JPH10122092A - 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼装置 - Google Patents

直接噴射式ディーゼル機関の燃焼装置

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JPH10122092A
JPH10122092A JP8291192A JP29119296A JPH10122092A JP H10122092 A JPH10122092 A JP H10122092A JP 8291192 A JP8291192 A JP 8291192A JP 29119296 A JP29119296 A JP 29119296A JP H10122092 A JPH10122092 A JP H10122092A
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JP
Japan
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air
fuel
needle valve
injection
combustion chamber
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Withdrawn
Application number
JP8291192A
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English (en)
Inventor
Akira Imamichi
晃 今道
Hiroshi Nakagawa
洋 中川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • 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
    • F02B23/0696W-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 wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼室壁面に近接した領域での燃料噴霧への
空気の導入を促進して、燃焼性能を向上するとともに排
煙濃度を良化する。 【解決手段】 針弁の中心部を前記燃焼室の方向に延長
して、その中心部に空気噴出通路を設け、該通路の上部
を前記針弁の外周に開口して、該針弁のリフト時に該空
気噴射通路と高圧空気が導入される空気通路とが連通す
るように構成し、前記燃焼室の底面中央に突設された突
起部の中央部に、前記空気噴射通路の出口噴孔が挿入孔
を設け、該挿入孔に前記燃焼室壁面の燃料噴霧の衝突部
及び発達領域部に開口する空気噴出孔を連通させ、前記
噴霧と壁面との接触領域に空気を噴出させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料と空気とをシ
リンダ内に噴射する型式の直接噴射式ディーゼル機関の
燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の直接噴射式ディーゼル機
関の燃焼室のシリンダ中心線に沿う断面図、図3はその
平面図を示す。図2〜図3において、2はピストン、1
0はシリンダ、3はシリンダヘッド、4は該シリンダヘ
ッド3の中央部に設けられた多噴孔(この例では4噴
孔)の燃料噴射弁、1は前記ピストンの上面中央に円柱
状に凹設された燃焼室である。
【0003】かかるディーゼル機関において、ピストン
2の圧縮工程の終了近くにおいて、燃料噴射弁4により
燃焼室中央上部から燃焼室1の側壁面1aに向かって、
燃料を放射状に噴射する。噴射された燃料噴霧5は、周
囲の空気を図1矢印のように巻き込みながら混合せしめ
て発達し、燃焼室1の側壁面1aに衝突し、該側壁面1
aに沿って円周方向及び燃焼室の底面1bへと発達し
て、さらに周囲の空気との混合を促進しながら燃焼せし
められる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図2〜図3に示す従来
技術にかかる直接噴射式ディーゼル機関の燃焼装置にお
いては、前記のように、燃料噴射弁4から噴射された燃
料噴霧5は、燃焼室1の側壁面1aに衝突後、周囲の空
気と混合しながら、該側壁面1aに沿って円周方向へ発
達するとともに、燃焼室1の底面1bに沿って燃焼室1
の中心方向に発達して行く。
【0005】しかしながら、かかる従来技術では、前記
噴霧5の燃焼室1の壁面1a、1bに接触する領域つま
り前記噴霧の壁面に近接した部分では燃料噴霧5への空
気の導入が抑制され、このために前記領域において混合
気の形成が不十分となり、燃焼不良や排煙濃度の悪化を
誘発する。
【0006】本発明は前記従来技術の課題に鑑みて、燃
焼室壁面に近接した領域での燃料噴霧への空気の導入を
促進して燃焼性能を向上するとともに、排煙濃度を良化
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、噴射弁本体内に往復摺動自在に嵌入さ
れ、燃料噴射ポンプからの燃料の圧力波により開弁する
針弁と、該針弁の開弁により前記燃料噴射ポンプからの
燃料をピストンの頂面に凹設された燃料室内に噴射する
燃料噴孔とを備え、前記針弁の中心部を弁シート部から
前記燃焼室の方向に延長して、その中心部に空気噴射通
路を設け、該空気噴射通路の上部を前記針弁の外周に開
口して、該針弁のリフト時に該空気噴射通路と高圧空気
が導入される空気通路とが連通するように構成すると共
に、前記燃焼室の底面中央に突設された突起部の中央部
に、前記空気噴射通路の出口噴孔が挿入可能な挿入孔を
設け、該挿入孔に前記燃焼室壁面の燃料噴霧の衝突部及
び発達領域部に開口する空気噴出孔を連通させたことを
特徴とする直接噴射式ディーゼル機関の燃焼装置を提案
する。
【0008】かかる手段によれば、燃料噴射ポンプから
の圧力波により針弁が上方へ押し下げられ、燃料噴孔か
ら燃焼室の側壁面に向かって燃料の噴射が開始される
が、一方で該針弁のリフトにより、針弁内に設けられた
空気噴射通路が予めシリンダ内圧以上に加圧された高圧
空気が導入される空気通路と連通することにより、高圧
空気が前記噴射通路の噴孔から噴射される。
【0009】このとき、前記空気噴射通路の噴孔はピス
トンの突起部の挿入孔内に挿入されているので、前記噴
射空気は該挿入孔から、燃焼室壁面の燃料噴霧の衝突部
及び噴霧発達過程にある部位に設けられた空気噴出孔か
ら燃料噴霧の接触領域に向けて噴出され、この空気は前
記接触領域における燃料噴霧に効率的に巻き込まれ、該
燃料噴霧と空気との混合が促進される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。
【0011】図1は本発明の実施形態に係る直接噴射式
ディーゼル機関の燃焼装置のシリンダ中心線に沿う断面
図である。図1において、2はピストン、3はシリンダ
ヘッド、60は該シリンダヘッド3の中央部即ちシリン
ダ中心線上(ただし、燃料噴射弁は必ずしもシリンダ中
心線上に位置しなくてもよい)に設けられた燃料噴射弁
(詳細は後述)、1は前記ピストンの上面中央に略円柱
状に凹設された燃焼室である。
【0012】前記燃料噴射弁60は、噴射弁本体6、該
本体6の中心部(シリンダ軸中心線上)に往復摺動自在
に設けられた針弁6a、該針弁6aを上方から押圧して
これの開弁圧力を設定する針弁バネ6e、前記本体6の
先端に開設される燃料噴射用の複数個の燃料噴孔6g、
前記針弁6の中央部に貫設された空気噴射通路6f及び
これの先端の空気噴孔6h、前記針弁6aのシート部6
dに臨んで設けられた燃料溜り6j、燃料噴射ポンプ
(図示せず)からの燃料が導入され、該燃料溜り6jに
接続される燃料通路6c、空気導入用の空気通路6i等
により構成される。
【0013】前記針弁6aの中心部に突設された空気噴
射通路6fの上部はこれと直角方向に突設された接続孔
6kに連通されている。6bは前記本体6の針弁6a外
周面に臨んで形成された空気溜りで、前記空気通路6j
に連通されている。そして、この空気溜り6bは、前記
針弁6aが一定量リフトしたとき、該針弁6aの接続孔
6kと連通されるようになっている。
【0014】前記ピストン2の燃焼室1の中心部には上
方へ向けて突設された突起2cが形成されている。そし
て、該突起2cの中央部には挿入孔2aが形成されて、
ピストン2が上死点近傍にあるとき、前記針弁6の空気
噴孔6h部が該挿入孔2a内に挿入されるようになって
いる。前記挿入孔6aは、ピストン2の半径方向に放射
状に突設された複数個の半径方向空気孔2dに連通さ
れ、該半径方向空気孔2dは、前記燃焼室1の側壁面1
a及び底面1bに夫々に開口する複数個の空気噴出孔2
b及び2eに連通されている。
【0015】かかる実施形態において、前記噴射弁本体
6の空気溜り6bには、予めシリンダ内圧縮圧力以上に
加圧された高圧空気が常時供給されている。燃料噴射ポ
ンプ(図示せず)からの燃料の圧送が始まると、該ポン
プからの圧力波は燃料通路6cを通って燃料溜り6jに
入り、針弁6aのシート部6dに作用する。そして、該
圧力が針弁バネ6eの押付力(取付荷重)に打ち勝つと
針弁6aが上昇し、燃料溜り6j内の燃料は燃料噴孔6
gから燃焼室1の壁面衝突を利用し、周囲の空気と混合
されながら発達して行く。
【0016】これと同時に、針弁6aの上昇によって、
該針弁6a内に設けられた接続孔6kと、前記空気溜り
6bとが連通する一方、かかる状態においては、前記針
弁6aの先端の空気噴孔6h部分はピストン2の突起2
cに設けられた挿入孔2a内に嵌入されていることか
ら、空気溜り6b内の高圧空気は、針弁6a内の前記接
続孔6kから空気噴射通路6fを通り、針弁6a先端の
空気噴孔6hから前記挿入孔2a内に噴出され、該挿入
孔2aから各空気孔2dを通って、燃焼室1側壁面1a
及び底面1bに開口する空気噴出孔2b及び2eから燃
焼室1内に噴出される。
【0017】そしてこの高圧空気の噴出孔2b及び2e
は、燃焼室1の側壁面1aの燃料噴霧5の衝突部及び該
燃料噴霧の発達過程にある底面外周部に穿設されている
ので、前記高圧空気は燃焼室1の壁面1a、1bと燃料
噴霧5の接触領域に噴出されることとなり、この空気が
前記接触領域における燃料噴霧5に効率的に巻き込まれ
て、燃料と空気との混合が促進される。
【0018】即ち、従来、燃料噴霧5と空気との混合が
充分になされなかった燃料噴霧5と燃焼室1の壁面1
a、1bとの接触領域の壁面に設けられた空気噴出孔2
b、2eから空気を噴出することにより、前記接触領域
における燃料噴霧5と空気との混合が確実になされ、混
合気の形成が促進される。
【0019】
【発明の効果】以上の記載の如く、本発明によれば、燃
焼室の壁面に向けて噴射された燃料噴霧との接触領域の
壁面に設けられた空気噴出孔から、空気を噴出すること
により、前記接触領域における燃料噴霧と空気との混合
が確実になされ、従来技術のようなかかる部分における
燃料と空気との混合不良の発生が防止される。これによ
って、完全燃焼が得られて燃焼性能が向上し、排煙濃度
の良化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る直接噴射式ディーゼル
機関の燃焼装置のシリンダ中心線に沿う断面図である。
【図2】従来の前記燃焼装置の図1相当断面図である。
【図3】図2の平面図である。
【符号の説明】
1 燃焼室 1a 側壁面 1b 底面 2 ピストン 2a 挿入孔 2b、2e 空気噴出孔 2c 突起 2d 空気孔 5 燃料噴霧 6 噴射弁本体 6a 針弁 6b 空気溜り 6c 燃料通路 6f 空気噴射通路 6g 燃料噴孔 6h 空気噴孔 6j 燃料溜り 6k 接続孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02F 3/28 F02F 3/28 Z F02M 61/10 F02M 61/10 G 61/14 310 61/14 310D 61/18 350 61/18 350Z 360 360G 360J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 噴射弁本体内に往復摺動自在に嵌入さ
    れ、燃料噴射ポンプからの燃料の圧力波により開弁する
    針弁と、該針弁の開弁により前記燃料噴射ポンプからの
    燃料をピストンの頂面に凹設された燃料室内に噴射する
    燃料噴孔とを備え、 前記針弁の中心部を弁シート部から前記燃焼室の方向に
    延長して、その中心に空気噴射通路を設け、該空気噴射
    通路の上部を前記針弁の外周に開口して、該針弁のリフ
    ト時に該空気噴射通路と高圧空気が導入される空気通路
    とが連通するように構成すると共に、 前記燃焼室の底面中央に突設された突起部の中央部に、
    前記空気噴射通路の出口噴孔が挿入可能な挿入孔を設
    け、該挿入孔に前記燃焼室壁面の燃料噴霧の衝突部及び
    発達領域部に開口する空気噴出孔を連通させたことを特
    徴とする直接噴射式ディーゼル機関の燃焼装置。
JP8291192A 1996-10-14 1996-10-14 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼装置 Withdrawn JPH10122092A (ja)

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Effective date: 20040106