JPH04295130A - ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室 - Google Patents

ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室

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JPH04295130A
JPH04295130A JP3084349A JP8434991A JPH04295130A JP H04295130 A JPH04295130 A JP H04295130A JP 3084349 A JP3084349 A JP 3084349A JP 8434991 A JP8434991 A JP 8434991A JP H04295130 A JPH04295130 A JP H04295130A
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JP
Japan
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fuel
combustion chamber
wall
direct injection
annular space
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Pending
Application number
JP3084349A
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English (en)
Inventor
Chuichi Shiozaki
塩崎 忠一
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0672Omega-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 center axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、大型車両等に装備さ
れるディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室に係り、詳
しくは排気中の白煙を低減できる直接噴射式燃焼室に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】大型車両等に装備されるディーゼルエン
ジンの従来の直接噴射式燃焼室では、インジェクション
ノズルからの噴射燃料が直接噴射式燃焼室の壁部に衝突
し、付着している。
【0003】また、ディーゼルエンジンにおける従来の
リエントラント型の直接噴射式燃焼室では、底面部は平
面又は中央の方へ隆起する傾斜面となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の直接
噴射式燃焼室では、インジェクションノズルに付着した
燃料が適切に燃焼しないで残り、排気中の白煙の原因に
なっている。
【0005】さらに、直接噴射式燃焼室の底面部が平面
又は中央の方へ隆起する傾斜面となっているものでは、
インジェクションノズルからの噴射燃料が、直接噴射式
燃焼室の奥部側壁に衝突した後、直接噴射式燃焼室の外
部へ飛散して、燃焼しないで残り、排気中の白煙の原因
になっている。
【0006】請求項1、2及び3の発明の目的は、イン
ジェクションノズルからの噴射燃料が直接噴射式燃焼室
に対して所定の関係となるように、直接噴射式燃焼室の
形状を選択して、排気中の白煙を低減できるディーゼル
エンジンの直接噴射式燃焼室を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1のディーゼルエ
ンジンの直接噴射式燃焼室は次の(a)〜(c)の構成
要素を有してなる。 (a)インジェクションノズルからの噴射燃料が当たら
ないような径をもつ開口側壁部 (b)インジェクションノズルからの噴射燃料がほぼ届
かないように放射方向へ開口側壁部より径を増大されて
開口側壁部の下側に形成されている拡張壁部(c)イン
ジェクションノズルからの噴射燃料が当たらない程度に
上方へ隆起した円錐状底壁部
【0008】請求項2のデ
ィーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室は、ピストンの頂
面に開口する円筒状開口部と、円筒状開口部の下側に形
成されインジェクションノズルからの噴射燃料を導入さ
れる環状空間とを有している。環状空間は、外周側では
円筒状開口部より放射方向外側へ径を増大された燃料衝
突壁部により画定され、内周側では燃料衝突壁部への衝
突により跳ね返って来る燃料を受けるように起立する起
立壁部により画定されている。また、燃料衝突壁部及び
起立壁部は共に円弧状横断面となっている。
【0009】請求項3のディーゼルエンジンの直接噴射
式燃焼室では、ピストンの直径をD1、環状空間の最大
直径をD2、円筒状開口部の直径をD3、ピストンの頂
面から環状空間の平面底壁部までの深さをH1、環状空
間の平面底壁部から起立壁部の上端までの高さをH3、
ピストンの放射方向における平面底壁部の長さをL、環
状空間の燃料衝突壁部の上縁がピストンの中心線に対し
てなす傾斜角度をθとして、 0.60<D2/D1<0.70 0.85<D3/D2<0.9 0.15<H1/D1<0.20 15°<θ<25° L>0 0.35<H3/H1<0.40 の関係が成立する。
【0010】
【作用】請求項1の発明において、燃料は、インジェク
ションノズルから霧状に噴出され、直接噴射式燃焼室内
へ導入される。開口側壁部は適当に広げられ、また、開
口側壁部より下側の拡張壁部も、インジェクションノズ
ルからの霧状燃料が届かない程度に放射方向外側へ広げ
られているので、噴射された霧状燃料が開口側壁部及び
拡張壁部に付着するのをほぼ防止される。円錐状底壁部
は、インジェクションノズルからの霧状燃料が当たらな
いように、上方へ隆起し、直接噴射式燃焼室の容積を減
少させる。
【0011】また、直接噴射式燃焼室は、放射方向外側
へ広げられたことに因る容積の増大分を円錐状底壁部に
より抑制されるので、圧縮比の減少を防止することがで
きる。
【0012】請求項2の発明において、燃料は、インジ
ェクションノズルから噴射され、環状空間内へ導入され
るとともに、環状空間の外周側の燃料衝突壁部に衝突す
る。燃料衝突壁部に衝突した燃料は、放射方向内側へ跳
ね返って環状空間から出ようするが、環状空間の内周側
に起立する起立壁部に衝突し、環状空間内に留められる
。環状空間内の空気は、円弧状横断面の燃料衝突壁部及
び起立壁部に沿って動くことにより適切な渦流となる。
【0013】
【実施例】以下、この発明を図面の実施例について説明
する。図1はディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室1
0の構造図である。直接噴射式燃焼室10は、ピストン
12内に形成され、ピストン12の頂面に開口する円筒
状の開口側壁部14と、径をピストン12より広げられ
るように開口側壁部14の下側に形成されている拡張壁
部16とを有している。環状空間18は、外周側を拡張
壁部16により画定され、内周側において円錐状底壁部
20の周辺部へ連なっている。インジェクションノズル
22は、図示していないシリンダヘッドに取り付けられ
、直接噴射式燃焼室10へ臨む複数個の噴孔24を下部
に有している。噴射燃料26は、インジェクションノズ
ル22の噴孔24からの燃料の噴射に伴って生成され、
拡張壁部16の方へ向かう。開口側壁部14は噴射燃料
26が当たらないように径を適当に大きく設定され、拡
張壁部16は噴射燃料26がほぼ届かない程度に広げら
れている。円錐状底壁部20は、噴射燃料26に当たら
ないように噴射燃料26の下縁にほぼ沿って最大限、隆
起して、直接噴射式燃焼室10の径の増大に因る容積の
増大分をほぼ相殺する。
【0014】図1の直接噴射式燃焼室10の作用につい
て説明する。燃料は、インジェクションノズル22の噴
孔24から霧状に噴出され、直接噴射式燃焼室10内へ
導入される。開口側壁部14は適当に広げられ、また、
拡張壁部16も、噴射燃料26が届かない程度に放射方
向外側へ広げられているので、霧状燃料は開口側壁部1
4及び拡張壁部16に付着するのをほぼ防止される。環
状空間18は、インジェクションノズル22の噴孔24
からの噴射燃料26が当たらないように、上方へ隆起し
、インジェクションノズル22の噴孔24の容積を減少
させる。
【0015】図2はディーゼルエンジンの直接噴射式燃
焼室30の構造図である。直接噴射式燃焼室30は、ピ
ストン32内に形成され、ピストン32の頂面に開口す
る円筒状開口部34と、円筒状開口部34の壁部の下側
に形成される環状空間36とを有している。環状空間3
6は、外周側、下側及び内周側をそれぞれ燃料衝突壁部
38、平面底壁部40及び起立壁部42により画定され
る。燃料衝突壁部38は、円筒状開口部34より径を増
大され、円弧状横断面となっている。平面底壁部40は
ピストン32の頂面に平行になっている。起立壁部42
は、平面底壁部40の内周側縁部から円弧状横断面で起
立している。 円錐状壁部44は、周辺部において起立
壁部42の上縁部へ連なり、直接噴射式燃焼室30の中
心線の方へ向かって隆起している。
【0016】図2において各記号の定義は次の通りであ
る。 D1:ピストン32の直径 D2:燃料衝突壁部38の最大直径 D3:円筒状開口部34の直径 H1:ピストン32の頂面から平面底壁部40までの深
さH2:直接噴射式燃焼室30の中心線方向の円筒状開
口部34の長さ H3:直接噴射式燃焼室30の中心線方向の起立壁部4
2の上縁から下縁まで長さ L:直接噴射式燃焼室30の放射方向の平面底壁部40
の幅θ:直接噴射式燃焼室30の縦断面における円筒状
開口部34の側壁部と燃料衝突壁部38の上縁部との交
角r1:燃料衝突壁部38の横断面の曲率半径r2:起
立壁部42の横断面の曲率半径
【0017】各部の寸法
等は次の関係が成立するように設定される。 (a)0.60<D2/D1<0.70(b)0.85
<D3/D2<0.9 (c)0.15<H1/D1<0.20(d)0.04
<H2/D1<0.05(e)15°<θ<25° (f)r1<r2 (g)L>0 (h)0.35<H3/H1<0.40
【0018】図
2の直接噴射式燃焼室30の作用について説明する。燃
料は、インジェクションノズル22の噴孔24から噴射
され、環状空間36内へ導入されるとともに、環状空間
36の外周側の燃料衝突壁部38に衝突する。燃料衝突
壁部38に衝突した燃料は、放射方向内側へ跳ね返って
環状空間36から出ようするが、環状空間36の内周側
に起立する起立壁部42に衝突し、環状空間36内に留
められる。環状空間36内の空気は、円弧状横断面の燃
料衝突壁部38及び起立壁部42に沿って動くことによ
り適切な渦流となる。火炎は、環状空間36内の渦流に
のりつつ、燃料衝突壁部38内に留められている燃料に
伝播する。
【0019】
【発明の効果】請求項1の発明では、直接噴射式燃焼室
の開口側壁部及び開口側壁部より下側の拡張壁部が、イ
ンジェクションノズルからの霧状燃料をほぼ当てられな
い程度に放射方向外側へ広げられるので、直接噴射式燃
焼室の壁部への燃料の付着が抑制され、白煙を有効に防
止することができる。
【0020】請求項2及び3の発明では、インジェクシ
ョンノズルからの噴射燃料が、放射方向内側へ跳ね返る
際、環状空間の内周側に起立する起立壁部に受けられて
、環状空間内に留められ、環状空間から出るのを阻まれ
る。また、直接噴射式燃焼室の深さが起立壁部のために
浅くなるが、燃料衝突壁部及び起立壁部は円弧状横断面
となっているので、適切な渦流が環状空間内に生成され
る。この結果、火炎は、広がらずに環状空間内に集中し
て存在する燃料に、渦流にのって、伝播し、燃焼が改善
され、排気中の白煙が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室の構造
図である。
【図2】ディーゼルエンジンの別の直接噴射式燃焼室の
構造図である。
【符号の説明】
10,30    直接噴射式燃焼室 12,32    ピストン 14    開口側壁部 20    拡張壁部 20    円錐状底壁部 22    インジェクションノズル 26    噴射燃料 34    円筒状開口部(筒状開口部)36    
環状空間 38    燃料衝突壁部 40    平面底壁部 42    起立壁部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  インジェクションノズルからの噴射燃
    料が当たらないような径をもつ開口側壁部と、前記イン
    ジェクションノズルからの噴射燃料がほぼ届かないよう
    に放射方向へ前記開口側壁部より径を増大されて前記開
    口側壁部の下側に形成されている拡張壁部と、前記イン
    ジェクションノズルからの噴射燃料が当たらない程度に
    上方へ隆起した円錐状底壁部とを有してなることを特徴
    とするディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室。
  2. 【請求項2】  ピストンの頂面に開口する円筒状開口
    部と、前記円筒状開口部の下側に形成されインジェクシ
    ョンノズルからの噴射燃料を導入される環状空間とを有
    し、前記環状空間は、外周側では前記円筒状開口部より
    放射方向外側へ径を増大された燃料衝突壁部により画定
    され、内周側では前記燃料衝突壁部への衝突により跳ね
    返って来る燃料を受けるように起立する起立壁部により
    画定され、前記燃料衝突壁部及び前記起立壁部は共に円
    弧状横断面となっていることを特徴とするディーゼルエ
    ンジンの直接噴射式燃焼室。
  3. 【請求項3】  前記ピストンの直径をD1、前記環状
    空間の最大直径をD2、前記円筒状開口部の直径をD3
    、前記ピストンの頂面から前記環状空間の平面底壁部ま
    での深さをH1、前記環状空間の前記平面底壁部から前
    記起立壁部の上端までの高さをH3、前記ピストンの放
    射方向における前記平面底壁部の長さをL、前記環状空
    間の前記燃料衝突壁部の上縁が前記ピストンの中心線に
    対してなす傾斜角度をθとして、 0.60<D2/D1<0.70 0.85<D3/D2<0.9 0.15<H1/D1<0.20 15°<θ<25° L>0 0.35<H3/H1<0.40 の関係が成立することを特徴とする請求項2記載のディ
    ーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室。
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