JP2809759B2 - ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
ディーゼル機関の燃焼室Info
- Publication number
- JP2809759B2 JP2809759B2 JP1284116A JP28411689A JP2809759B2 JP 2809759 B2 JP2809759 B2 JP 2809759B2 JP 1284116 A JP1284116 A JP 1284116A JP 28411689 A JP28411689 A JP 28411689A JP 2809759 B2 JP2809759 B2 JP 2809759B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- vortex
- groove
- diesel engine
- partition wall
- 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
Links
Classifications
-
- 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
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室に係り、特にNOXを
低減するためのディーセル機関の燃焼室に関するもので
ある。
低減するためのディーセル機関の燃焼室に関するもので
ある。
［従来の技術］ 一般に、ディーゼル機関においては第９図に示すよう
に、渦流燃焼室を有するものが知られている。
に、渦流燃焼室を有するものが知られている。
図示するように、シリンダヘッドａ内にはシリンダブ
ロック（図示せず）に形成された主燃焼室ｂに連通する
渦流燃焼室ｃが区画形成されており、この渦流燃焼室ｃ
にはピストン（図示せず）の上昇移動により流入する圧
縮空気により渦流ｄが形成されるようになっている。ま
た、シリンダヘッドａには渦流燃焼室ｃ内に燃料ｅを供
給するための燃料噴射部ｆが設けられると共にグロープ
ラグｇが設けられている。
ロック（図示せず）に形成された主燃焼室ｂに連通する
渦流燃焼室ｃが区画形成されており、この渦流燃焼室ｃ
にはピストン（図示せず）の上昇移動により流入する圧
縮空気により渦流ｄが形成されるようになっている。ま
た、シリンダヘッドａには渦流燃焼室ｃ内に燃料ｅを供
給するための燃料噴射部ｆが設けられると共にグロープ
ラグｇが設けられている。
したがって、燃料噴射部ｅから噴射された燃料ｅは渦
流燃焼室ｃ内に形成された渦流ｄにより混合気化され、
圧縮熱により着火されて燃焼することになる。
流燃焼室ｃ内に形成された渦流ｄにより混合気化され、
圧縮熱により着火されて燃焼することになる。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、ディーゼル機関においては出力性能、排ガ
ス、騒音、始動性などのバランスをとりながら性能マッ
チングがなされるが、これらの間にはトレードオフの関
係があるため、これを改善するために噴射系、燃焼室形
状、吸排気系のチューニングがなされている。
ス、騒音、始動性などのバランスをとりながら性能マッ
チングがなされるが、これらの間にはトレードオフの関
係があるため、これを改善するために噴射系、燃焼室形
状、吸排気系のチューニングがなされている。
一般に、NOXを低減する手段とその欠点をあげると、
燃料噴射タイミングをリタードした場合にはHCの増加、
出力減となり、燃料噴射率を低減した場合にはスモーク
悪化、HC増加、出力減となり、圧縮比を低下した場合に
は始動性不良、HC増加、出力減となり、副室内スワール
比を低減した場合にはスモーク悪化、HC増加、トルク減
となる。また、渦流ｄが強いときには燃料ｅが燃焼室中
心に集中し、燃焼が短期間のうちにピークを迎える。こ
のような燃焼では燃焼室内の温度が上昇し、NOX、スモ
ークの増加を招くことになる。そこで、主燃焼室ｂと渦
流燃焼室ｃとを結ぶ連通路ｈの口径を拡大して流速を落
とした場合には出力、トルクの低下、燃費の悪化を招く
ことになる。
燃料噴射タイミングをリタードした場合にはHCの増加、
出力減となり、燃料噴射率を低減した場合にはスモーク
悪化、HC増加、出力減となり、圧縮比を低下した場合に
は始動性不良、HC増加、出力減となり、副室内スワール
比を低減した場合にはスモーク悪化、HC増加、トルク減
となる。また、渦流ｄが強いときには燃料ｅが燃焼室中
心に集中し、燃焼が短期間のうちにピークを迎える。こ
のような燃焼では燃焼室内の温度が上昇し、NOX、スモ
ークの増加を招くことになる。そこで、主燃焼室ｂと渦
流燃焼室ｃとを結ぶ連通路ｈの口径を拡大して流速を落
とした場合には出力、トルクの低下、燃費の悪化を招く
ことになる。
すなわち、第10図に示すように横軸にNOX排出量をと
り、縦軸にHCの排出量をとると、NOXの低減を図ろうと
すると、常にHCの悪化があり、NOX−HCのトレードオフ
が課題となる。
り、縦軸にHCの排出量をとると、NOXの低減を図ろうと
すると、常にHCの悪化があり、NOX−HCのトレードオフ
が課題となる。
なお、実開昭55−104723号公報においては副室式燃焼
室が提案されており、この提案においては燃焼室壁に溝
が形成されているが、この溝の大きさが具体的に示され
ていない。
室が提案されており、この提案においては燃焼室壁に溝
が形成されているが、この溝の大きさが具体的に示され
ていない。
本発明は上記問題点を有効に解決すべく創案されたも
のである。
のである。
本発明は出力性能等の悪化を招くことがなく、排ガス
を低減することのできるディーゼル機関の燃焼室を提供
することを目的とする。
を低減することのできるディーゼル機関の燃焼室を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、シリンダヘッドに設けられた区画壁と区画
壁に接続されるホットプラグとによる燃焼室壁で区画形
成され、圧縮空気の流入により渦流を形成する渦流燃焼
室を備えたディーゼル機関の燃焼室において、上記ホッ
トプラグの先端を上記区画壁の接続端から離間させて、
上記燃焼室壁に、断面略正方形の溝を上記渦流に対して
直角な方向に環状に形成すると共に、該溝の幅をＢ、深
さをＴ、燃焼室直径をＤとしたときに、これらの関係を
0.02≦B/D≦0.08、0.02≦T/D≦0.13に設定したものであ
る。
壁に接続されるホットプラグとによる燃焼室壁で区画形
成され、圧縮空気の流入により渦流を形成する渦流燃焼
室を備えたディーゼル機関の燃焼室において、上記ホッ
トプラグの先端を上記区画壁の接続端から離間させて、
上記燃焼室壁に、断面略正方形の溝を上記渦流に対して
直角な方向に環状に形成すると共に、該溝の幅をＢ、深
さをＴ、燃焼室直径をＤとしたときに、これらの関係を
0.02≦B/D≦0.08、0.02≦T/D≦0.13に設定したものであ
る。
［作用］ 上記構成によって、渦流燃焼室は、ピストンの上昇移
動により流入する圧縮空気を導入して渦流を形成する。
溝は、燃焼室壁に沿って流れる渦流の速度を適度に弱め
ると共に、渦流の通過に伴って小さな渦流を形成して、
NOXを低減するに最適な乱れを生じさせる。
動により流入する圧縮空気を導入して渦流を形成する。
溝は、燃焼室壁に沿って流れる渦流の速度を適度に弱め
ると共に、渦流の通過に伴って小さな渦流を形成して、
NOXを低減するに最適な乱れを生じさせる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面に従って詳述す
る。
る。
第１図に示すように、ピストン（図示せず）の上昇移
動により流入する圧縮空気を導入して渦流Ａを形成する
ための渦流燃焼室１が、シリンダヘッド２に設けられた
区画壁と、この区画壁に接続されるホットプラグ12とに
よる燃焼室壁９で、区画形成されている。この渦流燃焼
室１は連通路３によりシリンダブロック（図示せず）に
形成された主燃焼室４に連通するようになっている。
動により流入する圧縮空気を導入して渦流Ａを形成する
ための渦流燃焼室１が、シリンダヘッド２に設けられた
区画壁と、この区画壁に接続されるホットプラグ12とに
よる燃焼室壁９で、区画形成されている。この渦流燃焼
室１は連通路３によりシリンダブロック（図示せず）に
形成された主燃焼室４に連通するようになっている。
渦流燃焼室１を区画形成するシリンダヘッド２には燃
料Ｂを噴射するための燃料噴射部５が座６に保持されて
設けられ、この燃料噴射部５の先端部には渦流燃焼室１
内に臨んで指向されたノズル７が形成され、このノズル
７は燃料Ｆを所定角度に噴霧する。また、シリンダヘッ
ド２には始動着火するためのグロープラグ８が設けられ
ている。
料Ｂを噴射するための燃料噴射部５が座６に保持されて
設けられ、この燃料噴射部５の先端部には渦流燃焼室１
内に臨んで指向されたノズル７が形成され、このノズル
７は燃料Ｆを所定角度に噴霧する。また、シリンダヘッ
ド２には始動着火するためのグロープラグ８が設けられ
ている。
特に、渦流燃焼室１を区画するシリンダヘッド２の燃
焼室壁９には渦流Ａに対して直角方向にかつ燃焼室中心
に向けて開放された溝11が形成される。この溝11は、ホ
ットプラグ12の先端が、シリンダヘッド２の区画壁の接
続端から離間されることで、断面略正方形に且つ周方向
に環状に形成されている。
焼室壁９には渦流Ａに対して直角方向にかつ燃焼室中心
に向けて開放された溝11が形成される。この溝11は、ホ
ットプラグ12の先端が、シリンダヘッド２の区画壁の接
続端から離間されることで、断面略正方形に且つ周方向
に環状に形成されている。
また、溝11の幅をＢ、深さをＴ、燃焼室直径をＤとし
たときに、これらの関係は 0.02≦B/D≦0.08、0.02≦T/D≦0.13 に設定されている。
たときに、これらの関係は 0.02≦B/D≦0.08、0.02≦T/D≦0.13 に設定されている。
このように溝11が形成されるために、渦流燃焼室１内
においては一定の流速の渦流Ａが流入すると、溝11は燃
焼室壁９に沿って移動する渦流Ａの抵抗部となり、渦流
Ａの流速が弱められることになる。また、同時に溝11が
所定の大きさに開口されているために、小さな渦流Ｃが
生成される。この渦流Ｃは溝11内および燃焼室壁９に沿
って溝11の下流側に形成されることになる。このため、
出力、トルクなどを低下させることなくNOXを低減する
ことができる。
においては一定の流速の渦流Ａが流入すると、溝11は燃
焼室壁９に沿って移動する渦流Ａの抵抗部となり、渦流
Ａの流速が弱められることになる。また、同時に溝11が
所定の大きさに開口されているために、小さな渦流Ｃが
生成される。この渦流Ｃは溝11内および燃焼室壁９に沿
って溝11の下流側に形成されることになる。このため、
出力、トルクなどを低下させることなくNOXを低減する
ことができる。
すなわち、第２図はB/D＜0.02、第３図はT/D＜0.02に
設定した溝11を示したものであり、これらの場合にはい
ずれも小さな渦流Ｃは形成されることなく渦流Ａの流速
も弱められない。したがって、燃焼が短時間のうちにピ
ークをむかえる傾向になり、燃焼温度が上昇しNOXを低
減することは不可能である。
設定した溝11を示したものであり、これらの場合にはい
ずれも小さな渦流Ｃは形成されることなく渦流Ａの流速
も弱められない。したがって、燃焼が短時間のうちにピ
ークをむかえる傾向になり、燃焼温度が上昇しNOXを低
減することは不可能である。
他方、第４図はB/D＞0.10、第５図はT/D＞0.13に設定
した溝11を形成したものである。このようにいずれも溝
11を大きく形成した場合には溝11が渦流Ａの大きな抵抗
となるため、渦流Ａの抵抗を弱めることは可能になる
が、図中の斜線で示すように溝11の両側11aや底部11bが
無駄な容積となる。そのため、出力、トルクの低下およ
び始動性不良の低下となる原因となる。
した溝11を形成したものである。このようにいずれも溝
11を大きく形成した場合には溝11が渦流Ａの大きな抵抗
となるため、渦流Ａの抵抗を弱めることは可能になる
が、図中の斜線で示すように溝11の両側11aや底部11bが
無駄な容積となる。そのため、出力、トルクの低下およ
び始動性不良の低下となる原因となる。
第６図および第７図は回転数Ｎ＝2000rpm、燃料供給
量Ｑ＝1.0g/hrpmlにおいて、左縦軸に機関出力Pme、ス
モーク、NOを、右縦軸にHCの排出量をとり、横軸に第６
図にあってはB/D、第７図にあってはT/Dをそれぞれとっ
たものである。○は上死点（TDC）のセットタイミング
を0.48に、△は上死点のセットタイミングを0.57にそれ
ぞれ設定したものである。
量Ｑ＝1.0g/hrpmlにおいて、左縦軸に機関出力Pme、ス
モーク、NOを、右縦軸にHCの排出量をとり、横軸に第６
図にあってはB/D、第７図にあってはT/Dをそれぞれとっ
たものである。○は上死点（TDC）のセットタイミング
を0.48に、△は上死点のセットタイミングを0.57にそれ
ぞれ設定したものである。
第６図に示すように、0.02≦B/D≦0.08において最適
な測定結果を得たことが明らかである。また、第７図に
おいても0.02≦T/D≦0.13において最適な結果を得た。
な測定結果を得たことが明らかである。また、第７図に
おいても0.02≦T/D≦0.13において最適な結果を得た。
これらをまとめると、第８図に示す如き結果となる。
すなわち、横軸にT/D、縦軸にB/Dを示すと図中斜線で示
した長方形の領域Ｘは0.02≦B/D≦0.08、0.02≦T/D≦0.
13を示したものであり、この領域Ｘでは渦流Ａが最適に
弱められNOXを低減できる。これに対して斜線領域Ｘよ
り上の領域Ｙでは上述したように、渦流が弱められNOX
は低減されるが、無駄が容積が増えスモークの悪化、出
力、トルクの低下の原因となる。また、斜線領域の下方
の領域Ｚでは渦流Ａが弱められず性能に変化はない。
すなわち、横軸にT/D、縦軸にB/Dを示すと図中斜線で示
した長方形の領域Ｘは0.02≦B/D≦0.08、0.02≦T/D≦0.
13を示したものであり、この領域Ｘでは渦流Ａが最適に
弱められNOXを低減できる。これに対して斜線領域Ｘよ
り上の領域Ｙでは上述したように、渦流が弱められNOX
は低減されるが、無駄が容積が増えスモークの悪化、出
力、トルクの低下の原因となる。また、斜線領域の下方
の領域Ｚでは渦流Ａが弱められず性能に変化はない。
このように本発明は燃焼室壁９に渦流Ａを弱め小さな
渦流Ｃを生成するに最適な溝11を形成することにより、
出力性能等を低下させることなく、NOXを低減すること
ができる。またホットプラグ12の形状を若干変更するだ
けで所定の溝11を形成することができるので、従来の渦
流燃焼室の加工工程を変える必要がない。すなわちコス
トアップを未然に防ぐことができる。
渦流Ｃを生成するに最適な溝11を形成することにより、
出力性能等を低下させることなく、NOXを低減すること
ができる。またホットプラグ12の形状を若干変更するだ
けで所定の溝11を形成することができるので、従来の渦
流燃焼室の加工工程を変える必要がない。すなわちコス
トアップを未然に防ぐことができる。
［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、燃焼室壁に渦流を弱め
小さな渦流を形成するに最適な溝を形成することによ
り、出力性能等を低下させることなく、NOXを低減する
ことができる。また加工工程の変更なく所定の溝を形成
することができ、コストアップを防止できる。
小さな渦流を形成するに最適な溝を形成することによ
り、出力性能等を低下させることなく、NOXを低減する
ことができる。また加工工程の変更なく所定の溝を形成
することができ、コストアップを防止できる。
第１図は本発明に係る燃焼室を示す断面図、第２図から
第５図までは溝のB/D、T/Dを変化させた場合の渦流の変
化を示す状態図、第６図、第７図および第８図は溝の性
能特性を示す図、第９図は燃焼室の従来例を示す断面
図、第10図はNOX−HCのトレードオフを示す図である。 図中、１は渦流燃焼室、９は燃焼室壁、11は溝、Ａは渦
流、Ｃは小さな渦流である。
第５図までは溝のB/D、T/Dを変化させた場合の渦流の変
化を示す状態図、第６図、第７図および第８図は溝の性
能特性を示す図、第９図は燃焼室の従来例を示す断面
図、第10図はNOX−HCのトレードオフを示す図である。 図中、１は渦流燃焼室、９は燃焼室壁、11は溝、Ａは渦
流、Ｃは小さな渦流である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−32127（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−87928（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−110328（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−104723（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−77728（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダヘッドに設けられた区画壁と該区
画壁に接続されるホットプラグとによる燃焼室壁で区画
形成され、圧縮空気の流入により渦流を形成する渦流燃
焼室を備えたディーゼル機関の燃焼室において、上記ホ
ットプラグの先端を上記区画壁の接続端から離間させ
て、上記燃焼室壁に、断面略正方形の溝を上記渦流に対
して直角な方向に環状に形成すると共に、該溝の幅を
Ｂ、深さをＴ、燃焼室直径をＤとしたときに、これらの
関係を 0.02≦B/D≦0.08、0.02≦T/D≦0.13 に設定したディーゼル機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284116A JP2809759B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | ディーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284116A JP2809759B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145514A JPH03145514A (ja) | 1991-06-20 |
| JP2809759B2 true JP2809759B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=17674395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284116A Expired - Lifetime JP2809759B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2809759B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5326614B2 (ja) * | 2009-02-04 | 2013-10-30 | 株式会社Ｉｈｉ | 渦流室式ディーゼルエンジン |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55104723U (ja) * | 1979-01-16 | 1980-07-22 | ||
| JPS5832127U (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-02 | いすゞ自動車株式会社 | デイ−ゼルエンジンの副室構造 |
| JPS5887928U (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-15 | 京セラ株式会社 | ホツトプラグの取付構造 |
| JPS59110328U (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-25 | トヨタ自動車株式会社 | デイ−ゼルエンジンの副燃焼室 |
| JPS6077728U (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-30 | 日産自動車株式会社 | 渦室式デイ−ゼル機関 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1284116A patent/JP2809759B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03145514A (ja) | 1991-06-20 |
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