JP2007138862A - 内燃機関 - Google Patents

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Yoshimasa Watanabe
義正 渡辺
Tatsumi Furukubo
辰巳 古久保
Kazuhiko Shiratani
和彦 白谷
Takafumi Yamada
貴文 山田
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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Abstract

【課題】燃料噴射弁へのデポジットの堆積を阻止する。
【解決手段】シリンダヘッド５の内壁面５ａの中心部に燃料噴射弁７が配置される。ピストン３の頂面３ａ上にキャビティ４が形成されており、このキャビティ４の中心軸線ｍをシリンダの中心軸線ｎに対し傾斜させることによって、シリンダ２の中心軸線ｎに対して傾斜した旋回軸線回りを旋回するスワール流ＳＷを燃焼室６内に発生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関に関する。
シリンダヘッド内壁面の一側に吸気弁を配置すると共にシリンダヘッド内壁面の他側に排気弁を配置し、シリンダヘッド内壁面の中心部に燃焼室内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁を配置した内燃機関が公知である（例えば特許文献１を参照）。このように燃焼室内に燃料噴射弁を配置すると燃料噴射弁の噴孔周りには必ずと言っていいほど火山状をなすデポジットが堆積する。デポジットが堆積するとこのデポジットによって噴孔からの噴射燃料の微粒化が損なわれ、その結果未燃ＨＣの発生量が増大したり、スモークが発生するといった問題が生ずる。従ってデポジットが堆積しないように何らかの手段を講ずることが必要となる。
特開平５−２９６０４７号公報
ところでデポジットは燃料噴射弁の先端部に付着した燃料が炭化することにより生成される。従って燃料噴射弁の先端部に付着した燃料を炭化する前に燃料噴射弁の先端部から滑り落すことができればデポジットが堆積するのを阻止できることになる。この場合、撥油性の薄膜でもって燃料噴射弁の先端部を覆うと付着燃料が滑り落ちやすくなることが知られている。ただし、この場合付着燃料を滑り落とすためには燃料噴射弁の先端部に高速のガス流を発生させ、この高速のガス流を付着燃料に吹き当てることが必要となる。
しかしながら上述のようにシリンダヘッドの中心部に燃料噴射弁が配置されている場合には燃料噴射弁の先端部周りはよどみ点となり、燃料噴射弁の先端部周りを高速でガスが流れないために燃料噴射弁の先端部に付着した燃料を滑り落すことができない。そのために燃料噴射弁の先端部にデポジットが堆積してしまうという問題がある。
上記問題点を解決するために本発明によれば、シリンダヘッド内壁面の中心部に燃料噴射弁を配置し、シリンダの中心軸線に対して傾斜した旋回軸線回りを旋回するスワール流を燃焼室内に発生させるようにしている。
噴孔上を吸入空気が流動せしめられるので付着燃料を滑り落すことができる。
図１は圧縮着火式内燃機関の燃焼室周りの縦断面図を示しており、図２は図１の底面図を示している。
図１および図２を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリンダ、３はシリンダ２内を往復動するピストン、４はピストン３の平坦な頂面３ａ上に形成されたキャビティ、５はシリンダヘッド、６はピストン３の平坦な頂面３ａとシリンダヘッド５の平坦な内壁面５ａ間に形成された燃焼室、７はシリンダヘッド５の内壁面５ａの中心部に配置された燃料噴射弁、８は一対の吸気弁、９は一対の排気弁、１０は吸気ポート、１１は排気ポートを夫々示す。燃料噴射弁７は噴孔が形成されている先端部７ａを有し、この先端部７ａは撥油性の膜で覆われている。
吸気ポート１０は燃焼室６内に流入する吸入空気に対して旋回力を与えることのできる、例えばヘリカルポートからなり、従って吸入空気は吸気行程時に旋回しつつ燃焼室４内に流入する。次いで吸入空気はキャビティ４の内周面に沿って旋回し、その結果燃焼室６内には図１においてＳＷで示されるようにキャビティ４の中心軸線ｍの回りを旋回するスワール流が発生せしめられる。なお、キャビティ４の内周面の形状は強力なスワール流を発生しうるように中心軸線ｍ回りの回転体をなしている。
さて、図１に示される実施例ではキャビティ４の中心軸線ｍはシリンダ２の中心軸線ｎに対して若干傾斜しており、シリンダヘッド５の内壁面５ａおよびピストン３の頂面３ａはキャビティ４の中心軸線ｍに対して垂直をなしている。この場合、前述したように生成されるスワール流ＳＷはキャビティ４の中心軸線ｍ回りを旋回する。従ってシリンダヘッド５の内壁面５ａの近くでは燃料噴射弁７の先端部７ａの位置はキャビティ４の中心軸線ｍから、即ちスワール流ＳＷの旋回中心からずれることになる。
このように燃料噴射弁７の先端部７ａの位置がスワール流ＳＷの旋回中心からずれていると旋回している吸入空気が燃料噴射弁７の先端部７ａの周りを高速で流れることになる。その結果、燃料噴射弁７の先端部７ａに付着した燃料はこれら高速の吸入空気流によって滑り落され、斯くして燃料噴射弁７の先端部７ａにデポジットが堆積するのを阻止することができる。
図３に別の実施例を示す。この実施例ではシリンダヘッド５の内壁面５ａおよびピストン３の頂面３ａがシリンダ２の中心軸線ｎに対して垂直をなしている。一方、この実施例でもキャビティ４の中心軸線ｍはシリンダ２の中心軸線ｎに対して傾斜せしめられており、キャビティ４の内周面の形状は中心軸線ｍ回りの回転体をなしている。
図３に示されるようにこの実施例においても生成されるスワール流ＳＷはキャビティ４の中心軸線ｍ回りに旋回する。従ってシリンダヘッド５の内壁面５ａの近くでは燃料噴射弁７の先端部７ａの位置はキャビティ４の中心軸線ｍから、即ちスワール流ＳＷの旋回中心からずれることになる。その結果、旋回している吸入空気が燃料噴射弁７の先端部７ａの周りを高速で流れ、斯くして燃料噴射弁７の先端部７ａに付着した燃料はこれら高速の吸入空気流によって滑り落されることになる。
圧縮着火式内燃機関の燃焼室周りを示す側面断面図である。 図１に示すシリンダヘッドの底面図である。 圧縮着火式内燃機関の燃焼室周りの別の実施例を示す側面断面図である。
符号の説明
２ シリンダ
３ ピストン
４ キャビティ
６ 燃焼室
７ 燃料噴射弁
８ 吸気弁
９ 排気弁

Claims (4)

  1. シリンダヘッド内壁面の中心部に燃料噴射弁を配置し、シリンダの中心軸線に対して傾斜した旋回軸線回りを旋回するスワール流を燃焼室内に発生させるようにした内燃機関。
  2. ピストン頂面上にキャビティが形成されており、キャビティの中心軸線をシリンダの中心軸線に対し傾斜させることによって上記旋回軸線回りを旋回するスワール流を燃焼室内に発生させるようにした請求項１に記載の内燃機関。
  3. シリンダヘッド内壁面およびピストン頂面がキャビティの中心軸線に対して垂直をなす請求項２に記載の内燃機関。
  4. シリンダヘッド内壁面およびピストン頂面がシリンダの中心軸線に対して垂直をなす請求項２に記載の内燃機関。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009127003A1 (en) 2008-04-16 2009-10-22 Exodus R & D Pty Ltd An improved combustion engine
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