JPH07238837A - 内燃機関用ピストン - Google Patents

内燃機関用ピストン

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Publication number
JPH07238837A
JPH07238837A JP6053310A JP5331094A JPH07238837A JP H07238837 A JPH07238837 A JP H07238837A JP 6053310 A JP6053310 A JP 6053310A JP 5331094 A JP5331094 A JP 5331094A JP H07238837 A JPH07238837 A JP H07238837A
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JP
Japan
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combustion chamber
piston
fuel
protrusion
nozzle
Prior art date
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Pending
Application number
JP6053310A
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English (en)
Inventor
Tsunesuke Fujii
恒介 藤井
Makoto Endo
真 遠藤
Hirotaka Nakagawa
裕登 中川
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0672Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B23/0648Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
    • F02B23/0651Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的] 燃焼室内において燃料噴霧と空気とのミキシ
ングを改善し、より良好な燃焼を行なうことによって直
噴型ディーゼルエンジンの排ガス改善を図る。 [構成] ピストン12の頂面に形成されている燃焼室
21の周面に円周方向に延びる第1の突部70を形成す
るとともに、燃焼室21の底部にはその中心側に第2の
突部71を形成し、第1の突部70と第2の突部71と
の間には円周方向に延びる溝72を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用ピストンに係
り、とくに頂面に凹部から成る燃焼室を有し、この燃焼
室に燃料を霧状にして噴射するようにした内燃機関用ピ
ストンに関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは燃料噴射ポンプを
備え、この燃料噴射ポンプによって燃料を間欠的に加圧
するとともに、加圧された燃料を燃料噴射ノズルの噴口
からシリンダ内に噴射し、空気と混合するとともに、ピ
ストンの上死点側への移動によって圧縮された吸気の熱
によって自然着火されて燃焼されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】直噴型ディーゼルエン
ジンに用いられるピストン1は図6に示すように、その
頂面に凹部から成る燃焼室2を備え、この燃焼室2に向
けて燃料噴射ノズルによって燃料を霧状にして噴射する
ようにしている。燃料噴射ノズルから噴射された燃料の
噴霧は、燃焼室2内において空気と混合され、燃焼され
るようになっている。
【0004】このような図6に示すスキッシュリップタ
イプの燃焼室2が直噴型ディーゼルエンジンには広く用
いられているが、このような形状の燃焼室2によれば、
この燃焼室2内の空気の流動が最適ではないために、燃
焼の改善に限度があり、煙やパティキュレートを発生
し、あるいはまた排ガス改善を妨げる原因になってい
た。
【0005】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、噴射された燃料の噴霧と空気とのミキ
シングがより完全に行なわれるようにした燃焼室を備え
る内燃機関用ピストンを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、頂面に凹部か
ら成る燃焼室を有し、該燃焼室に燃料を霧状にして噴射
するようにした内燃機関用ピストンにおいて、前記燃焼
室の周面に円周方向に延びる突部を形成するとともに、
前記燃焼室の底部の中心側に突部を形成し、しかも前記
周面の突部と前記底部の突部との間に前記底部の外周側
に円周方向に延びるように溝が形成されていることを特
徴とする内燃機関用ピストンに関するものである。
【0007】
【作用】ピストンの燃焼室内において、空気は燃焼室の
周面に延びる突部と燃焼室の底部の中心部に形成された
突部とによって案内され、従来に比べてより強い渦流を
形成することになる。とくに燃焼室の周面に延びる突部
によって圧縮行程中に燃焼室に流入する空気によってよ
り強い渦流が形成される。また底部側の突部によって膨
張行程での渦流が強化される。そしてこのような燃焼室
内に噴射された燃料が空気の渦流によってより良好に混
合され、理想的な燃焼を達成する。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る内燃機関用ピ
ストンを備えるディーゼルエンジンの要部を示すもので
あって、シリンダブロック10には貫通孔から成るシリ
ンダ11が設けられており、このシリンダ11内にピス
トン12が摺動可能に配されている。そしてピストン1
2はピストンピン13によってコンロッド14と連結さ
れるようになっている。
【0009】シリンダ11の上部開口はシリンダヘッド
15によって閉塞されるようになっており、しかもこの
シリンダヘッド15には吸気ポート16と排気ポート1
7とがそれぞれ形成されている。これらの吸気ポート1
6および排気ポート17はそれぞれ吸気バルブ18およ
び排気バルブ19によって開閉されるようになってい
る。またシリンダヘッド15には燃料噴射ノズル20が
取付けられており、ピストン12の頂面に形成されてい
る燃焼室21に向けて燃料を噴射するようにしている。
【0010】ピストン12の頂面に形成されている凹部
から成る燃焼室21内には、とくに図4および図5に示
すように、その周面に円周方向の全周に延びるように第
1の突部70が形成されるとともに、燃焼室21の底部
にはその中心側にほぼ円形の突部71が形成されてい
る。そして突部71の外周側であって突部70の下側と
の間には溝72が形成されている。
【0011】燃料噴射ノズル20は図2に示すように、
噴射管24によって列型燃料噴射ポンプ25の対応する
ポンプユニット26に接続されている。燃料噴射ポンプ
25はメカニカルガバナ27を備え、このメカニカルガ
バナ27によってコントロールラック28を動かし、1
回に噴射される燃料の供給量を調整するようにしてい
る。また燃料噴射ポンプ25はカムシャフト29を備
え、このカムシャフト29に取付けられているカム30
が各ポンプユニット26を駆動するようになっている。
またカムシャフト29にはタイマ31が設けられてお
り、このタイマ31によって噴射のタイミングを調整す
るようにしている。
【0012】燃料噴射ノズル20は図2に示すように、
その先端部がノズル本体34から構成されており、この
ノズル本体34の先端部の各噴射位置にそれぞれ複数の
噴口35が形成されている。そしてノズル本体34はリ
テーナ36によってノズルホルダ37に取付けられてい
る。ノズル本体34内にはノズルニードル38が摺動可
能に保持されている。そしてこのノズルニードル38の
上端は押圧ロッド39を介してノズルホルダ37内の圧
縮コイルばね40によって下方へ押圧されるようになっ
ている。これによってノズルニードル38はノズル本体
34に形成されているバルブシート41に圧着され、燃
料の遮断を行なうようになっている。またノズルホルダ
37には噴射管24と連通する燃料通路42が形成され
ている。この燃料通路42はノズル本体34の燃料通路
43と連通されるようになっている。燃料通路43の終
端には燃料だめ51が形成されている。
【0013】押圧ロッド39を押圧しているばね40は
その上端がばね受け44によって受けられている。そし
てこのばね受け44の上端側には調整ねじ45が取付け
られるようになっている。そしてこの調整ねじ45はノ
ズルホルダ37の内周面に形成されている雌ねじ46と
螺合している。またノズルホルダ37の側面側には突部
48が形成されており、この突部48には雄ねじ49が
形成され、雄ねじ49と螺合する接続用ナット50によ
って噴射管24がノズルホルダ37に接続されるように
なっている。
【0014】つぎに燃料噴射ポンプ25の各ポンプユニ
ット26の構成を説明すると、図3に示すように、プラ
ンジャ54の下端部にはタペット55が取付けられてい
る。そしてタペット55は圧縮コイルばね56によって
下方に押圧されており、これによってカム30の外周面
に押付けられている。そしてプランジャ54が摺動可能
に嵌合しているバレル57にはスピルポート58が形成
されるとともに、このスピルポート58とほぼ対向する
ように、プランジャ54の外周面には傾斜溝59が形成
されている。
【0015】バレル57の外周側にはピニオン60が回
転可能に支持されている。そしてこのピニオン60には
コントロールスリーブ61が固着されるとともに、この
コントロールスリーブ61に形成されている切欠き62
は係合板63を受入れている。この係合板63はプラン
ジャ54に固着されている。
【0016】各ポンプユニット26の出口側にはデリベ
リバルブ64が設けられており、ケーシング65の下部
に設けられているバルブシート66上に配されている。
そしてコイルばね67によってデリベリバルブ64はバ
ルブシート66側に押圧されている。
【0017】つぎに以上のような構成に成るディーゼル
エンジンの動作の概要を説明する。
【0018】エンジンの出力の一部によってタイマ31
を介して列型燃料噴射ポンプ25のカムシャフト29が
駆動されると、カム30がタペット55のローラを押上
げることになり、これによってプランジャ54がバレル
57内を上方へ移動する。するとプランジャ54の周面
がスピルポート58を閉じ、燃料の圧送を開始する。プ
ランジャ54がさらに上方へ移動すると、やがて傾斜溝
59がスピルポート58に整合し、これによってプラン
ジャ54の上側の空間の圧力が傾斜溝59を通してスピ
ルポート58側に逃げるようになり、燃料の圧送が終了
する。
【0019】燃料噴射ポンプ25のメカニカルガバナ2
7がコントロールラック28を移動させると、ピニオン
60が回転され、これによってコントロールスリーブ6
1が回転されるようになる。このコントロールスリーブ
61の回転は切欠き62および係合板63を介してプラ
ンジャ54に伝達され、バレル57内においてプランジ
ャ54が回転されることになる。従ってスピルポート5
8と整合する傾斜溝59の位置によって決まる有効スト
ロークが変化するようになり、燃料の調量が行なわれ、
1回に噴射される燃料の供給量が制御されるようにな
る。また燃料噴射ポンプ25のカムシャフト29に設け
られているタイマ31によって、カムシャフト29の位
相角が制御され、燃料の噴射のタイミングが調整される
ようになっている。
【0020】バレル57内においてプランジャ54が燃
料を圧送すると、デリベリバルブ64が開かれ、噴射管
24を通して燃料噴射ノズル20に燃料が圧送されるよ
うになる。図2に示す燃料噴射ノズル20の燃料通路4
2および43を通して燃料だめ51に燃料圧が加えられ
ると、ノズルニードル38はロッド39を介してばね4
0を圧縮しながら上方へ移動するようになり、これによ
ってノズルニードル38の先端側の部分がバルブシート
41から離れ、噴口35を通して燃料が噴射されるよう
になる。燃料の圧送を終了すると、ばね40の弾性復元
力によってロッド39を介してノズルニードル38が下
方へ押圧され、その先端部がバルブシート41に圧着さ
れて燃料の噴射を停止する。
【0021】燃料の噴霧は燃料噴射ノズル20の噴口3
5から、図1および図4に示すピストン12の頂面に形
成されている燃焼室21に向けて噴射されるようにな
る。そしてこの燃料の噴霧は、圧縮された吸気の熱によ
って自然着火され、シリンダ11内で燃焼が起り、ピス
トン12が下方へ押され、エンジンの出力が取出される
ようになる。そしてこの後に排気弁19が開かれ、排気
ポート17を通して排気ガスが排出されるようになる。
【0022】このようにして出力を得るようにしたディ
ーゼルエンジンに用いられているピストン12の頂部の
燃焼室21には、図4および図5に示すように、その周
面に円周方向の全周におよぶ第1の突部70が形成され
るとともに、燃焼室21の底部には第2の突部71が形
成されている。そして突部71の外周側であって突部7
0の下側には溝72が形成されている。このような突部
70、71およびその間に形成されている溝72によっ
て、エンジンの圧縮行程および膨張行程で燃焼室21内
の空気が案内され、従来に比べてより強い渦流を形成す
ることができる。
【0023】すなわち図4において矢印73で示すよう
な渦流73が突部70の上側の領域に形成されるととも
に、突部70と突部71との間の溝72の部分には第2
の渦流74が形成される。これによって従来に比べてよ
り強い渦流73、74を形成することができ、燃料噴射
ノズル20によって噴射された燃料の噴霧との混合がよ
り促進される。従って燃焼の改善が行なわれ、より良好
な燃焼が達成されることになる。
【0024】燃焼室21を構成する凹部の周面に形成さ
れている突部70はとくにエンジンの圧縮行程中に燃焼
室21に流入する空気によって強い渦流を生じさせるガ
イドの機能を果すために、圧縮行程で強い渦流73が燃
焼室の周面に形成される。これに対して燃焼室の底部に
形成されている突部71が膨張行程における渦流を強化
させる。よって膨張行程中は底部側の突部71の周囲に
強い渦流74が形成される。
【0025】このように本実施例に係る直噴型ディーゼ
ルエンジンのピストン12は、圧縮行程中に燃焼室21
内に流入する空気によって強い渦流を生ぜさせるよう
に、空気流のガイドとなる突起70を周面に設けるとと
もに、膨張行程においても渦流を強化させる突起71を
底部のほぼ中央部に設け、これらの突部70、71の間
に溝72を設けるようにしたものである。従って燃料噴
霧と空気とのミキシングが改善され、結果として排煙、
パティキュレート、および排ガス中の有害成分の排出量
を低減することが可能になる。これによってよりクリー
ンなディーゼルエンジンを提供することが可能になる。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明は、ピストンの頂面
に形成されている凹部から成る燃焼室の周面に円周方向
に延びる突部を形成するとともに、燃焼室の底部の中心
側に別の突部を形成し、しかも周面側の突部と底部側の
突部との間に底部の外周側に円周方向に延びるように溝
が形成されるようにしたものである。従ってとくに周面
側の突部によって圧縮行程中における強い渦流を生じさ
せ、また膨張行程においては底部側の突部によって強い
渦流を生じさせ、燃料噴霧と空気との混合を改善し、良
好な燃焼を達成することによって排ガス改善が図られる
ようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る内燃機関用ピストンを
備える直噴型ディーゼルエンジンの要部縦断面図であ
る。
【図2】燃料噴射ノズルの縦断面図である。
【図3】燃料噴射ポンプの要部斜視図である。
【図4】ピストンの要部の縦断面図である。
【図5】同ピストンの平面図である。
【図6】従来の直噴型ディーゼルエンジン用ピストンの
縦断面図である。
【符号の説明】
10 シリンダブロック 11 シリンダ 12 ピストン 13 ピストンピン 14 コンロッド 15 シリンダヘッド 16 吸気ポート 17 排気ポート 18 吸気バルブ 19 排気バルブ 20 燃料噴射ノズル 21 燃焼室 24 噴射管 25 燃料噴射ポンプ 26 ポンプユニット 27 メカニカルガバナ 28 コントロールラック 29 カムシャフト 30 カム 31 タイマ 34 ノズル本体 35 噴口 36 リテーナ 37 ノズルホルダ 38 ノズルニードル 39 押圧ロッド 40 ばね 41 バルブシート 42、43 燃料通路 44 ばね受け 45 調整ねじ 46 雌ねじ 47 キャップ 48 突部 49 雄ねじ 50 接続用ナット 51 燃料だめ 52 一方向弁 54 プランジャ 55 タペット 56 コイルばね 57 バレル 58 スピルポート 59 傾斜溝 60 ピニオン 61 コントロールスリーブ 62 切欠き 63 係合板 64 デリベリバルブ 65 ケーシング 66 バルブシート 67 コイルばね 70 突部 71 突部 72 溝 73 渦流 74 渦流

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】頂面に凹部から成る燃焼室を有し、該燃焼
    室に燃料を霧状にして噴射するようにした内燃機関用ピ
    ストンにおいて、 前記燃焼室の周面に円周方向に延びる突部を形成すると
    ともに、前記燃焼室の底部の中心側に突部を形成し、し
    かも前記周面の突部と前記底部の突部との間に前記底部
    の外周側に円周方向に延びるように溝が形成されている
    ことを特徴とする内燃機関用ピストン。
JP6053310A 1994-02-25 1994-02-25 内燃機関用ピストン Pending JPH07238837A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6053310A JPH07238837A (ja) 1994-02-25 1994-02-25 内燃機関用ピストン

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6053310A JPH07238837A (ja) 1994-02-25 1994-02-25 内燃機関用ピストン

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JPH07238837A true JPH07238837A (ja) 1995-09-12

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ID=12939152

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6053310A Pending JPH07238837A (ja) 1994-02-25 1994-02-25 内燃機関用ピストン

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030026585A (ko) * 2001-09-26 2003-04-03 현대자동차주식회사 디젤엔진의 연소실

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