JPH03246317A - 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室 - Google Patents
直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室Info
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- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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Classifications
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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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0696—W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
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-
- 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
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
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、直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室形状の改
良に関する。
良に関する。
（従来の技術）
一般に、燃料を燃焼室に直接噴射する直噴式ディーゼル
エンジンは、燃料噴霧がピストンに当たりて付着するの
を避けるために、ピストンの頂面に凹状に窪むキャビテ
ィが開口している。
エンジンは、燃料噴霧がピストンに当たりて付着するの
を避けるために、ピストンの頂面に凹状に窪むキャビテ
ィが開口している。
この直噴式ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射圧の
高圧化に伴ってキャビティの開口面積を大きくとること
と、所定のエンジン圧縮比を確保することを両立するた
めに、キャビティの深さは小さくする必要がある。
高圧化に伴ってキャビティの開口面積を大きくとること
と、所定のエンジン圧縮比を確保することを両立するた
めに、キャビティの深さは小さくする必要がある。
ところで、従来、排気ガス中のＮＯｘ等を低減するため
、噴射圧の低い初期噴射に続いて噴射圧の高い主噴射を
行うことにより、着火おくれを短縮して緩やかな燃焼を
させるものがある（実開昭６１−６５２６９号公報、実
開昭６３−８２０６６号公報参照）。
、噴射圧の低い初期噴射に続いて噴射圧の高い主噴射を
行うことにより、着火おくれを短縮して緩やかな燃焼を
させるものがある（実開昭６１−６５２６９号公報、実
開昭６３−８２０６６号公報参照）。
（本発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このように燃料噴射圧が段階的に高めら
れるエンジンの場合、キャビティ内に噴射される燃料噴
霧が、噴射圧の高い主噴射では高ペネトレーションをも
っでキャビティ底面に沿って拡がる一方、噴射圧の低い
初期噴射では比較的に大トな噴射角度で拡散してキャビ
ティ底面に衝突してしまい、燃料の付着量が増えて着火
不良を起こしたり、排気がス中のＨＣが増加するという
問題点が生じた。
れるエンジンの場合、キャビティ内に噴射される燃料噴
霧が、噴射圧の高い主噴射では高ペネトレーションをも
っでキャビティ底面に沿って拡がる一方、噴射圧の低い
初期噴射では比較的に大トな噴射角度で拡散してキャビ
ティ底面に衝突してしまい、燃料の付着量が増えて着火
不良を起こしたり、排気がス中のＨＣが増加するという
問題点が生じた。
本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。
とする。
（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、燃焼室に臨む噴射
ノズルを備え、この噴射ノズルから噴射圧の比較的に低
い初期燃料噴射が行われる直噴式ディーゼルエンノンの
燃焼室において、ピストン頂面に凹状に開口する主キャ
ビティを形成し、この主キャビティの底面を円錐面状に
隆起させるとともに、この主キャビティの底面に初期燃
料噴射時の燃料噴霧が到達する位置に凹状に窪む副キャ
ビティを形成した。
ノズルを備え、この噴射ノズルから噴射圧の比較的に低
い初期燃料噴射が行われる直噴式ディーゼルエンノンの
燃焼室において、ピストン頂面に凹状に開口する主キャ
ビティを形成し、この主キャビティの底面を円錐面状に
隆起させるとともに、この主キャビティの底面に初期燃
料噴射時の燃料噴霧が到達する位置に凹状に窪む副キャ
ビティを形成した。
（作用）
上記構成において、噴射圧の低い初期噴射時に、燃焼室
における燃料噴霧は比較的に大きな噴射角度で拡散する
が、主キヤビテイ底面に開口する副キャビティによって
この初期燃料噴霧が拡散する空間が画成され、キャビテ
イ壁面に付着することを抑制し、着火不良を起こしたり
、排気〃ス中のＨＣが増加することを防止する。
における燃料噴霧は比較的に大きな噴射角度で拡散する
が、主キヤビテイ底面に開口する副キャビティによって
この初期燃料噴霧が拡散する空間が画成され、キャビテ
イ壁面に付着することを抑制し、着火不良を起こしたり
、排気〃ス中のＨＣが増加することを防止する。
このように副キャビティにより初期燃料噴霧の拡散を促
進することにより、主キャビティの深さを比較的に小さ
くして、主キャビティの開口径を大きくすることが可能
となる。その結果、初期噴射に続いて行われる噴射圧の
高い主噴射時に、高ペネトレーションをもってキャビテ
ィ底面に沿って拡がる燃料噴霧が主キャビティの側壁面
に付着することを抑制し、主噴射時の噴射圧を制約する
ことがなく、空気利用率を改善で終る。
進することにより、主キャビティの深さを比較的に小さ
くして、主キャビティの開口径を大きくすることが可能
となる。その結果、初期噴射に続いて行われる噴射圧の
高い主噴射時に、高ペネトレーションをもってキャビテ
ィ底面に沿って拡がる燃料噴霧が主キャビティの側壁面
に付着することを抑制し、主噴射時の噴射圧を制約する
ことがなく、空気利用率を改善で終る。
（実施例）
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図、第２図に示すように、直噴式ディーゼルエンジ
ンに備えられるピストン１の頂面２には平面図上円形に
窪む主キャビティ３が形成され、図示しないシリングヘ
ッドとの開にトロコグイル型燃焼室が画成される。
ンに備えられるピストン１の頂面２には平面図上円形に
窪む主キャビティ３が形成され、図示しないシリングヘ
ッドとの開にトロコグイル型燃焼室が画成される。
シリングヘッド側にはこの主キャビティ３の中央に臨む
燃料噴射ノズル４が設けられ、噴射ノズル４はその先端
に４つの噴口５が放射状に開口し、その内部に各噴口５
を開閉する針弁６が摺動自在に収装される。
燃料噴射ノズル４が設けられ、噴射ノズル４はその先端
に４つの噴口５が放射状に開口し、その内部に各噴口５
を開閉する針弁６が摺動自在に収装される。
噴射／グル４内の燃料圧力は図示しない燃料圧送用プラ
ンジャを介してエンジンに同期した所定のタイミングで
上昇し、針弁６の開弁圧を２段階に調節する２段ノズル
スプリングを備えて、噴射圧の比較的に低い初期噴射を
行った後に、噴射圧の高い主噴射を行う構成とする。
ンジャを介してエンジンに同期した所定のタイミングで
上昇し、針弁６の開弁圧を２段階に調節する２段ノズル
スプリングを備えて、噴射圧の比較的に低い初期噴射を
行った後に、噴射圧の高い主噴射を行う構成とする。
なお、上記２段ノズルスプリングを設ける代わりに、針
弁６の初期９７Ｆを規制するセントラルプランジャと、
セントラルプランノヤを燃料圧に応じて変位させる油圧
機構を設けることも考えられる。
弁６の初期９７Ｆを規制するセントラルプランジャと、
セントラルプランノヤを燃料圧に応じて変位させる油圧
機構を設けることも考えられる。
ピストン１の主キャビティ３は、円錐面状に隆起する底
面３ａと、この底面３ａの外周部から円筒面状に立ち上
がる側壁面３ｂとによって画成される。噴射ノズル４は
ピストン１の中心線上に配置される一方、ピストン１の
底面３ａおよび側壁面３１）はピストン１の中心線につ
いて同心的に形成される。この主キャビティ３の底面３
ａは、噴射７ズル４から比較的に高圧で噴射される燃料
噴霧Ａに沿って傾斜し、側壁面３ｂは燃料噴霧Ａが直接
的に衝突しない位置に形成される。
面３ａと、この底面３ａの外周部から円筒面状に立ち上
がる側壁面３ｂとによって画成される。噴射ノズル４は
ピストン１の中心線上に配置される一方、ピストン１の
底面３ａおよび側壁面３１）はピストン１の中心線につ
いて同心的に形成される。この主キャビティ３の底面３
ａは、噴射７ズル４から比較的に高圧で噴射される燃料
噴霧Ａに沿って傾斜し、側壁面３ｂは燃料噴霧Ａが直接
的に衝突しない位置に形成される。
主キャビティ３の底面３ａには４つの副キャビティ７が
開口する。各ｌ１ｌ−４ヤビテイ７の内壁面７ａは球面
状に窪み、底面３ａに対して略円形の開口Ｍ部を持って
いる。
開口する。各ｌ１ｌ−４ヤビテイ７の内壁面７ａは球面
状に窪み、底面３ａに対して略円形の開口Ｍ部を持って
いる。
４つの副キャビティ７は、噴射／ズル４の各噴口５の延
長線で２等分される位置に開口する。各副キャビティ７
の深さは、針弁６の初期り７ト量および初期開弁圧に対
応して、初期燃料噴ｎＢが内壁面７ａに直接的に当たら
ないように設定される。
長線で２等分される位置に開口する。各副キャビティ７
の深さは、針弁６の初期り７ト量および初期開弁圧に対
応して、初期燃料噴ｎＢが内壁面７ａに直接的に当たら
ないように設定される。
次に作用について説明する。
針弁６の開弁圧を２段階とし、噴射開始初期における燃
料噴射率を低下させて着火遅れ量を少なくして、燃費お
よびスモーク等を改善するとともに、続く主燃料噴射に
よる燃焼時間を短縮させて、ＮＯｘ排出量の低減やエン
ジンの高効率および高出力化がはかれる。
料噴射率を低下させて着火遅れ量を少なくして、燃費お
よびスモーク等を改善するとともに、続く主燃料噴射に
よる燃焼時間を短縮させて、ＮＯｘ排出量の低減やエン
ジンの高効率および高出力化がはかれる。
噴射圧の低い初期噴射時に、各噴口５から噴射される４
つの燃料噴ｎＢは比較的に大きな噴射角度で放射状に拡
散するが、この燃料噴１１Ｂｌ：＃応して副キャビティ
７が凹状に窪んでいるので、燃料噴ｉＢの拡散、微粒化
を促進して、ピストン１に付着することが抑制される。
つの燃料噴ｎＢは比較的に大きな噴射角度で放射状に拡
散するが、この燃料噴１１Ｂｌ：＃応して副キャビティ
７が凹状に窪んでいるので、燃料噴ｉＢの拡散、微粒化
を促進して、ピストン１に付着することが抑制される。
その結果、着火不良を起こしたり、排気ガス中のＨＣが
増加することを防止する。
増加することを防止する。
このように副キャビティ７によって初期噴射時における
燃料噴１ｉＢの拡散が促進されることにより、主キャビ
ティ３の深さを比較的に小さくして、主キャビティ３の
開口径を大きくすることが可能となる。その結果、例え
ば１０００ ｋｇ／ｃｍ２以上の高圧噴射が行われる主
噴射時に、高ベネトレーシＢンをもって主キヤビテイ底
面３ａに沿って拡がる燃料噴ｉＡが主キヤビテイ側壁面
３ｂに直接的に衝突して付着することを抑制する。その
結果、主噴射時の噴射圧を制約することがなく、空気利
用率を高められる 次に、１３図、第４図に示す他の実施例は、円錐面状の
主キヤビテイ底面３ａに環状の副キャビティ８が同心的
に形成される。副キャビティ８の内壁面８ａは円形に窪
み、初期噴射における噴射ノズルからの初期燃料噴霧が
直接的に当たらないように所定の深さに設定される。
燃料噴１ｉＢの拡散が促進されることにより、主キャビ
ティ３の深さを比較的に小さくして、主キャビティ３の
開口径を大きくすることが可能となる。その結果、例え
ば１０００ ｋｇ／ｃｍ２以上の高圧噴射が行われる主
噴射時に、高ベネトレーシＢンをもって主キヤビテイ底
面３ａに沿って拡がる燃料噴ｉＡが主キヤビテイ側壁面
３ｂに直接的に衝突して付着することを抑制する。その
結果、主噴射時の噴射圧を制約することがなく、空気利
用率を高められる 次に、１３図、第４図に示す他の実施例は、円錐面状の
主キヤビテイ底面３ａに環状の副キャビティ８が同心的
に形成される。副キャビティ８の内壁面８ａは円形に窪
み、初期噴射における噴射ノズルからの初期燃料噴霧が
直接的に当たらないように所定の深さに設定される。
この場合も、噴射圧の低い初期噴射時に、比較的に大き
な噴射角度で放射状に拡がる燃料噴霧に対応して副キャ
ビティ８が凹状に開口しているため、燃料噴霧が副キヤ
ビテイ８内で拡散することにより、ピストン１に付着す
ることが抑制される。
な噴射角度で放射状に拡がる燃料噴霧に対応して副キャ
ビティ８が凹状に開口しているため、燃料噴霧が副キヤ
ビテイ８内で拡散することにより、ピストン１に付着す
ることが抑制される。
副キャビティ８を環状に形成することにより、噴射ノズ
ルに設けられる噴口の数の増減に対応できる。
ルに設けられる噴口の数の増減に対応できる。
（発明の効果）
以上の通り本発明によれば、噴射圧の比較的に低い初期
燃料噴射が行われる直噴式ディーゼルエンジンにおいて
、ピストン頂面に凹状に開口する主キャビティを形成し
、この主キャビティの底面を円錐面状に隆起させるとと
もに、この主キャビティの底面に初期燃料噴射時の燃料
噴霧が拡散する位置に凹状に窪む副キャビティを形成し
たため、副キャビティにより初期噴射時の燃料拡散を促
進して、ＨＣ，スモークおよびＮＯｘの排出を低減する
とともに、主キャビティの開口径を大きくすることが可
能となり、主噴射時の燃料噴射圧を制約することなく、
空気利用率を改善してエンジンの高出力化がはかれる。
燃料噴射が行われる直噴式ディーゼルエンジンにおいて
、ピストン頂面に凹状に開口する主キャビティを形成し
、この主キャビティの底面を円錐面状に隆起させるとと
もに、この主キャビティの底面に初期燃料噴射時の燃料
噴霧が拡散する位置に凹状に窪む副キャビティを形成し
たため、副キャビティにより初期噴射時の燃料拡散を促
進して、ＨＣ，スモークおよびＮＯｘの排出を低減する
とともに、主キャビティの開口径を大きくすることが可
能となり、主噴射時の燃料噴射圧を制約することなく、
空気利用率を改善してエンジンの高出力化がはかれる。
第１図は本発明の実施例を示すピストンの平面断面図で
ある。 １・・・ピストン、 ４・・・噴射ノズル、
ある。 １・・・ピストン、 ４・・・噴射ノズル、
Claims (1)
- 燃焼室に臨む噴射ノズルを備え、この噴射ノズルから噴
射圧の比較的に低い初期燃料噴射が行われる直噴式ディ
ーゼルエンジンの燃焼室において、ピストン頂面に凹状
に開口する主キャビティを形成し、この主キャビティの
底面を円錐面状に隆起させるとともに、この主キャビテ
ィの底面に初期燃料噴射時の燃料噴霧が到達する位置に
凹状に窪む副キャビティを形成したことを特徴とする直
噴式ディーゼルエンジンの燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2045258A JPH03246317A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2045258A JPH03246317A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03246317A true JPH03246317A (ja) | 1991-11-01 |
Family
ID=12714262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2045258A Pending JPH03246317A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03246317A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2860044A1 (fr) * | 2003-09-22 | 2005-03-25 | Renault Sa | Chambre de combustion destinee a reduire les emissions de suies |
| JP2006118427A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火内燃機関 |
| FR2884284A1 (fr) * | 2005-04-12 | 2006-10-13 | Renault Sas | Piston a reserve d'air |
| US20180080422A1 (en) * | 2014-10-02 | 2018-03-22 | Cummins Inc. | Variable hole size nozzle and spray angle fuel injector and mhbib |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP2045258A patent/JPH03246317A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2860044A1 (fr) * | 2003-09-22 | 2005-03-25 | Renault Sa | Chambre de combustion destinee a reduire les emissions de suies |
| JP2006118427A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火内燃機関 |
| FR2884284A1 (fr) * | 2005-04-12 | 2006-10-13 | Renault Sas | Piston a reserve d'air |
| US20180080422A1 (en) * | 2014-10-02 | 2018-03-22 | Cummins Inc. | Variable hole size nozzle and spray angle fuel injector and mhbib |
| US10428781B2 (en) * | 2014-10-02 | 2019-10-01 | Cummins Inc. | Variable hole size nozzle and spray angle fuel injector and MHBIB |
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