JPH10184363A - 直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 - Google Patents

直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造

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JPH10184363A
JPH10184363A JP8345739A JP34573996A JPH10184363A JP H10184363 A JPH10184363 A JP H10184363A JP 8345739 A JP8345739 A JP 8345739A JP 34573996 A JP34573996 A JP 34573996A JP H10184363 A JPH10184363 A JP H10184363A
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瓏 張
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴霧燃料と空気との混合を良好にして燃焼不
良による排ガス中のスモークの発生を効果的に抑制する
ことができる新規な直射式ディーゼルエンジンの燃焼室
構造の提供。 【解決手段】 ピストン1冠面の燃焼室7に形成された
衝突台10頂部の衝突面11形状を、その燃焼室7形状
と略相似形に形成すると共にその燃焼室7と周方向の位
相が一致するように配置する。これにより、衝突面11
に衝突した後の噴霧燃料sが衝突面11と相似形に拡散
して燃焼室7内の空気と良好に混合されるため、良好な
燃焼が行われて排ガス中のスモークの発生量が大幅に低
減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用内燃機関
として用いられる直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構
造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用ディーゼルエンジンの燃
焼形式としては、混合気形成方法の差から直接噴射式
(直射式,DI)と、間接噴射式(副室式,IDI)に
大別することができる。このうち、直噴式ディーゼルエ
ンジンでは、ピストン冠面の燃焼室の略中央部に、複数
の噴孔を放射状に備えた噴射ノズルを臨ませて配設する
ことで、噴霧の微粒化及び噴霧と空気との混合促進を図
るようにしたものが主流となりつつある。
【0003】しかしながら、このような構成では、微粒
化促進のために噴射圧を高圧にしたときに、噴霧の貫通
力が強くなって飛翔距離が伸び、噴霧が燃焼室側壁に付
着して未燃HCとして排出されやすくなるといった問題
がある。
【0004】これに対し、図5に示すように、ピストン
a冠面に形成されたキャビティ状の燃焼室b内に、凸状
の衝突台cを設け、この衝突台cに噴射ノズルdから直
接燃料を衝突させて燃焼室b内に分散(拡散)させるこ
とにより噴霧の微粒化を図った、いわゆるOSKA式と
称される燃焼室構造(特開昭62−63121号公報)
では、衝突により噴霧の貫通力が弱くなるため、燃焼室
bの径が小さい小型エンジンであっても噴霧が燃焼室b
の側壁に付着することがなくなり、低負荷時においても
未燃HCの排出を大幅に抑制することが可能となる。
【0005】また、この燃焼室bを多角形、例えば平面
四角形に形成してその角部に燃焼室b内の空気の乱れを
生じさせて、噴霧と燃焼室b内の空気との混合を促進す
ることで空気不足による排ガス中のスモークの発生量を
大幅に低減するようにした技術も提案されている(特公
昭51−29242号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
燃料を衝突台cに衝突させて噴霧の貫通力を弱めるよう
にしたOSKA式燃焼室構造と、多角形燃焼室構造とを
併用することで、燃焼室b内における衝突拡散後の噴霧
燃料と燃焼室b内の空気との混合がさらに促進されてよ
り良好な燃焼、すなわち、排ガス中の未燃HCとスモー
クの量を大幅に抑制することが期待できるものと考えら
れる。
【0007】しかしながら、図6に示すようにこのOS
KA式燃焼室構造と、多角形燃焼室構造とを単に併用し
ただけでは、以下のような問題が生ずることが本発明者
らの試験により判明した。
【0008】すなわち、OSKA式燃焼室構造における
拡散噴霧領域の形状は、衝突台c、特に、その頂部の衝
突面eの形状に大きな影響を受けることがわかった。そ
のため、従来のようにその衝突面eの形状が円形である
と、衝突後の噴霧燃料sがこの衝突面eを中心として燃
焼室b内を衝突面e形状と相似形に円状に拡散してしま
い、乱れの大きい燃焼室bの各角部f,f,f,fまで
到達しないことから、噴霧燃料sと燃焼室b内の空気と
の混合が良好に行われず、排ガス中のスモーク低減効果
が期待通りに得られなかった。
【0009】そこで、本発明はこのような欠点を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、噴
霧燃料と空気との混合を良好にして燃焼不良による排ガ
ス中のスモークの発生を効果的に抑制することができる
新規な直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造を提供す
るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、燃焼室内の衝突台頂部の衝突面形状を、そ
の燃焼室形状と略相似形に形成すると共にその燃焼室と
周方向の位相が一致するように配置したものである。
【0011】これにより、噴射ノズルから衝突台頂部の
衝突面に衝突拡散した噴霧が衝突面と相似形に燃焼室内
に分散拡散するため、乱れの大きい燃焼室角部に容易に
到達し、燃焼室内の空気と均一に混合して燃焼する。
【0012】従って、燃焼室内における噴霧燃料と空気
との混合が良好に促進されて、混合不良による排ガス中
のスモークの発生を大幅に低減することができる。
【0013】また、この衝突台頂部の衝突面形状が上記
の如く多角形燃焼室形状と相似形でない場合、すなわ
ち、従来通り円形のものであっても、その衝突面にその
中心部から燃焼室の各角部に指向した溝部を形成するこ
とにより、衝突面に衝突した後の噴霧が、この溝部に案
内されて燃焼室角部方向に勢い良く流されるため、乱れ
の大きい燃焼室角部に容易に到達させることができる。
【0014】さらに、このような燃焼室と相似形な衝突
面と、燃焼室の角部に指向した溝部を併用することによ
り、その効果はより顕著となる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。
【0016】図1及び図2は本発明に係る直射式ディー
ゼルエンジンの燃焼室構造を示したものであり、図中1
はシリンダ2内を往復動するピストン、3はその上部の
シリンダヘッド4の略中央部に設けられた噴射ノズル、
5,6は同じくシリンダヘッド4にそれぞれ設けられた
吸気ポート及び排気ポート、5a,6aはこれら吸気ポ
ート5及び排気ポート6を開閉するバルブである。
【0017】このピストン1の冠面には、開口部9が絞
られたリエントラント型の燃焼室7が形成されており、
さらに、その燃焼室7の底壁8中央部には凸状をした衝
突台10が山形に隆起して形成されている。また、この
衝突台10の頂部は、燃焼室7の内部で水平に切り取ら
れた衝突面11が形成されており、さらにこの衝突面1
1はシリンダヘッド4側に設けられた噴射ノズル3の噴
孔3aと直角に対向するように配置されている。
【0018】また、図2に示すように、この燃焼室7及
び衝突台10はいずれも平面四角形状の相似形に形成さ
れており、さらに、この衝突台10頂部の衝突面11
は、その燃焼室7と周方向の位相が一致するように配置
されている。すなわち、図示するように、衝突面11の
各角部11a,11a,11a,11aが、燃焼室7の
各角部7a,7a,7a,7aに、また、衝突面11の
各平面部11b,11b,11b,11bが燃焼室7の
各平面部7b,7b,7b,7bにそれぞれ向き合うよ
うに配置されている。
【0019】そして、このような構造とすることによ
り、噴射ノズル3の噴孔3aから衝突台10の衝突面1
1の中心部に燃料が噴射されると、図3に示すように、
これが衝突面11に衝突して勢いが弱められ、噴霧状と
なって衝突面11をスライドしながら燃焼室7内を略水
平方向に拡散する。この時、衝突面11は、燃焼室7と
相似形かつ周方向の位相が一致するように配置されてい
ることから、衝突面11の各平面部11b,11b,1
1b,11b側に流れる噴霧よりも、衝突面11の各角
部11a,11a,11a,11a側へ流れる噴霧の方
が、スライド時間が長くなることにより、衝突面11の
各角部11a,11a,11a,11a側へ流れる噴霧
の方が指向性が大きくなるため、図示するようにこの噴
霧燃料sは衝突面11を中心として衝突面11と略相似
形に拡散することになる。
【0020】この作用によって、噴霧燃料sが燃焼室7
の各平面部7b,7b,7b,7bは勿論、乱れの大き
い各角部7a,7a,7a,7a側にも均一に到達する
ため、噴霧燃料sが燃焼室7内の空気と良好に混合され
て、空気との混合不良による排ガス中のスモークの発生
が効果的に抑制されることになる。
【0021】次に、図4(A)、(B)は本発明の他の
実施の形態を示したものである。
【0022】先ず、図4(A)は従来の円形をした衝突
面12の表面に、その中心部から燃焼室7の各角部7
a,7a,7a,7aに指向した溝部13(本実施の形
態では十字形)を形成したものである。すなわち、この
ように円形の衝突面12の表面に溝部13を形成する
と、衝突面12に衝突した後の噴霧燃料sが、この溝部
13側に集中した後、この溝部13に案内されて燃焼室
7の各角部7a,7a,7a,7a方向に勢い良く流さ
れるため、乱れの大きい燃焼室7の各角部7a,7a,
7a,7a側に衝突後の噴霧燃料sを容易に到達させる
ことが可能となり、この結果、上記実施の形態と同様に
衝突後の噴霧燃料sが燃焼室7内の均一に拡散されて空
気と良好に混合されることになる。
【0023】一方、図4(B)は、上述した燃焼室7と
相似形の衝突面11と、図4(A)に示した溝部13を
組み合わせたものであり、これによってさらに燃焼室7
の各角部7a,7a,7a,7a側への噴霧燃料sの拡
散をより促進させることが可能となる。
【0024】尚、上述した本実施の形態では、四角形の
燃焼室を採用した場合で説明したが、本発明はこれに限
定されるものでなく、それ以外の多角形の燃焼室を採用
した場合でも、その衝突面を燃焼室の形状と相似形に形
成することにより、同様な効果を得ることができる。ま
た、さらにこのような衝突面に燃焼室の各角部に指向し
た溝部を形成することにより、より顕著な効果が得られ
ることは勿論である。
【0025】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、燃焼室内
に噴霧された燃料を多角形をした燃焼室内に均一に拡散
させて、燃焼室内の空気と良好に混合させることができ
るため、空気と噴霧燃料との混合不良による排ガス中の
スモークの発生を効果的に抑制することができる、等と
いった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【図2】図1中A−A矢視図である。
【図3】本発明による燃料噴霧の拡散状態を示す概念図
である。
【図4】(A)は本発明の他の実施の形態を示す説明図
である。(B)は本発明の他の実施の形態を示す説明図
である。
【図5】従来の多角形燃焼室に凸状の衝突台を備えた燃
焼室構造を示す縦断面図である。
【図6】図5中A−A断面図である。
【符号の説明】
1 ピストン 3 噴射ノズル 7 燃焼室 7a 燃焼室角部 7b 平面部 8 底壁 10 衝突台 11 衝突面 11a 衝突面角部 13 溝部 s 噴霧燃料

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストン冠面に形成された燃焼室底壁
    に、その上部の噴射ノズルからの噴射燃料を衝突させて
    その燃焼室内に拡散させる凸状の衝突台を備えた直射式
    ディーゼルエンジンの燃焼室構造において、上記燃焼室
    の平面形状を多角形に形成し、上記衝突台頂部の衝突面
    形状を、その燃焼室形状と略相似形に形成すると共にそ
    の燃焼室と周方向の位相が一致するように配置したこと
    を特徴とする直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造。
  2. 【請求項2】 上記衝突台頂部の衝突面に、その衝突面
    の中心部から上記燃焼室の各角部方向に指向する溝部を
    形成したことを特徴とする請求項1記載の直射式ディー
    ゼルエンジンの燃焼室構造。
  3. 【請求項3】 ピストン冠面に形成された燃焼室底壁
    に、その上部の噴射ノズルからの噴射燃料を衝突させて
    その燃焼室内に拡散させる凸状の衝突台を備えた直射式
    ディーゼルエンジンの燃焼室構造において、上記燃焼室
    の平面形状を多角形に形成すると共に、上記衝突台頂部
    の衝突面に、その衝突面の中心部から上記燃焼室の各角
    部方向に指向する溝部を形成したことを特徴とする直射
    式ディーゼルエンジンの燃焼室構造。
JP8345739A 1996-12-25 1996-12-25 直射式ディーゼルエンジンの燃焼室構造 Pending JPH10184363A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2818325A1 (fr) 2001-07-30 2002-06-21 Inst Francais Du Petrole Moteur a injection directe pourvu d'un faible angle de nappe et procedes permettant d'utiliser un tel moteur
FR2818324A1 (fr) 2000-12-20 2002-06-21 Inst Francais Du Petrole Moteur a injection directe, pourvu d'un injecteur a faible angle de nappe
EP1217186A2 (fr) 2000-12-20 2002-06-26 Institut Francais Du Petrole Moteur à injection directe pourvu d'un faible angle de nappe et procédés permettant d'utiliser un tel moteur

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FR2818325A1 (fr) 2001-07-30 2002-06-21 Inst Francais Du Petrole Moteur a injection directe pourvu d'un faible angle de nappe et procedes permettant d'utiliser un tel moteur

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