JPH0634583Y2 - Combustion chamber of direct injection diesel engine - Google Patents

Combustion chamber of direct injection diesel engine

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JPH0634583Y2
JPH0634583Y2 JP9950787U JP9950787U JPH0634583Y2 JP H0634583 Y2 JPH0634583 Y2 JP H0634583Y2 JP 9950787 U JP9950787 U JP 9950787U JP 9950787 U JP9950787 U JP 9950787U JP H0634583 Y2 JPH0634583 Y2 JP H0634583Y2
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JP
Japan
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combustion chamber
diesel engine
direct injection
piston
protrusion
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JP9950787U
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JPS646323U (en
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雅二 加藤
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Isuzu Motors Ltd
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室に係り、
特に主燃焼室に連通される予燃焼室をピストン頂部に設
けた直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a combustion chamber of a direct injection diesel engine,
In particular, it relates to a combustion chamber of a direct injection diesel engine in which a pre-combustion chamber communicating with the main combustion chamber is provided at the top of the piston.

[従来の技術] ピストンの頂部を窪ませて、直噴式ディーゼルエンジン
の燃焼室を形成したものとして、Man−M型、トロイタ
ル型、リエントラント型等が知られているが、スワー
ル,スキッシュなどの燃焼室内の空気流動の安定化ある
いはデッドスペースの解消のために、燃焼室内に突起部
を設けた提案(実開昭55-73518号公報)がある。
[Prior Art] Man-M type, toroidal type, reentrant type, etc. are known as those in which the top of the piston is recessed to form the combustion chamber of a direct injection diesel engine, but combustion of swirl, squish, etc. There is a proposal (Japanese Utility Model Publication No. 55-73518) in which a protrusion is provided in the combustion chamber in order to stabilize the air flow in the chamber or eliminate the dead space.

第5図に示すように、この提案は、燃焼室a内の略中央
に棒状を呈する突起部bを立設させ、この燃焼室aを区
画する壁面のうち、底面cの外周端部dから側面eまで
を適宜な曲率半径Rを有する円弧面で形成すると共に、
この側面eの上部を、その円弧に接する接線から成る面
で形成させたものである。
As shown in FIG. 5, in this proposal, a bar-shaped protrusion b is erected at substantially the center of the combustion chamber a, and among the wall surfaces partitioning the combustion chamber a, from the outer peripheral end d of the bottom face c. While forming up to the side surface e with an arc surface having an appropriate radius of curvature R,
The upper part of the side surface e is formed by a surface composed of a tangent line contacting the arc.

このように構成することによって、噴霧と空気との混合
が促進され、スモーク,HCの発生のない燃焼が得られる
こととなる。
With this configuration, the mixing of the spray and the air is promoted, and combustion without smoke and HC is obtained.

一方、燃料を直接燃焼室に噴射せず、副燃焼室(予燃焼
室)に噴射する予燃焼室式ディーゼルエンジンも広く使
用されている。
On the other hand, a pre-combustion chamber type diesel engine in which fuel is not directly injected into the combustion chamber but is injected into the auxiliary combustion chamber (pre-combustion chamber) is also widely used.

第6図に示すように、従来この種のエンジンは、シリン
ダヘッドfに、シリンダgと小さな通路hにより連絡す
る予燃焼室iを形成し、燃焼噴射ノズルjを予燃焼室i
内に突出させて、燃料を噴射するようになっている。こ
の方式は、着火遅れがほとんどないので、急激な燃焼
(燃焼騒音)を防止させる等の特徴がある。
As shown in FIG. 6, in a conventional engine of this type, a cylinder head f is provided with a pre-combustion chamber i communicating with a cylinder g through a small passage h, and a combustion injection nozzle j is connected to the pre-combustion chamber i.
The fuel is injected by projecting inward. Since this method has almost no ignition delay, it is characterized by preventing rapid combustion (combustion noise).

[考案が解決しようとする問題点] しかしながら、上記提案にあっては、高速運転条件の下
(高負荷時)では、所望の空気混合が得られるが、低速
時またはアイドル時(低負荷時)においては、噴霧の貫
徹力(ペネトレーション)が悪く、空気との混合が不充
分となり、スモーク,HCを多量に排出する燃焼となって
しまうという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above proposal, although desired air mixing can be obtained under high-speed operating conditions (high load), low speed or idle (low load) In the above, there was a problem that the penetration force of the spray was poor, the mixing with the air was insufficient, and the combustion became a discharge of a large amount of smoke and HC.

これに対し、予燃焼室式においては、低速時にあって
も、噴霧は予燃焼室i内で燃焼されてから、連絡孔hを
通ってシリンダg内に至るので、上記問題は発生しな
い。ただし、高速運転時における両方式を比較すると、
直噴式の有する高出力、低燃費の利点は大きく、これを
生かすような構成の燃焼室が望まれていた。
On the other hand, in the pre-combustion chamber type, even at low speed, since the spray is burned in the pre-combustion chamber i and then reaches the cylinder g through the communication hole h, the above problem does not occur. However, comparing both formulas during high speed operation,
The direct injection type has the great advantages of high output and low fuel consumption, and a combustion chamber having a structure that makes use of these advantages has been desired.

そこで、本考案は、上記事情に鑑み、低速運転時にあっ
てもスモーク,HCの発生が抑えられる直噴式ディーゼル
エンジンの燃焼室を提供すべく創案されたものである。
Therefore, in view of the above circumstances, the present invention was devised to provide a combustion chamber of a direct injection diesel engine in which the generation of smoke and HC is suppressed even during low speed operation.

[問題点を解決するための手段] 本考案は、ピストン頂部を窪ませて形成した主燃焼室の
略中央に突起部を設け、突起部に燃焼噴射ノズルに臨む
予燃焼室を形成し、予燃焼室と主燃焼室との間に、高速
運転時の燃料噴射ノズルの噴射方向に一致するピストン
半径方向の連絡孔を設けたものである。
[Means for Solving Problems] According to the present invention, a protrusion is provided substantially in the center of the main combustion chamber formed by recessing the piston top, and a pre-combustion chamber facing the combustion injection nozzle is formed on the protrusion. A communication hole is provided between the combustion chamber and the main combustion chamber in the piston radial direction that coincides with the injection direction of the fuel injection nozzle during high speed operation.

[作用] 高速運転(高負荷)時において、連絡孔は、燃料噴射ノ
ズルからの噴霧を主燃焼室へ導く。主燃焼室はこの噴霧
を着火させ燃焼させる。この時、突起部は所定の空気流
動を発生させて、空気との混合を促進させる。低速運転
(低負荷)時においては、噴霧は予燃焼室へ噴霧され、
着火される。
[Operation] During high-speed operation (high load), the communication hole guides the spray from the fuel injection nozzle to the main combustion chamber. The main combustion chamber ignites and burns this spray. At this time, the protrusions generate a predetermined air flow to promote mixing with the air. During low speed operation (low load), the spray is sprayed into the pre-combustion chamber,
Is ignited.

その後火炎およびガスは連絡孔を通って主燃焼室へ入
り、燃焼が完了される。
Thereafter, the flame and gas enter the main combustion chamber through the communication hole, and the combustion is completed.

[実施例] 以下、本考案の実施例を添付図面に従って説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図および第2図は、本考案に係る直噴式ディーゼル
エンジンの燃焼室の一実施例を示したものであり、ピス
トン1の頂部2を窪ませて形成された主燃焼室3に、公
知の突起部4を設け、この突起部4に予燃焼室5を形成
してある。そして予燃焼室5と主燃焼室3との間には、
これらを連絡すべくピストン半径方向に形成された連絡
孔6が設けられている。
1 and 2 show an embodiment of a combustion chamber of a direct injection type diesel engine according to the present invention, in which a main combustion chamber 3 formed by recessing a top portion 2 of a piston 1 is known. Is provided with a pre-combustion chamber 5. And between the pre-combustion chamber 5 and the main combustion chamber 3,
A communication hole 6 formed in the piston radial direction is provided to connect them.

主燃焼室3は、その底面7および外側面8が、噴霧Aを
所定の状態に拡散させ得るような曲線を呈していると共
に、その略中央に立設されている突起部4によりその内
側が区画され、上方からみて円環状に形成されている。
The main combustion chamber 3 has a bottom surface 7 and an outer surface 8 which are curved so that the spray A can be diffused into a predetermined state, and the inner side of the main combustion chamber 3 is formed by a protrusion 4 that is erected approximately at the center. It is partitioned and formed in an annular shape when viewed from above.

予燃焼室5は、突起部4の上方に設けられた燃料噴射ノ
ズル9に臨んで、略球形を呈して設けられているととも
に、その上部開口部10が、スキッシュの発生を促進させ
るように、且つ噴射ノズル9の先端側が予燃焼室5内に
進入し得るように、適宜絞られて形成されている。ま
た、予燃焼室5は、低速運転時にあって、従来の予燃焼
室式デイーゼルエンジンの副室と同様に、燃料噴射ノズ
ル9からの噴霧Aを受けてこれを燃焼させるような形状
と容積を有している。
The pre-combustion chamber 5 faces the fuel injection nozzle 9 provided above the protrusion 4 and is provided in a substantially spherical shape, and the upper opening 10 thereof promotes the occurrence of squish, In addition, the tip end side of the injection nozzle 9 is appropriately narrowed so that it can enter the pre-combustion chamber 5. Further, the pre-combustion chamber 5 has a shape and a volume such that the pre-combustion chamber 5 receives the spray A from the fuel injection nozzle 9 and burns it at the time of low speed operation, like the sub chamber of the conventional pre-combustion chamber type diesel engine. Have

連絡孔6は、本実施例にあっては、燃料噴射ノズル9に
備えられた噴孔11の数に一致する4個形成されており、
上方からみて中央から放射状に、噴孔11に臨んで位置さ
れている。またその鉛直方向位置は、実質的に予燃焼室
5と主燃焼室3とを隔てる突起部4の隔壁12の中位から
高位にかけて形成されている。この位置は、高速運転時
にあって、所定タイミングで、即ちピストン1が復動上
死点L直前まで上昇してきた時に噴射されるようになっ
ている噴霧Aを、主燃焼室3の外側面8まで導くよう
に、その噴射中の噴孔移動範囲に合致されている。従っ
て連絡孔6は、側方からみて適宜な巾を有する縦長状を
呈して成されている。さらに、連絡孔6の下端は、低速
運転時の噴射タイミングであるピストン1の上死点L到
達時に、噴霧Aが連絡孔6内に入らないように、その噴
射位置より上方に位置されている。
In this embodiment, four communication holes 6 are formed, which corresponds to the number of injection holes 11 provided in the fuel injection nozzle 9.
It is located radially from the center when viewed from above, facing the injection hole 11. Further, the vertical position thereof is formed substantially from the middle position to the high position of the partition wall 12 of the protrusion 4 that separates the pre-combustion chamber 5 and the main combustion chamber 3. At this position, during the high speed operation, the spray A, which is to be injected at a predetermined timing, that is, when the piston 1 rises to the position just before the top dead center L of the backward movement, is applied to the outer surface 8 of the main combustion chamber 3. The range of injection hole movement during the injection is matched so as to lead to. Therefore, the communication hole 6 has a vertically long shape having an appropriate width when viewed from the side. Further, the lower end of the communication hole 6 is positioned above the injection position so that the spray A does not enter the communication hole 6 when the top dead center L of the piston 1 which is the injection timing during low speed operation is reached. .

次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

エンジンの高速運転時にあっては、燃料の噴射ノズル9
は、ピストン1が上死点Lに到達する前に、燃料を噴射
する。噴射された燃料は、霧状となって連絡孔6を通
り、主燃焼室3の外側面8に当り、適宜拡散されて圧縮
された空気と混合し、燃焼される。このとき突起部4
は、安定なスワール,スキッシュを発生させて、混合を
促進する。
When the engine is operating at high speed, the fuel injection nozzle 9
Injects fuel before the piston 1 reaches the top dead center L. The injected fuel is atomized, passes through the communication hole 6, hits the outer surface 8 of the main combustion chamber 3, and is mixed with the air which is appropriately diffused and compressed, and burned. At this time, the protrusion 4
Generates stable swirl and squish, and promotes mixing.

第3図に示すように、低速運転時にあっては、燃料噴射
ノズル9はピストン1がほぼ上死点Lに至ったときに、
燃料を噴射する。噴霧Aは、予燃焼室5内に噴射され、
着火される。そして予燃焼室5内の圧力が、燃焼により
上昇すると、第4図に示すように、火炎および燃焼ガス
は、連絡孔6から主燃焼室3へ矢印Bで示すように流入
し、燃焼が完了される。即ち、従来の予燃焼室式ディー
ゼルエンジンと同様に作用する。
As shown in FIG. 3, at the time of low speed operation, the fuel injection nozzle 9 causes the fuel injection nozzle 9 to move when the piston 1 almost reaches the top dead center L.
Inject fuel. The spray A is injected into the pre-combustion chamber 5,
Is ignited. When the pressure in the pre-combustion chamber 5 rises due to combustion, the flame and the combustion gas flow into the main combustion chamber 3 from the communication hole 6 as shown by the arrow B as shown in FIG. 4, and the combustion is completed. To be done. That is, it operates similarly to the conventional pre-combustion chamber type diesel engine.

このように、低速運転時には予燃焼室内で着火されるの
で、公知の低騒音および低HC、低スモークの燃焼が得ら
れる。また、高速運転時には、主燃焼室内に直接噴射さ
れるので、低燃費,高出力が得られる。さらに本考案の
予燃焼室は、ピストン頂部に設けられているので、シリ
ンダヘッドの冷却水による熱損失がなく、始動性が悪く
なることはない。
Thus, since ignition is performed in the pre-combustion chamber during low-speed operation, known low noise, low HC, and low smoke combustion can be obtained. Further, at the time of high speed operation, the fuel is injected directly into the main combustion chamber, so that low fuel consumption and high output can be obtained. Further, since the pre-combustion chamber of the present invention is provided at the top of the piston, there is no heat loss due to the cooling water of the cylinder head, and the startability does not deteriorate.

なお、本実施例にあっては、予燃焼室は球形状に成され
ているが、低速時に噴霧を適宜着火させ得るものであれ
ば他の形状であっても構わない。そして第1図あるいは
第3図中、燃料噴射ノズルからの噴射方向は、略水平と
なっているが、低速的において確実に予燃焼室内へ噴射
されるように、その時の噴射方向をやや下向きに形成し
てもよい。また、この時の噴射量は、予燃焼室の容積に
応じて調整し、燃焼過剰供給によるHC発生等に対処する
ことも考案えられる。
Although the pre-combustion chamber has a spherical shape in this embodiment, it may have another shape as long as the spray can be appropriately ignited at a low speed. In FIG. 1 or FIG. 3, the injection direction from the fuel injection nozzle is substantially horizontal, but the injection direction at that time is slightly downward so that the fuel is surely injected into the pre-combustion chamber at low speed. You may form. Further, the injection amount at this time may be adjusted according to the volume of the pre-combustion chamber to deal with HC generation due to excessive combustion supply.

[考案の効果] 以上要するに本考案によれば、次のような優れた効果を
発揮する。
[Effects of the Invention] In short, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

主燃焼室に設けた突起部に高速運転(高負荷)時にのみ
噴霧を主燃焼室へ導く連絡孔を有した予燃焼室を形成し
たので、高速時に直噴式の、また低速時には予燃焼室式
の燃焼室として機能することにより、運転条件にかかわ
りなく低スモーク,低HC,低騒音の燃焼となる直噴式デ
ィーゼルエンジンを得ることができる。
A pre-combustion chamber with a communication hole that guides the spray to the main combustion chamber only during high-speed operation (high load) is formed on the protrusion provided in the main combustion chamber, so it is a direct injection type at high speed and a pre-combustion chamber type at low speed. By functioning as a combustion chamber of the engine, it is possible to obtain a direct-injection diesel engine that achieves low smoke, low HC, and low noise combustion regardless of operating conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本考案に係る直噴式ディーゼルエンジンの燃
焼室の一実施例を示した縦断面図、第2図はその平面
図、第3図および第4図はその作用を示した縦断面図、
第5図は従来の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室を示
した縦断面図、第6図は従来の予燃焼室式ディーゼルエ
ンジンの燃焼室を示した縦断面図である。 図中、2はピストン頂部、3は主燃焼室、4は突起部、
5は予燃焼室、6は連絡孔、9は燃料噴射ノズルであ
る。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a combustion chamber of a direct injection type diesel engine according to the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIGS. 3 and 4 are vertical sectional views showing its action. Figure,
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a combustion chamber of a conventional direct injection diesel engine, and FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a combustion chamber of a conventional pre-combustion chamber diesel engine. In the figure, 2 is the piston top, 3 is the main combustion chamber, 4 is the protrusion,
Reference numeral 5 is a pre-combustion chamber, 6 is a communication hole, and 9 is a fuel injection nozzle.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】ピストン頂部を窪ませて形成した主燃焼室
の略中央に突起部を設け、該突起部に燃料噴射ノズルに
臨む予燃焼室を形成し、該予燃焼室と上記主燃焼室との
間に、高速運転時の上記燃料噴射ノズルの噴射方向に一
致するピストン半径方向の連絡孔を設けたことを特徴と
する直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室。
1. A main combustion chamber formed by denting the top of a piston is provided with a protrusion at a substantially central portion thereof, and a pre-combustion chamber facing a fuel injection nozzle is formed on the protrusion, the pre-combustion chamber and the main combustion chamber. A combustion chamber of a direct injection diesel engine, characterized in that a communication hole in the piston radial direction corresponding to the injection direction of the fuel injection nozzle at the time of high speed operation is provided between and.
【請求項2】上記予燃焼室が、略球形に成形された上記
実用新案登録請求の範囲第1項に記載の直噴式ディーゼ
ルエンジンの燃焼室。
2. The combustion chamber of a direct injection diesel engine according to claim 1, wherein the pre-combustion chamber is formed into a substantially spherical shape.
JP9950787U 1987-06-30 1987-06-30 Combustion chamber of direct injection diesel engine Expired - Lifetime JPH0634583Y2 (en)

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JPS646323U JPS646323U (en) 1989-01-13
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