JPS63105226A - 直噴式デイ−ゼル機関の燃焼室 - Google Patents

直噴式デイ−ゼル機関の燃焼室

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Publication number
JPS63105226A
JPS63105226A JP25073686A JP25073686A JPS63105226A JP S63105226 A JPS63105226 A JP S63105226A JP 25073686 A JP25073686 A JP 25073686A JP 25073686 A JP25073686 A JP 25073686A JP S63105226 A JPS63105226 A JP S63105226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
flow
diesel engine
piston
direct injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25073686A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Yanagisawa
直樹 柳沢
Yoshihiko Sato
義彦 佐藤
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP25073686A priority Critical patent/JPS63105226A/ja
Publication of JPS63105226A publication Critical patent/JPS63105226A/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

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] この発明は燃焼室内に直接霧化燃料を供給する直噴式デ
ィーゼル機関の燃焼室に係り、特に燃焼室内の空気に流
動を与えて空気利用率を高め、所期の出力を17だ上で
排気未燃物の減少及びスモークm度の低減を図った直噴
式ディーゼル機関の燃焼室に関する。
[従来の技術] 近年、排気未燃物を減少させるために種々の燃焼室構造
が提案されている。
一例としCは第7図に示すようにピストン頂部すにキャ
ビティを凹設し、このキPビテイrに、軸芯方向に沿っ
てn口径が順次拡大され、且2横断面が円形のりエンド
ラント形の燃焼室Cを形成するライナーdを一゛体的に
設けたもの(実開昭50−70715号公報)がある。
[発明が解決しようとする問題点コ 上述のりエンドラント形状の燃焼室は、燃焼室の開口上
部にこれを絞るリップを設けることにより、燃焼室の空
気に流動を与える空気流、即ち、スキッシュ流を生じさ
せ、空気と霧化燃料との混合を促進させようしたもので
ある。
しかし、上記燃焼室内へ供給される燃焼用空気の旋回流
は、この燃焼室の横断面が円形であるために旋回しつつ
周側壁側から中心部方向へ流れるスワールとなる。この
結果スクール流が圧縮行程終期に生成されるスキッシュ
流の大半を中心側へ捲きこんでしまうため、本来周il
l近傍を上下方向に旋回して攪拌するスキッシュ流の強
度が実質的に弱められていた。
また、横断面が円形であることは、燃焼室内に混合を促
進する乱流の生成が困難であるためスモーク、HC,N
Ox等の排気未燃物の排出を微小に抑えることができな
かった。
[問題点を解決するための手段] この発明は上記問題点を解決することを目的としている
この発明は、ピストン頂部に軸芯方向に沿って同口径が
順次拡大された燃焼室を窪ませて形成し、且つこの燃焼
室の周側壁にスキッシュ流を導いて乱流を生成する窪み
部を形成して直噴式ディーゼル機関の燃焼室を構成した
ものである。
[作 用] ピストン頂部に軸芯方向に沿って開口径が順次拡大され
た燃焼室を形成することにより、この燃焼室の入口部間
口には半径方向内方へ突出されてスキッシュ流を生成す
るリップ部が作られる。一方、燃焼室の周側壁には上記
リップ部により創生されたスキッシュ流を導いて乱流を
生成する窪み部が形成されているから、この燃焼室の横
断面形状は円形に対して異形となる。したがって燃焼室
内へ供給されるスワール流の流れ方向は円形の燃焼室に
対して中心側より半径方向外方の周側壁側へ設定される
ことになり、また他のスキッシュ流もまた周側壁近傍に
分布されるため、燃焼室内には燃焼を良好にする空気流
動が確実に作られる。
[実施例] 以下にこの発明の直噴式ディーゼル機関の好適一実施例
を添付図面に基づいて説明する。
第1図に示す1はピストンである。
ピストン1のピストン頂部2には軸芯方向に沿って窪ま
された燃焼室3が形成されている。
燃焼室3の同口径りは軸芯方向に沿って順次拡大されて
形成されており、この結果燃焼室3の入口部開口6に沿
う部分に半径方向内方へ突出されたリップ部7が形成さ
れる。ピストン10軸芯方向に直交する燃焼室3の水平
断面(以下横断面という)は、この実施例では第2図に
示すように四角形となっており、円周方向の四隅は適当
な曲率半径の曲面8で滑らかに接続されている。この実
施例にあって上記四隅が形成する部分がスキッシュ流を
導いて乱流Tを生成する窪み部9となる。
一方、燃焼室3の周側壁4aと底壁4bとは適当な曲率
半径の曲面10によって滑らかに接続されており、底壁
4bは燃焼室3の中心位置が燃焼室3の最深位置となる
ように適当な曲率半径で曲面状に窪まされて形成されて
いる。
次に作用を説明する。
第1図、第2図に示すように燃焼用空気の旋回流(スワ
ールボート(図示せず)により生成される)は燃焼室3
内に入り、円周方向の周1ft! !1! 4 aとw
j突、反射を繰返して整流されて旋回するスワ−ル流S
となる。このスワール流Sは燃焼室3の中心より半径方
向外方の周側壁4aとなるゾーンを旋回する。
一方、ピストン1の圧縮行程終期に生成されるスキッシ
ュ流Vはリップ部7により絞られて燃焼室3の底壁4b
側へ押し込まれるが、このときはスワール流Sの存在の
ため、そのスワール流Sより半径方向外方のゾーンを通
り上下方向に旋回する。
燃焼室3の底壁4bに到達したスキッシュ流Vはここで
分散される。分散されたスキッシュ流Vの一部は底壁4
bの曲率半径に従ってスワールSを強化し、残部は曲面
4Cの曲率半径に従って頂面11側へ反転されてリップ
部7により再び底壁4b側に反転される。
一方、燃焼室3の四隅が形成する窪み部9内へ押し込ま
れたスキッシュ流Vは、この窪み部9内の空気を攪拌し
、乱流Tを生成する。
ここで、スキッシュ流Vの強度はピストン1の頂面11
の面積より入口部開口6の面積を除いた面積により一義
的に定められるから、燃焼室3内に押し込まれるスキッ
シュ流Vの強度は四角形状の入[1部間口6の辺の中央
位置が最大で、中央位置から窪み部9の方向へ順に弱く
なるが、逆に窪み部9の方向にスワール流Sの影W′す
るゾーンが小さくなるため、所期の強度をもつスキッシ
ュ流Vが確実に19られることになる。
したがって、燃焼室S内の空気は全て流動化される。
以下、他の実施例を添付図面に暴づいて説明するが、実
施例に於ける燃焼室は全てピストン1の軸芯方向に沿っ
て間口径りが順次拡大された燃焼室であり、これによっ
て入口部間口6にスキッシュ流Vを生成するリップ部7
が形成されること及び周側壁4aと底壁4bとは曲面1
0で接続されていることは前述の燃焼室3と同様である
ため、これらについては同一符号を付し説明を省略する
第3図に示す燃焼室3aは燃焼室3aの横断面形状を正
五角形と成したもので、四角の上記燃焼室3に対して、
円周方向に沿って比較的均一なスキッシュ流Vの強度が
得られる。これは、辺を成す周側壁4a及びリップ部7
の間隔が短くなるためである。ここで9は乱流Tを生成
する窪み部で、上記実施例同様、隔部分は適当な曲率の
曲面で接続される。7はリップ部である。
このように、燃焼室3の横断面を多角形さらに正多角形
に形成することは、その角故に応じてスキッシュ流Vの
強度を均一にすることができるが、この角数はスワール
流Sの強度に応じて選定される。
第4図に示される燃焼室3bは横断面形状が四角形の上
記燃焼室3の対向する一組の辺を形成する周側壁4aを
半径方向外方に円弧状に窪ませて形成し、この窪ませら
れた部分を四角形の燃焼室3bの窪み部9に相当させた
もので、このように形成することにより、窪み部9内へ
押し込まれるスキッシュ流Vの強度が高まり且つ一定に
なり、この部分での乱流下の生成が容易になる。またこ
の実施例に於ける窪み部9の領域が拡大されているため
、窪み部9を濃い混合気生成ゾーンとじて活用できる。
第5図に示す燃焼’1J3cは上記四角形状の燃焼室3
の周側壁4a相互を接続する曲面8の曲率半径を大きく
とり、さらにその曲面8のセンタと同センタで大きな曲
面8aを形成したもので、この実施例では、各曲面8a
の円周方向両側部が接続されており、この結果燃焼室3
の横断面は花びら状に形成されている。したがって、こ
の燃焼室30ではスキッシュ流Vを導いて四隅に乱流を
生成する大きな窪み部9が形成され、この窪み部9が第
4図で説明したように個々に濃い混合気を生成できる。
第6図に示す燃焼室3dは上記第5図の四角形状の燃焼
室3dの辺となる周側部4aの中央部分を半径方向内方
へ突出させて深さ方向に沿う突出部12を形成し、その
突出部12の円周方向の両側に窪み部9を位置させたも
のである。
以上の実施例のように燃焼室の周側壁の一部を平滑に形
成したり、半径方向内外に突出または窪ませて形成する
ことは、燃焼室内に供給される燃焼用空気を比較的周側
壁側にスワールSとして分布させることができるので、
このスワールSによってスキッシュ流Vの大部分が燃焼
ヱの中心側へ運ばれることがなくなり、実質的にスキッ
シュ流Vを強化することができると共に、窪み部の形成
により乱流Tが確実に生成できることになる。したがっ
て燃焼室3の流動化が促進され安定した燃焼を図ること
ができる。
[発明の効果コ 以上説明したことから明らかなように、この発明の直噴
式ディーゼル機関の燃焼室によれば次のごときはれた効
果を・発揮できる。
ピストン頂部に軸芯方向に沿って開口径が順次拡大され
た燃焼室を窪ませて形成し、且つこの燃焼室の周側壁に
スキッシュ流を導いて乱流を生成する窪み部を形成した
ので、燃焼室内に供給される燃焼用空気の旋回流が、燃
焼室の中心より半径方向外方の周m壁側の部分を旋回す
るようになり、圧縮行程終期に生じるスキッシュ流がス
ワールの旋回する部分より半径方向外方の部分を攪拌す
る。
また、このときスキッシュ流は周側壁の窪み部内に侵入
してこの部分の空気をPlk痒し乱流を生成する。した
がって、燃焼室全体の空気流動が得られ、所期の出力を
1りた上で燃焼未燃物(ト1c、NOX 、スモーク)
を大幅に減少させた燃焼を1りることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の直噴式ディーゼル機関の燃焼室の好
適一実施例を示す縦断面図、第2図は第1図の上面図、
第3図乃至第6図は他の実施例を示す概略上面図、第7
図は従来例を示す縦断面図である。 図中、1はピストン、2はピストン頂部、3は燃焼室、
4aは周側壁、4bは底壁、4ciま曲面、6は入口部
間口、7はリップ部、8は曲面、9は窪み部、Sはスワ
ール流、■は乱流、■はスキッシュ流である。 特許出願人  いt1自動車株式会社 代理人弁理士 絹  谷  信  雄 第3図 オ 第4図 第5図 第6図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ピストン頂部に軸芯方向に沿って開口径が順次拡
    大された燃焼室を窪ませて形成し、且つこの燃焼室の周
    側壁にスキッシュ流を導いて乱流を生成する窪み部を形
    成したことを特徴とする直噴式ディーゼル機関の燃焼室
  2. (2)上記燃焼室が、ピストンの軸芯方向に直交する横
    断面形状を多角形に形成され、上記窪み部がこの燃焼室
    の角となる隅部を円周方向の曲面で接続して構成された
    上記特許請求の範囲第1項記載の直噴式ディーゼル機関
    の燃焼室。
  3. (3)上記ピストンの軸芯方向に直交する横断面形状を
    多角形に形成された燃焼室が、四角形に構成された上記
    特許請求の範囲第2項記載の直噴式ディーゼル機関の燃
    焼室。
  4. (4)上記ピストンの軸芯方向に直交する横断面形状を
    多角形に形成された燃焼室が、五角形に構成された上記
    特許請求の範囲第2項記載の直噴式ディーゼル機関の燃
    焼室。
  5. (5)上記ピストンの軸芯方向に直交する横断面形状を
    多角形に形成された燃焼室が、正四角形に構成された上
    記特許請求の範囲第2項記載の直噴式ディーゼル機関の
    燃焼室。
  6. (6)上記ピストンの軸芯方向に直交する横断面形状を
    多角形に形成された燃焼室が、正五角形に構成された上
    記特許請求の範囲第2項記載の直噴式ディーゼル機関の
    燃焼室。
  7. (7)上記窪み部が、上記ピストンの軸芯方向に直交す
    る横断面形状を多角形に形成された燃焼室の角となる隅
    部を半径方向外方に円弧状に窪ませて構成された上記特
    許請求の範囲第2項記載の直噴式ディーゼル機関の燃焼
    室。
JP25073686A 1986-10-23 1986-10-23 直噴式デイ−ゼル機関の燃焼室 Pending JPS63105226A (ja)

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JP (1) JPS63105226A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4955338A (en) * 1988-06-16 1990-09-11 General Motors Corporation Engine and high turbulence piston therefor
JP2006299885A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Yanmar Co Ltd 直接噴霧式ディーゼル機関

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4955338A (en) * 1988-06-16 1990-09-11 General Motors Corporation Engine and high turbulence piston therefor
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