JPS61135928A - 直噴式デイ−ゼルエンジン - Google Patents

直噴式デイ−ゼルエンジン

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JPS61135928A
JPS61135928A JP59258155A JP25815584A JPS61135928A JP S61135928 A JPS61135928 A JP S61135928A JP 59258155 A JP59258155 A JP 59258155A JP 25815584 A JP25815584 A JP 25815584A JP S61135928 A JPS61135928 A JP S61135928A
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injection
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三郎 中村
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ピストン頂面に開口するキャどティの側壁に
沿って燃料噴射ノズルから燃料を噴射する直噴式ディー
ゼルエンジンの改良に関するものである。
〈従来技術） 従来より、直噴式ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴
射ノズルからキャビティ内の側壁に沿って燃料を噴射し
、このキャビティの側壁に付着した燃料を蒸発させて燃
焼を行う蒸発燃焼方式の技術が、例えば、特開昭４９−
５８２０５号に開示されているように公知である。
そして、上記の如きディーゼルエンジンでは、始動時の
ような低負荷域で温度が低い時には燃料の蒸発が遅く、
火炎核が小さくて着火性が低いことに加え、キャビティ
内に生成されるスワールが上記火炎核を吹き消すように
作用して、さらに着火性が低下する恐れがある。このス
ワールは、吸気系からシリンダ内に吸気が供給される際
に、特に高負荷域にこの吸気と噴射燃料とのミキシング
を向上して空気利用率を増大し、スモークの発生を低減
するためのものであるが、始動時のような低負荷域にお
いては、上記のように火炎核が小さく弱いことから、強
いスワールが発生している部分に燃料を噴射すると上記
火炎核の吹き消えを生起して着火性を明害することにな
るものである。
（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、低負荷域ではスワールの弱い
部分に燃料を噴射して火炎核の吹き消えを防いで良好な
着火性を確保する一方、高負荷域では空気利用率を高め
てスモークの低減、ＨＣの排出抑制、出力向上を図るよ
うにした直噴式ディーゼルエンジンを提供することを目
的とするものである。
（発明の構成） 本発明のディーゼルエンジンは、ピストンに形成するキ
ャビティを、内径が小さくて強いスワールが生成される
下部の小径部と、内径が大きくて弱いスワ−ルが生成さ
れる上部の大径部とで構成するとともに、燃料噴射ノズ
ルによる燃料噴射を、低負荷域では上記キャビティ上部
の大径部へ燃ｒ１を噴射する一方、高負荷域ではキャビ
ティ上部の大径部と下部の小径部の両方へ燃料を噴射す
るように指向させたことを特徴とするものである。
上記燃料噴射ノズルによる燃料噴射の指向は、ピストン
の上背移動に対する燃料噴射時期の設定によりキャビテ
ィへの相対的な噴射域を負荷に応じて規制することによ
り得るもの、もしくは燃料噴射ノズルの噴射方向を負荷
に応じて変更するように構成して得るものなどにより実
施されるものである。
（発明の効果） 本発明によれば、キャビティを上部のスワールの弱い大
径部と、下部のスワールの強い小径部とで構成し、低負
荷域では燃料噴射ノズルから上記大径部に燃料を噴射し
、弱いスワールによって火炎核の吹き消えを防止し、着
火性を確保するとともに、高負荷域では小径部を含む両
方に噴射し、分配性の向上と強いスワールによって吸気
と燃料とのミキシングを改善して空気利用率を向上し、
スモークおよびＨＣ排出の抑制、出力向上を図ることが
できるものである。
（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第１図に示すように、直噴式ディーゼルエンジン１はシ
リンダブロック２上にシリンダヘッド３が締結されてな
り、シリンダブロック２のシリンダボアにはピストン４
が摺動自在に嵌挿されている。このピストン４の頂面に
はキャビティ５が開口され、一方、シリンダヘッド３に
は、このピストン４のキャビティ５の外周部に対応する
部分に燃料噴射ノズル６が配設され、この燃料噴射ノズ
ル６から上死点近傍位置にあるピストン４のキャビティ
５の側壁に沿って燃料が噴射されるものである。
なお、第１図において、７は吸気通路、８は吸気弁をそ
れぞれ示している。
上記ピストン４のキャビティ５の形状を第２図に示す。
キャビティ５の下部は内径ｄ１が小さく強いスワールＳ
１が生成される小径部５ａに形成され、この小径部５ａ
より上部は内径ｄ２が大きく弱いスワールＳ２が生成さ
れる大径部５ｂに形成され、また、ピストン４頂面近傍
の開口部分が−若干小径に形成されている。すなわち、
上記キャビティ５は略球形状でその中間部に上下になだ
らかに連続する突部５Ｃが形成され、この突部５Ｃより
下方が小径部５ａに、上方が大径部５ｂにそれぞれ形成
されている。
そして、上記キャビティ５を有するディーゼルエンジン
１について、燃料噴射ノズル６からの燃料噴射時期の設
定により、低負荷域では燃料噴射ノズル６からの燃料が
キャビティ５の大径部５ｂの側壁に対して噴射され、高
負荷域では噴射期間の増大に伴い、大径部５ｂと小径部
５ａの両方に対して燃料が噴射されるよう、燃料噴射が
指向されるものである。
すなわち、上記燃料噴射時期は例えばクランク角で上死
点前１０〜１５°付近で噴射を開始するものであって、
この開始時期におけるピストン４の上昇位置に対応する
噴射方向■は、キャビティ５の突部５Ｇより上方の大径
部５ｂに対してである。低負荷域では噴射期間は短く、
燃料噴射は突部５Ｇより上方の大径部５ｂ内に対する噴
射方向■で終了し、燃料は大径部５ｂにのみ噴射される
ことになる。一方、高負荷域では噴射期間は長く、例え
ば上記上列点前から噴射を開始し、上死点後１０〜２０
°付近で噴射を終了するものであって、噴射開始時の噴
射方向■は大径部５ｂに対してであり、ピストン４が最
も上昇した上死点時における燃料噴射ノズル６からの噴
射方向■は突部５Ｃより下方の小径部５ａに対して行わ
れ、上死点を越えて噴射終了時期近傍では再び大径部５
ｂに対して噴射されるものであり、小径部５ａおよび大
径部５ｂの両方に噴射される。
上記のようにスワールＳ２の弱い大径部５ｂへの噴射に
より、火炎核の吹き消えが阻止されて着火性が向上する
一方、高負荷域ではキャビティの広い範囲に燃料が噴射
され、小径部５ａの強いスワールＳ１によって吸気との
ミキシングが促進され、燃料分配性が向上する。
次に、第３図ないし第５図は、噴射時期による燃料噴射
の指向に代えて、上記キャビティ５に対する燃料噴射の
指向を負荷に応じて変更するように構成された燃料噴射
ノズル６の例をそれぞれ示すものである。
第３図の燃料噴射ノズル６Ａは、ノズル本体１１に嵌挿
されたニードル弁１２が燃料圧力に応じてリフトし、こ
のニードル弁１２の先端部１２ａが進退する主噴孔１３
に加えて、ノズル本体１１に副噴孔１４が開設されて構
成されている。低負荷域では燃料圧力が低いことからニ
ードル弁１２のリフト量が小さく、主噴孔１３は先端部
１２ａで絞られて副噴孔１４から燃料が噴射され、この
副噴孔１４による噴射方向ａは、その噴射時期に対応す
るピストン位置に対してキャビティ５の大径部５ｂに向
かうようにその開口方向が設定されている。一方、高負
荷域では燃料圧力が高いことからニードル弁１２のリフ
ト量が増大して主噴孔１３が開口し、この主噴孔１３か
らも燃料が噴射される。該主噴孔１３による噴射方向す
は、その噴射期間に対応してキャビティ５の大径部５ｂ
から小径部５ａに燃料噴射を行うものであり、副噴孔１
４からの大径部５ｂへの噴射に加えて両方に燃料が供給
され、前記と同様の作用が得られる。
第４図の燃料噴射ノズル６Ｂは、燃料圧力に応じてリフ
トするニードル弁１５の先端部１５ａが斜めに傾斜して
形成され、この先端部１５ａの進退によってノズル本体
１６の噴孔１７が開閉されるように構成されている。ニ
ードル弁１５のリフト量が小さい低負荷域においては、
先端部１５ａの斜面によって噴孔１７の一部分のみが開
口され、これによって燃料噴射は先端部１５ａの斜面に
沿ってａ方向に偏向し、キャビティ５の大径部５ｂに燃
料を噴射するものである。リフト量が増大する高負荷域
では、ニードル弁１５の先端部１５ａが噴孔１７から脱
出して噴孔１７全体が開口し、燃料はノズル軸方向に沿
うｂ方向に向って噴射され、キャビティ５の小径部５ａ
および大径部５ｂに対して噴射される。これにより、負
荷に応じて小径部５ａと大径部５ｂとの燃料噴射方向が
変更され、前記と同様の作用が得られる。
第５図の燃料噴射ノズル６Ｃは、燃料圧力に応じてリフ
トするニードル弁１８の先端部１８ａの一側部が切り欠
かれるとともに、ノズル本体１９の噴孔２０の先端開口
部２０ａが傾斜して形成されている。ニードル弁１８の
リフト量が小さい低負荷域においては、先端部１８ａの
切欠によって噴孔２０の奥部の一部分のみが開口され、
これによって燃料噴射は噴孔先端部２０ａの傾斜に関係
なく軸方内のａ方向に噴射され、キャビティ５の大径部
５ｂに燃料を噴射するものである。リフト量が増大する
高負荷域では、噴孔２０全体が開口し、燃料は噴孔先端
開口部２０ａの傾斜に沿う斜め方向のｂ方向に向って噴
射され、キャビティ５の小径部５ａおよび大径部５ｂに
対して噴射される。これにより、負荷に応じて小径部５
ａと大径部５ｂとの燃料噴射方向が変更され、前記と同
様の作用が得られる。この場合、燃料噴射ノズル６Ｃの
取付方向は、伯の例と異なるものである。
なお、上記第３図ないし第５図の燃料噴射ノズル６Ａ〜
６Ｃを使用してピストン４のキャビティ５に対する燃料
噴射位置を変更する場合に、燃料噴射時期もキャビティ
５に対する噴射幅が所定の範囲となるように組合せて設
定するのが好ましい。
また、これらの燃料噴射ノズル６Ａ〜６Ｃと噴射時期等
の設定に応じて、キャビティ５の小径部５ａおよび大径
部５ｂの形成位置も適宜設計変更されるものである。さ
らに、燃料噴射ノズル６の噴射方向の指向構造は、上記
例のばか従来公知の構造が適宜採用可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における直噴式ディーゼルエ
ンジンの要部縦断面図、 第２図はピストンに形成されるキャビティ形状の一例を
示す断面拡大図、 第３図は燃料噴射ノズルの一例における先端部の断面図
、 第４図は燃料噴射ノズルの他の例における先端部の断面
図、 第５図は燃料噴射ノズルのさらに他の例における先端部
の断面図である。 １・・・・・・ディーゼルエンジン ４・・・・・・ピストン　　　　　　５・・・・・・キ
ャビティ５ａ・・・・・・小径部　　　　　　５ｂ・・
・・・・大径部６．６Ａ〜６Ｃ・・・・・・燃料噴射ノ
ズル１１．１６．１９・・・・・・ノズル本体１２．１
５．１８・・・・・・ニードル弁１３．１４，１７．２
０・・・・・・噴孔第２図 ■ 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ピストン頂面に開口するキャビティの側壁に沿つ
    て、キャビティ外周部に対応する部分のシリンダヘッド
    に配設した燃料噴射ノズルから燃料を噴射する構成とし
    た直噴式ディーゼルエンジンにおいて、ピストンに形成
    されるキャビティを、内径が小さくて強いスワールが生
    成される下部の小径部と、内径が大きくて弱いスワール
    が生成される上部の大径部とで構成するとともに、燃料
    噴射ノズルによる燃料噴射を、低負荷域では上記キャビ
    ティ上部の大径部へ燃料を噴射する一方、高負荷域では
    キャビティ上部の大径部と下部の小径部の両方へ燃料を
    噴射するように指向させたことを特徴とする直噴式ディ
    ーゼルエンジン。
JP59258155A 1984-12-06 1984-12-06 直噴式デイ−ゼルエンジン Granted JPS61135928A (ja)

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JP59258155A JPS61135928A (ja) 1984-12-06 1984-12-06 直噴式デイ−ゼルエンジン

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JP59258155A JPS61135928A (ja) 1984-12-06 1984-12-06 直噴式デイ−ゼルエンジン

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JPH0220809B2 JPH0220809B2 (ja) 1990-05-10

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0656466A1 (en) * 1993-12-02 1995-06-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Combustion chamber structure for diesel engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5322642U (ja) * 1976-08-03 1978-02-25
JPS5479302U (ja) * 1977-11-15 1979-06-05

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JPH0220809B2 (ja) 1990-05-10

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