JPH1082323A - ディーゼルエンジンの燃焼室 - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃焼室

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JPH1082323A
JPH1082323A JP8257417A JP25741796A JPH1082323A JP H1082323 A JPH1082323 A JP H1082323A JP 8257417 A JP8257417 A JP 8257417A JP 25741796 A JP25741796 A JP 25741796A JP H1082323 A JPH1082323 A JP H1082323A
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piston
fuel
diesel engine
intake air
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朋宏 大橋
Atsuo Sato
淳夫 佐藤
Tetsuya Watanabe
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディーゼルエンジンのピストン上部に形成さ
れたリエントラント型燃焼室内において、従来以上に燃
料と吸気とを十分に混合させ、燃料の燃焼性能をさらに
改善する。 【解決手段】 ディーゼルエンジンのピストン１上部に
形成されたリエントラント型燃焼室４の内壁面に、周方
向に延びるリング状の突起６が形成され、突起６には周
方向に間隔をおいて複数のくぼみ７が形成されている一
方、噴射ノズル８からくぼみ７のない突起６の表面部位
に向かって燃料噴霧９が噴射される。Ａは吸気のスワー
ル流である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンのピストン上部に形成されて、燃料の燃焼性能を改善
する燃焼室の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおける燃料の拡散
燃焼には、着火温度と、燃料及び吸気の混合割合とが重
要であって、燃料室内のうち上記混合割合の良好な部分
で燃焼が行われるため、燃料と吸気とを十分に混合させ
ることにより、燃料室内における上記混合割合を極力均
一化すれば、燃料室内が高温となるピストンの上死点近
傍で燃料を短時間で、かつ、良好に燃焼させることがで
きて、エンジンの高出力化や燃費の改善等を図ることが
できる。
【０００３】このため、特公平５−８４３７１号公報に
記載されているように、ディーゼルエンジンのピストン
上部に、ピストン頂面に開口して、ピストン内部へ向け
て末広がりとなった、いわゆるリエントラント型燃焼室
を形成し、その燃焼室の中間部にリング状の突出部を設
けて、噴射ノズルから噴射される燃料噴霧がピストンの
相対的位置に応じて突出部の各面に衝突し、反射させら
れることにより、燃焼室内における燃料噴霧の多層分布
化を図って、燃焼室内に形成される吸気のスワール流に
より燃料と空気とを良好に混合させ、これによって、燃
料の燃焼特性を向上させることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ディ
ーゼルエンジンのピストン上部に形成された燃焼室内に
おいて、上記従来技術以上に燃料と吸気とを十分に混合
させることにより、燃料の燃焼性能をさらに改善するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
るディーゼルエンジンの燃焼室は、ピストンに形成され
て内部に吸気のスワール流が生成されるリエントラント
型燃焼室において、燃料噴霧が衝突する内壁面部位よ
り、上記ピストンの軸方向からみて上記ピストンの周方
向に外れた内壁面部位に複数のくぼみが形成され、上記
くぼみが上記ピストン頂面の開口端にまでは延びていな
いものである。
【０００６】この場合、ピストンに形成されたリエント
ラント型燃焼室の燃料噴霧が衝突する内壁面部位より、
ピストンの軸方向からみてピストンの周方向に外れた内
壁面部位に複数のくぼみが形成されているので、燃焼室
の内壁面に衝突して反射した燃料噴霧は、燃焼室内のス
ワール流と混合して上記周方向へ流されるが、このスワ
ール流は燃焼室の内壁面に形成されたくぼみにより壁面
近傍において流れが一層乱されるため、燃料噴霧と吸気
との混合がさらに促進されると共に、くぼみ内の吸気も
燃料噴霧と混合することができる結果、燃料と吸気との
混合が十分に行われることとなり、従ってまた、燃料が
吸気に良く混合することによってピストン壁面に燃料が
付着しにくくなるので、燃料室内が高温となるピストン
の上死点近傍で燃料を比較的短時間で、かつ、良好に燃
焼させることができる。
【０００７】また、燃料噴霧が衝突する燃焼室の内壁面
部位にくぼみが形成されていないと、その内壁面部位の
表面積が比較的小さいため、内壁面部位に衝突した燃料
噴霧の温度低下を防止することができ、さらに、燃焼室
内壁面のくぼみがピストン頂面の開口端からピストン内
部へずれて形成されていて、ピストン頂面の開口端にま
では延びていないため、燃焼室内の未燃成分や燃焼ガス
がくぼみを経てシリンダ内へ流出することを抑制し、そ
の未燃成分や燃焼ガスを燃焼室内に封じ込めるように作
用させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の実施形
態例について、同等部分にはそれぞれ同一符号を付けて
説明する。図１及び図２において、ディーゼルエンジン
のピストン１は、その平坦な頂面２に開口して、開口端
３からピストン内部へ向かって略末広がり状に形成され
た、いわゆるリエントラント型燃焼室４をそなえてお
り、燃焼室４の底面中央には燃焼室４内へ突出する隆起
部５が形成されている。
【０００９】また、燃焼室４の内壁面には、ピストン１
の軸方向中間位置で燃焼室４の内方へ突出して、燃焼室
４の周方向へ延びるリング状の突起６が形成され、球面
の内面をもつ５個のくぼみ７が、燃焼室４の周方向へ等
間隔に、かつ、突起６にかかるように形成されている。
【００１０】さらに、ピストン１が嵌挿された図示しな
いシリンダ内へ吸気ポートから吸気が送給されて、ピス
トン１の圧縮行程時に燃焼室４内には吸気のスワール流
Ａが生成される一方、ピストン１の圧縮行程終期に噴射
ノズル８から燃料噴霧９が、くぼみ７の形成されていな
い突起６の表面部位に向かって矢印のように５等分の方
向へ噴射されるように構成されている。
【００１１】従って、突起６に向かって噴射された燃料
噴霧９は、ピストン１の上昇変位に応じて突起６の各面
に衝突し、燃焼室４内の各方面に向かって反射すること
により、燃焼室４内の吸気と混合することができると共
に、燃焼室４内には吸気スワール流Ａが生成されている
ため、このスワール流Ａによっても吸気と混合できる
が、スワール流Ａがくぼみ７に面して移動する際には、
スワール流Ａが突起６の表面から剥離してその流動が大
きく乱されるので、スワール流Ａによって燃焼室４の周
方向へ運ばれた燃料噴霧９は、上記剥離流により吸気と
の混合がさらに促進され、また、スワール流Ａによって
くぼみ７の近辺へ運ばれた燃料噴霧９は、突起６の表面
から離れてくぼみ７内に存在する吸気とも混合すること
ができる。
【００１２】その結果、燃焼室４内の比較的大きい部分
において燃料噴霧９と吸気との混合が十分に行われるこ
ととなり、従ってまた、燃料が吸気に良く混合すること
によってピストン壁面に燃料が付着しにくくなるの
で、、燃焼室内が高温となるピストン１の上死点近傍で
燃料を比較的短時間で、かつ、良好に燃焼させることが
できて、エンジン出力を高めることができると同時に、
燃費を改善させることも可能となる。
【００１３】図３は、ディーゼルエンジンのアイドル運
転時において、クランク角θに対する熱発生率Ｅを示す
ものであって、曲線Ｘがピストン１をそなえたディーゼ
ルエンジンの場合、曲線Ｙがピストン１からくぼみ７を
排除した構造のピストンをそなえたディーゼルエンジン
の場合をそれぞれ表している。すなわち、曲線Ｙの場合
に対して曲線Ｘの場合には、燃料の燃焼開始から比較的
短時間内に良く燃焼して、その間の発熱量が大きいた
め、エンジン出力も大きくなることがわかる。
【００１４】また、上記のように燃焼室４内で燃料噴霧
９と吸気との混合が十分に行われて、燃料の燃焼性能が
大幅に改善されるため、燃え残りであるすすの発生量が
少なくなるので、例えば、ＥＧＲ量を比較的多くするこ
とが可能となって、この面からＮＯＸの発生量を容易に
低減させることができる等の利点がある。
【００１５】さらに、噴射ノズル８から噴射された燃料
噴霧９が衝突する突起６の表面部位にはくぼみ７が形成
されていないため、上記衝突部位における突起６の表面
積が比較的小さいので、突起６に衝突した燃料噴霧９の
温度が低下することは抑制される一方、突起６に形成さ
れた各くぼみ７が比較的小形であって、くぼみ７の形成
により燃焼室４内壁面の表面積が格別に増大することも
ないので、燃焼室４の内壁面に沿って流動する燃料噴霧
９の温度が低下することも抑制され、従って、燃料の着
火性を損なうおそれがないと同時に、未燃成分である排
ガス中のＨＣ量の増加も抑制できる長所がある。
【００１６】また、突起６に形成された各くぼみ７が燃
焼室４の開口端３からピストン１の内部へ離れていて、
開口端３にまでは延びていないため、燃焼室４内に噴射
された燃料噴霧９や、燃焼室４内で生成された燃焼ガス
が燃焼室４内からくぼみ７を経てシリンダ内へ流出する
ことは抑制され、燃料噴霧９や燃焼ガスを燃焼室４内に
封じ込めるように作用させることができるので、未燃成
分の排出により排ガス中のＨＣ量が増大すること等を防
止できると同時に、燃焼室４内における燃料の燃焼特性
を良好に維持させることができる。
【００１７】さらに、突起６に形成された各くぼみ７は
比較的小形であるため、これらのくぼみ７によって燃焼
室４内の圧縮比がとくに変化することもないので、既存
のピストンに上記くぼみ７を容易に追加できる利便があ
る。
【００１８】なお、上記実施形態例では、突起に形成さ
れたくぼみの内面が球面となっているが、これを断面が
楕円形等の曲面や多角形状等のくぼみとして、燃焼室内
の吸気スワール流がそのくぼみにより燃焼室内壁面から
剥離するように構成しても、上記実施形態例と同様な作
用効果を奏することができ、また、上記各実施形態例に
おけるくぼみを、図４に例示されているように、最深部
１０から吸気スワール流Ａの下流側へ向かって徐々に浅
くなるようにしてもよいものである。
【００１９】さらに、ピストンの圧縮行程時に生じるリ
エントラント型燃焼室内のスキッシュ流を考慮し、くぼ
みの形成位置を、燃料噴霧が衝突する燃焼室内壁面の部
位よりピストンの周方向に外れた燃焼室内壁面の部位で
あって、ピストンの軸方向に適宜ずらせると共に、ピス
トン頂面の開口端にまでは延びないようにくぼみを形成
して、燃焼室内における吸気の旋回流がそのくぼみによ
り燃焼室内壁面から効果的に剥離するようにしても、上
記各実施形態例と同様な作用効果を奏することができ
る。
【００２０】また、上記各実施形態例におけるくぼみの
数を適宜変更し、及びまたは、燃焼室内壁面に形成され
たくぼみの数と噴射ノズルから噴射される燃料噴霧の数
とを適宜異ならせてもよいことはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】本発明にかかるディーゼルエンジンの燃
焼室においては、 燃料と吸気との混合が十分に行われ
て、ピストンの上死点近傍で燃料を比較的短時間で、か
つ、良好に燃焼させることができるので、エンジン出力
を容易に高めることができると同時に、燃費を改善させ
ることができ、また、ＮＯＸやＨＣの発生量を容易に低
減させることができる等の利点がある外、燃焼ガスを燃
焼室内に封じ込めるように作用させることにより、燃焼
室内における燃料の燃焼特性を良好に維持させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例における上面図。
【図２】図１のII−II矢視縦断面図。
【図３】上記実施形態例の作用説明図。
【図４】本発明の他の実施形態例における要部横断面
図。
【符号の説明】
１ ピストン ３ 開口端 ４ 燃焼室 ６ 突起 ７ くぼみ ８ 噴射ノズル ９ 燃料噴霧 １０ 最深部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピストンに形成されて内部に吸気のスワ
    ール流が生成されるリエントラント型燃焼室において、
    燃料噴霧が衝突する内壁面部位より、上記ピストンの軸
    方向からみて上記ピストンの周方向に外れた内壁面部位
    に複数のくぼみが形成され、上記くぼみが上記ピストン
    頂面の開口端にまでは延びていないディーゼルエンジン
    の燃焼室。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記内壁面に上記ピ
    ストンの周方向に延びる突起が形成され、上記くぼみが
    上記突起にかかるように形成されたディーゼルエンジン
    の燃焼室。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、上記
    くぼみがその略最深部から上記スワール流の下流側へ向
    かって徐々に浅くなるように形成されたディーゼルエン
    ジンの燃焼室。
JP8257417A 1996-09-06 1996-09-06 ディーゼルエンジンの燃焼室 Pending JPH1082323A (ja)

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