JPH10288131A - ディーゼル機関の噴射ノズル - Google Patents

ディーゼル機関の噴射ノズル

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JPH10288131A
JPH10288131A JP9094056A JP9405697A JPH10288131A JP H10288131 A JPH10288131 A JP H10288131A JP 9094056 A JP9094056 A JP 9094056A JP 9405697 A JP9405697 A JP 9405697A JP H10288131 A JPH10288131 A JP H10288131A
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nozzle hole
nozzle
combustion chamber
injection
part nozzle
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Shigeru Yoshikawa
滋 吉川
Seita Akimoto
成太 秋本
Shunji Hamaoka
俊次 濱岡
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Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、直接噴射式内燃機関の燃焼装置に
係り、特に、燃焼室を深皿燃焼室に構成し、噴口を上部
噴口と下部噴口の２列に構成し、トータル的にＮｏｘと
黒煙を減少させ、更に燃費の減少を図ったものである。 【解決手段】 開口比の小なる深皿燃焼室Ａに、上部噴
口１と下部噴口２の２列の噴口から噴射すべく構成し、
上部噴口１の列からの噴霧到達距離をＬ１とし、下部噴
口２の列からの噴霧到達距離をＬ２とし、上部噴口１の
単噴口径をｄ１、下部噴口２の単噴口径をｄ２とする
と、Ｌ１／ｄ１＝１５０〜２５０， Ｌ２／ｄ２＝１０
０〜１８０ となるように噴射し、上部噴口１の噴射は
深皿燃焼室Ａの側壁３に、下部噴口２の噴射は深皿燃焼
室Ａの底面４に衝突すべく噴射し、下部噴口総面積／噴
口総面積＝０．２５〜０．３５とし、上部噴口数／下部
噴口数＝２とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直接噴射式内燃機
関の燃焼装置に係り、特に、燃焼室を深皿燃焼室に構成
し、噴口を上部噴口と下部噴口の２列に構成し、トータ
ル的にＮｏｘと黒煙を減少させ、更に燃費の減少を図っ
たものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、上下に噴口を設けて、これを
千鳥状に配置した技術は公知とされている。例えば、実
公昭６１−２９９４０号公報に記載の技術の如くであ
る。しかし、上記の技術では、図３と図４に示す如く構
成されており、空気利用率を向上することだけを前提と
して、噴霧到達距離は略等しく、均一な燃焼をさせよう
としていたのである。また、特公昭４３−２０４０３号
公報に記載の技術の如く、下部噴口の噴口径を絞り、か
つ数も減らした技術が開示されている。しかし、該従来
技術においては、燃焼室の技術が開示されておらず、下
部噴口の各噴口間の角度が広く、また圧縮行程末期の燃
焼室形状を考慮して、圧縮行程末期においても、ピスト
ン燃焼室内に噴霧が入るように、少なくとも下部噴口で
は燃焼室外壁の縁部を狙って噴霧している技術しかなか
ったのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上部噴口と
下部噴口のそれぞれの列からの噴射により、深皿燃焼室
の内部で、２種類の燃焼を２つの領域で同時に行わせる
為の千鳥状のノズルの配置と深皿燃焼室を構成したもの
であり、これにより総合的にＮｏｘと黒煙を低減し、か
つ燃費を低減させたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。請求項１においては、開口比の小な
る深皿燃焼室Ａに、上部噴口１と下部噴口２の２列の噴
口から噴射すべく構成し、上部噴口１の列からの噴霧到
達距離をＬ１とし、下部噴口２の列からの噴霧到達距離
をＬ２とし、上部噴口１の単噴口径をｄ１、下部噴口２
の単噴口径をｄ２とすると、Ｌ１／ｄ１＝１５０〜２５
０，Ｌ２／ｄ２＝１００〜１８０となるように噴射し、
上部噴口１の噴射は深皿燃焼室Ａの側壁３に、下部噴口
２の噴射は深皿燃焼室Ａの底面４に衝突すべく噴射し、
下部噴口総面積／噴口総面積＝０．２５〜０．３５と
し、上部噴口をｎ1、下部噴口をｎ2とすると、ｎ1／ｎ2
＝２としたものである。
【０００５】請求項２においては、請求項１記載のディ
ーゼル機関の噴射ノズルにおいて、上部噴口１の列の各
噴口間角度をα、下部噴口２の列の各噴口間角度をβと
すると、α＝３６０°／ｎ1 ， β＝３６０°／ｎ2 と
したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明のディーゼル機関の噴射ノズルの実施
例を示す噴射時期での側面断面図、図２は図１のＸ−Ｘ
矢視平面断面図、図３は従来のディーゼル機関の噴射ノ
ズルを示す噴射時期位置での側面断面図、図４は図３の
Ｙ−Ｙ矢視平面断面図である。
【０００７】図１と図２により、本発明のディーゼル機
関の噴射ノズルの構成を説明する。本発明の燃焼室は、
ピストンの上面中央部に穿設されており、側面視で横長
に、平面視で円形の、結果として円筒状の深皿燃焼室Ａ
に構成している。従来の燃焼室は、図３に示す如く、燃
焼室の中央に上方へ突出した凸部を構成していたのであ
るが、本発明においては、この中央の凸部を無くしてい
る。該深皿燃焼室Ａは、ピストンの外径をＢとし、該ピ
ストンに設けた深皿燃焼室Ａの内径をＤとし、深皿燃焼
室Ａの深さをＨとする。 深さＨ／内径Ｄ＜０．２５ に構成している。また深皿燃焼室Ａの底面４は平坦に構
成しており、燃焼室開口比Ｄ／Ｂは、 ０．６＜Ｄ／Ｂ＜０．７ に構成している。また、下部噴口２の噴口の延長中心ｃ
と、上部噴口１の噴口の延長中心ｃは一致すべく構成し
ている。しかし、下部噴口２の噴口の延長中心ｃと、上
部噴口１の噴口の延長中心ｃは一致することが限定要件
ではなくて、同一軸心上の上下の位置であっても良いも
のである。
【０００８】図１と図２に示す構成においては、上部噴
口１を８口とし、下部噴口２をその半分の４口としてい
る。そして、上部噴口１の列からの噴霧到達距離をＬ１
とし、下部噴口２の列からの噴霧到達距離をＬ２とし、
上部噴口１の単噴口径をｄ１、下部噴口２の単噴口径を
ｄ２とすると、 Ｌ１／ｄ１＝１５０〜２５０， Ｌ２／ｄ２＝１００〜
１８０ となるように噴射し、上部噴口１の噴射は深皿燃焼室Ａ
の側壁３に、下部噴口２の噴射は深皿燃焼室Ａの底面４
に衝突すべく噴射し、 下部噴口総面積／噴口総面積＝０．２５〜０．３５ とし、上部噴口をｎ1、下部噴口をｎ2とすると、 ｎ1／ｎ2＝２ としている。
【０００９】また、上部噴口１の列の各噴口間角度を
α、下部噴口２の列の各噴口間角度をβとすると、 α＝３６０°／ｎ1 ， β＝３６０°／ｎ2 とし、等間隔に配置している。ピストンの軸心線に対す
る上部噴口１の角度をθ1、同じく下部噴口２の角度を
θ2とすると、それぞれの噴口間での角度は一定でなく
てもよく、±５°の範囲で変動させてもよい。また、ピ
ストンの軸心線に対する上部噴口１の角度の平均値をθ
1ｍｅａｎ 、下部噴口２がピストンの軸心線に対する角
度の平均値をθ2ｍｅａｎとすると、 １５°＜ θ1ｍｅａｎ −θ2ｍｅａｎ ＜３０° に構成している。また、図２において図示する如く、平
面視で上部噴口１は８口であるので、 α＝４５°，β＝９０° となり、上部噴口１と下部噴口２とは上下に重なること
がなく、千鳥状に配置されている。
【００１０】該左右の上部噴口１，１の丁度真ん中に、
下部噴口２が配置されている必要はなく、左右の上部噴
口１，１の間であれば良い。本発明においては、上部噴
口１からの噴霧燃料の燃焼と、下部噴口２からの噴霧燃
料の燃焼とは、その燃焼のさせ方をわざと相違させるべ
く構成しているのである。この相違が、Ｎｏｘと黒煙の
低減と、燃費の低減に繋がっているのである。
【００１１】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。請求項１の如く構成した
ので、従来は二律背反状態でトレードオフと言われてい
た、Ｎｏｘの低減と黒煙の低減と、燃費の低減を、燃焼
室を深皿状とし、空気利用率の大幅改善を図ることによ
り達成することが出来たのである。
【００１２】従来技術における深皿の燃焼室の場合に
は、ピストンの外周に近い所の空気は十分に利用できて
いない。また深皿においては、深皿燃焼室の中央付近の
空気が未利用状態となっている。これに対して本発明
は、ディーゼル機関の噴射ノズルを構成することによ
り、上部噴口１からの噴霧燃料は、側壁３を嘗める程度
に広がらせ、下部噴口２からの噴霧燃料は、ピストンの
底面４に衝突拡散させ、空気利用率を向上させることが
出来たのである。
【００１３】また、本発明は、上部噴口数／下部噴口数
＝２（ｎ1／ｎ2＝２）としたので、噴霧の広がり状態を
考慮にした上部噴口１と下部噴口２の噴口の数とするこ
とができ、上下の噴霧燃料の重なり重複状態が発生せ
ず、空気利用率の向上を図ることが出来たのである。ま
た、下部噴口２の方は底面４に衝突拡散噴霧しているの
で、特に噴霧間の角度が必要であり、これを十分に取る
ことが出来る下部噴口２の噴口数とすることが出来たの
である。
【００１４】請求項２の如く、上部噴口１の列の各噴口
間角度をα、下部噴口２の列の各噴口間角度をβとする
と、α＝３６０°／ｎ1 ， β＝３６０°／ｎ2 とした
ので、上部噴口１も下部噴口２も列の間の隣との間隔は
等間隔であるが、上部噴口１と下部噴口２の間の関係位
置は規定しない。このような構成としたことにより、Ｎ
ｏｘと黒煙を減少させ、かつ二律背反の関係にある燃費
の低減も同時に解消することが出来たのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディーゼル機関の噴射ノズルの実施例
を示す噴射時期での側面断面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ矢視平面断面図。
【図３】従来のディーゼル機関の噴射ノズルを示す噴射
時期位置での側面断面図。
【図４】図３のＹ−Ｙ矢視平面断面図。
【符号の説明】
Ａ 深皿燃焼室 １ 上部噴口 ２ 下部噴口 ３ 側壁 ４ 底面
【手続補正書】
【提出日】平成９年４月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。請求項１においては、開口比の小な
る深皿燃焼室Ａに、上部噴口１と下部噴口２の２列の噴
口から噴射すべく構成し、上部噴口１の列からの噴霧到
達距離をＬ１とし、下部噴口２の列からの噴霧到達距離
をＬ２とし、上部噴口１の単噴口径をｄ１、下部噴口２
の単噴口径をｄ２とすると、Ｌ１／ｄ１＝１５０〜２５
０，Ｌ２／ｄ２＝１００〜１８０となるように噴射し、
上部噴口１の噴射は深皿燃焼室Ａの側壁３に、下部噴口
２の噴射は深皿燃焼室Ａの底面４に衝突すべく噴射し、
下部噴口総面積／噴口総面積＝０．２５〜０．３５と
し、上部噴口数をｎ1、下部噴口数をｎ2 とすると、ｎ
1 ／ｎ2 ＝２としたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】図１と図２に示す構成においては、上部噴
口１を８口とし、下部噴口２をその半分の４口としてい
る。そして、上部噴口１の列からの噴霧到達距離をＬ１
とし、下部噴口２の列からの噴霧到達距離をＬ２とし、
上部噴口１の単噴口径をｄ１、下部噴口２の単噴口径を
ｄ２とすると、 Ｌ１／ｄ１＝１５０〜２５０， Ｌ２／ｄ２＝１００〜
１８０ となるように噴射し、上部噴口１の噴射は深皿燃焼室Ａ
の側壁３に、下部噴口２の噴射は深皿燃焼室Ａの底面４
に衝突すべく噴射し、 下部噴口総面積／噴口総面積＝０．２５〜０．３５ とし、上部噴口数をｎ1 、下部噴口数をｎ2 とすると、 ｎ1 ／ｎ2 ＝２ としている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 開口比の小なる深皿燃焼室Ａに、上部噴
    口１と下部噴口２の２列の噴口から噴射すべく構成し、
    上部噴口１の列からの噴霧到達距離をＬ１とし、下部噴
    口２の列からの噴霧到達距離をＬ２とし、上部噴口１の
    単噴口径をｄ１、下部噴口２の単噴口径をｄ２とする
    と、 Ｌ１／ｄ１＝１５０〜２５０， Ｌ２／ｄ２＝１００〜
    １８０ となるように噴射し、上部噴口１の噴射は深皿燃焼室Ａ
    の側壁３に、下部噴口２の噴射は深皿燃焼室Ａの底面４
    に衝突すべく噴射し、 下部噴口総面積／噴口総面積＝０．２５〜０．３５ とし、上部噴口をｎ1、下部噴口をｎ2とすると、 ｎ1／ｎ2＝２ としたことを特徴とするディーゼル機関の噴射ノズル。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のディーゼル機関の噴射ノ
    ズルにおいて、上部噴口１の列の各噴口間角度をα、下
    部噴口２の列の各噴口間角度をβとすると、 α＝３６０°／ｎ1 β＝３６０°／ｎ2 としたことを特徴とするディーゼル機関の噴射ノズル。
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