JPH0431620A - 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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- JPH0431620A JPH0431620A JP2137678A JP13767890A JPH0431620A JP H0431620 A JPH0431620 A JP H0431620A JP 2137678 A JP2137678 A JP 2137678A JP 13767890 A JP13767890 A JP 13767890A JP H0431620 A JPH0431620 A JP H0431620A
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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
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- 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
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B23/0672—Omega-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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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-
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- F02B23/0621—Squish flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- 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
この発明は、燃料噴射弁から噴射された燃料を一旦燃焼
室内で衝突板に衝突させて径方向へ広く拡散させるよう
にした直接噴射式ディーゼル機関の改良に関する。
室内で衝突板に衝突させて径方向へ広く拡散させるよう
にした直接噴射式ディーゼル機関の改良に関する。
従来の技術
一般的な直接噴射式ディーゼル機関では、深皿型等をな
すピストン頂面の燃焼室の内壁面へ向けて多噴孔燃料噴
射弁にて燃料を噴射し、高温、高圧状態の空気と接触さ
せることで燃焼室外周側から拡散燃焼を行わせるように
なっているため、スワールにより多少の空気流動を与え
たとしても、噴射後期の燃料は酸素の不足した高温雰囲
気中に噴射されることになり、炭化して黒煙となって排
出され易い。
すピストン頂面の燃焼室の内壁面へ向けて多噴孔燃料噴
射弁にて燃料を噴射し、高温、高圧状態の空気と接触さ
せることで燃焼室外周側から拡散燃焼を行わせるように
なっているため、スワールにより多少の空気流動を与え
たとしても、噴射後期の燃料は酸素の不足した高温雰囲
気中に噴射されることになり、炭化して黒煙となって排
出され易い。
そこで、近年、燃料噴射弁から噴射された燃料を一旦燃
焼室内で衝突板に衝突させて径方向へ広く拡散させ、ピ
ストンの上動に伴うスキッシュを利用して燃焼室の軸方
向へ拡散燃焼を行わせるようにした直接噴射式ディーゼ
ル機関が提案されている（例えば（株）山海室１９８９
年ｌＯ月発行の「内燃機関ＪＩＯ月号７９頁参照）。
焼室内で衝突板に衝突させて径方向へ広く拡散させ、ピ
ストンの上動に伴うスキッシュを利用して燃焼室の軸方
向へ拡散燃焼を行わせるようにした直接噴射式ディーゼ
ル機関が提案されている（例えば（株）山海室１９８９
年ｌＯ月発行の「内燃機関ＪＩＯ月号７９頁参照）。
第５図は、この従来の直接噴射式ディーゼル機関を示す
もので、ピストン３１側の燃焼室３２中心に対向してシ
リンダヘッド３３側に単噴孔の燃料噴射弁３４が垂直に
取り付けられている。そして、上記燃料噴射弁３４の噴
孔に対向するように、燃焼室３２中心部に円板状の衝突
板３５が多段に重ねられた状態で形成されている。
もので、ピストン３１側の燃焼室３２中心に対向してシ
リンダヘッド３３側に単噴孔の燃料噴射弁３４が垂直に
取り付けられている。そして、上記燃料噴射弁３４の噴
孔に対向するように、燃焼室３２中心部に円板状の衝突
板３５が多段に重ねられた状態で形成されている。
このものでは、燃料噴射弁３４から垂直に噴射された燃
料が上記衝突板３５に衝突することで、燃焼室３２内で
円盤状に燃料噴霧が拡散する。特に衝突板３５が常に高
温に保たれていることから、燃料衝突時に微粒化、気化
が促進される。そして、ピストン３１の上昇に伴うスキ
ッシュ流によって空気との混合が促進され、軸方向へ沿
った拡散燃焼が行われる。そのため、酸素不足の状態で
高温雰囲気中に置かれる燃料が減少し、黒煙の発生が抑
制されるのである。
料が上記衝突板３５に衝突することで、燃焼室３２内で
円盤状に燃料噴霧が拡散する。特に衝突板３５が常に高
温に保たれていることから、燃料衝突時に微粒化、気化
が促進される。そして、ピストン３１の上昇に伴うスキ
ッシュ流によって空気との混合が促進され、軸方向へ沿
った拡散燃焼が行われる。そのため、酸素不足の状態で
高温雰囲気中に置かれる燃料が減少し、黒煙の発生が抑
制されるのである。
また、このほか、実開昭５９−４３６３１号公報には、
燃焼室上方を覆うシリンダヘッド下面に、斜め下方へ向
けた複数の衝突板を形成し、多噴孔燃料噴射弁からの噴
射燃料をそれぞれ衝突させて微粒化を図るようにしたも
のも開示されている。
燃焼室上方を覆うシリンダヘッド下面に、斜め下方へ向
けた複数の衝突板を形成し、多噴孔燃料噴射弁からの噴
射燃料をそれぞれ衝突させて微粒化を図るようにしたも
のも開示されている。
発明が解決しようとする課題
しかし、前者のようにピストン３１に衝突板３５を形成
したものでは、ピストン３１の位置によって燃料噴射弁
３４の噴孔と衝突板３５との相対位置が変動する。つま
り、燃料噴射時期の変化によって両者の相対位置が一定
せず、衝突板３５による燃料拡散作用が不安定となる。
したものでは、ピストン３１の位置によって燃料噴射弁
３４の噴孔と衝突板３５との相対位置が変動する。つま
り、燃料噴射時期の変化によって両者の相対位置が一定
せず、衝突板３５による燃料拡散作用が不安定となる。
また、燃料の噴射開始と噴射路わりの燃料噴射圧の低い
領域で衝突板の位置が噴孔から遠くなり、燃料の拡散が
不十分になり易い。しかも、燃料噴射弁３４単体では燃
料拡散作用の試験や確認を行うことができず、そのばら
つきのチエツクや特性の調整が困難である。
領域で衝突板の位置が噴孔から遠くなり、燃料の拡散が
不十分になり易い。しかも、燃料噴射弁３４単体では燃
料拡散作用の試験や確認を行うことができず、そのばら
つきのチエツクや特性の調整が困難である。
一方、後者のようにシリンダヘッド下面に衝突板を設け
た構成では、燃料噴射弁周囲のスペースが上記衝突板に
広く占有されてしまい、吸排気弁の口径が著しく制約さ
れる。また衝突板と各噴孔との相対位置を精度良く得る
ことが難しく、燃料拡散効果がばらつき易い。そして、
衝突板を設けることによりシリンダヘッド下面が平坦で
なくなり、その加工が非常に面倒となる。しかも、多噴
孔の燃料噴射弁による噴霧を、その周囲に設けた衝突板
に当てているため、同一の噴射圧であれば、前者のもの
より衝突による拡散効果は低くなり、燃焼室内での分散
が悪い。
た構成では、燃料噴射弁周囲のスペースが上記衝突板に
広く占有されてしまい、吸排気弁の口径が著しく制約さ
れる。また衝突板と各噴孔との相対位置を精度良く得る
ことが難しく、燃料拡散効果がばらつき易い。そして、
衝突板を設けることによりシリンダヘッド下面が平坦で
なくなり、その加工が非常に面倒となる。しかも、多噴
孔の燃料噴射弁による噴霧を、その周囲に設けた衝突板
に当てているため、同一の噴射圧であれば、前者のもの
より衝突による拡散効果は低くなり、燃焼室内での分散
が悪い。
課題を解決するための手段
この発明に係る直接噴射式ディーゼル機関は、ピストン
頂面に凹設された燃焼室と、この燃焼室の略中心部に対
向してシリンダヘッド側に取り付けられた単噴孔の燃料
噴射弁と、この燃料噴射弁の噴孔に対向して上記ピスト
ン頂面と略平行に配設され、かつ上記燃料噴射弁に脚部
を介して支持されるとともに、ピストン上死点位置で燃
焼室内に位置する衝突板とを備えたことを特徴としてい
る。
頂面に凹設された燃焼室と、この燃焼室の略中心部に対
向してシリンダヘッド側に取り付けられた単噴孔の燃料
噴射弁と、この燃料噴射弁の噴孔に対向して上記ピスト
ン頂面と略平行に配設され、かつ上記燃料噴射弁に脚部
を介して支持されるとともに、ピストン上死点位置で燃
焼室内に位置する衝突板とを備えたことを特徴としてい
る。
作用
上記構成では、燃料噴射弁の噴孔から噴射された燃料は
、該燃料噴射弁に支持された衝突板に衝突し、周囲に広
く拡散する。上記衝突板は、燃料噴射弁に支持されてい
るので、噴孔との相対位置が変化することはなく、安定
した拡散作用が得られる。
、該燃料噴射弁に支持された衝突板に衝突し、周囲に広
く拡散する。上記衝突板は、燃料噴射弁に支持されてい
るので、噴孔との相対位置が変化することはなく、安定
した拡散作用が得られる。
実施例
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は、この発明に係る直接噴射式ディーゼル機関の
第１実施例を示す断面図であって、シリンダブロックｌ
にシリンダ２が形成され、ここにピストン３が摺動可能
に嵌合している。
第１実施例を示す断面図であって、シリンダブロックｌ
にシリンダ２が形成され、ここにピストン３が摺動可能
に嵌合している。
上記ピストン３の頂面略中央部には、例えば深皿型をな
す燃焼室４が凹設されている。
す燃焼室４が凹設されている。
そして、ンリンダ２上端を覆うシリンダヘッド５の下面
は平坦となっており、このシリンダヘッド５側に燃料噴
射弁６が取り付けられている。詳しくは、燃焼室４の中
心位置上方に、噴射弁取付孔７が垂直に形成され、ここ
に円筒状をなす燃料噴射弁６がシール部材９とともに挿
入されており、小径な先端のノズルチップ１０がシリン
ダへラド５のロアデツキ５ａを貫通して、燃焼室４側に
突出している。上記燃料噴射弁６は、その中心軸線に沿
った噴射方向を有する単噴孔のもので、つまりピストン
３の頂面に垂直に燃料を噴射するようになっている。
は平坦となっており、このシリンダヘッド５側に燃料噴
射弁６が取り付けられている。詳しくは、燃焼室４の中
心位置上方に、噴射弁取付孔７が垂直に形成され、ここ
に円筒状をなす燃料噴射弁６がシール部材９とともに挿
入されており、小径な先端のノズルチップ１０がシリン
ダへラド５のロアデツキ５ａを貫通して、燃焼室４側に
突出している。上記燃料噴射弁６は、その中心軸線に沿
った噴射方向を有する単噴孔のもので、つまりピストン
３の頂面に垂直に燃料を噴射するようになっている。
また上記燃料噴射弁６の先端部には、円板状の衝突板１
１が支持されている。上記衝突板１１は、燃料噴射弁６
先端との間に適宜な間隙を保った状態で噴孔に対向して
おり、かつピストン３頂面と平行に配置されている。つ
まり噴射軸線とは直交している。そして、上記衝突板Ｉ
Ｉは、第２図にも示すようにノズルチップ１０外周面に
嵌合した４本の平行な脚ｓ１２を有し、この脚部１２基
端側の円筒部に連続した円環状フランジ部１３が燃料噴
射弁６のハウジング先端部１４とシール部材９との間で
挾持固定されている。尚、上記衝突板１１は、ピストン
３の上死点位置では、第１図に示すように燃焼室４内に
比較的深く入り込んだ状態となっている。
１が支持されている。上記衝突板１１は、燃料噴射弁６
先端との間に適宜な間隙を保った状態で噴孔に対向して
おり、かつピストン３頂面と平行に配置されている。つ
まり噴射軸線とは直交している。そして、上記衝突板Ｉ
Ｉは、第２図にも示すようにノズルチップ１０外周面に
嵌合した４本の平行な脚ｓ１２を有し、この脚部１２基
端側の円筒部に連続した円環状フランジ部１３が燃料噴
射弁６のハウジング先端部１４とシール部材９との間で
挾持固定されている。尚、上記衝突板１１は、ピストン
３の上死点位置では、第１図に示すように燃焼室４内に
比較的深く入り込んだ状態となっている。
上記実施例の構成においては、ピストン３の上死点位置
近傍で燃料噴射弁６から噴射された燃料は、衝突板１１
に衝突し、全周に亙り半径方向へ広く拡散する。このと
き、噴孔と上記衝突板１１との相対位置は、ピストン３
の位置等に拘わらず不変であり、常に良好な拡散作用が
安定的に得られる。特に、燃料噴射圧が比較的低い噴射
開始と噴射路わりの時期、あるいは低速低負荷域等にお
いても、両者の距離が最適に保たれているため、十分な
拡散作用が得られる。
近傍で燃料噴射弁６から噴射された燃料は、衝突板１１
に衝突し、全周に亙り半径方向へ広く拡散する。このと
き、噴孔と上記衝突板１１との相対位置は、ピストン３
の位置等に拘わらず不変であり、常に良好な拡散作用が
安定的に得られる。特に、燃料噴射圧が比較的低い噴射
開始と噴射路わりの時期、あるいは低速低負荷域等にお
いても、両者の距離が最適に保たれているため、十分な
拡散作用が得られる。
また、燃料の噴射期間中、ピストン３が上下動すること
で、燃焼室４と衝突板ＩＩとが相対的に移動する。その
ため、衝突板１１から半径方向へ向かった燃料噴霧が燃
焼室４の上下方向に沿って一層広く拡散されることにな
り、燃焼室４内での燃料分布が均等化するとともに、空
気との混合が良好となる。これによりスモークが少なく
、かつＮ Ｏｘも低い燃焼を実現できる。
で、燃焼室４と衝突板ＩＩとが相対的に移動する。その
ため、衝突板１１から半径方向へ向かった燃料噴霧が燃
焼室４の上下方向に沿って一層広く拡散されることにな
り、燃焼室４内での燃料分布が均等化するとともに、空
気との混合が良好となる。これによりスモークが少なく
、かつＮ Ｏｘも低い燃焼を実現できる。
更に、上記構成では、燃料噴射弁６に衝突板１１を取り
付けた状態で、燃料拡散作用の試験や確認を行うことが
でき、そのばらつきのチエツク等が容易となる。
付けた状態で、燃料拡散作用の試験や確認を行うことが
でき、そのばらつきのチエツク等が容易となる。
次に第３図は、この発明の第２実施例を示している。こ
の実施例では、燃料噴射弁６がシリンダ軸線に対し傾い
た状態で取り付けられているが、その噴射方向は、ピス
トン３の頂面に対し垂直となっている。尚、この場合、
燃料噴射弁６としては単噴孔のホールノズルが用いられ
る。
の実施例では、燃料噴射弁６がシリンダ軸線に対し傾い
た状態で取り付けられているが、その噴射方向は、ピス
トン３の頂面に対し垂直となっている。尚、この場合、
燃料噴射弁６としては単噴孔のホールノズルが用いられ
る。
そして、上記燃料噴射弁６先端部に支持された衝突板１
１は、ピストン３頂面と平行に保たれている。
１は、ピストン３頂面と平行に保たれている。
従って、この実施例では、燃料噴射軸線Ｆと衝突板１１
とのなす角θは、前述した第１実施例と同様に９０°に
保たれる。尚、衝突板ｌｌ側のフランジ部１３と燃料噴
射弁６とを、凹凸部等の適宜な位置決め手段により互い
に位置決めするようにすれば、シリンダヘッド５への組
み付けが非常に容易になる。
とのなす角θは、前述した第１実施例と同様に９０°に
保たれる。尚、衝突板ｌｌ側のフランジ部１３と燃料噴
射弁６とを、凹凸部等の適宜な位置決め手段により互い
に位置決めするようにすれば、シリンダヘッド５への組
み付けが非常に容易になる。
次に第４図は、この発明の第３実施例を示している。こ
の実施例では、燃料噴射弁６がシリンダ軸線に対し傾い
た状態で取り付けられているとともに、該燃料噴射弁６
の中心軸線に沿った噴射方向ををしている。
の実施例では、燃料噴射弁６がシリンダ軸線に対し傾い
た状態で取り付けられているとともに、該燃料噴射弁６
の中心軸線に沿った噴射方向ををしている。
つまり、噴射燃料は衝突板１１に斜め方向から衝突する
ことになり、噴射軸線Ｆと衝突板ＩＩとのなす角θが鈍
角となる側へ比較的多く燃料噴霧が形成される。
ことになり、噴射軸線Ｆと衝突板ＩＩとのなす角θが鈍
角となる側へ比較的多く燃料噴霧が形成される。
従って、図示するように、燃料噴射弁６が燃焼室４の一
方へ多少片寄って位置する場合に、反対側の広い燃焼室
空間へより多くの燃料噴霧を送り込むことができ、燃焼
室４全体としての燃料分布の均一化、空気との混合の向
上が図れる。
方へ多少片寄って位置する場合に、反対側の広い燃焼室
空間へより多くの燃料噴霧を送り込むことができ、燃焼
室４全体としての燃料分布の均一化、空気との混合の向
上が図れる。
尚、このような構成では、噴孔と衝突板１１との距離や
上記の角度θ等の設定が非常に重要となるが、前述した
ように、衝突板１１を備えた燃料噴射弁６単体で燃料拡
散作用の試験を容易に行えるので、その最適化が非常に
容易となる。また、両者の位置関係を精度良く得ること
ができるので、所期の特性が安定的に得られる。
上記の角度θ等の設定が非常に重要となるが、前述した
ように、衝突板１１を備えた燃料噴射弁６単体で燃料拡
散作用の試験を容易に行えるので、その最適化が非常に
容易となる。また、両者の位置関係を精度良く得ること
ができるので、所期の特性が安定的に得られる。
発明の効果
以上の説明で明らかなように、この発明に係る直接噴射
式ディーゼル機関によれば、噴射燃料を衝突させる衝突
板を燃料噴射弁に支持させるようにしたので、ピストン
側に形成した場合と異なり、噴孔と衝突板との位置関係
を一定に得ることができ、燃料噴射圧が比較的低い領域
でも良好な燃料拡散作用を維持できる。また、衝突板を
シリンダヘッド下面に形成した場合のように吸排気弁の
レイアウトを阻害することがなく、かつシリンダヘッド
側の加工の複雑化等を招くことがない。
式ディーゼル機関によれば、噴射燃料を衝突させる衝突
板を燃料噴射弁に支持させるようにしたので、ピストン
側に形成した場合と異なり、噴孔と衝突板との位置関係
を一定に得ることができ、燃料噴射圧が比較的低い領域
でも良好な燃料拡散作用を維持できる。また、衝突板を
シリンダヘッド下面に形成した場合のように吸排気弁の
レイアウトを阻害することがなく、かつシリンダヘッド
側の加工の複雑化等を招くことがない。
第１図はこの発明に係る直接噴射式ディーゼル機関の第
１実施例を示す断面図、第２図はその■〜■線に沿った
要部の断面図、第３図はこの発明の第２実施例を示す断
面図、第４図はこの発明の第３実施例を示す断面図、第
５図は従来における直接噴射式ディーゼル機関の一例を
示す断面図である。 ３・・・ピストン、４・・・燃焼室、５・−・シリンダ
ヘッド、６・・・燃料噴射弁、１１・・・衝突板、１２
・・・脚部。 第１ 図 に ３ ピストン ４ 、 ガ穴焼１ ５ クリツク゛へ・ｌド 脚部 第３図 第 ４図
１実施例を示す断面図、第２図はその■〜■線に沿った
要部の断面図、第３図はこの発明の第２実施例を示す断
面図、第４図はこの発明の第３実施例を示す断面図、第
５図は従来における直接噴射式ディーゼル機関の一例を
示す断面図である。 ３・・・ピストン、４・・・燃焼室、５・−・シリンダ
ヘッド、６・・・燃料噴射弁、１１・・・衝突板、１２
・・・脚部。 第１ 図 に ３ ピストン ４ 、 ガ穴焼１ ５ クリツク゛へ・ｌド 脚部 第３図 第 ４図
Claims (1)
- （１）ピストン頂面に凹設された燃焼室と、この燃焼室
の略中心部に対向してシリンダヘッド側に取り付けられ
た単噴孔の燃料噴射弁と、この燃料噴射弁の噴孔に対向
して上記ピストン頂面と略平行に配設され、かつ上記燃
料噴射弁に脚部を介して支持されるとともに、ピストン
上死点位置で燃焼室内に位置する衝突板とを備えたこと
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 |
|---|---|---|---|
| JP2137678A JPH0431620A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137678A JPH0431620A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0431620A true JPH0431620A (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=15204261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2137678A Pending JPH0431620A (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0431620A (ja) |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP2137678A patent/JPH0431620A/ja active Pending
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