JPH1136869A - 直接噴射式エンジン - Google Patents
直接噴射式エンジンInfo
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- JPH1136869A JPH1136869A JP9191506A JP19150697A JPH1136869A JP H1136869 A JPH1136869 A JP H1136869A JP 9191506 A JP9191506 A JP 9191506A JP 19150697 A JP19150697 A JP 19150697A JP H1136869 A JPH1136869 A JP H1136869A
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- Japan
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- combustion chamber
- fuel
- piston
- lip
- opening
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
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-
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- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
- F02B23/0621—Squish flow
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 OSKA式燃焼室において、高負荷スモークを抑
制する。 【解決手段】 本発明は、ピストン頂面3を窪ませて形
成され、中心部に燃料衝突面11を有する燃焼室4と、
この燃焼室4に臨ませて配設され、上記燃料衝突面11
に燃料F1 を噴射する燃料噴射ノズル13とを備えた直
接噴射式エンジン1にあって、上記燃焼室4の開口部6
を絞るためのリップ部7を設け、このリップ部7に周方
向に沿う溝17を設けたものである。
制する。 【解決手段】 本発明は、ピストン頂面3を窪ませて形
成され、中心部に燃料衝突面11を有する燃焼室4と、
この燃焼室4に臨ませて配設され、上記燃料衝突面11
に燃料F1 を噴射する燃料噴射ノズル13とを備えた直
接噴射式エンジン1にあって、上記燃焼室4の開口部6
を絞るためのリップ部7を設け、このリップ部7に周方
向に沿う溝17を設けたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるOSKA式燃
焼室を備えた直接噴射式エンジンに関するものである。
焼室を備えた直接噴射式エンジンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】直接噴射式エンジン、特に直接噴射式デ
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。
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。
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、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。
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。
【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。
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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
衝突燃焼の場合、燃料噴霧、燃焼ガスが燃焼室内に滞留
する傾向にあるため、高負荷時において空気利用率が悪
化し、スモークが悪化する問題がある。
衝突燃焼の場合、燃料噴霧、燃焼ガスが燃焼室内に滞留
する傾向にあるため、高負荷時において空気利用率が悪
化し、スモークが悪化する問題がある。
【0007】そこで、燃焼室の開口部を絞るためのリッ
プ部を設けた、いわゆるリエントラント形状にすること
により、燃焼室内外に流入、流出する流れを強めること
ができる。
プ部を設けた、いわゆるリエントラント形状にすること
により、燃焼室内外に流入、流出する流れを強めること
ができる。
【0008】しかし、高負荷スモークを低減するために
は、更に流れを促進させる必要がある。
は、更に流れを促進させる必要がある。
【0009】
【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
に燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを備えた直接噴射式
エンジンにあって、上記燃焼室の開口部を絞るためのリ
ップ部を設け、このリップ部に周方向に沿う溝を設けた
ものである。
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
に燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを備えた直接噴射式
エンジンにあって、上記燃焼室の開口部を絞るためのリ
ップ部を設け、このリップ部に周方向に沿う溝を設けた
ものである。
【0010】上記構成によれば、リップ部で燃焼室の開
口部が絞られるため、燃焼室内外に流入、流出する流れ
を強めることができる。また、溝により、流入、流出の
際にリップ部を通過する流れに乱れを与えることができ
る。よって燃焼室内外で空気や燃料噴霧、燃焼ガスの攪
乱、拡散を促進し、空気利用率を高め、高負荷スモーク
を低減できるようになる。
口部が絞られるため、燃焼室内外に流入、流出する流れ
を強めることができる。また、溝により、流入、流出の
際にリップ部を通過する流れに乱れを与えることができ
る。よって燃焼室内外で空気や燃料噴霧、燃焼ガスの攪
乱、拡散を促進し、空気利用率を高め、高負荷スモーク
を低減できるようになる。
【0011】なお、上記ピストン頂面が上記燃焼室の開
口部の周囲に凹部を有するのが好ましく、上記凹部と上
記リップ部の側壁とが曲面部で接続されるのが好まし
い。
口部の周囲に凹部を有するのが好ましく、上記凹部と上
記リップ部の側壁とが曲面部で接続されるのが好まし
い。
【0012】
【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。
を添付図面に基づいて詳述する。
【0013】図1は本発明に係る直接噴射式エンジン、
特に直接噴射式ディーゼルエンジンの要部を示してい
る。図示するように、エンジン1にあっては、ピストン
2の頂面3を窪ませて燃焼室4が形成されている。燃焼
室4は平面的に見て円形に窪まされ、その中心がここで
はピストン中心に一致されている。燃焼室4の内部側或
いは底部側は所定の内径を有する側壁5で区画される。
一方、燃焼室4の頂部側の開口部6は、側壁5より径方
向内方に突出するリップ部7で区画される。リップ部7
はピストン2に一体に設けられ、その側壁8は前記側壁
5より小径の筒状とされる。これにより燃焼室4の開口
部6は内部側或いは底部側に比べ絞られることとなる。
このようにかかる燃焼室4はリエントラント形状とされ
る。
特に直接噴射式ディーゼルエンジンの要部を示してい
る。図示するように、エンジン1にあっては、ピストン
2の頂面3を窪ませて燃焼室4が形成されている。燃焼
室4は平面的に見て円形に窪まされ、その中心がここで
はピストン中心に一致されている。燃焼室4の内部側或
いは底部側は所定の内径を有する側壁5で区画される。
一方、燃焼室4の頂部側の開口部6は、側壁5より径方
向内方に突出するリップ部7で区画される。リップ部7
はピストン2に一体に設けられ、その側壁8は前記側壁
5より小径の筒状とされる。これにより燃焼室4の開口
部6は内部側或いは底部側に比べ絞られることとなる。
このようにかかる燃焼室4はリエントラント形状とされ
る。
【0014】燃焼室4の底壁9からは燃料衝突台10が
一体に隆起されている。燃料衝突台10はここでは略キ
ノコ状に形成され、その傘状の頂面が燃料衝突面11と
なっている。このようにかかる燃焼室4はOSKA式燃焼室
の構成が採られる。
一体に隆起されている。燃料衝突台10はここでは略キ
ノコ状に形成され、その傘状の頂面が燃料衝突面11と
なっている。このようにかかる燃焼室4はOSKA式燃焼室
の構成が採られる。
【0015】一方、シリンダヘッド12には燃料噴射ノ
ズル13が取り付けられる。燃料噴射ノズル13は、噴
孔を有する先端部がシリンダヘッド下面14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
かるエンジン1は直接噴射式の構成が採られる。なお1
5,16はそれぞれ吸気弁及び排気弁を示す。
ズル13が取り付けられる。燃料噴射ノズル13は、噴
孔を有する先端部がシリンダヘッド下面14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
かるエンジン1は直接噴射式の構成が採られる。なお1
5,16はそれぞれ吸気弁及び排気弁を示す。
【0016】さらに燃焼室4のリップ部7の側壁8には
周方向に沿う溝17が設けられる。溝17はここでは断
面矩形とされ、リップ部7の側壁8に沿って1周されて
いる。
周方向に沿う溝17が設けられる。溝17はここでは断
面矩形とされ、リップ部7の側壁8に沿って1周されて
いる。
【0017】溝17は、厚さHを有するリップ部7の略
厚さ中心に位置される。
厚さ中心に位置される。
【0018】このエンジン1においては、ピストン2が
上昇する圧縮行程において、ピストン頂面3とシリンダ
ヘッド下面14との間の空間18にある空気が、開口部
6を通じて燃焼室4内に流入する(スキッシュ)。そし
て圧縮行程の終りの上死点付近で燃料噴射ノズル13か
ら燃料噴霧F(燃料)が噴射され、その燃料噴霧Fが燃
料衝突面11に衝突してF1 の如く拡散される。この衝
突により燃料噴霧Fが微粒化され、同時に燃料噴霧Fの
もつ貫徹力が大いに弱められる。微粒化された燃料噴霧
F1 は着火燃焼するが、ピストン2が下降する膨張行程
で、未燃の燃料噴霧や燃焼ガスが、開口部6を通じて燃
焼室4外即ち空間18に流出する(逆スキッシュ)。
上昇する圧縮行程において、ピストン頂面3とシリンダ
ヘッド下面14との間の空間18にある空気が、開口部
6を通じて燃焼室4内に流入する(スキッシュ)。そし
て圧縮行程の終りの上死点付近で燃料噴射ノズル13か
ら燃料噴霧F(燃料)が噴射され、その燃料噴霧Fが燃
料衝突面11に衝突してF1 の如く拡散される。この衝
突により燃料噴霧Fが微粒化され、同時に燃料噴霧Fの
もつ貫徹力が大いに弱められる。微粒化された燃料噴霧
F1 は着火燃焼するが、ピストン2が下降する膨張行程
で、未燃の燃料噴霧や燃焼ガスが、開口部6を通じて燃
焼室4外即ち空間18に流出する(逆スキッシュ)。
【0019】ここで、かかるエンジン1ではリップ部7
で燃焼室4の開口部6を絞っているため、流入、流出の
際の流れを強めることができる。また特にリップ部7に
溝17があるため、流入、流出の際にリップ部7を通過
する流れに乱れを与えることができる。よって流入に際
しては空気流に、流出に際しては燃料噴霧及び燃焼ガス
に、高い流速と乱れとを与えることができ、これにより
攪乱、拡散を促進し、空気利用率を高め、高負荷スモー
クを低減することが可能となる。
で燃焼室4の開口部6を絞っているため、流入、流出の
際の流れを強めることができる。また特にリップ部7に
溝17があるため、流入、流出の際にリップ部7を通過
する流れに乱れを与えることができる。よって流入に際
しては空気流に、流出に際しては燃料噴霧及び燃焼ガス
に、高い流速と乱れとを与えることができ、これにより
攪乱、拡散を促進し、空気利用率を高め、高負荷スモー
クを低減することが可能となる。
【0020】かかるエンジン1の場合、リップ部7の径
方向の突出長が通常のリエントラント形より大きくさ
れ、その分開口部6が大きく絞られ、小径とされてい
る。これにより流入、流出する流れを強められる訳だ
が、このようにリップ部7の突出長を大とすると、耐久
性確保の観点から、その厚さHを大きくする必要があ
る。そこでこの厚いリップ部7を利用して溝17を設け
た訳である。これにより通常のリップ部7の機能、即ち
スキッシュ、逆スキッシュを強めるという機能に加え、
流れに乱れを与えるという機能を付加できることとな
る。なお溝17の幅や深さ等はリップ部7の耐久性を損
なわない程度に選定する必要がある。
方向の突出長が通常のリエントラント形より大きくさ
れ、その分開口部6が大きく絞られ、小径とされてい
る。これにより流入、流出する流れを強められる訳だ
が、このようにリップ部7の突出長を大とすると、耐久
性確保の観点から、その厚さHを大きくする必要があ
る。そこでこの厚いリップ部7を利用して溝17を設け
た訳である。これにより通常のリップ部7の機能、即ち
スキッシュ、逆スキッシュを強めるという機能に加え、
流れに乱れを与えるという機能を付加できることとな
る。なお溝17の幅や深さ等はリップ部7の耐久性を損
なわない程度に選定する必要がある。
【0021】図2及び図3は他の実施の形態を示してい
る。これにおいては、ピストン頂面3のうち、開口部6
の周囲の部分に凹部19が形成されている。凹部19は
開口部6を囲繞するように周方向に1周するリング状と
され、比較的浅い深さDを有している。また、凹部19
とリップ部7の側壁8とは曲面部20で滑らかに接続さ
れている。曲面部20は開口部6の内径を頂部側ほど拡
大するようになっている。ここでは曲面部20が溝17
より頂部側の部分に設けられる。他の構成は前記と大略
同様である。
る。これにおいては、ピストン頂面3のうち、開口部6
の周囲の部分に凹部19が形成されている。凹部19は
開口部6を囲繞するように周方向に1周するリング状と
され、比較的浅い深さDを有している。また、凹部19
とリップ部7の側壁8とは曲面部20で滑らかに接続さ
れている。曲面部20は開口部6の内径を頂部側ほど拡
大するようになっている。ここでは曲面部20が溝17
より頂部側の部分に設けられる。他の構成は前記と大略
同様である。
【0022】この構成によれば、空間18での燃焼時
に、凹部19によって燃焼領域を大略規定することがで
きる、即ち、凹部19の径方向外端の縦壁21により、
火炎の径方向外方への過多拡散を抑制でき、火炎のシリ
ンダ側壁(シリンダライナ)への接触を抑制できる。ま
たシリンダヘッド下面14とピストン頂面3との間の空
間が凹部19によって拡大されるため、火炎の拡散が広
範囲に行われ、シリンダヘッド下面14への火炎の接触
を抑制できる。これにより当該部分の温度を下げられ、
耐久性の点で有利となる。なおこれはピストン2が上死
点付近にあり、空間18が狭い場合に特に有効である。
に、凹部19によって燃焼領域を大略規定することがで
きる、即ち、凹部19の径方向外端の縦壁21により、
火炎の径方向外方への過多拡散を抑制でき、火炎のシリ
ンダ側壁(シリンダライナ)への接触を抑制できる。ま
たシリンダヘッド下面14とピストン頂面3との間の空
間が凹部19によって拡大されるため、火炎の拡散が広
範囲に行われ、シリンダヘッド下面14への火炎の接触
を抑制できる。これにより当該部分の温度を下げられ、
耐久性の点で有利となる。なおこれはピストン2が上死
点付近にあり、空間18が狭い場合に特に有効である。
【0023】また、曲面部20により、流れの流入、流
出がスムーズとなり、攪乱、拡散が促進され、空気利用
率、スモークの向上が図れる。
出がスムーズとなり、攪乱、拡散が促進され、空気利用
率、スモークの向上が図れる。
【0024】なお、図4に示すように、溝17の形状は
適宜変更が可能である。(a) 図は溝17を波形として周
方向に延長した例で、(b) 図は傾斜した溝17を間欠的
に複数設けた例である。当然、断面形状の変更も可能で
ある。
適宜変更が可能である。(a) 図は溝17を波形として周
方向に延長した例で、(b) 図は傾斜した溝17を間欠的
に複数設けた例である。当然、断面形状の変更も可能で
ある。
【0025】本発明は他にも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10は別部品でもよ
く、燃料衝突面11はシリンダヘッド下面14から垂下
させた衝突板で構成しても構わない。また本発明は、小
型ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンや中
・大型エンジンにも適用可能である。
とが可能である。例えば燃料衝突台10は別部品でもよ
く、燃料衝突面11はシリンダヘッド下面14から垂下
させた衝突板で構成しても構わない。また本発明は、小
型ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンや中
・大型エンジンにも適用可能である。
【0026】
【発明の効果】以上要するに本発明は、燃焼室内外に流
入、流出する流れに高い流速と乱れとを与えられ、攪
乱、拡散を促進し、空気利用率、高負荷スモークを向上
できるという、優れた効果を発揮する。
入、流出する流れに高い流速と乱れとを与えられ、攪
乱、拡散を促進し、空気利用率、高負荷スモークを向上
できるという、優れた効果を発揮する。
【図1】本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図2】本発明の別の実施の形態を示す縦断正面図であ
る。
る。
【図3】図2に示したピストンの平面図である。
【図4】溝の変形例を示す正面図である。
1 エンジン 3 頂面 4 燃焼室 6 開口部 7 リップ部 8 側壁 11 燃料衝突面 13 燃料噴射ノズル 17 溝 19 凹部 20 曲面部 F1 燃料噴霧
Claims (3)
- 【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、上記燃料衝突面に燃料を噴射する燃料噴射ノ
ズルとを備えた直接噴射式エンジンにあって、上記燃焼
室の開口部を絞るためのリップ部を設け、該リップ部に
周方向に沿う溝を設けたことを特徴とする直接噴射式エ
ンジン。 - 【請求項2】 上記ピストン頂面が上記燃焼室の開口部
の周囲に凹部を有する請求項1記載の直接噴射式エンジ
ン。 - 【請求項3】 上記凹部と上記リップ部の側壁とが曲面
部で接続される請求項2記載の直接噴射式エンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9191506A JPH1136869A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 直接噴射式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9191506A JPH1136869A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 直接噴射式エンジン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1136869A true JPH1136869A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16275794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9191506A Pending JPH1136869A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 直接噴射式エンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1136869A (ja) |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP9191506A patent/JPH1136869A/ja active Pending
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