JPH0584371B2 - - Google Patents
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- JPH0584371B2 JPH0584371B2 JP59026857A JP2685784A JPH0584371B2 JP H0584371 B2 JPH0584371 B2 JP H0584371B2 JP 59026857 A JP59026857 A JP 59026857A JP 2685784 A JP2685784 A JP 2685784A JP H0584371 B2 JPH0584371 B2 JP H0584371B2
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- chamber
- spray
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- 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
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- F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
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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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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、デイーゼルエンジンにおける燃焼室
の構造に関する。
の構造に関する。
従来、小型の直噴式デイーゼルエンジンにおい
ては、その吐煙濃度を減少させるため、燃焼室か
らシリンダ壁近傍のクエンチゾーンへの火炎噴出
を抑止させるようにすることが提案されている。
このため、第１図に示すように、ピストン１の、
頂面１ａに開口する燃焼室２を、ピストン１内部
へ向け末広がり形状になるように、側壁２ａを傾
斜させて形成することが多く行なわれている。
ては、その吐煙濃度を減少させるため、燃焼室か
らシリンダ壁近傍のクエンチゾーンへの火炎噴出
を抑止させるようにすることが提案されている。
このため、第１図に示すように、ピストン１の、
頂面１ａに開口する燃焼室２を、ピストン１内部
へ向け末広がり形状になるように、側壁２ａを傾
斜させて形成することが多く行なわれている。
ところが、このように形成された燃焼室２によ
る場合には、以下のような不具合がある。
る場合には、以下のような不具合がある。
(1) 第１図に示すように、燃焼室内に噴霧が誘導
されない部分が存在するため、部分的な空気利
用率低下を招き、吐煙濃度減少効果が少ない。
されない部分が存在するため、部分的な空気利
用率低下を招き、吐煙濃度減少効果が少ない。
(2) 第１図に示すようにピストン頂面上のシリン
ダ側（クエンチゾーン）への噴霧の分散を防止
しながら、壁面衝突後の噴霧を燃焼室上部にも
分布されるためには、第２図に示すように、噴
霧ノズル３を燃焼室２内へ大きく突出させて、
噴射角θを広げる必要があるが、噴射ノズル３
の突出量増加は噴射ノズル３先端の耐久性確保
の面で問題がある。
ダ側（クエンチゾーン）への噴霧の分散を防止
しながら、壁面衝突後の噴霧を燃焼室上部にも
分布されるためには、第２図に示すように、噴
霧ノズル３を燃焼室２内へ大きく突出させて、
噴射角θを広げる必要があるが、噴射ノズル３
の突出量増加は噴射ノズル３先端の耐久性確保
の面で問題がある。
本発明は、これらの問題点の解消をはかろうと
するもので、燃料の噴霧をピストンの変位に応じ
て燃焼室内の中央部各層へ誘導できるようにし
て、吐煙濃度を十分に低減させるようにした、デ
イーゼルエンジンの燃焼室構造を提供することを
目的とする。
するもので、燃料の噴霧をピストンの変位に応じ
て燃焼室内の中央部各層へ誘導できるようにし
て、吐煙濃度を十分に低減させるようにした、デ
イーゼルエンジンの燃焼室構造を提供することを
目的とする。
このため、本発明のデイーゼルエンジンの燃焼
室構造は、デイーゼルエンジンにおいて、ピスト
ンの頂面に開口しその内径が同頂面において最小
径となるように上記ピストンの内部へ向け末広が
り形状に形成された燃焼室をそなえ、鉛直上下方
向にほぼ沿つて延在する反射面を有し、上記燃焼
室を上室と下室とに区画するためのリング状の突
出部が上記燃焼室の側壁の上下方向中間部に内方
に向けて突設され、上記上室の側壁が下広がりの
円錐面と同円錐面の下縁部に連続する下すぼまり
の円錐面形状の反射面とで形成されて、ピストン
の上方へのストロークに応じて燃料噴霧衝突中心
線が上記上室から上記下すぼまりの円錐面形状の
反射面へ移動し、さらにリング状の突出部の反射
面へと移動するように構成されていることを特徴
としている。
室構造は、デイーゼルエンジンにおいて、ピスト
ンの頂面に開口しその内径が同頂面において最小
径となるように上記ピストンの内部へ向け末広が
り形状に形成された燃焼室をそなえ、鉛直上下方
向にほぼ沿つて延在する反射面を有し、上記燃焼
室を上室と下室とに区画するためのリング状の突
出部が上記燃焼室の側壁の上下方向中間部に内方
に向けて突設され、上記上室の側壁が下広がりの
円錐面と同円錐面の下縁部に連続する下すぼまり
の円錐面形状の反射面とで形成されて、ピストン
の上方へのストロークに応じて燃料噴霧衝突中心
線が上記上室から上記下すぼまりの円錐面形状の
反射面へ移動し、さらにリング状の突出部の反射
面へと移動するように構成されていることを特徴
としている。
以下、図面により本発明の実施例いついて説明
すると、第３〜５図は本発明の一実施例としての
デイーゼルエンジンの燃焼室構造を示すもので、
第３図はその縦断面図、第４図ａ〜ｄはいずれも
その作用を示す模式図、第５図はその特性を従来
のものと比べて示すグラフである。
すると、第３〜５図は本発明の一実施例としての
デイーゼルエンジンの燃焼室構造を示すもので、
第３図はその縦断面図、第４図ａ〜ｄはいずれも
その作用を示す模式図、第５図はその特性を従来
のものと比べて示すグラフである。
第３図に示すように、直噴式デイーゼルエンジ
ンにおいて、ピストン１の上部に頂面１ａに開口
する燃焼室２が設けられており、燃焼室２は、側
壁２ａを鉛直面に対し傾斜角θ1傾斜させピストン
１の内部へ、頂面１ａにおける内径が最小径とな
るような末広がり形状になるように形成されてい
る。
ンにおいて、ピストン１の上部に頂面１ａに開口
する燃焼室２が設けられており、燃焼室２は、側
壁２ａを鉛直面に対し傾斜角θ1傾斜させピストン
１の内部へ、頂面１ａにおける内径が最小径とな
るような末広がり形状になるように形成されてい
る。
燃焼室２の側壁２ａには、上下方向中間部に燃
焼室２内方へ向けリング状の突出部２ｂが突設さ
れており、突出部２ｂ下方には下部燃焼室５が形
成されている。
焼室２内方へ向けリング状の突出部２ｂが突設さ
れており、突出部２ｂ下方には下部燃焼室５が形
成されている。
そして、突出部２ｂはその外面を鉛直面に対し
傾斜角θ2の傾斜を有する反射面４ａと、鉛直上下
方向に延在する反射面４ｂと、下部燃焼室５の上
部壁面とにより構成されている。
傾斜角θ2の傾斜を有する反射面４ａと、鉛直上下
方向に延在する反射面４ｂと、下部燃焼室５の上
部壁面とにより構成されている。
すなわち、反射面４ａは、ピストン１が比較的
下方にある場合に、比較的上方から、噴射される
噴霧を頂面１ａ上方および、下部燃焼室５内上部
へ向け反射させるように構成されており、反射面
４ｂは、ピストン１がより上方へ駆動された場合
に噴霧を燃焼室２中間部へ反射させるとともに、
反射面４ｂの上下両面により燃焼室２上部および
下部燃焼室５内へ噴霧を案内誘導するようになつ
ている。
下方にある場合に、比較的上方から、噴射される
噴霧を頂面１ａ上方および、下部燃焼室５内上部
へ向け反射させるように構成されており、反射面
４ｂは、ピストン１がより上方へ駆動された場合
に噴霧を燃焼室２中間部へ反射させるとともに、
反射面４ｂの上下両面により燃焼室２上部および
下部燃焼室５内へ噴霧を案内誘導するようになつ
ている。
このように、噴霧の衝突点近傍に単一傾斜壁面
を基準にした凹凸が設けられ、エンジンにおける
噴射期間中において、ピストンストロークにより
上下に変化する壁面の噴霧衝突点により噴霧反射
方向を経時変化させ、噴霧の多層分布化をはかれ
るようになつている。
を基準にした凹凸が設けられ、エンジンにおける
噴射期間中において、ピストンストロークにより
上下に変化する壁面の噴霧衝突点により噴霧反射
方向を経時変化させ、噴霧の多層分布化をはかれ
るようになつている。
下部燃焼室５は、その上下方向中間部が膨んだ
形状に形成されている。
形状に形成されている。
すなわち下部燃焼室５の周壁は、その縦断面形
状を半円状に形成されている。
状を半円状に形成されている。
したがつて、ピストン１が最も上方へ駆動され
たとき噴霧を下部燃焼室５周壁に案内させるよう
にして、噴霧を下部燃焼室５内のスワール流と混
合させるようになつている。
たとき噴霧を下部燃焼室５周壁に案内させるよう
にして、噴霧を下部燃焼室５内のスワール流と混
合させるようになつている。
なお、第３図中の口径D1，D2，D3，D4の大小
関係は、一例としてD1＞D3＞D2＞D4となつてい
る。
関係は、一例としてD1＞D3＞D2＞D4となつてい
る。
本発明のデイーゼルエンジンの燃焼室構造は、
上述のごとく構成されているので、燃焼室２内に
おける燃料噴霧の分散状態は、噴霧の衝突位置に
より第４図ａ〜ｄに示すように変化する。
上述のごとく構成されているので、燃焼室２内に
おける燃料噴霧の分散状態は、噴霧の衝突位置に
より第４図ａ〜ｄに示すように変化する。
すなわち、ピストン１が比較的下方に位置して
いる場合は、第４図ｃに示すように比較的上方に
噴射ノズル３が位置するため、噴射ノズル３から
噴霧される燃料の噴霧は、反射面４ａに衝突し、
ピストン１ａ上方中央部および下部燃焼室５上方
部中央へ向け反射誘導される。
いる場合は、第４図ｃに示すように比較的上方に
噴射ノズル３が位置するため、噴射ノズル３から
噴霧される燃料の噴霧は、反射面４ａに衝突し、
ピストン１ａ上方中央部および下部燃焼室５上方
部中央へ向け反射誘導される。
そして、ピストン１が、より上方へ変位した場
合には、第４図ｂに示すように、噴射ノズル３が
上記第４図ｃの場合より下方に位置するため、噴
射ノズル３から噴射される燃料の噴霧は、反射面
４ｂに衝突し、噴霧は下部燃焼室５上部へ向け反
射誘導される。
合には、第４図ｂに示すように、噴射ノズル３が
上記第４図ｃの場合より下方に位置するため、噴
射ノズル３から噴射される燃料の噴霧は、反射面
４ｂに衝突し、噴霧は下部燃焼室５上部へ向け反
射誘導される。
また、反射面４ｂ上方に衝突した噴霧は、上部
側壁２ａに案内されて、燃焼室２上部中央へ誘導
され、反射面４ｂ下方に衝突した噴霧は、下部燃
焼室５周壁に案内されて下部燃焼室５内の空気ス
ワール流と十分に混合される。
側壁２ａに案内されて、燃焼室２上部中央へ誘導
され、反射面４ｂ下方に衝突した噴霧は、下部燃
焼室５周壁に案内されて下部燃焼室５内の空気ス
ワール流と十分に混合される。
さらに、ピストン１が最上位置へ変位した場合
には、第４図ａに示すように、噴射ノズル３が最
下位置に至るため、噴射ノズル３から噴射される
燃料の噴霧は、下部燃焼室５内周壁上部に衝突す
るようになり、その大部分は下部燃焼室５内周壁
に案内されて下部燃焼室５内方へ向かう旋回流と
なる。
には、第４図ａに示すように、噴射ノズル３が最
下位置に至るため、噴射ノズル３から噴射される
燃料の噴霧は、下部燃焼室５内周壁上部に衝突す
るようになり、その大部分は下部燃焼室５内周壁
に案内されて下部燃焼室５内方へ向かう旋回流と
なる。
この旋回流は第４図ｄに示すように、下部燃焼
室５内の空気スワール流と十分に混合される。
室５内の空気スワール流と十分に混合される。
そして、下部燃焼室５上方へ衝突する噴霧は、
第４図ｂの場合と同様にして下部燃焼部５上部お
よび、燃焼室２上部の中央へ誘導される。
第４図ｂの場合と同様にして下部燃焼部５上部お
よび、燃焼室２上部の中央へ誘導される。
このように、ピストン１の各変位時において、
噴霧を空気スワール流を介在した状態で、燃焼室
２上、中、下部に多層分布させることができるよ
うになり、空気利用率が増加する。
噴霧を空気スワール流を介在した状態で、燃焼室
２上、中、下部に多層分布させることができるよ
うになり、空気利用率が増加する。
また上述のいずれの場合においても、燃焼室２
の内径を、ピストン１の頂面１ａにおいて最小径
としたため、ピストン１の圧縮上死点近傍時に燃
料噴霧が燃焼室内からピストン頂面上部へと浸入
し難くなり、その結果未燃またはくすぶり状態で
排出され難く、排ガス中のHC、スモークが低減
し、出力向上するという効果がある。
の内径を、ピストン１の頂面１ａにおいて最小径
としたため、ピストン１の圧縮上死点近傍時に燃
料噴霧が燃焼室内からピストン頂面上部へと浸入
し難くなり、その結果未燃またはくすぶり状態で
排出され難く、排ガス中のHC、スモークが低減
し、出力向上するという効果がある。
また、ピストン１の各変位時において、噴霧は
燃焼室２の中心方向へ向け誘導されるため、着火
後も温度の低いシリンダ壁方向すなわちクエンチ
ゾーンへ火炎が拡がりにくくなる。
燃焼室２の中心方向へ向け誘導されるため、着火
後も温度の低いシリンダ壁方向すなわちクエンチ
ゾーンへ火炎が拡がりにくくなる。
このように、燃焼室２内の局部的な過濃混合気
形成がさけられ、また拡散燃焼期に、火炎がクエ
ンチゾーンへ噴出することを抑止できるため、黒
煙発生量が大幅に低減され吐煙濃度で制限される
出力の向上が可能になる。
形成がさけられ、また拡散燃焼期に、火炎がクエ
ンチゾーンへ噴出することを抑止できるため、黒
煙発生量が大幅に低減され吐煙濃度で制限される
出力の向上が可能になる。
第５図は従来構造による場合と同一の吐煙濃度
時における本発明の構造による場合の出力特性を
示しており、実線で示す本発明の構造による場合
は、鎖線で示す従来の構造による場合より、10％
程度全域で出力が向上するようになる。
時における本発明の構造による場合の出力特性を
示しており、実線で示す本発明の構造による場合
は、鎖線で示す従来の構造による場合より、10％
程度全域で出力が向上するようになる。
このようにして、噴射ノズル３を燃焼室２内に
過大に突出させないままで、吐煙濃度を低減でき
るようになり、噴射ノズル３を過大に突出させた
場合における噴射ノズル３先端の熱による耐久性
の低下を回避できるようになる。
過大に突出させないままで、吐煙濃度を低減でき
るようになり、噴射ノズル３を過大に突出させた
場合における噴射ノズル３先端の熱による耐久性
の低下を回避できるようになる。
なお、突出部２ｂは、燃焼室２内における所要
の上下位置で周方向に断続状態で突出させるよう
にしてもよい。
の上下位置で周方向に断続状態で突出させるよう
にしてもよい。
以上詳述したように、本発明のデイーゼルエン
ジンの燃焼室構造によれば、次のような効果ない
し利点が得られる。
ジンの燃焼室構造によれば、次のような効果ない
し利点が得られる。
(1) 燃焼室の燃料噴霧反射面をピストンのストロ
ーク方向に複数形成させることにより、ピスト
ンストロークの変化に応じて燃料噴霧衝突部を
順次変化させ、燃料を燃焼室内に多層分布させ
て空気利用率を向上させ、排気吐煙濃度の低減
を行なうことができるという効果がある。
ーク方向に複数形成させることにより、ピスト
ンストロークの変化に応じて燃料噴霧衝突部を
順次変化させ、燃料を燃焼室内に多層分布させ
て空気利用率を向上させ、排気吐煙濃度の低減
を行なうことができるという効果がある。
(2) 上記(1)により燃料噴霧の壁面反射を活用して
空気利用率を高めると共に、燃焼室内径をピス
トン頂面において最小径としたため、ピストン
の圧縮上死点近傍時に燃料噴霧が燃焼室内から
ピストン頂面上部へと浸入し難くなり、その結
果未燃またはくすぶり状態で排出され難く、排
ガス中のHC、スモークが低減し、出力向上す
るという効果がある。
空気利用率を高めると共に、燃焼室内径をピス
トン頂面において最小径としたため、ピストン
の圧縮上死点近傍時に燃料噴霧が燃焼室内から
ピストン頂面上部へと浸入し難くなり、その結
果未燃またはくすぶり状態で排出され難く、排
ガス中のHC、スモークが低減し、出力向上す
るという効果がある。
第１，２図は従来のデイーゼルエンジンの燃焼
室構造を示すもので、第１図はその噴霧の状態を
示す模式図、第２図はその噴射ノズルの位置を示
す模式図であり、第３〜５図は本発明の一実施例
としてのデイーゼルエンジンの燃焼室構造を示す
もので、第３図はその縦断面図、第４図ａ〜ｄは
いずれもその作用を示す模式図、第５図はその特
性を従来のものと比べて示すグラフである。 １……ピストン、１ａ……頂面、２……燃焼
室、２ａ……側壁、２ｂ……突出部、３……噴射
ノズル、４ａ，４ｂ……反射面、５……下部燃焼
室、θ1，θ2……傾斜角。
室構造を示すもので、第１図はその噴霧の状態を
示す模式図、第２図はその噴射ノズルの位置を示
す模式図であり、第３〜５図は本発明の一実施例
としてのデイーゼルエンジンの燃焼室構造を示す
もので、第３図はその縦断面図、第４図ａ〜ｄは
いずれもその作用を示す模式図、第５図はその特
性を従来のものと比べて示すグラフである。 １……ピストン、１ａ……頂面、２……燃焼
室、２ａ……側壁、２ｂ……突出部、３……噴射
ノズル、４ａ，４ｂ……反射面、５……下部燃焼
室、θ1，θ2……傾斜角。
Claims (1)
- １ デイーゼルエンジンにおいて、ピストンの頂
面に開口しその内径が同頂面において最小径とな
るように上記ピストンの内部へ向け末広がり形状
に形成された燃焼室をそなえ、鉛直上下方向にほ
ぼ沿つて延在する反射面を有し、上記燃焼室を上
室と下室とに区画するためのリング状の突出部が
上記燃焼室の側壁に上下方向中間部に内方に向け
て突設され、上記上室の側壁が下広がりの円錐面
と同円錐面の下縁部に連続する下すぼまりの円錐
面形状の反射面とで形成されて、ピストンの上方
へのストロークに応じて燃料噴霧衝突中心線が上
記上室から上記下すぼまりの円錐面形状の反射面
へ移動し、さらにリング状の突出部の反射面へと
移動するように構成されていることを特徴とす
る、デイーゼルエンジンの燃焼室構造。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59026857A JPS60173310A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | デイ−ゼルエンジンの燃焼室構造 |
| DE3590066A DE3590066C2 (ja) | 1984-02-15 | 1985-02-14 | |
| DE19853590066 DE3590066T (de) | 1984-02-15 | 1985-02-14 | Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor |
| GB08524576A GB2173254B (en) | 1984-02-15 | 1985-02-14 | Combustion chamber structure for diesel engines |
| EP85901055A EP0172253B1 (en) | 1984-02-15 | 1985-02-14 | Combustion chamber structure for diesel engines |
| US06/787,794 US4721080A (en) | 1984-02-15 | 1985-02-14 | Structure of combustion chamber in diesel engine |
| PCT/JP1985/000058 WO1985003738A1 (en) | 1984-02-15 | 1985-02-14 | Combustion chamber structure for diesel engines |
| KR1019850000932A KR900007815B1 (ko) | 1984-02-15 | 1985-02-15 | 디젤 엔진의 연소실 구조 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59026857A JPS60173310A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | デイ−ゼルエンジンの燃焼室構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60173310A JPS60173310A (ja) | 1985-09-06 |
| JPH0584371B2 true JPH0584371B2 (ja) | 1993-12-01 |
Family
ID=12204945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59026857A Granted JPS60173310A (ja) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | デイ−ゼルエンジンの燃焼室構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60173310A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012246816A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Toyota Motor Corp | 直接噴射式内燃機関 |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2650294B2 (ja) * | 1988-01-27 | 1997-09-03 | トヨタ自動車株式会社 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
| JPS644823U (ja) * | 1987-06-29 | 1989-01-12 | ||
| JP2500113Y2 (ja) * | 1987-07-02 | 1996-06-05 | 三菱自動車工業株式会社 | メタノ−ルエンジン |
| JPH01131823U (ja) * | 1988-03-02 | 1989-09-07 | ||
| US9429101B2 (en) * | 2013-08-21 | 2016-08-30 | Caterpillar Inc. | Combustion engine piston and engine using same |
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| JPS5747725B2 (ja) * | 1979-02-13 | 1982-10-12 | ||
| JPS5819302U (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-05 | 株式会社日立製作所 | 調節計 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5479302U (ja) * | 1977-11-15 | 1979-06-05 | ||
| JPS6313386Y2 (ja) * | 1980-09-02 | 1988-04-15 | ||
| JPS57182222U (ja) * | 1981-05-15 | 1982-11-18 | ||
| JPS57196219U (ja) * | 1981-06-09 | 1982-12-13 |
-
1984
- 1984-02-15 JP JP59026857A patent/JPS60173310A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60173310A (ja) | 1985-09-06 |
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