JPS611822A - 渦流室式デイ−ゼルエンジン - Google Patents
渦流室式デイ−ゼルエンジンInfo
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- JPS611822A JPS611822A JP59120109A JP12010984A JPS611822A JP S611822 A JPS611822 A JP S611822A JP 59120109 A JP59120109 A JP 59120109A JP 12010984 A JP12010984 A JP 12010984A JP S611822 A JPS611822 A JP S611822A
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- Japan
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- depth
- flame
- combustion
- parts
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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
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/14—Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
-
- 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
- F02B23/04—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being subdivided into two or more chambers
-
- 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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- 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】
（技術分野）
本発明は、渦流室付ディーゼルエンジンの燃焼室の改良
に関し、詳しくは、ピストン頂上部に形成する主室キャ
ビティの改良に関する。
に関し、詳しくは、ピストン頂上部に形成する主室キャ
ビティの改良に関する。
（技術的背景）
高速ディーゼルエンジンに適した燃焼室として渦流室式
が知られているが、その燃焼性状をさらに改善する目的
で、第４図、第５図に示すようなものが提案されている
（実開昭５７−７８７２４号参照）。
が知られているが、その燃焼性状をさらに改善する目的
で、第４図、第５図に示すようなものが提案されている
（実開昭５７−７８７２４号参照）。
これを説明すると、エンジンの圧縮上死点付近で渦流室
２０内で着火された燃料は火炎（燃焼ガス）となって噴
口２１から主室キャビティ６内に噴出流入する。
２０内で着火された燃料は火炎（燃焼ガス）となって噴
口２１から主室キャビティ６内に噴出流入する。
主室キャビティ６内では火炎（流れをＢで７Ｆ−ｆ）は
溝状部（主室キャビティ６のトレンチ部）１０に沿って
流れ、一対の円形状拡散部７，８の連結部９に衝突し二
手に分れる。
溝状部（主室キャビティ６のトレンチ部）１０に沿って
流れ、一対の円形状拡散部７，８の連結部９に衝突し二
手に分れる。
分れた火炎は拡散部７，８の円弧に沿って拡散噴射弁で
ある。
ある。
ところで、一般に、渦流室式ディーゼルエンジンにおい
てＨＣやスモークの排出量を低減するには、渦流室容積
をできるだけ大きくして噴射燃料に対する渦流室内の空
気利用率を高めることが有効である。
てＨＣやスモークの排出量を低減するには、渦流室容積
をできるだけ大きくして噴射燃料に対する渦流室内の空
気利用率を高めることが有効である。
しかし、渦流室容積を増大すると、エンジンの圧縮比が
低下し、この圧縮比の低下により圧縮空気温度が下がり
、ＨＣ排出量が増大する。
低下し、この圧縮比の低下により圧縮空気温度が下がり
、ＨＣ排出量が増大する。
すなわち、圧縮比の低下を招かないためには、゛主室キ
ャビティ容積は小さく抑える必要がある。
ャビティ容積は小さく抑える必要がある。
一方、渦流室から主室に噴出した火炎内の未燃成分を主
室内で良好に燃焼させるためには、火炎と主室内空気と
の混合を良好にすればよく、このためには前述の主室キ
ャピテイの拡散部容量を確保する必要がある。
室内で良好に燃焼させるためには、火炎と主室内空気と
の混合を良好にすればよく、このためには前述の主室キ
ャピテイの拡散部容量を確保する必要がある。
こうした３つの要求から主室キャビティ容量が設定され
、第５図に示されるクローバリーフ状の主室キャビティ
６がピストン３の頂上部４の図中右半分の部分に形成さ
れている。
、第５図に示されるクローバリーフ状の主室キャビティ
６がピストン３の頂上部４の図中右半分の部分に形成さ
れている。
ところが、拡散部面積は小さく、主室内の空気利用率は
なお充分とはいえない。
なお充分とはいえない。
そこで、主室内の空気側゛用率の向上を図り、かつ圧縮
比の上昇をめざして拡散部がバルブリセスとしても利用
されるバルブリセス共用型の主室キャビティをピストン
頂上部に形成したものが提案されている（実願昭５７−
１８９０３７号参照）。
比の上昇をめざして拡散部がバルブリセスとしても利用
されるバルブリセス共用型の主室キャビティをピストン
頂上部に形成したものが提案されている（実願昭５７−
１８９０３７号参照）。
この主室キャビティでは、一対の拡散部が吸排気バルブ
に対向してピストン頂上部に大きく形成される。
に対向してピストン頂上部に大きく形成される。
このため、トレンチ部に流入してきた火炎に取り込まれ
る空気量が拡大し、火炎内の未燃成分を良好に燃焼させ
、燃焼初期に発生基やすいスモークを低減するのである
。
る空気量が拡大し、火炎内の未燃成分を良好に燃焼させ
、燃焼初期に発生基やすいスモークを低減するのである
。
ところで、この拡散部での良好な燃焼を維持するＫは適
度の火炎の勢いが必要となる。
度の火炎の勢いが必要となる。
この火炎の勢いは、渦流室と主室を連通ずる噴口が絞り
として機能し強い空気流動を発生させることにより確保
される。
として機能し強い空気流動を発生させることにより確保
される。
この場合、噴口断面積は、概ね排気量と相関し、通常ピ
ストン表面積に対する噴口断面積比は１〜３チに設定さ
れる。
ストン表面積に対する噴口断面積比は１〜３チに設定さ
れる。
このため、噴口断面積はエンジンに対しほぼ一義的に定
まっており、変化させることはできない。
まっており、変化させることはできない。
ところが、要求負荷の広範な自動車用エンジンにあって
は、噴口断面積に対し拡散部の深さが浅いと、高負荷域
に勢いの増大した火炎は拡散部の段差を乗り越え、シリ
ンダ壁面に衝突して消炎されるため、拡散部での良好な
燃焼を確保できず、スモークの発生が増大するおそれが
ある。
は、噴口断面積に対し拡散部の深さが浅いと、高負荷域
に勢いの増大した火炎は拡散部の段差を乗り越え、シリ
ンダ壁面に衝突して消炎されるため、拡散部での良好な
燃焼を確保できず、スモークの発生が増大するおそれが
ある。
また、拡散部の面積が拡大した分だけ拡散部とシリンダ
壁面との間隔が狭くなっており、このことも高負荷域で
の燃焼の悪化を助成するということが考えられる。
壁面との間隔が狭くなっており、このことも高負荷域で
の燃焼の悪化を助成するということが考えられる。
（発明の目的）
本発明は、噴流火炎の勢いに相関する噴口断面積と拡散
部深さとの比を５０以下となるようにして火炎が拡散部
の段差を乗り越えないようにし、高負荷域での燃焼改善
を図る渦流室式ディーゼルエンジンを提供することを目
的とする。
部深さとの比を５０以下となるようにして火炎が拡散部
の段差を乗り越えないようにし、高負荷域での燃焼改善
を図る渦流室式ディーゼルエンジンを提供することを目
的とする。
（発明の開示）
本発明は、吸排気バルブの下方に位置して両バルブの径
よりも大きな径を有する一対の円形状凹部からなる拡散
部と、両拡散部に連らなるとともに、一端が渦流室に連
絡される噴口の下面に延びる溝状のトレンチ部とからな
る主室キャビティをピストン頂上部に形成した渦流室式
エンジンを前提とする。
よりも大きな径を有する一対の円形状凹部からなる拡散
部と、両拡散部に連らなるとともに、一端が渦流室に連
絡される噴口の下面に延びる溝状のトレンチ部とからな
る主室キャビティをピストン頂上部に形成した渦流室式
エンジンを前提とする。
本発明は；拡散部の深さを均一に形成し、この深さＬと
噴口断面積Ｓとの比Ｓ／Ｌを５０以下となるように設定
する。
噴口断面積Ｓとの比Ｓ／Ｌを５０以下となるように設定
する。
このようにＳ／Ｌを設定すると、高負荷域に勢い良く流
入してくる火炎に対して拡散部が深いことから、火炎は
、拡散部を乗り越えることが なく、拡散部内で適度の
勢いを保つことＫなる。
入してくる火炎に対して拡散部が深いことから、火炎は
、拡散部を乗り越えることが なく、拡散部内で適度の
勢いを保つことＫなる。
このため、拡散部では、火炎と面積め拡大した拡散部内
の空気との混合が良好に行なわれ、燃焼状態が改善され
る。
の空気との混合が良好に行なわれ、燃焼状態が改善され
る。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の主室と渦流室との関係を示
す縦断面図、第２図は同実施例におけるピストン頂上部
の平面図である。
す縦断面図、第２図は同実施例におけるピストン頂上部
の平面図である。
図中、ピストン頂上部４には、吸排気バルブ（図示せず
）が突出可能なように（下方に突出する）１両バルブの
径よりも大きな径を有する一対の円形状凹部からなる拡
散部７Ａ、８Ａが中央に大きく形成される。
）が突出可能なように（下方に突出する）１両バルブの
径よりも大きな径を有する一対の円形状凹部からなる拡
散部７Ａ、８Ａが中央に大きく形成される。
また、ピストン３０大路上死点位置において、一端が噴
口２１に位置し、他端が一対の拡散部７Ａ。
口２１に位置し、他端が一対の拡散部７Ａ。
８Ａの連結部９Ａの近傍まで延びる溝状のトレンチ部１
０Ａが拡散部７Ａ、８Ａの対称軸上に形成される。
０Ａが拡散部７Ａ、８Ａの対称軸上に形成される。
このトレンチ部１０Ａは、噴口２１に連通ずる側が噴口
２１の開口角度（主室に対する角度）に合わせて最も深
くこの最深部から連結部９Ａに向けて浅くなり、連結部
９Ａで連結部９Ａの段差と同一の探さとしている。
２１の開口角度（主室に対する角度）に合わせて最も深
くこの最深部から連結部９Ａに向けて浅くなり、連結部
９Ａで連結部９Ａの段差と同一の探さとしている。
こうして、ピストン頂上部４には、一対の拡散部７Ａ、
８Ａとトレンド部１０Ａからなるクローバリーフ状の主
室キャビティ６Ａが形成される。
８Ａとトレンド部１０Ａからなるクローバリーフ状の主
室キャビティ６Ａが形成される。
また、噴口２１は、シリンダヘッド２に形成された偏平
円筒状の渦流室２・０に対し接線方向に形成されている
。
円筒状の渦流室２・０に対し接線方向に形成されている
。
なお、１はシリンダブロック、２４はグロープラグであ
る。
る。
本発明では、拡散部の深さを均一に形成し、この深さＬ
と噴口２′１の断面積Ｓとの比Ｓ／Ｌが５０以下となる
ように設定する。
と噴口２′１の断面積Ｓとの比Ｓ／Ｌが５０以下となる
ように設定する。
以上の構成による作用を説明する。
膨張行程初期に噴口２１かもトレンチ部１０Ａに沿って
流入し連結部９Ａに衝突して二手に分れた火炎（流れを
矢印で示す）は、拡散部７ Ａ、８ Ａの円弧に沿って
拡散し、拡散部７Ａ、８Ａ内の空気を巻込んで燃焼を進
行する。
流入し連結部９Ａに衝突して二手に分れた火炎（流れを
矢印で示す）は、拡散部７ Ａ、８ Ａの円弧に沿って
拡散し、拡散部７Ａ、８Ａ内の空気を巻込んで燃焼を進
行する。
この場合、拡散部７Ａ、８Ａに流入する火炎の勢いは、
エンジンに作用する負荷が増大するほど増し、高負荷域
では、勢いの強い火炎が噴口２１から噴流する。
エンジンに作用する負荷が増大するほど増し、高負荷域
では、勢いの強い火炎が噴口２１から噴流する。
この噴流火炎の拡散部７Ａ、８Ａでの勢いはＳ／Ｌに相
関し、Ｓ／Ｌを変化させたときの排気特性、燃費特性を
第３図に示す。
関し、Ｓ／Ｌを変化させたときの排気特性、燃費特性を
第３図に示す。
なお、第３図は高負荷域（ただしエンジン回転数は１２
００ ｒｐｍ ）における実測値に基づき作成した図で
、図中スモーク限界は排気規制値をクリヤするための限
界値を示す。
００ ｒｐｍ ）における実測値に基づき作成した図で
、図中スモーク限界は排気規制値をクリヤするための限
界値を示す。
同図により、Ｓ／Ｌ≦５０であれば、スモークはスモー
ク限界を越えることがなく、また燃費も向上することが
わかる。
ク限界を越えることがなく、また燃費も向上することが
わかる。
すなわち、Ｓ／Ｌが５０より大きい場合は、拡散部７Ａ
、８Ａが浅く、火炎の流れが連結部９への段差を乗り越
えて流れるため、拡散部７ Ａ、８ Ａへの火炎の流れ
が弱められることになり、スモークが増大する。
、８Ａが浅く、火炎の流れが連結部９への段差を乗り越
えて流れるため、拡散部７ Ａ、８ Ａへの火炎の流れ
が弱められることになり、スモークが増大する。
ところが、Ｓ／Ｌ≦５０である場合には、勢い良く火炎
の流れがトレンチ部１０Ａに流入しても、拡散部７Ａ、
８Ａが適度に深いので、全ての噴流火炎は連結部９Ａか
ら拡散部７Ａ、８Ａの接線方向に流れ、拡散部７Ａ、８
Ａでの火炎流れが確保される。
の流れがトレンチ部１０Ａに流入しても、拡散部７Ａ、
８Ａが適度に深いので、全ての噴流火炎は連結部９Ａか
ら拡散部７Ａ、８Ａの接線方向に流れ、拡散部７Ａ、８
Ａでの火炎流れが確保される。
こうして十分な勢いをもつ火炎流れは、拡散部７Ａ、８
Ａ内の空気を巻込み、これにより、火炎中の未燃成分が
効率良く燃焼してスモークの発生を低減するのである。
Ａ内の空気を巻込み、これにより、火炎中の未燃成分が
効率良く燃焼してスモークの発生を低減するのである。
なお、Ｓ／Ｌを５０を境耳値として限定しているが、こ
の値は、排気規制値に応じるものであり、排気規制値が
変更することになれば、排気規制値に応じて変更すれば
よい。
の値は、排気規制値に応じるものであり、排気規制値が
変更することになれば、排気規制値に応じて変更すれば
よい。
また、ピストン頂上部４における連結部９Ａの位置は、
拡散部７Ａ、８Ａが中央に配置された分だけシリンダ壁
面２５に近づくが、Ｓ／Ｌ≦５０である場合には、火炎
流れが連結部９Ａの段差を乗り越えてシリンダ壁面２５
に達することがないので、ＨＣの増加を招くことがない
。
拡散部７Ａ、８Ａが中央に配置された分だけシリンダ壁
面２５に近づくが、Ｓ／Ｌ≦５０である場合には、火炎
流れが連結部９Ａの段差を乗り越えてシリンダ壁面２５
に達することがないので、ＨＣの増加を招くことがない
。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、バルブリセスを共用する
一対の拡散部の深さを均一に形成し、この深さＬと噴ロ
断厘−積Ｓの比Ｓ／Ｌを５０以下となるようにしたので
、拡散部への火炎流れが高負荷域においても十分に確保
され、拡散部内の空気利用率が向上してスモークを低減
できる。
一対の拡散部の深さを均一に形成し、この深さＬと噴ロ
断厘−積Ｓの比Ｓ／Ｌを５０以下となるようにしたので
、拡散部への火炎流れが高負荷域においても十分に確保
され、拡散部内の空気利用率が向上してスモークを低減
できる。
またスモークの低減は燃焼の安定化につながり、燃費を
向上することができる。
向上することができる。
第１図は本発明の一実施例の燃焼室の縦断面図、第２図
は同実施例におけるピストン頂上部の平面図でおる。 第３図はＳ／Ｌの変化に対するスモーク、燃費率の特性
を示す図である。 第４図は従来例の燃焼室の縦断面図、第５図は同じくピ
ストン頂上部の平面図でおる。 レリ ン７パ シリ七り１・・・念≠
中ギブロック、２・・・ｉ≠中４ヘッド、３・・・ピス
トン、４・・・ピストン頂上部、′６Ａ・・・主室キャ
ビティ、７Ａ、８Ａ・・・拡散部、９Ａ・・・連結部、
１０Ａ・・・トレンチ部、２０・・・渦流室、２１・・
・噴口、２３・・・燃料噴射弁。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 後 藤 政 喜第２図 ７Δ 第４図 第５図
は同実施例におけるピストン頂上部の平面図でおる。 第３図はＳ／Ｌの変化に対するスモーク、燃費率の特性
を示す図である。 第４図は従来例の燃焼室の縦断面図、第５図は同じくピ
ストン頂上部の平面図でおる。 レリ ン７パ シリ七り１・・・念≠
中ギブロック、２・・・ｉ≠中４ヘッド、３・・・ピス
トン、４・・・ピストン頂上部、′６Ａ・・・主室キャ
ビティ、７Ａ、８Ａ・・・拡散部、９Ａ・・・連結部、
１０Ａ・・・トレンチ部、２０・・・渦流室、２１・・
・噴口、２３・・・燃料噴射弁。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 後 藤 政 喜第２図 ７Δ 第４図 第５図
Claims (1)
- 吸排気バルブの下方に位置して両バルブの径よりも大き
な径を有する一対の円形状凹部からなる拡散部と、両拡
散部に連らなるとともに、一端が渦流室に連絡される噴
口の下面に延びる溝状のトレンチ部とからなる主室キヤ
ビテイをピストン頂上部に形成した渦流室式デイーゼル
エンジンにおいて、拡散部の深さを均一に形成し、この
深さＬと噴口断面積Ｓとの比Ｓ／Ｌを５０以下となるよ
うにしたことを特徴とする渦流室式デイーゼルエンジン
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59120109A JPS611822A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 渦流室式デイ−ゼルエンジン |
| DE19853520775 DE3520775A1 (de) | 1984-06-12 | 1985-06-10 | Dieselmotor mit einer wirbelkammer und einer im kolbenboden eingeformten flammenverteilungsaussparung |
| GB08514801A GB2160262B (en) | 1984-06-12 | 1985-06-11 | Diesel engine having a swirl pre-combustion chamber and a shaped flame dispersing recess in piston crown |
| US06/743,673 US4662330A (en) | 1984-06-12 | 1985-06-11 | Diesel engine having swirl chamber and shaped flame dispersing recess in piston crown |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59120109A JPS611822A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 渦流室式デイ−ゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS611822A true JPS611822A (ja) | 1986-01-07 |
Family
ID=14778153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59120109A Pending JPS611822A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 渦流室式デイ−ゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS611822A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3725485A1 (de) * | 1986-08-08 | 1988-02-18 | Nissan Motor | Dieselmotor mit vertiefung im kolbenboden fuer die gesteuerte ausbreitung der flammfront |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP59120109A patent/JPS611822A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3725485A1 (de) * | 1986-08-08 | 1988-02-18 | Nissan Motor | Dieselmotor mit vertiefung im kolbenboden fuer die gesteuerte ausbreitung der flammfront |
| US4785776A (en) * | 1986-08-08 | 1988-11-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Diesel engine having shaped flame dispersing recess in piston crown |
| DE3725485C2 (ja) * | 1986-08-08 | 1989-11-09 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa, Jp |
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