JPH0569354U - ディーゼルエンジン用燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高速回転域においては燃焼室壁に噴霧を衝突さ
せるが、始動時アイドルなどスワールの流速の小さい時
においては燃焼室壁に噴霧が衝突しないように制御する
ことができるディーゼルエンジン用燃焼室を提供するこ
とにある。 【構成】ピストンの頂部にカップ状のキャビティを形成
し、キャビティ内に吸入空気のスワールを形成しつつ燃
料噴射ノズルの噴孔からキャビティの周壁に燃料を噴霧
するようにしたものにおいて、噴孔軸線とほぼ同一線上
のキャビティ周壁に、キャビティ底壁に対しほぼ直角で
かつ奥行きがスワール方向に次第に浅くなる切欠き状凹
部を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はディーゼルエンジン用の燃焼室構造に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその技術的課題】

ディーゼルエンジンの燃焼改善対策として、ピストンの頂面に凹設した燃焼室 に吸入空気のスワールを形成しつつ、燃焼室の内周面に向かって燃料噴射ノズル から噴射供給する直接燃料噴射式のエンジンが知られている。 このタイプの燃焼室は一般に周壁が円形のカップ状をなしており、さらに空気 との混合を良くするためカップ状の底壁に円錐状の突起を設た構造もある。この ような構造では、エンジンの高速回転時はもとより低速回転時にも燃焼室周壁に 噴霧が衝突・反射する。ここで、高速回転時の噴霧の衝突は燃焼効率の改善に効 果があると考えられるが、低速回転時にことにエンジンの始動時のアイドル状態 や引き続く低速状態においては燃焼室の周壁は冷えており、かつ、スワールの流 速も遅くいわゆる弱いスワール流である。上記技術では、この状態で噴霧が低温 の燃焼室周壁に衝突する。このため、燃焼が不十分となり、ＨＣやスモークが発 生するなどの問題があった。

【０００３】 特開平１−９６４２１号公報には、燃焼室の内周面に長円状ないし楕円状に開 口する凹部を設けることが提案されている。しかし、この先行技術では、前記長 円状ないし楕円状の凹部が、スワールの旋回方向および反旋回方向に対し同等の 深度を持ち、かつ、凹部の底側はカップ底の曲率に対応するように曲率面となっ ている。このため、高速回転域で燃焼室内に多方向に向かう空気流を誘発しつつ 、スワール速度を適当に抑制することについては効果があるにしても、前記のよ うな始動時のアイドルなどスワール流が低速の時にも、噴霧が冷えた周壁に衝突 することを有効に防止できなかった。

【０００４】 本考案は前記のような問題点を解消するために考案されたもので、その目的と するところは、高速回転域においては燃焼室壁に噴霧を衝突させるが、始動時ア イドルなどスワールの流速の小さい時においては燃焼室壁に噴霧が衝突しないよ うに制御することができるディーゼルエンジン用燃焼室を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案は、ピストンの頂部にカップ状のキャビティを 形成し、キャビティ内に吸入空気のスワールを形成しつつ燃料噴射ノズルの噴孔 からキャビティの周壁に燃料を噴霧するようにしたものにおいて、噴孔軸線とほ ぼ同一線上のキャビティ周壁に、キャビティ底壁に対しほぼ直角でかつ奥行きが スワール方向に次第に浅くなる切欠き状凹部を設けたものである。

【０００６】

【実施例】

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明する。 図１と図２は本考案によるディーゼルエンジン用燃焼室を噴孔数が４つの燃料 噴射ノズルに対応する仕様とした実施例を示している。 １はピストンであり、頂部にキャビティ２を設けている。このキャビティ２は カップ状をなし、底壁２１のたとえば中央部には円錐状の突起２１０を設けてい る。３は先端に４個の噴孔３０を等間隔で形成した燃料噴射ノズルである。 このような構成は慣用の燃焼室と同様であるが、本考案においては、燃料噴射 ノズル３の各噴孔３０の軸線３００に対応するキャビティ周壁２０に、特殊な切 欠き状凹部４を形成している。

【０００７】 詳述すると、切欠き状凹部４は、図１のように、平面から見てほぼ三角形ない しこれに類する形状をなし、稜線４２すなわち奥行きの最も深い部位が噴孔３０ の軸線３００にほぼ一致している。 そして、稜線４２を境とする第１の面４０(反スワール方向の面)と第２の面４ １(スワール方向の面)は、キャビティ底壁２１に対しほぼ直角状(隅角が適度に 曲率を有していてもよい)をなしているが、第１の面４０と第２の面４１は稜線 ４２との角度α、βが異なり、第２の面４１の角度βは第１の面４０の角度αよ りも緩やかで、キャビティ周壁２０のほぼ接線方向につながっている。したがっ て、噴孔３０の軸線３００を基準として反スワール側ではキャビティとの開口幅 が狭く、スワール側ではキャビティとの開口幅が広く、なだらかに奥行きが浅く なっている。

【０００８】 本考案は上記のような構成からなるので、エンジンの運転に伴ってキャビティ ２内にはエンジン回転速度に比例したスワール速度の空気が満たされ、燃料噴射 ノズル３の噴孔３０からキャビティ周壁２０に向かって燃料が噴霧される。エン ジンの始動アイドリング時には、回転数が低いためスワールの速度は遅く、噴孔 ３０から噴射された噴霧は噴孔軸線３００にほぼ一致し、図３のｘのような軌跡 となる。このとき、キャビテイ２の周壁２０は低温となっている。 本考案においては、この噴孔軸線３００上に切欠き状凹部４を有しており、切 欠き状凹部４は噴孔軸線３００とほぼ一致する部位に最も深い部位(稜線４２)を 持っている。そして、この稜線４２はキャビティ底壁２１に対しほぼ直角状をな している。このため、噴孔３０からの距離が半径方向、周方向および高さ方向で 最も遠く領域に噴霧され、スワール流が弱いこととあいまって、キャビテイ周壁 ２０はもとより切欠き状凹部４を構成する第１の面４０、第２の面４１にほとん ど衝突しない。したがって、冷えた壁との接触による噴霧の冷却現象が回避され 、切欠き状凹部４に流入して反射される空気流と混合して良好な燃焼が行われる ことになる。それゆえ、ＨＣの発生が防止され、スモークも生じにくくなる。

【０００９】 そして、エンジンの回転速度が上昇してくると、それに呼応してスワール速度 が増すため、これによる影響で噴霧の軌跡は図３のＸ₁，Ｘ₂、Ｘ₃、Ｘ₄のように 変化する。このとき、切欠き状凹部４は第２の面４１が緩やかに浅くなってキャ ビテイ周壁２０につながっているため、前記噴霧はこの順次浅くなる第２の面４ １との衝突割合が次第に増加し、その第２の面４１は燃焼の進行によって温度が 高くなってくるため、効率よく霧化される。

【００１０】

【考案の効果】 以上説明した本考案によるときには、簡単な構造によってスワール速度が早い 高速時には噴霧を壁に衝突させて霧化を促進し、スワール速度の遅い始動時など においては冷えたキャビティ壁に噴霧を衝突させないように制御することができ 、これにより適切な燃焼改善を図ることができるというすぐれた効果が得られる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるディーゼルエンジン用燃焼室の一
実施例を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】本考案における噴霧軌跡を示す平面図である。

【符号の説明】

２ キャビティ ３ 燃料噴射ノズル ４ 切欠き状凹部 ２０ キャビティ周壁 ２１ キャビティ底壁 ３０ 噴孔 ４０ 第１の面 ４１ 第２の面 ４２ 稜線 ３００ 噴孔軸線

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンの頂部にカップ状のキャビティを
   形成し、キャビティ内に吸入空気のスワールを形成しつ
   つ燃料噴射ノズルの噴孔からキャビティの周壁に燃料を
   噴霧するようにしたものにおいて、噴孔軸線とほぼ同一
   線上のキャビティ周壁に、キャビティ底壁に対しほぼ直
   角でかつ奥行きがスワール方向に次第に浅くなる切欠き
   状凹部を設けたことを特徴とするディーゼルエンジン用
   燃焼室。