JP7172109B2 - Diesel engine combustion chamber structure - Google Patents

Diesel engine combustion chamber structure Download PDF

Info

Publication number
JP7172109B2
JP7172109B2 JP2018080755A JP2018080755A JP7172109B2 JP 7172109 B2 JP7172109 B2 JP 7172109B2 JP 2018080755 A JP2018080755 A JP 2018080755A JP 2018080755 A JP2018080755 A JP 2018080755A JP 7172109 B2 JP7172109 B2 JP 7172109B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
collision
diesel engine
ribs
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.)
Active
Application number
JP2018080755A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019190293A (en
Inventor
景太 荒戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2018080755A priority Critical patent/JP7172109B2/en
Publication of JP2019190293A publication Critical patent/JP2019190293A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7172109B2 publication Critical patent/JP7172109B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本開示はディーゼルエンジンの燃焼室構造に関する。 The present disclosure relates to combustion chamber structures for diesel engines.

従来、ディーゼルエンジンの燃焼室構造として、ディーゼルエンジンの燃焼室の底面から側面に至るように設けられたリブ（隆起）を複数個有するとともに、互いに隣接するリブの間の領域に、リブが形成されていない非リブ領域を有するものが知られている（例えば特許文献１参照）。このような燃焼室構造によれば、リブを備えていない燃焼室構造に比較して、燃焼室の容積を低減させて、ディーゼルエンジンの圧縮比を高めることができる。 Conventionally, as a combustion chamber structure of a diesel engine, a plurality of ribs (uplifts) are provided so as to extend from the bottom surface to the side surface of the combustion chamber of the diesel engine, and ribs are formed in the regions between the adjacent ribs. It is known to have a non-rib region that is not exposed (see, for example, Patent Document 1). According to such a combustion chamber structure, it is possible to reduce the volume of the combustion chamber and increase the compression ratio of the diesel engine compared to a combustion chamber structure without ribs.

また、特許文献１には、燃料噴射弁が互いに隣接するリブとリブとの間の領域（すなわち非リブ領域）に向かって燃料を噴射することも記載されている。このような技術によれば、燃料噴射弁から噴射された燃料がリブに直接衝突する場合に比較して、燃料噴射弁から噴射された燃料の到達距離を長くすることができるので、燃料の燃焼状態を良好にすることができる。 Patent Document 1 also describes that the fuel injection valve injects fuel toward a region between ribs adjacent to each other (that is, a non-rib region). According to such a technique, compared to the case where the fuel injected from the fuel injection valve collides directly with the rib, the distance that the fuel injected from the fuel injection valve reaches can be increased. condition can be improved.

特表２０１６－５０５７５２号公報Japanese Patent Publication No. 2016-505752

上記のような、リブを有する燃焼室構造において、圧縮比をさらに高めるために、例えばリブの幅を大きくしたり、リブの高さを高くしたりすることによって、リブの容積を拡大した場合、燃料噴射弁から噴射された燃料がリブに直接衝突してしまうおそれがある。この場合、燃料噴射弁から噴射された燃料の到達距離が短くなるので、燃料の燃焼状態が悪化してしまう。 In the combustion chamber structure having ribs as described above, if the volume of the ribs is increased by, for example, increasing the width of the ribs or increasing the height of the ribs in order to further increase the compression ratio, The fuel injected from the fuel injection valve may directly collide with the rib. In this case, since the travel distance of the fuel injected from the fuel injection valve becomes short, the combustion state of the fuel deteriorates.

本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料の燃焼状態の悪化を抑制しつつリブの容積を拡大してディーゼルエンジンの圧縮比を高めることができるディーゼルエンジンの燃焼室構造を提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above, and its purpose is to improve the compression ratio of the diesel engine by enlarging the volume of the rib while suppressing deterioration of the fuel combustion state. It is to provide a combustion chamber structure.

上記目的を達成するため、本発明の態様に係るディーゼルエンジンの燃焼室構造は、ディーゼルエンジンの燃焼室の底面から側面に至るように設けられたリブを複数個有するとともに、互いに隣接する前記リブの間の領域に、前記リブが形成されていない非リブ領域を有する、ディーゼルエンジンの燃焼室構造において、前記燃焼室の中心軸線方向視で前記燃焼室の中心部に配置された燃料噴射弁が有していて、正面から視認した形状が真円形状である噴孔から噴射された燃料が衝突する衝突面を有する衝突板を前記燃焼室の中心部側に備え、前記衝突面は、前記燃料噴射弁から噴射された燃料が前記衝突面に衝突することによって、前記衝突面に衝突した後の燃料が、当該燃料の前記燃焼室の周方向における長さよりも当該燃料の前記燃焼室の中心軸線方向における長さの方が長い断面形状を有するとともに進行方向を変えて、前記衝突面から前記燃焼室の前記非リブ領域における側面側に向かって進行するように設定されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a diesel engine combustion chamber structure according to an aspect of the present invention has a plurality of ribs provided extending from the bottom surface to the side surface of the combustion chamber of the diesel engine, and the ribs adjacent to each other In a diesel engine combustion chamber structure having a non-rib region in which the rib is not formed in the region between A collision plate having a collision surface on which fuel injected from an injection hole having a perfect circular shape when viewed from the front collides is provided on the center side of the combustion chamber, and the collision surface is the fuel injection As a result of the fuel injected from the valve colliding with the collision surface, the length of the fuel after colliding with the collision surface is longer in the direction of the central axis of the combustion chamber than the length of the fuel in the circumferential direction of the combustion chamber. is set to have a longer cross-sectional shape and change its traveling direction so as to advance from the collision surface toward the side surface of the non-rib region of the combustion chamber.

本発明の態様によれば、燃料の燃焼状態の悪化を抑制しつつリブの容積を拡大してディーゼルエンジンの圧縮比を高めることができる。 According to the aspect of the present invention, it is possible to increase the compression ratio of the diesel engine by enlarging the volume of the rib while suppressing deterioration of the fuel combustion state.

実施形態に係るディーゼルエンジンの模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a diesel engine according to an embodiment; FIG. 実施形態に係る燃料噴射弁の１つの噴孔の拡大正面図である。It is an enlarged front view of one injection hole of the fuel injection valve according to the embodiment. 図３（ａ）はピストンの上面を上方側から視認した模式的平面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ－Ａ線断面を模式的に示す断面図である。FIG. 3(a) is a schematic plan view of the upper surface of the piston viewed from above. FIG. 3(b) is a cross-sectional view schematically showing a cross section taken along the line AA of FIG. 3(a). 図４（ａ）は衝突板を説明するための模式的平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）の一つの衝突板の近傍の模式的拡大図である。FIG. 4(a) is a schematic plan view for explaining the collision plate. FIG. 4(b) is a schematic enlarged view of the vicinity of one collision plate in FIG. 4(a). 図５（ａ）は、実施形態に係る燃焼室構造において、燃料噴射弁から燃料が噴射された様子を示す模式的平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の一つの衝突板の近傍を拡大して模式的に示す拡大図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）の燃料のＢ－Ｂ線断面を模式的に示す断面図である。FIG. 5(a) is a schematic plan view showing a state in which fuel is injected from a fuel injection valve in the combustion chamber structure according to the embodiment. FIG. 5(b) is an enlarged view schematically showing an enlarged vicinity of one collision plate in FIG. 5(a). FIG. 5(c) is a cross-sectional view schematically showing a BB line cross-section of the fuel in FIG. 5(a). 図６（ａ）は、変形例に係る燃焼室構造について、燃料噴射弁から燃料が噴射された様子を示す模式的平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の燃焼室構造の一つの衝突板の近傍の模式的拡大図である。FIG. 6(a) is a schematic plan view showing a state in which fuel is injected from a fuel injection valve in a combustion chamber structure according to a modification. FIG. 6(b) is a schematic enlarged view of the vicinity of one impingement plate of the combustion chamber structure of FIG. 6(a).

以下、本実施形態に係るディーゼルエンジン１の燃焼室構造５０について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る燃焼室構造５０を有するディーゼルエンジン１の構成を模式的に示す断面図である。なお、図１には、参考用として、右手系のＸ－Ｙ－Ｚの直交座標が図示されている。本実施形態に係るディーゼルエンジン１は車両に搭載されている。ディーゼルエンジン１は、シリンダブロック１０、シリンダヘッド２０、ピストン３０、及び、燃料噴射弁４０を備えている。なお、ディーゼルエンジン１の燃焼室５１には、後述する衝突板８０も配置されているが、図１においては、ピストン３０の断面形状を視認し易くするため、この衝突板８０の図示は省略されている。 The combustion chamber structure 50 of the diesel engine 1 according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a diesel engine 1 having a combustion chamber structure 50 according to this embodiment. For reference, right-handed XYZ orthogonal coordinates are shown in FIG. A diesel engine 1 according to this embodiment is mounted on a vehicle. A diesel engine 1 includes a cylinder block 10 , a cylinder head 20 , a piston 30 and fuel injection valves 40 . A collision plate 80, which will be described later, is also arranged in the combustion chamber 51 of the diesel engine 1, but the illustration of the collision plate 80 is omitted in FIG. ing.

シリンダヘッド２０はシリンダブロック１０の上方（Ｚ方向）側に配置されている。ピストン３０はシリンダブロック１０に形成されたシリンダ１１に、上下方向に摺動可能に配置されている。なお、シリンダブロック１０は、その上面にガスケットを備えているが、このガスケットの図示は省略されている。 The cylinder head 20 is arranged on the upper (Z direction) side of the cylinder block 10 . The piston 30 is arranged in a cylinder 11 formed in the cylinder block 10 so as to be vertically slidable. Although the cylinder block 10 has a gasket on its upper surface, the illustration of this gasket is omitted.

なお、本実施形態において、「上方（Ｚ方向）」とはピストン３０の摺動方向でピストン３０がシリンダヘッド２０に近づく方向（又はクランクシャフトから遠ざかる方向）をいい、「下方（－Ｚ方向）」とはピストン３０の摺動方向でピストン３０がシリンダヘッド２０から遠ざかる方向（又はクランクシャフトに近づく方向）をいう。また本実施形態に係るディーゼルエンジン１は、一例として、車両のエンジンルームに縦置き状態で配置されているので、本実施形態に係る「下方」は重力の方向に相当する。 In the present embodiment, "upward (Z direction)" refers to the direction in which the piston 30 slides toward the cylinder head 20 (or the direction away from the crankshaft). "" means the direction in which the piston 30 slides away from the cylinder head 20 (or the direction in which it approaches the crankshaft). Further, as an example, the diesel engine 1 according to the present embodiment is arranged vertically in an engine room of a vehicle, so "downward" according to the present embodiment corresponds to the direction of gravity.

ディーゼルエンジン１の燃焼室５１は、ピストン３０の上面（頂面）に形成された凹部３１と、ピストン３０が上死点位置にあるときのシリンダヘッド２０の下面と、によって区画されている。なお、図１に図示されている中心軸線１００は、燃焼室５１の中心軸を示している。この中心軸線１００は、Ｘ－Ｙ－Ｚの直交座標のうちＺ軸に平行な線となっている。燃焼室５１は、ピストン３０の凹部３１に形成された底面５２と、底面５２の外周縁から燃焼室５１の中心軸線方向（中心軸線１００に沿った方向）で上方側へ延在する側面５３と、シリンダヘッド２０の下面によって構成された天井面５４とを備えている。 A combustion chamber 51 of the diesel engine 1 is defined by a concave portion 31 formed in the upper surface (top surface) of the piston 30 and the lower surface of the cylinder head 20 when the piston 30 is at the top dead center position. A central axis 100 illustrated in FIG. 1 indicates the central axis of the combustion chamber 51 . This central axis 100 is a line parallel to the Z axis in the XYZ orthogonal coordinates. The combustion chamber 51 has a bottom surface 52 formed in the recess 31 of the piston 30, and a side surface 53 extending upward from the outer peripheral edge of the bottom surface 52 in the direction of the center axis of the combustion chamber 51 (the direction along the center axis 100). , and a ceiling surface 54 formed by the lower surface of the cylinder head 20 .

なお、本実施形態に係る燃焼室５１の底面５２は、一例として、燃焼室５１の中心側に向かうに従って徐々に上方側に突出する形状になっている。但し、底面５２の形状はこれに限定されるものではない。 As an example, the bottom surface 52 of the combustion chamber 51 according to the present embodiment has a shape that gradually protrudes upward toward the center of the combustion chamber 51 . However, the shape of the bottom surface 52 is not limited to this.

燃料噴射弁４０は、シリンダヘッド２０に配置されており、燃焼室５１の天井面５４の中心部から燃料を噴射する（この噴射態様については、後述する図５で説明する）。また
、本実施形態に係る燃料噴射弁４０は、複数個の噴孔４１（本実施形態では、一例として６個）を備えている。図２は、燃料噴射弁４０の１つの噴孔４１を拡大して示す拡大正面図である。本実施形態に係る噴孔４１は、噴孔４１を正面から視認した形状が真円形状になっている。すなわち、本実施形態において、各々の噴孔４１の中心から噴孔４１の外縁までの距離（ｒ）は一様である。 The fuel injection valve 40 is arranged in the cylinder head 20 and injects fuel from the center of the ceiling surface 54 of the combustion chamber 51 (this injection mode will be described later with reference to FIG. 5). Further, the fuel injection valve 40 according to this embodiment includes a plurality of injection holes 41 (six as an example in this embodiment). FIG. 2 is an enlarged front view showing one injection hole 41 of the fuel injection valve 40. As shown in FIG. The injection hole 41 according to the present embodiment has a perfect circular shape when the injection hole 41 is viewed from the front. That is, in this embodiment, the distance (r) from the center of each injection hole 41 to the outer edge of the injection hole 41 is uniform.

図３（ａ）はピストン３０の上面を上方側から視認した様子を模式的に示す平面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ－Ａ線断面を模式的に示す断面図である。なお、図３（ａ）には、後述する衝突板８０が図示されているが、図３（ｂ）においては、ピストン３０の断面形状を視認し易くするために、この衝突板８０の図示は省略されている。本実施形態に係る燃焼室構造５０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に例示するようなリブ６０（視認し易くするため、チェック模様が付されている）を複数個備えている。具体的には、各々のリブ６０は、燃焼室５１の底面５２から側面５３に至るように設けられている。そして、燃焼室構造５０は、互いに隣接するリブ６０の間の領域に、リブ６０の形成されていない非リブ領域７０を有している。 FIG. 3(a) is a plan view schematically showing the top surface of the piston 30 viewed from above. FIG. 3(b) is a cross-sectional view schematically showing a cross section taken along the line AA of FIG. 3(a). Although FIG. 3A shows a collision plate 80, which will be described later, in FIG. omitted. The combustion chamber structure 50 according to the present embodiment includes a plurality of ribs 60 (checked for easy visibility) as exemplified in FIGS. 3(a) and 3(b). . Specifically, each rib 60 is provided so as to extend from the bottom surface 52 to the side surface 53 of the combustion chamber 51 . The combustion chamber structure 50 has non-rib regions 70 in which the ribs 60 are not formed in regions between the ribs 60 adjacent to each other.

リブ６０の個数は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、一例として６個である。また、各々のリブ６０は、一例として、燃焼室５１の中心から外周方向に向けて放射状に配置されている。さらに、リブ６０は、隣接するリブ６０とリブ６０とのなす角が等しくなるように（すなわち円周方向に等角度間隔で）、配置されている。また、複数個のリブ６０は、燃焼室５１の底面５２の中心部において接続している。但し、リブ６０の構成はこれに限定されるものではなく、例えば複数個のリブ６０は、底面５２の中心部において接続していない構成であってもよい。 The number of ribs 60 is not particularly limited, but is six as an example in this embodiment. Moreover, each rib 60 is radially arranged from the center of the combustion chamber 51 toward the outer peripheral direction, as an example. Further, the ribs 60 are arranged such that the angles formed by adjacent ribs 60 are equal (that is, at equal angular intervals in the circumferential direction). Also, the plurality of ribs 60 are connected at the center of the bottom surface 52 of the combustion chamber 51 . However, the configuration of the ribs 60 is not limited to this.

また、各々のリブ６０は、底面リブ片６１と、側面リブ片６２とを有している。底面リブ片６１は、燃焼室５１の底面５２の中心から底面５２の外周縁（底面外周縁）に至るように設けられた部分である。側面リブ片６２は、底面リブ片６１における底面外周縁の部分から上方に延在するように設けられた部分である。なお、底面リブ片６１は、燃焼室５１の底面５２から上方側に突出するように設けられており、側面リブ片６２は燃焼室５１の側面５３から径方向で内側に突出するように設けられている。 Each rib 60 also has a bottom rib piece 61 and a side rib piece 62 . The bottom rib piece 61 is a portion provided so as to extend from the center of the bottom surface 52 of the combustion chamber 51 to the outer peripheral edge of the bottom surface 52 (bottom outer peripheral edge). The side rib piece 62 is a portion provided so as to extend upward from the portion of the bottom surface outer peripheral edge of the bottom surface rib piece 61 . The bottom rib piece 61 is provided to project upward from the bottom surface 52 of the combustion chamber 51, and the side rib piece 62 is provided to project radially inward from the side surface 53 of the combustion chamber 51. ing.

なお、本実施形態において、底面リブ片６１の幅及び側面リブ片６２の幅は、同じ値に設定されている。また、複数個のリブ６０の間で比較した場合に、各々のリブ６０の高さ及び幅は、互いに同じ値に設定されている（すなわち、各々のリブ６０の容積は同じ値に設定されている）。但し、これはリブ６０の形状の一例を示したものに過ぎず、リブ６０の形状はこれに限定されるものではない。 In this embodiment, the width of the bottom rib piece 61 and the width of the side rib piece 62 are set to the same value. Also, when comparing the plurality of ribs 60, the height and width of each rib 60 are set to the same value (that is, the volume of each rib 60 is set to the same value). there). However, this is only an example of the shape of the rib 60, and the shape of the rib 60 is not limited to this.

また、本実施形態において、燃焼室５１の容積に対する複数個のリブ６０の容積の割合は、予め設定された基準値よりも大きく設定されている。この基準値の具体的な値は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、一例として、５％を用いている。すなわち、本実施形態において、「（複数個のリブ６０の容積の合計値）／（燃焼室５１の容積）×１００」は５％よりも大きい値に設定されている。 Further, in the present embodiment, the ratio of the volume of the plurality of ribs 60 to the volume of the combustion chamber 51 is set larger than a preset reference value. Although the specific value of this reference value is not particularly limited, 5% is used as an example in this embodiment. That is, in the present embodiment, "(total value of volumes of a plurality of ribs 60)/(volume of combustion chamber 51) x 100" is set to a value greater than 5%.

なお、底面リブ片６１の高さ（上方への突出距離）及び幅や、側面リブ片６２の高さ（燃焼室５１の径方向への突出距離）及び幅の具体的な値は、特に限定されるものではなく、複数個のリブ６０の容積の割合が上述した基準値よりも大きくなる範囲で、適切な値を設定すればよい。 Specific values of the height (upward projection distance) and width of the bottom rib piece 61 and the height (radial projection distance of the combustion chamber 51) and width of the side rib piece 62 are not particularly limited. An appropriate value may be set within a range in which the ratio of the volume of the plurality of ribs 60 is greater than the reference value described above.

図４（ａ）は衝突板８０を説明するための模式的平面図である。具体的には図４（ａ）は、ピストン３０の上面を上方側から視認した様子を模式的に図示するとともに、衝突板
８０が目立つように、衝突板８０以外の部材を二点鎖線で図示している。本実施形態に係る燃焼室構造５０は、図４（ａ）に例示するような衝突板８０を合計で６個、備えている。図４（ｂ）は図４（ａ）の一つの衝突板８０の近傍を拡大して模式的に示す拡大図である。本実施形態において、衝突板８０の個数は、燃料噴射弁４０の噴孔４１の個数（６個）に対応している。また、本実施形態に係る衝突板８０は、一例として、リブ６０の上面（具体的には底面リブ片６１の上面）に配置されている。 FIG. 4A is a schematic plan view for explaining the collision plate 80. FIG. Specifically, FIG. 4(a) schematically shows the upper surface of the piston 30 viewed from above, and the members other than the collision plate 80 are shown by two-dot chain lines so that the collision plate 80 stands out. showing. The combustion chamber structure 50 according to this embodiment includes a total of six impingement plates 80 as illustrated in FIG. 4(a). FIG. 4(b) is an enlarged view schematically showing the vicinity of one collision plate 80 in FIG. 4(a). In this embodiment, the number of collision plates 80 corresponds to the number of injection holes 41 of the fuel injection valve 40 (six). Further, the collision plate 80 according to the present embodiment is arranged on the upper surface of the rib 60 (specifically, the upper surface of the bottom rib piece 61) as an example.

図５（ａ）は、燃焼室構造５０において、燃料噴射弁４０から燃料（Ｆ）が噴射された様子を模式的に示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の一つの衝突板８０の近傍を拡大して模式的に示す拡大図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）の燃料のＢ－Ｂ線断面を模式的に示す断面図である。なお、図５（ａ）に図示されているライン１１０は、互いに隣接するリブ６０の中間部分に位置する面（中間境界面と称する）を燃焼室５１の外側にまで延伸させた面を、上方から視認したラインとなっている。この中間境界面は、この中間境界面を挟んで一方の側にあるリブ６０までの距離と、他方の側にあるリブ６０までの距離と、が等しい面となっている。 FIG. 5(a) is a plan view schematically showing how fuel (F) is injected from the fuel injection valve 40 in the combustion chamber structure 50. FIG. FIG. 5(b) is an enlarged view schematically showing the vicinity of one collision plate 80 in FIG. 5(a). FIG. 5(c) is a cross-sectional view schematically showing a BB line cross-section of the fuel in FIG. 5(a). The line 110 shown in FIG. 5( a ) is a surface extending to the outside of the combustion chamber 51 from the surface located in the intermediate portion of the ribs 60 adjacent to each other (referred to as an intermediate boundary surface). It is a line viewed from This intermediate boundary surface is a surface in which the distance to the rib 60 on one side of the intermediate boundary surface is equal to the distance to the rib 60 on the other side.

図４及び図５を参照して、衝突板８０は、燃料噴射弁４０から噴射された燃料（Ｆ）が衝突する衝突面８１を有している。換言すると、衝突板８０は、燃料噴射弁４０の噴射方向に交差するような箇所に配置されており、これにより、燃料噴射弁４０から噴射された燃料は衝突板８０の衝突面８１に衝突する。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、この衝突面８１は、燃料噴射弁４０から噴射された燃料が衝突面８１に衝突することによって燃料の進行方向を変えて、燃焼室５１の非リブ領域７０に向かって進行するように設定されている。 4 and 5, the collision plate 80 has a collision surface 81 against which the fuel (F) injected from the fuel injection valve 40 collides. In other words, the impingement plate 80 is arranged at a location that intersects the injection direction of the fuel injection valve 40 , so that the fuel injected from the fuel injection valve 40 collides with the collision surface 81 of the impingement plate 80 . . As shown in FIGS. 5(a) and 5(b), the collision surface 81 changes the traveling direction of the fuel injected from the fuel injection valve 40 when it collides with the collision surface 81, resulting in the combustion chamber. It is set to progress towards the non-rib region 70 of 51 .

具体的には、図５（ａ）に示すように、本実施形態に係る衝突面８１は、衝突面８１に衝突した後の燃料が、非リブ領域７０における互いに隣接するリブ６０の中間部分（ライン１１０に相当する中間境界面）に向かって進行するように設定されている。より具体的には、燃料噴射弁４０から噴射された燃料は、衝突面８１に衝突した後に、衝突面８１に沿って流動することで、その進行方向を変更する。このため、衝突面８１の面方向が中間境界面に交差するように、衝突面８１の面方向を設定することによって、衝突面８１に衝突後の燃料を中間境界面に向けて進行させることができる。 Specifically, as shown in FIG. 5( a ), the collision surface 81 according to the present embodiment is such that the fuel after colliding with the collision surface 81 is located in the intermediate portions ( intermediate boundary plane corresponding to line 110). More specifically, the fuel injected from the fuel injection valve 40 changes its traveling direction by flowing along the collision surface 81 after colliding with the collision surface 81 . Therefore, by setting the surface direction of the collision surface 81 so that the surface direction of the collision surface 81 intersects the intermediate boundary surface, the fuel after colliding with the collision surface 81 can be advanced toward the intermediate boundary surface. can.

なお、本実施形態に係る燃料噴射弁４０は、衝突板８０の衝突面８１に衝突した後の燃料が燃焼室５１の底面５２及び側面５３に直接衝突しないような燃料噴射圧で（換言すると、衝突面８１に衝突した後の燃料が底面５２及び側面５３に届かないような燃料噴射圧で）、燃料を噴射している。これにより、燃料が燃焼室５１の底面５２や側面５３に直接衝突することに伴う燃焼状態の悪化が抑制されている。但し、これは一例に過ぎず、燃料噴射弁４０の燃料噴射圧は、これに限定されるものではない。 Note that the fuel injection valve 40 according to the present embodiment has a fuel injection pressure such that the fuel after colliding with the collision surface 81 of the collision plate 80 does not directly collide with the bottom surface 52 and the side surface 53 of the combustion chamber 51 (in other words, Fuel is injected at a fuel injection pressure such that the fuel does not reach the bottom surface 52 and the side surface 53 after colliding with the collision surface 81 . This suppresses the deterioration of the combustion state due to direct collision of the fuel with the bottom surface 52 and the side surfaces 53 of the combustion chamber 51 . However, this is only an example, and the fuel injection pressure of the fuel injection valve 40 is not limited to this.

また、図５（ａ）～図５（ｃ）に示すように、本実施形態に係る衝突面８１は、衝突面８１に衝突した後の燃料が、当該燃料の燃焼室５１の周方向における長さ（ｄ１）よりも当該燃料の燃焼室５１の中心軸線方向における長さ（ｄ２）の方が長い断面形状（すなわち、縦長の断面形状）を有するように構成されている。具体的には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態に係る衝突面８１は、燃焼室５１の中心軸線方向（中心軸線１００に沿った方向）に対して平行になるように設定されている。換言すると、衝突面８１は、燃焼室５１の中心軸線方向に沿うようにして上方（Ｚ方向）に延在している。これにより、図５（ｃ）に示すように、衝突面８１に衝突した後の燃料は、縦長の断面形状（具体的には、縦長の楕円状の断面形状）になっている。 Further, as shown in FIGS. 5A to 5C, the collision surface 81 according to the present embodiment is such that the fuel after colliding with the collision surface 81 has a length in the circumferential direction of the combustion chamber 51 of the fuel. The length (d2) of the fuel in the direction of the center axis of the combustion chamber 51 is longer than the length (d1) in the cross-sectional shape (that is, the vertical cross-sectional shape). Specifically, as shown in FIGS. 5(a) and 5(b), the collision surface 81 according to the present embodiment is arranged with respect to the central axis direction of the combustion chamber 51 (the direction along the central axis 100). set to be parallel. In other words, the collision surface 81 extends upward (in the Z direction) along the center axis direction of the combustion chamber 51 . As a result, as shown in FIG. 5C, the fuel after colliding with the collision surface 81 has a vertically long cross-sectional shape (specifically, a vertically long elliptical cross-sectional shape).

続いて、本実施形態に係る燃焼室構造５０の作用効果について説明する。まず、本実施
形態によれば、図３で説明したように、複数個のリブ６０を有しているので、リブ６０が形成されていない燃焼室構造、具体的にはリブ６０が形成されておらず且つ燃焼室５１の内径及び高さが本実施形態と同じである燃焼室構造に比較して、燃焼室５１の容積を低減させることができる。これにより、ディーゼルエンジン１の圧縮比を高めることができる。 Next, the effects of the combustion chamber structure 50 according to this embodiment will be described. First, according to the present embodiment, as described with reference to FIG. 3, a plurality of ribs 60 are provided. The volume of the combustion chamber 51 can be reduced compared to the combustion chamber structure in which the internal diameter and height of the combustion chamber 51 are the same as in the present embodiment. Thereby, the compression ratio of the diesel engine 1 can be increased.

そして、本実施形態によれば、図４及び図５で説明したように、衝突板８０を備えており、この衝突板８０の衝突面８１が、燃料噴射弁４０から噴射された燃料が衝突面８１に衝突することによって燃料の進行方向を変えて、燃焼室５１の非リブ領域７０に向かって進行するように設定されているので、燃料噴射弁４０から噴射された燃料がリブ６０に直接衝突することで燃料の到達距離（すなわち噴霧到達距離）が短くなることを抑制しつつ、リブ６０の幅を大きくしたり、リブ６０の高さを高くしたりすることによってリブ６０の容積を拡大することができる。これにより、燃焼状態の悪化を抑制しつつ、リブ６０の容積を拡大してディーゼルエンジン１の圧縮比を高めることができる。 4 and 5, the collision plate 80 is provided. By colliding with the ribs 81 , the direction of travel of the fuel is changed and it is set to travel toward the non-rib region 70 of the combustion chamber 51 , so the fuel injected from the fuel injection valve 40 directly collides with the ribs 60 . By increasing the width of the rib 60 or increasing the height of the rib 60, the volume of the rib 60 is expanded while suppressing the shortening of the reach of the fuel (that is, the reach of the spray). be able to. As a result, the compression ratio of the diesel engine 1 can be increased by increasing the volume of the ribs 60 while suppressing deterioration of the combustion state.

実際、本実施形態によれば、燃焼室５１の容積に対する複数個のリブ６０の容積の割合が予め設定された基準値（一例として５％）よりも大きく設定されているので（すなわち、リブ６０の容積が実際に拡大されているので）、この割合が基準値の場合に比較して、ディーゼルエンジン１の圧縮比が高くなっている。 In fact, according to the present embodiment, the ratio of the volume of the plurality of ribs 60 to the volume of the combustion chamber 51 is set larger than a preset reference value (5% as an example) (that is, the ribs 60 is actually increased), the compression ratio of the diesel engine 1 is higher than in the case of this ratio being the reference value.

また、本実施形態によれば、図５（ａ）で説明したように、衝突面８１に衝突した後の燃料が、燃焼室５１の非リブ領域７０における、互いに隣接するリブ６０の中間部分に向かって進行するように設定されているので、このような構成になっていない場合に比較して、衝突面８１に衝突した後の燃料とリブ６０との間の距離（ｄ３；図５（ａ）参照）を大きくすることができる。これにより、衝突面８１に衝突した後の燃料とリブ６０との間の領域に、より多くの空気を導入することができるので、燃料の燃焼状態をより向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, as described with reference to FIG. 5(a), the fuel after colliding with the collision surface 81 passes through the intermediate portions of the ribs 60 adjacent to each other in the non-rib region 70 of the combustion chamber 51. 5 (a )) can be increased. As a result, more air can be introduced into the region between the fuel and the rib 60 after colliding with the collision surface 81, so that the combustion state of the fuel can be further improved.

また、本実施形態によれば、図５（ｃ）等で説明したように、衝突面８１に衝突した後の燃料が、当該燃料の燃焼室５１の周方向における長さ（ｄ１）よりも当該燃料の燃焼室５１の中心軸線方向における長さ（ｄ２）の方が長い断面形状（縦長の断面形状）を有しているので、衝突面８１に衝突した後の燃料の断面形状が真円の場合に比較して、衝突面８１に衝突した後の燃料とリブ６０との間の距離（ｄ３）を大きくすることができる。これにより、燃料の燃焼状態をより向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, as described with reference to FIG. Since the length (d2) of the fuel in the central axis direction of the combustion chamber 51 has a longer cross-sectional shape (vertical cross-sectional shape), the cross-sectional shape of the fuel after colliding with the collision surface 81 is a perfect circle. Compared to the case, the distance (d3) between the fuel and the rib 60 after colliding with the collision surface 81 can be increased. Thereby, the combustion state of the fuel can be further improved.

また、本実施形態によれば、図２で説明したように、燃料噴射弁４０の噴孔４１を正面から視認した形状が真円形状になっているので、噴孔４１の正面形状が、真円形状以外の場合（例えば、燃焼室５１の中心軸線方向を長軸とする縦長形状等の場合）に比較して、噴孔４１を容易に加工することができる。これにより、燃料噴射弁４０の製造コストの低減を図ることができる。 Further, according to the present embodiment, as described with reference to FIG. 2, the shape of the injection hole 41 of the fuel injection valve 40 when viewed from the front is a perfect circle. The injection hole 41 can be easily machined compared to a shape other than a circular shape (for example, a vertically elongated shape whose major axis is the direction of the central axis of the combustion chamber 51). As a result, the manufacturing cost of the fuel injection valve 40 can be reduced.

（実施形態の変形例）
続いて、上記実施形態の変形例に係るディーゼルエンジン１の燃焼室構造５０ａについて説明する。図６（ａ）は、本変形例に係る燃焼室構造５０ａについて、燃料噴射弁４０から燃料（Ｆ）が噴射された様子を模式的に示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の燃焼室構造５０ａの一つの衝突板８０ａの近傍を拡大して模式的に示す拡大図である。本変形例に係る燃焼室構造５０ａは、衝突板８０に代えて、衝突板８０ａを備えている点において、前述した図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す燃焼室構造５０と異なっている。燃焼室構造５０ａの他の構成は、燃焼室構造５０と同様である。 (Modification of embodiment)
Next, a combustion chamber structure 50a of the diesel engine 1 according to a modified example of the above embodiment will be described. FIG. 6(a) is a plan view schematically showing how the fuel (F) is injected from the fuel injection valve 40 in the combustion chamber structure 50a according to this modified example. FIG. 6(b) is an enlarged view schematically showing an enlarged vicinity of one collision plate 80a of the combustion chamber structure 50a of FIG. 6(a). The combustion chamber structure 50a according to this modification differs from the combustion chamber structure 50 shown in FIGS. there is Other configurations of the combustion chamber structure 50 a are similar to the combustion chamber structure 50 .

本変形例に係る衝突板８０ａは、その配置されている箇所が、前述した衝突板８０のそれと異なっている。具体的には衝突板８０ａは、ピストン３０の底面５２における非リブ領域７０の部分（より具体的には、底面５２のうち、互いに隣接する底面リブ片６１の間の部分）に配置されている。 The collision plate 80a according to this modified example is different from that of the collision plate 80 described above in the place where it is arranged. Specifically, the collision plate 80a is arranged in the non-rib region 70 portion of the bottom surface 52 of the piston 30 (more specifically, the portion of the bottom surface 52 between the bottom surface rib pieces 61 adjacent to each other). .

なお、衝突板８０ａの他の構成は、衝突板８０と同様である。具体的には、本変形例に係る衝突板８０ａにおいても、燃料噴射弁４０から噴射された燃料（Ｆ）が衝突板８０ａの衝突面８１に衝突することによって燃料の進行方向を変えて、非リブ領域７０に向かって進行するように設定されており、より具体的には、衝突面８１に衝突した後の燃料が非リブ領域７０における互いに隣接するリブ６０の中間部分に向かって進行するように設定されている。 The rest of the configuration of the collision plate 80a is the same as that of the collision plate 80. As shown in FIG. Specifically, in the collision plate 80a according to the present modification as well, the fuel (F) injected from the fuel injection valve 40 collides with the collision surface 81 of the collision plate 80a to change the traveling direction of the fuel and It is set to advance toward the rib region 70 , more specifically, so that the fuel after colliding with the collision surface 81 advances toward the intermediate portion of the ribs 60 adjacent to each other in the non-rib region 70 . is set to

また、本変形例においても、衝突面８１に衝突した後の燃料は、当該燃料の燃焼室５１の周方向における長さ（ｄ１）よりも当該燃料の燃焼室５１の中心軸線方向における長さ（ｄ２）の方が長い断面形状（縦長の断面形状）を有している。また、本変形例においても、燃料噴射弁４０の噴孔４１を正面から視認した形状は真円形状になっている。 Also in this modification, the length of the fuel after colliding with the collision surface 81 in the direction of the central axis of the combustion chamber 51 ( d2) has a longer cross-sectional shape (longitudinal cross-sectional shape). Also in this modified example, the shape of the injection hole 41 of the fuel injection valve 40 viewed from the front is a perfect circle.

以上のような本変形例に係る燃焼室構造５０ａによっても、前述した燃焼室構造５０と同様の作用効果を奏することができる。 With the combustion chamber structure 50a according to the modification as described above, it is possible to achieve the same effects as the combustion chamber structure 50 described above.

なお、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims.

１ ディーゼルエンジン
４０ 燃料噴射弁
４１ 噴孔
５０，５０ａ 燃焼室構造
５１ 燃焼室
５２ 底面
５３ 側面
６０ リブ
７０ 非リブ領域
８０，８０ａ 衝突板
８１ 衝突面 1 diesel engine 40 fuel injection valve 41 injection hole 50, 50a combustion chamber structure 51 combustion chamber 52 bottom surface 53 side surface 60 rib 70 non-rib regions 80, 80a collision plate 81 collision surface

Claims (2)

ディーゼルエンジンの燃焼室の底面から側面に至るように設けられたリブを複数個有するとともに、互いに隣接する前記リブの間の領域に、前記リブが形成されていない非リブ領域を有する、ディーゼルエンジンの燃焼室構造において、
前記燃焼室の中心軸線方向視で前記燃焼室の中心部に配置された燃料噴射弁が有していて、正面から視認した形状が真円形状である噴孔から噴射された燃料が衝突する衝突面を有する衝突板を前記燃焼室の中心部側に備え、
前記衝突面は、前記燃料噴射弁から噴射された燃料が前記衝突面に衝突することによって、前記衝突面に衝突した後の燃料が、当該燃料の前記燃焼室の周方向における長さよりも当該燃料の前記燃焼室の中心軸線方向における長さの方が長い断面形状を有するとともに進行方向を変えて、前記衝突面から前記燃焼室の前記非リブ領域における側面側に向かって進行するように設定されていることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼室構造。 A diesel engine having a plurality of ribs extending from the bottom surface to the side surface of a combustion chamber of a diesel engine, and having a non-rib region in which the ribs are not formed in a region between the ribs adjacent to each other. In the combustion chamber structure,
Collision in which fuel injected from an injection hole having a perfect circular shape when viewed from the front, which is included in a fuel injection valve arranged at the center of the combustion chamber when viewed in the direction of the central axis of the combustion chamber, collides. A collision plate having a surface is provided on the central side of the combustion chamber ,
The collision surface is such that fuel injected from the fuel injection valve collides with the collision surface so that the length of the fuel after colliding with the collision surface is longer than the length of the fuel in the circumferential direction of the combustion chamber. has a cross-sectional shape whose length in the direction of the central axis of the combustion chamber is longer , changes the direction of travel, and is set to advance from the collision surface toward the side surface of the non-rib region of the combustion chamber. A combustion chamber structure for a diesel engine, characterized by: 前記衝突面は、前記衝突面に衝突した後の燃料が、前記非リブ領域における、互いに隣接する前記リブの中間部分に向かって進行するようにさらに設定されていることを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの燃焼室構造。 2. The colliding surface is further set so that fuel after colliding with the colliding surface advances toward intermediate portions of the ribs adjacent to each other in the non-rib region. Combustion chamber construction of the described diesel engine.
JP2018080755A 2018-04-19 2018-04-19 Diesel engine combustion chamber structure Active JP7172109B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018080755A JP7172109B2 (en) 2018-04-19 2018-04-19 Diesel engine combustion chamber structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018080755A JP7172109B2 (en) 2018-04-19 2018-04-19 Diesel engine combustion chamber structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019190293A JP2019190293A (en) 2019-10-31
JP7172109B2 true JP7172109B2 (en) 2022-11-16

Family

ID=68389559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018080755A Active JP7172109B2 (en) 2018-04-19 2018-04-19 Diesel engine combustion chamber structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7172109B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE544781C2 (en) * 2020-05-27 2022-11-15 Scania Cv Ab Internal Combustion Engine comprising piston with fuel directing surfaces

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003206829A (en) 2002-01-17 2003-07-25 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection device of internal combustion engine
US20110253094A1 (en) 2010-04-20 2011-10-20 Southwest Research Institute Piston Bowl With Spray Jet Targets
JP2016505752A (en) 2012-12-18 2016-02-25 ボルボ トラック コーポレイション Piston for internal combustion engine cylinder

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48104901U (en) * 1972-03-15 1973-12-06
JPS5218642Y2 (en) * 1974-07-05 1977-04-27
JPS56157323U (en) * 1980-04-25 1981-11-24
JPS5783230U (en) * 1980-11-12 1982-05-22
JPS59158317A (en) * 1983-02-28 1984-09-07 Hino Motors Ltd Piston

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003206829A (en) 2002-01-17 2003-07-25 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection device of internal combustion engine
US20110253094A1 (en) 2010-04-20 2011-10-20 Southwest Research Institute Piston Bowl With Spray Jet Targets
JP2016505752A (en) 2012-12-18 2016-02-25 ボルボ トラック コーポレイション Piston for internal combustion engine cylinder

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019190293A (en) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10352231B2 (en) Internal combustion engine
US8627798B2 (en) Direct fuel-injection engine
US9464593B2 (en) Piston of an internal combustion engine
JP6303290B2 (en) Direct injection diesel engine
JP5641169B1 (en) Direct injection diesel engine
US8955488B2 (en) Piston for use in internal combustion engines
JP7172109B2 (en) Diesel engine combustion chamber structure
JP2014084790A (en) Piston of cylinder direct injection type internal combustion engine
JP2019510918A5 (en)
JP6006276B2 (en) Internal combustion engine
JP6515941B2 (en) Spark-ignition type internal combustion engine
JP4869121B2 (en) Piston for internal combustion engine
JP6344455B2 (en) Engine combustion chamber structure
US10648398B2 (en) Intake structure of internal combustion engine
JP2018162730A (en) Spark ignition type internal combustion engine
JP5920262B2 (en) Compression ignition internal combustion engine
JP2016070248A (en) In-cylinder injection type internal combustion engine
JP6410630B2 (en) Cylinder head and engine
JP2018150908A (en) Combustion chamber structure for diesel engine, and piston
KR100946484B1 (en) Piston head for gasoline direct injection engine
JP2020153238A (en) Combustion chamber
JP6344456B2 (en) Engine combustion chamber structure
JP2018150907A (en) Combustion chamber structure for diesel engine
JP6436149B2 (en) Engine combustion chamber structure
JP6604350B2 (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220606

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221017

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7172109

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150