JP2778685B2 - デイーゼル機関の燃焼装置 - Google Patents
デイーゼル機関の燃焼装置Info
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- JP2778685B2 JP2778685B2 JP60212193A JP21219385A JP2778685B2 JP 2778685 B2 JP2778685 B2 JP 2778685B2 JP 60212193 A JP60212193 A JP 60212193A JP 21219385 A JP21219385 A JP 21219385A JP 2778685 B2 JP2778685 B2 JP 2778685B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- arc
- spray
- combustion
- flame
- 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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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はディーゼル機関の燃焼装置に関する。
（従来の技術）
第６図は従来のサイドインジェクション式ディーゼル
機関の要部を示す断面図である。図において、01はシリ
ンダヘッド、02はシリンダライナ、03はピストン、04は
燃焼室で、通常略球形または円筒形である。05は燃料弁
で、図では２燃料弁の場合を示す。06は燃料噴射、07は
ピストンとシリンダヘッド間の隙間、Swは空気スワール
である。第７図は噴霧火炎の状態を示す説明図で、08は
噴霧火炎を示す。第８図は噴霧の燃焼室外への流出を示
す説明図である。 （発明が解決しようとする問題点） 噴射された燃料は空気スワールにより混合を促進され
ながら進行方向を変えられ燃焼室内を旋回する方向に発
達する。通常の多噴孔システムでは、燃焼室中央から燃
焼室周方向に噴霧が発達するため、ピストン03が下降行
程に入りシリンダヘッド01との間の隙間部07が空間的に
広くなった時期に噴霧火炎が隙間07に流出し、その部分
の空気を燃焼に有効に利用するようにしている。この隙
間部の空気量は小形機関の場合燃焼室全体の空気量の20
〜30％にもなりその有効利用が熱焼効率向上のための必
須条件となる。ところがサイドインジェクションシステ
ムでは強い空気スワールにより噴霧が燃焼室内を旋回す
るように発達するため、火炎が燃焼室内に塊となって旋
回しピストン03の下降時にも火炎塊が燃焼室内にとどま
ったままでピストン03とシリンダヘッド01の間の隙間部
07に流出せず空気利用率が低下する欠点を持っている。
さらに燃焼期間も長くなり等容度の低下を招き燃費率の
悪化を招いている。これを改善するため噴射方向を壁面
に近づけると第８図に示すように噴霧の壁面衝突時に噴
霧が燃焼室外に流出し上記とは逆にピストン03とシリン
ダヘッド01の隙間が狭い時期に噴霧がそこに侵入するた
め空気導入の悪化、燃焼火炎部のクェンチング等が起こ
り燃焼効率、排煙濃度の悪化等の燃焼性能の悪化を引き
おこしている。 （問題点を解決するための手段） 本発明の目的は上記欠点を排除し、シリンダ内の空気
の利用率を高め燃焼効率が高く排煙濃度の低い燃焼を行
なうことのできる燃焼装置を提供することであり、その
特徴とするところは、ピストンに燃焼室を有すると共に
シリンダヘッドに同燃焼室の外周付近に位置する一本以
上の燃料弁を有する直接噴射式ディーゼル機関におい
て、上記燃焼室の開口部の水平断面形状を曲率の大きい
弧と曲率の小さい弧とからなる楕円形とし、上記燃焼室
の底面部の水平断面形状を上記楕円形の長径を直径とす
る円形とし、曲率の小さい弧の垂直断面をリエントラン
トの壁面とし、燃料噴霧の壁面衝突点を曲率の小さい弧
のリエントラント壁面側と燃料弁の噴射方向を設定し、
旋回流を形成したことである。 （作用） この場合は、上記構成により空気利用率が高められ
る。 （実施例） 以下図面を参照して本発明による実施例につき説明す
る。 第１図は本発明による１実施例の燃焼室を示す平面
図、第２図は第１図のII−II矢視断面図、第３図は第１
図のIII−III矢視断面図、第４図は第１図の燃焼室内の
空気の流れを示す説明図、第５図は第１図の燃焼室内の
噴霧の壁面衝突時の流出防止効果と火炎崩壊による火炎
の分散を示す説明図である。 図において、４は燃焼室を示し、第４図の矢印は空気
の流れを示し、第５図の５は燃料弁、８は噴霧火炎を示
す。 燃焼室４の開口部の水平断面形状を曲率の大きい弧R1
と曲率の小さい弧R2とからなる楕円形とし、上記燃焼室
の底面部の水平断面形状を上記楕円形の長径を直径とす
る円形とすると共に、曲率の小さい弧の垂直断面をリエ
ントラント（Reentrant）の壁面とし、開口部の大きさd
1の底面部の大きさd2よりも小さくし、かつ、小さい弧
のリエントラント壁面側に衝突するよう燃料弁の噴射方
向を定めてある。 上記構成の場合の作用について述べる。 本発明による燃焼室により燃料噴霧の壁面衝突時には
燃料噴霧を曲率の小さい弧のリエントラント壁面側に衝
突させることで、燃焼室外への流出を防ぎ、また同時に
壁面の曲率が小さいため噴霧を滑らかに流し、火炎とし
て発達した段階で曲率の大きい空間的に狭い壁面近傍に
流すようにしてあるため、火炎を燃焼室外へ流出させる
ことができる。さらに燃焼室内の流れに第４図に示すよ
うに乱れを生じあるいは燃焼室の長軸方向に旋回流の振
動を生じるため、中央にかたまった火炎塊を崩壊し、ピ
ストン上部に火炎を流出させることができる。 （発明の効果） 上述の場合には次の効果がある。 従来のサイドインジェクションシステムでは強い空気
スワールにより噴霧火炎が中央に集まり塊となって旋回
するため、燃焼室全体の空気利用率が悪く燃焼効率、排
煙濃度の悪化を招くことがあり、これを改善するため、
噴射方向を壁面に近い方向に設定すると、噴霧の壁面衝
突時即ち噴霧が充分発達していない時期にピストンとシ
リンダヘッドの間の狭い空間に流出し、空気導入の悪化
による燃焼効率、排煙濃度の悪化を招いている。 本発明のように燃焼室の開口部の水平断面形状を曲率
の大きい弧と曲率の小さい弧とからなる楕円形とし、上
記燃焼室の底面部の水平断面形状を上記楕円形の長径を
直径とする円形とし、曲率の小さい弧の垂直断面をリエ
ントラントの壁面とし、燃料噴霧が曲率の小さい弧のリ
エントラント壁面側に衝突するよう噴霧方向を設定する
ことにより、噴霧が壁面に衝突する時期即ち噴霧が十分
発達していない時期の燃焼室外への流出を防ぎ滑らかに
流すことができる。また火炎として充分発達した時期に
は、曲率が大きく空間的に狭い壁面近傍に到達するよう
にしてあるため燃焼室外に火炎を流出させることができ
る。この時期はちょうどピストンが下降しピストンとシ
リンダヘッドの間の隙間が広くなった時期であり、火炎
のクエンチング等の不具合はおこらず、そこに存在する
空気を燃焼に有効に利用することができる。また燃焼室
中央にかたまった火炎塊に対しては第４図に示すように
燃焼室内に小さな乱れと旋回流の中心の燃焼室長軸方向
への振動を生じ火炎塊にゆさぶりを加えて崩壊させ、燃
焼室外へ流出させ空気利用率を高めることができる。こ
のように本発明によりサイドインジェクションシステム
において、燃焼室内の空気利用率を高めることが可能と
なり、燃焼効率が高く、排煙濃度の低い燃焼が得られ
る。
機関の要部を示す断面図である。図において、01はシリ
ンダヘッド、02はシリンダライナ、03はピストン、04は
燃焼室で、通常略球形または円筒形である。05は燃料弁
で、図では２燃料弁の場合を示す。06は燃料噴射、07は
ピストンとシリンダヘッド間の隙間、Swは空気スワール
である。第７図は噴霧火炎の状態を示す説明図で、08は
噴霧火炎を示す。第８図は噴霧の燃焼室外への流出を示
す説明図である。 （発明が解決しようとする問題点） 噴射された燃料は空気スワールにより混合を促進され
ながら進行方向を変えられ燃焼室内を旋回する方向に発
達する。通常の多噴孔システムでは、燃焼室中央から燃
焼室周方向に噴霧が発達するため、ピストン03が下降行
程に入りシリンダヘッド01との間の隙間部07が空間的に
広くなった時期に噴霧火炎が隙間07に流出し、その部分
の空気を燃焼に有効に利用するようにしている。この隙
間部の空気量は小形機関の場合燃焼室全体の空気量の20
〜30％にもなりその有効利用が熱焼効率向上のための必
須条件となる。ところがサイドインジェクションシステ
ムでは強い空気スワールにより噴霧が燃焼室内を旋回す
るように発達するため、火炎が燃焼室内に塊となって旋
回しピストン03の下降時にも火炎塊が燃焼室内にとどま
ったままでピストン03とシリンダヘッド01の間の隙間部
07に流出せず空気利用率が低下する欠点を持っている。
さらに燃焼期間も長くなり等容度の低下を招き燃費率の
悪化を招いている。これを改善するため噴射方向を壁面
に近づけると第８図に示すように噴霧の壁面衝突時に噴
霧が燃焼室外に流出し上記とは逆にピストン03とシリン
ダヘッド01の隙間が狭い時期に噴霧がそこに侵入するた
め空気導入の悪化、燃焼火炎部のクェンチング等が起こ
り燃焼効率、排煙濃度の悪化等の燃焼性能の悪化を引き
おこしている。 （問題点を解決するための手段） 本発明の目的は上記欠点を排除し、シリンダ内の空気
の利用率を高め燃焼効率が高く排煙濃度の低い燃焼を行
なうことのできる燃焼装置を提供することであり、その
特徴とするところは、ピストンに燃焼室を有すると共に
シリンダヘッドに同燃焼室の外周付近に位置する一本以
上の燃料弁を有する直接噴射式ディーゼル機関におい
て、上記燃焼室の開口部の水平断面形状を曲率の大きい
弧と曲率の小さい弧とからなる楕円形とし、上記燃焼室
の底面部の水平断面形状を上記楕円形の長径を直径とす
る円形とし、曲率の小さい弧の垂直断面をリエントラン
トの壁面とし、燃料噴霧の壁面衝突点を曲率の小さい弧
のリエントラント壁面側と燃料弁の噴射方向を設定し、
旋回流を形成したことである。 （作用） この場合は、上記構成により空気利用率が高められ
る。 （実施例） 以下図面を参照して本発明による実施例につき説明す
る。 第１図は本発明による１実施例の燃焼室を示す平面
図、第２図は第１図のII−II矢視断面図、第３図は第１
図のIII−III矢視断面図、第４図は第１図の燃焼室内の
空気の流れを示す説明図、第５図は第１図の燃焼室内の
噴霧の壁面衝突時の流出防止効果と火炎崩壊による火炎
の分散を示す説明図である。 図において、４は燃焼室を示し、第４図の矢印は空気
の流れを示し、第５図の５は燃料弁、８は噴霧火炎を示
す。 燃焼室４の開口部の水平断面形状を曲率の大きい弧R1
と曲率の小さい弧R2とからなる楕円形とし、上記燃焼室
の底面部の水平断面形状を上記楕円形の長径を直径とす
る円形とすると共に、曲率の小さい弧の垂直断面をリエ
ントラント（Reentrant）の壁面とし、開口部の大きさd
1の底面部の大きさd2よりも小さくし、かつ、小さい弧
のリエントラント壁面側に衝突するよう燃料弁の噴射方
向を定めてある。 上記構成の場合の作用について述べる。 本発明による燃焼室により燃料噴霧の壁面衝突時には
燃料噴霧を曲率の小さい弧のリエントラント壁面側に衝
突させることで、燃焼室外への流出を防ぎ、また同時に
壁面の曲率が小さいため噴霧を滑らかに流し、火炎とし
て発達した段階で曲率の大きい空間的に狭い壁面近傍に
流すようにしてあるため、火炎を燃焼室外へ流出させる
ことができる。さらに燃焼室内の流れに第４図に示すよ
うに乱れを生じあるいは燃焼室の長軸方向に旋回流の振
動を生じるため、中央にかたまった火炎塊を崩壊し、ピ
ストン上部に火炎を流出させることができる。 （発明の効果） 上述の場合には次の効果がある。 従来のサイドインジェクションシステムでは強い空気
スワールにより噴霧火炎が中央に集まり塊となって旋回
するため、燃焼室全体の空気利用率が悪く燃焼効率、排
煙濃度の悪化を招くことがあり、これを改善するため、
噴射方向を壁面に近い方向に設定すると、噴霧の壁面衝
突時即ち噴霧が充分発達していない時期にピストンとシ
リンダヘッドの間の狭い空間に流出し、空気導入の悪化
による燃焼効率、排煙濃度の悪化を招いている。 本発明のように燃焼室の開口部の水平断面形状を曲率
の大きい弧と曲率の小さい弧とからなる楕円形とし、上
記燃焼室の底面部の水平断面形状を上記楕円形の長径を
直径とする円形とし、曲率の小さい弧の垂直断面をリエ
ントラントの壁面とし、燃料噴霧が曲率の小さい弧のリ
エントラント壁面側に衝突するよう噴霧方向を設定する
ことにより、噴霧が壁面に衝突する時期即ち噴霧が十分
発達していない時期の燃焼室外への流出を防ぎ滑らかに
流すことができる。また火炎として充分発達した時期に
は、曲率が大きく空間的に狭い壁面近傍に到達するよう
にしてあるため燃焼室外に火炎を流出させることができ
る。この時期はちょうどピストンが下降しピストンとシ
リンダヘッドの間の隙間が広くなった時期であり、火炎
のクエンチング等の不具合はおこらず、そこに存在する
空気を燃焼に有効に利用することができる。また燃焼室
中央にかたまった火炎塊に対しては第４図に示すように
燃焼室内に小さな乱れと旋回流の中心の燃焼室長軸方向
への振動を生じ火炎塊にゆさぶりを加えて崩壊させ、燃
焼室外へ流出させ空気利用率を高めることができる。こ
のように本発明によりサイドインジェクションシステム
において、燃焼室内の空気利用率を高めることが可能と
なり、燃焼効率が高く、排煙濃度の低い燃焼が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による１実施例の燃焼室を示す平面図、
第２図は第１図のII−II矢視断面図、第３図は第１図の
III−III矢視断面図、第４図は第１図の燃焼室内の空気
の流れを示す説明図、第５図は第１図の燃焼室内の噴霧
の壁面衝突時の流出防止効果と火炎崩壊による火炎の分
散を示す説明図、第６図は従来のディーゼル機関の要部
を示す断面図、第７図は噴霧火炎の状態を示す説明図、
第８図は噴霧の燃焼室外への流出を示す説明図である。 ４……燃焼室、５……燃料弁、８……噴霧火炎、R1……
曲率が大きい弧、R2……曲率の小さい弧、d1……開口部
の大きさ、d2……底面部の大きさ。
第２図は第１図のII−II矢視断面図、第３図は第１図の
III−III矢視断面図、第４図は第１図の燃焼室内の空気
の流れを示す説明図、第５図は第１図の燃焼室内の噴霧
の壁面衝突時の流出防止効果と火炎崩壊による火炎の分
散を示す説明図、第６図は従来のディーゼル機関の要部
を示す断面図、第７図は噴霧火炎の状態を示す説明図、
第８図は噴霧の燃焼室外への流出を示す説明図である。 ４……燃焼室、５……燃料弁、８……噴霧火炎、R1……
曲率が大きい弧、R2……曲率の小さい弧、d1……開口部
の大きさ、d2……底面部の大きさ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中川 洋
長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株
式会社長崎研究所内
(72)発明者 白石 一洋
京都市右京区太秦巽町１番地 三菱自動
車工業株式会社京都製作所内
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ピストンに燃焼室を有すると共にシリンダヘッドに
同燃焼室の外周付近に位置する一本以上の燃料弁を有す
る直接噴射式ディーゼル機関において、上記燃焼室の開
口部の水平断面形状を曲率の大きい弧と曲率の小さい弧
とからなる楕円形とし、上記燃焼室の底面部の水平断面
形状を上記楕円形の長径を直径とする円形とし、曲率の
小さい弧の垂直断面をリエントラントの壁面とし、燃料
噴霧の壁面衝突点を曲率の小さい弧のリエントラント壁
面側とし、旋回流を形成したことを特徴とするディーゼ
ル機関の燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212193A JP2778685B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | デイーゼル機関の燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212193A JP2778685B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | デイーゼル機関の燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6275019A JPS6275019A (ja) | 1987-04-06 |
| JP2778685B2 true JP2778685B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=16618463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60212193A Expired - Lifetime JP2778685B2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | デイーゼル機関の燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778685B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012103212A1 (de) | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Mwm Gmbh | Kolben einer Brennkraftmaschine |
| DE102012103195A1 (de) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Mwm Gmbh | Kolben einer Brennkraftmaschine |
| DE102012103206B4 (de) | 2012-04-13 | 2017-08-03 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Kolben einer Brennkraftmaschine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS524919A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-14 | Kubota Ltd | Non-pollution and fuel injection type engine |
| JPS6129023B2 (ja) * | 1979-02-07 | 1986-07-03 | Sanyo Electric Co |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58139523U (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-20 | 日産自動車株式会社 | 直接噴射式内燃機関の燃焼室 |
| JPS5968128U (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-09 | いすゞ自動車株式会社 | 直接噴射式デイ−ゼル機関の燃焼室構造 |
| JPS60114231U (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-02 | 三菱自動車工業株式会社 | デイ−ゼルエンジンの燃焼室 |
| JPS6129023U (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-21 | 日産自動車株式会社 | 直接噴射式デイ−ゼル機関 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60212193A patent/JP2778685B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS524919A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-14 | Kubota Ltd | Non-pollution and fuel injection type engine |
| JPS6129023B2 (ja) * | 1979-02-07 | 1986-07-03 | Sanyo Electric Co |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6275019A (ja) | 1987-04-06 |
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