JPH04103827A - 直噴式ディーゼルエンジン - Google Patents

直噴式ディーゼルエンジン

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JPH04103827A
JPH04103827A JP2220492A JP22049290A JPH04103827A JP H04103827 A JPH04103827 A JP H04103827A JP 2220492 A JP2220492 A JP 2220492A JP 22049290 A JP22049290 A JP 22049290A JP H04103827 A JPH04103827 A JP H04103827A
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JP
Japan
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piston
fuel
fuel spray
cavity
combustion chamber
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Pending
Application number
JP2220492A
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English (en)
Inventor
Yasuo Matsumoto
松本 泰郎
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0648Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
    • F02B23/0651Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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、直噴式ディーゼルニンジンに関する。
(従来の技術およびその課題) 近年、ディーゼルエンジンの低公害化および高出力化の
要求が強まっている。
i米、i噴式ディーゼルエンジンのスモーク排出量を低
減する対策として、ピストンのキャビティ内に燃料噴霧
を衝突させる突起部を形成して、燃料噴霧をキャビティ
内で所定の方向に反射させて、燃料と空気の混合を促進
するものがあった(実開昭58−51204号公報、実
開昭62−122127号公報、参照)。
ところが、このような従来装置の場合、燃料噴霧がキャ
ビティ内の突起部のほぼ同じ位置に当たる構造のため、
突起部に当たって反射する燃料がキャビティ底部に集ま
りやすく、キャビティ内に酸素の不足する領域が生じて
スモークを発生するという問題虎があった。
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。
(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、直噴式ディーゼル
エンジンにおいて、ピストンの頂部に開口するキャビテ
ィとシリンダヘッドとの間で燃焼室を画成し、燃料噴射
ノズルを燃焼室の中央に臨んで取付け、キャビティに燃
料噴霧を衝突させる複、数の反射面を同心円弧状に並ん
で突出形成し、各反射面をこれに衝突する燃料噴霧がピ
ストンの上方向に反射する角度で傾斜させた。
(作用) 噴射ノズルを燃焼室の中央に臨んで取付けることにより
、燃料噴霧をキャビティ内で放射状に拡散させるととも
に、キャビティの壁面に到達した燃料噴霧が反射面に当
たってピストンの上方向に拡散し、この燃料噴霧を衝突
させる反射面がピストンの下降に伴って内側から外側に
順次移動することにより、燃焼室の全域で燃料噴霧と空
気の混合が促進されるため、空気利用率を高められ、ス
モーク排出量を低減できる。
(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図において、10はシリングヘッド、2は
シリング、3はピストンで、ピストン3の頂部にはキャ
ビティ4が開口し、これらにより燃焼室5が画成される
シリングへラド10には燃料噴射弁6の噴射/ズル7が
燃焼室5の中央部に臨んでシリンダ2の中心線上に取付
けられ、この噴射ノズル7のまわりに2つの吸気ボート
11と2つの排気ボート12とが互いに対向して開口す
る。各吸気弁8および排気弁9はシリング2の中心線と
平行に配置され、シリングへラド10上に設けられる各
カムの回転により各バルブスプリングに抗してそれぞれ
所定のタイミングでエンジン回転に同期して開閉駆動さ
れる。
2つの吸気ボート11のうち一方には図示しない絞弁が
介装され、エンジン運転条件に応して各吸気ボートから
導入される吸気流量比を調節して燃焼室5に適度な吸気
スワールを生起するようになっている。
第3図に示すように、燃料噴射弁6の噴射ノズル7内に
針弁34が介装され、針弁34が着座するシート面41
に6つの噴孔47が放射状に開口する。各噴孔47はそ
れぞれの中心線Oが燃焼室壁25に対して所定角度θだ
け下方に傾斜し、図、示しない燃料噴射ポンプから所定
のタイミングで圧送される燃料をこの各噴孔47から燃
焼室5に放射状に噴射するようになっている。
ノズルホルダ38にはバネ荷重の異なる第一リターンス
プリング42と第二リターンスプリング40がそれぞれ
介装され、図示しない噴射ポンプより圧送される高圧燃
料が入口31からノズル7内に導入されると、この燃料
圧力の上昇に上り針弁34が第一リターンスプリング4
2に抗して初期り7)L、だけ押し上げられて針弁34
がシム37を介してリターンスプリングシート48に当
接する間に各噴孔47がら噴射圧の低い初期噴射が行わ
れ、さらに燃料圧力が上昇すると、針弁34が第二リタ
ーンスプリング40に抗して全97トL2だけ押し上げ
られて針弁34の段部がスペーサ36に当接する開に噴
孔47から噴射圧の高い主噴射が行われる。なお、図中
39はブツシュロッド、44はセットスクリュである。
キャビティ4の中心部には環状四部49が形成される。
この環状凹部49はキャビティ4の中心部に突出する円
錐面50と、この円錐面50のまわりから立ち上がる逃
げ面51によって画成される。
この環状四部49が開口することにより、第1図、第2
図に2点鎖線で示すように、ピストン上死魚付近で行わ
れる初期噴射時に比較的に大きな噴射角度で拡散する燃
料噴naがキャビティ4に付着することを防止し、キャ
ビティ4の中心部において燃料噴霧と空気の混合を促進
する。
キャビティ4には環状凹部49の外側に燃料噴霧を衝突
させる3つの反射面52,53.54が同心円弧状に形
成される。
各反射面52,53.54の断面はこれに衝突する燃料
がピストン3の上方向に反射するように所定の角度で傾
斜する。すなわち、各反射面52゜53.54の断面は
各噴孔47の中心線Oにピストン3の上方向側で鈍角を
持って交差する。
各反射面52,53.54は径方向に所定の間隔をもっ
て同心円弧状に配列されるとともに、その内側から外側
にかけて段階的に高(なるように軸方向に所定の間隔を
持って形成され、ピストン3の下降に件って燃料噴霧を
衝突させる反射面が52.53.54と内側から外側に
順次移動するように構成される。
第4図に示すように1.ピストン3が上死、α位置によ
り所定ストロークSlだけ下降したときに、主噴射時に
比較的に小さな噴射角度で拡散する燃料噴霧すが反射面
52に衝突し、この衝突した燃料の大部分がピストン3
の上方向に反射して拡散し、反射面52の上方向領域に
おいて燃料噴霧と空気の混合を促進する。
第5図に示すように、続いてピストン3が上死点位置に
より所定ストロークS2だけ下降したときに、噴射圧の
上昇に伴いさらに小さな噴射角度で拡散する燃料噴nC
が反射面53に衝突し、この衝突した燃料の大部分がピ
ストン3の上方向に反射して拡散し、反射面53の上方
向領域において燃料噴霧と空気の混合を促進する。
第6図に示すように、続いてピストン3が上死点位置に
より所定ストロークS3だけ下降したときに、噴射圧の
上昇に伴いさらに小さな噴射角度で拡散を続ける燃料噴
idが最も外側の反射面54に衝突し、この衝突した燃
料の大部分がピストン3の上方向に反射して拡散し、反
射面54の上方向領域において燃料噴霧と空気の混合を
促進する。
このように、ピストン3が上死点から下降するのに伴っ
て燃料噴霧は同心円弧状に並ぶ各反射面52.53.5
4に順次衝突して上方向に反射することにより、それぞ
れの上方領域で空気との混合が促進され、着火遅れをな
くすとともに、燃焼速度を高められる。この結果、燃焼
室5に生起される吸気スワールの勢力を比較的に小すく
シても十分な空気利用率を確保できるので、各吸気ボー
ト11の流路抵抗を小さく抑えで、吸気の充填効率を高
めることが可能となる。
次に、第7図、第8図に示す他の実施例は、各反射面5
2,53.54のピストン頂面に対する断面傾斜角度を
θ1tθ2.θ、と段階的に小さくするものである。
この場合、ピストン3の下降に伴し)各反射面52.5
3.54に順次反射する燃料は、径方向外側に拡がる勢
力が段階的に大きくなり、キャビティ4の外側領域の空
気利用率を高められる。
次に、第8図、第9図に示す他の実施例は、各反射面5
2,53.54の途中から径方向内側に突出する突起部
55.56.57をそれぞれ6つづつ形成し、各突起部
55,56.57に衝突した燃料噴霧をピストン3の上
方向に反射させるとともに、各突起部55,56.57
の側方領域にも反射させるものである。これにより、燃
料噴射後期に噴霧角度が狭くなる場合も、燃料の拡散を
はかり、キャビティ4内の空気利用率を高められる。
さらに、第10図に示す他の実施例は、各反射面52,
53.54の途中から径方向内側に突出する突起部55
,56.57をそれぞれ6つづつ形成するとともに、各
反射面53.54には各突起部56.57の間に突起部
58=59を形成して、燃焼室容積を削減するものであ
る。各突起部58゜59は図中2点鎖線で示すように燃
料噴lieの拡散に影響の小さい領域に位置している。
(発明の効果) 以上の通り本発明によれば、直噴式ディーゼルエンジン
において、燃料噴射ノズルを燃焼室の中央に臨んで取付
けて燃料噴霧をキャビティ内に放射状に噴射する一方、
キャビティに燃料噴霧を衝突させる複数の反射面を形成
し、各反射面をこれに衝突する燃料がピストンの上方向
に反射する角度で傾斜させるとともに、各反射面を所定
の間隔をもって同心円弧状に配列し、ピストンの下降に
伴って燃料噴霧を衝突させる反射面が内側から外側に順
次移動するように構成したため、燃料噴霧と空気の混合
を広い範囲で促進して空気利用率を高められ、スモーク
排出量を低減するともに、高畠力化がはかれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すエンジンの横断面図、第
2図はピストンの平面図、第3図は燃料噴射弁の断面図
、第4図、第5図、第6図はそれぞれ作用を示す横断面
図である。第7図は他の実施例を示すピストンの横断面
図である。第8図はさらに他の実施例を示すピストンの
横断面図、第9図は同じくピストンの平面図である。第
10図はさらに他の実施例を示すピストンの平面図であ
る。 1・・・エンジン、2・・・シリング、3・・・ピスト
ン、4・・・キャビティ、5・・・燃焼室、7・・・噴
射ノズル、8・・・吸気弁、9・・・排気弁、10・・
・シリンダヘッド、11・・・吸気ボート、12・・−
排気ボート、49・・・環状凹部、52,53,54・
・・反射面。 4つ−・ 環状凹部 ぢ2,53.54 − 双1十面 第4図 1I6FjA 第5図 第70図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  ピストンの頂部に開口するキャビティとシリンダヘッ
    ドとの間で燃焼室を画成し、燃料噴射ノズルを燃焼室の
    中央に臨んで取付け、キャビティに燃料噴霧を衝突させ
    る複数の反射面を同心円弧状に並んで突出形成し、各反
    射面をこれに衝突する燃料噴霧がピストンの上方向に反
    射する角度で傾斜させたことを特徴とする直噴式ディー
    ゼルエンジン。
JP2220492A 1990-08-22 1990-08-22 直噴式ディーゼルエンジン Pending JPH04103827A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1605147A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-14 Delphi Technologies, Inc. Apparatus for improving combustion
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WO2011101155A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-25 Volvo Technology Corporation A piston positioned for reciprocal movement in a combustion engine cylinder
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