JPH0645626Y2 - デイ−ゼル機関の燃焼室構造 - Google Patents

デイ−ゼル機関の燃焼室構造

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JPH0645626Y2
JPH0645626Y2 JP1985143456U JP14345685U JPH0645626Y2 JP H0645626 Y2 JPH0645626 Y2 JP H0645626Y2 JP 1985143456 U JP1985143456 U JP 1985143456U JP 14345685 U JP14345685 U JP 14345685U JP H0645626 Y2 JPH0645626 Y2 JP H0645626Y2
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cavity
fuel
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Isuzu Motors Ltd
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    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案はデイーゼル機関の燃焼室構造に関するものであ
る。
[従来の技術] 特願昭59−49304号において提案しているように、デイ
ーゼル機関において各2個の吸・排気弁を1対のカム軸
により駆動するようにした4弁式内燃機関では、所要の
高圧縮比を得るために燃焼室の形状すなわちシリンダへ
ツドの下面と、ピストン冠部の形状がペントルーフ形
(屋根形)にされる。
第1図に示すように、上述の構成によれば、1対のカム
軸の間隔を狭め、シリンダヘツドの幅方向の寸法を縮減
できる。
ところが、ピストン冠面4がベントルーフ形になつてい
ると、キヤビテイ5における燃料の燃焼状態には次のよ
うな不具合が生じる。すなわち、第3,4図に示すよう
に、キヤビテイ5の中心に配設した燃料噴射ノズルの4
個の噴孔から、キヤビテイ5の周壁面5aの同じレベルへ
燃料が噴射されると、周壁面5aの燃料到達点A〜Dへ噴
射された燃料は、周壁面5aに衝突した後、空気と混合し
て団子状になり、周壁面5aの上縁5bから符号21で示すよ
うに溢れ出てしまい、キヤビテイ5の内部での完全な燃
焼が妨げられる。すなわち、キヤビテイ5の上縁5bは展
開図でみれば波形になつているので、上縁5bから燃料到
達点A〜Dの深さに差があり、燃料到達点A,Cでは噴射
燃料の溢れ出しが非常に多くなり、これがスモークの発
生を招くとともに、機関の出力低下を来たす。
特開昭54−45409号公報の第1,2図に開示される内燃機関
では、ピストンの冠面に設けた深いキヤビテイの中心上
に燃料噴射ノズルを配設し、燃料噴射ノズルに設けた3
つの噴孔からキヤビテイの内周壁へ、周方向等間隔に、
かつ深さの異なる3点へ向けて燃料を噴射することによ
り、各点の燃料をキヤビテイの内部で上下3層の空気
を、各別に無駄なく利用し燃焼させるようにしている。
しかし、上述の作用効果は、シリンダヘツドの下面とピ
ストンの冠面が平坦であり、キヤビテイがかなり深い場
合に期待できるものであつて、シリンダヘツドの下面と
ピストンの冠面がペントルーフ形をなし、キヤビテイが
比較的浅い場合は、上述の効果は殆ど期待できない。
何故なら、キヤビテイが浅いと、キヤビテイの空気を上
下複層に区分けして、燃料噴射ノズルの各噴孔からの燃
料の燃焼に供しようとしても、区分けされた空気層があ
まりにも薄いことと、キヤビテイの上縁が周方向につい
て高低差があるので、最上位の空気層での混合ガスない
し燃焼ガスはキヤビテイの内部にとどまらず、キヤビテ
イの上縁から溢れ出てしまうという問題がある。
[考案が解決しようとする問題点] 本考案の目的は上述の問題に鑑み、ピストン冠面がペン
トルーフ形のもので、キヤビテイが比較的浅い場合で
も、燃料噴射ノズルの各噴孔からキヤビテイへ噴射され
た燃料の燃焼中に、混合ガスがキヤビテイの上縁から溢
れ出ないようにし、燃料の燃焼をキヤビテイの内部で完
結させる、デイーゼル機関の燃焼室構造を提供すること
にある。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本考案の構成は冠面がペン
トルーフ形になつているピストンの冠部に円筒形のキヤ
ビテイを設け、シリンダヘツドのキヤビテイ中心上に配
設した燃料噴射ノズルに4個の噴孔を周方向等間隔に設
け、各噴孔からキヤビテイ周壁面への燃料到達点の周方
向位置は、キヤビテイ周壁の上縁の最高位と最低位の中
間にあつて、噴孔からキヤビテイ周壁面への燃料到達点
のキヤビテイ周壁の上縁からの深さは、当該燃料到達点
よりも吸気旋回流の下流側の上縁が次第に高くなつてい
るものを浅く、当該燃料到達点よりも吸気旋回流の下流
側の上縁が次第に低くなつているものを深くしたもので
ある。
[作用] 燃料噴射ノズルの4つの噴孔の内で、互いに反対の向き
をなす2対の噴孔は、燃料到達点がそれぞれのキヤビテ
イ周壁の上縁から同じ深さに配設されるが、各対の噴孔
間では吸気スワールを考慮して、異なる深さに配設され
る。
換言すれば、吸気旋回流の下流側の上縁が次第に低くな
る噴孔は、燃料到達点の上縁からの深さを深く設定され
る。吸気旋回流の下流側の上縁が次第に高くなる噴孔
は、燃料到達点の上縁からの深さを浅く設定される。
したがつて、周壁面に向けて噴射された燃料は着火後に
火炎群となり、吸気旋回方向へ移動するが、吸気旋回流
の下流側の上縁が低くなつている部分では、予め周壁面
の深い位置へ燃料が噴出されるので、上縁から溢れ出る
火炎量は極く少なく抑えられる。こうして、キヤビテイ
の内部で火炎が燃料全体に伝播し、かつスワールを生じ
ながら混合されて完全燃焼状態へ移行する。
[考案の実施例] 第1図に示すように、るシリンダヘツド15はシリンダ10
の上端部にガスケツト7を介して結合され、シリンダヘ
ツド15の下面はペントルーフ形とされる。すなわち、ク
ランク軸の軸線に沿つて中央部分が最も上方へ窪み、次
第に両側へ傾斜される。シリンダヘツド15に設けた弁ガ
イド2,2aに、吸気ポート12を開閉する吸気弁3と、排気
ポート13を開閉する排気弁3aが、それぞれ摺動可能に支
持される。
ピストンピン穴9を有するピストン8の冠面も、シリン
ダヘツド15の下面とほぼ平行にペントルーフ形に傾斜さ
れる。すなわち、クランク軸の軸方向に沿つて中心部分
が最も高く、両側が次第に低くなるように傾斜される。
ピストン冠面4の中心(ピストン8の軸心)にほぼ円筒
形のキヤビテイ5が設けられ、キヤビテイ5の底面は中
心が上方へ突出した形とされる。このようなキヤビテイ
自体の構成は従来例とほぼ同様である。しかし、ピスト
ン冠面4はペントルーフ形に傾斜している関係上、周壁
面5aの上縁5bは第2図に展開図で示すように、周方向に
波形に変化する。
第3図に示すように、キヤビテイ5の中心に配設される
燃料噴射ノズル16は、4個の噴孔を設けられ、各噴孔か
らキヤビテイ周壁への燃料到達点A,Cは互いに反対方向
へ、燃料到達点B,Dは互いに反対方向へ向けられる。し
かし、第2図に示すように、燃料到達点A,Cは、燃料到
達点B,Dよりも低い位置へ配設される。4個の噴孔は線
sで示すクランク軸の軸線に対して45°傾いた周方向位
置へ向けられる。
各燃料到達点A〜Dの上縁5bからの深さは、キヤビテイ
5の内部での吸気スワール(矢印a方向)を考慮して設
定される。噴射された燃料は周壁面5aに衝突した後、吸
気スワールと混合して矢印a方向へ旋回するので、燃料
の衝突時点と着火時点の時間的ずれに対応して上縁5aの
曲線と、燃料到達点A〜Dを結ぶ曲線が位相θだけ吸気
旋回方向aと反対方向へずれた状態に設定される。
詳しくは、各噴孔からの燃料到達点A,B,C,Dが同一レベ
ル(第4図参照)の従来例とは異なる。ペントルーフ形
のピストンでは、キヤビテイ5の上縁5aは2つの深い部
分と、2つの浅い部分とを有する。キヤビテイ周壁の上
縁5aが浅い部分へ噴射される燃料は、旋回流に乗つて次
第に上縁5aが深くなる部分へ移行するので、キヤビテイ
5の比較的浅い燃料到達点へ噴射しても問題はないが、
周壁の上縁5aが深い部分へ噴射される燃料は、旋回流に
乗つて次第に上縁5aが浅くなる部分へ移行するので、キ
ヤビテイ5のより深い燃料到達点へ噴射するように、各
噴孔の向きが設定される。
したがつて、各噴孔から周方向等間隔に放射状に噴射さ
れた燃料は、キヤビテイ内部の周方向に区分けされた空
気と混合しながら燃焼し、混合ガスはキヤビテイ5の上
縁5aから殆ど溢れ出ないで、キヤビテイ5の内部で安定
にかつ完全に燃焼を完結する。
[考案の効果] 本考案は上述のように、冠面がペントルーフ形になつて
いるピストンの冠部に円筒形のキヤビテイを設け、シリ
ンダヘツドのキヤビテイ中心上に配設した燃料噴射ノズ
ルに4個の噴孔を周方向等間隔に設け、各噴孔からキヤ
ビテイ周壁面への燃料到達点の周方向位置は、キヤビテ
イ周壁の上縁の最高位と最低位の中間にあつて、噴孔か
らキヤビテイ周壁面への燃料到達点のキヤビテイ周壁の
上縁からの深さは、当該燃料到達点よりも吸気旋回流の
下流側の上縁が次第に高くなつているものを浅く、当該
燃料到達点よりも吸気旋回流の下流側の上縁が次第に低
くなつているものを深くしたものであるから、燃料噴射
ノズルの各噴孔から周方向等間隔に放射状に噴射された
燃料は、キヤビテイの周壁面に当つて着火すると、キヤ
ビテイ内部の周方向に区分けされた空気と混合し、周壁
面に沿つて移動しながら燃焼し、混合ガスはキヤビテイ
の上縁から殆ど溢れ出ない。
したがつて、キヤビテイ内部における火炎と未燃焼燃料
との混合が促進され、燃料の一部が未燃焼状態で遍在す
ることがなく、キヤビテイの内部で安定にかつ完全に燃
焼を完結し、ピストン冠面がペントルーフ形のもので、
キビテイが比較的浅いピストンの場合に有利である。
本考案は上述のように、燃料噴射ノズルの噴孔の向きを
変えるだけであるから、コストに影響せず、キヤビテイ
における燃焼状態を向上し、スモークなどの発生を抑
え、排ガスによる環境汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係るデイーゼル機関の燃焼室構造を示
す正面断面図、第2図は同作用を説明する展開図、第3
図は従来のデイーゼル機関の燃焼室構造における燃焼状
態を示す平面図、第4図は同作用を説明する展開図であ
る。 3:吸気弁、3a:排気弁、4:ピストン冠面、5:キヤビテ
イ、5a:周壁面、5b:上縁、6:ヘツド下面、8:ピストン、
10:シリンダ、15:シリンダヘツド

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】冠面がペントルーフ形になつているピスト
    ンの冠部に円筒形のキヤビテイを設け、シリンダヘツド
    のキヤビテイ中心上に配設した燃料噴射ノズルに4個の
    噴孔を周方向等間隔に設け、各噴孔からキヤビテイ周壁
    面への燃料到達点の周方向位置は、キヤビテイ周壁の上
    縁の最高位と最低位の中間にあつて、噴孔からキヤビテ
    イ周壁面への燃料到達点のキヤビテイ周壁の上縁からの
    深さは、当該燃料到達点よりも吸気旋回流の下流側の上
    縁が次第に高くなつているものを浅く、当該燃料到達点
    よりも吸気旋回流の下流側の上縁が次第に低くなつてい
    るものを深くしたことを特徴とする、デイーゼル機関の
    燃焼室構造。
JP1985143456U 1985-09-19 1985-09-19 デイ−ゼル機関の燃焼室構造 Expired - Lifetime JPH0645626Y2 (ja)

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JPS6252232U JPS6252232U (ja) 1987-04-01
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JP4801826B2 (ja) * 2008-12-16 2011-10-26 本田技研工業株式会社 燃料直噴エンジン
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