JPH05179954A - 燃料噴流衝突拡散方式内燃機関並びに燃料衝突部 - Google Patents
燃料噴流衝突拡散方式内燃機関並びに燃料衝突部Info
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- JPH05179954A JPH05179954A JP3361424A JP36142491A JPH05179954A JP H05179954 A JPH05179954 A JP H05179954A JP 3361424 A JP3361424 A JP 3361424A JP 36142491 A JP36142491 A JP 36142491A JP H05179954 A JPH05179954 A JP H05179954A
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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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- F02B23/0618—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 having in-cylinder means to influence the charge motion
-
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 燃料噴流衝突拡散燃焼方式において燃焼反応
の前提条件である、燃料と空気やガスの混合気化を促進
しうる内燃機関とその燃料衝突部構造を提供する。 【構成】 シリンダヘッド１に装着された燃料噴射ノズ
ル２より噴射された燃料が衝突する、ピストンヘッドの
キャビティ３内の衝突部４の衝突面７の中心より縁部ま
での中間域にリング溝状のガス流路を形成する。噴射さ
れた燃料が衝突面７に衝突し、この噴流衝突の反作用に
より燃料群は全周域方向に分裂、飛散するとともに、衝
突拡散燃料群１２の燃料流れによって生ずる負圧作用に
より衝突面７に形成したリング溝状のガス流路より吸引
される空気あるいはガスと拡散燃料群１２との混合が促
進される。
の前提条件である、燃料と空気やガスの混合気化を促進
しうる内燃機関とその燃料衝突部構造を提供する。 【構成】 シリンダヘッド１に装着された燃料噴射ノズ
ル２より噴射された燃料が衝突する、ピストンヘッドの
キャビティ３内の衝突部４の衝突面７の中心より縁部ま
での中間域にリング溝状のガス流路を形成する。噴射さ
れた燃料が衝突面７に衝突し、この噴流衝突の反作用に
より燃料群は全周域方向に分裂、飛散するとともに、衝
突拡散燃料群１２の燃料流れによって生ずる負圧作用に
より衝突面７に形成したリング溝状のガス流路より吸引
される空気あるいはガスと拡散燃料群１２との混合が促
進される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料直噴衝突拡散方式内
燃機関の燃焼機構と部品構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】直噴燃料噴流衝突拡散方式は、ノズルよ
りの燃料を霧化を抑制した液状分の多い噴流状態で衝突
部迄到達させ、衝突作用によって衝突点を起点として燃
料群の分裂、拡散、微粒化、気化を行なわしめ、この拡
散燃料群をスキッシュ、逆スキッシュのガス流動中に供
給するものであり特に圧縮着火方式においては等圧的完
全燃焼を意図した燃焼方式である。又、火花点火方式に
おいては燃焼室中心域や特定の域に層状的混合気域を形
成することを可能とした特徴を有し従来端域燃料の自己
着火により発生したエンドガスノッキング問題を排除す
ることにより有効圧縮比を高めることを可能とし、これ
によって機関熱効率の向上を図りうる新しい燃料供給方
式である。 【０００３】 【発明が解決しょうとする問題点】この方式の問題点
は、衝突点を起点として全半径方向に拡散分布する燃料
群と空気との混合を如何に促進するかが機関性能を左右
する課題であり、このため衝突点近傍において早期に、
且つ、充分に空気を供給し、燃料との混合条件を促進す
る技術手段が必要な課題となっている。又、このような
衝突拡散条件においては燃料噴流と衝突部との相関によ
る物理的な空気の混合状態が燃焼反応に大きな影響を与
える。例えば、衝突面の径を大とすれば燃料粒子の拡散
飛距離は大となり高負荷性能は向上するが、その反面、
低負荷時においては衝突部中心域において燃料と空気と
の出会条件が低下しカーボンが発生する等の背腹関係が
生じ機関の全域性能を良好に保つにはこの問題を解決す
る技術が要求される。 【０００４】 【問題点を解決するための手段】本発明は直噴燃料衝突
拡散方式の混合気形成促進に関し、燃料衝突部の構造を
衝突拡散作用の行われる衝突面の中間域に燃料噴流衝突
域を囲成するごとくに空気あるいはガス成分を自動的に
供給しうるようリング状溝部を形成するものであり、こ
のリング状溝部より衝突拡散する燃料群の流動エネルギ
ーと燃焼室内ガス流動作用を利用して拡散燃料群中へリ
ング状溝を経して空気あるいは既燃分を含んだガスを供
給しうる構造とするものである。これによって拡散燃料
群の混合、微粒、気化、活性化を促進することを特徴と
するものである。 【０００５】 【実施例】 【図１】は本発明の構成、作用を示す直噴燃料衝突拡散
方式機関の作用を示す断面図であり 【図２】は燃料衝突部の拡大断面図である。 【図１】においてシリンダーヘッド部（１）に装着され
た燃料噴射ノズル（２）より燃料が噴射されキャビティ
（３）内の衝突部（４）中心域（５）に噴流が衝突す
る。この噴流衝突の反作用により燃料群は全周域（３６
０°）方向に分裂、飛散することになる。ここの場合キ
ャビティ中心域は供給燃料に対し最も空気量が少なく、
外周域程、燃料に対する空気の比率が多くなる拡散混合
気パターンが形成されることになる。従って、このよう
な状態で燃焼反応が進行すれば、キャビティ中心域燃料
は空気不足の燃焼となりススが発生し燃費が低下する。
本発明においては 【図２】のごとく燃料衝突部（４）を分割構造とし衝突
部下部（６）より衝突面（７）中間域（８）に流路を構
成している。この流路の衝突面端部はリング溝状（９）
に形成されており、衝突面上を流過する燃料流れ（１
０）によればベンチュリー作用が生ずる。これによって
溝内の空気あるいは既燃ガス体の吸引作用が行われる。
これらのガス体は拡散燃料群と衝突面間に展開され、そ
の一部は燃料群中に混合されることになる。 【０００６】 【作用】単純な平面構造の衝突面上では拡散燃料群に対
し上域にのみにしか空気が存在しないが、本発明のごと
く空気ガス供給溝を有する衝突面においては燃料噴流衝
突点近傍において、 【図４】に示すごとくに拡散燃料群中の上下より空気を
供給しうることになる。 【０００７】 【発明の効果】燃料と空気との混合が促進されるこの作
用によって燃料群の微粒化、気化が促進されることによ
り着火遅れ現象が短縮されると共に燃焼の活性化が進行
する。又、同時に拡散燃料群と衝突面間に空気やガス流
が存在するため、衝突面のカーボン滞積汚染現象が減少
する。本実施例においては衝突面のリング状溝を２ケ形
成した圧縮着火方式において、その構成例の説明を行っ
たが、リング状溝を更に複数条に形成すること、又中心
部衝突面より外側部面を順次少段差的に構成することに
よれば、拡散燃料群と空気との混合条件が更に促進され
るので、火花点火方式におけるプラグかぶり現象が減じ
熱源着火方式においても煙の少ない有利な層状混合気を
形成することができる。 【０００８】
燃機関の燃焼機構と部品構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】直噴燃料噴流衝突拡散方式は、ノズルよ
りの燃料を霧化を抑制した液状分の多い噴流状態で衝突
部迄到達させ、衝突作用によって衝突点を起点として燃
料群の分裂、拡散、微粒化、気化を行なわしめ、この拡
散燃料群をスキッシュ、逆スキッシュのガス流動中に供
給するものであり特に圧縮着火方式においては等圧的完
全燃焼を意図した燃焼方式である。又、火花点火方式に
おいては燃焼室中心域や特定の域に層状的混合気域を形
成することを可能とした特徴を有し従来端域燃料の自己
着火により発生したエンドガスノッキング問題を排除す
ることにより有効圧縮比を高めることを可能とし、これ
によって機関熱効率の向上を図りうる新しい燃料供給方
式である。 【０００３】 【発明が解決しょうとする問題点】この方式の問題点
は、衝突点を起点として全半径方向に拡散分布する燃料
群と空気との混合を如何に促進するかが機関性能を左右
する課題であり、このため衝突点近傍において早期に、
且つ、充分に空気を供給し、燃料との混合条件を促進す
る技術手段が必要な課題となっている。又、このような
衝突拡散条件においては燃料噴流と衝突部との相関によ
る物理的な空気の混合状態が燃焼反応に大きな影響を与
える。例えば、衝突面の径を大とすれば燃料粒子の拡散
飛距離は大となり高負荷性能は向上するが、その反面、
低負荷時においては衝突部中心域において燃料と空気と
の出会条件が低下しカーボンが発生する等の背腹関係が
生じ機関の全域性能を良好に保つにはこの問題を解決す
る技術が要求される。 【０００４】 【問題点を解決するための手段】本発明は直噴燃料衝突
拡散方式の混合気形成促進に関し、燃料衝突部の構造を
衝突拡散作用の行われる衝突面の中間域に燃料噴流衝突
域を囲成するごとくに空気あるいはガス成分を自動的に
供給しうるようリング状溝部を形成するものであり、こ
のリング状溝部より衝突拡散する燃料群の流動エネルギ
ーと燃焼室内ガス流動作用を利用して拡散燃料群中へリ
ング状溝を経して空気あるいは既燃分を含んだガスを供
給しうる構造とするものである。これによって拡散燃料
群の混合、微粒、気化、活性化を促進することを特徴と
するものである。 【０００５】 【実施例】 【図１】は本発明の構成、作用を示す直噴燃料衝突拡散
方式機関の作用を示す断面図であり 【図２】は燃料衝突部の拡大断面図である。 【図１】においてシリンダーヘッド部（１）に装着され
た燃料噴射ノズル（２）より燃料が噴射されキャビティ
（３）内の衝突部（４）中心域（５）に噴流が衝突す
る。この噴流衝突の反作用により燃料群は全周域（３６
０°）方向に分裂、飛散することになる。ここの場合キ
ャビティ中心域は供給燃料に対し最も空気量が少なく、
外周域程、燃料に対する空気の比率が多くなる拡散混合
気パターンが形成されることになる。従って、このよう
な状態で燃焼反応が進行すれば、キャビティ中心域燃料
は空気不足の燃焼となりススが発生し燃費が低下する。
本発明においては 【図２】のごとく燃料衝突部（４）を分割構造とし衝突
部下部（６）より衝突面（７）中間域（８）に流路を構
成している。この流路の衝突面端部はリング溝状（９）
に形成されており、衝突面上を流過する燃料流れ（１
０）によればベンチュリー作用が生ずる。これによって
溝内の空気あるいは既燃ガス体の吸引作用が行われる。
これらのガス体は拡散燃料群と衝突面間に展開され、そ
の一部は燃料群中に混合されることになる。 【０００６】 【作用】単純な平面構造の衝突面上では拡散燃料群に対
し上域にのみにしか空気が存在しないが、本発明のごと
く空気ガス供給溝を有する衝突面においては燃料噴流衝
突点近傍において、 【図４】に示すごとくに拡散燃料群中の上下より空気を
供給しうることになる。 【０００７】 【発明の効果】燃料と空気との混合が促進されるこの作
用によって燃料群の微粒化、気化が促進されることによ
り着火遅れ現象が短縮されると共に燃焼の活性化が進行
する。又、同時に拡散燃料群と衝突面間に空気やガス流
が存在するため、衝突面のカーボン滞積汚染現象が減少
する。本実施例においては衝突面のリング状溝を２ケ形
成した圧縮着火方式において、その構成例の説明を行っ
たが、リング状溝を更に複数条に形成すること、又中心
部衝突面より外側部面を順次少段差的に構成することに
よれば、拡散燃料群と空気との混合条件が更に促進され
るので、火花点火方式におけるプラグかぶり現象が減じ
熱源着火方式においても煙の少ない有利な層状混合気を
形成することができる。 【０００８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成例を示す説明図である。
【図２】衝突部断面図である。
【図３】衝突部断面拡大説明図を上部よりの見取図であ
る。 【図４】衝突面にリング状溝を複数条設けた場合の断面
図である。 【０００９】 【符号の説明】 １ シリンダーヘッド部 ２ 燃料噴射ノズル ３ キャビティ ４ 衝突部 ５ 衝突部中心域 ６ 衝突部下部 ７ 衝突面 ８ 衝突面中間域 ９ リング状溝 １０ ガス流路 １１ 燃料噴流 １２ 拡散燃料群 １３ ガス流方向（矢印）
る。 【図４】衝突面にリング状溝を複数条設けた場合の断面
図である。 【０００９】 【符号の説明】 １ シリンダーヘッド部 ２ 燃料噴射ノズル ３ キャビティ ４ 衝突部 ５ 衝突部中心域 ６ 衝突部下部 ７ 衝突面 ８ 衝突面中間域 ９ リング状溝 １０ ガス流路 １１ 燃料噴流 １２ 拡散燃料群 １３ ガス流方向（矢印）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料衝突面の中心より縁部までの中間域
にリング溝状のガス流通路を形成することにより衝突拡
散燃料群中へ時系的に早期に空気又はガス成分を供給し
て、燃料群の混合、気化、活性化を促進したことを特徴
とした直噴衝突拡散式内燃機関 【請求項２】 燃料衝突面に複数条のリング溝状流通路
を形成したことを特徴とした前記特許請求範囲 【請求項１】記載の燃料衝突部
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3361424A JPH05179954A (ja) | 1991-12-30 | 1991-12-30 | 燃料噴流衝突拡散方式内燃機関並びに燃料衝突部 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3361424A JPH05179954A (ja) | 1991-12-30 | 1991-12-30 | 燃料噴流衝突拡散方式内燃機関並びに燃料衝突部 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05179954A true JPH05179954A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=18473520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3361424A Pending JPH05179954A (ja) | 1991-12-30 | 1991-12-30 | 燃料噴流衝突拡散方式内燃機関並びに燃料衝突部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05179954A (ja) |
-
1991
- 1991-12-30 JP JP3361424A patent/JPH05179954A/ja active Pending
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