JPH0942104A - ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び燃料噴射ノズル - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び燃料噴射ノズル

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JPH0942104A
JPH0942104A JP19551795A JP19551795A JPH0942104A JP H0942104 A JPH0942104 A JP H0942104A JP 19551795 A JP19551795 A JP 19551795A JP 19551795 A JP19551795 A JP 19551795A JP H0942104 A JPH0942104 A JP H0942104A
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JP
Japan
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injection
fuel
nozzle
fuel injection
injection nozzle
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JP19551795A
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English (en)
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Rou Chiyou
瓏 張
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パイロット噴射によって形成される燃焼
場に主噴射による燃料噴霧の全てが突入しないようにす
ることによって、主噴射時の燃料噴霧の不完全燃焼を防
止し、以て、スモーク生成量と未燃燃料の低減を図るこ
とができるディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び燃料
噴射ノズルを提供すること。 【解決手段】 燃料噴射ノズル11に形成した複数の噴孔
13,14の内、一部の噴孔14から燃焼室内に少量の燃料を
噴射するパイロット噴射期間と、燃料噴射を停止する無
噴射期間と、前記燃料噴射ノズル11に形成した全ての噴
孔13,14から燃焼室内に燃料を噴射する主噴射期間と
を、この順で設けたディーゼルエンジンの燃料噴射方
法。

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
の燃料噴射において、主噴射の着火源となるパイロット
噴射を適切に行うことができるディーゼルエンジンの燃
料噴射方法及び燃料噴射ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料噴射には、主
噴射の前に少量の燃料を噴射するパイロット噴射がある
が、このパイロット噴射は着火遅れ期間中に僅かな燃料
を噴射し、これを着火源としてその後の主噴射で速やか
に着火燃焼させることにより、NOX の低減を図ると共
に、燃焼初期の急激なシリンダ内圧力上昇を抑制できる
ため、ディーゼルノックを軽減する上で有効である。
【0003】従来は、図7に示すように、燃料噴射ノズ
ル1のノズルボディ2の先端に形成されたサック部2a
に、同一形状に形成された複数の噴孔3を開口し、図8
に示すように、全ての噴孔3から少量の燃料噴霧FP
噴射してパイロット噴射を行い、無噴射期間を挟んで、
図9に示すように、全ての噴孔3から燃料噴霧FM を噴
射して主噴射を行うようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した主噴射時に
は、図9に示すように、パイロット噴射時による燃料噴
霧FP が着火することによって形成される燃焼場CP
存在しており、その燃焼場CP に主噴射による燃料噴霧
M が突入することになる。この燃焼場CP は、パイロ
ット噴射時の燃料噴霧FP が燃焼することにより、局部
的に酸素が不足している状態にあるため、この燃焼場C
P に向かって噴射される主噴射時の燃料噴霧FM は、不
完全燃焼となる傾向にあり、その結果、スモークの生成
量が増大したり、排気ガス中に未燃燃料が混在したりす
るという問題が生じる。
【0005】本発明は以上の問題点に鑑みて、パイロッ
ト噴射によって形成される燃焼場に主噴射による燃料噴
霧の全てが突入しないようにすることによって、主噴射
時の燃料噴霧の不完全燃焼を防止し、以て、スモーク生
成量と未燃燃料の低減を図ることができるディーゼルエ
ンジンの燃料噴射方法及び燃料噴射ノズルを提供するこ
とを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明のディーゼルエンジンの燃料噴射方法は、燃料
噴射ノズルに形成した複数の噴孔の内、一部の噴孔から
燃焼室内に少量の燃料を噴射するパイロット噴射期間
と、燃料噴射を停止する無噴射期間と、前記燃料噴射ノ
ズルに形成した全ての噴孔から燃焼室内に燃料を噴射す
る主噴射期間とを、この順で設けた方法である。
【0007】また、前記目的達成するための本発明のデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射ノズルは、燃料噴射ノズル
に形成した複数の噴孔の内、一部の噴孔の内面と、この
燃料噴射ノズル先端のサック部の内面とを曲面で接続す
るか、或いは、燃料噴射ノズルに形成した複数の噴孔の
内、一部の噴孔の内面と、この燃料噴射ノズル先端のサ
ック部の内面との接続部に、面取りを施したものであ
る。
【0008】上記構成により、噴孔の内面とサック部の
内面との接続部に曲面又は面取りが形成されたラウンド
エッジ型噴孔と、前記接続部に角部が形成されたシャー
プエッジ型噴孔の、2種類の流量係数の異なる噴孔が形
成されることになり、これらの種類が異なる噴孔をサッ
ク部の周方向に交互に配置すると好ましい。なお、本発
明者の知見によれば、内径が大小異なる噴孔を用いて、
パイロット噴射時には、内径の大きい方の噴孔のみから
噴射し、主噴射時には、内径の大きい噴孔に加えて内径
の小さい噴孔からも噴射を行うようにすることも考えら
れるが、噴孔の内径を大きくすると燃料噴霧の微粒化に
悪影響を及ぼすことになり、逆に内径の小さい噴孔を併
用すると噴射期間が長くなり、燃焼状態が悪化すること
になるので、好ましい結果が得られないことが判明して
いる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の実施
例について説明する。図1には、実施例1における燃料
噴射ノズル11のノズルボディ12先端に形成されたサック
部12aが示されており、このサック部12aには複数の噴
孔13,14が周方向に所定の間隔で配列されている。これ
らの噴孔13,14には、入口側から出口側まで内径が均一
で、サック部12aの内面との接続部に角部15が形成され
たシャープエッジ型噴孔13と、入口側の内径が広がり、
サック部12aの内面との接続部に曲面16が形成されたラ
ウンドエッジ型噴孔14とがあり、図2及び図3に示すよ
うに、これらのタイプの異なる2種類の噴孔13,14が、
サック部12aの周方向にそれぞれ交互に配置されてい
る。
【0010】パイロット噴射は、噴射される燃料が低圧
で且つ少量であるため、サック部12a内面との接続部に
角部15が形成されていることにより、流路抵抗が大きい
シャープエッジ型噴孔13からは燃料が噴射されず、図2
に示すように、サック部12a内面との接続部に曲面16が
形成されたラウンドエッジ型噴孔14のみから燃料噴霧F
P が噴射される。
【0011】これは、燃料噴射ノズル11のニードルバル
ブ17が開弁した時に、このニードルバルブ17とノズルボ
ディ12の間を通ってサック部12aへ流入する燃料の慣性
の力は、角部15を形成した側の噴孔13では大幅に小さく
なり、よって流量係数が比較的に小さくなるのに対し
て、曲面16を形成した側の噴孔14では、燃料の慣性の力
がそれほど小さくならず、流量係数が比較的に大きくな
るからである。
【0012】このパイロット噴射が行われた後に、無噴
射期間を挟んで、図3に示すように主噴射が行われる。
この主噴射は、パイロット噴射と比較して、燃料が高圧
で且つ大量であるため、上述したシャープエッジ型噴孔
13とラウンドエッジ型噴孔14の流量係数の違いは、燃料
噴霧FM の噴射に殆ど影響せず、それ故、全ての噴孔1
3,14から燃料噴霧FM が噴射されることになる。
【0013】そして、この主噴射期間においては、既に
パイロット噴射による燃料噴霧FPが着火して燃焼場C
P が形成されているので、ラウンドエッジ型噴孔14から
噴射される燃料噴霧FM は、この燃焼場CP に突入し、
一方のシャープエッジ型噴孔13から噴射される燃料噴霧
M は、燃焼場CP が形成されていない空間に向かって
噴射されることになる。
【0014】上記の如く、主噴射による燃料噴霧FM
一部を、パイロット噴射によって生じる燃焼場CP に突
入させ、この燃焼場CP を火種として使用することによ
り、主噴射による燃料噴霧FM の着火性を向上させて、
NOX の低減を図ることができ、また、燃焼初期の急激
なシリンダ内圧力上昇を抑制できるため、ディーゼルノ
ックを軽減するという元来のパイロット噴射の目的は達
成される。
【0015】それと共に、主噴射時による燃料噴霧FM
の一部を、燃焼場CP に突入させないように構成したの
で、酸素不足による不完全燃焼を低減でき、スモーク生
成量と排気ガス中の未燃燃料を減少させることができ
る。図4には、ろ紙式(ボッシュ式)スモークメータに
よるスモーク生成量の測定結果が示されており、本実施
例の燃料噴射ノズル11と、図7〜図9に示した従来例の
燃料噴射ノズル1とが比較されている。この測定試験で
は、単気筒直噴式ディーゼルエンジンを使用し、1スト
ローク当たりのパイロット噴射量を6mm3 、主噴射量を
39mm3 、スワール比を2.4 、吸気温度を24℃、エンジン
回転数を1000rpm 、パイロット噴射タイミングをクラン
ク角でBTDC7°、無噴射期間をクランク角で8°と
した場合を示しており、従来例では、スモーク生成量が
FSN(Filter Smoke Number)=3.6 であったのに対
し、実施例では、2.4 まで低減した。
【0016】なお、前記曲面16に代えて、図5及び図6
に示す実施例2のように、面取り18を形成した場合も、
前記実施例1と同様にスモーク生成量と未燃燃料の低減
を図ることができた。
【0017】
【発明の効果】本発明のディーゼルエンジンの燃料噴射
方法は、燃料噴射ノズルに形成した複数の噴孔の内、一
部の噴孔から燃焼室内に少量の燃料を噴射するパイロッ
ト噴射期間と、燃料噴射を停止する無噴射期間と、前記
燃料噴射ノズルに形成した全ての噴孔から燃焼室内に燃
料を噴射する主噴射期間とを、この順で設けたので、以
下の効果を奏することができる。
【0018】パイロット噴射期間には、流量係数の大き
い一部の噴孔のみから少量の燃料噴射を行うことがで
き、主噴射期間には、全ての噴孔から燃料噴射を行うこ
とができるので、主噴射時の燃料噴霧を、パイロット噴
射によって生成する燃焼場に突入するものと、この燃焼
場から外れた燃焼室内空間に拡散するものに分けること
ができる。
【0019】従って、前記燃焼場を火種として利用する
ことにより、主噴射による燃料噴霧の着火性を向上させ
ることができると共に、主噴射時の一部の燃料噴霧を、
燃焼場に突入させないようにしたので、この燃焼場によ
る酸素不足は解消され、不完全燃焼を防止できる。その
結果、燃焼初期の急激なシリンダ内圧力上昇を抑制し
て、ディーゼルノックとNOX の低減を図ることがで
き、しかも、スモーク生成量と排気ガス中の未燃燃料も
減少させることができる。
【0020】また、本発明によれば、一部の噴孔の内面
とサック部の内面との接続部を曲面形状に加工するか、
或いは面取りを施すだけ済むので、低コストで実施する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における燃料噴射ノズルのI
−I線断面図である。
【図2】図1に示す燃料噴射ノズルのパイロット噴射期
間におけるII−II線断面図である。
【図3】図1に示す燃料噴射ノズルの主噴射期間におけ
るII−II線断面図である。
【図4】図1に示す燃料噴射ノズルと図7に示す燃料噴
射ノズルのスモーク生成量を示すグラフ図である。
【図5】本発明の実施例2における燃料噴射ノズルのV
−V線断面図である。
【図6】図5に示す燃料噴射ノズルのVI−VI線断面図で
ある。
【図7】従来の燃料噴射ノズルのVII−VII線断面図で
ある。
【図8】図7に示す燃料噴射ノズルのパイロット噴射期
間におけるVIII−VIII線断面図である。
【図9】図7に示す燃料噴射ノズルの主噴射期間におけ
るVIII−VIII線断面図である。
【符号の説明】
11 燃料噴射ノズル 12a サック部 13 噴孔 14 噴孔 16 曲面 18 面取り

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料噴射ノズルに形成した複数の噴孔の
    内、一部の噴孔から燃焼室内に少量の燃料を噴射するパ
    イロット噴射期間と、燃料噴射を停止する無噴射期間
    と、前記燃料噴射ノズルに形成した全ての噴孔から燃焼
    室内に燃料を噴射する主噴射期間とを、この順で設けた
    ディーゼルエンジンの燃料噴射方法。
  2. 【請求項2】 燃料噴射ノズルに形成した複数の噴孔の
    内、一部の噴孔の内面と、この燃料噴射ノズル先端のサ
    ック部の内面とを曲面で接続したディーゼルエンジンの
    燃料噴射ノズル。
  3. 【請求項3】 燃料噴射ノズルに形成した複数の噴孔の
    内、一部の噴孔の内面と、この燃料噴射ノズル先端のサ
    ック部の内面との接続部に、面取りを施したディーゼル
    エンジンの燃料噴射ノズル。
JP19551795A 1995-07-31 1995-07-31 ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び燃料噴射ノズル Pending JPH0942104A (ja)

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JP (1) JPH0942104A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7013861B1 (en) * 2002-03-22 2006-03-21 Daimlerchrysler Ag Self-igniting internal combustion engine
JP2008064099A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Infineum Internatl Ltd 燃料インジェクター付着物の予防のための方法及び使用

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040706