JPH03145514A - Combustion chamber of diesel engine - Google Patents
Combustion chamber of diesel engineInfo
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
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ゼル機関の燃焼室に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a combustion chamber of a diesel engine, and more particularly to a combustion chamber of a diesel engine for reducing NOx.
［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。[Prior Art] Generally, diesel engines having a swirl combustion chamber as shown in FIG. 9 are known.
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すに連通ずる渦
流燃焼室Ｃか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１４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。As shown in the figure, a vortex combustion chamber C is defined within the cylinder head a and communicates with a main combustion chamber formed in a cylinder block (not shown), and this vortex combustion chamber C has a piston (not shown in the figure). A vortex d is formed by the compressed air flowing in due to the upward movement of the cylinder (not shown). Further, the cylinder head a is provided with a fuel 14 injection part f for supplying fuel e into the swirl combustion chamber C, and is also provided with a glow plug g.
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。Therefore, the fuel e injected from the fuel injection part e is mixed and vaporized by the vortex d formed in the vortex combustion chamber C, and is ignited and combusted by the heat of compression.
［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ツチ
ングかなされるが、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。[Problems to be Solved by the Invention] Performance matching of diesel engines is performed while balancing output performance, exhaust gas, noise, startability, etc., but there is a trade-off relationship between these. To improve this, the injection system, combustion chamber shape, and intake and exhaust system have been tuned.
一般に、ＮＯｘを低減する手段とその欠点をあげると、
燃料噴射タイミンブをリタードした場合にはＨＣの増加
、出力域となり、燃料噴射率を低減した場合にはスモー
ク悪化、ＨＣ増加、出力域となり、圧縮比を低下した場
合には始動性不良、ｓｒ ｃ ｓｒ・１加、出力域とな
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
にピクを迎える。このような燃焼では燃焼室内の温度が
上界し、ＮＯｘ、スモークの増加を招くことになる。そ
こで、主燃焼室すと渦流燃焼室Ｃとを結ぶ連通路りの口
ｒと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。In general, the methods for reducing NOx and their disadvantages are as follows:
If the fuel injection timing is retarded, HC will increase and the output will be in the range; if the fuel injection rate is reduced, smoke will worsen, HC will increase, and the output will be in the output range; if the compression ratio is lowered, startability will be poor and sr c sr・1 addition, output range, and if the pre-chamber swirl ratio is reduced, smoke worsens, HC increases, and torque decreases. Furthermore, when the vortex d is strong, the fuel e concentrates in the center of the combustion chamber, and combustion reaches a peak within a short period of time. In such combustion, the temperature inside the combustion chamber reaches an upper limit, leading to an increase in NOx and smoke. Therefore, if the opening r of the communication passage connecting the main combustion chamber and the vortex combustion chamber C is enlarged to reduce the flow velocity, this will result in a decrease in output, torque, and deterioration in fuel efficiency.
すなわち、第１Ｏ図に示すように横軸にＮＯｘ排出量を
とり、縦軸にＩ Ｃの排出量をとると、ＮＯｘの低減を
図ろうとすると、常にＨＣの悪化かあり、ＮＯｘ Ｈ
Ｃのトレードオフが課題となる。In other words, as shown in Figure 1O, if we take NOx emissions on the horizontal axis and IC emissions on the vertical axis, when we try to reduce NOx, there is always a deterioration of HC, and NOx H
The issue is the trade-off of C.
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
をに消が形成されているが、この消の大きさが具体的に
示されていない。In addition, in Utility Model Application Publication No. 55-104723, a pre-chamber type combustion chamber is proposed, and in this proposal, a stub is formed in the combustion chamber, but the size of this stub is not specifically shown. Not yet.
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。The present invention has been devised to effectively solve the above problems.
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。An object of the present invention is to provide a combustion chamber for a diesel engine that can reduce exhaust gas without causing deterioration in output performance or the like.
［課題を解決するための手段］
本発明はディーゼル機関の渦流燃焼室を区画する燃焼室
壁に、渦流対してこれを弱めて小さな渦流を生成するた
めの溝を直角方向に形成すると共に該講の幅を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≦０．１０．０．０２≦Ｔ／Ｄ
≦０．１３に設定したものである。[Means for Solving the Problems] The present invention forms grooves in the combustion chamber wall that partitions the vortex combustion chamber of a diesel engine in a right angle direction to weaken the vortex and generate a small vortex. When the width is B, the depth is T, and the combustion chamber diameter is D, these relationships are 0.02≦B, / D≦0.10.0.02≦T/D
It is set to ≦0.13.
［作用］
このように燃焼室壁に清が形成され、その清によりＮ
Ｏｘを低減するに最適な乱れを生成することができる。[Function] In this way, a liquid is formed on the wall of the combustion chamber, and the liquid releases N.
It is possible to generate turbulence that is optimal for reducing Ox.
そのため、出力を低減させることなく、Ｎ Ｏｘを低減
することができる。Therefore, NOx can be reduced without reducing output.
［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。[Example〕 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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により区画形成さ
れると共に、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
ずるようになっている。As shown in FIG. 1, a cylinder head 2 defines a vortex combustion chamber 1 for introducing compressed air that flows in due to the upward movement of a piston (not shown) to form a vortex A. The combustion chamber 1 communicates through a communication passage 3 with a main combustion chamber 4 formed in a cylinder block (not shown).
渦流燃焼室１を区画形成するシリンダへ・ｙ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１ラグ８が設けられ
ている。A fuel injection part 5 for injecting fuel B to the cylinder 2 which partitions and forms the swirl combustion chamber 1 is mounted on a seat 6, and the tip of the fuel injection part 5 has a swirl combustion chamber. 1
An inwardly oriented nozzle 7 is formed which sprays the fuel F at a predetermined angle. Further, the cylinder head 2 is provided with a glow lug 8 for starting and igniting the engine.
特に、渦流燃焼室１を区画するシリンダへ・７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消１１が形成される。この消１１は
燃焼室壁８に沿って略正方形断面に形成されている。具
体的には燃焼室壁８に沿って周方向に環状に形成され、
あるいは周方向に互いに切り離された複数の消１１が形
成される。In particular, on the combustion chamber wall 9 of the cylinder 7 which partitions the swirl combustion chamber 1, a blower 11 is formed which is perpendicular to the swirl flow A and opened toward the center of the combustion chamber. The burner 11 is formed along the combustion chamber wall 8 to have a substantially square cross section. Specifically, it is formed in an annular shape in the circumferential direction along the combustion chamber wall 8,
Alternatively, a plurality of erasers 11 are formed that are separated from each other in the circumferential direction.
図示例においては連通路３を挾んで左右両開に消１１が
形成されている。In the illustrated example, shutters 11 are formed on both the left and right sides, sandwiching the communication path 3.
また、漬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≦０．１０．０．０２≦Ｔ／Ｄ≦０．
１３に設定されている。Further, when the width of the dip 11 is B, the depth is T, and the diameter of the combustion chamber is D, these relationships are 0.02≦B/D≦0.10.0.02≦T/D≦0.
It is set to 13.
このように涌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、消１１は
燃焼室壁８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、同時に講１
１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は湧１１内および燃焼室壁
８に沿って講１１の下Ｋｌｌ’ｌに形成されることにな
る。このため、出力、Ｉ〜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。Because the vortex 11 is formed in this way, when the vortex A with a constant velocity flows into the vortex combustion chamber 1, the vortex 11 becomes a resistance part of the vortex A moving along the combustion chamber wall 8, and the vortex A The flow velocity will be weakened. Also, at the same time, Lecture 1
1 is opened to a predetermined size, a small vortex C is generated. This vortex C will be formed in the well 11 and along the combustion chamber wall 8 below the corner 11. Therefore, NOx can be reduced without reducing output, I~lux, etc.
すなわち、第２図はＢ７’Ｄ＜０．０２、プ）３図はＴ
、／Ｄ＜０．０２に設定した講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。That is, Fig. 2 shows B7'D<0.02, and Fig. 3 shows T.
, /D<0.02. In all of these cases, no small vortex C is formed and the flow velocity of the vortex A is not weakened.
したかつて、燃焼が短時間のうちにピークをむかえる印
肉になり、燃焼温度が一１ｘ、Ｆ？ＬＮＯＸを低減する
ことは不可能である。Once, the combustion reached its peak within a short period of time, and the combustion temperature was 11x, F? It is not possible to reduce LNOX.
他方、第４図はＢ／’Ｄ＞０．１０、第５図はＴ／Ｄ＞
０．１３に設定した講１１を形成したものである。On the other hand, Fig. 4 shows B/'D>0.10, and Fig. 5 shows T/D>
This is a version of Lecture 11 set to 0.13.
このようにいずれも講１１を大きく形成した場合には講
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か、図中の斜線で示すように
講１１の両ｆｌ！’Ｉ １１ ａや底部１１ｂか無駄な
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。In both cases, if the curve 11 is made large, the curve 11 will create a large resistance to the vortex A.Is it possible to weaken the resistance of the vortex A? Both fl! 'I 11a and the bottom part 11b become a wasted volume. This causes a decrease in output, torque, and poor startability.
第６図および第７図は回転数Ｎ ＝ ２０００ｒｐｎ、
３Ｗ ？’ｌ （ｊ’給ｆＪ、 Ｑ ＝ １．００／ｈ
ｒｐｍｊニおイテ、左ｆ、ｆ 軸ニａ関出力Ｐｎ＋ｅ、
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。In Figures 6 and 7, the rotation speed N = 2000 rpm,
3W? 'l (j' supply fJ, Q = 1.00/h
rpmj, left f, f axis near a output Pn+e,
The smoke and No. are plotted on the right vertical axis, the HC discharge amount is plotted on the right vertical axis, and the horizontal axis plots B/D in FIG. 6 and T/D in FIG. 7, respectively. ◯ indicates that the top dead center (TDC) set timing is set to 0.48, and △ indicates that the top dead center set timing is set to 0.57.
第６図に示すように、０．０２≦Ｂ／Ｄ≦０．１０にお
いて最適な測定結果を得たことが明らかである。As shown in FIG. 6, it is clear that the optimum measurement results were obtained when 0.02≦B/D≦0.10.
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。Also in FIG. 7, the optimum results were obtained when 0.02≦T/D≦0.13.
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’Ｉ’／Ｄ、ｍ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．
１０．０．０２≦Ｔ／Ｄ≦０．１３を示したものであり
、この領域Ｘでは渦ａＡがｆｉｌｍに弱められＮ Ｏｘ
ｌ！：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クの悪ｆヒ、出力、
トルク低下の原因となる。また、斜線９ｎ域の下方の領
域Ｚでは渦流Ａが弱めら・１
れず性能に変化はない。When these are put together, the results are as shown in FIG. That is, when the horizontal axis shows 'I'/D and the m-axis shows B/D, the rectangular area X indicated by diagonal lines in the figure is 0.02≦B/D≦0.
10.0.02≦T/D≦0.13, and in this region X, the vortex aA is weakened into a film and NOx
l! :Can be reduced. On the other hand, in the area Y above the shaded area
This causes a decrease in torque. Furthermore, in the region Z below the shaded area 9n, the vortex A is not weakened and there is no change in performance.
このように本発明は燃焼室壁８に渦流Ａを弱め小さな渦
流Ｃを生成するに最適な消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。In this way, the present invention forms the baffle 11 on the combustion chamber wall 8, which is optimal for weakening the vortex A and generating a small vortex C.
NOx can be reduced without deteriorating output performance or the like.
［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ｉ＆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。[Effects of the Invention] In short, according to the present invention, NOx can be reduced without reducing output performance etc. by forming grooves in the combustion chamber wall that are suitable for weakening the vortex and forming a small vortex. Can be done.
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図よでは講のＢ／Ｄ、Ｔ／Ｄを変化させた場合のＡ
流の変化を示す状態図、第６図、第７図および第８図は
講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Ｎｏ、−ＨＣのトレードオフを示す
図である。
図中、１は渦流燃焼室、８は燃焼室壁、１１は講、Ａは
渦流、Ｃは小さな渦流である。
第７
図Fig. 1 is a sectional view showing the combustion chamber according to the present invention, and Figs. 2 to 5 show A when changing B/D and T/D.
Fig. 6, Fig. 7, and Fig. 8 are diagrams showing the performance characteristics of the combustion chamber. Fig. 9 is a sectional view showing a conventional example of the combustion chamber. Fig. 10 is a diagram showing the combustion chamber No., -HC. FIG. In the figure, 1 is a vortex combustion chamber, 8 is a combustion chamber wall, 11 is a corner, A is a vortex, and C is a small vortex. Figure 7
Claims (1)
、渦流に対してこれを弱めて小さな渦流を生成するため
の溝を直角方向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≦０．１０、０．０２≦Ｔ／Ｄ≦０．
１３に設定したディーゼル機関の燃焼室。[Claims] 1. A groove is formed in the combustion chamber wall that divides the swirl combustion chamber of a diesel engine in a right angle direction to weaken the swirl and generate a small swirl, and the width of the groove is adjusted. When B, depth is T, and combustion chamber diameter is D, these relationships are 0.02≦B/D≦0.10, 0.02≦T/D≦0.
Combustion chamber of a diesel engine set to 13.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284116A JP2809759B2 (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Diesel engine combustion chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284116A JP2809759B2 (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Diesel engine combustion chamber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145514A true JPH03145514A (en) | 1991-06-20 |
| JP2809759B2 JP2809759B2 (en) | 1998-10-15 |
Family
ID=17674395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284116A Expired - Lifetime JP2809759B2 (en) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | Diesel engine combustion chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2809759B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010180744A (en) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Ihi Corp | Swirl chamber type diesel engine |
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-
1989
- 1989-10-31 JP JP1284116A patent/JP2809759B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2809759B2 (en) | 1998-10-15 |
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