絞られて下側に向かうにつれてシリンダ半径方向外側へと拡径された形状のリエントラント型とされており、該開口部付近の内面に複数の円弧条部が設けられて段付き形状の燃焼室が構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３２５６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に示す技術のように、キャビティの開口部の面積が狭い場合、熱負荷が増大して耐久性に問題が生じていた。そこで、耐久性が重要となる場合には、キャビティの開口部の面積を大きくすることにより、熱負荷の低減が図られている。そして、開口部の面積を大きくする手段として、例えば、ピストン頂面にキャビティとともにバルブリセスが設けられている。
しかし、現状においては、バルブリセスを燃焼室として利用し、十分な燃焼を行うことや、段付き形状の燃焼室を有効に活用することができておらず、最適な燃焼室の形状が依然として特定されていない。そのため、燃焼室の形状を特定するために実験が繰り返されて、開発期間が長期化する傾向がある。
そこで、本発明は、段付き形状の燃焼室を有効に活用して燃焼効率を高め、特に、窒素酸化物を低減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該窪みの上部に垂直面を形成したものである。
【０００７】
請求項２においては、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該拡開する角度を−２５度〜０度とし、該窪みの上部に垂直面を形成したものである。
【０００８】
請求項３においては、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該拡開する角度を−２５度〜０度とし、該窪みの上部に垂直面を形成し、前記燃料噴射ノズルより、スワール始端側のバルブリセス側壁へ燃料を噴射する範囲を、隣接するバルブリセス中心間角度θＢｖの１／４に構成したものである。
【０００９】
請求項４においては、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面キャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該窪みの曲率半径をＤ（シリンダ半径）／２４以上とし、該窪みの上部に垂直面を形成し、下から一段目の凹部底面とキャビティ中央に形成した突部の突部面との間の角部の曲率半径をＤ／６０以上としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る燃焼室の側面断面図、図２は図１における要部拡大断面図、図３は燃焼室の平面図である。
【００１１】
本発明の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室について図１乃至図３により説明する。
直噴式ディーゼルエンジンにおいて、シリンダ１０に摺動自在に嵌合するピストン１の頂面に、キャビティ２及びバルブリセス３が設けられており、該キャビティ２がピストン頂面１ａの中央部に、バルブリセス３が外周部に配置され、ピストン１の平面視中心上方に配置された燃料噴射ノズル７より燃料をキャビティ２へ噴射するように構成されている。該キャビティ２が上下方向周囲から中央に二段階に深く凹部２１・２２を形成して設けられるとともに、バルブリセス３と連続的に形成されて、ピストン頂面１ａに向かうにつれて径が広く、かつ、浅くなる段付き形状の燃焼室５が形成されている。
【００１２】
該燃焼室５においては、スワール２０が吸気工程で吸気ポート２８からシリンダ１０内に導入された吸気により形成されるとともに、スキッシュがピストン頂面によりキャビティ２内に形成され、該スワール２０とスキッシュを利用して燃焼室５内で空気と燃料との混合が行われる。
【００１３】
また、前記キャビティ２の底面中央には上方へ膨出する突部６が形成されており、該突部６の上方において、図示せぬシリンダヘッドから前記噴射ノズル７が燃焼室５内に突出されている。該噴射ノズル７の下端部には、複数の噴口がノズル軸心を中心にして略等間隔に配設され、それぞれの噴口が上下に千鳥状に配置されて、燃焼室５の壁面に向けて放射状に噴射を行うように構成されている。本実施例では、図３における平面視において９０度の範囲で、三つに噴射され、合計噴射ノズル７から１２個噴射される。１／４の範囲で説明すると、第一噴霧４１は平面視でバルブリセス３の側壁３ａのスワール前側に噴射され、側面視で下から二段目の凹部２１の上部からバルブリセス３に向かって噴射される。第二噴霧４２は平面視でバルブリセス３中心より若干スワール後側で、側面視で凹部２１の側壁面に向かって噴射される。第三噴霧４３は平面視で第二噴霧４２の下方側で、側面視で下側の第一段の凹部２２の側壁面に向かって噴射される。
【００１４】
図２に示すように、前記燃焼室５は、噴射ノズル７を中心として広がる第一燃焼室５ａと第二燃焼室５ｂで構成される。第一燃焼室５ａは図２の断面視において、噴射ノズル７の噴射中心Ｏ１と、下部（下から一段目）の凹部２２と下から二段目の凹部２１の境界部分を結ぶ線から上方のキャビティ２内の空間としている。つまり、バルブリセス３の空間と下から二段目の凹部２２と噴射ノズル７の中心Ｏ１とピストン頂面の間の空間を加えた空間を第一燃焼室５ａとしている。該第一燃焼室５ａの下方の空間を第二燃焼室５ｂとしている。つまり、図２の断面視において、噴射ノズル７の噴射中心Ｏ１と、下部（下から一段目）の凹部２２と下から二段目の凹部２１の境界部分を結ぶ線から下方のキャビティ２内の空間を第二燃焼室５ｂとしている。
【００１５】
前記第一燃焼室５ａにおいて、前記バルブリセス３は吸気バルブ用のバルブリセスと排気バルブ用のバルブリセスを有し、ピストン頂面１ａの外周部に設けられ、本実施例では左右対称に９０度毎に、それぞれ吸気及び排気用に二つずつ配置されている。該バルブリセス３の側壁３ａは、図３に示すように、平面視でピストン中心側が拡開する形状に形成されて、噴射ノズル７から噴射される燃料をバルブリセス側壁３ａに沿って径方向外側へ拡散させる。ここで、燃料はバルブリセス側壁３ａのスワール始端側に向けて噴射されるものであり（第一噴霧４１）、この第一噴霧４１の噴射する範囲を、隣接するバルブリセス中心間角度θＢｖの略１／４に構成している。これによって、スワール２０を利用して燃料の拡散を助長することが可能となる。こうして、噴射ノズル７から噴射された燃料が、バルブリセス側壁３ａに衝突すると、図３の矢印に示す如く、燃料はバルブリセス３で拡散されて隅々まで行き渡り、燃料と空気との混合が促進される。
【００１６】
また、バルブリセス３の側壁３ａは、図２に示すように、側面視で垂直方向（ピストンの軸心線と平行）から外側へ開くように傾斜角度θ１だけ傾斜されている。該傾斜角度θ１は、３度〜１５度の範囲内の値としている。よって上外方向へ拡散される。また、ピストン外周上の頂面１ａは、ピストン中心側へ向けて下がるように傾斜され、該ピストン頂面１ａ（ピストンの軸心線と直角方向）から中心下方へさがる傾斜角度θ２が１度〜３度の範囲内の値となるように形成されている。そして、該バルブリセス側壁３ａとピストン頂面１ａとの間の角部３１が円弧状の曲面に形成され、該角部３１の曲率半径の値が、シリンダ半径Ｄとすると、Ｄ／６０以上の値となるように構成されている。以下、シリンダ半径をＤとする。
また、該バルブリセス側壁３ａとバルブリセス底面３ｂとの間の角部３２も円弧状の曲面に形成され、該角部３２の曲率半径の値が、Ｄ／６０以上となるように構成されている。
このようにして、噴射ノズル７か噴射された燃料が、燃焼室５内からシリンダ径外側の燃焼への関わりが小さい領域へと巻き込まれるのを防止している。
【００１７】
また、前記バルブリセス底面３ｂは、シリンダ径方向外側へ傾斜角度θ３だけ上がる傾斜面に形成されている。該傾斜角度θ３は、１度〜３度の範囲内の値としている。そして、該バルブリセス底面３ｂと、下から二段目の凹部２１の側壁２１ａとの間の角部３３が円弧状の曲面に形成され、該角部３３の曲率半径の値が、Ｄ／６０以上となるように構成されている。
これにより、噴射ノズル７から噴射された燃料が、二段目の凹部の側壁２１ａに衝突したのち、角部３３に沿って流れて拡散されてバルブリセス３の隅々まで行き渡り、燃料と空気との混合が促進される。
【００１８】
また、下から二段目の凹部２１の側壁２１ａは、側面視で、垂直方向から外側へ開くように傾斜角度θ４だけ傾斜されている。該傾斜角度θ４は、３度〜１０度の範囲内の値としている。よって、前記噴射ノズル７から噴射される燃料の壁面までの到達距離が延長されるとともに、壁面に衝突した燃料が拡散されて、第一燃焼室５ａ内の隅々まで行き渡り、燃料と空気の混合が促進される。
一方、下から二段目の凹部２１の水平部における底面には下方へ凹む窪み２１ｂが形成されている。このような構成において、噴射ノズル７から噴射された燃料が、二段目の凹部２１の側壁２１ａに衝突して該側壁２１ａに沿って下方に流れ、該窪み２１ｂに達すると、燃料は図２の矢印に示す如く、シリンダ中心下方側に拡散されるので、噴霧同士の衝突を減少させることができるとともに、燃料の拡散効果を増大させることができる。したがって、燃料噴射ノズル７から下から二段目の凹部２１に噴射される燃料が異なる方向へ噴射される燃料と混合して重複するのを妨げて、燃焼が悪化するのを防止することができる。
【００１９】
また、第二燃焼室５ｂにおいては、下から一段目の凹部２２の側壁２２ａの上下中央から下方にシリンダ径方向下外側へ拡開して窪み２２ｂを設け、該窪み２２ｂの曲率半径の値をＤ／２４以上の値とするとともに、該側壁２２ａの径方向外側へ拡開する角度θ５を−２５度〜０度の範囲内の値としている。
これにより、噴射ノズル７から一段目の凹部２２の側壁２２ａに向けて噴射される燃料の壁面までの到達距離を延長させることができるとともに、スキャッシュ効果を増大させることができる。また、該窪み２２ｂにより、側壁２２ａに達した燃料は、図２の矢印に示す如く、ピストン中心側に拡散されるため、噴霧同士の衝突を減少させることができる。
【００２０】
さらに、前記下から一段目の凹部２２の側壁２２ａにおいて、窪み２２ｂ上部には垂直面２２ｃが形成され、スキャッシュ効果の増大が図られているが、該垂直面２２ｃの長さを長くするほど、スキャッシュ効果を更に増大させることができる。
【００２１】
また、下から一段目の凹部２２の外周側の底面には水平部２２ｄが形成されており、該水平部２２ｄにおいて、噴射した燃料の蒸発を促進させるように構成されている。
【００２２】
また、前記キャビティ２の底面中央に上方に盛り上がるように形成された突部６は、その中心部が最も高く、シリンダ径方向外側へ下がるように略円錐形状に形成されている。該突部６の上端６ａは断面視で円弧状の曲面に形成され、該上端６ａの曲率半径の値がＤ／２４以上の値となるように形成されている。そのため、燃焼室５内において、噴霧流がスムースに流れて噴霧同士の衝突が防止される。
また、該突部６における上端６ａから外周方向に下がる斜面と前記下から一段目の凹部２１の底面（水平部２２ｄ）から前記上端６ａに向かって上がる斜面とが交差する部分の角部３４は断面視円弧状の曲面に形成され、該角部３４の曲率半径の値をＤ／６０以上の値とし、該突部２６の斜面中途部に形成される前記角部３４両側の斜面の折れ曲がり角度θ６を９０度〜１４５度の範囲内の値としている。これにより、空気と混合された燃料の噴霧流が斜面に沿って流れて、噴射ノズル７付近へ巻き込まれるのを防止することができる。
【００２３】
また、前記下から一段目の凹部２２（第二燃焼室５ｂ）の燃焼室容積Ｖｓと、下から二段目の凹部２１（第一燃焼室５ａ）より上方の燃焼室容積（第一燃焼室５ａの容積Ｖｍ＋バルブリセスの容積Ｖｖ）の比と、燃料噴射ノズル７の下から一段目の凹部２２（第二燃焼室５ｂ）への噴口面積（第三噴霧４３の吐出面積）Ａｓと、下から二段目の凹部２１（第一燃焼室５ａ）より上方への噴口面積（第二噴霧４２の吐出面積Ａｍ＋第一噴霧４１の吐出面積Ａｖ）の比との関係が次式となるように設定され、燃焼室５の燃焼室容積と燃料噴射ノズル７の噴口面積が容易に決定されている。
（Ａｍ＋Ａｖ）／Ａｓ＝（１．５〜２．５）（Ｖｍ＋Ｖｖ）／Ｖｓ
したがって、燃焼室５の容積、又は噴射ノズル７の噴口径を容易に決定することができるので、従来のように実験を繰り返して燃焼室の形状を決定する必要がなく、開発期間の短縮を図ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２５】
即ち、請求項１に示す如く、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該窪みの上部に垂直面を形成したので、
噴射された燃料を凹部で拡散することができる。また、噴射ノズルから噴射される燃料のキャビティ内の噴霧到達距離を延長できるとともに、スキッシュ効果が増大する。さらに、噴霧同士の衝突を防止することができる。よって、段付き形状の燃焼室が有効に活用されて、空気と燃料との混合が促進され、燃焼効率が高まる。
また、特に、窒素酸化物の発生量を減少させることができる。
【００２６】
請求項２に示す如く、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該拡開する角度を−２５度〜０度とし、該窪みの上部に垂直面を形成したので、
噴射された燃料を凹部で拡散することができる。噴射ノズルから噴射される燃料のキャビティ内の噴霧到達距離を延長できるとともに、スキッシュ効果が増大し、下から一段目の凹部への拡散を助長できる。さらに、噴霧同士の衝突を防止することができる。よって、段付き形状の燃焼室が有効に活用されて、空気と燃料との混合が促進され、燃焼効率が高まる。
また、特に、窒素酸化物の発生量を減少させることができる。
【００２７】
請求項３に示す如く、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該拡開する角度を−２５度〜０度とし、該窪みの上部に垂直面を形成し、前記燃料噴射ノズルより、スワール始端側のバルブリセス側壁へ燃料を噴射する範囲を、隣接するバルブリセス中心間角度θＢｖの１／４に構成したので、
噴射された燃料を凹部で拡散することができる。噴射ノズルから噴射される燃料のキャビティ内の噴霧到達距離を延長できるとともに、噴霧同士の衝突を防止することができる。また、スキッシュ効果が増大し、下から一段目の凹部への拡散を助長できる。さらに、バルブリセス壁面を利用して燃料の拡散を助長することもできる。よって、段付き形状の燃焼室が有効に活用されて、空気と燃料との混合が促進され、燃焼効率が高まる。
この結果、特に、窒素酸化物の発生量を減少させることができる。
【００２８】
請求項４に示す如く、直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面キャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、該窪みの曲率半径をＤ（シリンダ半径）／２４以上とし、該窪みの上部に垂直面を形成し、下から一段目の凹部底面とキャビティ中央に形成した突部の突部面との間の角部の曲率半径をＤ／６０以上としたので、
スキッシュ効果が増大し、噴射された燃料を凹部で拡散することができる。また、噴射ノズルからキャビティ側壁までの噴霧到達距離を延長できるとともに、噴霧同士の衝突を防止することができる。さらに、噴射された燃料が燃料噴射ノズル付近に巻き込まれるのを防止することができる。よって、段付き形状の燃焼室が有効に活用されて、空気と燃料との混合が促進され、燃焼効率が高まる。
この結果、特に、窒素酸化物の発生量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼室の側面断面図。
【図２】図１における要部拡大断面図。
【図３】燃焼室の平面図。
【符号の説明】
１ ピストン
２ キャビティ
２１ 下から二段目の凹部
２１ｂ 窪み
２２ 下から一段目の凹部
２２ｂ 窪み
２２ｃ 垂直面
Claims (4)
- 直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、
前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、
下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、
下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、
該窪みの上部に垂直面を形成したことを特徴とするエンジンの燃焼室。 - 直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、
前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、
下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、
下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、
該拡開する角度を−２５度〜０度とし、
該窪みの上部に垂直面を形成したことを特徴とするエンジンの燃焼室。 - 直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面にキャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、
前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、
下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、
下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、
該拡開する角度を−２５度〜０度とし、
該窪みの上部に垂直面を形成し、
前記燃料噴射ノズルより、スワール始端側のバルブリセス側壁へ燃料を噴射する範囲を、隣接するバルブリセス中心間角度θＢｖの１／４に構成したことを特徴とするエンジンの燃焼室。 - 直噴式ディーゼルエンジンのピストン頂面キャビティを設け、ピストン中心上方に燃料噴射ノズルを配置し、該燃料噴射ノズルよりキャビティへ噴射する構成において、
前記キャビティを少なくとも上下方向二段階に凹部を形成して設け、
下から二段目の凹部の底面に下方へ凹む窪みを形成し、
下から一段目の凹部を径方向外側へ拡開して窪みを形成し、
該窪みの曲率半径をＤ（シリンダ半径）／２４以上とし、
該窪みの上部に垂直面を形成し、
下から一段目の凹部底面とキャビティ中央に形成した突部の突部面との間の角部の曲率半径をＤ／６０以上としたことを特徴とするエンジンの燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002359300A JP3984908B2 (ja) | 2002-12-11 | 2002-12-11 | エンジンの燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002359300A JP3984908B2 (ja) | 2002-12-11 | 2002-12-11 | エンジンの燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004190573A true JP2004190573A (ja) | 2004-07-08 |
| JP3984908B2 JP3984908B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=32758739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002359300A Expired - Lifetime JP3984908B2 (ja) | 2002-12-11 | 2002-12-11 | エンジンの燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3984908B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007091389A1 (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Hino Motors, Ltd. | 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
| DE102006008567A1 (de) * | 2006-02-22 | 2007-08-23 | Fev Motorentechnik Gmbh | Brennraummuldengeometrie für Einspritzdüsen mit mehr als einer Düsenlochreihe |
| WO2007128446A1 (de) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Daimler Ag | Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine für ein solches verfahren |
| WO2009112170A1 (de) * | 2008-03-08 | 2009-09-17 | Daimler Ag | Betriebsverfahren für einen kolbenmotor |
| 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 |
| WO2011040892A1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Albayrak, Muzaffer | Combustion chamber of an internal combustion diesel engine |
| WO2015154853A1 (de) * | 2014-04-08 | 2015-10-15 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Kolben für eine brennkraftmaschine |
| US9611806B2 (en) | 2014-11-18 | 2017-04-04 | Caterpillar Inc. | Engine piston |
| DE102017123384A1 (de) | 2016-10-11 | 2018-04-12 | Caterpillar Inc. | Brennraummulde eines kolbens für einen motor |
| EP3486447A1 (de) * | 2017-11-20 | 2019-05-22 | MAN Truck & Bus AG | Kolben, insbesondere für eine hpdi-diesel-gasbrennkraftmaschine |
| JP2020118039A (ja) * | 2019-01-18 | 2020-08-06 | マツダ株式会社 | 圧縮着火エンジン |
| US10837397B2 (en) | 2018-06-28 | 2020-11-17 | Mazda Motor Corporation | Fuel injection control system and fuel injection control method for diesel engine |
| US10865731B2 (en) | 2018-06-28 | 2020-12-15 | Mazda Motor Corporation | Fuel injection control system and fuel injection control method for diesel engine |
| US11454191B2 (en) * | 2018-08-22 | 2022-09-27 | Daimler Ag | Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle, and internal combustion engine for a motor vehicle |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102463187B1 (ko) | 2017-07-28 | 2022-11-03 | 현대자동차 주식회사 | 피스톤 및 이를 포함하는 엔진 |
-
2002
- 2002-12-11 JP JP2002359300A patent/JP3984908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007091389A1 (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Hino Motors, Ltd. | 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
| JP2007211644A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Hino Motors Ltd | 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 |
| US8156927B2 (en) | 2006-02-08 | 2012-04-17 | Hino Motors, Ltd. | Combustion chamber structure for direct injection diesel engine |
| DE102006008567A1 (de) * | 2006-02-22 | 2007-08-23 | Fev Motorentechnik Gmbh | Brennraummuldengeometrie für Einspritzdüsen mit mehr als einer Düsenlochreihe |
| WO2007128446A1 (de) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Daimler Ag | Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine für ein solches verfahren |
| US7942126B2 (en) | 2006-05-04 | 2011-05-17 | Daimler Ag | Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine for such a method |
| CN101460722B (zh) * | 2006-05-04 | 2013-06-12 | 戴姆勒股份公司 | 操作内燃机的方法和适用于该方法的内燃机 |
| WO2009112170A1 (de) * | 2008-03-08 | 2009-09-17 | Daimler Ag | Betriebsverfahren für einen kolbenmotor |
| WO2011040892A1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Albayrak, Muzaffer | Combustion chamber of an internal combustion diesel engine |
| 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 |
| WO2015154853A1 (de) * | 2014-04-08 | 2015-10-15 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Kolben für eine brennkraftmaschine |
| US9611806B2 (en) | 2014-11-18 | 2017-04-04 | Caterpillar Inc. | Engine piston |
| DE102017123384A1 (de) | 2016-10-11 | 2018-04-12 | Caterpillar Inc. | Brennraummulde eines kolbens für einen motor |
| CN107917014A (zh) * | 2016-10-11 | 2018-04-17 | 卡特彼勒公司 | 用于发动机的活塞的燃烧碗 |
| US10113503B2 (en) | 2016-10-11 | 2018-10-30 | Caterpillar Inc. | Combustion bowl of a piston for an engine |
| CN107917014B (zh) * | 2016-10-11 | 2021-07-06 | 卡特彼勒公司 | 用于发动机的活塞的燃烧碗 |
| EP3486447A1 (de) * | 2017-11-20 | 2019-05-22 | MAN Truck & Bus AG | Kolben, insbesondere für eine hpdi-diesel-gasbrennkraftmaschine |
| US10890136B2 (en) | 2017-11-20 | 2021-01-12 | Man Truck & Bus Ag | Piston, in particular for an HPDI diesel/gas internal combustion engine |
| US10837397B2 (en) | 2018-06-28 | 2020-11-17 | Mazda Motor Corporation | Fuel injection control system and fuel injection control method for diesel engine |
| US10865731B2 (en) | 2018-06-28 | 2020-12-15 | Mazda Motor Corporation | Fuel injection control system and fuel injection control method for diesel engine |
| US11454191B2 (en) * | 2018-08-22 | 2022-09-27 | Daimler Ag | Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle, and internal combustion engine for a motor vehicle |
| JP2020118039A (ja) * | 2019-01-18 | 2020-08-06 | マツダ株式会社 | 圧縮着火エンジン |
| JP7047785B2 (ja) | 2019-01-18 | 2022-04-05 | マツダ株式会社 | 圧縮着火エンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3984908B2 (ja) | 2007-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4002823B2 (ja) | エンジンの燃焼室 | |
| JP2004190573A (ja) | エンジンの燃焼室 | |
| KR100588315B1 (ko) | 직접분사식 디젤엔진의 연소시스템 | |
| EP2039905B1 (en) | Fuel direct-injection diesel engine | |
| US8627798B2 (en) | Direct fuel-injection engine | |
| JP5589453B2 (ja) | ディーゼルエンジンの燃焼室 | |
| JP2013160186A (ja) | 内燃機関のピストン燃焼室構造 | |
| JP3940230B2 (ja) | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 | |
| JP2006022781A (ja) | 直接燃料噴射式ディーゼル機関 | |
| JP6515941B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
| JP6508238B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
| JP2002122024A (ja) | ピストンの燃焼室 | |
| JP2008267155A (ja) | ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 | |
| JP6508239B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
| KR20200069920A (ko) | 엔진의 피스톤 연소실구조 | |
| JPH10184362A (ja) | 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室 | |
| JPH07208170A (ja) | 副室式エンジンにおける副室構造 | |
| JPH04292525A (ja) | 直噴式内燃機関 | |
| JPH1082323A (ja) | ディーゼルエンジンの燃焼室 | |
| JP5418315B2 (ja) | ディーゼルエンジンの燃焼室 | |
| JP7403405B2 (ja) | ディーゼルエンジン | |
| JP6515943B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
| JP2001115844A (ja) | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 | |
| JP6519603B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
| JP2001214742A (ja) | ディーゼルエンジンの直噴式燃焼室 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050223 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070621 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070703 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070709 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |