JPH04219417A - 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スモーク及び窒素酸化
物を低減させるための直接噴射式ディーゼル機関の燃焼
室に関する。
物を低減させるための直接噴射式ディーゼル機関の燃焼
室に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ディーゼル機関においてスモーク
及び窒素酸化物の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて排気ガス再循環法（ＥＧＲ）や燃焼方式の改善等
において種々の提案が行われている。このうちＥＧＲは
、燃費及びスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装置の
腐食、或いは機能低下等、耐久性及び信頼性の問題があ
る。また、燃焼方式の観点から見れば、低圧噴射の場合
、噴霧はノズル近傍で着火した後全体が火炎に包まれな
がら進行し、この時噴霧は、空気と同時に自己の生成し
た既燃ガスを巻き込みながら燃焼するので、噴霧中心部
において高温部、酸素不足部が形成されススの生成要因
となり、既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働く
と言われている。また、燃料と空気を迅速に混合するた
めにスワール、スキッシュ等により空気利用率を向上し
ススを低減する方法が採られているが、これでは着火遅
れの間の燃料、空気混合速度も増大するため、予混合燃
焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大し、窒素酸化
物の増大を招くという問題を有している。
及び窒素酸化物の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて排気ガス再循環法（ＥＧＲ）や燃焼方式の改善等
において種々の提案が行われている。このうちＥＧＲは
、燃費及びスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装置の
腐食、或いは機能低下等、耐久性及び信頼性の問題があ
る。また、燃焼方式の観点から見れば、低圧噴射の場合
、噴霧はノズル近傍で着火した後全体が火炎に包まれな
がら進行し、この時噴霧は、空気と同時に自己の生成し
た既燃ガスを巻き込みながら燃焼するので、噴霧中心部
において高温部、酸素不足部が形成されススの生成要因
となり、既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働く
と言われている。また、燃料と空気を迅速に混合するた
めにスワール、スキッシュ等により空気利用率を向上し
ススを低減する方法が採られているが、これでは着火遅
れの間の燃料、空気混合速度も増大するため、予混合燃
焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大し、窒素酸化
物の増大を招くという問題を有している。
【０００３】上記問題を解決するために、高圧噴射、小
噴孔径ノズル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる
方式が知られている。この場合には、壁面で一気に着火
した後、火炎はゆっくりとキャビティ中心に向かって膨
張し、噴射の終了まで中心部は不燃域として残る。すな
わち、噴霧は壁面に到達するまでキャビティ中心に近い
不燃域側で十分に空気を巻き込みながら進行し、壁面側
では空気及び既燃ガスを導入しながら壁面に衝突する二
段の燃焼経路をたどり、低圧噴射と比較してスモーク及
び窒素酸化物の低減を図ることができる。
噴孔径ノズル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる
方式が知られている。この場合には、壁面で一気に着火
した後、火炎はゆっくりとキャビティ中心に向かって膨
張し、噴射の終了まで中心部は不燃域として残る。すな
わち、噴霧は壁面に到達するまでキャビティ中心に近い
不燃域側で十分に空気を巻き込みながら進行し、壁面側
では空気及び既燃ガスを導入しながら壁面に衝突する二
段の燃焼経路をたどり、低圧噴射と比較してスモーク及
び窒素酸化物の低減を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高圧噴射方式においては、着火が壁面で一気に起こ
るため、燃焼温度が高くなり窒素酸化物の発生が増大す
るという問題を有している。この問題を解決するために
、着火遅れを短縮させ予混合燃焼量を減少させる手段と
して、主燃料の噴射に先だって小量の燃料噴射を行うパ
イロット噴射方式や、グロープラグ或いは点火プラグ等
により着火遅れを短くする方法があるが、装置が複雑で
コストが高く実用化されていない。
来の高圧噴射方式においては、着火が壁面で一気に起こ
るため、燃焼温度が高くなり窒素酸化物の発生が増大す
るという問題を有している。この問題を解決するために
、着火遅れを短縮させ予混合燃焼量を減少させる手段と
して、主燃料の噴射に先だって小量の燃料噴射を行うパ
イロット噴射方式や、グロープラグ或いは点火プラグ等
により着火遅れを短くする方法があるが、装置が複雑で
コストが高く実用化されていない。
【０００５】本発明は上記問題を解決するものであって
、各噴霧が着火するのに時間差を設けることにより、初
期燃焼を抑え窒素酸化物の低減を図ることができる直接
噴射式ディーゼル機関の燃焼室を提供することを目的と
する。
、各噴霧が着火するのに時間差を設けることにより、初
期燃焼を抑え窒素酸化物の低減を図ることができる直接
噴射式ディーゼル機関の燃焼室を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の直接
噴射式ディーゼル機関の燃焼室は、ピストン１の頂部に
形成される燃焼室９と、シリンダヘッド５に配設される
燃料噴射弁６と、燃料噴射弁６のノズル７に設けられる
複数の噴孔とを有し、各噴孔から前記燃焼室９の側壁１
０までの壁面距離ｒを変化させ、各噴孔から噴射される
燃料が時間差をもって側壁１０に衝突するように、燃焼
室９の形状を形成することを特徴とする。 なお、上
記構成に付加した番号は、理解を容易にするために図面
と対比させるためのもので、これにより本発明の構成が
何ら限定されるものではない。
噴射式ディーゼル機関の燃焼室は、ピストン１の頂部に
形成される燃焼室９と、シリンダヘッド５に配設される
燃料噴射弁６と、燃料噴射弁６のノズル７に設けられる
複数の噴孔とを有し、各噴孔から前記燃焼室９の側壁１
０までの壁面距離ｒを変化させ、各噴孔から噴射される
燃料が時間差をもって側壁１０に衝突するように、燃焼
室９の形状を形成することを特徴とする。 なお、上
記構成に付加した番号は、理解を容易にするために図面
と対比させるためのもので、これにより本発明の構成が
何ら限定されるものではない。
【０００７】
【作用】本発明においては例えば図２に示すように、ノ
ズル７から噴射される燃料は、壁面距離ｒが短い噴孔の
噴霧から、順次側壁１０に衝突し着火してゆくため、初
期燃焼を抑えることができ窒素酸化物の低減を図ること
ができる。
ズル７から噴射される燃料は、壁面距離ｒが短い噴孔の
噴霧から、順次側壁１０に衝突し着火してゆくため、初
期燃焼を抑えることができ窒素酸化物の低減を図ること
ができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１及び図２は、本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃焼室の１実施例を示し、図１は断面図、図２
は平面図である。１はピストン、２はピストンリング、
３はシリンダライナー、４はガスケット、５はシリンダ
ヘッド、６はノズル７を有する燃料噴射弁を示し、ピス
トン１の頂部には、燃焼室９が形成されている。ノズル
７の周囲には例えば６つの噴孔が形成され、燃焼室９の
平面形状は、各噴孔から燃焼室９の側壁１０までの壁面
距離ｒを、ｒ１ 、ｒ２ 、ｒ３ 、ｒ４ 、ｒ５、ｒ
６ とすると、ｒ１ ＜ｒ２ ＜ｒ３ ＜ｒ４ ＜ｒ５
＜ｒ６ となるように形成され、各噴孔から噴射され
る燃料が時間差をもって側壁１０に衝突するようにして
いる。従って、ノズル７から噴射される燃料は、壁面距
離ｒが短い噴孔の噴霧より順次側壁１０に衝突し着火し
てゆくため、初期燃焼を抑えることができ窒素酸化物の
低減を図ることができる。
明する。図１及び図２は、本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃焼室の１実施例を示し、図１は断面図、図２
は平面図である。１はピストン、２はピストンリング、
３はシリンダライナー、４はガスケット、５はシリンダ
ヘッド、６はノズル７を有する燃料噴射弁を示し、ピス
トン１の頂部には、燃焼室９が形成されている。ノズル
７の周囲には例えば６つの噴孔が形成され、燃焼室９の
平面形状は、各噴孔から燃焼室９の側壁１０までの壁面
距離ｒを、ｒ１ 、ｒ２ 、ｒ３ 、ｒ４ 、ｒ５、ｒ
６ とすると、ｒ１ ＜ｒ２ ＜ｒ３ ＜ｒ４ ＜ｒ５
＜ｒ６ となるように形成され、各噴孔から噴射され
る燃料が時間差をもって側壁１０に衝突するようにして
いる。従って、ノズル７から噴射される燃料は、壁面距
離ｒが短い噴孔の噴霧より順次側壁１０に衝突し着火し
てゆくため、初期燃焼を抑えることができ窒素酸化物の
低減を図ることができる。
【０００９】図３および図４は本発明の他の実施例を示
す平面図である。図３の実施例においては、燃焼室９の
平面形状を、ｒ１ ＝ｒ２ ＜ｒ３ ＝ｒ４ ＜ｒ５
＝ｒ６ となるようにし、壁面距離ｒが短い噴孔の噴霧
より順次側壁１０に衝突し着火させるように構成してい
る。
す平面図である。図３の実施例においては、燃焼室９の
平面形状を、ｒ１ ＝ｒ２ ＜ｒ３ ＝ｒ４ ＜ｒ５
＝ｒ６ となるようにし、壁面距離ｒが短い噴孔の噴霧
より順次側壁１０に衝突し着火させるように構成してい
る。
【００１０】図４の実施例においては、燃焼室９の平面
形状を図２の実施例と同様にし、かつ、隣接する噴孔の
角度θを、θ１ ＞θ２ ＞θ３ ＞θ４ ＞θ５ ＞
θ６ となるようにし、壁面距離ｒが小さい噴霧は、噴
霧角を大きくすることにより、空気導入の均等化を図る
ように構成している。
形状を図２の実施例と同様にし、かつ、隣接する噴孔の
角度θを、θ１ ＞θ２ ＞θ３ ＞θ４ ＞θ５ ＞
θ６ となるようにし、壁面距離ｒが小さい噴霧は、噴
霧角を大きくすることにより、空気導入の均等化を図る
ように構成している。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
噴孔から燃焼室の側壁までの壁面距離を変化させ、各噴
孔から噴射される燃料が時間差をもって側壁に衝突する
ように構成し、着火に時間差を設けることにより初期燃
焼を抑え窒素酸化物の低減を図ることができる。また、
圧力上昇率が下がるため騒音を低減させることができる
。さらに、従来のパイロット噴射方式や、グロープラグ
或いは点火プラグ等を設ける方式に比較して、本発明は
特別の装置を必要とせず燃焼室の形状を変更するだけで
よいためコストが低減できる。また、ＥＧＲと比較して
燃費の悪化が少なく、部品の耐久性及び信頼性に優れ、
また、特別の装置および改造が不要でコストを低減でき
る。
噴孔から燃焼室の側壁までの壁面距離を変化させ、各噴
孔から噴射される燃料が時間差をもって側壁に衝突する
ように構成し、着火に時間差を設けることにより初期燃
焼を抑え窒素酸化物の低減を図ることができる。また、
圧力上昇率が下がるため騒音を低減させることができる
。さらに、従来のパイロット噴射方式や、グロープラグ
或いは点火プラグ等を設ける方式に比較して、本発明は
特別の装置を必要とせず燃焼室の形状を変更するだけで
よいためコストが低減できる。また、ＥＧＲと比較して
燃費の悪化が少なく、部品の耐久性及び信頼性に優れ、
また、特別の装置および改造が不要でコストを低減でき
る。
【図１】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
１実施例を示す断面図
１実施例を示す断面図
【図２】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
１実施例を示す平面図
１実施例を示す平面図
【図３】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
他の実施例を示す平面図
他の実施例を示す平面図
【図４】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室の
他の実施例を示す平面図
他の実施例を示す平面図
１…ピストン、５…シリンダヘッド、６…燃料噴射弁、
７…ノズル、９…燃焼室、１０…側壁、ｒ…壁面距離。
７…ノズル、９…燃焼室、１０…側壁、ｒ…壁面距離。
Claims (2)
- 【請求項１】ピストンの頂部に形成される燃焼室と、シ
リンダヘッドに配設される燃料噴射弁と、該燃料噴射弁
のノズルに設けられる複数の噴孔とを有し、各噴孔から
前記燃焼室の側壁までの壁面距離を変化させ、各噴孔か
ら噴射される燃料が時間差をもって側壁に衝突するよう
に燃焼室の形状を形成することを特徴とする直接噴射式
ディーゼル機関の燃焼室。 - 【請求項２】前記各噴孔の噴霧角を壁面距離に反比例し
て大きくすることを特徴とする請求項１に記載の直接噴
射式ディーゼル機関の燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402572A JPH07122405B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402572A JPH07122405B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219417A true JPH04219417A (ja) | 1992-08-10 |
| JPH07122405B2 JPH07122405B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=18512368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2402572A Expired - Lifetime JPH07122405B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122405B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014203382A1 (ja) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
| WO2014203381A1 (ja) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52160706U (ja) * | 1976-06-01 | 1977-12-06 |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP2402572A patent/JPH07122405B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52160706U (ja) * | 1976-06-01 | 1977-12-06 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014203382A1 (ja) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
| WO2014203381A1 (ja) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
| US9732665B2 (en) | 2013-06-20 | 2017-08-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compression ignition internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07122405B2 (ja) | 1995-12-25 |
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