JPH0240020A - エンジンの燃焼室構造 - Google Patents

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、エンジンの燃焼室構造に関し、特に燃料噴射
ノズルから直接燃焼室内・＼燃料を噴射するように構成
された直接噴射式燃焼室の構成に関する。

（従来技術） シリンダヘッドとピストンの頭部との間に設けられた単
一に燃焼室へ燃料を直接噴射するようにした直接噴射式
燃焼室は従来上として大型のディーゼルエンジンに採用
されており、燃焼室に形状か単純で表面積が比較的小さ
いことから、熱の方散か少なく、熱効率も高いから燃費
も良く、かつ始動性も良好な長所ををする。

しかしながら、上述の直接噴射式燃焼室は着火性の点で
問題もあるため、着火遅れにより混合気量が増加し、そ
れが−気に燃焼するため、騒音の増大および排気中のＮ
Ｏｘの増大を招く欠点も有している。

そこで直接噴射式燃焼室を何するデイ−セルエンジンに
おける騒音低減およびＮＯｘ低減の手段として、例えば
特開昭５８−８２０６７号公報に開示されているような
、ポンプと一体となった高圧ユニットインジェクタを用
いて燃料の霧化を促進し、これにより着火性を改善でき
ることが従来から知られている。

しかしながら、高圧噴射のメリットである空中微粒化は
、噴霧点から分解点まで２５闘以上の距離を必要とする
ため、上記ユニットインジェクタを小型ディーゼルエン
ジンの燃焼室に用いた場合、特にキャビティー径６０Φ
以下のエンジンでは、壁面到達距離が短か過ぎ、噴射さ
れた燃料か微粒化されないまま（液状のまま）燃焼室に
壁面に衝突することになり、折角高圧ユニットインジェ
クタを用いながら、そのメリットである霧化改善（着火
性の改善）の成果かはとんと得られず、騒音およびＮＯ
ｘの低減にはあまり役立たないのみでなく、排気中のＨ
Ｃが増大する欠点があった。　また、高圧噴射された噴
霧はスワール流に影響されにくいため、燃焼室内におけ
る噴射範囲外の空気に利用率が低下し、排気ガス中のす
すか増大してスモークを発生する問題もあった。

上記空気利用率を高めるためには燃料噴射ノズルを多孔
型にすればよいことが知られているが、キャビティー容
積の小さいエンジンては要求噴「」面積が小さく多孔型
とする場合に噴口に加」二が困難となるという問題もあ
った。

そこで、特願昭６２−１８８９９３号公報に小型ディー
ゼルエンジンにおいて、上述した諸問題を解決して高圧
ユニットインジェクタの利点を最大限に発揮することが
できるように、単孔型ユニットインジェクタからコーン
状に噴霧される燃料のコーン形状よりも大きいコーン形
状ををする燃焼室をシリンダヘッドに形成し、その燃焼
室の深さを液杖噴霧到達距離以」二きする構成のものが
考えられている。

しかしながら、上記に構造において高圧で噴射された燃
料を良好に着火させるためにはスワールがない方か良い
。

一方、スワールがないと後期拡散燃焼時にガス流動がな
く空気利用率が低下し、υ１；気ガス中のすすか増大し
てスモークか発生するという問題があった。

（発明の目的） 本発明は、高圧ユニットインジェクタの利点を最大限に
発揮するとともに、良好な着火を確保してさらには、騒
音、ＮＯｘスモーク等をすべて低減することかできるエ
ンジンの燃焼室構造を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、単孔型ユニットインジェクタからコーン状に
噴霧される燃料の噴霧範囲を取囲むコーン型燃焼室を、
上記噴霧のコーン形状よりも大きいコーン形状と液状噴
霧到達距離以上の深さとをもってシリンダヘッドに形成
するとともに、ピストン上面のスキッシュエリアに略同
一円周上に位置するように略円形状の凹部を複数設け、
該凹部と上記燃焼室とを連通ずる連通溝を上記ピストン
の上面に形成し、該連通溝の一方はピストン上面の中心
に向かって開口するとともに、他方は上記四部に刻して
それぞれ同一接線方向に開口したことを特徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、シリンダヘッド側の燃焼室を液状噴霧
のコーン形状よりも大きいコーン形状とするとともに、
燃焼室に深さをノズルから噴射される液状噴霧の到達距
離以上としているため、液状噴霧が燃焼室の壁に直接触
れることがな（なり、噴霧の空中微粒化を促進し、かつ
排気中のＨＣに増加を防止するとともに、圧縮時には、
上記連通溝に一方がピストン上面の中心に向かって開口
しているため燃焼室内全体に接線方向に渦流か生じるこ
とはなく、良好な着火が確保てきる。

一方、燃焼中期から後期にかけては、上記連通溝の他方
が上記凹部に対してそれぞれ同一接線方向に開口してい
るので、燃焼室全体に接線方向に渦流が生じ拡散燃焼が
促進される。

よって、高圧ユニットインジェクタの利点を最大限に発
揮するとともに、良好な着火を確保して、さらには、騒
音、ＮＯｘ１スモーク等をすべて低減することができる
。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明に実施例を説明する。

第１図、および、第２図において、１はデイ−セルエン
７ンの７リンダヘノド、２は吸気ポート３は吸気バルブ
、４は吸気バルブ３を駆動するカムである。そして、５
は排気ポート、６は排気バルブ、７はす（＝気バルブ６
を駆動するカムである。

８はンリンタヘノド１において各シリンダ毎に取付けら
れている高圧ユニットインジェクタで、単孔型ノズルま
たは単孔噴射率可変型（スロットル型）ノズルを用いて
いる。この高圧ユニ、ドイツ／エクタ８はエンジンの回
転に同期して回動するカム９によって駆動されるポンプ
を備えており、その先端のノズル１０から燃料かコーン
状にかつ下方に向って噴霧されるようにインジェクタ８
か取付けられている。１１はこのコーン状に噴霧れた微
粒化前の液状噴霧を示す。

１２は上記液状噴霧１１のコーン形状よりも大きいコー
ン形状をもって７リングへラド１に形成されたコーン型
燃焼室てあり、この燃焼室１２の壁面と液状噴霧１１と
の間に液状噴霧１１を取囲むように空気層１３か存在す
るようにして、霧化を促進させる構成となっている。ま
たこのコーン型燃焼室１２に深さは２５　ｍｍ以上とな
っている。

そして、ピストン１４の上面１４ａのスキランユニリア
１５には、ピストン１４の中心１４ｂを支点にして点対
称に位置に略円形状の凹部１６．１６が複数段けである
。

さらに、上記凹部１６．ＩＦ５と上記コーン型燃焼室工
２とを連通ずる連通溝１７，１７が」二記ピストン１４
の上面１４ａに形成されている。この連通溝１７，１７
の一方１７ａ、１７ａはピストン１４の中心１４ｂに向
かって開口しており、他方１７ｂ、１７ｂは上記凹部Ｉ
Ｅ３，１６に対してそれぞれ同一接線方向に開口してい
る。

このように、本実施例においては、ンリンダヘノド１側
に燃焼室１２を液状噴霧１１のコーン形状よりも大きい
コーン形状として、液状噴霧１１の周囲に空気層１３を
存在させるとともに、燃焼室１２の深さをノズル１０か
ら噴射される液状噴霧１１がピストン１４の上面１４ａ
に到達しない距離に設定しているため、噴霧の空中微細
化が促進され、かつ、排気中にＨＣの増加を防止するこ
とかできる。

また、圧縮時には、上記連通溝１７，１７の一方１７ａ
、１７ａかピストン１４の上面１４ａの中心１４ｂに向
かって開口しているため燃焼室１２内全体に接線方向に
渦流か生じることはなく、良好な着火か確保てきる。

一方、燃焼中期から後期にかけては、上記連通溝１７．
１７の他方１７ｂ、１７ｂが上記凹部１６．１６に対し
てそれぞれ同一接線方向に開口しているので、燃焼室１
２全体に接線方向に渦流が生じ拡散燃焼が促進される。

よって、高圧ユニットインジェクタ８の利点を最大限に
発揮するとともに、良好な着火を確保して、さらには、
騒音、ＮＯｘスモーク等をすへて低減することができる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に実施例を示し、第１図は要部従断面図、
第２図は第１図の■−■断面図である。 ８・・・高圧ユニットインジェクタ、１１・・・液状噴
霧、１２・・・コーン型燃焼室、１４・・・ピストン、
１４　ａ　＋　　ピストンの上面、１５・・・スキッシ
ュエリアＩ６・・・略円形状の凹部、１７・・・連通溝
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　単孔型ユニットインジェクタからコーン状に噴霧され
   る燃料の噴霧範囲を取囲むコーン型燃焼室を、上記噴霧
   のコーン形状よりも大きいコーン形状と液状噴霧到達距
   離以上の深さとをもってシリンダヘッドに形成するとと
   もに、ピストン上面のスキッシュエリアに略同一円周上
   に位置するように略円形状の凹部を複数設け、該凹部と
   上記燃焼室とを連通する連通溝を上記ピストンの上面に
   形成し、該連通溝の一方はピストン上面に中心に向かっ
   て開口するとともに、他方は上記凹部に対してそれぞれ
   同一接線方向に開口したことを特徴とするエンジンの燃
   焼室構造。