JP2008267155A

JP2008267155A - Fuel injector for diesel engine

Info

Publication number: JP2008267155A
Application number: JP2007107164A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Fujimoto; 昌彦藤本; Daisuke Fukuda; 大介福田; Daisuke Shimo; 大輔志茂; Ichiji Kataoka; 一司片岡; Shigeya Nishida; 恵哉西田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2008-11-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the fuel injector for diesel engine characterized in that NO<SB>X</SB>and smoke are reduced in the diesel engine of direct injection type having a reentrant type cavity at a piston top of each cylinders, in which cavity swirl is formed by enlarging penetration of an injected fuel posterior to the fuel spray having collided with a wall surface by virtue of GHN (Group Holes Nozzles) characteristics so as to intensify the longitudinal swirl of the fuel spray and burnt gas. SOLUTION: The fuel injector is arranged such that the fuel injected from two holes 21 and 22 comprising the respective groups of holes 20 of a fuel injection nozzle 15 collides with the wall surface of the cavity 11 at two collision points A and B, and a line A-B interconnecting the collision points A and B tilts or runs crosswise with regard to a vertical line V, and the collision point A located to the front of the direction to which the swirl S flows with respect to a horizontal axis H is displaced by an angle (collision points twist angle θ) ranging from -15 degrees to 45 degrees from the other collision point B. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ピストン頂部にリエントラント型のキャビティを有する直噴ディーゼルエンジンに関し、特に、リエントラント型のキャビティ内に吸入空気のスワールが形成される直噴ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a direct injection diesel engine having a reentrant type cavity at the top of a piston, and more particularly to a fuel injection device for a direct injection diesel engine in which a swirl of intake air is formed in the reentrant type cavity.

複数の噴射孔からなる複数の噴孔群を有し、各噴孔群の複数の噴射孔から噴射される燃料がそれぞれ１つの燃料噴霧を形成するよう構成した燃料噴射ノズル（所謂、グループホールノズル、略してＧＨＮ）を備えた直噴ディーゼルエンジンの燃料噴射装置において、噴孔群の噴射孔同士の距離や角度を工夫することで、燃料の微粒化を促進し、スモーク（黒煙）の発生を低減することが従来から提案されている（例えば、特許文献１参照。）。ＧＨＮは、噴射孔の径を小さくして燃料を微粒化しつつ、噴射孔の数を増やして全体としての噴射孔の流路面積を確保しようとするものであるが、１つの噴射孔で１つの燃料噴霧を形成する通常のシングルホールノズル（略してＳＨＮ）と比較して、噴孔群の複数の噴射孔同士の距離が近いために、燃料を噴射したときに噴霧同士が衝突して噴霧の液滴が大きくなってしまい、燃料微粒化によるスモークの低減という本来の目的を達成できない場合がある。そのため、噴孔群の噴射孔同士の距離や角度を工夫することで、燃料の微粒化を促進し、スモーク（黒煙）の発生を低減しようというのが上記提案の技術である。 A fuel injection nozzle (a so-called group hole nozzle) configured to have a plurality of injection hole groups each including a plurality of injection holes, and in which fuel injected from the plurality of injection holes of each injection hole group forms one fuel spray. In a fuel injection device for a direct injection diesel engine equipped with GHN), the atomization of fuel is promoted by devising the distance and angle between the injection holes of the injection hole group, and smoke (black smoke) is generated. It has been conventionally proposed to reduce the above (see, for example, Patent Document 1). GHN is intended to increase the number of injection holes and secure the flow area of the injection holes as a whole while reducing the diameter of the injection holes and atomizing the fuel. Compared with a normal single hole nozzle (SHN for short) that forms a fuel spray, the distance between the plurality of injection holes of the injection hole group is short, so that when the fuel is injected, the sprays collide with each other. In some cases, the droplets become large, and the original purpose of reducing smoke by atomizing the fuel cannot be achieved. Therefore, the proposed technique is to promote atomization of fuel and reduce the generation of smoke (black smoke) by devising the distance and angle between the injection holes of the injection hole group.

また、ピストンの頂部にリエントラント型キャビティを有する直噴ディーゼルエンジンで、噴射ノズルがＳＨＮタイプで、キャビティ壁面に向けての噴霧ペネトレーションを大きくして、着火遅れ期間に燃料噴霧をキャビティ壁面のリップ部に到達させ、リップ部付近に燃料蒸気を形成して、着火直後の燃焼による膨張流（燃焼膨張流）によってキャビティ内の縦渦の生成を促進することにより、ヒートスポットを低減し、また早期消滅させてＮＯの生成を抑制するとともに、縦渦により燃焼ガス中の煤の再燃焼を促進してスモークの発生を低減するようにしたものが従来から知られている（例えば、特許文献２参照。）。 Also, it is a direct injection diesel engine with a reentrant type cavity at the top of the piston, the injection nozzle is SHN type, the spray penetration toward the cavity wall is increased, and fuel spray is applied to the lip of the cavity wall during the ignition delay period By forming the fuel vapor near the lip and promoting the generation of vertical vortices in the cavity by the expansion flow (combustion expansion flow) caused by the combustion immediately after ignition, heat spots are reduced and disappeared early. In addition, it has been conventionally known that the generation of NO is suppressed and the reburning of soot in the combustion gas is promoted by the vertical vortex to reduce the generation of smoke (for example, see Patent Document 2). .

特開２００１−１６５０１７号公報JP 2001-165017 A 特開２００２−３６４３６７号公報JP 2002-364367 A

ピストンの頂部にリエントラント型のキャビティを有する直噴ディーゼルエンジンから排出されるスモーク（黒煙）を低減するためには、ＧＨＮ（グループホールノズル）を採用して燃料微粒化を促進することが有効であるが、さらに一層スモッグ低減の効果を高め、また、スモークとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）を十分に低減をするためには、燃料微粒化の促進とともに、キャビティ内の縦渦を強化して燃焼ガスの余剰空気との混合による再燃焼を促進することが重要である。そして、キャビティ内の縦渦を強化するためには、噴霧ペネトレーションを大きくして燃焼膨張流による縦渦を強化するのに加えて、燃料噴霧の壁面衝突後のペネトレーションを大きくして、燃焼領域下流での燃料噴霧および既燃焼ガスの縦方向の回り込みを強化することが重要である。 In order to reduce smoke (black smoke) discharged from a direct injection diesel engine having a reentrant type cavity at the top of the piston, it is effective to promote fuel atomization by using GHN (group hole nozzle). However, in order to further enhance the effect of reducing smog and to sufficiently reduce nitrogen oxide (NOx) together with smoke, combustion atomization is promoted by promoting fuel atomization and strengthening vertical vortices in the cavity. It is important to promote reburning by mixing with excess air. In order to strengthen the vertical vortex in the cavity, in addition to increasing the spray penetration and strengthening the vertical vortex caused by the combustion expansion flow, the penetration after the wall collision of the fuel spray is increased and the downstream of the combustion region It is important to enhance the fuel spray and the vertical wraparound of the burned gas.

ディーゼルエンジンの燃焼室に噴射された燃料の噴霧は、適度な噴霧ペネトレーションの設定により、着火遅れ期間にキャビティ壁面に衝突し、壁面に沿って広がる。そして、その燃料噴霧は壁面近傍で一番良く燃え、燃焼ガス（既燃ガス）が、燃料噴霧とともに燃焼膨張流による縦渦の流れに乗り、キャビティ壁面に沿って縦方向に回り込む。そして、その回り込んだ燃料噴霧と既燃ガスが、キャビティの中央付近まで素早く達すると、その辺りには燃焼に使われていない酸素を多量に含んだ低温の余剰空気があるため、高温の既焼ガスが低温の余剰空気と混じることによって急激に冷やされて、ＮＯｘの生成が低減され、また、既焼ガスに含まれている煤が酸素と触れ合って再燃焼することで、スモークが低減される。 The fuel spray injected into the combustion chamber of the diesel engine collides with the cavity wall surface during the ignition delay period and spreads along the wall surface by setting the appropriate spray penetration. The fuel spray burns best near the wall surface, and the combustion gas (burned gas) rides on the flow of the vertical vortex by the combustion expansion flow together with the fuel spray, and goes around the cavity wall surface in the vertical direction. When the entrained fuel spray and burned gas quickly reach the center of the cavity, there is low temperature surplus air that contains a large amount of oxygen that is not used for combustion. The burning gas is rapidly cooled by mixing with low-temperature surplus air, reducing the generation of NOx, and the soot contained in the burning gas comes into contact with oxygen and reburns, reducing smoke. The

そこで、燃料噴霧および既燃ガスの縦方向の回り込みを強化することにより、既燃ガスを余剰空気と素早く混合させ、それより、ＮＯｘを低減することができるとともに、煤を再燃焼させてスモークを低減することが可能である。 Therefore, by reinforcing the fuel spray and the wraparound of the burned gas in the vertical direction, the burned gas can be quickly mixed with surplus air, thereby reducing NOx and re-burning the soot for smoke. It is possible to reduce.

そして、その燃料噴霧および既燃ガスの縦方向の回り込みを強化するためには、適度な噴霧ペネトレーションに加えて、壁面衝突後の燃料噴霧のペネトレーションを縦方向の回り込み強化に寄与する方向に大きくすることが重要である。そして、その壁面衝突後のペネトレーションは、ＧＨＮの壁面衝突後の噴霧形状の特性を利用して強化することが可能である。つまり、燃料噴射弁の噴射ノズルをＧＨＮとし、各噴孔群の噴射孔を例えば２つにすると、壁面衝突後の燃料噴霧の広がりは楕円状となり、一方向（長軸方向）へのペネトレーションが大きくなる。この特性を利用して、燃料噴霧および既燃ガスの縦方向の回り込みを強化することが可能である。 In order to strengthen the fuel spray and burned gas in the vertical direction, in addition to the appropriate spray penetration, the fuel spray penetration after the wall collision is increased in a direction that contributes to the vertical direction This is very important. And the penetration after the wall surface collision can be strengthened by utilizing the characteristics of the spray shape after the wall surface collision of the GHN. In other words, if the injection nozzle of the fuel injection valve is set to GHN and the number of injection holes in each injection hole group is two, for example, the spread of the fuel spray after the wall surface collision becomes elliptical, and the penetration in one direction (long axis direction) is growing. Utilizing this characteristic, it is possible to enhance the fuel spray and the wraparound of the burned gas in the vertical direction.

しかし、ＧＨＮは、各噴孔群の噴射孔の並び方等によっては、燃料噴霧の壁面衝突後のペネトレーション強化が縦方向の回り込みに必ずしも寄与しない場合がある。特に、燃焼室（キャビティ）内に吸入空気のスワールが形成されるディーゼルエンジンの場合、スワールの影響があって、噴射孔の並び方や噴射方向によっては、壁面衝突後のペネトレーション特性が既燃ガスの回り込みに寄与しないばかりか、マイナスに作用することにもなりかねない。 However, in GHN, depending on how the injection holes of each injection hole group are arranged, the penetration enhancement after the fuel spray wall surface collision may not necessarily contribute to the vertical wraparound. In particular, in the case of a diesel engine in which a swirl of intake air is formed in the combustion chamber (cavity), there is an influence of swirl, and depending on the arrangement of the injection holes and the injection direction, the penetration characteristics after wall collision may be Not only does it contribute to wraparound, it can also negatively affect it.

従来の技術は、こうした燃料噴霧の壁面衝突後のペネトレーション特性を燃料噴霧および既燃ガスの縦方向の回り込み強化に寄与する方向に作用させることを考慮したものではなく、特に、リエントラント型キャビティを有し、燃焼室内に吸入空気のスワールが形成されるディーゼルエンジンにおいて、ＧＨＮの壁面衝突後の燃料噴霧のペネトレーション特性に対するスワールの影響を考慮したものではない。 The conventional technology does not consider that the penetration characteristics of the fuel spray after collision with the wall surface act in the direction that contributes to the vertical wraparound enhancement of the fuel spray and burned gas, and in particular, has a reentrant type cavity. However, in the diesel engine in which the swirl of the intake air is formed in the combustion chamber, the influence of the swirl on the penetration characteristics of the fuel spray after the GHN wall collision is not taken into consideration.

本発明は、ピストンの頂部にリエントラント型のキャビティを有し、該キャビティ内に吸入空気のスワールが形成される直噴ディーゼルエンジンにおいて、それぞれが複数の噴射孔からなる噴孔群を有する燃料噴射弁を用いて、燃料の微粒化を図るとともに、キャビティ内のスワールの流れを考慮しつつ、燃料噴霧の壁面衝突後のペネトレーションを大きくして燃料噴霧および既燃ガスのキャビティ下部底面に沿った回り込みを強化し、排出されるＮＯｘおよびスモークを低減することを目的とする。 The present invention relates to a direct injection diesel engine having a reentrant type cavity at the top of a piston, and a swirl of intake air formed in the cavity, and a fuel injection valve having injection hole groups each consisting of a plurality of injection holes The atomization of the fuel and the swirl flow in the cavity are taken into consideration, and the penetration after the collision of the fuel spray wall surface is increased so that the fuel spray and burned gas wrap around the bottom bottom of the cavity. The aim is to strengthen and reduce the exhausted NOx and smoke.

本発明のディーゼルエンジンの燃料噴射装置は、各気筒内のピストンの頂部にピストン動作方向を軸線方向として凹入し開口端側で径が小さくなったリエントラント型のキャビティを有し、該キャビティ内に吸入空気のスワールが形成されるディーゼルエンジンの燃焼室内に、前記キャビティの壁面に向けてキャビティ軸線方向の上方から直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置であって、前記燃料噴射弁は、それぞれが２つの噴射孔からなる複数の噴孔群を有し、前記噴孔群の各２つの噴射孔は、それら２つの噴射孔から噴射される燃料が１つの燃料噴霧を形成するとともに、それら２つの噴射孔から噴射される燃料の噴射方向が、キャビティ軸線方向から視て前記キャビティの壁面に、互に隣接する２点でそれぞれ略直交し、且つ、それら隣接する２点が、キャビティ軸線方向に直交する方向から視て間隔を空けて並び、その２点を結ぶ線が、キャビティ軸線方向に対し傾斜または直交し、キャビティ軸線方向に直交する方向に対し前記スワールの流れ方向の前側となる１点が、他の一点よりもキャビティ軸線方向の上方側に所定角度ずれた位置を中心とする所定角度範囲の配置となるよう形成されていることを特徴とする。 The fuel injection device for a diesel engine according to the present invention has a reentrant type cavity that is recessed at the top of the piston in each cylinder with the piston operating direction as the axial direction and has a smaller diameter on the opening end side. A fuel injection device for a diesel engine comprising a fuel injection valve that directly injects fuel from above in a cavity axial direction toward the wall surface of the cavity into a combustion chamber of the diesel engine where a swirl of intake air is formed, The fuel injection valve has a plurality of injection hole groups each consisting of two injection holes, and each of the two injection holes of the injection hole group has a fuel spray injected from the two injection holes. The injection directions of the fuel injected from these two injection holes are adjacent to the wall surface of the cavity as viewed from the cavity axial direction. The two points that are substantially orthogonal to each other and that are adjacent to each other are arranged at an interval when viewed from the direction orthogonal to the cavity axis direction, and the line connecting the two points is inclined or orthogonal to the cavity axis direction, One point which is the front side of the swirl flow direction with respect to the direction orthogonal to the axial direction is arranged in a predetermined angular range centering on a position shifted by a predetermined angle above the other axial point in the cavity axial direction. It is formed.

前記所定角度範囲は、キャビティ軸線方向に直交する方向に対して前記スワールの流れ方向の前側となる１点が他の一点よりもキャビティ軸線方向の上方側にずれる方向の角度をプラス側として、−１５度〜４５度であるのがよい。 The predetermined angle range is defined by taking an angle in a direction in which one point, which is the front side of the swirl flow direction with respect to the direction perpendicular to the cavity axis direction, is shifted to the upper side in the cavity axis direction from the other point, − It should be 15 to 45 degrees.

このように燃料噴射装置を構成することで、燃料微粒化を促進するとともに、燃料噴霧の壁面衝突後のペネトレーションをスワールの流れ方向に沿って強化することができ、それにより燃焼領域下流の燃料噴霧および既燃ガスの縦方向の回り込みを強化することができる。その結果、既燃ガスを余剰空気と素早く混合させることができて、既燃ガスを急激に冷やしてＮＯｘの生成を抑制することができるとともに、既焼ガス中の煤の再燃焼を促進することができ、排出されるＮＯｘおよびスモークを低減することができる。 By configuring the fuel injection device in this way, fuel atomization can be promoted, and penetration after the fuel spray wall collision can be strengthened along the swirl flow direction, thereby fuel spray downstream of the combustion region. In addition, the wraparound of burnt gas can be enhanced. As a result, burned gas can be quickly mixed with surplus air, burned gas can be rapidly cooled to suppress NOx generation, and reburning of soot in burned gas is promoted NOx and smoke exhausted can be reduced.

燃料噴霧および既燃ガスの縦方向の回り込みは、スワールに流されながら斜め下方（キャビティ軸線方向の斜め下方）に進行する。本発明のように、２つの噴射孔から噴射される燃料の噴射方向が、キャビティ軸線方向から視てキャビティの壁面に、互に隣接する２点でそれぞれ略直交し、且つ、それら隣接する２点が、キャビティ軸線方向に直交する方向から視て間隔を空けて並び、その２点を結ぶ線が、キャビティ軸線方向に対し傾斜または直交し、キャビティ軸線方向に直交する方向に対し、スワールの流れ方向の前側となる１点が他の一点よりもキャビティ軸線方向の上方側にずれる角度を中心とする所定角度範囲の角度となるよう燃料噴射弁を構成することで、燃料噴霧の壁面衝突後のペネトレーション強化の方向が、スワールに流されならが進行する上記斜め下方の方向に沿うものとなり、それにより、燃料噴霧および既燃ガスの縦方向の回り込みが強化される。そして、この回り込み強化の効果は、上記角度が、キャビティ軸線方向に直交する方向に対してスワールの流れ方向の前側となる１点が他の一点よりもキャビティ軸線方向の上方側にずれる方向の角度をプラス側として、−１５度〜４５度である場合に大きくなる。 The fuel spray and the wraparound of the burned gas proceed obliquely downward (obliquely downward in the cavity axis direction) while being swirled by the swirl. As in the present invention, the injection directions of the fuel injected from the two injection holes are substantially orthogonal to each other at two points adjacent to each other on the wall surface of the cavity as viewed from the cavity axial direction, and the two adjacent points. Are arranged at an interval when viewed from a direction perpendicular to the cavity axis direction, and the line connecting the two points is inclined or perpendicular to the cavity axis direction and the swirl flow direction relative to the direction perpendicular to the cavity axis direction The fuel injection valve is configured so that one point which is the front side of the fuel cell has a predetermined angle range centering on an angle shifted upward in the cavity axial direction from the other point, thereby penetrating the fuel spray after the wall collision The direction of strengthening will be along the above-mentioned diagonally downward direction as it is swept by the swirl, thereby enhancing the vertical wrapping of fuel spray and burned gas. . The effect of strengthening the wraparound is that the above angle is an angle in a direction in which one point which is the front side of the swirl flow direction with respect to the direction perpendicular to the cavity axis direction is shifted to the upper side in the cavity axis direction from the other point. When the angle is -15 degrees to 45 degrees, with a positive side.

このように、本発明によれば、燃料微粒化を促進するとともに、燃料噴霧の壁面衝突後のペネトレーションをスワールの流れ方向に沿って強化し、燃焼領域下流の燃料噴霧および既燃ガスの縦方向の回り込みを強化して、排出されるＮＯｘおよびスモークを低減することができる。 Thus, according to the present invention, fuel atomization is promoted and penetration after fuel spray wall collision is strengthened along the flow direction of the swirl so that the fuel spray downstream of the combustion region and the longitudinal direction of the burned gas Can be strengthened to reduce exhausted NOx and smoke.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態を示している。図１は実施形態に係るディーゼルエンジンの燃焼室近傍の断面図、図２は燃焼室におけるスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を説明するもので、（ａ）はピストン頂部斜め上方からの斜視図で示す説明図、（ｂ）はピストン軸線を含み燃料噴射方向に平行な縦断面で示す説明図、図３は燃焼室におけるスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を説明するもので、（ａ）はピストン軸線を含み燃料噴射方向と平面視にて直交する縦断面で示す説明図、（ｂ）は平面図で示す説明図、図４は燃焼室における壁面衝突後のペネトレーションを説明する説明図、図５は燃料噴射装置における噴射孔の配置に関する角度と壁面衝突後のペネトレーションとの関係を示すとともに他の例と比較するグラフである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the vicinity of a combustion chamber of a diesel engine according to the embodiment. FIG. 2 is a view for explaining the flow direction of a swirl in the combustion chamber and the behavior of fuel spray and combustion gas by simulation. Explanatory view shown in a perspective view from above, (b) is an explanatory view showing a longitudinal section parallel to the fuel injection direction including the piston axis, and FIG. 3 shows the flow direction of swirl in the combustion chamber and the fuel spray and combustion gas by the simulation. In order to explain the behavior, (a) is an explanatory view showing a longitudinal section perpendicular to the fuel injection direction including the piston axis, (b) is an explanatory view shown in plan view, and FIG. 4 is a wall surface in the combustion chamber. FIG. 5 is a diagram for explaining the penetration after the collision, and FIG. 5 shows the relationship between the angle related to the arrangement of the injection holes in the fuel injection device and the penetration after the wall collision. It is a graph comparing with other examples.

この実施形態のディーゼルエンジンは、直列多気筒エンジンで、図１に示すように、シリンダブロック１の上部にシリンダヘッド２が配置され、シリンダブロック１に形成された各気筒のシリンダボア３内に、上下作動自在にピストン４が配置され、シリンダヘッド２とシリンダボア３とピストン４とで燃焼室５が区画形成されている。そして、シリンダヘッド２には、気筒毎に、スワール生成式の吸気ポート（ヘリカルポート）６と、排気ボート７が設けられ、吸気ポート６および排気ポート７をそれぞれ開閉するよう吸気弁８および排気弁９が配設されている。また、シリンダヘッド２には、各気筒の燃焼室５の略中央に臨む位置に燃料噴射弁１０が取り付けられている。シリンダヘッド２はフラット型であり、吸気弁８および排気弁９は直立型である。 The diesel engine of this embodiment is an in-line multi-cylinder engine. As shown in FIG. 1, a cylinder head 2 is disposed on the upper part of the cylinder block 1, and the cylinder bore 3 of each cylinder formed in the cylinder block 1 is vertically moved. A piston 4 is operably disposed, and a combustion chamber 5 is defined by the cylinder head 2, the cylinder bore 3, and the piston 4. The cylinder head 2 is provided with a swirl-type intake port (helical port) 6 and an exhaust boat 7 for each cylinder, and an intake valve 8 and an exhaust valve are respectively opened and closed to open and close the intake port 6 and the exhaust port 7. 9 is disposed. A fuel injection valve 10 is attached to the cylinder head 2 at a position facing substantially the center of the combustion chamber 5 of each cylinder. The cylinder head 2 is a flat type, and the intake valve 8 and the exhaust valve 9 are upright.

ピストン４の頂部には、ピストン動作方向（図１において上下の方向）を軸線方向として凹入し開口端側で径が小さくなったリエントラント型のキャビティ１１が形成されている。 At the top of the piston 4 is formed a reentrant cavity 11 which is recessed with the piston operating direction (vertical direction in FIG. 1) as the axial direction and having a smaller diameter on the opening end side.

キャビティ１１は、燃焼室５を構成するもので、ピストン４の頂面に近い開口縁部がピストン径方向の内方へ突出する環状のリップ部１２を形成し、リップ部１２に続いてピストン径方向の外方に凹入した環状凹入部１３を形成し、また、ピストン径方向の中央に位置するキャビティ１１の底部中央部分が、該キャビティ１１の開口端側に向かって隆起した凸部１４を形成している。 The cavity 11 constitutes the combustion chamber 5 and forms an annular lip portion 12 whose opening edge near the top surface of the piston 4 protrudes inward in the piston radial direction. An annular recess 13 that is recessed outward in the direction is formed, and a bottom central portion of the cavity 11 located at the center in the piston radial direction has a raised portion 14 that protrudes toward the opening end side of the cavity 11. Forming.

燃焼室５内には吸入行程で吸入空気のスワールが生成され、それにより、圧縮上死点近傍でキャビティ１１内にスワールＳが形成される。 In the combustion chamber 5, a swirl of intake air is generated in the intake stroke, whereby a swirl S is formed in the cavity 11 near the compression top dead center.

燃料噴射弁１０は、先端部が噴射ノズル１５を構成し、その噴射ノズル１５が、ピストン４頂部のキャビティ１１に燃料を直接噴射するべく燃焼室５内に若干突出している。 The tip of the fuel injection valve 10 constitutes an injection nozzle 15, and the injection nozzle 15 slightly protrudes into the combustion chamber 5 so as to inject fuel directly into the cavity 11 at the top of the piston 4.

そして、その燃料噴射ノズル１５には、それぞれが２つの噴射孔２１，２２からなる複数の噴孔群２０（図３参照）が、略等間隔で周方向に並ぶ配置で設けられている。噴孔群２０の数は、５〜１２個である。 The fuel injection nozzle 15 is provided with a plurality of injection hole groups 20 (see FIG. 3) each having two injection holes 21 and 22 arranged in the circumferential direction at substantially equal intervals. The number of the nozzle hole groups 20 is 5 to 12.

各噴射群２０の噴射孔２１，２２からは、ピストン４頂部のキャビティ１１のリップ部１２壁面に向けて、キャビティ軸線方向（ピストン軸線方向）の上方から斜め下向きに燃料が噴射される。各噴射群２０は、２つの噴射孔２１，２２から噴射される燃料が１つ（一塊）の燃料噴霧３１を形成する。それら燃料噴霧３１同士の中心線のなす角度は、通常、１４５〜１６０度である。 From the injection holes 21 and 22 of each injection group 20, fuel is injected obliquely downward from above in the cavity axial direction (piston axial direction) toward the wall surface of the lip 12 of the cavity 11 at the top of the piston 4. Each injection group 20 forms a fuel spray 31 of one (a lump) of fuel injected from the two injection holes 21 and 22. The angle formed by the center lines of the fuel sprays 31 is usually 145 to 160 degrees.

そして、それぞれの噴孔群２０の各２つの噴射孔２１，２２は、図２（ａ）に示すように、２つの噴射孔２１，２２から噴射される燃料の噴射方向が、キャビティ軸線方向から視てキャビティ１１の壁面に、互に隣接する２点（衝突点Ａおよび衝突点Ｂ）でそれぞれ略直交し、且つ、それら隣接する２点（衝突点Ａおよび衝突点Ｂ）が、キャビティ軸線方向に直交する方向から視て間隔を空けて並び、その２点（衝突点Ａおよび衝突点Ｂ）を結ぶ線Ａ−Ｂが、キャビティ軸線方向（鉛直線Ｖの方向）に対して傾斜または直交し（図示の例では傾斜している）、キャビティ軸線方向に直交する方向（水平軸Ｈの方向）に対しスワールＳの流れ方向（矢印の方向）の前側となる１点（衝突点Ａ）が、他の一点（衝突点Ｂ）よりもキャビティ軸線方向の上方側に所定角度（略１５度）ずれた位置を中心として所定角度範囲の角度（衝突点ひねり角θ）ずれる配置となるよう形成されている（θ＝０の場合もある）。 Each of the two injection holes 21 and 22 of each injection hole group 20 has an injection direction of fuel injected from the two injection holes 21 and 22 from the cavity axis direction, as shown in FIG. The two points (collision point A and collision point B) that are adjacent to each other on the wall surface of the cavity 11 as viewed are substantially orthogonal to each other, and these two adjacent points (collision point A and collision point B) are in the cavity axial direction. The line AB connecting the two points (collision point A and collision point B) is inclined or orthogonal to the cavity axis direction (the direction of the vertical line V). (Inclined in the example shown), one point (collision point A) that is the front side of the flow direction (arrow direction) of the swirl S with respect to the direction orthogonal to the cavity axis direction (the direction of the horizontal axis H), Cavity axis direction than other point (collision point B) Predetermined angle on the upper side of (or in some cases theta = 0) which is formed (about 15 degrees) at an angle deviating (collision point twist angle theta) disposed in a predetermined angular range around the position shifted as.

上記所定角度範囲は、キャビティ軸線方向に直交する方向（水平軸Ｈの方向）に対してスワールＳの流れ方向の前側となる衝突点Ａが衝突点Ｂよりもキャビティ軸線方向の上方側にずれる方向の角度をプラス側として、θ＝−１５度〜４５度の範囲であるのがよい。特に、θ＝１５度付近がベストである。 The predetermined angle range is a direction in which the collision point A which is the front side in the flow direction of the swirl S with respect to the direction orthogonal to the cavity axis direction (the direction of the horizontal axis H) is shifted to the upper side in the cavity axis direction from the collision point B. The angle is preferably in the range of θ = −15 degrees to 45 degrees with the plus side as the plus side. In particular, the vicinity of θ = 15 degrees is the best.

上記衝突点ひねり角θがプラス側の角度である場合、１つの噴孔群２０を形成する２つの噴射孔２１，２２は、上下にずれるとともに、上方の噴射孔２１に対し下方の噴射孔２２がスワールの流れ方向の後側にずれた配置となる。 When the collision point twist angle θ is a positive angle, the two injection holes 21 and 22 forming one injection hole group 20 are shifted vertically and the lower injection hole 22 with respect to the upper injection hole 21. Is shifted to the rear side in the swirl flow direction.

図２および図３は、燃焼室５（キャビティ１１）内のスワールＳの流れ方向がキャビティ軸線方向（鉛直線Ｖの方向）の上方から視て時計回りで、１つの噴孔群２０を形成する２つの噴射孔２１，２２が、上下にずれるとともに、上方の噴射孔２１に対し下方の噴射孔２２がスワールの流れ方向の後側にずれた配置で、２つの噴射孔２１，２２から噴射された燃料がキャビティ１１の壁面に衝突する際の衝突点Ａ，Ｂを結んだ直線Ａ−Ｂが、キャビティ軸線に直交する軸（水平軸Ｈ）に対して角度θ（衝突点ひねり角）をなし、その衝突点ひねり角θが、スワールの流れ方向の前側となる衝突点Ａが後側となる衝突点Ｂよりもキャビティ軸線方向の上方側にずれる方向の角度をプラス側として、３０度となる場合を示している。 2 and 3, the flow direction of the swirl S in the combustion chamber 5 (cavity 11) is clockwise when viewed from above the cavity axial direction (the direction of the vertical line V) to form one injection hole group 20. The two injection holes 21 and 22 are displaced from each other up and down, and the lower injection hole 22 is displaced from the upper injection hole 21 to the rear side in the swirl flow direction and is injected from the two injection holes 21 and 22. A straight line AB connecting the collision points A and B when the fuel collides with the wall surface of the cavity 11 forms an angle θ (collision point twist angle) with respect to an axis (horizontal axis H) orthogonal to the cavity axis. The collision point twist angle θ is 30 degrees, with the angle in the direction in which the collision point A, which is the front side in the swirl flow direction, deviating from the collision point B, which is the rear side, to the upper side in the cavity axis direction is the plus side. Shows the case.

燃焼室５に噴射された燃料の噴霧（燃料噴霧３１）は、着火遅れ期間にキャビティ１１壁面に衝突し、混合気３２とともにキャビティ１１の壁面に沿って広がる。そして、その燃料噴霧３１は、衝突する壁面の近傍で燃え、壁面衝突後の燃料噴霧３１Ａと既燃ガス（燃焼ガス）３３が、燃焼膨張流による縦渦の流れに乗って、キャビティ１１の壁面および下部底面に沿って縦方向に回り込む。その際、燃料噴霧３１Ａと既燃ガス３３は、スワールＳに流されながら矢印Ｔの方向に回り込む。そして、その回り込みが縦方向に強いと、燃料噴霧３１Ａと既燃ガス３３がキャビティ１１の中央まで素早く到達する。 The fuel spray (fuel spray 31) injected into the combustion chamber 5 collides with the wall surface of the cavity 11 during the ignition delay period and spreads along the wall surface of the cavity 11 together with the air-fuel mixture 32. The fuel spray 31 burns in the vicinity of the colliding wall surface, and the fuel spray 31A and the burned gas (combustion gas) 33 after the wall collision collide with the flow of the vertical vortex caused by the combustion expansion flow, And wrap around vertically along the bottom of the bottom. At that time, the fuel spray 31 A and the burned gas 33 circulate in the direction of the arrow T while being passed through the swirl S. When the wraparound is strong in the vertical direction, the fuel spray 31 A and the burned gas 33 quickly reach the center of the cavity 11.

キャビティ１１の中央付近には、燃焼に使われていない酸素を多量に含んだ低温の余剰空気３４が存在する。そして、図５のグラフに実線で示すように、上記衝突点ひねり角θが−１５度〜４５度である場合、壁面衝突後の燃料噴霧３１Ａおよび既燃ガス３２のペネトレーションがスワールの流れ方向に沿う方向に強化され、それにより、燃焼領域３５下流の燃料噴霧３１Ａおよび既燃ガス３２の縦方向の回り込みを強化することができる。その結果、既燃ガス３２を余剰空気３４と素早く混合させることができて、既燃ガス３２を急激に冷やしてＮＯｘの生成を抑制することができるとともに、既焼ガス３２中の煤の再燃焼を促進することができ、排出されるＮＯｘおよびスモークを低減することができる。 Near the center of the cavity 11, there is low-temperature surplus air 34 containing a large amount of oxygen that is not used for combustion. Then, as shown by the solid line in the graph of FIG. 5, when the collision point twist angle θ is −15 degrees to 45 degrees, the penetration of the fuel spray 31A and the burned gas 32 after the wall collision is in the swirl flow direction. It is strengthened in the direction along which the fuel spray 31A and the burned gas 32 downstream of the combustion region 35 can be strengthened in the vertical direction. As a result, the burned gas 32 can be quickly mixed with the surplus air 34, the burned gas 32 can be rapidly cooled to suppress generation of NOx, and soot in the burnt gas 32 is reburned. NOx and smoke emitted can be reduced.

図５のグラフは、横軸が衝突点ひねり角θ、縦軸が壁面衝突後のペネトレーションで、実線がＧＨＮ（グループホールノズル）でスワール有り（正方向強スワール）の場合の特性、一点鎖線がＧＨＮでスワール無しの場合の特性を示している。このグラフに示されるように、ＧＨＮでスワールが有る場合は、衝突ひねり角θが−１５度〜４５度位の範囲であると、ＳＨＮ（シングルホールノズル）で噴孔面積がＧＨＮの２つの噴射孔の噴孔面積を合わせたものと等しい場合のペネトレーションを超える大きなペネトレーションが得られ、特に、衝突ひねり角θが１５度付近を中心に、５度〜２５度位範囲でペネトレーション強化の効果が大きい。衝突ひねり角θが４５度を越えてプラス側に大きくなると、ＳＨＮよりもかえってペネトレーションが悪くなる。また、衝突ひねり角θが−１５度を越えてマイナス側に大きくなると、やはりＳＨＮよりもかえってペネトレーションが悪くなる。 In the graph of FIG. 5, the horizontal axis is the collision point twist angle θ, the vertical axis is the penetration after wall collision, the solid line is GHN (group hole nozzle), and there is a swirl (positive swirl in the positive direction). The characteristics in the case of GHN without swirl are shown. As shown in this graph, when there is a swirl at GHN, if the collision twist angle θ is in the range of about −15 degrees to 45 degrees, two injections with SHN (single hole nozzle) and an injection hole area of GHN A large penetration exceeding the penetration when the hole area of the hole is equal is obtained, and the effect of strengthening the penetration is particularly large in the range of about 5 to 25 degrees with the collision twist angle θ around 15 degrees. . When the collision twist angle θ exceeds 45 degrees and becomes larger on the plus side, the penetration becomes worse than SHN. Further, when the collision twist angle θ exceeds −15 degrees and becomes larger on the negative side, the penetration becomes worse than SHN.

燃焼室５内のスワールＳの流れ方向が反時計回りの場合、１つの噴孔群２０の２つの噴射孔２１，２２の適切な位置関係（上記所定角度範囲）は、噴射孔２１，２２だけを見ればスワールＳの流れ方向が時計回りの場合と逆になるが、スワールＳの流れ方向との関係でいえば、やはり、上記所定角度範囲は、キャビティ軸線方向に直交する方向（水平軸Ｈの方向）に対してスワールＳの流れ方向の前側となる衝突点Ａが衝突点Ｂよりもキャビティ軸線方向の上方側にずれる方向の角度をプラス側として、θ＝−１５度〜４５度が好ましく、特に、１５度付近がベストで、上記衝突点ひねり角θがプラス側の角度である場合、１つの噴孔群２０を形成する２つの噴射孔２１，２２は、上下にずれるとともに、上方の噴射孔２１に対し下方の噴射孔２２がスワールの流れ方向の後側にずれた配置となる。 When the flow direction of the swirl S in the combustion chamber 5 is counterclockwise, an appropriate positional relationship (the predetermined angle range) of the two injection holes 21 and 22 of the single injection hole group 20 is only the injection holes 21 and 22. The direction of the swirl S flow is reversed from that in the clockwise direction. However, in terms of the relationship with the flow direction of the swirl S, the predetermined angular range is still the direction perpendicular to the cavity axis direction (the horizontal axis H Θ = −15 degrees to 45 degrees is preferable, with an angle in a direction in which the collision point A on the front side in the flow direction of the swirl S is shifted to the upper side in the cavity axis direction from the collision point B with respect to the plus direction. In particular, when the vicinity of 15 degrees is the best, and the collision point twist angle θ is a plus angle, the two injection holes 21 and 22 forming one injection hole group 20 are shifted up and down and Lower injection hole with respect to the injection hole 21 22 becomes the arrangement | positioning shifted | deviated to the back side of the flow direction of a swirl.

図６は上記実施形態のディーゼルエンジンの燃料噴射装置の壁面衝突後のペネトレーションに関連して、噴射孔が１つの場合と、２つの場合の、燃料を壁面に噴射した際の壁面衝突後の噴霧形状を計測した結果を示すもので、（ａ）および（ｂ）は噴射孔が１つの場合の計測結果説明図、（ｃ）および（ｄ）は噴射孔が２つの場合の計測結果説明図である。図６に示す計測結果から、普通に１つの噴射孔２３から噴射した燃料の噴霧３１を壁面に衝突させると、衝突後の噴霧３１Ａは同心円状に広がるが、上記実施形態のように、２つの噴射孔２１，２２を隣接させて適度の距離をもって配置し、それら２個の噴射孔２１，２２から噴射した燃料の噴霧３１は、１つの噴霧３１となってキャビティ１１の壁面に衝突し、その衝突後の噴霧３１Ａの広がりは、２つの噴射孔２１，２２を結ぶ線に直交する方向に増幅されて、楕円状に広がることが判る。この特性を利用することで、壁面衝突後のペネトレーションをスワールＳの流れ方向に合わせて強化することができ、それにより、壁面衝突後の燃料噴霧３１Ａおよび既燃ガス３２の縦方向の回り込みを強化することができる。 6 relates to the penetration after wall collision of the fuel injection device of the diesel engine of the above embodiment, the spray after wall collision when the fuel is injected to the wall surface in the case of one injection hole and two injection holes. The results of measuring the shape are shown. (A) and (b) are explanatory diagrams of measurement results when there is one injection hole, and (c) and (d) are explanatory diagrams of measurement results when there are two injection holes. is there. From the measurement result shown in FIG. 6, when the fuel spray 31 normally injected from one injection hole 23 collides with the wall surface, the spray 31A after the collision spreads concentrically. The injection holes 21 and 22 are arranged adjacent to each other with an appropriate distance, and the fuel spray 31 injected from the two injection holes 21 and 22 becomes one spray 31 and collides with the wall surface of the cavity 11. It can be seen that the spread of the spray 31A after the collision is amplified in a direction orthogonal to the line connecting the two injection holes 21 and 22, and spreads in an elliptical shape. By utilizing this characteristic, the penetration after the wall collision can be strengthened in accordance with the flow direction of the swirl S, thereby enhancing the vertical wrapping of the fuel spray 31A and the burned gas 32 after the wall collision. can do.

図７および図８は、噴射孔が１つの場合のスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を示している。燃焼室５（キャビティ１１）内のスワールの流れ方向は時計回りで、１つの噴射孔２３から噴射された燃料のはキャビティ１１壁面に一点（衝突点）を中心として衝突する。この場合、壁面衝突後の燃料噴霧３１Ａの広がりは同心円状で、スワールＳの流れ方向に沿ったペネトレーションは小さく、壁面衝突後の燃料噴霧３１Ａおよび既燃ガス３２の縦方向の回り込みは弱い。 7 and 8 show the flow direction of the swirl and the behavior of the fuel spray and the combustion gas due to the simulation when there is one injection hole. The flow direction of the swirl in the combustion chamber 5 (cavity 11) is clockwise, and the fuel injected from one injection hole 23 collides with the wall surface of the cavity 11 around one point (collision point). In this case, the spread of the fuel spray 31A after the wall collision is concentric, the penetration along the flow direction of the swirl S is small, and the wraparound of the fuel spray 31A and the burned gas 32 after the wall collision is weak.

図９および図１０は、スワールの流れ方向に対する２つの噴射孔の配置が本発明の上記実施形態とは逆の場合、すなわち、燃焼室５（キャビティ１１）内のスワールＳの流れ方向が時計回りで、２つの噴射孔２１，２２の位置関係を図２とは逆に、上方の噴射孔２１に対し下方の噴射孔２２がスワールＳの流れ方向の前側にずれた配置とし、衝突点ひねり角θを、スワールＳの流れ方向の前側となる衝突点Ａが後側となる衝突点Ｂよりもキャビティ軸線方向の上方側にずれる方向の角度をプラス側として、−３０度とした場合の、スワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を示している。この場合、壁面衝突後の燃料噴霧３１Ａの広がりは、ＧＨＮの特性がスワールの流れに対向するものとなり、ペネトレーションが小さくなる。そのため、壁面衝突後の燃料噴霧３１Ａおよび既燃ガス３２の縦方向の回り込みはＳＨＮの場合より更に弱くなる。 9 and 10 show the case where the arrangement of the two injection holes with respect to the flow direction of the swirl is opposite to that of the above-described embodiment of the present invention, that is, the flow direction of the swirl S in the combustion chamber 5 (cavity 11) is clockwise. 2, the positional relationship between the two injection holes 21 and 22 is opposite to that shown in FIG. 2, and the lower injection hole 22 is shifted from the upper injection hole 21 to the front side in the flow direction of the swirl S, and the collision point twist angle. The swirl when θ is −30 degrees, where the angle of the direction in which the collision point A on the front side in the flow direction of the swirl S is shifted to the upper side in the cavity axis direction from the collision point B on the rear side is positive. The flow direction of fuel and the behavior of fuel spray and combustion gas by simulation are shown. In this case, the spread of the fuel spray 31A after the wall surface collision is such that the characteristics of the GHN are opposed to the flow of the swirl, and the penetration is reduced. Therefore, the wraparound in the vertical direction of the fuel spray 31A and the burned gas 32 after the wall collision is further weaker than in the case of SHN.

本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの燃焼室近傍の断面図である。It is sectional drawing of the combustion chamber vicinity of the diesel engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃焼室におけるスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を説明するもので、（ａ）はピストン頂部斜め上方からの斜視図で示す説明図、（ｂ）はピストン軸線を含み燃料噴射方向に平行な縦断面で示す説明図である。The flow direction of the swirl in the combustion chamber of the diesel engine of the embodiment of the present invention and the behavior of the fuel spray and combustion gas due to the simulation are explained, (a) is an explanatory view shown by a perspective view obliquely from the top of the piston top, b) is an explanatory view showing a longitudinal section parallel to the fuel injection direction including the piston axis. 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃焼室におけるスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を説明するもので、（ａ）はピストン軸線を含み燃料噴射方向と平面視にて直交する縦断面で示す説明図、（ｂ）は平面図で示す説明図である。The flow direction of the swirl in the combustion chamber of the diesel engine of the embodiment of the present invention and the behavior of fuel spray and combustion gas by the simulation will be described. (A) includes the piston axis and is orthogonal to the fuel injection direction in plan view. Explanatory drawing shown by a longitudinal section, (b) is explanatory drawing shown by a top view. 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃焼室における壁面衝突後のペネトレーションを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the penetration after the wall surface collision in the combustion chamber of the diesel engine of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃料噴射装置における噴射孔の配置に関する角度と壁面衝突後のペネトレーションとの関係を示すとともに他の例と比較するグラフである。It is a graph which shows the relationship between the angle regarding the arrangement | positioning of the injection hole in the fuel-injection apparatus of the diesel engine of embodiment of this invention, and the penetration after a wall surface collision, and compares with another example. 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃料噴射装置の壁面衝突後のペネトレーションに関連して、噴射孔が１つの場合と、２つの場合の、燃料を壁面に噴射した際の壁面衝突後の噴霧形状を計測した結果を示すもので、（ａ）および（ｂ）は噴射孔が１つの場合の計測結果説明図、（ｃ）および（ｄ）は噴射孔が２つの場合の計測結果説明図である。In relation to the penetration after wall collision of the fuel injection device of the diesel engine of the embodiment of the present invention, the spray shape after wall collision when fuel is injected to the wall surface in the case of one injection hole and two cases (A) and (b) are measurement result explanatory diagrams when there is one injection hole, and (c) and (d) are measurement result explanatory diagrams when there are two injection holes. . 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃焼室におけるスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動に関連して、噴射孔が１つの場合のスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を説明するもので、（ａ）はピストン頂部斜め上方からの斜視図で示す説明図、（ｂ）はピストン軸線を含み燃料噴射方向に平行な縦断面で示す説明図である。In relation to the flow direction of swirl and the behavior of fuel spray and combustion gas in the combustion chamber of the diesel engine according to the embodiment of the present invention, the flow direction of swirl and the fuel spray and combustion gas due to simulation in the case of one injection hole (A) is an explanatory view shown by a perspective view obliquely from the top of the piston top, and (b) is an explanatory view showing a longitudinal section including the piston axis and parallel to the fuel injection direction. 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃焼室におけるスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動に関連して、噴射孔が１つの場合のスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を説明するもので、（ａ）はピストン軸線を含み燃料噴射方向と平面視にて直交する縦断面で示す説明図、（ｂ）は平面図で示す説明図である。In relation to the flow direction of swirl and the behavior of fuel spray and combustion gas in the combustion chamber of the diesel engine according to the embodiment of the present invention, the flow direction of swirl and the fuel spray and combustion gas due to simulation in the case of one injection hole (A) is an explanatory view showing a longitudinal section including the piston axis and orthogonal to the fuel injection direction in a plan view, and (b) is an explanatory view showing the plan view. 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃焼室におけるスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動に関連して、スワールの流れ方向に対する２つの噴射孔の配置が本発明とは逆の場合のスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を説明するもので、（ａ）はピストン頂部斜め上方からの斜視図で示す説明図、（ｂ）はピストン軸線を含み燃料噴射方向に平行な縦断面で示す説明図である。In relation to the flow direction of the swirl in the combustion chamber of the diesel engine of the embodiment of the present invention and the behavior of the fuel spray and combustion gas by the simulation, the arrangement of the two injection holes with respect to the flow direction of the swirl is opposite to the present invention The flow direction of the swirl and the behavior of the fuel spray and the combustion gas by the simulation are explained. (A) is an explanatory view shown by a perspective view obliquely from the top of the piston top part, and (b) includes the piston axis in the fuel injection direction. It is explanatory drawing shown with a parallel longitudinal cross-section. 本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃焼室におけるスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動に関連して、スワールの流れ方向に対する２つの噴射孔の配置が本発明とは逆の場合のスワールの流れ方向とシュミレーションによる燃料噴霧および燃焼ガスの挙動を説明するもので、（ａ）はピストン軸線を含み燃料噴射方向と平面視にて直交する縦断面で示す説明図、（ｂ）は平面図で示す説明図である。In relation to the flow direction of the swirl in the combustion chamber of the diesel engine of the embodiment of the present invention and the behavior of the fuel spray and combustion gas by the simulation, the arrangement of the two injection holes with respect to the flow direction of the swirl is opposite to the present invention The flow direction of the swirl and the behavior of the fuel spray and the combustion gas by the simulation are illustrated. (A) is an explanatory view showing a longitudinal section including the piston axis and orthogonal to the fuel injection direction in plan view, (b) It is explanatory drawing shown with a top view.

Explanation of symbols

１シリンダブロック
２シリンダヘッド
３シリンダボア
４ピストン
５燃焼室
１０燃料噴射弁
１１キャビティ
１５噴射ノズル
２０噴孔群
２１、２２噴射孔
３１、３１Ａ燃料噴霧
３２混合気
３３既燃ガス（燃焼ガス）
３４余剰空気
３５燃焼領域
Ａ、Ｂ衝突点
θ 衝突点ひねり角
Ｓスワール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder block 2 Cylinder head 3 Cylinder bore 4 Piston 5 Combustion chamber 10 Fuel injection valve 11 Cavity 15 Injection nozzle 20 Injection hole group 21, 22 Injection hole 31, 31A Fuel spray 32 Mixture 33 Burned gas (combustion gas)
34 Excess air 35 Combustion zone A, B Collision point θ Collision point twist angle S Swirl

Claims

A diesel engine that has a reentrant cavity that is recessed at the top of the piston in each cylinder with the piston operating direction as the axial direction and has a reduced diameter on the open end side, and a swirl of intake air is formed in the cavity. A fuel injection device for a diesel engine comprising a fuel injection valve that directly injects fuel from above in the cavity axial direction toward the wall surface of the cavity in the combustion chamber,
The fuel injection valve has a plurality of injection hole groups each consisting of two injection holes,
In each of the two injection holes of the injection hole group, the fuel injected from the two injection holes forms one fuel spray, and the injection direction of the fuel injected from the two injection holes is the cavity axis direction. Viewed from above, the two points adjacent to each other on the wall surface of the cavity are approximately orthogonal to each other, and these two adjacent points are arranged at an interval when viewed from the direction orthogonal to the cavity axis direction. The connecting line is inclined or orthogonal to the cavity axis direction, and one point which is the front side of the swirl flow direction with respect to the direction orthogonal to the cavity axis direction is a predetermined angle above the other point in the cavity axis direction. A fuel injection device for a diesel engine, wherein the fuel injection device is formed so as to have an arrangement in a predetermined angle range centered on a shifted position.

The predetermined angle range is defined by taking an angle in a direction in which one point, which is the front side of the swirl flow direction with respect to the direction perpendicular to the cavity axis direction, is shifted to the upper side in the cavity axis direction from the other point, − The fuel injection device for a diesel engine according to claim 1, which is 15 to 45 degrees.