JPS5848710A - デイ−ゼルエンジン - Google Patents

デイ−ゼルエンジン

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JPS5848710A
JPS5848710A JP56144979A JP14497981A JPS5848710A JP S5848710 A JPS5848710 A JP S5848710A JP 56144979 A JP56144979 A JP 56144979A JP 14497981 A JP14497981 A JP 14497981A JP S5848710 A JPS5848710 A JP S5848710A
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JP
Japan
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combustion chamber
injection hole
fuel
injection
diesel engine
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Pending
Application number
JP56144979A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Iguchi
哲 井口
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS5848710A publication Critical patent/JPS5848710A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直噴型ディーゼルエンジンの改良に関し、特に
、騒音が少なく且つ始動時または低負荷低速回転時の白
煙が生じないディーゼルエンジンに関するものである。
一般に5直噴型デイーゼルエンジンは副室式ディーゼル
エンジンに比較して高い燃焼効率、低い排気温度等の長
所金偏えているが、燃焼圧力、振動及び騒音が高い欠点
があることが知らnている。
これに対し、ピストンの上端面に深く凹んだ燃焼室の壁
面に向って燃料を噴射するとともに、その壁面に膜状に
付着した燃料を壁面の温度によって逐次蒸発させ、燃焼
−内の旋回空気流と混った良好な混合′気を作るディー
ゼルエンジンが提供さnている。所謂MAN−M方式機
関がそれである。
この工うなディーゼルエンジンは、燃焼圧力の上昇が緩
やかとなるため、上記噴射式ディーゼルエンジンの長所
が維持さnつつその欠点である騒音及び振動が低く改善
さするのであるが、始動時および/′または低負荷低速
回転時には、燃焼室の壁面温度が充分に保持され難いた
め、排気の白煙が生じる不都合があった。すなわち、燃
焼室の壁面に付着した燃料の蒸発が充分性われない几め
1.燃料の未燃焼燃料が排気とともに排出さfるのであ
る。このような排気は炭化氷水()Ic)を多量に含み
、排気対策上好ましくない。
本発明者は以上の事情を背景にして種々研究を重ねた結
果、前記MA N −M方式のディーゼルエンジンの不
都合が一挙に解消さnる直噴型ディーゼルエンジンを開
発するのに成功した。本発明は以上の事実に基づいて為
さ扛たものである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、ピストンの上
端面に深くH4て形成さnた燃焼室を備え、該燃焼室内
に強い旋回空気流が形成anる直噴型ディーゼルエンジ
ンにおいて、前記燃焼室内に燃料を噴射する主噴射孔及
び副噴射孔を備え、圧送さnた燃料の圧力の上昇に伴っ
て、その圧力の上昇の初期に先ず該副噴射孔が開か庇、
続いてその圧力が高くなった時期に該主噴射孔が開か庇
る燃料噴射弁を設けるとともに、該主噴射孔の噴射方向
を前記旋回空気流の方向成分を含み且つ前記燃焼室の壁
面に沿う方向とし、該副噴射孔の噴射方向を該燃焼室の
中央部に向う方向としたことにある。
このようにす几ば、ディーゼルエンジンの通常作動時に
おいては、燃料噴射弁に圧送1詐る燃料の圧力が充分上
昇するので、燃料が主としてその主噴射孔から燃焼室の
壁面に噴射されて燃焼圧力の上昇が緩やかとなり、特に
問題となり易い高速回転においても低い騒音及び振動に
てディーゼルエンジンを作動させ得るのである。同時に
、始動時および/または低負荷低速回転時においては、
燃料が主として副噴射孔から燃焼室の中央部に向って噴
射さ九るので、燃焼室の壁面に未燃焼燃料が残ることな
く、噴射された燃料全体が燃焼し、排気に白煙が生じな
いのである。
以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。
第1図において、ディーゼルエンジンl0KBけるエン
ジンブロック12内のシリンダ14にはピストン16が
滑合さnており、このピストン16の上端面には−深く
凹んだ球形の燃焼室18が形成されている。シリンダ1
4の上部を塞いだ状態にエンジンブロック12に固定さ
nたシリンダヘッド20には、燃焼室18内に燃料を噴
射する燃料噴射弁22が取り付けらnている。尚、シリ
ンダヘッド20には吸気弁24にて開閉さ扛る吸気通路
26が形成さnるとともに、この吸気通路26は第2図
に示されるように螺旋状に形成さnており、吸気通路2
6を通過する空気に螺旋運!t!1(ll−与えてシリ
ンダ14及び燃焼室18内に強い旋回空気流人が形成さ
れるようになっている。また、シリンダ14内の燃焼ガ
スを排気する図示しない排気通路及びこni開閉する排
気弁が設けらnている。
燃料噴射弁22は、第8図に示されるように、燃焼室1
8に対向するノズルチップ28と、ノズルチップ28内
に形成さn図示しない燃料噴射ポンプから燃料が圧送さ
几る環状室80と、ノズルチップ28に形成さ扛環状室
80内の燃料を燃焼室18に噴射する主噴射孔82及び
主噴射孔82に対して斜めに形成さnた副噴射孔84と
、主噴射孔82及び副噴射孔84を開閉するプランジャ
asとllえている。プランジャ36の下端部は5環状
室80内において、端に向う程その径が小さくなる先細
に形成されるとともに、その端に小径部88が形成され
、この小径部88から主噴射孔82を貫通するスロット
ル軸40が軸方向に突設さしている。そして、プランジ
ャ86は図示しない圧力スプリングに従ってその小径部
8B側に付勢されており、小径部38が環状室30の内
壁面に着座させられている。
このため1以上のように構成さnた燃料噴射弁22は、
゛第4図に示さnる工うに、燃料噴射ポンプの回転速度
に対してその主噴射孔82及び副噴射孔34の噴射量の
割合が変化するようになっている。尚、第8図における
実線は主噴射孔82の噴射量を、破線は副噴射孔84の
噴射t′tl−表わしている。
すなわち、常時、小径部88の着座に工って主噴射孔8
2及び副噴射孔84が閉じらnているが、環状室80の
燃料の圧力上昇に伴って、前記圧力スプリングの付勢力
に抗してプランジャ86が押し上げられると、環状室8
0の内壁面に着座していた小径部88が離さnて、先ず
副噴射孔34が開かnる。このような圧力上昇の初期状
態においては、プランジャ36の押し上げ址(リフト量
)が充分ではないので、主噴射孔32とスロットル軸4
0との間に狭い絞りが形成され、主噴射孔32は僅かに
しか開かnない。続いて、環状室30の燃料の圧力が高
めらnると、プランジャ86が充分押し上げら扛るので
、主噴射孔82からスロットル軸40が引抜かn、主噴
射孔32が開かnる。このような状態においては、副噴
射孔84に対して主噴射孔82の径が大きく形成さnて
いるので、燃料が主として主噴射孔82から噴射さnる
。したがって、たとえば、低負荷時であって燃料噴射ポ
ンプの回転速度、換言す庇ばディーゼルエンジンの回転
速度が低い場合においては、環状室30に圧送される燃
料の圧力上昇はそn程大きくないので、プランジャ86
の押し上げ量が充分ではなく、主として副噴射孔34を
通して燃料が噴射さr、ディーゼルエンジンの回転速度
が高い場合においては、環状室80に圧送される燃料の
圧力上昇が大きくなるので、プランジャ86が充分押し
上げらn、主として主噴射孔32を通して燃料が噴射さ
れるのである。
そして、第1図及び第5図に示さnるように。
燃料噴射弁22は、その主噴射孔82及び副噴射孔84
がピヌトン16の上昇時の燃焼室18に対し七一定の位
置関係を有してシリンダヘッド20に固定さnている。
すなわち、主噴射孔32の噴射方向Bは旋回空気流人の
方向成分を含み且つ燃焼室18め内壁面に沿う方向に向
けられて、主噴射孔82全通して噴射さfた燃料が燃焼
室18の内壁面に広く薄膜状に付着するようにさnて3
す、副噴射孔84の噴射方向Cは燃焼室18の中央部に
向けらnている。
以下1本実施例の作用効果を説明する。
ディーゼルエンジン10の通常の運転時においては、比
較的高い回転速度にて運転さnるので、図示、しない燃
料噴射ポンプから環状室30に比較的高い圧力で燃料が
所定の時期に圧送さnる。このため、前述のように、主
として燃料噴射弁22の主噴射孔32から燃料が燃焼室
18の圧縮空気中に噴射さnるので、燃料は旋回空気流
の遠心力に助けらnて燃焼室18の壁面全体に薄膜状に
付着し、この壁面から逐次蒸発した燃料と旋回空気流と
が混った良好な混合気が生成さ几る。この結果、圧縮着
火の際の燃焼圧力上昇が緩やかとなり。
ディーゼルエンジン10作動時の騒音及び振動が大幅に
低減さするとともに、このディーゼルエンジン10は副
燃焼室を用いないので、燃焼効率が高く、排気温度が低
い等の直噴型機関の長所會も兼ね備えているのである。
しかしながら、そのような壁面蒸発燃焼法は、始動時ま
たは低負荷低速回転時のように、燃焼室18の壁面温度
が低い場合には、燃料の蒸発が不充分となってその未燃
焼燃料がそのまま排気に混入し、排気に白煙が生ずるお
そnがある。
こnに対して、本実施例のディーゼルエンジン10は、
始動時または低負荷低速回転時には壁面蒸発燃焼を行わ
ず、通常の直接噴射による燃焼を行うのである。すなわ
ち、ディーゼルエンジン10の低速回転時には、前述の
ように、燃料が主として副噴射孔84を通して燃焼室1
8の中央部に噴射さするので1通常の直接噴射と同様な
燃焼が行われて燃焼室18の壁面に未燃焼燃料が残るこ
とが防止され、排気中に白煙が生じないのである。
このような低速回転域においては、直接噴射方式と間接
噴射方向との間の騒音及び振動に殆んど差がないので、
直接噴射による燃焼法を用いてもあまり問題とならない
のである。
この工゛うに、本実施例に工nば、回転速度の高いディ
ーゼルエンジン10の通常作動時においては、燃料が主
噴射孔82を通して主として噴射されるので、ディーゼ
ルエンジン10の騒音及び振動が大幅に低減さnるとと
もに、始動時お工び/または低速回転時には燃料が副噴
射孔84全通して主として噴射さnるので、排気中の白
煙が解消さ扛るのである。
尚、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、
本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々なる変
更が加えられ得ることは勿論である。
以上詳記したように、本発明のディーゼルエンジンは、
ディーゼルエンジンの通常作動時においては、燃料噴射
弁に圧送さ扛る燃料の圧力が充分上昇するので、燃料が
主として主噴射孔から噴射されて燃焼室の壁面に付着し
、この壁面から逐次蒸発した燃料が着火する。したがっ
て、燃焼圧力の上昇が緩やかとなり、特に問題となり易
い高速回転時においてもディーゼルエンジンの騒音及ヒ
振動が低く抑制さnるのである。同時に、始動時お工び
/または低負荷低速回転時においては、燃料噴射弁に圧
送される燃料の圧力がそn程上昇しないので、燃料が主
として副噴射孔を通して燃焼室の中央部に噴射さnて燃
焼室の壁面に未燃焼燃料が残らない。したがって、排気
中における白煙及び炭化水素の発生が防止さn得るので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す要部断面図である。第
2図は第1図の吸気管及び吸入空気の旋回方向全説明す
る斜視図である。第8図は第1因の実施例における燃料
噴射弁を示す部分断面図である。第4図は第8図の燃料
噴射弁の特性図である。第5図は第1図のピストンの上
面図である。 10:ディーゼルエンジン 16:ピストン     18:燃焼室22:燃料噴射
弁    32:主噴射孔34:副噴射孔

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ピストンの上端面に深く凹んで形成さ扛た燃焼室を備え
    、該燃焼室内に強い旋回空気流が形成される直噴型ディ
    ーゼルエンジンにおいて、前記燃焼室内に燃料を噴射す
    る主噴射孔及び副噴射孔を備え、圧送さ扛た燃料の圧力
    の上昇に伴って、その圧力の上昇の初期に先ず該副噴射
    孔が開かn、続いてその圧力が高くなった時期に該主噴
    射孔が開かnる燃料噴射弁を設けるとともに、該主噴射
    孔の噴射方向を前記旋回空気流の方向成分を含み且つ前
    記燃焼室の壁面に沿う方向とし。 該副噴射孔の噴射方向を該燃焼室の中央部に向う方向と
    したことを特徴とするディーゼルエンジン。
JP56144979A 1981-09-14 1981-09-14 デイ−ゼルエンジン Pending JPS5848710A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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