JPS5918225A - 直接噴射式デイ−ゼル機関のピストンヘツド構造 - Google Patents
直接噴射式デイ−ゼル機関のピストンヘツド構造Info
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- JPS5918225A JPS5918225A JP57125747A JP12574782A JPS5918225A JP S5918225 A JPS5918225 A JP S5918225A JP 57125747 A JP57125747 A JP 57125747A JP 12574782 A JP12574782 A JP 12574782A JP S5918225 A JPS5918225 A JP S5918225A
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- Japan
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- cavity
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- fuel
- piston head
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- 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
- F02B23/0636—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 the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
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-
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直接噴射式ディーゼル機関のピストンヘッド構
造に係り、特に、ピストンヘッドに形成されたキャビテ
ィ内へ噴射される燃料を完全に霧化すると共に、この燃
料と圧縮空気との混合をよくしてこれを完全燃焼させる
ことによシ、排ガス中に含有される有害物質を可及的に
減少させることのできるピストンヘッド構造に関するも
のである。
造に係り、特に、ピストンヘッドに形成されたキャビテ
ィ内へ噴射される燃料を完全に霧化すると共に、この燃
料と圧縮空気との混合をよくしてこれを完全燃焼させる
ことによシ、排ガス中に含有される有害物質を可及的に
減少させることのできるピストンヘッド構造に関するも
のである。
一般に直接噴射式ディーゼル機関にあっては、第１図に
示す如くピストン１が上死点に達したとき、燃料が燃料
噴射ノズル２からピストンヘッドクリアランス３に直接
噴射される。このとき燃料と空気とがよく混合するよう
に噴射された燃料の霧化を非常に細かくするが、この混
合を助長するためにピストンヘッドクリアランス３に圧
縮空気の渦流を生じさせるべくキャビティ４がピストン
ヘッド５に形成されている。このキャビティ４はピスト
ン１０頭頂面６の略中央を空洞状に陥没させて形成され
ている。また燃料噴射ノズル２はその先端をキャビティ
４内に臨ませて設けられている。
示す如くピストン１が上死点に達したとき、燃料が燃料
噴射ノズル２からピストンヘッドクリアランス３に直接
噴射される。このとき燃料と空気とがよく混合するよう
に噴射された燃料の霧化を非常に細かくするが、この混
合を助長するためにピストンヘッドクリアランス３に圧
縮空気の渦流を生じさせるべくキャビティ４がピストン
ヘッド５に形成されている。このキャビティ４はピスト
ン１０頭頂面６の略中央を空洞状に陥没させて形成され
ている。また燃料噴射ノズル２はその先端をキャビティ
４内に臨ませて設けられている。
第２図はピストン１をその上刃から見た平面図であるが
、０１ は燃料噴射ノズル２０平面的中心位置で、０
２はキャビティ４の同様の中心位置である。これら互い
の中心０１．０２は吸排気弁８゜９あるいはこれらに付
桐する部品類の配置上等の諸条件により、ノズル中心０
＋ ｔｄキャビティ４の開口部中心０２から偏心して設
けられているのが止むを得ない現状である。
、０１ は燃料噴射ノズル２０平面的中心位置で、０
２はキャビティ４の同様の中心位置である。これら互い
の中心０１．０２は吸排気弁８゜９あるいはこれらに付
桐する部品類の配置上等の諸条件により、ノズル中心０
＋ ｔｄキャビティ４の開口部中心０２から偏心して設
けられているのが止むを得ない現状である。
ところで、上述の如くこれらの中心０１，０２の付備関
係は、燃料を効率よく燃焼させるという観点から考える
とノズル中心ｏ１ とキャビティ４の開口部中心０２と
を重ねることが望ましい。即ちノズル中心０１は開口部
中心ｏ２に近い程、霧化された燃料とキャビティ４内の
渦流状態の圧縮空気との混合が均等に行われ、均質で完
全な燃焼を得ることができる。しかし乍ら前述のような
止むを得ない理由により、ノズル中心Ｏ１と開口部中心
０２との位置が設定されている。具体的には、キャビテ
ィ４はその開口部形状が略正方形で、その四隅の角を丸
めた形状に成形されているが、燃料噴射ノズル２からの
燃料の噴射力向ｅこ位置する上記キャビティ４の内壁面
１１上の点をｆｌ・・・ｆ４とし、ノズル中心ｏ１がら
の夫々の距離孕ｄ７旨−・・・０ｘｆｎと表記すると、
図示例にあってはＯ１’ｌ −０１’４＋−一酊石、且
つ智石〈冒であり、ノズル中心０１から最も近い内壁面
１１上の点ｆｌ ｒ ｆ４ 乃至その周辺に噴射され
る燃料は、内壁面１１に勢いよく衝突し、液膜状になっ
てこれに付着してし韮う場合があった。従ってこの様な
霧化されない燃料は空気との混合が充分なされずに燃焼
するので不完全燃焼を起こし、排ガス中に炭化水素や一
酸化炭素等の有害物質を含有したり、青白煙を排出した
りする問題があった。
係は、燃料を効率よく燃焼させるという観点から考える
とノズル中心ｏ１ とキャビティ４の開口部中心０２と
を重ねることが望ましい。即ちノズル中心０１は開口部
中心ｏ２に近い程、霧化された燃料とキャビティ４内の
渦流状態の圧縮空気との混合が均等に行われ、均質で完
全な燃焼を得ることができる。しかし乍ら前述のような
止むを得ない理由により、ノズル中心Ｏ１と開口部中心
０２との位置が設定されている。具体的には、キャビテ
ィ４はその開口部形状が略正方形で、その四隅の角を丸
めた形状に成形されているが、燃料噴射ノズル２からの
燃料の噴射力向ｅこ位置する上記キャビティ４の内壁面
１１上の点をｆｌ・・・ｆ４とし、ノズル中心ｏ１がら
の夫々の距離孕ｄ７旨−・・・０ｘｆｎと表記すると、
図示例にあってはＯ１’ｌ −０１’４＋−一酊石、且
つ智石〈冒であり、ノズル中心０１から最も近い内壁面
１１上の点ｆｌ ｒ ｆ４ 乃至その周辺に噴射され
る燃料は、内壁面１１に勢いよく衝突し、液膜状になっ
てこれに付着してし韮う場合があった。従ってこの様な
霧化されない燃料は空気との混合が充分なされずに燃焼
するので不完全燃焼を起こし、排ガス中に炭化水素や一
酸化炭素等の有害物質を含有したり、青白煙を排出した
りする問題があった。
本発明は上述の如き問題点に鑑み、これらを有効に解決
すべく創案されたものである。
すべく創案されたものである。
本発明の目的は、ピストンヘッドに形成されたキャビテ
ィ内へ噴射される燃料を完全に霧化すると共に、この燃
料と圧縮空気との混合をよくしてこれを完全燃焼させる
ことにより、排ガス中に含有される有害物質を可及的に
減少させることのできる直接噴射式ディーゼル機関のピ
ストンヘッド構造を提供することにある。
ィ内へ噴射される燃料を完全に霧化すると共に、この燃
料と圧縮空気との混合をよくしてこれを完全燃焼させる
ことにより、排ガス中に含有される有害物質を可及的に
減少させることのできる直接噴射式ディーゼル機関のピ
ストンヘッド構造を提供することにある。
以下、本発明の好適一実施例について添付図面に従って
説明する。
説明する。
本発明はピストンヘッドに形成されるキャビティの形状
にその特徴を有するもので、第３図に示す如く、吸気弁
８．排気弁９．燃料噴射ノズル２の構成並びにノズル中
心Ｏ１，キャビティ４の開口部中心０２．キャビティ４
の内壁１１１１１１１上の点ｆ。
にその特徴を有するもので、第３図に示す如く、吸気弁
８．排気弁９．燃料噴射ノズル２の構成並びにノズル中
心Ｏ１，キャビティ４の開口部中心０２．キャビティ４
の内壁１１１１１１１上の点ｆ。
・・・ｆ４ の位置は従来例と同様である。
具体的に述べると、燃料噴射ノズル２の中心Ｏｆに比較
的近い距離にあるキャビティ４の内壁面１１は、ノズル
２から噴射された燃料がこの内壁面１１に衝突すること
なく霧化された状態でこのキャビティ４内に浮遊し、且
つ充分に圧縮空気と混合し得るように、この内壁面１１
が上記中心ｏ１ がら所定の距離（０＋ ｆ＋ ’＝
Ｏ＋ ｈ ＝０１ ｆ３ ＝Ｏ＋ ｆ４） を確保し
つつ、その径方向外方へ拡張すべく湾曲されて形成され
ている。更に詳述すると、第４図に示す如く凹状に形成
されるキャビティ４の内壁面１１にお諭て、ノズル２の
噴口１２がら燃料噴射方向へ上記所定の距離を確保でき
ない箇所（’ｌ１ｆ４ （第２図に図示））は、その内
壁面１１が径方向外方へ拡張すべく湾曲され、上記所定
の距離を確保すべくノズル中ノし・０１ から略等距
離を隔てて形成されるものである。
的近い距離にあるキャビティ４の内壁面１１は、ノズル
２から噴射された燃料がこの内壁面１１に衝突すること
なく霧化された状態でこのキャビティ４内に浮遊し、且
つ充分に圧縮空気と混合し得るように、この内壁面１１
が上記中心ｏ１ がら所定の距離（０＋ ｆ＋ ’＝
Ｏ＋ ｈ ＝０１ ｆ３ ＝Ｏ＋ ｆ４） を確保し
つつ、その径方向外方へ拡張すべく湾曲されて形成され
ている。更に詳述すると、第４図に示す如く凹状に形成
されるキャビティ４の内壁面１１にお諭て、ノズル２の
噴口１２がら燃料噴射方向へ上記所定の距離を確保でき
ない箇所（’ｌ１ｆ４ （第２図に図示））は、その内
壁面１１が径方向外方へ拡張すべく湾曲され、上記所定
の距離を確保すべくノズル中ノし・０１ から略等距
離を隔てて形成されるものである。
次に本発明の作用について述べる。
本発明は４サイクル機関あるいは２サイクル機関を問わ
ないが、本実施例にあっては４サイクル機関について述
べる。
ないが、本実施例にあっては４サイクル機関について述
べる。
まず第１行程にあってはピストン１が下降しシリンダ１
０室内が大気圧の空気で満たされる。ピストン１が下死
点に達すると吸気弁８が閉じる。
０室内が大気圧の空気で満たされる。ピストン１が下死
点に達すると吸気弁８が閉じる。
第２行程では下死点に達したピストン１が上昇し上述の
空気を３５乃至４５ Ｋｇｌｃｔｄ に圧縮する。
空気を３５乃至４５ Ｋｇｌｃｔｄ に圧縮する。
この圧縮空気の温度は６００ｔ？近くになシ、燃料の着
火温度に達する。このとき、ピストンヘッド５に形成さ
れたキャビティ４はその開口部中心０２が従来の位置と
変らず、従って従来と同様の効果的渦流をこの圧縮空気
に生じさせる。
火温度に達する。このとき、ピストンヘッド５に形成さ
れたキャビティ４はその開口部中心０２が従来の位置と
変らず、従って従来と同様の効果的渦流をこの圧縮空気
に生じさせる。
第３行程ではピストン１が上死点に達し、圧縮された高
温空気がキャビティ４内で渦流を生じているところへ、
燃料噴射ノズル２より燃料が噴射される。ノズル中心０
．からキャビティ４の内壁面１１までの距離は噴射され
た燃料かこの内壁面１１に衝突することのないよう、所
定の距離を確保しているので、この噴射された燃料は内
壁面１１に液膜状に付着することなく、充分ＶＬ霧化さ
れてキャビティ４内に浮遊し、且つ圧縮空気の渦流によ
ってこれと混合し、更にキャビティ４内に略均等に分布
する。以上の燃料噴射から混合分布までは瞬間的に行わ
れ、これと略同時に燃料−着火する。ディーゼル機関で
は爆発的な圧力上昇を伴う燃焼はなされず、燃焼ガスの
膨張と共に略一定圧力の下で燃焼が進行するか、本発明
にあっては燃料と圧縮空気との混合が充分になされて燃
焼するのでほとんど完全燃焼し、生成されるのは二酸化
炭素と水（水蒸気）のみで、炭化水素あるいは一酸化炭
素等の有害物質は生成しない。上記燃焼ガスの膨張と共
にピストン１は下降し下死点にまで達する。
温空気がキャビティ４内で渦流を生じているところへ、
燃料噴射ノズル２より燃料が噴射される。ノズル中心０
．からキャビティ４の内壁面１１までの距離は噴射され
た燃料かこの内壁面１１に衝突することのないよう、所
定の距離を確保しているので、この噴射された燃料は内
壁面１１に液膜状に付着することなく、充分ＶＬ霧化さ
れてキャビティ４内に浮遊し、且つ圧縮空気の渦流によ
ってこれと混合し、更にキャビティ４内に略均等に分布
する。以上の燃料噴射から混合分布までは瞬間的に行わ
れ、これと略同時に燃料−着火する。ディーゼル機関で
は爆発的な圧力上昇を伴う燃焼はなされず、燃焼ガスの
膨張と共に略一定圧力の下で燃焼が進行するか、本発明
にあっては燃料と圧縮空気との混合が充分になされて燃
焼するのでほとんど完全燃焼し、生成されるのは二酸化
炭素と水（水蒸気）のみで、炭化水素あるいは一酸化炭
素等の有害物質は生成しない。上記燃焼ガスの膨張と共
にピストン１は下降し下死点にまで達する。
第４行程では排気弁９が開き、シリンタ゛１０室内の圧
力は瞬間的に大気圧まで下がる。ピストン１は上死点ま
で上昇し、燃焼ガスの排出を行う。
力は瞬間的に大気圧まで下がる。ピストン１は上死点ま
で上昇し、燃焼ガスの排出を行う。
排ガス中には炭化水素や一酸化炭素等の有害物質は含ま
れず、青白煙も生じない。その後、更に第１行程から第
４行程まで繰り返し行われる。
れず、青白煙も生じない。その後、更に第１行程から第
４行程まで繰り返し行われる。
尚、以上の説明は４サイクル機関について述べたが、２
サイクル機関にあっても同様に燃料の完全燃焼が得らね
、同様の効果を発揮するのは勿論である。
サイクル機関にあっても同様に燃料の完全燃焼が得らね
、同様の効果を発揮するのは勿論である。
また第３図及び第４図ではキャビティ４の開口部周縁１
３をその縁に沿って径方向内方へ突出させてリップ１４
を形成したが、これは第２行程の圧縮過程においてよシ
効果的な空気の渦流を生じさせるものである。
３をその縁に沿って径方向内方へ突出させてリップ１４
を形成したが、これは第２行程の圧縮過程においてよシ
効果的な空気の渦流を生じさせるものである。
本実施例にあってはキャビティ４の内壁面１１の、ノズ
ル中心０１ から比較的近い距離にある箇所（ｆＩｌ
ｆ４ ） を拡張したが、ノズル２の噴口１２の位置
が決まっているものでは、その燃料噴射方向に位置する
内壁面１１の箇所を拡張しても本実施例と同様の効果が
発揮される。
ル中心０１ から比較的近い距離にある箇所（ｆＩｌ
ｆ４ ） を拡張したが、ノズル２の噴口１２の位置
が決まっているものでは、その燃料噴射方向に位置する
内壁面１１の箇所を拡張しても本実施例と同様の効果が
発揮される。
また、本実施例の作用の説明では典型的なテイーゼル・
サイクルについて述べたが、自動車用ディーゼル機関に
おけるサバチーサイクルにおいても同様の効果が得られ
るのは勿論である。
サイクルについて述べたが、自動車用ディーゼル機関に
おけるサバチーサイクルにおいても同様の効果が得られ
るのは勿論である。
以上の説明より明らかなように、本発明によれば次の如
き優れた効果が発揮される。
き優れた効果が発揮される。
（１） キャビティの内壁面とノズル中心との距離を
、そのキャビティ中心の位置を変えることなく、必要充
分に確保したので、噴射燃料を完全に霧化することがで
きる。
、そのキャビティ中心の位置を変えることなく、必要充
分に確保したので、噴射燃料を完全に霧化することがで
きる。
（２） また圧縮空気の渦流は充分に得られるので、
この空気と燃料との混合は充分に行われる。
この空気と燃料との混合は充分に行われる。
（３）従って燃料は完全燃焼し、炭化水素あるいは一酸
化炭素等の有害ｗＪ質を、排ガス中に含有せず、青白煙
の排出もない。
化炭素等の有害ｗＪ質を、排ガス中に含有せず、青白煙
の排出もない。
（４） また完全燃焼が得られるので、熱効率も良く
なり、燃費も向上する。
なり、燃費も向上する。
（５） 大きな設計変更を要さず、摘造も簡単で容易
に採用し得る。
に採用し得る。
第１図は直接噴射式ディーゼル機関の概要を示す側断面
図、第２図は本発明の従来例を示す平面図、第３図は本
発明の一実施例を示す平面図、第４図は第３図の側断面
図である。 図中、１はピストン、２は燃料噴射ノズル、４はキャビ
ティ、５はピストンヘッド、１１はキャビティの内壁面
、０１はノズル中心、０２はキャビティの開口部中心で
ある。 特許出願人 いすソ自動車株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 第１図 ２ 第３図 第４図
図、第２図は本発明の従来例を示す平面図、第３図は本
発明の一実施例を示す平面図、第４図は第３図の側断面
図である。 図中、１はピストン、２は燃料噴射ノズル、４はキャビ
ティ、５はピストンヘッド、１１はキャビティの内壁面
、０１はノズル中心、０２はキャビティの開口部中心で
ある。 特許出願人 いすソ自動車株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 第１図 ２ 第３図 第４図
Claims (1)
- 直接噴射式ディーゼル機関のピストンヘッドに、圧縮空
気の渦流を生じさせるべく空洞状に陥没され、その開口
部中心が燃料噴射ノズルの中心に対して偏心されて形成
されたキャビティにおいて、該キャビティの内壁面を上
記ノズル中心から略等しい距離を隔てて形成したことを
特徴とする直接噴射式ディーゼル機関のピストンヘッド
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57125747A JPS5918225A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 直接噴射式デイ−ゼル機関のピストンヘツド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57125747A JPS5918225A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 直接噴射式デイ−ゼル機関のピストンヘツド構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918225A true JPS5918225A (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=14917798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57125747A Pending JPS5918225A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 直接噴射式デイ−ゼル機関のピストンヘツド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918225A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4798183A (en) * | 1986-05-23 | 1989-01-17 | Kubota Ltd. | Swirl chamber type combustion chamber for diesel engine |
| WO2015110739A1 (fr) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Renault S.A.S | Toit de piston a cavite non circulaire |
-
1982
- 1982-07-21 JP JP57125747A patent/JPS5918225A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4798183A (en) * | 1986-05-23 | 1989-01-17 | Kubota Ltd. | Swirl chamber type combustion chamber for diesel engine |
| WO2015110739A1 (fr) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Renault S.A.S | Toit de piston a cavite non circulaire |
| FR3016925A1 (fr) * | 2014-01-24 | 2015-07-31 | Renault Sa | Toit de piston a cavite non circulaire |
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