JPH0725227U - 直噴式ディーゼル機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 衝突噴霧を利用することなく、燃料と空気と
の混合性を高める。 【構成】 この考案では、ピストン６の頂部を窪ませて
形成した燃焼室７内に臨ませて多噴孔燃料噴射ノズル１
を設けている。そして、この燃料噴射ノズル１の外周側
には、当該ノズル１のそれぞれの噴口１ａに近接させ、
かつ臨ませてシャープエッジ１２ｃを設けている。これ
により、噴口１ａから噴射された噴霧Ｆ内の燃料は、枝
状に成長しなくなり、噴霧Ｆ領域内での燃料濃度は均一
となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、直噴式ディーゼル機関に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

直噴式ディーゼル機関にあっては、シリンダヘッド側に燃料噴射ノズルを設け 、この燃料噴射ノズルからピストン頂部の燃焼室に向けて燃料を噴射している。 ところが、燃料噴射ノズルから噴射された燃料噴霧は、通常、図５に示すように 内部に枝状の分布をもち、噴霧領域内でも燃料の濃度差が大きい。このため、燃 焼室内において燃料と空気との十分な混合が行えず、結果としてＮＯ_X およびス モーク (すす、ＨＣ等) を増大させるの原因となる。そこで、このような欠点を 解決するため、燃料噴射ノズルから噴射された燃料噴霧を積極的に障害物に衝突 ・反射させて、空気との混合を促進しようとする考えがある。

【０００３】 図６および図７は、このような衝突噴霧を利用したディーゼル機関の従来例を 示す図である。図６は、燃料噴射ノズル１の外周側に円筒体３を設け、この円筒 体３の下端の衝突壁２に燃料噴射ノズル１からの燃料噴霧Ｆを衝突させて燃焼室 ７内に拡散させるものである (実開平 5-30461号公報) 。また、図７は、シリン ダヘッド４の下面に燃料噴射ノズル１と同芯的に錘状の溝５を形成し、この錘状 溝５の傾斜面 (衝突壁) ２に燃料噴霧Ｆを衝突させて燃焼室７内に反射させるも のである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した衝突噴霧を用いると、衝突の勢いで燃料を微粒化し、空気 との混合を促進できる。しかしながら、燃料噴霧Ｆが衝突する衝突壁２上には過 濃な燃料が残り、これが速やかに蒸発せず、空気との混合性の点で未だ十分でな いという問題がある。

【０００５】 この考案は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、衝突噴霧を利 用することなく、燃料と空気との混合性を高めることができる直噴式ディーゼル 機関を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案は、ピストンの頂部を窪ませて形成した 燃焼室と、この燃焼室内に臨ませて設けられ、燃料を噴射する複数の噴口を有す る燃料噴射ノズルとを備えた直噴式ディーゼル機関において、上記燃料噴射ノズ ルの外周側に、当該ノズルのそれぞれの噴口に近接させ、かつ臨ませて微小な障 害物を設けたものである。

【０００７】 この考案において、上記障害物は、噴口からの燃料流に沿って順に幅広となる シャープエッジであることが好ましい。

【０００８】

【作用】

燃料噴射ノズルの噴口の先に微小な障害物を設けておけば、噴口から噴射され た燃料噴霧は、障害物にぶつかりこれを乗り越えて燃焼室内に供給される。この とき、燃料噴霧内の燃料は枝状に成長しようとするが、障害物があることにより 成長初期の段階で流れに乱れが生じる。これにより、枝状組織の成長は阻止され 、障害物を通過した後の噴霧内では燃料濃度は均一化され、良好な空気との混合 が行われる。

【０００９】 ここで、上記障害物は、枝状組織の成長を阻止できるものであれば、形状等は 任意に選択できる。しかし、燃料流に沿って順に幅広となるシャープエッジを用 いれば、衝突抵抗をできるだけ抑えて、効果的に乱れを生じさせることができる 。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１１】 図１は、本考案の一実施例を示す側断面図である。図において、６は図示しな いシリンダ内を往復動するピストンであり、このピストン６の頂部には燃焼室７ が窪ませて形成されている。また、４はシリンダ (図示せず) 上に設置されたシ リンダヘッドであり、シリンダヘッド４内には適所にノズル孔９が形成されてい る。ノズル孔９は、後述する燃料噴射ノズル１をシリンダヘッド４に装着するた めのもので、上記燃焼室７上の略中央部に開口している。また、ノズル孔９の内 壁には、途中に、燃料噴射ノズル１を着座させるための錘状の座部９ａが形成さ れている。

【００１２】 燃料噴射ノズル１は、図示のように先端側が小径に形成されたノズルボディ１ ０を有する。そして、このノズルボディ１０の小径部分基端の端面１０ａが、上 記座部９ａ上にパッキン１１を介して着座されている。この状態で、ノズルボデ ィ１０の先端部はノズル孔９の開口より突出し、燃焼室７に臨んだ状態となって いる。この燃焼室７に臨むノズルボディ１０の先端には、燃料噴霧Ｆを噴射する 複数の噴口１ａ，１ａ…が周方向に間隔をおいて形成されている。この例では、 ４つの噴口１ａ，１ａ…が、周方向に９０°ピッチでかつ燃焼室７の内側壁７ａ に臨んで形成されている。

【００１３】 燃料噴射ノズル１の外周上には円筒体１２が嵌装されており、燃料噴射ノズル １は円筒体１２と一緒にノズル孔９に装着される。円筒体１２は、ノズルボディ １０の端面１０ａにボルトなどにより取り付けられるつば部１２ｂと、ノズルボ ディ１０の小径部分が嵌入される筒状部１２ａと、噴口１ａ，１ａ…に対応して 設けられた複数のシャープエッジ１２ｃ，１２ｃ…とからなる。

【００１４】 シャープエッジ１２ｃ，１２ｃ…は、上記噴口１ａから噴射された燃料噴霧Ｆ 内での枝状の成長を阻止するためのもので、対応する噴口１ａに近接し、かつ臨 ませて設けられている。この例では、図３に示すように、４つのシャープエッジ １２ｃ，１２ｃ…が、筒状部１２ａの下端面に９０°ピッチで形成されている。 各シャープエッジ１２ｃは、図２に示すように、燃料噴霧Ｆの中心にこれに沿っ て設けられると共に、噴霧Ｆの上流側から下流側に順に幅広となるように形成さ れている。シャープエッジ１３の大きさは、十分に噴霧Ｆ内に納まる大きさとさ れている。

【００１５】 次に、本実施例の作用について説明する。

【００１６】 いま、ピストン６が上昇して上死点に近づくと、燃料噴射ノズル１のそれぞれ の噴口１ａから燃料噴霧Ｆが噴射される。各々の噴口１ａから噴射された燃料噴 霧Ｆは、シャープエッジ１２ｃによって流れが二分されて、これを通過した後、 燃焼室７内へ供給される。ところで、噴口１ａから噴射された燃料噴霧Ｆは、図 ５のように燃料ｆが枝状に成長していく。しかし、本実施例では、噴口１ａの先 にシャープエッジ１２ｃを設けているため、図４のように燃料ｆの形態が変えら れる。すなわち、燃料噴霧Ｆ内で枝状に成長しつつある燃料ｆは、成長初期の段 階でシャープエッジ１２ｃにより切られ、以後の成長が阻止される。しかも、シ ャープエッジ１２ｃを通過した後は、噴霧Ｆの流れ自体も乱されるため、燃料ｆ は十分に微粒化され、噴霧Ｆ内における燃料濃度が均一化される。これにより、 燃焼室７内には、均一な濃度分布をもつ燃料噴霧Ｆが供給されることとなり、空 気スワール等により十分に空気と混合され、燃焼される。

【００１７】 このように本実施例によれば、燃料噴射ノズル１のそれぞれの噴口１ａに近接 させてかつ臨ませてシャープエッジ１２ｃを設けたことにより、噴口１ａから噴 射された燃料噴霧Ｆの枝状成長が阻止され、噴霧Ｆ内での燃料濃度を均一にする ことができる。このため、燃料噴霧Ｆと空気との混合が十分に行われるようにな り、燃焼室７内に均一に混合気を拡散させて、局部的な高温燃焼域を少なくし、 もってＮＯ_X を低減できる。

【００１８】 しかも、燃料と空気とを十分に混合できることから、従来の衝突噴霧のように 燃料の過濃な領域を作ることなく、排ガス中に含まれるすすやＨＣといったスモ ークも減らすことができる。なお、十分に小さなシャープエッジ１３を採用する ため、シャープエッジ１３上には過濃な燃料ｆが残ることはない。

【００１９】 また、本実施例では、燃料噴射ノズル１の外周に円筒体１２を装着し、この円 筒体１２の下端にシャープエッジ１２ｃを一体形成したので、シャープエッジ１ ２ｃの設置が極めて簡単かつ正確となる。

【００２０】 なお、上記実施例においては、燃料噴霧Ｆを噴射する噴口１ａの先にシャープ エッジ１２ｃを設けたが、噴霧Ｆ内での枝状組織の成長を阻止できるものであれ ば、これに限られない。但し、シャープエッジ１２ｃを用いれば、燃料噴霧Ｆの 衝突抵抗を小さく抑えることができるため、噴霧Ｆの全体的な形・方向・速度等 が変えられることがない。

【００２１】 また、燃料噴射ノズル１の外周に円筒体１２を嵌合させ、この円筒体１２の下 端にシャープエッジ１２ｃを形成したが、シャープエッジ１２ｃは燃料噴射ノズ ル１の先端面に直接形成してもよく、また、シリンダヘッド４の下面にホルダ等 を介して取り付けるようにしてもよい。

【００２２】

【考案の効果】

以上要するに本考案によれば、燃料噴射ノズルから噴射された燃料噴霧内での 燃料の枝状成長を阻止でき、噴霧領域内での燃料の濃度分布を均一にすることが できる。したがって、燃料と空気との混合をよくし、ＮＯ_X およびスモークを低 減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の直噴式ディーゼル機関の一実施例を示
す側断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】本考案の直噴式ディーゼル機関に適用される円
筒体の一例を示す概略斜視図である。

【図４】本考案において燃料噴射ノズルから噴射される
噴霧状況を示す図である。

【図５】燃料噴射ノズルから噴射される噴霧状況を示す
図である。

【図６】直噴式ディーゼル機関の従来例を示す側断面図
である。

【図７】直噴式ディーゼル機関の他の従来例を示す側断
面図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ノズル １ａ 噴口 ６ ピストン ７ 燃焼室 １２ 円筒体 １２ｃ シャープエッジ (微小な障害物）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンの頂部を窪ませて形成した燃焼
   室と、該燃焼室内に臨ませて設けられ、燃料を噴射する
   複数の噴口を有する燃料噴射ノズルとを備えた直噴式デ
   ィーゼル機関において、上記燃料噴射ノズルの外周側
   に、当該ノズルのそれぞれの噴口に近接させ、かつ臨ま
   せて微小な障害物を設けたことを特徴とする直噴式ディ
   ーゼル機関。
2. 【請求項２】 上記障害物は、上記噴口から噴射される
   燃料流に沿って順に幅広となるように形成されたシャー
   プエッジからなる請求項１記載の直噴式ディーゼル機
   関。