JPH09217625A - ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】燃料の噴射のタイミングを変えても、燃料噴霧
が当る燃焼室の位置が変化することがなく、これによっ
て予め設定された最適な燃焼が常に行なわれるようにし
たディーゼルエンジンを提供することを目的とする。 【解決手段】シリンダヘッド１９の下面であってピスト
ン１２の頂面と対向する位置に凹部から成る燃焼室２０
を形成し、この燃焼室２０に向けてシリンダヘッド１９
に取付けられている燃料噴射ノズル３６によって燃料を
噴射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
に係り、とくにシリンダに臨む燃焼室に燃料を噴射する
ようにしたディーゼルエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特公昭５６−２８２１０号公報に
開示されているように、従来のディーゼルエンジンはシ
リンダ内に摺動可能に組込まれているピストンの頂面に
凹部から成る燃焼室を設けるようにし、シリンダヘッド
に取付けられている燃料噴射ノズルによって上記ピスト
ンの燃焼室に向けて燃料を噴射するようにしており、燃
料の噴霧を吸気と混合して混合気を形成し、この混合気
を自然着火することによって燃焼させて出力を生ずるよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンの
排気ガス対策、とくに排気ガス中の窒素酸化物の低減の
ために、燃料の噴射のタイミングを調整し、とくに噴射
のタイミングを遅くして燃焼を抑制し、窒素酸化物の生
成を抑えるようにしている。ところがこのような噴射の
タイミングの制御を行なうと、ピストンの燃焼室に対す
る噴霧が当る位置が変化するために、燃焼状態が変化す
る。従って予め設定された最適な燃焼状態での燃焼が行
なわれない可能性があり、これによって出力が低下し、
あるいはまた排気ガス中に炭化水素や一酸化炭素を含む
可能性がある。あるいはまた排気ガス中に黒煙を生ずる
ことになる。

【０００４】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、噴射のタイミングを変え、とくにタイ
ミングリタードを行なっても燃料の噴霧が燃焼室に対し
て当る位置が変化せず、これによって予め設定されてい
る最適な燃焼が常に確保できるようにしたディーゼルエ
ンジンを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダに臨
む燃焼室に燃料を噴射するようにしたディーゼルエンジ
ンにおいて、シリンダの端部を閉塞するシリンダヘッド
にピストンの頂面と対向するように凹部から成る燃焼室
を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンに関する
ものである。

【０００６】前記燃焼室に吸気ポートと排気ポートとが
連通し、吸気バルブと排気バルブとがそれぞれ前記吸気
ポートと排気ポートとを開閉するようにしてよい。

【０００７】あるいはまた前記燃焼室が吸気ポートと排
気ポートとの間に形成されている凹部によって構成され
てよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係るディーゼルエンジンの要部を示している。ディー
ゼルエンジンはシリンダブロック１０を備え、このシリ
ンダブロック１０を上下に貫通する貫通孔から成るシリ
ンダ１１が形成されている。そしてシリンダ１１内には
ピストン１２が摺動可能に配されている。ピストン１２
はピストンピン１３を介してコンロッド１４と連結され
ている。なおコンロッド１４の下端側はクランクシャフ
トのクランクピンの部分に連結されるようになってい
る。

【０００９】上記シリンダ１１の上部開口はシリンダヘ
ッド１９によって閉塞されている。そしてこのシリンダ
ヘッド１９の下面であって上記ピストン１２の頂面と対
向する位置には凹部から成る燃焼室２０が設けられてい
る。そしてこのような凹部から成る燃焼室２０と連通す
るように吸気ポート２１と排気ポート２２とがそれぞれ
シリンダヘッド１９に形成されている。

【００１０】燃焼室２０と連通している吸気ポート２１
は吸気バルブ２３によって、また排気ポート２２は吸気
バルブ２４によってそれぞれ開閉が制御されるようにな
っている。なお閉じたときに吸気バルブ２３および排気
バルブ２４の周縁部とそれぞれ接触する位置にバルブシ
ート２５、２６が取付けられている。

【００１１】吸気バルブ２３および排気バルブ２４はと
もにバルブガイド２９、３０によってそれぞれバルブス
テムの部分が摺動可能に案内されている。またこれらの
吸気バルブ２３と排気バルブ２４の上端にはそれぞれば
ね受け３１、３２が取付けられている。そしてばね受け
３１、３２とシリンダヘッド１９の上面との間にはバル
ブスプリング３３、３４が装着されており、これらのバ
ルブスプリング３３、３４によって吸気バルブ２３およ
び排気バルブ２４は何れもそれらの上面の外周側の部分
がバルブシート２５、２６に圧接する方向に弾性付勢さ
れている。

【００１２】また上記吸気バルブ２３と排気バルブ２４
の中間の位置であってシリンダヘッド１９には燃料噴射
ノズル３６が取付けられている。燃料噴射ノズル３６は
その先端側に設けられている噴口を通して燃焼室２０内
に燃料の噴霧を噴射するようになっている。

【００１３】以上ような構成において、図外のカムによ
ってバルブスプリング３３に抗して吸気バルブ２３が開
かれると、燃焼室２０を通してシリンダ１１内に吸気が
導入される。このような吸気は上死点側へ移動するピス
トン１２によって圧縮される。

【００１４】ピストン１２がほぼ上死点に達するのに同
期するように、燃料噴射ノズル３６の噴口から高圧の燃
料が噴射される。このような燃料の噴霧は燃焼室２０内
に拡がるとともに、圧縮された吸気と混合されて混合気
を形成する。しかもこの混合気が圧縮された吸気の熱に
よって自然着火されて燃焼する。そして燃焼に伴うガス
の膨張によってピストン１２が下方へ押され、コンロッ
ド１４を介してクランクシャフトを回転することによっ
てエンジンが出力を生ずる。排気行程でカムによってバ
ルブスプリング３４に抗して排気バルブ２４が開かれ、
排気ポート２２を通して燃焼ガスが排出される。

【００１５】このようにして出力を生ずるディーゼルエ
ンジンにおいて、シリンダヘッド１９の下面であってピ
ストン１２の頂面と対向する位置に凹部２０から成る燃
焼室が設けられている。そしてこの燃焼室２０とシリン
ダヘッドに取付けられている燃料噴射ノズル３６との間
の位置関係は常に一定であるために、燃料噴射ノズル３
６から噴射される燃料の噴霧が当る位置が常に一定であ
って、燃料噴射のタイミングを変えても噴霧が当る位置
が変化しない。従って予め設定された正しい位置に常に
燃料の噴霧が当ることになる。よって排気ガス中の窒素
酸化物の量を抑制するために噴射のタイミングを遅らせ
るタイミングリタードを行なっても、最適な燃焼状態を
保持することが可能になり、これによって燃焼が悪化す
ることがなくなる。このことから排気ガス中に炭化水素
や一酸化炭素を生ずることがなく、あるいはまた排気ガ
ス中に黒煙を含むこともなくなる。

【００１６】次に別の実施の形態を図２によって説明す
る。この実施の形態においては、シリンダヘッド１９に
設けられている燃焼室２０が吸気ポート２１および排気
ポート２２とは独立に形成されている。すなわち吸気ポ
ート２１および排気ポート２２の中間位置に凹部から成
る燃焼室２０を形成するようにしている。このような燃
焼室２０はピストン１２の頂面のほぼ中央部と対向する
位置にある。

【００１７】またこの実施の形態においては、とくに図
３に示すように、燃焼室２０の入口部分にオーバラップ
するように吸気バルブ２３と排気バルブ２４とが配され
るようになっている。すなわちシリンダヘッド１９に形
成されている燃焼室２０の入口部分に吸気バルブ２３の
外周部の一部と排気バルブ２４の外周部の一部とを突出
させ、これらのバルブ２３、２４の突出された部分によ
って空気の流れを発生させ、燃焼を改善するようにして
いる。

【００１８】燃料噴射ノズル３６から噴射される燃料の
噴霧は図２に示すようにピストン１２の頂面と対向する
ように設けられているシリンダヘッド１９の燃焼室２０
内に噴射される。そしてこのような燃料の噴霧が吸気と
混合される。ここで燃焼室２０の入口部分に吸気バルブ
２３の外周側の一部と排気バルブ２４の外周側の一部と
が突出しているために、これらのバルブ２３、２４の突
出部分によって燃焼室２０内の空気の流れに乱れが生
じ、これによって燃料噴射ノズル３６から噴射される燃
料と吸気との混合がより促進され、このために燃焼が改
善されることになる。

【００１９】このように本実施の形態においては、吸気
バルブ２３の外周側の一部と排気バルブ２４の外周側の
一部とをそれぞれリップとして用いるようにしてる。こ
のようなリップは鋭利でありながらしかも高い熱負荷に
耐えるようになる。すなわちシリンダヘッド１９に熱負
荷に強い材料から成るリップを形成することなくしかも
空気の流れを乱して燃料噴霧との混合を改善することが
可能になる。

【００２０】次に別の実施の形態を図４によって説明す
る。この実施の形態は図２および図３に示す実施の形態
の一部を変更するようにしたものであって、吸気バルブ
２３と排気バルブ２４とが突出していない部分において
燃焼室２０の入口部分にリップ４２を形成するようにし
たものである。

【００２１】図２および図３に示す実施の形態において
は、吸気バルブ２３と排気バルブ２４の外周側の一部が
それぞれ燃焼室２０の入口部分に突出するようになって
いる。ところがこれらのバルブ２３、２４が突出されな
い部分においては燃焼室２０の入口部分にリップが存在
しない。従って本実施の形態においては、このようにリ
ップが存在しない部分に積極的にリップ４２を図４に示
すように形成するようにしたものである。従って燃焼室
２０の入口部分の全周において吸気バルブ２３、排気バ
ルブ２４、またはリップ４２によってリップが形成され
ることになり、これによって空気の流れをさらに乱すこ
とが可能になり、燃料との混合をより活発に行なうこと
が可能になる。従ってさらに燃焼が改善されることにな
る。

【００２２】次に別の実施の形態を図５および図６によ
って説明する。この実施の形態においては、シリンダヘ
ッド１９に設けられている燃焼室２０を吸気ポート２１
および排気ポート２２と完全に独立させるようにしてい
る。すなわちこの実施の形態においては、吸気バルブ２
３と排気バルブ２４とが燃焼室２０の入口部分には突出
しないようになっている。しかも燃焼室２０の形状が入
口側が小さく中の方が大きいスキッシュリップタイプに
構成されており、入口部分には中心側へ突出するように
リップ４２がその全周に延びて形成されている。

【００２３】従って本実施の形態によれば、燃焼室２０
内に燃料噴射ノズル３６によって燃料が噴射されるとと
もに、吸気ポート２１を通して導入されかつピストン１
２によって圧縮された吸気と混合されることになる。こ
のときにリップ４２が燃料噴霧と空気との混合をより促
進することになる。従って燃焼が一段と改善され、理想
的な燃焼を行なうディーゼルエンジンが提供される。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明は、シリンダの端面
を閉塞するシリンダヘッドにピストンの頂面と対向する
ように凹部から燃焼室を設けるようにしたものである。
従って燃焼室に噴射される燃料の噴霧が当る位置が噴射
のタイミングにかかわらず常に一定になる。従って窒素
酸化物の低減のために噴射のタイミングを遅らすタイミ
ングリタードを行なっても、燃焼が悪化することがな
く、排気ガスの炭化水素や一酸化炭素を悪化させること
を防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態に係るディーゼルエンジンの要部
縦断面図である。

【図２】別の実施の形態のディーゼルエンジンの要部縦
断面図である。

【図３】燃焼室と吸気バルブおよび排気バルブの位置関
係を示す要部平面図である。

【図４】別の実施の形態のディーゼルエンジンの要部の
平面図である。

【図５】さらに別の実施の形態のディーゼルエンジンの
要部の平面図である。

【図６】同要部縦断面図である。

【符号の説明】

１０ シリンダブロック １１ シリンダ（貫通孔） １２ ピストン １３ ピストンピン １４ コンロッド １９ シリンダヘッド ２０ 燃焼室（凹部） ２１ 吸気ポート ２２ 排気ポート ２３ 吸気バルブ ２４ 排気バルブ ２５、２６ バルブシート ２９、３０ バルブガイド ３１、３２ ばね受け ３３、３４ バルブスプリング ３６ 燃料噴射ノズル ４２ リップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダに臨む燃焼室に燃料を噴射するよ
   うにしたディーゼルエンジンにおいて、 シリンダの端部を閉塞するシリンダヘッドにピストンの
   頂面と対向するように凹部から成る燃焼室を設けたこと
   を特徴とするディーゼルエンジン。
2. 【請求項２】前記燃焼室に吸気ポートと排気ポートとが
   連通し、吸気バルブと排気バルブとがそれぞれ前記吸気
   ポートと排気ポートとを開閉するようにしたことを特徴
   とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。
3. 【請求項３】前記燃焼室が吸気ポートと排気ポートとの
   間に形成されている凹部によって構成されていることを
   特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。