JPH10196492A - Diesel engine - Google Patents

Diesel engine

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JPH10196492A
JPH10196492A JP9004018A JP401897A JPH10196492A JP H10196492 A JPH10196492 A JP H10196492A JP 9004018 A JP9004018 A JP 9004018A JP 401897 A JP401897 A JP 401897A JP H10196492 A JPH10196492 A JP H10196492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
injection hole
fuel
injection
combustion chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP9004018A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Rou Chiyou
瓏 張
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
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Publication of JPH10196492A publication Critical patent/JPH10196492A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an amount of unburned HC at the time of low load operation and reduce an amount of smoke generated at the time of high load operation by forming a main injection hole and an auxiliary injection hole in a nozzle body of a fuel injection nozzle and forming a groove which is apart from the auxiliary injection hole in the peripheral direction and is extended from below a seat part to a main injection hole side. SOLUTION: A fuel injection nozzle 10 is provided in such a manner that a tip of a nozzle part 11 faces a combustion chamber, and the nozzle part 11 is such that a needle valve 14 is stored in a nozzle body 13. A seat part 22 is formed in the nozzle body 13, and fuel injection is stopped when a valve seat 23 of the needle valve 14 is seated on the seat part 22. Moreover, a main injection hole 17 is formed below a hole part 25 of the nozzle body 13 along the nozzle center C, and a plurality of auxiliary injection holes 27 are formed on and pass through a tapered surface 24 radially centered on the nozzle center C. Furthermore, a fanlike groove 28 having a predetermined depth is provided on the tapered surface 26 between the auxiliary injection holes 27, and each groove 28 is provided in such a manner that it is communicated with the main injection hole 17 through the hole part 25.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、所謂OSKA式燃焼室
を備えた直接噴射式ディーゼルエンジンに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct injection type diesel engine having a so-called OSKA type combustion chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】直接噴射式ディーゼルエンジンでは、噴
霧の微粒化や噴霧と空気との混合促進を図るため、燃料
噴射ノズルに複数の噴孔を放射状に設け、その燃料噴射
ノズルを燃焼室の略中央部に臨ませて配設することが主
流となりつつある。
2. Description of the Related Art In a direct injection type diesel engine, a plurality of injection holes are radially provided in a fuel injection nozzle in order to atomize the spray and promote mixing of the spray and the air. It is becoming mainstream to arrange it facing the center.

【0003】一方、上記のようなレイアウトでは、特に
微粒化促進のために噴射圧を高圧にしたときに、噴霧の
貫徹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ってしま
う。この未燃HCの問題は、噴射量が少なくシリンダ内
温度が比較的低温となるエンジン低負荷運転時に多く見
られ、燃焼室径が大きくとれない小型エンジンでは特に
顕著となる。
On the other hand, in the layout described above, especially when the injection pressure is increased to promote atomization, the penetration force of the spray is increased and the flight distance is increased, and the spray adheres to the side wall of the combustion chamber. It becomes easy to be discharged as unburned HC. This problem of unburned HC is often observed during low engine load operation in which the injection amount is small and the temperature in the cylinder is relatively low, and is particularly noticeable in a small engine in which the diameter of the combustion chamber cannot be made large.

【0004】そこで、燃焼室内の燃料衝突面に噴射燃料
を衝突させて分散(拡散)させることにより、噴霧の微
粒化を図る技術(所謂OSKA式燃焼室)が、例えば特開昭
62-63121号公報に開示されている。
[0004] A technique for atomizing the spray by causing the injected fuel to collide with the fuel collision surface in the combustion chamber and disperse (diffuse) the fuel (a so-called OSKA combustion chamber) is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho.
It is disclosed in JP-A-62-63121.

【0005】OSKA式燃焼室では、噴射燃料が衝突によっ
て拡散されてその貫徹力が弱められるため、小型エンジ
ン(小径燃焼室) であっても噴霧が燃焼室側壁に付着す
るのを防止でき、低負荷時の未燃HC排出を抑制でき
る。
In the OSKA type combustion chamber, the injected fuel is diffused by the collision and the penetration force is weakened, so that even in a small engine (small diameter combustion chamber), the spray can be prevented from adhering to the side wall of the combustion chamber, and the low fuel consumption can be achieved. Unburned HC emissions during load can be suppressed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、噴霧の
貫徹力が弱いOSKA式燃焼室では、低負荷時の未燃HC排
出は抑制できるものの、噴射量の多くなる高負荷時に
は、燃焼室内だけで多量の燃料が燃焼し、過濃燃焼とな
ってスモークが多く発生してしまう。
However, in the OSKA type combustion chamber where the penetration force of the spray is weak, unburned HC emission at a low load can be suppressed. However, at the time of a high load where the injection amount is large, a large amount only in the combustion chamber. The fuel burns, resulting in rich combustion and a lot of smoke.

【0007】即ち、多噴孔ノズルを用いた従来の燃焼室
では、噴霧自体の貫徹力によって着火後の火炎を燃焼室
外に流出させ、ピストンの下降に伴って形成されるシリ
ンダヘッド下面とピストン上面との間の空間の空気と混
合するのに対し、OSKA式燃焼室では、燃焼室外への火炎
流出が殆ど見られず、空気不足による燃焼不良が起きて
しまう。
That is, in a conventional combustion chamber using a multi-hole nozzle, the flame after ignition flows out of the combustion chamber by the penetration force of the spray itself, and the lower surface of the cylinder head and the upper surface of the piston formed as the piston descends. On the other hand, in the OSKA type combustion chamber, almost no flame flows out of the combustion chamber, and poor combustion occurs due to insufficient air.

【0008】一方、特開平5-141243号公報には、上記OS
KA式燃焼室に供される燃料噴射ノズルに放射方向の複数
の噴孔を併設し、燃焼室中央底部の衝突面とこの衝突面
を指向する噴孔との距離を、燃焼室側壁と放射方向の噴
孔との距離よりも小さく形成することにより、衝突面に
て衝突拡散する噴霧を、放射方向に噴射される噴霧に先
行して着火させ、このパイロット燃焼によって放射方向
の噴霧の着火を誘導する技術が開示されている。
On the other hand, JP-A-5-141243 discloses that the OS
The fuel injection nozzle provided to the KA type combustion chamber is provided with a plurality of radial injection holes, and the distance between the collision surface at the center bottom of the combustion chamber and the injection hole pointing to this collision surface is determined by the distance between the combustion chamber side wall and the radiation direction. The spray that collides and diffuses at the collision surface is ignited prior to the spray injected in the radial direction by forming it smaller than the distance to the injection hole, and the pilot combustion induces the ignition of the spray in the radial direction A technique for performing this is disclosed.

【0009】この技術によれば、衝突拡散噴霧による燃
焼に、放射方向に噴射される噴霧の貫徹力が付加される
ことになるため、燃焼ガスが燃焼室外に流出し易くな
り、上記OSKA式燃焼室における高負荷時の空気不足によ
る燃焼不良も改善されるものと思われる。
According to this technique, since the penetration force of the spray injected in the radial direction is added to the combustion by the collision diffusion spray, the combustion gas easily flows out of the combustion chamber. It is thought that poor combustion due to lack of air at high load in the room is also improved.

【0010】しかしなから、この技術では、衝突面を指
向する噴孔と放射方向の噴孔とに燃料が常に等分配さ
れ、噴射も同時に実行されるため、全噴射量の少ない低
負荷時には、衝突面を指向する噴孔からの噴射量が減少
して衝突力並びに拡散性が弱まり、期待通りのパイロッ
ト燃焼が得られず、放射方向に噴射された燃料が燃焼室
側壁に付着して未燃HCが生成されてしまう。よってこ
の技術では、高負荷時のスモーク排出は低減できても、
低負荷時の未燃HC排出量を低減することはできない。
However, according to this technique, the fuel is always equally distributed between the injection hole directed to the collision surface and the injection hole in the radial direction, and the injection is also performed at the same time. The amount of injection from the injection hole directed toward the collision surface decreases, the collision force and the diffusivity weaken, and pilot combustion as expected is not obtained, and the fuel injected in the radial direction adheres to the side wall of the combustion chamber and becomes unburned HC is generated. Therefore, this technology can reduce smoke emission at high load,
It is not possible to reduce the amount of unburned HC emission at low load.

【0011】また、衝突面〜噴孔間距離を燃焼室側壁〜
噴孔間距離よりも小さくすることは、燃焼室の設計制約
上困難を伴うことが多い。即ち、衝突面位置を燃焼室上
方に設定する分、燃焼室の容積が減少するため、圧縮比
を保つためには燃焼室径を広げざるを得ず、特にボア径
の小さな小型エンジンには適用し難い。さらに、衝突面
がシリンダヘッド下面に近づきすぎると、衝突拡散噴霧
又は火炎がシリンダヘッド下面に付着して急速冷却さ
れ、未燃HCやスモークの発生につながるという、新た
な問題を引き起こすことにもなる。
Further, the distance between the collision surface and the injection hole is defined as
It is often difficult to make the distance smaller than the distance between the injection holes due to design restrictions of the combustion chamber. That is, since the collision surface position is set above the combustion chamber, the volume of the combustion chamber is reduced, so that the diameter of the combustion chamber must be increased in order to maintain the compression ratio, and is particularly applied to a small engine having a small bore diameter. Difficult to do. Further, when the collision surface is too close to the lower surface of the cylinder head, a new problem that collision diffusion spray or flame adheres to the lower surface of the cylinder head and is rapidly cooled, leading to generation of unburned HC and smoke, also causes a new problem. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係るディーゼル
エンジンは、ピストン頂面を窪ませて形成され、中心部
に燃料衝突面を有する燃焼室と、この燃焼室に臨ませて
配設される燃料噴射ノズルであって、そのノズルボディ
に、上記燃料衝突面に指向する主噴孔、上記燃焼室の側
壁に指向する副噴孔及びニードル弁を着座させるシート
部を有し、上記ノズルボディの内面に、上記副噴孔から
周方向に離間して上記シート部下方から上記主噴孔側に
延出する溝を有する燃料噴射ノズルとを備えたものであ
る。
A diesel engine according to the present invention is provided with a combustion chamber formed by recessing a piston top surface and having a fuel collision surface in the center, and facing the combustion chamber. A fuel injection nozzle, the nozzle body of which has a main injection hole directed to the fuel collision surface, a sub injection hole directed to a side wall of the combustion chamber, and a seat for seating a needle valve; A fuel injection nozzle is provided on the inner surface, the fuel injection nozzle having a groove that is circumferentially separated from the sub injection hole and extends from below the seat portion toward the main injection hole.

【0013】これによれば、全噴射量が少ないときに
は、ノズルボディ内でニードル弁〜シート部間を通過し
た燃料の殆どが、溝に沿って主噴孔に向かうようになる
ため、低負荷時において、主噴孔からの噴射量を多く、
副噴孔からの噴射量を少なくでき、これにより燃焼室側
壁への燃料付着を防止し、未燃HCの排出を抑制できる
ようになる。そして全噴射量が多い高負荷時には、従来
同様に主噴孔と副噴孔とに燃料を等分配して噴射させら
れ、これによりスモークの低減も可能となる。
According to this, when the total injection amount is small, most of the fuel that has passed between the needle valve and the seat in the nozzle body is directed to the main injection hole along the groove, so that when the load is low, In the large injection amount from the main injection hole,
The injection amount from the sub-injection hole can be reduced, thereby preventing the fuel from adhering to the combustion chamber side wall and suppressing the emission of unburned HC. When the load is high and the total injection amount is large, the fuel is equally distributed and injected into the main injection holes and the sub injection holes as in the conventional case, thereby making it possible to reduce smoke.

【0014】ここで、上記ノズルボディの内面に、上記
シート部の下方及び上記主噴孔の上方にてそれぞれ周方
向に延出する第1切欠部及び第2切欠部が設けられ、上
記ニードル弁が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部に
それぞれ嵌合する第1突起部及び第2突起部を有すると
共に、上記溝が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部の
間に設けられるのが好ましい。
Here, a first notch portion and a second notch portion extending in the circumferential direction below the seat portion and above the main injection hole are provided on the inner surface of the nozzle body, respectively. Has a first projection and a second projection respectively fitted to the first notch and the second notch, and the groove is provided between the first notch and the second notch. Preferably.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0016】図5は本発明に係るディーゼルエンジンを
示し、図示するようにディーゼルエンジン1にあっては
ピストン2の頂面を窪ませて燃焼室3が形成されてい
る。燃焼室3は、平面的に見て円形に窪まされ、その中
心がピストン中心及びノズル中心Cと一致されると共
に、周方向に沿った側壁4がノズル中心Cと平行なリン
グ状平面で構成されている。側壁4の上端部には径方向
内方に突出する棚部6が一体に形成されている。燃焼室
3の底部5は外周部が平面状に形成され、その中心部に
は燃料衝突台7が一体に隆起されて形成されている。燃
料衝突台7は、ノズル中心Cを中心とする所定の高さ寸
法を有した円錘柱状に形成され、ここではその上面が平
面状の燃料衝突面8を形成している。このようにかかる
燃焼室3はOSKA式燃焼室の構成が採られている。
FIG. 5 shows a diesel engine according to the present invention. As shown in the drawing, in a diesel engine 1, a combustion chamber 3 is formed by recessing a top surface of a piston 2. The combustion chamber 3 is circularly depressed in a plan view, and its center coincides with the center of the piston and the center C of the nozzle, and the side wall 4 along the circumferential direction is formed of a ring-shaped plane parallel to the center C of the nozzle. ing. A shelf 6 protruding radially inward is formed integrally with the upper end of the side wall 4. The bottom portion 5 of the combustion chamber 3 has an outer peripheral portion formed in a planar shape, and a fuel collision table 7 is integrally formed at the center portion thereof so as to protrude. The fuel collision table 7 is formed in a conical column shape having a predetermined height centered on the center C of the nozzle, and the upper surface thereof forms a planar fuel collision surface 8 here. As described above, the combustion chamber 3 has an OSKA type combustion chamber.

【0017】一方、シリンダヘッド9にはノズルスリー
ブ10aを介して燃料噴射ノズル10が取り付けられて
いる。燃料噴射ノズル10は、ノズル部11の先端がシ
リンダヘッド下面12から下方に突出されて燃焼室3に
臨ませられている。このようにかかるディーゼルエンジ
ン1は直接噴射式の構成が採られ、ここでは1気筒当た
りの排気量、ボア径、燃焼室3の直径(キャビティ径)
ともに比較的小型のものとされる。
On the other hand, a fuel injection nozzle 10 is attached to the cylinder head 9 via a nozzle sleeve 10a. In the fuel injection nozzle 10, the tip of the nozzle portion 11 projects downward from the lower surface 12 of the cylinder head and faces the combustion chamber 3. As described above, the diesel engine 1 has a direct injection type configuration, in which the displacement per cylinder, the bore diameter, and the diameter of the combustion chamber 3 (cavity diameter) are used.
Both are relatively small.

【0018】図1,図2に詳しく示すように、ノズル部
11は、ノズルボディ13内にニードル弁14が昇降可
能に収容されて構成されている。ノズルボディ13内に
は燃料通路15及び油溜め室(図示せず)が形成され、
油溜め室に高圧燃料が導入された際にその圧力でニード
ル弁14がリフト(上昇)するようになっている。ノズ
ルボディ13にはシート部22が一体に形成され、この
シート部22にニードル弁14の弁シート23が面接触
状態で着座したとき、燃料通路15から下方への燃料の
流通が規制され、燃料噴射ノズル10は閉弁状態とな
る。逆にニードル弁14がリフトした際には、シート部
22と弁シート23との間に隙間ができてこの隙間から
燃料が下方に浸入し、燃料噴射が実行されることとな
る。
As shown in detail in FIGS. 1 and 2, the nozzle section 11 is configured such that a needle valve 14 is housed in a nozzle body 13 so as to be able to move up and down. A fuel passage 15 and an oil reservoir (not shown) are formed in the nozzle body 13.
When high-pressure fuel is introduced into the oil reservoir, the needle valve 14 is lifted (raised) by the pressure. A seat portion 22 is formed integrally with the nozzle body 13, and when the valve seat 23 of the needle valve 14 is seated on the seat portion 22 in a surface contact state, the flow of fuel downward from the fuel passage 15 is regulated, The injection nozzle 10 is in a closed state. Conversely, when the needle valve 14 is lifted, a gap is formed between the seat portion 22 and the valve seat 23, and fuel penetrates downward from this gap, and fuel injection is performed.

【0019】また、ノズルボディ13には、その内面を
なすシート部22の下方にさらにテーパ面24が形成さ
れ、テーパ面24の下方の先端はホール部25に連続さ
れ、さらにホール部25の下方には主噴孔17が貫通形
成されている。主噴孔17はノズル中心Cに沿って形成
され、これによって先の燃料衝突面8を指向するように
なる。一方、ニードル弁14には弁シート23の下方に
弁テーパ面26が連続して形成され、この弁テーパ面2
6がテーパ面24に適合される。
The nozzle body 13 further has a tapered surface 24 formed below the seat portion 22 forming the inner surface thereof, and a tip below the tapered surface 24 is continuous with the hole portion 25, and is further formed below the hole portion 25. Is formed with a main injection hole 17 therethrough. The main injection hole 17 is formed along the center C of the nozzle, so that the main injection hole 17 is directed to the fuel collision surface 8. On the other hand, a valve taper surface 26 is formed continuously below the valve seat 23 in the needle valve 14.
6 is fitted to the tapered surface 24.

【0020】テーパ面24には複数の副噴孔27が開口
されている。副噴孔27はノズル中心Cを中心とする放
射状に延出され、ノズルボディ13を僅か斜め下向きに
貫通している。これによって副噴孔27は燃焼室3の側
壁4を指向するようになる。なおここでは副噴孔27は
周方向に90°間隔で4つ設けられている。
A plurality of sub injection holes 27 are opened in the tapered surface 24. The sub injection hole 27 extends radially around the nozzle center C, and penetrates the nozzle body 13 slightly obliquely downward. As a result, the sub injection hole 27 is directed toward the side wall 4 of the combustion chamber 3. Here, four sub injection holes 27 are provided at 90 ° intervals in the circumferential direction.

【0021】そしてこれら副噴孔27の間にて、テーパ
面24には所定深さの溝28が設けられている。溝28
は、ここでは平面的に見て扇状に形成され、全ての副噴
孔27間に4つ設けられると共に、副噴孔27からは離
間されて非連通の状態にある。そして溝28は全周を8
等分するように、各々が周方向に45°の幅をもって幅中
心間隔が90°とされている。また溝28は、シート部2
2直下から下方に延出されてホール部25まで連続して
いる。即ち、溝28はホール部25を介して主噴孔17
と連通状態にある。
A groove 28 having a predetermined depth is provided in the tapered surface 24 between the sub injection holes 27. Groove 28
Are formed in a fan shape when viewed in a plan view, four are provided between all the sub-injection holes 27, and are separated from the sub-injection holes 27 and are in a non-communication state. And the groove 28 is 8
In order to divide equally, each has a width of 45 ° in the circumferential direction and a width center interval of 90 °. The groove 28 is provided in the seat 2
2 and extends downward from just below and continues to the hole 25. That is, the groove 28 is formed in the main injection hole 17 through the hole 25.
Is in communication with

【0022】上記構成の作用を説明すれば、燃圧でニー
ドル弁14がリフトされると、燃料通路15に蓄積され
た加圧状態の燃料は、先ずシート部22と弁シート23
との隙間を下方に通過し、テーパ面24或いは溝28内
面と弁テーパ面26との隙間に入り込むことになる。こ
こで、溝28内の通路の方が流路面積大で通路抵抗が小
さいこと、エンジンが低負荷運転の状態にあると燃料量
も比較的少ないこと、燃料が下向きに加勢されているこ
と等の理由から、殆どの燃料は先ず溝28内を通じてホ
ール部25に至り、主噴孔17から噴射されるようにな
る。そして主噴孔17の孔径等に基づく許容噴射量を越
えて燃料の供給が続行され、テーパ面24或いは溝28
内面と弁テーパ面26との隙間に燃料が溜まってきたな
らば、その後、その隙間の燃料が副噴孔27から二次的
に噴射されるようになる(図6(a)参照)。もっと
も、全噴射量が主噴孔17のみで賄える程度の量であれ
ば副噴孔27からの噴射は実質行われないこととなる。
To explain the operation of the above configuration, when the needle valve 14 is lifted by the fuel pressure, the fuel in the pressurized state accumulated in the fuel passage 15 firstly receives the seat portion 22 and the valve seat 23.
, And enters the gap between the tapered surface 24 or the inner surface of the groove 28 and the valve tapered surface 26. Here, the passage in the groove 28 has a larger passage area and a smaller passage resistance, that the amount of fuel is relatively small when the engine is in a low load operation state, that the fuel is energized downward, and the like. For this reason, most of the fuel first reaches the hole portion 25 through the groove 28 and is injected from the main injection hole 17. Then, the supply of fuel is continued beyond the allowable injection amount based on the diameter of the main injection hole 17 or the like, and the tapered surface 24 or the groove 28
When the fuel has accumulated in the gap between the inner surface and the valve taper surface 26, the fuel in the gap is subsequently injected from the sub injection hole 27 (see FIG. 6A). However, if the total injection amount is such that only the main injection hole 17 can cover, the injection from the sub injection hole 27 is not substantially performed.

【0023】このように、エンジン低負荷運転時等(例
えばアイドル運転時)、全噴射量が少なく噴射圧力も比
較的低い場合に、主噴孔17からの噴射量を副噴孔27
からの噴射量より多くでき、つまり噴射量割合を主噴孔
17側に偏らせ副噴孔27側を小さくすることができ、
これによって副噴孔27の噴射による燃焼室側壁4への
燃料付着を防止でき、未燃HCの排出を大巾に抑制する
ことが可能となる。また、副噴孔27の噴射が主噴孔1
7の噴射より遅れるので、主噴孔17による衝突拡散燃
焼(パイロット燃焼)の後、その火炎を基に副噴孔27
からの噴射による燃焼を実行でき、これによって燃料の
未燃状態での側壁4への付着を防止でき、未燃HCの排
出抑制効果を大いに高められる。
As described above, when the total injection amount is small and the injection pressure is relatively low, for example, during low engine load operation (for example, during idling operation), the injection amount from the main injection hole 17 is reduced to the sub injection hole 27.
, The injection amount ratio can be biased toward the main injection hole 17 side and the sub injection hole 27 side can be reduced,
Thereby, it is possible to prevent the fuel from adhering to the combustion chamber side wall 4 due to the injection of the sub injection hole 27, and it is possible to largely suppress the discharge of the unburned HC. In addition, the injection of the sub injection hole 27 is
7, the fuel is delayed from the injection by the main injection hole 17 (pilot combustion).
The fuel can be prevented from sticking to the side wall 4 in an unburned state, and the effect of suppressing unburned HC emissions can be greatly enhanced.

【0024】一方、エンジン高負荷運転時等、全噴射
量、噴射圧力ともに大きい場合は、ニードル弁14のリ
フト量も大きくなり、燃料が主噴孔17及び副噴孔27
から同時に等分配で噴射されるようになる。これにより
図6(b)に示すように、主噴孔17による衝突拡散噴
霧の燃焼に、副噴孔27からの強い貫徹力をもった噴霧
或いは燃焼ガスを付加することができ、その副噴孔27
からの噴霧等を燃焼室3外に流出させ、ピストン2頂面
とシリンダヘッド下面12との間の空気を有効利用し、
比較的広い領域で燃焼を実行することが可能となる。こ
れにより、高負荷運転時のスモークも低減することが可
能となる。このように、かかる構成においては、噴射量
又は噴射圧力が増すほどに副噴孔27による噴射割合が
増加され、噴射開始時期の遅延時間が短縮されることと
なる。
On the other hand, when the total injection amount and the injection pressure are both large, such as during high engine load operation, the lift amount of the needle valve 14 also increases, and fuel is injected into the main injection hole 17 and the sub injection hole 27.
From the same time. As a result, as shown in FIG. 6B, the spray or combustion gas having a strong penetration force from the sub injection hole 27 can be added to the combustion of the impinging diffusion spray by the main injection hole 17, and the sub injection Hole 27
From the combustion chamber 3 to effectively use the air between the top surface of the piston 2 and the lower surface 12 of the cylinder head,
Combustion can be performed in a relatively large area. As a result, smoke during high-load operation can be reduced. Thus, in such a configuration, as the injection amount or the injection pressure increases, the injection ratio of the sub injection hole 27 increases, and the delay time of the injection start timing is shortened.

【0025】ここで、主噴孔17と副噴孔27との噴射
開始時期が噴射圧(即ちエンジン回転速度)に異存する
ため、ピストン2の移動速度が遅いエンジン低回転(低
噴射圧)時には燃焼室3の燃焼ガスの室外流出が遅れる
ことになり、これによってピストン2頂面とシリンダヘ
ッド下面12との間の空間が狭いうちに燃焼ガスが流出
してしまうことがなく、シリンダヘッド下面12による
燃焼ガスの急速冷却に起因したスモーク発生や未燃HC
の発生を防止できる。一方、ピストン2の移動速度が速
いエンジン高回転(高噴射圧)時には燃焼ガスの流出も
速やかに行われるため、ピストン2頂面とシリンダヘッ
ド下面12との間の空間における燃焼を有効にエンジン
の仕事(トルク)に変換することができる。
Here, since the injection start timing of the main injection hole 17 and the sub injection hole 27 depends on the injection pressure (that is, the engine rotation speed), when the moving speed of the piston 2 is low and the engine rotation is low (low injection pressure). The outflow of the combustion gas from the combustion chamber 3 to the outside is delayed, so that the combustion gas does not flow out while the space between the piston 2 top surface and the cylinder head lower surface 12 is narrow. Smoke and unburned HC caused by rapid cooling of combustion gas
Can be prevented. On the other hand, at the time of high engine rotation (high injection pressure) in which the moving speed of the piston 2 is high, the outflow of the combustion gas is also performed quickly, so that combustion in the space between the top surface of the piston 2 and the lower surface 12 of the cylinder head is effectively performed. It can be converted to work (torque).

【0026】なお、エンジン回転数とは無関係に噴射圧
を設定できる燃料噴射装置(コモンレール式等)と組み
合わせれば、主噴孔17と副噴孔27との噴射量割合及
び噴射時間差をより最適に自由に制御できるようにな
る。
When combined with a fuel injection device (such as a common rail type) that can set the injection pressure independently of the engine speed, the injection amount ratio and the injection time difference between the main injection hole 17 and the sub injection hole 27 can be optimized. Can be controlled freely.

【0027】次に、別の実施の形態について説明する。Next, another embodiment will be described.

【0028】図3及び図4に示すように、この実施の形
態においては燃料噴射ノズル10のノズル部11の構成
が異なっている。即ち、ノズルボディ13内部のテーパ
面24には、シート部22のやや下方の位置に第1切欠
部30が、ホール部25のやや上方の位置に第2切欠部
31がそれぞれ設けられている。これら切欠部30,3
1は断面三角状に形成され、ノズル中心方向(縦方向)
に沿う周側壁及びこれに垂直な底壁で区画されると共
に、全周に亘る溝状に形成されている。そしてニードル
弁14の弁テーパ面26にも、第1切欠部30及び第2
切欠部31にそれぞれ嵌合する第1突起部32及び第2
突起部33が設けられている。これら第1及び第2突起
部32,33は、第1及び第2切欠部30,31に適合
する短円柱状とされている。
As shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, the configuration of the nozzle portion 11 of the fuel injection nozzle 10 is different. That is, on the tapered surface 24 inside the nozzle body 13, the first cutout portion 30 is provided at a position slightly below the seat portion 22, and the second cutout portion 31 is provided at a position slightly above the hole portion 25. These notches 30, 3
1 is formed in a triangular cross section, and is located in the nozzle center direction (vertical direction)
And a bottom wall perpendicular thereto, and is formed in a groove shape over the entire circumference. The first notch 30 and the second notch 30 are also provided on the valve taper surface 26 of the needle valve 14.
The first projection 32 and the second projection 32 respectively fitted into the notch 31
A projection 33 is provided. These first and second projections 32 and 33 are formed in a short column shape that fits into the first and second cutouts 30 and 31.

【0029】さらにテーパ面24にあって、第1及び第
2切欠部30,31の間の位置に副噴孔27と溝28と
が設けられている。副噴孔27はここでは3つが周方向
に 120°間隔で放射状に設けられ、溝28はこれら副噴
孔27間の位置に副噴孔27とは周方向に離間して設け
られている。溝28は全周を6等分するように、各々が
周方向に60°の幅をもって幅中心間隔が 120°とされて
いる。そして溝28は、第1切欠部30及び第2切欠部
31をそれぞれ連通すると共に、底面が第1及び第2切
欠部30,31の下端外周縁を結ぶよう、深さが設定さ
れている。
Further, a sub-injection hole 27 and a groove 28 are provided on the tapered surface 24 at a position between the first and second notches 30 and 31. Here, three sub injection holes 27 are radially provided at 120 ° intervals in the circumferential direction, and the groove 28 is provided at a position between these sub injection holes 27 and spaced apart from the sub injection holes 27 in the circumferential direction. Each groove 28 has a width of 60 ° in the circumferential direction and a width center interval of 120 ° so as to divide the entire circumference into six equal parts. The depth of the groove 28 is set such that the first cutout portion 30 and the second cutout portion 31 communicate with each other, and the bottom surface connects the lower end outer peripheral edges of the first and second cutout portions 30 and 31.

【0030】このようにすると、前記実施の形態に比べ
溝28のノズル中心方向の長さを減じられ、溝28の容
積自体を減少することができる。つまり、前記実施の形
態では溝28の容積が比較的大きいため、燃料噴射終了
時に燃料のキレが悪化し、後ダレ等の問題が生じる虞が
あるが、この実施の形態はかかる問題を有効に解決し得
る。
By doing so, the length of the groove 28 in the direction of the nozzle center can be reduced as compared with the above embodiment, and the volume itself of the groove 28 can be reduced. That is, in the above-described embodiment, since the volume of the groove 28 is relatively large, the sharpness of the fuel is deteriorated at the end of the fuel injection, and there is a possibility that a problem such as rearward dripping may occur. Can be solved.

【0031】ここで、溝28は第2切欠部31の位置で
止まっており、主噴孔17と連通状態にないが、ニード
ル弁14のリフト時にこれらの隙間を通る燃料には下向
きの方向性が与えられているため、前記同様の主噴孔1
7のみによる初期噴射の実行が可能となる。
Here, the groove 28 is stopped at the position of the second notch 31 and is not in communication with the main injection hole 17, but the fuel passing through these gaps when the needle valve 14 is lifted has a downward directivity. , The main injection hole 1 similar to the above is provided.
7 enables the execution of the initial injection.

【0032】また、特開平4-17770 号公報にも、同様の
溝を設けた燃料噴射ノズルが開示されているが、これは
溝がニードル弁に設けられるため、副噴孔との位置合わ
せのためにニードル弁の回転止め手段が必要となり、構
造複雑、高コストとなってしまう。また燃焼室との組み
合わせで考えられたものでもなく、各噴孔の指向方向は
何等考慮されていないため、これらの点で本発明は有利
となる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-17770 discloses a fuel injection nozzle provided with a similar groove. However, since the groove is provided in the needle valve, it is necessary to align the fuel injection nozzle with the sub injection hole. Therefore, a means for stopping the rotation of the needle valve is required, resulting in a complicated structure and high cost. Further, the present invention is advantageous in these respects because it is not considered in combination with the combustion chamber and the directing direction of each injection hole is not considered at all.

【0033】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明してきたが、本発明は他の様々な実施の形態を採る
ことが可能である。例えば、燃料衝突台を別部品で形成
し、これを燃焼室の底部に取り付けたり、シリンダヘッ
ド下面から垂下させて取り付けても構わない。また溝の
形状は前述の如き扇形でなく直線状等としてもよく、そ
のノズル中心方向に沿う長さや周方向に沿う幅も適宜変
更が可能である。さらに本発明は、小型のみならず中・
大型のディーゼルエンジンにも広く適用可能である。
While the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention can adopt various other embodiments. For example, the fuel impingement table may be formed as a separate component and attached to the bottom of the combustion chamber, or may be attached by hanging down from the lower surface of the cylinder head. The shape of the groove may be a straight line or the like instead of the fan shape as described above, and the length along the nozzle center direction and the width along the circumferential direction can be appropriately changed. Furthermore, the present invention is not only compact,
It is widely applicable to large diesel engines.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は、低負荷運転時の未燃HC抑制
と、高負荷運転時のスモーク低減とを同時に達成できる
という優れた効果を発揮する。
The present invention has an excellent effect that it is possible to simultaneously suppress unburned HC during low load operation and reduce smoke during high load operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射ノ
ズルの縦断正面図で、図2のB−B線断面図である。
1 is a vertical sectional front view of a fuel injection nozzle of a diesel engine according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2;

【図2】ノズルボディの断面を示し、図1のA−A線断
面図である。
FIG. 2 shows a cross section of the nozzle body, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】別の実施の形態に係る燃料噴射ノズルの縦断正
面図で、図4のD−D線断面図である。
FIG. 3 is a vertical sectional front view of a fuel injection nozzle according to another embodiment, and is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 4;

【図4】ノズルボディの断面を示し、図3のC−C線断
面図である。
4 shows a cross section of the nozzle body, and is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 3;

【図5】本発明に係るディーゼルエンジンの要部を示す
縦断正面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional front view showing a main part of the diesel engine according to the present invention.

【図6】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射の
様子を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a state of fuel injection of the diesel engine according to the present invention.

【符号の説明】 1 ディーゼルエンジン 2 ピストン 3 燃焼室 4 側壁 8 燃料衝突面 10 燃料噴射ノズル 13 ノズルボディ 14 ニードル弁 17 主噴孔 22 シート部 27 副噴孔 28 溝 30 第1切欠部 31 第2切欠部 32 第1突起部 33 第2突起部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 2 Piston 3 Combustion chamber 4 Side wall 8 Fuel collision surface 10 Fuel injection nozzle 13 Nozzle body 14 Needle valve 17 Main injection hole 22 Seat portion 27 Sub injection hole 28 Groove 30 First cutout 31 Second Notch 32 First protrusion 33 Second protrusion

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 61/14 310 F02M 61/14 310D Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02M 61/14 310 F02M 61/14 310D

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストン頂面を窪ませて形成され、中心
部に燃料衝突面を有する燃焼室と、該燃焼室に臨ませて
配設される燃料噴射ノズルであって、そのノズルボディ
に、上記燃料衝突面に指向する主噴孔、上記燃焼室の側
壁に指向する副噴孔及びニードル弁を着座させるシート
部を有し、上記ノズルボディの内面に、上記副噴孔から
周方向に離間して上記シート部下方から上記主噴孔側に
延出する溝を有する燃料噴射ノズルとを備えたことを特
徴とするディーゼルエンジン。
1. A combustion chamber formed by recessing a piston top surface and having a fuel collision surface at a center portion, and a fuel injection nozzle disposed to face the combustion chamber, the nozzle body comprising: A main injection hole directed to the fuel collision surface, a sub-injection hole directed to the side wall of the combustion chamber, and a seat for seating a needle valve; and an inner surface of the nozzle body which is circumferentially spaced from the sub-injection hole. A fuel injection nozzle having a groove extending from below the seat portion toward the main injection hole.
【請求項2】 上記ノズルボディの内面に、上記シート
部の下方及び上記主噴孔の上方にてそれぞれ周方向に延
出する第1切欠部及び第2切欠部が設けられ、上記ニー
ドル弁が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部にそれぞ
れ嵌合する第1突起部及び第2突起部を有すると共に、
上記溝が、上記第1切欠部及び上記第2切欠部の間に設
けられる請求項1記載のディーゼルエンジン。
2. A first notch portion and a second notch portion extending in a circumferential direction below the seat portion and above the main injection hole, respectively, are provided on an inner surface of the nozzle body, and the needle valve is provided. Having a first projection and a second projection fitted into the first notch and the second notch, respectively;
The diesel engine according to claim 1, wherein the groove is provided between the first notch and the second notch.
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