JPH01182523A - 直噴式エンジン - Google Patents

直噴式エンジン

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JPH01182523A
JPH01182523A JP63007747A JP774788A JPH01182523A JP H01182523 A JPH01182523 A JP H01182523A JP 63007747 A JP63007747 A JP 63007747A JP 774788 A JP774788 A JP 774788A JP H01182523 A JPH01182523 A JP H01182523A
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swirl
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fuel
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は直噴式エンジンに関し、特に低セタン燃料によ
り運転されるものの改良に関する。
(従来の技術) 以前より、例えばアルコール等の低セタン燃料により直
噴式エンジンを運転してエンジンのエミッション特性を
改善することが行なわれている。
しかし、その場合、通常用いられる軽油燃料により運転
する場合に比べて着火性が悪いという欠点がある。
そこで、従来、例えば特開昭59−150923号公報
には、燃焼室に補助着火手段を配設し、該補助着火手段
により着火性を高めるようにしたものが開示されている
(発明が解決しようとする問題点) ところで、このような直噴式エンジンに多噴孔式の燃料
噴射ノズルを設けた場合、低負荷時の燃費を改善するに
は上記補助着火手段の付近に噴射燃料を集中して着火性
を高めた方が好ましいが、これでは高負荷時にキャビテ
ィ内のスワールに乗せて充分に噴射燃料を拡散できず、
空気の利用率が低下して燃費を改善できない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、基本的には補助着火手段の付近に噴
射燃料を集中させる一方、スワールが火炎伝播に与える
影響に着目しながら噴射燃料を燃焼室内に可及的に拡散
させて低負荷時の燃費改善と高負荷時の燃費改善とを両
立させることにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明では、1つの噴孔の噴
射燃料を補助着火手段に当てて着火性を高めるとともに
この噴孔からスワール上流側に最も遠い他の噴孔をスワ
ール下流側に最も遠い他の噴孔よりも補助着火手段に近
づけて燃焼の均一化を図りつつ噴射燃料を燃焼室内に可
及的に拡散させることである。
具体的に、本発明の講じた解決手段は、少なくとも3つ
以上の噴孔を備え該各項孔から低セタン燃料を噴射させ
る燃料噴射ノズルと該燃料噴射ノズルからの噴射燃料を
着火させる補助着火手段とをスワールが形成されるキャ
ビティに臨ませて配設した直噴式エンジンを前提とする
。そして、これに対し、上記補助着火手段をキャビティ
の上方から見て1つの噴孔の延長線上に配設するととも
に、該噴孔延長線を基準としてスワール上流側に最も遠
い他の噴孔延長線までの角度をθ1、スワール下流側に
最も遠い他の噴孔延長線までの角度を02、このスワー
ル上流側に最も遠い噴孔延長線とスワール下流側に最も
遠い噴孔延長線との成す角度をθ3としかつ噴孔数をN
とした場合にθ1+θ2>θ3>360/N(度) θ2>θ1 の各式を満足するように設定する構成としたものである
(作用) 上記の構成により、本発明では、補助着火手段をキャビ
ティの上方から見て1つの噴孔の延長線上に配設したの
で、補助着火手段の付近に噴射燃料が集中し着火性が高
められる。
また、(θ3>360/N(度))との設定により噴射
燃料が燃焼室内に可及的に拡散されて補助着火手段側の
噴孔からスワール上流側に最も遠い噴孔とスワール下流
側に最も遠い噴孔との間の距離が確保されるので、空気
の利用率が高いものになる。しかも、全ての噴孔がこの
両噴孔よりも補助着火手段側にあるので、補助着火手段
付近への噴射燃料の集中化が促進されて着火性が高めら
れる。
その場合、(θ1+θ2>θ3)との設定により上記2
つの噴孔間の距離が大きくなり過ぎないように制限され
るので、燃焼が均一化される。
さらに、(θ2>θ1)との設定により補助着火手段側
の噴孔からスワール上流側に最も遠い噴孔からの噴射燃
料の火炎がスワールに対向して伝播していく速度とスワ
ール下流側に最も遠い噴孔からの噴射燃料の火炎がスワ
ールに乗って伝播していく速度とが略等しくなって均一
な燃焼が行われる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の実施例に係る直噴式エンジンを示す。
同図において1はシリンダブロック、2は該シリンダブ
ロック1上に配設されたシリンダヘッドであって、該シ
リンダブロック1とシリンダヘッド2との間にはシリン
ダ3が形成されている。該シリンダ3にはピストン4が
摺動自在に嵌挿されている。該ピストン4の頂部にはキ
ャビティ5が形成され、該ピストン4の頂面と上記シリ
ンダヘッド2の下面とによりシリンダ3上部に燃焼室6
が形成されている。そして、該燃焼室6には上記キャビ
ティ5の接線方向に向けて吸気ポート(図示せず)が開
口しており、新気を燃焼室6に供給してキャビティ5内
に第2図に示すような向きにスワールを形成するように
している。
また、上記燃焼室6には5つの噴孔11a〜11eを有
するホールタイプの燃料噴射ノズル10が配設されてい
る。すなわち、シリンダヘッド2には燃料噴射ノズル1
0が上記キャビティ5に臨むように配設されており、該
各項孔11a〜11eからキャビティ5に低セタン燃料
を噴射させるようにしている。
さらに、上記燃焼室6には補助着火手段としてのグロー
プラグ15が配設されている。すなわち、シリンダヘッ
ド2には通電により発熱するグロープラグ15が上記キ
ャビティ5に臨むように配設されており、上記燃料噴射
ノズル10から噴射された燃料を加熱して着火させるよ
うになされている。
そして、第2図に示すように、上記グロープラグ15は
キャビティ5の上方から見て1つの噴孔11cの延長線
Ll上に配設されている。また、該噴孔延長線L1を基
準としてスワール上流側に最も遠い他の噴孔11aの延
長線L2までの角度を01、スワール下流側に最も遠い
他の噴孔11eの延長線L3までの角度を02、この2
つの噴孔延長線L2.L3の成す角度をθ3とした場合
に θ1+θ2>θ3>72(度) θ2 >θ1 の各式を満足するように設定されている。ここで、72
度というのは360度を噴孔数5で割った値である。
次に、上記実施例の作用について説明する。まず、グロ
ープラグ15をキャビティ5の上方から見て1つの噴孔
11cの延長線L1上に配設したので、グロープラグ1
5の付近に噴射燃料が集中し着火性が高められて低負荷
時の燃費が改善される。
また、5つの噴孔11a〜11eの延長線を等角度間隔
に配した場合の角度間隔72度を基準として(θ3〉7
2度)と設定したことにより、噴射燃料が燃焼室6内に
可及的に拡散されてグロープラグ15側の噴孔lieか
らスワール上流側に最も遠い噴孔11aとスワール下流
側に最も遠い噴孔lieとの間の距離が確保されるので
、空気の利用率が高いものになり高負荷時の燃費が改善
される。しかも、全ての噴孔11a〜11eがこの両噴
孔11a、lieよりもグロープラグ15側にあるので
、グロープラグ15付近への噴射燃料の集中化が促進さ
れて着火性が高められ低負荷時の燃費がさらに改善され
る。
その場合、(θ1+θ2>θ3)との設定により上記2
つの噴孔11a、lie間の距離が大きくなり過ぎない
ように制限されるので、燃焼が均一化されて燃費の改善
に寄与する。
さらに、(θ2>θ1)との設定によりグロープラグ1
5側の噴孔11Cからスワール上流側に最も遠い噴孔1
1aからの噴射燃料の火炎がスワールに対向して伝播し
ていく速度とスワール下流側に最も遠い噴孔lieから
の噴射燃料の火炎がスワールに乗って伝播していく速度
とが略等しくなって均一な燃焼が行われ、燃費の改善に
寄与する。
次いで、本発明例のものによる実験結果と従来例のもの
による実験結果とを第3図〜第5図に基づいて説明する
。ここで、燃料噴射ノズルはいずれも4噴孔タイプであ
って、その噴孔径は0. 34mmである。また、従来
例の燃料噴射ノズルは2種類であり、第1の従来例は、
4つの噴孔をその延長線が90度の等角度間隔で配され
るように形成したものであり、第2の従来例は、4つの
噴孔のうち1つをグロープラグの方に向けるとともに他
の2つをその延長線がグロープラグ側の噴孔の延長線よ
りもスワール上流に70度回った位置と140度回った
位置とに配されるようにそれぞれ形成し、かつ残りの噴
孔をその延長線がグロープラグ側の噴孔の延長線よりも
スワール下流に70度回った位置に配されるように形成
したものである。
まず、第3図はエンジン回転数が2000rpmでかつ
低負荷時における熱発生率を示している。
同図によれば、本発明例は初期燃焼が適度になされて第
2の従来例のものよりもピーク値が低いとともに燃焼の
均一化により後期燃焼が抑制されて、第1の従来例のも
のよりも燃焼効率が良いことを示している。
また、第4図はエンジン回転数が2000rpmでかつ
高負荷時における熱発生率を示している。
同図においても、本発明例は初期燃焼で第1の従来例の
ものよりもピーク値が低いとともに燃焼の均一化により
後期燃焼が長びかず、第2の従来例のものよりも燃焼効
率が良くなっている。尚、上記いずれの負荷の場合もグ
ロープラグの温度は1050度である。
さらに、第5図はエンジンの負荷に対する燃料消費率を
示している。同図によれば、低負荷時には第1の従来例
のものよりも燃料消費率が改善されているとともに、高
負荷時には第2の従来例のものよりも燃料消費率が改善
されていることが判る。
したがって、上記実施例においては、低負荷時の着火性
の向上と高負荷時の燃焼の均一化および拡散化による空
気利用率の向上とによってエンジンの全負荷域に亘って
燃費改善を図ることができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の直噴式エンジンによれば
、上記補助着火手段をキャビティの上方から見て1つの
噴孔の延長線上に配設するとともに、該噴孔延長線を基
準としてスワール上流側に最も遠い他の噴孔延長線まで
の角度をθ1、スワール下流側に最も遠い他の噴孔延長
線までの角度咎θ2、このスワール上流側に最も遠い噴
孔延長線とスワール下流側に最も遠い噴孔延長線との成
す角度をθ3としかつ噴孔数をNとした場合にθ1+θ
2>θ3>360/N(度) θ2>θ1 の各式を満足するように設定したので、補助着火手段の
付近に噴射燃料を集中させて着火性を高める一方、スワ
ールと火炎伝播とを調和させて燃焼の均一化を図りつつ
噴射燃料を燃焼室内に可及的に拡散させて空気利用率を
高め、よって全負荷域に亘って燃費改善を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を例示し、第1図は燃焼室回りの
エンジンの縦断側面図、第2図はキャビティ内における
噴射燃料を示す平面図、第3図は低負荷時における熱発
生率を示す実験結果図、第4図は高負荷時における熱発
生率を示す実験結果図、第5図はエンジンの負荷に対す
る燃料消費率を示す実験結果図である。 5・・・キャビティ、10・・・噴射燃料ノズル、15
・・・グロープラグ(補助着火手段)。 第1図 第2図 −−−−−L2 第5図 エンシ゛ン*看 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくとも3つ以上の噴孔を備え該各噴孔から低セ
    タン燃料を噴射させる燃料噴射ノズルと該燃料噴射ノズ
    ルからの噴射燃料を着火させる補助着火手段とをスワー
    ルが形成されるキャビティに臨ませて配設した直噴式エ
    ンジンにおいて、上記補助着火手段をキャビティの上方
    から見て1つの噴孔の延長線上に配設するとともに、該
    噴孔延長線を基準としてスワール上流側に最も遠い他の
    噴孔延長線までの角度をθ_1、スワール下流側に最も
    遠い他の噴孔延長線までの角度をθ_2、このスワール
    上流側に最も遠い噴孔延長線とスワール下流側に最も遠
    い噴孔延長線との成す角度をθ_3としかつ噴孔数をN
    とした場合に θ_1+θ_2>θ_3>360/N(度)θ_2>θ
    _1 の各式を満足するように設定したことを特徴とする直噴
    式エンジン。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2769342A1 (fr) * 1997-10-07 1999-04-09 Renault Injecteur pour moteur diesel a injection directe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2769342A1 (fr) * 1997-10-07 1999-04-09 Renault Injecteur pour moteur diesel a injection directe

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