JPH06185366A - 空気圧縮形、自己着火式内燃機関のための燃焼室 - Google Patents

空気圧縮形、自己着火式内燃機関のための燃焼室

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JPH06185366A
JPH06185366A JP5211474A JP21147493A JPH06185366A JP H06185366 A JPH06185366 A JP H06185366A JP 5211474 A JP5211474 A JP 5211474A JP 21147493 A JP21147493 A JP 21147493A JP H06185366 A JPH06185366 A JP H06185366A
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cylinder
cylinder head
injection nozzle
curvature
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴射された燃料量の最適な燃焼を達成し、そ
のためにシリンダ軸線内に位置した多噴射形噴射ノズル
から出た燃料噴流が燃焼室の壁と接触しないように燃焼
室の形状を構成する。 【構成】 ピストン底部が円錐形であり、円錐面の傾斜
が、ピストン底部が扇状に広がる燃料噴流の形状に適合
するように選択されている。またはシリンダヘッド底部
が球面区分として燃料噴流が壁に接触しないように構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の類概念によ
り燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】直接噴射式内燃機関の燃焼室はシリン
ダ、シリンダヘッドおよびピストン底部によって形成さ
れている。図示効率を高めるため限界条件を改善するた
めに種々の形状が開発されたがこれらは排ガスの性質改
善の意味での最適な燃焼に対して十分には配慮をしてい
ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、所定
のピストン直径において、噴射された燃料噴流の自由噴
射長をできる限り大きく、かつすべての噴流に関して等
しく保持し、しかも燃料滴が焼尽前に壁と接触しないよ
うにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、吸気弁と
排気弁を各１つ備えたシリンダヘッドにおいては請求項
１の特徴によって解決される。
【０００５】また上記の課題は、シリンダヘッドにつき
４つの弁を用いた場合には請求項４の特徴によって解決
される。
【０００６】
【発明の効果】本発明による第１の構成によれば、球面
区分として構成されたシリンダヘッドおよび円錐形のピ
ストン底部と中央に配置された噴射ノズルとの関連によ
って燃料噴射流が大きな自由距離に達する可能性を有
し、しかも燃料滴が早期に燃焼室の壁と接触して冷却さ
れ、かつもはや最適には蒸発せず、空気と混合せず、か
つ焼尽し得ないということは起らない。したがって本発
明による形状の燃焼室によって排ガスの質の改善への寄
与が達成される。
【０００７】本発明による第２の構成によれば、シリン
ダヘッドにつき４つの弁を用いることによってシリンダ
ヘッド底部を２つの、異なる連続的に互いに移行する球
面区分から構成することが必要である、それというのも
隣り合ったシリンダの斜めに配置された弁が互いに邪魔
になるであろうからである。
【０００８】本発明による他の構成が請求項２，３、
５，６項に記載されている。
【０００９】高い圧縮比の内燃機関ではピストン底部と
シリンダヘッドとの間の空間がきわめて小さいので、扇
状となった燃料噴流は周辺領域で壁と接触することが起
り得る。これはピストン底面の半径方向のくぼみによっ
て回避される。
【００１０】
【実施例】図１は図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図であ
り、燃焼室１の輪郭を略示している。燃焼室１はシリン
ダ２、ピストン底部３およびシリンダヘッド底部４によ
って制限されている。シリンダヘッド底部４は燃焼室側
で曲率半径ｒ1の球面区分として構成されており、その
曲率中心６はシリンダ軸線上に位置している。ピストン
底部３は回転対称の面３ａとして構成されている。ガス
交換は少なくとも１つの吸気弁７と排気弁８（図２）に
よって行われる。シリンダヘッド底部４と面３ａとの間
の距離ａはシリンダ軸内に位置した噴射ノズル１３を基
点にして連続的に増大して、燃料噴流９（図２）が壁と
接触しないようになっている。
【００１１】面３ａの傾斜は、多噴流形の噴射ノズル１
３から出た燃料噴流がピストン底部３の面３ａにも吸気
弁７ないしは排気弁８の面１０ａ，１０ｂまたはシリン
ダヘッド底部４にも接触しないように選択されている。
噴射ノズル１３の孔は全周にわたって均一に分配されて
取付けられており、そのために各燃料噴流は同じ限界条
件を有する。
【００１２】高い圧縮比ではシリンダヘッド底部４と面
３ａとの間の距離がきわめて僅かであるので、燃料噴流
９は限界領域においてこれらの部分に接触することが起
り得るが、このことは排ガス中の未燃焼燃料成分を生じ
ることがある。したがって図２の構成によれば、ピスト
ン底部３内にくぼみ１１を形成することが提案されてい
る。高い圧縮比においてはこれらのくぼみ１１が、並び
に低い圧縮比の場合には面３ａの経過が扇形に広がった
燃料噴流９の経過に適合せしめられている。
【００１３】シリンダ壁の保護および支障ある空間の減
少のためにピストンは縁領域で前だれ１２として高くな
っている。前だれ１２からシリンダヘッド底部４までの
距離はできる限り小さく保って有害な空間を小さく保持
する。
【００１４】吸気通路がシリンダ軸線に平行に配置され
た図２による構成は特に２サイクル運転に好適である。
ピストンが２サイクル運転で下死点位置の領域にあると
きには燃焼室１の掃気を行うために吸気弁７、排気弁８
が開かれる。ピストンの下死点位置Ｘが１点鎖線で示さ
れている。
【００１５】図３には図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った
断面図で、４つの弁、すなわち２つの吸気弁７ａ，７ｂ
および２つの排気弁８ａ，８ｂを使用した場合のシリン
ダヘッド底部４の燃焼室側の経過が示されている。シリ
ンダヘッド底部４は機関縦軸線およびシリンダ軸線を含
む平面内に曲率半径をｒ2を有し、これは曲率中心６ａ
を持つ。更にシリンダ軸線を含んだ機関縦軸線に対して
垂直な平面内に曲率半径ｒ3が取られている。ｒ3につい
ての曲率中心は６ｂの点にある。図４から判るように隣
り合ったシリンダの弁が邪魔になるので、曲率半径が異
なる必要がある。ピストン底部３は距離ａについては図
１ないしは図２に示されたシリンダヘッド底部４の経過
に従う。シリンダ軸線から一定距離については面３ａと
シリンダヘッド底部との間の距離ａは常に変わらない。
【００１６】図４は弁を４つ使用した場合のシリンダヘ
ッド（図３）の略示平面図である。各シリンダヘッドは
２つの吸気弁７ａ，７ｂおよび２つの排気弁８ａ，８ｂ
を有し、これらの軸線は図平図から突出していると考え
るべきである。隣り合ったシリンダの弁７ａ，７ｂ，８
ａ，８ｂが接しないようにするためにシリンダヘッド底
部４は図３に示された異なる曲率半径ｒ2およびｒ3を有
する２つの連続的に互いに移行した球面区分を有してい
る。したがってシリンダヘッド底部４（図３）の局所的
に得られる面に対してそれぞれ垂直な弁は適切な空間的
位置を有しており、そのために弁は互いに接しない。
【００１７】吸気弁７ａ，７ｂないしは排気弁８ａ，８
ｂの弁中心は必ずしもシリンダ中心を通る必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸気弁と排気弁を各１つの備えた燃焼室のシリ
ンダヘッドの球面区分を示した、図２のＩ−Ｉ線に沿っ
た断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】吸気弁と排気弁を各２つの備えた燃焼室の、図
４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】シリンダにつき弁を４つの備えた多シリンダ内
燃機関の平面図である。
【符号の説明】
１ 燃焼室 ２ シリンダ ３ ピストン底部 ３ａ 面 ４ シリンダヘッド底部 ６，６ａ，６ｂ 曲率中心 ７，７ａ，７ｂ 吸気弁 ８，８ａ，８ｂ 排気弁 ９ 燃料噴流 １０ａ，１０ｂ 面 １１ くぼみ １２ 前だれ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気圧縮形、自己着火式内燃機関のため
    の燃焼室であって、燃焼室がシリンダ、シリンダヘッド
    底部およびピストン底部によって制限されており、シリ
    ンダヘッドが多噴流形噴射ノズルを有しており、かつガ
    ス交換のために少なくとも各１つの吸気弁と排気弁のた
    めの弁開口が設けられた形式のものにおいて、１つの吸
    気弁および排気弁（７，８）が使用された場合にシリン
    ダヘッド底部（４）が曲率半径ｒ1を有する球面区分と
    して構成されており、その曲率中心（６）がシリンダ軸
    線上に位置しており、ピストン底部（３）が部分的に回
    転対称の面（３ａ）として構成されており、この面（３
    ａ）の傾斜が、この面（３ａ）とシリンダヘッド底部
    （４）との間の距離ａがこの面（３ａ）の頂部から出発
    して多噴射形噴射ノズル（１３）から出た燃料噴流
    （９）の輪郭が扇状に拡がるような量で増大しており、
    かつガス交換のための弁（７，８）の開口がシリンダ軸
    線の方向でみて機関縦軸線に対して横方向に配置されて
    いることを特徴とする、空気圧縮形、自己着火式内燃機
    関のための燃焼室。
  2. 【請求項２】 ピストン底部（３）がシリンダ軸線の方
    向でみて半径方向のくぼみ（１１）を有しており、かつ
    くぼみ（１１）が横断面でみて、該くぼみが噴射ノズル
    （１３）から出た、噴射ノズルの燃焼噴流の形状に適合
    せしめられるように構成されている、請求項１項記載の
    燃焼室。
  3. 【請求項３】 燃焼室の形状が、吸気弁もしくは排気弁
    （７，８）の所要の制御時間および噴射ノズル（１３）
    の噴射時間と組合わせて４サイクル運転にも２サイクル
    運転にも使用可能である、請求項１または２記載の燃焼
    室。
  4. 【請求項４】 空気圧縮形、自己着火式内燃機関のため
    燃焼室であって、燃焼室がシリンダ、シリンダヘッド底
    部およびピストン底部によって制限されており、シリン
    ダヘッドが多噴流形噴射ノズルを有しており、かつ交換
    のために少なくとも各１つの吸気弁と排気弁のための弁
    開口が設けられた形式のものにおいて、２つの吸気弁も
    しくは排気弁（７ａ，７ｂもしくは８ａ，８ｂ）が使用
    された場合にシリンダヘッド底部（４）が異なる曲率半
    径ｒ2，ｒ3を持つ２つの球面区分から構成されており、
    これらの曲率中心（６ａ，６ｂ）がシリンダ軸線上に位
    置しており、第１の球面区分が曲率半径ｒ2を有してい
    て機関縦軸線とシリンダ軸線を含む平面内に存在してお
    り、かつ第２の球面区分が曲率半径ｒ3を有していてシ
    リンダ軸線を含む、機関縦軸線に垂直な平面内に存在し
    ており、これらの平面間に位置したシリンダ軸線を含む
    複数の平面内において上記２つの球面区分が連続的に互
    いに移行しており、ピストン底部（３）が主として面
    （３ａ）として構成されており、面（３ａ）の傾斜が、
    面（３ａ）とシリンダヘッド底部（４）との間の距離ａ
    が面（３ａ）の頂部から以下の程度で、すなわち噴射ノ
    ズル（１３）から出た燃料噴流（９）の輪郭が扇状に広
    がる程度で増大するように構成されており、かつ吸気
    弁、排気弁（７ａ，７ｂもしくは８ａ，８ｂ）の開口が
    シリンダ軸線の方向でみてそれぞれ機関縦軸線に対して
    横方向に配置されていることを特徴とする、空気圧縮
    形、自己着火式内燃機関のための燃焼室。
  5. 【請求項５】 ピストン底部（３）がシリンダ軸線の方
    向でみて半径方向のくぼみ（１１）を有しており、かつ
    くぼみ（１１）が横断面でみて、該くぼみが噴射ノズル
    （１３）から出た、噴射ノズルの燃焼噴流の形状に適合
    せしめられるように構成されている、請求項４項記載の
    燃焼室。
  6. 【請求項６】 燃焼室の形状が、吸気弁もしくは排気弁
    （７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ）の所要の制御時間および噴
    射ノズル（１３）の噴射時間と組合わせて４サイクル運
    転にも２サイクル運転にも使用可能である、請求項４ま
    たは５記載の燃焼室。
JP5211474A 1992-08-27 1993-08-26 空気圧縮形、自己着火式内燃機関のための燃焼室 Pending JPH06185366A (ja)

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DE4228518A DE4228518A1 (de) 1992-08-27 1992-08-27 Brennraumform für luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen
DE4228518.6 1992-08-27

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