JPH06173690A - 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 - Google Patents
直噴式ディーゼル機関の燃焼室Info
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- JPH06173690A JPH06173690A JP4330564A JP33056492A JPH06173690A JP H06173690 A JPH06173690 A JP H06173690A JP 4330564 A JP4330564 A JP 4330564A JP 33056492 A JP33056492 A JP 33056492A JP H06173690 A JPH06173690 A JP H06173690A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、燃料噴霧の火炎同士の緩衝を防
ぎ、かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティを有する直噴式
ディーゼル機関の燃焼室を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は以下の構成から成る。ピストン頂部
２にキャビティ３を凹設する。このキャビティ３底部中
央に垂直に起立させて突起部を形成する。突起部にその
噴孔部を臨ませて燃料噴射ノズル５を配設する。さらに
上記突起部上端部に上記キャビティ３と同芯円的に深い
皿状部１１を設けてキャビティ３内を上下に分割する。
キャビティ３の上部開口直下部分をキャビティ３の円周
方向に沿ってほぼ球面状に拡径して上記皿状部１１先端
外周面とキャビティ内壁面との間に燃料噴霧乃至燃焼用
空気の入口１２を形成する。上記噴孔部に、上記入口１
２を介して皿状部１１下キャビティに燃料膜を生成すべ
く燃料噴霧を供給する第１噴孔１８と、皿状部１１上面
に燃料膜を形成すべく燃料噴霧を供給する第２噴孔１９
とを円周方向及び上下方向に間隔を隔てて設ける。
ぎ、かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティを有する直噴式
ディーゼル機関の燃焼室を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は以下の構成から成る。ピストン頂部
２にキャビティ３を凹設する。このキャビティ３底部中
央に垂直に起立させて突起部を形成する。突起部にその
噴孔部を臨ませて燃料噴射ノズル５を配設する。さらに
上記突起部上端部に上記キャビティ３と同芯円的に深い
皿状部１１を設けてキャビティ３内を上下に分割する。
キャビティ３の上部開口直下部分をキャビティ３の円周
方向に沿ってほぼ球面状に拡径して上記皿状部１１先端
外周面とキャビティ内壁面との間に燃料噴霧乃至燃焼用
空気の入口１２を形成する。上記噴孔部に、上記入口１
２を介して皿状部１１下キャビティに燃料膜を生成すべ
く燃料噴霧を供給する第１噴孔１８と、皿状部１１上面
に燃料膜を形成すべく燃料噴霧を供給する第２噴孔１９
とを円周方向及び上下方向に間隔を隔てて設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直噴式ディーゼル機関の
燃焼室に係り、特にキャビティ内の燃料の分布について
キャビティの形状と燃料噴霧の噴射方向について検討し
た新規な直噴式ディーゼル機関の燃焼室に関する。
燃焼室に係り、特にキャビティ内の燃料の分布について
キャビティの形状と燃料噴霧の噴射方向について検討し
た新規な直噴式ディーゼル機関の燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５には従来提供されていた直噴式ディ
ーゼル機関の燃焼室の概略的な構造が示されている。こ
の直噴式ディーゼル機関の燃焼室にあっては、燃料と空
気との混合（ミキトング）をよくするために、キャビテ
ィａ内にスワールＳを発生させるようにし、かつキャビ
ティａの燃焼空間に、円周方向に間隔を隔てて多数燃料
噴霧ｆ…を供給するようにしてしていた。
ーゼル機関の燃焼室の概略的な構造が示されている。こ
の直噴式ディーゼル機関の燃焼室にあっては、燃料と空
気との混合（ミキトング）をよくするために、キャビテ
ィａ内にスワールＳを発生させるようにし、かつキャビ
ティａの燃焼空間に、円周方向に間隔を隔てて多数燃料
噴霧ｆ…を供給するようにしてしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の燃焼室であっても、ＮＯｘやスモーク（パティキュ
レート）の改善には限界があり、それ以上にスモークを
低減させることはできなかった。そこで、本発明者等
は、この種の燃焼室において、燃料噴霧の噴射方向と燃
焼火炎について観察したところ、燃料噴霧の火炎同士
が互いに干渉すると（図５Ａ部）、この部分の燃焼温度
が他の部分の燃焼温度よりかなり高くなって、ここでＮ
Ｏｘ（パティキュレート）が多く発生してしまう、火
炎同士が干渉する領域では酸素不足となり煤も発生して
しまうということを見出した。
成の燃焼室であっても、ＮＯｘやスモーク（パティキュ
レート）の改善には限界があり、それ以上にスモークを
低減させることはできなかった。そこで、本発明者等
は、この種の燃焼室において、燃料噴霧の噴射方向と燃
焼火炎について観察したところ、燃料噴霧の火炎同士
が互いに干渉すると（図５Ａ部）、この部分の燃焼温度
が他の部分の燃焼温度よりかなり高くなって、ここでＮ
Ｏｘ（パティキュレート）が多く発生してしまう、火
炎同士が干渉する領域では酸素不足となり煤も発生して
しまうということを見出した。
【０００４】本発明の目的は、供給する燃料噴霧の火炎
同士の干渉を防ぎ、かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティ
を有する直噴式ディーゼル機関の燃焼室を提供すること
にある。
同士の干渉を防ぎ、かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティ
を有する直噴式ディーゼル機関の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】本発明は上記目的を達成
するために、ピストン頂部にキャビティを凹設し、この
キャビティ底部中央に垂直に起立させて突起部を形成
し、この突起部にその噴孔部を臨ませて燃料噴射ノズル
を配設した直噴式ディーゼル機関の燃焼室において、上
記突起部上端部に上記キャビティと同芯円的に深い皿状
部を設けてキャビティ内を上下に分割すると共に上記キ
ャビティの上部開口直下部分をキャビティの円周方向に
沿ってほぼ球面状に拡径して上記皿状部先端外周面とキ
ャビティ内壁面との間に燃料噴霧乃至燃焼用空気の入口
を形成し、上記噴孔部に、上記入口を介して皿状部下キ
ャビティに燃料膜を生成すべく燃料噴霧を供給する第１
噴孔と、皿状部上面に燃料膜を形成すべく燃料噴霧を供
給する第２噴孔とを円周方向及び上下方向に間隔を隔て
て交互に設けたものである。
するために、ピストン頂部にキャビティを凹設し、この
キャビティ底部中央に垂直に起立させて突起部を形成
し、この突起部にその噴孔部を臨ませて燃料噴射ノズル
を配設した直噴式ディーゼル機関の燃焼室において、上
記突起部上端部に上記キャビティと同芯円的に深い皿状
部を設けてキャビティ内を上下に分割すると共に上記キ
ャビティの上部開口直下部分をキャビティの円周方向に
沿ってほぼ球面状に拡径して上記皿状部先端外周面とキ
ャビティ内壁面との間に燃料噴霧乃至燃焼用空気の入口
を形成し、上記噴孔部に、上記入口を介して皿状部下キ
ャビティに燃料膜を生成すべく燃料噴霧を供給する第１
噴孔と、皿状部上面に燃料膜を形成すべく燃料噴霧を供
給する第２噴孔とを円周方向及び上下方向に間隔を隔て
て交互に設けたものである。
【０００６】
【作用】吸気行程において、スワールポートからシリン
ダ内に供給された吸気スワールは、ピストンの半径方向
外側からキャビティ内に流入し、皿状部上と皿状部下と
の双方においてそれぞれ独立したスワールを発生させ
る。特に、皿状部下で旋回（周回）するスワールは、皿
状部の先端側外周面と凹陥部の内壁面（表面）との案内
によって整流され、皿状部下を強く攪拌する。
ダ内に供給された吸気スワールは、ピストンの半径方向
外側からキャビティ内に流入し、皿状部上と皿状部下と
の双方においてそれぞれ独立したスワールを発生させ
る。特に、皿状部下で旋回（周回）するスワールは、皿
状部の先端側外周面と凹陥部の内壁面（表面）との案内
によって整流され、皿状部下を強く攪拌する。
【０００７】圧縮行程終期に、燃料噴射ノズルが開弁さ
れ、第１噴孔及び第２噴孔が開放されると、第１噴孔及
び第２噴孔からそれぞれ燃料噴霧が噴出される。
れ、第１噴孔及び第２噴孔が開放されると、第１噴孔及
び第２噴孔からそれぞれ燃料噴霧が噴出される。
【０００８】第１噴孔から噴出された燃料噴霧は、互い
に干渉することなくそれぞれ入口を通過して凹陥部内に
入り、凹陥部の内壁面に衝突する。この衝突により、第
１噴孔から噴射された燃料噴霧の一部は微粒化されて飛
散し、残部は凹陥部とこれに連続するキャビティの床部
に薄膜状に被着して燃料膜となる。飛散した微粒化燃料
は、皿状部下のキャビティ内雰囲気によって瞬時のうち
に蒸気化し空気と混合して、予混合気（着火性及び火炎
の伝播性のよい混合気をいう。）となり、燃料膜は、ス
ワールによってスワール方向に引き延されて拡散しつ
つ、キャビティ内雰囲気及びキャビティの壁熱によって
徐々に蒸発し予混合気化する。予混合気が、着火し燃焼
すると、この火炎及び熱エネルギによって燃料膜は火炎
伝播を受け、緩慢に燃焼する。
に干渉することなくそれぞれ入口を通過して凹陥部内に
入り、凹陥部の内壁面に衝突する。この衝突により、第
１噴孔から噴射された燃料噴霧の一部は微粒化されて飛
散し、残部は凹陥部とこれに連続するキャビティの床部
に薄膜状に被着して燃料膜となる。飛散した微粒化燃料
は、皿状部下のキャビティ内雰囲気によって瞬時のうち
に蒸気化し空気と混合して、予混合気（着火性及び火炎
の伝播性のよい混合気をいう。）となり、燃料膜は、ス
ワールによってスワール方向に引き延されて拡散しつ
つ、キャビティ内雰囲気及びキャビティの壁熱によって
徐々に蒸発し予混合気化する。予混合気が、着火し燃焼
すると、この火炎及び熱エネルギによって燃料膜は火炎
伝播を受け、緩慢に燃焼する。
【０００９】一方、第２噴孔から噴出された燃料噴霧
は、互いに干渉することなく、かつ上下方向において、
第１噴孔から噴出された燃料噴霧と干渉することなく皿
状部の先端側より内側の部位に衝突する。この衝突によ
り、第２噴孔から噴射された燃料噴霧の一部は微粒化さ
れて飛散し、残部は皿状部の表面に薄膜状に被着して燃
料膜となる。飛散した微粒化燃料は、皿状部上のキャビ
ティ内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化し空気と混合
して、予混合気となり、燃料膜は、スワールによってス
ワール方向に引き延されて拡散し、キャビティ内雰囲気
及び皿状部の壁熱によって徐々に蒸発する。皿状部上の
予混合気が、着火し燃焼すると、この火炎及び熱エネル
ギによって燃料膜が火炎伝播を受け、緩慢な燃焼を開始
する。
は、互いに干渉することなく、かつ上下方向において、
第１噴孔から噴出された燃料噴霧と干渉することなく皿
状部の先端側より内側の部位に衝突する。この衝突によ
り、第２噴孔から噴射された燃料噴霧の一部は微粒化さ
れて飛散し、残部は皿状部の表面に薄膜状に被着して燃
料膜となる。飛散した微粒化燃料は、皿状部上のキャビ
ティ内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化し空気と混合
して、予混合気となり、燃料膜は、スワールによってス
ワール方向に引き延されて拡散し、キャビティ内雰囲気
及び皿状部の壁熱によって徐々に蒸発する。皿状部上の
予混合気が、着火し燃焼すると、この火炎及び熱エネル
ギによって燃料膜が火炎伝播を受け、緩慢な燃焼を開始
する。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１１】図１には本発明に係る直噴式ディーゼル機
関のピストン軸方向に沿った断面が、第２図には図１の
要部詳細図が、そして図３には本発明に係る直噴式ディ
ーゼル機関の平面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図）
が示されている。
関のピストン軸方向に沿った断面が、第２図には図１の
要部詳細図が、そして図３には本発明に係る直噴式ディ
ーゼル機関の平面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図）
が示されている。
【００１２】図１乃至図３に示す如く、ピストン１に
は、そのピストン頂部２を軸心方向に沿って窪ませて深
皿状にキャビティ３が形成され、シリンンダヘッド４に
は、キャビティ３のほぼ軸芯位置にその噴孔部を臨ませ
て燃料噴射ノズル５が取付けられている。キャビティ３
には、その上部開口６を区画する部分に、シリンダヘッ
ド４のスワールポート（図示せず）から供給された燃焼
用空気の吸気スワール及び上記燃料噴射ノズル５により
供給された燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２を、キャビティ３内に止
どめておくことができるようにするために、その円周方
向に沿ってリップ状に棚部７が形成され、キャビティ３
の底部中央部には、燃焼用空気の吸気スワール及び燃料
噴霧Ｆ１を、キャビティ３の中心軸周りに旋回させるべ
く、突起部８が垂直に形成されている。そして、キャビ
ティ３の内周壁９には、その棚部７直下の部位に、燃料
噴霧Ｆ１を受け入れるべく、キャビティ３の円周方向に
沿わせて球面状に凹陥部１０が形成され、突起部８に
は、その上端部外周部に、これを縁取るように、かつ上
記凹陥部（拡径部）１０と同心円的に深い皿状部１１が
形成されている。この場合、凹陥部１０の上下縁は、棚
部７とキャビティ３の底部とに滑らかな曲面を介して接
続され、また、皿状部１１の肉厚は、キャビティ３内の
旋回流を妨げることのないように可能な限り薄肉に形成
されている。この場合、皿状部１１を強靱なセラミック
で形成して、皿状部１１の肉厚を大巾に薄くすることも
可能である。また、皿状部１１の半径方向の突出長さと
皿状部１１先端縁の高さ位置とは、その先端縁と凹陥部
１０とが作る入口１２の間隔を、ピストン１の絞り損失
を生じさせずにかつ燃料噴霧を衝突させることのない間
隔とするようにそれぞれ設定されている。
は、そのピストン頂部２を軸心方向に沿って窪ませて深
皿状にキャビティ３が形成され、シリンンダヘッド４に
は、キャビティ３のほぼ軸芯位置にその噴孔部を臨ませ
て燃料噴射ノズル５が取付けられている。キャビティ３
には、その上部開口６を区画する部分に、シリンダヘッ
ド４のスワールポート（図示せず）から供給された燃焼
用空気の吸気スワール及び上記燃料噴射ノズル５により
供給された燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２を、キャビティ３内に止
どめておくことができるようにするために、その円周方
向に沿ってリップ状に棚部７が形成され、キャビティ３
の底部中央部には、燃焼用空気の吸気スワール及び燃料
噴霧Ｆ１を、キャビティ３の中心軸周りに旋回させるべ
く、突起部８が垂直に形成されている。そして、キャビ
ティ３の内周壁９には、その棚部７直下の部位に、燃料
噴霧Ｆ１を受け入れるべく、キャビティ３の円周方向に
沿わせて球面状に凹陥部１０が形成され、突起部８に
は、その上端部外周部に、これを縁取るように、かつ上
記凹陥部（拡径部）１０と同心円的に深い皿状部１１が
形成されている。この場合、凹陥部１０の上下縁は、棚
部７とキャビティ３の底部とに滑らかな曲面を介して接
続され、また、皿状部１１の肉厚は、キャビティ３内の
旋回流を妨げることのないように可能な限り薄肉に形成
されている。この場合、皿状部１１を強靱なセラミック
で形成して、皿状部１１の肉厚を大巾に薄くすることも
可能である。また、皿状部１１の半径方向の突出長さと
皿状部１１先端縁の高さ位置とは、その先端縁と凹陥部
１０とが作る入口１２の間隔を、ピストン１の絞り損失
を生じさせずにかつ燃料噴霧を衝突させることのない間
隔とするようにそれぞれ設定されている。
【００１３】実施例にあって、燃料噴射ノズル５は、図
４に示すように、ノズルボディ１３の油圧室１４に燃料
噴射ポンプ（図示せず）から送油された燃料を導いてこ
れを針弁１５の円錘状の受圧面１６に直接作用させて開
弁させ、針弁１５により閉じられていたノズルチップ
（噴孔部）１７の第１噴孔１８から燃料噴霧Ｆ１を噴出
させると共に、第２噴孔１９から燃料噴霧Ｆ２を噴出さ
せるように形成されている。
４に示すように、ノズルボディ１３の油圧室１４に燃料
噴射ポンプ（図示せず）から送油された燃料を導いてこ
れを針弁１５の円錘状の受圧面１６に直接作用させて開
弁させ、針弁１５により閉じられていたノズルチップ
（噴孔部）１７の第１噴孔１８から燃料噴霧Ｆ１を噴出
させると共に、第２噴孔１９から燃料噴霧Ｆ２を噴出さ
せるように形成されている。
【００１４】具体的に、第１噴孔１８は、円周方向に約
１２０°おきに計３個設けられ、第２噴孔１９は、その
第１噴孔１８より下位の位置で、かつ第１噴孔１８に対
して６０°（半ピッチ）ずらして約１２０°おきに計３
個設けられている。また、第１噴孔１８は、これより噴
射された燃料噴霧Ｆ１が、それぞれ上記皿状部１１の先
端縁に干渉するようなことのない方向で、かつ上記入口
１２を介して凹陥部１０内に燃料噴霧Ｆ２を噴出できる
ようにその向きが設定され、第２噴孔１９は、これより
噴射される燃料噴霧Ｆ２が、上下方向において、第１噴
孔１８から噴射された燃料噴霧Ｆ１に干渉しない方向
で、かつ上記皿状部１１の上面の先端縁より内側の部分
にそれぞれ燃料噴霧Ｆ２を供給できるように、その向き
が設定されている。また、これら第１噴孔１８，第２噴
孔１９は、凹陥部１０の内壁面と皿状部１１の上面とに
それぞれ燃料の薄膜Ｍ１，Ｍ２をそれぞれ形成できる貫
徹力で燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２を噴出することができるよう
に、それぞれその噴孔径が設定されている。
１２０°おきに計３個設けられ、第２噴孔１９は、その
第１噴孔１８より下位の位置で、かつ第１噴孔１８に対
して６０°（半ピッチ）ずらして約１２０°おきに計３
個設けられている。また、第１噴孔１８は、これより噴
射された燃料噴霧Ｆ１が、それぞれ上記皿状部１１の先
端縁に干渉するようなことのない方向で、かつ上記入口
１２を介して凹陥部１０内に燃料噴霧Ｆ２を噴出できる
ようにその向きが設定され、第２噴孔１９は、これより
噴射される燃料噴霧Ｆ２が、上下方向において、第１噴
孔１８から噴射された燃料噴霧Ｆ１に干渉しない方向
で、かつ上記皿状部１１の上面の先端縁より内側の部分
にそれぞれ燃料噴霧Ｆ２を供給できるように、その向き
が設定されている。また、これら第１噴孔１８，第２噴
孔１９は、凹陥部１０の内壁面と皿状部１１の上面とに
それぞれ燃料の薄膜Ｍ１，Ｍ２をそれぞれ形成できる貫
徹力で燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２を噴出することができるよう
に、それぞれその噴孔径が設定されている。
【００１５】次に実施例の作用を説明する。
【００１６】吸気行程において、スワールポートからシ
リンダ２０内に供給された燃焼用空気の吸気スワール
は、図１乃至図３に示すように、ピストン１の半径方向
外側からキャビティ３内に流入し、皿状部１１上と皿状
部１１下との双方においてそれぞれ独立したスワールＳ
２，Ｓ３を発生させる。特に、皿状部１１下で旋回（周
回）するスワールＳ２は、皿状部１１の先端側外周面と
凹陥部１０の内壁面（表面）との案内によって整流さ
れ、皿状部１１下を強く攪拌する。
リンダ２０内に供給された燃焼用空気の吸気スワール
は、図１乃至図３に示すように、ピストン１の半径方向
外側からキャビティ３内に流入し、皿状部１１上と皿状
部１１下との双方においてそれぞれ独立したスワールＳ
２，Ｓ３を発生させる。特に、皿状部１１下で旋回（周
回）するスワールＳ２は、皿状部１１の先端側外周面と
凹陥部１０の内壁面（表面）との案内によって整流さ
れ、皿状部１１下を強く攪拌する。
【００１７】圧縮行程終期に、燃料噴射ノズル５の針弁
１５が開弁され、第１噴孔１８及び第２噴孔１９が開放
されると、第１噴孔１８及び第２噴孔１９からそれぞれ
燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２が噴出される。
１５が開弁され、第１噴孔１８及び第２噴孔１９が開放
されると、第１噴孔１８及び第２噴孔１９からそれぞれ
燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２が噴出される。
【００１８】第１噴孔１８から噴出された燃料噴霧Ｆ１
は、互いに干渉することなくそれぞれ入口１２を通過し
て凹陥部１０内に入り、凹陥部１０の内壁面に衝突す
る。この衝突により、第１噴孔１８から噴射された燃料
噴霧Ｆ１の一部は微粒化されて飛散し、残部は凹陥部１
０とこれに連続するキャビティ３の底部に薄膜状に被着
して燃料膜Ｍ１となる。飛散した微粒化燃料は、皿状部
１１下のキャビティ３内雰囲気によって瞬時のうちに蒸
気化し空気と混合して、予混合気（着火性及び火炎の伝
播性のよい混合気をいう。）となり、燃料膜Ｍ１は、ス
ワールＳ２によってスワール方向に引き延されて広が
り、キャビティ内雰囲気及びキャビティ３の壁熱によっ
て徐々に蒸発する。予混合気が着火し燃焼すると、この
火炎及び熱エネルギによって燃料膜Ｍ１が火炎伝播を受
け、緩慢に燃焼する。従って着火遅れがなく、熱発生率
が低くかつ圧力上昇率の緩慢な燃焼が達成される。
は、互いに干渉することなくそれぞれ入口１２を通過し
て凹陥部１０内に入り、凹陥部１０の内壁面に衝突す
る。この衝突により、第１噴孔１８から噴射された燃料
噴霧Ｆ１の一部は微粒化されて飛散し、残部は凹陥部１
０とこれに連続するキャビティ３の底部に薄膜状に被着
して燃料膜Ｍ１となる。飛散した微粒化燃料は、皿状部
１１下のキャビティ３内雰囲気によって瞬時のうちに蒸
気化し空気と混合して、予混合気（着火性及び火炎の伝
播性のよい混合気をいう。）となり、燃料膜Ｍ１は、ス
ワールＳ２によってスワール方向に引き延されて広が
り、キャビティ内雰囲気及びキャビティ３の壁熱によっ
て徐々に蒸発する。予混合気が着火し燃焼すると、この
火炎及び熱エネルギによって燃料膜Ｍ１が火炎伝播を受
け、緩慢に燃焼する。従って着火遅れがなく、熱発生率
が低くかつ圧力上昇率の緩慢な燃焼が達成される。
【００１９】一方、第２噴孔１９から噴出された燃料噴
霧Ｆ２は、互いに干渉することなく、かつ上下方向にお
いて、第１噴孔１８から噴出された燃料噴霧Ｆ１とも干
渉を起こすことなく皿状部１１の先端側より内側の部位
に衝突する。この衝突により、第２噴孔１９から噴射さ
れた燃料噴霧Ｆ１の一部は微粒化されて飛散し、残部は
皿状部１１の表面に薄膜状に被着して燃料膜Ｍ２とな
る。飛散した微粒化燃料は、皿状部１１上のキャビティ
内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化し空気と混合し
て、予混合気となり、燃料膜Ｍ２は、スワールＳ２によ
ってスワール方向に引き延されて拡散し、キャビティ内
雰囲気及び皿状部１１の壁熱によって徐々に蒸発する。
皿状部１１上の予混合気が、着火し燃焼すると、この火
炎及び熱エネルギによって燃料膜Ｍ２が火炎伝播を受
け、緩慢な燃焼を開始する。従って、皿状部１１上でも
着火遅れがなく、熱発生率が低くかつ圧力上昇率の緩慢
な燃焼が達成される。
霧Ｆ２は、互いに干渉することなく、かつ上下方向にお
いて、第１噴孔１８から噴出された燃料噴霧Ｆ１とも干
渉を起こすことなく皿状部１１の先端側より内側の部位
に衝突する。この衝突により、第２噴孔１９から噴射さ
れた燃料噴霧Ｆ１の一部は微粒化されて飛散し、残部は
皿状部１１の表面に薄膜状に被着して燃料膜Ｍ２とな
る。飛散した微粒化燃料は、皿状部１１上のキャビティ
内雰囲気によって瞬時のうちに蒸気化し空気と混合し
て、予混合気となり、燃料膜Ｍ２は、スワールＳ２によ
ってスワール方向に引き延されて拡散し、キャビティ内
雰囲気及び皿状部１１の壁熱によって徐々に蒸発する。
皿状部１１上の予混合気が、着火し燃焼すると、この火
炎及び熱エネルギによって燃料膜Ｍ２が火炎伝播を受
け、緩慢な燃焼を開始する。従って、皿状部１１上でも
着火遅れがなく、熱発生率が低くかつ圧力上昇率の緩慢
な燃焼が達成される。
【００２０】このように本発明に係る直噴式ディーゼル
機関の燃焼室は、皿状部１１上と皿状部１１下の双方に
おいて、予混合気と燃料膜Ｍ１，Ｍ２とを独立して生成
し、一つのキャビティ３での緩慢蒸発燃焼面積を飛躍的
に拡大して空気利用率を大巾に高めるようになってお
り、また、円周方向及び上下方向において燃料噴霧間の
間隔を十分に確保して、燃料噴霧Ｆ１同士、燃料噴霧Ｆ
２同士そして燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２同士の重なりや、これ
らの火炎同士の重なりを防ぐことができるようになって
いるため、燃焼温度が低く圧力上昇率が緩慢な燃焼を達
成することができる。従って、従来の壁面蒸発を行うキ
ャビティと比較して、ＮＯｘ、スモーク（パティキュレ
ート）は大巾に減少し、着火遅れ、燃焼騒音の異常な増
大も抑制できる。
機関の燃焼室は、皿状部１１上と皿状部１１下の双方に
おいて、予混合気と燃料膜Ｍ１，Ｍ２とを独立して生成
し、一つのキャビティ３での緩慢蒸発燃焼面積を飛躍的
に拡大して空気利用率を大巾に高めるようになってお
り、また、円周方向及び上下方向において燃料噴霧間の
間隔を十分に確保して、燃料噴霧Ｆ１同士、燃料噴霧Ｆ
２同士そして燃料噴霧Ｆ１，Ｆ２同士の重なりや、これ
らの火炎同士の重なりを防ぐことができるようになって
いるため、燃焼温度が低く圧力上昇率が緩慢な燃焼を達
成することができる。従って、従来の壁面蒸発を行うキ
ャビティと比較して、ＮＯｘ、スモーク（パティキュレ
ート）は大巾に減少し、着火遅れ、燃焼騒音の異常な増
大も抑制できる。
【００２１】なお、本実施例の説明にあって燃料噴射ノ
ズルとしてホール形の燃料噴射ノズル５を使用する説明
をしたが、あらゆる使用負荷で開弁する副噴孔と、所定
負荷（例えば低負荷）を越えたときから開弁する主噴孔
を有するピントークス形の燃料噴射ノズルを用い、その
副噴孔を上記第２噴孔１９とし、その主噴孔を上記第１
噴孔１８として、負荷に応じて空燃比を調節することが
できるように構成することももちろん可能である。
ズルとしてホール形の燃料噴射ノズル５を使用する説明
をしたが、あらゆる使用負荷で開弁する副噴孔と、所定
負荷（例えば低負荷）を越えたときから開弁する主噴孔
を有するピントークス形の燃料噴射ノズルを用い、その
副噴孔を上記第２噴孔１９とし、その主噴孔を上記第１
噴孔１８として、負荷に応じて空燃比を調節することが
できるように構成することももちろん可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
発明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
【００２３】（１）燃料噴霧の火炎同士の緩衝を防ぎ、
かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティを提供できるため、
ＮＯｘ、スモーク（パテキュレート）の排出値を大巾に
低下させることができる。
かつ緩慢蒸発面積の広いキャビティを提供できるため、
ＮＯｘ、スモーク（パテキュレート）の排出値を大巾に
低下させることができる。
【図１】本発明に係る直噴式ディーゼル機関の燃焼室を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】図１の要部詳細図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】燃料噴射ノズルの断面図である。
【図５】従来の直噴式ディーゼル機関の燃焼室を示す平
面図である。
面図である。
２ ピストン頂部 ３ キャビティ ５ 燃料噴射ノズル ６ 上部開口部 ８ 突起部 １１ 皿状部 １２ 入口 １７ ノズルチップ（噴孔部） １８ 第１噴孔 １９ 第２噴孔
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストン頂部にキャビティを凹設し、該
キャビティ底部中央に垂直に起立させて突起部を形成
し、該突起部にその噴孔部を臨ませて燃料噴射ノズルを
配設した直噴式ディーゼル機関の燃焼室において、上記
突起部上端部に上記キャビティと同芯円的に深い皿状部
を設けてキャビティ内を上下に分割すると共に上記キャ
ビティの上部開口直下部分をキャビティの円周方向に沿
ってほぼ球面状に拡径して上記皿状部先端外周面とキャ
ビティ内壁面との間に燃料噴霧乃至燃焼用空気の入口を
形成し、上記噴孔部に、上記入口を介して皿状部下キャ
ビティに燃料膜を生成すべく燃料噴霧を供給する第１噴
孔と、皿状部上面に燃料膜を形成すべく燃料噴霧を供給
する第２噴孔とを円周方向及び上下方向に間隔を隔てて
交互に設けたことを特徴とする直噴式ディーゼル機関の
燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4330564A JPH06173690A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4330564A JPH06173690A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173690A true JPH06173690A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18234062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4330564A Pending JPH06173690A (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 直噴式ディーゼル機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06173690A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1120554A1 (en) * | 1998-10-05 | 2001-08-01 | Yanmar Diesel Engine Co. Ltd. | Combustion system for direct injection diesel engines |
| US6795963B1 (en) * | 1999-11-12 | 2004-09-21 | International Business Machines Corporation | Method and system for optimizing systems with enhanced debugging information |
| FR2866393A1 (fr) * | 2004-02-13 | 2005-08-19 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Moteur a combustion interne a injection directe |
| EP1605147A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-14 | Delphi Technologies, Inc. | Apparatus for improving combustion |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP4330564A patent/JPH06173690A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1120554A1 (en) * | 1998-10-05 | 2001-08-01 | Yanmar Diesel Engine Co. Ltd. | Combustion system for direct injection diesel engines |
| EP1120554A4 (en) * | 1998-10-05 | 2005-11-09 | Yanmar Diesel Engine Co | COMBUSTION DEVICE FOR DIRECTLY INJECTED DIESEL ENGINES |
| US6795963B1 (en) * | 1999-11-12 | 2004-09-21 | International Business Machines Corporation | Method and system for optimizing systems with enhanced debugging information |
| FR2866393A1 (fr) * | 2004-02-13 | 2005-08-19 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Moteur a combustion interne a injection directe |
| WO2005078270A1 (fr) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Peugeot Citroën Automobiles SA | Moteur a combustion interne a injection directe. |
| EP1605147A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-14 | Delphi Technologies, Inc. | Apparatus for improving combustion |
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