JPS63159616A - 直噴式デイ−ゼル機関の燃焼室 - Google Patents

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］ この発明はピストンの燃焼室に燃料を霧化して直接供給
し自発燃焼を図る直噴式ディーゼル機関の燃焼室に係り
、特にあらゆる使用負荷運転領域で燃焼室内に燃焼性能
を促進するスワール流及びスキッシュ流の生成を図った
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、排気未燃物の低減や燃焼性能を向上させるために
、第３図に示す内燃機関用ピストン（特開昭５０−７０
７１５号公報）の提案が提案されている。

この提案は同図に示されるように、ピストン頂部ａにキ
１！ピティｂを凹設し、このキャビティｂにピストンＣ
の軸芯方向下方に順次間口径が拡大されたりエンドラン
ト形の燃焼室ｄを区画するライナーｆを一体的に設けて
構成したものである。

［発明が解決しようととする問題点］ 上述のりエンドラント形の燃焼室は、燃焼室の開口上部
を絞ることにより、燃焼室内にスワール流及びスキッシ
ュ流を創生し、空気流動を促進することによる空気利用
率を上げて燃焼性能の向上を図ったものである。

しかし、スワール流とスキッシュ流との強度は、ピスト
ンの移動速度に応じて一義的に定められるものであるか
ら、機関の低速低負荷運転領域にあってはスキッシュ流
に対してスワール流の強度が弱くなる傾向を免れない。

そこで、この低速低負荷運転領域でスワール流の強度を
強める（スワール流はスワールボート（図示せず）によ
って作られる。）と、高速高負荷時に於てオーバースワ
ールを発生し、またこのときにスキッシユ流がスクール
流の影響を受けて減衰される問題が発生する。

したがって、上記提案の構成のみでは速度全域にマツチ
ングするスワール流、スキッシュ流を創生ずるのが困難
である問題点を残すことになる。

［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おり
、ピストン頂部に軸芯方向に沿って下方に間口が順次拡
大された燃焼室を形成し、該燃焼室の周側壁にスワール
に対して交差する方向の起立板を設けて直噴式ディーゼ
ル機関の燃焼室を構成するものである。

［作　用］ 燃焼室の周側壁に起立板を設けたから、この燃焼室の周
方向に旋回するスワール流と燃焼室内へ押し込まれその
周側壁に沿って上下方向に旋回するスキッシュ流との相
互干渉が防止される。また、スワール流の強度が高まる
高速高負荷時にあっては、起立板により、スワール流の
半径方向外方の部分が減衰されるから、この運転領域で
のオーバースワールが抑えられる。

したがって、速度全域でスワール流、スキッシュ流の強
度を良好に調節できることになり、燃焼性能を向上させ
ることができる。

［実施例］ 以下にこの発明の直噴式ディーゼル機関の燃焼室の好適
一実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図に示されるようにピストン１には、このピストン
頂部２に頂面３を基準面として軸芯方向に窪まされて燃
焼室４が形成されている。

この燃焼室４の同口径りは深さ方向に沿って順次拡大し
て形成されており、ピストン１の軸線を通る！ｌ！直断
面が概略台形状を成すように形成される。台形の斜辺と
なる部分の燃焼室４の周１１１ｕ４ａとピストン１頂面
３側の開口上部縁５を形成する部分は円弧面〇にて滑ら
かに接続され、また燃焼室４の周側壁４ａの底部側と燃
焼室４の底壁４ｂとは円弧状の曲面４Ｃによって滑らか
に接続されている。燃焼室４の底壁４ｂはこの実施例に
あっては周側壁４ａｌｌよりも軸芯側が僅かに窪ませら
れて形成され全体的に滑らかな円弧面を成すように形成
されている。

このように形成することによって燃焼室４の間口上部に
は、半径方向内方へ延出されたリップ部７が形成される
ことになる。また本実施例にあっての燃焼室４の横断面
は円形となるように形成されるが、この横断面が四角、
方角等の多角形状でも良く、その際にあって円周方向の
隅部は適当な曲率の曲面で滑らかに接続されるものとす
る。

さて、この発明の実施例では上記燃焼室の周側壁４ａに
円周方向に略等間隔をおいて４枚の起立板８ａ　、８ｂ
　、８０．８ｄがそれぞれ燃焼室４０半径方向に固着さ
れる。この実施例にあって各起立板８ａ・・・ｄは、上
記燃焼室４のリップ部７と曲面４Ｃとを接続し且つ、周
側壁４ａの軸方向に沿う部分に倣って固着される円弧状
部分９を有して形成される。ここで、燃焼室４に対して
起立板８ａ・・・ｄの半径方向の長さは、燃焼室４を旋
回するスワール流Ｓの強度に応じて適宜定められるが、
その長さは高速高負荷時に於て、オーバースワールを防
止できる長さに定める。

次に作用を説明する。

ピストン１が圧縮行程の終期位置まで動作されると、燃
焼室４内の各起立板８ａ・・・ｄが形成する窪み空間１
０内には、周側壁４ａに沿い上下方向に旋回するスキッ
シュ流Ｖが生成される。ここで、図示しないスワールボ
ートから燃焼室内に供給するスワール流の強度を、低速
低負荷時のスキッシュ流Ｖの強度に対して適正に定め、
且つそれらスキッシュ流ｖ１スワール流Ｓの強度を、こ
の運転領域で燃焼未燃物（スモーク等）の低減、出力性
能の向上を図り得る強度に定めると、負荷及び回転数の
増加に応じてスキッシュ流Ｖ、スワール流Ｓの強度は次
のように変化する。

スキッシュ流ｖ１スワール流Ｓは負荷及び回転数に応じ
て強度が強まるが、各起立板８ａ・・・ｄを設けたこと
によって、スワール流Ｓの半径方向外方の部分が起立板
８ａ・・・ｄによって減衰されるから、燃焼室４のオー
バースワールが抑えられる。

このとき起立板８ａ・・・ｄによってスワール流Ｓの半
径方向外方部分が確実に減衰されるから、窪み空間１０
内で生成されるスキッシュ流Ｖの強度はスワール流Ｓの
影響を受けて減衰されることがない。

したがって、速度全域にあってスワール流Ｓとスキッシ
ュ流Ｖとの相互干渉を防止できることになり、低速低負
荷時にあっても高速高負荷時にあっても良好な燃焼を行
なわせる空気流動を作ることができる。

尚、この実施例の説明で、起立板８ａ・・・ｄを固着す
る説明をしたが、中子等を用いて一体鋳造することも当
然可能であり、更に起立板８ａ・・・ｄを設けることは
、燃焼室の構成強度の増加及び表面積を増加させて着火
性能を高めることにも癲能する。

さらに、燃焼室４の起立板８ａ・・・ｄを起立板８ａ・
・・ｄとの間隔を短くして、上記窪み空間１０を濃い混
合気ゾーンとして活用できることは当然である。

ところで、上記燃焼室４内に臨ませて燃料噴射ノズル１
１が配設されるが、燃料噴射ノズルとしては燃焼室４の
円周方向に間隔をおいて霧化燃料を噴射するもの、先行
して微粒化された燃料噴霧を噴射した後遅れて主噴霧を
噴射するように構成したもの、軽負荷では上記微粒化さ
れた燃料噴霧を噴射し、軽負荷を越えると主噴霧も噴射
するように構成されたものがある。これら種々の燃料噴
射ノズルを設ける場合にあって噴霧方向は、上記のスキ
ッシュ流Ｖを交差する方向、あるいは対向する方向に向
けられる。その際に噴霧の貫徹力を充分に考慮し、燃焼
室内の混合気量を負荷に応じて生成できるように噴霧方
向が定められる。

［発明の効果］ 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ｍ１１！ｌの燃焼室によれば次のごとき浸
れた効果を発揮できる。　−燃焼室内に速度全域で相互
干渉がなく且つ適正強度のスワール流、スキッシュ流を
創生して空気利用率を大幅に高めることができるから、
スモーク等の燃焼未燃物の排出を減少し且つ出力性能を
大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適一実施例を示す縦断面図図、第
２図は第１図の平面図、第３図は従来の内燃機関用ピス
トン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、４は燃焼室、
４ａは周側壁、８ａ・・・ｄは起立板、１０は窪み空間
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 ７：ピストン ４ａ　：ｑり町り壁 第２図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ピストン頂部に軸芯方向に沿って下方に開口が
   順次拡大された燃焼室を形成し、該燃焼室の周側壁にス
   ワールに対して交差する方向の起立板を設けたことを特
   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、上記起立板を円周方向に間隔を
   おいて有し、該起立板が上記燃焼室の周方向に間隔をお
   いて窪み空間を構成する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）　上記燃焼室が、該燃焼室の軸芯方向に直交する
   横断面を円形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機関の燃焼室。
4. （４）　上記燃焼室が、該燃焼室の軸芯方向に直交する
   横断面を多角形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機関の燃焼室。