JPH033920A - 直接噴射式ディーゼル機関 - Google Patents
直接噴射式ディーゼル機関Info
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- JPH033920A JPH033920A JP13875589A JP13875589A JPH033920A JP H033920 A JPH033920 A JP H033920A JP 13875589 A JP13875589 A JP 13875589A JP 13875589 A JP13875589 A JP 13875589A JP H033920 A JPH033920 A JP H033920A
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- Japan
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- combustion chamber
- piston
- auxiliary
- fuel injection
- injection valve
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Links
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- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 101
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 6
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- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 abstract 2
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Classifications
-
- 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
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- 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
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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、直接噴射式ディーゼル機関の改良に関する。
従来の技術
この種従来の直接噴射式ディーゼル機関としては、例え
ば特開昭50−49507号公報等に記載されたものが
知られている。
ば特開昭50−49507号公報等に記載されたものが
知られている。
第4図に基づいてその概略を説明すれば、シリンダヘッ
ドの下面と共働して燃焼室を構成するピストン1の頂面
に、シリンダの中心を軸とした左右対称位置でかつ同一
容積を有する2つの燃焼室2.3が形成されている。こ
の両燃焼室2,3は、接線方向で接続するスロット4を
介して連通しており、各上方には図外の吸気弁と排気弁
が配置されている。また、一方の燃焼室2には、燃料噴
射弁5が臨設されている。
ドの下面と共働して燃焼室を構成するピストン1の頂面
に、シリンダの中心を軸とした左右対称位置でかつ同一
容積を有する2つの燃焼室2.3が形成されている。こ
の両燃焼室2,3は、接線方向で接続するスロット4を
介して連通しており、各上方には図外の吸気弁と排気弁
が配置されている。また、一方の燃焼室2には、燃料噴
射弁5が臨設されている。
そして、圧縮行程時に、ピストン1がシリンダヘッド側
に同かって移動すると、図外の吸気ボートから燃焼室2
,3に供給された吸入空気が実線矢印で示すように2つ
の燃焼室2.3内で同一方向に旋回して乱流を起こす。
に同かって移動すると、図外の吸気ボートから燃焼室2
,3に供給された吸入空気が実線矢印で示すように2つ
の燃焼室2.3内で同一方向に旋回して乱流を起こす。
次に、燃料噴射弁5から一方の燃焼室2の底面に向かっ
て燃料の全量が噴射され、自己着火により燃焼が始まる
と、その燃焼ガスは破線で示すように一方の燃焼室2か
らスロット4を介して他方の燃焼室3に流入する。
て燃料の全量が噴射され、自己着火により燃焼が始まる
と、その燃焼ガスは破線で示すように一方の燃焼室2か
らスロット4を介して他方の燃焼室3に流入する。
ここで、各燃焼室2,3内での2種類の乱流(実線)が
発生し、また一方の燃焼室2内での燃焼ガスの密度が低
いため、他方の燃焼室3の中心方向に向かう半径方向の
流れがスロット4の後方で一方の燃焼室2から他方の燃
焼室3への流入点で発生する。したがって、該他方の燃
焼室3内における空気と混合してHC,Coの成分が再
酸化作用を受けて無害のCO2及びH,Oが生成される
のである。
発生し、また一方の燃焼室2内での燃焼ガスの密度が低
いため、他方の燃焼室3の中心方向に向かう半径方向の
流れがスロット4の後方で一方の燃焼室2から他方の燃
焼室3への流入点で発生する。したがって、該他方の燃
焼室3内における空気と混合してHC,Coの成分が再
酸化作用を受けて無害のCO2及びH,Oが生成される
のである。
発明が解決しようとする課題
然し乍ら、前記従来の直接噴射式ディーゼル機関にあっ
ては、前述のように各燃焼室2.3がシリンダの中心を
軸として左右に大きく偏位した位置に形成されているた
め、各燃焼室2,3の周囲の利用可能な空気領域も大き
な隔たりがある。したがって、一方の燃焼室2で発生し
た燃焼ガスと他方の燃焼室3内の空気との混合作用が不
十分となり、燃焼ガスに対する空気利用率が低く、した
がって排気ガス中の黒煙が増加する虞がある。
ては、前述のように各燃焼室2.3がシリンダの中心を
軸として左右に大きく偏位した位置に形成されているた
め、各燃焼室2,3の周囲の利用可能な空気領域も大き
な隔たりがある。したがって、一方の燃焼室2で発生し
た燃焼ガスと他方の燃焼室3内の空気との混合作用が不
十分となり、燃焼ガスに対する空気利用率が低く、した
がって排気ガス中の黒煙が増加する虞がある。
また、両燃焼室2,3は、ピストン1の上死点付近では
スロット4によって連通しているため、一方の燃焼室2
で燃焼が開始すると、他方の燃焼室3からも空気が順次
供給されて一方の燃焼室2内での燃焼が希薄状態で行な
われる。したがって、排気ガス中のNOXを十分に低減
させることができない。
スロット4によって連通しているため、一方の燃焼室2
で燃焼が開始すると、他方の燃焼室3からも空気が順次
供給されて一方の燃焼室2内での燃焼が希薄状態で行な
われる。したがって、排気ガス中のNOXを十分に低減
させることができない。
課題を解決するための手段
本発明は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもので
、燃焼室を形成するシリンダヘッド下面あるいはピスト
ン頂面のいずれか一方側に、前記燃焼室を中心側の主燃
焼室と外側の副燃焼室とに隔成する筒壁を設け、該筒壁
により前記ピストンの上死点付近で前記主燃焼室と副燃
焼室との連通を遮断し、また前記副燃焼室に燃料噴射弁
を臨設したことを特徴としている。
、燃焼室を形成するシリンダヘッド下面あるいはピスト
ン頂面のいずれか一方側に、前記燃焼室を中心側の主燃
焼室と外側の副燃焼室とに隔成する筒壁を設け、該筒壁
により前記ピストンの上死点付近で前記主燃焼室と副燃
焼室との連通を遮断し、また前記副燃焼室に燃料噴射弁
を臨設したことを特徴としている。
作用
前記構成を有する本発明によれば、圧縮行程時において
、ピストンの上死点直前で燃料噴射弁から副燃焼室に燃
料が噴射されると、この時点では主、副側燃焼室が筒壁
により連通が遮断されているため、副燃焼室内の噴射燃
料は主燃焼室内の空気と混合されず、したがって自着穴
直後の所謂予混合燃焼が過濃状態で行なわれる。このた
め、排気ガス中のNOxの発生を十分に抑制できる。
、ピストンの上死点直前で燃料噴射弁から副燃焼室に燃
料が噴射されると、この時点では主、副側燃焼室が筒壁
により連通が遮断されているため、副燃焼室内の噴射燃
料は主燃焼室内の空気と混合されず、したがって自着穴
直後の所謂予混合燃焼が過濃状態で行なわれる。このた
め、排気ガス中のNOxの発生を十分に抑制できる。
また、上死点を通過してピストンが下降移動し、筒壁に
よる両燃焼室の遮断が開放されると、主燃焼室内の空気
は密度が大きく、また副燃焼室内の燃焼ガスは密度が小
さいため、主燃焼生肉の空気には遠心方向に、−万態燃
焼室内の燃焼ガスには中心方向に夫々向かう力、所謂熱
温合作用が働く。
よる両燃焼室の遮断が開放されると、主燃焼室内の空気
は密度が大きく、また副燃焼室内の燃焼ガスは密度が小
さいため、主燃焼生肉の空気には遠心方向に、−万態燃
焼室内の燃焼ガスには中心方向に夫々向かう力、所謂熱
温合作用が働く。
したがって、燃焼ガスと空気が急速に混合して酸化作用
が促進され、黒煙の発生量を低減できる。
が促進され、黒煙の発生量を低減できる。
実施例
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
第1図及び第2図は本発明に係る直接噴射式ディーゼル
機関の第1実施例を示し、11はシリンダブロックI2
の上端に配置されたシリンダヘッド、13はシリンダブ
ロック12のシリンダ12a内を上下に摺動し、かつシ
リンダヘッド11下面11aと自身の頂面13a間に燃
焼室を構成するピストンであって、前記シリンダヘッド
11は下面11aのシリンダ12a中心個所に略円柱状
の凹溝14が形成されている。一方、ピストン13は頂
面13aの略中央個所に浅皿状の凹部15が形成されて
いると共に、該凹部15の上部外周縁に前記凹溝14に
嵌入する円筒状の筒壁■6が突設されている。また、ピ
ストン頂面13aの外周側には、横断面略半円状の環状
溝17が形成されている。
機関の第1実施例を示し、11はシリンダブロックI2
の上端に配置されたシリンダヘッド、13はシリンダブ
ロック12のシリンダ12a内を上下に摺動し、かつシ
リンダヘッド11下面11aと自身の頂面13a間に燃
焼室を構成するピストンであって、前記シリンダヘッド
11は下面11aのシリンダ12a中心個所に略円柱状
の凹溝14が形成されている。一方、ピストン13は頂
面13aの略中央個所に浅皿状の凹部15が形成されて
いると共に、該凹部15の上部外周縁に前記凹溝14に
嵌入する円筒状の筒壁■6が突設されている。また、ピ
ストン頂面13aの外周側には、横断面略半円状の環状
溝17が形成されている。
前記筒壁16は、その外径が凹溝14の内径よりも若干
小さ(設定されていると共に、高さが図外のコンロッド
長さとの相対関係で凹溝14の深さ寸法よりも低く設定
され、該凹溝14との干渉が回避されるようになってい
る。そして、この筒壁16は、ピストン13の上死点前
後の一定期間中に、前記燃焼室を凹溝14及び凹部15
間の主燃焼室18と、環状溝17とシリンダへ・7ド下
面118間の副燃焼室19とに隔成すると共に、両燃焼
室18.19の連通を遮断するようになっている。
小さ(設定されていると共に、高さが図外のコンロッド
長さとの相対関係で凹溝14の深さ寸法よりも低く設定
され、該凹溝14との干渉が回避されるようになってい
る。そして、この筒壁16は、ピストン13の上死点前
後の一定期間中に、前記燃焼室を凹溝14及び凹部15
間の主燃焼室18と、環状溝17とシリンダへ・7ド下
面118間の副燃焼室19とに隔成すると共に、両燃焼
室18.19の連通を遮断するようになっている。
また、前記副燃焼室19には、シリンダへラド11の下
部に設けられた燃料噴射弁2oの噴射)ズル20aが該
副燃焼室19の接続方向に指向して配置されている。ま
た、この燃料噴射弁20は、その噴射ノズル20aが単
一の噴孔の所謂スロットルノズルに設定されている。
部に設けられた燃料噴射弁2oの噴射)ズル20aが該
副燃焼室19の接続方向に指向して配置されている。ま
た、この燃料噴射弁20は、その噴射ノズル20aが単
一の噴孔の所謂スロットルノズルに設定されている。
尚、シリンダへラド11に形成された図外の吸気ボート
は、前記燃料噴射弁20の燃料噴射方向と同方向にスワ
ールを生成させるヘリカル状に形成されている。
は、前記燃料噴射弁20の燃料噴射方向と同方向にスワ
ールを生成させるヘリカル状に形成されている。
以下、本実施例の作用について説明する。
即ち、機関の圧縮行程時においてピストン13の」−死
点直前〜直後の一定期間には、第1図に示すように筒壁
16の上端部16aが凹溝14内に嵌入して主燃焼室1
8と副燃焼室19との連通を遮断する。したがって、ピ
ストン13上死点直前付近において燃料噴射弁20から
副燃焼室19内に噴射された燃料は、第2図の破線で示
すように自己着火しつつ環状溝17の内面に沿って一周
する。ここで、該副燃焼室19には、吸気ポートのヘリ
カル形状によって形成された強い吸気スワール流が発生
しているため、燃料噴射方向と同一方向に強い吸気スワ
ール流が発生する。したがって、噴射燃料と吸入空気と
の混合が促進され、副燃焼室19内での燃焼速度が十分
に高くなり着火遅れ時間を短縮化できる。
点直前〜直後の一定期間には、第1図に示すように筒壁
16の上端部16aが凹溝14内に嵌入して主燃焼室1
8と副燃焼室19との連通を遮断する。したがって、ピ
ストン13上死点直前付近において燃料噴射弁20から
副燃焼室19内に噴射された燃料は、第2図の破線で示
すように自己着火しつつ環状溝17の内面に沿って一周
する。ここで、該副燃焼室19には、吸気ポートのヘリ
カル形状によって形成された強い吸気スワール流が発生
しているため、燃料噴射方向と同一方向に強い吸気スワ
ール流が発生する。したがって、噴射燃料と吸入空気と
の混合が促進され、副燃焼室19内での燃焼速度が十分
に高くなり着火遅れ時間を短縮化できる。
また、前述のように主燃焼室18と副燃焼室19とは、
上死点前後の一定期間中に筒壁16によって遮断されて
いるため、副燃焼室19内の噴射燃料は主燃焼室18内
の空気とは混合されず、したがって、自己着火直後の所
謂予混合燃焼が過濃状態で行なわれる。このため、排気
ガス中のNOxの発生を十分に抑制することができる。
上死点前後の一定期間中に筒壁16によって遮断されて
いるため、副燃焼室19内の噴射燃料は主燃焼室18内
の空気とは混合されず、したがって、自己着火直後の所
謂予混合燃焼が過濃状態で行なわれる。このため、排気
ガス中のNOxの発生を十分に抑制することができる。
さらに、ピストン13が上死点通過後に下降して筒壁1
6が凹溝14から離間し、主、副燃焼室18.19の上
部が開放された直後は、主燃焼室18内の空気は圧縮力
によりその密度が大きくなっている一方、副燃焼室19
内の燃焼ガスは燃焼によりその密度が小さくなっている
ため、主燃焼室18内の空気には遠心方向つまり副燃焼
室19側に向かう力が作用し、副燃焼室19内の燃焼ガ
スには中心方向つまり主燃焼室18側に向かう力が夫々
作用する(熱混合作用)。したがって、燃焼ガスと空気
とが急速に混合して酸化作用が促進される。特に、主燃
焼室18と副燃焼室19が従来のようにシリンダ12a
の中心を軸とした対称位置ではなく、シリンダ12aの
中心軸の同軸上に形成されているため、偏りのない理想
的な熱混合が実現できる。この結果、排気ガス中の黒煙
を低減できると共に、急速混合により燃焼期間が短縮さ
れて、燃費の改善や出力の向上も図れる。
6が凹溝14から離間し、主、副燃焼室18.19の上
部が開放された直後は、主燃焼室18内の空気は圧縮力
によりその密度が大きくなっている一方、副燃焼室19
内の燃焼ガスは燃焼によりその密度が小さくなっている
ため、主燃焼室18内の空気には遠心方向つまり副燃焼
室19側に向かう力が作用し、副燃焼室19内の燃焼ガ
スには中心方向つまり主燃焼室18側に向かう力が夫々
作用する(熱混合作用)。したがって、燃焼ガスと空気
とが急速に混合して酸化作用が促進される。特に、主燃
焼室18と副燃焼室19が従来のようにシリンダ12a
の中心を軸とした対称位置ではなく、シリンダ12aの
中心軸の同軸上に形成されているため、偏りのない理想
的な熱混合が実現できる。この結果、排気ガス中の黒煙
を低減できると共に、急速混合により燃焼期間が短縮さ
れて、燃費の改善や出力の向上も図れる。
また、燃料噴射弁20の噴射ノズル20aを主燃焼室1
8ではなくシリンダ中心から離れた副燃焼室19に配置
したため、吸、排気7旬レブの弁径を可及的に大きく設
定することができる。したがって、吸、排気効率を十分
に向上させることが可能になる。
8ではなくシリンダ中心から離れた副燃焼室19に配置
したため、吸、排気7旬レブの弁径を可及的に大きく設
定することができる。したがって、吸、排気効率を十分
に向上させることが可能になる。
さらにまた、噴射ノズル20aを単一噴孔のスロットル
ノズルに形成することが可能であるため、多孔型のホー
ルノズル等と比較して初期の噴射量を十分に抑制するこ
とが可能となり、これによって急激な燃焼が抑制され、
したがって、この点からもN Oxの低減や騒音の低減
に寄与できる。
ノズルに形成することが可能であるため、多孔型のホー
ルノズル等と比較して初期の噴射量を十分に抑制するこ
とが可能となり、これによって急激な燃焼が抑制され、
したがって、この点からもN Oxの低減や騒音の低減
に寄与できる。
第3図は本発明の第2実施例を示し、この実施例ではピ
ストン13の頂面13a中央に略円柱状の凹溝24を形
成する一方、シリンダヘッド11の下面11a中央に前
記凹溝24に嵌入する円筒状の筒壁26を一体に形成し
、該筒壁26によってピストン13上死点付近において
主燃焼室18と副燃焼室19との連通を遮断するように
構成したものである。他は第1実施例と同様な構成であ
る。
ストン13の頂面13a中央に略円柱状の凹溝24を形
成する一方、シリンダヘッド11の下面11a中央に前
記凹溝24に嵌入する円筒状の筒壁26を一体に形成し
、該筒壁26によってピストン13上死点付近において
主燃焼室18と副燃焼室19との連通を遮断するように
構成したものである。他は第1実施例と同様な構成であ
る。
したがって、第1実施例と同様な作用効果が得られるこ
とは勿論であるが、ピストン13の頂面13aには、環
状溝17と凹溝24の2つの凹みを形成するだけである
から、構造が簡素化され、その製造作業性が良好になる
。
とは勿論であるが、ピストン13の頂面13aには、環
状溝17と凹溝24の2つの凹みを形成するだけである
から、構造が簡素化され、その製造作業性が良好になる
。
発明の効果
以上の説明で明らかなように、本発明に係る直接噴射式
ディーゼル機関によれば、とりわけピストンの上死点付
近では主燃焼室と副燃焼室との連通を遮断し、かつ副燃
焼室に燃料噴射弁を臨設したため、排気ガス中のN O
xや黒煙の発生を十分に抑制できる。
ディーゼル機関によれば、とりわけピストンの上死点付
近では主燃焼室と副燃焼室との連通を遮断し、かつ副燃
焼室に燃料噴射弁を臨設したため、排気ガス中のN O
xや黒煙の発生を十分に抑制できる。
また、燃料噴射弁をピストン外周側の副燃焼室に臨設し
たため、吸、排気バルブの弁径を可及的に大きく設定す
ることが可能となり、これによって吸、排気効率の向上
が図れる。
たため、吸、排気バルブの弁径を可及的に大きく設定す
ることが可能となり、これによって吸、排気効率の向上
が図れる。
第1図は本発明の第1実施例を示す要部断面部、第2図
は第1図のA矢視図、第3図は本発明の第2実施例を示
す要部断面図、第4図は従来の直接噴射式ディーゼル機
関に用いられるピストンを示す平面図である。 11・・・シリンダヘッド、11a・・・下面、13・
・・ピストン、13a・・・頂面、16.26・・・筒
壁、18・・・主燃焼室、19・・・副燃焼室、20・
・・燃料噴射弁。 第3図 第4図 11・・・シリンダヘッド 11a・・下面 13・・・ピストン \ \ 20a−771− 20・・・燃料噴射弁 12ノ 第1 20〜 20aノ 第2図
は第1図のA矢視図、第3図は本発明の第2実施例を示
す要部断面図、第4図は従来の直接噴射式ディーゼル機
関に用いられるピストンを示す平面図である。 11・・・シリンダヘッド、11a・・・下面、13・
・・ピストン、13a・・・頂面、16.26・・・筒
壁、18・・・主燃焼室、19・・・副燃焼室、20・
・・燃料噴射弁。 第3図 第4図 11・・・シリンダヘッド 11a・・下面 13・・・ピストン \ \ 20a−771− 20・・・燃料噴射弁 12ノ 第1 20〜 20aノ 第2図
Claims (1)
- (1)燃焼室を形成するシリンダヘッド下面あるいはピ
ストン頂面のいずれか一方側に、前記燃焼室を中心側の
主燃焼室と外側の副燃焼室とに隔成する筒壁を設け、該
筒壁により前記ピストンの上死点付近で前記主燃焼室と
副燃焼室との連通を遮断し、また前記副燃焼室に燃料噴
射弁を臨設したことを特徴とする直接噴射式ディーゼル
機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13875589A JPH033920A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13875589A JPH033920A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH033920A true JPH033920A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15229428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13875589A Pending JPH033920A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH033920A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5516277A (en) * | 1992-08-24 | 1996-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process of fuel combustion |
JP2007151627A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Yoshino Kogyosho Co Ltd | 棒状化粧料繰出容器 |
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