JP2581866Y2 - 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
直噴式ディーゼル機関の燃焼室Info
- Publication number
- JP2581866Y2 JP2581866Y2 JP1989057471U JP5747189U JP2581866Y2 JP 2581866 Y2 JP2581866 Y2 JP 2581866Y2 JP 1989057471 U JP1989057471 U JP 1989057471U JP 5747189 U JP5747189 U JP 5747189U JP 2581866 Y2 JP2581866 Y2 JP 2581866Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radius
- combustion chamber
- cavity
- diesel engine
- combustion
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、直噴式ディーゼル機関の燃焼室に関する。
［従来の技術］ 従来のピストンの燃焼室形状は大別すると、第９図に
示すオープンチャンバ形燃焼室Ａ、第10図に示すリエン
トランドキャビティ形燃焼室Ｂ及び第11図に示すキャビ
ティ１の入口部にスキッシュリップ２を備えた燃焼室Ｃ
の３形式に分類される。
示すオープンチャンバ形燃焼室Ａ、第10図に示すリエン
トランドキャビティ形燃焼室Ｂ及び第11図に示すキャビ
ティ１の入口部にスキッシュリップ２を備えた燃焼室Ｃ
の３形式に分類される。
このスキッシュリップ２を備えた燃焼室Ｃは、空気の
利用を最大限に行う目的で、最近、多用されている。そ
のリップ２のエッジは、熱負荷による亀裂に対する耐久
性、信頼性を確保するため、各エッジに比較的大きい半
径の丸味を付けている。
利用を最大限に行う目的で、最近、多用されている。そ
のリップ２のエッジは、熱負荷による亀裂に対する耐久
性、信頼性を確保するため、各エッジに比較的大きい半
径の丸味を付けている。
［考案が解決しようとする課題］ しかし、第12図に示すように、リップ２の上下のエッ
ジ３、４に比較的大きい半径R0、R1（例えば総排気量30
00cc4気筒の小型ディーゼル機関では１〜2mm）の丸味を
付けると、圧縮行程においては、キャビティ１内に流入
するスキッシュ流Saが比較的大きい渦流となり、インピ
ンジ点Ｐから離れる。したがって、噴射燃料と空気との
混合が悪い。
ジ３、４に比較的大きい半径R0、R1（例えば総排気量30
00cc4気筒の小型ディーゼル機関では１〜2mm）の丸味を
付けると、圧縮行程においては、キャビティ１内に流入
するスキッシュ流Saが比較的大きい渦流となり、インピ
ンジ点Ｐから離れる。したがって、噴射燃料と空気との
混合が悪い。
また、膨脹行程においては第13図に示すように、キャ
ビティ１からの燃焼ガスの流れSbが弱く、かつリップ２
から離れる。したがって、部分Ｄの空気は燃焼に利用さ
れず、また、燃焼ガスが燃焼室全体をカバーしないの
で、燃焼が不十分である。このように、空気の利用が不
十分で、出力性能が低く、また、燃焼温度が高くなって
NOxが増すなどの不具合がある。
ビティ１からの燃焼ガスの流れSbが弱く、かつリップ２
から離れる。したがって、部分Ｄの空気は燃焼に利用さ
れず、また、燃焼ガスが燃焼室全体をカバーしないの
で、燃焼が不十分である。このように、空気の利用が不
十分で、出力性能が低く、また、燃焼温度が高くなって
NOxが増すなどの不具合がある。
燃焼室に関し本出願人は特開昭55-54623号公報におい
て、キャビティの下部周壁に半径方向外方に陥没する凹
部を複数箇所設け、キャビティ周壁の全周に沿う大スワ
ールと、凹部内壁に沿う小経のスワールとを発生させ、
これらのスワールにより燃料と空気との混合を高めて燃
焼を改善する技術を提案している。
て、キャビティの下部周壁に半径方向外方に陥没する凹
部を複数箇所設け、キャビティ周壁の全周に沿う大スワ
ールと、凹部内壁に沿う小経のスワールとを発生させ、
これらのスワールにより燃料と空気との混合を高めて燃
焼を改善する技術を提案している。
本考案は、空気利用を最大限に行って高出力、高トル
クを得る直噴式ディーゼル機関の燃焼室を提供すること
を目的としている。
クを得る直噴式ディーゼル機関の燃焼室を提供すること
を目的としている。
［知見］ スキッシュリップ２の両エッジ３、４の丸味の半径が
極めて小さく（理想的には半径ゼロが望ましい）する
と、空気の利用が良くて燃焼が改善されることは周知で
あるが、本考案者は種々研究の結果、リップ２とキャビ
ティ１の周壁とのコーナ部に小さい半径の丸味を付ける
と、燃焼が改善されることを見出した。本考案は、この
知見に基づいてなされたものである。
極めて小さく（理想的には半径ゼロが望ましい）する
と、空気の利用が良くて燃焼が改善されることは周知で
あるが、本考案者は種々研究の結果、リップ２とキャビ
ティ１の周壁とのコーナ部に小さい半径の丸味を付ける
と、燃焼が改善されることを見出した。本考案は、この
知見に基づいてなされたものである。
［課題を解決するための手段］ 本考案によれば、ピストンのキャビティにシャープエ
ッジのスキッシュリップが形成され、かつ、キャビティ
を囲むオイル冷却室が設けられた直噴式ディーゼル機関
の燃焼室において、前記スキッシュリップのキャビティ
底壁側のエッジを半径0.2mm以下に形成し、該スキッシ
ュリップとキャビティ周壁とのコーナ部を半径１〜5mm
に形成している。
ッジのスキッシュリップが形成され、かつ、キャビティ
を囲むオイル冷却室が設けられた直噴式ディーゼル機関
の燃焼室において、前記スキッシュリップのキャビティ
底壁側のエッジを半径0.2mm以下に形成し、該スキッシ
ュリップとキャビティ周壁とのコーナ部を半径１〜5mm
に形成している。
上記コーナ部の半径は、1mm以下では加工が困難であ
り、5mm以上では実験結果から出力向上が低下するの
で、約3mmとするのが好ましい。
り、5mm以上では実験結果から出力向上が低下するの
で、約3mmとするのが好ましい。
［作用］ 上記のように構成された直噴式ディーゼル機関の燃焼
室においては、スキッシュリップの両エッジが半径0.2m
m以下のシャープエッジに形成され、キャビティ周壁と
のコーナ部が半径約3mmに形成されているので、圧縮行
程時にこれらのリップ及びコーナ部とによりキャビティ
の中央側とインピンジ点付近とに２つの強い乱渦流が発
生し、噴射燃料と空気との充分な混合が行われる。ま
た、膨脹行程時に燃焼ガスによりピストン上面の外周部
と中央流に２つの強い渦が発生し、従来利用されなかっ
た外周部の空気と燃焼ガスとの混合が行われ、かつ、燃
焼ガスが燃焼室全体をカバーする。これらのことによ
り、燃焼が改善されて高出力、高トルクが得られ、ま
た、燃焼温度が低下してNOxが低減される。
室においては、スキッシュリップの両エッジが半径0.2m
m以下のシャープエッジに形成され、キャビティ周壁と
のコーナ部が半径約3mmに形成されているので、圧縮行
程時にこれらのリップ及びコーナ部とによりキャビティ
の中央側とインピンジ点付近とに２つの強い乱渦流が発
生し、噴射燃料と空気との充分な混合が行われる。ま
た、膨脹行程時に燃焼ガスによりピストン上面の外周部
と中央流に２つの強い渦が発生し、従来利用されなかっ
た外周部の空気と燃焼ガスとの混合が行われ、かつ、燃
焼ガスが燃焼室全体をカバーする。これらのことによ
り、燃焼が改善されて高出力、高トルクが得られ、ま
た、燃焼温度が低下してNOxが低減される。
また、オイル冷却室を設けたので、スキッシュリップ
のシャープエッジの熱負荷による亀裂を防止することが
できる。
のシャープエッジの熱負荷による亀裂を防止することが
できる。
［実施例］ 以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。
第１図及び第２図において、ピストン10の頂部には、
円柱状のキャビティ11が形成され、その底面中央部に
は、コーン状の突部12が形成され、上縁部には、スキッ
シュリップ13が形成されている。
円柱状のキャビティ11が形成され、その底面中央部に
は、コーン状の突部12が形成され、上縁部には、スキッ
シュリップ13が形成されている。
そのスキッシュリップ13のシリンダヘッド側のエッジ
14は、半径R0が0.2mm以下のシャープエッジに形成さ
れ、対向する側のエッジ15も、半径R1が0.2mm以下のシ
ャープエッジに形成されている。そして、リップ13とキ
ャビティ11の周壁とのコーナ部16には、半径R2が約3mm
の丸味が形成されている。なお、従来技術によれば半径
R2は９ないし12mmであった。第１図の符号17は、キャビ
ティ11を囲む公知技術によるオイル冷却室である。この
半径R1は後記の実施例で示すようにゼロが好ましい。し
かしながら、ゼロでは熱負荷が大となり不都合であり、
また製造上の誤差も考慮して0.2mm以下であれば充分に
目的を達成できる。
14は、半径R0が0.2mm以下のシャープエッジに形成さ
れ、対向する側のエッジ15も、半径R1が0.2mm以下のシ
ャープエッジに形成されている。そして、リップ13とキ
ャビティ11の周壁とのコーナ部16には、半径R2が約3mm
の丸味が形成されている。なお、従来技術によれば半径
R2は９ないし12mmであった。第１図の符号17は、キャビ
ティ11を囲む公知技術によるオイル冷却室である。この
半径R1は後記の実施例で示すようにゼロが好ましい。し
かしながら、ゼロでは熱負荷が大となり不都合であり、
また製造上の誤差も考慮して0.2mm以下であれば充分に
目的を達成できる。
したがって、圧縮行程においては第３図において、シ
ャープなエッジ15とコーナ部16とにより、インピンジ点
Ｐ付近に強い乱渦流S1が発生し、また、キャビティ11の
中央部に強い乱渦流S2が発生する。この乱渦流S1により
インピンジ点Ｐ付近の燃料と空気とが良く混合される。
ャープなエッジ15とコーナ部16とにより、インピンジ点
Ｐ付近に強い乱渦流S1が発生し、また、キャビティ11の
中央部に強い乱渦流S2が発生する。この乱渦流S1により
インピンジ点Ｐ付近の燃料と空気とが良く混合される。
また、膨脹行程においては第４図に示すように、シャ
ープなエッジ15、14とコーナ部16とにより燃焼ガスによ
りピストン10の上面外周部に向う強い渦S3が発生し、中
央部にも強い渦S4が発生する。この強い渦S3により従来
の利用されなかった部分Ｄ（第13図）の空気と燃焼ガス
とが良く混合し、燃焼温度が低下する。また、強い渦
S3、S4により燃焼ガスが燃料全体をカバーし、燃焼が改
善され、高出力、高トルクが得られる。
ープなエッジ15、14とコーナ部16とにより燃焼ガスによ
りピストン10の上面外周部に向う強い渦S3が発生し、中
央部にも強い渦S4が発生する。この強い渦S3により従来
の利用されなかった部分Ｄ（第13図）の空気と燃焼ガス
とが良く混合し、燃焼温度が低下する。また、強い渦
S3、S4により燃焼ガスが燃料全体をカバーし、燃焼が改
善され、高出力、高トルクが得られる。
第５図ないし第８図は本考案の実験結果を示してい
る。実験に使用したエンジンの仕様は下記の通りであ
る。
る。実験に使用したエンジンの仕様は下記の通りであ
る。
エンジン型式：直噴式ディーゼル機関 総排気量:2.953l 気筒数:4 内径×ストローク:96.0×102.0mm 圧縮比:18.5 最高出力:100ps/3800r.p.m 最大トルク:22kg・m/2000r.p.m ノズル噴口径:0.28mm ノズル噴口数:4 インピンジングポイント:7mm 第５図（ａ）ないし（ｃ）は、上記の機関において、
前記半径R2が3mmの場合エッジ15の半径R1と、トルクお
よび出力との関係の実験結果を示している。これらの図
から分るように、2000rpmのトルクはR1がゼロに近い程
高く、3800rpmの出力はR1がゼロが好ましい。しかしな
がら、R1がゼロでは冷却室があってもエッジの熱負荷が
大きくなり、溶融等のおそれが生ずるので、誤差も考え
て0.2mm以下とした。
前記半径R2が3mmの場合エッジ15の半径R1と、トルクお
よび出力との関係の実験結果を示している。これらの図
から分るように、2000rpmのトルクはR1がゼロに近い程
高く、3800rpmの出力はR1がゼロが好ましい。しかしな
がら、R1がゼロでは冷却室があってもエッジの熱負荷が
大きくなり、溶融等のおそれが生ずるので、誤差も考え
て0.2mm以下とした。
第６図は、同じ機関における半径R1とNOx発生量との
関係の実験結果を示しており、同様に半径R1がゼロに近
い程、NOx発生量が小さいことが判る。
関係の実験結果を示しており、同様に半径R1がゼロに近
い程、NOx発生量が小さいことが判る。
第７図（ａ）ないし（ｃ）は、上記の機関において、
半径R1＝0.2mmの場合のコーナ部16の半径R2とトルクと
出力の関係の実験結果を示している。これらの図から判
るように、R2＝3mmで、出力トルクが高いことが解る。
半径R1＝0.2mmの場合のコーナ部16の半径R2とトルクと
出力の関係の実験結果を示している。これらの図から判
るように、R2＝3mmで、出力トルクが高いことが解る。
第８図は、同じ機関における半径R2とNOx発生量との
関係の実験結果を示しており、NOxの発生量もあまり問
題がないことが解る。
関係の実験結果を示しており、NOxの発生量もあまり問
題がないことが解る。
［考案の効果］ 本考案は、以上説明したように構成されているので、
圧縮行程におけるインピンジ点付近の強い乱渦流と、膨
脹行程におけるピストン上面外周部の強い渦流とにより
空気を最大限に利用し、高出力、高トルクが得ることが
できる。
圧縮行程におけるインピンジ点付近の強い乱渦流と、膨
脹行程におけるピストン上面外周部の強い渦流とにより
空気を最大限に利用し、高出力、高トルクが得ることが
できる。
第１図は本考案の一実施例を示す側断面図、第２図は第
１図の円内部分の拡大図、第３図及び第４図は本考案の
効果を示す圧縮及び膨脹行程時の側断面図、第５図
（ａ）〜（ｃ）はエッジの半径R1と出力トルクとの関係
の実験結果を示す図面、第６図はエッジの半径R1とNOx
発生量との関係の実験結果を示す図面、第７図（ａ）〜
（ｃ）はコーナ部の半径R2と出力トルクとの関係の実験
結果を示す図面、第８図はコーナ部の半径R2とNOx発生
量との関係の実験結果を示す図面、第９図、第10図及び
第11図はそれぞれ異なる従来のピストンの燃焼室を示す
側断面図、第12図及び第13図は従来のスキッシュリップ
を備えた燃焼室の圧縮及び膨脹行程時の渦流の状態を示
す側断面図である。 R1……エッジの半径、R2……コーナ部の半径、11……キ
ャビティ、13……スキッシュリップ、14、15……エッ
ジ、16……コーナ部、17……オイル冷却室
１図の円内部分の拡大図、第３図及び第４図は本考案の
効果を示す圧縮及び膨脹行程時の側断面図、第５図
（ａ）〜（ｃ）はエッジの半径R1と出力トルクとの関係
の実験結果を示す図面、第６図はエッジの半径R1とNOx
発生量との関係の実験結果を示す図面、第７図（ａ）〜
（ｃ）はコーナ部の半径R2と出力トルクとの関係の実験
結果を示す図面、第８図はコーナ部の半径R2とNOx発生
量との関係の実験結果を示す図面、第９図、第10図及び
第11図はそれぞれ異なる従来のピストンの燃焼室を示す
側断面図、第12図及び第13図は従来のスキッシュリップ
を備えた燃焼室の圧縮及び膨脹行程時の渦流の状態を示
す側断面図である。 R1……エッジの半径、R2……コーナ部の半径、11……キ
ャビティ、13……スキッシュリップ、14、15……エッ
ジ、16……コーナ部、17……オイル冷却室
Claims (1)
- 【請求項１】ピストンのキャビティにシャープエッジの
スキッシュリップが形成され、かつ、キャビティを囲む
オイル冷却室が設けられた直噴式ディーゼル機関の燃焼
室において、前記スキッシュリップのキャビティ底壁側
のエッジを半径0.2mm以下に形成し、該スキッシュリッ
プとキャビティ周壁とのコーナ部を半径１〜5mmに形成
したことを特徴とする直噴式ディーゼル機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989057471U JP2581866Y2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989057471U JP2581866Y2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02147828U JPH02147828U (ja) | 1990-12-14 |
| JP2581866Y2 true JP2581866Y2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=31582207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989057471U Expired - Lifetime JP2581866Y2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581866Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2819854B2 (ja) * | 1991-04-30 | 1998-11-05 | いすゞ自動車株式会社 | 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃焼室 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159832U (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 |
-
1989
- 1989-05-18 JP JP1989057471U patent/JP2581866Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02147828U (ja) | 1990-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |