JP2019199825A - Combustion chamber structure of internal combustion engine - Google Patents
Combustion chamber structure of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019199825A JP2019199825A JP2018093791A JP2018093791A JP2019199825A JP 2019199825 A JP2019199825 A JP 2019199825A JP 2018093791 A JP2018093791 A JP 2018093791A JP 2018093791 A JP2018093791 A JP 2018093791A JP 2019199825 A JP2019199825 A JP 2019199825A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cavity
- fuel
- piston
- combustion chamber
- chamber structure
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本開示は内燃機関の燃焼室構造に係り、特に、ディーゼルエンジンに好適な燃焼室構造に関する。 The present disclosure relates to a combustion chamber structure of an internal combustion engine, and more particularly to a combustion chamber structure suitable for a diesel engine.
例えばディーゼルエンジンである内燃機関の燃焼室構造において、ピストン頂面の中央部に凹設されたキャビティを備えたものがある。燃料噴射弁は、ピストンに向かって燃料を噴射し、シリンダ中心部の位置から半径方向外側に向かって放射状に燃料を噴射する。 For example, there is a combustion chamber structure of an internal combustion engine, which is a diesel engine, provided with a cavity recessed at the center of a piston top surface. The fuel injection valve injects fuel toward the piston, and injects the fuel radially outward from the position of the center of the cylinder.
特許文献1には、深皿型もしくはトロイダル型キャビティの半径方向外側に凹所を設け、キャビティ底面の隆起上にこれに沿うように燃料を噴射すると共に、その噴射された燃料をキャビティの側方部分、次いで凹所内へと導き、シリンダの中央軸線に向かって導いて煤エミッションを減少させることが開示されている。 In Patent Document 1, a recess is provided on the outer side in the radial direction of the deep dish type or toroidal type cavity, and fuel is injected along the bulge on the bottom surface of the cavity, and the injected fuel is injected to the side of the cavity. It is disclosed to lead into the part, then into the recess and towards the central axis of the cylinder to reduce soot emissions.
しかし、特許文献1はトロイダル型キャビティを採用すると共に、キャビティ底面の隆起傾斜面に沿うように燃料を噴射するため、シリンダ中心側の空気を十分に利用できておらず、改善の余地が残されている。 However, since Patent Document 1 employs a toroidal cavity and injects fuel along the raised inclined surface of the bottom surface of the cavity, the air at the center side of the cylinder cannot be fully utilized, leaving room for improvement. ing.
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、シリンダ中心側の空気を十分に利用してスモークの発生を抑制し得る内燃機関の燃焼室構造を提供することにある。 Therefore, the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a combustion chamber structure of an internal combustion engine that can sufficiently suppress the generation of smoke by sufficiently utilizing the air on the cylinder center side.
本開示の一の態様によれば、
ピストン頂面の中央部に凹設されたリエントラント型キャビティと、
前記キャビティに連続して前記ピストン頂面の外周部に凹設された窪み部と、
ピストンに向かって燃料を噴射する燃料噴射弁と、
を備え、
前記窪み部は、前記キャビティに連続する底面部と、前記底面部の半径方向外側端の位置で立ち上がる端壁部と、を備え、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧の中心部が、前記キャビティのリップ部頂部の直下近傍の位置に到達し、前記燃料噴霧の上端縁部が、前記底面部と前記端壁部との接続部の位置に到達するよう、構成されている
ことを特徴とする内燃機関の燃焼室構造が提供される。
According to one aspect of the present disclosure,
A reentrant cavity recessed in the center of the piston top surface;
A recess formed in the outer periphery of the top surface of the piston continuously from the cavity;
A fuel injection valve for injecting fuel toward the piston;
With
The hollow portion includes a bottom surface portion continuous with the cavity, and an end wall portion rising at a position of a radially outer end of the bottom surface portion,
The central portion of the fuel spray injected from the fuel injection valve reaches a position immediately below the top of the lip portion of the cavity, and the upper end edge of the fuel spray is connected to the bottom surface portion and the end wall portion. A combustion chamber structure for an internal combustion engine is provided that is configured to reach the position of the section.
好ましくは、前記端壁部は、アンダーカット形状とされている。 Preferably, the end wall portion has an undercut shape.
好ましくは、前記燃料噴射弁は、シリンダ中心部の位置から半径方向外側に向かって放射状に燃料を噴射し、
前記窪み部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の各々に対応して周方向に複数設けられ、
周方向に隣り合う前記窪み部の間には隔壁が設けられる。
Preferably, the fuel injection valve injects fuel radially outward from the position of the center of the cylinder,
A plurality of the depressions are provided in the circumferential direction corresponding to each of the fuel sprays injected from the fuel injection valve,
A partition wall is provided between the recesses adjacent in the circumferential direction.
好ましくは、前記窪み部は、前記底面部の周方向両側端の位置で立ち上がる側壁部を備え、
前記側壁部は、アンダーカット形状とされている。
Preferably, the hollow portion includes a side wall portion that rises at positions on both side ends in the circumferential direction of the bottom surface portion,
The side wall portion has an undercut shape.
好ましくは、前記窪み部は、平面視において扇状に形成されている。 Preferably, the said recessed part is formed in fan shape in planar view.
本開示によれば、シリンダ中心側の空気を十分に利用してスモークの発生を抑制できる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the generation of smoke by sufficiently utilizing the air at the cylinder center side.
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments.
本実施形態に係る燃焼室構造は、内燃機関の代表例であるディーゼルエンジンに適用される。エンジンは車両用であり、特にトラック等の大型車両の車両動力源として使用される。しかしながら、内燃機関および車両の種類、用途等はこれらに限定されない。例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジンはガソリンエンジンであってもよい。 The combustion chamber structure according to the present embodiment is applied to a diesel engine that is a typical example of an internal combustion engine. The engine is for vehicles, and is used as a vehicle power source for large vehicles such as trucks. However, the types and applications of the internal combustion engine and the vehicle are not limited to these. For example, the vehicle may be a small vehicle such as a passenger car, and the engine may be a gasoline engine.
図1および図2に示すように、本実施形態の燃焼室構造1は、ピストン2と、ピストン2が昇降可能かつ同軸に収容されたシリンダ3と、シリンダ3の上端開口を閉じるシリンダヘッド4と、ピストン2の外周面9に装着された複数(本実施形態では三つ)のピストンリング5と、これらにより画成された閉空間である燃焼室6とを備える。また燃焼室構造1は、シリンダヘッド4に取り付けられピストン2に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁7を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the combustion chamber structure 1 of the present embodiment includes a
図1に示すように、ピストン2は、シリンダ3の中心軸であるシリンダ軸Cと同軸に配置されている。以下、特に断らない限り、シリンダ軸Cを基準とした軸方向、半径方向および周方向を単に軸方向、半径方向および周方向という。ピストン2の中心軸すなわちピストン軸はシリンダ軸Cと同軸である。ピストン2は、頂面(ピストン頂面)8と外周面9とを有する。頂面8は、シリンダ軸Cに垂直な平坦面とされる。外周面9にはピストンリング5を嵌合させるための複数(本実施形態では三つ)のリング溝10が形成される。
As shown in FIG. 1, the
ピストン2は、その頂面8の中央部に凹設されたキャビティ11を有する。キャビティ11はリエントラント型キャビティであり、下部に対し上部開口部が絞られた形状となっている。キャビティ11は、上部開口部を形成すると共に半径方向内側に突出するリップ部12と、リップ部12に連なってその下方でアンダーカット状に拡径する側壁部13と、側壁部13に連なる底壁部14とを備える。ここでアンダーカット(undercut)とは、下部が上部に対しえぐられたような形状のことをいう。
The
図1に示すように、リップ部12の断面形状は曲率半径R1を有する円弧状とされ、側壁部13の断面形状も曲率半径R2を有する円弧状とされる。R1<R2である。底壁部14の断面形状は山形とされる。底壁部14は、シリンダ軸C付近に形成され断面円弧状の底壁部頂部15と、底壁部頂部15から側壁部13まで断面直線状に下降する斜面部16とを有する。
As shown in FIG. 1, the cross-sectional shape of the
また本実施形態の燃焼室構造1は、キャビティ11に連続してピストン頂面8の外周部に凹設された窪み部20を有する。窪み部20は、キャビティ11のリップ部12に連続する底面部21と、底面部の半径方向外側端の位置で立ち上がる端壁部22とを備える。底面部21は、シリンダ軸Cに垂直でピストン頂面8に平行な平坦面とされる。端壁部22は、ピストン外周面9より半径方向内側に位置され、下部が上部よりえぐられたアンダーカット形状とされている。端壁部22は、半径方向外側に向かって断面円弧状に突出する下部22Aと、半径方向内側に向かって断面円弧状に突出する上部22Bとを備え、全体的に断面S字状とされる。
Further, the combustion chamber structure 1 of the present embodiment has a
図1、図2および図5に示すように、燃料噴射弁7は、シリンダ軸Cと同軸に配置され、シリンダ中心部の位置から半径方向外側に向かって放射状に燃料を噴射するようになっている。燃焼室6内に配置された燃料噴射弁7の先端部には、N個(Nは2以上の整数)の噴孔23が、周方向等間隔で、すなわち所定角度θ=360/N(°)間隔で配置されている。従って燃料噴射弁7は、N本の燃料噴霧Fを所定角度θ間隔で放射状に噴射することになる。本実施形態ではN=8、θ=45°であるが、これらの値は適宜変更可能である。図中、噴孔23の中心線である噴孔軸を符号Cfで示す。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the
各々の噴孔23および燃料噴霧Fに対応して、窪み部20は周方向に複数すなわちN個設けられる。すなわち窪み部20は、1個の噴孔23および燃料噴霧Fに対して1個設けられる。そして周方向に隣り合う窪み部20の間には隔壁24が設けられる。窪み部20は、底面部21の周方向両側端の位置で立ち上がる側壁部25を備え、この側壁部25により隔壁24の一部、すなわち隔壁24の周方向両側部が形成される。隔壁24の上面はピストン頂面8によって形成される。隔壁24は半径方向に延び、周方向等間隔すなわち所定角度θ間隔で配置されている。窪み部20は、図2に示すように平面視において扇状に形成される。
Corresponding to each
図3に示すように、側壁部25も、下部が上部よりえぐられたアンダーカット形状とされている。側壁部25は、周方向に沿った隔壁24の幅方向の内側に向かって断面円弧状に突出する下部25Aと、幅方向外側に向かって断面円弧状に突出する上部25Bとを備え、全体的に断面S字状とされる。
As shown in FIG. 3, the
図4〜図6は、燃料噴射タイミングにおいて燃料噴射弁7から燃料が噴射されたときの様子を示す。噴孔23から噴射された燃料噴霧Fは、図4に示すように、噴孔軸Cfに沿って半径方向外側かつ下方の斜め下に向かって延びていき、噴孔23から離れるに従い噴孔軸Cfを中心に次第に拡径する円錐形状をなす。ここでは噴孔軸Cfとシリンダ軸Cの間の角度αを噴射角といい、噴孔軸Cfに対し燃料噴霧Fが拡がる角度βを広がり角という。
4 to 6 show a state in which fuel is injected from the
図4に示すように、噴孔軸Cfは、噴孔23から延び、キャビティ11のリップ部頂部12Aの直下近傍の位置Xに到達する。従って、噴孔軸Cfの近傍に位置する燃料噴霧Fの中心部も、当該位置Xに到達する。この位置Xを便宜上、噴霧中心部到達位置という。この位置Xは当然にピストン2の表面上の位置である。リップ部頂部12Aとは、リップ部12のうち、最も半径方向内側に位置する部分をいう。位置Xは、リップ部12と側壁部13の接続部付近に位置され、この位置Xにおいてピストン2の表面は、上方に向かうにつれ半径方向内側に向かう傾斜面となっている。この傾斜面は、シリンダ軸Cに対し若干傾斜した縦に近い傾斜面である。
As shown in FIG. 4, the nozzle hole axis Cf extends from the
他方、燃料噴霧Fの上端縁部Fuは、リップ部12に当たらずその上方を通過し、窪み部20の底面部21の上方も通過して、底面部21と端壁部22との接続部の位置Yに到達する。この位置Yを便宜上、噴霧上端縁部到達位置という。
On the other hand, the upper end edge portion Fu of the fuel spray F does not hit the
燃料噴霧Fの下端縁部Fdは、キャビティ11の側壁部13の高さ中間部付近に到達する。
The lower end edge portion Fd of the fuel spray F reaches the vicinity of the height intermediate portion of the
また図5に示すように、噴孔軸Cfは、窪み部20の周方向中心に沿って延びている。従って、噴霧中心部到達位置Xおよび噴霧上端縁部到達位置Yは、窪み部20の周方向中心を中心とした広がり角βの角度範囲に及ぶ。
As shown in FIG. 5, the nozzle hole axis Cf extends along the center in the circumferential direction of the
次に、この燃焼室構造1の各部における燃料噴霧の流れを示す。なお、燃料噴霧という用語の中には、字義通りの燃料噴霧の他、燃料と空気の混合気、および燃料噴霧が着火した結果生成される燃焼ガスもしくは火炎が含まれるものとする。 Next, the flow of fuel spray in each part of the combustion chamber structure 1 is shown. In addition, the term fuel spray includes, in addition to the literal fuel spray, a mixture of fuel and air, and a combustion gas or flame generated as a result of ignition of the fuel spray.
図4に示すように、噴孔23から噴射された燃料噴霧Fは、概ねキャビティ11のリップ部12の位置を境に上下に分割される。下方に分割された燃料噴霧は、全体の半分を超える量であり、キャビティ11内に噴射される。他方、上方に分割された燃料噴霧は、全体の半分より少ない量であり、実質的に窪み部20内に噴射される。
As shown in FIG. 4, the fuel spray F injected from the
キャビティ11内に噴射された燃料噴霧のうち、噴霧中心部到達位置Xより下方に到達するものは、矢印aで示すように、キャビティ11の側壁部13に衝突した後、下方に曲げられ、キャビティ11の側壁部13に沿って流れる。そして底壁部14に沿って流れ、半径方向内側に向かう。従って燃料噴霧を、シリンダ中心側でかつ下側の空気と良好に混合させて着火燃焼させることができ、シリンダ中心側の空気を有効に活用することが可能である。
Of the fuel spray injected into the
また、キャビティ11内に噴射された燃料噴霧のうち、噴霧中心部到達位置Xより上方に到達するものは、矢印bで示すように、キャビティ11のリップ部12に衝突した後、半径方向内側かつ上方の斜め上に向かって曲げられる。そしてシリンダ中心側かつ上側の空気と良好に混合し、着火燃焼する。従って、シリンダ中心側の空気を有効に活用することが可能である。
Further, among the fuel sprays injected into the
他方、窪み部20内に噴射された燃料噴霧は、矢印cで示すように、窪み部20の底面部21に案内されて半径方向外側に向かい、噴霧上端縁部到達位置Y付近に集まる。そして端壁部22に案内されて、半径方向内側かつ上方の斜め上に向かって曲げられる。端壁部22をアンダーカット形状としたので、そうした燃料噴霧の斜め上向きへの曲げを確実に行うことができる。本実施形態のように、端壁部22の下部22Aを、半径方向外側に向かって突出する断面円弧状にすると、燃料噴霧の曲げをスムーズかつ容易に行えるので有利である。
On the other hand, the fuel spray injected into the
斜め上へ向かう燃料噴霧は、シリンダ外周側かつ上側の空気と良好に混合して着火燃焼する。また斜め上へ向かう燃料噴霧は、矢印dで示すように、シリンダヘッド4の下面によって曲げられて半径方向内側に向かうものもある。この燃料噴霧は、シリンダ中心側かつ上側の空気と良好に混合して着火燃焼する。従って、シリンダ中心側の空気を有効に活用することが可能である。 The fuel spray traveling obliquely upward is ignited and combusted with good mixing with the air on the cylinder outer peripheral side and the upper side. Further, the fuel spray directed obliquely upward is bent by the lower surface of the cylinder head 4 and directed radially inward as indicated by an arrow d. This fuel spray is ignited and burned with good mixing with the air at the center and upper side of the cylinder. Therefore, it is possible to effectively utilize the air at the cylinder center side.
ここで、燃料噴霧を端壁部22により半径方向内側に向かう斜め上向きに曲げることによって、矢印eで示すような、端壁部22を乗り越えてより半径方向外側に向かう燃料噴霧の流れができるだけ生じないようになっている。このような流れeがシリンダ3の内壁に到達すると、内壁付近でできた火炎が内壁に接触し、燃焼熱が内壁に奪われてしまって熱効率が低下する。よって本実施形態では、シリンダ内壁付近に燃料噴霧が極力到達しないようにすることによって、熱効率の低下を抑制している。
Here, by bending the fuel spray diagonally upward toward the radially inner side by the
また、窪み部20内に噴射された燃料噴霧は、最長で噴霧上端縁部到達位置Yまで到達するので、その燃料噴霧を長距離拡散させて空気と良好に混合し、過濃混合気の生成を抑制できる。
Further, since the fuel spray injected into the
他方、図5に示すように、キャビティ11内に噴射された燃料噴霧は、矢印fで示すように、キャビティ11のリップ部12または側壁部13に衝突した後、噴孔軸Cfを境に左右外側に曲げられ、左右に分割される。ここで左右とは、噴孔23から半径方向外側に向かう燃料噴霧の進行方向を前とした場合の左右である。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the fuel spray injected into the
また窪み部20内に噴射された燃料噴霧は、矢印gで示すように、窪み部20の端壁部22に衝突した後、噴孔軸Cfを境に左右外側に曲げられ、左右に分割される。そして左右外側に向かった燃料噴霧は、それぞれ、対応する左右の側壁部25もしくは隔壁24に突き当たり、それらにより後方、すなわち半径方向内側に向かって曲げられる。これにより、シリンダ中心側かつ上側の空気を有効活用できると共に、隣り合う窪み部20内の燃料噴霧同士が互いに干渉して混合することを回避できる。それ故、混合によって生じる過濃混合気の生成と、過濃混合気の不完全燃焼による粒子状物質(Particulate Matter、以下PMという)およびスモークの発生とを抑制することができる。また同時に、過濃混合気の不完全燃焼によるCOおよびHCの発生も抑制することができる。
Further, as shown by an arrow g, the fuel spray injected into the
とりわけ、図6に示すように、側壁部25をアンダーカット形状としたので、矢印hで示すように、側壁部25を乗り越えようとする燃料噴霧を、側壁部25から離れ(噴孔軸Cfに向かい)かつ上方に向かう斜め上向きに曲げることができる。これにより、隣り合う窪み部20内の燃料噴霧同士の干渉を一層抑制することができる。本実施形態のように、側壁部25の下部25Aを、隔壁24の幅方向内側に向かって突出する断面円弧状にすると、燃料噴霧の曲げをスムーズかつ容易に行えるので有利である。
In particular, as shown in FIG. 6, since the
以上から理解されるように、本実施形態の燃焼室構造1は、一つの噴孔23から噴射される1本の燃料噴霧Fを、一つの窪み部20のある周方向領域内で個別に燃焼させる構造となっている。そして隣り合う燃料噴霧F同士の干渉を抑制し、過濃混合気の生成とPMおよびスモークの発生とを効果的に抑制するようになっている。
As understood from the above, the combustion chamber structure 1 of the present embodiment individually burns one fuel spray F injected from one
このように本実施形態の燃焼室構造1は、燃料噴射弁7から噴射された燃料噴霧Fの中心部が、リエントラント型キャビティ11のリップ部頂部12Aの直下近傍の位置(噴霧中心部到達位置)Xに到達し、燃料噴霧の上端縁部Fuが、窪み部20の底面部21と端壁部22との接続部の位置(噴霧上端縁部到達位置)Yに到達するよう、構成されている。このため、燃料噴射弁7から噴射された燃料噴霧Fを、キャビティ11内に到達するものと窪み部20内に到達するものとに上下に分割できる。そしてキャビティ11内に到達するもののうち、噴霧中心部到達位置Xより上方に到達するものを、矢印bで示したように、半径方向内側かつ上方の斜め上に向かって曲げることができる。これによりシリンダ中心側の空気を有効に活用することができる。また、窪み部20内に到達する燃料噴霧も、矢印cで示したように、半径方向内側かつ上方の斜め上に向かって曲げることができる。これによってもシリンダ中心側の空気を有効に活用することができる。結果として、シリンダ中心側の空気を十分に利用してスモークの発生を抑制することが可能である。
As described above, in the combustion chamber structure 1 of the present embodiment, the central portion of the fuel spray F injected from the
また、端壁部22をアンダーカット形状としたので、半径方向内側かつ上方の斜め上に向かって曲がる燃料噴霧の流れcを確実に生成することができる。
Further, since the
なお、特許文献1では端壁部22に相当する壁面が単にシリンダ軸に平行な壁面であるため、本実施形態のように燃料噴霧を半径方向内側に向かって積極的に曲げることはできない。また特許文献1では、矢印eで示したような、端壁部22を乗り越えて半径方向外側に向かおうとする流れも多分に存在するため、熱効率の点で不利である。
In Patent Document 1, since the wall surface corresponding to the
また本実施形態では、周方向に隣り合う窪み部20の間に隔壁24を設けたため、隣り合う窪み部20内の燃料噴霧同士の干渉を抑制でき、過濃混合気の生成とPMおよびスモークの発生とを効果的に抑制できる。
Moreover, in this embodiment, since the
また本実施形態では、隔壁24の側面部をなす側壁部25をアンダーカット形状としたので、矢印hで示したように、側壁部25を乗り越えようとする燃料噴霧を、側壁部25から離れる方向に斜め上向きに曲げることができる。これにより、隣り合う窪み部20内の燃料噴霧同士の干渉を一層抑制することができる。
Further, in this embodiment, the
また本実施形態では、窪み部20を平面視扇状に形成したので、窪み部20の底面積を周方向に拡大すると共に、窪み部20内の燃料噴霧を周方向の広い領域に拡散させ、周方向の広い領域で燃料噴霧と空気を混合できる。よって過濃混合気の生成とPMおよびスモークの発生とを抑制できる。
Further, in this embodiment, since the
なお特許文献1の窪み部20に相当する部位は平面視半円状であり、その底面積は小さい。従って特許文献1では本実施形態のような利点を得ることが不可能である。
In addition, the site | part corresponded to the
以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態および変形例も可能である。 As mentioned above, although embodiment of this indication was described in detail, this indication can also have other embodiments and modifications as follows.
(1)例えば、隔壁24の断面形状を図7〜9に示すように変形することが可能である。図7に示す第1変形例では、隔壁24の側壁部25がアンダーカット形状とされるものの、側壁部25の断面は、下方にいくに従い隔壁24の幅中心側に向かう傾斜した直線状とされる。隔壁24の断面形状が逆台形状とされる。こうしても、側壁部25を乗り越えようとする燃料噴霧を、側壁部25から離れる方向に斜め上向きに曲げることができる。
(1) For example, the cross-sectional shape of the
図8に示す第2変形例では、隔壁24の側壁部25がアンダーカット形状とされておらず、側壁部25の断面は、単に上下方向に延びる直線状とされる。隔壁24の断面形状は長方形状とされる。こうすると、側壁部25を乗り越えようとする燃料噴霧を側壁部25から離れる方向に曲げることが困難であるが、それでも隔壁24が無い場合よりも、隣り合う窪み部20内の燃料噴霧同士の干渉を抑制することができる。
In the second modification shown in FIG. 8, the
図9に示す第3変形例では、隔壁24の側壁部25がアンダーカット形状とされておらず、側壁部25の断面は、上方にいくに従い隔壁24の幅中心側に向かう傾斜した直線状とされる。両側壁部25の上端は互いに接続され、隔壁24の断面形状は三角形状とされる。これでも隔壁24が無い場合よりは、隣り合う窪み部20内の燃料噴霧同士の干渉を抑制することができる。
In the third modified example shown in FIG. 9, the
(2)図7〜9に示したような側壁部25の断面形状を、端壁部22に適用してもよい。また側壁部25および端壁部22の断面形状は、上述のものに限らず任意の形状に変更できる。
(2) You may apply the cross-sectional shape of the
(3)図10に示すように、窪み部20の底面部21を、シリンダ軸Cに垂直な方向に対し傾斜された傾斜面としてもよい。底面部21は、半径方向外側に向かうほど下方に向かう平坦な傾斜面とされている。図示例の場合、底面部21の半径方向内側端の位置は基本実施形態(図1)と同じで、底面部21の半径方向外側端の位置が基本実施形態より下方に位置される。
(3) As shown in FIG. 10, the
この変形例によると、窪み部20の体積を拡大することができるため、窪み部20内での燃料噴霧Fと空気の混合を促進し、PMおよびスモークの発生を抑制することができる。
According to this modification, since the volume of the
(4)図11および図12に示すように、キャビティ11内に隔壁30を設けてもよい。この隔壁30を便宜上、前述の隔壁24と区別してキャビティ隔壁と称す。キャビティ隔壁30は、隔壁24と同じ周方向位置に複数設けられる。キャビティ隔壁30は、リップ部12および側壁部13から半径方向内側に突出される。
(4) As shown in FIGS. 11 and 12, a
本実施形態において、キャビティ隔壁30は、図11に示すような平面視において略V字状に突出する断面形状を有する。また図12に示すように、キャビティ隔壁30は、上端面31と、半径方向内側の端縁部32とを有する。上端面31は概ね、窪み部20の底面部21と同じ高さ位置とされ、半径方向内側に向かうほど下方に向かうような僅かな傾斜面とされている。端縁部32は概ね、シリンダ軸Cの方向に対し僅かに傾斜され、下方に向かうほど半径方向外側に向かうよう僅かに傾斜されている。
In the present embodiment, the
これによれば、図11に示すように、キャビティ11のリップ部12または側壁部13に衝突して左右外側に曲げられた燃料噴霧fを、矢印jで示すように、対応する左右のキャビティ隔壁30に衝突させることができる。そしてその衝突した燃料噴霧jを、キャビティ隔壁30によって後方、すなわち半径方向内側に向かうよう曲げ、シリンダ中心側に向けることができる。
According to this, as shown in FIG. 11, the fuel spray f that has collided with the
従って、前記隔壁24と同様、互いに向かい合って流れてくる燃料噴霧j同士の干渉と混合を抑制することができ、過濃混合気の生成と、PMおよびスモークの発生とを抑制することができる。また、キャビティ11内におけるシリンダ中心側の空気を有効活用できる。
Therefore, like the
なお、キャビティ隔壁30の形状は上述の形状に限らず、適宜変更可能である。 前述の各実施形態および各変形例の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
The shape of the
1 燃焼室構造
2 ピストン
7 燃料噴射弁
8 頂面
11 キャビティ
12A リップ部頂部
20 窪み部
21 底面部
22 端壁部
24 隔壁
25 側壁部
F 燃料噴霧
Fu 上端縁部
X 噴霧中心部到達位置
Y 噴霧上端縁部到達位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記キャビティに連続して前記ピストン頂面の外周部に凹設された窪み部と、
ピストンに向かって燃料を噴射する燃料噴射弁と、
を備え、
前記窪み部は、前記キャビティに連続する底面部と、前記底面部の半径方向外側端の位置で立ち上がる端壁部と、を備え、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧の中心部が、前記キャビティのリップ部頂部の直下近傍の位置に到達し、前記燃料噴霧の上端縁部が、前記底面部と前記端壁部との接続部の位置に到達するよう、構成されている
ことを特徴とする内燃機関の燃焼室構造。 A reentrant cavity recessed in the center of the piston top surface;
A recess formed in the outer periphery of the top surface of the piston continuously from the cavity;
A fuel injection valve for injecting fuel toward the piston;
With
The hollow portion includes a bottom surface portion continuous with the cavity, and an end wall portion rising at a position of a radially outer end of the bottom surface portion,
The central portion of the fuel spray injected from the fuel injection valve reaches a position immediately below the top of the lip portion of the cavity, and the upper end edge of the fuel spray is connected to the bottom surface portion and the end wall portion. A combustion chamber structure of an internal combustion engine characterized by being configured to reach the position of the part.
請求項1に記載の内燃機関の燃焼室構造。 The combustion chamber structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the end wall portion has an undercut shape.
前記窪み部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の各々に対応して周方向に複数設けられ、
周方向に隣り合う前記窪み部の間には隔壁が設けられる
請求項1または2に記載の内燃機関の燃焼室構造。 The fuel injection valve injects fuel radially outward from the position of the center of the cylinder,
A plurality of the depressions are provided in the circumferential direction corresponding to each of the fuel sprays injected from the fuel injection valve,
The combustion chamber structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a partition wall is provided between the recesses adjacent in the circumferential direction.
前記側壁部は、アンダーカット形状とされている
請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の燃焼室構造。 The hollow portion includes a side wall portion that rises at positions on both side ends in the circumferential direction of the bottom surface portion,
The combustion chamber structure of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the side wall portion has an undercut shape.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の燃焼室構造。 The combustion chamber structure of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the hollow portion is formed in a fan shape in a plan view.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018093791A JP2019199825A (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Combustion chamber structure of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018093791A JP2019199825A (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Combustion chamber structure of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019199825A true JP2019199825A (en) | 2019-11-21 |
Family
ID=68611189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018093791A Pending JP2019199825A (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Combustion chamber structure of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019199825A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022024858A1 (en) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | ヤンマーホールディングス株式会社 | Diesel engine |
JP7463311B2 (en) | 2021-03-01 | 2024-04-08 | 株式会社Soken | Internal combustion engine |
-
2018
- 2018-05-15 JP JP2018093791A patent/JP2019199825A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022024858A1 (en) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | ヤンマーホールディングス株式会社 | Diesel engine |
JP2022025557A (en) * | 2020-07-29 | 2022-02-10 | ヤンマーホールディングス株式会社 | diesel engine |
JP7403405B2 (en) | 2020-07-29 | 2023-12-22 | ヤンマーホールディングス株式会社 | diesel engine |
JP7463311B2 (en) | 2021-03-01 | 2024-04-08 | 株式会社Soken | Internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10036356B2 (en) | Ducted combustion systems utilizing duct-exit tabs | |
JP5589453B2 (en) | Diesel engine combustion chamber | |
JP4767775B2 (en) | Direct fuel injection diesel engine | |
JP5151373B2 (en) | boiler | |
JP6869244B2 (en) | Internal combustion engine piston crown | |
JP2004190572A (en) | Combustion chamber of engine | |
KR20190116513A (en) | Pistons for Internal Combustion Engines | |
JP2019199825A (en) | Combustion chamber structure of internal combustion engine | |
JP2012189041A (en) | Diesel engine | |
CN104903559A (en) | Piston | |
JP2013160186A (en) | Piston combustion chamber structure of internal combustion engine | |
JP2011174388A (en) | Structure of combustion chamber of internal combustion engine | |
JP5983109B2 (en) | Internal combustion engine | |
CN103026138B (en) | Combustion device | |
JP5671810B2 (en) | Combustion chamber structure of internal combustion engine | |
JP5549809B2 (en) | Diesel engine open toroidal combustion chamber | |
JP5418315B2 (en) | Diesel engine combustion chamber | |
JP5085419B2 (en) | Engine and spark plug for engine | |
JP4992772B2 (en) | Fuel injection system for diesel engine | |
JPH0893479A (en) | Combustion chamber of direct injection diesel engine | |
JPH08135449A (en) | Combustion chamber structure for direct injection type engine | |
KR20200069920A (en) | Piston combustion chamber structure of engine | |
CN212716877U (en) | Combustion chamber of engine | |
JP2019007446A (en) | Combustion chamber structure for direct-injection type internal combustion engine | |
CN212716878U (en) | Combustion chamber of engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180515 |