JPS6143215A - デイ−ゼルエンジン燃焼室 - Google Patents
デイ−ゼルエンジン燃焼室Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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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。
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］
本発明はディーゼル内燃機関に係り、特にアイドル運転
、負荷運転に際して適切に燃料を供給し、且つそれを緩
慢に燃焼させて、ディーゼルノックを防止すると共に機
関の静粛性を向上させるディーゼルエンジン燃焼室に関
する。
、負荷運転に際して適切に燃料を供給し、且つそれを緩
慢に燃焼させて、ディーゼルノックを防止すると共に機
関の静粛性を向上させるディーゼルエンジン燃焼室に関
する。
［従来技術］
一般に直噴形ディーゼル内燃機関は、高い燃焼効率、低
い排気温度等の長所を有しているが、その反面爆発圧力
、振動及び騒音が高く欠点とされていた。このような欠
点を解消するために、ピストンの頂部を深く凹ませて燃
焼室を形成し、そのピストンの燃焼室内に強いスワール
を形成し、−万態焼室に供給する燃料は、燃焼室壁に衝
突させて、その壁部より蒸発される燃料が上記スワール
性の圧縮空気と効果的に混合して良好な燃焼用混合気を
形成させて自発的な着火燃焼させるＭＡＮ−Ｍ方式機関
（従来例Ａ）が知られている。しかしながら、このＭ方
式機関では、燃焼室壁に燃料を衝突させて蒸発させる方
法を採用するために、アイドル運転時の燃焼室の壁部は
噴出される燃料を十分に蒸発できずその結果、燃焼室に
白煙を発生しディーゼルノックの要因となっていた。こ
の欠点を解消するために特開昭５８−４８７１０号に示
すディーゼルエンジン（従来例日）が提案されている。
い排気温度等の長所を有しているが、その反面爆発圧力
、振動及び騒音が高く欠点とされていた。このような欠
点を解消するために、ピストンの頂部を深く凹ませて燃
焼室を形成し、そのピストンの燃焼室内に強いスワール
を形成し、−万態焼室に供給する燃料は、燃焼室壁に衝
突させて、その壁部より蒸発される燃料が上記スワール
性の圧縮空気と効果的に混合して良好な燃焼用混合気を
形成させて自発的な着火燃焼させるＭＡＮ−Ｍ方式機関
（従来例Ａ）が知られている。しかしながら、このＭ方
式機関では、燃焼室壁に燃料を衝突させて蒸発させる方
法を採用するために、アイドル運転時の燃焼室の壁部は
噴出される燃料を十分に蒸発できずその結果、燃焼室に
白煙を発生しディーゼルノックの要因となっていた。こ
の欠点を解消するために特開昭５８−４８７１０号に示
すディーゼルエンジン（従来例日）が提案されている。
この提案は、第５図、第６図に示される如く燃焼室２に
供給する燃料を主噴口９と副噴口１４から噴出すべく構
成される。即ち第４図に示す如くニードル弁４のニード
ル軸５をノズルホルダ３に昇降自在に設け、そのニード
ル弁４の先端側を先端に向って傾斜縮径するテーパ部６
に形成すると共に、上記ホルダ３も同様にそのテーパ部
６と係合する弁座１０を形成して、さらにそれより縮径
されて燃焼室２に至る主噴口９を形成している。
供給する燃料を主噴口９と副噴口１４から噴出すべく構
成される。即ち第４図に示す如くニードル弁４のニード
ル軸５をノズルホルダ３に昇降自在に設け、そのニード
ル弁４の先端側を先端に向って傾斜縮径するテーパ部６
に形成すると共に、上記ホルダ３も同様にそのテーパ部
６と係合する弁座１０を形成して、さらにそれより縮径
されて燃焼室２に至る主噴口９を形成している。
一方二−ドル軸５の上記テーパ部６より上方には、ホル
ダ３がニードル軸５の径方向に拡径された環状部１２が
形成され、一方二−ドル軸５には後端に向って拡径され
ている。従って、上記環状部１２に供給される燃料圧が
上記ニードル軸５に対して開弁方向に付勢し、その度合
によって上記主噴口９より燃料が噴出される。他方上記
弁座１０には、弁座面より開口されて燃焼室２に連通ず
る小径の副噴口１４が形成されており、機関が低回転時
には副噴口１４より、高回転時には主噴口９より燃料が
噴出されるべく構成されている。
ダ３がニードル軸５の径方向に拡径された環状部１２が
形成され、一方二−ドル軸５には後端に向って拡径され
ている。従って、上記環状部１２に供給される燃料圧が
上記ニードル軸５に対して開弁方向に付勢し、その度合
によって上記主噴口９より燃料が噴出される。他方上記
弁座１０には、弁座面より開口されて燃焼室２に連通ず
る小径の副噴口１４が形成されており、機関が低回転時
には副噴口１４より、高回転時には主噴口９より燃料が
噴出されるべく構成されている。
一方、第６図に示すように、副噴口１４の噴射方向は燃
焼室２の中心に、また主噴口９の向きは燃焼室２の壁部
にそれぞれが向けられ、後者は燃焼室２の壁部によって
蒸発後、スワールと混合されて予混合気を生成する。前
者は主噴口９より噴出される燃料に比して微粒化されて
いるため、上記スワールと混合して着火性の良好な予混
合気を生成するものである。
焼室２の中心に、また主噴口９の向きは燃焼室２の壁部
にそれぞれが向けられ、後者は燃焼室２の壁部によって
蒸発後、スワールと混合されて予混合気を生成する。前
者は主噴口９より噴出される燃料に比して微粒化されて
いるため、上記スワールと混合して着火性の良好な予混
合気を生成するものである。
［発明が解決しようとする問題点コ
しかしながら上記提案は、ＶＡＮ−Ｍ方式の欠点であっ
たアイドル時、即ち低回転域での白煙対策としては有効
であるが、副噴口１４を燃焼室２の中心に向けて噴出す
るために予混合気の生成される割合が、噴出される燃料
に対してこれが過剰であるために、着火時間が短い反面
、急激な燃焼を発生し、燃焼室圧力及び騒音に関して良
好ではなかった。
たアイドル時、即ち低回転域での白煙対策としては有効
であるが、副噴口１４を燃焼室２の中心に向けて噴出す
るために予混合気の生成される割合が、噴出される燃料
に対してこれが過剰であるために、着火時間が短い反面
、急激な燃焼を発生し、燃焼室圧力及び騒音に関して良
好ではなかった。
一方、公知のＭＡＮ−Ｍ方式機関は着火遅れ時間が長く
、また燃焼室圧が高い欠点を有している。
、また燃焼室圧が高い欠点を有している。
［発明の目的］
本発明は、上記問題点を解消すべく創案されたもので、
本発明の目的は、燃焼室内の燃焼圧力を低減させると共
に、アイドル運転及び負？ｉ！ｉ運転時に発生ずるディ
ーゼルノックを抑制して静粛なるディーゼルエンジン燃
焼室を提供するにある。
本発明の目的は、燃焼室内の燃焼圧力を低減させると共
に、アイドル運転及び負？ｉ！ｉ運転時に発生ずるディ
ーゼルノックを抑制して静粛なるディーゼルエンジン燃
焼室を提供するにある。
［発明の概要］
本発明は上記目的を達成づべく燃焼室に臨んでシリンダ
ヘッドに配設される燃料噴射ノズルに、燃料噴射ノズル
・のニードル弁が所定リフト以下で開口する副噴口と、
所定リフト以上で開口する主噴口とを設け、上記副噴口
を上記燃焼室の内壁に臨んでかつ、スワール方向に臨ま
せると共に、上記主噴口を上記副噴口より燃焼室中央側
に臨んで設け、副噴口より噴出された微粒化された燃料
噴霧を高温圧縮空気によって蒸発させて予混合気を生成
する一方、その予混合気が燃焼室内壁周辺に分布し、そ
れが着火し順次中心部に向って緩慢に燃焼する。他方主
噴口から噴出される燃料は、燃焼室に対して貫徹力が大
きく上記予混合気の着火燃焼により火炎伝播され緩慢な
燃焼を達成するものでディーゼルノックの要因である着
火遅れと燃焼圧力の増加を抑制するものである。
ヘッドに配設される燃料噴射ノズルに、燃料噴射ノズル
・のニードル弁が所定リフト以下で開口する副噴口と、
所定リフト以上で開口する主噴口とを設け、上記副噴口
を上記燃焼室の内壁に臨んでかつ、スワール方向に臨ま
せると共に、上記主噴口を上記副噴口より燃焼室中央側
に臨んで設け、副噴口より噴出された微粒化された燃料
噴霧を高温圧縮空気によって蒸発させて予混合気を生成
する一方、その予混合気が燃焼室内壁周辺に分布し、そ
れが着火し順次中心部に向って緩慢に燃焼する。他方主
噴口から噴出される燃料は、燃焼室に対して貫徹力が大
きく上記予混合気の着火燃焼により火炎伝播され緩慢な
燃焼を達成するものでディーゼルノックの要因である着
火遅れと燃焼圧力の増加を抑制するものである。
［実施例］
以下、本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
する。
第１図に示される如く、噴射ノズル１５は、シリンダヘ
ッド１に設けられたノズルホルダ３と、そのノズルホル
ダ３に昇降自在に案内されるニードル弁４とから主に構
成される。具体的には、シリンダヘッド１には、ピスト
ン１６に形成された燃焼室２に臨んでノズルホルダ３が
嵌入され、これがニードル弁４を昇降自在に案内すると
共に、そのニードル弁４の軸芯に沿って燃焼室２に燃料
を噴出すべく主噴口９が設けられている。また主噴口９
は、第２図に示す如く塔焼室の上方よりスワールＳ方向
に沿って燃料を噴出すべく設けられ、燃焼室２の中央部
よりは燃焼室２の内壁１３側に臨んで向けられている。
ッド１に設けられたノズルホルダ３と、そのノズルホル
ダ３に昇降自在に案内されるニードル弁４とから主に構
成される。具体的には、シリンダヘッド１には、ピスト
ン１６に形成された燃焼室２に臨んでノズルホルダ３が
嵌入され、これがニードル弁４を昇降自在に案内すると
共に、そのニードル弁４の軸芯に沿って燃焼室２に燃料
を噴出すべく主噴口９が設けられている。また主噴口９
は、第２図に示す如く塔焼室の上方よりスワールＳ方向
に沿って燃料を噴出すべく設けられ、燃焼室２の中央部
よりは燃焼室２の内壁１３側に臨んで向けられている。
また、主噴口９の上方には、これに連続して、その径方
向外方に順次拡径されて傾斜した弁座１０が形成されて
いる。一方、ニードル弁４は、上記ノズルホルダ３に沿
って昇降するためのニードル軸部５と、上記弁座１０に
係合して着座開閉するためのテーパ部６と、上記主噴口
９に摺動自在に嵌合して、これより噴出される燃料の噴
射束を形成するノズルヘッド７と、その軸芯に沿って上
記弁座１０より上方に向って、且つ径方向に順次拡径さ
れたテーパ押圧部８とで主に構成され、このような壬−
ドル弁４は図示しない例えばばね等の付勢手段によって
、常時弁座１０に、上記テーパ部６が着座係合するよう
に形成されている。
向外方に順次拡径されて傾斜した弁座１０が形成されて
いる。一方、ニードル弁４は、上記ノズルホルダ３に沿
って昇降するためのニードル軸部５と、上記弁座１０に
係合して着座開閉するためのテーパ部６と、上記主噴口
９に摺動自在に嵌合して、これより噴出される燃料の噴
射束を形成するノズルヘッド７と、その軸芯に沿って上
記弁座１０より上方に向って、且つ径方向に順次拡径さ
れたテーパ押圧部８とで主に構成され、このような壬−
ドル弁４は図示しない例えばばね等の付勢手段によって
、常時弁座１０に、上記テーパ部６が着座係合するよう
に形成されている。
一方、上記テーパ部６が着座した際に、ニードル弁４を
開方向に付勢すべく、上記テーパ押圧部８を包囲するよ
うにノズルホルダ３には、拡径された環状部１２が形成
され、これに供給される燃料圧力が上記テーパ押圧部８
に開弁方向の押圧力を付勢し、ニードル弁４が弁座１０
より離間されその程疫に比例して燃料が主噴口９から噴
出されることになる。
開方向に付勢すべく、上記テーパ押圧部８を包囲するよ
うにノズルホルダ３には、拡径された環状部１２が形成
され、これに供給される燃料圧力が上記テーパ押圧部８
に開弁方向の押圧力を付勢し、ニードル弁４が弁座１０
より離間されその程疫に比例して燃料が主噴口９から噴
出されることになる。
他方、上記弁座１０には、上記ニードル弁４が着座する
弁座面下方の主噴口９より分岐されてこれより一端が開
口され、他端が第２図に示す如く上記燃焼室２の内壁１
３に向けて、且つ上記スワールＳの下流側に向けて、微
粒化された噴霧Ｆを噴出すべく副噴口１４が形成され、
これより微粒化された燃料噴霧が、上記燃焼室２の内壁
１３に衝突されるべく構成されている。
弁座面下方の主噴口９より分岐されてこれより一端が開
口され、他端が第２図に示す如く上記燃焼室２の内壁１
３に向けて、且つ上記スワールＳの下流側に向けて、微
粒化された噴霧Ｆを噴出すべく副噴口１４が形成され、
これより微粒化された燃料噴霧が、上記燃焼室２の内壁
１３に衝突されるべく構成されている。
従って、上記の如く構成されるディーゼルエンジン燃焼
室は、第３図に示す如くアイドル運転時、即ち低回転運
転では、その回転に応じて、上記環状部１２に燃料が供
給され、その供給燃料圧力に比例してニードル弁４のテ
ーパ押圧部８が付勢され、開弁方向に移動されて、副噴
口１４が開放される。即ち、微粒化された噴霧が、燃焼
室２の内壁１３に衝突させるべく噴出されることになる
。
室は、第３図に示す如くアイドル運転時、即ち低回転運
転では、その回転に応じて、上記環状部１２に燃料が供
給され、その供給燃料圧力に比例してニードル弁４のテ
ーパ押圧部８が付勢され、開弁方向に移動されて、副噴
口１４が開放される。即ち、微粒化された噴霧が、燃焼
室２の内壁１３に衝突させるべく噴出されることになる
。
この噴霧は、第１図及び第２図に示す如く燃焼室内の高
温圧縮空気によって蒸発され、着火性の優れた予混合気
として生成されて、燃焼室２の壁部周辺にフィルム状に
分布されるものである。ゆえに、上記ニードル弁４の周
辺の予混合気が着火されると、その火炎が上記燃焼室２
の壁部周辺に分布するフィルム状の予混合気に順次火炎
伝播されて緩慢な燃焼が達成される。
温圧縮空気によって蒸発され、着火性の優れた予混合気
として生成されて、燃焼室２の壁部周辺にフィルム状に
分布されるものである。ゆえに、上記ニードル弁４の周
辺の予混合気が着火されると、その火炎が上記燃焼室２
の壁部周辺に分布するフィルム状の予混合気に順次火炎
伝播されて緩慢な燃焼が達成される。
さらに、上記環状部１２に供給される供給燃料圧力を増
加させると、主噴口９が開放されることになる。この主
唱口９が開放される状態は高負荷運転、即ち高回転運転
であり、この状態は副噴口１４と主噴口９が同時に開放
されるものである。
加させると、主噴口９が開放されることになる。この主
唱口９が開放される状態は高負荷運転、即ち高回転運転
であり、この状態は副噴口１４と主噴口９が同時に開放
されるものである。
主噴口９より噴出される燃料は、スワールＳ方向且つ副
噴口１４より噴射される燃料よりは燃焼室２の中心側に
向けて噴出される。その燃料は上記副噴口１４より噴出
される燃料よりは大径粒子で貫徹力が大ぎく、またスワ
ールＳによって燃焼室２の壁部に到達しようとするが、
既に壁部周縁は副噴口１４より噴出された予混合気によ
って着火状態にあるため、その火炎が伝播されて、燃焼
室２の壁部より中心に向って緩慢で、且つ燃焼圧力の急
激上昇が抑制されて滑らかな燃焼を達成して、ディーゼ
ルノック等を防止して機関の静粛性を向上させるもので
ある。
噴口１４より噴射される燃料よりは燃焼室２の中心側に
向けて噴出される。その燃料は上記副噴口１４より噴出
される燃料よりは大径粒子で貫徹力が大ぎく、またスワ
ールＳによって燃焼室２の壁部に到達しようとするが、
既に壁部周縁は副噴口１４より噴出された予混合気によ
って着火状態にあるため、その火炎が伝播されて、燃焼
室２の壁部より中心に向って緩慢で、且つ燃焼圧力の急
激上昇が抑制されて滑らかな燃焼を達成して、ディーゼ
ルノック等を防止して機関の静粛性を向上させるもので
ある。
このように、燃焼室２に噴射する燃料の割合は第３図に
示す如く低負荷時には副噴口１４のみから一定した燃料
が供給され、負荷が増加するに従い主噴口９からも噴射
されることを示している。
示す如く低負荷時には副噴口１４のみから一定した燃料
が供給され、負荷が増加するに従い主噴口９からも噴射
されることを示している。
また、第４図は、前述の従来例と本発明の実施例の比較
を示し、クランク角と燃焼圧力の変化を示している。
を示し、クランク角と燃焼圧力の変化を示している。
図において、従来例Ａと従来例Ｂは共に低負荷・高負荷
時に燃焼室圧力が急激に上昇し、また、燃焼室圧力につ
いては低負荷時において従来例Ｂは従来例Ａより高く、
また着火遅れについては従来例Ｂが従来例Ａよりも長く
これがディーゼルノックの原因となっている。これに対
して本発明の実施例は、着火遅れは従来例日と同等であ
るが圧力上昇率が緩慢であり滑らかな燃焼を達成できる
ことを示すものである。
時に燃焼室圧力が急激に上昇し、また、燃焼室圧力につ
いては低負荷時において従来例Ｂは従来例Ａより高く、
また着火遅れについては従来例Ｂが従来例Ａよりも長く
これがディーゼルノックの原因となっている。これに対
して本発明の実施例は、着火遅れは従来例日と同等であ
るが圧力上昇率が緩慢であり滑らかな燃焼を達成できる
ことを示すものである。
［発明の効果１
以上、本発明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
（１） 噴射燃料を効率良く蒸発させて、着火涯れを
短縮し、かつ緩慢に燃焼させて燃焼圧力の急激な上昇を
抑制したので、ディーゼルノック等を防止し静粛性を向
上できる。
短縮し、かつ緩慢に燃焼させて燃焼圧力の急激な上昇を
抑制したので、ディーゼルノック等を防止し静粛性を向
上できる。
（２） 低負荷・高負荷時に応じて副噴口、主唱口よ
りそれぞれ粒径の異なる燃料を噴射さぜ、また副噴口を
燃焼室の壁部に且つスワール方向の下流側に向けて、主
噴口をスワール方向に且つ燃焼室の中心側より燃焼室の
内壁側に向けてそれぞれ噴射させるので良好かつ緩慢な
燃焼を達成し、白煙等の発生を抑制し燃焼効率の向上と
、円滑なる駆動を達成できる。
りそれぞれ粒径の異なる燃料を噴射さぜ、また副噴口を
燃焼室の壁部に且つスワール方向の下流側に向けて、主
噴口をスワール方向に且つ燃焼室の中心側より燃焼室の
内壁側に向けてそれぞれ噴射させるので良好かつ緩慢な
燃焼を達成し、白煙等の発生を抑制し燃焼効率の向上と
、円滑なる駆動を達成できる。
第１図は本発明の好適−実施例を示す図、第２図は第１
図の概略平面図、第３図は負荷に応じて燃焼室に供給す
る燃料の主噴口と副噴口との噴出割合を示す図、第４図
はクランク角と燃焼室圧力の変化を示す指圧線図、第５
図は噴射ノズルを示す概略断面図、第６図は従来例の主
噴口及び副噴口の噴射方向を示す図である。 図中、１はシリンダヘッド、２は燃焼室、４はニードル
弁、９は主噴口、１４は副噴口、１５は噴射ノズルであ
る。
図の概略平面図、第３図は負荷に応じて燃焼室に供給す
る燃料の主噴口と副噴口との噴出割合を示す図、第４図
はクランク角と燃焼室圧力の変化を示す指圧線図、第５
図は噴射ノズルを示す概略断面図、第６図は従来例の主
噴口及び副噴口の噴射方向を示す図である。 図中、１はシリンダヘッド、２は燃焼室、４はニードル
弁、９は主噴口、１４は副噴口、１５は噴射ノズルであ
る。
Claims (1)
- 燃焼室に臨んでシリンダヘッドに配設される燃料噴射ノ
ズルに、燃料噴射ノズルのニードル弁が所定リフト以下
で開口する副噴口と、所定リフト以上で開口する主噴口
とを設け、上記副噴口を上記燃焼室の内壁に臨んでかつ
、スワール方向に臨ませると共に、上記主噴口を上記副
噴口より燃焼室中央側に臨んで設けたことを特徴とする
ディーゼルエンジン燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164301A JPS6143215A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | デイ−ゼルエンジン燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164301A JPS6143215A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | デイ−ゼルエンジン燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6143215A true JPS6143215A (ja) | 1986-03-01 |
Family
ID=15790516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59164301A Pending JPS6143215A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | デイ−ゼルエンジン燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6143215A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016200039A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置 |
-
1984
- 1984-08-07 JP JP59164301A patent/JPS6143215A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016200039A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴霧異常判定装置 |
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