JPH0720341Y2 - ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室に関す
るものである。

（従来の技術） 従来から、ディーゼルエンジンの燃焼室の形式は、単室
式と副室式との２通りに大別されており、この燃焼室単
室式は単一の燃焼室に燃料を直接噴射して燃焼させるこ
とから直接噴射式と称されている。この直接噴射式燃焼
室には、単純にピストン頂部を円筒状に切り欠いたもの
と、強いスキッシュと燃焼室内の乱れを生ぜしめるため
に該円筒状の凹部に棚状の切欠きをさらに形成したもの
とがある。この棚付きの直接噴射式燃焼室を示したもの
が、第３図、第４図である。同図に示されるように、該
棚付きの直接噴射式燃焼室１はピストン２の頂部に凹状
に切り欠かかれて形成されている。この凹状の切欠き部
の側壁面のピストン上面2bとの交点、すなわちピストン
上面の開口部の外郭1bは円形をなしており、該側壁面1a
の外郭線は、ピストン２の軸心2aに垂直で、かつ燃焼室
１を含む面で切った際に、上記ピストン上面の開口部の
外郭1bより大径なる円となるようになっている。すなわ
ち、燃焼室１内の開口部の外郭1bと、該開口部の外郭1b
よりさらに外方に広がる側壁面1aとの間には、空洞部1c
（以下棚部と称す）が形成されている。そして、この燃
焼室１の上方には、ピストン２の軸心2aに軸心が一致す
る多噴口燃料噴射ノズル３が配置されており、このノズ
ル３の各噴口3a,3b,3c,3d（第４図においては3a,3bしか
示されていない）から棚部1cを形成する側壁面1aに向か
って燃料が噴射されるようになっている。ここで、第３
図、第４図に示されるノズル３の噴口の数は４個となっ
ており、該噴口3a,3b,3c,3dはその順番に反時計回りに
配置されている。

次に、ノズル３の各噴口3a,3b,3c,3dから燃焼室１内の
側壁面1aに向かって噴射されたそれぞれの燃料の流れに
ついて第３図を参照しながら説明する。同図に示される
ように、各噴口3a,3b,3c,3dから側壁面1aに向かって噴
射されたそれぞれの燃料は、燃焼室１の側壁面1aの部位
Ｘにそれぞれ正面衝突して二股に分かれ、この二股に分
かれた各々の噴霧は側壁面1aに沿ってそれぞれ流れるよ
うになる。すると、この側壁面1aに沿って流れてきた噴
霧は、隣から噴射されて分離された噴霧の一方と側壁面
1aの部位Ｙでそれぞれ正面衝突するようになり、該衝突
を起こした噴霧は、ピストン２の下降時に、棚部1cから
ピストン２の上方に向かって流れ出るようになる。

（考案が解決しようとする課題） このように、各噴口3a,3b,3c,3dから側壁面1aに向かっ
て噴射されたそれぞれの燃料は、まず、燃焼室１の側壁
面1aの部位Ｘで正面衝突し、その後、隣から噴射されて
分離された噴霧の一方と側壁面1aの部位Ｙで正面衝突す
ることとなるので、噴霧の有する運動量が大幅に減衰し
てしまう。従って、部位Ｙで正面衝突した後の燃料噴霧
には噴霧運動量がほとんど残っておらず、実際には、部
位Ｙで衝突した噴霧は、ピストン２の下降時に、棚部1c
に滞留してしまい、ピストン２の上方に向かってほとん
ど流れないこととなる。すると、燃料噴霧がピストン２
の上方の空気と混合されずに、混合気形成不良を起こす
こととなるので、煙及びNO、CO、HC等の排出ガスエミッ
ションファクターが大幅に増大してしまうといった問題
点や、燃費が悪化するといった問題点が生ずることとな
る。

本考案の目的は噴霧運動量の減衰を少なくして噴霧とピ
ストン上方の空気との混合を促進する、煙及びNO、CO、
HC等の排出ガスエミッションファクターを低減し得ると
共に、燃費を改善し得るディーゼルエンジンの直接噴射
式燃焼室を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本考案のディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室は上記
目的を達成するために、ピストン上面の開口部の外郭を
円形とし、凹部の側壁を、ノズルの噴口の２倍の数の略
半円が円周上に連なるようにピストンの軸心方向に切り
欠いて、ひまわりの花弁の外郭状に形成し、該各略半円
状の切欠き部の外郭と隣の切欠き部の外郭との交点を、
ピストンの軸心に垂直な方向において、ピストン上面の
円形開口部の外郭より外方に位置させると共に、ノズル
の噴霧方向に一致対向するよう構成したことを特徴とし
ている。

（作用） 本考案によれば、ノズル各噴口から噴射された燃料噴霧
は、棚部をなす略半円状の切欠き部の外郭と隣の切欠き
部の外郭とのそれぞれの交点に向い、尖鋭なる該交点に
おいて噴霧の運動量がほとんど減衰されないよう二股に
分かれ、略半円断面なる切欠きの外郭に沿って流れるよ
うになる。そして、略半円断面なる切欠きの外郭に沿っ
て流れてきた噴霧の先端は、隣の交点において、隣の噴
口から噴射されて２個隣の交点において分離された噴霧
の一方と、噴霧の運動量がほとんど減衰されないよう鋭
角度をもって接触・当接して一緒になり、この一緒にな
った燃料噴霧はピストンの下降時に、棚部をなす略半円
状の切欠き部に滞留することなく、ピストンの上方に向
かって流れ出て、ピストン上方の空気と混合されるよう
になる。

（実施例） 以下本考案の実施例を図面を参照しながら説明する。第
１図は本考案の一実施例を示すディーゼルエンジンの直
接噴射式燃焼室の上面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ断
面図であり、図中、上述の従来技術と同一作用・機能の
ものは同一符号を付し、その説明は重複するので省略す
る。第１図、第２図に示されるように、本実施例のディ
ーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室11が従来技術のそれ
と違う点は、該燃焼室11の側壁面を、略半円が円周上に
連なるようにピストン２の軸心2a方向に向かって切り欠
いて、ひまわりの花弁の外郭状に形成して棚部11cと
し、該各略半円状の切欠き部の外郭、すなわち燃焼室11
の側壁面14と隣の切欠き部の外郭15との交点16を、ノズ
ル３の噴霧方向に一致対向するよう構成した点である。
ここで、該各略半円状の切欠き部の外郭14と隣の切欠き
部の外郭15との交点16は、ピストン２の軸心2a方向に垂
直な方向において、ピストン２の上面2bに形成される円
形開口部のその外郭11bよりそれぞれ外方に位置してお
り、該円形開口部の外郭11bと交点16との間隔ｔは極め
て短くされている。また、略半円の断面をなす切欠き部
の数、つまりひまわりの花弁の数は、ノズル３の噴口の
数の２倍にされている。すなわち、本実施例においては
噴口の数が４個とされているので、切欠き部の数はその
２倍の８個とされている。また、燃焼室11の切欠き部の
外郭14と隣の切欠き部の外郭15との交点16の、外郭14に
対する接線12と、隣の切欠き部の外郭15に対する接線13
とのなす角θは鋭角（θ＝０を含む）にされている。因
に本実施例においては、理解をし易いように燃焼室11の
切欠き部の外郭及び隣の切欠き部の外郭の符号を14、15
と異ならせているが、それぞれの切欠き部の形状は全く
同一であり、燃焼室11の切欠き部の形状は全て同一とな
っている。

このように構成されているので、ノズル３の噴口3aから
噴射された燃料噴霧は、第１図に示されるように、棚部
をなす略半円状の切欠き部の外郭14と隣の切欠き部の外
郭15とのそれぞれの交点16に向い、尖鋭なる該交点16に
おいて噴霧の運動量がほとんど減衰されないよう二股に
分かれ、略半円断面なる切欠きの外郭14、15に沿ってそ
れぞれ示矢方向に流れるようになる。そして、略半円断
面なる切欠きの外郭14、15に沿って流れてきた各噴霧の
先端は、その隣の交点16において、隣の噴口3b,3dから
噴射されて２個隣の交点16において分離された噴霧の一
方と、噴霧の運動量がほとんど減衰されないよう鋭角度
をもってそれぞれ接触・当接して一緒になり、この一緒
になった燃料噴霧はピストン２の下降時に、棚部11cに
滞留することなく、ピストン２の上方に向かって勢い良
く流れ出て、ピストン２の上方の空気と混合されるよう
になる。また、他の噴口3b,3c,3dから噴射された燃料噴
霧も同様に、その運動量が減衰されることなくピストン
２の上方に向かって勢い良く流れ出て、ピストン２の上
方の空気と混合されるようになる。

このように、本実施例によれば、ノズル３の各噴口3a,3
b,3c,3dから噴射された燃料噴霧は、燃焼室11の側壁面
及び隣の噴口から噴射されて分離された噴霧先端と正面
衝突することが避けられるようになるので、噴霧の有す
る運動量の減衰が少なくなって、ピストン下降時に、該
噴霧が棚部に滞留することなくピストン上方の空気と効
率良く混合されるようになり、混合気の形成が促進され
て、煙及びNO、CO、HC等の排出ガスエミッションファク
ターの低減及び燃費の改善が図られるようになる。

また、本実施例においては、円形開口部の外郭11bと交
点16との間隔ｔが極めて短くされているので、一緒にな
った燃料噴霧が交点16からピストン上方へ向かって流れ
出し易くなっており、該噴霧とピストン２の上方の空気
との混合がさらに促進されるようになっている。

なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であり、例え
ば、上記実施例においては、ノズル３の噴口の個数を４
個としているが、その個数は４個に限定されるものでは
なく、２個以上であればいくつでも良く、その噴口の個
数をｎ個（ｎは２以上の整数）とすれば、略半円の断面
をなす切欠き部の数は噴口の数の２倍となることから、
該切欠き部の個数が2n個となるというのはいうまでもな
い。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、ディーゼルエンジンの直
接噴射式燃焼室を、ピストン上面の開口部の外郭を円形
とし、凹部の側壁を、ノズルの噴口の２倍の数の略半円
が円周上に連なるようにピストンの軸心方向に切り欠い
て、ひまわりの花弁の外郭状に形成し、該各略半円状の
切欠き部の外郭と隣の切欠き部の外郭との交点を、ピス
トンの軸心に垂直な方向において、ピストン上面の円形
開口部の外郭より外方に位置させると共に、ノズルの噴
霧方向に一致対向するよう構成したので、各噴口から噴
射された燃料噴霧は、燃焼室の側壁面及び隣の噴口から
噴射されて分離された噴霧先端と正面衝突することが避
けられるようになり、従って、噴霧の有する運動量の減
衰が少なくなって、ピストン下降時に、該噴霧が棚部に
滞留することなくピストン上方の空気と混合されるよう
になり、混合気の形成が促進されて、煙及びNO、CO、HC
等の排出ガスエミッションファクターの低減及び燃費の
改善が図られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すディーゼルエンジンの
直接噴射式燃焼室の上面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ
断面図、第３図は従来技術を示すディーゼルエンジンの
直接噴射式燃焼室の上面図、第４図は第３図中のＢ−Ｂ
断面図である。 1,11……ディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼室、1a,1
4,15……燃焼室の側壁、1b,11b……開口部、２……ピス
トン、2a……ピストンの軸心（燃料噴射ノズルの軸
心）、2b……ピストンの上面、３……多噴口燃料噴射ノ
ズル、3a,3b……噴口、16……略半円状の切欠き部の外
郭と隣の切欠き部の外郭との交点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストン上方に配置され、該ピストンの軸
   心に軸心が一致する多噴口燃料噴射ノズルの、その噴口
   から直接燃料を噴霧され、前記ピストンの頂部に凹状に
   形成されるディーゼルエンジンの燃焼室であって、前記
   ピストン上面の開口部の外郭は円形をなし、前記凹部の
   側壁は、前記ノズルの噴口の２倍の数の略半円が円周上
   に連なるように前記ピストンの軸心方向に切り欠かれ
   て、ひまわりの花弁の外郭状に形成され、該各略半円状
   の切欠き部の外郭と隣の切欠き部の外郭との交点が、前
   記ピストンの軸心に垂直な方向において、前記ピストン
   上面の円形開口部の外郭より外方に位置すると共に、前
   記ノズルの噴霧方向に一致対向するよう構成されている
   ことを特徴とするディーゼルエンジンの直接噴射式燃焼
   室。