JPH0540270Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は直噴式デイーゼル機関用燃焼室に関す
る。

［従来技術］ 直噴式デイーゼル機関においては、第４図およ
び第５図に示すように、燃焼室１１をピストン１
０の頂面に形成し、その側壁１２に向けて図示さ
れないノズル噴口から燃料を噴射するようになつ
ている。ところで、近年、直噴式デイーゼル機関
の排ガス成分の低減対策として燃料噴射時期の遅
延および燃焼室内のスワール比の低下等が既に実
施され、これによつて排ガス中のNOXの低減が
実現しているが、反面これらの対策の実施によつ
て燃焼室内での混合気形成の遅れや着火遅れ期間
の増加が生ずるため、低速域での混合気形成によ
つて燃焼悪化およびスモーク悪化や始動の悪化な
どの弊害も出てきている。

これらに問題を対処すめた、特開昭51−95508
号公報においては、噴霧が衝突する面を凸形に形
成した燃焼室が、また本出願人による実開昭57−
139631号公報においては、噴霧方向に突起を形成
した燃焼室が開示されている。

一般に燃焼室の平面形状を円形でないものとし
た技術は種々知られている。例えば特開昭58−
192920号公報にはほぼ四角形状の燃焼室が示され
ている。しかしながら、かかる公知技術は吸入空
気のスワールの減衰を少なくするものであり、噴
射燃料と空気との混合はそのスワールによつて行
われるのでまだ充分ではない。

また実開昭54−1706号公報には凹部を有する燃
焼室が開示されているが、燃料の噴射が凹部のス
ワールの方向の下流側であるために、やはり空気
との充分な混合ができない。

さらに、実開昭56−17318号公報にはやはりほ
ぼ４角形に近い形状の燃焼室が示されており、前
述の如く充分な混合が得られない。

これに加えて、実開昭58−102723号公報には燃
料の噴射が凹部のスワール方向の上流側直前に噴
霧されるようになつており、凹部の効果があまり
生じない。

また、特開昭58−62312号公報には、くぼみ
（リセス）が噴射ノズルの噴孔の軸線方向から外
れた位置にくるようにした直噴式デイーゼル機関
の燃焼室が示されている。しかし、この技術で
は、当該くぼみ（リセス）において燃料と空気と
を良好に混合することは出来ない。

さらに、実願昭52−73684号（実開昭54−1706
号）のマイクロフイルムには、スワール流れをダ
ンピングするような形状の凹部を有するデイーゼ
ル機関の燃焼室が示されている。しかし、当該凹
部において燃料と空気とが良好に混合する様な状
態になるまでに時間がかかり、しかも十分な混合
が得られないという問題がある。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案は上記した従来技術の問題点に鑑みて提
案されたもので、燃焼室の側壁にくぼみを有する
ものが、その噴霧との衝突点との関係において空
気との混合を最適となる直噴式デイーゼル機関用
燃焼室を提供することを目的としている。

［課題を解決する手段］ 本考案の直噴式デイーゼル機関用燃焼室は、ピ
ストン頂面に形成した直噴式デイーゼル機関の燃
焼室において、ピストン燃焼室側壁にノズル噴口
からの噴霧が衝突する衝突点を設け、前記側壁に
ノズル噴口数と同様のくぼみ部を形成し、その各
くぼみ部の壁面はスワール流れの方向上流側が接
線方向に形成された直線壁であり、その直線壁の
スワールの下流側に内角部と外角部とが形成され
て小渦流を形成するものであり、前記衝突点は前
記の隣接するくぼみ部の中間であることを特徴と
している。

［作用］ 上記した様な構成を具備する本考案の直噴式デ
イーゼル機関用燃焼室によれば、衝突した燃料は
一部空気と混合し、一部壁面に付着するが、いず
れもスワールによつてスワール方向に流れて、く
ぼみ部の所に達する。くぼみ部の所でスワールは
流速差を生ずるために、部分的な小さな渦流が生
じ、乱流が生ずる。この乱流により燃料と空気と
は好適に混合され、また壁面を流れる霧化しない
燃料も渦や乱流により剥離し、空気と混合され
る。ここで、本考案においては、各くぼみ部の壁
面はスワール流れの方向上流側が接線方向に形成
された直線壁であり、その直線壁のスワールの下
流側に内角部と外角部とが形成されているので、
小渦流を形成し易いのである。

このように衝突点が２つのくぼみ部の中間によ
つてのみ未然ガスは急速に混合気となり、そのた
めに燃焼効率が向上し、出力が増大する。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。

第１図および第２図において、燃焼室３の側壁
４はピストン１の外周面２に対して実質的に同心
円に形成され、底部５は通常の深皿型トロイダル
燃焼室の底部と同じ形状に形成されている。この
燃焼室３の側壁４には複数のノズル噴口（図面で
は５個）Ｎ１ないしＮ６（符号Ｎと略称する）か
らの噴霧５ａないし５ｅ（符号５と略称する）の
衝突する衝突点６ａないし６ｅ（符号６と略称す
る）が設けられている。そして側壁４には、図示
矢印のスワールＳの流れ方向後流側に向けて衝突
点６から接線方向に突出した小さいくぼみ部７ａ
ないし７ｅ（符号７と略称する）が形成されてい
る。そして図示の如く、これらの衝突点６はいず
れもくぼみ部７の中間に位置している。

このように構成された燃焼室２に対してスワー
ルＳを生じさせた場合、ノズル噴口Ｎから燃料を
噴射すると、噴霧５は衝突点６に衝突し未然ガス
すなわち空気と共にスワールＳ流れ方向に回転さ
れ、その一部は衝突点から接続方向くぼみ部７の
直線壁８にそつてくぼみ部７に導かれる。そして
第３図に示すように、そのくぼみ部７で底流し、
内角部９と外角部１０の間で局部的な強い小渦流
S′が形成される。この小渦流S′により混合気形成
が急速に行われ、燃焼効率が向上し、その結果、
出力が増大するのである。

この小渦流S′の生成は機関の低速域すなわちス
ワールＳが弱いときほど強く、逆にスワールＳは
強いとき（つまり機関の高速域および高負荷域）
には小渦流S′の発生量は少なくなるため（小渦流
S′が発生しても強いスワールＳと衝突して分散し
たり、あるいはスワールＳに吸収されてしまうた
め）本考案による燃焼室３は、機関の低速域およ
び部分負荷時での燃焼の改善に特に有効である。

しかし、機関の高速域および高負荷域において
は、スワールＳがくぼみ部７の外角部１０に衝突
してその過速比が防止されるため、熱ピンチ効果
および燃料噴射の重なり等が防止され、その結
果、高速域および高負荷域においても低速域およ
び部分負荷域と同様に良好な燃焼状態が得られ
る。

［考案の効果］ 以上の如く、本考案ではくぼみ部と衝突点と位
置の関係により、スワール方向に流れた燃料をく
ぼみ部で生ずる小渦流或いは乱流により空気と混
合させるので、燃料と空気との混合がよく行わ
れ、その結果、燃焼効率が向上するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すピストン頂面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線矢視断面図、第３
図はくぼみ部の詳細を示す上面図、第４図は従来
の燃焼室を示すピストン頂面図、第５図は第４図
のＡ−Ａ線矢視断面図である。 Ｓ……スワール、S′……小渦流、Ｎ……ノズル
噴口、２……ピストン外周面、３……燃焼室、４
……燃焼室側壁、５……噴霧、６……衝突点、７
……くぼみ部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストン頂面に形成した直噴式デイーゼル機関
   の燃焼室において、ピストン燃焼室側壁にノズル
   噴口からの噴霧が衝突する衝突点を設け、前記側
   壁にノズル噴口数と同様のくぼみ部を形成し、そ
   の各くぼみ部の壁面はスワール流れの方向上流側
   が接線方向に形成された直線壁であり、その直線
   壁のスワールの下流側に内角部と外角部とが形成
   されて小渦流を形成するものであり、前記衝突点
   は前記の隣接するくぼみ部の中間であることを特
   徴とする直噴式デイーゼル機関用燃焼室。