JP2594054B2 - 直噴式ディーゼル機関 - Google Patents
直噴式ディーゼル機関Info
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- JP2594054B2 JP2594054B2 JP62141450A JP14145087A JP2594054B2 JP 2594054 B2 JP2594054 B2 JP 2594054B2 JP 62141450 A JP62141450 A JP 62141450A JP 14145087 A JP14145087 A JP 14145087A JP 2594054 B2 JP2594054 B2 JP 2594054B2
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- concave
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- piston
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- 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
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- 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
- F02B23/0672—Omega-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 center axis
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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- 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
- F02B23/0618—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 having in-cylinder means to influence the charge motion
- F02B23/0621—Squish flow
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- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直噴式ディーゼル機関に関する。
ピストン頂面に形成したキャビティ内周面の上端部に
内方に向けて突出する環状のリップを形成し、この環状
リップの内周面を下方に向けて拡開する円錐状に形成
し、燃料噴射弁から燃料を環状リップの円錐状内周面に
向けて噴射させ、円錐状内周面において反射した噴射燃
料の一部をキャビティ中心部に厚め、円錐状内周面に付
着した液状燃料をキャビティ周辺部に送り込むようにし
たディーゼル機関が公知である（実開昭59−56324号公
報参照）。このディーゼル機関では噴射燃料がキャビテ
ィ中心部およびキャビテイ周辺部に分散せしめられるの
で空気利用率を高めることができる。
内方に向けて突出する環状のリップを形成し、この環状
リップの内周面を下方に向けて拡開する円錐状に形成
し、燃料噴射弁から燃料を環状リップの円錐状内周面に
向けて噴射させ、円錐状内周面において反射した噴射燃
料の一部をキャビティ中心部に厚め、円錐状内周面に付
着した液状燃料をキャビティ周辺部に送り込むようにし
たディーゼル機関が公知である（実開昭59−56324号公
報参照）。このディーゼル機関では噴射燃料がキャビテ
ィ中心部およびキャビテイ周辺部に分散せしめられるの
で空気利用率を高めることができる。
しかしながらこのディーゼル機関ではキャビティ内の
どこで燃焼が開始されるかわからず、一気に燃焼が開始
されると急激な圧力上昇が生じて激しい燃焼騒音が発生
するという問題を生ずる。また、急激な圧力上昇によっ
て燃焼温度が高くなるとNOXの発生量が増大するという
問題もある。また、空気利用率が高くなるといってもキ
ャビティ中心部とキャビティ周辺部間には噴射燃料が供
給されないためにキャビティ中心部とキャビティ周辺部
間の空気が十分に利用されず、斯くして多量の未燃HC,C
Oが発生するという問題がある。
どこで燃焼が開始されるかわからず、一気に燃焼が開始
されると急激な圧力上昇が生じて激しい燃焼騒音が発生
するという問題を生ずる。また、急激な圧力上昇によっ
て燃焼温度が高くなるとNOXの発生量が増大するという
問題もある。また、空気利用率が高くなるといってもキ
ャビティ中心部とキャビティ周辺部間には噴射燃料が供
給されないためにキャビティ中心部とキャビティ周辺部
間の空気が十分に利用されず、斯くして多量の未燃HC,C
Oが発生するという問題がある。
上記問題点を解決するために本発明によれば、ピスト
ン頂面に形成されたキャビティの内周壁面上に断面円弧
状の凹状燃料反射面を形成すると共に凹状燃料反射面の
全ての面を水平方向よりも下向きに指向させ、凹状燃料
反射面よりも上方の燃焼室内に燃料噴射弁を配置して該
燃料噴射弁から凹状燃料反射面に向けて燃料を噴射さ
せ、燃料噴射開始時には噴射燃料が凹状燃料反射面の上
方部に衝突した後に衝突位置よりも下方のキャビティ周
辺部に向けて反射しかつピストンの上昇に伴ない噴射燃
料の衝突位置が凹状燃料反射面上において次第に下方に
移動して凹状燃料反射面で反射した噴射燃料の進行方向
が下向きに維持されつつキャビティ周辺部からキャビテ
ィ中心部まで順次移動するように凹状燃料反射面の形成
位置、燃料噴射方向および燃料噴射時期を定めている。
ン頂面に形成されたキャビティの内周壁面上に断面円弧
状の凹状燃料反射面を形成すると共に凹状燃料反射面の
全ての面を水平方向よりも下向きに指向させ、凹状燃料
反射面よりも上方の燃焼室内に燃料噴射弁を配置して該
燃料噴射弁から凹状燃料反射面に向けて燃料を噴射さ
せ、燃料噴射開始時には噴射燃料が凹状燃料反射面の上
方部に衝突した後に衝突位置よりも下方のキャビティ周
辺部に向けて反射しかつピストンの上昇に伴ない噴射燃
料の衝突位置が凹状燃料反射面上において次第に下方に
移動して凹状燃料反射面で反射した噴射燃料の進行方向
が下向きに維持されつつキャビティ周辺部からキャビテ
ィ中心部まで順次移動するように凹状燃料反射面の形成
位置、燃料噴射方向および燃料噴射時期を定めている。
第１図に直噴式ディーゼル機関の側面断面図を示す。
第１図を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリ
ンダブロック１内で往復可能なピストン、３はシリンダ
ブロック１に固締されたシリンダヘッド、４はシリンダ
ブロック１の平坦な内壁面とピストン２間に形成された
燃焼室、５は燃焼室４の頂部中央に配置された燃料噴射
弁を夫夫示す。図面には示さないがシリンダヘッド１内
には吸気ポートおよび排気ポートが形成され、これら吸
気ポートおよび排気ポートの燃焼室４内への開口部には
夫々吸気弁および排気弁が配置される。燃料室４内に流
入する吸入空気に旋回流を与えるために吸気ポートとし
てヘリカル型吸気ポートが使用されており、或いは吸気
弁としてシュラウド付吸気弁が使用されている。無論、
吸気ポートを燃焼室４内に燃焼室４の周辺方向に向けて
連結する等の他の手段により燃焼室４内に流入する吸入
空気に旋回流を与えることができる。第１図に示される
実施例ではこれら吸排気弁や吸排気ポートとの干渉を避
けるために燃料噴射弁５が斜めに配置されている。
第１図を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリ
ンダブロック１内で往復可能なピストン、３はシリンダ
ブロック１に固締されたシリンダヘッド、４はシリンダ
ブロック１の平坦な内壁面とピストン２間に形成された
燃焼室、５は燃焼室４の頂部中央に配置された燃料噴射
弁を夫夫示す。図面には示さないがシリンダヘッド１内
には吸気ポートおよび排気ポートが形成され、これら吸
気ポートおよび排気ポートの燃焼室４内への開口部には
夫々吸気弁および排気弁が配置される。燃料室４内に流
入する吸入空気に旋回流を与えるために吸気ポートとし
てヘリカル型吸気ポートが使用されており、或いは吸気
弁としてシュラウド付吸気弁が使用されている。無論、
吸気ポートを燃焼室４内に燃焼室４の周辺方向に向けて
連結する等の他の手段により燃焼室４内に流入する吸入
空気に旋回流を与えることができる。第１図に示される
実施例ではこれら吸排気弁や吸排気ポートとの干渉を避
けるために燃料噴射弁５が斜めに配置されている。
第１図および第２図に示されるようにピストン２は平
坦な頂面2aを有し、この平坦なピストン頂面2aにキャビ
ティ６が形成される。キャビティ６の周壁面6aの上端部
には内方に向けて突出する環状のリップ７が形成され、
この環状リップ７の内周面上には上下方向に間隔を隔て
た一対の円形状をなす峰部８および９が形成される。第
１図および第２図からわかるように峰部８の内径は峰部
９の内径よりも小さく、従って峰部８は環状リップ７の
内周面のうちで最も径の小さな狭窄部を形成する。峰部
８は比較的鋭い角部をなしており、これに対して峰部９
は滑らかな曲面から形成されている。ピストン頂面2aか
ら峰部８まで延びる環状リップ７の内周面上端部7aは下
方に向けて断面積が徐々に減少する漏斗状断面形状に形
成される。また、峰部８から峰部９まで延びる環状リッ
プ７の内周面中間部7bは下方に向けて断面積が徐々に増
大する凹状湾曲面から形成され、この凹状湾曲面からな
る環状リップ７の内周面中間部7bは第１図および第２図
に示されるように円弧状断面を有する。この内周面中間
部7bはほぼキャビティ６の底部中心部の方向に指向され
ている。峰部９から下方に延びる環状リップ７の内周面
下端部7cは峰部９から下方に向けて徐々に拡大し、この
内周面下端部7cはキャビティ６の下側周壁面6bの一部を
形成する。このキャビティ下側周壁面6bは凹状をなす湾
曲面から形成され、更にこのキャビティ下側周壁面6bは
その全体が峰部９に対して外方に膨出している。キャビ
ティ６の底部6cは中央部が隆起したほぼ円錐状に形成さ
れる。
坦な頂面2aを有し、この平坦なピストン頂面2aにキャビ
ティ６が形成される。キャビティ６の周壁面6aの上端部
には内方に向けて突出する環状のリップ７が形成され、
この環状リップ７の内周面上には上下方向に間隔を隔て
た一対の円形状をなす峰部８および９が形成される。第
１図および第２図からわかるように峰部８の内径は峰部
９の内径よりも小さく、従って峰部８は環状リップ７の
内周面のうちで最も径の小さな狭窄部を形成する。峰部
８は比較的鋭い角部をなしており、これに対して峰部９
は滑らかな曲面から形成されている。ピストン頂面2aか
ら峰部８まで延びる環状リップ７の内周面上端部7aは下
方に向けて断面積が徐々に減少する漏斗状断面形状に形
成される。また、峰部８から峰部９まで延びる環状リッ
プ７の内周面中間部7bは下方に向けて断面積が徐々に増
大する凹状湾曲面から形成され、この凹状湾曲面からな
る環状リップ７の内周面中間部7bは第１図および第２図
に示されるように円弧状断面を有する。この内周面中間
部7bはほぼキャビティ６の底部中心部の方向に指向され
ている。峰部９から下方に延びる環状リップ７の内周面
下端部7cは峰部９から下方に向けて徐々に拡大し、この
内周面下端部7cはキャビティ６の下側周壁面6bの一部を
形成する。このキャビティ下側周壁面6bは凹状をなす湾
曲面から形成され、更にこのキャビティ下側周壁面6bは
その全体が峰部９に対して外方に膨出している。キャビ
ティ６の底部6cは中央部が隆起したほぼ円錐状に形成さ
れる。
燃料噴射弁５は１個若しくは複数個のノズル孔を具備
し、第１図において矢印Ｆで示されるように１個若しく
は複数個のノズル孔から環状リップ７の内周面中間部7b
に向けて燃料が噴射される。この噴射燃料の一部は内周
面中間部7bにおいて反射し、従って以下この内周面中間
部7bを凹状燃料反射面と称する。本発明においてはこの
凹状燃料反射面7bの機能が重要であり、従ってまず始め
に第３図を参照して凹状燃料反射面7bの機能について説
明する。
し、第１図において矢印Ｆで示されるように１個若しく
は複数個のノズル孔から環状リップ７の内周面中間部7b
に向けて燃料が噴射される。この噴射燃料の一部は内周
面中間部7bにおいて反射し、従って以下この内周面中間
部7bを凹状燃料反射面と称する。本発明においてはこの
凹状燃料反射面7bの機能が重要であり、従ってまず始め
に第３図を参照して凹状燃料反射面7bの機能について説
明する。
第３図（ａ）から（ｅ）は燃料噴射開始から燃料噴射
終りまでを経時的に示している。第３図（ａ）はピスト
ン２が上死点の少し手前にあって燃料噴射が開始された
ときを示している。第３図（ｂ）はピストン２が上死点
に向けて少し上昇したときを示しており、第３図（ｃ）
はピストン２が上死点に達したときを示している。第３
図（ｄ）はピストン２が上死点を越えて少し下降したと
ころを示しており、第３図（ｅ）はピストン２が更に下
降した噴射完了時を示している。第３図（ａ）に示され
るように燃料噴射開始時には噴射燃料Ｆが凹状燃料反射
面7bの上端部に衝突し、第３図（ｃ）に示されるように
ピストン２が上死点に達したときには噴射燃料Ｆが凹状
燃料反射面7bの下端部に衝突する。即ち、云い換えると
凹状燃料反射面7bの位置および燃料噴射弁５からの燃料
噴射方向は燃料噴射開始時に噴射燃料Ｆが凹状燃料反射
面7bの上端部に衝突し、ピストン２が上死点に達したと
きには噴射燃料Ｆが凹状燃料反射面7bの下端部に衝突す
るように定められる。
終りまでを経時的に示している。第３図（ａ）はピスト
ン２が上死点の少し手前にあって燃料噴射が開始された
ときを示している。第３図（ｂ）はピストン２が上死点
に向けて少し上昇したときを示しており、第３図（ｃ）
はピストン２が上死点に達したときを示している。第３
図（ｄ）はピストン２が上死点を越えて少し下降したと
ころを示しており、第３図（ｅ）はピストン２が更に下
降した噴射完了時を示している。第３図（ａ）に示され
るように燃料噴射開始時には噴射燃料Ｆが凹状燃料反射
面7bの上端部に衝突し、第３図（ｃ）に示されるように
ピストン２が上死点に達したときには噴射燃料Ｆが凹状
燃料反射面7bの下端部に衝突する。即ち、云い換えると
凹状燃料反射面7bの位置および燃料噴射弁５からの燃料
噴射方向は燃料噴射開始時に噴射燃料Ｆが凹状燃料反射
面7bの上端部に衝突し、ピストン２が上死点に達したと
きには噴射燃料Ｆが凹状燃料反射面7bの下端部に衝突す
るように定められる。
一方、凹状燃料反射面7bはキャビティ４の底部中心部
方向に斜め下向きに指向されており、更にこの凹状燃料
反射面7bは断面円弧状をなしている。従って第３図の
（ａ）から（ｃ）に示されるようにピストン２が上昇す
るにつれて燃料衝突点における凹状燃料反射面7bと噴射
燃料Ｆとのなす角は次第に増大し、従って凹状燃料反射
面7bに向かう噴射燃料Ｆの軸線と凹状燃料反射面7bにお
いて反射した反射燃料Ｇの軸線とのなす角はピストン２
が上昇するにつれて次第に小さくなる。第３図（ａ）に
示されるように燃料噴射開始時には反射燃料Ｇがキャビ
ティ６の周辺部に向かい、第３図（ｂ）に示されるよう
にピストン２が少し上昇すると反射燃料Ｇの進行方向が
キャビティ６の周辺部から中心部に向けて移動し、第３
図（ｃ）に示されるようにピストン２が上死点に達する
と反射燃料Ｇはキャビティ６の中心部に向かう。即ち、
燃料噴射が開始されてからピストン２が上死点に達する
までに反射燃料Ｇの進行方向がキャビティ６の周辺部か
ら中心部に向けて連続的に移動する。云い換えると凹状
燃料反射面7bの形状は燃料噴射が開始されてからピスト
ン２が上死点に達するまでに反射燃料Ｇの進行方向がキ
ャビティ６が周辺部から中心部に向けて連続的に移動す
るように定められている。第３図の（ｃ）から（ｅ）に
示されるようにピストン２が上死点に達してから燃料噴
射が完了するまでは反射燃料Ｇはキャビティ４の中心部
から周辺部に向けて連続的に移動する。
方向に斜め下向きに指向されており、更にこの凹状燃料
反射面7bは断面円弧状をなしている。従って第３図の
（ａ）から（ｃ）に示されるようにピストン２が上昇す
るにつれて燃料衝突点における凹状燃料反射面7bと噴射
燃料Ｆとのなす角は次第に増大し、従って凹状燃料反射
面7bに向かう噴射燃料Ｆの軸線と凹状燃料反射面7bにお
いて反射した反射燃料Ｇの軸線とのなす角はピストン２
が上昇するにつれて次第に小さくなる。第３図（ａ）に
示されるように燃料噴射開始時には反射燃料Ｇがキャビ
ティ６の周辺部に向かい、第３図（ｂ）に示されるよう
にピストン２が少し上昇すると反射燃料Ｇの進行方向が
キャビティ６の周辺部から中心部に向けて移動し、第３
図（ｃ）に示されるようにピストン２が上死点に達する
と反射燃料Ｇはキャビティ６の中心部に向かう。即ち、
燃料噴射が開始されてからピストン２が上死点に達する
までに反射燃料Ｇの進行方向がキャビティ６の周辺部か
ら中心部に向けて連続的に移動する。云い換えると凹状
燃料反射面7bの形状は燃料噴射が開始されてからピスト
ン２が上死点に達するまでに反射燃料Ｇの進行方向がキ
ャビティ６が周辺部から中心部に向けて連続的に移動す
るように定められている。第３図の（ｃ）から（ｅ）に
示されるようにピストン２が上死点に達してから燃料噴
射が完了するまでは反射燃料Ｇはキャビティ４の中心部
から周辺部に向けて連続的に移動する。
第３図（ａ）に示されるように燃料噴射が開始される
と噴射燃料Ｆが凹状燃料反射面7aの上端部に衝突する。
このとき粒径の大きな燃料粒子は凹状燃料反射面7b上に
付着し、中間の粒径の燃料粒子は凹状燃料反射面7bにお
いて反射して矢印Ｇに示されるようにキャビティ６の周
辺部に向かう。また、粒径の小さな燃料粒子は旋回流に
よる遠心力によってキャビティ６の周辺部に運ばれる。
また、第３図（ａ）に示すようにピストン２が上死点に
近づくとピストン頂面2aの周辺部とシリンダヘッド３間
に形成されるスキッシュエリア10から燃焼室４の中心部
に向けてスキッシュ流が流出する。このスキッシュ流は
矢印Ｓで示されるように環状リップ７の内周面上端部7a
に沿って下方に向けて流れる。前述したように峰部８
（第２図）は比較的鋭い角部をなしており、従ってリッ
プ内周面上端部7aに沿って流れるスキッシュ流Ｓは峰部
８において剥離して凹状燃料反射面7bの周りに微少渦、
即ちマイクロタービュレンスを発生する。このマイクロ
タービュレンスによって凹状燃料反射面7bに付着した液
状燃料の気化が促進される。また、凹状燃料反射面7bに
付着した液状燃料の一部はスキッシュ流Ｓおよび旋回流
の作用によって滑らかな曲面をなす峰部９（第２図）を
越え、キャビティ４の内壁面下端部6b上に送り込まれ
る。このように燃料噴射が開始された直後には大粒径，
中粒径，小粒径の噴射燃料がキャビティ４の周辺部に集
められるのでキャビティ４の周辺部には混合気領域Ｐが
形成される。
と噴射燃料Ｆが凹状燃料反射面7aの上端部に衝突する。
このとき粒径の大きな燃料粒子は凹状燃料反射面7b上に
付着し、中間の粒径の燃料粒子は凹状燃料反射面7bにお
いて反射して矢印Ｇに示されるようにキャビティ６の周
辺部に向かう。また、粒径の小さな燃料粒子は旋回流に
よる遠心力によってキャビティ６の周辺部に運ばれる。
また、第３図（ａ）に示すようにピストン２が上死点に
近づくとピストン頂面2aの周辺部とシリンダヘッド３間
に形成されるスキッシュエリア10から燃焼室４の中心部
に向けてスキッシュ流が流出する。このスキッシュ流は
矢印Ｓで示されるように環状リップ７の内周面上端部7a
に沿って下方に向けて流れる。前述したように峰部８
（第２図）は比較的鋭い角部をなしており、従ってリッ
プ内周面上端部7aに沿って流れるスキッシュ流Ｓは峰部
８において剥離して凹状燃料反射面7bの周りに微少渦、
即ちマイクロタービュレンスを発生する。このマイクロ
タービュレンスによって凹状燃料反射面7bに付着した液
状燃料の気化が促進される。また、凹状燃料反射面7bに
付着した液状燃料の一部はスキッシュ流Ｓおよび旋回流
の作用によって滑らかな曲面をなす峰部９（第２図）を
越え、キャビティ４の内壁面下端部6b上に送り込まれ
る。このように燃料噴射が開始された直後には大粒径，
中粒径，小粒径の噴射燃料がキャビティ４の周辺部に集
められるのでキャビティ４の周辺部には混合気領域Ｐが
形成される。
次いで第３図（ｂ）に示されるようにピストン２が上
昇すると反射燃料Ｇの進行方向がキャビティ６の中心部
に向けて移動する。一方、燃料粒子の温度が十分に高ま
るとキャビティ６の周辺部の混合気Ｐ（第３図（ａ））
が着火燃焼せしめられる。ところで旋回流中に質量の大
きなガスと質量の小さなガスとが存在すると遠心力によ
って質量の大きなガスは周辺部に移動し、質量の小さな
ガスは中心部に集まる。ところで燃焼ガスの質量は空気
の質量よりも小さく、従って燃焼ガスおよび空気が旋回
していると燃焼ガスは中心部に向けて移動し、空気は周
辺部に向けて移動する。従ってキャビティ６の周辺部の
混合気Ｐ（第３図（ａ））が着火燃焼せしめられるとそ
の燃焼ガスは第３図（ｂ）においてＱで示されるように
キャビティ６の中心部に向けて移動を開始する。同時に
燃焼火炎もキャビティ６の中心部に向けて伝播する。従
って第３図（ｂ）に示されるように反射燃料Ｑを追いか
けるように火炎が伝播することになる。云い換えると反
射燃料Ｑによって混合気が形成されるとこの混合気にタ
イミングよくただちに火炎が伝播し、混合気が燃焼せし
められることになる。従って第３図（ｃ）に示されるよ
うに反射燃料Ｇのキャビティ６の中心部に向かうとこの
反射燃料Ｇによってキャビティ６の中心部に形成された
混合気が中心部に向かう火炎によってただちに着火燃焼
せしめられる。
昇すると反射燃料Ｇの進行方向がキャビティ６の中心部
に向けて移動する。一方、燃料粒子の温度が十分に高ま
るとキャビティ６の周辺部の混合気Ｐ（第３図（ａ））
が着火燃焼せしめられる。ところで旋回流中に質量の大
きなガスと質量の小さなガスとが存在すると遠心力によ
って質量の大きなガスは周辺部に移動し、質量の小さな
ガスは中心部に集まる。ところで燃焼ガスの質量は空気
の質量よりも小さく、従って燃焼ガスおよび空気が旋回
していると燃焼ガスは中心部に向けて移動し、空気は周
辺部に向けて移動する。従ってキャビティ６の周辺部の
混合気Ｐ（第３図（ａ））が着火燃焼せしめられるとそ
の燃焼ガスは第３図（ｂ）においてＱで示されるように
キャビティ６の中心部に向けて移動を開始する。同時に
燃焼火炎もキャビティ６の中心部に向けて伝播する。従
って第３図（ｂ）に示されるように反射燃料Ｑを追いか
けるように火炎が伝播することになる。云い換えると反
射燃料Ｑによって混合気が形成されるとこの混合気にタ
イミングよくただちに火炎が伝播し、混合気が燃焼せし
められることになる。従って第３図（ｃ）に示されるよ
うに反射燃料Ｇのキャビティ６の中心部に向かうとこの
反射燃料Ｇによってキャビティ６の中心部に形成された
混合気が中心部に向かう火炎によってただちに着火燃焼
せしめられる。
一方、この間空気はキャビティ６の中心部から周辺部
の方へ移動する。従って第３図（ｄ）から（ｅ）に示さ
れるようにピストン２が下降を開始して反射燃料Ｇの進
行方向がキャビティ６の中心部から周辺部に移動すると
反射燃料Ｇは十分空気が存在する領域内に送り込まれる
ことになる。このとき火炎は逆にキャビティ６の中心部
から周辺部に向かう。一方、キャビティ６の周壁面に付
着した液状燃料が蒸発することによってキャビティ６の
周辺部には混合気が形成されており、この混合気はキャ
ビティ６の中心部から周辺部に向かう火炎によって燃焼
せしめられる。
の方へ移動する。従って第３図（ｄ）から（ｅ）に示さ
れるようにピストン２が下降を開始して反射燃料Ｇの進
行方向がキャビティ６の中心部から周辺部に移動すると
反射燃料Ｇは十分空気が存在する領域内に送り込まれる
ことになる。このとき火炎は逆にキャビティ６の中心部
から周辺部に向かう。一方、キャビティ６の周壁面に付
着した液状燃料が蒸発することによってキャビティ６の
周辺部には混合気が形成されており、この混合気はキャ
ビティ６の中心部から周辺部に向かう火炎によって燃焼
せしめられる。
なお、第４図に示されるように環状リップ７の内周面
上端部7bを円錐面7dおよび円筒面7eから形成することが
できる。
上端部7bを円錐面7dおよび円筒面7eから形成することが
できる。
噴射燃料の進行方向がキャビティの周辺部から中心部
に順次移動していくので空気利用率を高めることができ
る。また、キャビティの周辺部から中心部に向けて順次
進行方向が移動していく噴射燃料に火炎がタイミングよ
く伝播するので急激な圧力上昇を伴なわない制御された
燃焼を確保することができる。更に噴射開始時に実質的
に全噴射燃料が凹状燃料反射面の上方部に衝突した後衝
突位置よりも下方のキャビティ周辺部に送り込まれるの
で、即ち噴射燃料がキャビテイから上方に流出してシリ
ンダヘッドとピストン頂面周辺部間に送り込まれること
がないので未燃HCが発生するのを阻止することができ
る。
に順次移動していくので空気利用率を高めることができ
る。また、キャビティの周辺部から中心部に向けて順次
進行方向が移動していく噴射燃料に火炎がタイミングよ
く伝播するので急激な圧力上昇を伴なわない制御された
燃焼を確保することができる。更に噴射開始時に実質的
に全噴射燃料が凹状燃料反射面の上方部に衝突した後衝
突位置よりも下方のキャビティ周辺部に送り込まれるの
で、即ち噴射燃料がキャビテイから上方に流出してシリ
ンダヘッドとピストン頂面周辺部間に送り込まれること
がないので未燃HCが発生するのを阻止することができ
る。
第１図は本発明によるディーゼル機関の側面断面図、第
２図は第１図の拡大側面断面図、第３図は燃焼方法を説
明するための図、第４図は別の実施例を示すピストンの
側面断面図である。 ２……ピストン、３……シリンダヘッド、５……燃料噴
射弁、６……キャビティ、７……環状リップ、7b……凹
状燃料反射面。
２図は第１図の拡大側面断面図、第３図は燃焼方法を説
明するための図、第４図は別の実施例を示すピストンの
側面断面図である。 ２……ピストン、３……シリンダヘッド、５……燃料噴
射弁、６……キャビティ、７……環状リップ、7b……凹
状燃料反射面。
Claims (1)
- 【請求項１】ピストン頂面に形成されたキャビティの内
周壁面上に断面円弧状の凹状燃料反射面を形成すると共
に該凹状燃料反射面の全ての面を水平方向よりも下向き
に指向させ、該凹状燃料反射面よりも上方の燃焼室内に
燃料噴射弁を配置して該燃料噴射弁から凹状燃料反射面
に向けて燃料を噴射させ、燃料噴射開始時には噴射燃料
が凹状燃料反射面の上方部に衝突した後に衝突位置より
も下方のキャビティ周辺部に向けて反射しかつピストン
の上昇に伴ない噴射燃料の衝突位置が凹状燃料反射面上
において次第に下方に移動して凹状燃料反射面で反射し
た噴射燃料の進行方向が下向きに維持されつつキャビテ
ィ周辺部からキャビティ中心部まで順次移動するように
凹状燃料反射面の形成位置、燃料噴射方向および燃料噴
射時期を定めた直噴式ディーゼル機関。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62141450A JP2594054B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 直噴式ディーゼル機関 |
| EP88108986A EP0295520B1 (en) | 1987-06-08 | 1988-06-06 | Combustion chamber in a direct injection type diesel engine |
| DE8888108986T DE3874012T2 (de) | 1987-06-08 | 1988-06-06 | Brennkammer in einem dieselmotor der direkteinspritzungsbauart. |
| AT88108986T ATE79922T1 (de) | 1987-06-08 | 1988-06-06 | Brennkammer in einem dieselmotor der direkteinspritzungsbauart. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62141450A JP2594054B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 直噴式ディーゼル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63306220A JPS63306220A (ja) | 1988-12-14 |
| JP2594054B2 true JP2594054B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=15292200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62141450A Expired - Lifetime JP2594054B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 直噴式ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2594054B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101793206B (zh) * | 2010-03-17 | 2011-07-20 | 大连理工大学 | 一种直喷式柴油机燃烧室 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5654232U (ja) * | 1979-09-28 | 1981-05-12 | ||
| JPS60190935U (ja) * | 1984-05-28 | 1985-12-18 | 三菱自動車工業株式会社 | デイ−ゼルエンジンの燃焼室構造 |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP62141450A patent/JP2594054B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63306220A (ja) | 1988-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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