JPH10238351A - ディーゼルエンジン - Google Patents

ディーゼルエンジン

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JPH10238351A
JPH10238351A JP9037807A JP3780797A JPH10238351A JP H10238351 A JPH10238351 A JP H10238351A JP 9037807 A JP9037807 A JP 9037807A JP 3780797 A JP3780797 A JP 3780797A JP H10238351 A JPH10238351 A JP H10238351A
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JP
Japan
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fuel
combustion chamber
center
collision surface
diesel engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP9037807A
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English (en)
Inventor
Michifumi Tsurushima
理史 鶴島
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン高負荷運転時の空気利用率の向上を
図り、高負荷スモークを改善する。 【解決手段】 本発明は、ピストン2頂面を窪ませて形
成され、中心部に燃料衝突面8を有する燃焼室3と、こ
の燃焼室3に臨ませて配設され、上記燃料衝突面8に指
向する噴孔を有する燃料噴射ノズル10とを備えたディ
ーゼルエンジン1にあって、上記燃料衝突面8を、上記
噴孔の指向方向Cに段差状に離間された複数の分割面1
1,12から構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、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。
【0002】
【従来の技術】一般に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。
【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。
【0004】そこで、図5に示すように、燃焼室3内の
燃料衝突面8に噴射燃料cを衝突させ、それを分散(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。
【0005】OSKA式燃焼室では、噴射燃料cが衝突によ
って拡散されて混合気塊dを形成し、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4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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、OSKA式燃焼
室における衝突燃焼の場合、低負荷時の未燃HC排出の
問題は解決できるものの、高負荷時に噴霧や燃焼ガスの
拡散が不足し、スモーク、COが悪化することがある。
即ち、図5に示されるように、衝突によって噴霧の貫徹
力が弱くなるため、混合気塊dの厚さtが小さくなり、
これによって空気利用率が低下し、過濃な燃焼となって
スモーク、CO発生の原因となる。
【0007】これに対し、図6に示す実開平1-111135号
公報のように、燃料衝突面bに角度を持たせることも考
えられるが、このようにしても混合気塊dの厚みt自体
はそれほど変わらないため、空気利用率は実質向上でき
ないものと思われる。
【0008】また、図7に示す特開昭62-113822 号公報
のように、燃料衝突面bに微小突起fを設けることも考
えられるが、このようにしても混合気塊dの形成には突
起fの周囲の平面部分が支配的と考えられるため、やは
り混合気塊dの厚みtは変えられず、空気利用の促進は
図れないものと思われる。
【0009】さらには、図8に示す実開平1-111135号公
報のように、噴射燃料cの指向方向(これは噴孔の指向
方向でもある)に垂直な平面gと、これより傾斜させた
平面hとで燃料衝突面bを構成し、それぞれの平面に平
行な混合気塊d1 ,d2 を作ることにより、これら全体
で混合気塊dの厚みtを増加し、空気利用率の向上を図
ることが考えられる。
【0010】しかしこの場合、全体の厚みtを増そうと
して傾斜角を大きくとると(傾斜角θ1 )、衝突が弱め
られて燃料の分散が図れず、濃く貫徹力の強い混合気塊
(d2 aで示す)が燃焼室aの底壁iと干渉し、底壁i
に燃料が付着して低負荷HC及び高負荷スモークの原因
となってしまう。よって結局、傾斜面hの傾斜角はそれ
ほど大きく取ることはできず(傾斜角θ2 )、これでは
全体の厚みtを増せず、空気利用率の向上、高負荷スモ
ークの改善は図れない。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、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、上記燃料衝突面
に指向する噴孔を有する燃料噴射ノズルとを備えたディ
ーゼルエンジンにあって、上記燃料衝突面を、上記噴孔
の指向方向に段差状に離間された複数の分割面から構成
したものである。
【0012】これにおいては、分割面が段差状に離間さ
れているので、混合気塊全体の厚みを増そうとして分割
面同士の距離を離したとしても、それぞれの分割面を衝
突に有利で且つ燃焼室壁面への燃料付着が生じぬような
角度に設定することができる。よって、互いの位置が大
きく異なる複数の混合気塊を形成でき、これによって混
合気塊全体の厚みを増し、空気利用率の向上、高負荷ス
モークの改善を図れるようになる。
【0013】
【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。
【0014】本発明に係るディーゼルエンジンは、一部
を除いて大部分が図5に示したものと同様に構成されて
いる。即ち、図5に示すように、かかるディーゼルエン
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
されると共に、燃焼室3の上方には燃料噴射ノズル10
が配設され、その先端が、シリンダヘッド下面(図示せ
ず)から下方に突出されて燃焼室3に臨ませられてい
る。燃料噴射ノズル10のノズル中心は燃焼室中心と一
致されている。
【0015】燃焼室3は、ここでは周方向に沿った側壁
4が径方向外方に膨出する円弧状とされている。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
される。燃焼室3の底壁5は側壁4に連続する円弧状に
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、ピストン中心を
中心とする所定の高さ寸法を有した略円錘台状に形成さ
れ、その上面が、噴射燃料を衝突させるための燃料衝突
面8となっている。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、かかるエンジン1は直接噴射式
の構成が採られている。
【0016】燃料噴射ノズル10の先端には燃料噴射を
行うための噴孔(図示せず)が形成されている。噴孔
は、燃料噴射ノズル10のノズルボディの先端に、ノズ
ル中心に沿って所定内径で形成されている。こうして噴
孔は燃料衝突面8を指向し、燃料衝突面8に向けて燃料
噴射を実行することになる。
【0017】特に、ここでは燃料衝突面8の構成が異な
っており、具体的には図1のように構成されている。即
ち、燃料衝突面8は燃料衝突台7の上端部に形成される
が、その上端部は一部段差状に切り欠かれ、これにより
その上端部には複数の分割面11,12が形成されてい
る。つまり、段差状に離間されたこれら分割面11,1
2が燃料衝突面8を構成している。分割面11,12は
上部分割面11と下部分割面12とからなり、噴孔中心
Cを中心に二つずつが周方向に交互に並べて配置されて
いる。各分割面11,12は90°の角度を持った扇状に
形成されている。また各分割面11,12は全て噴孔中
心Cと垂直な平面とされる。
【0018】このようにした場合、燃料噴射を実行した
ときの噴霧の様子は図2及び図3に示す通りである。な
お図2では燃焼室3及び燃料噴射ノズル10を簡略化し
て示してある。図示するように、噴孔から噴射された直
後の燃料Fは、強い貫徹力をもった液柱状態で燃料衝突
面8つまり各分割面11,12の中心部に衝突する。こ
の衝突時に噴射エネルギが大幅に弱められるため、燃料
Fは弱い貫徹力をもって径方向外方に拡散し、噴孔中心
Cと垂直な厚さ中心C1 ,C2 をもつ、高さ違いの放射
状の混合気塊F1 ,F2 を形成するようになる。これら
混合気塊F1 ,F2 の個々の厚さt1 ,t2 は通常と同
程度であるが、これらを合わせた全体の厚さtは従来に
比べ格段に大きくなり、これによって高負荷時において
空気利用率を高め、スモークの改善延いては出力の向上
を図れるようになる。
【0019】特に、かかる構成の場合は分割面11,1
2を段差状に離間したため、混合気塊全体の厚みtを増
そうとして分割面11,12同士の距離を離したとして
も、それぞれの分割面11,12を衝突に有利で且つ燃
焼室壁面への燃料付着が生じぬような角度に設定するこ
とができる。特にここでは、それに最も有利な噴孔の指
向方向と垂直としている。これにより、十分な衝突を行
わせて貫徹力の減少、衝突拡散の促進を図れ、同時に、
燃料の壁面付着を防止しつつ、位置の大きく異なる二つ
の混合気塊F1 ,F2 を形成できる。この点でかかる構
成は図8に示した従来のものより有利である。
【0020】また、ここでは分割面11,12を噴孔中
心Cを中心に周方向に並べて配置したため、全ての分割
面11,12に万遍なく噴射燃料Fを供給させられ、高
さ違いの混合気塊F1 ,F2 を周方向に万遍なく生成さ
せられると共に、下部分割面12の面出しをする際にも
機械加工が容易となるメリットがある。
【0021】なお、上述の変形例として、図4に示すよ
うに、燃料衝突面8をさらに多数の上部分割面11と下
部分割面12とから構成してもよい。ここでは各分割面
11,12が3つずつ、60°の角度を持って扇状に形成
され、それぞれ噴孔中心Cを中心に周方向に交互に並べ
て配置されている。
【0022】さらには、図示省略するが、分割面の高さ
位置を3段、4段というようにさらに多段にしたり、分
割面同士を平行とせず、互いに異なる角度で傾斜させて
もよい。ただしこれらの場合は、燃焼室壁面との干渉が
ないよう注意が必要である。
【0023】また、上記構成では燃焼室3、燃料噴射ノ
ズル10、噴孔及び燃料衝突台7の中心を全て同一とし
たが、これに限らず、例えば燃料噴射ノズル10を燃焼
室中心に対し傾けたりすることが可能である。ただし、
噴孔と燃料衝突面8との中心は一致させるのが好まし
く、このようにすることで各々の分割面11,12に対
し万遍なく燃料噴射が実行できるようになる。もっと
も、実用上問題ない範囲で、これらの中心を僅かにずら
せることは可能である。
【0024】他にも、本発明は様々な実施の形態を採る
ことが可能で、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。
【0025】
【発明の効果】本発明は、燃料衝突後の混合気塊の全体
厚さを格段に大きくでき、空気利用率を向上し、高負荷
スモークの改善を図れるという、優れた効果を発揮す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料衝突面
の構成を示し、(a)は平面図、(b)は正面図であ
る。
【図2】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射の
様子を示す縦断正面図である。
【図3】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射の
様子を示す平面図である。
【図4】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料衝突面
の別の構成を示し、(a)は平面図、(b)は正面図で
ある。
【図5】本発明及び従来のディーゼルエンジンの要部を
示す縦断正面図である。
【図6】従来例を示す縦断正面図である。
【図7】従来例を示す正面図である。
【図8】従来例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン 2 ピストン 3 燃焼室 8 燃料衝突面 10 燃料噴射ノズル 11,12 分割面 C 噴孔中心

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、上記燃料衝突面に指向する噴孔を有する燃料
    噴射ノズルとを備えたディーゼルエンジンにあって、上
    記燃料衝突面を、上記噴孔の指向方向に段差状に離間さ
    れた複数の分割面から構成したことを特徴とするディー
    ゼルエンジン。
  2. 【請求項2】 上記分割面が、噴孔中心を中心として周
    方向に並べて配置される請求項1記載のディーゼルエン
    ジン。
JP9037807A 1997-02-21 1997-02-21 ディーゼルエンジン Pending JPH10238351A (ja)

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JP9037807A JPH10238351A (ja) 1997-02-21 1997-02-21 ディーゼルエンジン

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JP9037807A JPH10238351A (ja) 1997-02-21 1997-02-21 ディーゼルエンジン

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JP (1) JPH10238351A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1605147A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-14 Delphi Technologies, Inc. Apparatus for improving combustion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1605147A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-14 Delphi Technologies, Inc. Apparatus for improving combustion

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