JPS62288310A - 直噴式デイ−ゼルエンジンの燃焼室 - Google Patents

直噴式デイ−ゼルエンジンの燃焼室

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Publication number
JPS62288310A
JPS62288310A JP12907786A JP12907786A JPS62288310A JP S62288310 A JPS62288310 A JP S62288310A JP 12907786 A JP12907786 A JP 12907786A JP 12907786 A JP12907786 A JP 12907786A JP S62288310 A JPS62288310 A JP S62288310A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
injection nozzle
combustion
swirl
Prior art date
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Pending
Application number
JP12907786A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyuki Sakurai
則行 桜井
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
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Publication of JPS62288310A publication Critical patent/JPS62288310A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 [産業上の利用分野] 本発明はピストンの燃焼室内に燃料を霧化して直接供給
し、圧縮熱による自発燃焼を図った直噴式ディーゼルエ
ンジンの燃焼室に係り、特に霧化されて供給される燃料
が燃焼室に対して均一に分布されるようにすると共に、
着火が燃焼室の温度の高い領、域、即ち、スワールの中
心領域で初めになされ、次いで燃焼室の周側壁近傍の領
域でなされるようにして着火時期をamし、これによる
燃焼騒音の低下と燃焼未燃物(NOX)の排出の低減と
を図ることのできる直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室
に関するものである。
[従来の技術] 先行する従来の技術としては実開昭56〜150840
号公報に記載のディーゼル機関のピストンがある。
このディーゼル機関のピストンは第5図に示すように、
ピストンaの頂面に窪ませて形成するキャビティbの軸
線を、このキャピテイ内に燃料を供給する燃料噴射ノズ
ルの軸線dに合致させて形成されるものである。
[発明が解決しようとする問題点] 上記の先行例はキャピテイ内を旋回するトロイダル流に
対して燃料IIJIl射ノズルからの霧化燃料を交差さ
せて混合気化を促進し燃焼を良くしようとするものであ
るが、しかし、キャビティの中心部、即らトロイダル流
の中心となる領域を混合気生成及び着火燃焼に(り用し
ていなかった。したがってキャビティの周側壁近傍で蒸
発されて空気と混合された混合気はトロイダル流によっ
て上記領域に集められて着火するまでの時間が長くなり
、燃焼が一気に行なわれる着火遅れを生じ易く問題点と
して残っている。
着火遅れは、筒内圧力の急激な上昇や燃焼ピーク温度を
増大させるため、ディーゼル機関にとっては好ましくな
い燃焼騒音、振動の増加、NOXの増加として現われる
ため早急に解決しなければならない課題となっている。
[問題点を解決するための手段] 本発明は上記問題点を解決することを目的とし、本発明
はピストンの頂面を窪ませて燃焼室を形成し、そのピス
トンの上死点位置で燃料噴射ノズルのノズル軸線上に対
向する上記燃焼室の底部に窪み部または突出部を形成し
さらに上記燃焼室の周(!II壁及び該ノズルの軸芯上
の底壁に向けて燃料を噴出する噴口を上記燃料噴射ノズ
ルに形成して直噴式ディーぜルエンジンの燃焼室を構成
するしのである。
[作 用] ピストンが上死点位置に作動されると燃V[噴射ノズル
の先端部が燃焼室内に収容されることにより、燃焼室内
で空気の慣性!を問によって旋回するスワールが、遠心
力と求心力とのバランスにより、その収容された先端部
を中心として旋回し、窪み部または突出部によりそのス
ワールの回転軸が固定される。
燃料噴射ノズルからこのノズルの軸線上に噴射された霧
化燃料は、即時着火して燃焼し、次いで周側壁に向けら
れた霧化燃料が着火し燃焼する。
このため着火遅れを抑えることができ、その結果として
燃焼騒音及びNoxの低減を図ることのできる燃焼が得
られる。
[実施例] 以下に本発明の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室の好
適一実施例を添付図面に基づいて説明する。
第1図及び第2図に示す1はシリンダヘッド、2はシリ
ンダボディ、3はシリンダ、4はピストンである。
図示されるように、ピストン4はシリンダ3内に往復動
自在に収容されるもので、ピストン4の頂面5には、そ
の頂面5を基準面としてピストン4の軸方向に窪ませて
燃焼室6が形成されている。
この燃焼室6の間口部7の上rArRiO縁は、その周
方向に沿う部分が燃焼!6の軸芯方向に適宜延びて形成
され、これがリップ部15と成っている。
また、この実施例における燃焼室6の開口径に対して窪
み深さは小さく設定されている。即ち燃焼室6の軸芯上
の垂直断面が皿形に形成される。
さて、このような形状の燃焼室6をもつピストン4が上
死点位置のときに、燃料噴射ノズル8は、その先端部が
燃焼’!6内に収容されるようにシリンダヘッド1に配
設される。即ち、上死点位置で燃焼室6内を旋回するス
ワールSは遠心力と求心力とのバランス関係から、燃焼
室6内に収容された燃料噴射ノズル8の先端部を回転軸
0として旋回されるようになる。さらに、この燃料噴射
ノズル8の軸線上の対向する燃焼室6の底壁6bには、
その噴射ノズル8によって生成されるスワールSの回転
中心を保持させるための窪み部11aが形成されている
ところで本実施例にあっては、燃料噴射ノズル8の先端
側には、燃料噴射ノズル8の軸線上に第1噴口9が形成
されると共に、その先端側の周方向に所定間隔毎に第2
噴口10が形成されている。
ピストン4の上死点位置で第1噴口9は、燃焼室6の略
中央部に向けられ、第2噴010はそれぞれ燃焼室6の
周側壁6aに向けられ、燃焼室6に対して均一に霧化燃
料が分布されるよう各噴口から霧化燃料rx・・・4が
噴射される。
以下に本発明の直噴式ディーげルエンジンの燃焼室の作
用を説明する。
第1図、第2図に示すように、図示しないシリンダヘッ
ド1のスワールボートから供給されたスワールは、ピス
トン4が上死点位置まで作動されたときにあっても空気
の慣性質量によって燃焼室6内を旋回するスワールSと
なる。上死点位置でのスワールSは、燃料噴射ノズル8
の先端部が燃焼室6内に収容されるために、その先端部
と窪み部11aとを結ぶ回転軸0回りに回転する。した
がってシリンダ3やビス1−ン4に対して燃焼室6がオ
フセット位置に形成されたとしても、この回転軸0が確
実に形成され、この軸0回りにスワールSが旋回される
。ゆえに燃料噴射ノズル8の軸芯とスワールSの旋回中
心がいかなる場合であっても一致されることになる。ピ
ストン4の上死点位置で燃料噴射ノズル8の第1、第2
噴口9゜10から霧化燃料r1・・・4が噴出されると
、高温領域(スワールSの中心は高温になる)に向けら
れた第1噴口9からの霧化燃料f1が速やかに着火を開
始して燃焼し、次いで周側W6aに向けられた第2噴口
10の霧化燃料f2・・・4が蒸発されて混合気となり
、これが着火し燃焼する。この後周側g!6aの近傍の
分布燃料はスワールSの中心側へ集められて燃焼する。
したがって、第4図に示すように、従来のディーゼルエ
ンジンの燃焼室の熱発生特性(I)に比較して着火遅れ
期間が短縮され、且つ熱発生率のピークを下げてなだら
かな熱発生特性(II)を得ることができる。これは筒
内圧力を急上昇させるような燃焼が行なわれないことを
示す。ゆえに、筒内圧力思上界に基づく燃焼騒音、熱発
生率増加に基づ<NOXの排出を低減できる良好な拡散
燃焼が行なわれる。
第3図は上記窪み部11aに代わって突出部11bを設
けた例を示している。この突出部11bは従来のトロイ
ダル燃焼室にみられるような隆起部とは違って燃料噴射
ノズル8によって旋回するスワールSの旋回中心を保持
し、且つそのスワールSをさらに回転方向に案内する役
割を果すもので、上記の回転軸0を形成する点について
は窪み部11aと同様の働きをするものである。
[発明の効果] 以上説明したことから明らかなように本発明の直噴式デ
ィーゼルエンジンの燃焼室によれば次のごとき優れた効
果を発揮できる。
燃料噴射ノズルの軸芯(軸線)回りにスワールを、いか
なる場合にあっても旋回させることができると共に、そ
の軸線上に噴射された霧化燃料を着火燃焼させ次いで燃
焼室の周側壁に向かって噴射された霧化燃料を着火燃焼
させることができるので、着火遅れを抑えて、燃焼U音
及び燃焼未燃物(HC、スモーク、N0X)を大幅に低
減し且つ出力の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室の
好適一実施例を示す平面図、第2図は第1図の[−IF
線矢視断面図、第3図は他の実施例を示す縦断面図、第
4図は熱発生特性を示すグラフ、第5図は従来例を示す
概略断面図である。 図中、4はピストン、5はピストン4の頂面、6は燃焼
室、8は燃料噴射ノズル、11aは窪み部、11bは突
出部である。 特許出願人  いすず自動車株式会社 代理人弁理士 絹  谷  信  雄 第2図 第3図 第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ピストンの頂面を窪ませて燃焼室を形成し、該
    ピストンの上死点位置で燃料噴射ノズルの軸線上に対向
    する燃焼室の壁面に窪み部または突出部を形成したこと
    を特徴とする直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室。
  2. (2) 上記噴射ノズルが上記燃焼室内に突出して設け
    られ、上記ピストンの上死点位置で上記噴射ノズルを中
    心軸としてスワールが旋回されるように構成された上記
    特許請求の範囲第1項記載の直噴式ディーゼルエンジン
    の燃焼室。
  3. (3) 上記噴射ノズルが、この先端周側部に上記燃焼
    室の周側部に向かって燃料を噴出する噴口を有し且つノ
    ズル軸線上に噴口を有して構成された上記特許請求の範
    囲第1項または第2項記載の直噴式ディーゼルエンジン
    の燃焼室。
JP12907786A 1986-06-05 1986-06-05 直噴式デイ−ゼルエンジンの燃焼室 Pending JPS62288310A (ja)

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